JP2000184594A

JP2000184594A - 配電系統計画作成方法

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Publication number: JP2000184594A
Application number: JP10354548A
Authority: JP
Inventors: Susumu Egawa; 進江川; Masaji Yaku; 正司夜久; Hiroshi Matoba; 弘的場
Original assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Daihen Corp
Current assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Daihen Corp
Priority date: 1998-12-14
Filing date: 1998-12-14
Publication date: 2000-06-30
Anticipated expiration: 2018-12-14
Also published as: JP3976433B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高精度の配電系統計画の立案を、短時間で行え
るようにする。【解決手段】電力供給支障が配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁内
で生じる場合には、各配電線の経路断続を行う開閉器
８、および同一の変電所から給電される配電線どうしの
間の連系断続を行う開閉器９の開閉組み合わせを、電力
供給支障が発生しないように遺伝的アルゴリズムを用い
て作成する。電力供給支障が変電所自体に生じる場合に
は、各配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁の経路断続を行う開閉器
８、同一の変電所から給電される配電線どうしの間の連
系断続を行う開閉器９、および異なる変電所から給電さ
れる配電線どうしの間の連系断続を行う開閉器１０の開
閉組み合わせを、電力供給支障が生じないように遺伝的
アルゴリズムを用いて作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、想定した今後の電
力需要に対して過負荷、電圧過降下等の電力供給支障が
生じない配電系統計画の作成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、配電系統は図５に示すように構
成されている。すなわち、変電所Ａ，Ｂ，…それぞれに
は、変圧トランス設備（以下、バンクと呼ぶ）Ａ
１_1〜3，Ｂ１₁，…が設けられている。バンクＡ
１_1〜3，Ｂ１₁，…は、通常、各変電所Ａ，Ｂ，…に対
して最大３つ設置できるようになっており、図５に図示
された変電所Ａには３つのバンクＡ１_1〜3が設けられて
おり、変電所Ｂには一つのバンクＢ１₁が設けられてい
る。

【０００３】各バンクＡ１_1〜3，Ｂ１₁，…それぞれに
は、変電所ブレーカ（以下、ＦＣＢと称す）２を介して
配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁，…が接続されている。通常、
各バンクＡ１_1〜3，Ｂ１₁には、最大１２本の配電線Ａ
３_1〜3，Ｂ３₁，…が接続できるようになっている。各
配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁，…には、低圧需要家α，ない
し高圧需要家βに対して給電する引き込み線４が接続さ
れている。低圧需要家αに給電する引き込み線４の中途
部には、降圧用のトランス５が設けられている。

【０００４】各変電所Ａ，Ｂ，…内の配電線（例えばＡ
３_1〜3）どうしの間には、配電線どうしを連系接続する
第２の配電線６が設置されている。第２の配電線６は、
各変電所Ａ，Ｂ，…内の配電線どうしの間で負荷融通が
できるように設けられている。一方、各変電所Ａ，Ｂの
給電領域の間には、変電所Ａ，Ｂそれぞれが所轄する配
電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁，…どうしを接続する第３の配電
線７が配設されている。第３の配電線７は、変電所Ａ，
Ｂ，…の間で、負荷の移行ができるように設けられてい
る。

【０００５】各配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁の配線中途部に
は、配電線経路の断続制御を行う開閉器８が設けられて
いる。開閉器８は複数設けられており、これら開閉器８
によって各配電線Ａ３_1〜3は複数の区間に分割可能にな
っている。第２の配電線６の配線中途部には、連系開閉
器９が設けられており、同一の変電所Ａ，Ｂから給電さ
れる配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁の間の連系関係が連系開閉
器９によって断続可能（通常は開状態）になっている。
第３の配電線７の配線中途部には、連系開閉器１０が設
けられており、異なる変電所Ａ，Ｂから給電される配電
線Ａ３_1〜3，ｂ３₁の間の連系関係が連系開閉器１０に
よって断続可能（通常は開状態）になっている。

【０００６】従来から、このように構成された配電系統
において、今後の需要の伸びに応じた配電系統計画を立
案する場合には、次のようにして行っていた。すなわ
ち、まず、各配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁，…における最大
負荷実績と新規の需要家α，βの追加予定とを調べる。
各配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁，…の負荷実績は、各ＦＣＢ
２によって検出されたのち電力会社の中央制御装置（図
示省略）に送信されて記憶されており、最大負荷実績は
中央制御装置の記憶内容を調べればわかる。

