JP5833530B2 - Ｅｍｓの休電管理装置及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は、休電管理に関し、より詳細にはエネルギ管理システム（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＥＭＳ）において用いるための休電管理装置及び方法に関するものである。

一般に、エネルギ管理システム（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＥＭＳ）は、電力網の最も上位システムであり、全体的な電力の需給と系統の運用を司る。

ＥＭＳの休電計画システムは、遊休設備の計画及び管理を司る。電力系統を構成している全設備が常に運転可能な状態ではない。即ち、日常的なメンテナンスのために停止したり、過熱等の異常兆候を発見して事前整備、または、近隣設備の新増設や系統構成の変更を目的として停止したりもするが、このような運営を休電といい、休電条件により系統運営方案を立てることが休電検討である。

休電検討は、各地域の運転員により手入力され、潮流計算及び故障計算等のプログラムを用いて検討して承認の可否を決める。しかし、年間数百乃至数千件余りの休電計画情報を手入力することは、マンパワーが無駄になる問題があって、その処理時間も相当な問題がある。

図１は、従来の休電管理方式を説明するための例示図であり、年間、月間及び日間の計画休電情報が各地域の運転員によって手入力されて、潮流計算、故障計算及び想定事故解釈を介して休電情報が適用された系統を構成して休電承認の可否を決める。

図面に示したように、従来の休電管理は、計画休電１００と緊急休電２００で構成され、計画休電１００は、承認作業１１０及び通知作業１２０で構成される。

年間休電検討１１１とは、１年間進行される設備の休電計画を所定形式で作成して、毎年１１月末に公開１１５するものである。月間休電検討１１２とは、翌月に進行される設備の休電計画を所定形式で作成して、毎月２０日に公開１１５するものである。臨時休電１１３とは、臨時に進行される設備の休電計画を所定形式で作成して、翌日休電検討１１４と共に公開１１５するものである。翌日休電検討１１４とは、翌日に進行される設備の休電計画を所定形式で作成して毎日１８時に公開１１５するものである。

通知作業１２０において、翌日休電目録１２２は、地域給電から給電所に伝達される目録である。

このような受付目録を、運転手が手入力する（１２３、１２６）。

運転員等は、故障計算、潮流計算及び想定故障解釈を介して、系統に及ぼす影響を検討し（１３１）、計画された休電が系統運営基準に適するか否かを会議を介して判断して（１３２）、それに従った休電実施有／無（１３３、１３４）を判断する。

一方、緊急休電が発生すると（２０１）、該当地域給電所は電力取引所に休電承認を要請する（２０２）。運転員等は、受け付けられた休電計画を手入力し（２０３）、故障計算、潮流計算及び想定故障解釈を介して、系統に及ぼす影響を検討し（２０４）、計画された休電が系統運営基準に適するか否かを会議を介して判断して（２０５）、それに従った休電実施有／無（２０６、２０７）を判断する。

従来のＥＭＳシステムにおいて、電力系統の計画段階では、設備の休電状態を別途に考慮しなかったため、多くの場合、休電が施行される地域は、当初の系統運営方案に比べて脆弱な系統条件が形成される。また、全休電計画を運転員等が手入力し、これを基に系統を既存のプログラムを介して新たに構成して、潮流計算、故障計算、想定事故解釈等を介して、運転員等の経験を基に会議を介して承認の可否を判断する。

しかし、従来の休電管理システムは、休電計画情報を手動処理するため、多くのマンパワーが必要であり、その処理時間が長くなり、信頼性の確立が難しい問題がある。

また、休電計画が文書で進行されるため、翌日休電は毎日１８時、月間休電は毎月２０日、年間休電は１１月末になってから情報が共有されるため、休電に対する情報共有が難しく、計画に対する反映の可否の妥当性に対する確認が難しい問題がある。従って、系統運営上、体系的な電力供給計画を設定し難い問題がある。

本発明の目的は、休電検討時の潮流計算、故障計算及び想定故障解釈によるソリューションを運営者が休電計画承認前の検討資料として提示して、休電後の系統を予測するようにするＥＭＳの休電管理装置及び方法を提供することである。

本発明の他の目的は、休電計画をオンライン上で入力して、運転員等に便宜を与え、系統に直接休電計画を入力することによって、休電計画を設定すると自動的にトポロジ処理を介して休電が適用された系統を構成するようにして、休電に必要な迅速かつ信頼性ある判断ができるようにするＥＭＳの休電管理装置及び方法を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、休電計画を設定すると自動的にトポロジ処理し、以後潮流計算、故障計算及び想定事故解釈を行って、系統運営基準に適するか否かをリアルタイムで判断することによって、休電に必要な迅速かつ信頼性ある判断ができるようにするＥＭＳの休電管理装置及び方法を提供することである。

