JP2024006734A - Power system stabilization device and method - Google Patents

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英佑 黒田
Eisuke Kuroda
弘一 原
Koichi Hara
準 板井
Jun ITAI
貢 松原
Mitsugi Matsubara
孝志 岡
Takashi Oka
真也 平神
Shinya Hiragami
光太朗 服部
Kotaro HATTORI
慧 佐藤
Kei Sato
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Chubu Electric Power Co Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an index capable of performing the same evaluation on stabilization effects due to electrical control of a synchronous generator and a renewable energy power source, and an electrical control algorithm using the same.
SOLUTION: A power system stabilization device determines an electrical control target in the case of fault occurrence in accordance with stability in the case of assumed fault in a power system including a synchronous generator and a renewable energy power source. The power system stabilization device comprises: an electrical control effect estimation model creation section for creating an electrical control estimation model through recursive and machine learning based on a transient stability calculation result when performing electrical control in the case of estimated fault in the power system; an electrical control effect estimation calculation section for estimating an electrical control effect due to electrical control on one or more of the synchronous generator and the renewable energy power source based on the electrical control effect estimation model and the transient stability calculation result; an electrical control target selection section for selecting, for electrical control, one of the synchronous generator and the renewable energy power source based on an estimation calculation result of the electrical control effect and selecting it as the electrical control target until transient stability of the power system is stabilized; and an output section for outputting results of the respective sections.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、電力系統の安定度を維持するための、電力系統安定化装置および方法に関する。 The present invention relates to a power system stabilizing device and method for maintaining power system stability.

電力系統で落雷などに起因する故障(事故)が発生すると、一部の同期発電機(Synchronous Generator:SG)の出力が不安定となる場合がある。この不安定現象に対して有効な対策を講じなければ、不安定な同期発電機が時間とともに増加し、最終的には大停電に至る恐れがある。 When a failure (accident) due to a lightning strike or the like occurs in an electric power system, the output of some synchronous generators (SGs) may become unstable. If effective measures are not taken against this unstable phenomenon, the number of unstable synchronous generators will increase over time, and there is a risk that it will eventually lead to a major power outage.

上述の問題に対し、従来の電力系統安定化装置では、故障時に不安定な同期発電機を電力系統から遮断、すなわち電源制限(電制)することで、電力系統の過渡安定度を維持してきた。例えば、非特許文献1に記載の電力系統安定化装置では、電力系統における想定故障(想定事故)時の過渡安定度維持のために電制する同期発電機を予め数値シミュレーションにより演算し、想定故障が実際に生じた際に当該同期発電機を電制する安定化制御を行っている。この電力系統安定化装置では、故障時の同期発電機の内部相差角が大きな同期発電機から電制することで過渡安定度維持を図っている。なお、安定化制御には上述の電制だけでなく、発電機の出力を抑制または停止する方法もあるが、以下では発電機の出力抑制および停止も含めて電制と呼ぶこととする。 To address the above-mentioned problem, conventional power system stabilization devices have maintained the transient stability of the power system by cutting off unstable synchronous generators from the power system in the event of a failure, in other words limiting the power supply (electrification). . For example, in the power system stabilization device described in Non-Patent Document 1, in order to maintain transient stability in the event of a hypothetical failure (hypothetical accident) in the electric power system, a synchronous generator to be shut down is calculated in advance by numerical simulation, and a hypothetical failure is detected. When this actually occurs, stabilization control is performed to shut down the synchronous generator. This power system stabilization device attempts to maintain transient stability by cutting off the synchronous generator whose internal phase difference angle is large in the event of a failure. In addition, stabilization control includes not only the above-mentioned power restriction but also a method of suppressing or stopping the output of the generator, but hereinafter, the term "power control" includes the output restriction and stopping of the generator.

他方近年、CO2排出量削減のために、火力発電などの同期発電機の代替として、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギー電源(Renewable Energy Sources:RES)の導入が盛んに進められており、電力系統に占める同期発電機の割合は減少傾向にある。然るに、同期発電機の割合が減ると、それらが従来担っていた電力系統の慣性や電圧維持能力が低下することで、過渡安定度が低下する恐れがある。 On the other hand, in recent years, in order to reduce CO2 emissions, the introduction of renewable energy sources (RES) such as solar power generation and wind power generation has been actively promoted as an alternative to synchronous generators such as thermal power generation. , the proportion of synchronous generators in the power system is on the decline. However, if the proportion of synchronous generators decreases, the inertia and voltage maintenance ability of the power system that they have traditionally served will decrease, leading to a risk of a decrease in transient stability.

また、同期発電機の減少は、従来の電力系統安定化装置における安定化手段の減少を意味する。再生可能エネルギー電源は、従来の電力系統安定化装置における電制機選択の指標である内部相差角をもたないため、従来の電力系統安定化装置では再生可能エネルギー電源を電制対象として選択できない。そのため、従来の電力系統安定化装置による過渡安定度維持が困難となる可能性や、過渡安定度維持に必要な総電制量の増加(電制からの復帰に要するコスト増加)の可能性がある。 Further, the reduction in the number of synchronous generators means the reduction in the number of stabilizing means in the conventional power system stabilization device. Renewable energy power sources do not have an internal phase difference angle, which is an indicator for selecting a shedding machine in conventional power system stabilization devices, so conventional power system stabilization devices cannot select renewable energy power sources as targets for shedding. . Therefore, it may be difficult to maintain transient stability using conventional power system stabilization devices, and the total amount of power shedding required to maintain transient stability may increase (increase in cost required to recover from power grid). be.

上述の問題に対し、今後導入増加が見込まれる再生可能エネルギー電源を電制候補に加えることで、過渡安定度を維持できる可能性が高まることや、安定化に必要な総電制量の削減(電制からの復帰に要するコスト削減)が期待できる。 To address the above-mentioned problems, adding renewable energy power sources, which are expected to be introduced more frequently in the future, as candidates for power shedding increases the possibility of maintaining transient stability and reduces the total amount of power shedding required for stabilization ( This can be expected to reduce the costs required for returning from electricity grids.

この点に関して、再生可能エネルギー電源を電制候補に含めた電力系統安定化装置に関する発明として特許文献1が知られている。特許文献1は、出力量を減少または停止させる再生可能エネルギー発電装置(再生可能エネルギー電源)を選択し、効率よく電力系統の安定度を確保することができる電力系統安定化装置を提供することを目的とし、「想定される対象事故ケースに関する安定度を算出する安定度計算部11と、1つ以上の加速傾向の同期発電機4を抽出する加速傾向同期発電機抽出部12と、再生可能エネルギー発電装置6の出力量を第1の削減量P1で減少させた場合の加速傾向の同期発電機6の減速感度を算出する感度計算部13と、抽出された再生可能エネルギー発電装置6の、安定度が安定と判断される出力量の削減総量P3を決定する再エネ減少量追加部14と、出力量を減少させる再生可能エネルギー発電装置6を決定する減少対象決定部15と、を備える電力系統安定化装置。」としたものである。 In this regard, Patent Document 1 is known as an invention related to a power system stabilizing device that includes renewable energy power sources as power grid candidates. Patent Document 1 proposes to provide a power system stabilization device that can select a renewable energy power generation device (renewable energy power source) whose output amount is reduced or stopped, and efficiently ensure the stability of the power system. A stability calculation unit 11 that calculates stability regarding assumed target accident cases, an acceleration tendency synchronous generator extraction unit 12 that extracts one or more acceleration tendency synchronous generators 4, and a renewable energy A sensitivity calculation unit 13 that calculates the deceleration sensitivity of the synchronous generator 6 with an acceleration tendency when the output amount of the power generation device 6 is reduced by the first reduction amount P1, and the stability of the extracted renewable energy power generation device 6. An electric power system comprising: a renewable energy reduction amount addition unit 14 that determines the total reduction amount P3 of the output amount that is determined to be stable; and a reduction target determination unit 15 that determines the renewable energy power generation device 6 whose output amount is to be reduced. Stabilizer."

また特許文献2は、出力量を減少又は停止させる再生可能エネルギー発電装置を選択し、効率よく電力系統の安定度を確保できる電力系統安定化システムを提供することを目的とし、「電力の供給を削減した場合の、同期安定度の安定化指標の変化量を算出する安定化指標変化量算出部と、算出された安定化指標の変化量に基づき、複数の再生可能エネルギー発電装置をグループに分類する再エネグループ決定部と、潮流断面毎に、グループ毎の想定される事故の発生時における出力電力の減少量を算出し、グループ毎の減少量を推定する推定モデルを構築する推定モデル作成部と、グループ毎の減少量をグループ内の再生可能エネルギー発電装置に配分する制御量配分部と、を有する演算部10及び事故発生時に制御対象とする再生可能エネルギー発電装置のグループを決定し、出力電力の減少量を再生可能エネルギー発電装置に指示する制御部20とを備える電力系統安定化システム。」としたものである。 In addition, Patent Document 2 aims to provide a power system stabilization system that can efficiently ensure the stability of the power system by selecting a renewable energy power generation device that reduces or stops the output amount. A stabilization index change amount calculation unit that calculates the amount of change in the stabilization index of synchronization stability when reduction occurs, and multiple renewable energy power generation devices are classified into groups based on the calculated amount of change in the stabilization index. and an estimation model creation section that calculates the amount of decrease in output power in the event of an assumed accident for each group for each power flow cross section, and constructs an estimation model that estimates the amount of decrease for each group. and a control amount distribution unit that allocates the reduction amount for each group to the renewable energy power generation devices in the group. A power system stabilization system comprising a control unit 20 that instructs a renewable energy power generation device to reduce the amount of power.

特開2020-96472号公報JP2020-96472A 特開2021-69214号公報JP2021-69214A

吉田央・舘竜司・高藤耕哉・今枝弘典・武石勝・田口広幸・草場健一郎:「次世代グリッドに適応した基幹系統合型オンライン系統安定化システム(ISC)の開発」、電学論B、Vol.137、No.6、 pp.434-445 (2017)Hiroshi Yoshida, Ryuji Tate, Koya Takafuji, Hironori Imaeda, Masaru Takeishi, Hiroyuki Taguchi, Kenichiro Kusaba: "Development of an integrated online grid stabilization system (ISC) adapted to the next generation grid", Electrical Engineering Theory B, Vol. .. 137, No. 6, pp. 434-445 (2017)

特許文献1は、再生可能エネルギー電源が多数接続された、同期発電機の運転台数が少ない電力系統において、故障発生時などに同期発電機を電制した場合、電力系統が不安定となる可能性があるという背景から、再生可能エネルギー電源の電制による安定化効果を感度で表し、その感度に基づいて再生可能エネルギー電源の電制対象を同期発電機よりも優先して選択し、再生可能エネルギー電源の電制だけでは足りない場合に同期発電機の電制対象を選択する方法を用いたものである。 Patent Document 1 discloses that in a power system with a large number of renewable energy power sources connected and a small number of synchronous generators in operation, if the synchronous generators are shut down in the event of a failure, the power system may become unstable. Based on the background that there is This method uses a method to select the target of the synchronous generator's power restriction when power restriction alone is not sufficient.

しかし、故障が発生する地域によっては、電力系統に占める再生可能エネルギー電源の割合が少ないことや、電制による安定化効果が高い再生可能エネルギー電源が少ないことが考えられ、その場合は、同期発電機よりも優先して再生可能エネルギー電源の電制対象を選択する特許文献1の方法では、安定化に必要な総電制量の増加(電制からの復帰に要するコスト増加)、過度な電制による系統への悪影響、電制機の選択に要する演算量の増加、などの問題が生じる可能性がある。 However, depending on the region where the failure occurs, the proportion of renewable energy power sources in the power system may be small, or there may be few renewable energy power sources that have a high stabilizing effect through power outages. The method disclosed in Patent Document 1, which selects the target of power cut-off of renewable energy power sources with priority over other machines, increases the total amount of power cut required for stabilization (increases the cost required to recover from power cut-off), and reduces excessive power consumption. There is a possibility that problems such as a negative impact on the power grid due to the curtailment and an increase in the amount of calculation required to select the curtailment machine may occur.

そのため、電力系統に占める再生可能エネルギー電源の割合によらず、同期発電機または再生可能エネルギー電源の電制対象を、電制による安定化効果の高いものから優先して選択できる方法が求められる。 Therefore, there is a need for a method that can prioritize the selection of synchronous generators or renewable energy power sources to be cut off based on those with the highest stabilizing effect, regardless of the proportion of renewable energy sources in the power system.

以上のことから、本発明の目的は、同期発電機および再生可能エネルギー電源の電制による安定化効果を同一評価できる指標およびそれを用いた電制アルゴリズムを提供することである。 In view of the above, an object of the present invention is to provide an index that can equally evaluate the stabilizing effect of power shedding of a synchronous generator and a renewable energy power source, and a power shedding algorithm using the index.

以上のことから本発明においては、「同期発電機および再生可能エネルギー電源を含む電力系統における想定故障時の安定度に応じて、電力系統における故障発生時の安定化制御を実施する電制対象を定める電力系統安定化装置であって、電力系統における想定故障時に電制を行う時の過渡安定度計算結果に基づき回帰式と機械学習により電制効果推定モデルを作成する電制効果推定モデル作成部と、電制効果推定モデルと過渡安定度計算結果に基づき同期発電機と再生可能エネルギー電源の1つ以上の電制による電制効果を推定する電制効果推定計算部と、電制効果の推定計算結果の大きさに基づき電制候補の同期発電機と再生可能エネルギー電源の1つを電制選択し、電力系統の過渡安定度が安定化するまで、電制効果推定計算結果に基づき電制候補を電制対象として選択する電制対象選択部と、各部の結果を出力する出力部と、を備えることを特徴とする電力系統安定化装置。」としたものである。 Based on the above, in the present invention, "the power control target that performs stabilization control in the event of a failure in the power system is determined according to the stability at the time of an assumed failure in the power system including synchronous generators and renewable energy power sources. A power system stabilization device that is defined, and creates a power shedding effect estimation model using a regression formula and machine learning based on the transient stability calculation results when performing power shedding in the event of a hypothetical failure in the power system. a shedding effect estimation calculation unit that estimates the shedding effect due to shedding of one or more of the synchronous generator and the renewable energy power source based on the shedding effect estimation model and the transient stability calculation results; Based on the magnitude of the calculation results, one of the synchronous generators and renewable energy power sources that are candidates for electricity reduction is selected, and electricity reduction is performed based on the calculation results for estimating the effect of electricity reduction until the transient stability of the power system is stabilized. An electric power system stabilizing device characterized by comprising: a power restriction target selection unit that selects a candidate as a power restriction target; and an output unit that outputs the results of each unit.

また本発明においては、「同期発電機および再生可能エネルギー電源を含む電力系統における想定故障時の安定度に応じて、電力系統における故障発生時の安定化制御を実施する電制対象を定める電力系統安定化方法であって、電力系統における想定故障時に電制を行う時の過渡安定度計算結果に基づき回帰式と機械学習により電制効果推定モデルを作成する電制効果推定モデル作成ステップと、電制効果推定モデルと過渡安定度計算結果に基づき同期発電機と再生可能エネルギー電源の1つ以上の電制による電制効果を推定する電制効果推定計算ステップと、電制効果の推定計算結果の大きさに基づき電制候補の同期発電機と再生可能エネルギー電源の1つを電制選択し、電力系統の過渡安定度が安定化するまで、電制効果推定計算結果に基づき電制候補を電制対象として選択する電制対象選択ステップと、各部の結果を出力する出力ステップと、を備えることを特徴とする電力系統安定化方法。」としたものである。 In addition, in the present invention, "a power system that determines the target of power outage for implementing stabilization control in the event of a failure in the power system according to the stability at the time of an assumed failure in the power system including a synchronous generator and a renewable energy power source" The stabilization method includes a step of creating a power shedding effect estimation model using a regression formula and machine learning based on the transient stability calculation results when performing power shedding in the event of an assumed failure in the power system, and a power shedding effect estimation model creation step. A shedding effect estimation calculation step of estimating the shedding effect due to one or more shedding of the synchronous generator and the renewable energy power source based on the shedding effect estimation model and the transient stability calculation results; Select one of the synchronous generators and renewable energy power sources that are candidates for power shedding based on the size, and select the candidates for power shedding based on the calculation results for estimating the power shedding effect until the transient stability of the power system is stabilized. A method for stabilizing a power system, comprising: a step of selecting an electrical power reduction target to be controlled; and an output step of outputting the results of each part.

本発明によれば、同期発電機および再生可能エネルギー電源の電制による安定化効果を同一評価し、同期発電機または再生可能エネルギー電源のうち少なくとも1種類以上を安定化効果の高い順に電制機選択できるため、電力系統に占める再生可能エネルギー電源の割合によらず過渡安定度を向上し、安定化に必要な総電制量(電制からの復帰に要するコスト)を削減することができる。また、安定化装置の演算量を低減できる。 According to the present invention, the stabilizing effect of power shedding of a synchronous generator and a renewable energy power source is evaluated in the same way, and at least one kind of the synchronous generator or renewable energy power source is sheared in order of the stabilizing effect. Since this option can be selected, it is possible to improve transient stability regardless of the proportion of renewable energy power sources in the power system, and to reduce the total amount of power outage required for stabilization (the cost required to recover from power outage). Moreover, the amount of calculations for the stabilizing device can be reduced.

