JP2010207056A - Power interchange processing method of power distribution system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配電自動化システムの電力融通方法に係り、特に多段融通を可能とした配電系統の電力融通処理方法に関するものである。 The present invention relates to a power interchange method for a distribution automation system, and more particularly to a power interchange processing method for a distribution system that enables multi-stage interchange.
配電系統を管理するコンピュータシステムである配電自動化システムでは、当該配電系統に停電が発生した場合や、工事等で計画的に限定した範囲で停電を発生させる場合、通常の電力供給経路とは別の電力供給経路の探索を実行し、得られた経路から電力を供給する機能が備えられている。 In a distribution automation system that is a computer system that manages a distribution system, when a power failure occurs in the distribution system, or when a power failure occurs within a limited range due to construction, etc., it is different from the normal power supply route. A function of searching for a power supply route and supplying power from the obtained route is provided.
電力融通を行うための計算方法としては非特許文献1が公知となっている。
この方法は、配電系統をグラフ理論で扱うもので、入力されるグラフを「木」に限定したとき、最適解を効率よく求める。そのためのアルゴリズムは木の持つ特殊な構造を利用することで最適解を求めている。この手法では、配電系統の融通計算問題をグラフ理論で扱うために必要となる構成要素を、供給点、需要点および開閉器の3つとしている。
Non-patent document 1 is known as a calculation method for performing power interchange.
In this method, the distribution system is handled by graph theory, and when the input graph is limited to “tree”, an optimal solution is efficiently obtained. For this purpose, the algorithm finds the optimal solution by using the special structure of the tree. In this method, there are three components that are necessary to handle the power system interchange calculation problem with graph theory: a supply point, a demand point, and a switch.
供給点は、電力を供給するための元となる点で、配電線の大元としては配電用変電所の送出点となる。需要点は、ビルや工場、一般家庭といった電力を使用する点である。また、開閉器は、電力系統上に複数設置されている開閉器である。 The supply point is a source for supplying electric power, and the main point of the distribution line is the transmission point of the distribution substation. A demand point is a point using electric power, such as a building, a factory, and a general household. A plurality of switches are switches installed on the power system.
これら3つの要素をグラフ理論で扱うために、供給点および需要点を“点”として扱い、開閉器を“辺”として扱う。さらに供給点における供給量、及び需要点における需要量をそれぞれ数値で表すことによって、配電系統をグラフで扱うことが可能とし、配電系統の全ての開閉器を考慮した構成を表現したものとなって閉路を含んだグラフとなっている。
非特許文献1では、入力されるグラフを木に限定し、その特殊な構造を利用して最適解を求めているが、実際の電力網における融通計算では、同一フィーダ(1つの供給点)から複数箇所の負荷区間へ電力供給できるケースが存在し、そのケースにおいては、電力網は木ではなくなり、アルコリズムには入力することさえできない。したがって、理論的裏付けのあるアルゴリズムを配電融通問題に応用することができなかった。その一方、例え入力されるグラフが木であったとしても、配電融通問題の応用において許容される時間以内に、最適解を求めることができない問題を有していた。 In Non-Patent Document 1, an input graph is limited to a tree, and an optimal solution is obtained using its special structure. However, in the interchange calculation in an actual power network, a plurality of data from the same feeder (one supply point) are used. There is a case where power can be supplied to the load section of the location, in which case the power network is no longer a tree and cannot even be input to the alcoholism. Therefore, the theoretically supported algorithm could not be applied to the distribution interchange problem. On the other hand, even if the input graph is a tree, there is a problem that the optimum solution cannot be obtained within the time allowed in the application of the distribution interchange problem.
本発明が目的とするところは、上記問題を解決した配電系統の電力融通処理方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a power interchange processing method for a distribution system that solves the above problems.
本発明の請求項1は、電力の融通計算処理部と監視制御部を有する演算処理装置により、配電系統の停電発生時に記憶装置に格納された停電発生時のデータをもとに電力の融通処理演算を実行するものであって、演算処理装置は、グラフ理論を用いた分割処理手段により配電系統に対しグラフを構成し、部分木に分割して電力の融通演算をするものにおいて、
前記融通計算処理部にループ解除手段を設け、このループ解除手段によって前記停電発生時に、電力の供給点と需要点により形成される電力融通経路のループの辺を取り除いて停電復旧したい電力網を木構造とすることを特徴としたものである。
Claim 1 of the present invention provides a power interchange process based on data in the event of a power outage stored in a storage device when a power outage occurs in a power distribution system by an arithmetic processing unit having a power interchange calculation processing unit and a monitoring control unit. Computation is performed, and the arithmetic processing unit constitutes a graph for the power distribution system by means of division processing using graph theory, and divides into subtrees to calculate power interchange.
