JP2018152935A - Electric power system state estimation device - Google Patents

Electric power system state estimation device Download PDF

Info

Publication number
JP2018152935A
JP2018152935A JP2017045760A JP2017045760A JP2018152935A JP 2018152935 A JP2018152935 A JP 2018152935A JP 2017045760 A JP2017045760 A JP 2017045760A JP 2017045760 A JP2017045760 A JP 2017045760A JP 2018152935 A JP2018152935 A JP 2018152935A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
state estimation
relational expression
load
power system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017045760A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6727156B2 (en
Inventor
雄介 高口
Yusuke Takaguchi
雄介 高口
橋本 博幸
Hiroyuki Hashimoto
博幸 橋本
飛仙 平田
Takahisa Hirata
飛仙 平田
弘和 大岡
Hirokazu Ooka
弘和 大岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2017045760A priority Critical patent/JP6727156B2/en
Publication of JP2018152935A publication Critical patent/JP2018152935A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6727156B2 publication Critical patent/JP6727156B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

【課題】将来の電力系統の状態を推定可能な電力系統状態推定装置を提供する。【解決手段】電力系統状態推定装置10は、電力系統における発電機の出力の有効電力、発電機の無効電力または設定電圧または力率設定、および、負荷系統の有効電力の各予測値を含む、電力系統の運用計画情報が入力される入力部12と、負荷系統における有効電力と無効電力との関係式であるPQ関係式を設定する設定部13と、運用計画情報およびPQ関係式から電力系統の状態を推定する状態推定部14と、を備える。状態推定部14は、負荷系統の有効電力とPQ関係式とから求めた負荷系統の無効電力を用いて電力系統の状態を推定する。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power system state estimation device capable of estimating a state of a future power system. An electric power system state estimation device 10 includes each predicted value of an active power of an output of a generator in an electric power system, an invalid electric power or a set voltage or a power factor setting of the generator, and an active electric power of a load system. The input unit 12 into which the operation plan information of the power system is input, the setting unit 13 for setting the PQ relational expression which is the relational expression between the active power and the ineffective power in the load system, and the power system from the operation plan information and the PQ relational expression. A state estimation unit 14 for estimating the state of the above is provided. The state estimation unit 14 estimates the state of the power system using the active power of the load system and the ineffective power of the load system obtained from the PQ relational expression. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、電力系統の状態を推定する電力系統状態推定装置に関するものである。   The present invention relates to a power system state estimation device that estimates a state of a power system.

電力系統は、送電設備の送電電力の許容範囲や電圧の許容範囲などの制約を満たしながら運用する必要がある。そのため、電力系統の運用では、必要な時間帯に必要な機器を制御しなければならない。しかし、制御対象となる機器は、保守点検のための定期検査が行われるため、常に全ての機器が制御可能であるとは限らない。よって、各機器の定期検査のスケジュールや、各機器を制御可能な状態に維持する時間帯を決定する上で、電力系統の将来の状態を予測できることが望ましい。   The power system needs to be operated while satisfying restrictions such as the allowable range of the transmission power and the allowable range of the voltage of the transmission facility. Therefore, in the operation of the power system, it is necessary to control necessary equipment in a necessary time zone. However, since the devices to be controlled are regularly inspected for maintenance, not all devices are always controllable. Therefore, it is desirable to be able to predict the future state of the power system in determining the schedule of periodic inspection of each device and the time zone for maintaining each device in a controllable state.

電力系統の将来の状態を予測する技術としては、例えば、発電計画を作成するために将来の総需要(有効電力)を予測する技術や、太陽光や風力などの自然エネルギー由来の電力を出力する発電設備の発電量(有効電力)を予測する技術が開発されている。   As a technology for predicting the future state of the power system, for example, a technology for predicting future total demand (active power) in order to create a power generation plan, or power derived from natural energy such as sunlight or wind power is output. Technology for predicting the amount of power generated by the power generation facility (active power) has been developed.

また、電力系統で計測された電気量(有効電力、無効電力、電圧など(計測誤差や時刻のずれを含む))を用いて、現在または過去の電力系統の状態を推定する状態推定技術が知られている。例えば、特許文献1では、各種の電気量の計測データを基に、現在の電力系統の状態を推定する技術が開示されている。   In addition, state estimation technology that estimates the state of the current or past power system using the amount of electricity measured in the power system (active power, reactive power, voltage, etc. (including measurement error and time lag)) is known. It has been. For example, Patent Document 1 discloses a technique for estimating the current state of the power system based on measurement data of various electric quantities.

また、特許文献2には、各種の電力量の過去の実績データを用いて、将来の潮流状態を予測する技術が開示されている。   Patent Document 2 discloses a technique for predicting a future power flow state using past performance data of various electric energy amounts.

特開2011−115024号公報JP 2011-1115024 A 特開2008−271750号公報JP 2008-271750 A

電力系統の有効電力の状態に関しては、負荷予測、太陽光/風力発電の出力予測など、各種の予測技術が確立されている。しかし、電圧の予測技術や、電圧への影響が大きい無効電力の予測技術は未だ確立されていない。有効電力は、個々の予測結果を合成すれば全体的な予測結果を得られるため容易に予測できるのに対し、電圧は周辺の状況によって変化するものであり、電圧の個々の予測結果から全体的な予測をすることが難しいためである。また、有効電力に比べ、無効電力や電圧は、制御機器からの影響を大きく受け、さらに、周りの電力系統からの影響も受けやすいことから、無効電力や電圧を高い精度で予測する技術は確立されていなかった。   Various prediction techniques, such as load prediction and solar / wind power generation output prediction, have been established for the state of the active power of the power system. However, a technology for predicting voltage and a technology for predicting reactive power having a large influence on the voltage have not been established yet. The active power can be easily predicted because the overall prediction result can be obtained by combining the individual prediction results, whereas the voltage varies depending on the surrounding situation. This is because it is difficult to make accurate predictions. In addition, reactive power and voltage are more affected by control devices than active power, and more easily affected by the surrounding power system, so technologies for predicting reactive power and voltage with high accuracy have been established. Was not.

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、将来の電力系統の状態を推定可能な電力系統状態推定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a power system state estimation device capable of estimating the state of a future power system.

本発明に係る電力系統状態推定装置は、電力系統における発電機の出力の有効電力、前記発電機の無効電力または設定電圧または力率設定、および、負荷系統の有効電力の各予測値を含む、前記電力系統の運用計画情報が入力される入力部と、前記負荷系統における有効電力と無効電力との関係式であるPQ関係式を設定する設定部と、前記運用計画情報および前記PQ関係式から前記電力系統の状態を推定する状態推定部と、を備え、前記状態推定部は、前記負荷系統の有効電力と前記PQ関係式とから求めた前記負荷系統の無効電力を用いて前記電力系統の状態を推定する。   The power system state estimation device according to the present invention includes each predicted value of the active power of the generator in the power system, the reactive power or set voltage or power factor setting of the generator, and the active power of the load system, From an input unit to which operation plan information of the power system is input, a setting unit that sets a PQ relational expression that is a relational expression between active power and reactive power in the load system, the operation plan information, and the PQ relational expression A state estimation unit that estimates a state of the power system, and the state estimation unit uses the reactive power of the load system obtained from the active power of the load system and the PQ relational expression. Estimate the state.

本発明に係る電力系統状態推定装置によれば、負荷系統の無効電力を予測できるため、将来の電力系統の状態を推定することができる。   According to the power system state estimation apparatus according to the present invention, since the reactive power of the load system can be predicted, the state of the future power system can be estimated.

