JP5519465B2 - 電力系統安定化装置および電力系統安定化方法 - Google Patents

Description

本発明は、電力系統安定化装置および電力系統安定化方法に関する。

一般に、電力系統では、発電所などで発電される電力供給量は、工場や家庭などで消費される電力需要量と等量になるように、その需給バランスが保たれている。電力系統には電力供給元である発電所が複数接続されており、事故などにより、ある発電所の発電量が減少した場合においても、他の発電所の発電量を増加させ、電力系統全体として需給バランスが保たれる。ところが、発電機が能力の上限を超える量の発電を行なうと、発電機の保護機能が動作して、その発電機は停止に至る場合がある。その場合、その発電機の発電量を補うために、さらに他の発電機が能力の上限を超える発電をすると、連鎖的な発電機の停止が発生する。こういう事態が生じると、電力供給が滞り、需要家側で大規模な停電が発生することになる。

そこで、複数の発電所や変電所が送電線によって網の目のようにつながれて構成される電力系統においては、電力供給量と電力需要量のアンバランスを速やかに検出し、その需給バランスを整えるための電力系統安定化装置が設けられている。すなわち、電力系統安定化装置は、電力系統の一部に事故が生じた場合には、その事故による電力需給のアンバランスを検出するとともに、その事故の内容に応じて、関連する発電機の出力を抑制したり、あるいは、一部の需要家の負荷を制限したりして、電力の需給バランスを整える。

このような電力系統安定化装置における電力の需給バランスの安定化機能により、事故発生箇所の周辺の発電機や変圧器が過負荷などによって破壊されて新たな事故が生じるといった事故の連鎖を防止することができる。そのため、広域にわたる大規模な停電を防止することができる。一方、このような電力系統安定化装置では、一部の需要家の負荷に対し電力供給を停止するため、その需要家における停電を避けることができない。従って、このような場合、問題となるのは、どのような基準で需要家の負荷への電力供給を停止するかにある。なお、本明細書の以下の説明では、需要家の負荷への電力供給を停止する処置を、単に、負荷制限という。

例えば、特許文献１や特許文献２に記載の電力系統安定化装置では、需要家における電力の使用状況やその需要家に設定されている電力料金などに基づき、需要家の負荷に個別的な優先順位が設定される。そして、事故などにより電力供給制限が必要となった場合には、その電力供給制限の必要量に応じて、優先順位が低い順に需要家の負荷への電力供給が停止される、すなわち、負荷制限が実施される。

特開平４−３１７５２０号公報 特開２００３−１９９２４９号公報

しかしながら、負荷制限を実施するに当たって、需要家の負荷に個別的な優先順位が設定されていた場合には、負荷制限必要量に対して、必要以上の負荷制限が行われるケースが出てくる。

例えば、負荷潮流がそれぞれ１０ＭＷ，３０ＭＷ，８０ＭＷである３つの需要家の負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に対し、負荷制限の優先順位が１，２，３（本明細書では、優先順位の数値が小さい順に負荷制限が行われるものとする）と設定されていた場合には、負荷制限必要量が５０ＭＷのときでも、あるいは、１００ＭＷのときでも、これら３つの負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３全部を負荷制限することになる。それに対し、需要家の負荷に優先順位が設定されていない場合には、負荷制限必要量が５０ＭＷのときには、負荷Ｌ３を負荷制限すれば、負荷制限実施量は８０ＭＷで済む。また、負荷制限必要量が１００ＭＷのときには、負荷Ｌ２，Ｌ３を負荷制限すれば、負荷制限実施量は１１０ＭＷで済む。

すなわち、この問題は、需要家の負荷に優先順位をつけなければ解決策が見出されることになる。しかしながら、例えば、一般家庭の電力負荷と病院の電力負荷とを同一視することはできない。大多数の人は、病院への電力供給はできるだけ停止すべきでないことに同意する。

そこで、本発明は、需要家の負荷に対し、負荷制限の優先付けをしつつも、できる限り負荷制限実施量を低減することが可能な電力系統安定化装置および電力系統安定化方法を提供することを目的とする。

