WO2023074300A1 - 復旧意思決定支援装置、および復旧意思決定支援方法 - Google Patents

復旧意思決定支援装置、および復旧意思決定支援方法 Download PDF

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WO2023074300A1
WO2023074300A1 PCT/JP2022/037359 JP2022037359W WO2023074300A1 WO 2023074300 A1 WO2023074300 A1 WO 2023074300A1 JP 2022037359 W JP2022037359 W JP 2022037359W WO 2023074300 A1 WO2023074300 A1 WO 2023074300A1
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WO
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recovery
restoration
plan
islanding
support device
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PCT/JP2022/037359
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Inventor
将士 山本
哲嗣 小野
修 友部
勉 河村
Original Assignee
株式会社日立製作所
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers

Definitions

  • the present invention relates to a recovery decision-making support device and a recovery decision-making support method for formulating a recovery work plan in consideration of an islanding operation plan and supporting recovery decision-making for a power system operated by a system operator or the like.
  • the area information storage unit 120 stores the area data
  • the power distribution facility information storage unit 130 stores the power distribution facility data
  • the commander simulation unit 141, the patrol person simulation unit 142 and the restorer simulating unit 143 simulates the work performed by each of the commander, the patrol person, and the restorer by referring to the area information storage unit 120 and the power distribution equipment information storage unit 130.
  • the restorer simulating unit 143 also simulates the work performed by the restorer, the patrol person, and the restorer. It simulates the movement of people to the disaster area and waiting for instructions from the commander.”
  • Patent Document 1 it is possible to allocate equipment to be restored to a restoration work team and draw up a restoration work plan so that the equipment can be restored as quickly as possible.
  • the capacity of the load to be restored by the restoration of each facility is not taken into consideration, and more consumers cannot be efficiently restored from the power outage.
  • islanding operation since islanding operation is not planned, it is not possible to formulate a plan to restore power outages by islanding operation for consumers in areas with normal power outages, and it is not possible to determine areas where power failure restoration is planned by islanding operation, so an efficient recovery plan can be formulated. Can not.
  • the present invention plans islanding operation at the time of power failure restoration of the distribution system, and formulates a restoration work plan considering the islanding operation plan, so that as many consumers as possible can be restored from power failure as early as possible. It is an object of the present invention to provide a recovery decision-making support device and a recovery decision-making support method.
  • a recovery decision-making support device for reconnecting a power system section that has been disconnected due to an accident in the power system to the power system, wherein the disconnected power system section an islanding operation planning unit that defines switch sections divided by switches and formulates an islanding operation plan for at least switch sections that have distributed power sources or power supply vehicles installed therein as islanding sections; and the electric power system.
  • a recovery decision-making support device characterized by comprising a recovery work planning section that draws up a recovery work plan for a switch section in which an accident or damaged equipment exists.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a restoration decision support device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. The figure which shows the structural example of the distribution system L to which this invention is applicable.
  • the figure which shows an example of the system
  • the figure which shows an example of the equipment damage information D2 among the various information hold
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of important load information D4 among various kinds of information held in a large-capacity storage DB; The figure which shows an example of the map information D5 among the various information hold
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of resource information D6 among various kinds of information held in a large-capacity storage unit DB;
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of required work time information D8 among various kinds of information held in a large-capacity storage unit DB;
  • 4 is a flowchart showing processing of an islanding operation planning unit 7;
  • FIG. 11 is a diagram showing the result of matrix creation in processing step S71 of FIG. 10;
  • 4 is a flowchart showing processing of a restoration work planning unit 9;
  • 4 is a flowchart showing processing of a screen output unit;
  • FIG. 1 is a block diagram showing a restoration decision support device according to an embodiment of the present invention.
  • the recovery decision support device 12 is composed of a computer having a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory: not shown), and a non-volatile large-capacity storage DB.
  • the present invention is not limited to a single device, and may be implemented as a recovery decision support system in which a plurality of servers and the like cooperate.
  • the recovery decision making support device 12 realized using a computer has the functions of an islanding operation planning unit 7, a recovery planning unit 9, and a screen output unit 10, when processing contents in the calculation unit CPU are represented by processing functions. , and further includes a display device 11 and an input device 13 .
  • the restoration decision support device 12 further stores system information D1, equipment damage information D2, power outage information D3, important load information D4, map information D5, and resource information D6 in the nonvolatile large-capacity storage DB. , required work time information D8, and a restoration decision support program Pr.
  • the distribution system L includes a plurality of consumers Ld (Ld1-Ld14), a plurality of distributed power sources G (G1-G3), a substation, and switches SW (SW1-SW4) such as circuit breakers and switches. consists of Each customer is indicated by a node of a black circle and symbols such as "Ld1" and "Ld2" adjacent thereto.
  • each consumer Ld can receive power supply from the external power source G.
  • switches SW SW1-SW4
  • switches SW SW1-SW4
  • switches SW such as circuit breakers and switches are closed, and by connecting to the external power source G via the switch SW3, a plurality of consumers Ld is powered.
  • the switch SW (SW1-SW4) is closed again after the accident is removed to restore the power supply.
  • how the system should be operated during the waiting period from the accident to restoration. For example, when a large-scale power outage occurs due to an earthquake or the like, the recovery period is gradually expanded, but the period until recovery is assumed to be several days to ten and several days. It is especially useful in the event of a power outage.
  • an islanding section can be formed in an appropriate section.
  • the section L1 divided by the switches SW3 and SW1 includes the consumers Ld1-Ld3, the substation, and the distributed power supply G3, and thus can form an islanding section.
  • the section L2 divided by the switches SW1, SW2, and SW4 includes the consumers Ld4-Ld7, the substation, and the distributed power supply G1, so that it can form an islanding section.
  • the section L3 divided by the switch SW2 includes the consumers Ld9-Ld14, the substation, and the distributed power source G2, it is possible to form an isolated operation section.
  • the section L4 divided by the switch SW4 includes the consumer Ld, it is not connected to the distributed power supply G when the switch SW4 is released, and cannot form an individual operation section.
  • distributed power sources G are renewable energy sources such as photovoltaic power generation and wind power generation, cogeneration equipment, power storage equipment, and the like.
  • the system information D1 includes the number D11 of each switch Sw as information of each switch (switch SW) in the distribution system L in the example of FIG. D12, load capacity D13 in each switch section, consumer number D14, distributed power source number (distributed power source is a concept including substations and distributed power sources.) D15, distributed power source capacity D16, presence or absence of voltage source ( Information indicating whether or not a voltage source necessary for starting the islanding operation system exists in the switch section) D17.
  • the section L2 is defined by the information group on the first line in FIG. 3, and the section L1 is defined by the information group on the second line.
  • the system information D1 shown in FIG. 3 and the distribution system L in FIG. 2 managed by the restoration decision support device 12 are linked.
  • the system information D1 indicates, for example, the positions of switches SW such as switches, distributed power sources G, and distribution substations. It includes information such as the customer number D14 corresponding to .
  • the distribution system L managed by the restoration decision support device 12 may have any configuration as long as it is associated with the system information D1, and is not limited to the configuration shown in FIG.
  • each element of the power distribution system L managed by the restoration decision support device 12 is associated with map position information such as roads and houses shown in the map information D4.
  • the facility damage information D2 is information that specifies the location and type of accident or facility damage in the distribution system L.
  • facility damage number D21, switch number D22, and facility damage type D23 are stored. do.
  • the facility damage number D21 stores serial number information identifying an accident or facility damage in the distribution system L shown in FIG.
  • the switch number column D22 stores information on the switch numbers constituting the switch section in which the accident or facility damage corresponding to the facility damage number D21 has occurred.
  • the switch number D22 corresponds to the switch numbers D11 and D12 of the system information D1.
  • the equipment damage type column D23 stores information on the type of accident or equipment damage corresponding to the equipment damage number D21.
  • the types of accidents and facility damage include, for example, breakage of utility poles and damage to high-voltage lines.
