JP5328535B2 - Power system monitoring control system and control method - Google Patents
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Description
この発明は、電力系統の監視制御システムに関するものである。 The present invention relates to a power system monitoring control system.
従来の電力系統監視制御システムは、監視制御対象の電力系統のノード(母線)やブランチ(送電線や変圧器)における有効電力や無効電力などの観測値を収集して、当該電力系統の最も確からしい状態を求めている。最も確からしい状態を求める手法として、状態推定方法と潮流計算法がある。特許文献1の電力系統監視制御システムは、状態推定方法で得られた推定値を潮流計算法の指定値として用いて、最も確からしい状態を求めていた。
A conventional power system monitoring and control system collects observation values such as active power and reactive power at nodes (buses) and branches (transmission lines and transformers) of the power system to be monitored and controlled, and is the most reliable of the power system. Seeking a state that seems to be. There are a state estimation method and a tidal current calculation method as a method for obtaining the most probable state. The power system monitoring and control system of
算出された最も確からしい電力系統の状態は、電力系統監視制御システムに実装されている需給自動制御や電圧自動制御の初期値として利用されており、状態推定結果が異常な値となった場合は、電力系統の運用上の安全性、経済性が損なわれることになり、大きな問題となる。 The most probable state of the power system calculated is used as the initial value for automatic supply and demand control and automatic voltage control implemented in the power system monitoring and control system. As a result, the operational safety and economic efficiency of the power system will be impaired, which is a big problem.
従来の電力系統監視制御システムは、状態推定方法と潮流計算法を組み合わせたとしても、最初に求める状態推定方法で数値演算においてかろうじて収束した場合は、推定された電力系統の状態が監視制御対象の電力系統の状態と不整合になり、需給自動制御や電力自動制御に影響を及ぼすという問題点があった。 Even if the state estimation method and the power flow calculation method are combined in the conventional power system monitoring and control system, if the numerical state calculation barely converges with the first state estimation method, the estimated power system state is the target of monitoring and control. There is a problem that it becomes inconsistent with the state of the power system and affects automatic supply and demand control and automatic power control.
この発明は、状態推定演算結果の異常を検出することができる電力系統監視制御システムを得ることを目的とする。 An object of the present invention is to obtain a power system monitoring control system capable of detecting an abnormality in a state estimation calculation result.
電力系統監視制御システムの監視制御装置は、観測値収集装置が収集した観測値に基づいた観測状態の要素値とその推定値とを評価関数にて評価した結果に基づいて電力系統の最も確からしい状態を推定する状態推定処理部と、状態推定処理部が推定した推定状態を判定する異常検出部と、異常検出部の判定結果に基づいて電力系統を制御する制御装置に推定状態を出力する情報伝送部とを有する。異常検出部は、評価関数に基づいた判定式にて演算した演算結果を判定基準と比較し、異常であるか否かを判定する。情報伝送部は、正常と判定された場合に推定状態を制御装置に出力し、異常と判定された場合に推定状態を制御装置に出力しない。 The monitoring and control device of the power system monitoring and control system is the most probable of the power system based on the result of evaluating the element values of the observation state and the estimated values based on the observation values collected by the observation value collection device using the evaluation function. A state estimation processing unit that estimates a state, an abnormality detection unit that determines an estimation state estimated by the state estimation processing unit, and information that outputs an estimation state to a control device that controls the power system based on a determination result of the abnormality detection unit And a transmission unit. The abnormality detection unit compares the calculation result calculated by the determination formula based on the evaluation function with a determination criterion, and determines whether or not there is an abnormality. The information transmission unit outputs the estimated state to the control device when determined to be normal, and does not output the estimated state to the control device when determined to be abnormal.
