JP5014254B2 - 系統分離判定方法およびそのプログラム - Google Patents

Description

本発明は、給電所、制御所等の運転員の平常時、事故時における系統運用に関する技術、技能などの維持・向上を図るための訓練用の系統シミュレーションにおいて、事故発生時、または開閉器操作時における系統シミュレーションの模擬対象系統範囲を決定するための系統分離判定方法、およびその方法に基づいて系統シミュレーションを実行するプログラムに関する。

電力系統訓練用の系統シミュレーションは、系統事故発生に伴う系統分離発生、停電系統発生等を模擬し、系統事故発生時の系統現象を忠実にシミュレーションして停電した系統の停電解消を図る系統事故復旧訓練を行うことが目的である。したがって、最大の訓練効果を得るためには、事故発生時の系統現象を実際の系統と同様に、実時間で、かつ高精度に系統のシミュレーションを行い、臨場感のある訓練を実施することが必要不可欠である。

そのためには、系統事故発生時の主保護リレー、後備保護リレーの動作模擬に伴う系統状態の変化に追随して、系統分離判定、さらには停電系統の発生有無等の判定を迅速に行うなど、系統シミュレーションを実時間で、かつ高精度に実施することが要請される。

ここで、上記の系統分離判定とは、例えば系統事故発生時の主保護リレー等の動作に伴う電力系統の接続関係を調べて、どの箇所の電力系統が元の電力系統から切り離れされたかといった系統分離の発生の有無を調べることである。

ところで、訓練用シミュレータを用いた訓練では、通常、訓練形態として、単独訓練と複合訓練とが実施される。ここに、単独訓練とは、１箇所の給電所、または制御所の運転員が当直単位でチーム毎に実施する訓練である。一方、複合訓練とは、管轄系統範囲が隣接している２給電所、または１給電所＋１制御所、または２制御所等の運転員が当直単位で、チーム毎に実施する訓練である。このため、複合訓練では、訓練室が２室設置され、複合訓練を行う訓練対象者（トレーニ）が各々の訓練室のトレーニ卓、系統盤等を使用して、訓練を実施する。したがって、この複合訓練では、単独訓練に比較して系統シミュレーションを行う系統範囲が非常に大きくなるので、系統分離判定を行なう場合、処理の高速化をいかに実現するかが重要となる。

従来から、訓練用シミュレータの系統分離判定を行う上では、訓練に必要な情報を予め整えて各種の準備設定を行うための訓練準備モードと、この訓練準備モードの実行後に系統事故発生を模擬してその事故復旧訓練を行う訓練実行モードの２段階が必要となる。そして、従来、系統分離判定を行う際、上記の訓練準備モードと訓練実行モードは、それぞれ異なる手法により実施されている。

すなわち、前者の訓練準備モードでは、訓練開始時刻の初期系統状態における系統運用状態を自動的に算出するために、系統構成状態の設定、発電機の運転条件、負荷の条件設定等を行い、さらに系統事故発生条件の設定と主保護リレー、後備保護リレーの動作模擬を行い、事故発生時に動作する保護リレーと遮断されるＣＢ（遮断器）を決定し、これらを事故シーケンスとして登録する。最後に、上記の各種設定に基づき、訓練開始時点の妥当な初期系統運用状態を自動作成し、訓練シナリオとして登録する。

その準備のために、初期系統状態においては電力系統をモデル化し、母線をノード、送電線や変圧器をブランチとして設定するとともに、発電機の有効電力出力が最大の発電機母線を基準ノードとして設定し、この基準ノードと接続のあるノード、ブランチを全て探索し、当該ノード、ブランチを含む系統を初期系統として、初期系統計算を実行する。この場合、上記の初期系統に含まれるノード、ブランチは全て充電系統として扱う一方、初期系統に含まれない系統は停電系統として扱う。よって、停電系統の母線電圧はゼロとなる。

一方、後者の訓練実行モードでは、訓練準備モードで作成した初期の系統状態に関する系統分離判定結果、つまり、充電系統か停電系統かの判定結果をベースとして、リレー動作に伴う遮断対象のＣＢの状態変化を反映して、それに伴う系統シミュレーションを行い、その系統に対して事故復旧訓練を行う。すなわち、事故発生時の主保護、後備保護リレーの動作模擬に伴うＣＢの遮断、また、各種の系統保護装置、制御装置によるＣＢの投入、開放、あるいは、トレーナの電気所代行操作による、ＣＢの投入、開放等が実施される。

そして、それらのＣＢの投入、開放の状態変化が発生するたびに、その都度、系統分離判定を行い、系統シミュレーションの計算対象の系統範囲を迅速に決定する。このとき、系統分離が発生する場合には、各系統分離単位に系統シミュレーションを実行し、その系統に関する母線電圧、有効電力と無効電力の分布、系統周波数、母線の充停電状態を判定し、その判定結果のデータを訓練を実施しているトレーニとトレーナに対して実際の勤務状況と同様に通知して訓練の進行を図る。

したがって、訓練実行モードでは、保護リレー等の動作模擬に基づく１つの開閉器の状態変化が発生するたびに、その都度、訓練対象系統について系統分離判定を高速に行う必要があり、それらの処理をいかにリアルタイムに実行し、訓練者に対して訓練における臨場感を確保するかが、非常に重要である。

ところで、従来の系統分離判定方法として、電圧階級別に系統認識を行い、さらに、電圧階級が異なる系統間を接続するバンク（変圧器）の認識を行い、両者を合せて系統全体の認識を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

すなわち、この従来技術では、開閉器の入切状態からノードの縮退を行い、さらに開閉器の入切状態とノード縮退結果からブランチの縮退を行う。ここに、ノード縮退とは、開閉器の入切状態から電力系統の複数のノードを等価的に簡略化する処理をいい、また、ブランチ縮退とは、開閉器の入切状態とノード縮退結果から電力系統の複数のノードを等価的に簡略化する処理をいう。そして、ノード縮退結果とブランチ縮退結果を用いて電圧階級別の分割した系統範囲の系統認識を行う。次に、バンク（変圧器）は異なる電圧階級を接続するものなので、その両端ノードは異なる電圧階級に所属することから、２つの電圧階級間の接続を認識するためのバンク認識を行う。最後に、これらの結果を合せて、系統全体の認識を行う。

このように、従来技術では、個々の開閉器の状態変化が発生するたびに、ノード縮退処理とブランチ縮退処理→各縮退結果を用いた電圧階級別の系統認識→電圧階級間の接続認識（バンク認識）→系統全体の系統分離判定、という一連の処理を実行する。

特開平９−３２７１２８号公報

前述のように、複合訓練では、単独訓練に比較して、系統シミュレーションを行う系統範囲が非常に大きくなるため、系統分離判定を行なう場合、処理の高速化をいかに実現するかが重要である。また、訓練実行モードでは、１つの開閉器の状態変化が発生するたびに、その都度、系統分離判定を行う必要があるので、それらの処理をいかにリアルタイムに実行し、訓練者に対して訓練における臨場感を確保するかが、非常に重要である。

しかし、上記の特許文献１に記載された従来技術では、前述の複合訓練のような大規模系統の系統分離判定を高速に実施する際、訓練における臨場感の確保を図ることが難しい。以下、この点について詳述する。

（１）従来技術では異電圧ループ系統には適用し難い。
すなわち、電力系統では、複数の変電所の変圧器（バンク）を介して、例えば５００ｋＶと２７５ｋＶの電圧が異なる系統がループ構成された異電圧ループ系統として存在することがある。このような場合には、複数の５００ｋＶの部分系統と、複数の変電所の変圧器（バンク）と、複数の２７５ｋＶの部分系統とを一括して系統分離判定を行う必要がある。

しかし、従来技術では、訓練実行モードにおいて、遮断器（ＣＢ）や断路器（ＬＳ）等の開閉に伴う状態変化の発生部分のみに着目して系統認識処理を行うため、系統分離が発生しないのに系統分離が発生したと誤判定を行う場合がある。すなわち、状態変化の発生部分では系統分離が生じても、系統全体では、系統分離と判定される設備の両端が別の５００ｋＶの部分系統、変電所の変圧器（バンク）、２７５ｋＶの部分系統を順次経由して互いに接続されている場合があるので、そのような場合には従来技術は誤判定を起こす。