  • the equipment damage information D2 may hold an equipment failure location column, in which case the detailed location of the equipment failure is stored as coordinate information linked to the distribution system L, for example.
  • the first line in FIG. 4 indicates that a utility pole has broken between the switches SW1 and SW2 of the power distribution system in FIG.
  • the second line indicates that a high-voltage line has been damaged between the switches SW2 and SW4 in the power distribution system of FIG.
  • the power failure information D3 is information indicating the energization or power failure state of each switch section in the distribution system L, and includes, for example, a switch number D31 and a power failure flag D32.
  • the switch number column D31 stores serial number information for identifying the switches D11 and D12 constituting each switch section of the distribution system L shown in FIG.
  • the switch number D31 corresponds to the switch numbers D11 and D12 of the system information D1.
  • the power failure flag column D32 stores information indicating whether or not a power failure has occurred in each switch section. For example, 1 is stored if a power failure has occurred, and 0 if no power failure has occurred.
  • the important load information D4 is information indicating the customer number D41 of each important load such as hospitals and evacuation centers, and the load capacity D42 and importance D43 of the important load.
  • the consumer number column D41 stores serial number information identifying important loads such as hospitals and evacuation centers in the power distribution system L shown in FIG.
  • the customer number of the important load corresponds to the customer number of the system information D1.
  • the load capacity column D42 stores information on the load capacity of the important load.
  • the importance column D43 stores arbitrarily set importance information of important loads. Here, for example, numbers from 1 to 5 are stored such that the larger the number, the more important the evaluation.
  • the degree of importance is not limited to this as long as it can be handled by the islanding operation planning section 7 and the restoration work planning section 9, which will be described later.
  • the degree of importance does not necessarily have to be handled in the processes of the islanding operation planning unit 7 and the restoration work planning unit 9, but the details will be described later in the examples of each processing unit.
  • the map information D5 is a map of the area corresponding to the power distribution system L, and is information indicating the road network, impassable road locations, houses, and the like.
  • the impassable road information is information indicating sections of impassable roads.
  • the resource information D6 is information about resource types D61 such as workers and work vehicles that can be used in the distribution system L, resource amounts D62, and resource locations.
  • the resource type column D61 stores information such as workers, vehicles required for recovery work such as high-voltage generator vehicles (hereinafter referred to as power supply vehicles) and digging pole erection vehicles, and drones. Workers may be divided into work groups in advance according to their skills, etc. In this case, for example, work groups such as a high-voltage line repair work group and a utility pole breakage repair work group may be stored as resource types.
  • a power supply car holds capacity information such as a power supply car (1200 kVA) and a power supply car (1500 kVA), and power supply cars having different capacities are stored as different resource types.
  • the number of resources column D62 stores the number of each resource.
  • the required work time information D8 is information indicating the required recovery work time D82 for each facility damage type D81, as illustrated in FIG.
  • the facility damage type column D81 stores information on types of accidents and facility damage.
  • the types of accidents and facility damage include, for example, breakage of utility poles and damage to high-voltage lines.
  • the recovery work required time column D82 stores information on the time required for a recovery worker to recover from an accident or facility damage corresponding to the facility damage type.
  • the required time is the time from when the recovery worker arrives at the site until the recovery work is completed, and does not include travel time.
  • the required time can be arbitrarily set by the user, and for example, the average required work time in past restoration work can be stored.
  • the islanding operation plan unit 7 is a functional unit that creates an islanding operation plan based on the system information D1, the equipment damage information D2, the power failure information D3, the map information D4, the important load information D5, and the resource information D6. , and its processing will be described with reference to FIG.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the processing of the islanding operation planning unit 7.
  • a matrix of switch sections is created from the input information.
  • the switch SW is a switch
  • this process is processed as follows, for example.
  • FIG. 11 exemplifies the result of matrix creation in processing step S71 of FIG.
  • the islanding operation planning unit 7 extracts all the switch numbers of the switches in the distribution system L managed by itself from the system information D1, and sets them as the first column C1 of the switch section matrix. After that, the islanding operation planning unit 7 extracts the switch numbers of all switches adjacent to the switch corresponding to the switch number in the first column from the system information D1, and extracts the switch numbers in the second column of the switch section matrix. C2 to identify all switch sections. After that, the islanding operation planning unit 7 assigns area numbers such as area 1 (for example, section L1) and area 2 (for example, section L2) to each switch section, and the third column of the switch section matrix Let it be C3.
  • area 1 for example, section L1
  • area 2 for example, section L2
  • the switch number of the switch necessary for configuring each switch section and the adjacent switch sections can be uniformly identified by the area number.
  • the islanding operation planning unit 7 extracts the load capacity of each switch section from the system information D1 and sets it as the fourth column C4 of the switch section matrix.
  • the islanding operation planning unit 7 extracts the distributed power source capacity of each switch section from the system information D1 and sets it as the fifth column C5 of the switch section matrix.
  • the islanding operation planning unit 7 extracts the presence or absence of a voltage source in each switch section from the system information D1, and sets it as the sixth column C6 of the switch section matrix.
  • the islanding operation planning unit 7 identifies the switch section with an accident or facility damage from the facility damage information D2, sets the switch section with an accident or facility damage to 1, and sets the switch section without an accident or facility damage to 0. It is stored in the seventh column C7 of the interval matrix. If the facility damage information D2 holds detailed location information of the accident or facility damage, store the coordinate information of the accident or facility damage linked to the distribution system L in the switch section with the accident or facility damage. You may
  • the islanding operation planning unit 7 extracts the power outage or energized state of each switch section from the power outage information D3, and sets it as the eighth column C8 of the switch section matrix. After that, the islanding operation planning unit 7 extracts the load capacity and the degree of importance of each important load from the important load information D4, calculates the product, and sums up the important loads existing in each switch section. , is the 9th column of the matrix of switch intervals. The degree of importance can be determined in advance by the user as to whether or not to handle it arbitrarily. After that, the islanding operation planning unit 7 uses the road network of the map information D5 and impassable road information to move the power supply vehicle, workers, etc. from the sales office to the nearest switch position that constitutes each switch section. The shortest time necessary for the movement is calculated as the movement required time, and is defined as C10 in the 10th column of the switch section matrix.
  • the required travel time is the length of the shortest route from the sales office to the switches that make up the switch section, for example, the average travel speed of 30 km/h. Calculate by dividing by
  • the shortest route from the sales office to the switch constituting the switch section includes an impassable road section
  • the average moving speed while passing through the impassable road section is, for example, 15 km/h. By slowing down, the time required for detouring is taken into consideration.
  • An average moving speed such as 30 km/h or 15 km/h can be set in advance, but is not limited to this.
  • an islanding operation plan 1 (an islanding operation plan for switch sections where islanding operation is possible immediately) is drawn up by optimization calculation.
  • the switch sections in which islanding operation is possible immediately are only sections L1 and L3, and since the accident state continues in section L2, islanding operation is unconditionally performed. It is not possible. Therefore, the islanding operation planning unit 7 performs optimization calculations with the following objective functions and constraints, draws up an islanding operation plan, and stores it as an islanding operation plan 1 . As a result, it is possible to immediately determine the switch section in which individual operation is possible.
  • the objective function for the optimization calculation here is the product of the load capacity of the switch section in the power failure state and the power failure duration for each switch section, and the sum is calculated for all switch sections. , which is formulated as a minimization problem.
  • the load capacity of each switch section is calculated by taking the sum of the fourth column C4 and the ninth column C9 of the switch section matrix.
  • the duration of a power outage is assumed to be 0 hours for a switch section that is isolated by distributed power sources such as photovoltaic power generation and grid storage batteries, assuming that the power will be restored immediately after the plan is drawn up, and isolated operation by power supply vehicles.
  • the time required to move the power supply vehicle is set for the switch section where power is restored, and the switch section for which power is not restored due to islanding is set to 72 hours.
  • the power outage time of the switch section in which the isolated operation is performed by the distributed power supply can be set in advance in consideration of the possible continuation time of the isolated operation, and is not limited to 0 hours.