この発明に係る電力系統監視制御システムは、状態推定演算結果の異常を検出することができ、電力系統への運用上の影響を事前に防止することができる。 The power system monitoring and control system according to the present invention can detect an abnormality in the state estimation calculation result, and can prevent an operational influence on the power system in advance.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における電力系統監視制御システムを示す図であり、図2は監視制御装置を示す図である。電力系統監視制御システム100は複数の観測値収集装置11a、11b、11c、監視制御装置1、ネットワーク13を有している。観測値収集装置11a、11b、11cは監視制御対象である電力系統10のノード(母線)やブランチ(送電線や変圧器)における観測値を収集する。監視制御装置1は状態推定処理部2、異常検出部3、警報生成部4、情報伝送部5を有する。制御装置8は、電力系統10の各種の機器である制御対象装置12に対して需給自動制御や電圧自動制御などの制御を行う。
FIG. 1 is a diagram showing a power system monitoring control system according to
状態推定処理部2は複数の観測値収集装置11から伝送された観測値から電力系統10の最も確からしい状態を求める。観測値は電圧V、電流I、有効電力P、無効電力Qなどである。電力系統10の状態は観測箇所のデータの集合であり、例えば電圧Vや位相θの集合である。位相θは有効電力Pに基づいて求めることができる。異常検出部3は状態推定処理部2が演算した推定値が異常かどうかを判定する。情報伝送部5は、異常検出部3で推定値が異常でない(正常である)と判定された場合に制御装置8に状態推定結果である推定値を伝送する。警報生成部4は、異常検出部3で推定値が異常であると判定された場合に警報を生成する。警報はブザーの鳴動や表示装置の点灯や点滅などである。
The state
状態推定処理部2が行う電力系統10の状態推定演算について説明する。状態推定演算は評価関数J(x)を最小化するように演算を行う。評価関数J(x)は式(1)の通りである。
J(x)=(1/2)×[z−h(x)]TW[z−h(x)] ・・・(1)
ここで、観測値ベクトルzは電力系統10の複数の観測値の1次元ベクトルであり、推定値ベクトルh(x)は電力系統10の複数の観測箇所の推定値を要素とする1次元ベクトルである。係数行列Wは各計測値に対する重み係数を要素とした正方行列である。
The state estimation calculation of the
J (x) = (1/2) × [z-h (x)] T W [z-h (x)] ··· (1)
Here, the observed value vector z is a one-dimensional vector of a plurality of observed values of the
観測値ベクトルzは、観測値収集装置11が測定し収集したデータである電圧V、電流I、有効電力P、無効電力Qや位相θを用いることができる。ここでは電圧Vと位相θを例として説明する。xは時間と関連付けされた数字であり、それ故に観測値ベクトルzは、特定の時間t1におけるn個の観測箇所の電圧V及び位相θを要素としている。具体的には、2n行1列の行列形式で表され、1行からn行にはV1からVnが配置され、n+1行から2n行にはθ1からθnが配置される。h(x)は観測値ベクトルzと同じ形式に配置された電圧V及び位相θの推定値を要素としている。[z−h(x)]Tは[z−h(x)]の転置行列であり、評価関数J(x)は観測値ベクトルzの各要素とこれに対応する推定値ベクトルh(x)の各要素との差、すなわち誤差の2乗を重み付けした和となっている。なお、この場合における係数行列Wは、n行n列の行列である。 As the observed value vector z, voltage V, current I, active power P, reactive power Q, and phase θ, which are data measured and collected by the observed value collection device 11, can be used. Here, the voltage V and the phase θ will be described as an example. x is a number associated with time. Therefore, the observation value vector z is composed of the voltage V and the phase θ of n observation points at a specific time t1. Specifically, it is expressed in a matrix format of 2n rows and 1 column, V1 to Vn are arranged from the 1st row to the nth row, and θ1 to θn are arranged from the n + 1th row to the 2nth row. h (x) includes an estimated value of the voltage V and the phase θ arranged in the same format as the observed value vector z. [z−h (x)] T is a transposed matrix of [z−h (x)], and the evaluation function J (x) represents each element of the observed value vector z and the estimated value vector h (x) corresponding thereto. It is the sum which weighted the difference with each element of, i.e., the square of the error. In this case, the coefficient matrix W is an n × n matrix.
図3は電力系統10の総需要と評価値を示す図である。図3(a)は電力系統10における電気使用量の総和あるは供給電力量の総和である総需要Dの時間推移であり、図3(b)は評価関数J(x)の演算結果である評価値Jが最小であると推定した確定評価値Joの時間推移である。図3(a)において、縦軸は総需要Dであり、横軸は時間Tである。図3(b)において、縦軸は確定評価値Joであり、横軸は時間Tである。図4は確定評価値Joと総需要Dの時間を細分化した拡大図である。横軸は時間Tであり、左側の縦軸は総需要Dであり、右側の縦軸は確定評価値Joである。三角印を有する線は総需要Dの時間推移を示し、丸印を有する線は確定評価値Joの時間推移を示している。状態推定演算は、一般的にある一定の周期(1分周期や3分周期など)毎に実行している。三角印や丸印は、例えば3分毎の値である。時間t2において確定評価値Jo(以降Jeとする)は他の値に比べて著しく異なる数値を示している。評価値Jeは異常値である。
FIG. 3 is a diagram showing the total demand and evaluation values of the
図4に示したA1は異常検出部3にて確定評価値Joが正常か異常かを判定する閾値である。判定基準である閾値A1は、状態推定処理部2で演算した推定値が異常であったときの評価値Jeと推定値が正常であったときの確定評価値Joを統計的に処理し、異常と判断すべき値を算出して求めた値である。図4において、閾値A1を1.0にすることで、評価値Jeを異常値であると判定することができる。
