JP6695252B2 - 電力系統安定化装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、電力系統の安定化装置および方法に関する。

電力系統の安定化装置に関する背景技術として、特開２０１１−１６６８８８号公報（特許文献１）が知られている。特許文献１には、「電力系統に配設された送電線の事故位置を検出する検出器と、送電線に接続される複数の変電所等の母線の夫々に配置され、母線の夫々に供給される無効電力を制御する調相器と、検出器が送電線の事故位置を
検出した場合、前記母線を含む前記電力系統の電圧安定性を維持できるよう、送電線に電力を供給する複数の発電機及び調相器のうち少なくとも何れか一つの機器の遮断または投入を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする電圧安定化装置」と記載されている。

将来、電力系統に再生可能エネルギー（太陽光発電や風力発電）が大量に導入されると、不確実で急峻な潮流変動が発生する。この課題に対し、特許文献１では、周期的なオンライン計測情報から故障発生時の安定化対策を立案する電力系統安定化装置を提案している。

特開２０１１−１６６８８８号公報

しかしながら特許文献１では、オンライン計算において、全ての想定故障ケース対して全制御対象の組み合わせについて系統安定性を計算し、制御対象を決定するため、計算時間が長くなり、計算周期内に全ての想定故障ケースに対して制御対象を決定することができなくなるという課題がある。

このことから本発明においては、オンライン計算時間を短縮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。

上記課題を解決する為に本発明は、電力系統を安定化するための電力系統安定化装置において、系統モデルデータと系統構成パターンデータを用いて想定故障シナリオを作成する想定故障シナリオ作成部と、前記想定故障シナリオの作成結果データと前記系統モデルデータと状態変数データと潮流状態作成条件データと前記系統構成パターンデータを用いて電力系統の潮流状態を作成する潮流状態作成部と、前記潮流状態の作成結果データと前記系統モデルデータと前記系統構成パターンデータを用いて電力系統の系統安定性を計算する系統安定性計算部と、前記系統安定性の計算結果データと制御対象候補計算条件データを用いて電力系統の安定化制御対象候補を計算する制御対象候補計算部と、前記制御対象候補の計算結果データと、前記想定故障シナリオ作成部の作成結果データと、特徴状態変数データとを用いて制御テーブルを計算する制御テーブル計算部と、前記制御テーブルの計算結果データと系統安定性計算要否判定閾値データを用いて電力系統の安定性計算の必要な状態範囲と不要な状態範囲を抽出する系統安定性計算要否状態範囲抽出部と、前記状態範囲の抽出結果データと前記状態変数データを用いて電力系統の安定性計算の要否を判定する系統安定性計算要否判定部と、を備える。

本発明によれば、オンライン計算時間を短縮することができる。

実施例１に係る電力系統安定化装置１０の全体構成例を示す図。 図１の電力系統安定化装置を電力系統に適用した場合の電力系統安定化システムの全体構成例を示す図。 電力系統安定化装置のプログラムデータの内容を示す構成例を示す図。 特徴状態変数データベースＤＢ２２に記憶された特徴状態変数データＤ２２の例を示す図。 状態変数データベースＤＢ２４に記憶された状態変数データＤ２４の例を示す図。 系統構成パターンデータベースＤＢ２５に記憶された系統構成データＤ２５の例を示す図。 想定故障シナリオ作成結果データベースＤＢ４１に記憶された想定故障シナリオ作成結果データＤ４１の例を示す図。 潮流状態作成結果データベースＤＢ４２に記憶された潮流状態作成結果データＤ４２の例を示す図。 制御テーブル作成結果データベースＤＢ４４に記憶された制御テーブル作成結果データＤ４４の例を示す図。 系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データベースＤＢ４５に記憶された系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データＤ４５の例を示す図。 電力系統安定化装置のオフライン計算処理内容の一例を示すフローチャート。 電力系統安定化装置のオンライン計算処理内容の一例を示すフローチャート。 図１１の処理ステップＳ４００の詳細フローチャート。 図１１の処理ステップＳ１０００の詳細フローチャート。 実施例１に係る図１２の処理ステップＳ１２００の詳細フローチャート。 実施例１に係る電力系統安定化装置の画面表示例を示す図。 潮流状態作成条件データベースＤ２６に記憶された潮流状態作成条件データＤ２６の例を示す図。 制御対象候補計算条件データベースＤＢ２７に記憶された制御対象候補計算条件データＤ２７の例を示す図。 実施例２に係る電力系統安定化装置１０００の全体構成例を示す図。 図１９の電力系統安定化装置を電力系統に適用した場合の電力系統安定化システムの全体構成例を示す図。 状態変数変動量データベースＤＢ２８に記憶された状態変数変動量データＤ２８の例を示す図。 実施例２に係る図１１の処理ステップＳ１２００の詳細フローチャート。 実施例２に係る電力系統安定化装置の画面表示例を示す図。

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

図１は、実施例１に係る電力系統安定化装置１０の全体構成を示す図である。なお図１は電力系統安定化装置１０いついて、その機能構成の観点から表記したものである。

電力系統安定化装置１０は、電力系統安定化計算入力データベースＤＢ２０と、電力系統安定化計算部３０と、電力系統安定化計算結果データベースＤＢ４０と、表示部１５により構成されている。

電力系統安定化計算入力データベースＤＢ２０は、複数のデータベースＤＢ２１からＤＢ２７により構成されている。

このうち特徴状態変数データベースＤＢ２２は、図４に例示される特徴状態変数データＤ２２を記憶している。状態変数データベースＤＢ２４は、図５に例示される状態変数データＤ２４を記憶している。系統構成パターンデータベースＤＢ２５は、図６に例示される系統構成パターンデータＤ２５を記憶している。潮流状態作成条件データベースＤＢ２６は、図１７に例示される潮流状態作成条件データＤ２６を記憶している。制御対象候補計算条件データベースＤＢ２７は、図１８に例示される制御対象候補計算条件データＤ２７を記憶している。これらの記憶内容の詳細事例については後述する。

電力系統安定化計算部３０は、想定故障発生時の電力系統の安定化計算を行う機能であり、この一連の処理内容が図１１と図１２のフローチャートに示されている。また電力系統安定化計算部における処理の機能は、以下の処理機能部３１から３０１である。

このうち、想定故障シナリオ作成部３１は、想定故障シナリオを作成する機能である。潮流状態作成部３２は、潮流状態を作成する機能であり、この一連の処理内容が図１３のフローチャートに示されている。系統安定性計算部３３は、電力系統の安定性を計算する機能である。制御対象候補計算部３０１は、電力系統の安定化制御対象候補を計算する機能である。制御テーブル計算部３４は、制御テーブルを作成する機能である。系統安定性計算要否状態範囲抽出部３５は、電力系統のオンライン安定性計算が必要な状態範囲と不要な状態範囲を抽出する機能であり、この一連の処理内容が図１４のフローチャートに示されている。系統安定性計算要否判定部３６は、電力系統のオンライン安定性計算の要否を判定する機能であり、この一連の処理内容が図１５のフローチャートに示されている。制御対象決定部３７は、制御対象を決定する機能である。制御指令部３８は、制御指令する機能である。

電力系統安定化計算結果データベースＤＢ４０は、複数のデータベースＤＢ４１からＤＢ４０１により構成されている。これらの複数のデータベースＤＢ４１からＤＢ４０１は、要するに処理機能部３１から３０１における処理結果をそれぞれ蓄積記憶したものである。