実施の形態1に係る電力系統状態推定装置の構成を示す機能ブロック図である。2 is a functional block diagram showing a configuration of a power system state estimation device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る電力系統状態推定装置のハードウェア構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the hardware constitutions of the electric power grid state estimation apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る電力系統状態推定装置の動作を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing the operation of the power system state estimation apparatus according to Embodiment 1. 状態推定演算に用いられるπ型等価回路を示す図である。It is a figure which shows the (pi) type | mold equivalent circuit used for a state estimation calculation. 実施の形態2に係る電力系統状態推定装置の機能構成例を示すブロック図である。6 is a block diagram illustrating a functional configuration example of a power system state estimation device according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態2に係る電力系統状態推定装置の状態推定算出フローチャートである。6 is a state estimation calculation flowchart of the power system state estimation device according to the second embodiment. 実施の形態3に係る電力系統状態推定装置の機能構成例を示すブロック図である。10 is a block diagram illustrating a functional configuration example of a power system state estimation apparatus according to Embodiment 3. FIG. 実施の形態3に係る電力系統状態推定装置の状態推定算出フローチャートである。10 is a state estimation calculation flowchart of the power system state estimation device according to the third embodiment.

<実施の形態1>
図1は、実施の形態1に係る電力系統状態推定装置の構成を示す機能ブロック図である。この電力系統状態推定装置10は、推定の対象とする時間断面(対象時間断面)の電力系統内の各種電気量の予測値と、各負荷系統における有効電力と無効電力の関係式とから、対象時間断面における電力系統の状態を推定するものである。以下、負荷系統における有効電力と無効電力の関係式を「PQ関係式」という。
<Embodiment 1>
1 is a functional block diagram showing a configuration of a power system state estimation apparatus according to Embodiment 1. FIG. This power system state estimation device 10 is based on predicted values of various electric quantities in a power system of a time section (target time section) to be estimated and a relational expression between active power and reactive power in each load system. The state of the electric power system in a time section is estimated. Hereinafter, the relational expression between the active power and the reactive power in the load system is referred to as “PQ relational expression”.

図1に示すように、電力系統状態推定装置10は、情報保管部11、入力部12、設定部13、状態推定部14および出力部15を備えている。   As illustrated in FIG. 1, the power system state estimation device 10 includes an information storage unit 11, an input unit 12, a setting unit 13, a state estimation unit 14, and an output unit 15.

情報保管部11は、電力系統の状態を推定するための演算に用いられる各種の情報を記憶する記憶領域である。入力部12は、ユーザーが電力系統状態推定装置10に入力した電力系統の運用計画情報に基づいて、対象時間断面での電力系統の各種電気量の予測値を、「系統状態入力情報」として情報保管部11に格納する。図1に示すように、入力部12に入力される電力系統の運用計画情報には、各発電機の有効電力、電圧および無効電力の各予測値の情報と、各負荷系統の有効電力の各予測値の情報と、系統構成および電圧制御機器の制御内容の情報とが含まれる。   The information storage unit 11 is a storage area that stores various types of information used in calculations for estimating the state of the power system. Based on the power system operation plan information input to the power system state estimation device 10 by the user, the input unit 12 provides information on predicted values of various electric quantities of the power system in the target time section as “system state input information”. Store in the storage unit 11. As shown in FIG. 1, the power system operation plan information input to the input unit 12 includes information on each predicted value of the active power, voltage, and reactive power of each generator, and each of the active power of each load system. Information on the predicted value and information on the system configuration and the control content of the voltage control device are included.

各発電機の有効電力および各負荷系統の有効電力の予測値は、電力系統内の各発電機の運用計画を策定する際に用いられる情報であり、それらの予測技術は既に開発されている。具体的には、各負荷系統の有効電力を予測して、その負荷の合計値を賄うために必要な発電量を、各発電機に経済的に配分することによって、各発電機の有効電力の予測値が求められる。また、各発電機の電圧および無効電力は、各発電機の制御方式に関わるものであり、事前に計画されて設定されるものであるため、それらの予測値は容易に求められる。なお、各発電機の無効電力の予測値に代えて、各発電機の設定電圧または力率設定を用いてもよい。系統構成(発電機、変圧器、送電線負荷の接続状態など)および電圧制御機器の制御内容の情報は、それぞれ電力系統の運用に関わる情報であり、事前に計画されるものであるため、これらも容易に予測できる。   The predicted value of the active power of each generator and the effective power of each load system is information used when formulating an operation plan for each generator in the power system, and such prediction technology has already been developed. Specifically, by predicting the active power of each load system and economically allocating the power generation required to cover the total value of the load to each generator, A predicted value is obtained. Moreover, since the voltage and reactive power of each generator are related to the control system of each generator and are planned and set in advance, their predicted values can be easily obtained. Instead of the predicted value of reactive power of each generator, the set voltage or power factor setting of each generator may be used. Information on the system configuration (generator, transformer, power line load connection status, etc.) and voltage control device control details are related to the operation of the power system and are planned in advance. Can be easily predicted.

設定部13は、ユーザーが入力した電力系統の設備定数(送電線のインピーダンス、アドミタンスなど)の情報と、負荷系統における有効電力と無効電力の関係式であるPQ関係式の情報に基づいて、対象時間断面における設備定数とPQ関係式を、「系統状態設定情報」として、情報保管部11に格納する。PQ関係式の具体例については後述する。   The setting unit 13 is based on the information on the power system equipment constants (transmission line impedance, admittance, etc.) input by the user and the information on the PQ relational expression that is the relational expression between the active power and the reactive power in the load system. The equipment constant and the PQ relational expression in the time section are stored in the information storage unit 11 as “system state setting information”. A specific example of the PQ relational expression will be described later.

状態推定部14は、情報保管部11から系統状態入力情報および系統状態設定情報を読み出し、それらの情報に基づいて、対象時間断面における電力系統の各種電気量の推定演算を行う。例えば、設定された設備定数を用いて計算した状態方程式の解と、入力された各種電気量の予測値との乖離が最小化されるように、対象時間断面における尤もらしい各種電気量を算出する。また、状態推定部14による各種電気量の算出結果は、「電力系統状態推定結果」として、情報保管部11に格納される。出力部15は、情報保管部11に格納された電力系統状態推定結果を出力する。   The state estimation unit 14 reads the system state input information and the system state setting information from the information storage unit 11, and performs estimation calculation of various electric quantities of the power system in the target time section based on the information. For example, various likely electric quantities in the target time section are calculated so that the deviation between the solution of the state equation calculated using the set equipment constants and the predicted values of the various electric quantities input is minimized. . In addition, the calculation results of various amounts of electricity by the state estimation unit 14 are stored in the information storage unit 11 as “power system state estimation results”. The output unit 15 outputs the power system state estimation result stored in the information storage unit 11.

図2は、電力系統状態推定装置10のハードウェア構成の例を示す図である。図2に示すように、電力系統状態推定装置10は、二次記憶装置2、主記憶装置3およびCPU(Central Processing Unit)4などのハードウェアにより構成され、電力系統状態推定装置10には入力装置1および出力装置5が接続される。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the power system state estimation device 10. As shown in FIG. 2, the power system state estimation device 10 includes hardware such as a secondary storage device 2, a main storage device 3, and a CPU (Central Processing Unit) 4, and is input to the power system state estimation device 10. The device 1 and the output device 5 are connected.

すなわち、図1の電力系統状態推定装置10における情報保管部11の機能ブロックは、二次記憶装置2または主記憶装置3により実現される。また、入力部12、設定部13、状態推定部14および出力部15の各機能ブロックは、CPU4が二次記憶装置2または主記憶装置3に格納されたプログラムを実行することによって実現される。また、主記憶装置3にはCPU4による演算に使用されるデータが格納される。   That is, the functional block of the information storage unit 11 in the power system state estimation device 10 of FIG. 1 is realized by the secondary storage device 2 or the main storage device 3. The functional blocks of the input unit 12, the setting unit 13, the state estimation unit 14, and the output unit 15 are realized when the CPU 4 executes a program stored in the secondary storage device 2 or the main storage device 3. The main storage device 3 stores data used for calculation by the CPU 4.

