JPH05161265A - 電力系統監視装置 - Google Patents

電力系統監視装置

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JPH05161265A
JPH05161265A JP3339668A JP33966891A JPH05161265A JP H05161265 A JPH05161265 A JP H05161265A JP 3339668 A JP3339668 A JP 3339668A JP 33966891 A JP33966891 A JP 33966891A JP H05161265 A JPH05161265 A JP H05161265A
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JP
Japan
Prior art keywords
power system
stability
data
state
time
Prior art date
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Pending
Application number
JP3339668A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Tanomura
顕一 田能村
Kazuya Komata
和也 小俣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH05161265A publication Critical patent/JPH05161265A/ja
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    • Y04S10/54

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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電力系統監視装置において、計算時間を短縮
し、かつ精度の高い安定度計算を可能とする。 【構成】 電力系統からの各種状態量を系統状態量収集
部10にて収集し、系統状態量特徴抽出部11にて電気量及
び周波数を周波数分析し、その周波数成分を抽出する。
生体の神経回路網を模擬した演算モデルに前記した抽出
部で得られた特定周波数成分の時系列データを入力して
安定度判定12をさせ、その結果を出力部13に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電力系統の接続状態や
時々刻々と変化する系統状態量(例えば2つの系統を連
系する連系線の潮流)を入力として取り込み、それらの
入力に基づいて電力系統の安定度を判定し、系統を安定
に運用するための安定度判定結果を出力する電力系統監
視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電力系統監視装置は、予め予測さ
れる電力系統の接続状態や需給状況から、電力系統が不
安定となる系統状態量の値(以下、安定限界値という)
をオフラインで計算しておき、時々刻々と入力される系
統状態量と安定限界値とを比較して安定度の判定を行な
う方式である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】安定限界値は電力系統
の需給状況や接続状態により変化するため、安定度判定
を精度良く行なうためには、電力系統の需給状況や接続
状態の変化に対してオンラインで安定限界値を求める必
要がある。しかし、安定限界値をオンラインで求めるた
めには、計算時間を短縮するために簡略化した系統モデ
ルを用いることとなり、計算精度が落ちる。又、計算精
度を向上させるために詳細な系統モデルを用いて計算す
ると計算時間が増加するため、従来の装置では大規模な
電力系統において、高速で高精度な系統安定度判定をす
ることは不可能であった。近年では電力系統の大規模化
に伴ない、電力系統の運用において安定な電力供給を行
なうために、オンラインでかつ精度の良い安定度判定を
行なう必要性が増大してきた。本発明は上記事情に鑑み
てなされたものであり、計算時間を短縮し、かつ精度の
高い安定度演算の可能な電力系統監視装置を提供するこ
とを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】図1は本発明が適用され
ている電力系統監視装置の構成を示す図であり、同図に
