JP6719309B2 - 運用支援装置及び運用支援方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、運用対象の運用を支援するための運用支援装置及び運用支援方法に関する。

近年、太陽光発電や風力発電等に代表される自然エネルギーの利用が世界各地で増えてきている。しかし、自然エネルギーの出力を一定に制御することは容易ではないため、電力系統が不安定化している。また、台風や集中豪雨、豪雪、竜巻等の自然災害により、広域電力系統に事故が生じ、停電が発生することも多くなっている。

北米等の世界各地では、電力系統を安定化するために多数の計測装置としてＰＭＵ（Phasor Measurement Unit）が導入されている。しかし、従来用いられていたＳＣＡＤＡ（Supervisory Control and Data Acquisition）等の計測装置よりも高頻度に収集される計測データを、有効に活用する方法がまだ十分に確立されていない。

例えば、電力系統運用者（以下、「運用者」と略記する）が計測データを活用して広域動揺等の状態を監視する業務がある。このような業務では、電力系統の状態監視と共に、信頼性を維持するために運用者の操作業務の重要性が増している。電力系統の運用に際して、計測データを過去の事例としてデータベースに保存し、電力系統に発生したイベントの計測データと類似する計測データをデータベースから検索し、この計測データを活用することが試みられていた。

ここで、サービスの低下を避けながらピーク電力を抑えるように電力ユーザを支援するエネルギー利用支援装置を得ることを目的とした特許文献１に開示された技術がある。特許文献１には、「複数の制約条件や評価基準に対してデータベースに記録されている実例のスケジュールを組み合せることにより最適化を行い、エネルギー利用機器の運転をコントロールするための機器運用スケジュールを作成する」と記載されている。

特開２００３−２３７３０号公報

ところで、電力系統の運用業務（「系統運用業務」とも呼ぶ）において、運用者により様々な操作が行われ、各種の操作の組合せにより、系統運用業務の効率も異なる。運用者が、ある系統運用業務を行うための操作の組合せの候補を「操作候補」と呼ぶ。運用者は、複数の操作候補から選択した操作候補に従って操作することにより、系統運用業務を行っていた。

しかし、操作候補は多数あるため、運用者が、故障や、故障の前兆となる事象等の電力系統に生じた系統イベント（以下、「イベント」と略記する）に対して数秒以内で適切な操作候補を選択することが難しかった。例えば、特許文献１に開示された機器運用スケジュールを作成する技術を用いても、運用者が操作候補を適切に選択することができなかった。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、イベントが発生した運用対象に対する系統運用業務を支援することを目的とする。

本発明の一側面を反映した運用支援装置は、過去事例データベースと、操作候補分類部と、操作候補データベースと、操作候補検索部と、を備える。
過去事例データベースは、過去に運用対象に発生したイベントに対応する、運用対象の計測値から抽出された特徴量を、イベントに対して行われた操作内容を示す操作ログと関連づけて保存する。
操作候補分類部は、過去事例データベースに保存された、過去に発生したイベントにおいて計測値から抽出された特徴量と、特徴量の許容範囲を示す計測値特徴量許容範囲とを比較し、特徴量が計測値特徴量許容範囲に収まるか否かを評価する特徴量評価部と、計測値特徴量許容範囲に収まる特徴量に対応する、単一又は複数の操作ログを含む操作候補を操作候補グループとして作成する操作候補グループ作成部と、を有し、計測値特徴量許容範囲に基づいて、過去事例データベースに保存される複数のイベントに対する操作ログを操作候補として分類し、分類した操作候補と、計測値特徴量許容範囲とをグループ化した操作候補グループを作成する。
操作候補データベースは、操作候補グループを保存し、かつ、単一又は複数の操作候補を含む操作候補グループに対して、計測値の装置番号ごとに、計測値特徴量許容範囲と、操作候補グループとして保存される複数の操作候補をランク付けした評価尺度とを、操作候補と共に保存する。
操作候補検索部は、新たに発生したイベントにおいて計測値から抽出された特徴量に類似する、過去に発生したイベントにおいて計測値から抽出された特徴量に対応する操作候補グループを操作候補データベースから検索する。そして、操作候補検索部は、出力部に操作候補グループを出力すると共に、操作候補データベースから取得した評価尺度を出力部に出力する。
出力部は、表示装置に、装置番号ごとに特徴量が現れた計測値のグラフと、計測値及び特徴量との関係を示す一覧表と、評価尺度に基づいて操作候補が優先順に並べ替えられた操作候補グループと、操作候補グループに対応する特徴量の許容範囲とを含む運用支援画面を表示させる。
なお、上記の運用支援装置は本発明の一態様であり、本発明の一側面を反映した方法等についても、本発明の一側面を反映した運用支援装置と同様の構成を有する。

本発明によれば、例えば、系統運用業務を行う運用者は、出力された操作候補グループに基づいて、運用対象を安定化させるための適切な操作を行うことが可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態例の説明により明らかにされる。