A1 shown in FIG. 4 is a threshold value for determining whether the definite evaluation value Jo is normal or abnormal in the
次に監視制御装置1の動作を図5のフローチャートを用いて説明する。図5は監視制御装置1のフローチャートである。監視制御装置1は複数の観測値収集装置11から送られてくる観測値を受け取り、所定の数の要素数に達した場合に、観測値ベクトルzを生成する。状態推定処理部2にて観測値ベクトルzに対して推定値ベクトルh(x)の初期値により評価関数J(x)を演算する。推定値ベクトルh(x)を順次変更しながら評価関数J(x)が最小になるように演算を繰り返し、最も確からしい推定値ベクトルh(x)を求める(ステップS101)。ステップS101の状態推定演算が収束したかどうかを判定する(ステップS102)。
Next, the operation of the
ステップS102で収束しなかった場合は、終了する。ステップS102で収束したと判定した場合は、最も確からしいと推定した確定推定値ベクトルhoに対する評価関数J(x)の結果である確定評価値Joを異常検出部3で判定する(ステップS103)。なお、ステップS103における判定式は評価関数J(x)である。異常検出部3において、確定評価値Joが評価値Jの閾値A1より大きい(Jo>A1)場合に異常であると判定する。異常ではなく正常と判定した場合には、状態推定結果である確定推定値ベクトルhoを、情報伝送部5を介して制御装置8に出力する(ステップS104)。
If not converged in step S102, the process ends. If it is determined in step S102 that convergence has been achieved, the
ステップS103にて、異常であると判定した場合には、状態推定結果である確定推定値ベクトルhoを、情報伝送部5を介して制御装置8に出力することを中止する(ステップS105)。その後、警報生成部4において、警報鳴動や警報表示等の警報を生成する(ステップS106)。
If it is determined in step S103 that there is an abnormality, the final estimated value vector ho that is the state estimation result is stopped from being output to the
以上のように実施の形態1の電力系統監視制御システム100は状態推定演算結果の異常を、状態推定演算の度にその直後において検出することができ、異常と判定した場合には制御装置8に状態推定演算結果を出力しないので、電力系統10への運用上の影響を事前に防止することができる。電力系統監視制御システム100は、電力系統10の観測値の異常(例えば観測値収集装置11の故障)により計算が収束しない場合も制御装置8に状態推定演算結果を出力しないので、電力系統10への運用上の影響を事前に防止することができる。
As described above, power system monitoring and
従来は、数値演算においてかろうじて収束した場合は、その状態推定演算結果が正常であるか異常であるか判定できなかったので、その後の処理を行ってしまい、推定された電
力系統の状態が監視制御対象の電力系統の状態と不整合になり、需給自動制御や電力自動制御に影響を及ぼしていた。また、フェールセーフとして状態推定演算結果の収束の程度によって電力系統10の監視制御を停止する場合には、オペレータ(運用者)によって判断されて再開するまでに多大な時間を要し、早急に電力系統10を制御すべき事象に適切に対応できない問題があった。
Conventionally, when the numerical calculation has barely converged, it has not been possible to determine whether the state estimation calculation result is normal or abnormal, so the subsequent processing is performed, and the estimated power system state is monitored and controlled. It became inconsistent with the state of the target power system, affecting automatic supply and demand control and automatic power control. Further, when monitoring control of the
しかしながら、実施の形態1の電力系統監視制御システム100は、異常と判定された状態推定演算結果を制御装置8に状態推定演算結果を出力しないだけではなく、次の観測値を受け取り、状態推定演算を行うので、従来とは異なり、早急に電力系統10を制御すべき事象に適切に対応することができる。
However, the power system monitoring
以上のように実施の形態1の電力系統監視制御システム100によれば、監視制御装置1は、観測値収集装置11が収集した観測値に基づいた観測状態zの要素値とその推定値とを評価関数J(x)にて評価した結果に基づいて電力系統10の最も確からしい状態hoを推定する状態推定処理部2と、状態推定処理部2が推定した推定状態hoを判定する異常検出部3と、異常検出部3の判定結果に基づいて電力系統10を制御する制御装置8に推定状態hoを出力する情報伝送部5とを有し、異常検出部3は、評価関数J(x)に基づいた判定式J(x)にて演算した演算結果を判定基準A1と比較し、異常であるか否かを判定し、情報伝送部5は、正常と判定された場合に推定状態hoを制御装置8に出力し、異常と判定された場合に推定状態hoを制御装置8に出力しないので、状態推定演算結果の異常を検出することができ、電力系統への運用上の影響を事前に防止することができる。
As described above, according to the power system monitoring
実施の形態1の電力系統監視制御システム100の制御方法によれば、観測値に基づいた観測状態zの要素値とその推定値とを評価関数J(x)にて評価した結果に基づいて電力系統10の最も確からしい状態hoを推定する推定手順と、評価関数J(x)に基づいた判定式J(x)にて演算した演算結果を判定基準A1と比較し、判定式J(x)の演算結果が判定基準A1を超えた場合に異常であると判定する異常検出手順と、異常検出手順で正常と判定した場合に電力系統10を制御する制御装置8に推定手順で推定した推定状態hoを出力する出力手順と、異常検出手順で異常と判定した場合に制御装置に推定手順で推定した推定状態hoを出力しない出力中止手順とを有するので、状態推定演算結果の異常を検出することができ、電力系統への運用上の影響を事前に防止することができる。
According to the control method of power system monitoring and
なお、判定における閾値として1つを用いる場合で説明したが、時間帯を区切りその時間帯毎の閾値を用いてもよい。この場合は時間帯毎に最適な閾値を使用することができ、高精度に状態推定演算結果の異常を検出することができる。 In addition, although the case where one was used as the threshold value in the determination has been described, a time zone may be divided and a threshold value for each time zone may be used. In this case, an optimum threshold value can be used for each time period, and abnormality in the state estimation calculation result can be detected with high accuracy.