本発明に係る電力系統安定化装置は、発電所または変電所内の変電設備を制御する複数の変電設備制御装置に接続され、その変電設備制御装置を介して電力系統内の事故を検出した場合には、その変電設備制御装置を介して需要家の負荷の潮流を制限して、電力系統における電力潮流を安定化させる。その電力系統安定化装置は、前記電力系統内で想定されるそれぞれの事故モードに対して事前に求められた過負荷となる変圧器および負荷制限の対象となる前記需要家の負荷を識別する情報を、前記事故モードに対応付けて構成した事故モードテーブルを記憶した記憶部と、変電設備制御装置から伝送された事故検出データに基づき事故モードを判定する事故モード判定部と、前記事故モードテーブルを参照して前記判定された事故モードにおいて過負荷となる変圧器を求め、変電設備制御装置から伝送された需要家の負荷の潮流値を含む電力系統内の潮流値データに基づき、過負荷となる変圧器に対する負荷制限必要量を算出する負荷制限必要量算出部と、前記事故モードテーブルを参照して、前記判定された事故モードにおいて負荷制限の対象となる需要家の負荷を抽出する負荷制限対象負荷抽出部と、需要家の負荷にあらかじめ設定されたグループ化された負荷制限の優先順位である負荷制限優先グループ、前記抽出された負荷制限の対象となる需要家の負荷の潮流値、および、前記算出された負荷制限必要量に基づき、負荷制限を実施する前記需要家の負荷を選択する負荷制限実施負荷選択部と、を備えたことを特徴とする。

本発明では、負荷制限を実施する需要家の負荷を選択するとき、需要家の負荷にあらかじめ設定されたグループ化された負荷制限の優先順位に基づいて、負荷制限を実施する需要家の負荷を選択するようにした。そのため、同じグループの優先順位では、負荷制限必要量に応じて、負荷制限を実施する需要家の負荷を自由に組み合せて選択することが可能になり、その結果、需要家における負荷制限実施量を低減することが可能となった。

本発明によれば、需要家の負荷に対し、負荷制限の優先付けをしつつも、できる限り負荷制限実施量を低減することが可能な電力系統安定化装置および電力系統安定化方法を提供される。

本発明の実施形態に係る電力系統安定化装置を用いた電力系統安定化システムの構成の例を示した図。 本発明の実施形態に係る電力系統の簡単な構成の例を示した図。 本発明の実施形態に係る電力系統安定化装置において用いられる（ａ）事故モードテーブル、（ｂ）負荷制限対象負荷テーブルおよび（ｃ）組み合せ負荷潮流テーブルのそれぞれにおけるレコード構成の例を示した図。 本発明の実施形態に係る電力系統安定化装置における負荷制限実施負荷選択部が実行する負荷制限実施負荷選択処理の処理フローの例を示した図。 本発明の実施形態の効果の一例を比較例とともに示した図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電力系統安定化装置を用いた電力系統安定化システムの構成の例を示した図である。図１に示すように、電力系統安定化システム１００は、電力系統安定化装置１と、その電力系統安定化システム１００にデータ伝送路３を介して接続された複数の変電設備制御装置４と、を含んで構成される。

ここで、変電設備制御装置４は、発電所や変電所のそれぞれに少なくとも１つずつ設けられ、その発電所や変電所における変電設備５を制御する。また、電力系統安定化装置１は、いずれか１つの発電所または変電所に設けられ、複数の変電設備制御装置４の機能を統括する。すなわち、電力系統安定化装置１は、センタとなる発電所または変電所に設けられた親機として機能し、変電設備制御装置４は、各発電所や変電所に設けられた子機として機能する。なお、センタとなる発電所または変電所に設けられた電力系統安定化装置１は、変電設備制御装置４を自装置の内部に含む構成であってもよい。

変電設備５は、１つ以上の変圧器５２を含んで構成され、そのそれぞれの変圧器５２には、送電線側から流入する過負荷電力からの保護のための（すなわち、過負荷保護用の）遮断器５１が設けられている。また、変圧器５２の一方の端子には、遮断器５３を介して需要家の負荷６に到る送電線が接続されている。なお、本明細書では、説明を簡素化するため、ＣＢ（Circuit Breaker）、ＬＳ（Line Switch）またはそれらが組み合わせられたものを総称して、遮断器という。

変電設備制御装置４は、データ伝送部４１、潮流検出部４２、事故データ検出部４３、負荷遮断指令部４４などを含んで構成される。ここで、潮流検出部４２は、遮断器５１，５３などに併設された電圧、電流センサ（図示せず）などからその検出値を読み取り、変圧器５２を通過する潮流値や負荷６に供給される潮流値を取得する。また、事故データ検出部４３は、遮断器５１の遮断状態データ（いわゆるＣＢ／ＬＳ条件、パレット条件などを含む）を取得する。これら潮流検出部４２および事故データ検出部４３により取得されたデータは、データ伝送部４１を介して電力系統安定化装置１へ伝送される。