本発明の一実施の形態例に係る電力系統運用支援システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態例に係る電力系統運用支援装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態例に係る計算機のハードウェア構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態例に係る電力系統運用支援装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態例に係る計測値取得部の構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態例に係る電圧の時間変化の例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態例に係る計測値と特徴量の関係を示す一覧表である。 本発明の一実施の形態例に係る過去事例データベースの構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態例に係る操作候補分類部の構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態例に係る操作候補データベースの構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態例に係る操作候補分類部の処理例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態例に係る操作候補検索部の構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態例に係る操作候補検索部の処理例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態例に係る運用支援画面の表示例を示すユーザー・インターフェイス図である。

以下、本発明を実施するための形態例について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

［一実施の形態例］
＜電力系統運用支援システム＞
図１は、電力系統運用支援システム１の構成例を示すブロック図である。
電力系統運用支援システム１は、電力系統３０、通信線３１及び中央指令所２０を備える。

電力系統３０（運用対象の一例）は、例えば、５００ｋＶ等の超高圧送電系統から６ｋＶ等の低圧配電系統までを含み、各種変電所によって変圧された電力を、発電所から需要家へと供給するシステムである。電力系統３０は、複数の送配電線で構成され、メッシュ系統や放射状系統等の複数のトポロジーによって構成される。例えば、北米大陸では、高電圧系統の送電線はメッシュ状系統で構成されていることが多い。一方、日本では、高電圧系統の送電線は放射状系統で構成されていることが多い。ただし、メッシュ状系統や放射状系統、その他の構成も含めて、様々な構成の組み合わせによって、電力系統３０が構成されるのが一般的である。

通信線３１は、電力系統３０と中央指令所２０を接続する。この通信線３１は、光ファイバや同軸線等による有線通信だけでなく、電力線搬送（ＰＬＣ：Power Line Communication）通信を含む。なお、通信線３１は、マイクロ波等を用いた無線通信であってもよい。

中央指令所２０は、外部の電力系統３０に対して、通信線３１で接続されており、電力系統３０の監視を行う。中央指令所２０は、電力系統３０を制御する制御所としても用いられる。中央指令所２０は、電力系統運用支援装置１０、表示装置２１、監視制御装置２３、系統計測装置２４、入力装置２２を備える。

表示装置２１は、電力系統運用支援装置１０から出力される情報、処理の結果等を、画面上に表示することが可能である。運用者は、表示装置２１に表示された運用支援画面Ｗ１を見ながら、系統運用業務を行うことが可能である。表示装置２１は、例えば、ＰＣ端末（Personal Computer）で使用されるディスプレイ装置である。後述する図１４にて、運用支援画面Ｗ１の詳細な構成を説明する。

入力装置２２は、電力系統運用支援装置１０で必要とされる、運用者が実施した操作履歴を表す操作ログＤ２を入力することが可能である。また、入力装置２２は、計測値Ｄ１の特徴量の類似性を判定するために使用する計測値特徴量許容範囲Ｄ３等を入力することも可能である。入力装置２２は、例えば、キーボード、マウス等を備えたＰＣ端末としてもよく、運用者により所定の操作入力、指示が行われる。

計測値Ｄ１とは、例えば、計測装置としてのＰＭＵが計測した計測データの一例であり、装置番号が付されているため、装置番号毎に計測値Ｄ１を識別可能である。電力系統の電圧、電流、位相、周波数、有効電力、無効電力等を含む物理的情報に関し、時間的情報を含む。時間的情報とは、年、月、日、時、分、秒等の時刻を表す情報、あるいは基準時刻に対する相対的時間関係を示す情報である。

操作ログＤ２とは、例えば、系統切替操作、発電機出力抑制、発電機遮断、負荷遮断等の運用者が入力装置２２を通じて実施した操作履歴を含む情報である。加えて、上述した計測値Ｄ１における時間的情報や、操作対象機器のシリアルナンバー等の固有情報等を操作ログＤ２に含めてもよい。操作ログＤ２は、例えば、入力装置２２から手動で入力される情報でもよいし、監視制御装置２３によって、電力系統３０から収集される系統情報であってもよい。

計測値特徴量許容範囲Ｄ３とは、計測値Ｄ１の特徴量の許容範囲を示すデータであり、過去と現在の計測値Ｄ１から抽出される特徴量の類似性を判定するためのしきい値として用いられる。計測値特徴量許容範囲Ｄ３は、運用者が入力装置２２を通じて設定することが可能である。

監視制御装置２３は、通信線３１を介して、電力系統３０における系統情報を収集することが可能である。監視制御装置２３は、例えば、電力系統３０に関わる各種のデジタルデータ又はアナログデータを収集可能であってもよい。

系統計測装置２４は、通信線３１を介して、電力系統３０の状態を表す計測値Ｄ１を収集することが可能である。系統計測装置２４によって収集された計測値Ｄ１は、電力系統運用支援装置１０に入力される。系統計測装置２４は、例えば、ＰＭＵからの計測データを収集可能なＰＤＣ（Phasor Data Concentrator）装置としてもよい。
なお、本実施の形態例では、監視制御装置２３と、系統計測装置２４を、別々の装置として説明するが、両方の機能を備えた単一の装置として構成しても構わない。

