JP2018182982A - Tidal flow calculation device, tidal flow calculation method, and tidal flow calculation program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、潮流計算装置、潮流計算方法、及び潮流計算プログラムに関する。 The present invention relates to a tidal current calculation device, a tidal current calculation method, and a tidal current calculation program.
電力系統では、例えば、運用中の電圧を監視したり、事故時の負荷融通を判断するために、該電力系統のモデルを用いて潮流計算が行われ得る。潮流計算では、電力系統の既知の状態量を基に未知の状態量が計算される。状態量は、電力系統上の任意の点(ノード)やノード間の接続線(ブランチ)における電圧の大きさ、電圧の位相角、有効電力、無効電力、及び電力系統のインピーダンス情報等の定数等で構成され得る。例えば、配電系統等の放射状の電力系統に対する計算方法にはBFS(Backward Forward Sweep)法がある。BFS法では、収束条件を満たすまでループ処理が実行されることによって状態量が計算される。 In the power system, for example, power flow calculation can be performed using a model of the power system in order to monitor the voltage during operation or to determine the load accommodation in the event of an accident. In the power flow calculation, unknown state quantities are calculated based on known state quantities of the power system. State quantities include the magnitude of voltage at any point (node) or connection line (branch) between nodes, phase angle of voltage, active power, reactive power, and constants of power system impedance information, etc. Can be composed of For example, as a calculation method for a radial power system such as a distribution system, there is a BFS (Backward Forward Sweep) method. In the BFS method, the state quantity is calculated by executing loop processing until the convergence condition is satisfied.
なお、関連する技術として特許文献1及び2に記載の技術が知られている。
特許文献1に記載の配電系統モデルは、分散電源が連系された電力系統の潮流計算に用いられ、誘導発電機が分散電源として系統に連系された誘導機型分散電源モデルである。この誘導機型分散電源モデルでは、その出力である有効電力Pを一定として定出力制御したときに係数a2及び連系ノードの電圧Vの2乗項の積と、係数a1及び電圧Vの1乗項の積と、係数a0及び電圧Vの0乗項の積との和によって無効電力Qが近似される。係数a2は、有効電力P、誘導発電機の一次漏れリアクタンスx1、二次漏れリアクタンスx2、励磁サセプタンスb0を用いて表される。また、係数a1及びa0は、有効電力P、誘導発電機の一次漏れリアクタンスx1、二次漏れリアクタンスx2を用いて表される。
In addition, the technique of
The distribution system model described in
特許文献2に記載の電力系統潮流計算装置は、出力制限判定手段、収束計算手段、収束判定手段、及び出力手段を備える。出力制限判定手段は、潮流方程式の収束計算のi次近似解が設備容量の出力制限にかかっているか否かを判定する。収束計算手段は、設備容量の出力制限値を考慮していない潮流方程式を予め記憶する。収束計算手段は、i次近似解が設備容量の出力制限にかかっているときは設備容量の出力制限値に固定した特性の潮流方程式に変更してi+1次近似解を求める。また、収束計算手段は、i次近似解が設備容量の出力制限にかかっていないときは予め記憶された潮流方程式でi+1次近似解を求める。収束判定手段は、収束計算手段が予め定めた所定回数の収束計算を行ったときに収束計算が収束したか否かを判定する。出力手段は、収束判定手段で収束計算が収束したと判定したときはそのときの近似解を潮流解として出力し、収束しないと判定したときは潮流解無しを出力する。
The power system power flow calculation device described in
しかしながら、BFS法では、収束条件を満たす前のループ処理の過程で計算される状態量と、収束条件を満たして最終的に得られる状態量とが大きくことなることが生じ得る。このため、入力電圧に対する出力電圧をタップ切替等によって離散的に調整する電圧調整装置を含む電力系統モデルに対してBFS法を用いて潮流計算が行われる場合には、計算過程で誤ってタップ切替等が行われる可能性がある。計算過程で誤ってタップ切替等が行われると、状態量の計算精度が悪くなる。 However, in the BFS method, there may be a large difference between the state quantity calculated in the process of loop processing before the convergence condition is satisfied and the state quantity finally obtained by satisfying the convergence condition. Therefore, when power flow calculation is performed using the BFS method for a power system model including a voltage regulator that discretely adjusts the output voltage with respect to the input voltage by tap switching or the like, the tap switching is erroneously performed in the calculation process. Etc. may occur. If tap switching or the like is performed erroneously in the calculation process, the calculation accuracy of the state quantity deteriorates.
本発明の一側面にかかる目的は、入力電圧に対する出力電圧を離散的調整動作によって調整する電圧調整装置を含む電力系統モデルに対する状態量の計算精度を向上させることである。 An object according to one aspect of the present invention is to improve the calculation accuracy of a state quantity for a power system model including a voltage regulator that regulates an output voltage with respect to an input voltage by discrete regulation operation.
一実施形態に従った潮流計算装置は調整動作制御部及び潮流計算部を備える。調整動作制御部は、電力系統モデルに含まれる電圧調整装置であって、入力電圧に対する出力電圧を離散的調整動作によって調整する電圧調整装置の離散的調整動作を停止させる。潮流計算部は、収束計算方法を用いて、離散的調整動作が停止した状態で各ノードの状態量を計算する。収束計算方法には、電力系統モデルの各ノードの状態量を上流側の先頭ノードから逐次計算する前進計算と、下流側の末端ノードの状態量の誤差に基づいて先頭ノードの状態変数を修正する後進計算とが含まれる。 A tidal current calculation device according to one embodiment comprises an adjustment operation control unit and a tidal current calculation unit. The adjustment operation control unit is a voltage adjustment device included in the power system model, and stops the discrete adjustment operation of the voltage adjustment device which adjusts the output voltage with respect to the input voltage by the discrete adjustment operation. The power flow calculation unit uses the convergence calculation method to calculate the state quantities of the respective nodes in a state in which the discrete adjustment operation is stopped. In the convergence calculation method, the state variable of the head node is corrected based on the forward calculation which sequentially calculates the state amount of each node of the power system model from the head node on the upstream side and the error of the state amount of the downstream end node. It includes backward calculation.
一実施形態に従った潮流計算装置によれば、入力電圧に対する出力電圧を離散的調整動作によって調整する電圧調整装置を含む電力系統モデルに対する状態量の計算精度を向上できる。 According to the power flow calculation device according to one embodiment, it is possible to improve the calculation accuracy of the state quantity for the power system model including the voltage adjustment device that adjusts the output voltage with respect to the input voltage by the discrete adjustment operation.
以下、図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail based on the drawings.