【０００７】次に、最大負荷実績の増加予想データ（伸
び率）、新規需要家の追加予定データ等を基にして、翌
年度の電力需要想定を行う。この電力需要想定は専用様
式の計算表を用いて手計算により行う。さらには、想定
した次年度の電力需要に対して既存の配電設備で対応し
た際に、過負荷、電圧過降下等の電力供給支障が生じる
か否かを判定する。この判定操作は、専用様式の計算表
を用いて手計算により行う。

【０００８】さらに、電力供給支障が任意の配電線Ａ３
_1〜3，Ｂ３₁，…内で生じると判定する場合には、ま
ず、電力供給支障が生じると想定される配電線Ａ
３_1〜3，Ｂ３₁，…が負担している負荷の一部を、電力
供給支障が生じないと想定される他の配電線Ａ３_1〜3，
Ｂ３₁に移行することで、電力供給支障を解消させる。
このような操作は、同じ変電所から給電される配電線ど
うしの間で行われ、具体的には配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁
および第２の配電線６の経路中に設置した開閉器８，連
系開閉器９の開閉組み合わせの変更をシミュレーション
することで行う。

【０００９】一方、電力供給支障が変電所Ａ，Ｂ自体に
生じると判定する場合には、電力供給支障が生じると想
定される変電所Ａ，Ｂ，…が負担している負荷の一部
を、電力供給支障が生じないと想定される他の変電所
Ｂ，Ａ，…に移行させることで、電力供給支障を解消さ
せる。このような操作は、具体的には第３の配電線７を
含む各配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁，６，７の経路中に設置
した開閉器８，連系開閉器９，１０の開閉組み合わせの
変更をシミュレーションすることで行う。

【００１０】以上の電力供給支障の解消計画で電力供給
支障が解消しない場合には、電力供給支障が生じないよ
うに配電設備（配電線やバンク）の新設計画を立てる。

【００１１】さらには、上述した操作により電力供給支
障が解消した場合には、任意の配電線Ａ３_1〜3，Ｂ
３₁，…において断線等の配電事故が生じた場合を想定
し、そのような場合においても、電力供給支障が発生し
ないように、配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁，…が負担してい
る負荷（需要家α，β）の一部を他の配電線Ａ３_1〜3，
Ｂ３₁に移行させるシミュレーションを行う。このよう
な操作は、具体的には配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁，第２の
配電線６および第３の配電線７の経路中に設置した開閉
器８，連系開閉器９，１０の開閉組み合わせの変更をシ
ミュレーションすることで行う。

【００１２】このような翌年度の配電系統計画を作成し
たのち、さらに翌年度，翌翌年度といったように、一年
単位の配電系統計画を同様の方法により作成する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の配電系
統計画の作成方法では、上記電力供給支障が生じない系
統運用状態を探り出す必要がある。具体的には、計画担
当者が、経験と勘に基づいて試行錯誤しながら、電力供
給支障が生じない開閉器８，連系開閉器９，１０の開閉
組み合わせを探り出していた。しかしながら、これで
は、立案に長時間を要するうえに、立案者の熟練度合に
よって計画精度が左右されてしまい、常時均質な立案が
行えるとはいえなかった。

【００１４】さらには、電力供給支障が生じない最適な
系統運用状態をコンピュータにより自動算出することが
考えられるが、その場合にも次のような課題があった。
すなわち、コンピュータによる自動算出を行う場合に
は、すべての系統運用状態（開閉器８，連系開閉器９，
１０の開閉組み合わせのすべて）をシミュレーションし
たうえで、その中から最適な系統運用状態（開閉器８，
連系開閉器９，１０の開閉組み合わせ）を抽出するとい
う手順が採られる。ところが、一般に一つの配電系統が
負担する配電エリアは広大であって、その中には非常に
たくさんの開閉器８，連系開閉器９，１０が設けられて
いる。そのため、算出対象となる系統運用状態（開閉組
み合わせ）の数も膨大なものとなり、計算速度の速い昨
今のコンピュータで自動計算したとしても、すべての計
算が終了するには数百日から数年かかってしまい、これ
では、実用的な配電系統計画と呼べるものにはならな
い。

