JP2018152968A - Voltage control device and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、電圧制御装置およびプログラムに関する。 Embodiments described herein relate generally to a voltage control device and a program.
電力の供給において、通常の発電所に加えて自然エネルギーを利用した太陽光発電や風力発電等の分散型電源を用いる場合が増加している。従来の電圧制御装置は、現在の電力データに基づいて、所定時間の経過後の需要家の電力推定値を推定していた。電圧制御装置で電力推定値を推定する場合、天候などの急激な変動に影響を受けて分散型電源が供給する電力の電圧が急激に変動する場合がある。そのため、従来の電圧制御装置が推定した電力推定値に基づいて電力制御を行うと需要家の需要電圧が供給電圧の許容範囲を逸脱する場合があった。 In the supply of electric power, in addition to ordinary power plants, there are increasing cases of using distributed power sources such as solar power generation and wind power generation using natural energy. The conventional voltage control apparatus has estimated the electric power estimated value of the consumer after progress of predetermined time based on the present electric power data. When the power control value is estimated by the voltage control device, the voltage of the power supplied by the distributed power source may fluctuate suddenly under the influence of a sudden fluctuation such as weather. Therefore, when power control is performed based on the estimated power value estimated by the conventional voltage control device, the demand voltage of the consumer may deviate from the allowable range of the supply voltage.
本発明が解決しようとする課題は、電圧許容範囲に対する電圧の逸脱の可能性を低減することができる電圧制御装置およびプログラムを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a voltage control device and a program capable of reducing the possibility of voltage deviation from the allowable voltage range.
実施形態の電圧制御装置は、第1リスク算出部と、第2リスク算出部と、電圧逸脱リスク算出部とを持つ。第1リスク算出部は、電圧制御を行う対象ノードの電圧推定値と、制御される電圧の許容範囲である電圧許容範囲の限界値との近さに基づいて第1リスクを算出する。第2リスク算出部は、分散型電源の出力値の大きさに基づいて前記出力値が上昇又は下落する第2リスクを算出する。電圧逸脱リスク算出部は、前記第1リスクと前記第2リスクとに基づいて、前記対象ノードの電圧が前記電圧許容範囲を逸脱するリスクを示す電圧逸脱リスクを算出する。 The voltage control apparatus according to the embodiment includes a first risk calculation unit, a second risk calculation unit, and a voltage deviation risk calculation unit. The first risk calculation unit calculates the first risk based on the proximity of the estimated voltage value of the target node that performs voltage control and the limit value of the voltage allowable range that is the allowable range of the controlled voltage. The second risk calculation unit calculates a second risk that the output value increases or decreases based on the magnitude of the output value of the distributed power source. The voltage deviation risk calculation unit calculates a voltage deviation risk indicating a risk that the voltage of the target node deviates from the voltage allowable range based on the first risk and the second risk.
以下、実施形態の電圧制御装置およびプログラムを、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a voltage control device and a program according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、電圧制御システム1の構成を示す図である。電圧制御システム1は、複数のエリアAm内の複数の需要家(ノード)Amnの電力需要を監視して電圧制御を行う。電圧制御システム1は、例えば電源Vと、基幹系母線2と、変圧器3と複数の計測器S1〜m,T1〜Tmと、通信用集約装置40と、電圧制御装置100とを備える。電圧制御装置100は、例えば受信部110と記憶部120と、制御部200と、表示部300とを備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the
電圧制御システム1は、例えば大電力を都市部の需要地へ長距離にわたって送電するシステムである。複数のエリアAmは、広域に渡って存在する。電圧制御システム1は、上位系統の電源1から供給される電力を、基幹系母線2を介して支店系の変圧器3で変圧し、変圧した電力を、支店系統母線4を介して複数のエリアAmに供給する。電圧制御システム1は、支店系統母線4が複数の送電線C1〜Cmに接続され、複数の送電線C1〜Cmを介して支店系の複数のエリアA1〜Amに電力を供給している。これにより電圧制御システム1は、配電系統母線M1〜Mmまで放射状に広がる電力系統となっている。各エリアA1〜Amの始端と終端には計測器S1〜Sm,T1〜Tmが設置されている。
The
各エリアA1〜Am内には、複数の需要家Amnに電力が供給される。各需要家Amnの負荷は、有効電力負荷(PL)と無効電力負荷(QL)である。この他、需要家Amnの負荷は、分散型電源(PV)が追加される場合がある。分散型電源(PV)とは、例えば太陽光発電である。分散型電源(PV)は太陽光発電以外に風力発電等の他のエネルギーであってもよい。 In each area A1 to Am, electric power is supplied to a plurality of consumers Amn. The loads of each consumer Amn are an active power load (PL) and a reactive power load (QL). In addition, a distributed power source (PV) may be added to the load of the consumer Amn. The distributed power source (PV) is, for example, photovoltaic power generation. The distributed power source (PV) may be other energy such as wind power generation in addition to solar power generation.
