JP6833660B2 - Reliability monitoring system, reliability evaluation method, and program - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、信頼度監視システム、信頼度評価方法、及びプログラムに関する。 Embodiments of the present invention relate to reliability monitoring systems, reliability evaluation methods, and programs.

発電を行う電力設備を含む電力系統において、電力系統を監視し、電力を安定的に供給するために、将来的に発生する事象に対応する電力供給を推定する電力系統監視システムが知られている。 In a power system including a power facility that generates power, a power system monitoring system is known that monitors the power system and estimates the power supply corresponding to an event that occurs in the future in order to stably supply power. ..

電力系統(以下、適宜「系統」という)において、需要家へ電力を送り届ける能力の度合いを供給信頼度と呼んでいる。系統運用者の立場から供給信頼度を見た場合、アデカシ―とセキュリティという二つの概念がある。アデカシ―は静的供給信頼度であり、系統設備の計画的な停止など運用制約を考慮して、電力需要に見合う設備構成となっているかどうかに関する概念である。一方、セキュリティは動的供給信頼度であり、突発的に発生する故障などの予期せぬ外乱に対して、系統の安定度が維持され、周波数や電圧が正常を保つことができるかということに関する概念である。 In the electric power system (hereinafter, appropriately referred to as "system"), the degree of ability to deliver electric power to consumers is called supply reliability. When looking at supply reliability from the standpoint of a grid operator, there are two concepts: adequacy and security. Adecacy is the static supply reliability, and is a concept regarding whether or not the equipment configuration meets the power demand in consideration of operational restrictions such as planned shutdown of grid equipment. On the other hand, security is dynamic supply reliability, which is related to whether the stability of the system can be maintained and the frequency and voltage can be kept normal against unexpected disturbances such as sudden failures. It is a concept.

系統運用者が電力系統をリアルタイムに運用する段階で、これらの供給信頼度を確保する際の基準として、系統を構成する設備のうち、1つの設備が故障したとしても残りの設備だけで電力供給を継続できるようにする「N−1信頼度基準」が広く採用されている。また、重要な設備などについては2つの設備が故障しても電力供給を継続できるようにする「N−2信頼度基準」が採用されることもある。 At the stage where the grid operator operates the power system in real time, as a standard for ensuring the reliability of these supplies, even if one of the facilities that make up the grid fails, the remaining facilities supply power. The "N-1 reliability standard" that enables the continuation of the above is widely adopted. In addition, for important equipment, the "N-2 reliability standard" that enables continuous power supply even if two equipments fail may be adopted.

供給信頼度を維持する制御のうち、想定される事故によって発生する電力供給の支障を回避するため、想定事故発生前に予め対策を行う予防制御という考え方がある。予防制御では、現在の系統情報を取得して状態推定を行い、推定された系統状態に対して想定事故が発生した場合の信頼度が検討される。もし系統において、電力の供給支障が発生する場合、発電機出力の調整や調相制御などの事前対策が検討される。但し、通常の予防制御では、供給支障による信頼性のデメリットと事前対策による経済性のデメリットの両方を考慮し、それらが協調するように系統が制御される。 Among the controls for maintaining the supply reliability, there is an idea of preventive control in which measures are taken in advance before the occurrence of an assumed accident in order to avoid the interruption of power supply caused by an assumed accident. In preventive control, the current system information is acquired and the state is estimated, and the reliability when an assumed accident occurs with respect to the estimated system state is examined. If the power supply is interrupted in the grid, proactive measures such as generator output adjustment and phase adjustment control will be considered. However, in normal preventive control, the system is controlled so that they cooperate with each other in consideration of both the demerit of reliability due to supply interruption and the demerit of economy due to proactive measures.

近年、電力システム改革や再エネ増加による将来の系統において不確実性が増大することが懸念されている。従来の電力系統では系統運用者の経験則から事前に想定した特定の潮流ケースに対して連続潮流計算や安定度計算などの物理モデルベースの詳細シミュレーションによる解析が行われていた。しかし、近年の系統では、再生可能エネルギー電源の変動や、発送電分離などの系統運用者が完全に管理・制御できない要素等に起因して、電力系統における不確実性が増加している。このように、近年の系統では、将来とりうる無数の潮流ケースに対して系統の安定度を判別することが要求され、従来の物理モデルベースの解析方法では計算時間が膨大となる恐れがある。 In recent years, there is concern that uncertainty will increase in future systems due to power system reforms and increased renewable energy. In the conventional power system, analysis by physical model-based detailed simulation such as continuous tidal current calculation and stability calculation has been performed for a specific tidal current case assumed in advance from the rule of thumb of the grid operator. However, in recent systems, uncertainty in the power system has increased due to fluctuations in renewable energy power sources and factors that the system operator cannot completely manage and control, such as separation of power transmission and distribution. As described above, in recent systems, it is required to determine the stability of the system for innumerable tidal current cases that can be taken in the future, and the calculation time may become enormous in the conventional physical model-based analysis method.

そこで、電圧・位相・負荷・発電機出力・潮流といった計測可能な情報(入力)と、系統の安定度(出力)の複数の情報の組み合わせに基づいて、統計的あるいは機械学習を用いて学習モデルを作成し、物理モデルベースの解析手法の代わりに瞬時に入力から出力を推定する方法が系統の制御に適用され得る。 Therefore, a learning model using statistical or machine learning based on a combination of measurable information (input) such as voltage, phase, load, generator output, and power flow, and multiple pieces of information on system stability (output). A method of instantly estimating the output from the input can be applied to control the system instead of the physical model-based analysis method.

電力系統を運用する際、入力と出力の関係性の説明が容易な統計学習的モデルを選定することが好ましい。入出力の関係性を明確にするためのモデルとして、回帰モデルがある。しかし、再生可能エネルギーを含む電力系統において、再生可能エネルギーの変動などで膨大化・複雑化する入出力の組み合わせを単一の回帰モデルによりモデル化すると、推定誤差が大きくなる場合がある。 When operating a power system, it is preferable to select a statistical learning model that makes it easy to explain the relationship between inputs and outputs. There is a regression model as a model for clarifying the relationship between input and output. However, in a power system including renewable energy, if the combination of input and output that becomes enormous and complicated due to fluctuations in renewable energy is modeled by a single regression model, the estimation error may become large.

特開2013−208042号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-208042

本発明が解決しようとする課題は、電力系統において想定される系統状態に適用される好適な回帰モデルを利用して、供給信頼度の推定を高精度に行うことができる信頼度監視システム、信頼度評価方法、及びプログラムを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is a reliability monitoring system, reliability that can estimate supply reliability with high accuracy by using a suitable regression model applied to the system state assumed in the power system. To provide a degree evaluation method and a program.

実施形態の信頼度監視システムは、オフライン解析部と、系統状態推定部と、推定モデル作成部と、信頼度推定部とを持つ。オフライン解析部は、前記電力系統において予め類型化された前記電力系統の系統状態を入力情報として、予め前記電力系統の供給信頼度を算出する。系統状態推定部は、前記電力系統から取得した計測情報と、電力需要に関する情報に基づいて将来の系統状態を推定する。推定モデル作成部は、前記オフライン解析部に入力された前記入力情報と、前記オフライン解析部により出力された前記供給信頼度とを組み合わせた教師データに基づいて複数の回帰モデルを作成する。信頼度推定部は、前記推定モデル作成部により作成された複数の前記回帰モデルのうち、前記教師データとの回帰誤差が閾値未満の第1回帰モデルを選択し、選択した前記第1回帰モデルと前記系統状態推定部が推定した前記将来の系統状態に基づいて、将来の前記電力系統の供給信頼度を推定する。 The reliability monitoring system of the embodiment has an offline analysis unit, a system state estimation unit, an estimation model creation unit, and a reliability estimation unit. The offline analysis unit calculates the supply reliability of the power system in advance by using the system state of the power system categorized in advance in the power system as input information. The system state estimation unit estimates the future system state based on the measurement information acquired from the power system and the information on the power demand. The estimation model creation unit creates a plurality of regression models based on the teacher data that combines the input information input to the offline analysis unit and the supply reliability output by the offline analysis unit. The reliability estimation unit selects the first regression model whose regression error with the teacher data is less than the threshold value from the plurality of regression models created by the estimation model creation unit, and selects the first regression model and the selected regression model. The future supply reliability of the power system is estimated based on the future system state estimated by the system state estimation unit.

第1の実施形態の信頼度監視システム1の構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the structure of the reliability monitoring system 1 of 1st Embodiment. 第1の実施形態の想定事故様相情報13Cの内容の一例を示す図。The figure which shows an example of the content of the assumed accident aspect information 13C of 1st Embodiment. 第1の実施形態の再生可能エネルギー電源出力予測情報13Dの確率分布の一例を示す図。The figure which shows an example of the probability distribution of the renewable energy power source output prediction information 13D of 1st Embodiment. 第1の実施形態の再生可能エネルギー電源出力予測情報13Dの一例を示す図。The figure which shows an example of the renewable energy power source output prediction information 13D of 1st Embodiment. 第1の実施形態の推定された系統状態の一例である。It is an example of the estimated systematic state of the first embodiment. 第1の実施形態の系統状態情報におけるブランチデータの一例を示す図。The figure which shows an example of the branch data in the systematic state information of 1st Embodiment. 第1の実施形態の推定モデル作成部16により実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the flow of processing executed by the estimation model creation unit 16 of 1st Embodiment. 第1の実施形態の回帰モデルの追加方法の一例を示す図。The figure which shows an example of the addition method of the regression model of 1st Embodiment. 第1の実施形態のステップS106において信頼度推定部17により実行される処理の一例を示すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart showing an example of processing executed by the reliability estimation unit 17 in step S106 of the first embodiment. 第1の実施形態の信頼度推定部17により抽出される第一近傍データの一例を示す図。The figure which shows an example of the 1st neighborhood data extracted by the reliability estimation part 17 of 1st Embodiment. 第1の実施形態の第一近傍データが属する回帰モデルの一例を示す図。The figure which shows an example of the regression model to which the first neighborhood data of 1st Embodiment belongs. 第1の実施形態の3つの回帰モデルに第一近傍データが含まれる状態を示す図。The figure which shows the state which the 1st neighborhood data is included in 3 regression models of 1st Embodiment. 第2の実施形態の推定モデル作成部16により実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart showing an example of a flow of processing executed by the estimation model creation unit 16 of the second embodiment. 第2の実施形態のステップS206における推定モデル作成部16により実行されるクラスタリング処理の流れの一例を示すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart showing an example of a flow of clustering processing executed by the estimation model creation unit 16 in step S206 of the second embodiment.