The interchange calculation processing unit is provided with a loop canceling unit, and when the power failure occurs, the loop canceling unit removes the side of the loop of the power interchange path formed by the power supply point and the demand point, and the power network to be restored by the power failure It is characterized by that.
本発明の請求項2は、前記融通計算処理部に重み付加手段を設け、事故発生時にこの重み付加手段により健全な経路の需要点と事故経路の需要点に異なる重み点数を付加し、重み点数の総和の大小をもとに電力融通経路を演算することを特徴としたものである。 According to a second aspect of the present invention, a weight adding unit is provided in the accommodation calculation processing unit, and when the accident occurs, different weight points are added to the demand point of the healthy route and the demand point of the accident route by the weight adding unit. This is characterized in that the power interchange route is calculated based on the sum of the two.
本発明の請求項3は、前記融通計算処理部による電力融通演算時に、健全経路の需要点を集合して需要点数を削減した後、電力融通経路を演算することを特徴としたものである。 A third aspect of the present invention is characterized in that, at the time of power accommodation calculation by the accommodation calculation processing unit, the demand points of healthy routes are gathered and the number of demand points is reduced, and then the power accommodation route is calculated.
以上のとおり、本発明によれば、配電系統の停電時に当該電力網が木構造でなくなった場合でも、仮想的に木をつくることにより、その木構造を利用して電力融通演算を精度よく可能とすると共に、演算速度の高速化を可能としたものである。 As described above, according to the present invention, even when the power network is no longer in a tree structure at the time of a power failure in the distribution system, it is possible to accurately calculate power interchange using the tree structure by creating a virtual tree. In addition, the calculation speed can be increased.
図1は、本発明の実施例を示すシステム構成図で、1は配電系統、2はコンピュータよりなる演算処理装置で、RAM、ROMの記憶部と監視制御部3及び融通計算処理部4を有している。5は記憶装置で、この記憶装置5には配電系統1の設備データや、系統構成、負荷実績値、開閉器状態等の系統運用のための制約条件データなどが格納されている。監視制御部3は、配電系統1の系統状態、すなわち、系統の繋がり、負荷電力量、開閉器の開閉状態を監視し、それらの状態を記憶装置5に記憶しておく。融通計算処理部4には、非特許文献1のグラフ理論を用いた分割処理手段の他に、ループ解除手段、重み付加手段などを備えている。
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of the present invention. 1 is a power distribution system, 2 is an arithmetic processing unit comprising a computer, and has a RAM, a ROM storage unit, a
配電系統に停電が発生すると、監視制御部3は停電事故の発生を検出し、融通計算処理部4に対して融通計算を実施するよう指令する。融通計算処理部4は、この指令に基づいて記憶装置5に格納されている事故発生時の系統データや制約条件データ等を用いて融通計算を実行する。
When a power failure occurs in the distribution system, the
電力会社の配電系統では、系統のループ運用は行わないため定常状態における電力網は図2で示すような木構造をしている。同図において、○印はブランチに接続された負荷ノードである需要点、□印は配電用変電所等の電力供給点である。この木構造をしている供給点□に事故が発生すると、事故直後の停電区間は、図3で示すように木構造をしている。しかし、停電が発生すると、停電復旧のために周りにある停電区間外の配電系統供給点から電力が供給されるため、図4で示すように考慮されるべき停電区間の電力網は木ではなくなる。木ではなくなることによって、非特許文献1のアルゴリズムへの適用が不可能になる。 In the distribution system of the electric power company, since the loop operation of the system is not performed, the power network in the steady state has a tree structure as shown in FIG. In the figure, ◯ indicates a demand point that is a load node connected to the branch, and □ indicates a power supply point such as a distribution substation. When an accident occurs at the supply point □ having this tree structure, the power failure section immediately after the accident has a tree structure as shown in FIG. However, when a power outage occurs, power is supplied from the distribution system supply point outside the power outage section in order to recover from the power outage, so the power network in the power outage section to be considered is not a tree as shown in FIG. Since it is no longer a tree, application to the algorithm of Non-Patent Document 1 becomes impossible.