おいて、1は電力系統監視装置である。電力系統監視装
置は電力系統4から時々刻々と変化する系統状態量を収
集する系統状態量収集部10、系統状態量収集部10で収集
された系統状態量を入力とし、それらを基に系統状態量
の特徴を抽出する系統状態量特徴抽出部11、系統状態量
特徴抽出部11で抽出した特徴データを入力とし、それら
を基にニューラルネットワークにより安定度判定演算を
行ない、安定度を判定する安定度判定部12、及び安定度
判定部12で判定された安定度判定結果を出力する判定結
果出力部13から構成される。更に、安定度判定部12は入
力された系統状態量の特徴データを記憶する特徴データ
記憶部12a と記憶された至近時点の所定の個数の時系列
データを入力としてニューラルネットワークにより安定
度判定演算を行なう安定度判定演算部12b から構成され
る。2は判定結果出力部13の出力を受け取り、電力系統
4を安定に維持するための制御指令を出力する制御指令
部、3は制御指令部2の指令を受けて、電力系統を制御
する電力系統制御部である。
【0005】
【作用】ここで、作用説明の前にニューラルネットワー
クについて簡単に説明する。ニューラルネットワーク
は、生体系の神経回路網を計算機上に実現したものとい
える。これまでにいろいろな構造のニューラルネットワ
ークが提案されているが、層状ネットワークはパターン
認識に優れ、非層状ネットワークは最適化問題に向いて
いるという特徴がある。今回の問題に対して適している
層状ニューラルネットワークは学習データを用いた学習
を通して、その構造を変化させ、学習データ以外の入力
データに対しても妥当な結果を出力する。図2に3層の
ニューラルネットワークを示す。各層は上から、出力層
L1 ,中間層L2 ,入力層L3 と呼ばれ、各層のノード
(以下ニューロンという)の数は対象とする問題に応じ
て決定される。各ニューロンの数学モデルは図3のよう
になる。1つのニューロンにはn個の入力があり、これ
らの入力からニューロンjの出力Vj は次式で与えられ
る。 Vj =fj {Σ(wiji )−θj +Ij } ………(1) i≠j ここで、wijは各入力に対する重み、θj はしきい値、
j は外部入力、fj はニューロン特性と呼ばれる非線
形関数である。学習データとして入力値とその結果の出
力値の組を考える。初期状態ではニューラルネットワー
クの各ニューロンに対する重み,しきい値は適当な値が
設定されている。この入力データをニューラルネットワ
ークに入力すると、何らかの値が出力層から出力され
る。この出力値は学習データの出力値とは異なってい
る。そこで、この両者が一致するように、重み,しきい
値を変更する。この手法として、Rumelhart によるバッ
クプロパゲーションが挙げられる。このように多数の学
習データを用いてニューラルネットワークを学習させる
ことにより、学習データと異なる入力に対しても、ニュ
ーラルネットワークは妥当な値を出力する。以下に本発
明の作用を図1を用いて説明する。電力系統4で時々刻
々と変化する系統状態量は系統状態量収集部10で収集さ
れ、収集された系統状態量は系統状態量特徴抽出部11に
入力され、系統状態量特徴抽出部11から出力される系統
状態量の特徴データは、特徴データ記憶部12a に記憶さ
れる。その際、記憶される状態量が所定の個数を越える
場合、記憶されている最も古い状態量を消去し新しい状
態量を記憶する。系統状態量記憶部12a に記憶された至
近時点の所定の個数の時系列データは安定度判定演算部
12b に入力され、前記のニューラルネットワークにより
安定度判定が行なわれて、判定結果は判定結果出力部13
に出力される。更に判定結果は制御指令部2へ送られ、
電力系統を安定に維持するための制御指令が制御指令部
2から電力系統制御部3へ送られる。
【0006】
【実施例】以下、実施例を説明する。図4は本発明によ
る電力系統監視装置の一実施例の構成図であり、本装置
は連系線6の潮流を検出し、電力系統Aと電力系統Bの
間の安定度判定を行なう装置である。図1において、1
は本発明による電力系統監視装置であり、10は時々刻々
と変化する系統状態量(連系線6の潮流)を検出し収集
する系統状態量収集部、11は収集された電力状態量を入
力とし、連系線潮流の周波数分析を行ない、予め指定さ
れた周波数の連系線潮流成分の波高値(以下、連系線潮
流の特徴データという)を出力する系統状態量特徴抽出
部、12は抽出された連系線潮流の特徴データを時系列デ
ータとして記憶し、記憶した連系線潮流の時系列特徴デ
ータを入力データとして安定度の判定を行なう安定度判
定部である。安定度判定部12は入力された連系線潮流の