入力装置1は、例えばマウス、キーボード等であり、図1の入力部12、設定部13に各種の情報を入力する機能を有する。入力装置1は、予め用意された電子ファイル(例えば、CSV形式のデータファイル)からデータや情報を読み込む読み取り装置であってもよい。また、出力装置5は、例えば表示装置やプリンタ等であり、出力部15が出力する電力系統状態推定結果をユーザーに提示する機能を有する。出力装置5は、他の機器へと電力系統状態推定結果を送信する送信装置であってもよい。   The input device 1 is, for example, a mouse, a keyboard, or the like, and has a function of inputting various information to the input unit 12 and the setting unit 13 in FIG. The input device 1 may be a reading device that reads data and information from an electronic file prepared in advance (for example, a data file in CSV format). The output device 5 is, for example, a display device or a printer, and has a function of presenting a power system state estimation result output by the output unit 15 to the user. The output device 5 may be a transmission device that transmits the power system state estimation result to another device.

次に、状態推定部14が行う電力系統の状態推定演算について説明する。状態推定演算とは、電力系統内の全母線の電圧とその位相角を推定することである。これは、全母線の電圧とその位相角が分かれば、各送電線のアドミタンス等から全系統の状態が一意に決定されるからである。   Next, the power system state estimation calculation performed by the state estimation unit 14 will be described. The state estimation calculation is to estimate the voltage and the phase angle of all buses in the power system. This is because if the voltages of all buses and their phase angles are known, the states of all systems are uniquely determined from the admittance of each transmission line.

まず、負荷系統のPQ関係式について説明する。負荷系統のPQ関係式の表現方法としては、一次方程式を用いる方法、三角関数を用いる方法、二次式、三次式などを用いた多項式で表現する方法などがある。本実施の形態では、各負荷系統のPQ関係式として、一次方程式で表現したものを用いる。すなわち、各負荷系統のPQ関係式は式(1)のように表される。   First, the PQ relational expression of the load system will be described. As a method for expressing the PQ relational expression of the load system, there are a method using a linear equation, a method using a trigonometric function, a method using a polynomial expression using a quadratic expression, a cubic expression, and the like. In the present embodiment, a PQ relational expression for each load system is expressed by a linear equation. That is, the PQ relational expression of each load system is expressed as shown in Expression (1).

Figure 2018152935
Figure 2018152935

式(1)において、Pは負荷系統iの有効電力、Qは負荷系統iの無効電力、aおよびbはそれぞれ負荷系統iの特徴を示す係数である。aは有効電力と無効電力の傾きを表しており、力率のような特徴量である。また、bは無効電力の切片を表しており、負荷系統の対地静電容量や無効電力制御機器の制御量などの特徴量である。aおよびbの値としては、曜日や時間帯などに応じて異なる値が設定されてもよい。aおよびbは、負荷の特徴、送電線などの設備情報、無効電力制御機器の運転情報、過去実績などから設定することが可能である。 In Equation (1), P i is the active power of the load system i, Q i is the reactive power of the load system i, and a i and b i are coefficients indicating the characteristics of the load system i, respectively. a i represents the slope of active power and reactive power, and is a feature quantity such as power factor. Further, b i represents the intercept of reactive power, which is a feature quantity such as a control amount of the earth capacitance and reactive power control devices of the load system. As the values of a i and b i , different values may be set according to the day of the week or the time zone. a i and b i can be set from load characteristics, facility information such as transmission lines, operation information of reactive power control devices, past results, and the like.

PQ関係式を用いることで、入力部12に入力された負荷系統iの有効電力Pから、負荷系統iの無効電力Qを求めることができる。よって、状態推定部14は、予測が困難な負荷系統iの無効電力が入力部12に入力されていなくても、負荷系統iのPQ関係式からその無効電力を計算でき、それによって状態推定演算が可能となる。 By using the PQ relational expression, the reactive power Q i of the load system i can be obtained from the active power P i of the load system i input to the input unit 12. Therefore, the state estimation unit 14 can calculate the reactive power from the PQ relational expression of the load system i even if the reactive power of the load system i that is difficult to predict is not input to the input unit 12, thereby calculating the state estimation calculation. Is possible.

ここで、入力される電気量は、各系統の母線の電圧V、発電機および負荷の有効電力Pおよび無効電力Qであるため、これらを前提とすると入力値ベクトルzは式(2)のように表される。 Here, since the input electric quantity is the voltage V i of the bus of each system, the active power P i of the generator and the load, and the reactive power Q i , the input value vector z s is given by the formula ( It is expressed as 2).

Figure 2018152935
Figure 2018152935

式(2)において、Vは母線電圧ベクトル(入力値)、Pは母線有効電力ベクトル(入力値)、Qは母線無効電力ベクトル(入力値)、LPは線路有効電力潮流ベクトル(計算値、初期入力は0)、LQは線路無効電力潮流ベクトル(計算値、初期入力は0)である。 In Equation (2), V s is a bus voltage vector (input value), P s is a bus active power vector (input value), Q s is a bus reactive power vector (input value), and LP s is a line active power flow vector ( The calculated value and initial input are 0), and LQ s is the line reactive power flow vector (calculated value and initial input is 0).

状態推定演算では、これらの数値を用いて状態量x(母線電圧V、母線電圧位相角θ)を求めることになる。状態量xの推定値xは式(3)のように表される。 In the state estimation calculation, the state quantity x (bus voltage V i , bus voltage phase angle θ i ) is obtained using these numerical values. The estimated value x e of the state quantity x is expressed as in Expression (3).

Figure 2018152935
Figure 2018152935

式(3)において、Vは母線電圧ベクトル(推定値)、θは母線電圧位相ベクトル(推定値)である。 In Equation (3), V e is a bus voltage vector (estimated value), and θ e is a bus voltage phase vector (estimated value).

送電線を、図4に示すπ型等価回路として見立てると、各入力値の計算値ベクトルz(x)の各要素は、以下の式(4)〜(8)ように計算できる。   When the transmission line is regarded as a π-type equivalent circuit shown in FIG. 4, each element of the calculated value vector z (x) of each input value can be calculated as in the following equations (4) to (8).

Figure 2018152935
Figure 2018152935

Figure 2018152935
Figure 2018152935

Figure 2018152935
Figure 2018152935

Figure 2018152935
Figure 2018152935

Figure 2018152935
Figure 2018152935

なお、GiiおよびBiiは、それぞれ母線アドミタンス行列の対角要素の実部および虚部であり、次の式(9)で表される。 G ii and B ii are the real part and the imaginary part of the diagonal element of the bus admittance matrix, respectively, and are represented by the following equation (9).

Figure 2018152935
Figure 2018152935

尤もらしい電力系統状態の推定値xは、式(10)のような評価関数J(x)を最小化することによって求めることができる。 The plausible power system state estimated value x * can be obtained by minimizing the evaluation function J (x e ) as shown in Equation (10).

Figure 2018152935
Figure 2018152935

なお、R−1は、入力値ごとの重みを設定する行列である。また、LPおよびLQは入力していないため、それらの重み0とする。 R −1 is a matrix for setting the weight for each input value. Since LP s and LQ s are not input, their weights are set to zero.

式(4)〜(8)より、これは非線形の問題であることが分かる。そこで本実施の形態では、状態推定部14は、反復計算によって状態量の推定値xを求める。状態量の真値をxとし、r回目の計算による推定値をx (r)とすると、xとx (r)との関係は、誤差ベクトルΔx (r)を用いて式(11)のように表される。 From equations (4) to (8), it can be seen that this is a non-linear problem. Therefore, in the present embodiment, the state estimation unit 14 obtains an estimated value x e of the state quantity by iterative calculation. The true value of the state amount is x t, the estimated value by r-th calculation and x e (r), the relationship between x t and x e (r), using the error vector [Delta] x e (r) wherein It is expressed as (11).