（２）従来技術では、遮断器（ＣＢ）や断路器（ＬＳ）等の個々の開閉器単位で接続、非接続の状態変化の判定を行うが、これは無駄な処理を行うことになる。
すなわち、例えば、送電線には線路側ＬＳ、送電線ＣＢ、母線側ＬＳ（ただし甲、乙ＬＳは並列）が順次直列接続されているような場合、１つの開閉器の状態変化で、接続、非接続を判定しても、直列接続されている開閉器全体が常に接続、または非接続になる分けではない。つまり、母線側ＬＳの甲ＬＳが非接続になっても乙ＬＳが接続しているときには開閉器全体としては接続状態が維持されている。したがって、このように１つの開閉器の状態変化があっても、直列接続されている開閉器全体で状態変化が起こらない限り、系統分離判定を行う必要がない。しかし、従来技術では個々の開閉器の状態変化が発生するたびに、前述した一連の系統分離判定処理を必ず実行することになるため、無駄な処理が生じて系統分離判定に余分な時間を要する。

（３）従来技術では、大規模系統において訓練準備モード時の処理に要する計算機の負荷が大きくなる。
すなわち、複合訓練のように系統シミュレーションを行う系統範囲が大規模になると、電圧階級が５００ｋＶ、２７５ｋＶ、１５４ｋＶ、６６ｋＶ系統と多くなるとともに、変電所の箇所数と変圧器（バンク）数が多くなる。この場合、従来技術では、ノード縮退処理とブランチ縮退処理の結果を用いた電圧階級別の部分系統認識を行った上で、電圧階級間の接続認識（バンク認識）を行うため、系統分離判定の前処理である各部分系統認識処理と各バンク認識処理に要する処理の計算機の負荷が大きくなる。

本発明は、従来の上記の課題を解決するためになされたもので、複合訓練のような大規模系統における系統分離判定を高速に実施できるようにして、訓練における臨場感の確保を図ることができる系統分離判定方法、およびその方法に基づいて系統シミュレーションを実行するプログラムを提供することを目的とする。

訓練準備モードでは、複合訓練のように訓練対象系統が大規模系統の場合、初期系統構成状態の系統分離判定を行うが、その処理は、基準ノードを設定し、その基準ノードと接続のある全てのノード、ブランチを探索するという手順になる。したがって、この処理を高速化するためには、探索する系統規模を小さくすることが何より重要である。

そこで、本発明では、訓練準備モードにおいて、系統分離判定を行う際、各連系変電所の２次側母線を互いに共有するように上位系統と複数の下位系統とに電圧階級ごとに系統分割し、各系統のノード、ブランチのサイズを小さくして検索範囲を狭くする。また、上位系統から下位系統というように電圧階級ごとに順次系統分離を行うだけでなく、各系統分割した単位で並列処理を行うようにする。

しかも、その系統分割を行う際に、上位系統と下位系統の２次側母線を相互に共有するようにしてから仮想のリアクタンス、アドミタンスを設定した直流回路網計算を用いて上位系統の系統分離判定を行い、その結果、連系変電所の２次側母線が充電となる場合には、その下位系統の系統分離判定を行う時点で、当該充電母線を等価的な発電機母線として扱う。これにより、上位系統の系統分離判定結果を直接、下位系統の系統分離判定に引き継ぐことができるので、上位系統と下位系統と系統分離判定結果を合わせれば、それが複合訓練における訓練対象系統全体の系統分離判定結果として得られる。

一方、訓練実行モードでは、複合訓練のように訓練対象系統が大規模系統の場合、ＣＢ、ＬＳ等の開閉器の状態変化が発生するたびに、その都度、系統分離判定を行う必要がある。特に、事故発生時には、主保護・後備保護リレーの動作模擬に伴うＣＢのトリップ、各種系統保護装置（ＵＦＲ、ＯＦＲ、系統安定化装置、ＯＬＲ等）、制御装置（全停時自主操作、受電線自動切替装置等）等の動作に伴うＣＢの開放等の状態変化が頻発するため、系統分離判定を高速に処理することが必要不可欠となる。したがって、ＣＢの開放時には、当該開閉器の両端が充電状態で、かつ、同一系統の場合は、ＣＢ開放後に系統分離が発生する可能性があり、訓練対象系統全体の系統分離判定を行う必要がある。

そこで、本発明では、例えば送電線については、母線側ＬＳ（甲ＬＳ、乙ＬＳ）、送電線ＣＢ、線路側ＬＳからなる開閉器の全体を一括して一つの開閉器群として扱い、その開閉器群に含まれる開閉器ＬＳ、ＣＢの開閉により、当該の開閉器群が「投入状態から開放状態」に、または「開放状態から投入状態」に変化するかを判定し、当該開閉器群としての変化が発生しない場合には系統分離判定を実施せず、当該開閉器群としての変化が発生する場合にのみ系統分離判定を実施する。

本発明による系統分離判定方法を訓練用シミュレータに適用すれば、訓練準備モードおよび訓練実行モードにおける系統分離判定の各々について処理を高速化できるため、事故復旧訓練において、事故発生時に頻発するＣＢ、ＬＳ等の開閉器の状態変化を迅速に処理し、実時間で系統分離判定処理を実行することができる。その結果、訓練における臨場感を実現できるため、高い訓練効果を得ることが可能になる。

実施の形態１．
図１はこの発明を適用する訓練用シミュレータの構成図である。
まず、訓練を実施するための訓練の問題となる系統構成状態、発電機・負荷条件と事故発生条件等から成る訓練シナリオを、トレーナが訓練管理サーバ群１、トレーナ卓４を使用して作成し、登録する。

次に、訓練実施時には、トレーナがトレーナ卓４から登録した訓練シナリオを選択して、実時間で実行するが、それに伴い、系統摸擬サーバ群２で系統シミュレーションが実行されて、その計算結果がトレーナ卓４、トレーニ卓５と大画面系統盤６に表示される。トレーニ（被訓練者）は自動化摸擬サーバ群３、トレーニ卓５、大画面系統盤６を使用して、事故発生状況を確認、把握して、事故復旧操作のための復旧指令、復旧操作等を行い、停電している負荷の復旧等を行う。

一方、訓練実施中の系統シミュレーションは、系統摸擬サーバ群２で実行されるが、系統の静的、動的特性をシミュレーションするソフトウェアは、この系統摸擬サーバ群２に実装されて動作する。訓練管理サーバ群１、系統摸擬サーバ群２、自動化摸擬サーバ群３間の情報の送受信、また、トレーナ卓４、トレーニ卓５、大画面系統盤６へのデータ送信は、システムＬＡＮ７を介して行う。

図２は訓練用シミュレータを構成するための系統摸擬サーバ群２の計算機の一例を示す構成図である。
計算機は、対称型マルチＣＰＵ構成の計算機であり、複数の計算機であるＣＰＵ１（８）、ＣＰＵ２（９）、ＣＰＵ３（１０）、…、ＣＰＵｎ（１１）と各ＣＰＵが共通にアクセス可能な共有メモリ１２から構成される。なお、各ＣＰＵはキャッシュメモリ、ローカルメモリと外部記憶装置を実装しており、システムＬＡＮ７と接続している。この計算機は、訓練準備モードや訓練実行モードにおける各種計算処理や並列計算処理を行う。

図３は、例えば給電所と制御所の２箇所の合同訓練を行う場合の訓練対象系統の説明図である。
この場合、給電所の管轄系統Ａと制御所の管轄系統Ｂだけでなく、その上位の超高圧系統を含んで訓練対象系統が構成される。そこで、ここでは給電所と制御所の各管轄系統を下位系統Ａ、Ｂとし、その上位の超高圧系統を上位系統Ｃとする。なお、図中の符号Ｍ１，Ｍ２は上位系統と下位系統の連系変電所の１次側母線と２次側母線、ＳＷはＣＢ（遮断器）やＬＳ（断路器）を含む開閉器群、Ｔはバンク（変圧器）である。