【００１５】したがって、本発明においては、精度の高
い立案を、短時間の自動計算により行うことができる配
電系統計画の作成方法の提供を主たる目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、次のような手
段によって、上述した課題を解決している。すなわち、
想定した今後の電力需要に対して既存の配電設備で対応
した際に、過負荷、電圧過降下等の電力供給支障が生じ
るか否かを判定したうえで、前記電力供給支障が生じる
と判定する場合に、その電力供給支障が生じない配電系
統計画を作成する配電系統計画作成方法であって、前記
電力供給支障が配電線経路内で生じると判定する場合に
は、各配電線の経路断続を行う開閉器、および同一の変
電所から給電される配電線どうしの間の連系断続を行う
開閉器の開閉組み合わせを、前記電力供給支障が生じな
いように遺伝的アルゴリズムを用いて作成する第１の電
力供給支障解消計画作成手順と、前記電力供給支障が変
電所自体に生じると判定する場合には、各配電線の経路
断続を行う開閉器、同一の変電所から給電される配電線
どうしの間の連系断続を行う開閉器、および異なる変電
所から給電される配電線どうしの間の連系断続を行う開
閉器の開閉組み合わせを、前記電力供給支障が生じない
ように遺伝的アルゴリズムを用いて作成する第２の電力
供給支障解消計画作成手順と、前記第１，第２の電力供
給支障解消計画作成手順で前記電力供給支障が解消しな
い場合には、前記電力供給支障が生じないように配電設
備の新設計画を作成する第３の電力供給支障解消計画作
成手順とを含むことで、上述した課題を解決している。

【００１７】なお、遺伝的アルゴリズムとは、非常にた
くさんの組み合わせの中から最適なものを抽出する場合
のように規模が大きくて組み合わせの全てを計算するの
には膨大な時間と手間が要る場合において、その計算の
迅速化を図る手法であって、生物の遺伝と進化とを模倣
した選択淘汰，交叉，および突然変異の手法を用いて組
み合わせの最適化を図ることをいう。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照して詳細に説明する。

【００１９】本発明の一実施の形態の配電系統計画作成
方法を実施する配電系統計画支援システム２０の概略構
成は、図１に示すように、電力会社の中央制御装置１０
０に接続（例えばＬＡＮ接続）されたワークステーショ
ン２１と、ワークステーション２１の出力端末であるプ
リンタ２２とカラーハードコピー２３とを備えている。
なお、配電系統の構成は、図５に示したものと同一であ
るので、以下の説明では、図５の配電系統の名称（符号
を含む）を用いて説明する。

【００２０】次に、この配電系統計画支援システム２０
を用いた配電系統計画の作成方法を図２のフローチャー
トを用いて説明する。

【００２１】まず、ワークステーション２１において、
中央制御装置１００から過去、数年における各配電線Ａ
３_1〜3，Ｂ３₁，…の年度別最大負荷等の負荷データを
呼び出して負荷実績を作成する。負荷データは、各ＦＣ
Ｂ２によって検出されたのち中央制御装置１００に送信
されて記憶されている。（ステップ２１）次に、作成した負荷実績から負荷実績の伸び率を算出し
たうえで、その伸び率と、新規の需要家α，βの追加予
定（これは予め調べておく）とをワークステーション２
１に入力する。伸び率の算出および入力は、ワークステ
ーション２１内において自動的に行うようにしてもよ
い。（ステップ２２）次に、負荷実績の伸び率と新規需要家の追加予定データ
等を基にして、翌年度の電力需要想定（翌年度の負荷最
大値や電圧降下値の算出）を行う。（ステップ２３）さらには、想定した翌年度の電力需要に対して既存の配
電設備で対応した際に、過負荷、電圧過降下等の電力供
給支障が生じるか否かを判定する。（ステップ２４）なお、ステップ２３，２４の操作は、専用様式の計算表
を用いて手計算により行ってもよいが、ワークステーシ
ョン２１において自動的に行うようにするのが好まし
い。

【００２２】ステップ２４において、電力供給支障が生
じていると判定する場合には、まず、その電力供給支障
が、対応する配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁，…に生じている
と判定する。そして計画担当者がステップ２５〜２７の
いずれかの電力供給支障解消操作を行ったのち、ステッ
プ２４において、電力供給支障の有無を再判定する。そ
こで、電力供給支障が生じていると判定する場合には、
ステップ２４で電力供給支障が生じないと判定するま
で、計画担当者がステップ２５〜２７のいずれかの電力
供給支障解消操作を行う。