  • the power outage time in the switch section where power is not restored due to islanding can be set in advance as the maximum value of the period during which power restoration is attempted according to this plan, and is not limited to 72 hours.
  • the constraints on performing optimization calculations are mainly composed of the following three.
  • the first is to avoid islanding in switchgear sections with accidents or equipment failures. As a result, it is possible to prevent recurrent power outages, electric shocks, and the like caused by implementing islanding operation despite accidents or equipment failures. Whether there is an accident or equipment failure in the switch section is determined by extracting from the seventh column C7 of the switch section matrix.
  • the second is that a switch section without a voltage source should not be islanded unless it is interconnected with a switch section with a voltage source.
  • the presence or absence of a voltage source in each switch section is determined by extracting from the sixth column C6 of the switch section matrix.
  • the interconnection of switch sections it is assumed that when adjacent switch sections are operated independently, they are always interconnected. Adjacent switch sections are identified and determined from the second column C2 of the switch section matrix.
  • the third is that the sum of the load capacities in the switch sections that are interconnected and operated individually is less than or equal to the sum of the distributed power supply capacities in the same switch sections.
  • the sum of the total distributed power supply capacity in the same switch section and the sum of the total capacity of the same power supply car is Compare with the sum of the load capacities in the instrument section. As a result, it is possible to prevent recurrent power outages by considering supply and demand matching within the islanding operation area.
  • the load capacity and distributed power supply capacity in each switch section are extracted from the fourth column C4 and fifth column C5 of the switch section matrix, respectively.
  • capacity information corresponding to the type of power supply car to be deployed is extracted from the resource information D6.
  • processing step S74 of FIG. Sections will be fixed in the plan as switchgear sections for individual operation and switchgear sections for deploying power supply vehicles.
  • power recovery means can be selected to minimize.
  • the islanding operation planning unit 7 changes the inputs and adds constraints as described below, performs optimization calculation again, and creates an islanding operation plan after restoration work. , and save as an islanding operation plan 2 (an islanding operation plan for a switch section that can be islanded after an accident or restoration work for damaged equipment).
  • islanding operation plan 2 an islanding operation plan for a switch section that can be islanded after an accident or restoration work for damaged equipment.
  • the restoration work planning section 8 described later islanding operation can be considered in addition to system reconnection as a means of power restoration after an accident or damaged equipment restoration work, and efficient restoration that minimizes power failure damage Develop work plans.
  • the switchgear sections in which islanding operation is possible after the accident and the restoration work of the damaged equipment are the section L2 and the consumer Ld8, and as a result, the islanding operation plan is implemented for all sections. It has been formulated.
  • the restoration work planning unit 9 receives system information D1, facility damage information D2, power outage information D3, map information D4, important load information D5, resource information D6, and the islanding operation plan received from the islanding operation planning unit 7. , and the required work time information D8.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the processing of the restoration work planning unit 9.
  • the restoration work planning unit 9 extracts the islanding plan 2 and the switch section matrix (illustrated in FIG. 11 ) from the islanding operation planning unit 7 .
  • the restoration work planning unit 9 performs optimization calculations with the following objective functions and constraints, and saves them as a restoration work plan.
  • the objective function for the optimization calculation here is the sum of the binary variables representing the state of each switch section, 0 for power restoration and 1 for power failure, for all switch sections and for each time step. and formulate it as a minimization problem.
  • the time step can be arbitrarily set by the user, such as one minute.
  • constraints on performing optimization calculations are mainly composed of the following six.
  • the first is that the same worker or crew can only perform one or less operations or movements in one timestep.
  • the second is that the number of time steps in which the same worker or work team stays at one equipment damage location is equal to or greater than the number of time steps corresponding to the work required time for the equipment damage.
  • the equipment damage type of each equipment damage location is extracted from the equipment damage type D23 of the equipment damage information D2, and the corresponding work required time is extracted from the work required time information D8.
  • the third is that the number of time steps required for the same worker or work team to move between two equipment damage locations is equal to or greater than the number of time steps corresponding to the time required for movement between the two locations.
  • the travel time required between two locations is calculated by extracting the length of the shortest route between two locations from the map information D5 and dividing it by an average travel speed such as 30 km/h.
  • the average travel speed while traveling through the impassable road section is reduced to, for example, 15 km/h, taking into account the time required when detouring. do.
  • An average moving speed such as 30 km/h or 15 km/h can be set in advance, but is not limited to this.
  • the fourth is that power should not be restored in switch sections with one or more fault points.
  • the switch section restored by satisfying the constraint A for the first time at a certain time step is placed in the 10th column C10 of the switch section matrix at that time.
  • the 11th column stores power recovery means such as "power recovery by system re-connection".
  • the switch section that has been restored by satisfying constraint B for the first time at a certain time step is placed in the 10th column C10 of the switch section matrix at that time step. is stored in the 11th column C11 as a power recovery means such as "power recovery by islanding operation".
  • a power recovery means such as "power recovery by islanding operation”.
  • the screen output unit 10 is a functional unit that selects and displays the content to be displayed on the display device 11, and its processing will be described with reference to FIG.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of processing of the screen output unit 10.
  • the display device 11 includes, for example, a liquid crystal panel or an organic EL (Electro Luminescence) panel, and displays display contents selected by the operator.
  • processing step S11 selection input of items to be displayed on the screen is received, and in processing step S12, the selected items are displayed.
  • the screen 110 in FIG. 14 is composed of a plurality of panes 111, 112, and 113 which are small areas divided into screens.
  • the display content selected by the screen output unit 10 is displayed on the screen 110 displayed on the display device 11 .
  • the display content selection pane 111 is a display for the operator to operate and select display content to be selected and processed by the screen output unit 10 . As a result, the display content selected in the display content selection pane 111 is displayed in another pane. Selectable factors include the islanding operation plan, power supply area, switch status, accident point information, map, recovery work plan, recovery time step and power recovery means. When these items are selected, selection input of items to be displayed on the screen is accepted and processed in processing step S11 of the screen output unit 10 in FIG. Thereafter, in processing step S12 of the screen output unit 10 in FIG. 13, a display screen corresponding to the selected content is displayed in the map pane 112 and the plan information pane 113.
  • the islanding operation plan is a system diagram that is colored so that each system can be identified.
  • open and closed switches are color-coded to indicate the state of the switches in the system.
  • the position of the accident point is indicated by a symbol such as a cross.
  • On the map for example, areas to which electric power is supplied by individual operation are displayed in different colors.
  • the plan information pane 113 displays the specific content of the factor selected in the display content selection pane 111 .
  • the example of FIG. 14 shows an example in which detailed information is displayed when the restoration work plan, the restoration time step of each switch section, and the power restoration means are selected.
  • the recovery work plan is a diagram showing the work and movements that each worker or work team performs in each time period.
  • the screen output unit 10 preferably displays, for example, buttons and pulldowns on a display content selection pane 111 (see FIG. 13) on the display device 11, which will be described later.
  • a display content selection pane 111 see FIG. 13
  • the screen output unit 10 causes the display content selected by the operator to be displayed on the display device 11. output to another pane.
  • the display contents that can be selected include, for example, the power supply area, switch state, accident point information, maps of roads and houses, etc. according to the islanding plans 1 and 2 created by the islanding operation planning unit 7, and the restoration work planning unit 9, recovery time steps and recovery measures for each switch section.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications.
  • the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.
  • Some or all of the above configurations, functions, processing units, processing means, etc. may be realized by hardware such as integrated circuits.
  • Each of the above configurations, functions, etc. may be realized by software by a processor interpreting and executing a program for realizing each function.
  • Information such as programs, tables, and files that implement each function can be stored in recording devices such as memory, hard disks, SSDs (Solid State Drives), or recording media such as flash memory cards and DVDs (Digital Versatile Disks). can.
  • control lines and information lines indicate those considered necessary for explanation, and not all control lines and information lines are necessarily indicated on the product. In fact, it may be considered that almost all configurations are interconnected.