また、実際の電力系統では、通常は開状態となっている連系開閉機(常開開閉器)があり、電力融通時にはこの開閉器を使った融通計算を行うことを考慮すれば、融通可能範囲が広がるため、融通演算時には常開開閉器を考慮した演算が望まれている。しかし、この常開開閉器を使用(閉じる)すると、図5(a)で示すように、例えば、ループ1とループ2の経路が存在して木構造ではなくなり、例え供給点nを2ヶ所に振り分けてループ1を解消しても(b)図で示すようにループ2が残り、木構造にすることが困難となる。
In addition, in an actual power system, there are usually interconnected switches (normally open switches) that are open and can be accommodated by considering the calculation of interchange using these switches when accumulating power. Since the range is widened, calculation considering a normally open switch is desired at the time of interchange calculation. However, when this normally open switch is used (closed), as shown in FIG. 5 (a), for example, the path of loop 1 and
さらに、図6(a)で示すように、電力系統のa点で事故が発生したとすると、健全フィータAと、事故フィータBとに分けられるが、例えば、充足量最大となるような最適解を求めると、図6(b)で示す太線の供給ルートとなって健全フィータAグループに属していたA’の需要グループが停電する。電力の融通元フィーダAは元々健全フィーダであり、融通することによって一部のフィータであっても健全フィータを停電させることは許されない。 Furthermore, as shown in FIG. 6 (a), if an accident occurs at point a of the power system, it can be divided into a sound feeder A and an accident feeder B. , The demand line of A ′ that belonged to the healthy feeder A group has a power failure due to the supply route of the thick line shown in FIG. The power interchange source feeder A is originally a healthy feeder, and even if some of the feeders are interchanged, it is not allowed to cause a power failure of the healthy feeder.
本発明では、常開開閉器を使用することにより閉ループが形成されるような状態となったとき、融通計算処理部4の機能の一つであるループ解除手段により閉ループを形成する辺を削除して木構造とするものである。
すなわち、図7(a)で示すような閉ループが形成された場合、(b)図で示すようにループ上の需要点アとイ間の辺を取り除くことにより閉ループが解消されて木構造となる。ループ解除手段は供給点uに注目し、ループ上から1辺を取り除くことによりループは解消されるという性質を利用し、常開開閉器を制御するときの解除する辺の探索を実施する。
In the present invention, when the closed loop is formed by using the normally open switch, the side that forms the closed loop is deleted by the loop releasing means that is one of the functions of the interchange
That is, when a closed loop as shown in FIG. 7A is formed, the closed loop is eliminated by removing the side between the demand points A and A on the loop as shown in FIG. . The loop release means pays attention to the supply point u and uses the property that the loop is canceled by removing one side from the loop, and searches for the side to be released when controlling the normally open switch.
この場合の探索は、ループ形成が図7(a)で示すように辺の数が供給点uから6本のため、6通りの組み合わせを計算すればよい。配電系統の性質上、供給量は数百アンペアという数字になるケースが非常に多く、また、特に遠隔制御開閉器のみを考慮した場合などでは、逆にループが形成されるような箇所でのループ上の数は多くても数十本となるケースが多い。このことから、ループを解除して木構造とするための演算ケースが少ないため、演算速度の高速化が図られる。 In the search in this case, since the number of sides is 6 from the supply point u as shown in FIG. 7A, six combinations may be calculated. Due to the nature of the power distribution system, the supply amount is often a few hundred amperes, and especially when only the remote control switch is taken into account, the loop at the place where the loop is formed is reversed. In many cases, the number above is at most several tens. For this reason, since there are few calculation cases for canceling the loop to form a tree structure, the calculation speed can be increased.
なお、上記では供給点を含んだループのみに着目したが、図8(a)で示すように2ループ形成される場合もある。このようなことが想定される場合には、構成されたグラフ内全てのループに着目し、全てのループからそれぞれ1辺ずつを取り除くことによって全てのループが解消され、常開開閉器を扱うことができる。
図8の場合には、(b)図で示すように需要点アとウ間の辺と、エとオ間の辺を取り除くことによって2ループの全てを解消して木構成としている。したがって、常開開閉器を扱うことが可能となって、融通可能な経路の候補が多くなり、より最適な融通経路の探索を行うことができる。
In the above description, attention is paid only to the loop including the supply point, but there are cases where two loops are formed as shown in FIG. When such a situation is assumed, pay attention to all the loops in the constructed graph, and by removing one edge each from all the loops, all the loops will be eliminated and the normally open switch will be handled. Can do.
