(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流を計測するとともに、上記制御対象系統を構成する複数の部分系統間を流れる無効電力潮流を計測する潮流計測手段と、上記潮流計測手段により計測された無効電力潮流と上記複数の部分系統及び隣接系統における母線の目標電圧値から上記制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の目標値及び複数の部分系統間を流れる無効電力潮流の目標値を決定する目標値決定手段と、上記潮流計測手段により計測された無効電力潮流の計測値と上記目標値決定手段により決定された無効電力潮流の目標値に基づいて上記複数の部分系統の無効電力要求値を演算する要求値演算手段と、上記要求値演算手段により演算された無効電力要求値に応じて制御対象機器を選定し、その制御対象機器を制御する制御手段とを備えた電力系統制御装置。
【請求項２】
要求値演算手段は、無効電力要求値を演算する際、複数の部分系統の電圧計測値と目標電圧値の偏差に制御定数を乗算し、その乗算結果を考慮して無効電力要求値を演算することを特徴とする請求項１記載の電力系統制御装置。
【請求項３】
電力系統の系統構成が変化すると、無効電力潮流の目標値及び目標電圧値または制御定数を変更する定数変更手段を設けたことを特徴とする請求項２記載の電力系統制御装置。
【請求項４】
電力系統の目標電圧値が変化すると、無効電力潮流の目標値または制御定数を変更する定数変更手段を設けたことを特徴とする請求項２記載の電力系統制御装置。
【請求項５】
電力系統の負荷予測を入力条件とする潮流計算を実行して、制御対象系統の電気量を予測するとともに、上記制御対象系統と隣接系統間の電気量を予測する系統予測手段と、上記系統予測手段により予測された電気量に基づいて制御機器の動作を予測する動作予測手段と、上記動作予測手段の予測結果から制御機器の動作スケジュールを設定するスケジュール設定手段とを備えた電力系統制御装置。
【請求項６】
制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流を計測する潮流計測手段と、上記潮流計測手段により計測された無効電力潮流と上記制御対象系統及び隣接系統における母線の目標電圧値から上記制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の目標値を決定する目標値決定手段と、上記潮流計測手段により計測された無効電力潮流の計測値と上記目標値決定手段により決定された無効電力潮流の目標値に基づいて上記制御対象系統の無効電力要求値を演算する要求値演算手段と、上記要求値演算手段により演算された無効電力要求値に応じて制御対象機器を選定し、その選定結果と動作予測手段の予測結果が一致しない場合、スケジュール設定手段により設定された動作スケジュールを変更するスケジュール変更手段とを備えたことを特徴とする請求項５記載の電力系統制御装置。
【請求項７】
制御対象系統における電気量の計測値から当該電気量の予測値を演算する電気量予測手段と、隣接系統における電気量の予測値と計測値を受信する通信手段と、上記通信手段により受信された予測値と計測値から上記隣接系統における制御機器の動作を予測するとともに、上記制御対象系統における電気量の予測値と計測値から上記制御対象系統における制御機器の動作を予測する動作予測手段と、上記動作予測手段の予測結果を考慮して上記制御対象系統における制御対象機器を選定し、その制御対象機器を制御する制御手段とを備えた電力系統制御装置。
【請求項８】
制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流を計測すると、その計測結果と上記制御対象系統及び隣接系統における母線の目標電圧値から上記制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の目標値を決定するとともに、その無効電力潮流の計測値と目標値に基づいて上記制御対象系統の無効電力要求値を演算し、その無効電力要求値に応じて制御対象機器を選定して制御する電力系統制御方法。
【請求項９】
制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流を計測するとともに、上記制御対象系統を構成する複数の部分系統間を流れる無効電力潮流を計測すると、その計測結果と上記複数の部分系統及び隣接系統における母線の目標電圧値から上記制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の目標値及び複数の部分系統間を流れる無効電力潮流の目標値を決定するとともに、各無効電力潮流の計測値と目標値に基づいて上記複数の部分系統の無効電力要求値を演算し、その無効電力要求値に応じて制御対象機器を選定して制御する電力系統制御方法。
【請求項１０】
電力系統の負荷予測を入力条件とする潮流計算を実行して、制御対象系統の電気量を予測するとともに、上記制御対象系統と隣接系統間の電気量を予測すると、その電気量の予測結果に基づいて制御機器の動作を予測し、その予測結果から制御機器の動作スケジュールを設定する電力系統制御方法。
【請求項１１】