本発明の実施例1に係る電力系統安定化装置10の機能面における構成例を示す図。1 is a diagram showing an example of a functional configuration of a power system stabilizing device 10 according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施例1に係る電力系統安定化装置10のハード構成例を示す図。1 is a diagram showing an example of a hardware configuration of a power system stabilizing device 10 according to a first embodiment of the present invention. プログラムデータベースDB1が保有するプログラムを示した図。The figure which showed the program which program database DB1 holds. 系統設備データD13のうち、系統構成に関する情報D13aの一例を示す図。The figure which shows an example of the information D13a regarding system configuration among system equipment data D13. 系統設備データD13のうち、系統モデルデータに関する情報D13bの一例を示す図。The figure which shows an example of the information D13b regarding system model data among system equipment data D13. 系統計測データベースDB14が保有する系統計測データD12の一例を示す図。The figure which shows an example of system measurement data D12 which system measurement database DB14 holds. 想定故障データベースDB15が保有する想定故障データD15の一例を示す図。The figure which shows an example of the assumed failure data D15 which the assumed failure database DB15 holds. 電制制約データベースDB16が保有する電制制約データD16の一例を示す図。A diagram showing an example of electricity restriction data D16 held by electricity restriction database DB16. 閾値データベースDB17が保有する閾値データD17の一例を示す図。The figure which shows an example of the threshold value data D17 which threshold value database DB17 holds. 閾値データベースDB17が保有する閾値データD17のうち電制効果推定モデルの評価に用いる閾値データD17bの一例を示す図。The figure which shows an example of the threshold value data D17b used for evaluation of the electricity restriction effect estimation model among the threshold value data D17 which the threshold value database DB17 holds. 本発明の実施例1に係る電力系統安定化装置10の処理の全体フローを示す図。FIG. 3 is a diagram showing the overall flow of processing of the power system stabilization device 10 according to the first embodiment of the present invention. 図11の処理ステップS33~S35における電制対象選択処理の詳細フローを示す図。12 is a diagram showing a detailed flow of the electricity restriction target selection process in processing steps S33 to S35 of FIG. 11. FIG. 図11の処理ステップS31における電制効果推定モデル作成処理の詳細フローを示す図。FIG. 12 is a diagram showing a detailed flow of the electricity cut effect estimation model creation process in processing step S31 of FIG. 11; 機械学習による減速エネルギー推定のイメージを説明する図。The figure explaining the image of deceleration energy estimation by machine learning. 精度向上のためのスパース回帰などの適用イメージを説明するための図。A diagram for explaining the application of sparse regression, etc. to improve accuracy. 目的変数を電制前後の減速エネルギー偏差としたときのイメージを示す図。The figure which shows the image when the objective variable is the deceleration energy deviation before and after electrical control. 目的変数を電制後の内部相差角の最大値δSGjmaxとした図。FIG. 6 is a diagram in which the objective variable is the maximum value δSGjmax of the internal phase difference angle after electrical control. 目的変数を電制後の内部相差角の最大値偏差ΔδSGjmaxとした図。FIG. 6 is a diagram in which the target variable is the maximum value deviation ΔδSGjmax of the internal phase difference angle after electrical control. 学習設定値データベースD12が保有する学習設定値データD12の1つであるハイパーパラメータαのイメージを示す図。The figure which shows the image of the hyperparameter (alpha) which is one of the learning setting value data D12 which the learning setting value database D12 holds. 探索時のハイパーパラメータαの変化に対する各変数の回帰係数の変化イメージを示す図。FIG. 3 is a diagram showing an image of changes in the regression coefficients of each variable with respect to changes in the hyperparameter α during search. 電制時過渡安定度計算結果データD11を新たに算出する詳細フローを示す図。The figure which shows the detailed flow which newly calculates the transient stability calculation result data D11 at the time of electrical restriction. 電制効果推定モデル作成結果の一例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of the creation result of an electricity restriction effect estimation model. 故障発生前から故障発生し、電制に至るまでの電制候補SGjの有効電力Pjの時間変化を示す図。The figure which shows the time change of the active power Pj of the electrical power reduction candidate SGj from before a fault occurs until the fault occurs and the electricity is cut off. スパース回帰(縮小回帰、スパース)モデルをも適用した例を示す図。A diagram showing an example in which a sparse regression (reduced regression, sparse) model is also applied. スパース回帰モデルをも適用したときの、故障発生前から故障発生し、電制に至るまでの同期発電機SGjの有効電力PSGjと、同期発電機SGjの内部相差角δSGjの変化を対比して示す図。Comparing the changes in the active power P SGj of the synchronous generator SGj and the internal phase difference angle δSGj of the synchronous generator SGj from before the failure occurs until the failure occurs and the power is cut off when a sparse regression model is also applied. Figure shown. 電制効果推定結果の一例を示す図。The figure which shows an example of a power cut effect estimation result. 電制推定モデルの学習時の誤差分布評価の一例を示す図。The figure which shows an example of error distribution evaluation at the time of learning of an electricity control estimation model. 学習の詳細と推定計算のイメージを示す図。A diagram showing details of learning and an image of estimation calculation. 表示部11による結果表示の一例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of result display by the display unit 11. FIG. 表示部11による結果表示の一例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of result display by the display unit 11. FIG. 本発明の実施例2に係る電力系統安定化装置10の機能面における構成例を示す図。The figure which shows the example of a functional structure of the power system stabilization device 10 based on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る電力系統安定化装置10のハード構成例を示す図。The figure which shows the hardware configuration example of the power system stabilization device 10 based on Example 2 of this invention. 電制対象選択部34dの処理内容を示す図。The figure which shows the processing content of the electricity restriction target selection part 34d.

以下、本発明の実施例について、図を用いて説明する。なお、本発明の説明において「安定性」は、「安定度」と同義のものとして言語使用しており、以下の説明では「安定度」として統一表現している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the present invention, "stability" is used synonymously with "stability", and in the following description, it is uniformly expressed as "stability".

最初に、図1を用いて、本発明の実施例1に係る電力系統安定化装置10の機能面における構成例について説明する。なお、以下の説明では、“○○部は”と動作主体を記した場合、図1のプロセッサ14がプログラムである○○部を読み出し、DRAM(Dynamic Random Access Memory)にロードした上で○○部の機能を実現するものとする。 First, a functional configuration example of a power system stabilizing device 10 according to a first embodiment of the present invention will be described using FIG. 1. In addition, in the following explanation, when the operating body is written as "○○ part", the processor 14 in FIG. The functions of the department shall be realized.

電力系統安定化装置10は、電力系統の運用者や計画者が予め保存する入力データD1と、入力データD1をもとに電力系統の安定化制御を決定する演算部41と、演算部41の演算結果である出力データD2と、入力データD1と出力データD2の内容を表示する出力機能である表示部11と、通信部13から構成される。 The power system stabilization device 10 includes input data D1 that is stored in advance by a power system operator or planner, a calculation unit 41 that determines power system stabilization control based on the input data D1, and a calculation unit 41 that determines power system stabilization control based on the input data D1. It is composed of output data D2 which is a calculation result, a display section 11 which has an output function to display the contents of input data D1 and output data D2, and a communication section 13.

制御装置3(子局)は、通信ネットワーク200を介して電制対象計算結果テーブルデータD25を電力系統安定化装置10から受信する。また制御装置3は、電力系統100における故障発生時に、計測装置30a~30bから取得する故障情報と、電制対象計算結果テーブルデータD25を照らし合わせ、発電機110a~110cを遮断する発電機端局(転送遮断装置)へ制御指令を送信する。 The control device 3 (slave station) receives the electricity restriction target calculation result table data D25 from the power system stabilization device 10 via the communication network 200. In addition, when a failure occurs in the power system 100, the control device 3 compares the failure information acquired from the measurement devices 30a to 30b with the power cutoff target calculation result table data D25, and controls the generator terminal station to shut off the generators 110a to 110c. (transfer cutoff device).

入力データD1を格納するデータベースDBは、電制時過渡安定度計算結果データD11を保有する電制時過渡安定度計算結果データベースDB11、学習設定値データD12を保有する学習設定値データベースDB12、系統設備データD13を保有する系統設備データベースDB13(系統モデルを含む)、系統計測データD14を保有する系統計測データベースDB14、想定故障データD15を保有する想定故障データベースDB15、電制制約データD16を保有する電制制約データベースDB16、閾値データD17を保有する閾値データベースDB17、から構成される。 The database DB that stores the input data D1 includes a transient stability calculation result database DB11 during electric power system that holds transient stability calculation result data D11 during electric power system, a learning setting value database DB12 that holds learning setting value data D12, and system equipment. System equipment database DB13 (including system model) that holds data D13, system measurement database DB14 that holds system measurement data D14, assumed failure database DB15 that holds assumed failure data D15, and electric power system that holds electrical system restriction data D16. It is composed of a constraint database DB16 and a threshold database DB17 that holds threshold data D17.

演算部41は、演算部41aと演算部41bにより構成される。これらは計算負荷が異なるので、別々のサーバで構成するのがよく、例えば演算部41aはオフラインで実行され、あるいは演算部41bとは異なる周期のオンラインで実行されるのがよい。以下の説明では、演算部41aの処理はオフラインで事前実行されており、この結果を受けて演算部41bの処理はオンラインで実行することを念頭に置いている。なお演算部41aでは、電制効果推定モデル作成部31の処理を実行し、演算部41bでは過渡安定度計算部32、電制効果推定計算部33、電制対象選択部34、系統安定化確認部35の処理をこの順に実行する。 The calculation unit 41 includes a calculation unit 41a and a calculation unit 41b. Since these have different calculation loads, they are preferably configured as separate servers. For example, the calculation unit 41a is preferably executed offline, or the calculation unit 41b is preferably executed online at a different cycle. In the following description, it is assumed that the processing of the arithmetic unit 41a is pre-executed off-line, and that the processing of the arithmetic unit 41b is executed online based on this result. Note that the calculation unit 41a executes the processing of the electricity shedding effect estimation model creation unit 31, and the calculation unit 41b executes the processing of the transient stability calculation unit 32, electricity shedding effect estimation calculation unit 33, electricity shedding target selection unit 34, and grid stabilization confirmation. The processing of the unit 35 is executed in this order.

出力データD2を格納するデータベースDBは、電制効果推定モデル作成部31の結果である電制効果推定モデルデータD21を保存する電制効果推定モデルデータベースDB21、過渡安定度計算部32の結果である過渡安定度計算結果データD22を保存する過渡安定度計算結果データベースDB22、電制効果推定計算部33の結果である電制効果推定計算結果データD23を保存する電制効果推定計算結果データベースDB23、電制対象選択部34の結果である系統安定化確認結果データD24を保存する系統安定化確認結果データベースDB24、系統安定化確認部35の結果である電制対象選択結果データD25を保存する電制対象選択結果データベースDB25、から構成される。 The database DB that stores the output data D2 is the result of the power shedding effect estimation model database DB21 that stores the power shedding effect estimation model data D21 that is the result of the power shedding effect estimation model creation section 31, and the results of the transient stability calculation section 32. A transient stability calculation result database DB22 that stores transient stability calculation result data D22, a power shedding effect estimation calculation result database DB23 that stores power shedding effect estimation calculation result data D23 that is the result of the shedding effect estimation calculation section 33, A grid stabilization confirmation result database DB24 that stores grid stabilization confirmation result data D24, which is the result of the grid stabilization confirmation unit 34, and a grid stabilization target that saves the grid stabilization confirmation result data D25, which is the result of the grid stabilization confirmation unit 35. It consists of a selection result database DB25.

図2は、実施例1の電力系統安定化装置10のハード構成を示した図である。例を示した図である。図2の上部には、電力系統安定化装置1のハード構成例が示され、下部にはその制御対象である電力系統の構成例が示されている。 FIG. 2 is a diagram showing the hardware configuration of the power system stabilizing device 10 of the first embodiment. It is a figure showing an example. The upper part of FIG. 2 shows an example of the hardware configuration of the power system stabilizing device 1, and the lower part shows an example of the configuration of the power system that is the object of control.

このなかの電力系統安定化装置10は、各種入力データベースDB11~DB17、プログラムデータベースDB1、各種出力データベースDB21~DB25、表示部11、入力部12、通信部13、プロセッサ14、メモリ15と、これらを繋ぐバス線43により構成される。 The power system stabilizing device 10 includes various input databases DB11 to DB17, a program database DB1, various output databases DB21 to DB25, a display section 11, an input section 12, a communication section 13, a processor 14, a memory 15, and the like. It is constituted by a connecting bus line 43.

プログラムデータベースDB1が保存するプログラム群を図3に示す。プログラムデータベースDB1は、電制効果推定モデル作成プログラムP31、過渡安定度計算プログラムP32、電制効果推定計算プログラムP33、電制対象選択プログラムP34、系統安定化確認プログラムP35、から構成される。 FIG. 3 shows a program group stored in the program database DB1. The program database DB1 includes a power shedding effect estimation model creation program P31, a transient stability calculation program P32, a power shedding effect estimation calculation program P33, a power shedding target selection program P34, and a grid stabilization confirmation program P35.

出力機能である表示部11は、例えば、ディスプレイ装置やプリンタ装置、プロジェクタ装置、音声出力装置などのうちいずれか一つ以上から構成される。表示部11は、各種入力データD11~D17と各種出力データD21~D25のうちいずれか一つ以上を画面表示する。表示する画面の例は後述する。 The display unit 11, which has an output function, is composed of, for example, one or more of a display device, a printer device, a projector device, an audio output device, and the like. The display unit 11 displays one or more of various input data D11 to D17 and various output data D21 to D25 on a screen. An example of the screen to be displayed will be described later.

入力部12は、例えば、キーボード、スイッチ、マウス、タッチパネル、音声入力装置などのうちいずれか一つ以上から構成される。入力部22は、電力系統安定化装置10を動作させるための各種条件などを入力する。 The input unit 12 includes, for example, one or more of a keyboard, a switch, a mouse, a touch panel, a voice input device, and the like. The input unit 22 inputs various conditions for operating the power system stabilizing device 10.

通信部13は、通信ネットワーク200を介して、電力系統100や制御装置3とデータのやり取りを行う。通信部13は、通信ネットワーク200に接続するための回路および通信プロトコルを備える。通信ネットワーク200は、専用線であってもよいし、インターネットなどのWAN(Wide Area Network)であってもよいし、WiFiまたはイーサネット(登録商標)などのLAN(Local Area Network)であってもよいし、WANとLANが混在していてもよい。 The communication unit 13 exchanges data with the power system 100 and the control device 3 via the communication network 200. The communication unit 13 includes a circuit and a communication protocol for connecting to the communication network 200. The communication network 200 may be a leased line, a WAN (Wide Area Network) such as the Internet, or a LAN (Local Area Network) such as WiFi or Ethernet (registered trademark). However, WAN and LAN may coexist.

プロセッサ14は、プログラムデータベースDB1を構成する各種プログラムの中から、演算部41の処理に必要なプログラムを読み込んで演算を実行する。また、記憶装置26に記憶されている各種データベース内のデータの検索、処理結果の表示指示、に関する処理などを行う。プロセッサ14は、CPU(Central Processing Unit)であってもよいし、GPU(Graphics Processing Unit)であってもよい。プロセッサ14は、シングルコアロセッサであってもよいし、マルチコアロセッサであってもよい。プロセッサ24は、処理の一部または全部を行うハードウェア回路(例えばFPGA(Field-Programmable Gate Array)またはASIC(Application Specific Integrated Circuit))を備えていてもよい。プロセッサ14は、ニューラルネットワークを備えていてもよい。プロセッサ14は、1つまたは複数の半導体チップとして構成してもよいし、計算サーバのようなコンピュー装置として構成してもよい。 The processor 14 reads programs necessary for the processing of the calculation unit 41 from among the various programs that make up the program database DB1, and executes calculations. It also performs processing related to searching data in various databases stored in the storage device 26 and instructing display of processing results. The processor 14 may be a CPU (Central Processing Unit) or a GPU (Graphics Processing Unit). Processor 14 may be a single-core processor or a multi-core processor. The processor 24 may include a hardware circuit (eg, FPGA (Field-Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit)) that performs part or all of the processing. Processor 14 may include a neural network. Processor 14 may be configured as one or more semiconductor chips or may be configured as a computing device such as a calculation server.

メモリ15は、例えばRAM(Random Access Memory)などの記憶装置から構成され、プログラムデータベースDB1から読み込まれたプログラムや、入力データD1、出力データD2などを記憶したり、各処理に必要なワークエリアをプロセッサ14に提供したりする。 The memory 15 is composed of a storage device such as a RAM (Random Access Memory), and stores programs read from the program database DB1, input data D1, output data D2, etc., and also provides a work area necessary for each process. The data may also be provided to the processor 14.

各データベースDBは、大容量の記憶容量を有する記憶デバイスであり、例えば、ハードディスク装置やSSD(Solid State Drive)である。記憶装置26は、各種プログラムの実行ファイルやプログラムの実行に用いられるデータを保持することができる。各プログラムは、電力系統安定化装置10にインストール可能なソフトウェアであってもよいし、電力系統安定化装置10にファームウェアとして組み込まれていてもよい。 Each database DB is a storage device with a large storage capacity, such as a hard disk drive or SSD (Solid State Drive). The storage device 26 can hold execution files of various programs and data used to execute the programs. Each program may be software that can be installed in the power system stabilization device 10, or may be incorporated in the power system stabilization device 10 as firmware.

図2の下部に示される一例としての電力系統100は、同期発電機や再生可能エネルギー電源などの発電機110a~110c、ノード(母線)120a~120cおよび121a~121c、変圧器130a~130c、ブランチ(線路)140a~140cなどで構成される。ここで言う発電機は、例えば、同期発電機である、火力発電機、水力発電機または原子力発電機や、再生可能エネルギー電源である、太陽光発電機、太陽熱発電機、風力発電機、ウィンドファーム、潮流発電、などインバータ介して系統連系する電源であり、HVDCを介して連系するものも再生可能エネルギー電源とする。 The power system 100 as an example shown in the lower part of FIG. 2 includes generators 110a to 110c such as synchronous generators and renewable energy power sources, nodes (busbars) 120a to 120c and 121a to 121c, transformers 130a to 130c, and branches. (Line) Consists of 140a to 140c, etc. The generators mentioned here include, for example, synchronous generators such as thermal power generators, hydroelectric power generators, or nuclear power generators, and renewable energy power sources such as solar power generators, solar thermal power generators, wind power generators, and wind farms. , tidal current power generation, and other power sources that are connected to the grid via an inverter, and those that are connected to the grid via HVDC are also considered renewable energy power sources.

また、電力系統100は、計測装置30a~30bを備えている。計測装置30a~30bは、通信ネットワーク200を介して電力系統安定化装置10と連携する。 Furthermore, the power system 100 includes measuring devices 30a to 30b. The measuring devices 30a to 30b cooperate with the power system stabilization device 10 via the communication network 200.

計測装置30a~30bは、発電機110a~110cの出力P、各ノード120a~120cおよび121a~121cにおける電圧値V、変圧器130a~130cおよびブランチ140a~140cを流れる有効電力Pと無効電力Qの値などのTM(Telemeter)情報、ノードや変圧器やブランチや調相設備などの遮断器の入り切り情報のSV(Super Vision)情報の一つ以上を系統計測データD14として取得し、通信部13へ送信する。具体的には、計器用変圧器(Voltage Transformer:VT)や、計器用変圧器(Potential Transformer:PT)や、計器用変流器(Current Transformer:CT)などを用いて計測する。 The measuring devices 30a to 30b measure the output P of the generators 110a to 110c, the voltage value V at each node 120a to 120c and 121a to 121c, and the active power P and reactive power Q flowing through the transformers 130a to 130c and branches 140a to 140c. Acquire one or more of TM (Telemeter) information such as values, SV (Super Vision) information such as on/off information of circuit breakers such as nodes, transformers, branches, and phase adjustment equipment as system measurement data D14, and send it to the communication section 13. Send. Specifically, the measurement is performed using a voltage transformer (VT), a potential transformer (PT), a current transformer (CT), or the like.

電力系統安定化装置10は、周期的に、通信ネットワーク300を介して計測装置30a~30bからTM情報やSV情報を取得し、系統計測値DBに格納することができる。 The power system stabilization device 10 can periodically acquire TM information and SV information from the measurement devices 30a to 30b via the communication network 300 and store them in the system measurement value DB.