このうち想定故障シナリオ作成結果データベースＤＢ４１は、想定気象シナリオ作成部３１において作成した想定故障シナリオ作成結果データＤ４１を記憶している。潮流状態作成結果データベースＤＢ４２は、潮流状態作成部３２において作成した潮流状態作成結果データＤ４２を記憶している。系統安定性計算結果データベースＤＢ４３は、系統安定性計算部３３において作成した系統安定性計算結果データＤ４３を記憶している。制御対象候補計算結果データベースＤＢ４０１は、制御対象候補計算部３０１において計算した制御対象候補結果データＤ４０１を記憶している。制御テーブル作成結果データベースＤＢ４４は、制御テーブル計算部３４において作成した制御テーブル計算結果データＤ４４を記憶している。系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データベースＤＢ４５は、系統安定性計算要否状態範囲抽出部３５において作成した系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データＤ４５を記憶している。系統安定性計算要否判定結果データベースＤＢ４６は、系統安定性計算要否判定部３６において作成した系統安定性計算要否判定結果データＤ４６を記憶している。制御対象決定結果データベースＤＢ４７は、制御対象決定部３７において作成した制御対象決定結果データＤ４７を記憶している。なお電力系統安定化計算結果データベースＤＢ４０に記憶されるこれらのデータは、計算結果としてのデータばかりでなはなく、中間処理時点における結果のデータも含めて記憶されており、適宜の場面において流用が可能とされている。

表示部１５には、電力系統安定化装置１０において取り扱う各種のデータが、適宜見やすい形式に加工されて表示される。また表示部１５の機能には、マウスやキーボードなどの入力手段を含み、適宜入力結果が表示画面に反映されている。

以上で述べたように、電力系統安定化装置１０の入力データは、電力系統安定化計算入力データベースＤＢ２０に保管、記憶されており、これらは系統モデルデータＤ２１、特徴状態変数データＤ２２、系統安定性計算要否判定閾値データＤ２３、状態変数データＤ２４、系統構成パターンデータＤ２５、潮流状態作成条件データＤ２６、制御対象候補計算条件データＤ２７などである。

電力系統安定化装置１０の想定故障シナリオ作成部３１では、系統モデルデータＤ２１と、系統構成パターンデータＤ２５を用いて、想定故障シナリオを作成し、想定故障シナリオ作成結果データＤ４１を出力する。

また、電力系統安定化装置１０の潮流状態作成部３２では、想定故障シナリオ作成結果データＤ４１と、系統モデルデータＤ２１と、状態変数データＤ２４と、系統構成パターンデータＤ２５と、潮流状態作成条件データＤ２６を用いて、潮流状態を作成し、潮流状態作成結果データＤ４２を出力する。

また、電力系統安定化装置１０の系統安定性計算部３３では、潮流状態作成結果データＤ４２と、系統モデルデータＤ２１と、系統構成パターンデータＤ２５を用いて、電力系統の安定性を計算し、系統安定性結果データＤ４３を出力する。

また、電力系統安定化装置１０の制御対象候補計算部３０１では、系統安定性計算結果データＤ４３と、制御対象候補計算条件データＤ２７を用いて、電力系統の安定化制御対象候補を計算し、制御対象候補計算結果データＤ４０１を出力する。

また、電力系統安定化装置１０の制御テーブル計算部３４では、想定故障シナリオ作成結果データＤ４１と、潮流状態作成結果データＤ４２と、制御対象候補計算結果データＤ４０１を用いて、制御テーブルを計算し、制御テーブル計算結果データＤ４４を出力する。

また、電力系統安定化装置１０の系統安定性計算要否状態範囲抽出部３５では、制御テーブル計算結果データＤ４４と、系統安定性計算要否判定閾値データＤ２３を用いて、電力系統のオンライン安定性計算が必要な状態範囲と不要な状態範囲を抽出し、系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データＤ４５を出力する。

また、電力系統安定化装置１０の系統安定性計算要否判定部３６は、系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データＤ４５と、状態変数データＤ２４を用いて、電力系統のオンライン安定性計算の要否を判定し、系統安定性計算要否判定結果データＤ４６を出力する。

また、電力系統安定化装置１０の制御対象決定部３７は、系統安定性計算要否判定結果データＤ４６を用いて、制御対象を決定し、制御対象決定結果データＤ４７を出力する。

また、電力系統安定化装置１０の制御指令部３８は、制御対象決定結果データＤ４７を用いて、制御指令する。

また、電力系統安定化装置１０の表示部１５では、電力系統安定化計算結果データＤ４０などを用いて各計算結果の情報を表示する。

図２は、図１の電力系統安定化装置を電力系統に適用した場合の電力系統安定化システムの全体の構成例を示す図である。なお図２における電力系統安定化装置１０の構成はハード的な構成の観点で記載している。

図２において、電力系統安定化装置１０が適用される電力系統１００は、狭義には送電系統１００Ａを意味しており、広義には発電系統も含む概念である。図示において電力系統１００は、発電機１１０（１１０Ａ、１１０Ｂ）、母線１２０（ノード：１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ）、変圧器１３０（１３０Ａ、１３０Ｂ）、送電線１４０（ブランチ：１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃ、１４０Ｄ）などで構成された事例を表記しているが、これ以外にも負荷やその他制御可能な装置（バッテリー、充放電可能な二次電池、ＥＶの蓄電池、フライホイール等）のいずれか又は複数の設備を含んで構成されている。

電力系統を構成する上記の設備や機器は、電力系統の安定性確保の観点から監視、制御されており、例えば監視制御装置２００からの制御信号により適宜の制御、保護が実行されている。他方、係る監視制御のために電力系統各所に設置された各種の計測装置１５０から、各所の電流、電圧、その他状態信号などの計測信号Ｄ１３が直接、あるいは通信ネットワーク３００を介して間接的に監視制御装置２００に取り込まれている。また、電力系統安定化装置１０にも同様にして、各種の計測装置１５０から計測信号が取り込まれている。なおここで、発電機１１０としては、火力発電機や水力発電機や原子力発電機などの大型電源のほかに、太陽光発電や風力発電といった分散型電源を含んでいる。

ここで、計測装置１５０とは、ノード電圧Ｖ、ブランチ電流Ｉ、力率Φ、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、のいずれか一つまたは複数を計測する装置（計器用変圧器（ＶＴ：Ｖｏｌｔａｇｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ、ＰＴ：Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）や計器用変流器（ＣＴ：Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ））などであり、データ計測箇所識別ＩＤや計測装置の内臓タイムスタンプを含んでデータを送信する機能（テレメータ（ＴＭ：Ｔｅｌｅｍｅｔｅｒ）などである）を備える。なお、ＧＰＳを利用した絶対時刻付きの電力情報（電圧のフェーザ情報）を計測する装置や、位相計測装置（ＰＭＵ：Ｐｈａｓｏｒ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔｓ）や、他の計測機器であってもよい。また計測装置１５０は、狭義の電力系統１００Ａ内にあるように記述しているが、発電機１１０と変圧器１３０と計測装置１５０と負荷に接続する母線や線路などに設置されてもよい。

また計測信号Ｄ２４は、計測装置１５０にて計測された前記の各データ（状態変数データ）であり、通信ネットワーク３００を介して系統データベースＤＢ２４に受信する。ただし、計測装置１５０から直接系統データを受信する代わりに、監視制御装置２００に一端集約されてから、通信ネットワーク３００を介して状態変数データベースＤＢ２４に受信してもよいし、計測装置１５０と監視制御装置２００の両方から通信ネットワーク３００を介して状態変数データベースＤＢ２４に受信してもよい。なお、状態変数データＤ２４は、データを識別するための固有番号と、タイムスタンプとを含んでもよい。また、状態変数データＤ２４は、計測されたデータであるように書いたが、あらかじめ系統データベースに保有していても良い。