実施の形態2.
実施の形態1では、異常検出部3における状態推定演算結果の判定を評価関数J(x)の確定評価値Joが評価値Jの閾値A1より大きい(Jo>A1)場合に異常であると判定していたが、判定式J(x)/D(x)の結果を判定することで精度の高い判定を行うことができる。判定式J(x)/D(x)は評価関数J(x)を総需要Dで平準化したものである。以下に説明する。
In the first embodiment, the determination of the state estimation calculation result in the
図6はこの発明の実施の形態2における電力系統の評価値の判定条件を説明する図であり、確定評価値Joを総需要Dで除したJo/Dの時間推移を示したものである。縦軸はJo/Dであり、横軸は時間Tである。図6は図4と同一の時間におけるデータを用いたものである。
FIG. 6 is a diagram for explaining the determination condition of the evaluation value of the electric power system in
図4に示したように確定評価値Joは異常値を除くと総需要Dに比例している。これは
評価関数値が主として観測値収集装置11のそれぞれの観測値と推定値の誤差の総和であるため、観測値の絶対量が多い場合、すなわち電力系統の総需要値が多い場合は、相対的に評価関数値も大きくなるためである。
As shown in FIG. 4, the final evaluation value Jo is proportional to the total demand D except for abnormal values. This is because the evaluation function value is mainly the sum of errors between the observed values and the estimated values of the observed value collection device 11, and therefore, when the absolute amount of observed values is large, that is, when the total demand value of the power system is large, the relative This is because the evaluation function value also increases.
例えば、電気の使用量が多い日中の確定評価値Joは、電気の使用量が少ない夜間の確定評価値Joよりも大きくなる。そのため、実施の形態1の方法では、閾値A1の値が固定である場合は、閾値A1は夜間における判定としては余裕が大きすぎて、電力系統を高精度に制御する上で改善する余地があった。 For example, the confirmed evaluation value Jo during the day when the amount of electricity used is large is larger than the confirmed evaluation value Jo during the night when the amount of electricity used is small. For this reason, in the method of the first embodiment, when the threshold value A1 is fixed, the threshold value A1 has too much room for judgment at night, and there is room for improvement in controlling the power system with high accuracy. It was.
状態推定処理部2における状態推定演算は評価関数J(x)を最小化するように演算を行う。異常検出部3の異常判定においては、評価関数J(x)の演算結果とそのときの総需要D(x)を受け、判定式J(x)/D(x)の結果を判定することで、総需要Dの変動に影響されること無く、高精度に異常を検出できる。図6に示したA2は異常検出部3にて確定評価値Joが正常か異常かを判定する閾値である。閾値A2は、状態推定処理部2で演算した確定評価値Joが異常であったときの判定値Je/Deと推定値が正常であったときの確定評価値Jo/Dを統計的に処理し、異常と判断すべき値を算出して求めた値である。図6において、判定基準である閾値A2を1.0e−4にすることで、判定値Jo/Dを異常値であると判定することができる。なお、Deは確定評価値Joが異常であったときの総需要である。
The state estimation calculation in the state
実施の形態2の電力系統監視制御システム100は、総需要Dの変動による影響を極力排除し、実施の形態1に比べて高精度に異常を検出できる。したがって、実施の形態1に比べて電力系統10を高精度に制御することができる。
The power system monitoring and
なお、状態推定処理部2における状態推定演算は評価関数J(x)を最小化するように演算を行う場合で説明したが、状態推定処理部2においてJ(x)/D(x)を評価関数として使用し、J(x)/D(x)を最小化するように演算しても構わない。
In addition, although the state estimation calculation in the state
実施の形態3.