以下、実施形態の信頼度監視システム、信頼度評価方法、及びプログラムを、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the reliability monitoring system, the reliability evaluation method, and the program of the embodiment will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の信頼度監視システム1の構成の一例を示す図である。信頼度監視システム1は、再生可能エネルギー電源23が接続された電力系統21において、予め類型化された事故が発生したと仮定した場合における、電力系統21が供給する電力の供給信頼度を評価するシステムである。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the reliability monitoring system 1 of the first embodiment. The reliability monitoring system 1 evaluates the supply reliability of the power supplied by the power system 21 when it is assumed that a pre-categorized accident has occurred in the power system 21 to which the renewable energy power source 23 is connected. It is a system.

信頼度監視システム1は、現在の電力系統21の系統運用状態から、将来(例えば、現時点から30分〜60分後)の系統運用状態を推定し、将来の系統運用状態で想定される事故が起きた場合の供給信頼度を評価する。そして、信頼度監視システム1は、仮に、電力供給に支障などが発生する場合に、予防制御内容を計算・出力する。供給信頼度の具体的な評価項目としては、例えば、過負荷、過渡安定度、電圧安定度、周波数安定度などがある。これらの評価項目が、予め定められた管理値(閾値)を超過すると、設備の故障・脱落が発生し、停電を引き起こすおそれがある。そこで、信頼度監視システム1は、評価項目に基づいて供給信頼度を評価して停電を未然に抑制する。 The reliability monitoring system 1 estimates the future system operation state (for example, 30 to 60 minutes after the present time) from the current system operation state of the power system 21, and an accident assumed in the future system operation state may occur. Evaluate supply reliability when it occurs. Then, the reliability monitoring system 1 calculates and outputs the preventive control contents if a trouble occurs in the power supply. Specific evaluation items of supply reliability include, for example, overload, transient stability, voltage stability, frequency stability, and the like. If these evaluation items exceed a predetermined control value (threshold value), equipment failure / dropout may occur, causing a power outage. Therefore, the reliability monitoring system 1 evaluates the supply reliability based on the evaluation items and suppresses the power failure.

信頼度監視システム1は、例えば、系統情報収集部12と、データ記憶部13と、系統状態推定部14と、オフライン解析部15と、推定モデル作成部16と、信頼度推定部17と、制御内容計算部18と、表示部19とを備える。信頼度監視システム1には、電力系統21が接続されている。電力系統21には、例えば、発電機22(22a、22b)と、再生可能エネルギー電源23(23a、23b、23c、23d)と、需要家24(24a)とが含まれる。 The reliability monitoring system 1 controls, for example, a system information collection unit 12, a data storage unit 13, a system state estimation unit 14, an offline analysis unit 15, an estimation model creation unit 16, and a reliability estimation unit 17. A content calculation unit 18 and a display unit 19 are provided. A power system 21 is connected to the reliability monitoring system 1. The power system 21 includes, for example, a generator 22 (22a, 22b), a renewable energy power source 23 (23a, 23b, 23c, 23d), and a consumer 24 (24a).

まず、信頼度監視システム1により制御される電力系統21について説明する。発電機22は、例えば、火力発電、水力発電、原子力発電等を行う大規模発電機である。再生可能エネルギー電源23は、例えば、再生可能エネルギーである太陽光、風力等を用いて発電する電源である。再生可能エネルギー電源は、様々な規模で作成され得る。個々の再生可能エネルギー電源23や需要家24は、例えば、地域毎にまとめられてもよいし、地域集合31(31a、31b、31c)として取り扱われてもよい。 First, the power system 21 controlled by the reliability monitoring system 1 will be described. The generator 22 is, for example, a large-scale generator that performs thermal power generation, hydroelectric power generation, nuclear power generation, and the like. The renewable energy power source 23 is, for example, a power source that generates electricity using renewable energy such as solar power and wind power. Renewable energy sources can be created on a variety of scales. The individual renewable energy power sources 23 and consumers 24 may be grouped by region, for example, or may be treated as a regional set 31 (31a, 31b, 31c).

電力系統21は、例えば、信頼度監視システム1と連携するための装置として、複数の計測装置25(25a、25b、・・・、25n)と、複数の制御端末装置26(26a、26b、・・・、26n)とを備える。計測装置25は、電力系統21の各所の電圧、位相、潮流や、変圧器、発電機22、再生可能エネルギー電源23などの各種電力系統設備の状態などの系統情報を計測し、計測した系統情報を信頼度監視システム1に送信する。 The power system 21 includes, for example, a plurality of measuring devices 25 (25a, 25b, ..., 25n) and a plurality of control terminal devices 26 (26a, 26b, ..., 25n) as devices for linking with the reliability monitoring system 1.・ ・, 26n). The measuring device 25 measures system information such as voltage, phase, and power flow of various parts of the power system 21, and the state of various power system facilities such as a transformer, a generator 22, and a renewable energy power source 23, and the measured system information. Is transmitted to the reliability monitoring system 1.

制御端末装置26は、信頼度監視システム1からの制御指令を受信して、系統制御機器や発電機22(出力量等)の制御や再生可能エネルギー電源23の出力抑制などを行う。ここで、系統制御機器とは、例えば、進相コンデンサ、分路リアクトル、SVC(Static Var Compensator)等を含む。なお、潮流とは、電気の流れを意味し、例えば、有効電力、無効電力などの大きさによって表される指標である。 The control terminal device 26 receives a control command from the reliability monitoring system 1 and controls the system control device and the generator 22 (output amount, etc.) and suppresses the output of the renewable energy power source 23. Here, the system control device includes, for example, a phase-advancing capacitor, a shunt reactor, an SVC (Static Var Compensator), and the like. The tidal current means the flow of electricity, and is an index represented by the magnitude of, for example, active power, ineffective power, and the like.

次に、信頼度監視システム1の構成について説明する。信頼度監視システム1において、例えば、系統情報収集部12、データ記憶部13、系統状態推定部14、オフライン解析部15、推定モデル作成部16、信頼度推定部17、制御内容計算部18、の各機能部のうち一部または全部は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することで実現される。また、これらの各機能部のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。 Next, the configuration of the reliability monitoring system 1 will be described. In the reliability monitoring system 1, for example, a system information collection unit 12, a data storage unit 13, a system state estimation unit 14, an offline analysis unit 15, an estimation model creation unit 16, a reliability estimation unit 17, and a control content calculation unit 18. A part or all of each functional unit is realized by executing a program (software) by a processor such as a CPU (Central Processing Unit). In addition, some or all of these functional units are driven by hardware such as LSI (Large Scale Integration), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field-Programmable Gate Array), and GPU (Graphics Processing Unit). It may be realized, or it may be realized by the collaboration of software and hardware.

系統情報収集部12は、電力系統21に設置された計測装置25から現在の電力系統に関する各種情報を取得する。データ記憶部13には、系統運用者が情報を入力することによって、需要予測情報13A、運用計画情報13B、想定事故様相情報13C、地域毎の再生可能エネルギー電源出力予測情報13Dなどの電力需要に関する情報が記憶される。データ記憶部13は、例えば、HDD(Hard Disc Drive)、フラッシュメモリ、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、ROM(Read Only Memory)、またはRAM(Random Access Memory)等により実現される。 The system information collecting unit 12 acquires various information about the current power system from the measuring device 25 installed in the power system 21. By inputting information to the data storage unit 13, the grid operator relates to power demand such as demand forecast information 13A, operation plan information 13B, assumed accident aspect information 13C, and renewable energy power output forecast information 13D for each region. Information is stored. The data storage unit 13 is realized by, for example, an HDD (Hard Disc Drive), a flash memory, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), or the like.

需要予測情報13Aは、1日の各時間帯における需要の大きさを予測するものであり、系統運用者の経験則から高精度に予測される。運用計画情報13Bは、調相設備の投入・解列、発電機の起動・停止、発電機出力の増減など、予め決められた電力系統21の運用計画の情報である。 The demand forecast information 13A predicts the magnitude of demand in each time zone of the day, and is predicted with high accuracy from the empirical rule of the system operator. The operation plan information 13B is information on the operation plan of the power system 21 determined in advance, such as the introduction / disconnection of the phase adjustment equipment, the start / stop of the generator, and the increase / decrease of the generator output.

想定事故様相情報13Cは、電力系統21において想定される事故が予め類型化された情報である。予め類型化された事故としては、例えば、送電線故障、母線故障、発電機故障(発電機22の故障)、変圧器故障などが代表的である。 The assumed accident aspect information 13C is information in which the assumed accidents in the power system 21 are categorized in advance. Typical pre-categorized accidents include, for example, transmission line failure, bus failure, generator failure (generator 22 failure), transformer failure, and the like.

図2は、第1の実施形態の想定事故様相情報13Cの内容の一例を示す図である。図2に示されように、想定事故様相情報13Cは、例えば、事故を示すNo.に対して、事故対象箇所(事故点)と、事故様相とが対応付けられた情報である。事故対象箇所は、電力系統21において事故が発生すると想定される場所である。事故様相は、電力系統21において発生する事故の類型である。図中の「3Φ3LG」等の情報は、事故様相を表すコードである。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the contents of the assumed accident aspect information 13C of the first embodiment. As shown in FIG. 2, the assumed accident aspect information 13C is, for example, No. 1 indicating an accident. On the other hand, it is information in which the accident target location (accident point) and the accident aspect are associated with each other. The accident target location is a location where an accident is expected to occur in the power system 21. The accident aspect is a type of accident that occurs in the power system 21. Information such as "3Φ3LG" in the figure is a code representing the accident aspect.

図1に戻り、再生可能エネルギー電源出力予測情報13Dは、将来(例えば、現時点から30分後あるいは60分後)の再生可能エネルギー電源23の出力予測に関する情報である。再生可能エネルギー電源23は、天候などの影響を受けて出力が変動するという不確実性を有している。再生可能エネルギー電源出力予測情報13Dは、再生可能エネルギー電源23の不確実性を考慮して、例えば確率分布で表される。 Returning to FIG. 1, the renewable energy power supply output prediction information 13D is information regarding the output prediction of the renewable energy power supply 23 in the future (for example, 30 minutes or 60 minutes after the present time). The renewable energy power source 23 has uncertainty that the output fluctuates due to the influence of the weather and the like. The renewable energy power source output prediction information 13D is represented by, for example, a probability distribution in consideration of the uncertainty of the renewable energy power source 23.

図3は、第1の実施形態の再生可能エネルギー電源出力予測情報13Dの確率分布の一例を示す図である。図3のグラフにおいて、縦軸は発生確率、横軸は再生可能エネルギー出力である。図3に示されるように、再生可能エネルギー出力は、出力に変動が生じるため、何らかの確率分布を持つものとして定義する。再生可能エネルギー出力の不確実性は、例えば、出力の範囲が予測値の±σ(σ:標準偏差)の内側(68.27%)にあるものと定義することによって表される。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the probability distribution of the renewable energy power supply output prediction information 13D of the first embodiment. In the graph of FIG. 3, the vertical axis represents the probability of occurrence and the horizontal axis represents the renewable energy output. As shown in FIG. 3, the renewable energy output is defined as having some probability distribution because the output fluctuates. Renewable energy output uncertainty is expressed, for example, by defining the output range to be within ± σ (σ: standard deviation) of the predicted value (68.27%).

