JP5615785B2 - 電力系統状態推定装置およびそれを用いた電力系統システム - Google Patents
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Description
電力系統の位置を示すノード情報とセンサを含む設備情報を対応付けて保持する電力系統データデータベースと、センサ出力を保持するセンサデータデータベースと、電力系統データデータベースの情報を用いて、特定ノードでの電力状態(特に、無効電力)を推定するときに使用するセンサを決定する推定環境設定部と、
推定環境設定部で決定した特定ノードでの使用センサに対応して、センサの出力をセンサデータデータベースから得て、電力系統全体について状態推定を行う状態推定部を備え、
推定環境設定部は、電力系統に設置されたセンサについて、当該センサが特異な傾向を示すセンサであることを特定する手段と、特定されたセンサに対応するノードについて、このノードの電力状態(特に、無効電力)推定に用いるセンサを変更する手段を備えている。
電力系統状態推定装置は、電力系統の位置を示すノード情報とセンサを含む設備情報を対応付けて保持する電力系統データデータベースと、センサ出力を保持するセンサデータデータベースと、電力系統データデータベースの情報を用いて、特定ノードでの電力状態を推定するときに使用するセンサを決定する推定環境設定部と、
推定環境設定部で決定した特定ノードでの使用センサに対応して、センサの出力をセンサデータデータベースから得て、電力系統全体について状態推定を行う状態推定部を備え、推定環境設定部は、電力系統に設置されたセンサについて、当該センサが特異な傾向を示すセンサであることを特定する手段と、特定されたセンサに対応するノードについて、このノードで用いるセンサを変更する手段を備えている。
この場合、推定環境データは、例えば電力系統の管理者などのユーザが、予め定めておき、所定のファイルフォーマットで保存しておけばよい。推定環境設定部30は、例えばテキストエディタなど推定環境データのファイル作成を支援する機能を有する。このケースでは、事前に準備したファイルフォーマットの内容をそのまま第1の推定環境データとする。
この説明の前提として、図4の電力系統データのノードデータには(図4には記述していないが)需要家IDが含まれる。さらに各需要家の情報として需要家種別が含まれる。ここで、需要家種別とは、例えば、工業、商業、住宅など需要家の業種や種類をいう。
本事例においても、図8の第2の推定環境データを得るが、導出手法が第2の推定環境データ作成手法とは相違する。第2の推定環境データ作成手法では、電力系統全体およびセンサの周辺の需要家種別に基づき特異な傾向を示すセンサを特定する考え方であったが、第3の推定環境データ作成手法では、統計的手法を採用する。具体的には、計測される電力状態に基づいたクラスタリングによって特異な傾向を示すセンサを特定する。
このようにして選択されたセンサのリストを基に、第2の推定環境データ作成例と同様にして、各ノードに接続する各需要家の無効電力を算出するためのセンサを決定する。
本事例においても、図8の第2の推定環境データを得る。ここでの導出手法は第3の推定環境データ作成手法で採用した統計的手法である。具体的には、センサの組み合わせを複数設定し、各組み合わせで計測される電力状態に基づき配電線全体と平均およびばらつきが最も近いセンサの組み合わせを選択する。
本事例においても、図8の第2の推定環境データを得る。ここでの導出手法は第3、第4の推定環境データ作成手法で採用した統計的手法である。具体的には、センサの組み合わせを複数設定し、各組み合わせで計測される電力状態に基づき電力系統の評価地点における電力状態を算出し、該評価地点における算出値と計測データの偏差が最小となる組み合わせを選択する。
z: 観測値(センサやAMIで計測される電圧の大きさ、ノード注入電力、ブランチの電力状態)
h: 非線形関数(上記で定式化したPij, Qij,Pi,Qiおよび電圧Vi)
x: 状態変数(Vi、δij)
ν: 観測値に含まれるノイズ
ここで、観測値に含まれるノイズνは白色ノイズとみなす。
図13は、実施例2における電力系統システムを示す構成図の例である。ここで、図1の電力系統状態推定装置3のうち、既に説明した図1に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
DB2:センサデータデータベース
3:電力系統状態推定装置
30:推定環境設定部
DB3:推定環境データデータベース
32:状態推定部
20a:変電所変圧器(ノード))
20b〜20h:電柱(ノード)
21:送配電線(ブランチ)
22:センサ
23:柱上変圧器
24:需要家(ノード)
25:電圧調整機器
26:電力系統管理装置
27:通信ネットワーク
80、81:クラスタリングによって分類されたセンサのグループ
DB4:電力状態推定データデータベース
5:電力系統制御中央装置
