JP5056188B2 - Method for determining optimum arrangement of voltage regulator - Google Patents

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Description

この発明は電圧調整装置の最適配置決定方法に関し、特に、配電系統に設置する電圧調整装置の最適配置を決定する方法に関する。   The present invention relates to a method for determining an optimum arrangement of a voltage regulator, and more particularly, to a method for determining an optimum arrangement of a voltage regulator installed in a power distribution system.

従来より、配電系統に発生する負荷変動による線路電圧の降下を補償する装置として電圧調整装置が使用されている。この電圧調整装置は、タップ巻線を有する電圧調整用変圧器と、系統電圧が一次側に入力される計器用変圧器と、計器用変圧器の二次側の電圧が整定値よりも高いときにタップ下げ指令を出力し、低いときにタップ上げ指令を出力する電圧継電器と、タップ下げ指令およびタップ上げ指令に応じて電圧調整用変圧器のタップを切換える負荷時タップ切換え装置とを備えている(たとえば特許文献1参照)。このような電圧調整装置は、将来の電力需要の増加も見込んで、系統の電圧降下が均等になるように系統の所定位置に設置される。
特開平11−273972号公報
Conventionally, a voltage regulator is used as a device that compensates for a drop in line voltage due to load fluctuations occurring in a distribution system. This voltage regulator is a voltage regulator having a tap winding, an instrument transformer to which the system voltage is input to the primary side, and the secondary voltage of the instrument transformer is higher than the set value. A voltage relay that outputs a tap lowering command and outputs a tap raising command when it is low, and a load tap switching device that switches the tap of the voltage adjusting transformer according to the tap lowering command and the tap raising command. (For example, refer to Patent Document 1). Such a voltage regulator is installed at a predetermined position of the system so that the voltage drop of the system is equal in anticipation of future increase in power demand.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-273972

ところで、配電系統は配電用変電所から負荷末端方向に向かって放射状に形成され、電力潮流が一方方向に流れることを前提として、系統計画、運用、制御が行なわれてきた。しかし、近年の規制緩和の進展に伴って配電系統に多数の分散型電源が連系されることが予想され、これにより配電系統内に逆潮流が発生し、既設の電圧調整装置では電圧変動を補償できず、系統電圧が規定範囲を逸脱してしまう可能性がある。   By the way, the distribution system is formed radially from the distribution substation toward the end of the load, and system planning, operation, and control have been performed on the premise that the power flow flows in one direction. However, with the progress of deregulation in recent years, it is expected that a large number of distributed power sources will be connected to the distribution system. As a result, reverse power flow will occur in the distribution system, and voltage fluctuations will not occur in existing voltage regulators. Compensation is not possible, and the system voltage may deviate from the specified range.

それゆえに、この発明の主たる目的は、逆潮流が発生するような配電系統において電圧調整装置の最適配置を決定することが可能な電圧調整装置の最適配置決定方法を提供することである。   Therefore, a main object of the present invention is to provide an optimum arrangement determining method for a voltage regulator capable of determining an optimum arrangement of the voltage regulator in a distribution system in which a reverse power flow occurs.

この発明に係る電圧調整装置の最適配置決定方法は、配電系統に設置する電圧調整装置の最適配置を決定する方法において、潮流計算を使用して系統状態を設定し、パーティクル・スウォーム・オプティマイゼーション(PSO)を使用して最適状態を探索し、電圧調整装置の設置コストを必要最小限にすることを最適状態を決定するための評価指標とすることを特徴とする。   An optimum arrangement determination method for a voltage regulator according to the present invention is a method for determining an optimum arrangement of a voltage regulator to be installed in a distribution system, wherein a system state is set using power flow calculation, and particle swarm optimization ( PSO) is used to search for the optimum state, and minimizing the installation cost of the voltage regulator is used as an evaluation index for determining the optimum state.

好ましくは、電圧調整装置の整定値を最適化する探索過程において、電圧調整装置のタップ変化を連続値として取り扱う。   Preferably, the tap change of the voltage regulator is handled as a continuous value in the search process for optimizing the set value of the voltage regulator.

また好ましくは、系統状態の変化範囲を負荷電力の時系列変化として与え、その状態変化範囲内で常に系統電圧を規定範囲内に維持できるように最適配置を決定する。   Preferably, the range of change of the system state is given as a time series change of the load power, and the optimum arrangement is determined so that the system voltage can always be maintained within the specified range within the state change range.

また好ましくは、状態変化範囲を通じて、配電損失の総和が最小となるように最適状態を決定する。   Preferably, the optimum state is determined through the state change range so that the total distribution loss is minimized.

また好ましくは、状態変化範囲を通じて、電圧調整装置の制御余裕量が最大となるように最適状態を決定する。   Preferably, the optimum state is determined so that the control margin of the voltage regulator is maximized through the state change range.

この発明に係る電圧調整装置の最適配置決定方法では、潮流計算を使用して系統状態を設定し、PSOを使用して最適状態を探索し、電圧調整装置の設置コストを必要最小限にすることを最適状態を決定するための評価指標とする。したがって、分散型電源による逆潮流が起きている系統の電圧を電圧管理範囲内に維持するため、電圧調整装置を配電系統のどの位置に設置すれば良いのかの情報を得ることができる。   In the method for determining the optimum arrangement of the voltage regulator according to the present invention, the system state is set using power flow calculation, the optimum state is searched using PSO, and the installation cost of the voltage regulator is minimized. Is an evaluation index for determining the optimum state. Therefore, in order to maintain the voltage of the system in which the reverse power flow caused by the distributed power supply occurs within the voltage management range, it is possible to obtain information on which position of the distribution system the voltage regulator should be installed.

(1) 全体の概要
配電変電所から負荷末端までの電圧、電流分布を求める計算方法として潮流計算がある。潮流計算は、配電変電所の送出電圧、負荷(分散型電源発電機も含む)、電圧調整装置の設置位置と整定値(電圧調整装置からある距離離れた地点での電圧を設定するパラメータである)を初期条件とし、各負荷設置点の電圧と、隣接する2つの負荷点の間に流れる電流を求める方法である。
(1) Overall overview There is tidal current calculation as a calculation method to obtain the voltage and current distribution from the distribution substation to the load end. Power flow calculation is a parameter that sets the voltage at a point some distance away from the voltage regulator, the output voltage of the distribution substation, the load (including the distributed power generator), the installation position of the voltage regulator and the set value ) Is an initial condition, and the voltage at each load installation point and the current flowing between two adjacent load points are obtained.

今、探索したいものは電圧調整装置の設置位置である。これを探索する方法としては、試行錯誤で潮流計算を繰り返し行ない、系統電圧や電流値を規定範囲内に維持できる設置位置を探索する方法がある。しかし、この方法では、探索回数が多くなり、また探索の開始位置によっては最適な設置位置ではない設置位置を解としてしまう恐れがある。   What is to be searched now is the installation position of the voltage regulator. As a method of searching for this, there is a method of searching for an installation position where the power flow calculation is repeated by trial and error and the system voltage or current value can be maintained within a specified range. However, with this method, the number of searches increases, and depending on the search start position, there is a possibility that the installation position that is not the optimal installation position is taken as a solution.