計測器S1〜Sm,T1〜Tmで計測された計測情報は、専用の通信線32または無線により、通信用集約装置40を介して電圧制御装置100に送信される。電圧制御装置100は、例えば受信部110と、記憶部120と、制御部200と、表示部300とを備える。受信部110は、例えば各エリアA1〜Amで計測された計測データ121を受信する。記憶部120は、例えば計測データ121の他、電圧制御に必要な各種のデータを記憶する。
Measurement information measured by the measuring instruments S1 to Sm and T1 to Tm is transmitted to the
記憶部120は、種々のデータが記憶される記憶装置である。記憶部10は、例えば、HDD(Hard Disc Drive)、フラッシュメモリ、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、ROM(Read Only Memory)、またはRAM(Random Access Memory)等により実現される。入力データ記憶部11には、製品の製造過程で取得された種々の入力データが記憶されている。図2は、記憶部120に記憶されるデータを示す図である。記憶部120は、例えば計測データ121、系統構成データ122、PL配分係数データ、QL配分係数データ、及びPV配分係数データを記憶する。
The
計測データ121は、計測器S1〜Sm,T1〜Tmが計測したデータである。系統構成データ122は、各エリアA1〜Amを構成するデータや、各エリアA1〜Am内の需要家Amnを構成するデータである。PL配分係数データ、QL配分係数データ、及びPV配分係数データは、電力制御に用いる配分係数データである。
The
制御部200は、例えば記憶部120に記憶されたデータに基づいて電力制御を行う。表示部300は、例えば制御部200によって制御された電圧の結果を表示する。図3は、制御部200の構成を示すブロック図である。制御部200は、例えばリスク算出部210と、不感帯調整部220と、電圧制御部230と、負荷・PV予測部240と、ノード抽出部250とを備える。リスク算出部210は、例えば第1リスク算出部211と、第2リスク算出部212と、電圧逸脱リスク算出部213とを備える。
The
第1リスク算出部211、第2リスク算出部212、及び電圧逸脱リスク算出部213は、それぞれ、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することで実現される。また、第1リスク算出部211、第2リスク算出部212、及び電圧逸脱リスク算出部213の機能部のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)などのハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
The first
負荷・PV予測部240は、計測データ121に基づいて需要家Amnの負荷の電圧推定値を推定する。図4は、ノード抽出部250が抽出する対象ノードを示す図である。図示するように、各需要家Amn(ノードm)の制御すべき電圧目標値が設定されている。図示するように、電圧維持範囲、電圧許容範囲、電圧不感帯が設定されている。ここに電圧維持範囲は運用上順守しなければならない電圧範囲である。電圧許容範囲は運用上許容可能な電圧範囲である。通常は電圧不感帯=電圧許容範囲であり、電圧不感帯を電圧が逸脱した場合にタップ値ないし調相設備の制御要否判定を実施する。
The load /
ノード抽出部250は、負荷・PV予測部240の推定結果に基づいて、それぞれのエリアA1〜Am内の分散型電源PVm−nを備える複数の需要家Amnを抽出する。分散型電源PVm−nの出力は、天候に左右されて値が変動する。そのため、分散型電源PVm−nを備える需要家Amn(ノードm)の負荷は、天候の影響によって電圧許容範囲を逸脱する可能性がある。ノード抽出部250は、複数の需要家Amnの中から、電圧推定値が電圧許容範囲の上限または下限から所定の閾値内にある需要家Amn(例えばノード5)を対象ノードとして抽出する。ノード抽出部250は、例えば電圧推定値が電圧許容範囲の上限または下限に最も近いノード5を対象ノードとして抽出する。
Based on the estimation result of the load /
リスク算出部210は、ノード抽出部250によって対象ノードとして抽出された需要家Amnの電圧が電圧許容範囲を逸脱するリスクを算出する。第1リスク算出部211は、対象ノードとして抽出された需要家Amnの電圧推定値と、制御される電圧の許容範囲である電圧許容範囲の限界値との近さに基づいて第1リスクを算出する。図5は、電圧推定値が電圧許容範囲を逸脱するリスクについて説明する図である。
The