実施の形態1では、異常検出部3における状態推定演算結果の判定を評価関数J(x)の確定評価値Joが評価値Jの閾値A1より大きい(Jo>A1)場合に異常であると判定していたが、確定評価値Joの時系列を用いても異常であると判定することができる。以下に説明する。
In the first embodiment, the determination of the state estimation calculation result in the
図7はこの発明の実施の形態3における電力系統の評価値の判定条件を説明する図であり、確定評価値Joの時系列の比Jo(−1)/Joの時間推移を示したものである。確定評価値Jo(−1)は確定評価値Joの一つまえのものである。縦軸はJo(−1)/Joであり、横軸は時間Tである。図7は図4と同一の時間におけるデータを用いたものである。A3及びA4は異常検出部3にて確定評価値Joが正常か異常かを判定する閾値である。異常検出部3は前回の確定評価値Jo(−1)を記憶する記憶部を有する。
FIG. 7 is a diagram for explaining the determination condition of the evaluation value of the electric power system in
状態推定演算は、一般的にある一定の周期(1分周期や3分周期など)毎に実行しているので、この程度の間隔であれば、総需要Dが大きく変化することはないため、前回の演算で推定した確定評価値Joと比較することにより異常を検出することができる。確定評価値Joの時系列の比Jo(−1)/Joを判定式として異常判定を行う。異常判定は、判定基準である下限閾値A3と上限閾値A4を用いて式(2)により判定する。
A3≦Jo(−1)/Jo≦A4 ・・・(2)
確定評価値Joの時系列の比Jo(−1)/Joが式(2)を満足する場合には、今回の演算結果である確定評価値Joは異常でない(正常である)と判定する。確定評価値Joの時系列の比Jo(−1)/Joが式(2)を満足しない場合には、今回の演算結果であ
る確定評価値Joは異常であると判定する。
Since the state estimation calculation is generally executed every certain period (1 minute period, 3 minute period, etc.), the total demand D does not change greatly at such an interval. Abnormality can be detected by comparing with the definite evaluation value Jo estimated by the previous calculation. Abnormality determination is performed using the time series ratio Jo (−1) / Jo of the definite evaluation value Jo as a determination formula. Abnormality determination is performed by Expression (2) using a lower limit threshold A3 and an upper limit threshold A4 that are determination criteria.
A3 ≦ Jo (−1) / Jo ≦ A4 (2)
When the time-series ratio Jo (−1) / Jo of the definite evaluation value Jo satisfies Expression (2), it is determined that the definitive evaluation value Jo that is the result of the current calculation is not abnormal (normal). When the time-series ratio Jo (−1) / Jo of the definite evaluation value Jo does not satisfy the formula (2), it is determined that the definitive evaluation value Jo that is the current calculation result is abnormal.
状態推定処理部2における状態推定演算は評価関数J(x)を最小化するように演算を行う。異常検出部3の異常判定においては、評価関数J(x)の演算結果を受け、記憶していた前回の評価関数J(x)の演算結果の比、すなわちJo(−1)/Joを判定することで、総需要Dの変動に影響されること無く、高精度に異常を検出できる。閾値A3及びA4は、状態推定処理部2で演算した確定評価値Joが異常であったときの判定値Je(−1)/Jeと推定値が正常であったときの確定評価値Jo(−1)/Joを統計的に処理し、異常と判断すべき値を算出して求めた値である。図6において、閾値A3を0.9にし、閾値A4を1.1にすることで、判定値Jo(−1)/Joを異常値であると判定することができる。
The state estimation calculation in the state
実施の形態3の電力系統監視制御システム100は、総需要Dの変動による影響を極力排除し、実施の形態1に比べて高精度に異常を検出できる。したがって、実施の形態1に比べて電力系統10を高精度に制御することができる。
The power system monitoring and
ところで、電力系統10の運用において影響が大きい事象として、停電等を伴う系統事故もある。停電を伴う大規模な事故が発生した場合は、電気の使用量が一時的に大きく減少し、暫く減少しているため、結果として状態推定演算の評価関数値も大きく減少し、暫くの間減少する。
By the way, as an event having a great influence in the operation of the
したがって、状態推定演算の異常検出に前回の確定評価値Jo(−1)を用いることにより、状態推定演算結果の異常の検出だけでなく電力系統事故の際にも異常として検出することができる。異常と判定した場合には制御装置8に状態推定演算結果を出力しないので、電力系統10への運用上の影響を事前に防止することができる。
Therefore, by using the previous definite evaluation value Jo (−1) for detecting the abnormality of the state estimation calculation, it is possible to detect not only the abnormality of the state estimation calculation result but also an abnormality in the power system fault. When it is determined that there is an abnormality, the state estimation calculation result is not output to the
なお、状態推定演算結果の異常と電力系統事故を区別して制御するには、異常検出部3の記憶部は異常と判定した確定評価値Jo、すなわち評価値Jeを記憶し、Jo(−1)/Joに代えてJe/Joを判定式にして事故かどうかを判定するようにする。監視制御装置1は図8のフローチャートのように動作する。図8は監視制御装置の他のフローチャートであり、図5のフローチャートとはステップS107、S108及びS109が追加された点で異なる。ステップS103にて異常検出部3において、確定評価値Joが異常と判定された場合はステップS107に進み、事故かどうかを判定する。ステップS103で異常と判定された評価値Jeとの比、すなわちJe/Joを判定式として判定する。
A3≦Je/Jo≦A4 ・・・(3)
Je/Joが式(3)を満足する場合には、今回の演算結果である確定評価値Joは事故でないと判定する。Je/Joが式(3)を満足しない場合には、今回の演算結果である確定評価値Joは事故であると判定する。なお、ステップS103で異常と判定された直後は事故ではないと判定される。
In order to distinguish and control the abnormality of the state estimation calculation result and the power system fault, the storage unit of the
A3 ≦ Je / Jo ≦ A4 (3)
When Je / Jo satisfies Expression (3), it is determined that the final evaluation value Jo, which is the current calculation result, is not an accident. When Je / Jo does not satisfy Expression (3), the final evaluation value Jo, which is the current calculation result, is determined to be an accident. Note that it is determined that there is no accident immediately after it is determined to be abnormal in step S103.
