JP2018057096A - Power system characteristic estimating device and method, and power system managing apparatus - Google Patents

Power system characteristic estimating device and method, and power system managing apparatus Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power system characteristic estimating device and method and a power system managing apparatus, in which parameters of a voltage drop expression for a feeding side and a load point can be estimated with precision.SOLUTION: A power system characteristic estimating device comprises: input means for inputting a signal related to a power system; calculation means for calculating, as a solution, an unknown number included in a calculation expression related to the power system by substituting the signal inputted to the input means into the calculation expression; determination means for determining the presence of the solution of the calculation expression from the signal inputted to the input means; and output means for outputting the solution calculated by the calculation means and the determination result by the determination means.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電力系統の状態を推定する電力系統の特性推定装置、及び方法、並びに電力系統管理装置に関する。   The present invention relates to a power system characteristic estimation apparatus and method for estimating a state of a power system, and a power system management apparatus.

電力系統は、電力の安定供給のために多くの機器と制御方法を組み合わせて構築されている大規模システムである。電力系統の状態は、電圧、電流、電力、周波数等の物理量で表記することができて、これらの状態は、系統構成に沿って面的な広がりを持ち、また時間的な変化を伴う。また電力系統に連系する発電と負荷によって系統状態は大きく変化するので、定常状態を維持するように様々な制御機器と制御手法が利用されている。   The power system is a large-scale system constructed by combining many devices and control methods for stable power supply. The state of the power system can be expressed by physical quantities such as voltage, current, power, frequency, etc., and these states have a surface spread along the system configuration and are accompanied by changes over time. In addition, since the system state changes greatly depending on the power generation and load connected to the power system, various control devices and control methods are used to maintain the steady state.

電力系統を定常状態から逸脱させる多くの要因があるが、従来にはなかった、近年になって電力系統に起きている変化として、再生可能エネルギーの導入がある。例えば太陽光発電、風力発電は、従来の発電機に比べて分散的に系統連系されて、発電量が気象状況に影響されることが特徴である。そして、発電した電力を電力系統に流入することによって、潮流反転(逆潮流)の発生、電圧変動、などの系統状態の変化が起きる。   There are many factors that cause the electric power system to deviate from the steady state. However, as a change that has occurred in the electric power system in recent years, there has been the introduction of renewable energy. For example, solar power generation and wind power generation are characterized in that the power generation amount is affected by weather conditions by being interconnected in a distributed manner compared to conventional generators. Then, when the generated electric power flows into the power system, changes in the system state such as occurrence of power flow inversion (reverse power flow) and voltage fluctuation occur.

例えば再生可能エネルギーの発電量の変動が、電圧変動が連系する線路の電圧を変動させて、電圧の上下限を逸脱することがある。電圧調整機器を設置して電圧適正化するには、電力系統の状態ならびに特性を正しくは把握することが必要になる。ここで電力系統の状態とは、電圧、電流等の電力系統に起きている現象の物理量であり、また特性とは線路インピーダンス等の電力系統の機器構成に付随する数値、パラメータ等を指すものとするが、本発明では両者を区別することなく使う場合がある。   For example, fluctuations in the amount of power generated by renewable energy may cause the voltage of a line connected to voltage fluctuations to fluctuate, and deviate from the upper and lower limits of the voltage. In order to optimize the voltage by installing the voltage regulator, it is necessary to correctly grasp the state and characteristics of the power system. Here, the state of the power system is a physical quantity of a phenomenon occurring in the power system such as voltage and current, and the characteristic indicates a numerical value, a parameter, etc. associated with the power system equipment configuration such as a line impedance. However, in the present invention, the two may be used without distinction.

電力系統には、非連続な状態変化として、機器の制御、系統構成の切り替え、発電機のオンオフ等の能動的な非連続性状態変化がある一方で、受動的な非連続な状態変化として事故の発生がある。電力供給に支障をもたらす事故が発生することがある。事故時の停電範囲の縮小、復旧時間の短縮は、供給信頼度を高めるために必須の要請となっている。   In the power system, there are active discontinuous state changes such as device control, system configuration switching, and generator on / off as discontinuous state changes, while accidents occur as passive discontinuous state changes. Occurs. Accidents that interfere with power supply may occur. Reduction of the power outage range at the time of an accident and shortening of the recovery time are indispensable requests for improving supply reliability.

ところで近年の情報通信技術の進展により、高速にデータ伝送することが可能になってきている。そこで電力系統にセンサを設置して、電力系統のセンサ計測信号を活用する技術が普及している。例えば、センサ開閉器、PMU(Phasor Measurement Unit)などは、電圧・電流・位相等の状態値を高頻度にサンプリングして、電力線搬送技術、光ケーブル等の伝送手段を使って親局のサーバに伝送する。そして、電力潮流等の物理量のほか、系統に起きる事故の検出、事故原因の推定、事故点標定(事故の発生した箇所の推定)などの電力系統の状態ならびに特性を解析する技術が提案されている。   By the way, with recent progress of information communication technology, it has become possible to transmit data at high speed. Therefore, a technique is widely used in which sensors are installed in the power system and sensor measurement signals of the power system are utilized. For example, sensor switches, PMUs (Phaser Measurement Units), etc., frequently sample state values such as voltage, current, and phase, and transmit them to the server at the master station using transmission methods such as power line carrier technology and optical cables. To do. In addition to physical quantities such as power flow, technologies have been proposed to analyze the state and characteristics of the power system, such as detecting accidents that occur in the system, estimating the cause of the accident, and locating the accident (estimating the location where the accident occurred). Yes.

しかしセンサ開閉器、PMUの設置箇所ならびに採取できる信号種別は限られているため、任意の箇所の任意の状態が計測できるわけではない。そこで、取得出来る計測信号から、適宜な個所の系統状態ならびに特性を推定する手法が提案されている。   However, since the sensor switch and PMU installation locations and the types of signals that can be collected are limited, it is not possible to measure any state at any location. In view of this, a method has been proposed for estimating the system state and characteristics at appropriate locations from the measurement signals that can be acquired.

これらの点に関する先行技術として、特許文献1は、「電力系統インピーダンス推定するため、負荷に電力を供給する既存の電力系統との連系点に有効電力及び無効電力を出力し、前記有効電力及び無効電力を意図的に変動させた時の前記連系点の電圧及び前記有効電力及び無効電力を時系列的に順次検出し、前記連系点電圧の電圧変動、前記負荷が消費する負荷電力、前記既存の電力系統の電力系統インピーダンス(R+jX)からなる関係式に時系列的な複数時刻について検出された前記連系点電圧の電圧変動、有効電力及び無効電力を各々代入して得られた連立方程式を解くことにより前記電力系統インピーダンス(R+jX)を推定する」という構成を開示している。   As prior arts related to these points, Patent Document 1 states that “in order to estimate power system impedance, active power and reactive power are output to a connection point with an existing power system that supplies power to a load. The voltage of the interconnection point when the reactive power is intentionally changed and the active power and reactive power are sequentially detected in time series, the voltage fluctuation of the interconnection point voltage, the load power consumed by the load, Couplings obtained by substituting voltage variation, active power and reactive power of the interconnection point voltage detected for a plurality of time-series into a relational expression consisting of power system impedance (R + jX) of the existing power system The configuration of “estimating the power system impedance (R + jX) by solving an equation” is disclosed.

特許文献2は、「センサの電圧計測データとSVR出力電圧Vsvr、SVR通過有効電力Psvr、無効電力Qsvrに相当する計測データを基に、まず、分析対象期間内で配電系統の分析対象ノードの電圧上下限値範囲内となるような電圧自動調整器の出力電圧理想値Vsを求め、次に、この理想値Vsと配電系統の電気量の計測値との相関を重回帰分析することによって、電圧自動調整器の整定パラメータを決定する」という構成を開示している。   Patent Document 2 states that “based on measurement data corresponding to sensor voltage measurement data, SVR output voltage Vsvr, SVR passing active power Psvr, and reactive power Qsvr, first, the voltage of the analysis target node of the distribution system within the analysis target period. By calculating the ideal output voltage Vs of the automatic voltage regulator that falls within the upper and lower limit value range, and then performing a multiple regression analysis on the correlation between this ideal value Vs and the measured value of the electrical quantity of the distribution system, The configuration of “determining the setting parameter of the automatic adjuster” is disclosed.

特開2006−230050号公報JP 2006-230050 A 特開2010−220283号公報JP 2010-220283 A

上記の特許文献1、特許文献2で開示されている従来技術は電力系統の特性であるインピーダンスを推定することを特徴としている。しかし、いずれも再生可能エネルギー導入が拡大する以前に開発された技術であり、再生可能エネルギー導入によって電力系統に引き起こされる現象を考慮していない。具体的には、分散配置される電源(発電)によって引き起こされる電圧変動、有効電力と無効電力の分布範囲の変化、電源と負荷の変動による負荷点の変化、などがある。線形近似を利用した前記従来技術は、再生可能エネルギー導入によって状態変化が大きくなることによって誤差を発生する原因になっている。   The conventional techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above are characterized by estimating impedance that is a characteristic of the power system. However, both are technologies developed before the introduction of renewable energy, and do not take into account the phenomenon caused to the power system by the introduction of renewable energy. Specifically, there are voltage fluctuations caused by distributed power sources (power generation), changes in the distribution range of active power and reactive power, changes in load points due to power source and load fluctuations, and the like. The prior art using linear approximation causes an error due to a large change in state due to the introduction of renewable energy.

具体的に述べると、特許文献1は、連系点電圧の電圧変動、負荷が消費する負荷電力P+jQ、既存の電力系統の電力系統インピーダンスR+jXからなる関係式を線形式で用意する。しかしこの手法を適用するには以下の課題がある。
(1)この手法は、インピーダンスの算出式を線形式で表記している。しかし再生可能エネルギー導入によって状態変化が大きくなることによって近似誤差が顕在化している。
(2)この手法を実用化するには、有効電力及び無効電力を意図的に変動させることが必要であり、装置コストと運用コストが掛かること、また変動させることによる他の需要家機器へ与える影響を考慮しなくてはならない。またインピーダンス推定したい線路の全てについて、このような新たな装置を設置することは実用的でない。
Specifically, Patent Document 1 prepares a relational expression in a linear form, which includes a voltage fluctuation of the interconnection point voltage, a load power P + jQ consumed by the load, and a power system impedance R + jX of an existing power system. However, there are the following problems in applying this method.
(1) In this method, an impedance calculation formula is expressed in a linear format. However, the approximation error becomes obvious due to the large change in state caused by the introduction of renewable energy.
(2) In order to put this method into practical use, it is necessary to intentionally change the active power and reactive power, which incurs equipment costs and operational costs, and gives them to other customer equipment by changing them. The impact must be taken into account. Moreover, it is not practical to install such a new device for all the lines for which impedance is to be estimated.

文献2は、計測信号を回帰分析することで線路インピーダンスを算出する手法を開示している。文献によれば、底辺2軸を有効電力Pと無効電力Q、縦軸を送り出し電圧Vとする3次元空間を用意して、該空間上に計測信号をプロットする。そして回帰分析により平面を作るとき、その傾きは、有効電力P軸方向に抵抗R、無効電力Q軸方向にリアクタンスXに相当するとしている。この文献は、その先立つ技術と比較して、有効電力Pと無効電力Qの座標軸を持つことで任意の力率に対応できること、および回帰分析による精度向上を特徴としている。しかしこの手法は、再生可能エネルギー導入が増加することによって以下の課題が顕在化する。
(3)従来は、系統連系する機器は消費だけを扱えば良く有効電力P、無効電力Qが分布する範囲は限られていたので、このような線形近似が成り立つ場合があった。しかし再生可能エネルギー導入により機器の消費と発電を扱うことになり、有効電力P、無効電力Qの分布が広がることで、線形近似による誤差が無視できなくなっている。
(4)この手法は負荷点が一定であることを前提にしている。ここで負荷点は、線路に連系している負荷機器、発電機器を縮約した仮想的な負荷の連系箇所であり、送り出し側からの線路インピーダンスで箇所を表記する。しかし再生可能エネルギー導入により機器の消費と発電が導入されて、再生可能エネルギー導入の発電量が増えることによって負荷点は時間的に変化する。このため回帰分析による手法では負荷点の変化に対応できず誤差が生じる。
Document 2 discloses a technique for calculating line impedance by performing regression analysis of a measurement signal. According to the literature, a three-dimensional space is prepared with active power P and reactive power Q on the bottom two axes, and a sending voltage V on the vertical axis, and the measurement signal is plotted on the space. When a plane is created by regression analysis, the inclination corresponds to resistance R in the active power P-axis direction and reactance X in the reactive power Q-axis direction. This document is characterized by having a coordinate axis of active power P and reactive power Q so as to be able to cope with an arbitrary power factor and improving accuracy by regression analysis as compared with the prior art. However, the following issues become apparent with this method as the introduction of renewable energy increases.
(3) Conventionally, since the range of distribution of active power P and reactive power Q is limited as long as the devices connected to the grid need only handle consumption, such a linear approximation may hold. However, due to the introduction of renewable energy, device consumption and power generation are handled, and the distribution of active power P and reactive power Q is widened, so errors due to linear approximation cannot be ignored.
(4) This method assumes that the load point is constant. Here, the load point is a connection point of a virtual load obtained by reducing the load device and the power generation device connected to the line, and the point is indicated by the line impedance from the sending side. However, the introduction of renewable energy introduces equipment consumption and power generation, and the load point changes over time as the amount of power generated by introducing renewable energy increases. For this reason, the method based on the regression analysis cannot cope with the change of the load point and causes an error.