なお、この範囲については任意に決定することができ、例えば、再生可能エネルギー出力の範囲は、予測値の±2σや±3σの内側と定義してもよいし、標準偏差以外の指標、例えば、再生可能エネルギー電源23の容量比を用いて予測値の±10%の内側などと定義してもよい。 Note that this range can be arbitrarily determined. For example, the range of renewable energy output may be defined as being inside ± 2σ or ± 3σ of the predicted value, or an index other than the standard deviation, for example, It may be defined as inside ± 10% of the predicted value by using the capacity ratio of the renewable energy power source 23.

このような不確実性を含んだ再生可能エネルギー電源出力予測情報13Dを、再生可能エネルギー電源23あるいは地域集合31毎にデータ記憶部13に記憶させる。 The renewable energy power source output prediction information 13D including such uncertainty is stored in the data storage unit 13 for each renewable energy power source 23 or the regional set 31.

図4は、第1の実施形態の再生可能エネルギー電源出力予測情報13Dの一例を示す図である。4に示されるように、この再生可能エネルギー電源出力予測情報13Dでは、エリア(地域集合31)毎に、再生可能エネルギー出力予測値と確率分布における±σに相当する値が与えられている。このような再生可能エネルギー電源出力予測情報13Dを用いることで、信頼度監視システム1は、不確実性によって変動が生じる再生可能エネルギー出力を含む系統状態のあらゆる組合せパターンに対して、将来の電力系統21の信頼度を維持可能であるか否かを評価することができる。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the renewable energy power supply output prediction information 13D of the first embodiment. As shown in 4, in the renewable energy power source output prediction information 13D, a value corresponding to ± σ in the renewable energy output prediction value and the probability distribution is given for each area (regional set 31). By using such renewable energy power output prediction information 13D, the reliability monitoring system 1 can be used for future power systems for any combination pattern of system states, including renewable energy outputs that fluctuate due to uncertainty. It is possible to evaluate whether or not the reliability of 21 can be maintained.

図1に戻り、系統状態推定部14では、系統情報収集部12によって取得した現在の系統情報と、データ記憶部13に与えられた需要予測情報13A、運用計画情報13B、再生可能エネルギー電源出力予測情報13Dに基づいて、電力系統21の少なくとも将来の系統状態を推定する。 Returning to FIG. 1, in the system state estimation unit 14, the current system information acquired by the system information collection unit 12, the demand forecast information 13A given to the data storage unit 13, the operation plan information 13B, and the renewable energy power supply output prediction. Based on the information 13D, at least the future system state of the power system 21 is estimated.

図5は、第1の実施形態の推定された系統状態の一例を示す図である。図6は、第1の実施形態の系統状態情報におけるブランチデータの一例を示す図である。図5のノードデータでは、ノード名毎に、電圧、位相、発電機出力(有効電力出力、無効電力出力)、負荷(有効電力負荷、無効電力負荷)、および、調相設備の情報が対応付けられている。また、図6のブランチデータでは、ブランチ名毎に、有効電力潮流、無効電力潮流、有効電力損失、および、無効電力損失の情報が対応付けられている。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the estimated system state of the first embodiment. FIG. 6 is a diagram showing an example of branch data in the systematic state information of the first embodiment. In the node data of FIG. 5, information on voltage, phase, generator output (active power output, reactive power output), load (active power load, reactive power load), and phase adjustment equipment is associated with each node name. Has been done. Further, in the branch data of FIG. 6, information on the active power flow, the ineffective power flow, the active power loss, and the ineffective power loss is associated with each branch name.

図1に戻り、オフライン解析部15は、系統運用者により入力され、データ記憶部13に記憶された需要予測情報13A、運用計画情報13B、再生可能エネルギー電源出力予測情報13D、想定事故ケースを入力情報として、想定される複数のパターンの供給信頼度を事前に計算する。 Returning to FIG. 1, the offline analysis unit 15 inputs the demand forecast information 13A, the operation plan information 13B, the renewable energy power supply output prediction information 13D, and the assumed accident case input by the system operator and stored in the data storage unit 13. As information, the supply reliability of a plurality of assumed patterns is calculated in advance.

オフライン解析部15は、例えば、供給信頼度を計算する前段階として、データ記憶部13に記憶された情報に基づいて潮流計算を行い、状態推定結果(図5参照)と同種の情報(系統状態)を入力情報(X)としてオフライン解析による供給信頼度(Y)を算出する。オフライン解析部15は、入力情報(X)と、供給信頼度(Y)との組み合わせを、推定モデル作成部16に教師データとして出力する。 For example, the offline analysis unit 15 performs a power flow calculation based on the information stored in the data storage unit 13 as a preliminary step for calculating the supply reliability, and performs the same type of information (systematic state) as the state estimation result (see FIG. 5). ) Is used as the input information (X) to calculate the supply reliability (Y) by offline analysis. The offline analysis unit 15 outputs the combination of the input information (X) and the supply reliability (Y) to the estimation model creation unit 16 as teacher data.

推定モデル作成部16は、例えば、オフライン解析部15により出力された教師データに基づいて、教師データの空間の領域を分割し、電力系統21における実際の供給信頼度を推定するための複数の回帰モデルを作成する。推定モデル作成部16は、先ず、教師データに基づいて、一つ目の回帰モデルを作成する。推定モデル作成部16は、作成した一つ目の回帰モデルにおいて、教師データに基づいて回帰誤差を算出する。 The estimation model creation unit 16 divides a space area of the teacher data based on the teacher data output by the offline analysis unit 15, for example, and a plurality of regressions for estimating the actual supply reliability in the power system 21. Create a model. The estimation model creation unit 16 first creates the first regression model based on the teacher data. The estimation model creation unit 16 calculates the regression error based on the teacher data in the created first regression model.

推定モデル作成部16は、算出した回帰誤差が所定の閾値未満となるように一つ目の回帰モデルから他の回帰モデルを作成することを繰り返して複数の回帰モデルを作成する。推定モデル作成部16は、例えば、他の回帰モデルを作成する過程において、教師データと将来の系統状態との距離に基づいて、教師データから回帰誤差が正側に閾値を超える正側逸脱教師データと、教師データのうち回帰誤差が負側に閾値を超える負側逸脱教師データをそれぞれ抽出する。 The estimation model creation unit 16 repeatedly creates another regression model from the first regression model so that the calculated regression error is less than a predetermined threshold value, and creates a plurality of regression models. For example, in the process of creating another regression model, the estimation model creation unit 16 is based on the distance between the teacher data and the future systematic state, and the regression error from the teacher data exceeds the threshold on the positive side. And, of the teacher data, the negative side deviation teacher data whose regression error exceeds the threshold on the negative side is extracted.

推定モデル作成部16は、正側逸脱教師データと負側逸脱教師データとに基づいて、回帰モデルをそれぞれ作成することで複数の回帰モデルを作成する。 The estimation model creation unit 16 creates a plurality of regression models by creating regression models based on the positive deviation teacher data and the negative deviation teacher data.

信頼度推定部17は、系統状態推定部14によって推定された将来の系統状態と、推定モデル作成部16によって作成された複数の回帰モデルに基づいて、系統状態推定部14によって推定された将来の系統状態の供給信頼度を推定する。 The reliability estimation unit 17 is based on the future system state estimated by the system state estimation unit 14 and the plurality of regression models created by the estimation model creation unit 16, and the future system state estimation unit 14 estimates the future system state. Estimate the supply reliability of the system state.

信頼度推定部17は、例えば、複数の回帰モデルの回帰誤差が低減されるよう、推定モデル作成部16により作成された複数の回帰モデルの中から必要最小限な回帰モデルを抽出し、抽出したそれぞれの回帰モデルの中から将来の電力系統の供給信頼度を推定するための第1回帰モデルを選択する。そして、信頼度推定部17は、選択した第1回帰モデルと系統状態推定部14によって推定された将来の系統状態に基づいて、将来の電力系統21の供給信頼度を推定する。 For example, the reliability estimation unit 17 extracts and extracts the minimum necessary regression model from the plurality of regression models created by the estimation model creation unit 16 so as to reduce the regression error of the plurality of regression models. From each regression model, the first regression model for estimating the supply reliability of the future power system is selected. Then, the reliability estimation unit 17 estimates the supply reliability of the future power system 21 based on the selected first regression model and the future system state estimated by the system state estimation unit 14.

信頼度推定部17は、例えば、推定モデル作成部16により作成された複数の回帰モデルにおいて、教師データと将来の系統状態との空間上の距離を算出する。信頼度推定部17は、算出した距離に基づいて複数の回帰モデルを分割し、分割したそれぞれの回帰モデルの中から距離が最小となる第1回帰モデルを選択する。 The reliability estimation unit 17 calculates the spatial distance between the teacher data and the future systematic state in, for example, a plurality of regression models created by the estimation model creation unit 16. The reliability estimation unit 17 divides a plurality of regression models based on the calculated distance, and selects the first regression model having the minimum distance from each of the divided regression models.

記信頼度推定部17は、例えば、複数の回帰モデルにおいて、教師データと将来の系統状態との空間上の距離に基づいて、教師データの中から、将来の電力系統の系統状態に対する回帰誤差が所定範囲に存在する第一近傍データを抽出する。 The reliability estimation unit 17 determines, for example, in a plurality of regression models, a regression error with respect to the system state of the future power system from the teacher data based on the spatial distance between the teacher data and the future system state. The first neighborhood data existing in a predetermined range is extracted.

記信頼度推定部17は、第一近傍データが単一の回帰モデルに所属する場合は、単一の回帰モデルを第1回帰モデルとして選択する。記信頼度推定部17は、第一近傍データが複数の回帰モデルに所属する場合は、複数の回帰モデルのそれぞれに所属する第一近傍データに含まれるデータの組み合わせに基づいて、供給信頼度と入力情報との感度を分析する。感度については後に詳述する。記信頼度推定部17は、入力情報の中から感度が所定の閾値を超える変数を抽出する。 When the first neighborhood data belongs to a single regression model, the reliability estimation unit 17 selects the single regression model as the first regression model. When the first neighborhood data belongs to a plurality of regression models, the reliability estimation unit 17 determines the supply reliability based on the combination of the data included in the first neighborhood data belonging to each of the plurality of regression models. Analyze the sensitivity to the input information. The sensitivity will be described in detail later. The reliability estimation unit 17 extracts a variable whose sensitivity exceeds a predetermined threshold value from the input information.

信頼度推定部17は、感度の大きい入力情報を分割要因変数として抽出し、分割要因変数のみで教師データと将来の系統状態との距離を分割要因距離として計算する。信頼度推定部17は、分割要因距離が閾値未満である教師データを第二近傍データとして抽出し、第二近傍データが最も多く所属する回帰モデルを第1回帰モデルとして選択する。 The reliability estimation unit 17 extracts highly sensitive input information as a division factor variable, and calculates the distance between the teacher data and the future system state as the division factor distance using only the division factor variable. The reliability estimation unit 17 extracts the teacher data whose division factor distance is less than the threshold value as the second neighborhood data, and selects the regression model to which the second neighborhood data belongs most as the first regression model.