【００２３】ステップ２５の電力供給支障解消操作を行
う場合は、まず、電力供給支障が生じると判定した配電
線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁，…が負担している負荷（主として
需要家α，β）の一部を、電力供給支障が生じないと想
定される他の配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁に移行すること
で、電力供給支障を解消させる操作を行う。このような
操作は、具体的には配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁および第２
の配電線６の経路中に設置した開閉器８，連系開閉器９
の開閉組み合わせの変更を遺伝的アルゴリズム（以下、
ＧＡと略す）を用いてワークステーション２１でシミュ
レーションすることで行う。

【００２４】ステップ２６の電力供給支障解消操作を行
う場合は、まず、電力供給支障が生じると判定した変電
所Ａ，Ｂ，…が負担している負荷（需要家α，β）の一
部を、電力供給支障が生じていないと判定した他の変電
所Ｂ，Ａ，…に移行させることで、電力供給支障を解消
させる操作を行う。

【００２５】ステップ２６の操作は、第３の配電線７を
含む各配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁，６，７の経路中に設置
した開閉器８，連系開閉器９，１０の開閉組み合わせの
変更をＧＡによりワークステーション２１でシミュレー
ションすることで行う。つまり、ステップ２６では、ス
テップ２５の開閉組み合わせの変更操作を、連系開閉器
１０をさらに加えて行い、これによって、電力供給支障
が生じない他の変電所に対して負荷を移行させる。

【００２６】ステップ２７の電力供給支障解消操作を行
う場合は、現状の配電設備では電力供給支障を解消する
ことは不可能であると判定し、電力供給支障が生じない
ように配電設備（配電線やバンク）の新設計画を立て
る。この作業は、例えば計画担当者が経験に基づいて試
行錯誤しながら行う。

【００２７】ステップ２５〜２７を経て立案した配電系
統に電力供給支障が生じないことをステップ２４におい
て確認したのち、今度は、開閉器８、連系開閉器９の開
閉組み合わせを、各配電線経路の配電線ロスが最小にな
るようにＧＡを用いてワークステーション２１で作成す
る。（ステップ２８）ステップ２８の操作は変電所毎
に行う。

【００２８】ステップ２８の操作は次のことを目的にし
て行う。すなわち、ステップ２５〜ステップ２７の操作
を行うことで、電力供給支障（過負荷、電圧過降下）は
解消できるものの、各配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁に対する
負荷の均等化までは達成できず、立案された配電系統に
おいて、配電線ロスが最小のものとなっているとはいえ
ない。一般に、特高・高圧線の線路インピータンスに起
因する配電線ロスは、配電ロスの中で１／４程度を占め
ており、柱上トランスの鉄損と並んで配電ロスの中で大
きな割合を占めており、このような配電線ロスの削減を
図ることは配電計画の作成において、重要なものとなっ
ている。

【００２９】これに対して、配電系統は事故時に備えて
他の配電線や変電所から電力が融通できるように網目状
の構成をしているものの、通常は、系統内の各所に配設
された開閉器８，連系開閉器９，１０の一部を開放して
電力供給源からみて放射状になる（各配電線Ａ３_1〜3，
Ｂ３₁が互いに分離して配電する）ように運用されてい
る。しかし、上記ステップ２５〜２７を経て想定された
開閉器８，連系開閉器９，１０の開閉組み合わせでは、
各配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁の間を配電線ロスが最小とな
るように連結しているとはいえず、まだまだ、上記開閉
組み合わせを選択するうえで余裕がある。

【００３０】そこで、ステップ２５〜２７を経て立案さ
れた配電系統（開閉器８，連系開閉器９の開閉組み合わ
せ）に対して、配電線経路の配電線ロスが最小限になる
ように再検討を加えることで、電力供給支障のない配電
系統を、最も配電線ロスの少ない形態に立案し直すこと
ができる。

【００３１】このような配電線ロスが最小となる配電系
統（開閉器８，連系開閉器９の開閉組み合わせ）の立案
は、全ての開閉組み合わせの中から最適な配電系統（配
電線ロスの最も少ない開閉組み合わせ）を選択する必要
があり、手作業による立案は不可能であった。さらに
は、コンピュータを用いて全ての配電系統（開閉器８，
連系開閉器９の開閉組み合わせ）における配電線ロスを
算出する場合には計算に長時間を要し、実用的な立案を
行えるものではなかった。すなわち、一つの変電所に対
して設けられる開閉器８，連系開閉器９の数は、１００
〜２００個程度あり、このような多数の開閉器８，連系
開閉器９に対して行う開閉組み合わせは、概算しただけ
でも（２の１００乗〜２の２００乗）通りとなり、たと
え、コンピュータで自動計算するとしても実用的な処理
時間内で計算することは困難であった。これに対して、
ＧＡを用いてこれらの立案を行う場合には、立案に要す
る時間を十分実用可能な程度まで短縮化することができ
る。