<潮流計算装置の構成>
図1は、実施形態に従った潮流計算装置の構成例を示す図である。図1に示す構成例では、潮流計算装置1は、入力部11、計算部12、記憶部13、出力部14、及び通信部15を含む。
<Configuration of tidal current calculation device>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a tidal current calculation device according to the embodiment. In the configuration example shown in FIG. 1, the power
入力部11は、例えば、キーボード、マウス、及び/又はタッチパネル等である。通信部15は、例えば、他の情報処理装置(図示せず)と通信するための有線又は無線の送受信機である。入力部11或いは通信部15には、潮流計算に用いられる電力系統モデルの系統データが入力する。
The input unit 11 is, for example, a keyboard, a mouse, and / or a touch panel. The
入力される系統データには、例えば、系統構成、設備定数、及び運用条件に関するデータが含まれる。系統構成データは、例えば、発電機、変圧器、調相設備、及び配電線の接続状態等である。設備定数データは、例えば、各設備及び機器のインピーダンスやアドミタンス、並びに変圧器のタップ情報等である。運用条件データは、例えば、各ノードにおける発電量及び負荷量等である。入力された系統データは、記憶部13に記憶される。記憶部13は、例えば、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等である。
The system data to be input includes, for example, data on a system configuration, equipment constants, and operating conditions. The system configuration data is, for example, the connection state of a generator, a transformer, a phase adjusting facility, and a distribution line. The equipment constant data is, for example, impedance and admittance of each equipment and equipment, and tap information of a transformer. The operating condition data is, for example, the amount of power generation and the amount of load at each node. The input system data is stored in the
計算部12は、CPU(Central Processing Unit)、マルチコアCPU、又はプログラマブルなデバイス(FPGA(Field Programmable Gate Array)やPLD(Programmable Logic Device)等)である。計算部12は、調整動作制御部121及び潮流計算部122を含む。
The
調整動作制御部121は、潮流計算の対象である電力系統モデルに含まれる電圧調整装置の離散的調整動作を停止させる。また、潮流計算部122により計算された電圧調整装置の出力電圧と該電圧調整装置の目標電圧との差分電圧が、離散的調整動作に対して設定された電圧不感帯幅よりも大きい場合には、調整動作制御部121は離散的調整動作を稼動させる。
The adjustment
電力系統モデルに含まれる電圧調整装置は、入力電圧に対する出力電圧を離散的調整動作によって調整する装置である。入力電圧は、電圧調整装置の接続点において電圧調整装置が検出した系統電圧である。電圧調整装置は、出力電圧が目標電圧に近づくように離散的調整動作を行う。電圧調整装置は、例えば、電力系統モデルの配電線に直列接続され、入力電圧に対する出力電圧をタップ切替により離散的に調整する変圧器であってもよく、SVR(step Voltage Regulator)等を含む。また、電圧調整装置は、例えば、電力系統モデルの配電線に並列接続され、入力電圧に対する無効電力投入量を離散的に調整する自動電圧制御機能付きの調相設備であってもよい。 The voltage regulator included in the power system model is a device that regulates the output voltage with respect to the input voltage by discrete regulation operation. The input voltage is a system voltage detected by the voltage regulator at a connection point of the voltage regulator. The voltage regulator performs discrete adjustment operation so that the output voltage approaches the target voltage. The voltage regulator may be, for example, a transformer connected in series to a distribution line of the power system model and discretely adjust the output voltage with respect to the input voltage by tap switching, and includes an SVR (step Voltage Regulator) or the like. Also, the voltage regulator may be, for example, a phase-adjusting facility with an automatic voltage control function that is connected in parallel to the distribution line of the power system model and discretely adjusts the reactive power input amount to the input voltage.
潮流計算部122は、記憶部13が記憶する系統データを用いて潮流計算を行う。具体的には、潮流計算部122は、離散的調整動作が停止又は稼動した状態で、電力系統モデルに含まれる各ノードの状態量を計算する。潮流計算により得られる状態量には、各ノードの電圧及び位相差、並びにブランチの送出有効電力及び送出無効電力が含まれ得る。潮流計算の結果は記憶部13に記憶される。
The tidal
潮流計算部122が行う潮流計算には、電力系統モデルの各ノードの状態量を上流側の先頭ノードから逐次計算する前進計算と、下流側の末端ノードの状態量の誤差に基づいて前記先頭ノードの状態変数を修正する後進計算とを含む収束計算方法が用いられる。こうした収束計算方法の一例にはBFS法が挙げられる。
In the power flow calculation performed by the power
出力部14は、例えば、液晶ディスプレイ又はCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイである。出力部14は潮流計算の結果を出力する。なお、潮流計算の結果は、通信部15から他の情報処理装置へ出力されてもよい。
The
<潮流計算方法の処理フロー>
潮流計算装置1は、例えば、図2及び図3に示すような処理フローに従って潮流計算を行う。図2は、実施形態に従った潮流計算方法の処理フローの一例を示す図である。図3は、BFS法に従った処理フローの一例を示す図である。
<Process flow of tidal current calculation method>
The tidal
ステップS101において、潮流計算の対象となる電力系統モデルの系統データが入力部11又は通信部15を介して潮流計算装置1に入力し、記憶部13は該系統データを記憶する。ステップS102において、調整動作制御部121は、系統データを記憶部13から読み出し、離散的調整動作を含む電圧調整装置が電力系統モデルに含まれる否かを系統データを基に判定する。
In step S101, system data of a power system model to be subjected to power flow calculation is input to the power
離散的調整動作を含む電圧調整装置が電力系統に含まれないと判定された場合(ステップS102で“NO”)、一連の処理はステップS108に進む。離散的調整動作を含む電圧調整装置が電力系統に含まれると判定された場合(ステップS102で“YES”)、一連の処理はステップS103に進む。 If it is determined that the voltage regulator including the discrete adjustment operation is not included in the power system ("NO" in step S102), the series of processes proceeds to step S108. If it is determined that the voltage adjustment device including the discrete adjustment operation is included in the power system ("YES" in step S102), the series of processes proceeds to step S103.
ステップS103において、調整動作制御部121は、電圧調整装置の離散的調整動作を停止させる。例えば、電圧調整装置が前述したような変圧器である場合、調整動作制御部121は、系統データにおいて初期設定されたタップに電圧調整装置のタップを維持する。ステップS104において、潮流計算部122は、図3に示すような収束計算方法を用いて潮流計算を行う。すなわち、潮流計算部122は、離散的調整動作が停止した状態で各ノードの状態量を計算する。
In step S103, the adjustment
ステップS201において、潮流計算部122は、初期値計算によって電力系統の負荷量や発電量を設定する。ステップS202において、潮流計算部122は、電力系統モデルの上流側の先頭ノードから下流側の末端方向へ電力方程式を逐次計算し、電力系統モデルの各状態量を決定する(前進計算)。ステップS203において、潮流計算部122は所定の収束条件を満たすか否かを判定する。収束条件は、例えば、末端ノードにおける状態量が判定基準値より小さいか否か、すなわち、潮流計算が収束したか否かといった条件や、ステップS202での計算回数が所定の計算回数又は計算時間に達したか否かといった条件である。
In step S201, the power
所定の収束条件を満たすと判定する場合(ステップS203で“YES”)、潮流計算部122は収束計算を終了する。一方、所定の収束条件を満さないと判定する場合(ステップS203で“NO”)、潮流計算部122は、末端ノードの状態量誤差分から先頭ノードの状態変数を修正し(ステップS204、後進計算)、ステップS202の処理に戻る。そして、潮流計算部122は、収束条件を満たすと判定するまでステップS202〜ステップS204のループ処理を繰り返す。
If it is determined that the predetermined convergence condition is satisfied ("YES" in step S203), the tidal
ステップS105において、調整動作制御部121は、潮流計算部122により計算された電圧調整装置の出力電圧と、該電圧調整装置の目標電圧との差分電圧ΔEを計算する。そして、ステップS106において、調整動作制御部121は、差分電圧ΔEの絶対値と、離散的調整動作に対して設定された電圧不感帯幅とを比較する。
In step S105, the adjustment
差分電圧ΔEの絶対値が電圧不感帯幅以下である場合(ステップS106で“NO”)、一連の処理はステップS109に進む。差分電圧ΔEの絶対値が電圧不感帯幅を超える場合(ステップS106で“YES”)、一連の処理はステップS107に進む。 If the absolute value of the difference voltage ΔE is less than or equal to the voltage dead zone width (“NO” in step S106), the series of processes proceeds to step S109. If the absolute value of the difference voltage ΔE exceeds the voltage dead zone width (“YES” in step S106), the series of processes proceeds to step S107.