一方、電力系統の事故に際して負荷制限が実施される場合には、電力系統安定化装置１は、負荷制限実施対象の負荷６を指定するデータを変電設備制御装置４へ伝送する。そこで、変電設備制御装置４の負荷遮断指令部４４は、データ伝送部４１を介して、その負荷制限実施対象の負荷６を指定するデータを受信すると、そのデータによって指定された負荷６に接続された遮断器５３に対し、負荷６への電力供給を遮断することを指令する。変電設備５における遮断器５３は、負荷遮断指令部４４からの遮断指令を受けると、負荷６への電力供給を遮断する。

続いて、電力系統安定化装置１の構成について説明するが、その前に、次に示す図２を参照して、電力系統の簡単な例について説明する。ここで、図２は、本発明の実施形態に係る電力系統の簡単な構成の例を示した図である。

図２に示した電力系統２００の構成の例では、送電線９ｃは、変電所７Ｘと変電所７Ｗとをつなぎ、送電線９ｄは、変電所７Ｗと発電所８Ｚとをつなぎ、送電線９ｅは、発電所８Ｚと変電所７Ｙとをつなぎ、送電線９ｆは、変電所７Ｙと変電所７Ｘとをつなぎ、送電線９ｇは、変電所７Ｘと発電所８Ｕとをつないでいる。また、変電所７Ｘには、負荷６Ａ，６Ｂ，６Ｃが接続され、変電所７Ｙには、負荷６Ｄ，６Ｅが接続されている。さらに、変電所７Ｗには、外部の電力系統につながる送電線９ａ，９ｂが接続されている。

このように構成された電力系統２００において、例えば、送電線９ｃでの送電断の事故が発生した場合には、送電線９ｃを介して送電されていた負荷６Ａ，６Ｂ，６Ｃへの電力潮流が、送電線９ｄ，９ｅ，９ｆへ迂回することになる。その場合には、発電所８Ｚにおける変圧器５２ｚが過負荷になる可能性がある。そこで、電力系統安定化装置１は、変圧器５２ｚが過負荷にならないようにするために、この送電断の事故に対する負荷制限を、以下に説明する手順で実施する。

再び、図１を参照すると、電力系統安定化装置１は、データ伝送部１１、潮流＆事故データ受信部１２、事故モード判定部１３、負荷制限必要量算出部１４、負荷制限対象負荷抽出部１５、負荷制限実施負荷選択部１６、負荷遮断指令送信部１７、潮流実績値テーブル２１、事故モードテーブル２２、負荷制限対象負荷テーブル２３、組み合せ負荷潮流テーブル２４などを含んで構成される。

データ伝送部１１は、変電設備制御装置４からデータ伝送路３を介して伝送される潮流データおよび事故データを受信して、受信したデータを潮流＆事故データ受信部１２へ受け渡す。潮流＆事故データ受信部１２は、受け渡された潮流データを潮流実績値テーブル２１に格納、蓄積するとともに、事故データを事故モード判定部１３へ転送する。また、データ伝送部１１は、負荷遮断指令送信部１７から転送される負荷遮断指令データを、データ伝送路３を介して変電設備制御装置４へ送信する。

事故モード判定部１３は、潮流＆事故データ受信部１２から転送された事故データを解析して、事故モードを判定する。このとき、変電設備制御装置４から送信された事故データには、当該変電設備制御装置４が制御する変電設備５における遮断器５１のＣＢ／ＬＳ条件、パレット条件などを含んだ遮断状態データが含まれているので、事故モード判定部１３は、その遮断状態データおよび変圧器５２の電力潮流値の変化に基づき、例えば、いずれの送電線９において送電断の事故が生じたかなどを判定する。そして、判定した事故モードを負荷制限必要量算出部１４へ通知する。なお、本明細書では、事故モードとは、事故の種類だけでなく、事故の発生箇所を併せて特定したものを指すものとする。