図２に示した電力系統安定化装置１０のハード構成について説明する。電力系統安定化装置１０は、表示部１５、キーボードやマウス等の入力部１３、通信部１４、コンピュータや計算機サーバ（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１、メモリ１２、電力系統安定化計算入力データベースＤＢ２０（系統モデルデータベースＤＢ２１、特徴状態変数データベースＤＢ２２、系統安定性計算要否判定閾値データベースＤＢ２３、状態変数データベースＤＢ２４、系統構成パターンデータベースＤＢ２５、潮流状態作成条件データベースＤＢ２６、制御対象候補計算条件データベースＤＢ２７）、電力系統安定化計算結果データベースＤＢ４０（想定故障シナリオ作成結果データベースＤＢ４１、潮流状態作成結果データベースＤＢ４２、系統安定性計算結果データベースＤＢ４３、制御テーブル計算結果データベースＤＢ４４、系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データベースＤＢ４５、系統安定性計算要否判定結果データベースＤＢ４６、制御対象決定結果データベースＤＢ４７、制御対象候補計算結果データベースＤＢ４０１）、プログラムデータベースＤＢ５０が、バス線６０に接続されている。

このうち表示部１５は、例えば、ディスプレイ装置として構成される。また表示部１５は、例えば、ディスプレイ装置に代えて、またはディスプレイ装置と共に、プリンタ装置または音声出力装置等を用いる構成でもよい。

入力部１３は、例えば、キーボードスイッチ、マウス等のポインティング装置、タッチパネル、音声指示装置等の少なくともいずれか一つを備えて構成できる。

通信部１４は、通信ネットワーク３００に接続するための回路及び通信プロトコルを備えている。

ＣＰＵ１１は、プログラムデータベースＤＢ５０から、所定のコンピュータプログラムを読み込んで実行する。ＣＰＵ１１は、一つまたは複数の半導体チップとして構成してもよいし、または、計算サーバのようなコンピュータ装置として構成してもよい。

メモリ１２は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）として構成され、プログラムデータベース５０から読み出されたコンピュータプログラムを記憶したり、各処理に必要な計算結果データ及び画像データ等を記憶したりする。メモリ１２に格納された画面データは、表示部１５に送られて表示される。表示される画面の例は後述する。

ここで、図３を参照して、プログラムデータベースＤＢ５０の記憶内容を説明する。図３は、電力系統安定化装置１０のプログラムデータの内容を示す構成例を示す図である。プログラムデータベースＤＢ５０には、例えば、想定故障シナリオ作成プログラムＰ５１と、潮流状態作成プログラムＰ５２と、系統安定性計算プログラムＰ５３と、制御対象候補計算プログラムＰ５０１と、制御テーブル計算プログラムＰ５４と、系統安定性計算要否状態範囲抽出プログラムＰ５５と、状態推定プログラムＰ５６と、系統安定性計算要否判定プログラムＰ５７と、制御対象決定プログラムＰ５８と、制御指令プログラムＰ５９と、表示プログラムＰ５０２が格納されている。

図２に戻り、ＣＰＵ１１は、プログラムデータベースＤＢ５０からメモリ１２に読み出された演算プログラム（想定故障シナリオ作成プログラムＰ５１、潮流状態作成プログラムＰ５２、系統安定性計算プログラムＰ５３、制御対象候補計算プログラムＰ５０１、制御テーブル計算プログラムＰ５４、系統安定性計算要否状態範囲抽出プログラムＰ５５、状態推定プログラムＰ５６、系統安定性計算要否判定プログラムＰ５７、制御対象決定プログラムＰ５８、制御指令プログラムＰ５９、表示プログラムＰ５０２）を実行して、想定故障シナリオの作成、潮流状態の作成、電力系統の安定性計算、電力系統の安定化制御対象候補計算、制御テーブル作成、電力系統のオンライン安定性計算の必要な状態範囲と不要な状態範囲の抽出、電力系統のオンライン安定性計算の要否判定、制御対象の決定、制御指令、表示すべき画像データの指示、各種データベース内のデータの検索等を行う。

メモリ１２は表示用の画像データ、系統安定性計算要否判定結果データ、制御対象決定結果データ等の計算一時データ及び計算結果データを一旦格納するメモリであり、ＣＰＵ１１によって必要な画像データを生成して表示部１５（例えば表示ディスプレイ画面）に表示する。なお、電力系統安定化装置１０の表示部１５は、各制御プログラムやデータベースの書き換えを行うためだけの簡単な画面だけであってもよい。

電力系統安定化装置１０には、大きく分けて１６個のデータベースＤＢが格納されている。以下では、プログラムデータベースＤＢ５０を除く、電力系統安定化計算入力データベースＤＢ２０（系統モデルデータベースＤＢ２１、特徴状態変数データベースＤＢ２２、系統安定性計算要否判定閾値データベースＤＢ２３、状態変数データベースＤＢ２４、系統構成パターンデータベースＤＢ２５、潮流状態作成条件データベースＤＢ２６、制御対象候補計算条件データベースＤＢ２７）と、電力系統安定化計算結果データベースＤＢ４０（想定故障シナリオ作成結果データベースＤＢ４１、潮流状態作成結果データベースＤＢ４２、系統安定性計算結果データベースＤＢ４３、制御対象候補計算結果データベースＤＢ４０１、制御テーブル計算結果データベースＤＢ４４、系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データベースＤＢ４５、系統安定性計算要否判定結果データベースＤＢ４６、制御対象決定結果データベースＤＢ４７）について説明する。

まず系統モデルデータベースＤＢ２１には、系統モデルデータＤ２１が、系統構成、線路インピーダンス（Ｒ＋ｊＸ）、対地静電容量（アドミタンス：Ｙ）、系統構成と状態推定に必要なデータ（バットデータの閾値など）、発電機データ、その他の潮流計算・状態推定・時系列変化計算に必要なデータとして記憶されている。なお、手動で入力する際には、入力部１３によって手動で入力し記憶する。なお、入力の際はＣＰＵ１１によって必要な画像データを生成して表示部１５に表示する。入力の際は、補完機能を利用して、大量のデータを設定できるように半手動にしてもよい。

特徴状態変数データベースＤＢ２２には、特徴状態変数データＤ２２が図４に示すように、想定故障シナリオにおける故障箇所（Ｄ２２１）、故障様相（Ｄ２２２）、状態変数の電力系統における箇所（Ｄ２２３）、種類（Ｄ２２４）などのデータとして記憶されている。故障様相（Ｄ２２２）としては、３φ６ＬＧ（ＡＢＣＡ’Ｂ’Ｃ’）などであり、これは三相六線地絡事故でＡ相とＢ相とＣ相とＡ’相とＢ’相とＣ’相が地絡したことを表している。各想定故障シナリオに対する特徴状態変数の箇所および種類は、例えば、あらかじめ電力系統の安定性や安定化制御対象および量との相関が大きいものを抽出しておく。特徴状態変数の数が多くなるほどオンライン安定化計算の精度が向上するが、潮流状態作成部３２における計算量が多くなるため、各想定故障シナリオに対する電力系統の安定性の程度に応じて特徴状態変数の数を変更できるようにするのがよい。

系統安定性計算要否判定閾値データベースＤＢ２３には、系統安定性計算要否判定閾値データＤ２３が、数値などのデータとして記憶されている。値が大きくなるほど電力系統の安定性計算が必要な範囲が増加するので、オンライン安定化計算の精度が向上するが、制御対象決定部３７におけるオンライン計算量が大きくなるため、電力系統安定化計算の所望の精度に応じて値を変更できるようにするのがよい。