信頼度推定部17は、入力情報の変化に対する供給信頼度の変化を第一感度とし、第一感度が所定値以上の入力情報を分割要因変数とする。信頼度推定部17は、第一感度が所定値未満である入力情報を除外した上で、供給信頼度の変化に対する入力情報の変化を第二感度として算出する。信頼度推定部17は、第二感度が所定値以上の入力情報を分割要因変数とし、分割要因変数に基づいて距離の計算を行う。信頼度推定部17による、供給信頼度の具体的な推定手順は後述する。 The reliability estimation unit 17 sets the change in the supply reliability with respect to the change in the input information as the first sensitivity, and sets the input information having the first sensitivity of a predetermined value or more as the division factor variable. The reliability estimation unit 17 excludes the input information whose first sensitivity is less than a predetermined value, and then calculates the change in the input information with respect to the change in the supply reliability as the second sensitivity. The reliability estimation unit 17 uses input information having a second sensitivity of a predetermined value or more as a division factor variable, and calculates the distance based on the division factor variable. The specific procedure for estimating the supply reliability by the reliability estimation unit 17 will be described later.

制御内容計算部18は、信頼度推定部17により推定された将来の系統状態の供給信頼度に基づいて、将来の系統状態において予め類型化された事故が発生したと仮定した場合、電力系統21に供給支障が生じるか否かを判定する。制御内容計算部18は、電力系統21に供給支障が生じると判定した場合、供給支障を抑制するために必要な各種制御機器や発電機の制御内容を計算する。 The control content calculation unit 18 assumes that an accident categorized in advance in the future system state has occurred based on the supply reliability of the future system state estimated by the reliability estimation unit 17, and the power system 21 Determine if there is a supply disruption. When the control content calculation unit 18 determines that a supply failure occurs in the power system 21, the control content calculation unit 18 calculates the control content of various control devices and generators necessary for suppressing the supply failure.

制御内容計算部18は、計算した制御内容に基づいて、供給支障を抑制するための制御後の系統状態を推定し、信頼度推定部17に推定結果を出力する。信頼度推定部17は、制御内容計算部18により出力された推定結果に基づいて、供給支障を抑制するための制御後の供給信頼度を評価する。 The control content calculation unit 18 estimates the system state after control for suppressing the supply trouble based on the calculated control content, and outputs the estimation result to the reliability estimation unit 17. The reliability estimation unit 17 evaluates the supply reliability after control for suppressing the supply trouble based on the estimation result output by the control content calculation unit 18.

表示部19は、信頼度推定部17により評価された評価結果と、制御内容計算部18により計算された計算結果を表示する。表示部19は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)などの表示装置である。 The display unit 19 displays the evaluation result evaluated by the reliability estimation unit 17 and the calculation result calculated by the control content calculation unit 18. The display unit 19 is, for example, a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display).

次に推定モデル作成部16により実行される処理の一例について説明する。図7は、推定モデル作成部16により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 Next, an example of the processing executed by the estimation model creation unit 16 will be described. FIG. 7 is a flowchart showing an example of the flow of processing executed by the estimation model creation unit 16.

推定モデル作成部16は、教師データに基づいて、回帰モデルを作成するための初期の回帰変数を決定する(ステップS101)。推定モデル作成部16は、例えば、入力情報(X)の中から、オフライン解析部15から取得した供給信頼度(Y)に対して相関がある変数を、相関係数の高さに基づいて抽出する。推定モデル作成部16は、入力情報(X)から抽出した変数に基づいて、1つ目の回帰モデルを作成する(ステップS102)。推定モデル作成部16により作成される回帰モデルは、例えば、線形回帰モデルである。以下、1次の線形回帰モデルを例示して説明するが、推定モデル作成部16は、回帰モデルとして1次の線形回帰モデル以外の推定モデルを用いてもよい。 The estimation model creation unit 16 determines an initial regression variable for creating a regression model based on the teacher data (step S101). For example, the estimation model creation unit 16 extracts a variable that has a correlation with the supply reliability (Y) acquired from the offline analysis unit 15 from the input information (X) based on the height of the correlation coefficient. To do. The estimation model creation unit 16 creates the first regression model based on the variables extracted from the input information (X) (step S102). The regression model created by the estimation model creation unit 16 is, for example, a linear regression model. Hereinafter, a first-order linear regression model will be described as an example, but the estimation model creation unit 16 may use an estimation model other than the first-order linear regression model as the regression model.

推定モデル作成部16は、作成した回帰モデルの回帰変数と回帰式を決定すると共に、回帰式の係数を求める。推定モデル作成部16は、例えば、回帰式の係数の算出において、回帰誤差を計算する(ステップS103)。回帰誤差は、例えば各教師データに対する回帰モデルの推定値と、供給信頼度(Y)の真値との差である。真値とは、例えば、オフライン解析により算出された供給信頼度(Y)である。推定モデル作成部16は、例えば、最小二乗法により、回帰誤差の二乗和誤差が最小となるよう係数を算出する。推定モデル作成部16は、算出した係数を回帰式に適用し現在の回帰モデルを作成する。 The estimation model creation unit 16 determines the regression variables and the regression equation of the created regression model, and obtains the coefficients of the regression equation. The estimation model creation unit 16 calculates the regression error in, for example, calculating the coefficient of the regression equation (step S103). The regression error is, for example, the difference between the estimated value of the regression model for each teacher data and the true value of the supply reliability (Y). The true value is, for example, the supply reliability (Y) calculated by offline analysis. The estimation model creation unit 16 calculates the coefficient so that the sum of squares error of the regression error is minimized by, for example, the least squares method. The estimation model creation unit 16 applies the calculated coefficient to the regression equation to create the current regression model.

推定モデル作成部16は、計算された現在の回帰モデルの回帰誤差と所定の閾値とを比較する(ステップS104)。推定モデル作成部16は、例えば、各教師データに対して算出される複数の回帰誤差の平均や、回帰誤差の最大値等に基づいて、回帰誤差を評価する。推定モデル作成部16は、回帰誤差の評価において、全ての教師データに対して算出される回帰誤差が所定の閾値未満となるか否かを判定する(ステップS105)。 The estimation model creation unit 16 compares the calculated regression error of the current regression model with a predetermined threshold value (step S104). The estimation model creation unit 16 evaluates the regression error based on, for example, the average of a plurality of regression errors calculated for each teacher data, the maximum value of the regression error, and the like. In the evaluation of the regression error, the estimation model creation unit 16 determines whether or not the regression error calculated for all the teacher data is less than a predetermined threshold value (step S105).

ステップS105で全ての教師データの回帰誤差が閾値未満となり、肯定的な判定を得た場合、推定モデル作成部16は、現在の回帰モデルを使用すると決定し、フローチャートの処理は終了となる。ステップS105で全教師データのうち、回帰誤差が閾値以上となるものが1つでも存在し、否定的な判定を得た場合、推定モデル作成部16は、回帰モデルを追加し(ステップS106)、ステップS104に処理を戻す。ステップS106の処理の詳細については後に図9を用いて説明する。 When the regression error of all the teacher data becomes less than the threshold value in step S105 and a positive judgment is obtained, the estimation model creation unit 16 determines to use the current regression model, and the processing of the flowchart ends. If at least one of all the teacher data has a regression error equal to or greater than the threshold value in step S105 and a negative determination is obtained, the estimation model creation unit 16 adds a regression model (step S106). The process returns to step S104. The details of the process of step S106 will be described later with reference to FIG.

図8は、回帰モデルの追加方法の一例を示す図である。推定モデル作成部16は、例えば、教師データの回帰誤差と閾値とを比較し、教師データのうち回帰誤差が回帰直線に対して正側に閾値を超えるものを正側逸脱教師データとして抽出し、教師データのうち回帰誤差が回帰直線に対して負側に閾値を超えるものを負側逸脱教師データとして、それぞれ抽出する。推定モデル作成部16は、抽出した正側逸脱教師データ及び負側逸脱教師データのそれぞれに基づいて回帰モデルをそれぞれ作成し、回帰モデルを追加する。推定モデル作成部16は、このような処理により、複数の回帰モデルを作成する。 FIG. 8 is a diagram showing an example of a method of adding a regression model. The estimation model creation unit 16 compares, for example, the regression error of the teacher data with the threshold, and extracts the teacher data whose regression error exceeds the threshold on the positive side with respect to the regression line as the positive deviation teacher data. Of the teacher data, the data whose regression error exceeds the threshold on the negative side with respect to the regression line is extracted as negative deviation teacher data. The estimation model creation unit 16 creates a regression model based on each of the extracted positive deviation teacher data and negative deviation teacher data, and adds the regression model. The estimation model creation unit 16 creates a plurality of regression models by such processing.

次に、信頼度推定部17において実行される処理について説明する。信頼度推定部17は、例えば、将来の系統状態を表す教師データの近傍のデータを教師データとの距離に基づいて抽出する。信頼度推定部17は、抽出したデータの中から、入力情報の変化と供給信頼度の変化との関係から導かれる感度に基づいて、入力情報の中から感度が所定の閾値を超える変数を抽出する。信頼度推定部17は、抽出した変数に基づいて複数の回帰モデルの中から第1回帰モデルを選択する。信頼度推定部17は、選択した第1回帰モデルと系統状態推定部14により推定された将来の系統状態に基づいて、将来の電力系統の供給信頼度を推定する。 Next, the process executed by the reliability estimation unit 17 will be described. The reliability estimation unit 17 extracts, for example, data in the vicinity of the teacher data representing the future systematic state based on the distance from the teacher data. The reliability estimation unit 17 extracts a variable whose sensitivity exceeds a predetermined threshold value from the input information based on the sensitivity derived from the relationship between the change in the input information and the change in the supply reliability from the extracted data. To do. The reliability estimation unit 17 selects a first regression model from a plurality of regression models based on the extracted variables. The reliability estimation unit 17 estimates the supply reliability of the future power system based on the selected first regression model and the future system state estimated by the system state estimation unit 14.

図9は、図7のフローチャートにおけるステップS106において信頼度推定部17により実行される処理の一例を示すフローチャートである。以下の説明では、「系統状態推定部14によって推定された将来の系統状態」を「将来状態」と呼ぶ。信頼度推定部17は、将来状態と教師データとの距離を計算する。「距離」とは、例えば、空間上の距離であり、例えば、ユークリッド距離、相関係数に基づいた距離関数によって求められる距離、コサイン距離、及びマンハッタン距離等により表される。 FIG. 9 is a flowchart showing an example of the process executed by the reliability estimation unit 17 in step S106 in the flowchart of FIG. 7. In the following description, the "future system state estimated by the system state estimation unit 14" is referred to as a "future state". The reliability estimation unit 17 calculates the distance between the future state and the teacher data. The "distance" is, for example, a distance in space, and is represented by, for example, an Euclidean distance, a distance obtained by a distance function based on a correlation coefficient, a cosine distance, a Manhattan distance, or the like.