制御対象系統における電気量の計測値から当該電気量の予測値を演算する一方、隣接系統における電気量の予測値と計測値を受信すると、上記隣接系統における電気量の予測値と計測値から上記隣接系統における制御機器の動作を予測するとともに、上記制御対象系統における電気量の予測値と計測値から上記制御対象系統における制御機器の動作を予測し、その予測結果を考慮して上記制御対象系統における制御対象機器を選定して制御する電力系統制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力系統の電圧及び無効電力を許容範囲内に収める電力系統制御装置及び電力系統制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電力系統制御方法は、昭和６２年電気学会全国大会講演論文集の第１２００頁〜第１２０１頁にも開示されているように、変電所の電圧と、バンクを通過する無効電力潮流を計測し、その計測値にしたがって当該変電所における調相設備（例えば、変圧器タップ、コンデンサ、リアクトル等）を制御するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電力系統制御方法は以上のように構成されているので、変電所における調相設備を制御することで電圧変動が抑制されるが、その調相設備の制御に伴う他の変電所の電圧変動が考慮されていないため、相互に隣接する変電所の電圧が不安定になるなどの課題があった。
【０００４】
なお、相互に隣接する変電所の電圧変動を抑制して、調相設備の制御動作が繰り返されるハンチングを防止するため、電力系統全体の情報を一括して収集し、電力系統全体の機器を制御する方法が電気学会論文誌Ｂ１１７巻８号第１１１５頁〜第１１２０頁に開示されているが、この方法の場合、取り扱うデータ量が膨大になるとともに、電力系統の同定を行う必要性から制御精度を高めることが難しく、また、制御時間間隔が長くなるなどの課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、局所的な情報を収集するだけで隣接系統との協調動作を実現し、制御対象系統の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる電力系統制御装置及び電力系統制御方法を得ることを目的とする。
【０００８】
この発明に係る電力系統制御装置は、潮流計測手段により計測された無効電力潮流の計測値と目標値決定手段により決定された無効電力潮流の目標値に基づいて複数の部分系統の無効電力要求値を演算するようにしたものである。
【０００９】
この発明に係る電力系統制御装置は、複数の部分系統の電圧計測値と目標電圧値の偏差に制御定数を乗算し、その乗算結果を考慮して無効電力要求値を演算するようにしたものである。
【００１０】
この発明に係る電力系統制御装置は、電力系統の系統構成が変化すると、無効電力潮流の目標値及び目標電圧値または制御定数を変更するようにしたものである。
【００１１】
この発明に係る電力系統制御装置は、電力系統の目標電圧値が変化すると、無効電力潮流の目標値または制御定数を変更するようにしたものである。
【００１２】
この発明に係る電力系統制御装置は、系統予測手段により予測された電気量に基づいて制御機器の動作を予測し、その予測結果から制御対象機器の動作スケジュールを設定するようにしたものである。
【００１３】
この発明に係る電力系統制御装置は、要求値演算手段により演算された無効電力要求値に応じて制御対象機器を選定し、その選定結果と動作予測手段の予測結果が一致しない場合、スケジュール設定手段により設定された動作スケジュールを変更するようにしたものである。
【００１４】
この発明に係る電力系統制御装置は、通信手段により受信された予測値と計測値から隣接系統における制御対象機器の動作を予測するとともに、制御対象系統における電気量の予測値と計測値から制御対象系統における制御機器の動作を予測し、その予測結果を考慮して制御対象系統における制御対象機器を選定するようにしたものである。
【００１５】
この発明に係る電力系統制御方法は、制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の計測値と、制御対象系統及び隣接系統における母線の目標電圧値から制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の目標値を決定するとともに、その無効電力潮流の計測値と目標値に基づいて制御対象系統の無効電力要求値を演算するようにしたものである。
【００１６】
この発明に係る電力系統制御方法は、制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の計測値と、複数の部分系統間を流れる無効電力潮流の計測値と、複数の部分系統及び隣接系統における母線の目標電圧値とから、制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の目標値及び複数の部分系統間を流れる無効電力潮流の目標値を決定するとともに、各無効電力潮流の計測値と目標値に基づいて複数の部分系統の無効電力要求値を演算するようにしたものである。
【００１７】
この発明に係る電力系統制御方法は、制御対象系統の電気量を予測するとともに、制御対象系統と隣接系統間の電気量を予測すると、その電気量の予測結果に基づいて制御機器の動作を予測し、その予測結果から制御機器の動作スケジュールを設定するようにしたものである。
【００１８】
この発明に係る電力系統制御方法は、隣接系統における電気量の予測値と計測値から隣接系統における制御機器の動作を予測するとともに、制御対象系統における電気量の予測値と計測値から制御対象系統における制御機器の動作を予測し、その予測結果を考慮して制御対象系統における制御対象機器を選定するようにしたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による電力系統制御装置を示す構成図であり、図２はこの発明の実施の形態１による電力系統制御装置が適用する電力系統を示す系統図である。図において、１は制御対象の電力系統（制御対象系統）、２は制御対象系統１に隣接する電力系統（隣接系統）、３は制御対象系統１と隣接系統２を接続する連系線、４は制御対象系統１と隣接系統２の境界点、５は制御対象系統１の母線、６は隣接系統２の母線である。