Figure 2018152935
Figure 2018152935

ここで、z(x)をx (r)の近傍でテイラー展開すると、式(12)が得られる。 Here, when Taylor expansion of z (x t ) is performed in the vicinity of x e (r) , Expression (12) is obtained.

Figure 2018152935
Figure 2018152935

Hはヤコビ行列である。また、式(12)を式(10)に代入すると、式(13)が得られる。   H is a Jacobian matrix. Further, when Expression (12) is substituted into Expression (10), Expression (13) is obtained.

Figure 2018152935
Figure 2018152935

これをΔx (r)で微分し、その値を0とおくと、式(14)のようになる。 When this is differentiated by Δx e (r) and the value is set to 0, the following equation (14) is obtained.

Figure 2018152935
Figure 2018152935

従って、式(15)の関係が得られる。   Therefore, the relationship of Formula (15) is obtained.

Figure 2018152935
Figure 2018152935

よって、r+1回目の計算による新しい推定値ベクトルx (r+1)は、式(16)により求めることができる。 Therefore, a new estimated value vector x e (r + 1) obtained by the (r + 1) th calculation can be obtained from the equation (16).

Figure 2018152935
Figure 2018152935

状態推定部14は、式(15)および式(16)を反復計算することによって、尤もらしい電力系統状態の推定値xを求めることができる。状態推定部14は、その尤もらしい推定値xを、電力系統状態推定結果として情報保管部11に記憶させる。 The state estimation unit 14 can obtain an estimated value x * of the likely power system state by iteratively calculating Expressions (15) and (16). The state estimation unit 14 stores the likely estimation value x * in the information storage unit 11 as the power system state estimation result.

また、状態推定演算のより具体的な手法の例は、本出願人による特許出願である特開2015−77034号公報などにも開示されている。特開2015−77034号公報では、入力された電気量からの乖離量が最小となる電力系統状態が尤もらしいと推定される。また、必要に応じて、各種電気量のそれぞれに重みを設定し、重み付けされた各種電気量の乖離量の和が最小となる電力系統状態の推定値を、尤もらしいと推定値と判断してもよい。   A more specific example of the state estimation calculation is also disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-77034, which is a patent application by the present applicant. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-77034, it is estimated that the power system state in which the amount of deviation from the input amount of electricity is minimum is likely. In addition, if necessary, weights are set for each of the various electric quantities, and the estimated value of the power system state that minimizes the sum of the divergence amounts of the various weighted electric quantities is determined to be an estimated value if likely. Also good.

このように、状態推定部14は、PQ関係式を用いて対象時間断面における各負荷系統の無効電力を算出することで、電力系統状態を推定することができる。ただし、上記の演算方法では、以下の問題が生じるおそれがある。   As described above, the state estimation unit 14 can estimate the power system state by calculating the reactive power of each load system in the target time section using the PQ relational expression. However, the above calculation method may cause the following problems.

すなわち、上記の演算方法では、有効電力については、有効電力の入力値に近い数値が有効電力の推定値として算出される。つまり、有効電力の推定値が入力値から乖離すると評価関数の値が悪くなる。しかし、無効電力については、“有効電力の入力値を用いてPQ関係式から計算した無効電力の値”に近い数値が、無効電力の推定値として算出される。つまり、無効電力の推定値が“有効電力の入力値を用いてPQ関係式から計算した無効電力の値”から乖離すると評価関数の値が悪くなる。言い換えれば、上記の演算方法では、無効電力の推定値の“有効電力の推定値を用いてPQ関係式から計算される無効電力の値”からの乖離量は考慮されないことになる。従って、有効電力の推定値の乖離量が大きくなると、有効電力の推定値と無効電力の推定値との関係が、PQ関係式から乖離してしまうという問題が生じるおそれがある。   That is, in the above calculation method, for the active power, a numerical value close to the input value of the active power is calculated as the estimated value of the active power. That is, if the estimated value of active power deviates from the input value, the value of the evaluation function becomes worse. However, for the reactive power, a value close to “the value of the reactive power calculated from the PQ relational expression using the input value of the active power” is calculated as the estimated value of the reactive power. That is, when the estimated value of reactive power deviates from “the value of reactive power calculated from the PQ relational expression using the input value of active power”, the value of the evaluation function becomes worse. In other words, in the above calculation method, the deviation amount of the estimated value of reactive power from “the value of reactive power calculated from the PQ relational expression using the estimated value of active power” is not considered. Therefore, when the deviation amount of the estimated value of active power increases, there is a possibility that the relationship between the estimated value of active power and the estimated value of reactive power deviates from the PQ relational expression.

そこで、本実施の形態では、この問題の発生を防止するために、各負荷系統のPQ関係式を考慮した新たな評価関数を導入する。   Therefore, in this embodiment, in order to prevent the occurrence of this problem, a new evaluation function that takes into account the PQ relational expression of each load system is introduced.

一般に、電力系統の状態推定における評価関数J(x)は、状態推定演算で得られた有効電力の推定値をP 、無効電力の推定値をQ とすると、次の式(17)ように定義できる。 In general, the evaluation function J (x e ) in power system state estimation is expressed by the following equation (2) where P i * is an estimated value of active power obtained by the state estimation calculation and Q i * is an estimated value of reactive power. 17) can be defined as follows.

Figure 2018152935
Figure 2018152935

本実施の形態では、式(1)のPQ関係式を、式(17)に適用して得られる式(18)を、新たな評価関数として定義する。   In the present embodiment, Expression (18) obtained by applying the PQ relational expression of Expression (1) to Expression (17) is defined as a new evaluation function.

Figure 2018152935
Figure 2018152935

式(18)の評価関数を用いた場合、無効電力の推定値と“有効電力の推定値を用いてPQ関係式から計算される無効電力の値”との乖離量が小さくなると、評価関数の値が小さくなる。よって、状態推定部14は、負荷系統の有効電力の推定値と無効電力の推定値との関係と、PQ関係式との乖離量が小さいほど、推定された電力系統の状態が尤もらしいと判断する。従って、状態推定演算による有効電力の推定値と無効電力の推定値との関係がPQ関係式から乖離することを防止することができる。   When the evaluation function of Expression (18) is used, if the amount of deviation between the estimated value of reactive power and the value of reactive power calculated from the PQ relational expression using the estimated value of active power becomes small, the evaluation function The value becomes smaller. Therefore, the state estimation unit 14 determines that the estimated state of the power system is more likely as the deviation between the estimated value of the active power and the estimated value of the reactive power of the load system and the PQ relational expression is smaller. To do. Therefore, it is possible to prevent the relationship between the estimated value of active power and the estimated value of reactive power from the state estimation calculation from deviating from the PQ relational expression.

次に、実施の形態1に係る電力系統状態推定装置10の動作について説明する。図3は、その動作を示すフローチャートである。図3に示すように、電力系統状態推定装置10は、以下の各種電気量入力処理(ステップS11)、設備定数設定処理(ステップS12)、PQ関係式設定処理(ステップS13)、状態推定演算処理(ステップS14)、電力系統状態推定結果出力処理(ステップS15)が順次実行することにより、電力系統の状態推定を行う。なお、ステップS11,S12,S13の実行順は任意の順番でよい。   Next, the operation of power system state estimation apparatus 10 according to Embodiment 1 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the operation. As shown in FIG. 3, the power system state estimation device 10 includes the following various electric quantity input processing (step S11), equipment constant setting processing (step S12), PQ relational expression setting processing (step S13), and state estimation calculation processing. (Step S14), the power system state estimation result output process (Step S15) is sequentially executed, so that the state of the power system is estimated. The execution order of steps S11, S12, and S13 may be any order.