信頼度推定部17は、例えば、将来状態と教師データの入力情報(X)とに基づいて、将来状態と教師データとの距離計算を行う。信頼度推定部17は、距離計算により将来状態に対して距離が最小となる教師データを最小距離教師データとして探索する(ステップS121)。次に、信頼度推定部17は、探索の結果、最小距離教師データを選択し、選択した最小距離教師データから所定の距離範囲にある教師データを第一近傍データとして抽出する(ステップS122)。 The reliability estimation unit 17 calculates the distance between the future state and the teacher data based on, for example, the future state and the input information (X) of the teacher data. The reliability estimation unit 17 searches for the teacher data having the minimum distance with respect to the future state as the minimum distance teacher data by the distance calculation (step S121). Next, the reliability estimation unit 17 selects the minimum distance teacher data as a result of the search, and extracts the teacher data within a predetermined distance range from the selected minimum distance teacher data as the first neighborhood data (step S122).

図10は、信頼度推定部17により抽出される第一近傍データの一例を示す図である。図10の例では、説明を簡単にするため、Xは一次元の変数として扱われている。第一近傍データは、選択された最小距離教師データを基準として、所定範囲内に存在するデータである。所定範囲とは、例えば、最小距離教師データを基準として標準偏差の幅(±σ)が与えられた範囲である。 FIG. 10 is a diagram showing an example of the first neighborhood data extracted by the reliability estimation unit 17. In the example of FIG. 10, X is treated as a one-dimensional variable for the sake of simplicity. The first neighborhood data is data existing within a predetermined range with reference to the selected minimum distance teacher data. The predetermined range is, for example, a range in which the standard deviation width (± σ) is given with reference to the minimum distance teacher data.

ここで、所定範囲は、ユーザーが任意に決定してもよいし、統計的な情報量に基づいて決定されてもよい。統計的な情報量とは、例えば、教師データにおけるXの各ベクトルの標準偏差である。図10の例では、選択された最小距離データに対してX方向に±σ内の範囲にある教師データが第1近傍データとして抽出される。 Here, the predetermined range may be arbitrarily determined by the user, or may be determined based on a statistical amount of information. The statistical amount of information is, for example, the standard deviation of each vector of X in the teacher data. In the example of FIG. 10, the teacher data in the range within ± σ in the X direction with respect to the selected minimum distance data is extracted as the first neighborhood data.

図11は、第一近傍データが属する回帰モデルの一例を示す図である。図11(a)に示されるように、第一近傍データは、単一の回帰モデルに所属する場合がある。図11(a)における第一近傍データは、回帰モデルBに所属し、回帰モデルAには所属していない。また、図11(b)に示されるように、第一近傍データは、複数の回帰モデルに所属する場合がある。図11(b)における第一近傍データは、回帰モデルA及び回帰モデルBに所属している。 FIG. 11 is a diagram showing an example of a regression model to which the first neighborhood data belongs. As shown in FIG. 11 (a), the first neighborhood data may belong to a single regression model. The first neighborhood data in FIG. 11A belongs to the regression model B and does not belong to the regression model A. Further, as shown in FIG. 11B, the first neighborhood data may belong to a plurality of regression models. The first neighborhood data in FIG. 11B belongs to the regression model A and the regression model B.

図9に戻り、信頼度推定部17は、抽出した第一近傍データが複数の回帰モデルに所属するか否かを判定する(ステップS123)。信頼度推定部17は、抽出した第一近傍データが単一の回帰モデルに所属すると判定し、ステップS123で否定的な判定を得た場合、単一の回帰モデルを将来状態に対する第1回帰モデルとして選択する(ステップS124)。 Returning to FIG. 9, the reliability estimation unit 17 determines whether or not the extracted first neighborhood data belongs to a plurality of regression models (step S123). The reliability estimation unit 17 determines that the extracted first neighborhood data belongs to a single regression model, and if a negative determination is obtained in step S123, the single regression model is used as the first regression model for the future state. Is selected as (step S124).

信頼度推定部17は、抽出した第一近傍データが複数の回帰モデルに所属すると判定し、ステップS123で肯定的な判定を得た場合、第一近傍データの中から分割要因変数を抽出する(ステップS125)。分割要因変数は、後述の様に、抽出した第一近傍データが所属する複数の回帰モデルを分割し第1回帰モデルを選択するために用いる。 The reliability estimation unit 17 determines that the extracted first neighborhood data belongs to a plurality of regression models, and if a positive judgment is obtained in step S123, extracts the division factor variable from the first neighborhood data ( Step S125). The division factor variable is used to divide a plurality of regression models to which the extracted first neighborhood data belong and select the first regression model, as described later.

以下、信頼度推定部17による分割要因変数の選定について説明する。図12は、3つの回帰モデルに第一近傍データが含まれる状態を示す図である。図示するように、回帰モデルAにはa個、回帰モデルBにはb個、回帰モデルCにはc個の第一近傍データが所属している。 Hereinafter, selection of the division factor variable by the reliability estimation unit 17 will be described. FIG. 12 is a diagram showing a state in which the first neighborhood data is included in the three regression models. As shown in the figure, a regression model A, b regression model B, and c regression model C belong to the first neighborhood data.

1.信頼度推定部17は、回帰誤差を評価するために複数の回帰モデル間における、Xの変化を算出する。例えば、以下のように、複数の回帰モデル間のXの変化が定義される。 1. 1. The reliability estimation unit 17 calculates the change of X between a plurality of regression models in order to evaluate the regression error. For example, the change in X between a plurality of regression models is defined as follows.

Figure 0006833660
Figure 0006833660

上記において、(A⇔B)は、回帰モデルAと回帰モデルBとの間の変化を示す。回帰モデルAに所属する教師データ(第一近傍データ)数をaとし、回帰モデルBに所属する教師データ(第一近傍データ)数をbとすると、組み合わせの数はa×b通り存在する。また、pはXの次元数である。 In the above, (A⇔B) indicates the change between the regression model A and the regression model B. Assuming that the number of teacher data (first neighborhood data) belonging to the regression model A is a and the number of teacher data (first neighborhood data) belonging to the regression model B is b, there are a × b combinations. Also, p is the number of dimensions of X.

2.信頼度推定部17は、複数の回帰モデル間における、Yの変化を以下のように定義する。 2. 2. The reliability estimation unit 17 defines the change in Y between a plurality of regression models as follows.

Figure 0006833660
Figure 0006833660

3.信頼度推定部17は、複数の回帰モデル間の第一感度を算出する。第一感度とは、Xの変化に対するYの変化の大きさを示す指標である。信頼度推定部17は、例えば、以下のように、第一感度を定義する。第一感度は、例えば、Yに対して変化を与える影響が少ない、即ち感度が低いXを変数として除外し、Yに対して感度が高いXを抽出するための指標として用いられる。第1感度が高いとは、例えば、所定の閾値以上となり、第一感度が低いとは、所定の閾値未満となることをいう。 3. 3. The reliability estimation unit 17 calculates the first sensitivity between the plurality of regression models. The first sensitivity is an index showing the magnitude of the change in Y with respect to the change in X. The reliability estimation unit 17 defines the first sensitivity as follows, for example. The first sensitivity is used, for example, as an index for excluding X having a small effect on Y, that is, having a low sensitivity, as a variable and extracting X having a high sensitivity to Y. High first sensitivity means, for example, equal to or higher than a predetermined threshold value, and low first sensitivity means lower than a predetermined threshold value.

Figure 0006833660
Figure 0006833660

上記の定義を用いて、信頼度推定部17は、算出した第一感度が低いXを除外する。ここで、各第一感度Sは、例えば、式(1)に示されるように、Yの変化量に対するXの変化量の比の値で示される。 Using the above definition, the reliability estimation unit 17 excludes the calculated X having the low first sensitivity. Here, each first sensitivity S is represented by, for example, a value of the ratio of the amount of change in X to the amount of change in Y, as shown in the equation (1).

Figure 0006833660
Figure 0006833660

4.信頼度推定部17は、Xの第一感度を算出する。信頼度推定部17は、3.で算出した複数の回帰モデル間の第一感度を算出する。第一感度の算出方法は、3で算出した各第一感度の平均を用いてもよいし、第一感度の最大値に基づいて算出してもよい。以下の例では、式(2)に示されるように、複数の回帰モデル間の第一感度の平均を用いる方法を記載する。 4. The reliability estimation unit 17 calculates the first sensitivity of X. The reliability estimation unit 17 is 3. Calculate the first sensitivity between multiple regression models calculated in. As the method for calculating the first sensitivity, the average of each first sensitivity calculated in 3 may be used, or the calculation may be performed based on the maximum value of the first sensitivity. In the following example, as shown in equation (2), a method using the average of the first sensitivities among a plurality of regression models will be described.

Figure 0006833660
Figure 0006833660

5.信頼度推定部17は、第一感度と閾値とを比較し、第一感度が低いXを除外する。信頼度推定部17は、例えば、式(2)に基づいて、qを削減後の次元数として、算出した第一感度が低い変数をXから除外する。除外する処理において、信頼度推定部17は、上記のように第一感度と閾値とを比較し、除外後の次元数qをあらかじめ指定してもよい。 5. The reliability estimation unit 17 compares the first sensitivity and the threshold value, and excludes X having a low first sensitivity. The reliability estimation unit 17 excludes the calculated variable with low first sensitivity from X as the number of dimensions after reducing q, for example, based on the equation (2). In the process of exclusion, the reliability estimation unit 17 may compare the first sensitivity and the threshold value as described above, and specify the number of dimensions q after exclusion in advance.

6.信頼度推定部17において、複数の回帰モデル間の第二感度が定義される。第二感度とは、Yの変化に対するXの変化を示す指標である。例えば、以下のように、第二感度が定義される。第二感度は、例えば、第一感度に基づいて、Yに対する感度が低い変数が除外されたXの中で、Yの変化量に対して、変化量が大きくなるXを抽出するための指標である。第一感度が低い変数を除外したXのうち、更に、第二感度が高い変数(分割要因変数)を抽出する。第二感度が高いとは、所定の閾値以上となることをいう。 6. The reliability estimation unit 17 defines the second sensitivity between the plurality of regression models. The second sensitivity is an index showing the change of X with respect to the change of Y. For example, the second sensitivity is defined as follows. The second sensitivity is, for example, an index for extracting X whose amount of change is larger than the amount of change in Y, among X excluding variables having low sensitivity to Y based on the first sensitivity. is there. From X excluding variables with low first sensitivity, variables with high second sensitivity (division factor variables) are further extracted. High second sensitivity means that the second sensitivity is equal to or higher than a predetermined threshold value.