状態変数データベースＤＢ２４には、状態変数データＤ２４が図５に示すように、状態変数の電力系統における箇所（Ｄ２４１）、種類（Ｄ２４２）、値（Ｄ２４３）などのデータとして記憶されている。状態変数の種類（Ｄ２４２）としては、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、電圧Ｖ、電圧位相角δ、電流Ｉ、力率Φなどである。時刻スタンプ付きデータやＰＭＵデータでもよい。例えば、電力系統１００に接続するノード１２０Ｂや１２０Ｃにおける電圧および電圧位相角と、電力系統１００に接続するノード１２０Ｂや１２０Ｃに接続するブランチ１４０Ｂや１４０Ｃの線路潮流（Ｐ＋ｊＱ）と、電力系統１００に接続するノード１２０Ｂや１２０Ｃに接続する変圧器１３０Ａや１３０Ｂの線路潮流（Ｐ＋ｊＱ）と、変圧器１３０Ａや１３０Ｂに接続するノード１２０Ａや１２０Ｄの電圧Ｖおよび電圧位相角δと、ノード１２０Ａや１２０Ｄに接続する発電機１１０Ａや１１０Ｂの有効電力Ｐや無効電力Ｑや力率Φと、計測装置１５０や監視制御装置２００などから通信ネットワークを介して計測する電力系統１００に接続するその他のノードやブランチや発電機や負荷や制御装置などの有効電力Ｐや無効電力Ｑや力率Φや電圧Ｖおよび電圧位相角δなどが記憶されている。なお、電圧位相角δは、ＰＭＵやＧＰＳを利用した他の計測機器を利用して計測したものでもよい。なお、計測装置は、ＶＴやＰＴなどである。ＶＴやＰＴなどで計測した電流Ｉと電圧Ｖと力率Φから線路潮流（Ｐ＋ｊＱ）を計算することができる。また、状態推定計算プログラムＰ５６の計算結果である、もっともらしい系統の各ノード、ブランチ、発電機、負荷、制御機器の有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、電圧Ｖ、電圧位相角δ、電流Ｉ、力率Φ、を推定計算した結果も、系統計測データとして保存しておく。

系統構成パターンデータベースＤＢ２５には、系統構成パターンデータＤ２５が図６に示すように、電力系統における箇所（Ｄ２５１）、状態（Ｄ２５２）などのデータとして記憶されている。箇所（Ｄ２５１）は対象とする電力系統の送電線などであり、状態は送電線の入切などである。系統構成パターンの数は、多くなるほど潮流状態作成部３２および系統安定性計算部３３における計算量が多くなるため、例えば、あらかじめ運用実績データ等を基に頻度の高い系統構成パターンを抽出しておく。また、あらかじめ電力系統の安定性への影響が近い系統構成を分類しておき、各分類の代表の系統構成パターンを抽出しておいても良い。

潮流状態作成条件データベースＤＢ２６には、潮流状態作成条件データＤ２６が図１７に示すように、数値の変更対象（Ｄ２６１）、変更対象の種類（Ｄ２６２）、数値の最大値（Ｄ２６３）、数値の最小値（Ｄ２６４）、数値の変更刻み（Ｄ２６５）などのデータとして記憶されている。変更対象の種類ごとに最大値と最小値を設定することで、作成する潮流状態の数を制限できる。これにより、潮流状態作成部３２における計算量を低減できる。値の変更刻みは、小さくなるほど電力系統安定化計算の精度が向上するが、潮流状態作成部３２における演算量が多くなるため、所望の電力系統安定化制御精度に応じて変更刻みの大きさを変更できるようにするのがよい。

制御対象候補計算条件データベースＤＢ２７には、制御対象候補計算条件データＤ２７が図１８に示すように、安定性の種類（Ｄ２７１）、指標（Ｄ２７２）、閾値（Ｄ２７３）などのデータとして記憶されている。安定性の種類は過渡安定性（過渡安定度とも言う）、電圧安定性、過負荷、定態安定度などであり、指標は発電機の内部操作角、安定余裕、線路潮流、電力系統の特性行列の固有値などであるが、その他の指標を用いても良い。

図１の電力系統安定化計算結果データベースＤＢ４０において、想定故障シナリオ作成結果データベースＤＢ４１には、系統モデルデータＤ２１と系統構成パターンデータＤ２５を用いて、想定故障シナリオ作成プログラムＰ５１によって作成された想定故障シナリオ作成結果データＤ４１が保存される。図７は、想定故障シナリオの作成結果の例を示しており、故障箇所（Ｄ４１１）と故障様相（Ｄ４１２）などのデータが記憶されている。想定故障シナリオの作成方法は後述する。

潮流状態作成結果データベースＤＢ４２には、想定故障シナリオ作成結果データＤ４１と系統モデルデータＤ２１と状態変数データＤ２４と系統構成パターンデータＤ２５を用いて、潮流状態作成プログラムＰ５２によって作成された潮流状態作成結果データＤ４２が保存される。図８は、潮流状態作成結果の例を示しており、対象（Ｄ４２１）と種類（Ｄ４２２）と値（Ｄ４２３）などのデータが記憶されている。対象は、電力系統に存在する発電機と負荷、種類については、発電機は有効電力Ｐと電圧Ｖ、負荷は有効電力Ｐと無効電力Ｑなどである。潮流状態の作成方法は後述する。

系統安定性計算結果データベースＤＢ４３には、潮流状態作成結果データＤ４２と系統モデルデータＤ２１と系統構成パターンデータＤ２５を用いて、系統安定性計算プログラムＰ５３によって計算された系統安定性計算結果データＤ４３が保存される。系統安定性の計算方法は後述する。

制御対象候補計算結果データベースＤＢ４０１には、系統安定性計算結果データＤ４３と制御対象候補計算条件データＤ２７を用いて、制御対象候補計算プログラムＰ５０１によって計算された制御対象候補計算結果データＤ４０１が保存される。制御対象候補の計算方法は後述する。

制御テーブル計算結果データベースＤＢ４４には、想定故障シナリオ作成結果データＤ４１と潮流状態作成結果データＤ４２と制御対象候補計算結果データＤ４０１を用いて、制御テーブル計算プログラムＰ５４によって計算された制御テーブル計算結果データＤ４４が保存される。図９は、制御テーブル作成結果の例を示しており、各想定故障シナリオ（Ｄ４４１）、各特徴状態変数の値（Ｄ４４１、Ｄ４４２）、そのときの制御対象候補（Ｄ４４４）などのデータが記憶されている。特徴状態変数の数は、図９では例として二つの場合を示しているが、想定故障シナリオごとに特徴状態変数データＤ２２に記憶されている対応する特徴状態変数の数だけ存在する。制御テーブルの計算方法は後述する。

系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データベースＤＢ４５には、制御テーブル計算結果データＤ４４と系統安定性計算要否判定閾値データＤ２３を用いて、系統安定性計算要否状態範囲抽出プログラムＰ５５によって抽出された系統安定性計算要否判定結果データＤ４６が保存される。図１０は、系統安定性計算要否状態範囲抽出結果の例を示しており、各想定故障シナリオ（Ｄ４５１）、各状態変数の範囲（Ｄ４５２、Ｄ４５３）、その範囲のときの制御対象候補（Ｄ４５４）、系統安定性計算の要否判定結果（Ｄ４５５）などのデータが記憶されている。系統安定性計算要否状態範囲の抽出方法は後述する。

系統安定性計算要否判定結果データベースＤ４６には、系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データＤ４６と状態変数データＤ２４を用いて、系統安定性計算要否判定プログラムＰ５７によって判定された系統安定性計算要否判定結果データＤ４６が保存される。系統安定性計算要否の判定方法は後述する。