また、計測装置30a~30bには、電力系統100における故障発生時に、故障地点や様相などの情報を検知し、通信ネットワーク200を介して制御装置3へ送信するものも存在する。 Further, some of the measuring devices 30a to 30b detect information such as the location and condition of the fault when a fault occurs in the power system 100, and transmit the information to the control device 3 via the communication network 200.

制御装置3(子局)は、通信ネットワーク200を介して電制対象計算結果テーブルデータD25を電力系統安定化装置10から受信する。また制御装置3は、電力系統100における故障発生時に、計測装置30a~30bから取得する故障情報と、電制対象計算結果テーブルデータD25を照らし合わせ、発電機110a~110cを遮断する発電機端局(転送遮断装置)へ制御指令を送信する。 The control device 3 (slave station) receives the electricity restriction target calculation result table data D25 from the power system stabilization device 10 via the communication network 200. In addition, when a failure occurs in the power system 100, the control device 3 compares the failure information acquired from the measurement devices 30a to 30b with the power cutoff target calculation result table data D25, and controls the generator terminal station to shut off the generators 110a to 110c. (transfer cutoff device).

ここで、電力系統安定化装置10を構成する各種入力データベースDB11~DB17が保存するデータD11~D17について、それぞれ文章や図面を用いて説明する。 Here, the data D11 to D17 stored in the various input databases DB11 to DB17 constituting the power system stabilizing device 10 will be explained using texts and drawings, respectively.

電制時過渡安定度計算結果データベースDB11には、あらかじめ実施された後述する過渡安定度計算における、電制時の結果(電制時過渡安定度計算結果データD11)が格納されている。なお電制時過渡安定度計算結果データD11は、前処理で求められ、あるいは学習モデルをオフラインで作成して起きたものであってもよい。 The electrical braking transient stability calculation result database DB11 stores electrical braking results (transient stability calculation result data D11 during electrical braking) in transient stability calculations that have been performed in advance and will be described later. Note that the transient stability calculation result data D11 during power reduction may be obtained by preprocessing or may be generated by creating a learning model off-line.

学習設定値データベースDB12には、電制効果推定モデルの作成における機械学習に必要なパラメータや設定値(学習設定値データD12)が格納されている。例えば、後述する回帰モデルの説明変数の対象や、目的変数の対象、スパース回帰分析で必要となる、ハイパーパラメータα、クロスバリデーションの分割数、などがあげられる。 The learning setting value database DB12 stores parameters and setting values (learning setting value data D12) necessary for machine learning in creating the electricity restriction effect estimation model. For example, the target of explanatory variables of the regression model described later, the target of objective variables, the hyperparameter α required for sparse regression analysis, the number of divisions for cross validation, etc.

系統設備データベースDB13に格納される系統設備データD13の1つは、電力系統の系統構成(系統の母線と線路と電源と負荷と変圧器と各制御装置の一つまたは複数の接続関係)や線路インピーダンス(R+jX)や対地静電容量(アドミタンス:Y)や電源に関する情報に加えて、負荷、再生可能エネルギー電源、変圧器、調相設備などに関する情報(以下系統構成に関する情報という)D13aである。 One of the system equipment data D13 stored in the system equipment database DB13 is the system configuration of the power system (the connection relationship of one or more of the system bus, line, power source, load, transformer, and each control device) and the line. In addition to information regarding impedance (R + j

また系統設備データベースDB13に格納される系統設備データD13の他の1つは、系統モデルデータD13bであり、コンピュータや計算機を用いた電力系統の数値解析に必要となる同期発電機や再生可能エネルギー電源、負荷のモデルに関する情報などである。系統モデルデータD13bには、過渡安定度計算処理を実施するためのスラックノードや収束判定閾値などの諸元を含む。 Another type of system equipment data D13 stored in the system equipment database DB13 is system model data D13b, which includes synchronous generators and renewable energy power sources that are necessary for numerical analysis of power systems using computers. , information regarding the load model, etc. The system model data D13b includes specifications such as slack nodes and convergence determination thresholds for performing transient stability calculation processing.

図4に、系統設備データベースDB13が保有する系統設備データD13のうち、系統構成に関する情報D13aの一例を示す。系統構成情報D13aに関して系統設備データベースDB13には、電力系統を構成するブランチ(線路)や同期発電機に関する情報に加えて、負荷、再生可能エネルギー電源、変圧器、調相設備などに関する情報が格納されている。なおこれらの機器について保有すべきデータD13aは、ブランチの場合には送電線番号、回線数、両端のノード番号、抵抗、リアクタンスなどであり、同機器の場合には同期発電機番号、連係ノード、並列台数、定格容量、定格出力、リアクタンスなどを保有するのがよく、負荷、再生可能エネルギー電源、変圧器、調相設備などの場合にも、適宜これらに適する情報を保有することになる。 FIG. 4 shows an example of information D13a regarding the system configuration among the system equipment data D13 held by the system equipment database DB13. Regarding the system configuration information D13a, the system equipment database DB13 stores information on loads, renewable energy power sources, transformers, phase adjustment equipment, etc. in addition to information on branches (lines) and synchronous generators that make up the power system. ing. Note that the data D13a to be held for these devices includes the transmission line number, number of lines, node numbers at both ends, resistance, reactance, etc. in the case of a branch, and the synchronous generator number, linked node, and the like in the case of the same device. It is good to have the number of parallel units, rated capacity, rated output, reactance, etc., and also in the case of loads, renewable energy power sources, transformers, phase adjustment equipment, etc., appropriate information should be held as appropriate.

図5に、系統設備データベースDB13が保有する系統設備データD13のうち、系統モデルデータに関する情報D13bの一例を示す。情報D13bに関して系統モデルデータベースDB13には、コンピュータや計算機を用いた電力系統の数値解析に必要となる同期発電機や再生可能エネルギー電源、負荷のモデルに関するモデルタイプやここで使用される定数の情報などが格納されている。 FIG. 5 shows an example of information D13b related to system model data among the system equipment data D13 held by the system equipment database DB13. Regarding information D13b, the system model database DB13 includes information on model types and constants used here regarding synchronous generators, renewable energy power sources, and load models that are necessary for numerical analysis of power systems using computers and calculators. is stored.

図6に、系統計測データベースDB14が保有する系統計測データD14の一例を示す。系統計測データベースDB14には、通信ネットワーク200を介して取得した、電力系統100の発電機110a~110cの出力、各ノード120a~120cおよび121a~121cにおける電圧値、変圧器130a~130cおよびブランチ140a~140cを流れる有効電力や無効電力の値、ノードや変圧器やブランチや調相設備などの遮断器の入り切り情報などのうちいずれか一つ以上が格納されている。系統各所の有効電力P・無効電力Q・電圧V・位相角δ・電流I・力率Φ・タップ値・電力系統とノードやブランチや変圧器やSCやShRなどの間の開閉器の入り切り情報などが含まれる。これらの情報は、計測個所ごとに、計測年月日、時刻のタイムスタンプ情報に紐づけされて時系列的に記憶される。 FIG. 6 shows an example of the system measurement data D14 held by the system measurement database DB14. The system measurement database DB14 includes the outputs of the generators 110a to 110c of the power system 100, voltage values at each node 120a to 120c and 121a to 121c, transformers 130a to 130c, and branches 140a to 121c, acquired via the communication network 200. One or more of the values of active power and reactive power flowing through 140c, on/off information of circuit breakers such as nodes, transformers, branches, and phase adjustment equipment are stored. Active power P, reactive power Q, voltage V, phase angle δ, current I, power factor Φ, tap value, on/off information of switches between the power system and nodes, branches, transformers, SCs, ShRs, etc. at various points in the system etc. are included. This information is stored in chronological order in association with time stamp information of measurement date and time for each measurement location.

なお、系統設備データD13、系統計測データD14(時刻スタンプ付きデータやPMUデータでもよい)及び各種設定値は、監視制御装置や中央給電指令所やEMSから入手してもよいし、手動で入力されてもよい。手動で入力する際には、入力部12によって手動で入力し記憶する。なお、入力の際はプロセッサ14によって必要な画像データを生成して表示部11に表示する。入力の際は、補完機能を利用して、大量のデータを設定できるように半手動にしてもよい。 In addition, the system equipment data D13, system measurement data D14 (data with a time stamp or PMU data may be used), and various setting values may be obtained from a supervisory control device, central power dispatch center, or EMS, or may be input manually. You can. When manually inputting information, the information is manually input using the input unit 12 and stored. Note that during input, necessary image data is generated by the processor 14 and displayed on the display unit 11. When inputting data, you can use the completion function and do it semi-manually so that you can set a large amount of data.

図7に、想定故障データベースDB15が保有する想定故障データD15の一例を示す。想定故障データベースDB15には、電力系統における想定故障の箇所、様相、故障除去手段などに関する情報が格納されている。 FIG. 7 shows an example of assumed failure data D15 held by the assumed failure database DB15. The hypothetical failure database DB15 stores information regarding the location, aspect, failure removal means, etc. of hypothetical failures in the power system.

図8に、電制制約データベースDB16が保存する電制制約データD16の一例を示す。電制制約データベースDB16には、同期発電機と再生可能エネルギー電源に関して、発電機の電制可否や、電制可能な場合はそのタイミングなどの情報が格納されている。 FIG. 8 shows an example of electricity restriction data D16 stored in electricity restriction database DB16. The power restriction restriction database DB16 stores information regarding the synchronous generator and the renewable energy power source, such as whether or not the power can be restricted to the generator, and if the power restriction is possible, the timing thereof.

図9に閾値データベースDB17が保存する閾値データD17aの一例を示す。閾値データベースDB17には、加速傾向判定や安定判定に用いる閾値データD17aとして、図示の例では内部相差角閾値が格納されている。 FIG. 9 shows an example of threshold data D17a stored in the threshold database DB17. In the illustrated example, an internal phase difference angle threshold is stored in the threshold database DB17 as threshold data D17a used for acceleration tendency determination and stability determination.

また閾値データベースDB17には、演算部41aにおいて作成した電制効果推定モデルの評価に用いる閾値データD17bを保有しており、この一例を図10に示す。電制効果推定モデルの評価には、決定係数R、学習モデルを用いたテスト結果(減速エネルギー推定値)の誤差の偏差の最大値・最小値、誤差の偏差の絶対値の最大値・最小値、二乗平均平方根誤差RMSEなどが大きいか小さいかを判定するために必要な閾値が用いられ、例えば0.900などの具体的な数値が閾値として閾値データベースDB17に格納されている。 Further, the threshold value database DB17 holds threshold value data D17b used for evaluating the power reduction effect estimation model created in the calculation unit 41a, an example of which is shown in FIG. In order to evaluate the shedding effect estimation model, the coefficient of determination R 2 , the maximum and minimum values of the error deviation of the test results (deceleration energy estimate) using the learning model, and the maximum and minimum absolute values of the error deviation are used. A threshold value necessary to determine whether the value, root mean square error RMSE, etc. is large or small is used, and a specific numerical value such as 0.900, for example, is stored as the threshold value in the threshold value database DB17.

なおここで、電制効果推定モデルを回帰モデルとして求めた場合に、その適合度合いを評価するための決定係数Rについて説明をしておくと、これは(1)式で表現できる。但し(1)式において、Δmiは推定誤差、Nは検証断面数、Var(m)は分散である。 Here, we will explain the coefficient of determination R2 for evaluating the degree of adaptation when the electricity restriction effect estimation model is obtained as a regression model. This can be expressed by equation (1). However, in equation (1), Δmi is the estimation error, N is the number of verification cross sections, and Var(m) is the variance.

Figure 2024006734000002
Figure 2024006734000002

(1)式によれば、決定係数Rが1に近いほど回帰式の精度が高く(平均二乗誤差が0の場合に1となる)、学習データおよびテストデータの両方に対して1に近いほど、モデルの汎用性があるといえる。なお、決定係数Rがいくつ以上ならば、精度が高いといった統計学上の基準はないが、例えば、決定係数が0.5~0.8の場合、重回帰式の精度がやや高い、0.8~1.0の場合、非常に高いと判断する。モデルの評価に用いる閾値データD17bは、この適切な数値を閾値として定めたものである。 According to equation (1), the closer the coefficient of determination R2 is to 1, the higher the accuracy of the regression equation is (it becomes 1 when the mean square error is 0), and it is closer to 1 for both training data and test data. It can be said that the model is more versatile. There is no statistical standard that says that the accuracy is high if the coefficient of determination R2 is higher than that, but for example, if the coefficient of determination is 0.5 to 0.8, the accuracy of the multiple regression equation is slightly high, 0. If it is between .8 and 1.0, it is judged to be very high. The threshold value data D17b used for model evaluation is determined using this appropriate numerical value as a threshold value.

また同様に、回帰モデルの推定値と真値(検証データ)の誤差の偏差の最大値・最小値、誤差の偏差の絶対値の最大値・最小値、二乗平均平方根誤差RMSE(Root Mean Squared Error)あるいは、平均絶対誤差MAE(Mean Absolute Error)についても適切な値を閾値として決定しておき、評価に使用する。ここで、RMSE(二乗平均平方根誤差)は(2)式で評価できる。 Similarly, the maximum and minimum values of the error deviation between the estimated value and the true value (verification data) of the regression model, the maximum and minimum values of the absolute value of the error deviation, and the root mean squared error RMSE (Root Mean Squared Error ) Alternatively, an appropriate value for the mean absolute error MAE (Mean Absolute Error) is also determined as a threshold value and used for evaluation. Here, RMSE (root mean square error) can be evaluated using equation (2).

Figure 2024006734000003
Figure 2024006734000003

次に、演算部41の処理内容について、図11を用いて説明する。図11は、実施例1における電力系統安定化装置10の処理の全体フローを示す。演算処理の流れを処理ステップごとに説明する。 Next, the processing contents of the calculation unit 41 will be explained using FIG. 11. FIG. 11 shows the overall flow of processing of the power system stabilizing device 10 in the first embodiment. The flow of arithmetic processing will be explained for each processing step.

図1の演算部41aの処理であり、オフラインで実行されるのが好適な、処理ステップS31では、電制時過渡安定度計算結果データD11と学習設定値D12を用いて、電制効果推定モデル作成プログラムP31を実行し、電力系統100の電制効果推定モデルデータD21を作成する。 In processing step S31, which is a process of the calculation unit 41a in FIG. 1 and is preferably executed off-line, an electric shearing effect estimation model is The creation program P31 is executed to create the electricity cutoff effect estimation model data D21 of the power system 100.

以降は図1の演算部41bの処理であるが、まず処理ステップS32では、電制効果推定モデルデータD21と系統設備データD13と系統計測データD14と想定故障データD15を用いて、どの発電機も電制しない(無電制)条件で過渡安定度計算プログラムP32を実行し、電力系統100の過渡安定度計算結果データD22を出力する。 The following is the processing of the calculation unit 41b in FIG. 1. First, in processing step S32, any generator is The transient stability calculation program P32 is executed under the condition of no electricity grid (no electricity grid), and the transient stability calculation result data D22 of the power system 100 is output.

具体的には、処理ステップS32aで想定故障を設定し、処理ステップS32bにて設定した故障に対する無電制の過渡安定度計算(この中には各種データ受信、状態推定処理を含む)を実施し、処理ステップS32cで、過渡安定度計算結果データD22と閾値データD17をもとに、電力系統100が過渡安定であるか不安定であるかを判別する。安定度は、例えば同期発電機の内部相差角や周波数、電圧などを指標として判別する。安定の場合は処理ステップS32aに戻る。 Specifically, in processing step S32a, a hypothetical failure is set, and in processing step S32b, an uncontrolled transient stability calculation (including various data reception and state estimation processing) for the set failure is performed, In processing step S32c, it is determined whether the power system 100 is transiently stable or unstable based on the transient stability calculation result data D22 and the threshold data D17. The stability is determined using, for example, the internal phase difference angle, frequency, voltage, etc. of the synchronous generator as indicators. If stable, the process returns to step S32a.

なお、すべての故障が設定されている場合には、本処理フローを終了する。不安定の場合、後述する処理ステップS33へ移る。 Note that if all failures have been set, this processing flow ends. In the case of instability, the process moves to processing step S33, which will be described later.

ここで、過渡安定度計算までの流れを詳細に説明する。まず、系統計測データD14と系統設備データD13と設定値データを読込み、それら用いて、系統潮流断面データを作成する。系統潮流断面データは、状態推定および潮流計算により、不足情報を求めて作成することも可能である。 Here, the flow up to the transient stability calculation will be explained in detail. First, the system measurement data D14, system equipment data D13, and setting value data are read and used to create system power flow cross-sectional data. System power flow cross-sectional data can also be created by finding missing information through state estimation and power flow calculations.

ここで、状態推定と潮流計算について補足する。系統計測データD14と系統設備データD13と計算設定データを用いて、図面には示していない状態推定計算・潮流計算プログラムの計算により、系統計測時の系統状態を計算し、系統計測データベース14に記憶する。 Here, we will provide some supplementary information about state estimation and power flow calculation. Using the system measurement data D14, system equipment data D13, and calculation setting data, the system state at the time of system measurement is calculated by a state estimation calculation/power flow calculation program not shown in the drawing, and is stored in the system measurement database 14. do.

なお、状態推定計算とは、変電所、発電所、送電線をはじめとした電力送配電機器の観測データ、ならびに接続データをもとに、観測データ中の異常データの有無を判定と除去を行い特定の時間断面におけるもっともらしい系統状態を推定する計算機能のことである。ここで、状態推定計算は、例えば、Lars Holten、 Anders Gjelsvlk、 Sverre Adam、 F. F. Wu、 and Wen-Hs Iung E. Liu、 Comparison of Different Methods for State Estimation、 IEEE Transaction on Power Systems、 Vol. 3 (1988)、 pp.1798-1806に記載の各種方法などに即して行うことができる。 Note that state estimation calculation is the process of determining and removing abnormal data from observation data based on observation data of power transmission and distribution equipment such as substations, power plants, and power transmission lines, as well as connection data. It is a computational function that estimates a plausible system state over a specific time section. Here, the state estimation calculation is described, for example, by Lars Holten, Anders Gjelsvlk, Sverre Adam, F. F. Wu, and Wen-Hs Iung E. Liu, Comparison of Different Methods for State Estimation, IEEE Transaction on Power Systems, Vol. 3 (1988), pp. It can be carried out according to various methods described in 1798-1806.

また、潮流計算では、状態推定結果と系統設備データD13と計算設定データの潮流計算に必要な各ノード120の電圧Vと負荷の出力指令値PとQを用いて、電力系統100中の発電機ノードと同期調相機と無効電力補償装置をPV指定し、変電所ノードと負荷ノードをPQ指定し、電力系統100中に予め設定したスラックノードに予め設定したノード電圧Vと位相角θを指定し、系統設備データ13から作成したアドミタンス行列Yijと共に、ニュートンラプソン法を用いて、潮流計算を実施し、計算結果を記憶するのがよい。 In addition, in the power flow calculation, the voltage V of each node 120 and the output command values P and Q of the load necessary for the power flow calculation of the state estimation result, the system equipment data D13, and the calculation setting data are used to A node, a synchronous phase modifier, and a reactive power compensator are designated as PV, a substation node and a load node are designated as PQ, and a preset node voltage V and phase angle θ are designated for a preset slack node in the power system 100. It is preferable to perform power flow calculation using the Newton-Raphson method together with the admittance matrix Yij created from the system equipment data 13, and to store the calculation results.