【００２０】
１１は隣接系統２から制御対象系統１に流入する母線５の有効電力潮流Ｐji及び無効電力潮流Ｑjiを計測する電力潮流計測部（潮流計測手段）、１２は電力潮流計測部１１により計測された有効電力潮流Ｐji及び無効電力潮流Ｑjiと、母線５，６の目標電圧値Ｖio，Ｖjoとから連系線３を流れる無効電力潮流の目標値Ｑ*Mjiを決定する目標無効電力値決定部（目標値決定手段）、１３は電力潮流計測部１１により計測された無効電力潮流の計測値Ｑjiと目標無効電力値決定部１２により決定された無効電力潮流の目標値Ｑ*Mjiに基づいて制御対象系統１の無効電力要求値ＱARi を演算する無効電力要求値演算部（要求値演算手段）、１４は無効電力要求値演算部１３により演算された無効電力要求値ＱARi に応じて制御対象機器を選定し、その制御対象機器を制御する制御機器指令部（制御手段）である。
なお、図３はこの発明の実施の形態１による電力系統制御方法を示すフローチャートである。
【００２１】
次に動作について説明する。
まず、電力潮流計測部１１が隣接系統２から制御対象系統１に流入する母線５の有効電力潮流Ｐjiと無効電力潮流Ｑjiを計測すると、目標無効電力値決定部１２は、母線５の有効電力潮流Ｐjiと無効電力潮流Ｑjiを入力するとともに、母線５の電圧計測値Ｖi 及び目標電圧値Ｖioと母線６の目標電圧値Ｖjoを入力する（ステップＳＴ１，ＳＴ２）。
【００２２】
そして、目標無効電力値決定部１２は、電力潮流計測部１１により計測された有効電力潮流Ｐji，無効電力潮流Ｑji，及び目標電圧値Ｖio，Ｖjoを下記の式（１）に代入して、連系線３を流れる無効電力潮流の目標値Ｑ*Mjiを演算する（ステップＳＴ３）。
【００２３】
【数１】
0003792428.tif 000002
【００２４】
なお、式（１）は制御対象系統１と隣接系統２の境界点４が連系線３の中点である場合、隣接系統２における母線６の電圧計測値Ｖj が予め設定された目標電圧値Ｖjoと一致し、かつ、連系線３を流れる有効電力潮流が計測値通りである場合に、制御対象系統１における母線５の電圧計測値Ｖi を予め設定された目標電圧値Ｖioと一致させるために必要な境界点４における無効電力潮流値を求める式である。
【００２５】
したがって、この実施の形態１では、制御対象系統１と隣接系統２の境界点４を連系線３の中点としているが、必ずしも中点に設定する必要はなく、また、電力潮流の計測点を制御対象系統１の母線５にしているが、必ずしも母線５に設定する必要はなく、これらの設定が上記の設定と異なる場合には式（１）を適宜変更すればよい。
【００２６】
無効電力要求値演算部１３は、目標無効電力値決定部１２が連系線３を流れる無効電力潮流の目標値Ｑ*Mjiを演算すると、電力潮流計測部１１により計測された有効電力潮流Ｐji，無効電力潮流Ｑjiと、母線５の電圧計測値Ｖi を下記の式（３）に代入して、連系線３を流れる無効電力潮流値ＱMji を計算した後、その無効電力潮流値ＱMji と、連系線３を流れる無効電力潮流の目標値Ｑ*Mjiと、母線５の電圧計測値Ｖi及び目標電圧値Ｖioとを下記の式（２）に代入して、制御対象系統１の無効電力要求値ＱARi を演算する（ステップＳＴ４）。
【００２７】
【数２】
0003792428.tif 000003
【００２８】
なお、式（２）の第１項は、隣接系統２における母線６の電圧計測値Ｖj が目標電圧値Ｖjoと一致した場合に、制御対象系統１における母線５の電圧計測値Ｖi を目標電圧値Ｖioに保つために必要な無効電力潮流に対する過不足分を示し、第２項は、母線５の電圧計測値Ｖｉ の目標電圧値Ｖioからの逸脱量に制御定数Ｋを乗じて、その逸脱量に対する無効電力の過不足分を示している。
したがって、第１項と第２項が加算される式（２）は制御対象系統１が分担するべき無効電力の過不足分を求める式となっている。
【００２９】
ここで、式（２）の第２項における制御定数Ｋは、当該電圧計測点における電圧変化に対する無効電力変化を設定した場合に、電圧逸脱量に対する無効電力の過不足分を求めることができるが、当該電圧計測点における短絡容量，隣接系統２との関係や電圧維持に対する重要度などを勘案して適宜設定する。
【００３０】
そして、制御機器指令部１４は、無効電力要求値演算部１３が無効電力要求値ＱARi を演算すると、その無効電力要求値ＱARi に応じて制御対象機器を選定し、その制御対象機器に対する動作指令を出力する（ステップＳＴ５〜ＳＴ８）。
【００３１】
例えば、制御対象系統１内にコンデンサとリアクトルが存在する場合、無効電力要求値ＱARi に近い容量の機器を選択して、その機器に対する投入指令または引外指令を実行し、制御対象系統１の電圧及び無効電力が一定の範囲内に収まるようにする。
【００３２】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、電力潮流計測部１１により計測された無効電力潮流の計測値と目標無効電力値決定部１２により決定された無効電力潮流の目標値に基づいて制御対象系統１の無効電力要求値を演算するように構成したので、局所的な情報を収集するだけで隣接系統２との協調動作が実現し、制御対象系統１の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果を奏する。
【００３３】
