JP6642116B2 - 電力系統の状態推定方法、電力系統の状態推定装置、及びプログラム - Google Patents
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Description
図1を参照して、本実施形態が適用される電力系統の一例を説明する。電力系統90は、例えば配電系統であって、図1に示されるように、ノードn0〜n7、負荷L1〜L7、及び測定器95を含む。
状態推定装置1は、各ノードの状態値の算出のために最適化計算を実行するところ、かかる最適化計算のためには初期値の設定が必要である。本実施形態では、以下のように初期値が設定されたうえで、最適化計算が実行される。
本実施形態では、初期値は、現在(第1時刻)の測定値、過去の所定の時刻(第2時刻)における測定値、及び、当該過去の所定の時刻における状態値に基づいて設定される。かかる「過去の所定の時刻」は、例えば次の時刻から適宜選択されてよい。
− 前回の状態値計算が実行された時刻。例えば、状態値の算出が1時間毎に実施される場合には、1時間前に測定された測定値、及び、1時間前に算出された状態値が採用される。なお、状態値の計算は、例えば15分間隔のように、任意の時間間隔で実行されてよい。
− 前日の同時刻。例えば、最新の状態値の算出が午前11時に実行される場合、前日の午前11時に測定された測定値、及び、その時刻に算出された状態値が採用される。
− 最新の測定値と最も近似した傾向を示す過去の測定値が測定された時刻。例えば、最新の測定値との偏差が最小となるような過去の測定値が測定された時刻における測定値、及びその測定値に対応して算出された状態値が採用される。なお、過去の測定値とその測定値に対応する状態値との間には、整合が取れているものとする。
}は括弧内の複素数の虚部を、それぞれ示している。
上記のようにして算出した初期値を用いて最適化計算を行い、送り出しノードn0における測定値と計算値(状態値)との差分が最小となるように、負荷側のノードniにおける状態値を決定する。最適化計算の例を以下に示す。ただし、以下の例では、送り出しノードが複数存在するものとしている。
る位相角、θi(x)は送り出しノードiにおける位相角の計算値、w1は電圧絶対値の偏差に関する重み係数、w2は電流絶対値の偏差に関する重み係数、w3は位相角に関する重み係数である。本実施形態では、操作変数xの一例として、負荷側のノードniに接続された負荷Liにおける有効電力Piおよび無効電力Qiが用いられている。
上述した最適化計算を実行するための状態推定装置1の機能構成を、図2を参照しつつ説明する。状態推定装置1は、図2に示されるように、入力部10、記憶部20、初期値設定部30、最適化計算部40、及び出力部50を含む。
第1取得部及び第2取得部に相当するものと見てもよい。また、記憶部20の全部又は一部は、状態推定装置1の外部のサーバに設けられてもよい。
上述した状態推定装置1の動作、つまり状態推定方法を、図3を参照しつつ説明する。
上記のとおり、本実施形態では、過去の測定値及び状態値に基づいて状態推定計算の初期値を設定するため、初期値を電力系統90の実際の運転状態に近づけることができる。したがって、電力系統90の状態を精度よく算出することができる。また、状態推定計算
の収束性が向上するとともに、計算時間を短縮することが可能となる。
以上説明したように、状態を測定可能な送り出しノードn0と、状態を測定できない負荷側のノードn1〜n7と、を含む電力系統90におけるノードの状態を推定する電力系統の状態推定方法は、送り出しノードn0の状態を示す測定値を取得し、過去の時刻におけるノードn1〜n7の状態を示す計算値(状態値)を取得し、現在における測定値と、当該過去の時刻における測定値と、前記計算値(状態値)と、に基づいて、現在におけるノードn1〜n7の状態を示す値(状態値)を算出するための初期値を設定し、その初期値と、現在における測定値と、を用いて最適化計算を実行し、現在におけるノードn1〜n7の状態を示す値(状態値)を算出する。かかる実施形態によれば、最適化計算のための初期値を設定するに際して、現在における測定値のほかに、過去の測定値及び計算値(状態値)を考慮しているので、過去の系統運用を踏まえた初期値の設定が可能である。したがって、電力系統90の状態を精度よく推定することができる状態推定方法を提供することができる。また、かかる状態推定方法では、最適化計算における解の収束性が向上するとともに、計算時間の短縮化を図ることができる。