ここで、潮流計算手法は、例えば、WILLIAM F TINNEY、CLIFFORD E HART、Power Flow Solution by Newton‘s Method、IEEE Transaction on Power APPARATUS AND SYSTEMS、VOL.PAS-86、NO.11(1967)pp.1449-1967の方法などに則して行うことができる。 Here, the power flow calculation method is, for example, WILLIAM F TINNEY, CLIFFORD E HART, Power Flow Solution by Newton's Method, IEEE Transaction on Power APPARATUS AND S YSTEMS, VOL. PAS-86, NO. 11 (1967) pp. This can be carried out in accordance with the method of No. 1449-1967.

なお、潮流計算手法は、交流法を基本とする。また、状態推定・潮流計算により作成した潮流断面データと想定故障データD15と系統設備データD13をもとに、過渡安定度計算は、Prabha Kundur、Power System Stability and Control、The Epri Power System Engineering(1994)pp.827-954や、大規模電力系統の安定性総合解析システムの開発、電力中央研究所総合報告T14(1990)や、電力系統の利用を支える解析・運用技術、電気学会技術報告第1100号(2007)pp.106-110など、に示される各種方法などに則して行うことができる。 The power flow calculation method is based on the AC method. In addition, based on the power flow cross section data, assumed failure data D15, and system equipment data D13 created through state estimation and power flow calculations, transient stability calculations were carried out by Prabha Kundur, Power System Stability and Control, The Epri Power System Engineering ( 1994 )pp. 827-954, development of a comprehensive stability analysis system for large-scale power systems, Central Research Institute of Electric Power Industry General Report T14 (1990), analysis and operation technology that supports the use of power systems, IEEJ Technical Report No. 1100 (2007) )pp. This can be carried out in accordance with various methods shown in 106-110 and the like.

次に、処理ステップS33では、過渡安定度計算結果データD22と電制効果推定モデルデータD21を用いて、電制効果推定計算プログラムP33を実行し、電制効果推定計算結果データD23を出力する。 Next, in processing step S33, the electrical shedding effect estimation calculation program P33 is executed using the transient stability calculation result data D22 and the electrical shedding effect estimation model data D21, and the electrical shedding effect estimation calculation result data D23 is output.

次に、処理ステップS34では、電制制約データD16と電制効果推定計算結果データD23を用いて、電制対象選択プログラムP34(この中には電制時の安定度計算による安定化効果確認処理を含む)を実行し、次に、処理ステップS35aでは、電制選択された状態で、過渡安定度計算プログラムP32を実行し、電力系統100の電制時の過渡安定度計算結果を出力する。 Next, in processing step S34, the electricity restriction target selection program P34 (which includes stabilization effect confirmation processing by stability calculation during electricity restriction) uses the electricity restriction data D16 and the electricity restriction effect estimation calculation result data D23. ), and then, in processing step S35a, the transient stability calculation program P32 is executed in a state in which electrical outage is selected, and the transient stability calculation result during electrical outage of the power system 100 is output.

処理ステップS35bでは、この結果と閾値データD17に対して、系統安定化確認プログラムP35を実行し、系統安定化確認結果データD24と電制対象選択結果テーブルD25を出力する。 In processing step S35b, a grid stabilization confirmation program P35 is executed on this result and the threshold value data D17, and grid stabilization confirmation result data D24 and a power cut target selection result table D25 are output.

ここで、不安定と判定した場合には、処理ステップS33に戻り、次の電制機を求めるために、電制効果推定計算から再度実施して、次の電制機を選択し、過渡安定度計算をすることで処理ステップS35bに至る。 Here, if it is determined that the shedding is unstable, the process returns to step S33, and in order to obtain the next shedding machine, the shedding effect estimation calculation is performed again, the next shedding machine is selected, and the transient stability is stabilized. The process step S35b is reached by calculating the degree.

また、安定と判定した場合には、処理ステップS35cにて、全想定故障を選択終了かを判定し、終了していない場合には、処理ステップS32aに戻る。終了している場合には、処理ステップS36に進む。 Further, if it is determined that the process is stable, it is determined in processing step S35c whether the selection of all possible failures has been completed, and if the selection has not been completed, the process returns to processing step S32a. If the process has ended, the process advances to step S36.

処理ステップS36では、処理ステップS35cまでで得た電制対象選択結果テーブルデータD25を、送信部36を用いて、制御装置3へ送信する。例えば、この送信は演算部2の計算量を鑑み、30s周期で、周期的に送信する。また、処理ステップS37では、各出力データを画面に表示する。 In processing step S36, the electricity restriction target selection result table data D25 obtained up to processing step S35c is transmitted to the control device 3 using the transmitter 36. For example, in consideration of the amount of calculation by the calculation unit 2, this transmission is performed periodically at a period of 30 seconds. Further, in processing step S37, each output data is displayed on the screen.

図12に、図11の処理ステップS33~S35における電制対象選択処理の詳細フローを示す。電制対象選択の手順について、図12の処理ステップごとに説明する。 FIG. 12 shows a detailed flow of the electricity restriction target selection process in processing steps S33 to S35 in FIG. 11. The procedure for selecting an electrical restriction target will be explained for each processing step in FIG. 12.

処理ステップS33aでは、過渡安定度計算結果データD22と電制効果推定モデルデータD21を用いて電制効果推定計算プログラムP33を実行し、電制効果推定計算結果データD23を出力する。 In processing step S33a, the electrical shedding effect estimation calculation program P33 is executed using the transient stability calculation result data D22 and the electrical shedding effect estimation model data D21, and the electrical shedding effect estimation calculation result data D23 is output.

次に、処理ステップS34では電制効果推定計算結果の降順で発電機を1台選択する。処理ステップS35aでは、電制選択された状態で、過渡安定度計算プログラムP32を実行し、電力系統100の電制時の過渡安定度計算結果を出力する。 Next, in processing step S34, one generator is selected in descending order of the power cut effect estimation calculation results. In processing step S35a, the transient stability calculation program P32 is executed in the state in which the electrical outage is selected, and the transient stability calculation result during the electrical outage of the power system 100 is output.

処理ステップS35bでは、この結果と閾値データD17を用いて、系統安定化確認プログラムP35を実行し、系統安定化確認結果データD24と電制対象選択結果テーブルD25を出力する。ここで、不安定と判定した場合には、処理ステップS33bに進み、電制機選択後の電制効果推定計算を実行し、処理ステップS34に戻る。また、安定と判定した場合には、処理ステップS35dにて、発電機組合せを電制対象に決定し、電制対象選択結果テーブルに格納する。
なお、処理ステップS34の処理で電制選択する際に、許容電源脱落量未満であることの判定を含むのがよい。許容電源脱落量以上と判定された場合には、負荷制限対象を同時に選択することで、需給バランスを維持する。
In processing step S35b, the grid stabilization confirmation program P35 is executed using this result and the threshold value data D17, and the grid stabilization confirmation result data D24 and the electrical control target selection result table D25 are output. Here, if it is determined that it is unstable, the process proceeds to processing step S33b, performs the electricity shedding effect estimation calculation after the electricity shedding machine is selected, and returns to processing step S34. Furthermore, if it is determined that the generator combination is stable, the generator combination is determined to be the target of power restriction in processing step S35d, and is stored in the power restriction target selection result table.
Note that when selecting electrical power reduction in the process of processing step S34, it is preferable to include a determination that the amount of power supply dropout is less than an allowable amount. If it is determined that the amount of power supply dropout is greater than or equal to the allowable power supply dropout amount, the supply and demand balance is maintained by simultaneously selecting load limiting targets.

図11に示した全体流れの中で、本発明は特に演算部41aの学習処理(処理ステップS31)を基本的にはオフラインで行って、電制効果推定モデルを事前作成しておく点に特徴がある。これにより精度の高い複数の電制効果推定モデルを用意するための計算時間を確保することができる。 In the overall flow shown in FIG. 11, the present invention is particularly characterized in that the learning process (processing step S31) of the calculation unit 41a is basically performed offline, and the electricity cutoff effect estimation model is created in advance. There is. This makes it possible to secure calculation time for preparing a plurality of highly accurate power reduction effect estimation models.

図13に、処理ステップS31における電制効果推定モデル作成処理の詳細フローを示す。なお図13の処理は、オフラインテストでフィッティング確認(電制効果推定モデルの精度が高いこと、汎用性があり大外しをしないこと、の確認)を行うものであってもよい。このフィッティング確認の結果が好ましいものでないときはアラームするのがよい。このフィッティング確認は、通常、学習モデルに対して、テストデータを入力し、推定値を算出し、前記推定値と、テストデータから計算した真値の誤差を出すことで、評価するが、学習データの最大最小値の組み合わせをもっておき、テストデータが学習データに対して外挿されていないかをチェックするという簡易的なものであってもよい。これにより、フィッティング確認の演算時間を削減することができる効果がある。以下、モデルの事前作成について詳細に説明する。 FIG. 13 shows a detailed flow of the electricity cut effect estimation model creation process in processing step S31. Note that the process shown in FIG. 13 may be performed by performing an offline test to confirm the fitting (confirm that the electric restriction effect estimation model is highly accurate, has versatility, and does not make a big mistake). It is preferable to issue an alarm if the result of this fitting confirmation is not favorable. This fitting confirmation is normally evaluated by inputting test data to the learning model, calculating an estimated value, and calculating the error between the estimated value and the true value calculated from the test data. It may be a simple method of keeping a combination of maximum and minimum values of and checking whether the test data is extrapolated to the learning data. This has the effect of reducing the calculation time for fitting confirmation. The pre-creation of the model will be explained in detail below.

以下、電制効果推定モデル作成の手順について、図13の処理ステップごとに説明する。まず処理ステップS31aでは、電制時過渡安定度計算結果データD11と学習設定値D12をメモリに読み込む。 Hereinafter, the procedure for creating an electricity restriction effect estimation model will be explained for each processing step in FIG. 13. First, in processing step S31a, the electrical braking transient stability calculation result data D11 and the learning setting value D12 are read into the memory.

処理ステップS31bでは、モデル構築用データ(学習用)とモデル検証用データ(テスト用)にデータ分割する。これは例えば、電力系統から入手した一定期間内の計測データを分割された適宜の時間帯ごとに、モデル構築用(学習用)とモデル検証用(テスト用)に区別するものである。
処理ステップS31cでは、学習データに前処理として、標準化処理(スケール変換処理)を実行する。標準化処理では、(3)式に示すように各変数をその平均値で引いた後を標準偏差で割ることで、平均が0、分散が1となるようスケール変換する。なお、オフラインで入手可能な学習データのみで標準化し、その際の統計値を用いて、テストデータを標準化することで、テストデータは標準化する。このように標準化することで、例えば、学習データの有効電力Pをp.u.値で、0.0~1.1p.u.程度の範囲を取り、発電機内部相差角δSGをdeg.値で、0~180°程度の範囲を取る場合、スケールが異なる。そのため、標準化することで、データ種別毎の取りうる値の範囲(スケールが異なり、各説明変数の各係数が目的変数に与える影響を比較できないことを防ぐ効果がある。また、標準化することで、回帰モデルによっては、学習速度を上げる効果や学習精度を上げる効果がある。
In processing step S31b, the data is divided into model construction data (for learning) and model verification data (for testing). For example, measurement data obtained from the power system within a certain period of time is divided into appropriate time periods, and divided into data for model construction (for learning) and data for model verification (for testing).
In processing step S31c, standardization processing (scale conversion processing) is performed on the learning data as preprocessing. In the standardization process, as shown in equation (3), each variable is subtracted by its average value and then divided by its standard deviation to perform scale conversion so that the average becomes 0 and the variance becomes 1. Note that the test data is standardized by standardizing only the learning data that can be obtained offline and using the statistical values at that time to standardize the test data. By standardizing in this way, for example, the effective power P of the learning data can be changed to p. u. Value: 0.0 to 1.1 p. u. The generator internal phase difference angle δSG is set within a range of deg. When the value ranges from 0 to 180 degrees, the scale is different. Therefore, standardization has the effect of preventing the range of possible values for each data type (scale is different, and it is impossible to compare the influence of each coefficient of each explanatory variable on the objective variable. Depending on the regression model, it has the effect of increasing learning speed and learning accuracy.

Figure 2024006734000004
Figure 2024006734000004

なおここで、xiaは標準化後の説明変数、xibは標準化前の説明変数、xicは標準化前の説明変数xibの平均値、σxは標準化前の説明変数xibの標準偏差、nは説明変数の数である。 Here, xia is the explanatory variable after standardization, xib is the explanatory variable before standardization, xic is the average value of explanatory variable xib before standardization, σx is the standard deviation of explanatory variable xib before standardization, and n is the number of explanatory variables. It is.

また、前処理として、例えば予め定められたデータ量になるように間引くことや、変化点だけに絞ってデータを減らす、といった処理の1つ以上からなる、データ削減処理を実行する。なお処理ステップS31bの分割処理と、処理ステップS31cの前処理は、この順序が逆であってもよい。 Further, as pre-processing, data reduction processing is executed, which includes one or more of processing such as thinning data to a predetermined amount of data and reducing data by focusing only on changing points. Note that the order of the division processing in processing step S31b and the preprocessing in processing step S31c may be reversed.

処理ステップS31dでは、前処理した学習用データを用いて、回帰モデルによる機械学習を実行する。回帰モデルを用いることで、どの説明変数の係数が大きくなり重要かがわかり、運用者や計画者にとって可読性が向上する。また、説明可能となる効果がある。また、後述するスパース回帰の変数選択により、説明変数の重要性がわかるようになる効果がある。 In processing step S31d, machine learning using a regression model is performed using the preprocessed learning data. By using a regression model, it becomes clear which explanatory variables have large coefficients and are important, which improves readability for operators and planners. Additionally, there is an effect that can be explained. Furthermore, variable selection for sparse regression, which will be described later, has the effect of making it possible to understand the importance of explanatory variables.

処理ステップS31dの処理結果として、最終的に求められた電制効果推定モデルは、電制効果推定モデルデータベースDB21に格納されるが、スパース回帰により求めたときはこのモデル形式はスパースモデルというべきものであり、同様に電制効果推定モデルデータベースDB21に格納される。 As a processing result of processing step S31d, the electricity restriction effect estimation model finally obtained is stored in the electricity reduction effect estimation model database DB21, but when it is obtained by sparse regression, this model format can be called a sparse model. , and is similarly stored in the electricity restriction effect estimation model database DB21.

ここで、図14aから図14eを用いて学習データのイメージを示す。まず図14aにより、機械学習による減速エネルギー推定のイメージを説明する。これらの図では、縦横軸に同期発電機SGjの有効電力出力PSGjと内部相差角δSGjを用いた平面におけるP-δカーブを表記している。ここで、本明細書では電制対象の同期発電機SGの添え字をiとしてSGiと表現し、SGi電制時の電制機以外の加速傾向の同期発電機SGの添え字をjとしてSGjと表現している。 Here, an image of the learning data is shown using FIGS. 14a to 14e. First, an image of deceleration energy estimation using machine learning will be explained with reference to FIG. 14a. In these figures, the vertical and horizontal axes represent a P-δ curve in a plane using the active power output PSGj of the synchronous generator SGj and the internal phase difference angle δSGj. Here, in this specification, the suffix of the synchronous generator SG that is subject to power shedding is i and is expressed as SGi, and the suffix of the synchronous generator SG that tends to accelerate other than the shedding machine during SGi power shedding is j and is expressed as SGj. It is expressed as.

有効電力出力PSGjと内部相差角δSGjは、同図のように、系統の状態が変化するごとに、運転点、故障中、故障除去~電制前、電制前、電制後、のそれぞれのP-δカーブ上にある。このことから運転点~電制直前までの有効電力出力Pと内部相差角δのプロット点を学習データのうち説明変数として採用し、電制後~有効電力出力Pのピークまでの減速エネルギーDEij(T)を目的変数として採用して、以下の回帰モデルで学習する。 As shown in the figure, the active power output P SGj and the internal phase difference angle δSGj are determined at the operating point, during fault, before fault removal, before electrical shedding, before electrical shedding, and after electrical shedding, as the system status changes. It is on the P-δ curve of Therefore, the plot points of the active power output P and the internal phase difference angle δ from the operating point to just before the electrical outage are adopted as explanatory variables in the learning data, and the deceleration energy DEij ( T) is adopted as the objective variable, and learning is performed using the following regression model.

重回帰分析(線形回帰モデル、線形重回帰モデル)は、(4)式に示すように、1つの目的変数を複数の説明変数で表現した回帰式である。なお、単回帰分析は、1つの目的変数を1つの説明変数で表現した回帰式である。ここで、f(x)は目的変数、β0は定数(切片)、βpは偏回帰係数、x1からxpは説明変数である。 Multiple regression analysis (linear regression model, linear multiple regression model) is a regression equation in which one objective variable is expressed by multiple explanatory variables, as shown in equation (4). Note that simple regression analysis is a regression equation in which one objective variable is expressed by one explanatory variable. Here, f(x) is an objective variable, β0 is a constant (intercept), βp is a partial regression coefficient, and x1 to xp are explanatory variables.

Figure 2024006734000005
Figure 2024006734000005

学習データ(説明変数および目的変数のセット)を上記の(4)式に代入し、最小二乗法により定数および偏回帰係数を算出する。ここで、説明変数は、初期運転点~電制直前の運転点までの有効電力出力PSGjと内部相差角δSGjの全プロット点であり、目的変数は、電制直後~一定時間後の運転点までから算出する減速エネルギーとする。 The learning data (set of explanatory variables and objective variables) is substituted into the above equation (4), and constants and partial regression coefficients are calculated by the method of least squares. Here, the explanatory variables are all plot points of the active power output PSGj and the internal phase difference angle δSGj from the initial operating point to the operating point immediately before the electrical outage, and the objective variable is the operating point from immediately after the electrical outage to the operating point after a certain period of time. Let this be the deceleration energy calculated from .

なお、学習モデルは、電制ケース(同期発電機SGや再生可能エネルギー電源RESの電制)毎に、各同期発電機SGにおける説明変数と目的変数を用いて作成する。この学習モデルを用いて電制効果を推定することで、同期発電機SGおよび再生可能エネルギー発電RESの電制効果を同一指標で比較することができるようになる効果がある。 Note that the learning model is created for each power cut case (power cut of the synchronous generator SG or renewable energy power source RES) using explanatory variables and objective variables for each synchronous generator SG. By estimating the power shedding effect using this learning model, it is possible to compare the power shedding effects of the synchronous generator SG and the renewable energy power generation RES using the same index.