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Abstract

配電系統の停電復旧時に単独運転を計画し、単独運転計画を考慮した復旧作業計画を立案することで、可能な限り早期に可能な限り多くの需要家を停電復旧することができる復旧意思決定支援装置、および復旧意思決定支援方法を提供する。電力系統の事故により切り離された電力系統区間を再度電力系統に接続するための復旧意思決定支援装置であって、切り離された電力系統区間について、隣接する開閉器で区分される開閉器区間を定義し、少なくとも内部に分散電源を有する，または電源車を配備する開閉器区間を単独運転区間として単独運転計画を立案する単独運転計画部と、前記電力系統のうち、内部に事故や被害設備が存在する開閉器区間を単独運転区間として単独運転計画を立案する単独運転計画部と、単独運転計画部が作成した単独運転計画のうち、開閉器区間の内部に事故や被害設備が存在する単独運転区間について、その復旧作業計画を立案する復旧作業計画部を備えることを特徴とする復旧意思決定支援装置。

Description

復旧意思決定支援装置、および復旧意思決定支援方法
　本発明は、系統運用者などが運用する電力系統に関して、単独運転計画を考慮して復旧作業計画を立案し、復旧意思決定を支援する復旧意思決定支援装置および復旧意思決定支援方法に関する。
　近年、再生可能エネルギー電源などの分散電源の電力系統への導入が進められている。
その一方で、台風や洪水といった大規模災害が増加傾向にあり、これに伴う基幹系統事故や配電系統での多重事故による大規模停電や復旧長期化の事例が顕在化している。電力インフラは、これらの電力供給支障への対応が求められている。今後は、電力系統に連系する分散電源を最大限に活用しつつ、広範囲、早期の停電復旧と、その後の安定した電力供給を実現するために、新たな電力系統運用が必要である。
　特に、電力インフラの中でも、配電系統においては、太陽光発電をはじめとする分散電源の導入が顕著に進められ、有事における単独運転の検討がなされている。一方、事故や設備損傷等の復旧作業においては、単独運転による復電の影響を考慮せずに計画を立案し、効率的な復旧作業ができないことが課題となることが予想される。このため、有事の際、配電系統での単独運転を考慮し、停電から復旧する需要家を可能な限り早く最大限に拡大したいニーズが存在する。
　本技術分野の背景技術として、特許文献１に記載の発明がある。この文献の要約書には、「地域情報記憶部１２０が地域データ１０を記憶し、電力流通設備情報記憶部１３０が電力流通設備データ２０を記憶し、指令者模擬部１４１、巡視者模擬部１４２および復旧者模擬部１４３が地域情報記憶部１２０および電力流通設備情報記憶部１３０を参照して指令者、巡視者および復旧者それぞれが行う作業を模擬する。また、復旧者模擬部１４３は、復旧者の被災箇所への移動や指令者からの指示待ちを模擬する。」と記載されている。
特開２０１４－２７８３号公報
　特許文献１によれば、可能な限り早く復旧できるように復旧作業班に復旧対象設備を割り当て、復旧作業計画を立案することができる。しかしながら、各設備復旧により復電する負荷の容量が考慮されておらず、より多くの需要家を効率的に停電復旧することができない。また、単独運転を計画しておらず、健全停電地域の需要家を単独運転により停電復旧する計画が立案できないほか、単独運転によって停電復旧予定の地域を判別できず、効率的な復旧計画を策定できない。
　そこで、本発明は、配電系統の停電復旧時に単独運転を計画し、単独運転計画を考慮した復旧作業計画を立案することで、可能な限り早期に可能な限り多くの需要家を停電復旧することができる復旧意思決定支援装置、および復旧意思決定支援方法を提供することを目的とする。
　以上のことから本発明においては、「電力系統の事故により切り離された電力系統区間を再度前記電力系統に接続するための復旧意思決定支援装置であって、切り離された電力系統区間について、隣接する開閉器で区分される開閉器区間を定義し、少なくとも内部に分散電源を有する，または電源車を配備する開閉器区間を単独運転区間として単独運転計画を立案する単独運転計画部と、前記電力系統のうち、内部に事故や被害設備が存在する開閉器区間について、その復旧作業計画を立案する復旧作業計画部を備えることを特徴とする復旧意思決定支援装置」としたものである。
　また本発明においては、「計算機を用いて実現され、電力系統の事故により切り離された電力系統区間を再度電力系統に接続するための復旧意思決定支援方法であって、切り離された電力系統区間について、隣接する開閉器で区分される開閉器区間を定義し、少なくとも内部に分散電源を有する，または電源車を配備する開閉器区間を単独運転区間として単独運転計画を立案し、前記電力系統のうち、内部に事故や被害設備が存在する開閉器区間について、その復旧作業計画を立案することを特徴とする復旧意思決定支援方法」としたものである。
　本発明によれば、電力系統での停電エリアを可能な限り早く広く復旧する計画を策定することができる。
本発明の実施例に係る復旧意思決定支援装置を示すブロック図。 本発明が適用可能な配電系統Ｌの構成例を示す図。 大容量記憶部ＤＢに保有する各種情報のうち系統情報Ｄ１の一例を示す図。 大容量記憶部ＤＢに保有する各種情報のうち設備被害情報Ｄ２の一例を示す図。 大容量記憶部ＤＢに保有する各種情報のうち停電情報Ｄ３の一例を示す図。 大容量記憶部ＤＢに保有する各種情報のうち重要負荷情報Ｄ４の一例を示す図。 大容量記憶部ＤＢに保有する各種情報のうち地図情報Ｄ５の一例を示す図。 大容量記憶部ＤＢに保有する各種情報のうちリソース情報Ｄ６の一例を示す図。 大容量記憶部ＤＢに保有する各種情報のうち作業所要時間情報Ｄ８の一例を示す図。 単独運転計画部７の処理を示すフローチャート。 図１０の処理ステップＳ７１における行列作成の結果を示す図。 復旧作業計画部９の処理を示すフローチャート。 画面出力部の処理を示すフローチャート。 画面出力部が出力する画面例を示す図。
　以下、本発明の実施例について図を参照して詳細に説明する。
　図１は、本発明の実施例に係る復旧意思決定支援装置を示すブロック図である。復旧意思決定支援装置１２は、演算部ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）とＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ：図示せず）と不揮発性の大容量記憶部ＤＢを有するコンピュータで構成される。なお、本発明は、単一の装置に限られず、複数のサーバ等が連携した復旧意思決定支援システムとして実装されてもよい。
　コンピュータを用いて実現される復旧意思決定支援装置１２は、その演算部ＣＰＵにおける処理内容を処理機能で表すと単独運転計画部７と、復旧計画部９と、画面出力部１０の機能を備えており、さらに表示装置１１、入力装置１３を含んで構成されている。
　復旧意思決定支援装置１２は更に、不揮発性の大容量記憶部ＤＢに、系統情報Ｄ１と、設備被害情報Ｄ２と、停電情報Ｄ３と、重要負荷情報Ｄ４と、地図情報Ｄ５と、リソース情報Ｄ６と、作業所要時間情報Ｄ８と、復旧意思決定支援プログラムＰｒを格納している。
　これらの情報の具体内容を説明するにあたり、本発明が適用可能な配電系統Ｌの構成例について図２を用いて説明する。配電系統Ｌは、複数の需要家Ｌｄ（Ｌｄ１－Ｌｄ１４）と、複数の分散電源Ｇ（Ｇ１－Ｇ３）と、変電所と、遮断器や開閉器などのスイッチＳＷ（ＳＷ１－ＳＷ４）とを含んで構成されている。各需要家は、黒丸のノードとそれに隣接する“Ｌｄ１”や“Ｌｄ２”などの記号で示されている。