ステップS107において、調整動作制御部121は、電圧調整装置の離散的調整動作を稼動させる。例えば、電圧調整装置が前述したような変圧器である場合、調整動作制御部121は、入力電圧に従ったタップ切替を稼動させる。
In step S107, the adjustment
ステップS108において、潮流計算部122は、図3に示しながら前述したような収束計算方法を用いて潮流計算を行う。すなわち、ステップS107を経てステップS108の潮流計算が行われる場合、潮流計算部122は、離散的調整動作が稼動した状態で各ノードの状態量を計算する。
In step S108, the tidal
ステップS109において、潮流計算部122は、潮流計算の結果である各ノードの状態量を出力する。出力された状態量は記憶部13に記憶される。また、出力された状態量は、出力部14又は通信部15により出力されてもよい。
In step S109, the power
このように、実施形態に従った潮流計算方法では、離散的調整動作を伴う電圧調整装置が電力系統モデルに含まれる場合には、該離散的調整動作を停止して、BFS法といった収束計算方法を用いた潮流計算がまず行われる。そして、潮流計算により得られた電圧調整装置の出力電圧と該電圧調整装置の目標電圧との差分が電圧不感帯幅を超える場合に限り、該離散的調整動作を稼動して、収束計算方法を用いた潮流計算が再度行われる。したがって、実施形態に従った潮流計算方法によれば、潮流計算の過程で誤った離散的調整動作が抑制されるため、電力系統モデルに対する状態量の計算精度を向上できる。 As described above, in the power flow calculation method according to the embodiment, when the voltage regulator with the discrete adjustment operation is included in the power system model, the discrete adjustment operation is stopped and the convergence calculation method such as the BFS method is performed. Tidal current calculation using is performed first. Then, only when the difference between the output voltage of the voltage regulator obtained by the power flow calculation and the target voltage of the voltage regulator exceeds the voltage dead zone width, the discrete adjustment operation is operated to use the convergence calculation method. The tidal current calculation is performed again. Therefore, according to the power flow calculation method according to the embodiment, since the erroneous discrete adjustment operation is suppressed in the process of power flow calculation, it is possible to improve the calculation accuracy of the state quantity for the power system model.
以下では、実施形態に従った潮流計算方法を電力系統モデルの具体的な構成例を示して更に説明する。 Below, the power flow calculation method according to the embodiment will be further described by showing a specific configuration example of the power system model.
<第1の構成例>
図4は、潮流計算の対象である電力系統モデルの第1の構成例を示す図である。図4には、フィーダと称される配電線が電源側の変電所から放射状に広がる配電系統2が、電力系統モデルの第1の構成例として示されている。図4に示す構成例では、配電系統2は、配電線21−1〜21−22、フィーダ遮断器(FCB(Feeder Circuit Breaker))22、変圧器23、及び開閉器24を含む。また、配電系統2は、電柱25−1〜25−22及び需要家26−1〜26−4を含む。なお、配電系統2に含まれる配電線、開閉器、電柱、及び需要家の数は、図4に示す数に限定されず、任意の数であってよい。
<First Configuration Example>
FIG. 4 is a diagram showing a first configuration example of a power system model which is an object of power flow calculation. FIG. 4 shows a
変圧器23は、電力系統モデルの配電線に直列に接続された電圧調整装置の一例である。変圧器23は、例えば、電圧変動の大きい配電線に設置され得る。配電系統2では、フィーダ遮断器22及び開閉器24等を介して送電が行われる。図4に示した一例では、フィーダ遮断器22はオン状態に設定され、開閉器24はオフ状態に設定されている。
The
<<第1の構成例における系統データ>>
図4に示すように、配電系統2では、フィーダ遮断器22及び電柱25−1〜25−22はノードとして定義され、配電線21−1〜21−22はブランチとして定義される。また、変圧器23はブランチとして定義され、変圧器23の二次側接続点もノードとして定義される。こうした定義付けによって、配電系統2は、図5(A)及び図5(B)に示す数値のようにデータ化される。図5は、電力系統モデルの第1の構成例に対するデータ構成例を示す図である。
<< Systematic data in the first configuration example >>
As shown in FIG. 4, in the
例えば、配電系統2において、フィーダ遮断器22と該フィーダ遮断器22から下流側に1つ目の電柱25−1と間の配電線21−1のインピーダンスは、線路抵抗R=0.080[Ω]、線路リアクタンスX=0.160[Ω]と設定される。また、電柱25−1に接続されている需要家26−1の負荷量は、16.4[kW]、6.8[kVar]であり、太陽光等の発電量は2.2[kW]、0.2[kVar]と設定される。
For example, in the
フィーダ遮断器22をノードN1、電柱25−1をノードN2と夫々定義すると、ノードN1及びノードN2は、上述のような設定において図5(A)に示すノードテーブルの1行目及び2行目のようにデータ化される。このように、配電系統2に含まれるノードN1〜N24は、ノード名、負荷量、及び発電量が相互に対応付けられてデータ化される。ノードテーブルは、系統データとして記憶部13に記憶される。
When
また、配電線21−1をブランチB1と定義すると、ブランチB1は、上述のような設定において図5(B)に示すブランチテーブルの1行目ように夫々データ化される。このように、配電系統2に含まれるブランチB1〜B23は、ブランチ名、電源側ノード名、負荷側ノード名、ブランチタイプ、及びインピーダンスと相互に対応付けられて夫々データ化される。ブランチテーブルは、系統データとして記憶部13に記憶される。
Further, if the distribution line 21-1 is defined as the branch B1, the branch B1 is converted into data as shown in the first row of the branch table shown in FIG. 5B in the setting as described above. As described above, the branches B1 to B23 included in the
次に、変圧器23は、図6に示すような特性に設定される。図6は、電力系統モデルの第1の構成例に含まれる変圧器の特性を説明する図である。具体的には、図6(A)は変圧器の仕様を示し、図6(B)は変圧器のタップと定格電圧との関係を示す。なお、図6に示す特性は、変圧器23の特性の一例であり、変圧器23は図6に示す特性とは異なる特性に設定されてもよい。
Next, the
図6(A)に示す一例では、変圧器23のタップ制御は、タップ位置が変圧器23により自律的に切り替えられる自動モードであり、運転方式はLDC(Line Drop Compensation)制御方式である。変圧器23の目標電圧は高圧換算で6600[V]であり、タップ切替による離散的調整動作に対して設定された電圧不感帯幅、すなわち、各タップの一次側定格電圧の上下に設定された電圧不感帯幅は132[V]である。また、変圧器23が備える9つのタップの内、素通しタップはタップT5であり、潮流計算前のタップ位置、すなわち現在タップはタップT5である。
In an example shown in FIG. 6A, the tap control of the
また、図6(B)に示す一例では、タップT1〜タップT9の各一次側定格電圧は、7200[V]、7050[V]、6900[V]、6600[V]、6450[V]、6300[V]、6150[V]、及び6000[V]である。また、タップT1〜タップT9の各二次側定格電圧は6600[V]である。 In the example illustrated in FIG. 6B, the primary side rated voltages of the taps T1 to T9 are 7200 [V], 7050 [V], 6900 [V], 6600 [V], 6450 [V], 6300 [V], 6150 [V], and 6000 [V]. Moreover, the secondary side rated voltage of each of the tap T1 to the tap T9 is 6600 [V].