ここで、回帰モデルを用いて学習する場合に、課題となるのが、比護・鶴見・由本:「地上気象観測データに基づく短時間先日射予測-多数地点の日射計データを用いた予測手法の検討-」、電力中央研究所報告、R14019(2015/7)p.2や大野:「多変量解析入門」、同友館(1998/10)p.77に記載のように、過学習と多重共線性である。 Here, the challenge when learning using a regression model is Higo, Tsurumi, and Yumoto: ``Short-term future solar radiation prediction based on surface meteorological observation data - a prediction method using pyranometer data from multiple locations.'' ”, Central Research Institute of Electric Power Industry Report, R14019 (2015/7) p. 2 and Ohno: "Introduction to Multivariate Analysis", Doyukan (1998/10) p. 77, overfitting and multicollinearity.

過学習(オーバフィッティング)とは、学習データ数に対して、予測式の説明変数が多すぎる場合に、予測精度が低下する傾向を指す。線形回帰で用いる最小二乗法は、限られた数のデータに対して最大限に適合するように回帰係数を決定する。そのため、目的変数と相関のないノイズのような説明変数に対しても、限られたデータのなかでは、目的変数と相関があるように見える場合がある。この場合、ノイズのような説明変数と目的変数が偶然に同じ挙動をする箇所に対して、予測式が適合してしまい、その結果、予測精度が低下する。過学習が生じると、学習データに対しては非常に精度が高い(決定係数Rが1に近くなる)が、新たなデータに対する誤差は増加することがわかる。線形重回帰についても過学習や多重共線性の問題により、新たなデータに対するモデルの汎用性が低下する恐れがある。 Overfitting refers to a tendency for prediction accuracy to decrease when there are too many explanatory variables in a prediction formula relative to the number of learning data. The least squares method used in linear regression determines regression coefficients to best fit a limited number of data. Therefore, even explanatory variables such as noise that have no correlation with the target variable may appear to have a correlation with the target variable within limited data. In this case, the prediction formula is adapted to a location where the explanatory variable and objective variable, such as noise, happen to behave in the same way, resulting in a decrease in prediction accuracy. It can be seen that when overfitting occurs, the accuracy is very high for the training data (the coefficient of determination R2 is close to 1), but the error for new data increases. Even in linear multiple regression, problems of overfitting and multicollinearity may reduce the versatility of the model for new data.

また、多重共線性とは、説明変数同士が高い相関性を持つ場合に予測精度が低下する傾向を指す。数学的には、重回帰式の係数(偏回帰係数)を求める際の、逆行列計算において必要な行列式の値が、変数間の相関が高いと0に近くなり、不安定となる。その結果、相関の高いものどうしの説明変数の係数は片方がプラスで大きな値となり、一方が逆にマイナスで大きな値となってしまう。 Furthermore, multicollinearity refers to a tendency for prediction accuracy to decrease when explanatory variables have a high correlation. Mathematically, when the correlation between variables is high, the value of the determinant required in the inverse matrix calculation when determining the coefficients (partial regression coefficients) of a multiple regression equation approaches 0 and becomes unstable. As a result, one of the coefficients of explanatory variables that are highly correlated will have a large positive value, and the other will have a negative and large value.

図14bは、精度向上のためのスパース回帰などの適用イメージを説明するための図である。過学習と多重共線性の問題について、例えば図14aのように、説明変数を、初期運転点~電制直前の運転点までの有効電力出力PSGjと内部相差角δSGjの全プロット点が30点×2であるときに過学習および多重共線性が生じるのに対し、例えば図14bのように、学習データとして、例えば、初期運転点~電制直前の運転点までの有効電力出力PSGjと内部相差角δSGjの変化点を6点×2とすることで課題を回避することができる。なお、目的変数は、電制直後~一定時間後の運転点まで算出する減速エネルギーのままである。図14bでは、低減した説明変数を黒丸点(●)で示しているが、説明変数のバリエーションとしては種々のものが適用可能である。過学習・多重共線性への対策としての説明変数の低減手法としては、上述の変化点だけを抽出する方法に加えて、変数減少法、変数増減法、などであってもよい。 FIG. 14b is a diagram for explaining an application image of sparse regression and the like to improve accuracy. Regarding the problem of overfitting and multicollinearity, for example, as shown in FIG. ×2, overfitting and multicollinearity occur, whereas, as shown in FIG. 14b, for example, as learning data, the active power output P SGj and the The problem can be avoided by setting the changing points of the phase difference angle δSGj to 6 points×2. Note that the objective variable remains the deceleration energy calculated from immediately after the electrical braking to the operating point after a certain period of time. In FIG. 14b, the reduced explanatory variables are indicated by black circles (●), but various variations of the explanatory variables can be applied. As a method for reducing explanatory variables as a countermeasure against overfitting and multicollinearity, in addition to the above-mentioned method of extracting only changing points, a variable reduction method, a variable increase/subtraction method, etc. may be used.

また、説明変数低減に加えて、過学習・多重共線性への対策として、正則化(Regularization)があげられる。この正則化を用いることで、モデル学習する際の、複雑さの増加に対してペナルティを設けることで、モデルの過度な複雑さを避けた回帰係数を求めることができる。 In addition to reducing explanatory variables, regularization can be cited as a countermeasure against overfitting and multicollinearity. By using this regularization, it is possible to obtain regression coefficients that avoid excessive complexity of the model by providing a penalty for increases in complexity during model learning.

以下、正則化法によるスパース回帰手法について説明する。スパースモデリングにおけるL1正則化法の代表的な手法として、Tibshiraniが1996年に提案したLasso(Least Absolute Shrinkage and Selection Operator、ラッソ)があげられる。Lassoは回帰モデルの損失関数にパラメータL1ノルムに基づく正則化項を加えた正則化損失関数を最小化することによってパラメータを推定する方法で、推定の安定化とともに変数選択も行うことができる。なお、Lassoの派生として、Fused Lasso、Group Lasso、overlapping group Lasso、OSCAR(Octagonal Shrinkage and Clustering Algorithm for Regression)、Cluster Lasso、Adptive Lasso、があるが、本発明ではこれらの派生も含めてLassoとしている。 The sparse regression method using the regularization method will be explained below. Lasso (Least Absolute Shrinkage and Selection Operator, Lasso) proposed by Tibshirani in 1996 is a typical method of the L1 regularization method in sparse modeling. Lasso is a method of estimating parameters by minimizing a regularization loss function obtained by adding a regularization term based on the parameter L1 norm to the loss function of a regression model, and can perform variable selection as well as stabilization of estimation. In addition, as derivatives of Lasso, there are Fused Lasso, Group Lasso, overlapping group Lasso, and OSCAR (Octagonal Shrinkage and Clustering Algorithm for Regression). n), Cluster Lasso, and Adaptive Lasso, but in the present invention, the term Lasso includes derivatives of these. .

正則化の方法にはいくつか種類があり、Ridge(リッジ)、Lasso、Elastic Netと呼ばれる回帰モデルがよく用いられる。Ridge回帰はL2正則化を用いており、Lasso回帰はL1正則化を用いている。 There are several types of regularization methods, and regression models called Ridge, Lasso, and Elastic Net are often used. Ridge regression uses L2 regularization, and Lasso regression uses L1 regularization.

ここで、前述した重回帰分析における最小二乗法は、以下の(5)式のように表現できる。なおここで、yiは学習データの目的変数であり、xiは学習データの説明変数である。 Here, the least squares method in the multiple regression analysis described above can be expressed as in the following equation (5). Note that here, yi is the objective variable of the learning data, and xi is the explanatory variable of the learning data.

Figure 2024006734000006
Figure 2024006734000006

原著:Trevor Hastie、Robert Tibshirani、Jerome Friedman、監訳:杉山・井手・神嶌・栗田・前田:「統計的学習の基礎―データマイニング・推論・予測―」、共立出版(2014/6)、pp.76~86に示すように、Ridge回帰は、(5)式にペナルティ項(正則化項)をつけることで(6)式のように表すことができる。ここで、αは縮小度合いを制御するパラメータ(ハイパーパラメータ)であり、ハイパーパラメータαが大きくなると縮小度合いも大きくなる。また、係数は互いにゼロに向かって縮小される。 Original author: Trevor Hastie, Robert Tibshirani, Jerome Friedman, supervised translation: Sugiyama, Ide, Kamijima, Kurita, Maeda: "Basics of statistical learning - data mining, inference, prediction -", Kyoritsu Shuppan (2014/6), pp. As shown in 76 to 86, Ridge regression can be expressed as in equation (6) by adding a penalty term (regularization term) to equation (5). Here, α is a parameter (hyperparameter) that controls the degree of reduction, and as the hyperparameter α increases, the degree of reduction also increases. Also, the coefficients are scaled toward zero with respect to each other.

Figure 2024006734000007
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また、Lasso回帰は、(6)式のペナルティ項がL1正則化に置き換わり、(7)式のようになる。ここで、第二項の制約は、yiに対して非線形な解を生じさせるため、2次計画問題を解くことで解を得る。 Further, in Lasso regression, the penalty term in equation (6) is replaced with L1 regularization, resulting in equation (7). Here, since the second term constraint causes a nonlinear solution to yi, the solution is obtained by solving a quadratic programming problem.

Figure 2024006734000008
Figure 2024006734000008

最後に、Elastic Net回帰は、上記2つを組合わせて、(8)式のようになる。ここで、γはL1罰則項とL2罰則項の比率である。例えば、γ=0.5と設定する。 Finally, Elastic Net regression combines the above two to become equation (8). Here, γ is the ratio of the L1 penalty term and the L2 penalty term. For example, set γ=0.5.

Figure 2024006734000009
Figure 2024006734000009

各回帰モデルの特徴をまとめると、以下のようになる。ここでは、3つの縮小回帰モデルを示したが、それ以外の縮小回帰モデルであってもよい。まず、Ridge回帰は、回帰係数を縮小する効果があり、過学習や多重共線性を回避し、大外しを防止することができる効果があり、Lasso回帰はRidge回帰の効果に加えて、一部の説明変数の回帰係数をゼロに縮小することで、変数を選択する効果があり、Elastic Net回帰はRidge回帰とLasso回帰の組合せた効果がある。 The characteristics of each regression model are summarized as follows. Although three reduced regression models are shown here, other reduced regression models may be used. First, Ridge regression has the effect of reducing regression coefficients, avoiding overfitting and multicollinearity, and preventing large deviations. By reducing the regression coefficient of the explanatory variable to zero, there is an effect of selecting variables, and Elastic Net regression has the effect of combining Ridge regression and Lasso regression.

なお、学習データに対してK分割のクロスバリデーション(K分割交差確認(交差検証))をして、ここで例えばK=5として、スパース回帰のハイパーパラメータαを例えば10-50~10+50までを10刻みで探索(グリッドサーチ)し、決定することで、汎用性のもったモデルを生成することができる効果がある。ここで、K分割交差確認は、例えば、原著:Trevor Hastie、Robert Tibshirani、Jerome Friedman、監訳:杉山・井手・神嶌・栗田・前田:「統計的学習の基礎―データマイニング・推論・予測―」、共立出版(2014/6)、pp.227~279に示す方法を用いる。 In addition, perform K-fold cross-validation (K-fold cross-validation (cross-validation)) on the training data, and set K = 5 and set the sparse regression hyperparameter α to, for example, 10 -50 to 10 +50 . Searching (grid search) in increments of 101 and determining the result has the effect of generating a versatile model. Here, K-fold cross-validation is performed, for example, in the original author: Trevor Hastie, Robert Tibshirani, Jerome Friedman, supervised translation: Sugiyama, Ide, Kamishima, Kurita, Maeda: "Fundamentals of Statistical Learning - Data Mining, Inference, and Prediction". , Kyoritsu Shuppan (2014/6), pp. The methods shown in 227-279 are used.

図15は、ハイパーパラメータαのイメージを示す図である。この図は、想定故障の種別(故障点及び故障様相)ごとに、個別の発電機(同期発電機SGおよび再生可能エネルギー発電RES)について電制処理を行った時の他の発電機に与える影響の関係をハイパーパラメータαによる指数表示としたものである。 FIG. 15 is a diagram showing an image of the hyperparameter α. This diagram shows the effect on other generators when power reduction processing is performed on individual generators (synchronous generator SG and renewable energy generation RES) for each type of assumed failure (failure point and failure mode). The relationship is expressed as an index using the hyperparameter α.

なお、この探索時のハイパーパラメータαの変化に対する各変数の回帰係数の変化イメージを図16に示す。図16は、縦軸に各変数の回帰係数、横軸にハイパーパラメータαを対数表記したものであり、このような図を解パス図(ハイパーパラメータαを変化させたときの回帰係数の推移の図)と呼び、これを表示することで、クロスバリデーションにより算出したハイパーパラメータαにおいて、前記係数が十分に縮小できているかを確認することができる効果がある。ここで、5分割のクロスバリデーションと10分割のクロスバリデーションでは求まるハイパーパラメータαが異なる場合があり、その場合は、精度評価において、どちらのハイパーパラメータαの方がよいか判定し、精度の高いハイパーパラメータαを選択することができる。また、クロスバリデーションの結果求まったハイパーパラメータαが探索範囲10-50~10+50の上下限に張り付いている場合には、アラートを出す、または、探索範囲を広げるといった調整をすることで、適切なハイパーパラメータαを再探索する。これにより、適切なハイパーパラメータαを選択でき、学習モデルの精度が向上する効果がある。なお、クロスバリデーションとは、交差確認(交差検証)のことであり、5分割や10分割といった値で設定し、例えばハイパーパラメータαを自動で決定したい場合に使用すると好適である。なお、図16では同期発電機の有効電力Pと内部相差角δ(DELと表現)の記号t=1-(故障前、回路変更前)、t=1+(故障後、回路変更後)、t=1.05+(故障除去前、回路変更前)、t=1.05-(故障除去後、回路変更後)、t=1.10(故障除去後と電制前の中間点、回路変更なし)、t=1.15-(電制前、回路変更前)を各変数として表現している。 Note that FIG. 16 shows an image of changes in the regression coefficients of each variable with respect to changes in the hyperparameter α during this search. Figure 16 shows the regression coefficient of each variable on the vertical axis and the hyperparameter α on the horizontal axis in logarithmic notation. By displaying this, it is possible to confirm whether the coefficient has been sufficiently reduced in the hyperparameter α calculated by cross validation. Here, the hyperparameter α obtained by 5-fold cross validation and 10-fold cross validation may be different. In that case, in the accuracy evaluation, it is determined which hyperparameter α is better, and the hyperparameter α with higher accuracy is determined. The parameter α can be selected. In addition, if the hyperparameter α obtained as a result of cross-validation is stuck at the upper and lower limits of the search range 10 -50 to 10 +50 , it is possible to make appropriate adjustments by issuing an alert or expanding the search range. re-search for the hyperparameter α. Thereby, an appropriate hyperparameter α can be selected, which has the effect of improving the accuracy of the learning model. Note that cross-validation refers to cross-validation, and is preferably set at values such as 5-fold or 10-fold, and used when, for example, it is desired to automatically determine the hyperparameter α. In addition, in Fig. 16, the symbols t = 1 - (before failure, before circuit change), t = 1 + (after failure, after circuit change), t for the active power P of the synchronous generator and the internal phase difference angle δ (expressed as DEL) are shown. = 1.05 + (before fault removal, before circuit change), t = 1.05 - (after fault removal, after circuit change), t = 1.10 (midpoint between after fault removal and before power cut, no circuit change) ), t = 1.15 - (before electrical control, before circuit change) are expressed as each variable.

なお目的変数としては種々のものが採用可能である。図14aの電制前後の減速エネルギーに代えて、図14cは、目的変数を電制前後の減速エネルギー偏差ΔDEij(T)としたときのイメージを示す図である。これにより減速エネルギーの変化量だけに着目して、効果がみられるようになる効果がある。 Note that various types of objective variables can be adopted. In place of the deceleration energy before and after electrical braking in FIG. 14a, FIG. 14c is a diagram showing an image when the target variable is the deceleration energy deviation ΔDEij(T) before and after electrical braking. This has the effect that the effect can be seen by focusing only on the amount of change in deceleration energy.

また図14dに示すように、目的変数を電制後の内部相差角の最大値δSGjmaxとし、あるいは図14eに示すように、電制後の内部相差角の最大値偏差ΔδSGjmaxを目的変数としてもよい。このようにすることで、減速エネルギーよりもδやΔδの大きさを指標とした電制選択が可能となり、運用者にとってわかりやすくなる効果がある。いずれにせよ学習時に、電制直前までのパラメータと、電制後のパラメータを用いて学習するものであればよい。 Furthermore, as shown in FIG. 14d, the maximum value δSGjmax of the internal phase difference angle after electrical braking may be used as the objective variable, or as shown in FIG. 14e, the maximum value deviation ΔδSGjmax of the internal phase difference angle after electrical braking may be used as the objective variable. . By doing so, it becomes possible to select electric control using the magnitude of δ or Δδ as an index rather than deceleration energy, which has the effect of making it easier for the operator to understand. In any case, at the time of learning, it is sufficient to use the parameters immediately before the power outage and the parameters after the power outage.

図13での処理に戻り、処理ステップS31eでは、機械学習を実行して得た、回帰モデルに対する精度評価を実行する。処理ステップS31fにて、モデル精度が閾値に満たない場合は、処理ステップS31gにて前処理による補正を実行する。基本的にはデータを減らすといったことを実行する。また、モデル精度が閾値以上の場合には、処理を終了し、処理ステップS32aに進む。なお閾値は、図10に例示し、閾値データベースDB17に格納した閾値データD17bを使用し、演算部41aにおいて作成した電制効果推定モデルの評価に用いる。 Returning to the process in FIG. 13, in process step S31e, accuracy evaluation is performed on the regression model obtained by performing machine learning. If the model accuracy is less than the threshold in processing step S31f, correction by preprocessing is performed in processing step S31g. Basically, it does things like reduce data. Furthermore, if the model accuracy is equal to or greater than the threshold value, the process is ended and the process proceeds to step S32a. Note that the threshold value is illustrated in FIG. 10, and threshold value data D17b stored in the threshold value database DB17 is used to evaluate the electricity restriction effect estimation model created in the calculation unit 41a.