ここで、落雷や強風、豪雨、豪雪、台風、竜巻等の気象的要因や、保守作業の作業ミス等の人為的要因、航空機事故等の外部的要因等、様々な要因によって、電力系統３０に異常が生じる可能性がある。異常事例としては、例えば、断線、地絡、短絡等に代表される原因によって需要家に停電が発生することがあり、また停電には至らない場合でも、樹木と送電線の接触など、一時的に電圧や周波数、潮流等に異常が発生することもある。中央指令所２０では、監視制御装置２３や系統計測装置２４によって電力系統３０の状態を把握するために、電力系統３０の電圧、電流、周波数、有効電力、無効電力等を常時計測している。

＜電力系統運用支援装置＞
次に、電力系統運用支援装置１０の構成例について説明する。
図２は、電力系統運用支援装置１０の構成例を示すブロック図である。

電力系統運用支援装置１０は、計測値取得部１１、操作ログ追加部１２、過去事例データベース１３、操作候補分類部１４、操作候補データベース１５、操作候補検索部１６及び出力部１７を備える。電力系統運用支援装置１０において、上述した計測値Ｄ１、操作ログＤ２及び計測値特徴量許容範囲Ｄ３が入力情報とされる。

計測値取得部１１は、系統計測装置２４から計測値Ｄ１を取得し、計測値Ｄ１から特徴量を抽出する。このとき、計測値取得部１１は、計測値Ｄ１から電力系統３０に発生した故障や、故障の前兆となる事象等の、イベントを検出する。例えば、定常値に対して計測値Ｄ１が変化した場合に、計測値取得部１１によってイベントが検出される。そして、計測値取得部１１は、計測値Ｄ１からイベントに関する特徴量を抽出する。計測値取得部１１が計測値Ｄ１から抽出した特徴量は、操作ログ追加部１２に出力される。特徴量とは、イベントが検出されてから所定期間における計測値Ｄ１の特徴的な変化を示す指標である。特徴量として、例えば、潮流の動揺周波数や減衰率を用いてよく、電圧の近似多項式の係数など、他の指標を用いてもよい。また、計測値取得部１１には、監視制御装置２３から系統情報が入力されてもよい。

操作ログ追加部１２は、計測値取得部１１から入力される計測値Ｄ１の特徴量に、別途入力される操作ログＤ２を追加して、操作ログＤ２を追加した計測値Ｄ１の特徴量を過去事例データベース１３に保存する。

過去事例データベース１３は、過去に電力系統３０に発生した様々なイベントを過去事例として、電力系統３０から出力される計測データから抽出された単一もしくは複数の計測値Ｄ１の特徴量をイベント毎に保存する。この特徴量は、過去に発生したイベントに対して行われた操作内容を示す操作ログＤ２と関連づけた操作ログ情報として過去事例データベース１３に保存される。ただし、現在、電力系統３０にイベントが発生した場合においても、リアルタイムで計測値Ｄ１と操作ログＤ２が過去事例データベース１３に保存される。過去事例データベース１３に保存された複数の過去事例データは、操作候補分類部１４により適宜読出される。

操作候補分類部１４は、入力装置２２から別途入力される計測値特徴量許容範囲Ｄ３に基づいて、過去事例データベース１３に保存される複数のイベントに対する操作ログＤ２を操作候補として分類する。このとき、操作候補分類部１４は、計測値特徴量許容範囲Ｄ３に収まる特徴量に対応する操作ログＤ２を操作候補とする。そして、操作候補分類部１４は、分類した操作候補と、計測値特徴量許容範囲Ｄ３とをグループ化した単一又は複数の操作候補グループを作成し、作成した操作候補グループを操作候補データベース１５に出力する。

操作候補データベース１５は、操作候補分類部１４から入力される単一又は複数の操作候補グループに対して、計測装置の装置番号毎に、特徴量の許容範囲を示す計測値特徴量許容範囲Ｄ３を保存する。さらに、操作候補データベース１５は、操作候補グループとして保存される複数の操作候補をランク付けした評価尺度を、操作候補と共に保存する。この操作候補グループには、複数の操作候補が含まれる場合がある。

計測値取得部１１から操作候補分類部１４までの一連の処理は繰り返し実行される。このような一連の処理は、定期的に実行されてもよく、計測値取得部１１が計測値Ｄ１からイベントを検出したタイミングで開始されてもよく、入力装置２２からの操作により、任意のタイミングで開始されてもよい。

ここで、電力系統運用支援装置１０にて新たなイベントが発生すると、計測値取得部１１は、新たに入力した計測値Ｄ１から特徴量を抽出し、この計測値Ｄ１の特徴量を操作候補検索部１６と操作ログ追加部１２に出力する。操作ログ追加部１２以降の処理は上述した通りである。

操作候補検索部１６は、計測値取得部１１によって抽出された計測値Ｄ１の特徴量に類似する、過去に発生したイベントにおける計測値Ｄ１から抽出された特徴量に対応する操作候補グループを操作候補データベース１５から検索する。そして、操作候補検索部１６は、出力部１７に操作候補グループを出力する。

出力部１７は、操作候補検索部１６から入力する、イベントに対応する操作候補グループを示す運用支援画面Ｗ１を表示装置２１等に出力して表示することで、運用者による系統運用業務を支援する。