負荷制限必要量算出部１４は、事故モードの通知を受けると、潮流実績値テーブル２１や電力系統２００のマスタ構成データ（複数の変電所７や発電所８における変電設備５の接続関係などを表すデータ：図示省略）を参照しつつ、通知された事故モードによっていずれの変圧器５２が過負荷になり得るかを判定し、過負荷になり得る変圧器５２を抽出するとともに、その過負荷を解消するのに必要な負荷制限量（以下、負荷制限必要量という）を算出する。

ただし、事故モードの通知を受けた後、負荷制限必要量算出部１４が潮流実績値テーブル２１や電力系統２００のマスタ構成データを参照して、過負荷の変圧器５２を判定したり、負荷制限必要量を算出したりするのでは、その処理に時間が掛かってしまう。そこで、本実施形態では、想定され得る事故モードと、その事故モードによって過負荷になり得る変圧器５２の識別名称と、負荷制限必要量と、を対応付けて構成した事故モードテーブル２２を事前に用意しておくものとする。

図３は、本発明の実施形態に係る電力系統安定化装置１において用いられる（ａ）事故モードテーブル２２、（ｂ）負荷制限対象負荷テーブル２３および（ｃ）組み合せ負荷潮流テーブル２４のそれぞれにおけるレコード構成の例を示した図である。

図３（ａ）に示すように、事故モードテーブル２２のレコードは、事故モード識別名称、過負荷変圧器識別名称、負荷制限必要量、負荷制限対象負荷識別名称の各フィールドを含んで構成される。ここで、事故モード識別名称は、当該事故モードを特定する名称、過負荷変圧器識別名称は、当該事故モードで過負荷になり得る変圧器５２の識別名称、負荷制限必要量は、当該事故モードで必要となる負荷制限量、負荷制限対象負荷識別名称は、当該事故モードで負荷制限対象負荷になり得る負荷６の識別名称である。通常、負荷制限対象負荷識別名称には、複数の負荷６の識別名称が含まれる。

この事故モードテーブル２２のうち、事故モード識別名称、過負荷変圧器識別名称および負荷制限対象負荷識別名称の各フィールドのデータは、電力系統２００のマスタ構成データが与えられたとき（つまり、事前に）、例えば、シミュレーションなどの技術により求めることが可能である。すなわち、電力系統安定化装置１は、図１に図示されていない事故シミュレータを有するものとし、その事故シミュレータは、電力系統２００のマスタ構成データが作成または更新されたとき、想定可能なあらゆる事故モードのそれぞれに対して、過負荷となり得る変圧器５２および負荷制限対象となり得る負荷６を抽出し、その結果を事故モードテーブル２２に格納する。

また、電力系統安定化装置１は、図１に図示されていない負荷制限必要量演算部を有するものとし、その負荷制限必要量演算部は、潮流＆事故データ受信部１２が潮流データを潮流実績値テーブル２１に格納するたびに、その潮流データを用いて、それぞれの事故モードに応じた負荷制限必要量を演算し、演算した結果を、事故モードテーブル２２の負荷制限必要量のフィールドに格納する。

本実施形態では、以上のようにして、事故モードテーブル２２が事前に用意されることになるので、負荷制限必要量算出部１４は、事故モードの通知を受けたとき、事故モードテーブル２２を参照し、負荷制限必要量を演算するだけで、過負荷になり得る変圧器５２の識別名称および負荷制限必要量を速やかに得ることができる。

また、負荷制限対象負荷抽出部１５も、同様に事故モードテーブル２２を参照するだけで負荷制限対象負荷を抽出することができる。さらに、負荷制限対象負荷抽出部１５は、そのときの潮流実績値テーブル２１を参照することにより、負荷制限対象負荷テーブル２３を作成する。

負荷制限対象負荷テーブル２３は、事故モードテーブル２２から抽出した負荷制限対象負荷のそれぞれに対し、負荷制限優先グループ（以下、負荷制限優先Ｇｒと略記する場合がある）および負荷潮流を対応付けたテーブルである。すなわち、負荷制限対象負荷テーブル２３のレコードは、図３（ｂ）に示すように、負荷制限対象負荷識別名称、負荷制限優先Ｇｒ、負荷潮流の各フィールドを含んで構成される。