図４および図５は、図３に示した訓練対象系統において系統分離判定を実行する場合の前処理として必要となる系統分割の処理内容を示す説明図である。

上位系統Ｃの系統分割を行う場合には、図４に示すように、上位系統Ｃと下位系統Ａ、または上位系統Ｃと下位系統Ｂの２次側母線Ｍ２を相互に共有するように、２次側母線Ｍ２に接続する下位系統Ａ、Ｂの開閉器ＳＷを全て開放して、上位系統Ｃのみを選定して、上位系統Ｃの系統分離判定を行う。つまり、２次側母線Ｍ２まで上位系統Ｃに含めて系統分割する。その理由は、最初に上位系統Ｃの系統分離判定を行った結果、連系変電所の２次側母線Ｍ２が下位系統Ａ、Ｂの連系変電所の充電系統となる場合には、次の下位系統Ａ、Ｂの系統分離判定を行う時点で、当該充電母線Ｍ２を等価発電機母線として扱うことにより、上位系統Ｃの系統分離判定結果を直接、下位系統Ａ、Ｂに反映できるからである。

下位系統Ａ、Ｂの系統分割を行う場合には、図５に示すように、２次側母線Ｍ２に接続されたバンクＴとの間の２次側開閉器ＳＷを全て開放する。そして、図４に示した先の上位系統Ｃの系統分離判定において、当該連系変電所の２次側母線Ｍ２が充電系統になっている場合には、当該２次側母線Ｍ２に等価発電機Ｇを接続して、発電機母線として扱う。

図６は、図３に示したように上位系統Ｃと下位系統Ａ、Ｂを合せて訓練対象系統として、上位系統Ｃ、下位系統Ａ、下位系統Ｂに系統分割した後に系統分離判定を実施する場合の処理フロー図である。なお、以下、図中符号Ｓは各処理ステップを意味する。

まず、上位系統Ｃ、下位系統Ａ、下位系統Ｂに系統分割を行う（Ｓ３３）。これは上記の図４、図５について説明した内容に基づいて処理される。すなわち、上位系統Ｃと下位系統Ａ、Ｂについて、相互系統間の連系変電所の２次側母線を共有するように系統分割を行い、一度に実施する系統分離判定の対象系統のノード、ブランチのサイズを小さくする。

すなわち、上位系統Ｃについては、図４に示したように、連系変電所の２次側母線Ｍ２に接続している送電線、変圧器等の各開閉器ＳＷを全て開放して、上位系統Ｃのみを対象系統とする。下位系統Ａ、下位系統Ｂについては、図５に示したように、連系変電所の各変圧器の２次側の各開閉器ＳＷを全て開放して、下位系統Ａ、または下位系統Ｂのみを対象系統とする。これにより、探索するノード、ブランチ数を減らして探索範囲を削減することができるため、処理時間の短縮に有効である。

このようにして、Ｓ３３で上位系統Ｃ、下位系統Ａ、下位系統Ｂに系統分割されると、次に、上位系統Ｃ→下位系統Ａ→下位系統Ｂの順に系統分離判定を行う。
すなわち、まず、上位系統Ｃの最大出力の発電機母線を基準ノードに設定する（Ｓ３４）。そして、この基準ノードを出発点にして、基準ノードに接続するノード、ブランチを全て探索し、全系統範囲の系統分離判定を行う（Ｓ３５）。これにより、上位系統Ｃと下位系統Ａ、Ｂの連系変電所の２次側母線Ｍ２が基準ノードと接続するかどうかが判定される。

通常は、各ノードに接続しているブランチ番号と各ブランチの両端のノード番号をテーブル形式に保存し、当該のノード、ブランチテーブルを交互に探索することにより系統分離判定を行うことができる。この基準ノードに接続している全てのノード、ブランチが同一系統となり、かつ充電系統になり、訓練対象系統となる。そして、この系統に対して、充電系統として共通の系統番号、例えば“１”を与える。
なお、上記の系統分離判定（Ｓ３５）の具体的な手順については後述する（図８参照）。

また、複合訓練を行う訓練準備モードの初期段階においては、上位系統Ｃと下位系統Ａ、Ｂとは必ず電気的に連系されている状態からスタートするため、下位系統Ａの連系変電所は、必ず、上位系統Ｃの基準ノードと接続があり、連系変電所の２次側母線Ｍ２は充電系統となる。そこで、下位系統Ａとの連系変電所の２次側母線Ｍ２の内、充電している母線を選択し、当該充電している下位系統Ａの２次側母線Ｍ２を基準ノードに設定する（Ｓ３６）。そして、上位系統Ｃについての処理手順（Ｓ３５）と同様の手順で系統分離判定を行う（Ｓ３７）。そして、基準ノードに接続する全てのノード、ブランチを訓練対象系統として共通の系統番号、例えば“１”を与える。

次に、下位系統Ｂについても充電している下位系統Ｂの２次側母線を基準ノードに設定して（Ｓ３８）、下位系統Ａについての処理手順（Ｓ３５）と同様の方法により系統分離判定を行う（Ｓ３９）。そして、基準ノードに接続する全てのノード、ブランチを訓練対象系統として共通の系統番号、例えば“１”を与える。これにより、上位系統と下位系統Ａ、Ｂの全ての系統番号が共通の番号“１”となっている全てのノード、ブランチが複合訓練における訓練対象系統と判定できる。

このように、訓練準備モードにおいて、系統分離判定を行う際、上位系統Ｃと下位系統Ａ、Ｂに系統分割することにより、前述のノード、ブランチテーブルのサイズを小さくすることができる。しかも、この系統分離判定を行う際、上位系統Ｃと下位系統Ａ、Ｂの２次側母線Ｍ２を相互に共有するようにして上位系統Ｃの系統分離判定を行い、その結果、連系変電所の２次側母線Ｍ２が充電となる場合には、下位系統Ａ、Ｂの系統分離判定を行う時点で、当該充電母線Ｍ２を等価発電機母線として扱うことにより、上位系統Ｃの系統分離判定結果が直接、下位系統Ａ、Ｂの系統分離判定に引き継がれるので、上位系統Ｃ、下位系統Ａ、Ｂの系統分離判定結果を合せれば、それが複合訓練における訓練対象系統全体の系統分離判定結果として得られる。

従来技術のように、上位系統Ｃ、下位系統Ａ、下位系統Ｂを一括で処理する場合には、それぞれの系統のノード、ブランチが、一括系統のノード、ブランチテーブルの中で、連続して存在している保証が無く、その場合、該当するノード、ブランチの探索回数が、ノード、ブランチテーブルの最大数に依存するようになり、処理回数が増加し、結果として処理時間がかかる。これに対して、この実施の形態１では、ノード、ブランチの探索範囲、処理回数を減らすことが可能となり、系統分離判定を高速に処理できることになる。

なお、訓練準備モードにおける訓練対象系統範囲の選定のための系統分離判定処理において、図３〜図６では、内容説明と理解を容易にするために、上位系統Ｃと下位系統Ａ、Ｂの３系統に分離する単純な場合について説明したが、この事例に限定されるものでないことは勿論である。

図７は、訓練準備モードの初期系統状態における系統分離判定処理、すなわち、先の図６のＳ３５、Ｓ３７、Ｓ３９で示した処理内容を具体的に示すための説明図、図８はその系統分離判定処理の処理手順の詳細を示す処理フロー図である。

訓練準備モードでは、例えば、最大の出力である発電機母線を基準ノードに設定して、当該基準ノードと接続するブランチ、ノードを探索し、これらの全てのブランチ、ノードを含む系統範囲を訓練対象系統に選定する。