この問題を解決するために、対象とする関数(目的関数)に極小値が複数個あり、それらのうちの最も小さい極小値を少ない探索回数で探し出すときに有効な方法であるPSO(Particle Swarm Optimization)を用いる。PSOの目的関数には、電圧調整装置を新たに設置する場合と移設する場合とで設置コストが異なるので、電圧調整装置の設置コストを含ませる。また、省エネルギーの観点から配電線損失も含ませる。さらに、将来的に負荷が増加したときにできるだけ電圧制御装置を移設せずに対応できるように、電圧調整装置のタップをできるだけセンタータップに近付ける制御余裕量の均等化も含ませる。系統電圧や電流値を規定値に維持しながら、この目的関数を最小とする電圧調整装置の設置位置を求める。   In order to solve this problem, there is a plurality of minimum values in the target function (objective function), and PSO (Particle Swarm Optimization) which is an effective method when searching for the smallest minimum value among them with a small number of searches. ) Is used. The installation function of the voltage regulator is included in the objective function of the PSO because the installation cost differs depending on whether the voltage regulator is newly installed or moved. Also, distribution line loss is included from the viewpoint of energy saving. Further, in order to cope with a future increase in load without moving the voltage control device as much as possible, the control margin amount is equalized so that the tap of the voltage adjustment device is as close as possible to the center tap. While maintaining the system voltage and current values at specified values, the installation position of the voltage regulator that minimizes this objective function is obtained.

なお、PSOの詳細な内容については、J. Kennedy and R. Eberhartによる "Particle Swarm Optimization"(Proc. of IEEE International Conference on Neural Networks, Vol.IV, pp.1942-1948, Perth, Australia, 1995.)や、Y. Shi, and R. Eberhartによる "A Modified Particle Swarm Optimizer"(Proc. of IEEE International Conference on Evolutionary Computation, Anchorage, May 1998.)などに記載されている。   For details on PSO, see “Particle Swarm Optimization” by J. Kennedy and R. Eberhart (Proc. Of IEEE International Conference on Neural Networks, Vol. IV, pp.1942-1948, Perth, Australia, 1995. And “A Modified Particle Swarm Optimizer” (Proc. Of IEEE International Conference on Evolutionary Computation, Anchorage, May 1998) by Y. Shi, and R. Eberhart.

(2) 電圧調整装置の最適配置問題における前提条件
図1に示すように、電圧調整装置の最適配置・整定問題では、状態変数である電圧調整装置の設置位置と整定値の探索に長時間かかる。そこで、最適配置問題と最適整定問題に分けることとする。しかし、電圧調整装置の最適配置・整定問題は、補助変数である系統条件(配電用変電所の送出電圧、負荷、系統構成、系統インピーダンスなど)と状態変数である電圧調整装置の設置位置および整定値から、最適性の評価の基準となる電圧と電流の分布を求める順問題とは逆に、最良の評価を得る電圧と電流の分布から電圧調整装置の設置位置および整定値を求める逆問題として定義できる。
(2) Preconditions for the optimal placement problem of the voltage regulator As shown in FIG. 1, in the optimum placement / settling problem of the voltage regulator, it takes a long time to search for the installation position and the set value of the voltage regulator, which are state variables. . Therefore, we will divide it into an optimal placement problem and an optimal settling problem. However, the optimal placement and settling problems for voltage regulators are the system conditions that are auxiliary variables (distribution substation voltage, load, system configuration, system impedance, etc.) and the voltage regulator installation locations and settings that are state variables. As an inverse problem to obtain the installation position and settling value of the voltage regulator from the voltage and current distribution to obtain the best evaluation, as opposed to the forward problem to obtain the voltage and current distribution that is the basis for evaluation of optimality from the value Can be defined.

また、配置問題と整定問題は密接に関係しており、最適な整定値を求めるためには配置が決まっていることが前提であり、また、最適な配置を求めるためには電圧調整装置の制御状態つまりは整定値が決まっていることが前提となる。したがって、電圧調整装置の最適配置問題と最適整定問題を部分問題として切り離して考えることは困難である。しかし、図1に示すように、最適性の評価の対象となる電圧と電流の分布は最終的には電圧調整装置の制御の結果として得られるタップ位置によって決まることから、対象問題における状態変数と評価対象はタップ位置という中間的な媒介変数を介して関係している。   In addition, the placement problem and the settling problem are closely related, and it is assumed that the placement is determined in order to obtain the optimum settling value, and the control of the voltage regulator is required to obtain the optimum placement. It is assumed that the state, that is, the settling value has been determined. Therefore, it is difficult to consider the optimal placement problem and the optimal settling problem of the voltage regulator as separate problems. However, as shown in FIG. 1, since the distribution of the voltage and current to be evaluated for optimality is ultimately determined by the tap position obtained as a result of the control of the voltage regulator, the state variables in the target problem The object to be evaluated is related through an intermediate parameter called the tap position.

つまり、電圧調整装置の最適配置問題において、電圧調整装置の制御の結果として得られるタップ位置のみを考慮すれば最適整定問題と切り離して扱うことが可能であるので、ここでは電圧調整装置の制御結果となるタップ位置のみを考慮して最適配置問題を扱う。なお、電圧調整装置のタップ位置は、負荷状態または整定値によって異なるため、電圧調整装置の最適配置問題では、電圧調整装置のタップ位置も状態変数として扱う。   In other words, in the optimal placement problem of the voltage regulator, it is possible to treat it separately from the optimal settling problem if only the tap position obtained as a result of the control of the voltage regulator is taken into account. The optimal placement problem is handled considering only the tap position. In addition, since the tap position of a voltage regulator changes with load conditions or a set value, in the optimal arrangement | positioning problem of a voltage regulator, the tap position of a voltage regulator is also handled as a state variable.

(3) 電圧調整装置の最適配置問題における最適性の評価項目
評価項目は、設置コストの最小化、電圧調整装置の制御余裕量の均等化、線路損失の最小化の3項目とし、これらのうちの少なくとも1つの項目について評価できる。設置コストの最小化については、対象系統における新設する電圧調整装置の設置台数または再配置する電圧調整装置の設置台数を最小とする探索を行なう。
(3) Evaluation items for optimality in the optimal placement problem of voltage regulators The evaluation items are the following three items: minimization of installation cost, equalization of control margin of voltage regulator, and minimization of line loss. It is possible to evaluate at least one item. For minimizing the installation cost, a search is performed to minimize the number of newly installed voltage regulators in the target system or the number of voltage regulators to be rearranged.

電圧調整装置の制御余裕量の均等化については、対象系統に複数台の機器を設置する必要が生じた場合、将来的な負荷増加や分散型電源の増加を考慮して、設置されている全ての電圧調整装置のタップの制御余裕量を最大とする探索を行なう。すなわち、図2(a)に示すように各電圧調整装置で別々にタップを設定するのではなく、図2(b)に示すように全電圧調整装置のタップ位置を均等にする。なお、図2(a)(b)では、電圧調整装置として、配電用変電所のLDC(Line Drop Compensator:線路電圧降下補償器)と、SVR(Step Voltage Regulator:ステップ式自動電圧調整器)とが示されている。線路損失の最小化については、系統全体の線路損失を最小とする探索を行なう。   Regarding the equalization of the control margin of the voltage regulator, if it is necessary to install multiple devices in the target system, all the installed devices are considered in consideration of future increases in load and distributed power sources. A search for maximizing the control margin of the tap of the voltage regulator is performed. That is, instead of setting the taps separately for each voltage regulator as shown in FIG. 2 (a), the tap positions of all the voltage regulators are made equal as shown in FIG. 2 (b). 2 (a) and 2 (b), as voltage regulators, a distribution substation LDC (Line Drop Compensator) and an SVR (Step Voltage Regulator) are used. It is shown. For minimizing the line loss, a search for minimizing the line loss of the entire system is performed.