120:線形補間による電力状態
Claims (9)
- 電力系統各所に複数のセンサを配置し、該センサ出力を用いて電力系統の状態を推定する電力系統状態推定装置において、
電力系統の位置を示すノード情報とセンサを含む設備情報を対応付けて保持する電力系統データデータベースと、
センサ出力を保持するセンサデータデータベースと、
前記電力系統データデータベースの情報を用いて、特定ノードでの電力状態を推定するときに使用するセンサを決定する推定環境設定部と、
該推定環境設定部で決定した特定ノードでの使用センサに対応して、該センサの出力を前記センサデータデータベースから得て、電力系統全体について状態推定を行う状態推定部を備え、
前記推定環境設定部は、電力系統に設置されたセンサについて、当該センサが特異な傾向を示すセンサであることを特定する手段と、特定されたセンサに対応するノードについて、このノードで用いるセンサを変更する手段を備えているとともに、前記特異な傾向を示すセンサとは、故障したセンサ以外のセンサであって他のセンサと計測環境が異なることにより特異な傾向を示しているセンサである
ことを特徴とする電力系統状態推定装置。 - 請求項1に記載の電力系統状態推定装置において、
前記センサを変更する手段は、当該ノード直近上流のノードに設定されたセンサを当該ノードのセンサとする
ことを特徴とする電力系統状態推定装置。 - 請求項1に記載の電力系統状態推定装置において、
前記センサが特異な傾向を示すセンサであることを特定する手段は、電力系統全体およびセンサの周辺の需要家種別に基づき決定する
ことを特徴とする電力系統状態推定装置。 - 請求項1に記載の電力系統状態推定装置において、
前記センサが特異な傾向を示すセンサであることを特定する手段は、計測される電力状態に基づいたクラスタリングによって決定する
ことを特徴とする電力系統状態推定装置。 - 請求項1に記載の電力系統状態推定装置において、
前記センサが特異な傾向を示すセンサであることを特定する手段は、センサの組み合わせを複数設定し、各組み合わせで計測される電力状態に基づき配電線全体と平均およびばらつきが最も近いセンサの組み合わせから決定されたセンサを前記状態推定部で使用するセンサとし、これ以外のセンサを前記特異な傾向を示すセンサとして決定する
ことを特徴とする電力系統状態推定装置。 - 請求項1に記載の電力系統状態推定装置において、
前記センサが特異な傾向を示すセンサであることを特定する手段は、センサの組み合わせを複数設定し、各組み合わせで計測される電力状態に基づき電力系統の評価地点における電力状態を算出し、該評価地点における算出値と計測データの偏差が所定値以下となる組み合わせを選択し、選択されたセンサを前記状態推定部で使用するセンサとし、これ以外のセンサを前記特異な傾向を示すセンサとして決定する
ことを特徴とする電力系統状態推定装置。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の電力系統状態推定装置において、
前記センサが特異な傾向を示すセンサであることを特定する手段は、曜日や時間帯ごとに実施されるか、あるいは電力系統に流れる負荷電力の大きさごとに実施される
ことを特徴とする電力系統状態推定装置。 - 請求項1から請求項7のいずれかに記載の電力系統状態推定装置において、
電力状態とは、電流、電圧、力率、有効電力、無効電力の少なくとも一つである
ことを特徴とする電力系統状態推定装置。 - 電力系統各所に配置された複数のセンサと、電力系統各所に配置され電力系統の電力状態を制御できる電力状態制御機器と、前記センサ出力を用いて電力系統状態を推定する電力系統状態推定装置と、該電力系統状態推定装置からの電力系統状態に応じて、前記電力状態制御機器に操作信号を与える電力系統制御中央装置を含む電力系統システムにおいて、
前記電力系統状態推定装置は、
電力系統の位置を示すノード情報とセンサを含む設備情報を対応付けて保持する電力系統データデータベースと、
センサ出力を保持するセンサデータデータベースと、
前記電力系統データデータベースの情報を用いて、特定ノードでの電力状態を推定するときに使用するセンサを決定する推定環境設定部と、
該推定環境設定部で決定した特定ノードでの使用センサに対応して、該センサの出力を前記センサデータデータベースから得て、電力系統全体について状態推定を行う状態推定部を備え、
前記推定環境設定部は、電力系統に設置されたセンサについて、当該センサが特異な傾向を示すセンサであることを特定する手段と、特定されたセンサに対応するノードについて、このノードで用いるセンサを変更する手段を備えているとともに、前記特異な傾向を示すセンサとは、故障したセンサ以外のセンサであって他のセンサと計測環境が異なることにより特異な傾向を示しているセンサである
ことを特徴とする電力系統システム。
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