次に、電力系統運用支援装置１０を構成する計算機Ｃのハードウェア構成を説明する。
図３は、計算機Ｃのハードウェア構成例を示すブロック図である。

計算機Ｃは、いわゆるコンピューターとして用いられるハードウェアである。計算機Ｃは、バスＣ４にそれぞれ接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）Ｃ１、ＲＯＭ（Read Only Memory）Ｃ２、ＲＡＭ（Random Access Memory）Ｃ３を備える。さらに、計算機Ｃは、不揮発性ストレージＣ５、ネットワークインターフェイスＣ６を備える。

ＣＰＵ Ｃ１は、本実施の形態例に係る各機能を実現するソフトウェアのプログラムコードをＲＯＭ Ｃ２から読み出して実行する。ＲＡＭ Ｃ３には、演算処理の途中に発生した変数やパラメーター等が一時的に書き込まれる。不揮発性ストレージＣ５としては、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリ等が用いられる。この不揮発性ストレージＣ５には、ＯＳ（Operating System）、各種のパラメーターの他に、計算機Ｃを機能させるためのプログラムが記録されている。ＲＯＭ Ｃ２、不揮発性ストレージＣ５は、ＣＰＵ Ｃ１が動作するために必要なプログラムやデータ等を記録しており、計算機Ｃによって実行されるプログラムを格納したコンピュータ読取可能な非一過性の記録媒体の一例として用いられる。このため、ＲＯＭ Ｃ２、不揮発性ストレージＣ５には、このプログラムが永続的に格納される。

ネットワークインターフェイスＣ６には、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等が用いられ、端子が接続されたＬＡＮ（Local Area Network）、専用線等を介して各種のデータを送受信することが可能である。このため、電力系統運用支援装置１０は、ネットワークインターフェイスＣ６を通じて、監視制御装置２３から系統情報を受信し、系統計測装置２４から計測値Ｄ１を受信し、入力装置２２から操作ログＤ２及び計測値特徴量許容範囲Ｄ３を受信することができる。また、電力系統運用支援装置１０は、ネットワークインターフェイスＣ６を通じて、表示装置２１に運用支援画面Ｗ１を送信することができる。

＜電力系統運用支援装置の処理手順＞
図４は、電力系統運用支援装置１０の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートにより、電力系統運用支援装置１０による運用支援方法が実現される。

始めに、計測値取得部１１は、計測値Ｄ１の入力があるか否かを判定する（Ｓ１）。計測値Ｄ１の入力がない場合（Ｓ１のＮＯ）、計測値取得部１１は、ステップＳ１に戻り、計測値Ｄ１の入力判定を続ける。

計測値Ｄ１の入力がある場合（Ｓ１のＹＥＳ）、計測値取得部１１は、計測値Ｄ１からイベントを検出したか否かを判定する（Ｓ２）。イベントを検出していない場合（Ｓ２のＮＯ）、計測値取得部１１は、ステップＳ１に戻る。イベントを検出した場合（Ｓ２のＹＥＳ）、計測値取得部１１は、さらに計測値Ｄ１の特徴量を抽出する。その後、次のステップＳ３、Ｓ５の処理に進む。ステップＳ３、Ｓ５以降の処理は並列で実行される。

ステップＳ２の後、操作ログ追加部１２は、計測値Ｄ１の特徴量に操作ログＤ２を追加する処理を実行し（Ｓ３）、操作候補分類部１４は、操作候補グループを作成する処理を実行する（Ｓ４）。
また、ステップＳ２の後、操作候補検索部１６は、操作候補データベース１５から操作候補グループを取得する処理を実行し（Ｓ５）、出力部１７は、運用支援画面Ｗ１を表示することで、運用者に操作支援を実施する（Ｓ６）。ステップＳ４、Ｓ６の後、ステップＳ１に戻り、計測値取得部１１は、計測値Ｄ１の入力判定を続ける。

＜計測値取得部＞
次に、計測値取得部１１の構成例について説明する。
図５は、計測値取得部１１の構成例を示すブロック図である。

計測値取得部１１は、イベント検出部１１１、特徴量抽出部１１２及び定常値データベース１１３を備える。
イベント検出部１１１は、入力された単一又は複数の計測値Ｄ１の変化により電力系統３０におけるイベントの発生を検出する。このとき、イベント検出部１１１は、定常値データベース１１３を参照して定常値と、計測値Ｄ１とを比較する。そして、イベント検出部１１１は、計測値Ｄ１が定常値よりも大きく変化した場合等に、電力系統３０に発生したと考えられるイベントを検出する。

特徴量抽出部１１２は、イベントの発生期間における計測値Ｄ１の特徴量を抽出する。特徴量抽出部１１２で抽出された計測値Ｄ１の特徴量は、操作ログ追加部１２と操作候補検索部１６へ出力される。
定常値データベース１１３は、定常状態における電力系統３０の定常値を格納する。定常値データベース１１３は、計測値取得部１１の外部に設けられてもよい。