(4) 状態変数
配電用変電所から各電圧調整装置までの距離を連続値として取り扱い、それを状態変数とする。すなわち、最適問題におけるパラメータとしては、電圧調整装置が設置可能な電柱の位置(離散値)も考えられるが、対象配電系統における全ての電柱の位置データを設定することは困難であり、実際の電柱間隔もそれぞれ異なることから、配電用変電所から各電圧調整装置までの距離(連続値)をパラメータとする。最終的な設置位置としては、連続値として得られた値に近い設置可能な設置位置とする。
(4) State variable The distance from the distribution substation to each voltage regulator is treated as a continuous value, which is used as a state variable. That is, as the parameter in the optimal problem, the position (discrete value) of the power pole where the voltage regulator can be installed is considered, but it is difficult to set the position data of all the power poles in the target distribution system, and the actual power pole Since the intervals are also different, the distance (continuous value) from the distribution substation to each voltage regulator is used as a parameter. The final installation position is an installation position that can be installed close to the value obtained as a continuous value.

また、各電圧調整装置のタップ位置を連続値として取り扱い、それを状態変数とする。ここで、電圧調整装置がSVRまたは固定ブースターの場合は、タップ位置は正の整数であり、離散値である。また、電圧調整装置がUPFC(Unified Power Flow Controller)の場合、タップ位置は連続値である。したがって、電圧調整装置がSVRまたは固定ブースターの場合にもタップ位置を連続値として取り扱い、最終的なタップ位置は電圧調整装置の設置位置を固定した状態で最適整定値を探索する手法により、各電圧調整装置の最適整定値を求める。   Moreover, the tap position of each voltage regulator is handled as a continuous value, which is used as a state variable. Here, when the voltage regulator is an SVR or a fixed booster, the tap position is a positive integer and is a discrete value. Further, when the voltage regulator is a UPFC (Unified Power Flow Controller), the tap position is a continuous value. Therefore, even when the voltage regulator is an SVR or a fixed booster, the tap position is handled as a continuous value, and the final tap position is determined by searching for the optimum set value with the installation position of the voltage regulator fixed. Find the optimal settling value for the adjustment device.

(5) 目的関数
対象問題における最適性の評価は、系統電圧が規定値範囲内に入ることが大前提となる。また、設備コストや運用コストの最小化を考えると、新設台数または再配置台数を最小にし、配電損失を最小にする必要がある。また、将来的な負荷の増加を考えると複数台の電圧調整装置を設置する場合には、1台の電圧調整装置に制御が集中しないように制御余裕量を最大にする必要がある。具体的には、各電圧調整装置の制御タップ(対象負荷状態におけるタップ位置)がセンタータップに近くなるように考慮する。
(5) Objective function Evaluation of optimality in the target problem is based on the premise that the system voltage falls within the specified value range. Also, considering the minimization of equipment costs and operation costs, it is necessary to minimize the number of newly installed or relocated units and minimize the power distribution loss. In consideration of future increases in load, when a plurality of voltage regulators are installed, it is necessary to maximize the control margin so that control is not concentrated on one voltage regulator. Specifically, it is considered that the control tap (tap position in the target load state) of each voltage regulator is close to the center tap.

これらを総合的に評価する目的関数は次式(1)で表わされる。なお、電圧・電力潮流の厳しい状態を対象とするため、負荷状態として重負荷および軽負荷の2状態を対象とし、分散型電源連系時は重負荷および軽負荷と、分散型電源の出力が0[kW]から最大出力に変動する状態と、それが最大出力から0[kW]に変動する状態との各組合せからなる合計4状態を対象とする。   An objective function for comprehensively evaluating these is expressed by the following equation (1). In addition, because the target is a severe state of voltage and power flow, the load state is two states of heavy load and light load, the output of the distributed power source is heavy load and light load when the distributed power connection A total of four states, each of which is a combination of a state that varies from 0 [kW] to the maximum output and a state in which it varies from the maximum output to 0 [kW], are targeted.

Figure 0005056188
Figure 0005056188

ここで、lは考慮する系統状態数であり、出力一定分散型電源連系時はl=2(重負荷と軽負荷の2通り)であり、分散型電源連系時はl=4(重負荷と軽負荷の2通りと、上記分散型電源出力変動状態の2通りとの合計4通り)である。また、mはブランチ数を、nは電圧調整装置の台数を、Costはk台目の電圧調整装置のコスト(新規設置コスト、再配置コスト)を、Lossはブランチiの有効電力ロスを、Marginはj台目の電圧調整装置の制御余裕量を、wは目的関数の各項の重み係数を、g(V,I)は電圧・電流制約逸脱量の絶対値和(ペナルティー関数)をそれぞれ示している。 Here, l is the number of system states to be considered, and l = 2 (two types of heavy load and light load) when the output is constant distributed power connection, and l = 4 (heavy load when distributed power connection) 4 types in total, 2 types of load and light load and 2 types of distributed power supply output fluctuation state). M is the number of branches, n is the number of voltage regulators, Cost k is the cost of the k-th voltage regulator (new installation cost, relocation cost), and Loss i is the effective power loss of branch i. , Margin j is the control margin of the jth voltage regulator, w i is the weighting factor of each term of the objective function, and g (V, I) is the sum of absolute values of voltage / current constraint deviation (penalty function) ) Respectively.

また、電圧調整装置の制御余裕量は次式(2)で表わされる。   Further, the control margin of the voltage regulator is expressed by the following equation (2).

Figure 0005056188
Figure 0005056188

ここで、TapControl jはj台目の電圧調整装置の制御タップを、TapCenter jはj台目の電圧調整装置のセンタータップをそれぞれ示している。 Here, Tap Control j indicates the control tap of the jth voltage regulator, and Tap Center j indicates the center tap of the jth voltage regulator.

また、電圧・電流制約逸脱の絶対値和は次式(3)で表わされる。   Further, the sum of absolute values of voltage / current constraint deviation is expressed by the following equation (3).

Figure 0005056188
Figure 0005056188

ここで、もしV>電圧規定値上限値であればVupper=V−電圧規定値上限値であり、そうでなければVupper=0である。もしV<電圧規定値下限値であればVlower=V−電圧規定値上限値であり、そうでなければVlower=0である。もしI>最大許容電流であればIupper=I−最大許容電流であり、そうでなければIupper=0である。もし、|TapControl j−TapCenter j|>int(全タップ数/2)であればTap=TapCenter j−TapControl jであり、そうでなければTap=0である。また、rはノード数を、Vはノードhの電圧を、Iはブランチiの通過電流を、Vupperはノードhの電圧上限制約逸脱量を、Vlowerはノードhの電圧下限制約逸脱量を、Iupperはブランチiの電流上限制約逸脱量を、それぞれ示している。また、目的関数中の重み係数w1,w2,w3,w4の数値については、各評価項目を相対的に評価して0から1の間の値に設定する。 Here, if V h > voltage specified value upper limit value, Vupper h = V h -voltage specified value upper limit value, otherwise Vupper h = 0. If V h <voltage specified value lower limit value, Vlower h = V h -voltage specified value upper limit value, otherwise Vlower h = 0. If I i > maximum allowable current, then Iupper i = I i -maximum allowable current, otherwise Iupper i = 0. If | Tap Control j −Tap Center j |> int (total taps / 2), then Tap j = Tap Center j −Tap Control j , otherwise Tap j = 0. Also, r is the number of nodes, V h is the voltage at node h, I i is the current passing through branch i, Vupper h is the amount of deviation from the voltage upper limit constraint at node h, and Vlower h is the deviation from the voltage lower limit constraint at node h. Iupper i indicates the current upper limit deviation of the branch i. In addition, regarding the numerical values of the weight coefficients w1, w2, w3, and w4 in the objective function, each evaluation item is relatively evaluated and set to a value between 0 and 1.