　この構成により、各需要家Ｌｄは外部電源Ｇからの電力供給をうけることができる。例えば通常運転が実行されている状態では、遮断器や開閉器などのスイッチＳＷ（ＳＷ１－ＳＷ４）が閉じられており、スイッチＳＷ３を介して外部電源Ｇに接続されることで、複数の需要家Ｌｄに電力供給が行われる。
　然るに配電系統Ｌ内の事故により図示の区間が外部電源Ｇから切り離された時には、事故除去後にスイッチＳＷ（ＳＷ１－ＳＷ４）が再度閉じられることで、復旧を行うことになるが、本発明においては、事故から復旧に至るまでの復旧待ちの期間における系統運用をどのようにすべきかを想定している。例えば地震などによる大規模停電が発生した場合に、順次復旧期間を拡大していくが、復旧に至るまでの期間は、数日から十数日に至る場合も想定され、本発明は特に長期間停電となる場合に特に有用である。
　係る復旧待ちの状態に置いては、スイッチＳＷがすべて解放されているが、この配電系統例によれば、適宜の区間で単独運転区間を形成することができる。例えばスイッチＳＷ３とスイッチＳＷ１で区分された区間Ｌ１は、この間に需要家Ｌｄ１－Ｌｄ３と変電所と分散電源Ｇ３を含むことから、単独運転区間を形成することができる。同様に、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２とスイッチＳＷ４で区分された区間Ｌ２は、需要家Ｌｄ４－Ｌｄ７と変電所と分散電源Ｇ１を含むことから、単独運転区間を形成することができる。さらにスイッチＳＷ２で区分された区間Ｌ３は需要家Ｌｄ９－Ｌｄ１４と変電所と分散電源Ｇ２を含むことから、単独運転区間を形成することができる。但し、スイッチＳＷ４で区分された区間Ｌ４は、需要家Ｌｄを含むが、スイッチＳＷ４が解放されたときには分散電源Ｇには接続されていないことになり、単独運転区間を形成することができない。なお、上記の説明では、隣接するスイッチ間での最小の区間について、単独運転区間となりうることをのべているが、適宜拡大された区間を単独運転区間として定義するものであってもよい。また上記において分散電源Gとは、太陽光発電、風力発電などの再生可能エネルギー電源、コジェネレーション機器，あるいは蓄電設備などである。
　ただし、ここで述べた単独運転区間とは、分散電源Ｇを利用した運転の可能性を述べたにとどまり、実運転とするにはさらに他の要件の確認を必要とする。本発明では、これらの確認事項をも踏まえた処理について以下説明を行う。
　図１の復旧意思決定支援装置１２内の不揮発性の大容量記憶部ＤＢに保有する各種情報について、図２の配電系統Ｌの例を参照して述べると以下のようである。まず、系統情報Ｄ１の一例を図３に例示している。
　系統情報Ｄ１は、この復旧意思決定支援装置１２が管理する図２の例の配電系統Ｌにおける各開閉器（スイッチＳＷ）の情報として個々の開閉器Ｓｗの番号Ｄ１１、隣接する開閉器Ｓｗの番号Ｄ１２、さらに各開閉器区間内の負荷容量Ｄ１３、需要家番号Ｄ１４、分散電源番号（分散電源は、変電所と分散電源とを含む概念である。）Ｄ１５、分散電源容量Ｄ１６、電圧源有無（開閉器区間に単独運転系統を立ち上げるために必要な電圧源が存在するか否かを示す情報）Ｄ１７を示す情報である。なお、図３の１行目の情報群により区間Ｌ２が定義され、２行目の情報群により区間Ｌ１が定義されている。
　図３に示した系統情報Ｄ１と、復旧意思決定支援装置１２が管理する図２の配電系統Ｌとは紐づけられている。系統情報Ｄ１は、例えば開閉器などのスイッチＳＷ、分散電源Ｇ、配電用変電所などの位置を示し、例えば開閉器番号Ｄ１１、Ｄ１２、分散電源番号Ｄ１５、配電用変電所を特定する番号、ノードに対応する需要家番号Ｄ１４の情報などを含んで構成される。復旧意思決定支援装置１２が管理する配電系統Ｌは、系統情報Ｄ１と紐づく限り、如何なる構成でもよく、図２に示す構成に限定されない。また、復旧意思決定支援装置１２が管理する配電系統Ｌの各要素は、地図情報Ｄ４に示す道路や住宅等の地図上の位置情報と紐づけられている。
　設備被害情報Ｄ２は図４に例示したように、配電系統Ｌにおける事故や設備被害の箇所や種類を特定する情報であり、ここでは設備被害番号Ｄ２１、開閉器番号Ｄ２２、設備被害種別Ｄ２３を記憶する。設備被害番号Ｄ２１には、図２に示す配電系統Ｌ内の事故や設備被害を特定する通し番号の情報が格納される。開閉器番号欄Ｄ２２には、設備被害番号Ｄ２１に対応する事故や設備被害が発生している開閉器区間を構成する開閉器番号の情報が格納される。ここで、開閉器番号Ｄ２２は系統情報Ｄ１の開閉器番号Ｄ１１、Ｄ１２と対応する。設備被害種欄Ｄ２３には、設備被害番号Ｄ２１に対応する事故や設備被害の種類の情報が格納される。事故や設備被害の種類とは、例えば、電柱折損や高圧線損傷などである。設備被害情報Ｄ２は、設備故障箇所欄を保持してもよく、その場合、設備故障の詳細な位置を、例えば配電系統Ｌと紐づいた座標情報などとして格納する。
　なお図４の１行目は、図２の配電系統のスイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２の間で、電柱折損が生じたことを表している。２行目は、図２の配電系統のスイッチＳＷ２とスイッチＳＷ４の間で、高圧線損傷が生じたことを表している。
　停電情報Ｄ３は図５に例示したように、配電系統Ｌにおける各開閉器区間の通電、または停電状態を示す情報であり、例えば開閉器番号Ｄ３１と停電フラグＤ３２を含んでいる。開閉器番号欄Ｄ３１には、図２に示す配電系統Ｌの各開閉器区間を構成する開閉器Ｄ１１、Ｄ１２を特定する通し番号の情報が格納される。ここで、開閉器番号Ｄ３１は系統情報Ｄ１の開閉器番号Ｄ１１、Ｄ１２と対応する。停電フラグ欄Ｄ３２には、各開閉器区間で停電が発生しているかどうかを示す情報が格納される。例えば、停電が発生していれば１、発生していなければ０を格納する。
　重要負荷情報Ｄ４は図６に例示したように、病院や避難所などの各重要負荷の需要家番号Ｄ４１、およびその重要負荷の負荷容量Ｄ４２、重要度Ｄ４３を示す情報である。需要家番号欄Ｄ４１には、図２に示す配電系統Ｌ内の病院や避難所等の重要負荷を特定する通し番号の情報が格納される。ここで、重要負荷の需要家番号は系統情報Ｄ１の需要家番号に対応する。負荷容量欄Ｄ４２には、重要負荷の負荷容量の情報が格納される。重要度欄Ｄ４３には、任意に設定された重要負荷の重要度の情報が格納される。ここでは、例えば、数字の大きいほど重要と評価する１～５の数字を格納する。重要度は後記する単独運転計画部７、および復旧作業計画部９での処理で扱える形態であればこの限りではない。また、重要度は単独運転計画部７、および復旧作業計画部９での処理で必ずしも扱う必要はないが、詳細は各処理部での実施例にて後記する。
　地図情報Ｄ５は図７に例示したように、配電系統Ｌと対応する地域の地図であり、道路網や通行不可能な道路箇所、住宅、などを示す情報である。通行不可能な道路情報は、通行不可能な道路の区間を示す情報である。
　リソース情報Ｄ６は図８に例示したように、配電系統Ｌにて活用可能な作業員や作業車等のリソース種Ｄ６１、リソース量Ｄ６２、およびリソース位置に関する情報である。
　リソース種欄Ｄ６１には、作業員、および高圧発電機車（以下、電源車）や穴掘建柱車のような復旧作業に必要な車両、あるいはドローンなどの情報が格納される。作業員はスキルなどによって予め作業班に分けられていてもよく、その場合は例えば、高圧線修復作業班、電柱折損対応班、などの作業班をリソース種として格納してもよい。ここで、電源車は、例えば電源車（１２００ｋＶＡ）、電源車（１５００ｋＶＡ）、のように容量の情報を保持し、容量の異なる電源車は異なるリソース種として格納する。リソース数欄Ｄ６２には、各リソースの数が格納される。