ここで、計測値Ｄ１が電圧Ｖである場合における、イベント発生時の電圧Ｖの変化について説明する。
図６は、電圧Ｖの時間変化の例を示す説明図である。図６では、横軸を時間Ｔ、縦軸を電圧Ｖとしたグラフが示される。

イベント検出部１１１がイベントを検出する方法として、上述した定常値と比較する方法以外にも、例えば、電圧Ｖを統計的に処理し、統計的に異常が検出された場合をイベント検出と判定する方法が用いられる。この方法によっても、イベント検出部１１１は、時間Ｔに対する電圧Ｖの大幅な変化を検出することができる。例えば、送電線の地絡等が発生した時間がイベント検出時間１１１ａであるとする。その後、一時的に電圧Ｖが低下し、送電線が再閉路されると、電圧Ｖがイベント発生前の元の値付近に回復する。このため、イベント検出部１１１は、電圧Ｖが大幅に変化して、元の値付近に回復するまでの期間をイベント検出期間１１１ｂとして検出する。

そして、イベント検出時間１１１ａに発生したイベントが収束し、電圧Ｖの変動が収まって定常値に収束するまでの期間を、時間Ｔに対する計測値Ｄ１の特徴量抽出期間１１２ａと呼ぶ。特徴量抽出部１１２は、特徴量抽出期間１１２ａにおいて、電圧Ｖの変化の特徴量を抽出する。特徴量抽出部１１２が電圧Ｖの変化の特徴量を抽出する方法として、例えば、電圧Ｖの変化を多項式で近似する方法を用いることができる。このため、多項式の係数を特徴量としてよく、その他の値を特徴量としてもよい。

次に、計測値Ｄ１と特徴量の関係について説明する。
図７は、計測値Ｄ１と特徴量の関係を示す一覧表である。

計測値Ｄ１には、装置番号１〜３の計測装置から出力される計測データが含まれる。計測値Ｄ１の特徴量は、装置番号１〜３に対し、それぞれイベント検出時間、特徴量抽出時間、電圧近似式係数１，・・・，Ｎ等を組み合わせた情報として表される。この一覧表より、あるイベントが「２０１６年５月１４日１１時００分」に発生した時、特徴量抽出部１１２により、計測値Ｄ１の特徴量がイベント検出時間１１１ａから特徴量抽出期間１１２ａである「１２．５０秒」にわたって抽出されたことが示される。そして、計測値Ｄ１の特徴量は、計測装置に割り振られる装置番号毎に電圧近似式係数が特定される。

なお、イベント検出及び特徴量抽出の手法は、本実施の形態例で示した手法に限定されない。例えば、動揺周波数モードと減衰率を特徴量としてもよいし、他の手法を採用しても構わない。

＜操作ログ追加部＞
次に、操作ログＤ２を追加した特徴量について説明する。
図８は、過去事例データベース１３の構成例を示す説明図である。

図８に示す一覧表には、図７の一覧表に示される計測値Ｄ１の特徴量に対して、操作ログＤ２から抽出された操作ログＯｐ＿Ａとイベント識別番号Ｘｎが追加されていることが示される。操作ログＯｐ＿Ａは、例えば、系統構成切替や、発電機出力抑制、負荷遮断等の運用者によって実行される操作内容の履歴を示したものであり、単一又は複数の一連の操作内容によって構成される。また、イベント認識番号Ｘｎは、計測値取得部１１によって検出されたイベント毎に割り振られる一意の番号である。過去事例データベース１３に構成された一覧表により、例えば、特徴量が電圧近似式係数１である場合における操作ログＯｐ＿Ａとイベント識別番号Ｘｎが特定される。なお、複数の特徴量を用いて、操作ログＯｐ＿Ａとイベント識別番号Ｘｎを特定することも可能である。

＜操作候補分類部＞
次に、操作候補分類部１４の構成例について説明する。
図９は、操作候補分類部１４の内部構成例を示すブロック図である。

操作候補分類部１４は、特徴量評価部１４１と操作候補グループ作成部１４２を備える。
特徴量評価部１４１は、過去事例データベース１３に保存された、過去に発生したイベントにおいて計測値Ｄ１から抽出された特徴量と、計測値特徴量許容範囲Ｄ３とを比較する。そして、特徴量評価部１４１は、計測値Ｄ１の特徴量が計測値特徴量許容範囲Ｄ３に収まるか否かを評価する。計測値Ｄ１の特徴量が計測値特徴量許容範囲Ｄ３に収まる場合、操作ログＤ２で示される操作は、特定のイベントにおいて行われる操作候補をまとめた操作候補グループに含まれる。

操作候補グループ作成部１４２は、計測値Ｄ１の特徴量の評価結果に基づき、計測値特徴量許容範囲Ｄ３に収まる特徴量に追加された、単一又は複数の操作ログＤ２を含む操作候補を操作候補グループとして作成する。そして、操作候補グループ作成部１４２は、操作候補グループを操作候補データベース１５に保存する。