そこで、まず、系統番号ｉを１に初期化し（Ｓ２４）、次に、系統番号ｉの基準ノードをＮｇｉとする（Ｓ２５）。そして、基準ノードＮｇｉに接続するノード、ブランチを全て探索し（Ｓ２６）、基準ノードＮｇｉと接続が無いノードがあるかを判定する（Ｓ２７）。この判定結果がＮｏの場合は、探索した基準ノードＮｇｉに接続する全てのノード、ブランチに対して系統番号ｉを設定し（Ｓ２８ａ）、最大の基準ノード（発電機出力が最大の発電機母線）に所属する全てのノード、ブランチを訓練対象系統に選定する（Ｓ３２）。

一方、Ｓ２７でＹｅｓの場合は、探索した基準ノードＮｇｉに接続する全てのノード、ブランチに対して系統番号ｉを設定する（Ｓ２８ｂ）。次に、残っているノードの中に基準ノード候補（発電機母線）があるか判定する（Ｓ２９）。この判定結果がＹｅｓの場合は、ステップ３０で系統番号ｉを“１”だけ増加させ（Ｓ３０）、Ｓ２５に移行する一方、Ｎｏの場合は、残りのノード、ブランチは基準ノードと接続がないので停電系統として、系統番号“０”を設定する（Ｓ３１）。そして、最後に、ステップ３２で、最大の基準ノード（発電機出力が最大の発電機母線）に所属する全てのノード、ブランチを訓練対象系統に選定する（Ｓ３２）。

実施の形態２．
上記の実施の形態１のようにして、訓練準備モードの系統分離判定処理が終了すると、次に、訓練実行モードに移行する。そこで、次に、この訓練実行モードにおける系統分離判定の処理内容について、実施の形態２として以下に説明する。

訓練実行モードにおいては、開閉器の開閉状態が変化するたびに、その都度、系統分離判定を実行する必要がある。すなわち、訓練実行モードにおいては、事故発生時の主保護、後備保護リレー動作によるＣＢ遮断、また再閉路装置によるＣＢ投入、ＣＢ再遮断等、さらにＵＦＲ、ＯＬＲ等の各種系統保護装置によるＣＢ遮断、あるいは各種制御装置によるＣＢ投入、ＣＢ遮断とトレーナの電気所代行操作に伴うＣＢ投入、ＣＢ開放等、開閉器の状態変化が頻発する。その場合、１つの開閉器の状態変化があっても、直列接続されている開閉器全体で状態変化が起こらない限り、系統分離判定を行う必要がない。ところが、従来技術では、この点を考慮せずに、個々の開閉器の状態変化が発生するたびに、一連の系統分離判定処理を実行しているために、無駄な処理が生じて系統分離判定に余分な処理時間を要している。

そこで、この実施の形態２では、開閉器の個々の状態変化があるたびに、その都度、系統分離判定を行うのではなく、例えば送電線の場合、母線側ＬＳ（甲ＬＳ、乙ＬＳ）と送電線ＣＢ、線路側ＬＳを開閉器群として一括して扱い、この開閉器群を１単位として状態変化の有無を判定し、その単位で状態変化が発生しない場合には系統分離判定を行わず、開閉器群として状態変化が生じる場合にのみ系統分離判定を行うようにして処理の負荷を軽減したものである。以下、具体的に説明する。

図９は、系統分離判定処理を行う場合の送電線の開閉器群をモデル化する場合の説明図である。

図９において、一方の母線側ＬＳ１（甲ＬＳ１、乙ＬＳ１）、送電線ＣＢ１、線路側ＬＳ１を一まとめにして等価な開閉器群ＳＷ１の１個として扱う。同様に、他方の母線側ＬＳ２（甲ＬＳ２、乙ＬＳ２）、送電線ＣＢ２、線路側ＬＳ２を一まとめにして等価な開閉器群ＳＷ２の１個として扱う。この場合、母線側ＬＳ１の甲ＬＳ１と乙ＬＳ１とはＯＲ条件で、それに対する送電線ＣＢ１、線路側ＬＳ１はＡＮＤ条件で、一つの開閉器群ＳＷ１としての開閉状態を判定する。同様に、母線側ＬＳ２の甲ＬＳ２と乙ＬＳ２とはＯＲ条件で、それに対する送電線ＣＢ２、線路側ＬＳ２はＡＮＤ条件で、一つの開閉器群ＳＷ２としての開閉状態を判定する。

したがって、例えば、図中、黒印を機器投入状態、白印を機器開放状態としたとき、図９（ａ）において、一方の開閉器群ＳＷ１は、甲ＬＳ１、ＣＢ１、ＬＳ１が全て投入状態であるので、乙ＬＳ１は開放されていても開閉器群ＳＷ１は投入状態となる。同様に、他方の開閉器群ＳＷ２は、甲ＬＳ２、ＣＢ２、ＬＳ２が全て投入状態であるので、乙ＬＳ２は開放されていても開閉器群ＳＷ２は投入状態となる。また、図９（ｂ）において、一方の開閉器群ＳＷ１は、甲ＬＳ１、ＣＢ１、ＬＳ１が全て投入状態であるので、乙ＬＳ１は開放されていても開閉器群ＳＷ１は投入状態となる。これに対して、開閉器群ＳＷ２は、ＣＢ２が開放状態にあるので、この開閉器群ＳＷ２は開放状態となる。

図１０は、上記と同様に、変圧器に対する開閉器群をモデル化する場合の説明図である。

変圧器の場合、変圧器側のＬＳが存在しないので、一方の母線側ＬＳ１（甲ＬＳ１、乙ＬＳ１）と送電線ＣＢ１を一まとめにして等価な開閉器群ＳＷ１の１個として扱う。同様に、他方の母線側ＬＳ２（甲ＬＳ２、乙ＬＳ２）と送電線ＣＢ２を一まとめにして等価な開閉器群ＳＷ２の１個として扱う。この場合、母線側ＬＳ１の甲ＬＳ１と乙ＬＳ１とはＯＲ条件で、それに対する送電線ＣＢ１はＡＮＤ条件で、一つの開閉器群ＳＷ１としての開閉状態を判定する。同様に、母線側ＬＳ２の甲ＬＳ２と乙ＬＳ２とはＯＲ条件で、それに対する送電線ＣＢ２はＡＮＤ条件で、一つの開閉器群ＳＷ２としての開閉状態を判定する。

したがって、例えば、黒印を機器投入状態、白印を機器開放状態としたとき、図１０（ａ）において、一方の開閉器群ＳＷ１は、乙ＬＳ１とＣＢ１が投入状態であるので、甲ＬＳ１は開放されていても開閉器群ＳＷ１は投入状態となる。同様に、他方の開閉器群ＳＷ２は、乙ＬＳ２とＣＢ２が投入状態であるので、甲ＬＳ２は開放されていても開閉器群ＳＷ２は投入状態となる。また、図１０（ｂ）において、一方の開閉器群ＳＷ１は、ＣＢ１が開放状態にあるので、この開閉器群ＳＷ１は開放状態となる。これに対して、乙ＬＳ２とＣＢ２が投入状態であるので、甲ＬＳ２は開放されていても開閉器群ＳＷ２は投入状態となる。

図１１は、系統分離判定処理を行う場合の母線の開閉器群をモデル化する場合の説明図である。

この場合には、ブスタイＣＢとその両端のＬＳ１、ＬＳ２を等価な開閉器群ＳＷの１個として扱う。この場合、ブスタイＣＢとその両端のＬＳ１、ＬＳ２をＡＮＤ条件で開閉状態を判定する。例えば、黒印を機器投入状態、白印を機器開放状態としたとき、図１１（ａ）では、ブスタイＣＢとその両端のＬＳ１、ＬＳ２が全て投入状態であるので、この開閉器群ＳＷは投入状態となる。これに対して、図１１（ｂ）ではブスタイＣＢが開放状態にあるのでは、両端のＬＳ１、ＬＳ２が投入状態であっても、開閉器群ＳＷは開放状態となる。