制御対象決定結果データベースＤ４７には、系統安定性計算要否判定結果データＤ４６を用いて、制御対象決定プログラムによって決定された制御対象決定結果データＤ４７が保存される。制御対象の決定方法は後述する。
次に電力系統安定化装置１０の演算処理内容の一例について図１１と図１２を用いて説明する。図１１と図１２は、電力系統安定化装置１０の処理の全体を示すフローチャートの例であり、図１１はオフライン処理、図１２はオンライン処理である。
まず、図１１を用いてオフライン処理の流れを説明する。処理ステップＳ１００では、系統モデルデータＤ２１と状態変数データＤ２４を用いて、想定故障シナリオを作成し、想定故障シナリオ作成結果データベースＤ４１に格納する。

処理ステップＳ２００では、想定故障シナリオ作成結果データＤ４１と系統モデルデータＤ２１と状態変数データＤ２４と系統構成パターンデータＤ２５と潮流状態作成条件データＤ２６を用いて、潮流状態を作成し、作成結果を潮流状態作成結果データベースＤＢ４２に格納する。

ここで、図１３を用いて図１１の処理ステップＳ２００による潮流状態作成の流れをさらに詳細に説明する。図１３は、図１の潮流状態作成部３２の処理を説明するフローチャートの例である。

処理ステップＳ２０１では、潮流状態作成条件データＤ２６に記憶されている発電機の組合せを選択する。

処理ステップＳ２０２では、潮流状態作成条件データＤ２６に記憶されている負荷の組合せを選択する。

処理ステップＳ２０３では、処理ステップＳ２０１で選択した発電機の組合せにおける各発電機の有効出力および端子電圧を設定する。

処理ステップＳ２０４では、処理ステップＳ２０２で選択した負荷の組合せにおける各負荷の有効負荷値および無効負荷値を設定する。

処理ステップＳ２０５では、処理ステップＳ２０３と処理ステップＳ２０４で設定した各発電機出力および各負荷値に基づいて潮流計算する。潮流計算の方法は、例えば、横山明彦、太田宏次、「電力系統安定化システム工学」、電気学会、２０１４、ｐｐ.４５−４８、に記載の計算方法などに即して行う。

処理ステップＳ２０６では、処理ステップＳ２０５の潮流計算が収束したか否かを判定する。潮流計算が収束した場合には、処理ステップＳ２０７へ進み、潮流計算が収束しない場合には、処理ステップＳ２０８へ進む。

処理ステップＳ２０７では、処理ステップＳ２０５の潮流計算の結果を潮流状態作成結果データベースＤＢ４２に保存する。

処理ステップＳ２０８では、処理ステップＳ２０２で選択した負荷組合せに対し、選択した負荷の全ての有効負荷値と無効負荷値が潮流状態作成条件データＤ２６に記憶されている最大値または最小値になっているか否か判定する。最大値または最小値になっている場合には、処理ステップＳ２０９へ進む。最大値または最小値になっていない場合には、処理ステップＳ２０４へ戻る。

処理ステップＳ２０９では、処理ステップＳ２０１で選択した発電機組合せに対し、選択した発電機の全ての出力と端子電圧が潮流状態作成条件データＤ２６に記憶されている最大値または最小値になっているか否か判定する。最大値または最小値になっている場合には、処理ステップＳ２１０へ進む。最大値または最小値になっていない場合には、処理ステップＳ２０３へ戻る。

処理ステップＳ２１０では、全ての負荷の組合せを選択済みか否か判定する。選択済みの場合には、処理ステップＳ２１１へ進む。選択済みでない場合には、処理ステップＳ２０１へ戻る。

処理ステップＳ２１１では、全ての発電機の組合せを選択済みか否か判定する。選択済みの場合には、処理ステップＳ２００を終了する。選択済みでない場合には、処理ステップＳ２０１に戻る。

以上により、運用で想定される様々な潮流状態データを効率的に作成することができる。

図１１に戻り、処理ステップＳ５００では、潮流状態作成結果データＤ４２と系統モデルデータＤ２１と系統構成パターンデータＤ２５を用いて、電力系統の安定性を計算し、計算結果を系統安定性計算結果データＤＢ４３に保存する。安定性は、例えば、横山明彦、太田宏次、「電力系統安定化システム工学」、電気学会、２０１４、ｐｐ.５４−５７、に記載の計算方法などに即して行った数値シミュレーション結果を基に計算する。安定性には、例えば、過渡安定性、電圧安定性などがある。過渡安定性の計算指標は、例えば、同期発電機の内部操作角などであり、基準発電機の内部操作角との偏差が閾値を超過した場合に過渡不安定と判定する。電圧安定性の計算指標は、例えば、横山明彦、太田宏次、「電力系統安定化システム工学」、電気学会、２０１４、ｐｐ.４２−４５、に記載のＰ−Ｖ曲線の安定余裕などであり、安定余裕が閾値を超過した場合に電圧不安定と判定する。

これにより、種々の電力系統の安定性を判定できる。

処理ステップＳ６００では、系統安定性計算結果データＤ４３と制御対象候補計算条件データＤ２７を用いて、電力系統の安定化制御対象候補を計算し、計算結果を制御対象候補計算結果データＤＢ４０１に保存する。制御対象候補の計算方法は、例えば、過渡安定性に対しては、基準発電機との内部操作角の偏差が制御対象候補計算条件データＤ２７に記載されている閾値を超過した同期発電機を制御対象候補として設定する。また、横山明彦、太田宏次、「電力系統安定化システム工学」、電気学会、２０１４、ｐｐ.１８９−１９１に記載のオンラインＴＳＣシステム搭載の方法などに即して行っても良い。電圧安定性に対しては、安定余裕が制御対象候補計算条件データＤ２７に記載されている閾値を超過するような同期発電機を制御対象候補として設定する。なお、前記計算方法は一例であり、その他の計算方法を使用しても良い。

これにより、種々の電力系統の安定性に対して制御対象を計算できる。
処理ステップＳ７００では、処理ステップＳ２００で作成した全潮流状態を選択済みか否か判定する。選択済みの場合には、処理ステップＳ８００に進む。選択済みでない場合には、処理ステップＳ４００に戻る。

処理ステップＳ８００では、処理ステップＳ１００で作成した全想定故障シナリオを選択済みか否か判定する。選択済みの場合には、処理ステップＳ９００に進む。選択済みでない場合には、処理ステップＳ３００に戻る。

処理ステップＳ９００では、想定故障シナリオ作成結果データＤ４１と潮流状態作成結果データＤ４２と制御対象候補計算結果データＤ４０１を用いて、各想定故障シナリオに対する制御テーブルを計算し、計算結果を制御テーブル作成結果データベースＤＢ４４に保存する。

これにより、想定故障と潮流状態の組合せに対して制御対象候補が定まるため、オンライン処理時に計測した任意の状態変数データに対してオンライン系統安定性計算の要否を判定できる。

処理ステップＳ１０００では、制御テーブル計算結果データＤ４４と系統安定性計算要否判定閾値データＤ２３を用いて、電力系統の安定性計算の必要な状態範囲と不要な状態範囲を抽出し、系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データベースＤＢ４５に保存する。

ここで、図１４を用いて図１１の処理ステップＳ１０００による系統安定性計算要否状態範囲抽出の流れをさらに詳細に説明する。図１４は、図１の系統安定性計算要否状態範囲抽出部３５の処理を説明するフローチャートの例である。

処理ステップＳ１００１では、特徴状態変数のうち一つを選択する。

処理ステップＳ１００２では、処理ステップＳ１００１で選択した特徴状態変数に対し、処理ステップＳ９００で作成した制御テーブル中のプロット点を一つ増加させる。

処理ステップＳ１００３では、処理ステップＳ１００２の処理によって、制御テーブル中の制御対象が変化したか否か判定する。変化した場合には、処理ステップＳ１００４に進む。変化しない場合には、処理ステップＳ１００２に戻る。