図13での処理に関して、本発明では学習データを実際の無電制過渡安定度計算結果が外挿されないように、十分に広いデータであることを確認する学習データ十分性確認機能を具備することが望ましい。具体的な実施例としては、電制効果推定モデル作成部31で、データ読込ステップS31aのあとで、過酷なピーク・オフピーク断面における過渡安定度計算結果Pやδといった波形を別途計算しておき、それらのデータと読み込んだデータを比較して、データの外側にないかというのをチェックする学習データ十分性確認計算し、十分であれば、そのままデータ分割に進み、十分でなければ、前記過酷なピーク・オフピーク断面における過渡安定度計算結果Pやδといった波形を学習データに加えることで、学習データの十分性を拡充することにするのがよい。 Regarding the processing in FIG. 13, the present invention is equipped with a learning data sufficiency confirmation function that confirms that the learning data is sufficiently wide so that the actual non-electrostatic transient stability calculation results are not extrapolated. desirable. As a specific example, after the data reading step S31a, the electrical shedding effect estimation model creation unit 31 separately calculates waveforms such as transient stability calculation results P and δ in severe peak/off-peak cross sections, Compare these data with the read data to check if there is anything outside the data. If it is sufficient, proceed to data division. If not, use the harsh method described above. It is preferable to expand the sufficiency of the learning data by adding waveforms such as the transient stability calculation results P and δ in the peak-off-peak cross section to the learning data.

こういったことをしないと、モデルに対して、データが外挿され、非常に誤差が大きくなってしまう課題が生じるので、上記対応により、外挿されないモデルが作成でき、モデルの精度を向上することができる。 If these things are not done, data will be extrapolated to the model, resulting in a very large error, so by taking the above steps, you can create a model that does not undergo extrapolation, and improve the accuracy of the model. be able to.

なお上記は演算部41aのモデル作成時の留意点であるが、演算部41bでも、電制効果推定モデルに対して、過渡安定度計算結果データD22が外挿されていないかを、電制効果推定計算部33の前にチェックする機構を設けることで、この電制効果推定モデルを使っていいかを判断するのがよい。 The above is a point to keep in mind when creating a model in the calculation unit 41a, but the calculation unit 41b also checks whether the transient stability calculation result data D22 is extrapolated to the electric shedding effect estimation model. It is preferable to provide a checking mechanism before the estimation calculation unit 33 to determine whether or not this electricity restriction effect estimation model can be used.

この場合、過渡安定度計算結果データD22のPやδが、電制時過渡安定度計算結果データD11のたくさんのPやδの中の最大値と最小値の間に入っているかを評価することで、判断できる。これにより、外挿されるようなモデルを使った電制選択をしないことができる。 In this case, it is necessary to evaluate whether P and δ of the transient stability calculation result data D22 are between the maximum and minimum values among the many P and δ of the transient stability calculation result data D11 during electrical braking. So, you can judge. This makes it possible to avoid making power control selection using a model that is extrapolated.

なお後述する実施例2のようにスクリーニングに用いる場合に、外挿の恐れがあるようなときには、スクリーニングをしないことで、電制候補の選択精度低下を回避できる。外挿の恐れがあるような場合には、アラートを出し、電制感度などの別指標を用いて、電制選択することで、電制選択は可能となる。 Note that when used for screening as in Example 2, which will be described later, when there is a risk of extrapolation, by not screening, it is possible to avoid a decrease in the selection accuracy of electric charge candidates. If there is a risk of extrapolation, an alert is issued and a different index, such as the sensitivity of the electric control, is used to select the electric control, thereby making it possible to select the electric control.

図17には、図13の処理ステップS31aにおける電制時過渡安定度計算結果データD11がない場合や、不足している場合に、これらのデータを新たに算出する詳細フローを示す。学習およびテストデータ作成の手順について、図17の処理ステップごとに説明する。 FIG. 17 shows a detailed flow for newly calculating these data when the transient stability calculation result data D11 during power reduction in processing step S31a of FIG. 13 does not exist or is insufficient. The learning and test data creation procedures will be explained for each processing step in FIG. 17.

図17の処理ステップS131では、系統設備データと系統計測データと設定値データと想定故障データを読込む、もしくは、潮流断面あるいは状態推定断面を読み込む。この時に各種の閾値も入力している。 In processing step S131 in FIG. 17, system equipment data, system measurement data, setting value data, and assumed failure data are read, or a power flow cross section or a state estimation cross section is read. At this time, various threshold values are also input.

処理ステップS132aでは、系統設備データD13と系統計測データD14と想定故障データD15もしくは潮流断面データに対し、どの発電機も電制しない(無電制)条件で過渡安定度計算プログラムP32を実行し、電力系統100の過渡安定度計算結果データD22を出力する。 In processing step S132a, a transient stability calculation program P32 is executed on the system equipment data D13, system measurement data D14, assumed failure data D15, or power flow cross-section data under the condition that no generator is cut off (no power cut), and the power The transient stability calculation result data D22 of the system 100 is output.

具体的には、処理ステップS132aで想定故障を設定し、処理ステップS132bにて設定した故障に対する無電制の過渡安定度計算を実施し、処理ステップS132cで、過渡安定度計算結果データD22と閾値データD17をもとに、電力系統100が過渡安定であるか不安定であるかを判別する。安定度は、例えば同期発電機の内部相差角や周波数、電圧などを指標として判別する。安定の場合は処理ステップS132aに戻る。なお、すべての故障が設定されている場合には、本処理フローを終了する。不安定の場合、後述する処理ステップS134へ移る。 Specifically, in processing step S132a, a hypothetical failure is set, in processing step S132b, transient stability calculation is performed for the set failure, and in processing step S132c, transient stability calculation result data D22 and threshold data are calculated. Based on D17, it is determined whether the power system 100 is transiently stable or unstable. The stability is determined using, for example, the internal phase difference angle, frequency, voltage, etc. of the synchronous generator as indicators. If stable, the process returns to step S132a. Note that if all failures have been set, this processing flow ends. If it is unstable, the process moves to processing step S134, which will be described later.

処理ステップS134では、電制制約データD16と過渡安定度計算結果と閾値データに対し、電制対象選択プログラムP34を実行し、次に、処理ステップS135aでは、電制選択された状態で、過渡安定度計算プログラムP32を実行し、電力系統100の電制時の過渡安定度計算結果を出力する。なお、処理ステップS134の処理は、機械的に選択してもよく、このときの指標は電制できるか否か、で判断してもよい。また足りないところだけ計算してもよい。従来は、再生可能エネルギー電源の電制時のデータはないと思われ、ここは学習データとして補充させるために計算するのがよい。 In the processing step S134, the electrical restriction target selection program P34 is executed on the electrical restriction constraint data D16, the transient stability calculation result, and the threshold data. Next, in the processing step S135a, the transient stability The stability calculation program P32 is executed to output the transient stability calculation result during power outage of the power system 100. Note that the process in step S134 may be selected mechanically, and the indicator at this time may be determined based on whether or not electrical control is possible. You can also calculate only the missing parts. Conventionally, it seems that there is no data when electricity is cut off for renewable energy power sources, so it is better to calculate this in order to supplement it as learning data.

処理ステップS135bでは、この結果と閾値データD17に対して、系統安定化確認プログラムP35を実行し、不安定と判定した場合には、処理ステップS134に戻り、次の電制機を求めるために、電制効果推定計算から再度実施して、次の電制機を選択し、過渡安定度計算をすることで処理ステップS135bに至る。 In processing step S135b, the grid stabilization confirmation program P35 is executed based on this result and the threshold data D17, and if it is determined that the system is unstable, the process returns to processing step S134, and in order to obtain the next electrical cutoff, The calculation for estimating the shedding effect is performed again, the next shedding machine is selected, and the transient stability calculation is performed, leading to processing step S135b.

また、安定と判定した場合には、処理ステップS132bにて、全断面を選択終了しているか判定し、終了していない場合には処理ステップS132aに戻り、次の断面を設定し、処理を進める。また、全他断面を選択終了している場合には、処理ステップS132cに進み、全想定故障を選択終了かを判定し、終了していない場合には、処理ステップS32aに戻る。終了している場合には、処理ステップS36に進む。 If it is determined that the stability is stable, it is determined in processing step S132b whether all cross sections have been selected, and if not, the process returns to processing step S132a, the next cross section is set, and the process is continued. . If the selection of all other cross sections has been completed, the process proceeds to step S132c, and it is determined whether the selection of all possible failures has been completed. If the selection has not been completed, the process returns to step S32a. If the process has ended, the process advances to step S36.

このようにすることで、学習データやテストデータが不足した場合や、精度が不足する場合に、学習・テストデータを増やすことができ、電制効果推定モデルの精度を向上することができる効果がある。 By doing this, when the training data and test data are insufficient or the accuracy is insufficient, it is possible to increase the training and test data, which has the effect of improving the accuracy of the electricity restriction effect estimation model. be.

ここで、図18を用いて、電制効果推定モデル作成結果の一例について説明する。図18の表は、故障点・様相・電制機毎に、各発電機の各説明変数に対する係数として、重回帰モデルが表現されたものである。同図では、前処理にて、データを変化点に絞った場合の例を示した。尚表中のx.xxxで示す数値は同じ数値ではない。この点は他の図表でも同じである。 Here, an example of the creation result of the power cut effect estimation model will be explained using FIG. 18. In the table of FIG. 18, a multiple regression model is expressed as a coefficient for each explanatory variable of each generator for each failure point, mode, and power cutout machine. The figure shows an example where data is narrowed down to changing points in preprocessing. In addition, x in the table. The numbers indicated by xxx are not the same numbers. This point is the same for other charts.

図18の意味するところについて、図19を用いて説明する。図19には、故障発生前から故障発生し、電制後に至るまでの電制候補SGjの有効電力Pjの時間変化を示している。この図19において、黒丸の状態に示す記号t=1-(故障前、回路変更前)、t=1+(故障後、回路変更後)、t=1.05-(故障除去前、回路変更前)、t=1.05+(故障除去後、回路変更後)、t=1.15-(電制前、回路変更前)、t=1.15+(電制後、回路変更後)、が、故障発生前から故障発生し、故障除去し、電制に至るまでの各時刻であり、この時の故障点・様相・電制機毎に、各発電機の各説明変数に対する係数として、図18の回帰モデルが表現されている。ここで、図19では、図18の意味する有効電力Pしか示していないが、内部相差角δに関しても同様である。また、図19で電制開始時刻をTsとしたときに計算時間幅Tと表現したのは、学習データのうち目的変数の減速エネルギーを計算するための時間を表現している。 The meaning of FIG. 18 will be explained using FIG. 19. FIG. 19 shows the change over time in the active power Pj of the power outage candidate SGj from before the failure occurs until after the power outage occurs. In Fig. 19, the symbols shown in the black circles are t = 1- (before failure, before circuit change), t = 1+ (after failure, after circuit change), t = 1.05- (before failure removal, before circuit change). ), t = 1.05 + (after fault removal, circuit change), t = 1.15 - (before power reduction, before circuit change), t = 1.15 + (after power reduction, circuit change), This is the time from before the failure occurs until the failure occurs, the fault is removed, and the power is cut off. Figure 18 shows the coefficients for each explanatory variable of each generator for each failure point, aspect, and power cut machine at this time. A regression model of is expressed. Here, although FIG. 19 only shows the effective power P meant in FIG. 18, the same applies to the internal phase difference angle δ. Furthermore, in FIG. 19, when the electric control start time is Ts, the calculation time width T represents the time for calculating the deceleration energy of the objective variable in the learning data.

また、図20には、スパース回帰(縮小回帰)モデルをも適用した例を示した。図20の意味するところについて、図21を用いて説明する。図19では有効電力Pの時系列波形だけを示したが、図21は、有効電力Pと内部相差角δのP-δカーブで表現した。図21は、スパース回帰(縮小回帰)モデルをも適用したときの、故障発生前から故障発生し、電制に至るまでの同期発電機SGjの有効電力PSGjと、同期発電機SGjの内部相差角δSGjの変化を対比して示す図である。この図において、黒丸の状態に示す記号t=1-(故障前、回路変更前)、t=1+(故障後、回路変更後)、t=1.05+(故障除去前、回路変更前)、t=1.05-(故障除去後、回路変更後)、t=1.15-(電制前、回路変更前)、t=1.15+(電制後、回路変更後)、は図19と同じ故障発生前から故障発生し、電制に至るまでの各時刻であり、この時の故障点・様相・電制機毎に、各発電機の各説明変数に対する係数として、スパース回帰(縮小回帰)モデルが表現されている。また、図21で電制開始時刻を1.15sとしたときに計算時間幅T後のt=1.15+Tと表現したのは、学習データのうち目的変数の減速エネルギーを計算するところまでの時刻を表現している。なお、図18、図20のモデルは、図1の電制効果推定モデルデータベースDB21に格納される。 Further, FIG. 20 shows an example in which a sparse regression (reduced regression) model is also applied. The meaning of FIG. 20 will be explained using FIG. 21. Although FIG. 19 shows only the time-series waveform of the active power P, FIG. 21 represents the P-δ curve of the active power P and the internal phase difference angle δ. FIG. 21 shows the active power P SGj of the synchronous generator SGj and the internal phase difference of the synchronous generator SGj from before the failure occurs until the failure occurs and the power is cut off when the sparse regression (reduced regression) model is also applied. FIG. 6 is a diagram showing a comparison of changes in angle δSGj. In this figure, the symbols shown in the black circles are t=1- (before failure, before circuit change), t=1+ (after failure, after circuit change), t=1.05+ (before failure removal, before circuit change), t=1.05- (after fault removal, circuit change), t=1.15- (before power reduction, before circuit change), t=1.15+ (after power reduction, circuit change), are shown in Figure 19. is the time from before the occurrence of the same failure until the occurrence of the failure and the power outage, and for each failure point, mode, and power outage machine at this time, sparse regression (reduced regression) model is expressed. In addition, in Fig. 21, when the electric control start time is 1.15 s, the expression t = 1.15 + T after the calculation time width T is the time up to the time when the deceleration energy of the objective variable is calculated in the learning data. is expressed. Note that the models shown in FIGS. 18 and 20 are stored in the electricity cutoff effect estimation model database DB21 shown in FIG.

ここで、図18~図21では、図16に示したように、t=1.10(故障除去後と電制前の中間点、回路変更なし)を加えてもよいし、t=1.15+(電制後、回路変更後)を減じてもよい。なお、適切な説明変数を増やとモデル精度が向上する効果があるが、計算量が増える。また、適切でない説明変数を増やすとモデル精度が、過学習・多重共線性により悪化する可能性があるため、スパース回帰の適用や変数自体を減らすことで、対応する。これにより、モデル精度を向上することができる。 Here, in FIGS. 18 to 21, as shown in FIG. 16, t=1.10 (midpoint between after fault removal and before power cutoff, no circuit change) may be added, or t=1. You may subtract 15+ (after electrical installation, after circuit change). Note that increasing the number of appropriate explanatory variables has the effect of improving model accuracy, but increases the amount of calculations. In addition, increasing the number of inappropriate explanatory variables may worsen model accuracy due to overfitting and multicollinearity, so this can be addressed by applying sparse regression or reducing the number of variables themselves. Thereby, model accuracy can be improved.

図20のスパース回帰(縮小回帰)モデルをも適用した例によれば、例えばLasso回帰を用いることで、説明変数の一部係数がゼロ(図の例ではt=1+の列)となり、説明変数を減らし、過学習や多重共線性を低減できる効果がある。これによりモデル精度が向上できる効果がある。なお同じ個所がゼロになるというわけではない。このようなスパース回帰である図20を外部出力する。これによって、計画者・運用者が、どの変数が重要であるかということを理解できる効果がある。 According to the example in which the sparse regression (reduced regression) model is also applied in Figure 20, for example, by using Lasso regression, some coefficients of the explanatory variables become zero (in the example in the figure, the column t = 1+), and the explanatory variables This has the effect of reducing overfitting and multicollinearity. This has the effect of improving model accuracy. Note that the same location does not necessarily become zero. The sparse regression shown in FIG. 20 is output to the outside. This has the effect of allowing planners and operators to understand which variables are important.

なお、電制効果推定モデルは、断面毎(季節、月毎、時間帯、ピーク・オフピーク、発電機態勢、など)によって作成しておくのがよい。その場合には、ある断面毎に、切り替えができるように年月日や潮流(例えば、電源系統の基幹系との連系線潮流P)や系統情報の閾値を設定しておくことで、切り替えができるようにすることで、モデル精度を向上する効果がある。 It is recommended that the power cut effect estimation model be created for each section (season, month, time of day, peak/off-peak, generator status, etc.). In that case, it is possible to switch by setting the date, power flow (for example, interconnection line power flow P with the main power system of the power supply system), and system information thresholds for each cross section so that switching can be performed. This has the effect of improving model accuracy.

ここで、図22を用いて、電制効果推定結果の一例について説明する。当該故障点・様相における電制機毎の各発電機の電制効果推定モデルから算出した電制効果推定結果が示されており、これの平均値算出し、大きい順に順位付けする。 Here, an example of the power cut effect estimation result will be explained using FIG. 22. The power shedding effect estimation results calculated from the power shedding effect estimation model of each generator for each power shedding machine at the relevant failure point/mode are shown, and the average value thereof is calculated and ranked in descending order.

平均の種類としては、算術平均(相加平均)、加重平均、幾何平均(相乗平均)、調和平均などがある。加重平均を用いる場合は、例えば加速同期発電機の定格出力、または過渡安定度計算終了時刻における内部相差角、またはその初期値に対する増加量などを各加速同期発電機の感度に重みづけする。 Types of average include arithmetic mean (arithmetic mean), weighted mean, geometric mean (geometric mean), and harmonic mean. When using a weighted average, the sensitivity of each accelerating synchronous generator is weighted by, for example, the rated output of the accelerating synchronous generator, the internal phase difference angle at the end time of the transient stability calculation, or the amount of increase relative to its initial value.

平均の種類は予め設定することができ、電力系統の運用者や計画者は入力部12を介して種類を任意に変更することができる。こうすることで、運用者や計画者は電力系統の状態や故障に応じてより適切な平均の種類を用いることができ、電制選択精度の向上にもつながる。 The type of average can be set in advance, and the operator or planner of the power system can arbitrarily change the type via the input unit 12. By doing this, operators and planners can use more appropriate average types depending on the power system status and failures, leading to improved power grid selection accuracy.

このとき、発電機は、加速傾向の同期発電機SGだけに絞り込むことで、加速している同期発電機SGに対する電制効果をみることができる効果がある。ここで、加速同期発電機の判定方法は、例えば、故障発生後から過渡安定度計算終了時刻までの時間範囲で速度偏差が常に正の同期発電機を加速同期発電機と判定する方法や、過渡安定度計算終了時刻において内部相差角が閾値データD17で指定した閾値を上回る同期発電機を加速同期発電機と判定する方法などがある。ここで、平均値ではなく、最大値とすることもできるこの場合、最大の同期発電機SGに対する電制効果をみることができる効果がある。 At this time, by narrowing down the generators to only the synchronous generators SG that are accelerating, it is possible to see the shedding effect on the accelerating synchronous generators SG. Here, methods for determining accelerating synchronous generators include, for example, determining a synchronous generator whose speed deviation is always positive in the time range from the occurrence of a failure to the end time of transient stability calculation as an accelerating synchronous generator; There is a method in which a synchronous generator whose internal phase difference angle exceeds a threshold specified by threshold data D17 at the stability calculation end time is determined to be an accelerating synchronous generator. In this case, it is possible to use the maximum value instead of the average value, which has the advantage of being able to see the shedding effect on the maximum synchronous generator SG.