各種電気量入力処理(ステップS11)では、ユーザーが入力装置1を用いて入力した運用計画情報に基づいて、入力部12が、対象時間断面における電力系統の各種電気量を系統状態入力情報として情報保管部11に格納する。図1に示したように、運用計画情報には、各発電機の有効電力、各発電機の電圧、各発電機の無効電力、各負荷系統の有効電力、系統構成、電圧制御機器の制御内容が含まれる(各発電機の無効電力の予測値に代えて、各発電機の設定電圧または力率設定を用いてもよい)。   In various electric quantity input processing (step S11), based on the operation plan information input by the user using the input device 1, the input unit 12 provides information on various electric quantities of the power system in the target time section as system state input information. Store in the storage unit 11. As shown in FIG. 1, the operation plan information includes the active power of each generator, the voltage of each generator, the reactive power of each generator, the active power of each load system, the system configuration, and the control content of the voltage control device. (Instead of the predicted value of reactive power of each generator, the set voltage or power factor setting of each generator may be used).

設備定数設定処理(ステップS12)では、ユーザーが入力装置1を用いて入力した設備定数に基づいて、設定部13が、対象時間断面における電力系統の設備定数を、系統状態設定情報の一部として情報保管部11に格納する。   In the equipment constant setting process (step S12), based on the equipment constant input by the user using the input device 1, the setting unit 13 sets the equipment constant of the power system in the target time section as part of the system state setting information. The information is stored in the information storage unit 11.

PQ関係式設定処理(ステップS13)では、ユーザーが入力装置1を用いて入力した各負荷系統のPQ関係式に基づいて、設定部13が、対象時間断面における各負荷系統のPQ関係式を、系統状態設定情報の一部として情報保管部11に格納する。   In the PQ relational expression setting process (step S13), based on the PQ relational expression of each load system input by the user using the input device 1, the setting unit 13 calculates the PQ relational expression of each load system in the target time section, The information is stored in the information storage unit 11 as a part of the system state setting information.

状態推定演算処理(ステップS14)では、状態推定部14が、情報保管部11に格納された系統状態入力情報および系統状態設定情報に基づいて、電力系統の状態推定演算を行う。すなわち、状態推定部14は、電力系統の状態方程式を満たし、かつ、評価関数が最小となる各種電気量の推定値を算出し、算出された各種電気量の推定値を、電力系統状態推定結果として情報保管部11に記憶させる。また、状態推定演算処理において、式(18)のような評価関数を用いれば、状態推定演算による有効電力の推定値と無効電力の推定値との関係がPQ関係式から乖離することを防止することができる。   In the state estimation calculation process (step S14), the state estimation unit 14 performs a power system state estimation calculation based on the system state input information and the system state setting information stored in the information storage unit 11. That is, the state estimation unit 14 calculates estimated values of various electric quantities that satisfy the state equation of the power system and minimizes the evaluation function, and uses the calculated estimated values of various electric quantities as the results of the power system state estimation. Is stored in the information storage unit 11. Further, in the state estimation calculation process, if an evaluation function like Expression (18) is used, the relationship between the estimated value of active power and the estimated value of reactive power by the state estimation calculation is prevented from deviating from the PQ relational expression. be able to.

電力系統状態推定結果出力処理(ステップS15)では、出力部15が、ステップS14で情報保管部11に格納された対象時間断面の電力系統状態推定結果を、出力装置5に出力する。   In the power system state estimation result output process (step S15), the output unit 15 outputs the power system state estimation result of the target time section stored in the information storage unit 11 in step S14 to the output device 5.

以上のように、実施の形態1によれば、予測の難しい負荷系統の無効電力を入力せずに、負荷系統ごとの特徴であるPQ関係式を用いて補間することにより、対象時間断面の電力系統状態を推定することが可能となる。さらに、無効電力の推定値と“有効電力の推定値を用いてPQ関係式から計算される無効電力の値”との乖離量を考慮した評価関数を導入することにより、有効電力の推定値および無効電力の推定値を、PQ関係式を満たすように求めることができ、状態推定精度が悪化することを防止することもできる。   As described above, according to the first embodiment, by interpolating using the PQ relational expression, which is a characteristic of each load system, without inputting reactive power of a load system that is difficult to predict, The system state can be estimated. Furthermore, by introducing an evaluation function that considers the amount of deviation between the estimated value of reactive power and the value of reactive power calculated from the PQ relational expression using the estimated value of active power, the estimated value of active power and The estimated value of reactive power can be obtained so as to satisfy the PQ relational expression, and the state estimation accuracy can be prevented from deteriorating.

<実施の形態2>
実施の形態2では、負荷系統の系統構成が変更される場合でも、変更後の負荷系統におけるPQ関係式を適切に設定して、対象時間断面の電力系統状態を推定可能な電力系統状態推定装置を提案する。
<Embodiment 2>
In the second embodiment, even when the system configuration of the load system is changed, the power system state estimation device capable of estimating the power system state of the target time section by appropriately setting the PQ relational expression in the changed load system Propose.

図5は、実施の形態2に係る電力系統状態推定装置20の機能構成例を示すブロック図である。図5に示す電力系統状態推定装置20は、図1の電力系統状態推定装置10に対し、PQ関係式修正部21を追加した構成を有している。   FIG. 5 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the power system state estimation apparatus 20 according to the second embodiment. The power system state estimation device 20 shown in FIG. 5 has a configuration in which a PQ relational expression correcting unit 21 is added to the power system state estimation device 10 of FIG.

また、電力系統状態推定装置20の入力部12に入力される運用計画情報には、図1に示したものに加え、各負荷系統内の負荷の接続変更の計画を示す負荷系統接続変更情報が含まれている。さらに、負荷の接続変更が行われる負荷系統については、当該負荷が接続変更前に接続していた負荷系統のPQ関係式と、当該負荷が接続変更後に接続する負荷系統のPQ関係式とが、電力系統状態推定装置20の設定部13に入力される。   In addition, the operation plan information input to the input unit 12 of the power system state estimation device 20 includes load system connection change information indicating a load connection change plan in each load system in addition to the information shown in FIG. include. Furthermore, for the load system in which the connection change of the load is performed, the PQ relational expression of the load system to which the load was connected before the connection change, and the PQ relational expression of the load system to which the load is connected after the connection change, Input to the setting unit 13 of the power system state estimation device 20.

PQ関係式修正部21は、各負荷系統内の負荷の接続変更が行われた後の対象時間断面における電力系統状態を推定する場合、負荷系統接続変更情報に基づいて、各負荷系統のPQ関係式を修正する。また、状態推定部14は、PQ関係式修正部21が修正した後のPQ関係式を用いて、電力系統の状態推定演算を実施する。   When estimating the power system state in the target time section after the connection change of the load in each load system is performed, the PQ relational expression correcting unit 21 determines the PQ relation of each load system based on the load system connection change information. Correct the expression. Moreover, the state estimation part 14 performs the state estimation calculation of an electric power system using the PQ relational expression after the PQ relational expression correction part 21 corrects.

本実施の形態では、負荷系統接続変更情報に、接続が変更となった負荷系統の有効電力と、接続変更前の負荷系統および接続変更後の負荷系統の各種電気量の情報が含まれているものとする。ここで、接続が変更となった負荷の有効電力をP’とし、当該負荷が接続変更前に接続する負荷系統i1の接続変更前時点でのPQ関係式が式(19)で表され、当該負荷が接続変更後に接続する負荷系統i2の接続変更前時点でのPQ関係式が式(20)で表されるものと仮定する。   In the present embodiment, the load system connection change information includes the active power of the load system whose connection is changed, and information on various electric quantities of the load system before the connection change and the load system after the connection change. Shall. Here, the active power of the load whose connection is changed is P ′, and the PQ relational expression before the connection change of the load system i1 to which the load is connected before the connection change is expressed by Expression (19), It is assumed that the PQ relational expression before the connection change of the load system i2 to which the load is connected after the connection change is expressed by Expression (20).