このように上記の従来技術は、再生可能エネルギー導入以前の電力系統を対象にした技術であり、再生可能エネルギー導入によって電力系統に起きる現象を考慮していない。このため、再生可能エネルギー導入により系統状態が大きく変動する近年の系統に適用すると、誤差が大きくなり実用性が劣ることになる。   As described above, the above-described conventional technique is a technique for a power system before the introduction of renewable energy, and does not consider the phenomenon that occurs in the power system due to the introduction of renewable energy. For this reason, when applied to a recent system in which the system state largely fluctuates due to the introduction of renewable energy, the error becomes large and the practicality is inferior.

以上のことから本発明においては、送り出し側と負荷点の電圧降下式のパラメータを精度良く推定できる電力系統の特性推定装置、及び方法、並びに電力系統管理装置を提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a power system characteristic estimation apparatus and method, and a power system management apparatus that can accurately estimate the voltage drop type parameters of the sending side and the load point.

本発明装置は上記課題を解決するため、電力系統に関わる信号を入力する入力手段、電力系統に関わる計算式に入力手段の入力信号を代入して計算式に含まれる未知数を解として算出する計算手段、入力手段の入力信号から計算式の解の存在を判定する判定手段、計算手段が算出した解と判定手段の判定結果を出力する出力手段を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the device of the present invention is an input means for inputting a signal related to the power system, and a calculation for substituting the input signal of the input means into a calculation formula related to the power system and calculating an unknown contained in the calculation formula as a solution. Means for determining the presence of a solution of the calculation formula from the input signal of the input means, and output means for outputting the solution calculated by the calculation means and the determination result of the determination means.

また本発明装置は、電力系統に関わる信号を入力する入力手段、電力系統に関わる計算式に入力手段の入力信号を代入して計算式に含まれる未知数を解として算出する計算手段、計算手段の出力を補間あるいは外挿する補間手段、入力手段の入力信号から計算式の解の存在を判定する判定手段、判定手段の判定結果を用いて計算手段と補間手段の出力を切り替える切り替え手段、切り替え手段の切り替え結果と判定手段の判定結果を出力する出力手段を備えることを特徴とする。   The apparatus of the present invention also includes an input means for inputting a signal related to the power system, a calculation means for substituting the input signal of the input means for a calculation formula related to the power system, and calculating an unknown contained in the calculation formula as a solution. Interpolating means for interpolating or extrapolating the output, determining means for determining the presence of the solution of the calculation formula from the input signal of the input means, switching means for switching the output of the calculating means and the interpolating means using the determination result of the determining means, switching means Output means for outputting the switching result and the determination result of the determination means.

また本発明の方法は、電力系統に関わる信号を入力し、電力系統に関わる計算式に入力した入力信号を代入して計算式に含まれる未知数を解として算出し、入力信号から計算式の解の存在を判定し、算出した解と判定の結果を出力することを特徴とする。   The method of the present invention inputs a signal related to the power system, substitutes the input signal into a calculation formula related to the power system, calculates an unknown contained in the calculation formula as a solution, and solves the calculation formula from the input signal. It is characterized in that the existence of the image is determined, and the calculated solution and the determination result are output.

また本発明の方法は、電力系統に関わる信号を入力し、電力系統に関わる計算式に入力した入力信号を代入して計算式に含まれる未知数を解として算出し、入力信号から計算式の解の存在を判定し、解を補間あるいは外挿して補間値を得、判定の結果を用いて、解と補間値を切り替え、切り替え結果と解と判定の結果を出力することを特徴とする。   The method of the present invention inputs a signal related to the power system, substitutes the input signal into a calculation formula related to the power system, calculates an unknown contained in the calculation formula as a solution, and solves the calculation formula from the input signal. Is determined, the solution is interpolated or extrapolated to obtain an interpolation value, the determination result is used to switch between the solution and the interpolation value, and the switching result, the solution, and the determination result are output.

また本発明装置は、電力系統の計測点において求めた電力系統の電気量から、電力系統の負荷点の状態を推定する電力系統の特性推定装置であって、電力系統の電気量を時間情報と共に入力する入力手段、電力系統に関わる計算式に電気量を代入して計算式に含まれる未知数を解として算出する計算手段、計算手段の出力を補間あるいは外挿する補間手段、潮流に関する電力系統の電気量から、計算式の解の存在を判定する判定手段、判定手段の判定結果を用いて計算手段と補間手段の出力を切り替える切り替え手段、切り替え手段の切り替え結果と判定手段の判定結果を出力する出力手段を備えることを特徴とする。   The device according to the present invention is a power system characteristic estimation device that estimates the state of a load point of a power system from the amount of electricity of the power system obtained at a measurement point of the power system. Input means for input, calculation means for substituting the quantity of electricity into a calculation formula related to the power system and calculating an unknown quantity contained in the calculation formula as a solution, interpolation means for interpolating or extrapolating the output of the calculation means, power system for power flow Based on the quantity of electricity, the determination means for determining the existence of the solution of the calculation formula, the switching means for switching the output of the calculation means and the interpolation means using the determination result of the determination means, the switching result of the switching means and the determination result of the determination means are output. Output means is provided.

また本発明は、電力系統に設置されて負荷点側の電圧を調整する電圧調整装置を含む電力系統管理装置であって、記電圧調整装置は、その設置点と前記負荷点側の間の電圧降下を、与えられた線路インピーダンスの整定値に従い制御するとともに、線路インピーダンスの整定値は、電力系統の特性推定装置の出力手段から与えられていることを特徴とする。   The present invention is also a power system management device including a voltage adjustment device that is installed in the power system and adjusts the voltage on the load point side, and the voltage adjustment device is a voltage between the installation point and the load point side. The descent is controlled in accordance with a given line impedance settling value, and the line impedance settling value is given from the output means of the power system characteristic estimation device.

また本発明は、電力系統に設置されて負荷点側の線路インピーダンスを計測して電力系統の保護出力を与える保護継電装置を含む電力系統管理装置であって、保護継電装置の線路インピーダンスは、電力系統の特性推定装置の出力手段から与えられていることを特徴とする。   Further, the present invention is a power system management device including a protective relay device that is installed in a power system and measures a line impedance on a load point side to give a protective output of the power system, and the line impedance of the protective relay device is The power system is provided by the output means of the power system characteristic estimation device.

本発明によれば、送り出し側と負荷点の電圧降下式のパラメータを精度良く推定できる効果がある。   According to the present invention, there is an effect that the voltage drop type parameters of the sending side and the load point can be accurately estimated.

また本発明の実施例によれば、以下の効果を奏することができる。例えば再生可能エネルギー導入によって発生する潮流反転を検出し、潮流反転時に上記推定計算の計算可否を判定して、計算結果の妥当性を判断することができる。また、送り出し側で計測した電力状態から負荷点の電力状態を精度良く推定できる効果がある。また、送り出し側で計測した電力状態から負荷点の電力状態を精度良く推定した結果に基づいて電力調整機器の制御パラメータを算出できる効果がある。また、系統におきた事故点を負荷点と見立てて、該負荷点までの距離を線路インピーダンスで算出することにより、事故点の位置を推定することができる。また、送り出し側で計測した電力状態から負荷点の電力状態を精度良く推定した結果を統計的に判定して、負荷の種別を推定できる効果がある。   Moreover, according to the Example of this invention, there can exist the following effects. For example, it is possible to detect the tidal current inversion that occurs due to the introduction of renewable energy, and to determine whether or not the above estimation calculation can be calculated when the tidal current is reversed, thereby determining the validity of the calculation result. In addition, there is an effect that the power state at the load point can be accurately estimated from the power state measured on the sending side. Further, there is an effect that the control parameter of the power adjustment device can be calculated based on the result of accurately estimating the power state of the load point from the power state measured on the sending side. Further, the position of the accident point can be estimated by regarding the accident point in the system as a load point and calculating the distance to the load point by the line impedance. Moreover, there is an effect that the load type can be estimated by statistically determining the result of accurately estimating the power state of the load point from the power state measured on the sending side.

本発明が対象とする電力系統の基本構成を示す図。The figure which shows the basic composition of the electric power system which this invention makes object. 本発明の実施例1に係る電力系統の特性推定装置の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the characteristic estimation apparatus of the electric power grid | system which concerns on Example 1 of this invention. 電力潮流反転の具体的な事例を示す図。The figure which shows the specific example of electric power flow reversal. 電力潮流反転の判定方法を示す図。The figure which shows the determination method of electric power flow inversion. 時間的な正負符号の変化を利用して判定する手法を示す図。The figure which shows the method of determining using the change of a time positive / negative sign. 補間によってゼロクロスする時刻を算出する手法を示す図。The figure which shows the method of calculating the time of zero crossing by interpolation. 表示画面上に各時刻に対応してその時のインピーダンスの値、並びに判定結果を表形式にして表示した事例を示す図。The figure which shows the example which displayed the value of the impedance at that time, and the determination result on the display screen in the form of a table corresponding to each time. 線路インピーダンス特性を示す図。The figure which shows a line impedance characteristic. 3時刻で作られる線路インピーダンス特性の三つの円錐を示した図。The figure which showed three cones of the line impedance characteristic made at 3 time. 3時刻で作られる3つの円錐についてインピーダンスによる2次元断面を示した図。The figure which showed the two-dimensional cross section by an impedance about three cones made at 3 time. 3つの円錐についてインピーダンスによる2次元断面上で、交点が得られる場合を模式的に示す図。The figure which shows typically the case where an intersection is obtained on the two-dimensional cross section by impedance about three cones. 3つの円錐についてインピーダンスによる2次元断面上で、交点が得られない場合を模式的に示す図。The figure which shows typically the case where an intersection cannot be obtained on the two-dimensional cross section by impedance about three cones. 本発明の実施例2に係る電力系統の特性推定装置の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the characteristic estimation apparatus of the electric power grid | system which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of this invention. 電力系統の電圧降下特性を示す図。The figure which shows the voltage drop characteristic of an electric power grid | system. 電力系統の電圧適正化装置を示す図。The figure which shows the voltage optimization apparatus of an electric power grid | system. 事故時の電力系統の構成変化を示す図。The figure which shows the structural change of the electric power system at the time of an accident. 推定結果を用いたクラスタリング処理を示す図。The figure which shows the clustering process using an estimation result.

以下、図面等を用いて、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

なお以下の実施例は本願発明の内容の具体例を示すものであり、本願発明がこれらの実施例に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。   The following examples show specific examples of the contents of the present invention, and the present invention is not limited to these examples, and those skilled in the art within the scope of the technical idea disclosed in this specification. Various changes and modifications can be made.

また本発明は単相系統について実施の構成を説明しているが、3相系統等の任意の系統に適用できることは言うまでもない。   Moreover, although this invention has demonstrated the implementation structure about the single phase system | strain, it cannot be overemphasized that it can apply to arbitrary systems, such as a 3 phase system | strain.

図1は、本発明が対象とする電力系統の基本構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a power system targeted by the present invention.

電力系統は線路と機器の複雑な組み合わせで作られているが、電力系統に起きる現象を解析するためには、基本構成に着目することが便利である。電力系統の全体を対象にして、電力潮流計算と呼ばれる手法で解析する手法もあるが、多くの現象は基本的な構成を扱うことで説明できる。本発明が対象とする電力系統の基本構成を示す図1では、1機1負荷のモデルとして扱うことにする。   The power system is made up of complex combinations of lines and equipment, but it is convenient to focus on the basic configuration in order to analyze the phenomena that occur in the power system. There is also a method of analyzing the entire power system by a method called power flow calculation, but many phenomena can be explained by dealing with the basic configuration. In FIG. 1 showing the basic configuration of the power system targeted by the present invention, it will be treated as a model of one machine and one load.

図1において、Node Sは電力の送り出し側、Node Rは負荷点を表しており、本発明においてはこの2点間での電力系統の状態として、線路インピーダンスZである抵抗R及びリアクタンスXを推定する。なお図1においてPは有効電力、Qは無効電力を表しており、添え字Sは送り出し側における有効電力P、無効電力Qを表しており、添え字rは負荷側における有効電力P、無効電力Qを表している。   In FIG. 1, Node S represents a power supply side, and Node R represents a load point. In the present invention, the resistance R and reactance X, which are line impedance Z, are estimated as the state of the power system between these two points. To do. In FIG. 1, P represents active power, Q represents reactive power, subscript S represents active power P and reactive power Q on the sending side, and subscript r represents active power P and reactive power on the load side. Q is represented.

図2は、本発明の実施例1に係る電力系統の特性推定装置の構成例を示す図である。電力系統の特性推定装置100は、計算機などによりプログラムにより実現されることになるが、ここでは主たる機能ごとに分けて記述している。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the power system characteristic estimation apparatus according to the first embodiment of the present invention. The power system characteristic estimation apparatus 100 is realized by a program by a computer or the like, but is described here for each main function.

図2において、101は入力手段であり、図1の電力の送り出し側(Node S)において計測装置(例えば、センサ開閉器、PMU(Phasor Measurement Unit)など)により計測した各種の電気量を時刻情報付の計測信号として入力する。具体的な電気量の例としては、電圧、電流、力率、有効電力P、無効電力Qなどがある。なおこれらの電気量は、送り出し側を計測点として直接計測してもよいし、他の電気量から間接的に求められるものであってもよい。計算手段102では、複数時刻の計測信号を連立させて、負荷側の状態として例えば、線路インピーダンス(R、X)、電圧降下量、相差角のいずれか、あるいは複数を計算する。計算結果は、出力手段103を用いて出力し、操作者への提示、ログ記録、などに用いられる。   In FIG. 2, 101 is an input means, and various electric quantities measured by a measuring device (for example, sensor switch, PMU (Phaser Measurement Unit), etc.) on the power delivery side (Node S) of FIG. Input as an attached measurement signal. Specific examples of the amount of electricity include voltage, current, power factor, active power P, reactive power Q, and the like. These electric quantities may be directly measured using the sending side as a measurement point, or may be obtained indirectly from other electric quantities. In the calculation means 102, measurement signals at a plurality of times are combined to calculate, for example, one or more of line impedance (R, X), voltage drop amount, phase difference angle as a load side state. The calculation result is output using the output unit 103 and used for presentation to the operator, log recording, and the like.