と、現在における測定値と、過去の時刻における測定値と、前記計算値(状態値)と、に基づいて、現在におけるノードn1〜n7の状態を示す値(状態値)を算出するための初期値を設定する第3機能と、前記初期値と、現在における測定値と、を用いて最適化計算を実行し、現在におけるノードn1〜n7の状態を示す値(状態値)を算出する第4機能と、を実行させる。かかる実施形態によれば、最適化計算のための初期値を設定するに際して、現在における測定値のほかに、過去の測定値及び計算値(状態値)を考慮しているので、過去の系統運用を踏まえた適切な初期値の設定が可能である。したがって、状態推定装置に対して電力系統90の状態を精度よく推定させることが可能なプログラムを提供することができる。また、かかるプログラムの実行により、最適化計算における解の収束性が向上するとともに、計算時間の短縮化を図ることができる。
10 入力部
20 記憶部
30 初期値設定部
40 最適化計算部
50 出力部
90 電力系統
95 測定器
n0〜n7 ノード
L1〜L7 負荷
Claims (5)
- 状態を測定可能な第1ノードと、状態を測定できない第2ノードと、を含む電力系統におけるノードの状態を推定する電力系統の状態推定方法であって、
前記第1ノードの状態を示す測定値を取得し、
第1時刻より前の第2時刻における前記第2ノードの状態を示す計算値を取得し、
前記第1時刻における前記測定値と、前記第2時刻における前記測定値と、の差分を、前記第2ノードに属する各ノードに按分し、前記各ノードに按分された値と、該当する前記各ノードについての前記計算値と、の和を、前記第1時刻における前記第2ノードの状態を示す値を算出するための初期値として設定し、
前記初期値と、前記第1時刻における前記測定値と、を用いて最適化計算を実行し、前記第1時刻における前記第2ノードの状態を示す値を算出する
ことを特徴とする電力系統の状態推定方法。 - 前記差分は、前記各ノードに接続された負荷の容量に応じて按分される
ことを特徴とする請求項1に記載の電力系統の状態推定方法。 - 前記第2時刻は、前記第1時刻における前記測定値との偏差が最小となる測定値が測定された時刻である
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電力系統の状態推定方法。 - 状態を測定可能な第1ノードと、状態を測定できない第2ノードと、を含む電力系統におけるノードの状態を推定する電力系統の状態推定装置であって、
前記第1ノードの状態を示す測定値を取得する第1取得部と、
第1時刻より前の第2時刻における前記第2ノードの状態を示す計算値を取得する第2取得部と、
前記第1時刻における前記測定値と、前記第2時刻における前記測定値と、の差分を、前記第2ノードに属する各ノードに按分し、前記各ノードに按分された値と、該当する前記各ノードについての前記計算値と、の和を、前記第1時刻における前記第2ノードの状態を示す値を算出するための初期値として設定する初期値設定部と、
前記初期値と、前記第1時刻における前記測定値と、を用いて最適化計算を実行し、前記第1時刻における前記第2ノードの状態を示す値を算出する最適化計算部と、
を備えることを特徴とする電力系統の状態推定装置。 - 状態を測定可能な第1ノードと、状態を測定できない第2ノードと、を含む電力系統におけるノードの状態を推定する電力系統の状態推定装置に対して、
前記第1ノードの状態を示す測定値を取得する第1機能と、
第1時刻より前の第2時刻における前記第2ノードの状態を示す計算値を取得する第2機能と、
前記第1時刻における前記測定値と、前記第2時刻における前記測定値と、の差分を、前記第2ノードに属する各ノードに按分し、前記各ノードに按分された値と、該当する前記各ノードについての前記計算値と、の和を、前記第1時刻における前記第2ノードの状態を示す値を算出するための初期値として設定する第3機能と、
前記初期値と、前記第1時刻における前記測定値と、を用いて最適化計算を実行し、前記第1時刻における前記第2ノードの状態を示す値を算出する第4機能と、
を実行させるプログラム。
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