(6) 制約条件
系統運用上、以下の制約条件を満たす必要がある。第1には、電圧上下限の制約を満たすこと、すなわち各ノードの電圧が規定範囲を越えないことが必要である。第2には、電流上限制約を満たすこと、すなわち線路、CB、開閉器の通過電流が常時・短時間最大許容電流を越えないことが必要である。第3には、設置地域の制約を満たすこと、すなわち周囲の建造物、環境、景観などにより電圧調整装置の設置が不可能な地域を除くことが必要である。第4には、タップ位置の制約を満たすこと、すなわち電圧調整装置のタップ位置がセンタータップ±int(全タップ数/2)の間にあることが必要である。
(6) Constraint conditions The following constraint conditions must be satisfied for system operation. First, it is necessary to satisfy the voltage upper and lower limit constraints, that is, the voltage at each node does not exceed the specified range. Second, it is necessary to satisfy the current upper limit constraint, that is, the current passing through the line, CB, and switch does not always exceed the maximum allowable current for a short time. Thirdly, it is necessary to satisfy the restrictions of the installation area, that is, to exclude areas where the voltage regulator cannot be installed due to surrounding buildings, environment, landscape, and the like. Fourthly, it is necessary that the tap position is satisfied, that is, the tap position of the voltage regulator is between center taps ± int (total number of taps / 2).

なお、上記第1、第2、第4の制約条件については、制約逸脱量をペナルティ値として目的関数に加えることとし、第3の制約条件については、状態変数である電圧調整装置の設置位置を設定する際に設置不可能地域を除くこととする。   For the first, second, and fourth constraint conditions, the constraint deviation amount is added to the objective function as a penalty value, and for the third constraint condition, the installation position of the voltage regulator that is a state variable is set. When setting, exclude areas where installation is not possible.

以上より、最適配置問題では、上記第1〜第4の全ての制約条件を満たす範囲で数式(1)を最小化する電圧調整装置の最適配置を求める。   As described above, in the optimum arrangement problem, the optimum arrangement of the voltage regulator that minimizes Equation (1) within a range satisfying all the first to fourth constraint conditions is obtained.

なお、上記の方法では、最適化手法による最適解の探索の際に、制約逸脱領域を通過して最適解の存在する領域に到達することが可能であるなど最適解の探索効率を高めるために第1、第2、第4の制約逸脱量をペナルティ関数として目的関数に加えている。しかし、ペナルティ関数を目的関数に加えることで、制約逸脱のある解が最適解として探索される可能性があるため、最終的な最適解ではペナルティ関数がゼロであることを確認する。   In the above method, when searching for an optimal solution using an optimization method, it is possible to reach the region where the optimal solution exists by passing through the constraint deviation region, in order to increase the search efficiency of the optimal solution. The first, second, and fourth constraint deviation amounts are added to the objective function as penalty functions. However, by adding a penalty function to the objective function, there is a possibility that a solution having a constraint deviation is searched as an optimal solution. Therefore, it is confirmed that the penalty function is zero in the final optimal solution.

(7) PSOを用いた電圧調整装置の最適配置問題の定式化
ここでは、モダンヒューリスティック(Modern Heuristic:MH)手法の1つであるPSOを用いた概略アルゴリズムを示す。まず手順1では、PSOによる解空間の探索式における重み係数などのパラメータを設定する。次に手順2では、上述のように定義した状態変数に対して、エージェント数だけランダムに状態量を生成する。また、初期速度をランダムに生成する。手順3では、各状態量に対して潮流計算を実行し、数式(1)の目的関数を計算する。
(7) Formulation of Optimal Arrangement Problem of Voltage Regulator Using PSO Here, an outline algorithm using PSO, which is one of the modern heuristic (MH) techniques, is shown. First, in procedure 1, parameters such as weighting coefficients in a search formula for a solution space by PSO are set. Next, in step 2, state quantities are randomly generated by the number of agents for the state variables defined as described above. Also, the initial speed is randomly generated. In procedure 3, the tidal current calculation is executed for each state quantity, and the objective function of Equation (1) is calculated.

手順4では、初期状態の評価値を各エージェントのpbestとする。また、pbestのうちの最も評価値が小さいものをgbestとする。手順5では、速度を計算する。手順6では、現状の探索点に対して評価値の悪いエージェントの探索点と速度を評価値の良いエージェントの値にリプレイスする。この際、各エージェントの、これまで探索してきた最も評価が良い探索点(pbest)の情報は残す。   In procedure 4, the evaluation value of the initial state is set as pbest of each agent. Also, gbest is the smallest evaluation value of pbest. In step 5, the speed is calculated. In step 6, the search point and speed of the agent having a poor evaluation value with respect to the current search point are replaced with the value of the agent having a good evaluation value. At this time, the information of the search point (pbest) with the highest evaluation that has been searched so far for each agent remains.

手順7では、新しい状態を計算する。この際、各エージェントの上下限制約を考慮する。手順8では、各エージェントの新しい状態に対して潮流計算を実行し、評価値を計算する。手順9では、各エージェントに対して、新しい状態の評価値がpbestよりも良かったら、pbestを変更する。また、現在のpbestのうちの最も評価値が小さいものがgbestよりも良かったら、gbestを変更する。手順10では、最大反復回数まで達したら終了し、そうでなければ手順5に戻る。最大反復回数を経過した時点のgbestを最適解とする。   In step 7, a new state is calculated. At this time, the upper and lower limit constraints of each agent are considered. In step 8, the tidal current calculation is executed for the new state of each agent, and the evaluation value is calculated. In step 9, if the evaluation value of the new state is better than pbest for each agent, pbest is changed. If the smallest evaluation value of the current pbest is better than gbest, gbest is changed. In step 10, when the maximum number of iterations has been reached, the process ends. Otherwise, the process returns to step 5. The best solution is gbest when the maximum number of iterations has passed.

(8) 具体的な電圧調整装置の再配置および新設の探索方法
電圧調整装置の最適配置問題において最も重点を置く評価項目は、電圧調整装置の設置コスト、すなわち既設電圧調整装置の再配置コスト、新設電圧調整装置の設置コストが最小となる電圧調整装置の配置を求めることである。以下では、それらの探索方法について説明する。
(8) Specific Relocation of Voltage Regulator and Search Method for New Installation The evaluation item that places the most emphasis on the optimal placement problem of voltage regulator is the installation cost of the voltage regulator, that is, the relocation cost of the existing voltage regulator, It is to obtain the arrangement of the voltage regulator that minimizes the installation cost of the new voltage regulator. Below, those search methods are demonstrated.