【００３２】ステップ２８において、配電線ロスの削減
を図ったのち、想定し直した配電系統における電力需要
の再計算を行って、各配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁における
負荷最大値を算出してワークステーション２１に記憶さ
せる。ステップ２８の操作は、ステップ２３と同様、専
用様式の計算表を用いて手計算により行ってもよいが、
ワークステーション２１において自動的に算出するのが
好ましい。

【００３３】次に、ステップ２８，２９において、配電
線ロスを削減した配電系統の再想定と、再想定した配電
系統での電力需要の再計算を行ったのち、任意の配電線
Ａ３_1〜3，Ｂ３₁，…において断線等の配電事故が生じ
た場合をさらに想定し、そのような場合において、各配
電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁，…が負担している負荷（主とし
て需要家α，β）の一部を他の配電線Ａ３_1〜3，Ｂ
３₁，…に移行させるシミュレーションを行う。そし
て、シミュレーションした事故時緊急配電系統の中か
ら、停電区間が少なく、各配電線Ａ３_1〜3，Ｂ３₁，…
における電圧降下値が、予めワークステーション２１に
設定された下限値を下回らない事故時緊急配電系統を見
つけ出して、見つけ出した事故時緊急配電系統をワーク
ステーション２１に記憶させる。（ステップ３０）な
お、ステップ３０の操作（事故時における配電移行のシ
ミュレーション操作）は、変電所間での負荷移行操作も
含んでいる。

【００３４】ステップ３０の操作は、具体的には配電線
Ａ３_1〜3，Ｂ３₁，第２の配電線６および第３の配電線
７の経路中に設置した開閉器８，連系開閉器９，１０の
開閉組み合わせの変更をＧＡによりシミュレーションす
ることで行う。

【００３５】このような翌年度の配電系統計画を作成し
たのち、さらに翌々年度，翌々々年度といったように、
一年単位の配電系統計画を同様の方法により作成する。

【００３６】次に、ＧＡを用いたステップ２５，２６，
２８，３０の操作を図３，図４を参照して詳細に説明す
る。ここでは、説明を容易にするために、配電系統を次
のように簡略化している。すなわち、この配電系統は、
図３（ａ）に示すように、単一のバンクＣ１に２本の配
電線Ｃ３₁，Ｃ３₁が配設されるとともに、配電線Ｃ
３₁，Ｃ３₁の間に２本の第２の配電線６，６が設けられ
ている。そして、各配電線Ｃ３₁，Ｃ３₁には、それぞれ
２つの開閉器８，８が設けられており、第２の配電線
６，６にはそれぞれ連系開閉器９が設けている。開閉器
８，連系開閉器９には、連番８_1〜4，９₁，９₂が付され
ており、以下の説明では、開閉器８，連系開閉器９をこ
れら連番によって区別して説明している。また、図３
（ａ）では、説明の簡略化のために、変電所間での配電
移行の入切操作を行う連系開閉器１０については図示省
略しているが、連系開閉器１０を設けた場合において
も、以下の説明が同様に当てはまるのはもちろんであ
る。

【００３７】まず、図３（ｂ）に示すように、所定の並
列配置状態（図では８₁，８₂，９₁，９₂，８₃，８₄の配
置）での開閉器８_1〜4，開閉器９₁，９₂の開閉組み合わ
せを、（０，１）を構成単位にした数列からなる個体Ｔ
として規定する。なお、図３（ｂ）では、”０”は開状
態を示し、”１”は閉状態を示している。このようにし
て規定した個体Ｔの組み合わせの総数は、開閉器８，連
系開閉器９の総数をＭとした場合、２_M個となる。図３
の場合では、開閉器８，連系開閉器９の総数が６である
ので、組み合わせ総数は２₆個となる。本実施の形態で
は、以上のようにして、開閉器８_1〜4，開閉器９₁，９₂
の開閉組み合わせを（０，１）を構成単位にした数列か
らなる個体として認識することで、配電系統をＧＡとし
て取り扱うことを可能にしている。