次に、訓練実行モードにおいて、開閉器の『投入時』および『開放時』における系統分離判定処理について、図１２および図１３に示す処理フロー図を参照して説明する。

（１）訓練実行モードにおける開閉器の『投入時』の系統分離判定処理
図１２に示すように、まず、当該開閉器群の所属する系統判定が系統分割単位で判定可能かの判定を行う（Ｓ５９）。つまり、系統分離判定の対象系統が「上位系統Ｃ」のみか、「下位系統Ａ」のみか、「下位系統Ｂ」のみか、あるいは「上位系統Ｃ＋下位系統Ａ」か、「上位系統Ｃ＋下位系統Ｂ」かを決定する。例えば、上位系統と下位系統が異電圧階級でループ構成されている場合、上位系統と下位系統の連系変電所内で開閉器群の投入操作が発生すれば、判定結果はＮｏとなるので、上位系統と下位系統を合せて系統分離判定の対象系統に設定し（Ｓ６０）、Ｓ６５に移行する。

一方、Ｓ５９で系統分割単位で判定可能と判断された場合は、投入される開閉器の所属系統の判定を行う（Ｓ６１）。このとき、上位系統に所属する場合は系統分割した上位系統を系統分離判定対象系統に設定し（Ｓ６２）、また、下位系統Ａに所属する場合は系統分割した下位系統Ａを系統分離判定対象系統に設定し（Ｓ６３）、また、下位系統Ｂに所属する場合は系統分割した下位系統Ｂを系統分離判定対象系統に設定する（Ｓ６４）。

次に、当該開閉器が所属する開閉器群として、「開」（開放）状態から「閉」（投入）状態になるかの判定を行う（Ｓ６５）。このとき、「閉」状態にならない場合は、当該開閉器のみを投入状態にして処理を終了する（Ｓ７４）。これは、系統分離判定には何らの変化も生じないことが明らかなためである。

一方、Ｓ６５において、当該開閉器群として、「開」状態から「閉」状態に変化する場合は、続いて、当該開閉器群の両端が共に停電状態かどうかの判定を行う（Ｓ６６）。このとき、両端が停電状態である場合は、当該開閉器群が「閉」状態になっても系統分離状態の変化は何ら発生しないので、当該開閉器のみを「閉」状態にして処理を終了する（Ｓ７４）。

これに対して、Ｓ６６において、当該開閉器群の両端が停電状態でない場合は、当該開閉器群が「閉」状態になることにより、異系統が統合されたり、停電系統が充電系統に統合される等が発生するので、引き続いて処理を継続する。

すなわち、まず、当該開閉器群が所属する設備が送電線や変圧器かどうかをチェックする（Ｓ６７）。このとき、開閉器群が所属する設備が送電線や変圧器であれば、その当該開閉器群の相手端にある開閉器群が投入状態かどうかを判定する（Ｓ６８）。相手端の開閉器群が投入状態でなければ、当該開閉器群が「閉」状態に変化しても系統分離状態に変化は発生しないので、当該開閉器のみを投入状態にして処理を終了する（Ｓ７４）。

また、Ｓ６８で相手端の開閉器群が投入状態の場合は、次に、当該開閉器群の両端が充電状態かどうかの判定を行う（Ｓ６９）。充電状態の場合は、続いて両端の系統番号が同じかどうかのチェックを行う（Ｓ７０）。開閉器群の両端の系統番号が同じであれば、両端は同一の充電系統に所属しているので、当該開閉器群が「閉」状態になっても系統分離状態は変化しないので、系統分離に関しては何も処理せず（Ｓ７１ａ）、当該開閉器のみを投入状態にして処理を終了する（Ｓ７４）。

一方、Ｓ７０で当該開閉器群の両端の系統番号が同じでない場合は、両端が異系統になっている状態であり、当該開閉器群が「閉」状態になると異系統が同じ充電系統に統合されるので、両系統を若番側の系統番号に統合し（Ｓ７２）、当該開閉器を投入状態にして処理を終了する（Ｓ７４）。

次に、先のＳ６９において、当該開閉器群の両端が充電状態でない場合は、両端が停電状態かのチェックを行う（Ｓ６６）。このとき、当該開閉器群の両端が停電状態であれば、当該開閉器群が「閉」状態になっても系統分離状態は変化しないので、系統分離に関しては何も処理せず（Ｓ７１ｂ）、当該開閉器のみを投入状態にして処理を終了する（Ｓ７４）。また、Ｓ６６で当該開閉器群の両端が停電状態でなければ、当該開閉器群が「閉」状態になることにより、片方の停電系統が充電系統に統合されて充電系統になるので、停電系統に充電系統の系統番号を設定し（Ｓ７３）、当該開閉器を投入状態にして処理を終了する（Ｓ７４）。

以上のように、１つの開閉器の『投入時』には、当該開閉器を等価な開閉器群として扱い、開閉器群として「開」状態から「閉」状態に変化するかの判定を行っていること、また、当該開閉器群の所属設備が送電線や変圧器かを判定し、送電線や変圧器の場合は、当該開閉器群の相手端の開閉器群が投入状態であることを確認していることから、一つのＣＢ等が「閉」になっても、そのＣＢが所属する開閉器群が「開」状態のままで状態変化が発生しない場合は、不要な系統分離判定を実施しない。このため、従来技術に比較して、無駄な系統分離判定を実行することがなくなり、より高速に系統分離判定を行うことができる。

（２）訓練実行モードにおける開閉器の『開放時』の系統分離判定処理
図１３に示すように、まず、当該開閉器群の所属する系統判定が系統分割単位で判定可能かの判定を行う（Ｓ５９）。つまり、系統分離判定の対象系統が「上位系統Ｃ」のみか、「下位系統Ａ」のみか、「下位系統Ｂ」のみか、あるいは「上位系統Ｃ＋下位系統Ａ」か、「上位系統Ｃ＋下位系統Ｂ」かを決定する。このとき、系統分割単位で判定不可能となる場合には、上位系統と下位系統を合せて系統分離判定の対象系統に設定し（Ｓ６０）、Ｓ７６に移行する。

一方、Ｓ５９で系統判定が系統分割単位で判定可能と判断された場合は、投入される開閉器の所属系統の判定を行う（Ｓ７５）。このとき、上位系統に所属する場合は系統分割した上位系統を系統分離判定対象系統に設定し（Ｓ６２）、また、下位系統Ａに所属する場合は系統分割した下位系統Ａを系統分離判定対象系統に設定し（Ｓ６３）、また、下位系統Ｂに所属する場合は系統分割した下位系統Ｂを系統分離判定対象系統に設定する（Ｓ６４）。

次に、当該開閉器が所属する開閉器群として、「閉」（投入）状態から「開」（開放）状態になるかの判定を行う（Ｓ７６）。このとき、「開」状態にならない場合は、当該開閉器のみを開放状態にして処理を終了する（Ｓ７４）。これは、系統分離判定には何らの変化も生じないことが明らかなためである。

一方、Ｓ７６において、当該開閉器群として、「閉」状態から「開」状態に変化する場合は、続いて、当該開閉器群の両端が充電状態かどうかの判定を行う（Ｓ６９）。このとき、当該開閉器群の両端が充電状態でない場合は、当該開閉器群が「開」状態になっても系統分離状態の変化は何ら発生しないので、当該開閉器のみを「開」状態にして処理を終了する（Ｓ７４）。

これに対して、Ｓ６９において、当該開閉器群の両端が充電状態である場合は、当該開閉器群が「開」状態になることにより、異系統に分離されたり、停電系統が生じたり、充電系統が停電系統に分離される等の事態が発生するので、引き続いて処理を継続する。

すなわち、まず、当該開閉器群が所属する設備が送電線や変圧器かどうかをチェックする（Ｓ６７）。このとき、開閉器群が所属する設備が送電線や変圧器であれば、その当該開閉器群の相手端にある開閉器群が投入状態かどうかを判定する（Ｓ６８）。相手端にある開閉器群が投入状態でなければ、当該開閉器群が「開」状態に変化しても系統分離状態に変化は発生しないので、当該開閉器のみを開放状態にして処理を終了する（Ｓ７７）。