上述の技術的課題を解決するために、本発明の休電管理装置は、使用者の入力によって設定された休電計画に従ってトポロジ変更を行い、系統運営基準の適合性を判断して、休電計画を承認する制御部、及び前記制御部の制御によって、前記休電計画を保存する第１保存部を含む。

本発明の一実施形態において、前記制御部の制御によって前記休電計画及び前記休電計画の承認の可否を表示するディスプレイ部をさらに含むことが好ましい。

本発明の一実施形態において、前記制御部が休電計画を承認した場合、該当休電計画をネットワークを介して伝送する伝送部をさらに含むことが好ましい。

本発明の一実施形態において、前記制御部は、前記休電計画を系統に適用してトポロジ変更を行うことが好ましい。

本発明の一実施形態において、前記制御部は、系統において休電された部分を除いて前記系統を再構成してトポロジ変更を行うことが好ましい。

本発明の一実施形態において、前記制御部は、潮流計算、故障計算及び想定故障解釈を行って系統運営基準の適合性を判断することが好ましい。

本発明の一実施形態において、前記制御部は、前記潮流計算を行って、前記休電計画が適用された時に系統に問題が生じる可能性があるとの情報を使用者に提供することが好ましい。

本発明の一実施形態において、前記制御部は、前記故障計算を行って、前記休電計画によって生じうる問題を判別して使用者に提供することが好ましい。

本発明の一実施形態において、前記制御部は、想定故障解釈を行って、前記休電計画が系統に及ぼす影響を使用者に提供することが好ましい。

本発明の一実施形態において、使用者が休電計画を入力する使用者入力部をさらに含むことが好ましい。

本発明の一実施形態において、前記使用者入力部を介して使用者が休電する設備を設定すると、前記制御部は、該当地域の線路遮断器及びラインスイッチを指定して休電計画を設定することが好ましい。

本発明の一実施形態において、前記設備と、前記線路遮断器及び前記ラインスイッチと関連した情報を保存する第２保存部をさらに含むことが好ましい。

さらに、上述の技術的課題を解決するために、本発明の休電管理方法は、使用者の入力によって設定された休電計画に従ってトポロジ変更を行う段階、系統運営基準の適合性判断を行う段階、休電を承認する段階を含む。

本発明の一実施形態において、使用者が休電する設備を設定すると、該当地域の線路遮断器及びラインスイッチを指定して、休電計画を設定する段階をさらに含むことが好ましい。

本発明の一実施形態において、前記トポロジ変更は、前記休電計画を系統に適用することが好ましい。

本発明は、休電検討時の潮流計算、故障計算及び想定故障解釈によるソリューションを運営者が休電計画承認前検討資料として提示して、休電後の系統を予測することができ、系統変化による安定的な運営を提示する。また、本発明は、休電計画を設定すると自動的にトポロジ処理し、以後潮流計算、故障計算及び想定事故解釈を行って、系統運営基準に適するか否かをリアルタイムで判断することによって、休電に必要な迅速かつ信頼性のある判断ができる。

従来の休電管理方式を説明するための例示図である。 本発明に係るＥＭＳの休電管理装置の一実施形態構成図である。 本発明に係るＥＭＳの休電管理方法を説明するための一実施形態のフローチャートである。

本発明は、多様な変更を加えることができ、多様な実施形態を有し、特定の実施形態を図面に例示して詳細に説明する。

しかし、これは本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むものと理解しなければならない。

第１、第２等の序数を含む用語は、多様な構成要素を説明するために用いられるが、構成要素はこの用語によって限定はされない。

この用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にだけ用いられる。例えば、本発明の権利範囲を逸脱しない限り、第２構成要素は第１構成要素に命名でき、同様に第１構成要素も第２構成要素に命名できる。

ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いる、または「接続されて」いると記述する場合には、その他の構成要素に直接的に連結、または接続されていてもよいが、その間に他の構成要素が存在してもよいことを理解しなければならない。一方、ある構成要素が、他の構成要素に「直接連結されて」いる、または「直接接続されて」いると記述する場合には、その間に他の構成要素が存在しないことを理解しなければならない。

本願に使われた用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いられたものであって、本発明を限定する意図はない。単数の表現は、文脈上明白に異なることを意味しない限り、複数の表現を含む。