変圧器23が図6(A)及び図6(B)に示す特性に設定された場合、変圧器23は、図5(C)に示す電圧調整装置設定テーブルのようにデータ化される。図5(C)に示す電圧調整装置設定テーブルは、系統データとして記憶部13に記憶される。
When the
<<第1の構成例における潮流計算>>
変圧器23が図6(A)及び図6(B)に示す特性に設定された場合、変圧器23は図7に示すようなタップ動作を行う。図7は、電力系統モデルの第1の構成例に含まれる変圧器のタップ動作を説明する図である。前述したように、タップ切替による離散的調整動作に対して132[V]の電圧不感帯幅が設定されている。例えば、現在タップであるタップT5の一次側定格電圧6600[V]の上下には132[V]の電圧不感帯が存在する。そこで、変圧器23の入力電圧、すなわち、変圧器23の一次側接続点であるノードN20の電圧が6468[V]〜6732[V]の範囲内である場合には、変圧器23はタップ切替を行わない。一方、図7に示すように、例えば、変圧器23の入力電圧が6732[V]を超えると、変圧器23は、タップT5からタップT4へタップを一段上げるタップ動作を行う。タップT4の一次側定格電圧6750[V]の上下にも132[V]の電圧不感帯が存在する。そこで、変圧器23の入力電圧が6618[V]〜6882[V]の範囲内である場合には、変圧器23はタップ切替を行わない。一方、図7に示すように、変圧器23の入力電圧が6618[V]を下回ると、変圧器23は、タップT4からタップT5へタップを一段下げるタップ動作を行う。
<< tidal current calculation in the first configuration example >>
When the
このように、入力電圧と現在タップの一次側定格電圧との差分の絶対値が電圧不感帯幅を超えると、変圧器23はタップを切り替える。すなわち、変圧器23の二次側接続点であるノードN21の電圧、すなわち出力電圧が目標電圧6600[V]になるように、変圧器23は、昇降電圧幅150[V]刻みで9段階のタップを動作させる。そこで、仮に、変圧器23のタップ切替が稼動した状態で、すなわち、図2に示すステップS102〜S107を経ないで、ステップS108の潮流計算が実行された場合、図8に示すような潮流計算結果が導かれる可能性がある。図8は、変圧器のタップ切替が稼動した場合の潮流計算結果を説明する図である。
Thus, when the absolute value of the difference between the input voltage and the primary side rated voltage of the current tap exceeds the voltage dead band, the
図8(A)は、ステップS102〜S107を経ずにステップS108の潮流計算が実行された場合のBFS法(図3)に従った一回目の前進計算の結果を示す。BFS法に従ったステップS202の前進計算では、潮流計算部122は、上流側の先頭ノードN1から順に各ノードの状態量を計算する。図8(A)に示すように、一回目のステップS202の前進計算において、変圧器23の入力電圧、すなわちノードN20の電圧を6740[V]と潮流計算部122は計算する。この場合、ノードN20の電圧と目標電圧6600[V]との差は電圧不感帯幅132[V]を超える。そこで、図5(C)に示すように潮流計算前の現在タップはタップT5であるため、潮流計算部122は、変圧器23のタップをタップT4に1段下げるタップ動作を模擬する。そして、潮流計算部122は、変圧器23の出力電圧、すなわち、ノードN21の電圧を6590[V](6740[V]−150[V])に設定する。
FIG. 8A shows the result of the first forward calculation according to the BFS method (FIG. 3) when the tidal current calculation of step S108 is performed without going through steps S102 to S107. In the forward calculation of step S202 according to the BFS method, the power
一回目のステップS202の前進計算では、図5(B)のブランチテーブルに示す線路抵抗のような配電線インピーダンスによる配電線上の電力ロス等に起因して、末端ノードの状態量に誤差が生じ得る。そこで、潮流計算部122は、該誤差を基に先頭ノードの状態変数を修正し(ステップS204、後進計算)、収束条件を満足するまで(ステップS203)ステップS204に戻って各ノードの状態量を再計算する。
In the forward calculation in the first step S202, an error may occur in the state quantity of the end node due to a power loss or the like on the distribution line due to the distribution line impedance such as the line resistance shown in the branch table of FIG. . Therefore, the tidal
図8(B)は、ステップS102〜S107を経ずにステップS108の潮流計算が実行された場合のBFS法に従った二回目の前進計算の結果を示す。図8(B)に示すように、二回目のステップS202の前進計算においてノードN20の電圧を6680[V]と潮流計算部122が計算した場合、ノードN20の電圧と目標電圧6600[V]との差は電圧不感帯幅132[V]以内である。そこで、潮流計算部122は、変圧器23のタップをタップT4に維持するタップ動作を模擬し、ノードN21の電圧を6530[V](6680[V]−150[V])に設定する。
FIG. 8B shows the result of the second forward calculation according to the BFS method when the tidal current calculation of step S108 is performed without going through steps S102 to S107. As shown in FIG. 8 (B), when the power
図8(C)は、ステップS102〜S107を経ずにステップS108の潮流計算が実行された場合のBFS法に従った最終計算結果を示す。収束条件を満足した結果(ステップS203で“YES”)、ノードN20の電圧は6700[V]、変圧器23のタップはT4、ノードN21の電圧は6550[V]と最終的に計算される。
FIG. 8C shows the final calculation result according to the BFS method when the flow calculation in step S108 is performed without going through steps S102 to S107. As a result of satisfying the convergence condition (“YES” in step S203), the voltage of the node N20 is finally calculated as 6700 [V], the tap of the
このように、BFS法は、配電線における電力ロス等をステップS202〜ステップS204のループ処理において修正する方式であるため、一回目の計算では末端ノードでの誤差が大きくなる。従って、一回目の処理で算出される各ノードの電圧は、収束条件を満たして最終的に得られる電圧と大きく異なる場合がある。 As described above, since the BFS method is a method of correcting the power loss and the like in the distribution line in the loop processing of step S202 to step S204, the error at the terminal node becomes large in the first calculation. Therefore, the voltage at each node calculated in the first process may greatly differ from the voltage finally obtained by satisfying the convergence condition.
図8に示した一例では、最終的な計算結果が得られるまで変圧器23のタップが潮流計算前のタップT5に維持されたとしても、ノードN20の電圧は6700[V]付近に最終的に計算される可能性がある。ノードN20の電圧が6700[V]付近であるならば、変圧器23のタップはタップT5に維持される。
In the example shown in FIG. 8, even if the tap of
このように、タップT5からタップT4への切替はBFS法を用いた潮流計算の過程で生じたものにすぎず、電力系統モデルにより模擬された実際の配電系統では変圧器のタップは現在タップT5に維持される可能性が高い。従って、計算過程でのタップ誤動作に起因して、潮流計算により得られる状態量は実際の配電系統の状態量と乖離し、潮流計算の計算精度は悪くなる。 As described above, the switching from tap T5 to tap T4 is only generated during the process of power flow calculation using the BFS method, and in the actual distribution system simulated by the power system model, the transformer tap is currently tap T5. It is likely to be maintained. Therefore, due to the tap malfunction in the calculation process, the state quantity obtained by the power flow calculation deviates from the actual state quantity of the distribution system, and the calculation accuracy of the power flow calculation becomes worse.