Figure 0006833660
ここで、各第二感度S´は、例えば、式(3)に示されるように、Xの変化量に対するYの変化量の比の値で示される。
Figure 0006833660
Here, each second sensitivity S'is represented by, for example, a value of the ratio of the amount of change in Y to the amount of change in X, as shown in the equation (3).

Figure 0006833660
Figure 0006833660

信頼度推定部17が第二感度に基づいて抽出された変数Xを用いて教師データと将来状態の距離計算を行うことにより、複数の回帰モデル間においてYに差異を生じさせ、かつ、Yの差異をより大きく変化させる変数によって距離計算を行うことができる。信頼度推定部17がこのような処理を実行することにより、将来状態を回帰モデルへ割り当てる精度を向上することができる。 The reliability estimation unit 17 calculates the distance between the teacher data and the future state using the variable X extracted based on the second sensitivity, thereby causing a difference in Y among a plurality of regression models and of Y. Distance calculations can be performed by variables that change the difference more significantly. By executing such a process by the reliability estimation unit 17, the accuracy of assigning the future state to the regression model can be improved.

7.信頼度推定部17は、Xの第二感度を算出する。信頼度推定部17は、6で算出した回帰モデル間の第二感度から、Xの第二感度を算出する。Xの第二感度は、6で算出した第一感度の平均により算出してもよいし、6で算出した第一感度の最大値から算出してもよい。以下の説明では、Xの第二感度は、式(4)に示されるように、回帰モデル間の第一感度の平均を用いる。 7. The reliability estimation unit 17 calculates the second sensitivity of X. The reliability estimation unit 17 calculates the second sensitivity of X from the second sensitivity between the regression models calculated in 6. The second sensitivity of X may be calculated from the average of the first sensitivity calculated in 6, or may be calculated from the maximum value of the first sensitivity calculated in 6. In the following description, the second sensitivity of X uses the average of the first sensitivities between the regression models, as shown in equation (4).

Figure 0006833660
Figure 0006833660

8.信頼度推定部17は、式(4)により算出した第二感度が高い変数Xを抽出し、抽出したr個の変数Xを分割要因変数とする。分割要因変数は、上記のように第二感度を閾値と比較して抽出してもよいし、分割要因変数の数rをあらかじめ指定して抽出してもよい。信頼度推定部17は、上記の1から8の処理を行うことにより、r個の分割要因変数を抽出する。 8. The reliability estimation unit 17 extracts variables X having high second sensitivity calculated by the equation (4), and uses the extracted r variables X as division factor variables. The dividing factor variable may be extracted by comparing the second sensitivity with the threshold value as described above, or the number r of the dividing factor variable may be specified in advance and extracted. The reliability estimation unit 17 extracts r division factor variables by performing the above processes 1 to 8.

ここで、将来状態に近い教師データは複数個存在する。分割要因変数は、将来状態に近い複数の教師データが所属する近傍の領域において複数の回帰モデルが存在する場合、将来状態を示すのに適している回帰モデルを選択するために、近傍の領域から第1回帰モデルに用いられる変数を分割するために用いられる変数である。 Here, there are a plurality of teacher data that are close to the future state. The partitioning factor variable is used from the neighboring area to select a regression model suitable for indicating the future state when there are multiple regression models in the neighboring area to which multiple teacher data close to the future state belong. It is a variable used to divide the variable used in the first regression model.

次に、信頼度推定部17は、抽出した分割要因変数を用いて、将来状態との距離である分割要因距離を計算する(ステップS126)。次に、信頼度推定部17は、対象とする将来状態に対して抽出した分割要因変数の中から分割要因距離が最小となる教師データを抽出する。 Next, the reliability estimation unit 17 calculates the division factor distance, which is the distance from the future state, using the extracted division factor variable (step S126). Next, the reliability estimation unit 17 extracts the teacher data that minimizes the division factor distance from the division factor variables extracted for the target future state.

信頼度推定部17は、分割要因距離が最小となる教師データから所定の距離範囲にある教師データを第二近傍データとして抽出する(ステップS127)。所定の距離範囲は、ユーザーが任意に決定してもよいし、統計的な情報量に基づいて決定してもよい。統計的な情報量とは、例えば、教師データのXの各ベクトルの標準偏差等である。 The reliability estimation unit 17 extracts the teacher data within a predetermined distance range from the teacher data having the minimum division factor distance as the second neighborhood data (step S127). The predetermined distance range may be arbitrarily determined by the user or may be determined based on a statistical amount of information. The statistical amount of information is, for example, the standard deviation of each vector of X in the teacher data.

信頼度推定部17は、抽出した第二近傍データが所属する複数の回帰モデルの中から、対象とする将来状態を割り当てる第1回帰モデルを選択する(ステップS128)。信頼度推定部17は、例えば、第二近傍データが最も多く所属する回帰モデルを選択する。即ち、第二近傍データは、教師データの空間から第1回帰モデルに用いられる変数が分割されたものである。信頼度推定部17は、選択した第1回帰モデルに、対象とする将来状態を入力して、Yの推定値を算出する(ステップS129)。 The reliability estimation unit 17 selects a first regression model to which a target future state is assigned from a plurality of regression models to which the extracted second neighborhood data belongs (step S128). The reliability estimation unit 17 selects, for example, a regression model to which the second neighborhood data belongs most. That is, the second neighborhood data is the variable used in the first regression model divided from the space of the teacher data. The reliability estimation unit 17 inputs the target future state into the selected first regression model and calculates the estimated value of Y (step S129).

以上説明した実施形態によると、信頼度監視システム1は、電力系統21において想定される系統状態に適用される好適な回帰モデルを利用して、供給信頼度の推定を高精度に行うことができる。そして、信頼度監視システム1は、供給信頼度Yを推定する推定モデルに回帰モデルを用いることによって、推定結果と物理モデルとの関係性の説明を容易にすることができる。また、信頼度監視システム1は、推定モデル作成部16、信頼度推定部17の各処理により、作成した複数の回帰モデルを所定の誤差範囲に収めつつ、分割の処理を必要最小限に抑えることができる。 According to the embodiment described above, the reliability monitoring system 1 can estimate the supply reliability with high accuracy by using a suitable regression model applied to the system state assumed in the power system 21. .. Then, the reliability monitoring system 1 can easily explain the relationship between the estimation result and the physical model by using the regression model as the estimation model for estimating the supply reliability Y. Further, the reliability monitoring system 1 keeps a plurality of regression models created by each process of the estimation model creation unit 16 and the reliability estimation unit 17 within a predetermined error range, and minimizes the division process. Can be done.

また、信頼度監視システム1は、Xに対する距離が近い教師データが複数の回帰モデルに所属している場合でも、回帰モデル間のYの変化に寄与しかつ、Yの変化を生じさせるのにより影響が大きい変数のみで距離計算を行うことで、将来状態の回帰モデルへの割り当ての精度を向上することができる。 Further, the reliability monitoring system 1 contributes to the change of Y between the regression models and causes the change of Y even when the teacher data having a short distance to X belongs to a plurality of regression models. By calculating the distance only with variables with a large value, it is possible to improve the accuracy of allocation of future states to the regression model.

(第2の実施形態)
第1の実施形態では、推定モデル作成部16において、複数の回帰モデルを距離に基づいて分割した。第2の実施形態では、推定モデル作成部16において、複数の回帰モデルをクラスタリングにより分割する処理が異なる。以下の説明では、第1の実施形態と同一の構成については同一の名称および符号を用い、重複する説明については適宜省略する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the estimation model creation unit 16 divides a plurality of regression models based on the distance. In the second embodiment, the estimation model creation unit 16 differs in the process of dividing the plurality of regression models by clustering. In the following description, the same name and reference numeral will be used for the same configuration as that of the first embodiment, and duplicate description will be omitted as appropriate.

図13は、推定モデル作成部16により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップS201からステップS205までの処理は、第1の実施形態のステップS101からステップS105までの処理と同様に実行される。 FIG. 13 is a flowchart showing an example of the flow of processing executed by the estimation model creation unit 16. The processes from step S201 to step S205 are executed in the same manner as the processes from steps S101 to S105 of the first embodiment.

図14は、ステップS206における推定モデル作成部16により実行されるクラスタリング処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップS205で全教師データのうち、回帰誤差が閾値以上となるものが1つでも存在し、否定的な判定を得た場合、推定モデル作成部16は、所定のクラスタリング手法を用いて教師データにおいてクラスタ数を追加し、再度クラスタリングを行う(ステップS206)。 FIG. 14 is a flowchart showing an example of the flow of the clustering process executed by the estimation model creation unit 16 in step S206. When at least one of all the teacher data whose regression error is equal to or higher than the threshold value exists in step S205 and a negative judgment is obtained, the estimation model creation unit 16 uses a predetermined clustering method in the teacher data. The number of clusters is added, and clustering is performed again (step S206).

クラスタリングにおいて、推定モデル作成部16は、例えば、階層型クラスタリングと、k-means法などの非階層クラスタリングとに大別されるクラスタリング手法を用いる。推定モデル作成部16は、例えば、階層型クラスタリングを用いる場合、教師データにおいて選択される2つのデータの2点間の距離に基づいて形成されるデンドログラム(樹形図)により所定のクラスタ数に分割する。 In clustering, the estimation model creation unit 16 uses, for example, a clustering method that is roughly classified into hierarchical clustering and non-hierarchical clustering such as the k-means method. For example, when hierarchical clustering is used, the estimation model creation unit 16 has a predetermined number of clusters based on a dendrogram (tree diagram) formed based on the distance between two points of two data selected in the teacher data. To divide.

推定モデル作成部16は、教師データにおいてクラスタ数を1つ増加するクラスタリングを行う(ステップS221)。推定モデル作成部16は、クラスタリングされた各クラスタにおいて回帰モデルをそれぞれ作成する(ステップS222)。推定モデル作成部16は、例えば、全ての教師データに対して、作成した全ての回帰モデルとの距離計算を行う(ステップS223)。ここで、推定モデル作成部16は、教師データが所属するクラスタ以外のクラスタにおいて作成された回帰モデルとの距離計算も行う。 The estimation model creation unit 16 performs clustering that increases the number of clusters by one in the teacher data (step S221). The estimation model creation unit 16 creates a regression model in each clustered cluster (step S222). The estimation model creation unit 16 calculates, for example, the distance between all the teacher data and all the created regression models (step S223). Here, the estimation model creation unit 16 also calculates the distance from the regression model created in the cluster other than the cluster to which the teacher data belongs.

また、回帰モデルに対する距離には、空間における座標から回帰直線への垂線の距離、回帰誤差の絶対値等が用いられうるが、回帰誤差を最小化するという観点では、回帰誤差の絶対値を用いる方が望ましい。従って、推定モデル作成部16は、回帰モデルとの距離計算において回帰誤差の絶対値を用いる。 Further, as the distance to the regression model, the distance of the perpendicular line from the coordinates in space to the regression line, the absolute value of the regression error, etc. can be used, but from the viewpoint of minimizing the regression error, the absolute value of the regression error is used. Is preferable. Therefore, the estimation model creation unit 16 uses the absolute value of the regression error in the distance calculation with the regression model.