本願において、「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたもの等の存在または付加可能性を予め排除しないものと理解しなければならない。

また、本願に添付された図面は、説明の便宜のために、拡大または縮小して示されたものと理解しなければならない。

以下、添付図面を参照して本発明に係る好ましい一実施形態を詳細に説明する。

図２は、本発明に係る休電管理装置の一実施形態の構成図であり、エネルギ管理システム（ＥＭＳ）に提供されるものである。

図面に示したように、本発明の装置は、制御部１０、使用者入力部２０、休電計画データベース（ｄａｔａｂａｓｅ、ＤＢ）３０、ディスプレイ部４０及び伝送部５０を含む。

地域給電所で、使用者は使用者入力部２０を介して新しい休電計画を入力し、制御部１０は使用者入力部２０を介して入力された休電計画を休電計画ＤＢ３０が保存するように制御する。制御部１０は、休電計画ＤＢ３０に保存されているＤＢを基に、現在までの休電計画をディスプレイ部４０が表示するように制御し、または、各期間別統計値等、使用者が閲覧しようとする情報を休電計画ＤＢ３０から呼び出して使用者に表示するようにディスプレイ部４０を制御する。

使用者の休電計画入力について説明する。使用者が休電する設備を設定すると、制御部１０はその地域の線路遮断器（Ｌｉｎｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒ）及びラインスイッチ（Ｌｉｎｅ Ｓｗｉｔｃｈ）を設定し、使用者は期間とその他の必要な情報を選択することによって、休電計画を入力することができる。このために制御部１０は、休電計画ＤＢ３０に設備を保存しておくことが好ましい。または、制御部１０はこのような設備の保存のために、別途の保存部（図示せず）を備えてもよい。

制御部１０は、使用者の入力によって設定された休電計画を休電計画ＤＢ３０が保存するように制御し、これに対するトポロジ（Ｔｏｐｏｌｏｇｙ）の変更を行う。

トポロジプロセスとは、集中遠隔監視制御システム（Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ、ＳＣＡＤＡ）から線路遮断器の情報を受信して、現在のネットワーク連結状態（Ｂｕｓ／Ｂｒａｎｃｈ ｍｏｄｅｌ）を決めるプロセスである。トポロジプロセスにおいては、ブランチ／インジェクション（Ｂｒａｎｃｈ／Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）テーブルを生成し、リアルタイムＤＢ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ ＤＢ、ＲＴＤＢ）から測定データを取り出し、バス／ブランチモデルを構成（物理的ノードを電気的ノードに変更）し、設備間リンク（ｌｉｎｋ）を構成（テーブル間連結関係を決定／アップデート）し、アイランド（ｉｓｌａｎｄ）を検査（系統の隔離及び構成要素（発電機、変圧器等）の分離を検査）する。

リアルタイムＥＭＳからトポロジプロセスは全てのアプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）において必要とするデータを提供することができる。このようなトポロジプロセスについては、すでに本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者にとっては自明であるため、これ以上の詳細な説明は省略する。

本発明の制御部１０は、使用者が使用者入力部２０を介して休電計画を入力すると、該当休電計画を仮想的に系統に適用する。この時、系統において休電された部分を除いて系統を再構成することを「トポロジ変更」という。このような制御部１０のトポロジ変更を介して、休電を適用した系統が得られ、このように変更されたトポロジを有する系統に対して系統運営基準の適合性を判断することができる。

即ち、制御部１０は、トポロジ変更を行った後、トポロジが変更された系統に対して系統運営基準の適合性を判断する。この時、系統運営基準の適合性判断は、潮流計算、故障計算及び想定故障解釈を利用して行う。

潮流（Ｐｏｗｅｒ Ｆｌｏｗ、ＰＦ）計算は、各バス及びノードの電圧の大きさと角度を計算することをいう。このような演算を介して各線路の潮流（有効電力、無効電力）及び管理先別、地域別潮流量を計算して、違反結果を出力する。

本発明の制御部１０は、トポロジ変更を介して得た休電計画が適用された系統に対して潮流計算を実行して、休電が適用された時の高電圧バス、低電圧バスと過負荷線路がある場合、運営者に現在の休電計画が系統に問題が生じる可能性があるとの情報を提供することができる。

故障計算とは、設備の故障時に隣接設備に及ぼす故障電流や故障電圧を計算することであり、故障に備えた線路遮断器の正確な故障容量算定と保護リレーの訂正に活用される。故障計算結果は、設備の予期できない故障が２次的に波及することを事前に予防するためのものである。