【００３８】次に、上記のように規定した個体Ｔの中か
ら、任意の個体（任意の開閉組み合わせ）を、Ｎ個だけ
生成するとともに、生成した個体Ｔ₁〜Ｔ_Nについて、そ
れぞれ評価関数Ｖを計算により求める。評価関数Ｖは各
ステップにおいて、次のようになる。すなわち、ステッ
プ２５，２６では、電力供給支障（過負荷、電圧過降下
の程度）が評価関数Ｖとなり、ステップ２８では、配電
線ロスが評価関数Ｖとなり、ステップ３０では、供給支
障が評価関数Ｖとなる。

【００３９】この選出数Ｎは予め設定してワークステー
ション２１に登録しておく。

【００４０】評価関数Ｖを求めた選出個体Ｔ₁〜Ｔ_Nを、
図４（ａ）に示すように、評価関数Ｖに基づいて優秀な
順に並び替える。図４では、個体Ｔ₁（Ｖ＝１０）が最
も優秀な個体を示し、個体Ｔ_N（Ｖ＝２００）が最も劣
等な個体を示している。そして、淘汰率Ｓに基づいて、
並び順の上位に位置する個体Ｔ₁〜Ｔ_Q（評価関数Ｖがよ
り高い個体）を残して、下位の個体Ｔ_Q+1〜Ｔ_N（評価関
数Ｖがより低い個体）を淘汰（削除）する。淘汰率Ｓ
は、淘汰の閾値を示すものであって、全体の半分を淘汰
する場合には、５０％（＝０．５）が淘汰率Ｓとなる。
このように作用する淘汰率Ｓや評価関数Ｖは予めワーク
ステーション２１に設定しておく。

【００４１】次に、図４（ｂ）に示すように、淘汰され
ずに残った個体Ｔ₁〜Ｔ_Qの中から親となる任意の２つの
個体を選出し、選出した親個体ＴＰ（１），ＴＰ（２）
それぞれを任意に設定した交叉点Ｉに基づいて二つに分
断する。

【００４２】次に、分断された親個体ＴＰ（１）の前端
部Ｐ１ｆと親個体ＴＰ（２）の後端部Ｐ２ｂとを組み合
わせて子個体ＴＫ（１）を生成する。同様に、分断され
た親個体ＴＰ（２）の前端部Ｐ２ｆと親個体ＴＰ（１）
の後端部Ｐ１ｂとを組み合わせて子個体ＴＫ（２）を生
成する。

【００４３】このような子個体ＴＫ（１），ＴＫ（２）
の生成操作を以下の状態となるまで継続する。すなわ
ち、淘汰されずに残った個体Ｔ₁〜Ｔ_Qと、作成した子個
体ＴＫ（１）〜ＴＫ（Ｒ）とを合わせた個体Ｔ（以下、
これら個体Ｔを個体Ｔ₁’〜Ｔ_N’と称す）の総数（Ｔ₁
〜Ｔ_Q）＋｛ＴＫ（１）〜ＴＫ（Ｒ）｝が、当初の個体
総数Ｎと同じになる［（Ｔ₁〜Ｔ_Q）＋｛ＴＫ（１）〜Ｔ
Ｋ（Ｒ）｝＝Ｎ］まで、子個体ＴＫ（１），ＴＫ（２）
の生成操作を行う。

【００４４】次に、このようにして作成した個体Ｔ₁’
〜Ｔ_N’を、上述したのと同様に、評価関数Ｖに基づいて
優秀な順に並び替える。ここでは、上述の説明と同様、
個体Ｔ₁’が最も優秀な個体を示し、個体Ｔ_N’が最も劣
等な個体を示しているものとする。

【００４５】このとき同時に、各個体Ｔ₁’〜Ｔ_N’に対
して設定された突然変異率Ｍに基づいて、突然変異が発
生するかをシミュレーションする。突然変異のシミュレ
ーションは例えば、次のようにして行われる。すなわ
ち、任意の個体Ｔ_n’に対して、突然変異率Ｍ（ワーク
ステーション２１に設定された値）を使用し、ワークス
テーション２１内において、０〜１００までの間で任意
の数を無作為に設定し（例えば乱数により設定）、設定
した任意の数Ｚが（１００−Ｗ）と１００との間、すな
わち、１００−Ｗ≦Ｚ≦１００であれば、その個体Ｔ_n
に突然変異が発生すると想定する。

【００４６】例えば、突然変異率Ｍを５％と設定した場
合には、ワークステーション２１内において、０〜１０
０まで間で任意の数を無作為に設定し、設定した任意の
数Ｚが９５と１００との間であれば（９５≦Ｚ≦１０
０）、個体Ｔ_nに突然変異が発生すると想定する。