推定モデル作成部16は、各教師データを、各教師データについて計算した距離が最小となる回帰モデルのクラスタに割り当て直し、各教師データが所属するクラスタを更新する(ステップS224)。推定モデル作成部16は、各クラスタに所属する教師データを更新した後、再度クラスタごとに回帰モデルの更新を開始する(ステップS225)。 The estimation model creation unit 16 reassigns each teacher data to the cluster of the regression model that minimizes the calculated distance for each teacher data, and updates the cluster to which each teacher data belongs (step S224). The estimation model creation unit 16 updates the teacher data belonging to each cluster, and then starts updating the regression model again for each cluster (step S225).

推定モデル作成部16は、各回帰モデルの更新において、回帰係数の修正量が閾値未満か否かを判定する(ステップS226)。推定モデル作成部16は、ステップS226で否定的な判定を得た場合、ステップS223の処理に戻る。推定モデル作成部16は、ステップS226で肯定的な判定を得た場合、再度各クラスタの回帰モデルの回帰変数を再決定する(ステップS227)。ここで、推定モデル作成部16は、回帰変数を再決定する際に、例えば、供給信頼度(Y)に対して相関係数の高い変数を入力情報(X)から抽出する。 The estimation model creation unit 16 determines whether or not the correction amount of the regression coefficient is less than the threshold value in updating each regression model (step S226). If the estimation model creation unit 16 obtains a negative determination in step S226, the estimation model creation unit 16 returns to the process of step S223. If the estimation model creation unit 16 obtains a positive determination in step S226, the estimation model creation unit 16 redetermines the regression variables of the regression model of each cluster (step S227). Here, when redetermining the regression variable, the estimation model creation unit 16 extracts, for example, a variable having a high correlation coefficient with respect to the supply reliability (Y) from the input information (X).

推定モデル作成部16は、ステップS227の処理の後、回帰モデルの回帰変数が変更されたか否かを判定する(ステップS228)。ステップS228で否定的な見解を得た場合、本フローチャートの処理が終了となり、処理がステップS204に移行する(図13参照)。ステップS228で肯定的な見解を得た場合、処理がステップS223に移行する。ステップS223からステップS227の反復処理により、現在のクラスタ数において、回帰誤差が最小となるクラスタへの変数の割り付けが可能となる。 After the processing of step S227, the estimation model creation unit 16 determines whether or not the regression variable of the regression model has been changed (step S228). If a negative opinion is obtained in step S228, the processing of this flowchart ends, and the processing proceeds to step S204 (see FIG. 13). If a positive opinion is obtained in step S228, the process proceeds to step S223. By iterative processing from step S223 to step S227, it is possible to allocate variables to the clusters having the smallest regression error in the current number of clusters.

本実施例では回帰モデルの分割にクラスタリングを適用することで、回帰モデル間の特徴の差異を可能な限り保持した上で、所定の誤差以内となる必要最小数の回帰モデルを得ることができる。 In this embodiment, by applying clustering to the division of the regression model, it is possible to obtain the minimum required number of regression models within a predetermined error while maintaining the difference in features between the regression models as much as possible.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、信頼度監視システムが、前記電力系統において予め類型化された前記電力系統の系統状態を入力情報として、予め前記電力系統の供給信頼度を算出するオフライン解析部と、前記電力系統から取得した計測情報と、電力需要に関する情報に基づいて将来の系統状態を推定する系統状態推定部と、前記オフライン解析部に入力された前記入力情報と、前記オフライン解析部により出力された前記供給信頼度とを組み合わせた教師データに基づいて複数の回帰モデルを作成する推定モデル作成部と、前記推定モデル作成部により作成された複数の前記回帰モデルのうち、前記教師データとの回帰誤差が閾値未満の第1回帰モデルを選択し、選択した前記第1回帰モデルと前記系統状態推定部が推定した前記将来の系統状態に基づいて、将来の前記電力系統の供給信頼度を推定する信頼度推定部と、を持つことにより、電力系統において想定される系統状態に適用される好適な回帰モデルを利用して、供給信頼度の推定を高精度に行うことができる。 According to at least one embodiment described above, the reliability monitoring system calculates the supply reliability of the power system in advance by using the system state of the power system categorized in advance in the power system as input information. The analysis unit, the system state estimation unit that estimates the future system state based on the measurement information acquired from the power system and the information on the power demand, the input information input to the offline analysis unit, and the offline analysis. Of the estimation model creation unit that creates a plurality of regression models based on the teacher data combined with the supply reliability output by the unit and the plurality of regression models created by the estimation model creation unit, the teacher Select a first regression model whose regression error with the data is less than the threshold, and based on the selected first regression model and the future system state estimated by the system state estimation unit, the future supply reliability of the power system. By having a reliability estimation unit for estimating the degree, it is possible to estimate the supply reliability with high accuracy by using a suitable regression model applied to the system state assumed in the power system.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

1…信頼度監視システム、12…系統情報収集部、13…データ記憶部、13A…需要予測情報、13B…運用計画情報、13C…想定事故様相情報、13D…再生可能エネルギー電源出力予測情報、14…系統状態推定部、15…オフライン解析部、16…推定モデル作成部、17…信頼度推定部、18…制御内容計算部、19…表示部、21…電力系統、22…発電機、22a…発電機、22b…発電機、23…再生可能エネルギー電源、23a…再生可能エネルギー電源、23b…再生可能エネルギー電源、23c…再生可能エネルギー電源、23d…再生可能エネルギー電源、24…需要家、24a…需要家、25…計測装置、26…制御端末装置、31…地域集合、31a…地域集合、31b…地域集合、31c…地域集合 1 ... Reliability monitoring system, 12 ... System information collection unit, 13 ... Data storage unit, 13A ... Demand forecast information, 13B ... Operation plan information, 13C ... Assumed accident aspect information, 13D ... Renewable energy power source output forecast information, 14 ... system state estimation unit, 15 ... offline analysis unit, 16 ... estimation model creation unit, 17 ... reliability estimation unit, 18 ... control content calculation unit, 19 ... display unit, 21 ... power system, 22 ... generator, 22a ... Generator, 22b ... Generator, 23 ... Renewable energy power supply, 23a ... Renewable energy power supply, 23b ... Renewable energy power supply, 23c ... Renewable energy power supply, 23d ... Renewable energy power supply, 24 ... Consumer, 24a ... Consumer, 25 ... Measuring device, 26 ... Control terminal device, 31 ... Regional set, 31a ... Regional set, 31b ... Regional set, 31c ... Regional set

Claims (13)