また、Ｓ６８で相手端の開閉器群が投入状態の場合は、次に、当該開閉器を開放状態にして（Ｓ７７）、系統分離判定を行う（Ｓ７８）。これは、当該開閉器の開放により、系統分離が発生する可能性があるためである。なお、この系統分離判定の具体的な処理内容は、実施の形態１の図８で説明した場合と同じである。したがって、これらの系統分離判定結果から、同一系統、異系統かを判別するための系統番号や、各系統についての充電状態や停電状態がそれぞれ得られる。

そこで、次に、当該開閉器群の両端が充電状態かどうかの判定を行う（Ｓ６９）。このとき、充電状態の場合は、続いて、当該開閉器群の両端の系統番号が同じかどうかの判定を行う（Ｓ７０）。当該開閉器群の両端が充電状態で、かつ両端の系統番号が同じであれば、当該開閉器の開放によっても系統分離は発生せず、同一系統であると判定する（Ｓ７９）。これに対して、Ｓ７０で当該開閉器群の両端の系統番号が同じでない場合は、当該開閉器の開放によって開放前に同一の充電系統であったが、それが２つの異なる充電系統に分離したと判定する（Ｓ８０）。

一方、Ｓ６９において当該開閉器群の両端が充電状態でない場合は、続いて、当該開閉器群の両端が停電状態かの判定を行う（Ｓ６６）。このとき、当該開閉器群の両端が停電状態であれば、新たに停電系統が発生したと判定し（Ｓ８１）、当該開閉器群の両端が停電状態でない場合は、当初の充電系統が充電系統と停電系統とに系統分離したと判定する（Ｓ８２）。その後、処理を終了する。

以上のように、１つの開閉器の『開放時』には、当該開閉器を等価な開閉器群として扱い、開閉器群として「閉」状態から「開」状態に変化するかの判定を行っていること、また、当該開閉器群の所属設備が送電線や変圧器かを判定し、送電線や変圧器の場合は、当該開閉器群の相手端の開閉器群が開放状態であることを確認していることから、一つのＣＢ等が「開」状態になっても、そのＣＢが所属する開閉器群が「閉」状態のままで状態変化が発生しない場合は、不要な系統分離判定を実施しないので、従来技術に比較して、無駄な系統分離判定を実行することがなくなり、より高速に系統分離判定を行うことができる。

なお、この実施の形態２の訓練実行モードにおける系統分離判定処理において、図１２、図１３では、内容説明と理解を容易にするために、上位系統Ｃと下位系統Ａ、Ｂの３系統に分離した単純な場合について説明したが、この事例に限定されるものでないことは勿論である。

上記の実施の形態１では、訓練準備モードにおいて、図６の処理フロー図に示す手順によって上位系統Ｃ、下位系統Ａ，Ｂの系統分離判定処理を実行するようにしているが、これに限らず、例えば、以下に説明する各実施の形態３〜６に示す手順によっても処理することが可能である。

実施の形態３．
図１４は、この実施の形態３において訓練実行モードの系統分離判定処理を行う場合の処理フロー図である。

この実施の形態３では、実施の形態１の処理（図６）に対し、下位系統Ａ、Ｂの系統分離判定を全て並列処理することにより実現する。
すなわち、まず、上位系統Ｃ、下位系統Ａ、下位系統Ｂの各系統について系統分割を行った後（Ｓ３３）、上位系統Ｃの系統分離判定の処理を、図６と同様の手順（Ｓ３４，Ｓ３５）で実施する。

その後、下位系統Ａと下位系統Ｂについては、上位系統Ｃの系統分離判定結果より、連系変電所の２次側母線Ｍ２の中で、充電している母線を基準ノードに選択できるので、これを条件にして、下位系統Ａと下位系統Ｂの系統分離判定を別々の計算機で独立して並列処理する（Ｓ４０，Ｓ４１）。つまり、Ｓ４０では一方の下位系統Ａについて、図６におけるＳ３６，Ｓ３７と同様の処理を行う。また、Ｓ４１では他方の下位系統Ｂについて、図６におけるＳ３８，Ｓ３９と同様の処理を行う。

このように、この実施の形態３では、下位系統Ａと下位系統Ｂの系統分離判定を並列処理することにより、実施の形態１の場合に比較して、系統分離判定をより高速に行うことがきる。

実施の形態４．
図１５はこの実施の形態４において訓練実行モードの系統分離判定処理を行う場合の処理フロー図である。

この実施の形態４では、実施の形態１の処理（図６）に対し、上位系統Ｃ、下位系統Ａ、下位系統Ｂの系統分離判定を全て並列処理することにより実現する。
すなわち、上位系統Ｃ、下位系統Ａ、下位系統Ｂの各系統について系統分割を行った後（Ｓ３３）、Ｓ４２では上位系統Ｃについて図６におけるＳ３４，Ｓ３５と同様の処理を行い、Ｓ４０では一方の下位系統Ａについて図６におけるＳ３６，Ｓ３７と同様の処理を行い、また、Ｓ４１では他方の下位系統Ｂについて図６におけるＳ３８，Ｓ３９と同様の処理を行う。

ただし、上位系統については、図６に示すＳ３４，Ｓ３５と同様の処理で系統分離判定を行うことができるが、下位系統Ａ、Ｂについては、処理の開始時点で上位系統Ｃの系統分離判定結果が得られていないので、事前に基準ノードの選定を行う必要が生じる。

すなわち、上位系統Ｃと下位系統Ａ、Ｂの連系変電所の変圧器の１次、２次ＣＢが共に投入状態である変圧器の２次側母線Ｍ２を基準ノードに選定する。複合訓練の目的から、このような変圧器は必ず存在しており、かつ，当該変圧器の２次側母線Ｍ２は充電母線になる。そして、このようにして２次側母線Ｍ２を基準ノードに設定すれば、上位系統Ｃ、下位系統Ａ、Ｂの系統分離判定を、それぞれ別々の計算機で並列に処理することが可能になる。

しかし、下位系統Ａ、Ｂで基準ノードに選定した２次側母線Ｍ２が、上位系統Ｃで充電母線と判定されていれば問題はないが、上位系統Ｃと下位系統Ａ、Ｂの連系変電所の２次側母線の判定結果が一致していない場合には、上位系統Ｃの連系変電所の２次側母線Ｍ２が充電している母線を用いて、下位系統Ａ、Ｂの系統分離判定を突き合わせて見直すことが必要になる。

そこで、上記のようにして、Ｓ４０、Ｓ４１、Ｓ４２で各系統の系統分離判定が終了した時点で、上位系統への反映が必要かどうかを判定し（Ｓ４３）、反映が必要な場合には、下位系統Ａ、Ｂの系統分離判定結果を反映する（Ｓ４４）。上位系統への反映が不要な場合は処理を終了する。

このように、この実施の形態４では、上位系統Ｃ、下位系統Ａ、下位系統Ｂの系統分離判定を全て並列処理することが可能になり、実施の形態１、３に比較して、さらに一層高速に系統分離判定を実行することができる。

実施の形態５．
この実施の形態５では、訓練準備モードにおける系統分離判定処理を直流回路網計算により実施するものである。

系統分離判定を直流回路網計算により実施するには、実施の形態の１のように基準ノードを出発点にして接続する全てのノード、ブランチを探索して系統分離判定を行うのではなく、対象系統について直流回路網計算を行い、ノード電圧の有無により、系統分離判定を実現する。この直流回路網計算は、系統分離判定の基準ノードに１．０ｐｕの電流を注入し、直流回路網計算を行えば、基準ノードに電気的に接続している各ノードには、電圧が生じるという考え方に基づいている。

図１６は、訓練準備モードにおける系統分離判定を直流回路網計算により実施する場合の処理を説明する図である。
この場合、基準ノードに電流を注入し、直流回路網計算を行い、ノード電圧があるノードが基準ノードに接続するノードであると判定する。そして、両端のノード、または片端ノードに電圧があるブランチも基準ノードと接続があると判定する。直流回路網で計算するために、送電線の抵抗分は無視し、回路網はリアクタンスと送電線の充電容量で表現し、数値は実数部のみで扱う。なお、基準ノードには、発電機のリアクタンスを挿入する。