まず、電圧調整装置が未設置の系統における探索方法について説明する。このような系統に対しては、対象系統に対して電圧調整装置を何台設置すれば電圧・電流制約を満足するかは事前には分からない。しかし、電圧調整装置の設置台数をランダムに変化させて最適配置探索を行なうと、仮に対象系統に対して電圧調整装置を3台設置すれば電圧・電流制約を満足する場合に、4台以上設置する場合の最適配置探索を行なうと、探索に長時間を必要とする原因になる。そこで、本方式では、電圧調整装置の設置台数における無駄な探索を無くして探索時間を短縮するため、電圧調整装置の初期設置台数を1台とし、制約逸脱があれば台数を増加させ、制約逸脱がなくなるまで最適配置探索を繰り返し行ない、設置コストが最小となる設置台数および最適配置を探索する。   First, a search method in a system in which no voltage regulator is installed will be described. For such systems, it is not known in advance how many voltage regulators should be installed for the target system to satisfy the voltage / current constraints. However, if optimal placement search is performed by randomly changing the number of installed voltage regulators, if three voltage regulators are installed for the target system, four or more will be installed if the voltage / current constraints are satisfied. If the optimum arrangement search is performed, a long time is required for the search. Therefore, in this method, in order to eliminate unnecessary searching in the number of installed voltage regulators and shorten the search time, the initial number of voltage regulators is set to one, and if there is a deviation, the number is increased, and the deviation from the restriction The optimal arrangement search is repeated until there is no more, and the number of installations and the optimal arrangement that minimize the installation cost are searched.

次に、既設電圧調整装置がある系統における探索方法について説明する。このような系統に対しては、新設コストおよび再配置コストを考慮する場合がある。既設電圧調整装置の再配置の台数にもよるが、一般的には電圧調整装置を1台新設するよりも再配置する方が低コストになるので、優先順位としては既設電圧調整装置の再配置の探索を最初に行ない、電圧・電流制約を満足しない場合には新設電圧調整装置の最適配置の探索を行なう。   Next, the search method in a system with an existing voltage regulator is described. For such systems, new installation costs and relocation costs may be considered. Although it depends on the number of existing voltage regulators to be rearranged, it is generally cheaper to relocate one voltage regulator than to newly install one voltage regulator, so the priority is to rearrange existing voltage regulators. When the voltage / current constraint is not satisfied, the optimum arrangement of the new voltage regulator is searched.

また、コスト面を考慮すると、新設電圧調整装置の最適配置検討を行なう場合には、既設電圧調整装置の配置は初期状態(再配置検討前の設置位置)に戻して行なう必要があり、電圧調整装置を新設しても電圧・電流制約を満足しない場合には、新設台数を増加させる前に既設電圧調整装置の再配置と新設電圧調整装置の最適配置を合わせた探索を行なう必要がある。したがって、最終的な探索順序は以下のようになる。なお、以下の探索順序は、新設電圧調整装置の単価およびその設置コストより既設電圧調整装置を全部再配置するコストの方が安いことを前提としている。   Also, considering the cost, when considering the optimal placement of the new voltage regulator, it is necessary to return the existing voltage regulator to the initial state (installation position before relocation study). If the voltage / current constraint is not satisfied even if a new device is installed, it is necessary to perform a search that combines the rearrangement of the existing voltage regulators and the optimum arrangement of the new voltage regulators before increasing the number of newly installed devices. Therefore, the final search order is as follows. The following search order is based on the premise that the cost of rearranging all the existing voltage regulators is lower than the unit price of the new voltage regulator and the installation cost thereof.

まず手順1では、既設電圧調整装置の再配置探索を行なう。次に手順2では、既設電圧調整装置を初期配置状態とし、新設電圧調整装置1台の最適配置探索を行なう。手順3では、既設電圧調整装置の再配置探索と、新設電圧調整装置1台の最適配置探索を行なう。手順4では、既設電圧調整装置を初期配置状態とし、新設電圧調整装置2台の最適配置探索を行なう。手順5では、既設電圧調整装置の再配置探索と、新設電圧調整装置2台の最適配置探索を行なう。以下、新設電圧調整装置の台数を増加させ、電圧・電流制約を満足するまで探索を繰り返す。   First, in procedure 1, a rearrangement search for the existing voltage regulator is performed. Next, in procedure 2, the existing voltage regulator is placed in the initial arrangement state, and the optimum arrangement search for one new voltage regulator is performed. In the procedure 3, the rearrangement search for the existing voltage regulator and the optimum placement search for one new voltage regulator are performed. In step 4, the existing voltage regulator is placed in the initial arrangement state, and an optimum arrangement search for two new voltage regulators is performed. In the procedure 5, the rearrangement search for the existing voltage regulators and the optimum layout search for the two new voltage regulators are performed. Thereafter, the number of new voltage regulators is increased, and the search is repeated until the voltage / current constraints are satisfied.

図3は、電圧調整装置が設置されていない系統に対して電圧調整装置を新設する場合の配置決定方法を示すフローチャートである。ステップS1において、系統構成、負荷状態、系統設備などを設定する。このとき、最適配置に必要な系統構成および負荷状態のデータが入手可能かどうか検討する。系統構成のデータとしては、切替頻度の高いnケースのデータ、すなわち通常時(i=1)のデータと、系統切替時(i=2,3,…,n)のデータが必要である。負荷状態のデータとしては、重負荷状態時(j=1)のデータと、軽負荷状態時(j=2)のデータとが必要である。   FIG. 3 is a flowchart showing an arrangement determination method when a voltage regulator is newly installed for a system in which no voltage regulator is installed. In step S1, a system configuration, a load state, a system facility, etc. are set. At this time, it is examined whether system configuration and load state data necessary for optimal placement are available. As system configuration data, data of n cases with high switching frequency, that is, data at normal time (i = 1) and data at system switching (i = 2, 3,..., N) are necessary. As load state data, data in a heavy load state (j = 1) and data in a light load state (j = 2) are required.

ステップS2において、既設の電圧調整装置(SVR)が無いか否かを判別し、無い場合はステップS3において新設の電圧調整装置の台数kの初期設定を行なう。すなわちk=1とする。既設の電圧調整装置がある場合については、図4で説明する。ステップS4において、HPSO(Hybrid PSO)を用いて電圧調整装置の最適配置を探索し、ステップS5において、設置可能な電柱位置(離散値)に対して潮流計算を実行する。   In step S2, it is determined whether or not there is an existing voltage regulator (SVR). If there is not, an initial setting of the number k of new voltage regulators is performed in step S3. That is, k = 1. The case where there is an existing voltage regulator will be described with reference to FIG. In step S4, the optimum arrangement of the voltage regulator is searched using HPSO (Hybrid PSO), and in step S5, the power flow calculation is executed for the installable power pole position (discrete value).

ステップS6において、電圧・電流制約の逸脱が無いか否かを判別し、逸脱がある場合はステップS7において新設電圧調整装置を増設して(k=k+1)、ステップS4に戻り、ステップS6で逸脱が無い場合はステップS8において、最良評価を得る電圧調整装置設置台数および配置を電圧調整装置の最適配置結果として選定する。   In step S6, it is determined whether or not there is a deviation of the voltage / current constraint. If there is a deviation, a new voltage regulator is added in step S7 (k = k + 1), the process returns to step S4, and the deviation is made in step S6. If NO, in step S8, the number and arrangement of voltage regulators that obtain the best evaluation are selected as the optimum arrangement result of the voltage regulator.

なお、HPSOはPSOのメカニズムとGA(Genetic Algorithm:遺伝的アルゴリズム)などで利用される自然淘汰の概念を組み合わせたハイブリッド手法である。このHPSOの詳細な内容については、P. Angelineによる "Using Selection to Improve Particle Swarm Optimization"(Proc. of IEEE International Conference on Evolutionary Computation, Anchorage, May 1998.)などに記載されている。   HPSO is a hybrid method that combines the mechanism of PSO and the concept of natural selection used in GA (Genetic Algorithm) and the like. Details of this HPSO are described in “Using Selection to Improve Particle Swarm Optimization” by Prof. Angeline (Proc. Of IEEE International Conference on Evolutionary Computation, Anchorage, May 1998).