ここで、同じ順位の電制候補が複数存在する場合には、さらに有効桁を下げて比較することで、順位付けができるようにしたり、電制候補にナンバリングをしておき、若い番号順に選択したり、または過去の電制歴が少ない電制候補を優先したりする。これにより、同じ順位となることがなくなり、運用者や計画者の設定自由度が向上するだけでなく、運用者や計画者の目的に即した電制機選択ができる。 If there are multiple electric system candidates with the same rank, you can rank them by lowering the number of significant digits and comparing them, or you can number the electric system candidates and select them in descending order. Or, give priority to candidates with less past electrical work experience. This eliminates the possibility of having the same ranking, which not only improves the degree of freedom in settings for operators and planners, but also enables operators and planners to select electrical shedding equipment that meets their objectives.

ここで、図23に、電制推定モデルの学習時の誤差分布評価の一例を示す。この図では、縦軸に同期発電機SG1、SG2、SG3を、また横軸に同期発電機SG1、SG2、SG3の電制時を示しており、交差する領域に、各同期発電機SGiを電制した時の各同期発電機SGjの誤差分布を表示している。誤差分布は正規分布に近い形状になることが望ましく、係る表示形式により、誤差を容易に把握することができ、モデルの汎用性を把握することが容易になる効果がある。なお同一同期発電機SG間での表記は求めることができないので空欄とされている。 Here, FIG. 23 shows an example of error distribution evaluation during learning of the electricity restriction estimation model. In this figure, the vertical axis shows the synchronous generators SG1, SG2, and SG3, and the horizontal axis shows the time when the synchronous generators SG1, SG2, and SG3 are cut off, and each synchronous generator SGi is shown in the intersecting area. The error distribution of each synchronous generator SGj at the time of control is displayed. It is desirable that the error distribution has a shape close to a normal distribution, and such a display format has the effect of making it easier to understand errors and the versatility of the model. Note that the notation between the same synchronous generators SG cannot be determined, so this field is left blank.

図23の表記により、汎用的なモデルになっているかをチェックし、正規分布のようになっているか評価することが容易になる。なお、決定係数Rが0.999のように適合しすぎて、過学習や多重共線性が生じていると、この誤差分布で大外しする誤差がでてくる。この図には表現できていないが、より大きな誤差に大外しした分布が生じるようになる。 The notation in FIG. 23 makes it easy to check whether it is a general-purpose model and to evaluate whether it has a normal distribution. Note that if the coefficient of determination R2 is too good, such as 0.999, and overfitting or multicollinearity occurs, this error distribution will result in a large error. Although it is not shown in this figure, larger errors will result in a distribution that is significantly off.

ここで、図24を用いて、学習の詳細と推定計算のイメージを示す。なお図24は、上部にオフラインで機械学習を実行して電制効果推定モデルを作成する演算部41aの処理内容を、下部にオンラインで実行して電制効果推定量を計算する演算部41bの処理内容を示している。 Here, details of learning and an image of estimation calculation are shown using FIG. 24. In addition, in FIG. 24, the upper part shows the processing contents of the calculation unit 41a that executes offline machine learning to create the electricity restriction effect estimation model, and the lower part shows the processing contents of the calculation part 41b that executes online and calculates the electricity restriction effect estimation amount. Indicates the processing details.

まず電制効果推定モデルを作成する演算部41aの処理内容について説明すると、この内容は図13の処理に対応している。つまりまず図13の処理ステップS31aでは、電制時過渡安定度計算結果データD11と学習設定値D12をメモリに読み込むが、この図では電制時過渡安定度計算結果データD11の導出過程を含めて記述されている。つまり、D11を算出するためには、まず系統設備データD13と系統計測実績データD14から状態推定潮流計算により潮流断面を複数組計算する。なお学習設定値D12は、後述する機械学習処理の中で利用される。 First, the processing content of the calculation unit 41a that creates the electricity restriction effect estimation model will be explained. This content corresponds to the processing shown in FIG. 13. In other words, first, in processing step S31a in FIG. 13, the electrical braking transient stability calculation result data D11 and the learning setting value D12 are read into the memory. It has been described. That is, in order to calculate D11, first, a plurality of sets of power flow cross sections are calculated from the system equipment data D13 and the system measurement performance data D14 by state estimation power flow calculation. Note that the learning setting value D12 is used in machine learning processing described later.

そのうえで電制時過渡安定度計算結果データD11は、潮流断面以外に電制制約データD16と想定故障データを用いて、無電制時と電制時におけるそれぞれの時の過渡安定度計算を実行することにより求められる。これにより複数の想定故障時に電制を行うと想定した時の過渡安定度が計算される。 On top of that, the transient stability calculation result data D11 during electrical outage is used to perform transient stability calculations at each time of no electrical power outage and during electrical outage, using electrical outage restriction data D16 and assumed failure data in addition to the power flow cross section. It is determined by This calculates the transient stability when it is assumed that electrical shedding will be performed in the event of multiple hypothetical failures.

次に電制時過渡安定度計算結果データD11に対して、処理ステップS31bの分割処理と、処理ステップS31cの前処理が実施されるが、このうち処理ステップS31bの分割処理によりモデル構築用データ(学習用)D11Aとモデル検証用データ(テスト用)D11Bに分割する。なおモデル構築用データ(学習用)D11Aとモデル検証用データ(テスト用)D11Bのときの電制効果量を計算により求めておく。 Next, the division processing in processing step S31b and the preprocessing in processing step S31c are performed on the transient stability calculation result data D11 during electrical control. The data is divided into data for learning (for learning) D11A and data for model verification (for testing) D11B. Note that the electrical suppression effect amount when using the model construction data (for learning) D11A and the model verification data (for testing) D11B is obtained by calculation.

処理ステップS31dでは、前処理した電制時過渡安定度計算結果データD11のうち学習用データD11Aを用いて、回帰モデルによる機械学習を実行する。このときに電制時過渡安定度計算結果データD11に含まれる主要な情報は、ノードに関して電圧V、内部操作角δ、発電機有効電力PG、発電機無効電力QG、負荷有効電力PL、負荷有効電力QL、ブランチに関して有効電力P、無効電力Q、無効電力送電損失Ploss、無効電力送電損失Qloss、発電機に関して発電機端子電圧Vt、内部相差各δSG、発電機有効電力PG、発電機無効電力QG、制御系信号、リミッタ状況などであり、また想定故障の条件として故障個所、故障様相、故障継続時間、再閉路状況などを含んでいるものとされる。これらの入力情報は説明変数データ、機械学習の教師データとして使用される。処理ステップS31dの学習処理により、目的変数データ、教師データが出力される。なお学習設定値D12は、機械学習処理の中で利用される。 In processing step S31d, machine learning using a regression model is performed using the learning data D11A of the preprocessed transient stability calculation result data D11 during electrical outage. At this time, the main information included in the transient stability calculation result data D11 during power outage is the voltage V, internal operation angle δ, generator active power PG, generator reactive power QG, load active power PL, and load active power regarding the node. Power QL, active power P, reactive power Q, reactive power transmission loss Ploss, reactive power transmission loss Qloss for branches, generator terminal voltage Vt, internal phase difference δSG, generator active power PG, generator reactive power QG for the generator. , control system signals, limiter status, etc., and also includes the failure location, failure mode, failure duration, reclosing status, etc. as conditions for assumed failure. This input information is used as explanatory variable data and training data for machine learning. Through the learning process in processing step S31d, objective variable data and teacher data are output. Note that the learning setting value D12 is used in machine learning processing.

その後処理ステップS31eでは、機械学習を実行して得た、回帰モデルに対する精度評価を実行する。このときには、モデル構築用データD11Aで学習して得られたモデルにモデル検証用データD11Bを適用した時に得られる電制効果推定量と、モデル検証用データ(テスト用)D11Bから計算した電制効果量(真値)を比較することになる。なお、この精度評価の前に、モデル構築時に、モデル構築用データD11Aで学習して得られたモデルにモデル構築用データD11Aを適用した時に得られる電制効果推定量と、モデル構築用データD11Aから計算した電制効果量(真値)を比較して、基礎評価を行ってもよい。 Thereafter, in processing step S31e, accuracy evaluation of the regression model obtained by performing machine learning is performed. At this time, the electricity reduction effect estimated amount obtained when applying the model verification data D11B to the model obtained by learning with the model construction data D11A, and the electricity reduction effect calculated from the model verification data (for testing) D11B are used. The amount (true value) will be compared. In addition, before this accuracy evaluation, at the time of model construction, the electric control effect estimation amount obtained when applying the model construction data D11A to the model obtained by learning with the model construction data D11A, and the model construction data D11A Basic evaluation may be performed by comparing the electric control effect amount (true value) calculated from .

次に、処理ステップS31fにて、モデル精度が閾値に満たない場合は、処理ステップS31gにて前処理による補正を実行する。基本的にはデータを増減する(変数選択する)といったことを実行する。具体的には、変数減少法、変数増加法、変数増減法、主成分分析、を適用してもよいし、スパース回帰(Ridge回帰、Lasso回帰、ElasticNet回帰など)の適用に切り替えてもよい。なお、スパース回帰のハイパーパラメータαを決定する際には、クロスバリデーションによりグリッドサーチして決定することができる。また、モデル精度が閾値以上の場合には、これを最終的に求められた電制効果推定モデルD21とする。 Next, in processing step S31f, if the model accuracy is less than the threshold value, correction by preprocessing is performed in processing step S31g. Basically, it performs things like increasing and decreasing data (selecting variables). Specifically, variable reduction method, variable increase method, variable increase/decrease method, principal component analysis may be applied, or sparse regression (Ridge regression, Lasso regression, ElasticNet regression, etc.) may be applied. Note that when determining the hyperparameter α of sparse regression, it can be determined by performing a grid search using cross validation. In addition, when the model accuracy is equal to or higher than the threshold value, this is set as the finally obtained electricity restriction effect estimation model D21.

次に図24の下部に示した、オンラインで実行して電制効果推定量を計算する演算部41bの処理内容を説明する。ここでは図11に示した処理ステップS32bにて電制時過渡安定度計算結果データD22を求めておく。このときにここで使用するデータなどは、基本的にD11を求めるときと同じものであるが、オンラインで得られる系統情報を利用する点で相違している。 Next, the processing contents of the arithmetic unit 41b shown in the lower part of FIG. 24, which is executed online to calculate the estimated amount of power reduction effect, will be explained. Here, the transient stability calculation result data D22 during power reduction is obtained in processing step S32b shown in FIG. 11. The data used here is basically the same as when calculating D11, but the difference is that system information obtained online is used.

そのあと処理ステップS33では電制効果推定計算を実行するが、この時に予め求めた電制効果推定モデルを用いる。 After that, in processing step S33, a power restriction effect estimation calculation is executed, and at this time, a previously determined power restriction effect estimation model is used.

なお、これまで説明した入力説明変数データである教師データは、発電機有効電力PGと内部相差角δであったがそれ以外の過渡安定度計算や故障情報などに係るデータを説明変数に加えて学習してもよい。この場合精度向上が期待されるが、ただし、この場合、過学習・多重共線性の問題が生じる可能性があるため、説明変数の削減や、スパース回帰を用いることで、これを回避できる効果がある。 Note that the teacher data, which is input explanatory variable data explained so far, was the generator active power PG and internal phase difference angle δ, but other data related to transient stability calculations, failure information, etc. were added to the explanatory variables. You can learn it. In this case, accuracy is expected to improve, but in this case, problems of overfitting and multicollinearity may occur, so reducing the number of explanatory variables or using sparse regression can be effective in avoiding this problem. be.

次に、図25と図26を用いて、表示部11による結果表示の一例を説明する。図25では、表示画面90を「検索設定」欄91と「結果」欄92に分けて、電制対象計算結果テーブルデータD25などを表やグラフの形式で表示している。「検索設定」欄91では、電制機選択の結果を表示したい潮流断面の時刻と想定故障を設定する。「結果」欄92では、電制組合せや総電制量、電制効果推定結果、電制による過渡安定化効果を電制機選択前後の同期発電機の内部相差角波形で示す。これにより、電力系統の運用者や計画者は、各潮流断面と想定故障における電制対象やその総電制量、安定化効果の度合いなどを容易に確認することができる。 Next, an example of the result display by the display unit 11 will be explained using FIGS. 25 and 26. In FIG. 25, the display screen 90 is divided into a "search settings" field 91 and a "results" field 92, and electricity control target calculation result table data D25 and the like are displayed in the form of a table or a graph. In the "Search Settings" field 91, the time and assumed failure of the power flow cross section for which the result of selection of the electrical control equipment is to be displayed are set. In the "result" column 92, the shedding combination, the total amount of shedding, the estimated result of shedding effect, and the transient stabilization effect due to shedding are shown as internal phase difference angle waveforms of the synchronous generator before and after selection of the shedding machine. This allows power system operators and planners to easily confirm the target of power shedding for each power flow cross section and assumed failure, the total amount of power shedding, and the degree of stabilization effect.

図26では、電制対象計算結果テーブルデータD25を電力系統図で表示している。図26では、表示画面90を「検索設定」欄91と「電力系統図」欄92に分けて、電制対象計算結果テーブルデータD25などを表やグラフの形式で表示している。この系統図は、想定故障地点に加え、系統に連系されている発電機を、電制対象と非電制対象とに区別して表示している。この他に、加速同期発電機や電制候補などを系統図上に示してもよい。こうすることで、電力系統の運用者や計画者が想定故障や電制対象や加速同期発電機の位置関係を容易に把握できるという利点がある。 In FIG. 26, the power restriction target calculation result table data D25 is displayed in a power system diagram. In FIG. 26, the display screen 90 is divided into a "search setting" field 91 and a "power system diagram" field 92, and the power control target calculation result table data D25 and the like are displayed in the form of a table or a graph. In addition to the assumed failure points, this system diagram also displays the generators connected to the grid, distinguishing them into those subject to power restriction and those subject to non-power restriction. In addition, acceleration synchronous generators, electrical control candidates, and the like may be shown on the system diagram. This has the advantage that power system operators and planners can easily grasp assumed failures, power cut targets, and the positional relationships of accelerating synchronous generators.

実施例2について、実施例1との違いや効果を、図27、図28、図29を用いて説明する。 Regarding the second embodiment, differences and effects from the first embodiment will be explained using FIGS. 27, 28, and 29.

実施例2において、本発明の実施例2に係る電力系統安定化装置10の機能面における構成例を示す図27によれば、電力系統安定化装置10の電制対象選択部34dの前の電制候補をスクリーニングする電制候補スクリーニング部37を設け、電制効果推定モデルをこのスクリーニングに使用する。 In the second embodiment, according to FIG. 27 illustrating a functional configuration example of the power system stabilization device 10 according to the second embodiment of the present invention, the power system before the power control target selection unit 34d of the power system stabilization device 10 A charge reduction candidate screening unit 37 is provided to screen charge reduction candidates, and a charge reduction effect estimation model is used for this screening.

また本発明の実施例2に係る電力系統安定化装置10のハード構成例を示す図28によれば、電制候補スクリーニング結果データD37を電制候補スクリーニング結果データデータベースDB27に保存する。 Further, according to FIG. 28 showing an example of the hardware configuration of the power system stabilizing device 10 according to the second embodiment of the present invention, the power grid candidate screening result data D37 is stored in the power grid candidate screening result data database DB27.

ここで、電制対象選択部34dは、図29に示すように、電制制約データに電制効果推定結果の順位から、例えば上位4台までを電制候補スクリーニング結果として採用することで、電制候補を削減し、電制選択演算を低減する効果がある。その後、電制候補選択は、実施例1の方法を用いてもよいし、特許文献1に記載のような感度を用いて実施してもよい。実施例2には、電力系統安定化装置10による過去の演算結果を有効に活用できるといった利点もある。 Here, as shown in FIG. 29, the power restriction target selection unit 34d uses the power restriction data to select, for example, the top four vehicles from the ranking of the power restriction effect estimation results as the power restriction candidate screening result. This has the effect of reducing the number of charge control candidates and the number of charge selection calculations. Thereafter, the selection of electricity bill candidates may be performed using the method of Example 1 or using the sensitivity described in Patent Document 1. The second embodiment also has the advantage that past calculation results by the power system stabilization device 10 can be effectively utilized.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除または置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能および処理部などは、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。 Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications. For example, the embodiments described above have been described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to having all the configurations described. Furthermore, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Furthermore, it is possible to add, delete, or replace some of the configurations of each embodiment with other configurations. Further, each of the above-mentioned configurations, functions, processing units, etc. may be partially or entirely realized in hardware by, for example, designing an integrated circuit.