【００４７】そして、突然変異が発生したと想定した個
体Ｔ_nに対しては、次のような操作を行うことで突然変
異を生じさせる。すなわち、図４（ｃ）に示すように、
個体Ｔ_n（数列）を構成する各桁Ｆのうち、数字”０”
が記入されている桁群Ｆ₀の中から任意の桁Ｆ₀’を選出
して、その桁Ｆ₀’に記入されている数字”０”を、数
字”１”に反転させる。同様に、個体Ｔ_n（数列）を構
成する各桁Ｆのうち、数字”１”が記入されている桁群
Ｆ₁の中から任意の桁Ｆ₁’を選出して、その桁Ｆ₁’に
記入されている数字”１”を、数字”０”に反転させ
る。

【００４８】一般に、ＧＡ（遺伝的アルゴリズム）にお
いて突然変異を発生させる部位（桁Ｆ）は、少なくとも
１ケ所だけでよい。しかしながら、本発明では、上述し
たように、記入されている数値が反対である２ケ所の部
位（桁）において、それぞれ数値反転を生じさせること
で突然変異を発生させている。これは次のような理由に
よっている。

【００４９】ＧＡにおいて計算を迅速化するためには、
突然変異を生じさせた個体中に劣等な個体が生じる確率
をできるだけ低くするほうがよい。配電系統におけるＧ
Ａ上の劣等とは、配電線に停電等が生じるか、給電する
電力が衝突し合うことを意味している。このような配電
系統におけるＧＡ上の劣等な個体を生じさせないために
は、突然変異個体中における配電線中に電気的なループ
を生じさせず、しかも、配電線を放射状に構成させれば
よい。そこで、本願発明者は、配電系統における劣等な
個体の発生をグラフ理論等により検証した。すると、開
閉器８，連系開閉器９の中から単一のものを選択してそ
の開閉状態を反転させることで発生させた突然変異個体
では、必ず劣等な個体が発生することがわかった。これ
に対して、開状態の開閉器８，連系開閉器９の中から任
意に選択したひとつを閉状態に反転させる一方、閉状態
の開閉器８，連系開閉器９の中から任意に選択したひと
つを開状態に反転させることで発生させた突然変異個体
では、劣等な個体が発生する確率が低くなることがわか
った。

【００５０】このことを鑑みて、本実施の形態では、記
入されている数値が反対である２ケ所の部位（桁）にお
いて、それぞれ数値反転を生じさせて突然変異を発生さ
せている。

【００５１】このようにして突然変異を発生させた突然
変異個体を含む次世代に生き残る個体Ｔ₁’〜Ｔ_N’に対
して、再度、上述したＧＡを用いたステップ２５，２
６，２８，３０の操作を施して、次々世代に生き残る個
体Ｔ₁''〜Ｔ_N''を作成する。

【００５２】このような次世代に生き残る個体Ｔ₁’〜
Ｔ_N’，次々世代に生き残る個体Ｔ₁''〜Ｔ_N''，…の作
成操作を所定回数（例えば５回）繰り返す。そして、最
終世代に生き残った個体Ｔ₁(')〜Ｔ_N(')において、最も
優秀な個体Ｔ₁(')を取り出し、その個体Ｔ₁(')をＧＡに
より選択されたものとする。

【００５３】なお、多少の処理時間の延長が認められる
場合には、ＧＡの解の精度を高めるために次のような処
理を行ってもよい。すなわち、選出する個体Ｔとして必
要な評価関数Ｖの閾値ＶTを予め設定してワークステー
ション２１に登録しておく。そして、次世代混合個体Ｔ
₁’〜Ｔ_N’を作成する毎に、その世代の最優秀個体
Ｔ₁’の評価関数Ｖ₁と上記閾値Ｖ_Tとを比較し、Ｖ₁≧Ｖ
_Tとなった時点で、次世代混合個体Ｔ₁’〜Ｔ_N’の作成
を終了して、その世代の最優秀個体Ｔ₁をＧＡにより選
択されたものとする。この処理では、その世代の最優秀
個体Ｔ₁の評価関数Ｖ₁が閾値Ｖ_T以上となるまで、次世
代混合個体Ｔ₁’〜Ｔ_N’の作成操作を継続するため、処
理時間は多少、長時間化するものの、所望の評価関数Ｖ
_Tを有する個体Ｔを確実に得ることができる。