図4は、電圧調整装置が設置されている系統に対して電圧調整装置を再配置する場合の配置決定方法を示すフローチャートである。ステップS11において、既設電圧調整装置の再配置台数Lの初期設定を行ない(L=1)、ステップS12において、再配置検討の対象とする既設電圧調整装置の組合せを生成し、ステップS13において、再配置検討の対象とする既設電圧調整装置の組合せを設定する。   FIG. 4 is a flowchart illustrating an arrangement determination method in the case where the voltage regulator is rearranged with respect to the system in which the voltage regulator is installed. In step S11, an initial setting is made for the number L of rearranged existing voltage regulators (L = 1). In step S12, a combination of existing voltage regulators to be examined for rearrangement is generated. Set the combination of existing voltage regulators to be considered for placement.

ステップS14において、HPSOを用いて電圧調整装置の最適配置を探索し、ステップS15において、設置可能な電柱位置(離散値)に対して潮流計算を実行する。ステップS16において、全組合せに対して検討を終了したか否かを判別し、終了していない場合はステップS13に戻り、終了した場合はステップS17に進む。   In step S14, the optimum arrangement of the voltage regulator is searched using HPSO, and in step S15, power flow calculation is performed on the installable power pole position (discrete value). In step S16, it is determined whether or not the examination has been completed for all combinations. If not completed, the process returns to step S13. If completed, the process proceeds to step S17.

ステップS17において、電圧・電流制約の逸脱の無い組合せが存在するか否かを判別し、存在しない場合は、ステップS18において、既設台数に達したか否かを判別し、既設台数に達していない場合はステップS19において既設電圧調整装置の再配置台数を増加させて(L=L+1)、ステップS12に戻る。ステップS18で既設台数に達した場合については、図5で説明する。ステップS17において電圧・電流制約の逸脱の無い組合せが存在した場合は、ステップS20において、制約逸脱の無い組合せの中から最良評価を得る既設電圧調整装置の再配置台数および配置を最適配置結果として選定する。   In step S17, it is determined whether or not there is a combination that does not deviate from the voltage / current constraint. If there is no combination, it is determined in step S18 whether or not the existing number has been reached, and the existing number has not been reached. In this case, in step S19, the number of rearranged voltage regulators is increased (L = L + 1), and the process returns to step S12. The case where the existing number is reached in step S18 will be described with reference to FIG. If there is a combination that does not deviate from the voltage / current constraints in step S17, in step S20, the rearranged number and arrangement of the existing voltage regulators that obtain the best evaluation from the combinations that do not deviate from the constraint are selected as the optimum arrangement result. To do.

図5は、電圧調整装置が設置されている系統に対して電圧調整装置の再配置および新設を行なう場合の配置決定方法を示すフローチャートである。ステップS21において、既設電圧調整装置の再配置台数Lのリセットを行ない(L=0)、ステップS22において、新設電圧調整装置の台数kの初期設定を行ない(k=1)、ステップS23において、再配置・最適配置検討の対象とする既設および新設電圧調整装置の組合せを生成し、ステップS24において、再配置・最適配置検討の対象とする既設および新設電圧調整装置の組合せを設定する。   FIG. 5 is a flowchart showing an arrangement determination method when the voltage regulator is rearranged and newly installed in a system in which the voltage regulator is installed. In step S21, the number L of rearranged existing voltage regulators is reset (L = 0). In step S22, the number k of newly installed voltage regulators is initialized (k = 1). A combination of the existing and new voltage regulators to be examined for placement / optimum placement is generated, and in step S24, a combination of the existing and new voltage regulators to be examined for rearrangement / optimum placement is set.

ステップS25において、HPSOを用いて電圧調整装置の最適配置を探索し、ステップS26において、設置可能な電柱位置(離散値)に対して潮流計算を実行する。ステップS27において、全組合せに対して検討を終了したか否かを判別し、終了していない場合はステップS24に戻り、終了した場合はステップS28に進む。   In step S25, the optimum arrangement of the voltage regulator is searched using HPSO, and in step S26, power flow calculation is performed on the installable power pole position (discrete value). In step S27, it is determined whether or not the examination has been completed for all combinations. If not completed, the process returns to step S24, and if completed, the process proceeds to step S28.

ステップS28において、電圧・電流制約の逸脱の無い組合せが存在するか否かを判別し、存在しない場合は、ステップS29において、既設台数に達したか否かを判別し、既設台数に達していない場合はステップS30において既設電圧調整装置の再配置台数を増加させて(L=L+1)、ステップS23に戻る。ステップS29で既設台数に達した場合は、ステップS31において、既設電圧調整装置の再配置台数Lのリセットを行ない(L=0)、ステップS32において、新設電圧調整装置の台数kを増やし(k=k+1)、ステップS23に戻る。ステップS28において電圧・電流制約の逸脱の無い組合せが存在した場合は、ステップS33において、制約逸脱の無い組合せの中から最良評価を得る既設電圧調整装置の再配置台数および配置ならびに新設電圧調整装置の台数および配置を最適配置結果として選定する。   In step S28, it is determined whether or not there is a combination that does not deviate from the voltage / current constraint. If there is no combination, it is determined in step S29 whether or not the existing number has been reached, and the existing number has not been reached. In this case, the number of existing voltage regulators rearranged is increased in step S30 (L = L + 1), and the process returns to step S23. If the number of existing voltage regulators has been reached in step S29, the number L of rearranged existing voltage regulators is reset in step S31 (L = 0), and the number k of newly installed voltage regulators is increased in step S32 (k = k + 1), the process returns to step S23. If there is a combination that does not deviate from the voltage / current constraint in step S28, the number and arrangement of the existing voltage regulators that obtain the best evaluation from the combinations that do not deviate from the constraints and the new voltage regulators are obtained in step S33. Select the number and placement as the optimum placement results.

図6および図7は、HPSOを用いた電圧調整装置の最適配置の探索方法を示すフローチャートである。ステップS41において、探索反復回数の初期設定を行ない(iter=1)、ステップS42において、ランダムに各エージェントの初期探索点を生成する。すなわち、通常時(i=1)をベースに、電圧調整装置の初期配置(初期探索点)を設定する。   6 and 7 are flowcharts showing a method for searching for the optimum arrangement of the voltage regulator using HPSO. In step S41, the number of search iterations is initialized (iter = 1), and in step S42, initial search points for each agent are randomly generated. That is, the initial arrangement (initial search point) of the voltage regulator is set based on the normal time (i = 1).

ステップS43において、系統構成の初期設定を行ない(i=1)、ステップS44において、負荷状態の初期設定を行ない(j=1)、ステップS45において、対象系統構成および対象負荷状態における評価値を計算する。ステップS46において、全負荷に対して評価が終了したか否かを判別し、終了していない場合はステップS47において負荷状態を更新して(j=j+1)、ステップS45に戻る。   In step S43, the system configuration is initialized (i = 1). In step S44, the load state is initialized (j = 1). In step S45, the evaluation values in the target system configuration and the target load state are calculated. To do. In step S46, it is determined whether or not the evaluation has been completed for all loads. If not, the load state is updated in step S47 (j = j + 1), and the process returns to step S45.

ステップS46で全負荷に対する評価が終了した場合は、ステップS48において、対象系統構成における各負荷状態に対する評価値の和を計算する。ステップS49において、全系統構成に対して評価が終了したか否かを判別し、終了していない場合はステップS50において系統構成を更新して(i=i+1)、ステップS44に戻る。   If the evaluation for all loads is completed in step S46, the sum of evaluation values for each load state in the target system configuration is calculated in step S48. In step S49, it is determined whether or not the evaluation has been completed for all the system configurations. If not, the system configuration is updated in step S50 (i = i + 1), and the process returns to step S44.