ここで本発明は、判定手段104を新たに追加したものであり、判定手段104を用いて計算手段102における計算の可否、あるいは計算結果の妥当性を判定することを特徴とする。このために判定手段104では、入力手段101で計測した入力のうち、潮流に関する入力を用いる。潮流に関する入力は、例えば電流I、有効電力P、無効電力Qなどである。   Here, the present invention is a new addition of the determination unit 104, and the determination unit 104 is used to determine whether the calculation unit 102 can perform the calculation or the validity of the calculation result. For this purpose, the determination unit 104 uses an input related to a tidal current among the inputs measured by the input unit 101. The input relating to the power flow is, for example, current I, active power P, reactive power Q, and the like.

図2に示す電力系統の特性推定装置100は、要するに「電力系統に関わる信号を入力する手段101、電力系統に関わる計算式に前記入力手段101の入力信号を代入して該計算式に含まれる未知数を解として算出する計算手段102、前記入力手段101の入力信号から前記計算式の解の存在を判定する手段104、該計算手段102が算出した解と該判定手段104の判定結果を出力する手段103を備えることを特徴とする電力系統の特性推定装置」としたものである。   The power system characteristic estimation apparatus 100 shown in FIG. 2 basically includes “a means 101 for inputting a signal related to the power system, and an input signal of the input means 101 is substituted into a calculation formula related to the power system and is included in the calculation formula. A calculation unit 102 that calculates an unknown as a solution, a unit 104 that determines the presence of a solution of the calculation formula from an input signal of the input unit 101, a solution calculated by the calculation unit 102, and a determination result of the determination unit 104 are output. The power system characteristic estimation apparatus characterized by comprising means 103 ”.

このように本発明は、判定手段104を用いて計算手段102における計算の可否、あるいは計算結果の妥当性を判定することを特徴とするものであるが、このように構成すべき理由、並びに判定手段104における具体的な処理内容について、以下に詳細に説明する。   As described above, the present invention is characterized in that the determination unit 104 is used to determine whether the calculation unit 102 can perform the calculation or the validity of the calculation result. Specific processing contents in the means 104 will be described in detail below.

再度図1に戻る。図1において、送り出し側(Node S)の電圧をEs、負荷点(Node R)の電圧をEr、線路インピーダンスをZ、電流をIとするとき、両者間での電圧降下は、(1)式で表すことができる。   Returning again to FIG. In FIG. 1, when the voltage at the sending side (Node S) is Es, the voltage at the load point (Node R) is Er, the line impedance is Z, and the current is I, the voltage drop between the two is expressed by equation (1). Can be expressed as

Figure 2018057096
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ここでZ=R+jXであり、Rは抵抗、Xはリアクタンス、jは虚数記号である。また送り出し側の有効電力P、無効電力Q、電圧Esは次の(2)式の関係にある。なお記号「」は共役を表す。また図中では送り出し側を区別する添え字Sを用いてPs、Qsを使っているが、以降の説明は全て送り出し側を示すので、P、Qで表記する。なお別途、負荷側の状態値を用いて表記することもできる。 Here, Z = R + jX, R is a resistance, X is a reactance, and j is an imaginary symbol. Further, the active power P, reactive power Q, and voltage Es on the delivery side are in the relationship of the following equation (2). The symbol “ * ” represents conjugate. Further, in the figure, Ps and Qs are used by using a subscript S for distinguishing the sending side. However, since all the following explanations show the sending side, they are indicated by P and Q. In addition, it can also be described using a state value on the load side.

Figure 2018057096
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ここで従来は関係式を簡易に扱うため、線路インピーダンスZの実部である抵抗Rが十分に小さいとか、相差角の変化は十分に小さいとか、適宜な仮定をおいて近似式を作ることが多かった。しかし再生可能エネルギー導入によって電力系統の状態が大きく変化するとき、これらの近似による誤差が無視できない状況になっている。   Heretofore, in order to handle the relational expression in a simple manner, it is possible to make an approximate expression based on appropriate assumptions such as whether the resistance R, which is the real part of the line impedance Z, is sufficiently small, or the change in the phase difference angle is sufficiently small. There were many. However, when the state of the power system changes greatly due to the introduction of renewable energy, the error due to these approximations cannot be ignored.

そこで本発明は(1)式と(2)式を近似することなく利用する。そして抵抗RとリアクタンスXについて解けば下の(3)式が得られる。ここでφは相差角を示す。なお抵抗RとリアクタンスXを求めるための(3)式は、種々の書き換えが可能であるが、そのいずれの場合であっても分母は潮流(電流I、有効電力P、無効電力Qなど)の大きさを意味している。   Therefore, the present invention uses (1) and (2) without approximation. If the resistance R and reactance X are solved, the following equation (3) is obtained. Here, φ indicates a phase difference angle. The equation (3) for determining the resistance R and the reactance X can be rewritten in various ways. In any case, the denominator is the current (current I, active power P, reactive power Q, etc.). It means size.

Figure 2018057096
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現実の電力系統には多くの負荷や電源が連係するが、仮想的に一つの負荷と見立てることで、上記のような基本構成に置き換えて縮約して、送り出し側と負荷点の関係で電力系統の現象を解析することが便利である。ここで送り出し側と負荷点の計測信号があれば関係式を解くことができるが、例えば送り出し側の計測信号しか入手できない場合は未知数が多すぎて解くことができない。   Many loads and power sources are linked to the actual power system, but by considering it as one load virtually, it is reduced to the basic configuration as described above, and the power is related to the relationship between the sending side and the load point. It is convenient to analyze system phenomena. Here, if there are measurement signals for the sending side and the load point, the relational expression can be solved. For example, if only the measurement signal for the sending side is available, there are too many unknowns to solve.

一般に電力系統の負荷あるいは発電の大きさは時々刻々に変化して、これに伴い電力系統の状態が変化する。本発明においては、系統状態に時間的な変化があることを利用して、複数時刻の計測信号を用いて連立式を作ることを特徴とする。連立方程式の解法は既知であり、汎用的なソフトウェアパッケージを利用できることが多い。しかし電力系統に適用する場合は、電力系統に起きる現象を考慮しなければ妥当な解が得られない場合があることに着目して、本発明は、電力系統に起きる現象を検出することを特徴とする。   In general, the load of a power system or the magnitude of power generation changes from moment to moment, and the state of the power system changes accordingly. The present invention is characterized in that a simultaneous equation is created using measurement signals at a plurality of times by utilizing the fact that there is a temporal change in the system state. The solution of simultaneous equations is known and often a general software package is available. However, when applied to a power system, the present invention is characterized by detecting a phenomenon that occurs in the power system, paying attention to the fact that a reasonable solution may not be obtained without considering the phenomenon that occurs in the power system. And

近年の再生可能エネルギー導入によって顕在化した電力系統に起きる現象として、潮流反転(逆潮流)の発生がある。電力潮流の流れる向きが反転する状態が起きることを指す。潮流が反転する過程において、潮流が0になる時点(ゼロクロス)が発生する。このとき前記した(3)式の関係式は、分母に潮流(有効電力P、無効電力Q)を持つので、解が収束しない、あるいは計算不能、あるいは誤差が大きな解が得られる、等の状況になり妥当な解が得られない。   As a phenomenon that occurs in the electric power system that has become apparent through the introduction of renewable energy in recent years, there is the occurrence of tidal current reversal (reverse power flow). This refers to the situation where the direction of power flow reverses. In the process of reversing the tidal current, a point in time when the tidal current becomes zero (zero cross) occurs. At this time, since the relational expression (3) has a power flow (active power P, reactive power Q) in the denominator, the solution does not converge, cannot be calculated, or a solution with a large error can be obtained. And a reasonable solution cannot be obtained.

そこで本発明では、連立式が解けるか否か、適切な解が得られるか否か、言い換えれば計測信号が有効か否か、を判定するための手段を備えることを特徴とする。この手段が、図2の判定手段104である。   Therefore, the present invention is characterized by comprising means for determining whether simultaneous equations can be solved, whether an appropriate solution can be obtained, in other words, whether a measurement signal is valid. This means is the determination means 104 in FIG.

図3は、潮流反転の具体的な事例を示した図であり、横軸に時間、縦軸に電流をとり、時間経過とともに電流が正から負に反転し、その後再度正に戻った事例を示している。この例では、夜間と昼間で潮流反転した事例を示す。   Fig. 3 shows a specific example of tidal current reversal. Time is plotted on the horizontal axis, current is plotted on the vertical axis, and the current reverses from positive to negative over time, and then returns to positive again. Show. This example shows an example of tidal current reversal between night and day.

係る潮流反転(逆潮流)の定義はいくつか可能である。例えば電流、電力等の計測信号の符号の変化を利用できる。図3に例示するように電流の計測信号が得られるときは、電流の符号(流れる向き)が反転したときを潮流反転の発生として検出することができる。あるいは有効電力Pの符号が反転したときを、潮流反転として検出できる。これらの計測信号は連続的に変化するので大きさゼロを経由して符号が反転する。したがって符号反転を検出することは、信号のゼロクロスを検出することと等価である場合が多い。本発明は、計算不可を判定するために潮流反転を検出するものであり、これらの定義を限定するものではない。   There are several possible definitions of tidal current reversal (reverse power flow). For example, changes in the sign of measurement signals such as current and power can be used. When a current measurement signal is obtained as illustrated in FIG. 3, it is possible to detect when the current sign (flowing direction) is reversed as the occurrence of power flow reversal. Alternatively, when the sign of the active power P is reversed, it can be detected as a power flow reversal. Since these measurement signals change continuously, the sign is inverted via a magnitude of zero. Therefore, detecting sign inversion is often equivalent to detecting a zero crossing of a signal. The present invention detects tidal current inversion in order to determine that calculation is impossible, and does not limit these definitions.

本発明は、潮流反転を検出して利用するため以下の性質を考慮する。まず電力の関係式を複素数で記述すると分かるように、実部と虚部は独立して変化する。例えば、有効電力Pと無効電力Qは前者が実部、後者が虚部になる。有効電力Pの符号が反転したときに、無効電力Qは必ずしも反転しないことがある。したがって実部あるいは虚部のいずれかの符号が反転したときに、潮流反転したと判定する。   The present invention considers the following properties to detect and use tidal current inversion. First, the real part and the imaginary part change independently, as can be seen by describing the power relational expression in complex numbers. For example, for the active power P and the reactive power Q, the former is a real part and the latter is an imaginary part. When the sign of the active power P is inverted, the reactive power Q may not always be inverted. Therefore, when the sign of either the real part or the imaginary part is reversed, it is determined that the power flow is reversed.

また本発明は計測機器の特性を考慮する。信号の符号が反転する過程で計測信号が0を通ることになるが、計測機器によってはゼロクロスを正しく検出できないことがある。理由の一つとして半導体素子の非線形性により0付近の信号は正しく増幅できないことがある。また、計測機器のオフセット(0からのズレ)、量子化数(信号の大きさの解像度)、サンプリングレート(サンプル数/秒)などの特性がある。これらの特性により、計測対象がゼロクロスしても、計測信号として0を正しく出力できず、0近傍の大きさを持った出力信号になる場合がある。これらの計測信号の誤差は、計測信号を利用する計算式の解の存在、誤差に影響することから、機器特性を考慮して判定条件を設定する。   The present invention also takes into account the characteristics of the measuring instrument. Although the measurement signal passes through 0 in the process of inverting the sign of the signal, the zero cross may not be detected correctly depending on the measurement device. One reason is that a signal near 0 cannot be amplified correctly due to nonlinearity of the semiconductor element. In addition, there are characteristics such as an offset (displacement from 0) of a measuring device, a quantization number (signal size resolution), and a sampling rate (number of samples / second). Due to these characteristics, even if the measurement object is zero-crossed, 0 may not be output correctly as a measurement signal, and an output signal having a magnitude close to 0 may be obtained. Since these measurement signal errors affect the existence and error of the solution of the calculation formula using the measurement signal, the determination conditions are set in consideration of the device characteristics.

本発明は、計測信号を利用した計算式の解の存在、計算の可否、あるいは計算結果の精度に関わる判定手段104を備えることを特徴とする。この判定手段104は、潮流反転という現象が発生しない電力系統においては必要でなかったものであり、近年の再生可能エネルギー導入によって引き起こされる課題に対処するために本発明において新たに考案、採用したものである。   The present invention is characterized by comprising a determination means 104 relating to the existence of a solution of a calculation formula using a measurement signal, whether or not calculation is possible, or the accuracy of a calculation result. This determination means 104 is not necessary in the electric power system where the phenomenon of tidal current inversion does not occur, and is newly devised and adopted in the present invention in order to cope with the problems caused by the recent introduction of renewable energy. It is.