　作業所要時間情報Ｄ８は図９に例示したように、設備被害種Ｄ８１ごとの復旧作業所要時間Ｄ８２を示す情報である。設備被害種欄Ｄ８１には、事故や設備被害の種類の情報が格納される。事故や設備被害の種類とは、例えば、電柱折損や高圧線損傷などである。復旧作業所要時間欄Ｄ８２には、設備被害種に対応する事故や設備被害を復旧作業員が復旧するまでの所要時間の情報が格納される。ここで、所要時間は復旧作業員が現場に到着してから復旧作業を終えるまでの時間であり、移動時間を含まない。所要時間は、ユーザーが任意に設定でき、例えば、過去の復旧作業における平均作業所要時間などを格納することができる。
　図１に戻り、演算部ＣＰＵで実行される各種の処理機能について説明する。まず単独運転計画部７は、系統情報Ｄ１と、設備被害情報Ｄ２と、停電情報Ｄ３と、地図情報Ｄ４と、重要負荷情報Ｄ５と、リソース情報Ｄ６とに基づいて単独運転計画を作成する機能部であり、その処理について図１０で説明する。
　図１０は、単独運転計画部７の処理を示すフローチャートである。図１０のフローの最初の処理ステップＳ７１では、入力情報から開閉器区間の行列を作成する。なお、以下の説明ではスイッチＳＷが開閉器である事例で説明する。この処理は具体的には例えば以下のように処理される。なお、図１０の処理ステップＳ７１における行列作成の結果が、図１１に例示されている。
　処理を開始すると、単独運転計画部７は、系統情報Ｄ１から、自身が管理する配電系統Ｌ内の開閉器の開閉器番号をすべて抽出し、開閉器区間の行列の１列目Ｃ１とする。そのあと、単独運転計画部７は、１列目の開閉器番号に対応する開閉器に隣接する全ての開閉器の開閉器番号を系統情報Ｄ１から抽出し、開閉器区間の行列の２列目Ｃ２とし、開閉器区間をすべて特定する。そのあと、単独運転計画部７は、各開閉器区間に、例えばエリア１（例えば区間Ｌ１）、エリア２（例えば区間Ｌ２）のようなエリア番号を付与し、開閉器区間の行列の３列目Ｃ３とする。これらの処理により、各開閉器区間の構成に必要な開閉器の開閉器番号と、隣接する開閉器区間すなわち同一の開閉器によってそれぞれ区切られる開閉器区間は、エリア番号によって一元的に識別可能となる。そのあと、単独運転計画部７は、各開閉器区間の負荷容量を系統情報Ｄ１から抽出し、開閉器区間の行列の４列目Ｃ４とする。そのあと、単独運転計画部７は、各開閉器区間の分散電源容量を系統情報Ｄ１から抽出し、開閉器区間の行列の５列目Ｃ５とする。そのあと、単独運転計画部７は、各開閉器区間の電圧源有無を系統情報Ｄ１から抽出し、開閉器区間の行列の６列目Ｃ６とする。そのあと、単独運転計画部７は、設備被害情報Ｄ２から事故や設備被害のある開閉器区間を特定し、事故や設備被害のある開閉器区間を１、ない開閉器区間を０として、開閉器区間の行列の７列目Ｃ７に格納する。設備被害情報Ｄ２に、事故や設備被害の詳細な位置情報が保持されている場合は、事故や設備被害のある開閉器区間に、配電系統Ｌに紐づく事故や設備被害の座標情報などを格納してもよい。
　そのあと、単独運転計画部７は、停電情報Ｄ３から各開閉器区間の停電または通電状態を抽出し、開閉器区間の行列の８列目Ｃ８とする。そのあと、単独運転計画部７は、重要負荷情報Ｄ４から各重要負荷の負荷容量と重要度を抽出してその積を計算し、各開閉器区間内に存在する重要負荷に対して総和をとり、開閉器区間の行列の９列目とする。重要度はユーザーが任意に扱うか否かを事前に決定でき、扱わない場合はこの処理を実行せず、開閉器区間の行列の９列目Ｃ９はすべて０とする。そのあと、単独運転計画部７は、地図情報Ｄ５の道路網、通行不可能な道路情報を用い、電源車や作業員などが営業所から各開閉器区間を構成する最も近い開閉器位置まで移動するのに必要な最短時間を移動所要時間として計算し、開閉器区間の行列の１０列目Ｃ１０とする。
　図１０のフローの最初の処理ステップＳ７１における上記の一連の処理により、開閉器区間の行列が作成される。なお、開閉器区間の行列の１０列目において、ここで、移動所要時間は、営業所から開閉器区間を構成する開閉器までの最短経路の長さを、例えば３０ｋｍ／ｈなどの平均移動速度で除することにより計算する。また、営業所から開閉器区間を構成する開閉器までの最短経路が通行不可能な道路区間を含む場合、通行不可能な道路区間を通行する間の平均移動速度は、例えば１５ｋｍ／ｈなどと減速することにより、迂回した際の所要時間を考慮する。３０ｋｍ／ｈ、１５ｋｍ／ｈなどの平均移動速度は予め設定できるものとし、この限りではない。
　図１１の行列作成結果によれば、単独運転区間となりうるエリアごとに、この区間での各種状態や復旧時の問題が総括的に整理され、まとめられている。
　次に図１０の処理ステップＳ７２では、最適化計算により単独運転計画１（即時に単独運転可能な開閉器区間に対する単独運転計画）を立案する。なお図２の配電系統Ｌの場合に、即時に単独運転可能な開閉器区間とは、区間Ｌ１、Ｌ３のみであり、区間Ｌ２は事故状態が継続していることから無条件に単独運転とすることはできない。このため、単独運転計画部７は、以下の目的関数と制約を持つ最適化計算をし、単独運転計画を立案し、単独運転計画１として保存する。これにより、即時に単独運転可能な開閉器区間を判別できる。
　ここで最適化計算を行う上での目的関数は、停電状態の開閉器区間の負荷容量と、開閉器区間ごとの停電継続時間との積を、全開閉器区間に対して総和を取り計算し、これを最小化する問題として定式化する。これにより、停電被害を最小化するように単独運転計画を立案することができる。各開閉器区間の負荷容量は、開閉器区間の行列の４列目Ｃ４と９列目Ｃ９の和を取り計算する。これにより、重要負荷を考慮する場合は、その重要度に応じて優先的に復電する単独運転計画を立案することができる。停電状態の継続時間は、例えば、太陽光発電や系統用蓄電池などの分散電源により単独運転をする開閉器区間は、計画立案後即時復電するものとみなして０時間とし、電源車により単独運転をする開閉器区間は、電源車の移動所要時間とし、単独運転により復電しない開閉器区間は、７２時間などとする。ここで、分散電源により単独運転をする開閉器区間の停電時間は、単独運転の継続可能時間などを考慮して予め設定できるものとし、０時間に限定されない。また、単独運転により復電しない開閉器区間の停電時間に関しても、本計画により復電を試みる期間の最大値として予め設定できるものとし、７２時間に限定されない。
　また最適化計算を行う上での制約は、主に以下の３つにより構成される。１つ目は、事故や設備故障のある開閉器区間では単独運転しないことである。これにより、事故や設備故障があるにもかかわらず単独運転を実施することによる再停電や感電被害などを防止することができる。開閉器区間内の事故や設備故障の有無は、開閉器区間の行列の７列目Ｃ７より抽出して判断する。
　２つ目は、電圧源のない開閉器区間は電圧源のある開閉器区間と連系しない限り単独運転しないことである。これにより、単独運転を予定する系統内に電圧源がなく、復電できない事態を防止することができる。各開閉器区間内の電圧源の有無は、開閉器区間の行列の６列目Ｃ６から抽出して判断する。また、開閉器区間の連系については、隣接する開閉器区間が互いに単独運転する際、必ず連系して運転するものと想定する。隣接する開閉器区間は、開閉器区間の行列の２列目Ｃ２より識別して判断する。
　３つ目は、連系して単独運転する開閉器区間内の負荷容量の総和が、同開閉器区間内の分散電源容量の総和以下であることである。ここで、同開閉器区間の内１つ以上の区間に電源車を配備する場合は、同開閉器区間内の分散電源容量の総和と、同電源車の容量の総和との和を、同開閉器区間内の負荷容量の総和と比較する。これにより、単独運転エリア内の需給マッチングを考慮し、再停電を防止することができる。各開閉器区間内の負荷容量、分散電源容量は、それぞれ開閉器区間の行列の４列目Ｃ４、５列目Ｃ５から抽出する。電源車の容量は、配備する電源車の種類に応じた容量の情報を、リソース情報Ｄ６から抽出する。