処理ステップＳ１００４では、系統安定性計算要フラグが存在するか否か判定する。存在する場合には、処理ステップＳ１００５に進む。存在しない場合には、処理ステップＳ１００７に進む。

処理ステップＳ１００５では、現在のプロット点の制御テーブル中の値から系統安定性計算要否判定閾値を加えた値を系統安定性計算要上限値として設定する。

処理ステップＳ１００６では、系統安定性計算要フラグを解除する。

処理ステップＳ１００７では、現在のプロット点の制御テーブル中の値から系統安定性計算要否判定閾値を差し引いた値を系統安定性計算要下限値として設定する。

処理ステップＳ１００８では、系統安定性計算要フラグを設定する。

処理ステップＳ１００９では、選択した状態変数の制御テーブル中のプロット点を増加可能か否か判定する。増加可能な場合には、処理ステップＳ１００２に戻る。増加可能でない場合には、処理ステップＳ１０１０に進む。

処理ステップＳ１０１０では、処理ステップＳ１００７で設定した系統安定性計算要下限値から処理ステップＳ１００５で設定した系統安定性計算要上限値までの範囲を系統安定性計算要範囲に設定する。

処理ステップＳ１０１１では、処理ステップＳ１０１０で設定した系統安定性計算要範囲以外の範囲を系統安定性計算不要範囲に設定する。

処理ステップＳ１０１２では、制御テーブル中にプロット点を増加可能な特徴状態変数が存在するか否か判定する。存在する場合、処理ステップＳ１０１３に進む。存在しない場合、処理ステップＳ１０００を終了する。

処理ステップＳ１０１３では、選択した特徴状態変数以外のプロット点を増加可能な特徴状態変数のプロット点を一つ増加する。

これにより、オンライン処理時に計測した状態変数データから即座にオンライン系統安定性の計算要否を判定できる。

次に、図１２を用いてオンライン処理の流れを説明する。処理ステップＳ１１００では、状態変数データＤ２４を用いて、もっともらしい電力系統の状態を推定し、状態変数データベースＤＢ２４に保存する。

処理ステップＳ１２００では、系統安定性要否状態範囲抽出結果データＤ４５と状態変数データＤ２４を用いて、電力系統の安定性計算の要否を判定し、判定結果を系統安定性計算要否判定結果データベースＤＢ４６に保存する。

ここで、図１５を用いて、図１２の処理ステップＳ１２００による系統安定性要否状態範囲抽出の流れをさらに詳細に説明する。図１２は、図１の系統安定性計算要否判定部３６の処理を説明するフローチャートの例である。

処理ステップＳ１２０１では、状態変数データＤ２４のうち特徴状態変数の値が系統安定性計算要範囲に存在するか否かを判定する。存在する場合には、処理ステップＳ１２０２に進む。存在しない場合には、処理ステップＳ１２０３に進む。

処理ステップＳ１２０２では、系統安定性計算要フラグを設定する。

処理ステップＳ１２０３では、系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データＤ４５を用いて、系統安定性要否状態範囲抽出結果データＤ４５中の特徴状態変数の値における制御対象候補を制御対象に設定する。

これにより、処理ステップＳ１２００でオンライン系統安定性計算が不要と判定した場合、制御対象を即座に決定できる。

図１２に戻り、処理ステップＳ１３００では、系統安定性計算要フラグが存在するか否か判定する。存在する場合には、処理ステップＳ１７００に進む。存在しない場合には、処理ステップＳ１６００に進む。

処理ステップＳ１４００では、電力系統の安定性を計算する。安定性の計算方法は、例えば、処理ステップＳ５００と同様である。

処理ステップＳ１５００では、系統安定性計算要フラグを解除する。

処理ステップＳ１６００では、電力系統の安定化制御対象を決定する。制御対象の決定方法は、例えば、処理ステップＳ６００と同様である。

処理ステップＳ１７００では、処理ステップＳ１６００または処理ステップＳ１２０３で設定した制御対象に制御指令する。

以上により、オンライン計算時間を短縮することができる。このようにして得られた各種計算結果や計算途中でメモリに蓄積されるデータは、監視制御装置２００の画面に逐次表示されてもよい。これにより、運用者が電力系統安定化装置１０の運用状況を容易に把握できる。

ここで、図１６を参照して具体的な表示内容の例について説明する。図１６は、実際に発生した故障シナリオ１６１と、故障シナリオに対する特徴状態変数１６３と、特徴状態変数の値１６６と、系統安定性計算要否判定結果１６２と、制御対象決定結果１６５と、系統安定性計算要否状態範囲抽出結果１６９と、系統安定性計算要否状態範囲抽出結果における表示対象の特徴状態変数１６４を表示したものである。系統安定性計算要否状態範囲抽出結果は図９では表形式になっているが、図１６のようにグラフ表示にしてもよい。また、図１６の表示には系統図１６７や凡例１６８も併せて表示されることにより、利用者が理解しやすい表示形式とされている。

図１６のように、電力系統安定化計算結果を電力系統安定化装置１０や通信ネットワーク３００を介して監視制御装置２００の画面に表示することで、電力系統１００において、どの発電機を制御したかが一目でわかる効果がある。

また、特徴状態変数が複数存在する場合、系統安定性計算要否状態範囲抽出結果における表示対象の特徴状態変数１６４を選択し、選択した特徴状態変数に対する系統安定性計算要否状態範囲抽出結果を確認することができる。

以上説明した実施例１の電力系統安定化装置では、系統モデルデータＤ２１と系統構成パターンデータＤ２５を用いて想定故障シナリオを作成し、想定故障シナリオ作成結果データＤ４１と系統モデルデータＤ２１と状態変数データＤ２４と系統構成パターンデータＤ２５と潮流状態作成条件データＤ２６を用いて潮流状態を作成し、潮流状態作成結果データＤ４２と系統モデルデータＤ２１と系統構成パターンデータＤ２５を用いて電力系統の安定性を計算し、系統安定性計算結果データＤ４３と制御対象候補計算条件データＤ２７を用いて電力系統の安定化制御対象候補を計算し、想定故障シナリオ作成結果データＤ４１と潮流状態作成結果データＤ４２と制御対象候補計算結果データＤ４０１を用いて制御テーブルを計算し、制御テーブル計算結果データＤ４４と系統安定性計算要否判定閾値データＤ２３を用いて電力系統のオンライン安定性計算が必要な状態範囲と不要な状態範囲を抽出し、系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データＤ４５と状態変数データＤ２４を用いて電力系統のオンライン安定性計算の要否を判定し、系統安定性計算要否判定結果データＤ４６を用いて制御対象を決定し、制御対象決定結果データＤ４７を用いて制御指令し、指令結果と各計算結果の表示を行うものである。

また実施例１では、電力系統安定化装置１０を電力系統に適用して電力系統安定化システムを構成したものである。

実施例１では、電力系統安定化装置１０について説明した。この装置は、オンライン演算時に計測した状態変数データに対して系統安定性計算要否を計算するのみであり、系統安定性計算時から制御指令時までの時間に潮流が変動した場合に、安定化制御が失敗する恐れがある。実施例２では、潮流変動時の系統安定化性能を向上させる電力系統安定化装置について一例を説明する。
具体的には実施例２では、系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データＤ４５と状態変数データＤ２４と状態変数変動量データＤ２８を用いて、系統安定性計算要否判定部３６で系統安定性計算要否を判定することで、潮流変動時の系統安定化性能を向上させる電力系統安定化装置を構成する。

図１９は、実施例２に係る電力系統安定化装置の一例を示している。図１９の系統安定化装置１０００は、図１の電力系統安定化装置１０に、状態変数変動量データＤ２８を追加設置したものである。