Figure 2018152935
Figure 2018152935

Figure 2018152935
Figure 2018152935

i1およびQi1はそれぞれ負荷の接続変更前時点での負荷系統i1の有効電力および無効電力を表している。Pi2およびQi2はそれぞれ負荷の接続変更前時点での負荷系統i2の有効電力および無効電力を表している。 P i1 and Q i1 represent the active power and reactive power of the load system i1 before the load connection is changed, respectively. P i2 and Q i2 represent the active power and reactive power of the load system i2 before the load connection change, respectively.

また、当該負荷の接続変更後時点での負荷系統i1のPQ関係式は式(21)で表され、当該負荷の接続変更後時点での負荷系統i2のPQ関係式は式(22)で表されるものと仮定する。   Further, the PQ relational expression of the load system i1 at the time after the connection change of the load is expressed by Expression (21), and the PQ relational expression of the load system i2 at the time after the connection change of the load is expressed by Expression (22). Assume that

Figure 2018152935
Figure 2018152935

Figure 2018152935
Figure 2018152935

i1’およびQi1’はそれぞれ負荷の接続変更後時点での負荷系統i1の有効電力および無効電力を表している。Pi2’およびQi2’はそれぞれ負荷の接続変更後時点での負荷系統i2の有効電力および無効電力を表している。 P i1 ′ and Q i1 ′ represent the active power and reactive power of the load system i1 at the time after the connection change of the load, respectively. P i2 ′ and Q i2 ′ represent the active power and reactive power of the load system i2 at the time after the load connection is changed, respectively.

本実施の形態では、P’が負荷i1の特徴を有しているものと想定して、式(21)および式(22)の係数ai1’、ai2’、bi1’、bi2’を式(23)により求めることで、負荷系統i1およびi2のPQ関係式を修正する。 In the present embodiment, it is assumed that P ′ has the characteristic of the load i1, and the coefficients a i1 ′, a i2 ′, b i1 ′, b i2 ′ of the equations (21) and (22) are used. Is obtained by the equation (23), thereby correcting the PQ relational expression of the load systems i1 and i2.

Figure 2018152935
Figure 2018152935

PQ関係式の修正方法としては、上記の方法の他、接続が変更された送電線などの設備情報や、無効電力制御機器の設置箇所の情報などを、PQ関係式の係数を修正する方法も考えられる。   As a method for correcting the PQ relational expression, in addition to the above-described method, there is a method for correcting the coefficient of the PQ relational expression such as the equipment information such as the transmission line whose connection has been changed or the information on the installation location of the reactive power control device. Conceivable.

図6は、実施の形態2に係る電力系統状態推定装置20の動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、図3のフローに対し、PQ関係式修正処理(ステップS21)を追加したものである。   FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the power system state estimation apparatus 20 according to the second embodiment. This flowchart is obtained by adding a PQ relational expression correction process (step S21) to the flow of FIG.

各種電気量入力処理(ステップS11)、設備定数設定処理(ステップS12)、PQ関係式設定処理(ステップS13)では、実施の形態1と同様の処理が行われる。   In various electric quantity input processing (step S11), equipment constant setting processing (step S12), and PQ relational expression setting processing (step S13), processing similar to that in the first embodiment is performed.

続いて、PQ関係式修正処理(ステップS21)では、PQ関係式修正部21が、上記の例のように、負荷系統接続変更情報に基づいて、接続変更後の負荷系統のPQ関係式を修正する。また、PQ関係式修正部21は、修正後のPQ関係式を情報保管部11に格納する。   Subsequently, in the PQ relational expression correction process (step S21), the PQ relational expression correction unit 21 corrects the PQ relational expression of the load system after the connection change based on the load system connection change information as in the above example. To do. In addition, the PQ relational expression correcting unit 21 stores the corrected PQ relational expression in the information storage unit 11.

状態推定演算処理(ステップS14)では、実施の形態1と同様の処理によって電力系統の状態推定演算が行われる。ただし、負荷の接続変更が成された負荷系統については、ステップS21で修正した後のPQ関係式を用いて、無効電力が算出される。   In the state estimation calculation process (step S14), the state estimation calculation of the power system is performed by the same process as in the first embodiment. However, for the load system in which the connection change of the load is made, the reactive power is calculated using the PQ relational expression corrected in step S21.

電力系統状態推定結果出力処理(ステップS15)では、実施の形態1と同様に、出力部15が、ステップS14で情報保管部11に格納された電力系統状態推定結果を、出力装置5に出力する。   In the power system state estimation result output process (step S15), the output unit 15 outputs the power system state estimation result stored in the information storage unit 11 in step S14 to the output device 5, as in the first embodiment. .

実施の形態2によれば、実施の形態1による効果に加え、対象時間断面において負荷系統の接続変更が予想される場合にも、接続変更前の負荷系統の特徴が継承されるようにPQ関係式の係数が設定されるため、電力系統の状態推定精度の低下を防ぐことができるという効果が得られる。   According to the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, even when a load system connection change is expected in the target time section, the PQ relationship is such that the characteristics of the load system before the connection change are inherited. Since the coefficient of the equation is set, it is possible to prevent the power system state estimation accuracy from being lowered.

<実施の形態3>
実施の形態3では、負荷系統内に、太陽光や風力など自然エネルギー由来の電力を出力する発電設備が導入されている場合にも、精度を保ちながら電力系統の状態推定が可能となる電力系統状態推定装置を提案する。本実施の形態では、自然エネルギー由来の電力を出力する発電設備のように、出力が変動する発電設備を「出力変動発電設備」と定義する。
<Embodiment 3>
In the third embodiment, even when a power generation facility that outputs power derived from natural energy such as sunlight or wind power is introduced in the load system, the power system that can estimate the state of the power system while maintaining accuracy A state estimation device is proposed. In the present embodiment, a power generation facility whose output fluctuates, such as a power generation facility that outputs electric power derived from natural energy, is defined as “output fluctuation power generation facility”.

ここで、自然エネルギーとは、再生可能エネルギーとは異なる概念であり、自然エネルギーに対して再生可能エネルギーの方がより広い概念となる。自然エネルギー由来の電力を出力する発電設備には、太陽光や風力などを利用した発電設備が含まれるが、例えば、水力を利用した発電設備は必ずしも出力変動発電設備に含まれるとは限らない。水力発電設備のうち、流用調整能力があるタイプ(例えば、大きなダムを利用した揚水発電)は、人為的に発電の出力を調整することが容易であるため、基本的に、出力変動発電設備には含まれない。一方、流量調整能力が無いタイプの水力発電設備は、出力変動発電設備に含まれる。   Here, natural energy is a concept different from renewable energy, and renewable energy is a broader concept than natural energy. The power generation facilities that output power derived from natural energy include power generation facilities that use sunlight, wind power, and the like. For example, power generation facilities that use hydropower are not necessarily included in the output fluctuation power generation facilities. Among hydroelectric power generation facilities, the type that has diversion adjustment capability (for example, pumped-storage power generation using a large dam) is easy to adjust the output of power generation artificially. Is not included. On the other hand, a hydroelectric power generation facility of a type having no flow rate adjustment capability is included in the output fluctuation power generation facility.

図7は、実施の形態3に係る電力系統状態推定装置30の機能構成例を示すブロック図である。図7に示す電力系統状態推定装置30は、図1の電力系統状態推定装置10に対し、PQ関係式修正部31を追加した構成となっている。   FIG. 7 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the power system state estimation device 30 according to the third embodiment. The power system state estimation device 30 shown in FIG. 7 has a configuration in which a PQ relational expression correcting unit 31 is added to the power system state estimation device 10 of FIG.

