JP7480523B2 - 状態推定装置、状態推定プログラム、状態推定方法 - Google Patents
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Description
<<<情報処理装置10の構成>>>
図1は、本発明の一実施形態である情報処理装置10の構成を示す図である。情報処理装置10は、例えば、図2に示す電力系統30後述の状態を推定する装置であり、CPU(Central Processing Unit)20、メモリ21、記憶装置22、入力装置23、表示装置24、及び通信装置25を含むコンピュータである。なお、情報処理装置10は、「状態推定装置」に相当する。
図2は、情報処理装置10が状態推定を行う電力系統30の一例を示す図である。電力系統30は、例えば、6.6kV系の配電線系統であり、変圧器40、配電線41、ノードN1~N4、各センサ付き開閉器S1~S2を含む。各センサ付き開閉器S1、S2は、電力系統30の一つの区間31の両端部に配置される。センサ付き開閉器S1、S2は、配電線41のこれは電圧および電流、または電圧および潮流を計測する計測器である。なお、一般的な電力系統には、他にも配電線、需要家、センサ等が含まれているが、便宜上、ここでは簡素化した電力系統30を一例として図示している。また以下では、センサ付き開閉器S1、S2によって測定された電圧および電流、または電圧および潮流を、包括的に「潮流測定値」または「潮流の測定値」と称する。
図3は、情報処理装置10の第1実施形態である、情報処理装置10の機能ブロック等を示す図である。情報処理装置10の記憶装置22には、系統モデル60が記憶されている。また、CPU20が所定のプログラムを実行することにより、情報処理装置10には、状態推定部70が実現される。
状態推定部70は、各センサ付き開閉器S1、S2より取得した潮流測定値を用いて、電力系統30の状態を推定する機能、すなわち状態推定処理機能を備える。状態推定部70は、取得部71、合計負荷定義部72、推定処理部73、立式部74、及び状態取得部75を備える。
情報処理装置10の実行する状態推定処理の具体例として、電力系統30の区間31における状態推定処理について、図4の処理フローを用いて説明する。状態推定処理においては、ある時刻tにおけるノードN1~N4それぞれの負荷推定値を取得する。ノードN1~N4それぞれにおける負荷電力推定値(状態値)は、(1)式のように表され、ノードN1~N4の有効電力及び無効電力を推定することにより得られる。以下の状態推定処理では、ノードN1~N4において推定すべき状態値を、状態値ベクトルとして(2A)式に定義し、この状態値ベクトルを取得することを目的とする。状態値ベクトルは(2A)式に示すように、ノードN1~N4それぞれにおける有効電力及び無効電力を要素として持つ。
本実施形態による電力系統30(図1)に対し、従来技術を適用した場合の課題について以下に説明する。取得すべき状態値ベクトル、及び、時刻tにおけるセンサ付き開閉器S1、S2の潮流測定値より得られる測定値ベクトルは、(11)式、(12)式のように表される。これらは、(2A)式及び(2B)式と同様である。
従来技術と異なり、本実施形態の情報処理装置10においては、行列Mを用いて潮流方程式を立式し、合計値ベクトルを求めている。その結果として状態値ベクトルを得ている。合計値ベクトルの次元数は2であるため、本実施形態の情報処理装置10では、解を一意に得ることができる。センサ数が少ない場合や、一部のセンサからの測定値が得られなかった場合などにおいても、状態値を可観測化し、常に解を安定して得ることができる。また、負荷修正型の状態推定手法においても、解が一意に得られる。そのため、変換行列Mが一定とした場合、測定値に大きな変化がない場合には、状態値には時刻間での大きな変動が起きない。また従来の状態推定手法と異なり、本発明では、変換行列の作成のみが追加され、状態推定自体の処理は大きく変化しない。そのため、状態推定を行うために、各時間断面での潮流計算を複数回行い、収束計算を行うような処理が発生せず、状態推定を行うためのシステム管理・保守が容易である。
20 CPU
21 メモリ
22 記憶装置
23 入力装置
24 表示装置
25 通信装置
30 電力系統
40 変圧器
41 配電線
60 系統モデル
70 状態推定部
S1~S2 センサ付き開閉器
Claims (6)
- 配電系統において、複数のノードと接続した区間における状態推定を行う状態推定装置であって、
前記区間における潮流測定値を取得する取得部と、
前記複数のノードにおける各負荷の合計値に対する相対量を推定し、前記複数のノードにおける各重み量として取得する推定処理部と、
前記各重み量及び前記潮流測定値を用いて、前記合計値に関する潮流方程式を立式する立式部と、
前記潮流方程式の解を得ることにより前記合計値を求め、前記各重み量を用いて前記合計値を分配することにより、前記複数のノードにおける各状態値を取得する状態取得部と、を備えることを特徴とする状態推定装置。 - 前記推定処理部は、
前記複数のノードそれぞれにおける前記各重み量を、前記複数のノードそれぞれに接続される設備の設備容量に比例するように計算する処理、を実行する請求項1に記載の状態推定装置。 - 前記推定処理部は、
前記複数のノードそれぞれにおける前記各重み量を、前記複数のノードのうち隣接するノードとの間の線路長に比例するように計算する処理、を実行する請求項1に記載の状態推定装置。 - 前記潮流方程式は、以下の数式として表される請求項1から3のいずれかに記載の状態推定装置。
- 配電系統において、複数のノードと接続した区間における状態推定を行う方法であって、
前記区間における潮流測定値を取得する処理と、
前記複数のノードにおける各負荷の合計値に対する相対量を推定し、前記複数のノードにおける各重み量として取得する処理と、
前記各重み量及び前記潮流測定値を用いて、前記合計値に関する潮流方程式を立式する処理と、
前記潮流方程式の解を得ることにより前記合計値を求め、前記合計値及び前記各重み量を用いて前記複数のノードにおける各状態値を取得する処理と、を含む状態推定方法。 - 配電系統において、複数のノードと接続した区間における状態推定を行うプログラムであって、
前記区間における潮流測定値を取得する処理と、
前記複数のノードにおける各負荷の合計値に対する相対量を推定し、前記複数のノードにおける各重み量として取得する推定処理と、
前記各重み量及び前記潮流測定値を用いて、前記合計値に関する潮流方程式を立式する処理と、
前記潮流方程式の解を得ることにより前記合計値を求め、前記各重み量を用いて前記合計値を分配することにより、前記複数のノードにおける各状態値を取得する処理と、をコンピュータに実行させる状態推定プログラム。
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