系統に存在する線路遮断器は、故障計算を介して遮断容量を算定する。全体系統の故障計算を介して設定された線路遮断器の遮断容量に対して、休電計画を適用した後、再び故障計算を実行した時に通常より多い遮断容量が流れることがありうる。例えば、通常５０ｋＡに遮断容量が設定されている系統の線路遮断器に、休電によってそれより多い６０ｋＡが印加されると線路遮断器は遮断機能を行うが、これは系統に問題を起こす可能性がある。

従って、制御部１０はこのような休電により発生しうる問題を故障計算を介して判別し、これを運営者に提供することができる。

一方、想定故障解釈とは、電力システムを構成する設備に対して仮想的に故障を起こした時、電力システムに及ぼす影響を計算することをいう。これを介して、制御部１０は電圧違反、線路／変圧器違反、位相差違反及びインターフェース違反等を判別してアラームを行い、運営者は休電が系統に及ぼす影響を確認することができる。

このように、制御部１０は、休電計画を適用して系統を自動的に再構築するトポロジ変更を行い、潮流計算、故障計算及び想定故障解釈を介して系統運営基準の適合性判断を行うことによって、再構成された系統に生じる問題を検討して、休電を介して生じる可能性がある問題を事前に取り除いて系統を安定的かつ効率的に運営できるようにする。

制御部１０は、上述のように系統運営基準の適合性判断を行って、適さないと判断された休電計画に対しては、どの地域にどのような問題が生じたかを使用者が分かるように、ディスプレイ部４０が表示するように制御する。

これによって、使用者は休電計画のために生じた問題を解決するために、ディスプレイ部３０を介して提供された全系統の断線図を介して直接変更しながら系統に発生する問題を確認することができる。

制御部１０は、系統運営基準に適すると判断された休電計画に対しては、休電を承認し、伝送部５０がこれを電力会社のサーバ（図示せず）でネットワークを介して伝送するように制御して、電力会社のサーバはこれを基に休電計画を実行する。

図３は、本発明に係るＥＭＳの休電管理方法を説明するための一実施形態のフローチャートであり、図２の装置において具現される。

図面に示したように、本発明の休電管理方法は、使用者が休電計画を使用者入力部２０を介して入力すると始まる（Ｓ３１）。使用者が休電する設備を設定すると、制御部１０はその地域の線路遮断器及びラインスイッチを設定し、使用者は期間とその他の必要な情報を選択することによって休電計画を入力することができる。

使用者が入力する休電計画は、図１のように、例えば、年間休電計画、月間休電計画、翌日休電計画及び緊急休電計画のうちいずれか一つであるが、これに限定されない。

制御部１０は、このように入力された休電計画を保存し（図示せず）、入力された休電計画に従って系統のトポロジ変更を行う（Ｓ３２）。トポロジ変更は、上述のように該当休電計画を仮想的に系統に適用することである。

以後、制御部１０は、トポロジが変更された系統に対し、系統運営基準の適合性判断を行う（Ｓ３３）。系統運営基準の適合性判断は、例えば、潮流計算、故障計算及び想定故障解釈を利用して行うことが好ましいが、これに限定されない。

Ｓ３３において、休電計画が系統運営基準に適した場合には、制御部１０は休電を承認し（Ｓ３５）、該当休電計画を電力会社サーバ（図示せず）でネットワークを介して伝送するように伝送部５０を制御する（Ｓ３７）。Ｓ３３において、休電計画が系統運営基準に適さない場合には、制御部１０は系統に生じる問題を確認し（Ｓ３６）、これを使用者が確認できるようにディスプレイ部４０が表示するように制御することができる（図示せず）。

図３で示してなかったが、使用者が休電計画を入力すると、制御部１０はこれを休電計画ＤＢ３０に保存するように制御し、トポロジが変更される場合、これを保存するように制御して、系統運営基準の適合性結果を保存するように制御することができる。即ち、各段階の間において行われた結果は、制御部１０の制御によって休電計画ＤＢ３０に保存できる。

一方、本発明の実施形態は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータが読み込みできるプログラムコードを記録して実現することが可能である。本発明の多数の実施形態が、ソフトウェアを利用して実行される場合、本発明の構成手段は必要な作業を実行するコードセグメントである。また、プログラムまたはコードセグメントは、コンピュータのプロセッサで読み取り可能な媒体に保存されるか、伝送媒体または通信網を介して搬送波と結合されたコンピュータデータ信号として転送できる。