そこで、実施形態に従った潮流計算方法では、ステップS108の潮流計算が実行される前に、ステップS102〜ステップS107の処理が行われる。例えば、配電系統2に変圧器23が含まれる場合(ステップS102で“YES”)、調整動作制御部121は、変圧器23のタップ切替を停止させ、変圧器23のタップを現在タップT5に維持する。そして、潮流計算部122は、変圧器23のタップが現在タップT5に維持されるタップ動作を模擬してステップS104の潮流計算を実行する。ステップS104の潮流計算が実行された場合、図9に示すような潮流計算結果が導かれ得る。図9は、変圧器のタップ切替が停止した場合の潮流計算結果を説明する図である。
Therefore, in the tidal current calculation method according to the embodiment, the processes of step S102 to step S107 are performed before the tidal current calculation of step S108 is performed. For example, when the
図9(A)は、ステップS104の潮流計算が実行された場合のBFS法に従った一回目の前進計算の結果を示す。図9(A)に示すように、一回目のステップS202の前進計算においてノードN20の電圧を6740[V]と潮流計算部122が計算した場合、ノードN20の電圧と目標電圧6600[V]との差は電圧不感帯幅132[V]を超える。しかしながら、潮流計算部122は、素通しタップである現在タップT5に変圧器23のタップを維持するタップ動作を模擬し、ノードN21の電圧を6740[V]に設定する。
FIG. 9A shows the result of the first forward calculation according to the BFS method when the flow calculation in step S104 is performed. As shown in FIG. 9A, when the power
図9(B)は、ステップS104の潮流計算が実行された場合のBFS法に従った二回目の前進計算の結果を示す。図9(B)に示すように、潮流計算部122は、二回目のステップS202の前進計算においてノードN20の電圧を6680[V]と計算する。そして、潮流計算部122は、現在タップT5に変圧器23のタップを維持するタップ動作を模擬し、ノードN21の電圧を6680[V]に設定する。
FIG. 9B shows the result of the second forward calculation according to the BFS method when the flow calculation in step S104 is performed. As shown in FIG. 9B, the power
図9(C)は、ステップS104の潮流計算が実行された場合のBFS法に従った最終計算結果を示す。収束条件を満足した結果(ステップS203で“YES”)、ノードN20の電圧は6700[V]、変圧器23のタップはT5、ノードN21の電圧は6700[V]と最終的に計算される。
FIG. 9C shows a final calculation result according to the BFS method when the flow calculation in step S104 is performed. As a result of satisfying the convergence condition (“YES” in step S203), the voltage of the node N20 is finally calculated as 6700 [V], the tap of the
ステップS104でノードN21の電圧が6700[V]と計算された場合、変圧器の出力電圧と目標電圧との差分電圧ΔEは、100[V]である(ステップS105)。差分電圧ΔEの絶対値は電圧不感帯幅132[V]以下であるため(ステップS106で“NO”)、潮流計算部122は、例えば、ノードN21の電圧に対する潮流計算結果として6700[V]を出力する(ステップS109)。
When the voltage of the node N21 is calculated as 6700 [V] in step S104, the difference voltage ΔE between the output voltage of the transformer and the target voltage is 100 [V] (step S105). Since the absolute value of difference voltage ΔE is equal to or less than voltage dead zone width 132 [V] (“NO” in step S106),
なお、説明を明確にするために、図8及び図9の説明において変圧器23の一次側接続点であるノードN20の電圧を同じ電圧にした。しかしながら、変圧器23のタップ切替が停止されるか否かに従って変圧器23よりも下流側の各ノードの状態量のみならず、上流側の各ノードの状態量も異なり得る。
In addition, in order to clarify description, the voltage of the node N20 which is a primary side connection point of the
このように、実施形態に従った潮流計算方法では、離散的調整動作を伴う電圧調整装置が電力系統モデルに含まれる場合には、該離散的調整動作を停止して、BFS法といった収束計算方法を用いた潮流計算がまず行われる。したがって、実施形態に従った潮流計算方法によれば、潮流計算の過程で誤った離散的調整動作が抑制されるため、電力系統モデルに対する状態量の計算精度を向上できる。 As described above, in the power flow calculation method according to the embodiment, when the voltage regulator with the discrete adjustment operation is included in the power system model, the discrete adjustment operation is stopped and the convergence calculation method such as the BFS method is performed. Tidal current calculation using is performed first. Therefore, according to the power flow calculation method according to the embodiment, since the erroneous discrete adjustment operation is suppressed in the process of power flow calculation, it is possible to improve the calculation accuracy of the state quantity for the power system model.
<第2の構成例>
図10は、潮流計算の対象である電力系統モデルの第2の構成例を示す図である。図10には、フィーダと称される配電線が電源側の変電所から放射状に広がる配電系統3が、電力系統モデルの第2の構成例として示されている。図10に示す構成例では、配電系統3は、配電線31−1〜31−23、フィーダ遮断器32、調相設備33、及び開閉器34を含む。また、配電系統3は、電柱35−1〜35−23及び需要家36−1〜36−4を含む。なお、配電系統3に含まれる配電線、開閉器、電柱、及び需要家の数は、図10に示す数に限定されず、任意の数であってよい。
Second Configuration Example
FIG. 10 is a diagram showing a second configuration example of the power system model which is the target of the power flow calculation. In FIG. 10, a
調相設備33は、電力系統モデルの配電線に並列に接続された電圧調整装置の一例である。調相設備33は、例えば、時間帯によっては重負荷になり電圧降下が大きくなる配電線に設置され得る。配電系統3では、フィーダ遮断器32及び開閉器34等を介して送電が行われる。図10に示した一例では、フィーダ遮断器32はオン状態に設定され、開閉器34はオフ状態に設定されている。
The
<<第2の構成例における系統データ>>
図10に示すように、配電系統3では、フィーダ遮断器32及び電柱35−1〜35−23はノードとして定義され、配電線31−1〜31−23はブランチとして定義される。こうした定義付けによって、配電系統3は、図11(A)及び図11(B)に示す数値のようにデータ化される。図11は、電力系統モデルの第2の構成例に対するデータ構成例を示す図である。
<< Systematic data in the second configuration example >>
As shown in FIG. 10, in the
例えば、フィーダ遮断器32をノードN1´、電柱35−1をノードN2´と夫々定義すると、ノードN1´及びノードN2´は、図5(A)に示すノードテーブルと同様に、図11(A)に示すノードテーブルの1行目及び2行目のようにデータ化される。また、配電線31−1をブランチB1´と定義すると、ブランチB1´は、図5(B)に示すブランチテーブルと同様に図11(B)に示すブランチテーブルの1行目ように夫々データ化される。ノードテーブル及びブランチテーブルは、系統データとして記憶部13に記憶される。
For example, when the
次に、調相設備33は、例えば、図12に示す第1の構成例のように電力用コンデンサにより構成される。図12は、電力系統モデルの第2の構成例に含まれる調相設備の第1の構成例を示す図である。図12に示す構成例では、調相設備33は、並列接続された3つのコンデンサ331−1〜331−3を備える。コンデンサ331−1〜331−3は、対応するスイッチ332−1〜332−3及びリアクトル333−1〜333−3と直列に接続される。また、調相設備33は、電圧検出器334及び電圧制御装置335を備える。電圧検出器334は、配電線との接続点における電圧を検出する。電圧制御装置335は、検出された電圧が目標電圧になるようにスイッチ332−1〜332−3を夫々オン又はオフすることで、配電系統に出力される無効電力投入量を調整する。例えば、コンデンサ331−1〜331−3の無効電力投入量は、100[kVar]、200[kVar]、300[kVar]に夫々設定される。
Next, for example, as in the first configuration example shown in FIG. FIG. 12 is a diagram illustrating a first configuration example of the phase matching facility included in the second configuration example of the power system model. In the configuration example shown in FIG. 12, the