特徴データを記憶する特徴データ記憶部12a と、記憶さ
れた至近時点の所定の個数の時系列データを入力として
ニューラルネットワークにより安定度判定演算を行なう
安定度判定演算部12b から構成される。13は安定度判定
部12で判定された安定度判定結果を出力する判定結果出
力部であり、7は監視員を示す。
【0007】図5は連系線データの検出例を示す図であ
る。図5に示すように電力系統からΔtの時間間隔で検
出された連系線潮流データは、系統状態量収集部10でt
0 〜t0 +Tまで収集され、一定時間間隔Tで収集され
た連系線潮流データは系統状態量特徴抽出部11に入力さ
れる。系統状態量特徴抽出部11に入力された連系線潮流
データは、サンプリング時間Δt,データ検出時間Tで
周波数分析され、続いてΔt後には、時刻t0 +Δt〜
0 +Δt+Tまでの連系線潮流データが周波数分析さ
れ、この周波数分析はΔtの時間間隔で順次行なわれ、
図6に示すように予め設定された周波数成分fi の波高
値が連系線潮流の特徴データとして、時間間隔Δtで出
力される。連系線潮流の特徴データは図7に示すような
時間間隔Δtの時系列の形で特徴データ記憶部12a に記
憶される。その際、記憶される連系線潮流の特徴データ
がn個を越える場合、記憶されている最も古い時刻T
1-n Δtの連系線潮流の特徴データを消去し、時刻T1
に検出された連系線潮流の特徴データを記憶する。特徴
データ記憶部12a に記憶された至近時点T1-(n-1) Δt
〜T1のn個の時系列データは安定度判定演算部12b に
入力される。
【0008】図8は本発明で安定度判定演算部12b に使
用する3層ニューラルネットワークの構造を示す図であ
る。同図におてニューラルネットワークの入力層は特徴
データ記憶部12a に記憶されたn個の時系列データに対
応するn個のニューロン、出力層は系統の安定度が安定
なら1,不安定なら0を出力する1個のニューロンから
なる。特徴データ記憶部12a に記憶された至近時点T
1-(n-1) Δt〜T1 のn個の時系列データはこのニュー
ラルネットワークの入力層L3 に入力され、入力層L
3,中間層L2 及び出力層L1 のニューロンの出力は、
前記入力データ又は前層ニューロンの出力を用いて、
(1) 式より計算される。出力層L1 ニューロンの出力Y
は理想状態では、安定なら1,不安定なら0の値をとる
が、実際には出力Yは多少の判定誤差を含んでいるた
め、出力層ニューロンの出力Yは0〜1の間の連続値を
とる。この結果は判定結果出力部13へ送られ、判定結果
出力部13は安定度判定演算部12b の出力を用いて、以下
のように判定誤差を考慮した上で安定度判定結果を判定
結果表示装置5に出力する。 Dmax ≦Y≦1であれば安定 Dmin <Y<Dmax であれば判定不可 0 ≦Y≦Dmin であれば不安定 ここで、Dmax は判定結果の判定誤差範囲の上限値、D
minは下限値を表す。
【0009】次にニューラルネットワークの学習方法に
ついて以下に説明する。学習データの収集手段として、
監視対象となる電力系統のモデルを用いて安定度計算を
行なう。学習データは安定度計算結果として得られる対
象連系線潮流値をΔtの時間間隔でn個のデータと、こ
のときの電力系統の安定度が安定であれば1,不安定で
あれば0を示す教示信号からなり、これを事故点や事故
モードを変えて複数のケースの学習データを収集する。
以上の流れを図9に従って説明する。まず、ステップS1
で電力系統の条件,事故点及び事故モードを設定する。
ステップS1で設定された条件にて安定度計算を行ない
(ステップS2)、対象連系線潮流データをサンプリング
時間Δt,一定時間間隔Tで周波数分析し(ステップS
3)、予め設定された周波数成分fi の波高値を、連系
線潮流の特徴データとして時間間隔Δtの時系列でn個
抽出し(ステップS4)、安定度計算結果が安定であれば
教示信号として1を(ステップS5)、不安定であれば0
を与える(ステップS6)。ステップS4で得られたn個の
時系列の連系線潮流特徴データと、ステップS5,S6で得
られた結果を併せて1つの学習データとして登録する
(ステップS7)。続いて学習データを作成するのであれ
ばステップS1〜ステップS7を繰り返す。
【0010】以上のようにして収集した学習データの連
系線潮流特徴データをニューラルネットワークの入力デ
ータとし、安定又は不安定を示すデータを教示信号とし
て与え、バックプロパゲーション法によりニューラルネ
ットワークの結合重みやしきい値を変えて、全ての学習
ケースに対してニューラルネットワークの出力と教示信