これにより電力系統安定化装置１０００の入力データとしては、系統モデルデータＤ２２１、特徴状態変数データＤ２２、系統安定性計算要否判定閾値データＤ２３、状態変数データＤ２４、系統構成パターンデータＤ２５、潮流状態作成条件データＤ２６、制御対象候補計算条件データＤ２７以外に、状態変数変動量データＤ２８が追加されている。

また電力系統安定化装置１０００の結果データとしては、図１の電力系統安定化装置１０と同じである。

また電力系統安定化装置１０００の機能は系統安定性計算要否判定処理部３６を除いて図１の電力系統安定化装置１０と同じである。系統安定性計算要否判定処理部３６では、系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データＤ４５と状態変数データＤ２４と状態変数変動量データＤ２８を用いて、電力系統の安定性計算の要否を判定し、系統安定性計算要否判定結果データベースＤ４６を出力する。系統安定性計算要否判定結果データＤ４６は、系統安定性計算要否判定結果データベースＤＢ４６に保存される。

図２０は、実施例２における電力系統安定化装置１０００のハード構成と電力系統１００のシステム全体構成図の例であり、図２に示した実施例１における電力系統安定化装置１０と電力系統１００の全体構成図に、状態変数変動量データベースＤＢ２８がバス線６０に接続され、追加設置されたものになっている。図２０のうち、既に説明した図２に示された同一の符号を付された構成と、同一機能を有する部分については、説明を省略する。

電力系統安定化装置１０００には、大きく分けて１７個のデータベースが格納される。以下においては、既に説明済みのデータベースの説明を割愛して、新規に追加された状態変数変動量データベースＤＢ２８について説明する。

状態変数変動量データベースＤＢ２８には、状態変数変動量データＤ２８が図２１に示すように、状態変数の箇所（Ｄ２８１）、種類（Ｄ２８２）、変動量（Ｄ２８３）などのデータとして記憶されている。状態変数の変動量Ｄ２８３としては、例えば、あらかじめ求めておいた系統安定性計算時から制御指令時までの時間内の想定する最大の変動量などである。これにより、系統安定性計算時から制御指令時内の潮流変動発生時にも潮流状態に応じた系統安定性要否を判定することができる。

次に、電力系統安定化装置１０００の計算処理内容について説明する。電力系統安定化装置１０００の処理の全体を示すフローチャートは図１１および図１２と同じであるが、図１２の処理ステップＳ１２００の内容が異なる。このため、処理ステップＳ１２００について説明する。

処理ステップＳ１２００では、系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データＤ４５と状態変数データＤ２４と状態変数変動量データＤ２８を用いて、電力系統の安定性計算の可否を判定し、系統安定性計算要否判定結果データベースＤＢ４６に保存する。

ここで、図２２を用いて図１２の処理ステップＳ１２００による系統安定性計算要否判定の流れを説明する。図２２は、図１９の系統安定性計算要否判定部３６の処理を説明するフローチャートの例である。

処理ステップＳ１２０４では、状態変数データＤ２４の値に対応する状態変数変動量データＤ２８の値を加えたデータのうち特徴状態変数の値が系統安定性計算要範囲に存在するか否かを判定する。存在する場合には、処理ステップＳ１２０２に進む。存在しない場合には、処理ステップＳ１２０５に進む。

処理ステップＳ１２０５では、系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データＤ４５中の特徴状態変数の値に状態変数変動量データ中の特徴状態変数の変動量の値を加えた値に対する制御対象候補を制御対象に設定する。

処理ステップＳ１２０２は、図１５の同一符号の処理ステップの内容と同じである。

これにより、処理ステップＳ１２００でオンライン系統安定性計算が不要と判定した場合、系統安定性計算時から制御指令時内の潮流変動発生時にも系統安定化可能な制御対象を即座に決定できる。

ここで、図２３を参照して具体的な表示内容の例について説明する。図２３は、電力系統安定化装置１０の表示画面（図１６）と基本的には同じであるが、状態変数変動量２３１０を新たに加えて表示したものである。系統安定性計算要否状態範囲抽出結果は図９では表形式になっているが、図２３のようにグラフ表示にしてもよい。また、図２３の表示には系統図２３７や凡例２３８も併せて表示されることにより、利用者が理解しやすい表示形式とされている。

図２３のように、電力系統安定化計算結果を電力系統安定化装置１０００や通信ネットワーク３００を介して監視制御装置２００の画面に表示することで、電力系統１００において、どの発電機を制御したかが一目でわかる効果がある。

また、特徴状態変数が複数存在する場合、系統安定性計算要否状態範囲抽出結果における表示対象の特徴状態変数１６４を選択し、選択した特徴状態変数に対する系統安定性計算要否状態範囲抽出結果を確認することができる。

以上説明した実施例２の電力系統安定化装置では、系統モデルデータＤ２１と系統構成パターンデータＤ２５を用いて想定故障シナリオを作成し、想定故障シナリオ作成結果データＤ４１と系統モデルデータＤ２１と状態変数データＤ２４と系統構成パターンデータＤ２５と潮流状態作成条件データＤ２６を用いて潮流状態を作成し、潮流状態作成結果データＤ４２と系統モデルデータＤ２１と系統構成パターンデータＤ２５を用いて電力系統の安定性を計算し、系統安定性計算結果データＤ４３と制御対象候補計算条件データＤ２７を用いて電力系統の安定化制御対象候補を計算し、想定故障シナリオ作成結果データＤ４１と潮流状態作成結果データＤ４２と制御対象候補計算結果データＤ４０１を用いて制御テーブルを計算し、制御テーブル計算結果データＤ４４と系統安定性計算要否判定閾値データＤ２３を用いて電力系統の安定性計算が必要な状態範囲と不要な状態範囲を抽出し、系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データＤ４５と状態変数データＤ２４と状態変数変動量データＤ２８を用いて電力系統の安定性計算の要否を判定し、系統安定性計算要否判定結果データＤ４６を用いて制御対象を決定し、制御対象決定結果データＤ４７を用いて制御指令し、指令結果と各計算結果の表示を行うものである。

実施例２では、電力系統安定化装置１０００を電力系統に適用して電力系統安定化システムを構成したものである。

実施例２によれば、以上により系統安定性計算時から制御指令時までの時間に潮流が変動した場合の系統安定化性能を向上させることができる。

１０：電力系統安定化装置
１１：ＣＰＵ
１２：メモリ
１３：入力部
１４：通信部
１５：表示部
３０：電力系統安定化計算部
３１：想定故障シナリオ作成部
３２：潮流状態作成部
３３：系統安定性計算部
３０１：制御対象候補計算部
３４：制御テーブル計算部
３５：系統安定性計算要否状態範囲抽出部
３６：系統安定性計算要否判定部
３７：制御対象決定部
３８：制御指令部
６０：バス線
１００：電力系統
１１０Ａ、１１０Ｂ：発電機
１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ：ノード（母線）
１３０Ａ、１３０Ｂ：変圧器
１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃ、１４０Ｄ：ブランチ（線路）
１５０：計測装置
２００：監視制御装置
３００：通信ネットワーク
１０００：電力系統安定化装置
Ｄ２０：電力系統安定化計算入力データ
ＤＢ２０：電力系統安定化計算入力データベース
Ｄ２１：系統モデルデータ
ＤＢ２１：系統モデルデータベース
Ｄ２２：特徴状態変数データ
ＤＢ２２：特徴状態変数データベース
Ｄ２３：系統安定性計算要否判定閾値データ
ＤＢ２３：系統安定性計算要否判定閾値データベース
Ｄ２４：状態変数データ
ＤＢ２４：状態変数データベース
Ｄ２５：系統構成パターンデータ
ＤＢ２５：系統構成パターンデータベース
Ｄ２６：潮流状態作成条件データ
ＤＢ２６：潮流状態作成条件データベース
Ｄ２７：制御対象候補計算条件データ
ＤＢ２７：制御対象候補計算条件データベース
Ｄ４０：電力系統安定化計算結果データ
ＤＢ４０：電力系統安定化計算結果データベース
Ｄ４１：想定故障シナリオ作成結果データ
ＤＢ４１：想定故障シナリオ作成結果データベース
Ｄ４２：潮流状態作成結果データ
ＤＢ４２：潮流状態作成結果データベース
Ｄ４３：系統安定性計算結果データ
ＤＢ４３：系統安定性計算結果データベース
Ｄ４０１：制御対象候補計算結果データ
ＤＢ４０１：制御対象候補計算結果データベース
Ｄ４４：制御テーブル計算結果データ
ＤＢ４４：制御テーブル計算結果データベース
Ｄ４５：系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データ
ＤＢ４５：系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データベース
Ｄ４６：系統安定性計算要否判定結果データ
ＤＢ４６：系統安定性計算要否判定結果データベース
Ｄ４７：制御対象決定結果データ
ＤＢ４７：制御対象決定結果データベース
Ｄ５０：プログラムデータ
ＤＢ５０：プログラムデータベース
Ｄ２８：状態変数変動量データ
ＤＢ２８：状態変数変動量データベース