また、調相設備33は、例えば、次のように設定される。最大無効電力投入量は進相600[kVar]、電圧目標値は高圧換算で6600[V]、無効電力変化幅は100[kVar]に夫々設定される。無効電力変化幅が100[kVar]に設定されるため、調相設備33は、100[kVar]刻みの離散値で接続端の電圧を調整する。また、初期の無効電力投入容量は100[kVar]、電圧不感帯幅は±50[V]、制御モードは自動電圧制御モードに夫々設定される。そこで、調相設備33は、図11(C)に示す電圧調整装置設定テーブルのようにデータ化される。電圧調整装置設定テーブルは、系統データとして記憶部13に記憶される。
Also, the
<<第2の構成例における潮流計算>>
調相設備33が上述のように設定された場合、調相設備33は図13に示すような離散的調整動作を行う。図13は、電力系統モデルの第2の構成例に含まれる調相設備の離散的調整動作を説明する図である。
<< tidal current calculation in the second configuration example >>
When the
前述したように、コンデンサ331−1〜331−3の接続がスイッチ332−1〜332−3のオン又はオフにより切り替えられる離散的調整動作に対して±50[V]の電圧不感帯幅が設定されている。具体的には、目標電圧6600[V]の上下に±50[V]の電圧不感帯が設定されている。そこで、電圧検出器334が検出した接続端の電圧、すなわちノードN21´の電圧が6550[V]〜6650[V]の範囲内である場合には、調相設備33は離散的調整動作を行わない。すなわち、電圧制御装置335はスイッチ332−1〜332−3夫々の現在のオン又はオフ状態を維持する。
As described above, a voltage dead zone width of ± 50 [V] is set for discrete adjustment operation in which connection of capacitors 331-1 to 331-3 is switched by turning on or off switches 332-1 to 332-3. ing. Specifically, a voltage dead zone of ± 50 [V] is set above and below the target voltage 6600 [V]. Therefore, when the voltage at the connection end detected by the
一方、図13に示すように、例えば、ノードN21´の電圧が6550[V]を超えると、調相設備33は離散的調整動作を行う。すなわち、電圧制御装置335は、スイッチ332−1〜332−3をオン又はオフすることで、コンデンサ331−1〜331−3による無効電力投入量を100[kVar]から200[kVar]へ上げる。
On the other hand, as shown in FIG. 13, for example, when the voltage of the node N21 'exceeds 6550 [V], the
更に、無効電力投入量が200[kVar]に上げられた後、ノードN21´の電圧が6650[V]を超えると、図13に示すように調相設備33は離散的調整動作を行う。すなわち、電圧制御装置335は、スイッチ332−1〜332−3をオン又はオフすることで、コンデンサ331−1〜331−3による無効電力投入量を200[kVar]から100[kVar]へ下げる。
Furthermore, after the reactive power input amount is increased to 200 [kVar], if the voltage at the node N21 'exceeds 6650 [V], the
このように、調相設備33の入力電圧と目標電圧との差分の絶対値が電圧不感帯幅を超えると、調相設備33は離散的調整動作を行う。すなわち、調相設備33の接続点であるノードN21´の電圧が目標電圧6600[V]になるように、調相設備33は、無効電力変化幅100[kVar]刻みで離散的調整動作を行う。そこで、仮に、調相設備33の離散的調整動作が稼動した状態で、すなわち、図2に示すステップS102〜S107を経ないで、ステップS108の潮流計算が実行された場合、図14に示すような潮流計算結果が導かれる可能性がある。図14は、調相設備の離散的調整動作が稼動した場合の潮流計算結果を説明する図である。
As described above, when the absolute value of the difference between the input voltage of the
BFS法に従ったステップS202の前進計算では、潮流計算部122は、上流側の先頭ノードN1´から順に各ノードの状態量を計算する。その際、調相設備33が接続されているノードN21´にステップS202の前進計算が達した場合、潮流計算部122は、ノードN21´の電圧が目標電圧になるように進相の無効電力を離散的に投入して計算する。例えば、図14に示すように、一回目のステップS202の前進計算において、調相設備33の入力電圧、すなわちノードN21´の電圧を6540[V]と潮流計算部122は計算する。この場合、ノードN21´の電圧と目標電圧6600[V]との差は60[V]であり、電圧不感帯幅50[V]を超える。そこで、潮流計算部122は、調相設備33の無効電力投入量を100[kVar]から200[kVar]へ1段上げる離散的調整動作を模擬する。その結果、ノードN21´の電圧は上昇し、潮流計算部122は、ノードN21´の電圧を6610[V]と計算する。
In the forward calculation of step S202 according to the BFS method, the power
一回目のステップS202の前進計算では、図11(B)のブランチテーブルに示す線路抵抗のような配電線インピーダンスによる配電線上の電力ロス等に起因して、末端ノードの状態量に誤差が生じ得る。そこで、潮流計算部122は、該誤差を基に先頭ノードの状態変数を修正し(ステップS204、後進計算)、収束条件を満足するまで(ステップS203)ステップS204に戻って各ノードの状態量を再計算する。
In the forward calculation of the first step S202, an error may occur in the state quantity of the end node due to a power loss on the distribution line due to the distribution line impedance such as the line resistance shown in the branch table of FIG. . Therefore, the tidal
図14に示すように、二回目のステップS202の前進計算においてノードN21´の電圧を6612[V]と潮流計算部122が計算した場合、ノードN21´の電圧と目標電圧6600[V]との差は、12[V]であり、電圧不感帯幅50[V]以内である。そこで、潮流計算部122は、調相設備33のスイッチ332−1〜332−3の現在のオン又はオフ状態を維持する離散的調整動作を模擬する。そして、ステップS202〜ステップS204のループ処理の結果、例えば、図14に示すように、ノードN21´の電圧は6620[V]、調相設備33の無効電力投入量は200[kVar]に最終的に収束する。
As shown in FIG. 14, when the power
このように、BFS法は、配電線における電力ロス等をステップS202〜ステップS204のループ処理において修正する方式であるため、一回目の前進計算では末端ノードでの誤差が大きくなる。従って、一回目の処理で算出される各ノードの電圧は、収束条件を満たして最終的に得られる電圧と大きく異なる場合がある。 As described above, since the BFS method is a method of correcting the power loss and the like in the distribution line in the loop processing of step S202 to step S204, the error in the terminal node becomes large in the first forward calculation. Therefore, the voltage at each node calculated in the first process may greatly differ from the voltage finally obtained by satisfying the convergence condition.
図14に示した一例では、最終的な計算結果が得られるまで調相設備33の無効電力投入量が初期の無効電力投入量に維持されたとしても、ノードN21´の電圧は6600[V]付近に最終的に計算される可能性がある。ノードN21´の電圧が6600[V]付近であるならば、調相設備33の無効電力投入量は初期の無効電力投入量100[kVar]に維持される。
In the example shown in FIG. 14, even if the reactive power input of the phase-adjusting
このように、離散的調整動作による無効電力投入量の変更はBFS法を用いた潮流計算の過程で生じたものにすぎず、電力系統モデルにより模擬された実際の配電系統では無効電力投入量は初期値に維持される可能性が高い。従って、計算過程での誤った離散的調整動作に起因して、潮流計算により得られる状態量は実際の配電系統の状態量と乖離し、潮流計算の計算精度は悪くなる。 As described above, the change in reactive power input due to discrete adjustment operation occurs only in the process of power flow calculation using the BFS method, and in the actual distribution system simulated by the power system model, reactive power input is It is likely to be maintained at the initial value. Therefore, due to the erroneous discrete adjustment operation in the calculation process, the state quantity obtained by the power flow calculation is different from the actual state quantity of the distribution system, and the calculation accuracy of the power flow calculation becomes worse.