ここで、負荷制限対象負荷識別名称は、負荷制限対象となる負荷６の識別名称であり、負荷制限優先Ｇｒは、当該負荷６にあらかじめ割当てられた負荷制限のための優先順位であり、負荷潮流は、当該負荷６の負荷潮流である。また、負荷制限優先Ｇｒは、需要家の負荷６を負荷制限実施の容易さのレベルなどに応じて複数のグループにグループ化し、その負荷６が属するグループに対して付された負荷制限をする優先順位である。なお、ここでは、優先順位を表す数値が大きいほうが、優先順位が高い（つまり、負荷制限すべきでない）ことを表すものとする。

例えば、できる限り停電させるべきでない病院などの負荷６は、グループ番号“５”の負荷制限優先Ｇｒにグループ化され、最高の優先順位“５”が付与される。また、鉄道の駅など公共施設の負荷６は、グループ番号“４”の負荷制限優先Ｇｒにグループ化され、次位の優先順位“４”が付与される。負荷６は、以下、同様にグループ化され、例えば、一般家庭の負荷６は、グループ番号“１”の負荷制限優先Ｇｒにグループ化され、最低の優先順位“１”が付与される。

以上のように、本実施形態では、優先順位は、それぞれの負荷６に個別的に付与されるのではなく、グループに付与されるので、同じ負荷制限優先Ｇｒの負荷６には、同じ優先順位が重複して付される。

続いて、負荷制限実施負荷選択部１６（図１参照）は、負荷制限対象負荷テーブル２３を用いて、組み合せ負荷潮流テーブル２４を作成する。組み合せ負荷潮流テーブル２４は、負荷制限優先Ｇｒごとに、負荷制限実施負荷として仮に選択した負荷６の識別名称のリストと、その選択した負荷６の負荷潮流の合計量と、を対応付けたテーブルである。すなわち、組み合せ負荷潮流テーブル２４のレコードは、図３（ｃ）に示すように、負荷制限実施負荷組み合せ、組み合せ負荷潮流、負荷制限優先Ｇｒの各フィールドを含んで構成される。

ここで、負荷制限実施負荷組み合せのフィールドには、負荷制限優先Ｇｒが同じ負荷６の中から選択された１つ以上の負荷６の識別名称のリストが格納され、組み合せ負荷潮流のフィールドには、当該選択された１つ以上の負荷６の負荷潮流の合計が格納され、また、負荷制限優先Ｇｒのフィールドには、当該選択された負荷６が属する負荷制限優先Ｇｒのグループ番号が格納される。

続いて、負荷制限実施負荷選択部１６は、その作成した組み合せ負荷潮流テーブル２４を用いて、負荷制限実施負荷を選択する。図４は、負荷制限実施負荷選択部１６が実行する負荷制限実施負荷選択処理の処理フローの例を示した図である。なお、この負荷制限実施負荷選択処理は、負荷制限対象負荷抽出部１５が負荷制限対象負荷テーブル２３を作成し終えたときに起動される。

図４に示すように、負荷制限実施負荷選択部１６は、まず、事故モードテーブル２２から当該事故モード（事故モード判定部１３で判定された事故モード）に対応付けられた負荷制限必要量Ｐｄを取得するとともに（ステップＳ１１）、負荷制限対象負荷テーブル２３を用いて、組み合せ負荷潮流テーブル２４を作成する（ステップＳ１２）。

次に、負荷制限実施負荷選択部１６は、負荷制限優先Ｇｒの優先順位“Ｇｎ”を初期設定する、すなわち、Ｇｎ＝１とする（ステップＳ１３）。ただし、Ｇｎ＝１は、最低の優先順位（つまり、最初に負荷制限を実施する順位）であるとする。なお、以下、優先順位が“Ｇｎ”の負荷制限優先Ｇｒを、負荷制限優先グループＧｎと表す。

次に、負荷制限実施負荷選択部１６は、組み合せ負荷潮流テーブル２４を参照して、負荷制限優先グループＧｎに属する負荷６の負荷潮流の総和Ｓｇを算出する（ステップＳ１４）。

次に、負荷制限実施負荷選択部１６は、負荷制限優先グループＧｎに属する負荷６の負荷潮流の総和Ｓｇと負荷制限必要量Ｐｄとを比較し、Ｓｇ＜Ｐｄであった場合には（ステップＳ１５でＹｅｓ）、負荷制限優先グループＧｎに属する負荷６をすべて負荷制限実施負荷として選択する（ステップＳ１６）。