図１０は、操作候補データベース１５の構成例を示す説明図である。

装置番号で識別される各計測装置に対応する許容範囲に収まる計測値Ｄ１の特徴量に該当する操作ログＤ２が操作候補としてグループ化される。例えば、操作候補グループ１において、計測値特徴量許容範囲Ｄ３には、ｘ１１〜ｙ１１（装置番号１）、ｘ２１〜ｙ２１（装置番号２）、ｘ３１〜ｙ３１（装置番号３）が装置毎における計測値Ｄ１の特徴量の許容範囲として示される。そして、操作候補グループ１では、操作候補Ｏｐ＿Ａ、Ｏｐ＿Ｂ、Ｏｐ＿Ｃがグループ化される。

例えば、ｘ１１〜ｙ１１が“１０”〜“２０”の許容範囲を持つ場合に、装置番号１で示される特徴量が“１５”であれば、装置番号１で示される特徴量が許容範囲内に収まると評価される。しかし、装置番号１で示される特徴量が“２５”であれば、装置番号１で示される特徴量が許容範囲内にないと評価される。なお、特徴量許容範囲には時間的情報を含んでもよい。

また、複数の計測装置から出力される計測値Ｄ１の特徴量の内、１つでも特徴量が許容範囲内に収まらなければ、操作候補とならない。例えば、操作候補グループ１では、装置番号１〜３で示される特徴量が、それぞれｘ１１〜ｙ１１、ｘ２１〜ｙ２１、ｘ３１〜ｙ３１の範囲内に収まらなければ、Ｏｐ＿Ａ、Ｏｐ＿Ｂ、Ｏｐ＿Ｃは、操作候補とならない。

そして、操作候補は、複数存在し得るが、運用者が適切な操作候補を直ちに判断することは難しい。このため、操作候補には、最適な操作候補を示すための評価尺度が付加されている。この評価尺度は、操作ログＤ２に含まれるが、入力装置２２により別途設定されてもよい。例えば、操作候補グループ１に注目した場合に、操作候補Ｏｐ＿Ａに付された“◎”は、操作結果がよく、運用コストもかからないことを示す評価尺度である。操作候補Ｏｐ＿Ｂに付された“△”は、操作結果がいいものの、運用コストがかかることを示す評価尺度である。操作候補Ｏｐ＿Ｃに付された“×”は、操作結果が悪く、運用コストもかかることを示す評価尺度である。なお、特定の規則、運用ルールで禁止されている操作候補にも“×”が付される。図１０の操作候補に付された評価尺度は便宜的なものであり、英数字の組合せや記号等で表されてもよい。

図１１は、操作候補分類部１４の処理例を示すフローチャートである。

始めに、特徴量評価部１４１は、過去事例データベース１３に保存されたイベントがあるか否かを判定する（Ｓ１１）。ここで、保存有無が判定されるイベントは、まだ操作候補グループが作成されていないイベントである。このため、操作候補グループが作成されていないイベントであれば、過去事例データベース１３にイベントが保存されていると呼ぶ。過去事例データベース１３にイベントが保存されてない場合（Ｓ１１のＮＯ）、特徴量評価部１４１は、本処理を終了する。

一方、過去事例データベース１３にイベントが保存されている場合（Ｓ１１のＹＥＳ）、特徴量評価部１４１は、過去事例データベース１３に保存された計測値Ｄ１の特徴量が、図１０に示した計測値特徴量許容範囲Ｄ３に収まるか否かを判定する（Ｓ１２）。計測値Ｄ１の特徴量が計測値特徴量許容範囲Ｄ３に収まらない場合（Ｓ１２のＮＯ）、ステップＳ１１に戻る。

一方、計測値Ｄ１の特徴量が計測値特徴量許容範囲Ｄ３に収まる場合（Ｓ１２のＹＥＳ）、操作候補分類部１４は、操作候補グループを作成する処理を実行し（Ｓ１３）、この操作候補グループを操作候補データベース１５に保存する。その後、ステップＳ１１に戻る。

＜操作候補検索部＞
次に、操作候補検索部１６の構成例について説明する。
図１２は、操作候補検索部１６の構成例を示すブロック図である。

操作候補検索部１６は、類似特徴量検索部１６１と操作候補グループ取得部１６２を備える。
類似特徴量検索部１６１は、計測値取得部１１によって抽出された計測値Ｄ１の特徴量に類似する、過去に発生したイベントにおける計測値Ｄ１から抽出された特徴量に対応する操作候補グループを操作候補データベース１５から検索する。

操作候補グループ取得部１６２は、操作候補データベース１５に操作候補グループが保存されている場合に、類似特徴量検索部１６１が操作候補データベース１５から検索した操作候補グループを取得し、出力部１７へ出力する。この操作候補グループは、新たに発生したイベントの計測値Ｄ１の特徴量に類似する、過去に発生したイベントにおける計測値Ｄ１から抽出された特徴量により示される操作候補を含む。このとき、操作候補グループ取得部１６２は、操作候補データベース１５から取得した評価尺度を、操作候補グループと共に出力部１７に出力することも可能である。

そして、出力部１７は、運用支援画面Ｗ１を生成し、表示装置２１に運用支援画面Ｗ１を表示させる。運用支援画面Ｗ１は、後述する図１４に示すように操作候補グループを表示する。この操作候補グループは、過去に発生したイベントに対して行われた操作候補を含むため、運用者は、過去の事例（イベント）において行われた操作に類似する操作を行うことができる。