また、電力系統状態推定装置30の入力部12に入力される運用計画情報には、図1に示したものに加え、出力変動発電設備の出力予測値(発電量の予測値)が含まれている。入力部12は、対象時間断面における出力変動発電設備の出力予測値を、情報保管部11に格納する。   Further, the operation plan information input to the input unit 12 of the power system state estimation device 30 includes an output predicted value (a predicted value of the power generation amount) of the output fluctuation power generation facility in addition to the information shown in FIG. Yes. The input unit 12 stores the output predicted value of the output fluctuation power generation facility in the target time section in the information storage unit 11.

PQ関係式修正部31は、出力変動発電設備の出力予測値を用いて、各負荷系統のPQ関係式を修正する。また、状態推定部14は、PQ関係式修正部31が修正した後のPQ関係式を用いて、電力系統の状態推定演算を実施する。   The PQ relational expression correcting unit 31 corrects the PQ relational expression of each load system using the output predicted value of the output fluctuation power generation facility. Moreover, the state estimation part 14 performs the state estimation calculation of an electric power system using the PQ relational expression after the PQ relational expression correction part 31 corrects.

ここで、PQ関係式修正部31が行うPQ関係式の修正方法の例を示す。例えば、負荷系統iに接続された出力変動発電設備の出力予測値をR、当該発電設備の出力を含まない純負荷をPl、負荷母線から流出する有効電力をPfとすると、式(24)の関係が成り立つ。 Here, an example of a PQ relational expression correction method performed by the PQ relational expression correction unit 31 will be described. For example, when the output predicted value of the power fluctuation power generation facility connected to the load system i is R i , the pure load not including the output of the power generation facility is Pl, and the active power flowing out from the load bus is Pf, the equation (24) The relationship holds.

Figure 2018152935
Figure 2018152935

ここで、入力値としての負荷系統の有効電力Pを、式(24)のPfであると仮定し、修正前の負荷系統iにおけるPQ関係式が式(25)で表されるものとする。 Here, it is assumed that the active power P i of the load system as an input value is Pf in Expression (24), and the PQ relational expression in the load system i before correction is expressed by Expression (25). .

Figure 2018152935
Figure 2018152935

に含まれる出力変動発電設備の出力予測値Rは、その発電設備の特性や設定によって有効電力と無効電力との比率を設定することが可能であるが、ここでは、出力変動発電設備が太陽光発電設備であると仮定し、最も一般的な力率1(無効電力の入出力なし)を想定して説明する。a、bが純負荷の特徴として設定されていると仮定すると、出力変動発電設備出力によって特性が正確に反映できないことから、式(26)に示すようにPQ関係式を修正する。 The output predicted value R i of the output fluctuation power generation facility included in P i can set the ratio of active power to reactive power according to the characteristics and settings of the power generation facility. Is assumed to be a photovoltaic power generation facility, and the most general power factor of 1 (no reactive power input / output) is assumed. Assuming that a i and b i are set as features of the net load, the characteristics cannot be accurately reflected by the output fluctuation power generation facility output, so the PQ relational expression is corrected as shown in Expression (26).

Figure 2018152935
Figure 2018152935

状態推定部14は、式(26)のように修正されたPQ関係式を用いて、電力系統の状態推定演算を行う。なお、式(26)は、出力変動発電設備が一定の力率をもつように制御されている場合にも適用可能な修正方法であり、その一般性は失われない。   The state estimation unit 14 performs a state estimation calculation of the power system using the PQ relational expression modified as in Expression (26). Equation (26) is a correction method that can be applied even when the output power generation facility is controlled to have a constant power factor, and its generality is not lost.

また、上の例では、負荷系統の有効電力Pを、式(24)のPfであると仮定したが、Pを式(24)のPlと仮定して、PをPfと仮定する場合と同様の考え方を適用することにより、PQ関係式を修正することも可能である。 Further, it is assumed in the example above, the active power P i of the load system, it is assumed that the Pf of the formula (24), assuming a P i and Pl of formula (24), a P i and Pf The PQ relational expression can be corrected by applying the same idea as in the case.

図8は、本実施の形態3に係る電力系統状態推定装置20の動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、図3のフローに対し、PQ関係式修正処理(ステップS31)を追加したものである。   FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the power system state estimation apparatus 20 according to the third embodiment. This flowchart is obtained by adding a PQ relational expression correction process (step S31) to the flow of FIG.

各種電気量入力処理(ステップS11)、設備定数設定処理(ステップS12)、PQ関係式設定処理(ステップS13)では、実施の形態1と同様の処理が行われる。   In various electric quantity input processing (step S11), equipment constant setting processing (step S12), and PQ relational expression setting processing (step S13), processing similar to that in the first embodiment is performed.

続いて、PQ関係式修正処理(ステップS31)では、PQ関係式修正部31が、上記の例のように、出力変動発電設備の出力予測値に基づいて、各負荷系統のPQ関係式を修正する。また、PQ関係式修正部31は、修正後のPQ関係式を情報保管部11に格納する。   Subsequently, in the PQ relational expression correction process (step S31), the PQ relational expression correction unit 31 corrects the PQ relational expression of each load system based on the predicted output value of the output fluctuation power generation facility as in the above example. To do. In addition, the PQ relational expression correcting unit 31 stores the corrected PQ relational expression in the information storage unit 11.

状態推定演算処理(ステップS14)では、実施の形態1と同様の処理によって電力系統の状態推定演算が行われる。ただし、出力変動発電設備が接続され負荷系統については、ステップS31で修正した後のPQ関係式を用いて、無効電力が算出される。   In the state estimation calculation process (step S14), the state estimation calculation of the power system is performed by the same process as in the first embodiment. However, the reactive power is calculated for the load system to which the output fluctuation power generation facility is connected, using the PQ relational expression corrected in step S31.

電力系統状態推定結果出力処理(ステップS15)では、実施の形態1と同様に、出力部15が、ステップS14で情報保管部11に格納された電力系統状態推定結果を、出力装置5に出力する。   In the power system state estimation result output process (step S15), the output unit 15 outputs the power system state estimation result stored in the information storage unit 11 in step S14 to the output device 5, as in the first embodiment. .

実施の形態3によれば、実施の形態1による効果に加えて、負荷系統内に自然エネルギー由来の出力変動発電設備が導入されている場合にも、その予測値を利用して電力系統の状態推定精度を保つことが可能となる。また、実施の形態3のPQ関係式修正部31は、実施の形態2のPQ関係式修正部21と組み合わせて、電力系統状態推定装置に適用することも可能である。   According to the third embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, even when the output power generation facility derived from natural energy is introduced in the load system, the state of the power system is utilized using the predicted value. It is possible to maintain the estimation accuracy. Further, the PQ relational expression correcting unit 31 of the third embodiment can be applied to the power system state estimating apparatus in combination with the PQ relational expression correcting unit 21 of the second embodiment.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。   It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.

10,20,30 電力系統状態推定装置、11 情報保管部、12 入力部、13 設定部、14 状態推定部、15 出力部、21,31 PQ関係式修正部、1 入力装置、2 二次記憶装置、3 主記憶装置、4 CPU、5 出力装置。   10, 20, 30 Power system state estimation device, 11 information storage unit, 12 input unit, 13 setting unit, 14 state estimation unit, 15 output unit, 21, 31 PQ relational expression correction unit, 1 input device, 2 secondary storage Device, 3 main storage device, 4 CPU, 5 output device.

