JP2022547818A - クラウドベースのハイブリッド状態推定 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、概して電力網状態推定に関する。エネルギ管理システムアプリケーションは、電力網の制御および保護のために状態推定を使用する。従来の状態推定は、監視制御・データ取得(SCADA:supervisory control and data acquisition)測定値とネットワークトポロジデータとを用いることにより、5~15分間隔等の一定間隔でSCADA状態推定を生成することを含む。制御および保護アプリケーションは、生成されたSCADA状態推定を、次の間隔中に新たなSCADA状態推定が生成されるまで、使用する。既存の電力網状態推定には、いくつかの短所および不利な点がある。状態推定精度の向上および電力網における大きな変化に対する状態推定応答の向上を含むニーズは、まだ満たされていない。新たな状態推定を数分間待つことは、電力網の健全性および効率を脅かす可能性がある。より多くの低慣性発電システムが電力網に追加されると、発電に急変が生じる可能性が高くなる。たとえば、雲量の変化または風速の変化は、電力網の実際の状態を変えるので、現在のSCADA状態推定は、もはや電力網を正確に表したものではない。さらに、回路遮断器の開路またはネットワークトポロジのその他の変化も、電力網の実際の状態が現在のSCADA状態推定からずれる原因になる。当該技術におけるこれらおよびその他の短所に鑑みると、本明細書において開示される固有の装置、方法、システムおよび技術には大きなニーズがある。
本開示の非限定的な具体例としての実施形態、当該実施形態の実施および使用方法およびプロセスを、明確に、簡潔に、かつ正確に説明するため、かつ、当該実施形態の実行、実施および使用を可能にするために、図面に示される実施形態を含む、ある特定の具体例としての実施形態を参照し、これを説明するために特定の表現を使用する。とはいえ、それによって本開示の範囲が限定される訳ではないこと、および、本開示は、本開示の利益を享受する当業者が想到するであろう具体例としての実施形態の変更、修正、およびさらに他の応用を含み保護することを、理解されたい。
本開示の具体例としての実施形態は、電力網状態推定のための固有のシステム、方法、技術および装置を含む。本開示のさらに他の実施形態、形式、目的、特徴、利点、側面および利益は、以下の説明および図面から明らかになるであろう。
図1を参照して、電力網のための、具体例としての状態推定システム100が示されている。システム100は、新たな状態推定およびネットワークトポロジを、ほぼリアルタイムで生成するように構成される。たとえば、システム100は、新たな状態推定を、いくつか例を挙げると、少なくとも毎秒または0.5秒毎に、生成してもよい。システム100は、いくつか例を挙げると、送電システムおよび配電システムを含む、さまざまな電力網において実現されてもよいことを理解されたい。
Claims (24)
- 電力網における状態推定の方法であって、前記方法は、
電力網トポロジを含む監視制御・データ取得(SCADA)情報のセットを受信するステップと、
前記SCADA情報のセットを用いてSCADA状態推定を生成するステップと、
クラウドコンピューティングアーキテクチャ(180)により、フェーザのセットを受信するステップとを含み、各フェーザは、電圧の大きさおよび位相角、または電流の大きさおよび位相角を提供し、前記方法はさらに、
前記クラウドコンピューティングアーキテクチャ(180)により、前記SCADA推定のタイムスタンプおよび前記フェーザのセットのタイムスタンプを整列させるステップと、
前記クラウドコンピューティングアーキテクチャ(180)により、前記フェーザのセットを用いて前記電力網トポロジを決定するステップと、
前記クラウドコンピューティングアーキテクチャ(180)により、前記決定した電力網トポロジと、前記フェーザのセットと、前記SCADA状態推定とを用いて、ハイブリッド状態推定を生成するステップと、
前記ハイブリッド状態推定をローカル制御システム(170)に送信するステップとを含む、方法。 - 前記ハイブリッド状態推定を生成するステップは、加重最小二乗状態推定を実行するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記SCADA情報のセットは、前記電力網の電圧測定値を含み、前記電力網トポロジは、前記電力網の回路遮断器のオン/オフステータスを含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記SCADA推定を生成するステップは、前記ローカル制御システム(170)によって実行される、請求項1~5のいずれか1項に記載の方法。