ステップS49で全系統構成に対する評価が終了した場合は、ステップS51において、探索点(対象電圧調整装置)における各系統構成に対する評価値の和を計算する。ステップS52において、良い結果が得られた各エージェントのpbest(エージェント毎の探索過程における最良評価値)と、全エージェントのgbest(全エージェントの探索過程における最良評価値)とをアップデートする。   If the evaluation for all system configurations is completed in step S49, the sum of evaluation values for each system configuration at the search point (target voltage adjustment device) is calculated in step S51. In step S52, the pbest (best evaluation value in the search process for each agent) of each agent that obtained a good result and the gbest (best evaluation value in the search process of all agents) of all agents are updated.

ステップS53において、個々の探索点に対して選択を実行する。すなわち、評価値の悪いエージェントの探索点と速度を評価値の良いエージェントの値にリプレイスする。ステップS54において、個々のエージェントの速度および探索点を修正する。すなわち、現在の速度、pbest、gbestを用いて速度を修正し、修正した速度を用いて探索点を修正する。ステップS55において、最大反復回数に達したか否かを判別し、達していない場合はステップS56で反復回数を増加させて(iter=iter+1)、ステップS43に戻り、達している場合は探索を終了する。   In step S53, selection is performed for each search point. That is, the search point and speed of an agent with a poor evaluation value are replaced with the value of an agent with a good evaluation value. In step S54, the speed and search point of each agent are corrected. That is, the speed is corrected using the current speed, pbest, and gbest, and the search point is corrected using the corrected speed. In step S55, it is determined whether or not the maximum number of iterations has been reached. If not, the number of iterations is increased in step S56 (iter = iter + 1), and the process returns to step S43. To do.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明の一実施の形態による電圧調整装置の最適配置決定方法の前提条件を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the precondition of the optimal arrangement | positioning determination method of the voltage regulator by one Embodiment of this invention. 電圧調整装置の制御余裕量の均等化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating equalization of the control margin of a voltage regulator. 電圧調整装置が設置されていない系統に対して電圧調整装置を新設する場合の配置決定方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the arrangement | positioning determination method in the case of newly installing a voltage regulator with respect to the system | system in which the voltage regulator is not installed. 電圧調整装置が設置されている系統に対して電圧調整装置を再配置する場合の配置決定方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the arrangement | positioning determination method in the case of rearranging a voltage regulator with respect to the system | strain in which the voltage regulator is installed. 電圧調整装置が設置されている系統に対して電圧調整装置の再配置および新設を行なう場合の配置決定方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the arrangement | positioning determination method in the case of rearranging and newly installing a voltage regulator with respect to the system | strain in which the voltage regulator is installed. HPSOを用いた電圧調整装置の最適配置の探索方法を示すフローチャートの一部分である。It is a part of flowchart which shows the search method of the optimal arrangement | positioning of the voltage regulator which uses HPSO. HPSOを用いた電圧調整装置の最適配置の探索方法を示すフローチャートの残りの部分である。It is the remaining part of the flowchart which shows the search method of the optimal arrangement | positioning of the voltage regulator which uses HPSO.

符号の説明Explanation of symbols

LDC 線路電圧降下補償器、SVR 電圧調整装置。   LDC line voltage drop compensator, SVR voltage regulator.

Claims (10)