なお、この実施の形態１では、コンデンサやリアクトルを制御するものについて示したが、例えば、変圧器タップやパワエレ機器を用いた電圧制御機器、発電機の昇圧トランス、発電機の端子電圧制御装置など、電圧や無効電力の制御に用いることができるものであれば何れでもよく、また、その制御機器の選択方法も上記の例に依存するものではない。
【００３４】
また、制御対象系統１と隣接系統２の関係を示す例として図２を挙げたが、図５に示すように隣接系統が複数あってもよい。この場合、例えば、図４に示すように、電力潮流計測部１１を複数個設置して、目標無効電力値決定部１２に電力潮流計測部１１の計測結果である電力潮流を入力として与え、式（１）の代わりに、例えば、下記に示す式（４）を使用して、無効電力潮流の目標値Ｑ*Mniを演算してもよい。図５において、２ａ，２ｂは隣接系統、３ａ，３ｂは連系線、４ａ，４ｂは境界点、６ａは隣接系統２ａの母線、６ｂは隣接系統２ｂの母線である。
【００３５】
【数３】
0003792428.tif 000004
【００３６】
また、制御対象系統１の電圧監視母線が図６のように複数あってもよい。ただし、５ａ，５ｂは制御対象系統１の母線である。
また、図７及び図８は制御対象系統１の接続形態を示す模式図であり、制御対象系統１の接続形態は図７に示すような串状系統でも、図８に示すようなループ状、あるいはメッシュ状の系統など任意の形態でよい。
さらに、図９及び図１０は制御対象系統１と隣接系統２の接続形態を示す模式図であり、制御対象系統１が他の系統と接続する場合に、図９に示すような放射状でも、図１０に示すようなループ状あるいはメッシュ状の系統など任意の形態でよい。
【００３７】
実施の形態２．
図１１はこの発明の実施の形態２による電力系統制御装置を示す構成図であり、図１２はこの発明の実施の形態２による電力系統制御装置が適用する電力系統を示す系統図である。図において、図１及び図６と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
１ａ，１ｂは制御対象系統１を構成する部分系統、３ｃは部分系統１ａと部分系統１ｂを接続する連系線、４ｃは部分系統１ａと部分系統１ｂの境界点である。
【００３８】
２１は連系線３ｃを流れる有効電力潮流Ｐi21 （またはＰi12 ）及び無効電力潮流Ｑi21 （またはＱi12 ）を計測する部分系統間電力潮流計測部（潮流計測手段）、２２は電力潮流計測部１１により計測された有効電力潮流Ｐji及び無効電力潮流Ｑjiと、部分系統間電力潮流計測部２１により計測された有効電力潮流Ｐi21 （またはＰi12 ）及び無効電力潮流Ｑi21 （またはＱi12 ）と、母線５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂの目標電圧値Ｖi1o ，Ｖi2o ，Ｖko，Ｖjoとから連系線３ａ，３ｂ，３ｃを流れる無効電力潮流の目標値Ｑ*Mji等を決定する目標無効電力値決定部（目標値決定手段）である。
【００３９】
２３は電力潮流計測部１１により計測された無効電力潮流の計測値Ｑji、部分系統間電力潮流計測部２１により計測された無効電力潮流Ｑi21 （またはＱi12 ）、及び目標無効電力値決定部２２により決定された無効電力潮流の目標値Ｑ*Mji等に基づいて部分系統１ａ，１ｂの無効電力要求値ＱARi を演算する無効電力要求値演算部（要求値演算手段）、２４は無効電力要求値演算部２３により演算された無効電力要求値ＱARi に応じて制御対象機器を選定し、その制御対象機器を制御する制御機器指令部（制御手段）である。
なお、図１３はこの発明の実施の形態２による電力系統制御方法を示すフローチャートである。
【００４０】
次に動作について説明する。
まず、電力潮流計測部１１が隣接系統２ａから部分系統１ａに流入する母線５ａの有効電力潮流Ｐki及び無効電力潮流Ｑkiを計測するとともに、隣接系統２ｂから部分系統１ｂに流入する母線５ｂの有効電力潮流Ｐji及び無効電力潮流Ｑjiを計測すると、目標無効電力値決定部２２は、母線５ａの有効電力潮流Ｐki及び無効電力潮流Ｑkiと、母線５ｂの有効電力潮流Ｐji及び無効電力潮流Ｑjiとを入力するとともに、母線５ａ，５ｂの電圧計測値Ｖi1，Ｖi2及び目標電圧値Ｖi1o ，Ｖi2o と母線６ａ，６ｂの目標電圧値Ｖko，Ｖjoを入力する（ステップＳＴ１１，ＳＴ１２）。
【００４１】
そして、目標無効電力値決定部２２は、電力潮流計測部１１により計測された有効電力潮流Ｐki，Ｐji、無効電力潮流Ｑki，Ｑjiと、部分系統間電力潮流計測部２１により計測された有効電力潮流Ｐi21 （またはＰi12 ），無効電力潮流Ｑi21 （またはＱi12 ）と、母線５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂの目標電圧値Ｖi1o ，Ｖi2o ，Ｖko，Ｖjoとから連系線３ａ，３ｂ，３ｃを流れる無効電力潮流の目標値Ｑ*Mki，Ｑ*Mji，Ｑ*Mi をそれぞれ演算する（ステップＳＴ１３）。
【００４２】
ここで、無効電力潮流の目標値は、上述した式（１）に代入して演算する場合、式（１）における制御対象系統を当該部分系統に置換するとともに、式（１）における隣接系統を当該部分系統に隣接する部分系統（部分系統１ａが当該部分系統であれば部分系統１ｂ、部分系統１ｂが当該部分系統であれば部分系統１ａ）及び隣接系統（部分系統１ａが当該部分系統であれば隣接系統２ａ、部分系統１ｂが当該部分系統であれば隣接系統２ｂ）に置換すればよい。
なお、式（１）は、境界点４ａ，４ｂ，４ｃがそれぞれ連系線３ａ，３ｂ，３ｃの中点にある場合に適用されるが、これに限るものではなく、境界点４ａ，４ｂ，４ｃの設定に応じて適宜式（１）を修正すればよい。
【００４３】