In the case of FIG. 8, as shown in FIG. 8B, all the two loops are eliminated by removing the side between the demand points A and C and the side between D and E, thereby forming a tree configuration. Therefore, it becomes possible to handle a normally open switch, and there are more candidate routes that can be accommodated, and a more optimal accommodation route can be searched.
前述のように元々健全であったフィーダが、電力融通することによってその一部であっても停電させことは許されない。図9はその対策例で、各需要点に需要量に加えてポイント(重み)付けを行う。このポイント付加は、融通計算処理部4の重み負荷手段によって行われるもので、停電が発生すると元々健全であった需要点には、例えば、10000点というようなポイントを付加し、停電需要点に対しては、例えば、1以下の小さなポイントを割り当てる。ポイント付加後、演算処理装置2は既存の技術によって電力融通のための経路探索を実行し、求まった解のポイント総和を計算し、ポイント総和が最大となるような経路を最適解とする。なお、付加されるポイント数は、上記とは逆に健全側を少なくするようにしてもよいことは勿論である。
As described above, a feeder that was originally healthy is not allowed to cause a power failure even if it is a part of the feeder through power interchange. FIG. 9 shows an example of the countermeasure, in which points (weights) are added to the demand points in addition to the demand amount. This point addition is performed by the weight load means of the flexible
図9において、供給点uの供給量が55であったとすると、充足量最大(=55)となる経路はAグループであるが、このときのポイント総和は2000.4となり、この場合には健全フィータのBグループが停電することになる。融通計算処理部4による探索が図10で示す需要経路Cとなると、ポイント数が5000.1となって最大となり、このときにおける充足量が42となる。つまり、融通計算処理部4は供給点uの供給量以下で、且つポイントが最大となる供給経路を探索して最適解とし、健全フィータを停電させることなく事故フィーダに電力融通を可能とする。
In FIG. 9, if the supply amount of the supply point u is 55, the route with the maximum satisfaction amount (= 55) is the A group, but the total point at this time is 2000.4. Group B will be out of power. When the search by the accommodation
融通計算処理部4は、停電発生時にその重み付加手段によりポイント割当てを行うことによって健全フィータを停電させることなく、事故フィーダへの電力融通が可能となるが、その場合でもさらなる演算処理の高速化が要求される。
図11はそのような要求に基づくもので、事故発生時に(a)図のような健全フィーダAのグループと、事故フィーダBグループが出来たとする。融通計算処理部4は、健全フィーダAのグループについての需要点間個々については、その電力融通経路についての演算は実行せず、(b)図で示すようにグループAの5つの需要点と辺については1個にまとめて需要量32として需要点・辺の数を少なくして演算する。
したがって、この手法によれば、探索しなければならない融通経路が少なくなり、計算数が削減されることから、計算速度の高速化が図れるものである。
The interchange
FIG. 11 is based on such a request, and it is assumed that a group of healthy feeders A and a group of accident feeders B as shown in FIG. The accommodation
Therefore, according to this method, the number of computation paths to be searched is reduced and the number of calculations is reduced, so that the calculation speed can be increased.
1… 配電系統
2… 演算処理装置
3… 監視制御部
4… 融通計算処理部
5… 記憶装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (3)
配電系統の停電発生時に記憶装置に格納された停電発生時のデータをもとに電力の融通処理演算を実行するものであって、演算処理装置は、グラフ理論を用いた分割処理手段により配電系統に対しグラフを構成し、部分木に分割して電力の融通演算をするものにおいて、
前記融通計算処理部にループ解除手段を設け、このループ解除手段によって前記停電発生時に、電力の供給点と需要点により形成される電力融通経路のループの辺を取り除いて停電復旧したい電力網を木構造とすることを特徴とした配電系統の電力融通処理方法。 By an arithmetic processing unit having a power interchange calculation processing unit and a monitoring control unit,
A power interchange processing calculation is performed based on data at the time of a power outage stored in a storage device when a power outage occurs in the distribution system, and the arithmetic processing unit uses a division processing means using graph theory to distribute the power distribution system. In the case of constructing a graph with respect to
The interchange calculation processing unit is provided with a loop canceling unit, and when the power failure occurs, the loop canceling unit removes the side of the loop of the power interchange path formed by the power supply point and the demand point, and the power network to be restored by the power failure A power interchange processing method for a power distribution system.
3. The power interchange of the distribution system according to claim 1, wherein the power interchange route is calculated after collecting demand points of the healthy route and reducing the number of demand points during the power interchange calculation by the interchange calculation processing unit. Processing method.
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