そこで、実施形態に従った潮流計算方法では、ステップS108の潮流計算が実行される前に、ステップS102〜ステップS107の処理が行われる。例えば、配電系統3に調相設備33が含まれる場合(ステップS102で“YES”)、調整動作制御部121は、調相設備33の離散的調整動作を停止させ、無効電力投入量を初期の無効電力投入量に維持する。そして、潮流計算部122は、スイッチ332−1〜332−3の現在のオン又はオフ状態を維持する離散的調整動作を模擬してステップS104の潮流計算を実行する。ステップS104の潮流計算が実行された場合、図15に示すような潮流計算結果が導かれ得る。図15は、調相設備の離散的調整動作が停止した場合の潮流計算結果を説明する図である。
Therefore, in the tidal current calculation method according to the embodiment, the processes of step S102 to step S107 are performed before the tidal current calculation of step S108 is performed. For example, when the phase-matching
図15に示すように、一回目のステップS202の前進計算においてノードN21´の電圧を6540[V]と潮流計算部122が計算した場合、ノードN21´の電圧と目標電圧6600[V]との差は電圧不感帯幅50[V]を超える。しかしながら、潮流計算部122は、スイッチ332−1〜332−3の現在のオン又はオフ状態を維持する離散的調整動作を模擬し、ノードN21´の電圧を6540[V]に設定する。
As shown in FIG. 15, when the power
潮流計算部122は、例えば、二回目のステップS202の前進計算においてノードN20の電圧を6552[V]と計算する。潮流計算部122は、スイッチ332−1〜332−3の現在のオン又はオフ状態を維持する離散的調整動作を模擬し、ノードN21´の電圧を6552[V]に設定する。そして、ステップS202〜ステップS204のループ処理が繰り返された結果、ノードN21´の電圧は6560[V]、調相設備33の無効電力投入量は100[kVar]と最終的に計算される。
The power
ステップS104でノードN21´の電圧が6560[V]と計算された場合、ノードN21´の電圧と目標電圧との差分電圧ΔEは、40[V]である(ステップS105)。差分電圧ΔEの絶対値は電圧不感帯幅50[V]以下であるため(ステップS106で“NO”)、潮流計算部122は、例えば、ノードN21´の電圧に対する潮流計算結果として6560[V]を出力する(ステップS109)。
When the voltage of the node N21 'is calculated to be 6560 [V] in step S104, the difference voltage ΔE between the voltage of the node N21' and the target voltage is 40 [V] (step S105). Since the absolute value of the difference voltage ΔE is equal to or less than the voltage dead zone width 50 [V] (“NO” in step S106), for example, the
このように、実施形態に従った潮流計算方法では、離散的調整動作を伴う電圧調整装置が電力系統モデルに含まれる場合には、該離散的調整動作を停止して、BFS法といった収束計算方法を用いた潮流計算がまず行われる。したがって、実施形態に従った潮流計算方法によれば、潮流計算の過程での誤った離散的調整動作が抑制されるため、電力系統モデルに対する状態量の計算精度を向上できる。 As described above, in the power flow calculation method according to the embodiment, when the voltage regulator with the discrete adjustment operation is included in the power system model, the discrete adjustment operation is stopped and the convergence calculation method such as the BFS method is performed. Tidal current calculation using is performed first. Therefore, according to the power flow calculation method according to the embodiment, since the incorrect discrete adjustment operation in the process of power flow calculation is suppressed, it is possible to improve the calculation accuracy of the state quantity for the power system model.
なお、調相設備33は、図16に示す第2の構成例のように分路リアクトルにより構成してもよい。図16は、電力系統モデルの第2の構成例に含まれる調相設備の第2の構成例を示す図である。図16に示す構成例では、調相設備33は、並列接続された3つのリアクトル331´−1〜331´−3を備える。リアクトル331´−1〜331´−3は、対応するスイッチ332´−1〜332´−3と直列に接続される。また、調相設備33´は、電圧検出器333´及び電圧制御装置334´を備える。電圧検出器333´は、配電線との接続点における電圧を検出する。電圧制御装置334´は、検出された電圧が目標電圧になるようにスイッチ332´−1〜332´−3を夫々オン又はオフすることで、配電系統に出力される無効電力投入量を調整する。例えば、リアクトル331´−1〜331´−3の無効電力投入量は、100[kVar]、200[kVar]、300[kVar]に夫々設定されてもよい。
In addition, you may comprise the
調相設備33が第2の構成例のように構成された場合、実施形態に従った潮流計算方法は、調相設備33が第1の構成例のように構成された場合について上述した説明と同様に説明可能である。
When the phase-matching
<その他の構成例>
本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
<Other configuration example>
The present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、実施形態に従った潮流計算方法の計算対象である電力系統モデルには複数の電圧調整装置(例えば、複数の変圧器、複数の調相設備、又は変圧器及び調相設備の組合せ)が含まれてもよい。 For example, a plurality of voltage regulators (for example, a plurality of transformers, a plurality of phase-matching facilities, or a combination of a transformer and a phase-matching facility) are included in a power system model which is a calculation target of the power flow calculation method according to the embodiment. It may be included.
電力系統モデルに複数の電圧調整装置が含まれる場合、例えば、図2に示す潮流計算方法の処理は次のように修正されてもよい。すなわち、電力系統モデルに複数の電圧調整装置が含まれると判定した場合(ステップS202で“YES”)、調整動作制御部121は、全ての電圧調整装置の離散的調整動作を停止させる(ステップS203)。ステップS204の潮流計算の結果、差分電圧ΔEが電圧不感帯幅を超える電圧調整装置が存在する場合(ステップS206で“YES”)、図2に示す潮流計算方法の処理は、例えば、次のように修正される。すなわち、調整動作制御部121は、差分電圧ΔEが電圧不感帯幅を超える電圧調整装置の中で上流の電圧調整装置から離散的調整動作を順次稼動させ、潮流計算部122はステップS208での潮流計算を順次行う。
When a plurality of voltage regulators are included in the power system model, for example, the process of the power flow calculation method illustrated in FIG. 2 may be modified as follows. That is, when it is determined that the power system model includes a plurality of voltage adjusting devices ("YES" in step S202), the adjusting
電力系統モデルに複数の電圧調整装置が含まれる場合であっても、実施形態に従った潮流計算方法によれば、電力系統モデルに対する状態量の計算精度を向上できる。 Even when the power system model includes a plurality of voltage regulators, according to the power flow calculation method according to the embodiment, it is possible to improve the calculation accuracy of the state quantity for the power system model.
次に、上述したような実施形態に従った潮流計算方法は、実施形態に従った潮流計算処理の手順を規律する潮流計算プログラムを実行するコンピュータによっても実施可能である。図17は、実施形態に従った潮流計算プログラムを実行するコンピュータの構成例を示す図である。 Next, the tidal current calculation method according to the embodiment as described above can also be implemented by a computer that executes a tidal current calculation program that regulates the procedure of the tidal current calculation process according to the embodiment. FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of a computer that executes a tidal current calculation program according to the embodiment.
図17に示す構成例では、コンピュータ4は、プロセッサの一例であるCPU41と、RAM等のメモリ42と、キーボードやマウス等の入力装置43と、液晶ディスプレイ又はCRTディスプレイ等の出力装置44とを含む。コンピュータ4は、ハードディスクドライブ等の記憶装置45を更に含む。コンピュータ4は、可搬型記憶媒体へデータを書き込み且つ可搬型記憶媒体からデータを読み取る記憶媒体駆動装置46と、インターネット等の通信ネットワークと接続するネットワーク接続装置47とを更に含む。コンピュータ4に含まれるこれらの構成要素41〜47は、バス48を介して相互に接続される。
In the configuration example shown in FIG. 17, the
実施形態に従った潮流計算プログラムは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又はフラッシュメモリ等の可搬型記憶媒体に記憶されてもよい。可搬型記憶媒体に記憶された潮流計算プログラムは、記憶媒体駆動装置46を介して読み取られ、記憶装置45にインストールされる。また、実施形態に従った潮流計算プログラムは、他のコンピュータ装置(図示せず)に格納された潮流計算プログラムをネットワーク接続装置47を介してコンピュータ4が取得することによって、記憶装置45にインストールされてもよい。CPU41は、潮流計算プログラムを記憶装置45からメモリ42に読み出して潮流計算プログラムを実行することによって、実施形態に従った潮流計算プログラムを実行する。
The power flow calculation program according to the embodiment may be stored in a portable storage medium such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a flash memory. The power flow calculation program stored in the portable storage medium is read via the
実施形態に従った潮流計算プログラムをコンピュータに実行させることによっても、実施形態に従った潮流計算方法から得られる上述の効果を得ることができる。 By causing a computer to execute the tidal current calculation program according to the embodiment, the above-described effects obtained from the tidal current calculation method according to the embodiment can be obtained.