次に、負荷制限実施負荷選択部１６は、負荷制限優先グループＧｎのグループ番号（Ｇｎ）、すなわち、負荷制限優先グループＧｎの優先順位“Ｇｎ”が、当該電力系統に含まれる負荷の負荷制限優先Ｇｒの優先順位の最大値（組み合せ負荷潮流テーブル２４の負荷制限優先Ｇｒフィールドに含まれる優先順位の最大値）より小さい否かを判定する（ステップＳ１７）。

その判定の結果、当該負荷制限優先グループＧｎの優先順位“Ｇｎ”が、当該電力系統に含まれる負荷の負荷制限優先Ｇｒの優先順位の最大値より小さかった場合には（ステップＳ１７でＹｅｓ）、負荷制限実施負荷選択部１６は、負荷制限必要量Ｐｄを更新、すなわち、Ｐｄ＝Ｐｄ−Ｓｇとする（ステップＳ１８）。これは、負荷制限優先グループＧｎに属する負荷６をすべて負荷制限実施負荷としても、さらに、Ｐｄ（＝Ｐｄ−Ｓｇ）という量の負荷制限必要量が残っていることを意味する。

そこで、負荷制限実施負荷選択部１６は、当該負荷制限優先グループＧｎの優先順位“Ｇｎ”を更新、すなわち、Ｇｎ＝Ｇｎ＋１とし（ステップＳ１９）、ステップＳ１４へ戻って、ステップＳ１４以下の処理を繰り返して実行する。

一方、ステップＳ１５の比較判定において、Ｓｇ＜Ｐｄでなかった場合には（ステップＳ１５でＮｏ）、負荷制限実施負荷選択部１６は、組み合せ負荷潮流テーブル２４から負荷制限優先グループのフィールドが“Ｇｎ”であるレコードを抽出し（ステップＳ２０）、さらに、その抽出したレコードの中から、組み合せ負荷潮流フィールドの値が、負荷制限必要量（Ｐｄ）よりも大きく、かつ、最小のレコードを抽出する（ステップＳ２１）。そして、負荷制限実施負荷選択部１６は、その抽出したレコードの負荷制限実施負荷組み合せフィールドで指定される負荷６を負荷制限実施負荷として選択し（ステップＳ２２）、当該負荷制限実施負荷選択処理を終了する。

なお、これらステップＳ２０〜ステップＳ２２の処理は、当該負荷制限優先グループＧｎに属する需要家の負荷６の組み合せの中から、その負荷６の組み合せの負荷潮流の合計が、そのときの負荷制限必要量よりも大きく、かつ、最小となるような需要家の負荷６の組み合せに含まれる負荷を負荷制限実施負荷として選択することを意味している。

また、ステップＳ１７における判定の結果、当該負荷制限優先グループＧｎの優先順位“Ｇｎ”が、当該電力系統に含まれる負荷の負荷制限優先Ｇｒの優先順位の最大値以上であった場合には（ステップＳ１７でＮｏ）、負荷制限実施負荷組み合せフィールドの識別名称のリストに含まれ得るすべての負荷６が負荷制限実施負荷として選択されたことになるので、当該負荷制限実施負荷選択処理を終了する。

再び、図１の説明に戻ると、負荷制限実施負荷選択部１６は、以上に示した負荷制限実施負荷選択処理により、事故モード判定部１３で判定された事故モードに対する負荷制限実施負荷を選択すると、その選択した負荷制限実施負荷を識別するデータを負荷遮断指令送信部１７へ受け渡す。

負荷遮断指令送信部１７は、負荷制限実施負荷選択部１６からその負荷制限実施負荷を識別するデータを受け取ると、その負荷制限実施負荷を識別するデータを含んだ負荷遮断指令データを、データ伝送部１１を介して、その負荷制限実施負荷が接続されている変電設備５を制御する変電設備制御装置４へ送信する。

変電設備制御装置４の負荷遮断指令部４４は、データ伝送部４１を介して、その負荷遮断指令データを受信すると、その負荷遮断指令データに含まれる負荷制限実施負荷を識別するデータによって指定される負荷６につながる遮断器５３に対し、接続の遮断を指令する。その結果、負荷制限実施負荷に対する電力供給が遮断され、当該事故により過負荷になる変圧器５２の過負荷が回避または解消される。