電力系統において予め類型化された前記電力系統の系統状態を入力情報として、予め前記電力系統の供給信頼度を算出するオフライン解析部と、
前記電力系統から取得した計測情報と、電力需要に関する情報に基づいて将来の系統状態を推定する系統状態推定部と、
前記オフライン解析部に入力された前記入力情報と、前記オフライン解析部により出力された前記供給信頼度とを組み合わせた教師データに基づいて複数の回帰モデルを作成する推定モデル作成部と、
前記推定モデル作成部により作成された複数の前記回帰モデルのうち、前記教師データとの回帰誤差が閾値未満となる第1回帰モデルを選択し、選択した前記第1回帰モデルと前記系統状態推定部により推定された前記将来の系統状態に基づいて、将来の前記電力系統の供給信頼度を推定する信頼度推定部と、を備える、
信頼度監視システム。
An offline analysis unit that calculates the supply reliability of the power system in advance by using the system state of the power system categorized in advance in the power system as input information.
A system state estimation unit that estimates the future system state based on the measurement information acquired from the power system and information on the power demand,
An estimation model creation unit that creates a plurality of regression models based on teacher data that combines the input information input to the offline analysis unit and the supply reliability output by the offline analysis unit.
Among the plurality of regression models created by the estimation model creation unit, the first regression model in which the regression error with the teacher data is less than the threshold is selected, and the selected first regression model and the systematic state estimation unit are selected. A reliability estimation unit that estimates the supply reliability of the power system in the future based on the future system state estimated by
Reliability monitoring system.
前記推定モデル作成部は、作成した一つの回帰モデルにおいて、前記教師データに基づいて前記回帰誤差を算出し、算出された前記回帰誤差が所定の閾値未満となるように前記一つの回帰モデルから他の回帰モデルを作成することを繰り返して前記複数の回帰モデルを作成し、
前記信頼度推定部は、前記推定モデル作成部により作成された前記複数の回帰モデルにおいて、前記教師データと前記将来の系統状態との空間上の距離を算出し、算出した前記距離に基づいて前記複数の回帰モデルの中から前記距離が最小となる前記第1回帰モデルを選択する、
請求項1に記載の信頼度監視システム。
The estimation model creating unit calculates the regression error based on the teacher data in the created regression model, and from the one regression model so that the calculated regression error is less than a predetermined threshold value. By repeating the process of creating the regression model of the above, the plurality of regression models are created.
The reliability estimation unit calculates the spatial distance between the teacher data and the future system state in the plurality of regression models created by the estimation model creation unit, and the calculation is based on the calculated distance. The first regression model that minimizes the distance is selected from a plurality of regression models.
The reliability monitoring system according to claim 1.
前記推定モデル作成部は、前記他の回帰モデルを作成する過程において、前記教師データと前記将来の系統状態との前記距離に基づいて、前記教師データから回帰誤差が正側に前記閾値を超える正側逸脱教師データと、前記教師データのうち回帰誤差が負側に前記閾値を超える負側逸脱教師データをそれぞれ抽出し、前記正側逸脱教師データと前記負側逸脱教師データとに基づいて、回帰モデルをそれぞれ作成することで前記複数の回帰モデルを作成する、
請求項2に記載の信頼度監視システム。
In the process of creating the other regression model, the estimation model creation unit positively exceeds the threshold value on the positive side of the regression error from the teacher data based on the distance between the teacher data and the future system state. The side deviation teacher data and the negative side deviation teacher data whose regression error exceeds the threshold on the negative side of the teacher data are extracted, respectively, and regression is performed based on the positive side deviation teacher data and the negative side deviation teacher data. By creating each model, the plurality of regression models are created.
The reliability monitoring system according to claim 2.
前記推定モデル作成部は、前記複数の回帰モデルを作成する際、前記教師データに関して所定のクラスタリング手法に基づいてクラスタリングを行い、クラスタリングされたクラスタごとに回帰モデルを作成する、
請求項1に記載の信頼度監視システム。
When creating the plurality of regression models, the estimation model creation unit clusters the teacher data based on a predetermined clustering method, and creates a regression model for each clustered cluster.
The reliability monitoring system according to claim 1.
前記推定モデル作成部は、前記教師データと前記複数の回帰モデルとの距離に基づいて、前記教師データを、計算した前記距離が最小となる回帰モデルが属するクラスタに割り当て直す、
請求項4に記載の信頼度監視システム。
Based on the distance between the teacher data and the plurality of regression models, the estimation model creation unit reassigns the teacher data to the cluster to which the calculated regression model with the minimum distance belongs.
The reliability monitoring system according to claim 4.
電力系統において予め類型化された前記電力系統の系統状態を入力情報として、予め前記電力系統の供給信頼度を算出するオフライン解析部と、
前記電力系統から取得した計測情報と、電力需要に関する情報に基づいて将来の系統状態を推定する系統状態推定部と、
前記オフライン解析部に入力された前記入力情報と、前記オフライン解析部により出力された前記供給信頼度とを組み合わせた教師データに基づいて複数の回帰モデルを作成する推定モデル作成部と、
前記将来の系統状態を表す前記教師データの近傍のデータを前記教師データとの距離に基づいて抽出し、抽出したデータの中から、前記入力情報の変化と前記供給信頼度の変化との関係から導かれる感度に基づいて、前記入力情報の中から前記感度が所定の閾値を超える変数を抽出し、抽出した変数に基づいて前記複数の回帰モデルの中から第1回帰モデルを選択し、選択した前記第1回帰モデルと前記系統状態推定部により推定された前記将来の系統状態に基づいて、将来の前記電力系統の供給信頼度を推定する信頼度推定部と、を備える、
信頼度監視システム。
An offline analysis unit that calculates the supply reliability of the power system in advance by using the system state of the power system categorized in advance in the power system as input information.
A system state estimation unit that estimates the future system state based on the measurement information acquired from the power system and information on the power demand,
An estimation model creation unit that creates a plurality of regression models based on teacher data that combines the input information input to the offline analysis unit and the supply reliability output by the offline analysis unit.
Data in the vicinity of the teacher data representing the future system state is extracted based on the distance from the teacher data, and from the extracted data, from the relationship between the change in the input information and the change in the supply reliability. Based on the derived sensitivity, a variable whose sensitivity exceeds a predetermined threshold is extracted from the input information, and a first regression model is selected from the plurality of regression models based on the extracted variable and selected. It includes the first regression model and a reliability estimation unit that estimates the supply reliability of the power system in the future based on the future system state estimated by the system state estimation unit.
Reliability monitoring system.
前記信頼度推定部は、前記第1回帰モデルを選択する際に、前記複数の回帰モデルにおいて、前記教師データと前記複数の前記将来の系統状態との空間上の距離に基づいて、前記教師データの中から、前記将来の前記電力系統の系統状態に対する回帰誤差が所定範囲に存在する第一近傍データを抽出し、前記第一近傍データが複数の回帰モデルに所属する場合は、前記複数の回帰モデルのそれぞれに所属する前記第一近傍データに含まれるデータの組み合わせに基づいて、前記入力情報の変化と前記供給信頼度の変化との関係から導かれる感度を分析し、前記入力情報の中から前記感度が所定の閾値を超える変数を抽出し、抽出した変数に基づいて前記第1回帰モデルを選択する、
請求項2から6のうちいずれか1項に記載の信頼度監視システム。
When selecting the first regression model, the reliability estimation unit determines the teacher data based on the spatial distance between the teacher data and the plurality of future system states in the plurality of regression models. When the first neighborhood data in which the regression error for the system state of the power system in the future exists in a predetermined range is extracted from the data, and the first neighborhood data belongs to a plurality of regression models, the plurality of regressions are performed. Based on the combination of data included in the first neighborhood data belonging to each of the models, the sensitivity derived from the relationship between the change in the input information and the change in the supply reliability is analyzed, and the sensitivity derived from the input information is analyzed. A variable whose sensitivity exceeds a predetermined threshold is extracted, and the first regression model is selected based on the extracted variable.
The reliability monitoring system according to any one of claims 2 to 6.
前記信頼度推定部は、前記変数を用いて前記教師データと前記将来の系統状態との距離を分割要因距離として計算し、前記分割要因距離が閾値未満である教師データを第二近傍データとして抽出し、第二近傍データが最も多く所属する回帰モデルを前記第1回帰モデルとして選択する、
請求項7に記載の信頼度監視システム。
The reliability estimation unit calculates the distance between the teacher data and the future system state as the division factor distance using the variable, and extracts the teacher data in which the division factor distance is less than the threshold as the second neighborhood data. Then, the regression model to which the second neighborhood data belongs most is selected as the first regression model.
The reliability monitoring system according to claim 7.
前記信頼度推定部は、前記入力情報の変化に対する前記供給信頼度の変化を第一感度とし、前記第一感度が所定値以上の前記入力情報を分割要因変数とし、前記第一感度が所定値未満である前記入力情報を除外した上で、前記供給信頼度の変化に対する前記入力情報の変化を第二感度として算出し、前記第二感度が所定値以上の前記入力情報を分割要因変数とし、前記分割要因変数に基づいて、前記距離の計算を行う、
請求項8に記載の信頼度監視システム。
The reliability estimation unit uses the change in supply reliability with respect to the change in input information as the first sensitivity, the input information having the first sensitivity of a predetermined value or more as a division factor variable, and the first sensitivity as a predetermined value. After excluding the input information that is less than, the change of the input information with respect to the change of the supply reliability is calculated as the second sensitivity, and the input information whose second sensitivity is equal to or more than a predetermined value is used as a division factor variable. The distance is calculated based on the division factor variable.
The reliability monitoring system according to claim 8.
コンピュータが、
電力系統において予め類型化された前記電力系統の系統状態を入力情報として、予め前記電力系統の供給信頼度を算出し、
前記電力系統から取得した計測情報と、電力需要に関する情報に基づいて将来の系統状態を推定し、
前記入力情報と、算出した前記供給信頼度とを組み合わせた教師データに基づいて複数の回帰モデルを作成し、
作成した複数の前記回帰モデルのうち、前記教師データとの回帰誤差が閾値未満の第1回帰モデルを選択し、
選択した前記第1回帰モデルと推定した前記将来の系統状態に基づいて、将来の前記電力系統の供給信頼度を推定する、
信頼度評価方法。
The computer
The supply reliability of the power system is calculated in advance by using the system state of the power system categorized in advance in the power system as input information.
The future system state is estimated based on the measurement information acquired from the power system and the information on the power demand.
A plurality of regression models are created based on the teacher data that combines the input information and the calculated supply reliability.
From the plurality of created regression models, the first regression model whose regression error with the teacher data is less than the threshold value is selected.
The supply reliability of the future power system is estimated based on the selected future system state estimated as the first regression model.
Reliability evaluation method.
コンピュータに、
電力系統において予め類型化された前記電力系統の系統状態を入力情報として、予め前記電力系統の供給信頼度を算出させ、
前記電力系統から取得させた計測情報と、電力需要に関する情報に基づいて将来の系統状態を推定させ、
前記入力情報と、算出させた前記供給信頼度とを組み合わせた教師データに基づいて複数の回帰モデルを作成させ、
作成させた複数の前記回帰モデルのうち、前記教師データとの回帰誤差が閾値未満の第1回帰モデルを選択させ、
選択させた前記第1回帰モデルと推定させた前記将来の系統状態に基づいて、将来の前記電力系統の供給信頼度を推定させる、
プログラム。
On the computer
Using the system state of the power system categorized in advance in the power system as input information, the supply reliability of the power system is calculated in advance.
The future system state is estimated based on the measurement information acquired from the power system and the information on the power demand.
A plurality of regression models are created based on the teacher data that combines the input information and the calculated supply reliability.
From the plurality of the regression models created, the first regression model whose regression error with the teacher data is less than the threshold value is selected.
The supply reliability of the future power system is estimated based on the future system state estimated as the first regression model selected.
program.
コンピュータが、
電力系統において予め類型化された前記電力系統の系統状態を入力情報として、予め前記電力系統の供給信頼度を算出し、
前記電力系統から取得した計測情報と、電力需要に関する情報に基づいて将来の系統状態を推定し、
前記入力情報と、算出した前記供給信頼度とを組み合わせた教師データに基づいて複数の回帰モデルを作成し、
前記将来の系統状態を表す前記教師データの近傍のデータを前記教師データとの距離に基づいて抽出し、
抽出したデータの中から、前記入力情報の変化と前記供給信頼度の変化との関係から導かれる感度に基づいて、前記入力情報の中から前記感度が所定の閾値を超える変数を抽出し、
抽出した変数に基づいて前記複数の回帰モデルの中から第1回帰モデルを選択し、
選択した前記第1回帰モデルと推定した前記将来の系統状態に基づいて、将来の前記電力系統の供給信頼度を推定する、
信頼度評価方法。
The computer
The supply reliability of the power system is calculated in advance by using the system state of the power system categorized in advance in the power system as input information.
The future system state is estimated based on the measurement information acquired from the power system and the information on the power demand.
A plurality of regression models are created based on the teacher data that combines the input information and the calculated supply reliability.
Data in the vicinity of the teacher data representing the future systematic state is extracted based on the distance from the teacher data.
From the extracted data, a variable whose sensitivity exceeds a predetermined threshold is extracted from the input information based on the sensitivity derived from the relationship between the change in the input information and the change in the supply reliability.
The first regression model is selected from the plurality of regression models based on the extracted variables.
The supply reliability of the future power system is estimated based on the selected future system state estimated as the first regression model.
Reliability evaluation method.
コンピュータに、
電力系統において予め類型化された前記電力系統の系統状態を入力情報として、予め前記電力系統の供給信頼度を算出させ、
前記電力系統から取得した計測情報と、電力需要に関する情報に基づいて将来の系統状態を推定させ、
前記入力情報と、算出させた前記供給信頼度とを組み合わせた教師データに基づいて複数の回帰モデルを作成させ、
前記将来の系統状態を表す前記教師データの近傍のデータを前記教師データとの距離に基づいて抽出させ、
抽出させたデータの中から、前記入力情報の変化と前記供給信頼度の変化との関係から導かれる感度に基づいて、前記入力情報の中から前記感度が所定の閾値を超える変数を抽出させ、
抽出させた変数に基づいて前記複数の回帰モデルの中から第1回帰モデルを選択させ、
選択させた前記第1回帰モデルと推定した前記将来の系統状態に基づいて、将来の前記電力系統の供給信頼度を推定させる、
プログラム。
On the computer
Using the system state of the power system categorized in advance in the power system as input information, the supply reliability of the power system is calculated in advance.
The future system state is estimated based on the measurement information acquired from the power system and the information on the power demand.
A plurality of regression models are created based on the teacher data that combines the input information and the calculated supply reliability.
Data in the vicinity of the teacher data representing the future systematic state is extracted based on the distance from the teacher data.
From the extracted data, a variable whose sensitivity exceeds a predetermined threshold is extracted from the input information based on the sensitivity derived from the relationship between the change in the input information and the change in the supply reliability.
The first regression model is selected from the plurality of regression models based on the extracted variables.
The supply reliability of the future power system is estimated based on the future system state estimated as the first regression model selected.
program.
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