　なお最適化計算を行う上で、入力の変更が必要となる場合には図１０の処理ステップＳ７３において、開閉器区間の行列の７列目Ｃ７をすべて０に書き換える。これにより、事故や設備故障がすべて除去された復旧作業後の系統状態を想定する。
　また最適化計算を行う上で、制約の追加が必要となる場合には図１０の処理ステップＳ７４において、単独運転計画１において単独運転する開閉器区間と、各容量の電源車を配備する開閉器区間とを、それぞれ単独運転する開閉器区間、電源車を配備する開閉器区間として計画に固定する。これにより、単独運転計画１により単独運転を実施後、復電しない開閉器区間に対し、事故や設備故障の復旧作業後に系統再連系、または単独運転による復電を選択する際、停電被害を最小化するよう復電手段を選択できる。
　そのあと図１０の処理ステップＳ７５では、、単独運転計画立案部７は、以下に示す入力の変更と制約の追加を実施し、再度最適化計算をし、復旧作業後の単独運転計画を立案し、単独運転計画２（事故や被害設備の復旧作業後に単独運転可能な開閉器区間に対する単独運転計画）として保存する。これにより、後記する復旧作業計画部８において、事故や被害設備の復旧作業後の復電手段として、系統再連系以外に単独運転を考慮でき、停電被害を最小限に抑制した効率的な復旧作業計画を立案することができる。なお図２の配電系統Ｌの場合に、事故や被害設備の復旧作業後に単独運転可能な開閉器区間とは、区間Ｌ２及び需要家Ｌｄ８であり、これにより、全ての区間について、単独運転計画が策定されたことになる。
　復旧作業計画部９は、系統情報Ｄ１と、設備被害情報Ｄ２と、停電情報Ｄ３と、地図情報Ｄ４と、重要負荷情報Ｄ５と、リソース情報Ｄ６と、単独運転計画部７から受け取る単独運転計画と、作業所要時間情報Ｄ８とに基づいて復旧作業計画を作成する機能部であり、その処理について図１２で説明する。
　図１２は、復旧作業計画部９の処理を示すフローチャートである。図１２のフローの最初の処理ステップＳ９１では、復旧作業計画部９は、単独運転計画部７から単独運転計画２と開閉器区間の（図１１に例示する）行列と、を抽出する。
　そのあと処理ステップＳ９２では、復旧作業計画部９は、以下の目的関数と制約を持つ最適化計算をし、復旧作業計画として保存する。
　ここで最適化計算を行う上での目的関数は、各開閉器区間の状態を、復電なら０、停電なら１と表すバイナリ変数を、すべての開閉器区間で、またタイムステップごとに総和を取り計算し、これを最小化する問題として定式化する。タイムステップは、例えば１分など、ユーザーが任意に設定できる。
　また最適化計算を行う上での制約は、主に以下の６つにより構成される。１つ目は、同じ作業員、または作業班は１つのタイムステップに１つ以下の作業、または移動のみ実施できることである。
　２つ目は、同じ作業員、または作業班が１つの設備被害箇所に滞在するタイムステップ数は、その設備被害の作業所要時間に対応するタイムステップ数以上であることである。
各設備被害箇所の設備被害の種類は、設備被害情報Ｄ２の設備被害種Ｄ２３から抽出し、対応する作業所要時間は作業所要時間情報Ｄ８から抽出する。
　３つ目は、同じ作業員、または作業班が２つの設備被害箇所を移動するタイムステップ数は、その２箇所間の移動所要時間に対応するタイムステップ数以上であることである。
ここで、２箇所間の移動所要時間は、２箇所間の最短経路の長さを地図情報Ｄ５から抽出し、それを例えば３０ｋｍ／ｈなどの平均移動速度で除することにより計算する。また、最短経路が通行不可能な道路区間を含む場合、通行不可能な道路区間を通行する間の平均移動速度は、例えば１５ｋｍ／ｈなどと減速することにより、迂回した際の所要時間を考慮する。３０ｋｍ／ｈ、１５ｋｍ／ｈなどの平均移動速度は予め設定できるものとし、この限りではない。
　４つ目は、事故点が１つ以上ある開閉器区間は復電しないことである。５つ目は、各タイムステップにおいて、事故点がすべて除去された開閉器区間のうち、開閉器区間の行列の８列目Ｃ８において通電状態の開閉器区間、および通電状態の隣接開閉器区間をたどると開閉器区間の行列の８列目Ｃ８において通電状態の開閉器区間のいずれかに至る開閉器区間、と隣接している開閉器区間は復電状態とすることである（制約Ａとする）。
　６つ目は、事故点のない開閉器区間のうち、単独運転計画２において単独運転が予定されている開閉器区間は復電状態とすることである（制約Ｂとする）。
　なお、５つ目の制約を実行するにあたり、処理ステップＳ９３では、あるタイムステップにおいて初めて制約Ａを満たしたことにより復電した開閉器区間は、開閉器区間の行列の１０列目Ｃ１０にそのタイムステップを、１１列目に「系統再連系による復電」といった復電手段を格納する。
　また６つ目の制約を実行するにあたり、処理ステップＳ９４では、あるタイムステップにおいて初めて制約Ｂを満たしたことにより復電した開閉器区間は、開閉器区間の行列の１０列目Ｃ１０にそのタイムステップを、１１列目Ｃ１１に「単独運転による復電」といった復電手段を格納する。この際、開閉器区間の行列の１０列目Ｃ１０に制約Ａを初めて満たしたタイムステップが格納されている場合、各制約を初めて満たしたタイムステップを比較し、小さい方のタイムステップを格納する。開閉器区間の行列の１１列目には、１０列目Ｃ１０に格納したタイムステップにおいて初めて満たした制約に対応する復電手段を格納する。
　画面出力部１０は、表示装置１１に表示する内容を選択して表示させる機能部であり、図１３でその処理を説明する。図１３は、画面出力部１０の処理の一例を示すフローチャートである。なお表示装置１１は、例えば液晶パネルや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネルなどを備えて構成され、運用者が選択した表示内容などを表示する。
　図１３における、画面出力部１０の処理では、処理ステップＳ１１において、画面表示する項目の選択入力を受け付け、処理ステップＳ１２において、選択された項目の表示を行う。
　次に、、図１４の画面１１０の構成例を説明する。画面は、画面分割された小領域である複数のペイン１１１、１１２、１１３により構成されている。表示装置１１に表示される画面１１０には、画面出力部１０にて選択した表示内容が表示される。
　表示内容選択ペイン１１１は、画面出力部１０で選択処理する表示内容を、運用者が操作して選択するための表示である。これにより、他のペインには、表示内容選択ペイン１１１で選択された表示内容が表示される。選択可能な要因は、単独運転計画、電力供給エリア、開閉器状態、事故点情報、地図、復旧作業計画、復旧タイムステップと復電手段などが準備される。これらの項目が選択されると、図１３の画面出力部１０の処理ステップＳ１１において、画面表示する項目の選択入力が受け付け処理されたことになる。その後、図１３の画面出力部１０の処理ステップＳ１２において、選択内容に応じた表示画面が地図ペイン１１２と計画情報ペイン１１３に表示される。
　地図ペイン１１２には、単独運転計画と、これに位置関係が対応した道路や住宅等の地図とが重畳表示される。単独運転計画は、各系統が識別できるように色付けされた系統図であり、系統図上には、例えば系統中の開閉器状態を示すために開状態と閉状態の開閉器を色分けして表示し、また例えば事故点の位置を、バツ印などの記号で表示する。地図上には、例えば単独運転で電力供給するエリアが色付けして表示される。
　計画情報ペイン１１３には、表示内容選択ペイン１１１で選択した要因の具体的な内容が表示される。図１４の例では、復旧作業計画と、各開閉器区間の復旧タイムステップと復電手段とを選択した時の情報が詳細に表示された例を示している。なお復旧作業計画は、各作業員または作業班が各時間帯に実施する作業や移動を示す図である。