図5(a)に示されるように、対象ノードとして抽出された需要家Amnの電圧推定値が電圧許容範囲の上限に近い場合、分散型電源PVm−nの出力の変動により、需要家Amn電圧が電圧許容範囲の上限値を逸脱する可能性がある。図5(b)に示されるように、対象ノードとして抽出された需要家Amnの電圧推定値が電圧許容範囲の下限に近い場合、分散型電源PVm−nの出力の変動により、需要家Amn電圧が電圧許容範囲の下限値を逸脱する可能性がある。 As shown in FIG. 5A, when the estimated voltage value of the consumer Amn extracted as the target node is close to the upper limit of the allowable voltage range, the consumer Amn voltage is caused by fluctuations in the output of the distributed power source PVm-n. May deviate from the upper limit of the allowable voltage range. As shown in FIG. 5B, when the estimated voltage value of the consumer Amn extracted as the target node is close to the lower limit of the allowable voltage range, the consumer Amn voltage is caused by fluctuations in the output of the distributed power source PVm-n. May deviate from the lower limit of the allowable voltage range.
第1リスク算出部211は、対象ノードとして抽出された需要家Amnの電圧推定値が電圧許容範囲の限界値に近いか否かに基づくリスクを算出する。ここで、対象ノードとして抽出された需要家Amnの電圧推定値が電圧許容範囲の上限値に対しても近い場合は、所定時間後の電圧が電圧許容範囲の上限値を逸脱するリスクが高い。対象ノードとして抽出された需要家Amnの前記電圧推定値が前記電圧許容範囲の下限値に対して近い場合は、所定時間後の電圧が電圧許容範囲の下限値を逸脱するリスクが高い。第1リスクRVは、第1リスク算出部211によって例えば以下の数式で示される。電圧推定値Vestが電圧目標値Vsetより大きい場合、即ち
Vest>Vsetのとき
Vup:許容範囲上限値
Vdn:許容範囲下限値
Vest:電圧推定値
Vset:電圧目標値
である。このように、第1リスクRVは電圧推定値が許容範囲上下限の場合最大となり、電圧の目標値の時に最小である。第1リスクRVの計算式は上記例の他、同様なリスクを評価できるものであれば他の方法を用いてもよい。
The first
V up : allowable range upper limit value V dn : allowable range lower limit value V est : voltage estimated value V set : voltage target value. Thus, the first risk RV is maximum when the estimated voltage value is the upper and lower limit of the allowable range, and is minimum when the voltage is the target value. Equation of the first risk R V is other than the above examples, other methods may be used as long as it can evaluate the same risks.
第2リスク算出部212は、分散型電源PVm−nの出力値の大きさに基づいて分散型電源PVm−nの出力値が上昇又は下落する第2リスクを算出する。図6は、分散型電源PVm−nの出力値(PV出力)が上昇又は下落するリスクについて説明する図である。時刻tにおいて電圧推定値が高めの場合で、且つ、分散型電源PVm−nのPV出力が0に近いほど、時刻t+1において分散型電源PVm−nの出力が上昇するリスクが高くなる。
The second
即ち、所定時間後の対象ノードの電圧が許容範囲の上限を逸脱するリスクが高くなる。一方、時刻tにおいて電圧推定値が低めの場合で、且つ、分散型電源PVm−nのPV出力が最大出力に近いほど、分散型電源PVm−nのPV出力が下落するリスクが高くなる。即ち、所定時間後の対象ノードの電圧が許容範囲の下限を逸脱するリスクが高くなる。 That is, there is a high risk that the voltage of the target node after a predetermined time deviates from the upper limit of the allowable range. On the other hand, when the estimated voltage value is lower at time t and the PV output of the distributed power source PVm-n is closer to the maximum output, the risk that the PV output of the distributed power source PVm-n will drop increases. That is, the risk that the voltage of the target node after a predetermined time deviates from the lower limit of the allowable range increases.