- フェーザの新たなセットを受信するステップと、前記SCADA推定のタイムスタンプおよび前記フェーザの新たなセットのタイムスタンプを整列させるステップと、前記フェーザの新たなセットを用いて前記電力網トポロジを決定するステップと、前記SCADA状態推定および前記フェーザの新たなセットを用いて更新されたハイブリッド状態推定を生成するステップと、前記ローカル制御システム(170)が第2のSCADA状態推定を前記クラウドコンピューティングアーキテクチャ(180)に送信するまで前記更新されたハイブリッド状態推定を送信するステップとを、繰り返し実行することを含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記更新されたハイブリッド状態推定を送信するステップは、毎秒少なくとも1回実行される、請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記更新されたハイブリッド状態推定を送信するステップは、毎秒少なくとも2回実行される、請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記電力網トポロジを決定するステップは、前記フェーザのセットを用いて前記電力網のトポロジの変化を検出するステップと、前記検出した変化を含むように前記電力網トポロジを更新するステップとを含む、請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記電力網トポロジを決定するステップは、前記フェーザのセットと前記電力網トポロジとの比較に応じて前記電力網トポロジの回路遮断器のオン/オフステータスを更新するステップを含む、請求項1~10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記フェーザのセットを受信するステップは、フェーザ測定ユニットPMU(130)からフェーザのセットを受信するステップを含む、請求項1~11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記フェーザのセットを受信するステップは、インテリジェント電子装置IEDまたは保護中継器からフェーザのセットを受信するステップを含む、請求項1~12のいずれか1項に記載の方法。
- 電力網の状態推定システムであって、前記状態推定システムは、
ローカル制御システム(170)を備え、前記ローカル制御システムは、電力網トポロジを含む監視制御・データ取得(SCADA)情報のセットを受信し前記SCADA情報のセットを用いて生成されたSCADA状態推定を送信するように構成され、前記状態推定システムはさらに、
クラウドコンピューティングアーキテクチャ(180)を備え、前記クラウドコンピューティングアーキテクチャは、各々が電圧の大きさおよび位相角、または電流の大きさおよび位相角を提供するフェーザのセットを受信し、前記SCADA推定のタイムスタンプおよび前記フェーザのセットのタイムスタンプを整列させ、前記フェーザのセットを用いて前記電力網トポロジを決定し、前記決定した電力網トポロジと、前記フェーザのセットと、前記SCADA状態推定とを用いて、ハイブリッド状態推定を生成し、前記ハイブリッド状態推定を前記ローカル制御システム(170)に送信するように、構成されている、状態推定システム。 - 前記クラウドコンピューティングアーキテクチャ(180)は、加重最小二乗状態推定を実行することによって前記ハイブリッド状態推定を生成するように構成されている、請求項14に記載の状態推定システム。
- 前記SCADA情報のセットは、前記電力網の電圧測定値を含み、前記電力網トポロジは、前記電力網の回路遮断器のオン/オフステータスを含む、請求項14~17のいずれか1項に記載の状態推定システム。
- 前記ローカル制御システム(170)は、前記SCADA推定を生成するように構成されている、請求項14~18のいずれか1項に記載の状態推定システム。
- 前記クラウドコンピューティングアーキテクチャ(180)は、前記クラウドコンピューティングアーキテクチャ(180)がフェーザの新たなセットを受信するたびに、前記ローカル制御システム(170)が第2のSCADA状態推定を前記クラウドコンピューティングアーキテクチャ(180)に送信するまで、前記フェーザの新たなセットおよび前記SCADA状態推定を用いて新たなハイブリッド状態推定を繰り返し生成するように構成されている、請求項14~19のいずれか1項に記載の状態推定システム。
- 前記クラウドコンピューティングアーキテクチャ(180)は、新たなハイブリッド状態推定を、毎秒少なくとも1回生成する、請求項14~20のいずれか1項に記載の状態推定システム。
- 前記クラウドコンピューティングアーキテクチャ(180)は、新たなハイブリッド状態推定を、毎秒少なくとも2回生成する、請求項14~20のいずれか1項に記載の状態推定システム。
- 前記クラウドコンピューティングアーキテクチャ(180)は、前記電力網トポロジを、前記フェーザのセットを用いて前記電力網のトポロジの変化を検出し前記検出した変化を含むように前記電力網トポロジを更新することにより、決定するように構成されている、請求項14~12のいずれか1項に記載の状態推定システム。
- 前記クラウドコンピューティングアーキテクチャ(180)は、前記電力網トポロジを、前記フェーザのセットと前記電力網トポロジとの比較に応じて前記電力網トポロジの回路遮断器のオン/オフステータスを更新することにより、決定するように構成されている、請求項14~23のいずれか1項に記載の状態推定システム。
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