以下に判定手段104の構成例を示す。入力信号は電流I、判定に用いるしきい値をTとするとき、電流Iの絶対値|I|としきい値Tを比較する。図4は電力潮流反転の判定方法を示す図であり、ここには入力信号と判定結果の関係を示している。   A configuration example of the determination unit 104 is shown below. When the input signal is current I and the threshold value used for determination is T, the absolute value | I | FIG. 4 is a diagram showing a method for determining the power flow inversion, and shows the relationship between the input signal and the determination result.

(4a)式は、この判定式を表現するロジックを示している。   Equation (4a) shows the logic for expressing this determination equation.

Figure 2018057096
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(4a)式は、電流Iの絶対値がしきい値Tよりも小さいときに計算不可(あるいは解が得られない、あるいは精度が劣化する)と判定するものである。しきい値Tの設定は、小さくするほど計測機器の特性の影響を受けやすくなり、大きくするほど計算不可の領域が広がることを考慮して決定する。   Equation (4a) determines that calculation is impossible (or a solution cannot be obtained or accuracy deteriorates) when the absolute value of the current I is smaller than the threshold value T. The setting of the threshold value T is determined in consideration of the fact that the smaller the value, the more easily affected by the characteristics of the measuring device, and the larger the value, the more non-computable area is expanded.

(4a)式は、いくつかの書き換えが可能であり、例えば(4b)式としてもよい。(4b)式は、電流Iの絶対値がしきい値Tよりも大きいときに計算可能と判定するものである。   The equation (4a) can be rewritten several times, and may be, for example, the equation (4b). Equation (4b) is determined to be calculable when the absolute value of the current I is larger than the threshold value T.

Figure 2018057096
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また電流Iの代わりに有効電力Pを利用して(4a)式を(4c)式で実現することができる。(4c)式は、有効電力Pの絶対値がしきい値Tよりも小さいときに計算不可(あるいは解が得られない、あるいは精度が劣化する)と判定するものである。   Further, using the active power P instead of the current I, the equation (4a) can be realized by the equation (4c). Equation (4c) determines that the calculation is not possible (or the solution cannot be obtained or the accuracy deteriorates) when the absolute value of the active power P is smaller than the threshold value T.

Figure 2018057096
Figure 2018057096

なおここでは絶対値を用いて判定する例を示したが、計測信号を正負について別々に判定できることは言うまでも無い。複数の信号を組み合わせた複合条件を利用しても良い。しきい値Tを可変設定しても良い。   In addition, although the example which determines using an absolute value was shown here, it cannot be overemphasized that a measurement signal can be determined separately about positive / negative. A composite condition in which a plurality of signals are combined may be used. The threshold value T may be variably set.

上記はしきい値Tを用いた大きさの判定であったが、時間的な正負符号の変化を利用して判定することができる。図5は、時間的な正負符号の変化を利用して判定する手法を示す図である。図5において、計測信号である電流を時系列信号として時刻t1、t2、t3、t4で入力するとき、隣接する時刻で信号の正負符号が反転したことを検出して、潮流反転の発生を判定する。図5の場合、時刻t1、t2、t3、t4において正負符号は負、負、不定、正と変化することから、時刻t2とt4の間で符号反転し、潮流反転したと判定することができる。   The above is the determination of the size using the threshold value T, but it can be determined by using the temporal change of the sign. FIG. 5 is a diagram illustrating a method for making a determination using temporal changes in the sign. In FIG. 5, when a current as a measurement signal is input as a time-series signal at times t1, t2, t3, and t4, it is detected that the sign of the signal has been inverted at adjacent times, and occurrence of tidal current inversion is determined. To do. In the case of FIG. 5, the sign changes between negative, negative, indefinite, and positive at times t1, t2, t3, and t4. Therefore, it can be determined that the sign is inverted between times t2 and t4 and the power flow is inverted. .

なお、計測機器の多くはサンプリング間隔(周期)ごとに計測信号を取り込むため、計測信号がゼロクロスする瞬間ではなく、ゼロクロスを跨いだ正と負の計測信号が得られる場合がある。その場合は、ゼロクロス以外の計測信号を用いて補間(あるいは外挿)によってゼロクロスする時刻を算出することが出来る。   Since many measurement devices capture measurement signals at every sampling interval (cycle), there are cases where positive and negative measurement signals straddling the zero cross may be obtained instead of the moment when the measurement signal zero crosses. In that case, the time of zero crossing can be calculated by interpolation (or extrapolation) using measurement signals other than zero crossing.

図6は、補間によってゼロクロスする時刻を算出する手法を示す図である。図6では時刻t1、t2、t3、t4での値を参照すると、時刻t2とt3の間でゼロクロスしており、このことから例えば時刻t2、t3とこの時の大きさから、直線補間によりゼロクロスする時刻としてt24を推定可能である。   FIG. 6 is a diagram illustrating a method for calculating the time of zero crossing by interpolation. In FIG. 6, when the values at times t1, t2, t3, and t4 are referenced, zero crossing is performed between times t2 and t3. From this, for example, from time t2, t3 and the magnitude at this time, zero crossing is performed by linear interpolation. T24 can be estimated as the time to perform.

図7は、表示画面上に各時刻に対応してその時のインピーダンスの値、並びに判定結果を表形式にして表示した事例を示している。また表示画面上への表示は、図5のように有効、無効の判定結果と共に時系列表示してもよく、図6のように補間結果の情報と共に表示してもよい。このように本発明においては、図7に示すように電力系統の運用者への画面に上記の判定結果を表示することを特徴とする。また同様に本発明は、計算結果の妥当性(可・不可などの論理、あるいは精度などの数字)を表示する、あるいは計算結果のログとして記録する、等の出力手段を備えることを特徴とする。   FIG. 7 shows an example in which the impedance value at that time and the determination result are displayed in a tabular form on the display screen corresponding to each time. Further, the display on the display screen may be displayed in time series together with the validity / invalidity determination results as shown in FIG. 5, or may be displayed together with the interpolation result information as shown in FIG. As described above, the present invention is characterized in that the determination result is displayed on the screen for the operator of the power system as shown in FIG. Similarly, the present invention is characterized by comprising output means for displaying the validity of a calculation result (logic such as pass / fail or number such as accuracy) or recording it as a log of the calculation result. .

なお、前記の判定結果は、図7に示すように、計算不可の場合には補間(あるいは外挿)をして信号生成する、という計算手順を変更するための切り替え信号として利用することができる。あるいは図6に示すように、計算可否となる計測信号を有効、無効として区別することができる。この結果を用いて、有効な計測信号を複数選択して計算可能な連立式を作ることができる。   As shown in FIG. 7, the determination result can be used as a switching signal for changing a calculation procedure of generating a signal by interpolation (or extrapolation) when calculation is impossible. . Alternatively, as shown in FIG. 6, measurement signals that can be calculated can be distinguished as valid and invalid. Using this result, simultaneous equations that can be calculated by selecting a plurality of effective measurement signals can be created.

また電流のゼロクロスを検出したとき、送り出し側から負荷点までの電圧降下が0になるため、送り出し側と負荷点の電圧は一致する。このことを利用して本発明では、ゼロクロス時点の送り出し側電圧を用いて負荷点電圧を推定することができる。   When the zero crossing of the current is detected, the voltage drop from the sending side to the load point becomes 0, so that the voltages on the sending side and the load point match. Using this fact, in the present invention, the load point voltage can be estimated using the sending-side voltage at the time of zero crossing.

以上、ここまでは主に図2の判定手段104の考え方を主体に、センサ開閉器の計測信号の逐次計算手法について説明してきた。   So far, the sequential calculation method of the measurement signal of the sensor switch has been described mainly based on the concept of the determination unit 104 of FIG.

次に図2の計算手段102の演算内容として、例えばインピーダンス(R、X)の推定手法、パラメータの推定手法について説明する。   Next, as calculation contents of the calculation means 102 in FIG. 2, for example, an impedance (R, X) estimation method and a parameter estimation method will be described.

前記した(3)式は、送り出しから負荷までの電力降下式をRとXについて解いた計算式である。ここで、送り出し側にセンサ付き開閉器が設置されて計測信号(電圧V、電流I、位相)が採取できるとする。このとき(3)式の未知変数は、線路インピーダンスのRとX、負荷点の電圧Er、相差角、になる。   Formula (3) described above is a calculation formula obtained by solving the power drop formula from the delivery to the load for R and X. Here, it is assumed that a sensor-equipped switch is installed on the delivery side and measurement signals (voltage V, current I, phase) can be collected. At this time, the unknown variables in the equation (3) are R and X of the line impedance, the voltage Er at the load point, and the phase difference angle.

この場合、線路インピーダンスRあるいはXの算出式である(3)式に、それぞれ未知数は3つあるので、それぞれ3連立させれば解けることになる。本発明は、電力系統の負荷量あるいは発電量は時間経過とともに変化することに着目して、少なくとも3時刻の計測信号を用いて連立式を作り、解を得ることを特徴とする。   In this case, since there are three unknowns in the equation (3), which is a formula for calculating the line impedance R or X, it can be solved by making three simultaneous. The present invention is characterized in that, by paying attention to the fact that the load amount or power generation amount of the power system changes with the passage of time, a simultaneous equation is created using measurement signals at least at three times, and a solution is obtained.

上記の関係について、図を用いて説明する。図8は、線路インピーダンス特性を示す図である。   The above relationship will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a diagram showing line impedance characteristics.

(3)式に示した線路インピーダンスRとXの算出式は、右辺に未知数として負荷点の電圧Er、相差角を持つ。それ以外の変数は計測信号を代入することで既知として扱える。ここで、ある1時刻の計測信号を代入した(3)式を、抵抗R、リアクタンスX、電圧Erを3次元の座標軸とし、相差角をパラメータとしてプロットすれば図8の線路インピーダンス特性が得られる。   The equation for calculating the line impedances R and X shown in equation (3) has the load point voltage Er and phase difference angle as unknowns on the right side. Other variables can be treated as known by substituting measurement signals. Here, if the equation (3) into which a measurement signal at one time is substituted is plotted with the resistance R, the reactance X, and the voltage Er as three-dimensional coordinate axes and the phase difference angle as a parameter, the line impedance characteristic of FIG. 8 can be obtained. .

図8の線路インピーダンス特性を示す円錐上に、3つの解(R、X、Er)が存在するが、このままでは特定できない。2時刻の円錐を描くならば交線で交わるが、3つの解(R、X、Er)を特定できない。これに対し、3時刻で作られる三つの円錐は交点を持ち、3つの解(R、X、Er)が得られる。   Although there are three solutions (R, X, Er) on the cone showing the line impedance characteristic of FIG. 8, it cannot be specified as it is. If a two-time cone is drawn, it intersects at the intersection line, but three solutions (R, X, Er) cannot be specified. On the other hand, the three cones created at three times have intersections and three solutions (R, X, Er) are obtained.

図9aは、3時刻で作られる線路インピーダンス特性の三つの円錐を示した図であり、図9bは3時刻で作られる3つの円錐についてインピーダンスによる2次元断面を示した図である。図9aにおいて3時刻で作られる線路インピーダンス特性の三つの円錐について、例えば電圧Erの条件を設定し、3つの円錐についてインピーダンスによる2次元断面上で表した図9bによれば、3つの時刻の円が交わる領域(交点)が存在するので、この時の線路インピーダンスR、Xを、図1の線路における特性と推定することができる。このように、ここでは3時刻の計測信号を(3)式に代入して円錐をプロットし、線路における特性を推定している。本発明は、複数時刻の計測信号を用いて電力降下式を連立させることで、解を得ることを特徴とする。   FIG. 9a is a diagram showing three cones of line impedance characteristics made at three times, and FIG. 9b is a diagram showing a two-dimensional section by impedance for the three cones made at three times. In FIG. 9a, for example, the condition of the voltage Er is set for the three cones of the line impedance characteristic created at three times in FIG. 9a, and according to FIG. Therefore, the line impedances R and X at this time can be estimated as the characteristics of the line in FIG. Thus, here, the measurement signal at 3 times is substituted into the equation (3), and the cone is plotted to estimate the characteristics of the line. The present invention is characterized in that a solution is obtained by using a measurement signal at a plurality of times to provide simultaneous power drop equations.

ところで電力系統に潮流反転が起きるとき(例えば電流が0になるとき)、前記した抵抗RとリアクタンスXを算出する(3)式は分母が大きくなるので適切な解が得られない、あるいは計算不能になる。潮流反転(逆潮流)は再生可能エネルギーの導入が少ない状況では考慮されていなかった現象である。本発明は、近年の再生可能エネルギー増加によって起きる、解が得られない、あるいは計算不可となることを判定する判定手段104を備えることを特徴とする。   By the way, when power flow inversion occurs in the power system (for example, when the current becomes 0), the above equation (3) for calculating the resistance R and the reactance X has a large denominator, so an appropriate solution cannot be obtained or cannot be calculated. become. Tidal current reversal (reverse power flow) is a phenomenon that has not been considered in situations where there is little introduction of renewable energy. The present invention is characterized by comprising determination means 104 for determining whether a solution cannot be obtained or calculation is not possible, which occurs due to a recent increase in renewable energy.

本発明は、判定手段104において潮流反転により計算不可の判定結果が出たときには、事前の計算結果、あるいは前後の計算結果を用いて、計算結果を補間する等の計算手順を切り替えることを特徴とする。計算不可のままであれば出力データが欠損することになるが、データを補うことでデータ欠損を防ぎ、後段の信号処理は前段処理の計算不可の影響を受けなくて済むことになる。   The present invention is characterized by switching a calculation procedure such as interpolating a calculation result using a prior calculation result or a previous and subsequent calculation result when a determination result that cannot be calculated by a power flow inversion is obtained in the determination means 104. To do. If the calculation is not possible, the output data will be lost. However, supplementing the data will prevent the data from being lost, and the subsequent signal processing will not be affected by the calculation impossibility of the previous processing.