既設のN台(ただし、Nは自然数である)の電圧調整装置がある配電系統において電圧調整装置の最適配置を決定する方法において、
前記N台の電圧調整装置にk台(ただし、kは自然数である)の電圧調整装置を追加して(N+k)台の電圧調整装置の複数の組合せを生成する第1のステップと、
パーティクル・スウォーム・オプティマイゼーション(PSO)を使用して前記第1のステップで設定された前記複数の組合せの各々において前記(N+k)台の電圧調整装置の最適設置位置を求める第2のステップと、
前記複数の組合せの各々において前記第2のステップで求められた最適設置位置に基づき、前記(N+k)台の電圧調整装置を前記配電系統の(N+k)本の電柱にそれぞれ設置して潮流計算を実行する第3のステップと、
前記第3のステップで実行された潮流計算において電圧・電流制約の逸脱がない組合せがあるか否かを判定する第4のステップとを含み、
前記kの初期値は1であり、
前記第4のステップにおいて電圧・電流の逸脱がない組合せがない場合は前記kを+1して前記第1のステップに戻り、
前記第4のステップにおいて電圧・電流の逸脱がない組合せが1または2以上ある場合は、当該1または2以上の組合せのうちの最良評価の組合せを前記電圧調整装置の最適配置と決定し、
前記PSOでは、前記電圧調整装置の設置コストを必要最小限にすることを前記最適設置位置を求めるための評価指標とすることを特徴とする、電圧調整装置の最適配置決定方法。
In a method of determining the optimum arrangement of voltage regulators in a distribution system with existing N voltage regulators (where N is a natural number) ,
A first step of generating a plurality of combinations of (N + k) voltage regulators by adding k (where k is a natural number) voltage regulators to the N voltage regulators;
A second step of determining an optimal installation position of the (N + k) voltage regulators in each of the plurality of combinations set in the first step using particle swarm optimization (PSO);
Based on the optimum installation position obtained in the second step in each of the plurality of combinations, the (N + k) voltage regulators are respectively installed on the (N + k) power poles of the distribution system to calculate the power flow. A third step to perform;
A fourth step of determining whether or not there is a combination that does not deviate from the voltage / current constraint in the power flow calculation performed in the third step,
The initial value of k is 1,
If there is no combination without voltage / current deviation in the fourth step, k is incremented by 1 and the process returns to the first step.
In the case where there are one or more combinations in which there is no voltage / current deviation in the fourth step, the best evaluation combination of the one or more combinations is determined as the optimum arrangement of the voltage regulators;
In the PSO, characterized by an evaluation index of order seeking the optimal placement to the minimum necessary installation costs of the voltage regulator, the optimal arrangement determination method of the voltage regulator.
既設のN台(ただし、Nは2以上の整数である)の電圧調整装置がある配電系統において電圧調整装置の最適配置を決定する方法において、In a method for determining the optimum arrangement of voltage regulators in a distribution system with existing N voltage regulators (where N is an integer greater than or equal to 2),
前記N台の電圧調整装置のうちのL台(ただし、Lは1以上でN以下の整数である)の電圧調整装置を再配置して前記N台の電圧調整装置の複数の組合せを生成する第1のステップと、Of the N voltage regulators, L voltage regulators (where L is an integer greater than or equal to 1 and less than or equal to N) are rearranged to generate a plurality of combinations of the N voltage regulators. A first step;
パーティクル・スウォーム・オプティマイゼーション(PSO)を使用して前記第1のステップで設定された前記複数の組合せの各々において前記N台の電圧調整装置の最適設置位置を求める第2のステップと、A second step of determining an optimum installation position of the N voltage regulators in each of the plurality of combinations set in the first step using particle swarm optimization (PSO);
前記複数の組合せの各々において前記第2のステップで求められた最適設置位置に基づき、前記N台の電圧調整装置を前記配電系統のN台の電柱にそれぞれ設置して潮流計算を実行する第3のステップと、In each of the plurality of combinations, based on the optimum installation position obtained in the second step, the N voltage regulators are respectively installed on the N power poles of the distribution system, and a power flow calculation is performed. And the steps
前記第3のステップで実行された潮流計算において電圧・電流制約の逸脱がない組合せがあるか否かを判定する第4のステップとを含み、A fourth step of determining whether or not there is a combination that does not deviate from the voltage / current constraint in the power flow calculation performed in the third step,
前記Lの初期値は1であり、The initial value of L is 1,
前記第4のステップにおいて電圧・電流の逸脱がない組合せがない場合は前記Lを+1して前記第1のステップに戻り、If there is no combination without voltage / current deviation in the fourth step, L is incremented by 1 and the process returns to the first step.
前記第4のステップにおいて電圧・電流の逸脱がない組合せが1または2以上ある場合は、当該1または2以上の組合せのうちの最良評価の組合せを前記電圧調整装置の最適配置と決定し、In the case where there are one or more combinations in which there is no voltage / current deviation in the fourth step, the best evaluation combination of the one or more combinations is determined as the optimum arrangement of the voltage regulators;
前記PSOでは、前記電圧調整装置の設置コストを必要最小限にすることを前記最適設置位置を求めるための評価指標とすることを特徴とする、電圧調整装置の最適配置決定方法。In the PSO, a method for determining the optimum arrangement of the voltage regulator, wherein the installation cost of the voltage regulator is minimized as an evaluation index for obtaining the optimum installation position.
既設の電圧調整装置がない配電系統において電圧調整装置の最適配置を決定する方法において、In a method for determining the optimal arrangement of voltage regulators in a distribution system without existing voltage regulators,
パーティクル・スウォーム・オプティマイゼーション(PSO)を使用してk台(ただし、kは自然数である)の電圧調整装置の最適設置位置を求める第1のステップと、A first step of determining an optimal installation position of k voltage regulators (where k is a natural number) using particle swarm optimization (PSO);
前記第1のステップで求められた最適設置位置に基づき、前記k台の電圧調整装置を前記配電系統のk本の電柱にそれぞれ設置して潮流計算を実行する第2のステップと、A second step of performing the power flow calculation by installing the k voltage regulators on the k power poles of the distribution system based on the optimum installation position obtained in the first step;
前記第2のステップで実行された潮流計算において電圧・電流制約の逸脱があるか否かを判定する第3のステップとを含み、And a third step of determining whether or not there is a deviation of the voltage / current constraint in the power flow calculation performed in the second step,
前記kの初期値は1であり、The initial value of k is 1,
前記第3のステップにおいて電圧・電流の逸脱がある場合は前記kを+1して前記第1のステップに戻り、If there is a voltage / current deviation in the third step, k is incremented by 1 and the process returns to the first step.
前記第3のステップにおいて電圧・電流の逸脱がない場合は、前記第2のステップで求められた前記k台の電圧調整装置の最適設置位置を前記電圧調整装置の最適配置と決定し、If there is no voltage / current deviation in the third step, the optimum installation position of the k voltage regulators obtained in the second step is determined as the optimum arrangement of the voltage regulators,
前記PSOでは、前記電圧調整装置の設置コストを必要最小限にすることを前記最適設置位置を求めるための評価指標とすることを特徴とする、電圧調整装置の最適配置決定方法。In the PSO, a method for determining the optimum arrangement of the voltage regulator, wherein the installation cost of the voltage regulator is minimized as an evaluation index for obtaining the optimum installation position.
前記電圧調整装置の整定値を最適化する探索過程において、前記電圧調整装置のタップ変化を連続値として取り扱うことを特徴とする、請求項1から請求項3までのいずれかに記載の電圧調整装置の最適配置決定方法。 In the search process of optimizing the set value of the voltage regulator, and wherein the handling tap change of the voltage regulator as a continuous value, the voltage regulating device according to any one of claims 1 to 3 Optimal placement determination method. 系統状態の変化範囲を負荷電力の時系列変化として与え、その状態変化範囲内で常に系統電圧を規定範囲内に維持できるように前記最適設置位置を求めることを特徴とする、請求項1から請求項4までのいずれかに記載の電圧調整装置の最適配置決定方法。 Given variation range of the system state as a time series change in load power, characterized Rukoto always looking for the optimum installation position location so as to maintain the system voltage within a specified range in the state variable range, according to claim 1 optimal arrangement determination method of the voltage regulator device according to any one of up to claim 4. 前記状態変化範囲を通じて、配電損失の総和が最小となるように前記最適設置位置を求めることを特徴とする、請求項に記載の電圧調整装置の最適配置決定方法。 The through state change range, the sum of the power distribution loss, characterized in Rukoto seeking the optimal placement to minimize the optimum arrangement determination method of the voltage regulator of claim 5. 前記状態変化範囲を通じて、前記電圧調整装置の制御余裕量が最大となるように前記最適設置位置を求めることを特徴とする、請求項に記載の電圧調整装置の最適配置決定方法。 The through state variation range, the control allowance of the voltage regulator is characterized Rukoto seeking the optimal placement to maximize the optimum arrangement determination method of the voltage regulator of claim 5. 配電系統に設置する電圧調整装置の最適配置を決定する方法において、In the method of determining the optimal arrangement of the voltage regulator installed in the distribution system,
潮流計算を使用して系統状態を設定し、パーティクル・スウォーム・オプティマイゼーション(PSO)を使用して最適状態を探索し、前記電圧調整装置の設置コストを必要最小限にすることを前記最適状態を決定するための評価指標とし、The system state is set using power flow calculation, the optimum state is searched using particle swarm optimization (PSO), and the installation state of the voltage regulator is minimized. As an evaluation index to determine,
系統状態の変化範囲を負荷電力の時系列変化として与え、その状態変化範囲内で常に系統電圧を規定範囲内に維持することができ、かつ前記状態変化範囲を通じて、配電損失の総和が最小となるように前記最適状態を決定することを特徴とする、電圧調整装置の最適配置決定方法。The change range of the system state is given as a time series change of the load power, the system voltage can always be maintained within the specified range within the state change range, and the total distribution loss is minimized through the state change range. In this way, the optimum state of the voltage regulator is determined.
配電系統に設置する電圧調整装置の最適配置を決定する方法において、In the method of determining the optimal arrangement of the voltage regulator installed in the distribution system,
潮流計算を使用して系統状態を設定し、パーティクル・スウォーム・オプティマイゼーション(PSO)を使用して最適状態を探索し、前記電圧調整装置の設置コストを必要最小限にすることを前記最適状態を決定するための評価指標とし、The system state is set using power flow calculation, the optimum state is searched using particle swarm optimization (PSO), and the installation state of the voltage regulator is minimized. As an evaluation index to determine,
系統状態の変化範囲を負荷電力の時系列変化として与え、その状態変化範囲内で常に系統電圧を規定範囲内に維持することができ、かつ前記状態変化範囲を通じて、前記電圧調整装置のタップ制御余裕量が最大となるように前記最適状態を決定することを特徴とする、電圧調整装置の最適配置決定方法。The change range of the system state is given as a time series change of the load power, the system voltage can always be maintained within the specified range within the state change range, and the voltage control device tap control margin can be maintained through the state change range. A method for determining an optimum arrangement of a voltage regulator, wherein the optimum state is determined so that the amount is maximized.
前記電圧調整装置の整定値を最適化する探索過程において、前記電圧調整装置のタップ変化を連続値として取り扱うことを特徴とする、請求項8または請求項9に記載の電圧調整装置の最適配置決定方法。The optimal arrangement determination of the voltage regulator according to claim 8 or 9, wherein a tap change of the voltage regulator is treated as a continuous value in a search process for optimizing a set value of the voltage regulator. Method.
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