JPH067729B2

JPH067729B2 - 電力系統復旧装置

Info

Publication number: JPH067729B2
Application number: JP57033590A
Authority: JP
Inventors: 敏明坂口; 啓之亮松本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-03-02
Filing date: 1982-03-02
Publication date: 1994-01-26
Anticipated expiration: 2009-01-26
Also published as: JPS58151830A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、電力系統の故障後の復旧を自動化する装置
に関する。

電力計の解析、復旧をディジタル計算機を用いて自動的
に行う方法は従来においても存在したが、それは解析学
に基づく方法論であった。解析学的方法論は、予め幾つ
かの定量的モデルを用意しておき、電力系統の諸量が定
量的モデルのいづれかに合致したときには計算機を使っ
て数値計算、論理演算を行い電力系統の諸問題を取扱う
ものである。この方法論は広汎に応用されている。

しかし、近年電力系統が大規模化かつ複雑化するにつれ
て定量的モデルが明確には決定できない場合とか、モデ
ルが明確であっても解空間が広くて探索に長時間を要す
る場合とか、従来の解析学的手法では取扱うことが困難
な場合が生じて来た。また、従来の方法では、電力設備
の増設，改良等による系統の一部変更があったときは、
プログラム全体を作り直し且つプログラムが誤りなく作
成されたことを点検しなければならず、この作業は厖大
なものに達していた。更には、従来の方法で復旧を行っ
た後に、計算機で実行したことをタイプライタ打ち出し
たものは、数値計算，論理演算の結果を示すものである
が、系統でどのような故障が生じそれをどのような手順
で復旧したのかが読みとりにくく操作員にとって理解し
難いものであったので、操作員にとって理解し易い求解
法が求められていた。

以下図面に則して従来の電力系統復旧装置を説明する。
従来計算機を用いて電力系統の復旧を自動化する装置と
して第１図に示すものがあった。図において１は電力系
統もしくはその一部、２は電力系統１から計測された潮
流，電圧，電流などの数値データと開閉機器の入切を示
す論理データとから構成されるデータバンク、３はデー
タバンク２の各データに演算処理を行なう手続きが書か
れたプログラム、４はプログラムの手続きを順次実行す
る演算処理装置である。５は２，３，４から構成される
従来の電力系統運用装置である。このうちデータバンク
２，プログラム３は通常計算機メモリ内に格納されてい
る。

次に動作について説明する。演算処理装置４はプログラ
ム３を解釈しプログラムに書かれている手続きに従っ
て、適宜データバンク２を参照しながら数値演算および
論理演算を行い、プログラム３の実行終了時に最終結果
を電力系統の運用手順として電力系統１に出力する。従
来装置においては電力機器の操作，制御および電力シス
テムの制御など電力系統の運用手順を導き出す過程は数
値演算および論理演算のプログラムの形式でその手続き
が表現されている点に特徴がある。

さて、第２図において、Ａ_ｏを電力系統で故障が発生し
た時の初期状態，Ｂｏを望ましい復旧が行なわれた最終
状態として、制御，操作を行って初期状態Ａｏから最終
状態Ｂｏを導くことを考える。

第１図に示す従来の制御駆動型アルゴリズムによる電力
系統運用装置は、各分枝点において適当な仮定のもと
に、系統を予め定められた定量的モデルの１つにあては
め、数値計算，論理演算を行いその結果に応じて次の分
枝点に進み、それを繰り返し行うものであるが、分枝の
拡がりのすべてについて数値計算を行い確認しようとす
れば厖大な計算を行なわなければならず時間を要するこ
とになる。故障した系統を復旧させる場合では、復旧の
ため、投入されうるしゃ断器が多数あるとき、それらの
しゃ断器の組合せのすべてについて計算し確認しなけれ
ばならないので計算は厖大なものとなる。

また、プログラム３には、電力系統の運用手順を導き出
す手順が組み込まれているので、運用手順を導き出す手
続の一部を修正するときには、プログラム３全体を書き
直さなければならず、修正後のプログラムの正当性を確
認する作業が厖大なものとなり、電力設備の増設等に伴
うプログラム３の変更，修正に多大の時間と労力を要し
ていた。