図１３は、操作候補検索部１６の処理例を示すフローチャートである。

始めに、類似特徴量検索部１６１は、新たなイベントにおける計測値Ｄ１から抽出された特徴量が、操作候補データベース１５に保存された操作候補グループの許容範囲に収まるか否かを判定する（Ｓ２１）。新たなイベントにおける計測値Ｄ１から抽出された特徴量が操作候補グループの許容範囲に含まれない場合（Ｓ２１のＮＯ）、本処理を終了する。

一方、新たなイベントにおける計測値Ｄ１から抽出された特徴量が操作候補グループの許容範囲に収まる場合（Ｓ２１のＹＥＳ）、操作候補グループ取得部１６２が操作候補データベース１５から操作候補グループを取得して、出力部１７へ出力する（Ｓ２２）。その後、ステップＳ２１に戻る。

＜運用支援画面＞
図１４は、運用支援画面Ｗ１の表示例を示すユーザー・インターフェイス図である。

運用支援画面Ｗ１は、電力系統３０にイベントが発生した際に、出力部１７によって作成された画面であり、表示装置２１に表示される。この運用支援画面Ｗ１は、計測値特徴量表示画面Ｗ１１と操作候補グループ表示画面Ｗ１２を有する。

計測値特徴量表示画面Ｗ１１は、例えば、図６に示したような装置番号毎に計測値Ｄ１のグラフを表示すると共に、図８に示したような計測値Ｄ１と特徴量の関係を示す一覧表を表示する。この例では、装置番号１〜３の計測装置が出力した計測値Ｄ１の変化がいずれも同じような波形で示されるが、異なる場合もある。

操作候補グループ表示画面Ｗ１２は、例えば、図１０の操作候補の評価尺度に基づいて優先順に並べ替えられた操作候補を含む操作候補グループを表示する。操作候補グループには、計測値特徴量許容範囲Ｄ３と、単一又は複数の操作候補が含まれる。運用者は、操作候補グループ表示画面Ｗ１２を見ながら、優先順位の高い操作候補を選択して、イベントに対応することができる。ただし、運用者が選択する操作候補は、優先順位の低いものであってもよい。

以上説明した一実施の形態例に係る電力系統運用支援装置１０では、イベントが発生したときに運用支援画面Ｗ１を表示装置２１に表示させることができる。その結果、運用者は、現在の電力系統３０に発生したイベントに対して、短時間で、かつ信頼度の高い操作候補を取得することが可能となる。このため、運用者の制御操作をより適切に判定することで正確性が向上し、電力系統運用の信頼性、安定性が向上するという効果を得ることができる。

また、運用支援画面Ｗ１には、操作候補が絞り込まれた操作候補グループとして表示されるため、運用者が適切な操作候補を選択しやすい。この結果、電力系統３０に対する系統運用業務の信頼性が向上する。

［変形例］
なお、上述した実施の形態例では、運用対象として電力系統３０に対する系統運用業務を支援するものであった。しかし、電力系統３０を、例えば化学プラント、制御システム等に置き換えることで、これらのプラント、システム等を運用対象とする系統運用業務を支援するために用いることもできる。

また、イベントが発生すると、図６に示したように計測値Ｄ１が安定するまでに特徴量抽出期間１１２ａで示されるような所定時間が必要となる。しかし、計測値Ｄ１が安定するまでに要する時間は、図１０に示される操作候補によって変わりうる。このため、図１０には、計測値Ｄ１が安定するまでに要する時間を含めた評価尺度を用いてもよい。この評価尺度は、コスト、操作結果と組み合わせて表してもよい。

本発明は上述した実施の形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、電力系統運用支援装置１０は、本発明の一実施の形態例を示したものであり、本実施の形態例によって構成が縛られるものではなく、また得られる効果についても影響を受けるものではない。
また、例えば、図４、図１１，図１３のフローチャートで示した処理手順は一例を示したに過ぎず、本処理手順によって本発明の実施形態、効果が限定されるものではない。本処理手順とは異なる手順によって、本発明を実施することも可能である。
また、上述した実施の形態例は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ここで説明した実施の形態例の構成の一部を他の実施の形態例の構成に置き換えることは可能であり、さらにはある実施の形態例の構成に他の実施の形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…電力系統運用支援システム、１０…電力系統運用支援装置、１１…計測値取得部、１２…操作ログ追加部、１３…過去事例データベース、１４…操作候補分類部、１５…操作候補データベース、１６…操作候補検索部、１７…出力部、３０…電力系統、１１１…イベント検出部、１１２…特徴量抽出部、１１３…定常値データベース、１４１…特徴量評価部、１４２…操作候補グループ作成部、１６１…類似特徴量検索部、１６２…操作候補グループ取得部

Claims (6)