したがって、ノード電圧を正確に求める必要はなく、連立一次方程式を安定的に計算できることを主眼に、各送電線のリアクタンス、対地充電容量、また、各変圧器のリアクタンスについても、実系統の数値を用いる必要はなく、仮想的なリアクタンス、対地充電容量の値を設定し、アドミタンス行列の対角要素が非対角要素に比較して十分大きくなるような値を設定することが可能になる。そのため、変圧器、各ノードにも仮想の対地充電容量相当のアドミタンスを設定することにする。

処理手順は、以下の通りである。
（i）アドミタンス行列の作成
送電線は、抵抗分を無視し、リアクタンスと対地充電容量で表現し、それを実数値で扱う。各送電線のリアクタンスは１．０ｐｕ、対地充電容量は１０．０ｐｕを設定する。
変圧器は、リアクタンスで表現する。各変圧器のリアクタンスは１．０ｐｕとし、送電線と同様に仮想の対地充電容量相当のアドミタンスを１０．０ｐｕ設定する。
基準ノードを含めて各ノードには、仮想の対地充電容量相当のアドミタンス１０．０ｐｕを設定する。
（ii）ノード電流の設定
基準ノードのみに１．０ｐｕの電流を注入する。他のノード電流は、全て零とする。
（iii）ノード電圧の初期化
ノード電圧は、全て０．０ｐｕで初期化する。
（iv）直流回路網の計算
直流回路網の計算式として、連立一次方程式である［Ｉ］＝［Ｙ］・［Ｖ］を解いて、各ノード電圧Ｖを算出する。各ノード電圧Ｖは、Ｖ＝０．０で初期化されており、従って、Ｖ≠０．０であるノードが基準ノードと電気的に接続のあるノードと判定できる。また、基準ノードと接続のあるノードに接続しているブランチも同様に、基準ノードに接続しているブランチと判定できる。また、Ｖ＝０．０のノードは、基準ノードとの接続が無く、停電系統になり、当該ノードに接続しているブランチも停電系統になる。

この連立一次方程式は、Ｙ行列をＬＵ分解し、前進消去、後退代入という手順でノード電圧Ｖを求める。しかし、Ｙ、Ｉ共に実数値であるため、通常のＹ行列を複素数で扱う回路網計算の場合に比較して、非常に高速にノード電圧Ｖを求めることができる。

また、各ブランチ（送電線、変圧器）の仮想のリアクタンス設定、または各ノードに仮想の対地充電容量相当のアドミタンスを設定していることから、Ｙ行列の対角要素の値が、非対角要素の値に比較して、非常に大きくなっているので連立一次方程式を安定的に解くことができる。

図１７は、上記の説明に基づいて直流回路網計算により系統分離判定を行う場合の処理フロー図である。
まず、訓練対象系統のアドミタンス行列（Ｙ行列）を作成する（Ｓ４５）。送電線は抵抗分を無視し、リアクタンスと対地容量で、また変圧器もリアクタンスのみで表現する。したがって、Ｙ行列は、全て実数部のみで表現できる。次に、直流回路網計算で求めるノード電圧を初期化し（ノード電圧＝０．０）（Ｓ４６）、続いて基準ノードのみに電流（１．０ｐｕ）を注入する（Ｓ４７）。

次に、直流回路網計算（Ｉ＝Ｙ・Ｖ）を行ってノード電圧を算出する（Ｓ４８）。そして、ノード電圧の値を判定する（Ｓ４９）。このとき、電圧が０．０より大きい場合は、当該ノードが基準ノードと接続があると判定する一方（Ｓ５０）、電圧が０．０以下の場合は、当該ノードが基準ノードと接続がないと判定する（Ｓ５１）。そして、最後に基準ノードに接続する全てのノード、ブランチを含む系統範囲を訓練対象系統に設定する（Ｓ５２）。

図１８は、訓練対象系統を上位系統Ｃ、下位系統Ａ、下位系統Ｂに系統分割して系統分離判定を直流回路網計算により実行する場合の処理フロー図である。

まず、上位系統Ｃ、下位系統Ａ、下位系統Ｂに系統分割を行う（Ｓ３３）。この系統分割については、実施の形態１の図６で示したＳ３３の手順と同じである（図４、図５参照）。

次に、上位系統Ｃの最大出力の発電機母線を基準ノードに設定し（Ｓ３４）、上位系統Ｃについて基準ノードに接続するノード、ブランチを直流回路網計算により判定する（Ｓ５３）。このＳ５３の直流回路網計算は、既に図１７に示した処理フロー図に従った手順で実行される。これにより、上位系統Ｃと下位系統Ａ、Ｂとの連系変電所の２次側母線Ｍ２が基準ノードと接続するかどうかが判定される。複合訓練を行う場合、当該連系変電所の２次側母線は、必ず、上位系統の基準ノードと接続があり、充電母線となる。

そこで、下位系統Ａとの連系変電所の２次側充電母線Ｍ２を下位系統Ａの基準ノードに選定し（Ｓ３６）、下位系統Ａの直流回路網計算に基づく系統分離判定をＳ５３と同様の手順（図１７の処理フロー図）で行い（Ｓ５４）、基準ノードに接続するノード、ブランチを抽出する。続いて、下位系統Ｂとの連系変電所の２次側充電母線を下位系統Ｂの基準ノードに選定し（Ｓ３８）、下位系統Ｂの直流回路網計算に基づく系統分離判定をＳ５３、Ｓ５４と同様の手順（図１７の処理フロー図）で行い（Ｓ５５）、基準ノードに接続するノード、ブランチを抽出する。

このように、この実施の形態４でも上位系統Ｃの系統分離判定結果が下位系統Ａ、Ｂの系統分離判定に引き継がれるので、上位系統Ｃ、下位系統Ａ、Ｂの系統分離結果を合せれば、それが複合訓練における訓練対象系統全体の系統分離判定結果となる。

この実施の形態５では、実施の形態の１に比較して、基準ノードの選定が替わっても処理時間が変化せず同じであること、また、処理方法が単純でありプログラム製作量が少ないこと、さらに、系統規模が大規模になっても処理時間がそれ程増加しないという特長がある。

実施の形態６．
図１９は、この実施の形態６において訓練準備モードの系統分離判定処理を行う場合の処理フロー図である。

この実施の形態６では、実施の形態５の処理（図１８）に対し、下位系統Ａ、Ｂの系統分離判定を全て並列処理することにより実現する。すなわち、まず、上位系統Ｃ、下位系統Ａ、下位系統Ｂの各系統について系統分割を行った後（Ｓ３３）、上位系統Ｃの系統分離判定の処理を、図１８と同様の手順で行う（Ｓ３４，Ｓ３５）。

その後、下位系統Ａと下位系統Ｂについては、上位系統Ｃの直流回路網計算に基づく系統分離判定結果より、連系変電所の２次側母線Ｍ２の中で充電している母線を基準ノードに選択できるので、これを条件にして、下位系統Ａと下位系統Ｂの直流回路網計算に基づく系統分離判定を別々の計算機で独立して並列処理する（Ｓ５６，Ｓ５７）。すなわち、Ｓ５６では一方の下位系統Ａについて、図１８におけるＳ３６，Ｓ５４と同様の処理を行う。また、Ｓ５７では他方の下位系統Ｂについて、図１８におけるＳ３８，Ｓ５５と同様の処理を行う。

このように、この実施の形態６では、下位系統Ａと下位系統Ｂの直流回路網計算に基づく系統分離判定を別々の計算機で並列に処理できるので、実施の形態５の場合に比較して、系統分離判定をより高速に処理することがきる。

実施の形態７．
図２０はこの実施の形態７において訓練実行モードの系統分離判定処理を行う場合の処理フロー図である。

この実施の形態７では、実施の形態５の処理（図１８）に対し、上位系統Ｃ、下位系統Ａ、下位系統Ｂの系統分離判定を全て並列処理することにより実現する。
すなわち、上位系統Ｃ、下位系統Ａ、下位系統Ｂの各系統について系統分割を行った後（Ｓ３３）、Ｓ５８では上位系統Ｃについて図１８におけるＳ３４，Ｓ５３と同様の処理を行い、Ｓ５６では一方の下位系統Ａについて図１８におけるＳ３６，Ｓ５４と同様の処理を行い、また、Ｓ５７では他方の下位系統Ｂについて図１８におけるＳ３８，Ｓ５５と同様の処理を行う。