コンピュータで読み取り可能な記録媒体にはコンピュータシステムが読み込みできるデータを保存するあらゆる種類の記録装置が含まれてもよい。例えば、コンピュータ読み取り可能記録媒体にはＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ保存装置等が含まれてもよい。また、ネットワークに連結されたコンピュータシステムにコンピュータ読み取り可能記録媒体を分散配置してコンピュータが読み込むことができるコードが分散方式で保存されて実行されるようにできる。

以上から、代表的な実施形態をもって本発明について詳細に説明したが、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者は、前述した実施形態に対して本発明の範疇から逸脱しない限り、多様に変形可能であることを理解しなければならない。従って、本発明の権利範囲は、説明された実施形態に限って定まってはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求範囲と均等物等によって定まるべきである。

１０ 制御部
２０ 使用者入力部
３０ 休電計画ＤＢ
４０ ディスプレイ部
５０ 伝送部

Claims (11)

1. 使用者の入力によって設定された休電計画に従って休電が計画される仮想の系統に対するトポロジ変更を行い、前記の変更されたトポロジに対して故障計算及び想定故障解釈を介して設定された休電計画に対する系統運営基準の適合性を判断して、前記の判断された適合性に基づいて休電計画を承認する制御部、及び
   前記制御部の制御によって、前記休電計画を保存する第１保存部を含み、
   前記故障計算は、故障に対する設備の故障時の隣接設備に及ぼす故障電流や故障電圧を計算することを含み、
   前記想定故障解釈は、電力システムを構成する設備に対して仮想に故障を起こした際、前記電力システムに及ぼす影響を計算し、前記計算結果に従って電圧違反、位相差違反を判別し、判別結果によりアラームを行うことを含み、
   前記制御部は、全体系統の故障計算を介して設定された線路遮断の遮断容量と、前記休電計画に従って実行した故障計算結果とを比較し、前記の比較結果と、前記想定故障解釈の結果に従って前記適合性を判断することを特徴とする、休電管理装置。
2. 前記制御部の制御によって前記休電計画及び前記休電計画の承認の可否を表示するディスプレイ部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の休電管理装置。
3. 前記制御部が休電計画を承認した場合、該休電計画をネットワークを介して伝送する伝送部をさらに含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の休電管理装置。
4. 前記制御部は、前記休電計画を系統に適用してトポロジ変更を行うことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の休電管理装置。
5. 前記制御部は、系統において休電された部分を除いて、前記系統を再構成してトポロジ変更を行うことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の休電管理装置。
6. 使用者が休電計画を入力する使用者入力部をさらに含むことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の休電管理装置。
7. 前記使用者入力部を介して使用者が休電する設備を設定した場合、前記制御部は、休電計画設定のために関係する地域の線路遮断器及びラインスイッチを選定することを特徴とする、請求項６に記載の休電管理装置。
8. 前記設備と、前記線路遮断器及び前記ラインスイッチと関連した情報を保存する第２保存部をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の休電管理装置。
9. 制御部を含むＥＭＳの休電管理装置の休電管理方法として、
   前記制御部により、使用者の入力によって設定された休電計画に従って休電が計画される仮想の系統に対するトポロジ変更を行う段階と、
   前記の変更されたトポロジに対して故障計算及び想定故障解釈を介して設定された休電計画に対する系統運営基準の適合性判断を行う段階と、
   前記の判断された適合性に基づいて休電を承認する段階を含み、
   前記故障計算は故障に対する設備の故障時の隣接設備に及ぼす故障電流や故障電圧を計算することを含み、
   前記想定故障解釈は、電力システムを構成する設備に対して仮想に故障を起こした際、前記電力システムに及ぼす影響を計算し、前記計算結果に従って電圧違反、位相差違反を判別し、判別結果によりアラームを行うことを含み、
   前記の適合性を判断する段階は、全体系統の故障計算を介して設定された線路遮断の遮断容量と、前記休電計画に従って実行した故障計算の結果とを比較し、前記の比較結果と、前記想定故障解釈の結果に従って前記適合性を判断することを含むことを特徴とする、休電管理方法。
10. 前記制御部によって、使用者が休電する設備を設定すると、休電計画設定のために関係する地域の線路遮断器及びラインスイッチを指定して、休電計画を設定する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の休電管理方法。
11. 前記トポロジ変更は、前記休電計画 を休電が計画される仮想の系統に適用することを特徴とする、請求項９または１０に記載の休電管理方法。

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