ステップS107にて、事故ではないと判定した場合にはステップS105に進む。ステップS107にて事故であると判定した場合には、監視制御装置1は情報伝送部5を介して制御対象装置12に自動制御の一時停止を指令する。
If it is determined in step S107 that there is no accident, the process proceeds to step S105. If it is determined in step S107 that there is an accident, the
ステップS103で異常と判定された後に、ステップS103にて正常と判定された場合はステップS109へ進む。ステップS109では過去m回前、例えば1回前にステップS103で異常と判定されたかを判定する。正しくない場合はステップS104に進む。ステップS109の判定が正しい場合はステップS107に進む。 If it is determined to be normal in step S103 and then determined to be normal in step S103, the process proceeds to step S109. In step S109, it is determined whether or not it was determined to be abnormal in step S103 before the previous m times, for example, once before. If not correct, the process proceeds to step S104. If the determination in step S109 is correct, the process proceeds to step S107.
事故が発生した場合には状態推定演算の評価関数値が暫く大きく減少する。したがって
複数回ステップS107にて判定を行うことで事故であると判定することができる。
When an accident occurs, the evaluation function value of the state estimation calculation greatly decreases for a while. Therefore, it can be determined that there is an accident by performing the determination multiple times in step S107.
制御対象装置12は自動制御の一時停止の指令を受けると手動制御に切替える。このようにすることで電力系統10の制御対象装置12を一時停止させ、手動制御に切替えることができる。
The
電力系統10の制御対象装置12は、コスト抑制が図られており、限定された自動制御機能の動作をしている場合には、大規模な事故が発生した場合など緊急時は、オペレータ(運用者)による手動制御を優先すべきである。この場合には、図8のフローチャートのように制御することで、電力系統10の制御対象装置12を一時停止させ、手動制御に切替えることができる。
The
なお、実施の形態3では状態推定処理部2における状態推定演算は評価関数J(x)を最小化し、確定評価値Joを異常検出部3に出力する場合で説明したが、状態推定処理部2において前回の確定評価値Jo(−1)を記憶しておき、Jo(−1)/Joを異常検出部3に出力しても構わない。この場合、状態推定処理部2は前回の確定評価値Jo(−1)を記憶する記憶部を有する。異常検出部3には前回の確定評価値Jo(−1)を記憶する記憶部は必要ない。
In the third embodiment, the state estimation calculation in the state
また、確定評価値Joの時系列の比Jo(−1)/Joで判定する場合で説明したが、確定評価値Joの時系列の変化を判定するには、他の式を用いても構わない。例えば以下のような式Fを用いることができる。
F=(Jo−Jo(−1))/Jo ・・・(4)
F=(Jo−Jo(−1))/Jo(−1) ・・・(5)
F=ABS(Jo−Jo(−1)) ・・・(6)
ここで、ABSは絶対値を求める関数である。なお、異常を判定する判定式が式(4)乃至(6)のいずれかが用いられた場合は、ステップS107での判定式は異常を判定する判定式におけるJo(−1)をJeに代えた式を用いる。また、ステップS103の判定式とステップS107の判定式が異なっても構わない。事故判定する場合の閾値を、状態推定演算結果の異常判定する場合の閾値を異なるものにしても構わない。
Further, although the case has been described in which the determination is made using the time series ratio Jo (−1) / Jo of the finalized evaluation value Jo, other expressions may be used to determine the time series change of the finalized evaluation value Jo. Absent. For example, the following formula F can be used.
F = (Jo-Jo (-1)) / Jo (4)
F = (Jo-Jo (-1)) / Jo (-1) (5)
F = ABS (Jo-Jo (-1)) (6)
Here, ABS is a function for obtaining an absolute value. When any one of formulas (4) to (6) is used as a determination formula for determining abnormality, Jo (−1) in the determination formula for determining abnormality is replaced with Je in step S107. Is used. Further, the determination formula in step S103 may be different from the determination formula in step S107. The threshold for determining the accident may be different from the threshold for determining the abnormality of the state estimation calculation result.