1. 過去に運用対象に発生したイベントに対応する、前記運用対象の計測値から抽出された特徴量を、前記イベントに対して行われた操作内容を示す操作ログと関連づけて保存する過去事例データベースと、
   前記過去事例データベースに保存された、過去に発生した前記イベントにおいて前記計測値から抽出された前記特徴量と、前記特徴量の許容範囲を示す計測値特徴量許容範囲とを比較し、前記特徴量が前記計測値特徴量許容範囲に収まるか否かを評価する特徴量評価部と、前記計測値特徴量許容範囲に収まる前記特徴量に対応する、単一又は複数の前記操作ログを含む操作候補を操作候補グループとして作成する操作候補グループ作成部と、を有し、計測値特徴量許容範囲に基づいて、前記過去事例データベースに保存される複数の前記イベントに対する前記操作ログを前記操作候補として分類し、分類した前記操作候補と、前記計測値特徴量許容範囲とをグループ化した前記操作候補グループを作成する操作候補分類部と、
   前記操作候補グループを保存し、かつ、単一又は複数の前記操作候補を含む前記操作候補グループに対して、前記計測値の装置番号ごとに、前記計測値特徴量許容範囲と、前記操作候補グループとして保存される複数の操作候補をランク付けした評価尺度とを、前記操作候補と共に保存する操作候補データベースと、
   新たに発生した前記イベントにおいて前記計測値から抽出された前記特徴量に類似する、過去に発生した前記イベントにおいて前記計測値から抽出された前記特徴量に対応する前記操作候補グループを前記操作候補データベースから検索し、出力部に前記操作候補グループを出力すると共に、前記操作候補データベースから取得した前記評価尺度を前記出力部に出力する操作候補検索部と、を備え、
   前記出力部は、表示装置に、前記装置番号ごとに前記特徴量が現れた前記計測値のグラフと、前記計測値及び前記特徴量との関係を示す一覧表と、前記評価尺度に基づいて前記操作候補が優先順に並べ替えられた前記操作候補グループと、前記操作候補グループに対応する前記特徴量の許容範囲とを含む運用支援画面を表示させる
   運用支援装置。
2. さらに、前記計測値を取得し、前記計測値から前記特徴量を抽出する計測値取得部と、
   前記特徴量に前記操作ログを追加し、前記操作ログが追加された前記特徴量を前記過去事例データベースに保存する操作ログ追加部とを備える
   請求項１に記載の運用支援装置。
3. 前記操作候補検索部は、
   前記計測値取得部によって抽出された前記特徴量に類似する、過去に発生した前記イベントにおける前記計測値から抽出された前記特徴量に対応する前記操作候補グループを前記操作候補データベースから検索する類似特徴量検索部と、
   前記操作候補グループ取得部と、を有する
   請求項２に記載の運用支援装置。
4. 前記計測値取得部は、
   前記計測値の変化により前記イベントの発生を検出するイベント検出部と、
   前記イベントの発生期間における前記計測値の前記特徴量を抽出する特徴量抽出部と、を有する
   請求項３に記載の運用支援装置。
5. 前記運用対象は、電力系統である
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の運用支援装置。
6. 操作候補分類部と、操作候補検索部とを備える運用支援装置で行われる運用支援方法であって、
   前記操作候補分類部が、過去に運用対象に発生したイベントに対応する、前記運用対象の計測値から抽出された特徴量を、前記イベントに対して行われた操作内容を示す操作ログと関連づけて保存する過去事例データベースより、前記特徴量の許容範囲を示す計測値特徴量許容範囲に基づいて、前記過去事例データベースに保存される複数の前記イベントに対する前記操作ログを操作候補として分類し、分類した前記操作候補と、前記計測値特徴量許容範囲とをグループ化した操作候補グループを作成するステップにおいて、
   前記操作候補分類部が有する特徴量評価部が、前記過去事例データベースに保存された、過去に発生した前記イベントにおいて前記計測値から抽出された前記特徴量と、前記計測値特徴量許容範囲とを比較し、前記特徴量が前記計測値特徴量許容範囲に収まるか否かを評価するステップと、
   前記操作候補分類部が有する操作候補グループ作成部が、前記計測値特徴量許容範囲に収まる前記特徴量に対応する、単一又は複数の前記操作ログを含む前記操作候補を前記操作候補グループとして作成するステップと、を含み、
   前記操作候補検索部が、新たに発生した前記イベントにおいて前記計測値から抽出された前記特徴量に類似する、過去に発生した前記イベントにおいて前記計測値から抽出された前記特徴量に対応する前記操作候補グループを、前記操作候補グループを保存し、かつ、単一又は複数の前記操作候補を含む前記操作候補グループに対して、前記計測値の装置番号ごとに、前記計測値特徴量許容範囲と、前記操作候補グループとして保存される複数の操作候補をランク付けした評価尺度とを、前記操作候補と共に保存する操作候補データベースから検索し、出力部に前記操作候補グループを出力すると共に、前記操作候補データベースから取得した前記評価尺度を前記出力部に出力するステップと、
   前記出力部が、表示装置に、前記装置番号ごとに前記特徴量が現れた前記計測値のグラフと、前記計測値及び前記特徴量との関係を示す一覧表と、前記評価尺度に基づいて前記操作候補が優先順に並べ替えられた前記操作候補グループと、前記操作候補グループに対応する前記特徴量の許容範囲とを含む運用支援画面を表示させるステップと、を含む
   運用支援方法。

Images