第2リスクRPVは、以下の数式で表される。電圧推定値Vestが電圧目標値Vsetより大きい場合、即ち
Vest>Vsetのとき
PVest:PV推定値
PVmax:PV最大出力
である。このように、第2リスクRPVは電圧高めの場合は分散型電源PVm−nの時刻tにおけるPV出力に基づいて変動する。第2リスクRPVの計算式は上記例の他、同様なリスクを評価できるものであれば他の方法を用いてもよい。
The second risk R PV is represented by the following mathematical formula. When the voltage estimated value V est is larger than the voltage target value V set , that is, when V est > V set
PV est : PV estimated value PV max : PV maximum output. Thus, the second risk R PV fluctuates based on the PV output at time t of the distributed power source PVm-n when the voltage is increased. The calculation formula of the second risk R PV may be other methods as long as the same risk can be evaluated in addition to the above example.
電圧逸脱リスク算出部213は、第1リスクRvと第2リスクRPVとに基づいて、対象ノードの電圧が電圧許容範囲を逸脱するリスクを示す電圧逸脱リスクRtotalを算出する。電圧逸脱リスクRtotalは、例えば二乗平均平方根(Root Mean Square:RMS)を用いて算出される。
不感帯調整部220は、電圧逸脱リスクRtotalに基づいて、対象ノードの電圧不感帯を調整する。図7は、対象ノードの電圧不感帯を調整する状態を示す図である。図示するように、不感帯調整部220は、対象ノードの電圧が電圧許容範囲の上限値に近い場合、電圧の許容範囲の上限を逸脱することを防止するため、時刻t+1における不感帯の上限値を下げ、電圧を下げる方向に制御量を増加させる(式(6))。
The dead
不感帯調整部220は、対象ノードの電圧が電圧許容範囲の下限値に近い場合、電圧の許容範囲の下限を逸脱することを防止するため、時刻t+1(例えば1分後)における不感帯の下限値を上げ、電圧を上げる方向に制御量を増加させる。具体的には不感帯調整部220は、式(7)のようにRtotalに基づいて調整感度係数α(第1係数),調整感度係数β(第2係数)を用いて、電圧不感帯調整量を計算する。電圧推定値Vestが電圧目標値Vsetより大きい場合、即ち
Vest>Vsetのとき
When the voltage of the target node is close to the lower limit value of the voltage tolerance range, the dead
X1:Vup〜Vsetの幅
X2:Vdn〜Vsetの幅
α、β:調整感度係数(0<α、0<β)
である。
X1: V up to V set width X2: V dn to V set width α, β: Adjustment sensitivity coefficient (0 <α, 0 <β)
It is.