実施の形態4.
実施の形態4では評価関数J(x)の閾値あるいは評価関数J(x)を含む他の評価関数の閾値を計算し、フィードバックするようにした。以下に説明する。図9はこの発明の実施の形態4における監視制御装置を示す図である。図1の監視制御装置とは評価値保存部6及び判定基準生成部7を有する点で異なる。以下実施の形態1の確定評価値Joと閾値A1で判定する場合で説明する。
In the fourth embodiment, the threshold value of the evaluation function J (x) or the threshold value of another evaluation function including the evaluation function J (x) is calculated and fed back. This will be described below. FIG. 9 is a diagram showing a monitoring control apparatus according to
評価値保存部6は評価値保存手順を実行し、定基準生成部7は判定基準生成手順を実行する。評価値保存部6は評価関数J(x)の推定した結果である確定評価値Joを記憶する。判定基準生成部7は確定評価値Joを統計的に処理し、推定値が正常であったときの平均値と標準偏差σに基づいて閾値A1と比較を行う。例えば3σの上限値と閾値A1を比較し、余裕が大きい場合には閾値A1の値を小さい値に変更する。3σの上限値と閾値A1を比較し、余裕が小さい場合には閾値A1の値を大きい値に変更する。閾値A1の値を大きい値に変更する場合は、推定値が異常であったときの平均値と標準偏差σとも比較して、推定値が異常の3σの下限値に近づきすぎないようにする。
The evaluation
実施の形態4の電力系統監視制御システム100は、評価関数J(x)の演算結果を記憶し、統計処理を行って異常判定に用いる閾値を変更することができる。したがって異常判定に用いる閾値を適切な値に更新するので、電力系統監視制御システム100を安定し
て運用することができる。すなわち、閾値A1が厳しすぎた場合に自動制御用のデータとして確定評価値Joが伝送されないために生じる急激な変更制御を防止し、緩やかな変更制御にすることができる。また、閾値A1が緩すぎた場合に自動制御用のデータとして確定評価値Joが伝送されたために生じる不適正な変更制御を防止できる。
The power system monitoring
なお、実施の形態4の内容は実施の形態2乃至4にも適用できる。 The contents of the fourth embodiment can be applied to the second to fourth embodiments.
なお、実施の形態1乃至4では、観測値ベクトルzとしてノードやブランチ毎の値を用いる場合で説明したが、ノードやブランチに複数のセンサを設けて複数の観測値を収集する場合には、複数の観測値の平均を用いて当該ノードやブランチの観測値とすることで確定推定値ベクトルhoの精度を向上させることができる。観測値収集装置11で処理して平均値を監視制御装置1に送信してもよいし、監視制御装置1で平均値の処理をしてもよい。
In the first to fourth embodiments, the case where values for each node or branch are used as the observation value vector z has been described. However, when collecting a plurality of observation values by providing a plurality of sensors at nodes or branches, By using the average of a plurality of observed values as the observed value of the node or branch, the accuracy of the definite estimated value vector ho can be improved. The observation value collection device 11 may process the average value and transmit the average value to the
実施の形態2では、評価関数J(x)を平準化するのに総需要Dを用いた例で説明したが、推定対象のノードやブランチの状態数Nで評価関数J(x)を平準化することもできる。総需要Dが大きくなると必然的に推定対象のノードやブランチの状態数Nは大きくなるので、総需要Dは状態数Nにある程度比例する。したがって、J(x)/Nを閾値で判定しても実施の形態2の効果を奏する。また、推定対象のノードやブランチの観測値の数Mで評価関数J(x)を平準化することもできる。ノードやブランチの観測値の数Mはノードやブランチの状態数Nと等しい又は多い。総需要Dが大きくなるに従って観測値の数Mは大きくなるので、総需要Dは観測値の数Mにある程度比例する。したがってJ(x)/Mを閾値で判定しても実施の形態2の効果を奏する。 In the second embodiment, the example in which the total demand D is used to level the evaluation function J (x) has been described. However, the evaluation function J (x) is leveled by the number N of states of nodes and branches to be estimated. You can also When the total demand D increases, the number of states N of nodes and branches to be estimated inevitably increases, so the total demand D is proportional to the number of states N to some extent. Therefore, even if J (x) / N is determined by the threshold value, the effect of the second embodiment is obtained. In addition, the evaluation function J (x) can be leveled by the number M of observation values of nodes and branches to be estimated. The number M of observed values of nodes and branches is equal to or larger than the number N of states of nodes and branches. Since the number M of observed values increases as the total demand D increases, the total demand D is proportional to the number M of observed values to some extent. Therefore, even if J (x) / M is determined by the threshold value, the effect of the second embodiment is obtained.