この発明は、対象とする系統が複雑であっても厖大な計
算を行うことなく復旧手段を導くことができ、且つプロ
グラムの変更に容易に対応できる電力系統復旧装置を提
案することを目的とするものである。

この目的を達成するため、この発明は、定量的にとらえ
たモデルに電力系統をあてはめるのではなく、電力系統
を定性的に取扱うという考えに立脚している。すなわ
ち、電力系統における実際の故障復旧経験から得られた
知識や運用哲学を多数の規則の形に表現することによっ
て定性的取扱いを可能にし、また各規則は知識の単位で
あるので、プログラムの変更は特定の規則を変更するだ
けで全体に影響を及ぼすことなく可能となるものであ
る。

第３図はこの発明に係る電力系統復旧装置の一実施例を
示す構成図である。６１は電力系統１の状態に関するデ
ータを収納したデータバンク、６２は運用経験から得ら
れた知識を表わした生成規則で、電力系統の状態に対す
る各推論フェーズごとに分類されており、データバンク
６１と規則６２とで記憶装置６が構成される。この記憶
装置６は知識ベースとも呼ばれる。規則は前提部および
この前提部が成立すれば導かれる結論部とに分けて表現
され、規則の前提部が成立するか否かをデータバンク６
１のデータに基づき判断して上記電力系統１の各要素に
ついて復旧指示をする推論機構７が設けられる。

また、この推論機構７は上記記憶装置に収納されている
規則を運用し、電力系統の各要素について復旧を要する
か否かを判定する復旧要素判定部７１と、この復旧要素
判定部７１により復旧を要すると判定された要素の復旧
電源を見つけて潮流計算を行い、該過負荷のない範囲を
復旧候補とする復旧候補決定部７２と、この復旧候補決
定部72により決定された範囲内の各要素について復旧指
示を行う復旧指示部７３を有している。

次に動作について第４図のフローチャートを用いて説明
する。

まず、電力系統に事故が発生すると、復旧要素判定部７
１は、記憶装置６内に収納されている規則を同様に収納
されている該電力系統の各要素のデータ６１に適用し
て、どの要素が復旧が必要であるかを判定する（ステッ
プ201）。そして、復旧を要する要素が検出されると
（ステップ202）、復旧候補決定部７２が復旧電源を見
つけてその範囲内を復旧候補として決定し（ステップ20
3）、さらにその範囲内の各要素について潮流計算を行
い（ステップ204）、過負荷のないと判断した範囲内の
各要素について復旧指示部７３が復旧の指示をする（ス
テップ205）。

次に、第３図に示す電力系統の復旧装置の動作の具体例
として、第５図の電力系統の事故に対する復旧操作手順
を決定する場合を例にとって説明する。

ここで、第５図に示す電力系統においてBUSは母線、LIN
Eは送電線、BANKは変圧器、白丸は開放しているしゃ断
器、黒丸は閉路しているしゃ断器、白丸に掛け印は永久
故障によって開放されたしゃ断器である。

例えば、BUS₁に永久故障が発生したものとすれば、破線
で囲まれた領域は停電しているが、この場合の復旧手順
は第６図に示すシステムマクロフローに従って導かれ
る。

また、記憶装置６内に収納されている規則（RULE）は、
大きく分けて以下の３つの推論フェーズに分類されてい
るものとする。

(a) 復旧を要する要素であるかどうかの判定を行うも
の (b) 各復旧条件の内容および構成用件を示すもの (c) 復旧方式の選定に関するものそして、説明の都合上収納されているRULEはRULE1〜RUL
E5の５つ用意されているものとし、それぞれRULE1は(a)
に属しRULE2，RULE3は(b)に、RULE4，RULE5は(c)にそれ
ぞれ属す。また復旧の基本手順に従い、RULE2，RULE3に
ついては番号順に適用されるものとする。