また本発明は、判定手段104における該判定結果を用いて、潮流反転が起きたことを画面表示して運用者へ通知する、またインピーダンス(R、X)推定結果の精度レベルを表示して運用者へ通知する、ログに残す、などに利用する。運用者にとっては計算結果だけを見ても分からない結果の信頼性を、出力結果から判断できる効果が得られる。ここで表示画面には、電力系統に起きる現象を前記の図8、図9a、図9bに示すように図的に描画することで、運用者の判断を支援する効果が得られる。   Further, the present invention uses the determination result in the determination unit 104 to display on the screen that the tidal current has occurred and notify the operator, and also displays the accuracy level of the impedance (R, X) estimation result for operation. This is used to notify a user or leave a log. For the operator, it is possible to determine the reliability of the result that cannot be understood from only the calculation result from the output result. Here, the effect of supporting the operator's judgment can be obtained by graphically drawing the phenomenon that occurs in the power system on the display screen as shown in FIGS. 8, 9a, and 9b.

ところで、抵抗RとリアクタンスXの算出式である(3)式に複数時刻の計測信号を代入して連立させるとき、系統状態の変化がある場合、あるいはノイズが混入した場合には解析解を求めることが難しくなる。図10aは、図9bに示した3つの円錐についてインピーダンスによる2次元断面上で、交点が得られる場合を模式的に表しており、図10bは交点が得られない場合を模式的に表している。ここに示すように、前記した円錐を上から見た図を用いて説明すれば、上記の影響がある場合には、3円錐が1点で交わる場合と交わらない場合が生じる。一般に計測信号のように誤差が含まれる場合に、尤もらしい解を得る手法として最小二乗法が利用される。また何らかの評価手法を用いた最適化計算、確率分布を考慮した統計的手法、収束解を求める数値計算法、回帰分析などが利用できる。本発明は、これらの解法を利用できる。   By the way, when substituting measurement signals at a plurality of times into the equation (3), which is a formula for calculating the resistance R and reactance X, when there is a change in system state or when noise is mixed, an analytical solution is obtained. It becomes difficult. FIG. 10a schematically shows a case where an intersection point is obtained on a two-dimensional cross section by impedance for the three cones shown in FIG. 9b, and FIG. 10b schematically shows a case where an intersection point cannot be obtained. . As shown here, if the above-described cone is described with reference to the top view, when there is the above-described influence, there are cases where the three cones intersect at one point and when the three cones intersect at one point. Generally, when an error is included like a measurement signal, the least square method is used as a method for obtaining a plausible solution. In addition, optimization calculation using some kind of evaluation method, statistical method considering probability distribution, numerical calculation method for obtaining a convergence solution, regression analysis, and the like can be used. The present invention can utilize these solutions.

ここで連立式の解法例を示す。まず前記した複数の円錐が一つの交点を持つ図10aの場合は連立方程式の解法として、解析的な解法、数値計算等による適宜な解法を利用する。   Here is an example of a simultaneous solution. First, in the case of FIG. 10a in which the plurality of cones have one intersection point, an appropriate solution method such as an analytical solution or a numerical calculation is used as a solution method of the simultaneous equations.

一方、一つの交点を持たない図10bの場合には、解析的な解法を利用できないので、数値計算等による解法などを利用する。まず前記した手順に従い、複数時刻に採取された計測信号を(3)式に代入して複数の計算式を用意する。このとき3時刻より多い計測信号を利用して連立させても良い。   On the other hand, in the case of FIG. 10b that does not have one intersection, since an analytical solution cannot be used, a solution by numerical calculation or the like is used. First, according to the procedure described above, a plurality of calculation formulas are prepared by substituting measurement signals collected at a plurality of times into formula (3). At this time, simultaneous measurement may be performed using more measurement signals than three times.

図的にみるならば、複数時刻の計測信号によって作られる複数の円錐表面との距離がもっとも接近する位置を探索する。   If it sees graphically, the position where the distance with the several cone surface produced with the measurement signal of several time will approach most is searched.

(3)式に計測信号を代入したときの誤差を明示的に表記するため、誤差Dr、Dxを左辺に出して(5)式を作る。計測信号は、センサ開閉器を想定して送り出し側のP、Q、I、Esとする。これはEs、I、力率であっても良く、あるいはEs、I、電圧電流の位相角であっても良く、適宜換算可能である。   In order to express explicitly the error when the measurement signal is substituted into the equation (3), the errors Dr and Dx are put out on the left side to create the equation (5). The measurement signals are P, Q, I, and Es on the sending side assuming a sensor switch. This may be Es, I, power factor, or Es, I, phase angle of voltage / current, and can be converted as appropriate.

Figure 2018057096
Figure 2018057096

未知数は、線路インピーダンスのRとX、および負荷点の電圧Erとする。ここで問題は、誤差の合計がもっとも小さくなるR、X、Erを解として算出することになる。複数時刻の連立式に共通となる解R、X、Erと、各時刻の計測信号を代入した式との差分(誤差)の計算式が(5)式である。   The unknowns are the line impedances R and X, and the load point voltage Er. Here, the problem is that R, X, and Er with the smallest total error are calculated as solutions. Formula (5) is a formula for calculating a difference (error) between the solutions R, X, and Er common to the simultaneous equations at a plurality of times and the formula into which the measurement signal at each time is substituted.

次に(6)式により、誤差を正値とするため2乗(あるいは絶対値)してから各時刻の合計をとる。ここで電圧Erの誤差をDErで示し、記号Σは複数時刻についての誤差の足し算を示す。   Next, according to the equation (6), in order to make the error a positive value, the sum of each time is taken after being squared (or absolute value). Here, the error of the voltage Er is indicated by DEr, and the symbol Σ indicates the addition of errors for a plurality of times.

Figure 2018057096
Figure 2018057096

この誤差Dsumが最も小さくなるR、X、Erを求めれば良い。ここでR、X、Erの取り得る領域について前記した図的な解釈を用いて制約条件を作るならば、解は、3円錐の中心を結んだ3角形周辺であり、また送り出し側電圧Esからの電圧変動の上下限範囲にあるとしてよい。   What is necessary is just to obtain | require R, X, and Er where this error Dsum becomes the smallest. Here, if a constraint condition is created by using the above-described graphical interpretation for possible regions of R, X, and Er, the solution is a triangle around the center of the three cones, and from the sending side voltage Es. It may be in the upper and lower limit range of the voltage fluctuation.

上記を整理すると、誤差(2乗あるいは絶対値)の合計がもっとも小さくなるR、X、Erを、前記制約条件のもとで探索する問題になる。具体的にR、X、Erを求める数値計算の手法は適宜に選択することができる。なお本発明は、これらの解法を限定するものでは無い。   If the above is arranged, it becomes a problem to search for R, X, and Er with the smallest total error (square or absolute value) under the above-mentioned constraint conditions. Specifically, a numerical calculation method for obtaining R, X, and Er can be appropriately selected. The present invention does not limit these solutions.

例えばヒューリスティック手法の一つとして知られるPSO(Particle Swarm Optimization、粒子群最適化計算)を使うことができる。PSOは複数の解候補を粒子として初期設定して、そのなかで最も誤差の小さな粒子の位置に向けて解候補(粒子)を移動していく手順を繰り返して解を探索する。上記例では、R、Xあるいは R、X、Er空間に解候補(粒子)を初期設定して解を探索する。   For example, PSO (Particle Swarm Optimization, particle swarm optimization calculation) known as one of heuristic methods can be used. The PSO initializes a plurality of solution candidates as particles, and searches for a solution by repeating a procedure of moving the solution candidates (particles) toward the particle position having the smallest error among them. In the above example, solution candidates (particles) are initially set in the R, X or R, X, Er space to search for solutions.

あるいは解が存在しそうな領域に着目して、その領域を線形近似して解を求める方法がある。従来技術が電圧降下式自体を線形近似していたのに対して、解の周辺領域のみを線形近似することは解空間の全体特性は維持する。これは、ニュートンラプソン法は、対象とする非線形方程式を線形近似してから解く方法ではなく、非線形方程式の解周辺領域を線形近似して収束計算する方法であることに相当する。言い換えれば、ニュートンラプソン法等の適宜な数値計算で解を求めることができる。   Alternatively, there is a method of finding a solution by paying attention to a region where a solution is likely to exist and linearly approximating that region. Whereas the prior art linearly approximates the voltage drop equation itself, linearly approximating only the peripheral region of the solution maintains the overall characteristics of the solution space. This is equivalent to the Newton-Raphson method being a method of performing convergence calculation by linearly approximating the solution peripheral region of the nonlinear equation rather than a method of linearly approximating the target nonlinear equation. In other words, the solution can be obtained by appropriate numerical calculation such as Newton-Raphson method.

ところで電力系統の状態変化に追従するには、連立させる時刻の間隔は短くするのが望ましく、一方で状態変化が大きいほど解の探索には都合が良い。具体的な時刻の設定は計測機器の計測信号の精度、サンプリング周期などを考慮して決めることになる。   By the way, in order to follow the state change of the electric power system, it is desirable to shorten the interval of simultaneous time. On the other hand, the larger the state change, the more convenient the search for the solution. The specific time setting is determined in consideration of the accuracy of the measurement signal of the measuring device, the sampling period, and the like.

上記の解法と周期の関係は、解法の計算負荷にも依存する。一般に非線形方程式の解を求める計算負荷は重く、これを欠点と言う場合がある。しかし近年のプロセッサ処理能力は高く、また必要ならば通信手段を介してクラウド計算機等を使うことができる。したがって本来の目的達成に必要な計算負荷を見積もって、それに対応する計算手段を選択すればよい。   The relationship between the above solution and the period also depends on the calculation load of the solution. In general, a calculation load for finding a solution of a nonlinear equation is heavy, and this may be called a defect. However, recent processor processing capacity is high, and if necessary, a cloud computer or the like can be used via communication means. Therefore, it is only necessary to estimate a calculation load necessary for achieving the original purpose and select a calculation means corresponding to the calculation load.

実施例2は、実施例1で説明した図2の電力系統の特性推定装置に補間機能を追加した構成例を示している。   The second embodiment shows a configuration example in which an interpolation function is added to the power system characteristic estimation apparatus of FIG. 2 described in the first embodiment.

図11に示す実施例2では、図2の電力系統の特性推定装置に補間手段105と切り替え手段106が追加されている。実施例1の構成によれば、電流等の計測信号がゼロクロスするときに潮流反転が起きたとして解の出力を取り止めるため、計測信号を入力しながら出力しないのでデータ欠損になる。   In the second embodiment illustrated in FIG. 11, an interpolation unit 105 and a switching unit 106 are added to the power system characteristic estimation apparatus in FIG. 2. According to the configuration of the first embodiment, since the output of the solution is canceled when the current reversal occurs when the measurement signal such as the current crosses zero, the output of the solution is stopped while the measurement signal is input.

これを防ぐ方法として本発明の実施例2では、図11に示すように潮流反転時の周辺の推定結果を補間あるいは外挿によりデータを生成する補間手段105を備える。そして計算可否の判定手段104の判定結果を用いて、出力手段103と補間手段105を切り替える切り替え手段106を備える。こうして、潮流反転があったときには補間あるいは外挿により作られて推定値を出力することでデータ欠損を防ぐ。   As a method for preventing this, in the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 11, an interpolation unit 105 is provided that generates data by interpolating or extrapolating the surrounding estimation result at the time of tidal current inversion. A switching unit 106 that switches between the output unit 103 and the interpolation unit 105 is provided using the determination result of the calculation possibility determination unit 104. In this way, when there is a tidal current inversion, the estimated value is output by interpolation or extrapolation to prevent data loss.

図11に示す電力系統の特性推定装置は、要するに「電力系統に関わる信号を入力する手段101、電力系統に関わる計算式に前記入力手段101の入力信号を代入して該計算式に含まれる未知数を解として算出する計算手段102、前記計算手段102の出力を補間あるいは外挿する補間手段105、前記入力手段101の入力信号から前記計算式の解の存在を判定する手段104、該判定手段104の判定結果を用いて前記計算手段102と補間手段105の出力を切り替える手段106、該切り替え手段106の切り替え結果と該判定手段104の判定結果を出力する手段103を備えることを特徴とする電力系統の特性推定方法及び装置」としたものである。   The power system characteristic estimation apparatus shown in FIG. 11 is basically “means 101 for inputting a signal related to the power system, and an unknown number included in the calculation formula by substituting the input signal of the input means 101 into a calculation formula related to the power system. Calculation means 102 for calculating as a solution, interpolation means 105 for interpolating or extrapolating the output of the calculation means 102, means 104 for determining the presence of the solution of the calculation formula from the input signal of the input means 101, and the determination means 104 A power system comprising: means 106 for switching the outputs of the calculation means 102 and the interpolation means 105 using the determination result; and means 103 for outputting the switching result of the switching means 106 and the determination result of the determination means 104. Characteristic estimation method and apparatus ".

図12は、本発明の処理手順を示すフローチャートである。時間推移に沿って計算手順を繰り返すことで電力系統に起きる現象に追従する。この繰り返し周期は、計測信号の入力周期に同期して良い。計測装置によって周期は異なるので、機器構成に基づいて周期が決まることになる。あるいは10分、30分、1時間等の時間設定に基づいて繰り返し計算しても良い。   FIG. 12 is a flowchart showing the processing procedure of the present invention. Follow the phenomenon that occurs in the power system by repeating the calculation procedure along the time transition. This repetition period may be synchronized with the input period of the measurement signal. Since the cycle varies depending on the measurement device, the cycle is determined based on the device configuration. Or you may calculate repeatedly based on time settings, such as 10 minutes, 30 minutes, and 1 hour.