号が許容誤差範囲内に収束するまで繰り返し学習を行な
う。以上に述べた方法により、十分な精度を有する系統
監視安定度判定用ニューラルネットワークを構築でき
る。上記実施例による電力系統監視装置は、系統状態量
の特徴抽出を行なうこと、及び(1) 式に示すような簡単
な演算で安定度判定を行なうので、高精度で高速な安定
度判定が可能となり、時々刻々と変化する系統状態量に
対し、オンラインでかつ高精度な安定度判定ができる電
力系統監視装置を実現できる。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば時
々刻々と変化する系統状態量に対し、系統状態量の特徴
抽出を行なうこと、及び従来の複雑な安定度判定計算が
ニューラルネットワークの簡単な計算に置き変えられる
ことで、安定度判定の精度向上、及び計算時間が短縮さ
れ、オンラインでの安定度判定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電力系統監視装置の構成を示す
図。
【図2】ニューラルネットワークの一般的構成を示す
図。
【図3】ニューロンの数学モデルを説明する図。
【図4】本発明による電力系統監視装置の一実施例の構
成を示す図。
【図5】電力系統の連系線潮流データの検出例と連系線
潮流データの周波数分析結果例を示す図。
【図6】連系線潮流データの周波数成分fi の時間的な
変化例を示す図。
【図7】電力系統の連系線潮流の特徴データの記憶例を
示す図。
【図8】本発明で用いているニューラルネットワークの
構成例を示す図。
【図9】ニューラルネットワークの学習データを収集す
る方法を示す図。
【符号の説明】
1 電力系統監視装置 2 制御指令部 3 電力系統制御部 4 電力系統 5 判定結果表示部 6 連系線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力系統の接続状態や時々刻々と変化す
    る電力系統の状態量である母線電圧、連系線潮流などを
    時系列データとして取り込み、それらの入力に基づい
    て、電力系統の状態が安定か否かの度合いを判定し、電
    力系統を安定に運用するための安定度判定結果を出力す
    る電力系統監視装置において、電力系統の状態を表す電
    気量及び周波数を周波数分析し、その周波数成分を抽出
    する特徴抽出部と、前記特徴抽出部で得られる電力系統
    の状態を表す電気量及び周波数の特定周波数成分の時系
    列データを入力とし、安定度判定結果を出力とする生体
    の神経回路網を模擬した演算処理モデルからなる安定度
    判定部とを備えたことを特徴とする電力系統監視装置。
JP3339668A 1991-11-28 1991-11-28 電力系統監視装置 Pending JPH05161265A (ja)

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JP3339668A JPH05161265A (ja) 1991-11-28 1991-11-28 電力系統監視装置

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JP3339668A JPH05161265A (ja) 1991-11-28 1991-11-28 電力系統監視装置

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JPH05161265A true JPH05161265A (ja) 1993-06-25

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ID=18329678

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110007232A (zh) * 2019-05-23 2019-07-12 广东工业大学 一种鼠笼式异步电机运行效率的预测方法及相关装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110007232A (zh) * 2019-05-23 2019-07-12 广东工业大学 一种鼠笼式异步电机运行效率的预测方法及相关装置
CN110007232B (zh) * 2019-05-23 2021-09-03 广东工业大学 一种鼠笼式异步电机运行效率的预测方法及相关装置

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