JP4570095B2 - ループコントローラの設置方法およびループコントローラの設置位置決定プログラム - Google Patents
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Description
上村敏 他「需要地系統の構成のための基礎検討−対象区域とループコントローラの必要容量と適用−」電力中央研究所報告 研究報告:T00057,2001
<数4>
ν’=ν\{ν+∪ν−}
<数11>
V=ei+jfi
本発明のループコントローラの設置方法を図6に示す配電系統モデルを対象に行った。図6に示す配電系統モデルは、二次変電所(154/66kV)1箇所あたりの標準的な需要規模250MWに対し、7箇所の配電変電所からの供給している6.6kV系統のモデルである。
1)1配電変電所は、3つの変圧器バンク(20MVA×3)構成で、それぞれの変圧器バンクより各々4フィーダー出ている。
2)隣接フィーダーには同じ変圧器バンクからは供給しない。
3)1フィーダーは2本の分枝を持つ6ノード回路として表現する。配電線インダクタンスは1.2mH/kmとする。
4)フィーダー途中に柱上変圧器のタップ変更点が1箇所有るものとする。
5)各フィーダー端点(1フィーダー当たり3ノード)は、隣接フィーダーとのループ化が可能なものとする。
6)以上のフィーダー構成は、7配電変電所ですべて共通とする。
(1)N=1...526;
ノード番号1から526までを表す。
(2)A=1...525;
アーク(枝、辺)番号1から525までを表す。
(3)Aloc=1...108;
ループコントローラ設置可能場所を表す。
(4)na=[1,1]1[1,5]1
[2,2]1[2,6]1...,
naは、ノード(1,1)と(1,5)の間にアーク(枝)があることを表す。尚、ノード1とノード1は同じなので、実際には枝は存在しないが、Gii及びBiiの値が0とはならないため、仮に1としている。
(5)an1=[1] 525 [2] 504 [3] 503 [4] 502 [5] 504...,
an2=[1] 504 [2] 503 [3] 502 [4] 501 [5] 500...
an1とan2は各枝の端点を表す。即ち、枝1はノード525と504を結んでいることを表す。
(6)ln1=[1] 476 [2] 451 [3] 452 [4] 469 [5] 446.... ,
ln2=[1] 500 [2] 475 [3] 494 [4] 493 [5] 470...
ln1とln2はループコントローラ設置可能場所両端点を表す。即ち、設置可能場所1はノード476と500の間であることを表す。
(7)g=[1,1]6.284960 [1,5]−6.284960
[2,2]8.591530[2,6]−8.591530...,
b=[1,1]−8.287100 [1,5]8.287100
[2,2]−14.702580 [2,6]14.702580...,
G、Bは、各枝間のアドミタンスを表す。
(8)pg=[1]0.000000[2]0.000000[3]0.000000...,
qg=[1]0.000000[2]0.000000[3]0.000000...,
pl=[1]0.042290[2]0.024100[3]0.041470...,
ql=[1]0.000000[2]0.000000[3]0.000000...,
PG,QG,PL,QLに各母線における発電有効・無効電力、負荷有効・無効電力を表す。
(9)vmin=0.983766;vmax=1.042208;
各母線の電圧の上下限を表す。
(10)imax=0.34295;
各枝を流れる電流の上限を表す。
(11)alpha=1;beta=10;
変動費α及び固定費βを表す。
以上の設定を行い、配電系統モデルを記憶させたうえで、本発明のループコントローラの設置位置決定プログラムを実行した。実行結果を表1に示す。
局所探索法での、計算結果を表2に示す。尚、各パラメータの値は同一のものを用いた。表2に示すように、局所探索法で求めたループコントローラの必要設置台数は11台、設置費用は13.75で、本発明のループコントローラの設置方法と同じ結果を得た。これにより、いずれの方法でも最適解を求めることが可能であることが確認できる。しかしながら、最適潮流計算(数式66)を84回解く必要があり、計算時間は15070秒となった。尚、計算機は、同一性能のものを用いた。
次に、実施例1と同じモデル系統を用いて、需要パターンを変化させた2つの運用断面を同時に考慮した最適化を行うことで、多断面最適化への適用実験を行った。想定した2断面は図7〜図9に示すように計4ノードのうちの2ノードの需要増加量(第1断面増加量、第2断面増加量)を(2MW,3MW)の組み合わせとし、残りの2ノードを(3MW,2MW)の組み合わせとしたものである。
1)T=1...2;
断面1と2が存在することを表す。
2)断面毎に異なる値(数式36参照)については、異なるパラメータを与える。
例えば、
pl=[1,1]0.042290[2,1]0.024100[3,1]0.041470...
[1,2]0.042290[2,2]0.024100[3,2]0.041470...,
のように、[ノード番号、断面番号]と添字を与え、断面ごとに異なる値を与える。
Claims (4)
- 電力系統において予め設定される制約を満たし、かつ、設置に際して必要となる固定費及び必要となる容量により変動する変動費からなるループコントローラの設置費用を最小化する前記ループコントローラの設置位置及び容量を、線形近似法により前記固定費及び前記変動費を有する本来の前記ループコントローラの設置費用を前記変動費のみにより表して、該設置費用の最小化を目的関数とし、少なくとも前記電力系統での潮流制約、電圧の上下限制約及び電流の上限制約を制約条件とするループコントローラの設置位置の決定についての数理計画問題を解き、該数理計画問題の解に基づいて前記設置費用の更新を行う処理を繰り返すことにより決定することを特徴とするループコントローラの設置方法。
- 前記制約条件に、複数の断面での潮流制約を加えたことを特徴とする請求項1に記載のループコントローラの設置方法。
- 少なくとも電力系統内の電気設備数、該電気設備間の接続関係、ループコントローラの設置可能場所と設置費用、前記電気設備における発電有効・無効電力、負荷有効・無効電力、電圧の上下限及び前記電気設備間での電流の上限を記憶装置に記憶させることにより対象とする電力系統を設定して、該電力系統において予め設定される制約を満たし、かつ、設置に際して必要となる固定費及び必要となる容量により変動する変動費からなる前記ループコントローラの設置費用を最小化する前記ループコントローラの設置位置及び容量を、線形近似法により前記固定費及び変動費を有する本来の前記設置費用を変動費のみにより表して、該設置費用の最小化を目的関数と、また、少なくとも前記電力系統での潮流制約、電圧の上下限制約及び電流の上限制約を制約条件して記憶させた数理計画問題を解き、得られた解に基づいて、前記設置費用の更新を行う処理をコンピュータに繰り返し実行させて求めることを特徴とするループコントローラの設置位置決定プログラム。
- 前記制約条件として、複数の断面での潮流制約を記憶装置に記憶させることを特徴とする請求項3に記載のループコントローラの設置位置決定プログラム。
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