図12のフローチャートは、処理ステップS12から処理ステップS19までの処理を順次実行するものであり、処理ステップS11と処理ステップS20により、これらの処理を繰り返し実行させる。   The flowchart in FIG. 12 sequentially executes the processes from the process step S12 to the process step S19, and these processes are repeatedly executed by the process step S11 and the process step S20.

このフローチャートによれば、処理ステップS11において計測信号の入力を行い、処理ステップS12において潮流反転の検出を行い、処理ステップS13において計算可否の判定を行い、判定の結果は計算可能である時には処理ステップS15側の処理に移行し、計算不可である時には処理ステップS18側の処理に移行する。計算不可である時の処理ステップS18側の処理では、計算値の補間、外挿を行う。   According to this flowchart, a measurement signal is input in processing step S11, tidal current reversal is detected in processing step S12, and whether or not calculation is possible is determined in processing step S13. The process proceeds to the process on the S15 side, and when the calculation is impossible, the process proceeds to the process on the step S18 side. In the process at the step S18 when calculation is impossible, calculation values are interpolated and extrapolated.

判定の結果、計算可能である時には処理ステップS15において、少なくとも3時刻以上の複数時刻計測信号を準備し、処理ステップS16において電圧降下式の連立を行い、処理ステップS17において線路インピーダンス、電圧降下、位相角を計算し、処理ステップS19において結果の出力を行う。   As a result of the determination, when it is possible to calculate, a plurality of time measurement signals of at least three times are prepared in processing step S15, a voltage drop type simultaneous signal is provided in processing step S16, and line impedance, voltage drop, phase is processed in processing step S17. The corner is calculated and the result is output in processing step S19.

実施例3においては、上記した電力系統の特性推定装置の具体的な適用事例について説明する。この事例は、電圧降下推定、あるいは電圧適正化機能への適用事例であり、いわゆる線路電圧調整装置に適用して構成した電力系統管理装置である。   In the third embodiment, a specific application example of the above-described power system characteristic estimation device will be described. This example is an application example to a voltage drop estimation or voltage optimization function, and is a power system management device configured to be applied to a so-called line voltage adjustment device.

前記した線路インピーダンスの推定手順において、図的な説明として円錐の交点が解であるとした。この交点のある空間をR、X、V(インピーダンスをR、X、電圧をVとする)の3次元座標で示せば、このとき負荷点の電圧Erが同時に求められている。(1)式で示した電圧降下式に整定値(線路インピーダンス)を代入することなく、負荷点の電圧Erが求められていることになる。   In the above-described procedure for estimating the line impedance, the intersection of the cones is assumed to be a solution as a graphic explanation. If the space where this intersection is present can be represented by three-dimensional coordinates of R, X, V (impedance is R, X, and voltage is V), then the voltage Er at the load point is obtained simultaneously. The voltage Er at the load point is obtained without substituting the set value (line impedance) into the voltage drop equation shown in the equation (1).

従来から線路電圧調整装置として利用されているLRT、SVRなどは、タップ切り替えによって1次側と2次側の巻線比率を設定して電圧変換する。このタップの設定方法の一つにLDC(Line Drop Compensator)と呼ばれる方法があり、前記のLRT、SVRなどの線路電圧調整装置内に組み込まれている。これは自端の計測信号から負荷点までの電圧降下を推定して、負荷点の電圧が適正値になるようにタップを制御する手法である。この電圧降下を推定するために使うパラメータを整定値と呼び、事前に機器に設定している。   LRT, SVR, and the like that have been conventionally used as line voltage adjusting devices perform voltage conversion by setting the primary and secondary winding ratios by tap switching. One of the tap setting methods is a method called LDC (Line Drop Compensator), which is incorporated in the line voltage adjusting device such as the LRT or SVR. This is a method of estimating the voltage drop from the local measurement signal to the load point and controlling the tap so that the voltage at the load point becomes an appropriate value. The parameter used to estimate this voltage drop is called the settling value and is set in the device in advance.

ここでLDC方式は、図13に示すように負荷点までの線路インピーダンスZ(=R+jX)に自端を流れる電流Iを掛け算することで電圧降下を推定する。この場合に、線路インピーダンスZ(=R+jX)は、整定値と呼ぶ事前に設定するパラメータの一つとしてLDCに設定する。このためには、計測信号に基づいて負荷点までの線路インピーダンスを算出する手順が必要になる。負荷点までの線路インピーダンスは、線路によって異なるため、個々の線路について計測信号を集めることが必要になる。   Here, in the LDC method, as shown in FIG. 13, the voltage drop is estimated by multiplying the line impedance Z (= R + jX) up to the load point by the current I flowing through the terminal. In this case, the line impedance Z (= R + jX) is set in the LDC as one of parameters set in advance called a set value. This requires a procedure for calculating the line impedance to the load point based on the measurement signal. Since the line impedance to the load point differs depending on the line, it is necessary to collect measurement signals for each line.

上記のように、LDCのタップ切り替えで電圧調整するためには、多くの手順を経由して整定値(負荷点までの線路インピーダンス)を算出しなければならない。しかし、前記したように負荷点は負荷変動および再生可能エネルギー発電等により変動するので、事前に算出した整定値は必ずしも線路特性を正しく反映しない場合がある。この問題は、再生可能エネルギー導入の拡大によって顕在化して、電圧調整の結果に誤差をもたらしている。   As described above, in order to adjust the voltage by LDC tap switching, the settling value (line impedance to the load point) must be calculated through many procedures. However, as described above, the load point fluctuates due to load fluctuations, renewable energy power generation, and the like, so the settling value calculated in advance may not necessarily reflect the line characteristics correctly. This problem is manifested by the expansion of the introduction of renewable energy, and causes an error in the voltage adjustment results.

本発明の電力系統の特性推定装置100は、前記したように逐次入力する計測信号を用いて負荷点までの電圧降下を推定する手段102を備えている。したがって、上記手順のように、事前に設定した整定値(線路インピーダンス)に基づいて電流を掛け算して電圧降下を推定する手順に比べて、電力系統の状態に追従しながら負荷点までの線路インピーダンス、電圧降下を推定できる。したがって本発明によれば、線路ごとに事前に計測信号を集める手順は不要になる。逐次に送り出し側から負荷点までの電圧降下、線路インピーダンスを推定できるので、負荷変動および再生可能エネルギー発電等による負荷点変化に追従できる。そして本発明は、本発明の出力信号を、前記した電圧調整機器の動作を指示するための整定値、制御パラメータ、あるいは制御信号として利用する。   The power system characteristic estimation apparatus 100 of the present invention includes means 102 for estimating the voltage drop to the load point using the measurement signal sequentially input as described above. Therefore, as compared with the procedure for estimating the voltage drop by multiplying the current based on the set value (line impedance) set in advance as in the above procedure, the line impedance to the load point while following the state of the power system. The voltage drop can be estimated. Therefore, according to the present invention, a procedure for collecting measurement signals in advance for each line becomes unnecessary. Since the voltage drop from the sending side to the load point and the line impedance can be estimated sequentially, it is possible to follow the load point change due to load fluctuation and renewable energy power generation. The present invention uses the output signal of the present invention as a set value, a control parameter, or a control signal for instructing the operation of the voltage regulator described above.

本発明は、上記の特徴を利用して電力系統の制御システムである電力系統管理装置を構築する。例えば図14に示すように、線路の電圧適正化を目的として、電圧調整装置(ここではSVR)、本発明の特性推定装置100、計測機器120を設置する。そして、送り出し電圧をEsからEs’に調整することで負荷点の電圧をErからEr’に上昇させて、負荷点の電圧降下を抑える。この電圧降下の計算をするため、線路インピーダンス等を電圧調整装置の整定値として算出して設定する。ここで本発明の特性推定装置100は、前記電圧調整装置のなかに組み込んでもよく、あるいは何らかの通信路を介して計算機のソフトウェアとして実行しても良い。上記の説明では整定値を算出するとして説明したが、整定値ではなくて具体的な制御信号(SVRの場合はタップ値)を算出しても良い。また上記手順における特性推定装置100の出力信号および判定信号等を記録装置110に記録しておくことで事後解析に利用することができる。   The present invention constructs a power system management apparatus that is a power system control system using the above features. For example, as shown in FIG. 14, for the purpose of optimizing the voltage of the line, a voltage adjusting device (here, SVR), the characteristic estimating device 100 of the present invention, and a measuring device 120 are installed. Then, by adjusting the delivery voltage from Es to Es ', the voltage at the load point is increased from Er to Er', and the voltage drop at the load point is suppressed. In order to calculate this voltage drop, the line impedance or the like is calculated and set as a set value of the voltage regulator. Here, the characteristic estimation apparatus 100 of the present invention may be incorporated in the voltage adjustment apparatus, or may be executed as computer software via some communication path. In the above description, the settling value is calculated, but a specific control signal (a tap value in the case of SVR) may be calculated instead of the settling value. Further, by recording the output signal of the characteristic estimation device 100 and the determination signal in the above procedure in the recording device 110, it can be used for post-mortem analysis.

この計測信号の収集から制御信号の伝達までの時間周期を短くすることで、起きている現象に対応した制御を行うことができて、いわゆるリアルタイム制御、あるいはオンライン制御を実現できる。ところで電圧調整装置は、その動作原理によって応答特性が異なる。LRT、SVR等は機械的に1次側と2次側の巻線比を切り替えるため、秒単位の切り替え時間が掛かる。一方SVC(Static Var Compensator)等の半導体素子を利用した電圧調整装置は、より早い応答速度を持つ。そこで本発明は、これらの機器特性に適応するように、前記の算出した整定値あるいは制御信号等の周波数特性を調整する。このため周波数特性を調整するフィルタ処理あるいは装置を利用する。フィルタによる周波数調整の原理は主知であり、その実装方法を限定するものではない。   By shortening the time period from collection of the measurement signal to transmission of the control signal, control corresponding to the phenomenon occurring can be performed, and so-called real-time control or online control can be realized. By the way, the voltage regulator has different response characteristics depending on its operating principle. Since LRT, SVR, etc. mechanically switch the winding ratio between the primary side and the secondary side, switching time in seconds is required. On the other hand, a voltage regulator using a semiconductor element such as SVC (Static Var Compensator) has a faster response speed. Therefore, the present invention adjusts the frequency characteristics such as the calculated settling value or control signal so as to adapt to these device characteristics. For this reason, a filter process or device for adjusting the frequency characteristics is used. The principle of frequency adjustment by a filter is known, and the mounting method is not limited.

本発明は、複数時刻の計測信号を用いて連立式を作ることで負荷点の電圧を推定する手段を持つことを特徴として、ここで複数時刻とは少なくとも3時刻であり、かつ前記した潮流反転(逆潮流)の発生により計算不可と判定した時刻を除いて設定する。   The present invention is characterized by having means for estimating the voltage at the load point by creating simultaneous equations using measurement signals at a plurality of times, wherein the plurality of times are at least three times, and the power flow inversion described above Set except for the time when it is determined that the calculation is not possible due to the occurrence of (reverse power flow).

実施例4においては、電力系統の特性推定装置の具体的な適用事例として事故点推定に適用することについて説明する。具体的には、電力系統の事故点までの距離(線路インピーダンス)を計測、演算して遮断器の開放動作を決定する保護継電装置に適用した電力系統管理装置を構成するものである。   In the fourth embodiment, application to accident point estimation will be described as a specific application example of the power system characteristic estimation device. Specifically, the power system management device applied to the protective relay device that measures and calculates the distance (line impedance) to the fault point in the power system and determines the opening operation of the circuit breaker is configured.

前記した実施例は、送り出し側から負荷点までの電圧降下式を利用している。ここで負荷点は、実際の負荷機器あるいは発電機器が連系する箇所ではなくて、負荷機器および発電機器をあわせた仮想的な負荷のある箇所である。   The above-described embodiment uses a voltage drop equation from the sending side to the load point. Here, the load point is not a location where the actual load device or the power generation device is linked, but a location where there is a virtual load combining the load device and the power generation device.

ところで電力系統に事故が起きるとき、電力系統に負荷の大きな変化が発生する。事故の種類は多くあるが、地絡事故であれば、地絡抵抗を介して電力が流れることになる。線路切断であれば、その先の負荷が解放されて電力潮流が減少する。これらの事故による系統状態の変化は、前記した計測機器によって時系列の計測信号として採取できる。事故は系統構成の変更として扱うことができて、事故の前後の負荷および負荷点の変化として観察される。   By the way, when an accident occurs in the power system, a large load change occurs in the power system. There are many types of accidents, but in the case of a ground fault, power flows through the ground fault resistance. If the line is cut, the load ahead is released and the power flow is reduced. Changes in the system state due to these accidents can be collected as time-series measurement signals by the above-described measurement equipment. The accident can be treated as a change in system configuration and is observed as a change in load and load point before and after the accident.

本発明は、図15に示すように事故の前後で負荷点が変化することを利用して、負荷点までの線路インピーダンス、つまり距離を推定する。送り出し側から負荷点までのR、Xを算出して、該当線路の線種に基づく距離あたりのインピーダンス(R、X)を用いて、推定した線路インピーダンスを距離換算することで、負荷点と見立てた事故点までの距離を算出する。   The present invention estimates the line impedance, that is, the distance to the load point by utilizing the fact that the load point changes before and after the accident as shown in FIG. By calculating R and X from the sending side to the load point, and using the impedance per distance (R, X) based on the line type of the corresponding line, the estimated line impedance is converted into a distance so that it can be regarded as a load point. Calculate the distance to the accident point.