そして、無効電力要求値演算部２３は、目標無効電力値決定部２２が連系線３ａ，３ｂ，３ｃを流れる無効電力潮流の目標値Ｑ*Mki，Ｑ*Mji，Ｑ*Mi をそれぞれ演算すると、これらの目標値と、連系線３ａ，３ｂ，３ｃを流れる無効電力潮流値と、母線５ａ，５ｂの電圧計測値Ｖi1，Ｖi2と、母線５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂの目標電圧値Ｖi1o ，Ｖi2o ，Ｖko，Ｖjoとから、部分系統１ａ，１ｂの無効電力要求値ＱARi をそれぞれ演算する（ステップＳＴ１４）。
【００４４】
ここで、部分系統１ａ，１ｂの無効電力要求値ＱARi は、上述した式（２）に代入して演算する場合、式（２）における制御対象系統を当該部分系統に置換するとともに、式（２）における隣接系統を当該部分系統に隣接する部分系統（部分系統１ａが当該部分系統であれば部分系統１ｂ、部分系統１ｂが当該部分系統であれば部分系統１ａ）及び隣接系統（部分系統１ａが当該部分系統であれば隣接系統２ａ、部分系統１ｂが当該部分系統であれば隣接系統２ｂ）に置換すればよい。
【００４５】
そして、制御機器指令部２４は、無効電力要求値演算部２３が部分系統１ａ，１ｂの無効電力要求値ＱARi を演算すると、上記実施の形態１と同様にして、各無効電力要求値ＱARi に応じて部分系統１ａ，１ｂの制御対象機器をそれぞれ選定し、その制御対象機器に対する動作指令を出力する（ステップＳＴ１５〜ＳＴ１８）。
【００４６】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、各電力潮流計測部１１，２１により計測された無効電力潮流の計測値と目標無効電力値決定部２２により決定された無効電力潮流の目標値に基づいて部分系統１ａ，１ｂの無効電力要求値を演算するように構成したので、複数の隣接系統が存在する場合でも、局所的な情報を収集するだけで隣接系統２ａ，２ｂとの協調動作が実現し、制御対象系統１の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果を奏する。
【００４７】
なお、上記実施の形態２では、制御対象系統１を２個の部分系統に分割するものについて示したが、これに限るものではなく、３個以上の部分系統に分割するようにしてもよい。また、部分系統の電圧階級は特に制限を受けることはない。さらに、制御対象系統１の分割形態としては、図１４に示すように串状であってもよいし、図１５に示すようにループ状であってもよい。ただし、１ｃ〜１ｅは部分系統、２ｃは隣接系統である。
【００４８】
また、無効電力要求値演算部２３及び制御機器指令部２４は、各部分系統毎に独立して設置してもよいし、１または複数の部分系統をまとめて設置してもよく、各部の設置箇所は特に問われない。さらに、これらを１台の計算機で実現してもよいし、部分系統毎に複数台の計算機が並列処理してもよい。
【００４９】
実施の形態３．
図１６はこの発明の実施の形態３による電力系統制御装置を示す構成図であり、図において、図４と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
３１は電力系統の系統構成を監視する系統構成観測部（定数変更手段）、３２は系統構成観測部３１が系統構成の変化を検知すると、無効電力要求値演算部１３が演算に使用する制御定数Ｋ等を変更する制御定数変更部（定数変更手段）である。
【００５０】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１，２では、無効電力要求値演算部１３，２３が無効電力要求値を演算する際、固定の制御定数Ｋを使用して演算するものについて示したが、系統構成の変化に応じて無効電力潮流の目標値Ｑ*Mji及び目標電圧値Ｖio、または、制御定数Ｋを変更するようにしてもよい（無効電力潮流の目標値Ｑ*Mji及び目標電圧値Ｖioと制御定数Ｋの両方を変更してもよい）。
【００５１】
即ち、系統構成観測部３１が系統構成の変化を常時監視し、系統構成観測部３１が系統構成の変化（例えば、系統切替、発電機投入、解列等）を検知すると、制御定数変更部３２が系統構成の変化に応じて制御定数Ｋ等を変更する。
これにより、電力系統の系統構成が変化しても、電圧変動や無効電力変動を確実に抑制することができる効果を奏する。
【００５２】
実施の形態４．
図１７はこの発明の実施の形態４による電力系統制御装置を示す構成図であり、図において、図４と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
３３は電力系統の目標電圧値を設定する目標電圧設定部（定数変更手段）、３４は目標電圧設定部３３が目標電圧値の設定値を変更すると、無効電力要求値演算部１３が演算に使用する無効電力潮流の目標値Ｑ*Mjiまたは制御定数Ｋを変更する制御定数変更部（定数変更手段）である。
【００５３】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１，２では、無効電力要求値演算部１３，２３が無効電力要求値を演算する際、固定の制御定数Ｋを使用して演算するものについて示したが、目標電圧値の変化に応じて無効電力潮流の目標値Ｑ*Mjiまたは制御定数Ｋを変更するようにしてもよい。無効電力潮流の目標値Ｑ*Mjiと制御定数Ｋの両方を変更してもよい。
【００５４】
具体的には、例えば、時刻，季節や曜日の違いにより、電力系統の負荷が軽くなる場合に、目標電圧設定部３３が電圧を低めに誘導するため、目標電圧値を通常より低く設定する場合があるが、このような場合、制御定数変更部３４が目標電圧値の設定値に応じて無効電力潮流の目標値Ｑ*Mjiまたは制御定数Ｋを変更する。
これにより、電力系統の運用状況が変化しても、電圧変動や無効電力変動を確実に抑制することができる効果を奏する。