具体的な規則は次のとおりである。なお、カッコ内は前
述したRULEを示しており、それぞれ分類が決められてい
る。

規則１（RULE1）前提部要素が充電されていなく
且つ故障していない。

結論部その要素は復旧を要する規則２（RULE2）前提部復旧電源が充電されて
いる。復旧電源が故障していない。要素が事故前に
電源から受電していた。要素がある電源に対して負荷
制限により切離されたものでない（過負荷のため切離さ
れたものは元受電していた要素を電源とする復旧は考え
ない）。

結論部要素をその復旧電源で復旧することは復旧条件
１に合致する。

規則３（RULE3）前提部復旧電源が充電されてい
る。復旧電源が故障していない。要素と電源がトポ
ロジー的に接続している（トポロジー的に接続とは、しゃ断器が閉路しているな
ら電気的接続されるような位置関係をいう）。要素が
事故前に電源より受電していなかった。

結論部要素をその復旧電源で復旧することは、復旧条
件２に合致する。

規則４（RULE4）前提部ある電源による復旧が復旧
条件１に合致すること結論部その電源による復旧は有効である。

規則５（RULE5）前提部ある電源による復旧が復旧
条件２に合致すること。

結論部その電源による復旧は有効である。

まず、復旧要素判定部７１は記憶装置６のデータバンク
６１から、潮流，電圧，電流，しゃ断器の開閉状態等の
系統の状態についてデータを読み込む（ステップ10
1）。そして、系統の要素を１つ選び（ステップ102,10
3）、その要素が復旧を要するものであるかどうか判断
する（ステップ104）。例えばBUS₂が復旧を要するもの
であるかの判断をする場合、現在の系統の状態からして
適用できる規則としてRULE1を選び、データバンク６１
の系統データを照合し、RULE1の前提部が真であるかど
うか判断する。この場合BUS₂は充電されておらず、且つ
故障していないので、RULE1の前提部は真であると判断
する。その結果、復旧要素判定部７１はRULE1の結論部
の指示を実行し、該BUS₂が復旧を要する要素であるとい
う結論を得る。以下、規則の適用は上記と同様に行われ
る。

次に復旧候補決定部７２はBUS₂を復旧させうる電源があ
るか否かをデータバンク６１に照合して確認する（ステ
ップ105,106）。この場合LINE2,3,8が電源として考えら
れるので、その中の１つ例えばLINE2を描出し（ステッ
プ107）、BUS₂をLINE2で復旧するのは有効か否かをRULE
4,5,2,3により検証する（ステップ108）。

このとき、RULE4,5はそれぞれ復旧条件1,2に関するもの
であり、復旧条件は例えば次の如きものである。

復旧条件１：停電した要素を常時の受電端より受電し復
旧する。

復旧条件２：停電した要素を予備回線から受電し復旧す
る。

BUS₂をLINE2を電源として復旧することが復旧条件１，
２のいづれかに合致するならその復旧は有効であるた
め、これをRULE２，３を使って検証すると、RULE2は復
旧条件１に対応し、RULE3は復旧条件２に対応する。

次に、LINE2がRULE2の前提部，を充足し、BUS₂がRU
LE2の前提部，を充足するかどうかを、ステップ101
で読み込んだ系統の初期状態により判断する。この場合
前提部を充足しないので、推論機構７は次にRULE3を
選ぶ。いづれの前提も充足するので、LINE2によってBUS
₂を回復することは復旧条件２を満足するので有効であ
ると検証できる。次のステップとしてこの復旧候補決定
部７２は復旧される可能性のある系統の復旧候補を決定
するが（ステップ109）、これはBUS_２が復旧すればLINE
4,5,6,7,18,BUS₁₁が復旧しうるので、第７図の破線で囲
まれた部分が復旧候補とされる。