Claims (4)

電力系統における発電機の出力の有効電力、前記発電機の無効電力または設定電圧または力率設定、および、負荷系統の有効電力の各予測値を含む、前記電力系統の運用計画情報が入力される入力部と、
前記負荷系統における有効電力と無効電力との関係式であるPQ関係式を設定する設定部と、
前記運用計画情報および前記PQ関係式から前記電力系統の状態を推定する状態推定部と、を備え、
前記状態推定部は、前記負荷系統の有効電力と前記PQ関係式とから求めた前記負荷系統の無効電力を用いて前記電力系統の状態を推定する、
電力系統状態推定装置。
Operation plan information of the power system is entered, including the active power of the generator output in the power system, the reactive power or set voltage or power factor setting of the generator, and the predicted values of the active power of the load system An input section;
A setting unit for setting a PQ relational expression that is a relational expression between active power and reactive power in the load system;
A state estimation unit that estimates the state of the power system from the operation plan information and the PQ relational expression,
The state estimation unit estimates the state of the power system using the reactive power of the load system obtained from the active power of the load system and the PQ relational expression.
Electric power system state estimation device.
前記状態推定部は、前記電力系統の状態を推定する際、前記負荷系統の有効電力の推定値と無効電力の推定値との関係と、前記PQ関係式との乖離量が小さいほど、推定された前記電力系統の状態が尤もらしいと判断する、
請求項1記載の電力系統状態推定装置。
When the state estimation unit estimates the state of the power system, the state estimation unit estimates the smaller the amount of deviation between the relationship between the estimated value of the active power and the estimated value of the reactive power and the PQ relational expression. Judging that the state of the power system is plausible,
The power system state estimation apparatus according to claim 1.
前記運用計画情報は、前記負荷系統内の負荷の接続変更を示す負荷系統接続変更情報をさらに含み、
前記負荷系統接続変更情報に基づいて前記PQ関係式を修正する第1のPQ関係式修正部をさらに備える、
請求項1または請求項2に記載の電力系統状態推定装置。
The operation plan information further includes load system connection change information indicating a connection change of a load in the load system,
A first PQ relational expression correcting unit that corrects the PQ relational expression based on the load system connection change information;
The power system state estimation apparatus according to claim 1 or 2.
前記運用計画情報は、前記負荷系統内の出力変動発電設備の出力予測値をさらに含み、
前記出力変動発電設備の出力予測値に基づいて前記PQ関係式を修正する第2のPQ関係式修正部をさらに備える、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電力系統状態推定装置。
The operation plan information further includes an output prediction value of the output fluctuation power generation facility in the load system,
A second PQ relational expression correcting unit that corrects the PQ relational expression based on an output predicted value of the output fluctuation power generation facility;
The power system state estimation apparatus according to any one of claims 1 to 3.
JP2017045760A 2017-03-10 2017-03-10 Power system state estimation device Active JP6727156B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017045760A JP6727156B2 (en) 2017-03-10 2017-03-10 Power system state estimation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017045760A JP6727156B2 (en) 2017-03-10 2017-03-10 Power system state estimation device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018152935A true JP2018152935A (en) 2018-09-27
JP6727156B2 JP6727156B2 (en) 2020-07-22

Family

ID=63679616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017045760A Active JP6727156B2 (en) 2017-03-10 2017-03-10 Power system state estimation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6727156B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020067941A (en) * 2018-10-26 2020-04-30 株式会社日立製作所 Lineage plan creation support system and method
WO2021024424A1 (en) * 2019-08-07 2021-02-11 三菱電機株式会社 Power system state estimation device and power system state estimation method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10201102A (en) * 1997-01-13 1998-07-31 Hitachi Ltd Voltage reactive power control device
JP2004086896A (en) * 2002-08-06 2004-03-18 Fuji Electric Holdings Co Ltd Adaptive prediction model construction method and adaptive prediction model construction system
JP2012175778A (en) * 2011-02-21 2012-09-10 Tokyo Electric Power Co Inc:The Voltage reactive power control device
US20140148962A1 (en) * 2012-11-28 2014-05-29 Clemson Univesity Situational Awareness / Situational Intelligence System and Method for Analyzing, Monitoring, Predicting and Controlling Electric Power Systems
JP2015139320A (en) * 2014-01-23 2015-07-30 富士電機株式会社 Distribution system accident recovery method, and distribution system's actual load and its width estimating device, method and program

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10201102A (en) * 1997-01-13 1998-07-31 Hitachi Ltd Voltage reactive power control device
JP2004086896A (en) * 2002-08-06 2004-03-18 Fuji Electric Holdings Co Ltd Adaptive prediction model construction method and adaptive prediction model construction system
JP2012175778A (en) * 2011-02-21 2012-09-10 Tokyo Electric Power Co Inc:The Voltage reactive power control device
US20140148962A1 (en) * 2012-11-28 2014-05-29 Clemson Univesity Situational Awareness / Situational Intelligence System and Method for Analyzing, Monitoring, Predicting and Controlling Electric Power Systems
JP2015139320A (en) * 2014-01-23 2015-07-30 富士電機株式会社 Distribution system accident recovery method, and distribution system's actual load and its width estimating device, method and program

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020067941A (en) * 2018-10-26 2020-04-30 株式会社日立製作所 Lineage plan creation support system and method
WO2020085150A1 (en) * 2018-10-26 2020-04-30 株式会社日立製作所 Grid planning assistance system and method
JP7107811B2 (en) 2018-10-26 2022-07-27 株式会社日立製作所 SYSTEM PLANNING SUPPORT SYSTEM AND METHOD
WO2021024424A1 (en) * 2019-08-07 2021-02-11 三菱電機株式会社 Power system state estimation device and power system state estimation method
JPWO2021024424A1 (en) * 2019-08-07 2021-11-04 三菱電機株式会社 Power system state estimation device and power system state estimation method
JP7055249B2 (en) 2019-08-07 2022-04-15 三菱電機株式会社 Power system state estimation device and power system state estimation method

Also Published As

Publication number Publication date
JP6727156B2 (en) 2020-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11271398B2 (en) Voltage stability assessment, control and probabilistic power flow based on multi-dimensional holomorphic embedding techniques
Fan et al. Probabilistic power flow analysis with generation dispatch including photovoltaic resources
Bassi et al. Electrical model-free voltage calculations using neural networks and smart meter data
US11349311B2 (en) Voltage stability monitoring device and method
JP4705563B2 (en) Distribution system state estimation device, state estimation method and program thereof
EP2927700A1 (en) Method for monitoring system variables of a distribution or transmission grid
JP5159695B2 (en) Distribution system state estimation method and distribution system state estimation apparatus
US20150168465A1 (en) Method and apparatus for electric power system distribution state estimations
CN103984986B (en) The self study arma modeling ultrashort-term wind power prediction method of real time correction
JPWO2015079554A1 (en) Power system state estimation device, state estimation method thereof, and power system control system
JP6412841B2 (en) Distributed power generation amount estimation apparatus and method
CN111313405A (en) A topology identification method of medium voltage distribution network based on multi-measurement section
Wei et al. Two‐level unit commitment and reserve level adjustment considering large‐scale wind power integration
Tajdinian et al. Calculating probability density function of critical clearing time: novel formulation, implementation and application in probabilistic transient stability assessment
WO2017221343A1 (en) Solar light output prediction device, electric power system control device, and solar light output prediction method
JP6727156B2 (en) Power system state estimation device
Bovo et al. Review of the Mathematic Models to Calculate the Network Indicators to Define the Bidding Zones
JP6067289B2 (en) Reduced model creation device, creation method and creation program for power system
Thanikachalam et al. Optimal rescheduling of power for system reliability
CN109783894A (en) One kind being based on information modified Coordinated prediction technique again
Lujano‐Rojas et al. Probabilistic methodology for estimating the optimal photovoltaic capacity in distribution systems to avoid power flow reversals
JP5461717B1 (en) Power prediction device
Solheim et al. Deep reinforcement learning applied to Monte Carlo power system reliability analysis
Gong et al. A new solution for stochastic optimal power flow: combining limit relaxation with iterative learning control
JP2015006078A (en) Power supply management system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181025

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190711

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190903

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20191009

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191225

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200602

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200630

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6727156

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250