不感帯調整部220は、電圧逸脱リスクRtotalに基づいて、対象ノードの電圧推定値が電圧許容範囲の上限値を超えるリスクが高い場合は、電圧逸脱リスクRtotalに第1係数αを乗じて対象ノードの電圧不感帯の上限値を下げる。不感帯調整部220は、電圧逸脱リスクRtotalに基づいて、電圧推定値が電圧許容範囲の下限値を超えるリスクが高い場合は、電圧逸脱リスクRtotalに第2係数βを乗じて対象ノードの電圧不感帯の下限値を上げる。
電圧制御部230は、不感帯調整部220が調整した電圧不感帯に基づいて所定時間後(例えば1分後)の電圧を推定すると共に、対象ノードの電圧を制御する。図8は、調整された電圧不感帯に基づいて対象ノードの電圧を制御する状態を示す図である。電圧制御部230は、分散型電源および対象ノードの負荷の推定値から所定時間後の電圧を制御する。なお、分散型電源および対象ノードの負荷の推定値は、1点予測値(最もその予測値になる確率が高い予測最尤値)の他に、予測範囲(例えば、図9に示す標準偏差±2σの範囲内)を考慮して推定してもよい。特に、短時間変動が大きい分散型電源に対しては、予測範囲を考慮して状態推定を行うことが有効である。
The voltage control unit 230 estimates the voltage after a predetermined time (for example, after 1 minute) based on the voltage dead zone adjusted by the dead
電圧制御部230は、計測データ121に基づいて分散型電源の出力予測値および対象ノードの需要予測値を取得する。電圧制御部230は、分散型電源の出力予測値および対象ノードの需要予測値に基づいて所定時間後の対象ノードの推定電圧の計算を行い、対象ノードの電圧不感帯内に推定電圧が収まるよう、対象ノードのタップ値および調相設備の少なくとも一方の制御量を決定する。
The voltage control unit 230 acquires the output predicted value of the distributed power source and the demand predicted value of the target node based on the
この他、電圧制御部230の制御は、目的関数を用いて電圧を制御してもよい。例えば、目的関数を対象ノードの電圧と目標値との差分として定義する。この場合、電圧制御部230は、対象ノードの電圧不感帯内に電圧が収まることを制約条件とした場合、対象ノードの電圧と目標値との差分が最小となるようにタップ値および調相設備の少なくとも一方の制御量を決定するようにしてもよい。即ち、電圧制御部230は、対象ノードの電圧の目標値との誤差を最小化するようにタップ値および調相設備の少なくとも一方の制御量を決定してもよい。 In addition, the voltage controller 230 may control the voltage using an objective function. For example, the objective function is defined as the difference between the target node voltage and the target value. In this case, when the voltage control unit 230 has a constraint condition that the voltage falls within the voltage dead zone of the target node, the tap value and the phase adjustment equipment so that the difference between the voltage of the target node and the target value is minimized. At least one control amount may be determined. That is, the voltage control unit 230 may determine the control amount of at least one of the tap value and the phase adjusting equipment so as to minimize an error from the target value of the voltage of the target node.
また、目的関数をタップ値または調相設備の制御量の所定の時点と所定時間後の変化量として定義する。この場合、電圧制御部230は、対象ノードの電圧不感帯内に電圧が収まることを制約条件とした場合、タップ値または調相設備の制御量の時間t(所定の時点)と時間t+1(所定時間後)の変化量が最小となるように、タップ値または調相設備の制御量を決定してもよい。即ち、電圧制御部230は、所定の時点からのタップ値または調相設備の制御量を最小化する。 Further, the objective function is defined as a change amount after a predetermined time and a predetermined time of the control value of the tap value or the phase adjusting equipment. In this case, the voltage control unit 230 sets the time t (predetermined time) and the time t + 1 (predetermined time) of the control amount of the tap value or the phase adjusting equipment when the voltage is within the voltage dead zone of the target node. The control value of the tap value or the phase adjusting equipment may be determined so that the amount of change in (after) is minimized. That is, the voltage control unit 230 minimizes the tap value from the predetermined time point or the control amount of the phase adjusting equipment.