【００５５】
なお、目標電圧値は運用者が手動で設定してもよいし、予め決められた電圧運用スケジュールにしたがって設定してもよいし、電圧や潮流などの電気量の計測値や安定化装置の指令値等を入力して設定してもよい。
【００５６】
実施の形態５．
図１８はこの発明の実施の形態５による電力系統制御装置を示す構成図であり、図において、４１は電力系統の負荷予測を入力条件とする潮流計算を実行して、制御対象系統１の電気量を予測するとともに、制御対象系統１と隣接系統２間の電気量を予測する系統予測部（系統予測手段）、４２は系統予測部４１により予測された電気量に基づいて制御機器の動作を予測する機器指令予測演算部（動作予測手段）、４３は機器指令予測演算部４２の予測結果から制御機器の動作スケジュールを設定するスケジュール設定部（スケジュール設定手段）である。
【００５７】
次に動作について説明する。
まず、系統予測部４１は、電力系統の負荷予測（例えば、電力会社が所有する負荷実績から求められた負荷変動の予測値）を入力すると、その負荷予測から発電機の発電量を求めて潮流計算を実行することにより、制御対象系統１の電気量（例えば、母線電圧や送電線潮流）と、制御対象系統１と隣接系統２間の電気量（例えば、連系線潮流）を予測する。
【００５８】
そして、機器指令予測演算部４２は、系統予測部４１が制御対象系統１の電気量と、制御対象系統１と隣接系統２間の電気量を予測すると、これらの電気量に基づいて制御対象系統１における制御機器の動作を予測する。
なお、機器指令予測演算部４２は、例えば、図１の目標無効電力値決定部１２と、無効電力要求値演算部１３とから構成されている。
【００５９】
そして、スケジュール設定部４３は、機器指令予測演算部４２が予測結果を出力すると、その予測結果には、制御機器の識別コード、制御機器の動作時刻、動作内容等が記録されているので、その予測結果から制御対象系統１における制御機器の動作スケジュールを設定する。
【００６０】
これにより、制御対象系統１における制御機器は、動作スケジュールの設定内容にしたがって動作するので、電力系統の電圧変動や無効電力変動を抑制することができる効果を奏する。
【００６１】
実施の形態６．
図１９はこの発明の実施の形態６による電力系統制御装置を示す構成図であり、図において、図４と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
４４は制御機器指令部１４による制御対象機器の選定結果と図１８の機器指令予測演算部４２による制御機器の動作予測が一致しない場合、スケジュール設定部４３により設定された動作スケジュールを変更するスケジュール変更部（スケジュール変更手段）である。
【００６２】
次に動作について説明する。
上記実施の形態５と同様に、機器指令予測演算部４２が制御機器の動作を予測して、スケジュール設定部４３が制御機器の動作スケジュールを設定すると、スケジュール変更部４４は、制御機器指令部１４による制御対象機器の選定結果と、機器指令予測演算部４２の予測結果を比較する。
【００６３】
そして、スケジュール変更部４４は、制御機器指令部１４による制御対象機器の選定結果と、機器指令予測演算部４２の予測結果が一致する場合には、動作スケジュールを変更することはないが、一致しない場合には、動作スケジュールを変更する（制御機器の動作時刻または動作量の少なくとも一方を変更する）。
【００６４】
これにより、制御対象系統１における制御機器は、修正後の動作スケジュールの設定内容にしたがって動作するので、電力系統の電圧変動や無効電力変動を確実に抑制することができる効果を奏する。
【００６５】
実施の形態７．
図２０はこの発明の実施の形態７による電力系統制御装置を示す構成図であり、図において、５１は制御対象系統、５２は制御対象系統５１に隣接する隣接系統、５３は制御対象系統５１の電圧監視点における電気量を計測してメモリに蓄積する電気量計測蓄積部、５４は電気量計測蓄積部５３のメモリに蓄積された電気量の計測値から電圧監視点における電気量の予測値を演算する電気量予測値演算部（電気量予測手段）、５５は他系統の電気量予測値演算部５４により演算された予測値と計測値を、通信回線を介して受信する情報通信部（通信手段）である。
【００６６】
５６は情報通信部５５により受信された予測値と計測値から他系統における制御機器の動作を予測するとともに、自系統における電気量の予測値と計測値から自系統における制御機器の動作を予測する制御機器動作予測部（動作予測手段）、５７は制御機器動作予測部５６の予測結果を考慮して自系統における制御対象機器を選定し、その制御対象機器を制御する制御機器指令部（制御手段）である。
なお、図２１はこの発明の実施の形態７による電力系統制御方法を示すフローチャートである。
【００６７】
次に動作について説明する。
まず、電気量計測蓄積部５３が制御対象系統５１の電圧監視点における電気量を計測してメモリに蓄積すると（ステップＳＴ２１）、制御対象系統５１の電気量予測値演算部５４は、電気量計測蓄積部５３のメモリに蓄積された電気量の計測値から電圧監視点における電気量の予測値を演算する（ステップＳＴ２２）。例えば、電圧監視点の電気量（時刻ｔにおける電圧の計測値Ｖ（ｔ）、時刻ｔにおける無効電力潮流の計測値Ｑ（ｔ））を、ＡＲＭＡモデルを使用する下記の式（５）に代入して、電気量の予測値Ｖpredict を演算する。
【００６８】
【数４】
0003792428.tif 000005
【００６９】
そして、制御対象系統５１の制御機器動作予測部５６は、電気量予測値演算部５４が電気量の予測値を演算すると、その電気量の予測値と電気量計測蓄積部５３のメモリに蓄積された電気量の計測値から制御対象系統５１における制御機器の動作を予測する（ステップＳＴ２３）。