10:電力系統安定化装置
41a、41b:演算部1、演算部2
3:制御装置
11:表示部
12:入力部
13:通信部
14:プロセッサ
15:メモリ
31:電制効果推定モデル作成部
32:過渡安定度計算部
33:電制効果推定計算部
34:電制対象選択部
35:系統安定化確認部
36:送信部
37:電制候補スクリーニング部
43:バス線
D1:入力データ
D2:出力データ
D11:電制時過渡安定度計算結果データ
D12:学習設定値
D13:系統設備データ
D14:系統計測データ
D15:想定故障データ
D17:閾値データ
D16:電制制約データ
D21:電制効果推定モデルデータ
D22:過渡安定度計算結果データ
D23:電制効果推定計算結果データ
D24:系統安定化確認結果データ
D25:電制対象選択結果データ
D27:電制候補スクリーニング結果データ
DB11:電制時過渡安定度計算結果データベース
DB12:学習設定値ベース
DB13:系統設備データベース
DB14:系統計測データベース
DB15:想定故障データベース
DB17:閾値データベース
DB16:電制制約データベース
DB1:プログラムデータベース
DB21:電制効果推定モデルデータベース
DB22:過渡安定度計算結果データベース
DB23:電制効果推定計算結果データベース
DB24:系統安定化確認結果データベース
DB25:電制対象選択結果データベース
DB27:電制候補スクリーニング結果データベース
30a、30b:計測装置
100:電力系統
110a~110c:同期発電機または再生可能エネルギー電源
120a~120c、121a~121c:ノード(母線)
130a~130c:変圧器
140a~140c:ブランチ(線路)
200:通信ネットワーク
10: Power system stabilization devices 41a, 41b: Arithmetic unit 1, arithmetic unit 2
3: Control device 11: Display section 12: Input section 13: Communication section 14: Processor 15: Memory 31: Electricity control effect estimation model creation section 32: Transient stability calculation section 33: Electricity control effect estimation calculation section 34: Electricity control Target selection unit 35: Grid stabilization confirmation unit 36: Transmission unit 37: Electricity system candidate screening unit 43: Bus line D1: Input data D2: Output data D11: Transient stability calculation result data during electric system system D12: Learning setting value D13 : System equipment data D14: System measurement data D15: Supposed failure data D17: Threshold data D16: Electricity shedding constraint data D21: Electricity shedding effect estimation model data D22: Transient stability calculation result data D23: Electricity shedding effect estimation calculation result data D24 : Grid stabilization confirmation result data D25: Power reduction target selection result data D27: Power reduction candidate screening result data DB11: Transient stability calculation result database during power reduction DB12: Learning setting value base DB13: System equipment database DB14: System measurement database DB15: Expected failure database DB17: Threshold database DB16: Electricity shedding constraint database DB1: Program database DB21: Electricity shedding effect estimation model database DB22: Transient stability calculation result database DB23: Electricity shedding effect estimation calculation result database DB24: Grid stabilization confirmation Result database DB25: Power restriction target selection result database DB27: Power restriction candidate screening result database 30a, 30b: Measuring device 100: Power system 110a to 110c: Synchronous generator or renewable energy power source 120a to 120c, 121a to 121c: Node ( bus line)
130a-130c: Transformer 140a-140c: Branch (line)
200: Communication network

Claims (26)

同期発電機および再生可能エネルギー電源を含む電力系統における想定故障時の安定度に応じて、電力系統における故障発生時の安定化制御を実施する電制対象を定める電力系統安定化装置であって、
電力系統における前記想定故障発生時に電制を行う時の過渡安定度計算結果に基づき回帰式と機械学習により電制効果推定モデルを作成する電制効果推定モデル作成部と、
前記電制効果推定モデルと過渡安定度計算結果に基づき同期発電機と再生可能エネルギー電源の1つ以上の電制による電制効果を推定する電制効果推定計算部と、
前記電制効果の推定計算結果の大きさに基づき電制候補の同期発電機と再生可能エネルギー電源の1つを電制選択し、前記電力系統の過渡安定度が安定化するまで、電制効果推定計算結果に基づき電制候補を電制対象として選択する電制対象選択部と、
各部の結果を出力する出力部と、を備えることを特徴とする電力系統安定化装置。
An electric power system stabilization device that determines a target for power outage to perform stabilization control in the event of a failure in the electric power system, according to the stability at the time of an assumed failure in the electric power system including a synchronous generator and a renewable energy power source,
a power shedding effect estimation model creation unit that creates a power shedding effect estimation model using a regression formula and machine learning based on the transient stability calculation results when performing power shedding when the assumed failure occurs in the power system;
a power shedding effect estimation calculation unit that estimates a power shedding effect due to power shedding of one or more of a synchronous generator and a renewable energy power source based on the power shedding effect estimation model and transient stability calculation results;
Based on the magnitude of the estimated calculation result of the power shedding effect, one of the power shedding candidates, a synchronous generator and a renewable energy power source, is selected for power shedding, and the power shedding effect is maintained until the transient stability of the power system is stabilized. an electricity restriction target selection unit that selects electricity restriction candidates as electricity restriction targets based on the estimated calculation results;
A power system stabilizing device comprising: an output section that outputs the results of each section.
請求項1に記載の電力系統安定化装置であって、
前記電制効果推定モデル作成部は、電制時の過渡安定度計算結果と学習設定値をもとに、運転点から電制直前までの電気諸量を説明変数とし、電制直後から一定時間後までの電気諸量を目的変数として、回帰モデルを用いて機械学習し、電制効果推定モデルを作成することを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 1,
The electrical shedding effect estimation model creation unit uses various electrical quantities from the operating point to immediately before the electrical shedding as explanatory variables, based on the transient stability calculation results during electrical shedding and the learning setting values, and calculates the amount of electricity for a certain period of time immediately after the electrical shedding as explanatory variables. A power system stabilization device characterized by performing machine learning using a regression model using various electrical quantities up to the end as objective variables to create a power cut effect estimation model.
請求項2に記載の電力系統安定化装置であって、
前記電気諸量は、同期発電機の内部相差角と有効電力出力と無効電力出力と速度偏差と端子電圧とノードの電圧と位相角とブランチの有効電力出力と無効電力出力と再生可能エネルギー電源の有効電力出力と無効電力出力と速度偏差と端子電圧と2つ以上であることを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 2,
The electrical quantities include the internal phase difference angle, active power output, reactive power output, speed deviation, terminal voltage, node voltage, phase angle, branch active power output, reactive power output, and renewable energy power source of the synchronous generator. A power system stabilizing device characterized by having two or more of an active power output, a reactive power output, a speed deviation, and a terminal voltage.
請求項2に記載の電力系統安定化装置であって、
前記電気諸量は、ノードに関して電圧、内部操作角、発電機有効電力、発電機無効電力、負荷有効電力、負荷有効電力、ブランチに関して有効電力、無効電力、無効電力送電損失、無効電力送電損失、発電機に関して発電機端子電圧、内部相差角、発電機有効電力、発電機無効電力、制御系信号、リミッタ状況を含むことを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 2,
The electrical quantities include voltage, internal operating angle, generator active power, generator reactive power, load active power, load active power for the node, active power, reactive power, reactive power transmission loss, reactive power transmission loss for the branch, A power system stabilizing device characterized in that it includes a generator terminal voltage, an internal phase difference angle, a generator active power, a generator reactive power, a control system signal, and a limiter status regarding the generator.
請求項1に記載の電力系統安定化装置であって、
前記回帰式は、線形重回帰、またはスパース回帰としてRidge回帰、Lasso回帰、ElasticNet回帰、のいずれかであることを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 1,
The power system stabilizing device, wherein the regression equation is linear multiple regression, or sparse regression such as Ridge regression, Lasso regression, or ElasticNet regression.
請求項1に記載の電力系統安定化装置であって、
前記電制効果推定モデルに対して、テストデータを用いて、電制効果推定モデルの精度を確認することを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 1,
An electric power system stabilization device characterized in that the accuracy of the electricity shedding effect estimation model is confirmed using test data for the electricity shedding effect estimation model.
請求項1に記載の電力系統安定化装置であって、
前記電制効果推定モデルの精度が不十分な場合に、学習データを変化点のデータだけに減らす前処理をすることを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 1,
An electric power system stabilization device characterized in that, when the accuracy of the power cut effect estimation model is insufficient, preprocessing is performed to reduce learning data to only change point data.
請求項1に記載の電力系統安定化装置であって、
前記電制効果推定モデルは、電制時の過渡安定度計算結果と学習設定値をもとに、故障点、故障様相、電制機に対して、加速傾向同期発電機に対して求めることを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 1,
The power shedding effect estimation model is based on the calculation results of transient stability during power shedding and learning setting values, and calculates what is required for the accelerating tendency synchronous generator with respect to the failure point, failure mode, and shedding machine. Characteristic power system stabilization device.
請求項1に記載の電力系統安定化装置であって、
前記機械学習は、説明変数として、同期発電機の運転点から電制直前までの内部相差角と有効電力出力のプロット点とし、目的変数として、同期発電機の電制後から一定時間後または、有効電力の最大値となるタイミングまでの減速エネルギーまたは電制前後の減速エネルギー偏差または発電機内部相差角のピーク値または電制前後の発電機内部相差角のピーク値偏差、とであることを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 1,
The machine learning uses plot points of the internal phase difference angle and active power output from the operating point of the synchronous generator to just before the power cut as explanatory variables, and as the objective variable, a certain period of time after the power cut of the synchronous generator, or It is characterized by the deceleration energy up to the timing when the active power reaches its maximum value, the deceleration energy deviation before and after the electrical shedding, the peak value of the generator internal phase difference angle, or the peak value deviation of the generator internal phase difference angle before and after the electrical shedding. power system stabilization device.
請求項1に記載の電力系統安定化装置であって、
前記電制効果推定モデルの精度を、決定係数、学習モデルを用いたテスト結果(減速エネルギー推定値)の誤差の偏差の最大値・最小値、誤差の偏差の絶対値の最大値・最小値、二乗平均平方根誤差RMSEの1つ以上を用いて評価することを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 1,
The accuracy of the shedding effect estimation model is determined by the coefficient of determination, the maximum and minimum values of the deviation of the error of the test results (estimated deceleration energy value) using the learning model, the maximum and minimum values of the absolute value of the deviation of the error, A power system stabilizing device characterized in that evaluation is performed using one or more root mean square errors RMSE.
請求項1に記載の電力系統安定化装置であって、
前記電制対象選択部は、前記電制効果推定計算結果と電制制約データを用いて、電制効果推定計算の算術平均または加重平均または幾何平均または調和平均または最大値のいずれか1つ以上を用いて1台ずつ選択することを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 1,
The power restriction target selection unit uses the power restriction effect estimation calculation result and the power restriction restriction data to select one or more of an arithmetic mean, a weighted average, a geometric mean, a harmonic mean, or a maximum value of the power restriction effect estimation calculation. An electric power system stabilizing device characterized in that the devices are selected one by one using the following.
請求項1に記載の電力系統安定化装置であって、
前記電制効果の推定計算結果の大きさに基づき電制候補をスクリーニングする電制候補スクリーニング部を備え、
前記電制対象選択部は、前記電制候補のスクリーニング結果の同期発電機と再生可能エネルギー電源の1つを電制選択し、前記電力系統の過渡安定度が安定化するまで、電制効果推定計算結果や感度や発電機内部相差角や発電機エネルギーに関するいずれかの指標に基づき電制候補を電制対象として選択することを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 1,
comprising an electric power restriction candidate screening unit that screens electric power restriction candidates based on the magnitude of the estimated calculation result of the electric power restriction effect;
The power cut target selection unit selects one of the synchronous generator and renewable energy power source from the screening results of the power cut candidates, and estimates the power cut effect until the transient stability of the power system is stabilized. An electric power system stabilizing device that selects power control candidates as power control targets based on calculation results, sensitivity, generator internal phase difference angle, and any index related to generator energy.
請求項1に記載の電力系統安定化装置であって、
前記出力部は、系統設備データと系統計測データと想定故障データと閾値データと電制制約データと電制効果推定モデルデータと過渡安定度計算結果データと前電制効果推定計算結果データと系統安定化確認結果データと電制対象選択結果データと感度計算結果データと電制候補スクリーニング結果データと電制対象計算結果データのうち少なくとも一つ以上を表示することを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 1,
The output unit includes system equipment data, system measurement data, assumed failure data, threshold data, power shedding constraint data, power shedding effect estimation model data, transient stability calculation result data, pre-shutdown effect estimation calculation result data, and system stability. 1. A power system stabilization device, characterized in that it displays at least one of the following: power restriction target selection result data, power restriction target selection result data, sensitivity calculation result data, power restriction candidate screening result data, and power restriction target calculation result data.
請求項1に記載の電力系統安定化装置であって、
前記電力系統安定化装置は、前記出力部が与える前記電制対象を記憶して、電力系統の故障発生時に、記憶した前記電制対象を電制制御する制御装置を含んで構成されることを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 1,
The power system stabilizing device is configured to include a control device that stores the power restriction target given by the output unit and controls the stored power restriction target when a failure occurs in the power system. Characteristic power system stabilization device.
請求項1に記載の電力系統安定化装置であって、
前記電制効果推定モデル作成部を実行する第1のプロセッサと、前記電制効果推定計算部と電制対象選択部と出力部を実行する第2のプロセッサを備え、第2のプロセッサの処理実行前の段階において第1のプロセッサの処理実行がされていることを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 1,
a first processor that executes the electricity restriction effect estimation model creation section; a second processor that executes the electricity restriction effect estimation calculation section, the electricity restriction target selection section, and the output section; A power system stabilizing device characterized in that a first processor is executing processing in a previous stage.
請求項1に記載の電力系統安定化装置であって、
前記電制効果推定モデル作成部を実行するプロセッサの制御周期と、前記電制効果推定計算部と電制対象選択部と出力部を実行するプロセッサの制御周期が相違することを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 1,
An electric power system characterized in that a control cycle of a processor that executes the power cut effect estimation model creation section and a control cycle of a processor that executes the power cut effect estimation calculation section, power cut target selection section, and output section are different. Stabilizer.
請求項1に記載の電力系統安定化装置であって、
前記電制効果推定モデル作成部は、過渡安定度計算を行って電制時過渡安定度計算結果データを求め、前記電制時過渡安定度計算結果データを機械学習におけるモデル構築用データとモデル検証用データに分けて保持し、モデル構築用データで機械学習した時の電制効果とモデル検証用データの時の電制効果の精度を評価して電制効果推定モデルを作成することを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 1,
The electric power restriction effect estimation model creation unit performs transient stability calculation to obtain transient stability calculation result data during electric power restriction, and uses the transient stability calculation result data during electric power restriction as data for model construction in machine learning and model verification. It is characterized by creating a model for estimating the power shedding effect by storing the data separately for use and evaluating the accuracy of the power shedding effect when machine learning is performed using the data for model construction and the data for model verification. power system stabilization device.
請求項1に記載の電力系統安定化装置であって、
前記電制効果推定モデル作成部は、電力系統における前記想定故障時に電制を行う時の過渡安定度計算結果に基づき回帰式と機械学習により電制効果推定モデルを作成するにあたり、機械学習で用いる学習データは実際の無電制過渡安定度計算結果が外挿されないように、十分に広いデータであることを確認する学習データ十分性確認機能を具備することを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 1,
The power shedding effect estimation model creation unit uses machine learning to create a power shedding effect estimation model using a regression equation and machine learning based on the transient stability calculation results when power shedding is performed at the time of the assumed failure in the power system. A power system stabilizing device characterized by comprising a learning data sufficiency confirmation function that confirms that the learning data is sufficiently wide data so that the actual powerless control transient stability calculation results are not extrapolated.
請求項1に記載の電力系統安定化装置であって、
前記電制効果推定計算部は、電制効果推定モデルと過渡安定度計算結果に基づき同期発電機と再生可能エネルギー電源の1つ以上の電制による電制効果を推定するにあたり、電制効果推定モデルに対して、過渡安定度計算結果データが外挿されていないことを、電制効果推定計算の前にチェックすることを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 1,
The electricity shedding effect estimation calculation unit estimates the electricity shedding effect due to electricity shedding of one or more of the synchronous generator and the renewable energy power source based on the electricity shedding effect estimation model and the transient stability calculation results. A power system stabilizing device characterized by checking that transient stability calculation result data is not extrapolated to a model before a power cut effect estimation calculation is performed.
請求項1に記載の電力系統安定化装置であって、
前記出力部は、電制効果推定結果を、複数の発電機と複数の電制制御される発電機を縦横に配置したマトリクス状画面上に数値記載して表示することを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 1,
The output unit is characterized in that the output unit displays the electric power shedding effect estimation result by numerically writing it on a matrix-like screen on which a plurality of generators and a plurality of generators to be subjected to electric shedding control are arranged vertically and horizontally. conversion device.
請求項20に記載の電力系統安定化装置であって、
前記マトリクス状画面上に、電制制御を推奨する順位を付していることを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 20,
An electric power system stabilizing device characterized in that a ranking of recommending electric power control is given on the matrix screen.
請求項1に記載の電力系統安定化装置であって、
前記出力部は、故障様相、電制を行う発電機、加速傾向同期発電機の各組合せに対して、故障発生前から故障発生、故障除去を経て電制に至る各時刻での発電機内部相差角および電制効果推定結果を時系列に出力することを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 1,
The output unit outputs the internal phase difference of the generator at each time from before the occurrence of the failure to the occurrence of the failure and the time when the power is cut off after the failure occurs, for each combination of the failure mode, the generator that performs the power cutoff, and the acceleration tendency synchronous generator. A power system stabilizing device characterized by outputting corner and grid effect estimation results in time series.
請求項20から請求項22のいずれか1項に記載の電力系統安定化装置であって、
前記電制効果推定結果は、スパース回帰(縮小回帰)モデルを用いて算出されたものであることを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to any one of claims 20 to 22,
A power system stabilizing device, wherein the power cut effect estimation result is calculated using a sparse regression (reduced regression) model.
請求項1に記載の電力系統安定化装置であって、
前記出力部は、縦横軸の一方に変数の回帰係数を、他方に想定故障の種別ごとに、個別の発電機について電制処理を行った時の他の発電機に与える影響の関係を示すハイパーパラメータαを用いて表記した解パス図として出力することを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 1,
The output section is a hyperlink that shows the regression coefficients of variables on one of the vertical and horizontal axes, and the relationship between the effects on other generators when power reduction processing is performed on individual generators on the other side for each type of assumed failure. A power system stabilizing device characterized by outputting a solution path diagram expressed using a parameter α.
請求項7に記載の電力系統安定化装置であって、
前記前処理は、変数減少法、変数増加法、変数増減法、主成分分析、のいずれか1つ以上を適用することを特徴とする電力系統安定化装置。
The power system stabilization device according to claim 7,
The power system stabilization device is characterized in that the preprocessing applies one or more of a variable reduction method, a variable increase method, a variable increase/decrease method, and principal component analysis.
同期発電機および再生可能エネルギー電源を含む電力系統における想定故障時の安定度に応じて、電力系統における故障発生時の安定化制御を実施する電制対象を定める電力系統安定化方法であって、
電力系統における前記想定故障時に電制を行う時の過渡安定度計算結果に基づき回帰式と機械学習により電制効果推定モデルを作成する電制効果推定モデル作成ステップと、
前記電制効果推定モデルと過渡安定度計算結果に基づき同期発電機と再生可能エネルギー電源の1つ以上の電制による電制効果を推定する電制効果推定計算ステップと、
前記電制効果の推定計算結果の大きさに基づき電制候補の同期発電機と再生可能エネルギー電源の1つを電制選択し、前記電力系統の過渡安定度が安定化するまで、電制効果推定計算結果に基づき電制候補を電制対象として選択する電制対象選択ステップと、
各部の結果を出力する出力ステップと、を備えることを特徴とする電力系統安定化方法。
A power system stabilization method that determines a power grid target for implementing stabilization control when a failure occurs in a power system according to the stability at the time of an assumed failure in a power system including a synchronous generator and a renewable energy power source, the method comprising:
a step of creating a power shedding effect estimation model using a regression equation and machine learning based on the transient stability calculation results when performing power shedding at the time of the assumed failure in the power system;
A power shedding effect estimation calculation step of estimating a power shedding effect due to power shedding of one or more of a synchronous generator and a renewable energy power source based on the power shedding effect estimation model and the transient stability calculation results;
Based on the magnitude of the estimated calculation result of the power shedding effect, one of the power shedding candidates, a synchronous generator and a renewable energy power source, is selected for power shedding, and the power shedding effect is maintained until the transient stability of the power system is stabilized. an electricity restriction target selection step of selecting an electricity restriction candidate as an electricity restriction target based on the estimation calculation result;
A power system stabilization method comprising: an output step for outputting the results of each part.
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