図５は、本発明の実施形態の効果の一例を比較例とともに示した図であり、（ａ）は、本発明の実施形態に係る電力系統安定化装置１によりグループ化した負荷の優先順位に基づく負荷制限実施量を求めた例であり、（ｂ）は、従来の個別な負荷の優先順位に基づく負荷制限実施量を求めた例である。また、この例で求めた負荷制限実施量は、図２に示した電力系統２００を対象としたものであり、送電線９に送電断の事故が発生したことを前提としている。

ここで、図５（ａ），（ｂ）における負荷Ａ〜Ｅは、それぞれ、図２における負荷６Ａ〜６Ｅに対応する。また、図５（ａ）では、負荷Ａ〜Ｅに対し、２つの負荷制限優先Ｇｒが設定され、一方、図５（ｂ）では、負荷Ａ〜Ｅに対し、それぞれ個別的に異なる負荷制限優先順位が設定されている。そして、図５（ａ），（ｂ）における負荷潮流の欄は、そのときのそれぞれの負荷Ａ〜Ｅの負荷潮流であり、負荷制限必要量は、送電線９における送電断の事故のために負荷Ａ〜Ｅに対し、負荷制限が必要となった負荷潮流量である。なお、この例では、負荷制限必要量が５つのケースについて負荷制限実施量が求められている。

例えば、本実施形態（図５（ａ））の場合、負荷制限必要量が５０ＭＷであったときには、負荷制限優先Ｇｒが“１”の負荷Ｂ，Ｃ，Ｅに対して負荷制限をすると、その負荷潮流の和が６０ＭＷになるので、負荷制限必要量５０ＭＷを満たすことができる。それに対し、比較例（図５（ｂ））の場合、負荷制限必要量が５０ＭＷであったときには、負荷制限優先順位が低いほうから３つの負荷Ｂ，Ｃ，Ａに対して負荷制限をして、その負荷潮流の和が５０ＭＷを超え、１２０ＭＷとなり、初めて負荷制限必要量５０ＭＷを満たすことができる。すなわち、本実施形態の場合、比較例の場合に比べて、負荷制限実施量を低く抑えることができる。

同様に図５（ａ），（ｂ）に示されているように、負荷制限量が７５ＭＷ，１００ＭＷ，１２５ＭＷの場合にも、本実施形態の場合のほうが、比較例の場合に比べて、負荷制限実施量を低く抑えることができる。一般には、図４に示した負荷制限実施負荷選択処理からも分かるように、本実施形態の場合の負荷制限実施量は、比較例の場合の負荷制限実施量以下になる。従って、本実施形態に係る電力安定化装置１は、送電断などの事故が生じたとき、需要家の負荷６に与える影響をできるだけ小さく抑えることができる。

１ 電力系統安定化装置
３ データ伝送路
４ 変電設備制御装置
５ 変電設備
６ 負荷
７ 変電所
８ 発電所
９ 送電線
１１ データ伝送部
１２ 潮流＆事故データ受信部
１３ 事故モード判定部
１４ 負荷制限必要量算出部
１５ 負荷制限対象負荷抽出部
１６ 負荷制限実施負荷選択部
１７ 負荷遮断指令送信部
２１ 潮流実績値テーブル
２２ 事故モードテーブル
２３ 負荷制限対象負荷テーブル
２４ 組み合せ負荷潮流テーブル
４１ データ伝送部
４２ 潮流検出部
４３ 事故データ検出部
４４ 負荷遮断指令部
５１ 遮断器
５２ 変圧器
５３ 遮断器
１００ 電力系統安定化システム
２００ 電力系統

Claims (4)