次に電圧制御装置100の処理の流れについて説明する。
Next, the process flow of the
図10は、電圧制御装置100の処理を示すフローチャートである。ノード抽出部250は、計測データ121に基づいて、電圧推定値が電圧許容範囲の上限または下限から所定の閾値内のノードを、不感帯を調整する対象ノードとして抽出する(ステップS100)。第1リスク算出部211は、対象ノードの電圧推定値と、電圧許容範囲の限界値との近さに基づいて第1リスクを算出する(ステップS110)。第2リスク算出部212は、PV出力の大きさに基づいてPV出力が上昇又は下落する第2リスクを算出する(ステップS120)。
FIG. 10 is a flowchart showing processing of the
電圧逸脱リスク算出部213は、第1リスクRvと第2リスクRPVとに基づいて、電圧逸脱リスクRtotalを算出する(ステップS130)。不感帯調整部220は、電圧逸脱リスクRtotalに基づいて、対象ノードの電圧推定値が電圧許容範囲の上限値に近いか否かを認識する(ステップS140)。対象ノードの電圧推定値が電圧許容範囲の上限値に近い場合(ステップS140:Yes)、不感帯調整部220は、電圧不感帯の上限を下げる(ステップS150)。
Voltage deviation risk calculating unit 213, based on the first risk R v and second risk R PV, calculates a voltage deviation risk R total (step S130). The dead
対象ノードの電圧推定値が電圧許容範囲の上限値に近くない場合、即ち対象ノードの電圧推定値が電圧許容範囲の下限値に近い場合(ステップS140:No)、不感帯調整部220は、電圧不感帯の下限を上げる(ステップS160)。電圧制御部230は、不感帯調整部220が調整した電圧不感帯に基づいて対象ノードの電圧を制御する(ステップS170)。
When the estimated voltage value of the target node is not close to the upper limit value of the allowable voltage range, that is, when the estimated voltage value of the target node is close to the lower limit value of the allowable voltage range (step S140: No), the dead
以上説明した第1の実施形態によれば、電圧制御装置100がリスク算出部210と、不感帯調整部220と、電圧制御部230とを持つことにより、現時点での分散型電源の出力および電圧許容範囲に対する対象ノードの電圧値に基づいて、電圧逸脱リスクを定量的に評価し、電圧逸脱リスクに応じて電圧不感帯を調整することができる。電圧制御装置100は、調整された電圧不感帯と所定時間後の電圧推定結果から先行的にタップ値および調相設備の制御量を決定することができる。これにより電圧制御装置100は、電圧逸脱リスクが高い場合は電圧逸脱リスクを減らす方向にタップ値および調相設備の制御量を決定することができる。
According to the first embodiment described above, the
そして電圧制御装置100は、分散型電源や負荷の予測値が外れることによって電圧が逸脱するリスクが高い場合には、あらかじめ予測が外れることをリスクとして定量的に算出し、タップ値および調相設備の制御量の決定ができ、予測が外れた時の電圧逸脱を回避できる。電圧制御装置100は、電圧逸脱リスクが低い場合は不感帯調整量が小さい為、タップ値および調相設備の制御量の過剰な調整を抑制することができる。
The
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、不感帯調整部220が電圧不感帯を調整するための調整感度係数αとβを決定した。第2の実施形態では、調整感度係数αとβを具体的に決定する方法について説明する。第2の実施形態に係る装置構成は第1の実施形態の装置構成と同様である。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the dead
上述のように、電圧逸脱リスクを考慮した電圧不感帯の調整には、分散型電源の出力が変動して対象ノードの電圧の予測値が外れた場合に、対象ノードの電圧逸脱を回避することができる。ここで、電圧逸脱リスクを不感帯調整量に変換する調整感度係数α、βを適切に決定することが重要となる。たとえば、α、βが大きすぎる場合、不必要に電圧不感帯が調整され、電圧の制御量が過多になり、目標値の前後を出力値が振動するなどの制御ハンチングが発生する可能性がある。またα、βが小さすぎる場合は、電圧逸脱リスクに対して不感帯調整量が小さい為、分散型電源の出力が変動して対象ノードの電圧の予測値が外れた場合に電圧逸脱が発生する可能性がある。第2の実施形態に係る不感帯調整部220は、蓄積した過去の計測データ121を用いて調整感度係数α、βを適切に決定する。
As described above, the adjustment of the voltage dead zone in consideration of the voltage deviation risk is to avoid the voltage deviation of the target node when the output of the distributed power source fluctuates and the predicted value of the voltage of the target node is deviated. it can. Here, it is important to appropriately determine the adjustment sensitivity coefficients α and β for converting the voltage deviation risk into the dead band adjustment amount. For example, when α and β are too large, the voltage dead zone is unnecessarily adjusted, the control amount of the voltage becomes excessive, and control hunting such as the output value oscillating around the target value may occur. In addition, if α and β are too small, the dead zone adjustment amount is small with respect to the voltage deviation risk, so that the voltage deviation can occur when the output of the distributed power source fluctuates and the predicted value of the voltage of the target node deviates. There is sex. The dead