　画面出力部１０は、例えばボタンやプルダウンなどを、後述する表示装置１１上の表示内容選択ペイン１１１（図１３参照）に表示するのがよい。表示装置１１に表示されたボタンやプルダウンなどを運用者が単数、または複数押下したり、選択したりすることにより、画面出力部１０は、運用者に選択された表示内容を表示装置１１に表示された別ペインに出力する。
　この際、選択できる表示内容は、例えば、単独運転計画部７が作成した単独運転計画１および２それぞれによる電力供給エリア、開閉器状態、事故点情報、道路や住宅等の地図、復旧作業計画部９が作成した復旧作業計画、各開閉器区間の復旧タイムステップと復旧手段などである。
　本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば上記した実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
　上記の各構成、機能、処理部、処理手段などは、それらの一部または全部を、例えば集積回路などのハードウェアで実現してもよい。上記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈して実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）などの記録装置、または、フラッシュメモリカード、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ）などの記録媒体に置くことができる。
　各実施形態に於いて、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
７：単独運転計画部、９：復旧作業計画部、１０：画面出力部、１１：表示装置、１２：復旧意思決定支援装置、１３：入力装置、ＤＢ：大容量記憶部、Ｄ１：系統情報、Ｄ１１：開閉器番号欄、Ｄ１２：隣接開閉器番号欄、Ｄ１３：負荷容量欄、Ｄ１４：需要家番号欄、Ｄ１５：分散電源番号欄、Ｄ１６：分散電源容量欄、Ｄ１７：電圧源有無情報欄、Ｄ２：設備被害情報、Ｄ２１：設備被害番号欄、Ｄ２２：開閉器番号欄、Ｄ２３：設備被害種欄、Ｄ３：停電情報、Ｄ３１：開閉器番号欄、Ｄ３２：停電フラグ欄、Ｄ４：重要負荷情報、Ｄ４１：需要家番号欄、Ｄ４２：負荷容量欄、Ｄ４３：重要度欄、Ｄ５：地図情報、Ｄ６：リソース情報、Ｄ６１：リソース種欄、Ｄ６２：リソース数欄、Ｄ７：単独運転計画部、Ｄ８：作業所要時間情報、Ｄ８１：設備被害種欄、Ｄ８２：復旧作業所要時間欄、Ｌ：配電系統、１１０：画面、１１１：表示内容選択ペイン、１１２：地図ペイン、１１３：計画情報ペイン

Claims (14)

  1. 　電力系統の事故により切り離された電力系統区間を再度前記電力系統に接続するための復旧意思決定支援装置であって、
    　前記切り離された電力系統区間について、隣接する開閉器で区分される開閉器区間を定義し、少なくとも内部に分散電源を有する，または電源車を配備する開閉器区間を単独運転区間として単独運転計画を立案する単独運転計画部と、
    　前記電力系統のうち、内部に事故や被害設備が存在する開閉器区間について、その復旧作業計画を立案する復旧作業計画部を備えることを特徴とする復旧意思決定支援装置。
  2. 　請求項１に記載の復旧意思決定支援装置であって、
    　前記単独運転計画部は、事故や被害設備の復旧作業後に単独運転可能な開閉器区間を提示する単独運転計画を立案し、
    　前記復旧作業計画部は、前記単独運転計画に基づき停電被害を最小化するような事故や被害設備の復旧作業計画と、各開閉器区間の復旧タイムステップおよびその復電手段と、を立案することを特徴とする復旧意思決定支援装置。
  3. 　請求項１に記載の復旧意思決定支援装置であって、
    　前記単独運転計画部は、即時に単独運転可能な開閉器区間を示す第１の単独運転計画と、復旧作業後に単独運転可能な開閉器区間を示す第２の単独運転計画を立案することを特徴とする復旧意思決定支援装置。
  4. 　請求項２に記載の復旧意思決定支援装置であって、
    　前記復旧作業計画部は、前記単独運転計画に基づき停電被害を最小化するような事故や被害設備の復旧作業計画を立案することを特徴とする復旧意思決定支援装置。
  5. 　請求項２に記載の復旧意思決定支援装置であって、
    　前記復旧作業計画部は、前記単独運転計画に基づき各開閉器区間の復旧タイムステップとその復電手段を立案することを特徴とする復旧意思決定支援装置。
  6. 　請求項４に記載の復旧意思決定支援装置であって、
    　前記復旧作業計画部は、停電被害を最小化するため最適化計算により復旧作業計画を立案することを特徴とする復旧意思決定支援装置。
  7. 　請求項１に記載の復旧意思決定支援装置であって、
    　前記単独運転計画部が立案した単独運転計画と、前記復旧作業計画部が作成した復旧作業計画を画面に出力する画面出力部を有することを特徴とする復旧意思決定支援装置。
  8. 　請求項７に記載の復旧意思決定支援装置であって、
    　前記画面出力部は、前記単独運転計画部が立案した即時に単独運転可能な開閉器区間を示す第１の単独運転計画と、復旧作業後に単独運転可能な開閉器区間を示す第２の単独運転計画を画面出力することを特徴とする復旧意思決定支援装置。
  9. 　請求項７に記載の復旧意思決定支援装置であって、
    　前記画面出力部は、前記復旧作業計画部が立案した復旧作業計画と、各開閉器区間の復旧タイムステップとその復電手段を画面に出力することを特徴とする復旧意思決定支援装置。
  10. 　請求項９に記載の復旧意思決定支援装置であって、
    　前記画面出力部は、前記復旧作業計画部が立案した復旧作業計画を画面に出力することを特徴とする復旧意思決定支援装置。
  11. 　請求項９に記載の復旧意思決定支援装置であって、
    　前記画面出力部は、前記復旧作業計画部が立案した各開閉器区間の復旧タイムステップとその復電手段を画面に出力することを特徴とする復旧意思決定支援装置。
  12. 　計算機を用いて実現され、電力系統の事故により切り離された電力系統区間を再度前記電力系統に接続するための復旧意思決定支援方法であって、
    　前記切り離された電力系統区間について、隣接する開閉器で区分される開閉器区間を定義し、少なくとも内部に分散電源を有する，または電源車を配備する開閉器区間を単独運転区間として単独運転計画を立案し、
    　前記電力系統のうち、内部に事故や被害設備が存在する開閉器区間について、その復旧作業計画を立案することを特徴とする復旧意思決定支援方法。
  13. 　請求項１２に記載の復旧意思決定支援方法であって、
    　前記単独運転計画は、即時に単独運転可能な開閉器区間を示す第１の単独運転計画と、復旧作業後に単独運転可能な開閉器区間を示す第２の単独運転計画を含み、前記第２の単独運転計画に基づいて復旧作業における手順及びリソースを含む復旧作業計画を立案することを特徴とする復旧意思決定支援方法。
  14. 　請求項１２に記載の復旧意思決定支援方法であって、
    　前記単独運転計画に応じ、単独運転、および電力系統または単独運転区間との連系により停電復旧可能な開閉器区間の負荷容量、および前記開閉器区間が停電復旧するのに必要な所要時間を考慮し、前記負荷容量と前記所要時間との積の全開閉器区間に対する総和を最小化する復旧計画を作成することを特徴とする復旧意思決定支援方法。
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