一方で事故は、定常的な現象とは異なり、過渡的および定常的な変化の混合とみることができる。前記したRとXの算出式である(3)式を過渡応答として解いても良い。過渡的応答は、RLC(抵抗、インダクタンス、キャパシタ)による振動現象として観察されて、一般に高周波成分を持つ。そこで計測信号を周波数成分で分解して、低周波成分を利用することで定常的な性質を取り出す。この周波数分解は、例えばウェーブレット分解に置き換えても良い。このように計測信号を、何らかの変換あるいはフィルタリングしてから利用することで、本発明の適用においてノイズとなる成分を除去する。そして、前記した線路インピーダンスの推定を行うことで推定精度を向上する。   On the other hand, an accident can be seen as a mixture of transient and steady changes, unlike a steady phenomenon. The above equation (3), which is a formula for calculating R and X, may be solved as a transient response. The transient response is observed as a vibration phenomenon caused by RLC (resistance, inductance, capacitor) and generally has a high frequency component. Therefore, the measurement signal is decomposed by the frequency component, and the stationary property is extracted by using the low frequency component. This frequency decomposition may be replaced with, for example, wavelet decomposition. In this way, the measurement signal is used after being subjected to some conversion or filtering, thereby removing a component that becomes noise in the application of the present invention. And estimation accuracy is improved by estimating the above-mentioned line impedance.

なお本発明が具体的に適用可能な保護継電装置のリレー種別としては、典型的にリアクタンスリレーが考えられ、計測したリアクタンス値が所定値以下になっていることをもって保護領域内の事故と判定する。その他には、距離を計測する要素を備える距離リレー、あるいは距離リレーの組み合わせで構成する脱調検出リレーなどにも適用が可能である。   In addition, as a relay type of the protective relay device to which the present invention can be specifically applied, a reactance relay is typically considered, and it is determined that the measured reactance value is equal to or less than a predetermined value as an accident in the protection area. To do. In addition, the present invention can be applied to a distance relay including an element for measuring a distance, or a step-out detection relay configured by a combination of distance relays.

なお保護継電装置は、電力系統に設置されて負荷点側の線路インピーダンスを計測し、与えられた線路インピーダンスの整定値に応じて電力系統の保護出力を与えるものであって、保護継電装置の計測する線路インピーダンスは、電力系統の特性推定装置の出力が用いられている。   The protective relay device is installed in the electric power system, measures the line impedance on the load point side, and provides the protective output of the electric power system according to the set value of the given line impedance, the protective relay device The output of the power system characteristic estimation device is used as the line impedance to be measured.

電力系統の事故復旧を開始するには、事故点を見つけ出すことが不可欠であることから、本発明を利用して事故点を推定することは、事故復旧を速やかに開始して停電時間を短縮することに効果がある。   Since it is indispensable to find the accident point to start the accident recovery of the power system, estimating the accident point using the present invention starts the accident recovery promptly and shortens the power failure time. It is effective.

また本発明は、電力系統の事故の起こりやすさ、事前の周囲状況、計測信号の波形、および負荷点までの線路インピーダンス等を組み合わせることで、事故の検出、事故原因の推定、事故点の標定を行うことができる。   In addition, the present invention combines the likelihood of an accident in the power system, the surroundings in advance, the waveform of the measurement signal, the line impedance to the load point, etc., thereby detecting the accident, estimating the cause of the accident, and locating the accident point. It can be performed.

実施例5として、クラスタリングによる分類について説明する。   As Example 5, classification by clustering will be described.

電力系統に太陽光発電が連系して、図3に例示したように、日中は発電による逆潮流が発生し、夜間は消費による順潮流が発生する場合を考える。送り出し側の計測信号を用いて算出した負荷点までの線路インピーダンスを、RX平面上にプロットすれば、発電と消費の負荷点の分布ができる。時間経緯を組み合わせれば、時間帯別の発電と消費の負荷点の分布が得られる。さらに負荷点の電圧を組み合わせれば、図16に示すようにRXV空間上の負荷点の分布が得られる。   Consider a case in which photovoltaic power generation is linked to a power system, and as shown in FIG. 3, a reverse power flow due to power generation occurs during the day and a forward power flow due to consumption occurs at night. If the line impedance up to the load point calculated using the measurement signal on the sending side is plotted on the RX plane, the distribution of load points for power generation and consumption can be made. By combining the time history, the distribution of load points for power generation and consumption by time can be obtained. Further, if the voltages at the load points are combined, a load point distribution in the RXV space can be obtained as shown in FIG.

これらの分布は、負荷と発電の特性を示す分布データであり、例えばグループ分け、クラスタリング、混合分布の分離、などと呼ばれる多くの手法を利用して解析できる。例えば図中に分類した三つのグループは、昼間と夜間および事故時の特性例を示す。本発明は、計測信号から算出した系統特性が、これらのグループのいずれに属するかで系統状態を判定する。   These distributions are distribution data indicating characteristics of load and power generation, and can be analyzed by using many methods called grouping, clustering, separation of mixed distribution, and the like. For example, three groups classified in the figure show characteristic examples at daytime, nighttime, and accidents. In the present invention, the system state is determined based on which of the groups the system characteristic calculated from the measurement signal belongs to.

このような電力系統に特有の傾向を見出すことにより、電力の供給計画、設備計画、電圧適正化制御、などに利用できる。また、ここでは図示していないが、グループ分類と時間推移を組み合わせても良い。日常的に繰り返すグループ間に推移を定常動作とするとき、大きく外れる推移を見せるときを異常動作として検出する。   By finding such a characteristic peculiar to the power system, it can be used for power supply planning, facility planning, voltage optimization control, and the like. Although not shown here, group classification and time transition may be combined. When a transition is set as a steady operation between groups that are repeated on a daily basis, a time when a transition deviating greatly is detected as an abnormal operation.

計測信号が、これらの定常的な分布に対して差異を持つことを検知することで、例えば系統構成の変更、事故の発生などと関連付けて判定することができる。   By detecting that the measurement signal has a difference with respect to these steady distributions, it can be determined in association with, for example, a change in system configuration, the occurrence of an accident, or the like.

線路に事故が起きた場合に、事故点を負荷点と見なすならば、線路インピーダンスが定常的な分布位置から大きくずれることになる。このような定常時と異常時の分布の違いを判定することで、事故検出、さらには事故原因の推定に利用することができる。   If an accident occurs on a track, if the point of failure is regarded as a load point, the track impedance will deviate greatly from the steady distribution position. By determining such a difference in distribution between the normal time and the abnormal time, it can be used for accident detection and further estimation of the cause of the accident.

実施例6として、本発明装置の更なる変形、代案事例の幾つかを説明しておく。   As Example 6, some further modifications and alternative examples of the apparatus of the present invention will be described.

まず計算手段102は、事前に計算した電圧降下式に関わる入力信号と出力信号の関係を表形式データとして記憶しておき、入力信号の入力手段で該表を検索して、検索結果を出力手段から出力することができる。これにより過渡的な演算負荷を軽減することができる。   First, the calculation means 102 stores the relationship between the input signal and the output signal related to the voltage drop equation calculated in advance as tabular data, searches the table with the input means of the input signal, and outputs the search result to the output means. Can be output from. As a result, a transient calculation load can be reduced.

出力手段103は、少なくとも文字を描画可能な表示画面、あるいは少なくともテキストデータを記憶可能な記憶装置を含むのがよい。表示画面には、電力系統の送り出し側から負荷点までの線路インピーダンスと負荷点電圧を座標軸とする空間上で解の存在位置を描画するのがよい。   The output means 103 preferably includes a display screen capable of drawing at least characters or a storage device capable of storing at least text data. On the display screen, it is preferable to draw the position where the solution exists on a space having the line impedance from the power supply side to the load point and the load point voltage as coordinate axes.

判定手段が解が存在しないと判定したとき、計算手段は電力系統に潮流反転が起きて送り出し側から負荷点までの電圧降下がゼロであるとして負荷点の電圧を算出するのがよい。   When the determination unit determines that there is no solution, the calculation unit may calculate the voltage at the load point on the assumption that the power flow is reversed in the power system and the voltage drop from the sending side to the load point is zero.

100:特性推定装置
101:入力手段
102:計算手段
103:出力手段
104:判定手段
105:補間手段
106:切り替え手段
110:記録装置
120:計測機器
100: characteristic estimation device 101: input means 102: calculation means 103: output means 104: determination means 105: interpolation means 106: switching means 110: recording device 120: measuring instrument

Claims (21)