これらすべてを復旧させると過負荷になるおそれがある
ので、まず、潮流計算を行う（ステップ110）。潮流計
算は別のところでサブルーチンとして行い既知の値とし
て利用するものである。潮流計算の結果、過負荷となる
ことが判明（ステップ111）すれば先ずLINE5が切り離し
負荷として選定され切離され（ステップ113）、この状
況下で再び潮流計算を行い過負荷チェックを行うと、も
はや過負荷はなくなる。以上の過程でLINE2を電源とし
てBUS₂,LINE4,6,7が復旧できることがわかる。復旧でき
る系統の範囲は結局第８図の破線で示す範囲となる。

BUS₁₁は予備回線LINE17により復旧できることが、第６
図のフローを実行することによって検証される。この場
合は、RULE1,5,3が使用される。このようにして求めら
れた結論に基づいて、しゃ断器を開閉する具体的操作は
復旧指示部７３による復旧指示（ステップ112）に従っ
て操作員が行う。

RULE4,5を省略してRULE2,3を検証することによっても復
旧手順を知ることも不可能ではないが、運用の結果をタ
イプライタで打出したものを操作員が判読するに際し、
RULE4,5を省略していると、復旧条件１，２に合致して
いたことを理由として復旧を行ったことが理解困難とな
る。

なお、上記推論機構７はLisp等の記号処理語で可能であ
り、第９図はこの推論機構７を手続型言語の推論プログ
ラム９と中央演算処理装置１０とに分けたこの発明の他
の一実施例を示す構成図である。推論プログラム９は、
例えば第６図に示すステップを推進して行くプログラム
であり、中央演算処理装置１０は、データバンク６１の
情報に基づいて規則６２の検証を行う。

以上では、過負荷なしにどこまで電力系統を復旧できる
かその復旧手順を求める場合を例にとってこの発明を説
明した。

この発明は、電力系統の故障復旧経験で得られた知識に
基づいて系統を定性的に取り扱うことを可能ならしめる
ものである。そのため知識を前提部と結論部とを有する
規則に表わして推論機構から独立させ、系統データに基
づいて規則を検証するようにしている。規則の検証過程
では数値計算は用いない。規則は推論機構から独立して
いるので、系統運用方法を変更するときは、規則の一部
を変更するだけで足り、当該装置全体を変更する必要は
ない。

以上説明したように、この発明に係る電力系統復旧装置
は、電力系統の故障復旧に関する定性的知識を規則に表
わし、電力系統の状態を示すデータに基づいて規則を検
証して復旧手順を導出するようにしたので、対象とする
電力系統が複雑であっても厖大な計算を行うことなく復
旧手順を導くことができ、且つプログラムの変更に容易
に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電力系統復旧装置の一例を示す構成図、
第２図は、電力系統の初期状態と望ましい最終状態との
関係を示す図、第３図はこの発明に係る電力系統復旧装
置の一実施例を示す構成図、第４図はこの発明に係る電
力系統復旧装置の動作を説明するためのフローチャー
ト、第５図はこの発明の電力系統復旧装置による復旧対
象となる電力系統の一例を示す系統図、第６図は電力系
統の復旧動作を説明するフローチャート、第７図は復旧
候補を示す系統図、第８図は復旧された系統を示す系統
図、第９図はこの発明に係る電力系統復旧装置の他の一
実施例を示す構成図である。図において、１は電力系統、６は記憶装置、７は推論機
構、７１は復旧要素判定部、７２は復旧候補決定部、７
３は復旧指示部である。なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電力系統の復旧手順に関する定性的知識を
前提部およびこの前提部が真であれば導かれる結論部と
に分けて表わした規則を上記電力系統の状態に対する各
推論フェーズごとに分類して収納するとともに、該電力
系統の状態を示すデータを収納する記憶装置と、上記記
憶装置に収納されている規則を適用し、電力系統の各要
素について復旧を要するか否かを判定する復旧要素判定
部、この復旧要素判定部により復旧を要すると判定され
た要素の復旧電源を見つけて潮流計算を行い、該過負荷
のない範囲を復旧候補とする復旧候補決定部、及びこの
復旧候補決定部により決定された範囲内の各要素につい
て復旧指示を行う復旧指示部を有する推論機構とを備え
た電力系統復旧装置。