【００５４】本実施の形態の配電系統計画作成方法を用
いて実際の変電所において検証を行った。検証は、６４
ビットＣＰＵ、１２８ＭＢのメモリ、５１２ＫＢのキャ
ッシュ、２．１ＧＢのハードディスクを備えたワークス
テーション２１を有する配電系統計画支援システムを用
いて、５０ケ所の変電所において行った。その結果、Ｇ
Ａを用いた上記ステップ２５，２６，２８，３０の操作
に要する時間の平均は１分程度と、処理時間が非常に短
時間となることが確認できた。さらには、得られた解の
精度も、ばらつきがなく安定したものであることが確認
できた。

【００５５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、立案を短
時間で行うことができるうえに、立案者の熟練度合に関
係なく、高精度で均質な配電系統計画の立案を行うこと
ができるようになった。

【００５６】また、短時間の立案時間で配電線ロスの削
減をも図ることができるようになり、その分さらに立案
精度を高めることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る配電系統計画作成
方法を実施する配電系統計画支援システムの概要図であ
る。

【図２】実施の形態の配電系統計画のフローチャートで
ある。

【図３】（ａ）は配電線の経路図の一例を示す図であ
り、（ｂ）はその経路図の例から作成される個体の構成
図である。

【図４】それぞれ実施の形態の配電系統計画の作成に用
いられる遺伝的アルゴリズムの説明に供する図である。

【図５】配電系統の実際例を示す図である。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ変圧設備Ａ１_1〜3 バンク
（変圧トランス設備）Ｂ１₁ バンク
２ＦＣＢＡ３_1〜3 配電線Ｂ３₁ 配電線 α 低圧需要家 β 特需需要家６第２の高圧線７第３の高圧
線８開閉器９連系開閉器１０連系開閉器２０配電系計
画支援システムＴ個体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者夜久正司大阪府大阪市淀川区田川２丁目１番11号株式会社ダイヘン内 (72)発明者的場弘大阪府大阪市淀川区田川２丁目１番11号株式会社ダイヘン内Ｆターム(参考） 5G066 AA03 AA04 AA07 AA08 AE01 AE04 AE05 AE09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】想定した今後の電力需要に対して既存の
配電設備で対応した際に、過負荷、電圧過降下等の電力
供給支障が生じるか否かを判定したうえで、前記電力供
給支障が生じると判定する場合に、その電力供給支障が
生じない配電系統計画を作成する配電系統作成方法であ
って、前記電力供給支障が配電線経路内で生じると判定する場
合には、各配電線の経路断続を行う開閉器、および同一
の変電所から給電される配電線どうしの間の連系断続を
行う開閉器の開閉組み合わせを、前記電力供給支障が生
じないように遺伝的アルゴリズムを用いて作成する第１
の電力供給支障解消計画作成手順と、前記電力供給支障が変電所自体に生じると判定する場合
には、各配電線の経路断続を行う開閉器、同一の変電所
から給電される配電線どうしの間の連系断続を行う開閉
器、および異なる変電所から給電される配電線どうしの
間の連系断続を行う開閉器の開閉組み合わせを、前記電
力供給支障が生じないように遺伝的アルゴリズムを用い
て作成する第２の電力供給支障解消計画作成手順と、前記第１，第２の電力供給支障解消計画作成手順で前記
電力供給支障が解消できない場合には、前記電力供給支
障が生じないように配電設備の新設計画を作成する第３
の電力供給支障解消計画作成手順と、を含むことを特徴とする配電系統計画作成方法。
【請求項２】請求項１記載の配電系統計画作成方法で
あって、前記第１〜第３の電力供給支障解消計画作成手順を経た
のち、前記各開閉器の開閉組み合わせを、各配電線経路
の配電線ロスが最小になるように遺伝的アルゴリズムを
用いて作成する第４の電力供給支障解消計画作成手順を
更に含むことを特徴とする配電系統計画作成方法。
【請求項３】請求項１または２記載の配電系統計画作
成方法であって、第３ないしは第４の電力供給支障解消計画作成手順を経
たのち、任意の配電線経路において断線等の配電事故が
生じた際の前記各開閉器の開閉組み合わせを、前記電力
供給支障が最小限になるように遺伝的アルゴリズムを用
いて作成する第５の電力供給支障解消計画作成手順を更
に含むことを特徴とする配電系統計画作成方法。