不感帯調整部220は、過去の計測データ121に基づいてα、βを調整するか否か要否を判定する。不感帯調整部220が調整感度係数α、βを調整する要否を判定する基準は例えば、対象ノードの電圧値が電圧不感帯を逸脱した回数が予め定められた閾値を超えた場合、調相変更回数が予め定められた閾値を超えた場合、及び一定時間経過した場合(例えば1日)等である。不感帯調整部220は、調整感度係数α、βを決定する際に用いる過去の計測データ121をいつからいつまでのデータを用いるかという対象期間を決定する。
The dead
不感帯調整部220は、調整感度係数α、βを調整する際に用いられる目的関数を決定する。目的関数は例えば、電圧目標値からの絶対電圧の積算値や、調相変更回数などである。不感帯調整部220は、対象期間における過去の計測データ121に基づいて、電圧不感帯を逸脱しないという条件の制約下で、決定した目的関数を改善するよう調整感度係数α、βを最適化する。不感帯調整部220は、過去の計測データ121において、目的関数に基づいて調整される電圧不感帯を対象ノードの電圧が逸脱しないように調整感度係数α、βを調整する。不感帯調整部220は、対象ノードのタップ値または調相設備の制御量の変更回数が所定の条件を満たすように調整感度係数α、βを調整する。
The dead
次に電圧制御装置100の処理の流れについて説明する。
Next, the process flow of the
図11は、電圧制御装置100の処理を示すフローチャートである。不感帯調整部220は、調整感度係数α、βを調整するか否かの要否を所定の閾値を超えたか否かにより判定する(ステップS200)。閾値を超えた場合(ステップS200:Yes)、不感帯調整部220は、過去の計測データ121の対象期間を決定する(ステップS210)。不感帯調整部220は、調整感度係数α、βを調整する際に用いられる目的関数を決定する(ステップS220)。
FIG. 11 is a flowchart showing processing of the
不感帯調整部220は、過去の計測データ121において、電圧不感帯を対象ノードの電圧が逸脱しないように調整感度係数α、βを調整する(ステップS230)。不感帯調整部220は、所定時間Δt経過後の時間Tに(ステップS240)、ステップS200に戻る。
The dead
以上説明した第2の実施形態によれば、電圧制御装置100は、蓄積した過去の計測データ121に基づいて、電圧不感帯を逸脱せずかつ所望の目的関数を改善する調整感度係数α、βを調整することができる。また、電圧制御装置100は、蓄積した計測データ121の対象期間をより長くしたり、または過酷なケースを選定したりすることで、電圧制御システム1の系統において状況が著しく変化した場合でも電圧不感帯を逸脱しないよう調整感度係数α、βを調整することができる。これにより電圧制御装置100は、電圧不感帯を逸脱せずかつ所望の目的関数に関して良好な結果が得られるロバストな調整感度係数α、βの選定を行うことができる。
According to the second embodiment described above, the
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、電圧制御装置100がリスク算出部210と、不感帯調整部220と、電圧制御部230とを持つことにより、分散型電源の電圧が急激に変化するリスクを考慮して供給する電圧を制御することができる。
According to at least one embodiment described above, the risk that the voltage of the distributed power supply rapidly changes because the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…電圧制御システム、2…基幹系母線、3…変圧器、4…支店系統母線、10…記憶部、11…入力データ記憶部、32…通信線、40…通信用集約装置、100…電圧制御装置、110…受信部、120…記憶部、121…計測データ、122…系統構成データ、200…制御部、210…リスク算出部、211…第1リスク算出部、212…第2リスク算出部、213…電圧逸脱リスク算出部、220…不感帯調整部、230…電圧制御部、240…予測部、250…ノード抽出部、300…表示部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
分散型電源の出力値の大きさに基づいて前記出力値が上昇又は下落する第2リスクを算出する第2リスク算出部と、
前記第1リスクと前記第2リスクとに基づいて、前記対象ノードの電圧が前記電圧許容範囲を逸脱するリスクを示す電圧逸脱リスクを算出する電圧逸脱リスク算出部と、を備える、
電圧制御装置。 A first risk calculation unit that calculates a first risk based on a proximity between a voltage estimation value of a target node that performs voltage control and a limit value of a voltage allowable range that is an allowable range of the controlled voltage;
A second risk calculation unit that calculates a second risk that the output value increases or decreases based on the magnitude of the output value of the distributed power source;
A voltage deviation risk calculation unit that calculates a voltage deviation risk indicating a risk that the voltage of the target node deviates from the voltage allowable range based on the first risk and the second risk;
Voltage control device.