電力系統に関わる信号を入力する入力手段、
電力系統に関わる計算式に前記入力手段の入力信号を代入して前記計算式に含まれる未知数を解として算出する計算手段、
前記入力手段の入力信号から前記計算式の解の存在を判定する判定手段、
前記計算手段が算出した解と前記判定手段の判定結果を出力する出力手段
を備えることを特徴とする電力系統の特性推定装置。
Input means for inputting signals related to the power system,
A calculation means for substituting an input signal of the input means for a calculation formula related to a power system and calculating an unknown contained in the calculation formula as a solution;
Determination means for determining the presence of a solution of the calculation formula from an input signal of the input means;
An electric power system characteristic estimation apparatus comprising output means for outputting a solution calculated by the calculation means and a determination result of the determination means.
電力系統に関わる信号を入力する入力手段、
電力系統に関わる計算式に前記入力手段の入力信号を代入して前記計算式に含まれる未知数を解として算出する計算手段、
該計算手段の出力を補間あるいは外挿する補間手段、
前記入力手段の入力信号から前記計算式の解の存在を判定する判定手段、
該判定手段の判定結果を用いて前記計算手段と前記補間手段の出力を切り替える切り替え手段、
該切り替え手段の切り替え結果と前記判定手段の判定結果を出力する出力手段
を備えることを特徴とする電力系統の特性推定装置。
Input means for inputting signals related to the power system,
A calculation means for substituting an input signal of the input means for a calculation formula related to a power system and calculating an unknown contained in the calculation formula as a solution;
Interpolation means for interpolating or extrapolating the output of the calculation means;
Determination means for determining the presence of a solution of the calculation formula from an input signal of the input means;
Switching means for switching the output of the calculation means and the interpolation means using the determination result of the determination means;
An electric power system characteristic estimation apparatus comprising output means for outputting a switching result of the switching means and a determination result of the determination means.
請求項1または請求項2に記載の電力系統の特性推定装置であって、
前記計算手段は、少なくとも3時刻の入力信号を用いて電力系統に関わる計算式を連立させて解を算出することを特徴とする電力系統の特性推定装置。
A power system characteristic estimation device according to claim 1 or 2, wherein
The calculation means is a power system characteristic estimation apparatus characterized in that a solution is calculated by using simultaneous calculation formulas related to the power system using an input signal at least at three times.
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電力系統の特性推定装置であって、
前記判定手段は、入力した入力信号から送り出し側の電力潮流の大きさがゼロあるいはゼロ近傍であることを判定することを特徴とする電力系統の特性推定装置。
A power system characteristic estimation device according to any one of claims 1 to 3,
The power system characteristic estimation apparatus characterized in that the determination means determines from the input signal that the magnitude of the power flow on the sending side is zero or near zero.
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電力系統の特性推定装置であって、
入力信号の前記入力手段は、電力系統の送り出し側の電圧、電流、位相を入力し、前記計算手段は送り出し側から負荷点までの電圧降下式に少なくとも3時刻の送り出し側の電圧、電流、位相を代入して連立させることで送り出し側から負荷点までの電圧降下および/あるいは線路インピーダンスを解として算出することを特徴とする電力系統の特性推定装置。
The power system characteristic estimation device according to any one of claims 1 to 4,
The input means for the input signal inputs the voltage, current and phase on the sending side of the power system, and the calculating means is a voltage drop equation from the sending side to the load point, and the voltage, current and phase on the sending side at least 3 times A power system characteristic estimation device that calculates the voltage drop and / or the line impedance from the sending side to the load point as a solution by substituting and simultaneous.
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電力系統の特性推定装置であって、
前記計算手段は、前記判定手段が解が存在しないと判定した時刻を除く少なくとも3時刻の計測信号を用いて電圧降下式を連立させることを特徴とする電力系統の特性推定装置。
A power system characteristic estimation device according to any one of claims 1 to 5,
The power system characteristic estimation apparatus characterized in that the calculation means uses a measurement signal at least three times excluding the time when the determination means determines that there is no solution, and uses a voltage drop equation simultaneously.
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電力系統の特性推定装置であって、
前記計算手段は、少なくとも3時刻の計測信号を用いて電圧降下式を連立させて誤差が最小となることを指標にして解を算出することを特徴とする電力系統の特性推定装置。
A power system characteristic estimation device according to any one of claims 1 to 6,
A power system characteristic estimation apparatus characterized in that the calculation means calculates a solution by using as an index that the error is minimized by using a measurement signal at least at three times to provide simultaneous voltage drop equations.
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の電力系統の特性推定装置であって、
前記計算手段は、電力系統の送り出し側から負荷点までの電圧降下を算出し、
前記出力手段は該電圧降下を補正するための電圧調整装置の制御量あるいは制御パラメータを出力することを特徴とする電力系統の特性推定装置。
A power system characteristic estimation device according to any one of claims 1 to 7,
The calculation means calculates a voltage drop from the power system sending side to the load point,
The power system characteristic estimation device according to claim 1, wherein the output means outputs a control amount or control parameter of a voltage regulator for correcting the voltage drop.
請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の電力系統の特性推定装置であって、
前記計算手段は、電力系統に発生した事故点を負荷点と見立てて電圧降下式を解いて送り出し側から負荷点までの線路インピーダンスを算出することを特徴とする電力系統の特性推定装置。
A power system characteristic estimation device according to any one of claims 1 to 8,
The calculation means calculates the line impedance from the sending side to the load point by solving the voltage drop equation by regarding the fault point occurring in the power system as a load point, and calculating the line impedance from the sending side to the load point.
請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の電力系統の特性推定装置であって、
前記計算手段は事前に計算した電圧降下式に関わる入力信号と出力信号の関係を表形式データとして記憶する手段であって、入力信号の入力手段で該表を検索して、検索結果を出力手段で出力することを特徴とする電力系統の特性推定装置。
A power system characteristic estimation device according to any one of claims 1 to 9,
The calculating means is means for storing the relationship between the input signal and the output signal related to the voltage drop equation calculated in advance as tabular data, searching the table with the input means of the input signal, and outputting the search result as the output means. The characteristic estimation apparatus of the electric power system characterized by outputting by.
請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の電力系統の特性推定装置であって、
前記出力手段は、少なくとも文字を描画可能な表示画面、あるいは少なくともテキストデータを記憶可能な記憶装置であることを特徴とする電力系統の特性推定装置。
The power system characteristic estimation device according to any one of claims 1 to 10,
The power system characteristic estimation device, wherein the output means is a display screen capable of drawing at least characters or a storage device capable of storing at least text data.
請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の電力系統の特性推定装置であって、
前記出力手段は、電力系統の送り出し側から負荷点までの線路インピーダンスと負荷点電圧を座標軸とする空間上で解の存在位置を描画することを特徴とする電力系統の特性推定装置。
A power system characteristic estimation device according to any one of claims 1 to 11,
The power system characteristic estimation apparatus characterized in that the output means draws a position where a solution exists in a space having a line impedance and a load point voltage from a power supply side to a load point as coordinate axes.
請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の電力系統の特性推定装置であって、
前記判定手段が解が存在しないと判定したとき、前記計算手段は電力系統に潮流反転が起きて送り出し側から負荷点までの電圧降下がゼロであるとして負荷点の電圧を算出することを特徴とする電力系統の特性推定装置。
A power system characteristic estimation device according to any one of claims 1 to 12,
When the determination means determines that there is no solution, the calculation means calculates the voltage at the load point on the assumption that the power flow is reversed in the power system and the voltage drop from the sending side to the load point is zero. A power system characteristic estimation device.
電力系統に関わる信号を入力する入力手段、
電力系統に関わる計算式に前記入力手段の入力信号を代入して該計算式に含まれる未知数を解として算出する計算手段、
前記入力手段の入力信号から前記計算式の解の存在を判定する判定手段、
該計算手段が算出した解と該判定手段の判定結果を出力する出力手段、
該計算手段が算出した解を記憶する記憶手段、
該記憶手段の解を統計処理する統計処理手段
を備えることを特徴とする電力系統の特性推定装置。
Input means for inputting signals related to the power system,
A calculation means for substituting the input signal of the input means into a calculation formula related to a power system and calculating an unknown contained in the calculation formula as a solution;
Determination means for determining the presence of a solution of the calculation formula from an input signal of the input means;
Output means for outputting the solution calculated by the calculation means and the determination result of the determination means;
Storage means for storing the solution calculated by the calculation means;
A power system characteristic estimation device comprising statistical processing means for statistically processing the solution of the storage means.
請求項14に記載の解の統計処理手段は、
過去の解のグループ分け結果に基づいて現在の計測信号をグループ分類する
ことを特徴とする電力系統の特性推定装置。
The statistical processing means of the solution according to claim 14 is:
An apparatus for estimating characteristics of a power system, wherein current measurement signals are grouped based on a grouping result of past solutions.
電力系統に関わる信号を入力し、
電力系統に関わる計算式に入力した入力信号を代入して前記計算式に含まれる未知数を解として算出し、
前記入力信号から前記計算式の解の存在を判定し、
前記算出した解と前記判定の結果を出力する
ことを特徴とする電力系統の特性推定方法。
Input signals related to the power system,
Substituting the input signal input into the calculation formula related to the power system, and calculating the unknown contained in the calculation formula as a solution,
Determining the presence of a solution of the formula from the input signal;
A power system characteristic estimation method, wherein the calculated solution and the result of the determination are output.
電力系統に関わる信号を入力し、
電力系統に関わる計算式に入力した入力信号を代入して前記計算式に含まれる未知数を解として算出し、
前記入力信号から前記計算式の解の存在を判定し、
前記解を補間あるいは外挿して補間値を得、
前記判定の結果を用いて、前記解と前記補間値を切り替え、
切り替え結果と前記解と前記判定の結果を出力する
ことを特徴とする電力系統の特性推定方法。
Input signals related to the power system,
Substituting the input signal input into the calculation formula related to the power system, and calculating the unknown contained in the calculation formula as a solution,
Determining the presence of a solution of the formula from the input signal;
Interpolate or extrapolate the solution to obtain the interpolated value,
Using the determination result, the solution and the interpolated value are switched,
A method for estimating characteristics of a power system, wherein a switching result, the solution, and the result of the determination are output.
電力系統の計測点において求めた電力系統の電気量から、電力系統の負荷点の状態を推定する電力系統の特性推定装置であって、
電力系統の電気量を時間情報と共に入力する入力手段、
電力系統に関わる計算式に前記電気量を代入して前記計算式に含まれる未知数を解として算出する計算手段、
潮流に関する電力系統の前記電気量から、前記計算式の解の存在を判定する判定手段、
前記計算手段が算出した解と前記判定手段の判定結果を出力する出力手段
を備えることを特徴とする電力系統の特性推定装置。
A power system characteristic estimation device that estimates the state of a load point of a power system from the amount of electricity of the power system obtained at a measurement point of the power system,
Input means for inputting the amount of electricity in the power system together with time information;
A calculation means for substituting the amount of electricity into a calculation formula related to a power system and calculating an unknown contained in the calculation formula as a solution;
Judgment means for judging the existence of a solution of the calculation formula from the amount of electricity of the electric power system relating to power flow,
An electric power system characteristic estimation apparatus comprising output means for outputting a solution calculated by the calculation means and a determination result of the determination means.
電力系統の計測点において求めた電力系統の電気量から、電力系統の負荷点の状態を推定する電力系統の特性推定装置であって、
電力系統の電気量を時間情報と共に入力する入力手段、
電力系統に関わる計算式に前記電気量を代入して前記計算式に含まれる未知数を解として算出する計算手段、
該計算手段の出力を補間あるいは外挿する補間手段、
潮流に関する電力系統の前記電気量から、前記計算式の解の存在を判定する判定手段、
該判定手段の判定結果を用いて前記計算手段と前記補間手段の出力を切り替える切り替え手段、
該切り替え手段の切り替え結果と前記判定手段の判定結果を出力する出力手段
を備えることを特徴とする電力系統の特性推定装置。
A power system characteristic estimation device that estimates the state of a load point of a power system from the amount of electricity of the power system obtained at a measurement point of the power system,
Input means for inputting the amount of electricity in the power system together with time information;
A calculation means for substituting the amount of electricity into a calculation formula related to a power system and calculating an unknown contained in the calculation formula as a solution;
Interpolation means for interpolating or extrapolating the output of the calculation means;
Judgment means for judging the existence of a solution of the calculation formula from the amount of electricity of the electric power system relating to power flow,
Switching means for switching the output of the calculation means and the interpolation means using the determination result of the determination means;
An electric power system characteristic estimation apparatus comprising output means for outputting a switching result of the switching means and a determination result of the determination means.
電力系統に設置されて負荷点側の電圧を調整する電圧調整装置を含む電力系統管理装置であって、
前記電圧調整装置は、その設置点と前記負荷点側の間の電圧降下を、与えられた線路インピーダンスの整定値に従い制御するとともに、前記線路インピーダンスの整定値は、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の電力系統の特性推定装置の出力手段から与えられていることを特徴とする電力系統管理装置。
A power system management device including a voltage adjustment device that is installed in the power system and adjusts the voltage on the load point side,
The voltage adjusting device controls a voltage drop between the installation point and the load point side according to a given line impedance settling value, and the line impedance settling value is set according to claims 1 to 8. An electric power system management apparatus provided from output means of the power system characteristic estimation apparatus according to any one of the preceding claims.
電力系統に設置されて負荷点側の線路インピーダンスを計測して電力系統の保護出力を与える保護継電装置を含む電力系統管理装置であって、
前記保護継電装置の計測する前記線路インピーダンスは、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の電力系統の特性推定装置の出力が用いられていることを特徴とする電力系統管理装置。
A power system management device including a protective relay device that is installed in the power system and measures a line impedance on the load point side to give a protection output of the power system,
The power system management device, wherein the output of the power system characteristic estimation device according to any one of claims 1 to 8 is used as the line impedance measured by the protective relay device. .
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021093847A (en) * 2019-12-11 2021-06-17 三菱電機株式会社 Distribution line protection system
JP2021099256A (en) * 2019-12-23 2021-07-01 株式会社トーエネック Winding diagnosis device and winding diagnosis method
CN117674140A (en) * 2024-01-31 2024-03-08 希格玛电气(珠海)有限公司 Power distribution network measurement and control system and method
CN117674140B (en) * 2024-01-31 2024-06-04 希格玛电气(珠海)有限公司 Power distribution network measurement and control system and method

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS628067A (en) * 1985-07-04 1987-01-16 Toshiba Corp Apparatus for locating troubled point
JPS643775A (en) * 1987-06-26 1989-01-09 Hitachi Ltd Simultaneous equation solution acquisition device with error evaluation function
JPH03264869A (en) * 1990-03-15 1991-11-26 Toshiba Corp Digital apparatus for locating fault point
JP2007082346A (en) * 2005-09-15 2007-03-29 Central Res Inst Of Electric Power Ind Method, apparatus, and program for estimating distribution of loads in electrical distribution system and method, apparatus, and program for estimating voltage in the same
US20090027066A1 (en) * 2007-07-27 2009-01-29 British Columbia Transmission Corporation Method and system of real-time estimation of transmission line parameters in on-line power flow calculations
JP2010226904A (en) * 2009-03-25 2010-10-07 Tokyo Electric Power Co Inc:The Power flow data processor
JP2011064465A (en) * 2009-09-15 2011-03-31 Toshiba Corp Line constant measuring method and protection control measuring device
JP2012237573A (en) * 2011-05-10 2012-12-06 Sanken Electric Co Ltd Calculation device for impedance of low-voltage distribution line
JP2015008610A (en) * 2013-06-26 2015-01-15 株式会社日立製作所 Voltage regulating device
JP2015056930A (en) * 2013-09-10 2015-03-23 株式会社東芝 Arrival voltage estimation device and estimation program
WO2015079554A1 (en) * 2013-11-29 2015-06-04 株式会社日立製作所 Device for estimating state of power grid, state estimation method thereof, and power grid control system
JP2016067098A (en) * 2014-09-24 2016-04-28 株式会社日立製作所 Power system monitoring device and power system monitoring system

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS628067A (en) * 1985-07-04 1987-01-16 Toshiba Corp Apparatus for locating troubled point
JPS643775A (en) * 1987-06-26 1989-01-09 Hitachi Ltd Simultaneous equation solution acquisition device with error evaluation function
JPH03264869A (en) * 1990-03-15 1991-11-26 Toshiba Corp Digital apparatus for locating fault point
JP2007082346A (en) * 2005-09-15 2007-03-29 Central Res Inst Of Electric Power Ind Method, apparatus, and program for estimating distribution of loads in electrical distribution system and method, apparatus, and program for estimating voltage in the same
US20090027066A1 (en) * 2007-07-27 2009-01-29 British Columbia Transmission Corporation Method and system of real-time estimation of transmission line parameters in on-line power flow calculations
JP2010226904A (en) * 2009-03-25 2010-10-07 Tokyo Electric Power Co Inc:The Power flow data processor
JP2011064465A (en) * 2009-09-15 2011-03-31 Toshiba Corp Line constant measuring method and protection control measuring device
JP2012237573A (en) * 2011-05-10 2012-12-06 Sanken Electric Co Ltd Calculation device for impedance of low-voltage distribution line
JP2015008610A (en) * 2013-06-26 2015-01-15 株式会社日立製作所 Voltage regulating device
JP2015056930A (en) * 2013-09-10 2015-03-23 株式会社東芝 Arrival voltage estimation device and estimation program
WO2015079554A1 (en) * 2013-11-29 2015-06-04 株式会社日立製作所 Device for estimating state of power grid, state estimation method thereof, and power grid control system
JP2016067098A (en) * 2014-09-24 2016-04-28 株式会社日立製作所 Power system monitoring device and power system monitoring system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021093847A (en) * 2019-12-11 2021-06-17 三菱電機株式会社 Distribution line protection system
JP7199340B2 (en) 2019-12-11 2023-01-05 三菱電機株式会社 Distribution line protection system
JP2021099256A (en) * 2019-12-23 2021-07-01 株式会社トーエネック Winding diagnosis device and winding diagnosis method
JP7389641B2 (en) 2019-12-23 2023-11-30 株式会社トーエネック Winding diagnosis device and winding diagnosis method
CN117674140A (en) * 2024-01-31 2024-03-08 希格玛电气(珠海)有限公司 Power distribution network measurement and control system and method
CN117674140B (en) * 2024-01-31 2024-06-04 希格玛电气(珠海)有限公司 Power distribution network measurement and control system and method

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