この発明に係る電力系統監視制御システムは、電力系統の監視及び制御を好適に実行することができる。 The power system monitoring and control system according to the present invention can suitably execute monitoring and control of the power system.
8 監視制御装置 2 状態推定処理部
3 異常検出部 5 情報伝送部
6 評価値保存部 7 判定基準生成部
8 制御装置 10 電力系統
11 観測値収集装置 11a 観測値収集装置
11b 観測値収集装置 11c 観測値収集装置
100 電力系統監視制御システム z 観測値ベクトル
ho 確定推定値ベクトル J(x) 評価関数
J(x)/D(x) 判定式 Jo(−1)/Jo 判定式
A1 閾値 A2 閾値
A3 下限閾値 A4 上限閾値
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記監視制御装置は、前記観測値に基づいた観測状態の要素値とその推定値とを評価関数にて評価した結果に基づいて前記電力系統の最も確からしい状態を推定する状態推定処理部と、前記状態推定処理部が推定した推定状態を判定する異常検出部と、前記異常検出部の判定結果に基づいて前記電力系統を制御する制御装置に前記推定状態を出力する情報伝送部とを有し、
前記異常検出部は、前記評価関数に基づいた判定式にて演算した演算結果を判定基準と比較し、前記判定式の演算結果が前記判定基準を超えた場合に異常であると判定し、
前記情報伝送部は、前記異常検出部で正常と判定された場合に前記推定状態を前記制御装置に出力し、前記異常検出部で異常と判定された場合に前記推定状態を前記制御装置に出力しないことを特徴とした電力系統監視制御システム。 A power system monitoring and control system comprising an observation value collection device for observing a power system, and a monitoring control device for monitoring observation values collected by the observation value collection device,
The monitoring and control device is a state estimation processing unit that estimates the most probable state of the power system based on an evaluation function that evaluates an element value of an observation state based on the observation value and an estimated value thereof, An abnormality detection unit that determines an estimated state estimated by the state estimation processing unit, and an information transmission unit that outputs the estimated state to a control device that controls the power system based on a determination result of the abnormality detection unit ,
The abnormality detection unit compares a calculation result calculated by a determination formula based on the evaluation function with a determination criterion, and determines that the calculation result of the determination equation is abnormal when the determination result exceeds the determination criterion;
The information transmission unit outputs the estimated state to the control device when determined to be normal by the abnormality detection unit, and outputs the estimated state to the control device when determined to be abnormal by the abnormality detection unit. Power system monitoring and control system characterized by not.
前記観測値に基づいた観測状態の要素値とその推定値とを評価関数にて評価した結果に基づいて前記電力系統の最も確からしい状態を推定する推定手順と、前記評価関数に基づいた判定式にて演算した演算結果を判定基準と比較し、前記判定式の演算結果が前記判定基準を超えた場合に異常であると判定する異常検出手順と、前記異常検出手順で正常と判定した場合に前記電力系統を制御する制御装置に前記推定手順で推定した推定状態を出力する出力手順と、前記異常検出手順で異常と判定した場合に前記制御装置に前記推定手順で推定した推定状態を出力しない出力中止手順とを有することを特徴とした電力系統監視制御システムの制御方法。 A control method of a power system monitoring control system for monitoring and controlling the power system based on an observation value of the power system,
An estimation procedure for estimating the most probable state of the power system based on an evaluation function that evaluates an element value of the observation state based on the observation value and an estimated value thereof, and a determination formula based on the evaluation function When the calculation result calculated in step B is compared with a determination criterion, and when the calculation result of the determination formula exceeds the determination criterion, the abnormality detection procedure is determined to be abnormal, and when the abnormality detection procedure determines normal An output procedure for outputting an estimated state estimated by the estimation procedure to a control device that controls the power system, and an estimated state estimated by the estimation procedure is not output to the control device when it is determined abnormal by the abnormality detection procedure A control method for an electric power system monitoring and control system, comprising: an output stop procedure.
は所定の閾値であり、前記判定式の演算結果が前記閾値よりも大きい場合に異常であると判定することを特徴とした請求項6記載の電力系統監視制御システムの制御方法。 The determination formula is obtained by dividing the evaluation function by the total demand of the power system, the determination criterion is a predetermined threshold value, and it is determined that the abnormality is abnormal when the calculation result of the determination formula is larger than the threshold value. The control method of the electric power system monitoring control system of Claim 6 characterized by the above-mentioned.
An evaluation value storage procedure for storing an evaluation value that is a calculation result of the evaluation function when the estimation state is estimated in the estimation procedure, and a new one based on the plurality of evaluation values stored in the evaluation value storage procedure 10. A control method for a power system monitoring control system according to claim 6, further comprising: a determination criterion generation procedure for generating a determination criterion and changing the determination criterion to the new determination criterion. .
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