1. 発電所または変電所内の変電設備を制御する複数の変電設備制御装置に接続され、前記変電設備制御装置を介して電力系統内の事故を検出した場合には、前記変電設備制御装置を介して需要家の負荷の潮流を制限して、その電力系統における電力潮流を安定化させる電力系統安定化装置であって、
   前記電力系統内で想定されるそれぞれの事故モードに対して事前に求められた過負荷となる変圧器および負荷制限の対象となる前記需要家の負荷を識別する情報を、前記事故モードに対応付けて構成した事故モードテーブルを記憶した記憶部と、
   前記変電設備制御装置から伝送された事故検出データに基づき事故モードを判定する事故モード判定部と、
   前記事故モードテーブルを参照して前記判定された事故モードにおいて過負荷となる変圧器を求め、前記変電設備制御装置から伝送された前記需要家の負荷の潮流値を含む前記電力系統内の潮流値データに基づき、前記過負荷となる変圧器に対する負荷制限必要量を算出する負荷制限必要量算出部と、
   前記事故モードテーブルを参照して、前記判定された事故モードにおいて負荷制限の対象となる前記需要家の負荷を抽出する負荷制限対象負荷抽出部と、
   前記需要家の負荷にあらかじめ設定されたグループ化された負荷制限の優先順位である負荷制限優先グループ、前記抽出された負荷制限の対象となる前記需要家の負荷の潮流値、および、前記算出された負荷制限必要量に基づき、負荷制限を実施する前記需要家の負荷を選択する負荷制限実施負荷選択部と、
   を備えたこと
   を特徴とする電力系統安定化装置。
2. 前記負荷制限実施負荷選択部は、
   前記負荷制限優先グループの優先順位が低い順に、その負荷制限優先グループに属する需要家の負荷の潮流値の総和を算出し、前記算出した負荷の潮流値の総和が前記負荷制限必要量よりも小さかった場合に、その負荷制限優先グループに属する需要家の負荷のすべてを前記負荷制限実施負荷として選択するとともに、前記負荷制限必要量を前記負荷の潮流値の総和だけ減じた量に更新し、前記負荷優先グループの優先順位を１つ上に上げる処理を、繰り返して実行し、
   さらに、前記算出した負荷の潮流値の総和が前記負荷制限必要量以上となった場合に、当該負荷制限優先グループに属する需要家の負荷の組み合せの中から、その負荷組み合せの負荷潮流の合計が前記負荷制限必要量よりも大きく、かつ、最小となるような需要家の負荷の組み合せに含まれる負荷を前記負荷制限実施負荷として選択する処理を実行すること
   を特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化装置。
3. 発電所または変電所内の変電設備を制御する複数の変電設備制御装置に接続され、前記変電設備制御装置を介して電力系統内の事故を検出した場合には、前記変電設備制御装置を介して需要家の負荷の潮流を制限して、その電力系統における電力潮流を安定化させる電力系統安定化装置による電力系統安定化方法であって、
   前記電力系統安定化装置は、
   前記電力系統内で想定されるそれぞれの事故モードに対して事前に求められた過負荷となる変圧器および負荷制限の対象となる前記需要家の負荷を識別する情報を、前記事故モードに対応付けて構成した事故モードテーブルを記憶した記憶部を有しており、
   前記変電設備制御装置から伝送された事故検出データに基づき事故モードを判定する事故モード判定処理と、
   前記事故モードテーブルを参照して前記判定された事故モードにおいて過負荷となる変圧器を求め、前記変電設備制御装置から伝送された前記需要家の負荷の潮流値を含む前記電力系統内の潮流値データに基づき、前記過負荷となる変圧器に対する負荷制限必要量を算出する負荷制限必要量算出処理と、
   前記事故モードテーブルを参照して、前記判定された事故モードにおいて負荷制限の対象となる前記需要家の負荷を抽出する負荷制限対象負荷抽出処理と、
   前記需要家の負荷にあらかじめ設定されたグループ化された負荷制限の優先順位である負荷制限優先グループ、前記抽出された負荷制限の対象となる前記需要家の負荷の潮流値、および、前記算出された負荷制限必要量に基づき、負荷制限を実施する前記需要家の負荷を選択する負荷制限実施負荷選択処理と、
   を実行すること
   を特徴とする電力系統安定化方法。
4. 前記負荷制限実施負荷選択処理は、
   前記負荷制限優先グループの優先順位が低い順に、その負荷制限優先グループに属する需要家の負荷の潮流値の総和を算出し、前記算出した負荷の潮流値の総和が前記負荷制限必要量よりも小さかった場合に、その負荷制限優先グループに属する需要家の負荷のすべてを前記負荷制限実施負荷として選択するとともに、前記負荷制限必要量を前記負荷の潮流値の総和だけ減じた量に更新し、前記負荷優先グループの優先順位を１つ上に上げる処理を、繰り返して実行する処理と、
   前記算出した負荷の潮流値の総和が前記負荷制限必要量以上となった場合に、当該負荷制限優先グループに属する需要家の負荷の組み合せの中から、その負荷組み合せの負荷潮流の合計が前記負荷制限必要量よりも大きく、かつ、最小となるような需要家の負荷の組み合せに含まれる負荷を前記負荷制限実施負荷として選択する処理と、
   により構成されること
   を特徴とする請求項３に記載の電力系統安定化方法。

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