請求項1に記載の電圧制御装置。 Based on the voltage deviation risk, when there is a high risk that the estimated voltage value of the target node exceeds the upper limit value of the allowable voltage range, the upper limit value of the voltage dead zone of the target node is reduced, and the estimated voltage value is the voltage When there is a high risk of exceeding the lower limit value of the allowable range, it further includes a dead zone adjustment unit that adjusts the voltage dead zone so as to increase the lower limit value of the voltage dead zone of the target node.
The voltage control apparatus according to claim 1.
請求項1または2に記載の電圧制御装置。 An extraction unit that extracts, as the target node, a node whose voltage estimated value is within a predetermined threshold from an upper limit or a lower limit of the voltage allowable range;
The voltage control apparatus according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか1項に記載の電圧制御装置。 Obtaining an output predicted value of the distributed power source and a demand predicted value of the target node, calculating an estimated voltage of the target node after a predetermined time based on the output predicted value and the demand predicted value, and the target node A voltage control unit that determines a control amount of at least one of the tap value of the target node and the phase adjusting equipment so that the estimated voltage falls within the voltage dead zone of
The voltage control apparatus of any one of Claim 1 to 3.
請求項4の電圧制御装置。 When the voltage control unit has a constraint that the voltage falls within the voltage dead zone of the target node, the tap value and the target value are set so that a difference between the voltage of the target node and a target value satisfies a predetermined condition. Determine the control amount of at least one of the phase adjusting equipment,
The voltage control device according to claim 4.
請求項4の電圧制御装置。 When the voltage control unit has a constraint condition that the voltage falls within the voltage dead zone of the target node, a predetermined time point and a change amount after a predetermined time of the control amount of the phase adjusting equipment are predetermined. The control value of the tap value or the phase adjusting equipment is determined so as to satisfy the condition of
The voltage control device according to claim 4.
請求項2に記載の電圧制御装置。 When the dead zone adjustment unit adjusts the voltage dead zone of the target node based on the voltage deviation risk, when the risk that the estimated voltage value of the target node exceeds the upper limit value of the voltage allowable range is high, the voltage When the deviation risk is multiplied by a first coefficient to lower the upper limit value of the voltage dead zone of the target node, and when the risk that the estimated voltage value of the target node exceeds the lower limit value of the allowable voltage range is high, the voltage deviation risk Is multiplied by a second coefficient to increase the lower limit of the voltage dead zone of the target node.
The voltage control apparatus according to claim 2.
請求項7に記載の電圧制御装置。 The dead zone adjustment unit selects a target period based on past data, and the voltage of the target node falls within the voltage dead zone of the target node in the target period, and the tap value or phase adjusting equipment of the target node Adjusting at least one of the first coefficient and the second coefficient so that the number of changes in the control amount satisfies a predetermined condition;
The voltage control apparatus according to claim 7.
電圧制御を行う対象ノードの電圧推定値と、制御される電圧の許容範囲である電圧許容範囲の限界値との近さに基づいて第1リスクを算出させ、
分散型電源の出力値の大きさに基づいて前記出力値が上昇又は下落する第2リスクを算出させ、
前記第1リスクと前記第2リスクとに基づいて、前記対象ノードの電圧が前記電圧許容範囲を逸脱するリスクを示す電圧逸脱リスクを算出させる、
プログラム。 On the computer,
The first risk is calculated based on the proximity of the voltage estimation value of the target node that performs voltage control and the limit value of the voltage allowable range that is the allowable range of the controlled voltage,
Calculating a second risk that the output value rises or falls based on the magnitude of the output value of the distributed power source;
Based on the first risk and the second risk, a voltage deviation risk indicating a risk that the voltage of the target node deviates from the allowable voltage range is calculated.
program.
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