1 潮流計算装置
2、3 配電系統
4 コンピュータ
11 入力部
12 計算部
13 記憶部
14 出力部
15 通信部
21−1〜21−22 配電線
22 フィーダ遮断器
23 変圧器
24 開閉器
25−1〜25−22 電柱
26−1〜26−4 需要家
31−1〜31−23 配電線
32 フィーダ遮断器
33 調相設備
34 開閉器
35−1〜35−23 電柱
36−1〜36−4 需要家
41 CPU
42 メモリ
43 入力装置
44 出力装置
45 記憶装置
46 記憶媒体駆動装置
47 ネットワーク接続装置
48 バス
121 調整動作制御部
122 潮流計算部
331−1〜331−3 コンデンサ
332−1〜332−3 スイッチ
333−1〜333−3 リアクトル
334 電圧検出器
335 電圧制御装置
331´−1〜331´−3 リアクトル
332´−1〜332´−3 スイッチ
333´ 電圧検出器
334´ 電圧制御装置
N1〜N24、N1´〜N24´ ノード
B1〜B23、B1´〜B23´ ブランチ
42
また、図6(B)に示す一例では、タップT1〜タップT9の各一次側定格電圧は、7200[V]、7050[V]、6900[V]、6750[V]、6600[V]、6450[V]、6300[V]、6150[V]、及び6000[V]である。また、タップT1〜タップT9の各二次側定格電圧は6600[V]である。 In the example illustrated in FIG. 6B, the primary side rated voltages of the taps T1 to T9 are 7200 [V], 7050 [V], 6900 [V], 6750 [V], 6600 [V], 6450 [V], 6300 [V], 6150 [V], and 6000 [V]. Moreover, the secondary side rated voltage of each of the tap T1 to the tap T9 is 6600 [V].
一方、図13に示すように、例えば、ノードN21´の電圧が6550[V]を下回ると、調相設備33は離散的調整動作を行う。すなわち、電圧制御装置335は、スイッチ332−1〜332−3をオン又はオフすることで、コンデンサ331−1〜331−3による無効電力投入量を100[kVar]から200[kVar]へ上げる。
On the other hand, as shown in FIG. 13, for example, when the voltage of the node N21 ' falls below 6550 [V], the
電力系統モデルに複数の電圧調整装置が含まれる場合、例えば、図2に示す潮流計算方法の処理は次のように修正されてもよい。すなわち、電力系統モデルに複数の電圧調整装置が含まれると判定した場合(ステップS102で“YES”)、調整動作制御部121は、全ての電圧調整装置の離散的調整動作を停止させる(ステップS103)。ステップS104の潮流計算の結果、差分電圧ΔEが電圧不感帯幅を超える電圧調整装置が存在する場合(ステップS106で“YES”)、図2に示す潮流計算方法の処理は、例えば、次のように修正される。すなわち、調整動作制御部121は、差分電圧ΔEが電圧不感帯幅を超える電圧調整装置の中で上流の電圧調整装置から離散的調整動作を順次稼動させ、潮流計算部122はステップS108での潮流計算を順次行う。
When a plurality of voltage regulators are included in the power system model, for example, the process of the power flow calculation method illustrated in FIG. 2 may be modified as follows. That is, when it is determined that the power system model includes a plurality of voltage adjusting devices ("YES" in step S102 ), the adjusting
Claims (6)
前記電力系統モデルの各ノードの状態量を上流側の先頭ノードから逐次計算する前進計算と、下流側の末端ノードの状態量の誤差に基づいて前記先頭ノードの状態変数を修正する後進計算とを含む収束計算方法を用いて、前記離散的調整動作が停止した状態で前記各ノードの前記状態量を計算する潮流計算部と
を備える、潮流計算装置。 An adjusting operation control unit configured to stop the discrete adjusting operation of the voltage adjusting device, which is a voltage adjusting device included in a power system model, which adjusts an output voltage to an input voltage by the discrete adjusting operation;
Forward calculation which sequentially calculates the state quantity of each node of the power system model from the head node on the upstream side, and backward calculation which corrects the state variable of the head node based on the error of the state quantity of the downstream end node And a tidal current calculation unit for calculating the state quantities of the respective nodes in a state in which the discrete adjustment operation is stopped by using a convergence calculation method including:
前記潮流計算部は、前記収束計算方法を用いて、前記離散的調整動作が稼動した状態で前記各ノードの前記状態量を計算する
請求項1に記載の潮流計算装置。 The adjustment operation control unit is configured to set the differential voltage between the output voltage calculated by the power flow calculation unit and the target voltage of the voltage adjustment device to a value larger than the voltage dead zone width set for the discrete adjustment operation. Activating the discrete adjustment operation,
The tidal current calculation device according to claim 1, wherein the tidal current calculation unit calculates the state quantities of the respective nodes in a state in which the discrete adjustment operation is operated, using the convergence calculation method.
請求項1又は2に記載の潮流計算装置。 The power flow calculation device according to claim 1, wherein the voltage regulator is connected in series to a distribution line of the power system model.
請求項1又は2に記載の潮流計算装置。 The power flow calculation device according to claim 1, wherein the voltage regulator is connected in parallel to a distribution line of the power system model.
前記電力系統モデルの各ノードの状態量を上流側の先頭ノードから逐次計算する前進計算と、下流側の末端ノードの状態量の誤差に基づいて前記先頭ノードの状態変数を修正する後進計算とを含む収束計算方法を用いて、前記離散的調整動作が停止した状態で前記各ノードの前記状態量を計算する
を含む処理をコンピュータが実行する潮流計算方法。 A voltage adjusting device included in a power system model, which stops the discrete adjusting operation of the voltage adjusting device adjusting the output voltage according to the input voltage by the discrete adjusting operation;
Forward calculation which sequentially calculates the state quantity of each node of the power system model from the head node on the upstream side, and backward calculation which corrects the state variable of the head node based on the error of the state quantity of the downstream end node A power flow calculation method in which a computer executes processing including calculation of the state quantities of the respective nodes in a state in which the discrete adjustment operation is stopped using a convergence calculation method including:
前記電力系統モデルの各ノードの状態量を上流側の先頭ノードから逐次計算する前進計算と、下流側の末端ノードの状態量の誤差に基づいて前記先頭ノードの状態変数を修正する後進計算とを含む収束計算方法を用いて、前記離散的調整動作が停止した状態で前記各ノードの前記状態量を計算する
を含む処理をコンピュータに実行させる潮流計算プログラム。 A voltage adjusting device included in a power system model, which stops the discrete adjusting operation of the voltage adjusting device adjusting the output voltage according to the input voltage by the discrete adjusting operation;
Forward calculation which sequentially calculates the state quantity of each node of the power system model from the head node on the upstream side, and backward calculation which corrects the state variable of the head node based on the error of the state quantity of the downstream end node A power flow calculation program that causes a computer to execute processing including calculating the state quantities of the respective nodes while the discrete adjustment operation is stopped using a convergence calculation method including:
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