Claims (12)

1. 電力系統を安定化するための電力系統安定化装置であって、
   系統モデルデータと系統構成パターンデータを用いて想定故障シナリオを作成する想定故障シナリオ作成部と、
   前記想定故障シナリオの作成結果データと前記系統モデルデータと状態変数データと潮流状態作成条件データと前記系統構成パターンデータを用いて電力系統の潮流状態を作成する潮流状態作成部と、
   前記潮流状態の作成結果データと前記系統モデルデータと前記系統構成パターンデータを用いて電力系統の系統安定性を計算する系統安定性計算部と、
   前記系統安定性の計算結果データと制御対象候補計算条件データを用いて電力系統の安定化制御対象候補を計算する制御対象候補計算部と、
   前記制御対象候補の計算結果データと、前記想定故障シナリオ作成部の作成結果データと、特徴状態変数データとを用いて制御テーブルを計算する制御テーブル計算部と、
   前記制御テーブルの計算結果データと系統安定性計算要否判定閾値データを用いて電力系統の安定性計算の必要な状態範囲と不要な状態範囲を抽出する系統安定性計算要否状態範囲抽出部と、
   前記状態範囲の抽出結果データと前記状態変数データを用いて電力系統の安定性計算の要否を判定する系統安定性計算要否判定部と、
   を備えることを特徴とする電力系統安定化装置。
2. 請求項１に記載の電力系統安定化装置であって、
   前記判定の結果データを用いて制御対象を決定する制御対象決定部と、
   前記制御対象の決定結果データを用いて制御を指令する制御指令部を備えることを特徴とする電力系統安定化装置。
3. 請求項１に記載の電力系統安定化装置であって、
   前記潮流状態作成部は、潮流状態作成条件データにおける発電機および負荷の最大値および最小値および変更刻みを用いて発電機および負荷の値を変更し、潮流計算した結果を潮流状態として得ることを特徴とする、電力系統安定化装置。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の電力系統安定化装置であって、
   前記系統安定性計算要否状態範囲抽出部は、前記制御テーブル内の特徴状態変数を増加させたときに制御対象候補が変化する値から系統安定性計算要否判定閾値を差し引いた値から、前記制御テーブル内の前記特徴状態変数を増加させたときに制御対象候補が変化しない値に系統安定性計算要否判定閾値を加えた値までの範囲を系統安定性計算要範囲に設定し、それ以外の範囲を系統安定性計算不要範囲に設定することを特徴とする、電力系統安定化装置。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の電力系統安定化装置であって、
   前記系統安定性計算要否判定部は、状態変数データにおける特徴状態変数データの値が前記状態範囲の抽出結果データにおける系統安定計算要範囲内である場合に系統安定性計算が必要と判定し、系統安定性計算不要範囲内である場合には特徴状態変数データの値に対する系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データ中の制御対象候補を制御対象として設定することを特徴とする、電力系統安定化装置。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の電力系統安定化装置であって、
   前記系統安定性計算要否判定部は、状態変数データの値に対応する状態変数変動量データを加えたデータにおける特徴状態変数データの値が前記状態範囲の抽出結果データにおける系統安定計算要範囲内である場合に系統安定性計算が必要と判定し、系統安定性計算不要範囲内である場合には状態変数データの値に対応する状態変数変動量データを加えたデータの値に対する前記状態範囲の抽出結果データ中の制御対象候補を制御対象として設定することを特徴とする、電力系統安定化装置。
7. 電力系統を安定化するための電力系統安定化方法であって、
   系統モデルデータと系統構成パターンデータを用いて想定故障シナリオを作成し、前記想定故障シナリオの作成結果データと前記系統モデルデータと状態変数データと潮流状態作成条件データと前記系統構成パターンデータを用いて電力系統の潮流状態を作成し、前記潮流状態の作成結果データと前記系統モデルデータと前記系統構成パターンデータを用いて電力系統の系統安定性を計算し、前記系統安定性の計算結果データと制御対象候補計算条件データを用いて電力系統の安定化制御対象候補を計算し、前記制御対象候補の計算結果データと前記想定故障シナリオの作成結果データと特徴状態変数データを用いて制御テーブルを計算し、前記制御テーブルの計算結果データと系統安定性計算要否判定閾値データを用いて電力系統の安定性計算の必要な状態範囲と不要な状態範囲を抽出し、前記状態範囲の抽出結果データと前記状態変数データを用いて電力系統の安定性計算の要否を判定することを特徴とする電力系統安定化方法。
8. 請求項７に記載の電力系統安定化方法であって、
   前記判定の結果データを用いて制御対象を決定し、前記制御対象の決定結果データを用いて制御を指令することを特徴とする電力系統安定化方法。
9. 請求項７に記載の電力系統安定化方法であって、
   潮流状態作成条件データにおける発電機および負荷の最大値および最小値および変更刻みを用いて発電機および負荷の値を変更し、潮流計算した結果を潮流状態として得ることを特徴とする、電力系統安定化方法。
10. 請求項７乃至９の何れかに記載の電力系統安定化方法であって、
    前記制御テーブル内の特徴状態変数を増加させたときに制御対象候補が変化する値から系統安定性計算要否判定閾値を差し引いた値から、前記制御テーブル内の前記特徴状態変数を増加させたときに制御対象候補が変化しない値に系統安定性計算要否判定閾値を加えた値までの範囲を系統安定性計算要範囲に設定し、それ以外の範囲を系統安定性計算不要範囲に設定することを特徴とする、電力系統安定化方法。
11. 請求項７乃至１０の何れかに記載の電力系統安定化方法であって、
    状態変数データにおける特徴状態変数データの値が前記状態範囲の抽出結果データにおける系統安定計算要範囲内である場合に系統安定性計算が必要と判定し、系統安定性計算不要範囲内である場合には特徴状態変数データの値に対する系統安定性計算要否状態範囲抽出結果データ中の制御対象候補を制御対象として設定することを特徴とする、電力系統安定化方法。
12. 請求項７乃至１１の何れかに記載の電力系統安定化方法であって、
    状態変数データの値に対応する状態変数変動量データを加えたデータにおける特徴状態変数データの値が前記状態範囲の抽出結果データにおける系統安定計算要範囲内である場合に系統安定性計算が必要と判定し、系統安定性計算不要範囲内である場合には状態変数データの値に対応する状態変数変動量データを加えたデータの値に対する前記状態範囲の抽出結果データ中の制御対象候補を制御対象として設定することを特徴とする、電力系統安定化方法。

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