即ち、電気量の予測値と計測値から、動作が予測される制御機器の種別，動作量及び動作時刻を予測する。
【００７０】
また、制御対象系統５１の制御機器動作予測部５６は、制御対象系統５１の情報通信部５５が隣接系統５２における電気量の予測値と計測値を受信すると（ステップＳＴ２４）、同様にして、隣接系統５２における制御機器の動作を予測する（ステップＳＴ２５）。
【００７１】
そして、制御対象系統５１の制御機器指令部５７は、制御機器動作予測部５６が隣接系統５２における制御機器の動作を予測すると、その制御機器の動作に伴う制御対象系統５１の電圧監視点における影響度を演算する（ステップＳＴ２６）。例えば、その予測値を所定の変換関数に代入することにより影響度を求める。
【００７２】
また、制御対象系統５１の制御機器指令部５７は、制御機器動作予測部５６が制御対象系統５１における制御機器の動作を予測すると、同様にして、その制御機器の動作に伴う隣接系統５２の電圧監視点における影響度を演算する（ステップＳＴ２７）。
【００７３】
そして、制御対象系統５１の制御機器指令部５７は、制御対象系統５１の電圧監視点における影響度と隣接系統５２の電圧監視点における影響度を演算すると、双方の影響度と制御対象系統５１の電圧監視点における電気量の予測値から、制御対象系統５１における制御対象機器を選定し、その制御対象機器に対する動作指令を出力する（ステップＳＴ２８，ＳＴ２９）。
例えば、隣接系統の影響度の総和が＋５０ＭＶＡで、電気量の予測値が＋８０ＭＶＡであれば、制御対象系統５１の無効電力が＋３０ＭＶＡだけ増加するように制御対象機器を選定する。
【００７４】
以上で明らかなように、この実施の形態７によれば、隣接系統５２における電気量の予測値と計測値から隣接系統５２における制御機器の動作を予測するとともに、制御対象系統５１における電気量の予測値と計測値から制御対象系統５１における制御機器の動作を予測し、その予測結果を考慮して制御対象系統５１における制御対象機器を選定するように構成したので、局所的な情報を収集するだけで隣接系統５２との協調動作が実現し、制御対象系統５１の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果を奏する。
【００７５】
【発明の効果】
以上のように、潮流計測手段により計測された無効電力潮流の計測値と目標値決定手段により決定された無効電力潮流の目標値に基づいて複数の部分系統の無効電力要求値を演算するように構成したので、複数の隣接系統が存在する場合でも、局所的な情報を収集するだけで隣接系統との協調動作が実現し、制御対象系統の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果がある。
【００７８】
この発明によれば、複数の部分系統の電圧計測値と目標電圧値の偏差に制御定数を乗算し、その乗算結果を考慮して無効電力要求値を演算するように構成したので、確実に制御対象系統の電圧変動を抑制することができる効果がある。
【００７９】
この発明によれば、電力系統の系統構成が変化すると、無効電力潮流の目標値及び目標電圧値または制御定数を変更するように構成したので、電力系統の系統構成が変化しても、電圧変動や無効電力変動を確実に抑制することができる効果がある。
【００８０】
この発明によれば、電力系統の目標電圧値が変化すると、無効電力潮流の目標値または制御定数を変更するように構成したので、電力系統の運用状況が変化しても、電圧変動や無効電力変動を確実に抑制することができる効果がある。
【００８１】
この発明によれば、系統予測手段により予測された電気量に基づいて制御機器の動作を予測し、その予測結果から制御機器の動作スケジュールを設定するように構成したので、制御対象系統の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果がある。
【００８２】
この発明によれば、要求値演算手段により演算された無効電力要求値に応じて制御対象機器を選定し、その選定結果と動作予測手段の予測結果が一致しない場合、スケジュール設定手段により設定された動作スケジュールを変更するように構成したので、更に確実に制御対象系統の電圧変動や無効電力変動を抑制することができる効果がある。
【００８３】
この発明によれば、通信手段により受信された予測値と計測値から隣接系統における制御機器の動作を予測するとともに、制御対象系統における電気量の予測値と計測値から制御対象系統における制御機器の動作を予測し、その予測結果を考慮して制御対象系統における制御対象機器を選定するように構成したので、局所的な情報を収集するだけで隣接系統との協調動作が実現し、制御対象系統の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果がある。
【００８４】
この発明によれば、制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の計測値と、制御対象系統及び隣接系統における母線の目標電圧値から制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の目標値を決定するとともに、その無効電力潮流の計測値と目標値に基づいて制御対象系統の無効電力要求値を演算するように構成したので、局所的な情報を収集するだけで隣接系統との協調動作が実現し、制御対象系統の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果がある。
【００８５】