ただし、上位系統については、図１８に示すＳ３４，Ｓ５３と同様の処理で系統分離判定を行うことができるが、下位系統Ａ、Ｂについては、処理の開始時点で上位系統Ｃの系統分離判定結果が得られていないので、事前に基準ノードの選定を行う必要が生じる。

すなわち、上位系統Ｃと下位系統Ａ、Ｂの連系変電所の変圧器の１次、２次ＣＢが共に投入状態である変圧器の２次側母線Ｍ２を基準ノードに選定する。複合訓練の目的から、このような変圧器は必ず存在しており、かつ，当該変圧器の２次側母線Ｍ２は充電母線になる。そして、このようにして２次側母線Ｍ２を基準ノードに設定すれば、上位系統Ｃ、下位系統Ａ、Ｂの系統分離判定を、それぞれ別々の計算機で並列に処理することが可能になる。

しかし、下位系統Ａ、Ｂで基準ノードに選定した２次側母線Ｍ２が、上位系統Ｃで充電母線と判定されていれば問題はないが、上位系統Ｃと下位系統Ａ、Ｂの連系変電所の２次側母線の判定結果が一致していない場合には、上位系統Ｃの連系変電所の２次側母線Ｍ２が充電している母線を用いて、下位系統Ａ、Ｂの系統分離判定を突き合わせて見直すことが必要になる。

そこで、上記のようにしてＳ５６、Ｓ５７、Ｓ５８で各系統の系統分離判定が終了した時点で、上位系統への反映が必要かどうかを判定し（Ｓ４３）、反映が必要な場合には、下位系統Ａ、Ｂの系統分離判定結果を反映する（Ｓ４４）。上位系統への反映が不要な場合は処理を終了する。

このように、この実施の形態７では、上位系統Ｃ、下位系統Ａ、下位系統Ｂの直流回路網計算に基づく系統分離判定を全て並列処理することが可能になり、実施の形態５、６に比較して、さらに一層高速に系統分離判定を実行することができる。

なお、上記の実施の形態３〜７では、訓練準備モードにおける訓練対象系統範囲の選定のための系統分離判定処理において、内容説明と理解を容易にするために、上位系統Ｃと下位系統Ａ、Ｂの３系統に分離する単純な場合について説明したが、この事例に限定されるものでないことは勿論である。また、上記の実施の形態３〜７のいずれの訓練準備モードの系統分離判定を行っても、その結果に基づいて、実施の形態２に示した訓練実行モードにおいて系統分離判定を行うことが可能であるのは勿論である。

また、上記の各実施の形態１〜７に示したいずれかの各系統分離判定方法に基づいて系統シミュレーションを実行するプログラムを訓練用サーバに格納しておけば、系統分離判定を従来に比べて高速に実行することができるので、複合訓練のような大規模系統における訓練の臨場感の確保を図ることができる。

この発明の実施の形態１における訓練シミュレータの構成図である。 図１の訓練用シミュレータを構成するための系統摸擬サーバ群の計算機の構成図である。 給電所と制御所の２箇所の合同訓練を行う場合の訓練対象系統範囲の説明図である。 訓練対象系統において系統分離判定を実行する場合の前処理として必要となる上位系統の系統分割を行う場合の処理内容を示す説明図である。 訓練対象系統において系統分離判定を実行する場合の前処理として必要となる下位系統の系統分割を行う場合の処理内容を示す説明図である。 この発明の実施の形態１における訓練準備モードにおいて、系統分割により系統分離判定処理を実施する場合の処理フロー図である。 訓練準備モードの初期系統状態における系統分離判定処理の内容を示す説明図である。 訓練準備モードの系統分離判定処理の処理手順の詳細を示す処理フロー図である。 訓練実行モードにおいて系統分離判定処理を行う場合の送電線の開閉器群をモデル化する場合の説明図である。 訓練実行モードにおいて系統分離判定処理を行う場合の変圧器の開閉器群をモデル化する場合の説明図である。 訓練実行モードにおいて系統分離判定処理を行う場合の母線の開閉器群をモデル化する場合の説明図である。 この発明の実施の形態２における訓練実行モードにおいて、開閉器の『投入時』の系統分離判定処理を示す処理フロー図である。 この発明の実施の形態２における訓練実行モードにおいて、開閉器の『開放時』の系統分離判定処理を示す処理フロー図である。 この発明の実施の形態３における訓練準備モードにおいて、系統分割により系統分離判定を並列処理する場合の処理フロー図である。 この発明の実施の形態４における訓練準備モードにおいて、系統分割により系統分離判定を並列処理する場合の処理フロー図である。 訓練準備モードにおける系統分離判定を直流回路網計算により実施する場合の処理を説明する図である。 直流回路網計算により系統分離判定を行う場合の処理手順の具体的内容を示す処理フロー図である。 この発明の実施の形態５における訓練準備モードにおいて、系統分割により直流回路網計算に基づいて系統分離判定処理を実施する場合の処理フロー図である。 この発明の実施の形態６における訓練準備モードにおいて、系統分割により直流回路網計算に基づいて系統分離判定を並列処理する場合の処理フロー図である。 この発明の実施の形態７における訓練準備モードにおいて、系統分割により直流回路網計算に基づいて系統分離判定を並列処理する場合の処理フロー図である。

符号の説明

１ 訓練管理サーバ群、２ 系統模擬サーバ群、３ 自動化模擬サーバ群、
４ トレーナ卓、５ トレーニ卓、６ 大画面系統盤、７ システムＬＡＮ、
８ ＣＰＵ１、１２ 共有メモリ。

Claims (5)

1. 訓練準備モードにおいて、複合訓練における上位系統と複数の下位系統とを各連系変電所の２次側母線を共有するように系統分割し、系統分割した系統単位ごとに上位系統から下位系統に向けて順次、仮想のリアクタンス、アドミタンスを設定した直流回路網計算を用いて系統分離判定を実行することにより、訓練対象系統全体の系統分離判定を実現することを特徴とする系統分離判定方法。
2. 訓練準備モードにおいて、複合訓練における上位系統と複数の下位系統とを各連系変電所の２次側母線を共有するように系統分割し、系統分割した上位系統について仮想のリアクタンス、アドミタンスを設定した直流回路網計算を用いて系統分離判定を実施し、次に、この上位系統の系統分離判定結果に基づいて系統分割した複数の下位系統について仮想のリアクタンス、アドミタンスを設定した直流回路網計算を用いて系統分離判定を並列処理することにより、訓練対象系統全体の系統分離判定を実現することを特徴とする系統分離判定方法。
3. 訓練準備モードにおいて、複合訓練における上位系統と複数の下位系統とを各連系変電所の２次側母線を共有するように系統分割し、系統分割した上位系統および複数の下位系統について仮想のリアクタンス、アドミタンスを設定した直流回路網計算を用いて系統分離判定を並列処理することにより、訓練対象系統全体の系統分離判定を実現することを特徴とする系統分離判定方法。
4. 訓練実行モードにおいて、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の訓練準備モードにおいて求めた系統分離判定結果に基づき、送電線、変圧器、母線の各開閉器を一括して等価な開閉器状態を有する開閉器群１個で表現し、１つの開閉器群の状態変化の発生時に処理可能な所属系統範囲を判定し、当該所属系統内で開閉器群の状態が、「開→閉」状態への変化発生、または「閉→開」状態への変化発生を検出し、かつ、当該開閉器群の所属設備が送電線、変圧器の場合は相手端の開閉器群が投入状態であることを条件にして、開閉器群の状態変化の発生時に系統分離判定を実施することにより、訓練対象系統全体の系統分離判定を行うことを特徴とする系統分離判定方法。
5. 上記請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の系統分離判定方法に基づいて系統シミュレーションをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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