この発明によれば、制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の計測値と、複数の部分系統間を流れる無効電力潮流の計測値と、複数の部分系統及び隣接系統における母線の目標電圧値とから、制御対象系統と隣接系統間を流れる無効電力潮流の目標値及び複数の部分系統間を流れる無効電力潮流の目標値を決定するとともに、各無効電力潮流の計測値と目標値に基づいて複数の部分系統の無効電力要求値を演算するように構成したので、複数の隣接系統が存在する場合でも、局所的な情報を収集するだけで隣接系統との協調動作が実現し、制御対象系統の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果がある。
【００８６】
この発明によれば、制御対象系統の電気量を予測するとともに、制御対象系統と隣接系統間の電気量を予測すると、その電気量の予測結果に基づいて制御機器の動作を予測し、その予測結果から制御機器の動作スケジュールを設定するように構成したので、制御対象系統の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果がある。
【００８７】
この発明によれば、隣接系統における電気量の予測値と計測値から隣接系統における制御機器の動作を予測するとともに、制御対象系統における電気量の予測値と計測値から制御対象系統における制御機器の動作を予測し、その予測結果を考慮して制御対象系統における制御対象機器を選定するように構成したので、局所的な情報を収集するだけで隣接系統との協調動作が実現し、制御対象系統の電圧変動や無効電力変動を速やかに抑制することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による電力系統制御装置を示す構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による電力系統制御装置が適用する電力系統を示す系統図である。
【図３】  この発明の実施の形態１による電力系統制御方法を示すフローチャートである。
【図４】  この発明の実施の形態１による他の電力系統制御装置を示す構成図である。
【図５】  この発明の実施の形態１による他の電力系統制御装置が適用する電力系統を示す系統図である。
【図６】  この発明の実施の形態１による他の電力系統制御装置が適用する電力系統を示す系統図である。
【図７】  制御対象系統の接続形態を示す模式図である。
【図８】  制御対象系統の接続形態を示す模式図である。
【図９】  制御対象系統と隣接系統の接続形態を示す模式図である。
【図１０】  制御対象系統と隣接系統の接続形態を示す模式図である。
【図１１】  この発明の実施の形態２による電力系統制御装置を示す構成図である。
【図１２】  この発明の実施の形態２による電力系統制御装置が適用する電力系統を示す系統図である。
【図１３】  この発明の実施の形態２による電力系統制御方法を示すフローチャートである。
【図１４】  制御対象系統の分割形態を示す模式図である。
【図１５】  制御対象系統の分割形態を示す模式図である。
【図１６】  この発明の実施の形態３による電力系統制御装置を示す構成図である。
【図１７】  この発明の実施の形態４による電力系統制御装置を示す構成図である。
【図１８】  この発明の実施の形態５による電力系統制御装置を示す構成図である。
【図１９】  この発明の実施の形態６による電力系統制御装置を示す構成図である。
【図２０】  この発明の実施の形態７による電力系統制御装置を示す構成図である。
【図２１】  この発明の実施の形態７による電力系統制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１，５１  制御対象系統、１ａ，１ｂ  部分系統、２，５２  隣接系統、１１電力潮流計測部（潮流計測手段）、１２，２２  目標無効電力値決定部（目標値決定手段）、１３，２３  無効電力要求値演算部（要求値演算手段）、１４，２４，５７  制御機器指令部（制御手段）、２１  部分系統間電力潮流計測部（潮流計測手段）、３１  系統構成観測部（定数変更手段）、３２，３４  制御定数変更部（定数変更手段）、３３  目標電圧設定部（定数変更手段）、４１  系統予測部（系統予測手段）、４２  機器指令予測演算部（動作予測手段）、４３スケジュール設定部（スケジュール設定手段）、４４  スケジュール変更部（スケジュール変更手段）、５４  電気量予測値演算部（電気量予測手段）、５５情報通信部（通信手段）、５６  制御機器動作予測部（動作予測手段）。
【図１】
0003792428.tif 000006
【図２】
0003792428.tif 000007
【図３】
0003792428.tif 000008
【図４】
0003792428.tif 000009
【図５】
0003792428.tif 000010
【図６】
0003792428.tif 000011
【図７】
0003792428.tif 000012
【図８】
0003792428.tif 000013
【図９】
0003792428.tif 000014
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003792428.tif 000018
【図１４】
0003792428.tif 000019
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0003792428.tif 000023
【図１９】
0003792428.tif 000024
【図２０】
0003792428.tif 000025
【図２１】
0003792428.tif 000026