系統安定化システム及び系統安定化方法
【課題】電力系統内の設備に不具合が生じた場合、想定された事故が発生する前に、その不具合の生じた設備を含む系統構成を切り離し、電力系統の信頼性を維持すること。
【解決手段】
情報取得部１Ａは、電力系統２に関する所定の情報を取得する。機能不良設備判定部１Ｂは、所定の情報に基づいて、機能不良設備を判定する。安定判定部１Ｃは、機能不良設備が、安定化対策に関連しているか否かを判定する。分割領域判定部１Ｄは、電力系統を、機能不良設備を含む不健全系統と、機能不良設備を含まない健全系統とに分割するための分割領域を判定する。制御指令送信部１Ｆは、電力系統を健全系統と不健全系統とに分割するための制御指令を電力系統に含まれる所定の装置に送信する。
【解決手段】
情報取得部１Ａは、電力系統２に関する所定の情報を取得する。機能不良設備判定部１Ｂは、所定の情報に基づいて、機能不良設備を判定する。安定判定部１Ｃは、機能不良設備が、安定化対策に関連しているか否かを判定する。分割領域判定部１Ｄは、電力系統を、機能不良設備を含む不健全系統と、機能不良設備を含まない健全系統とに分割するための分割領域を判定する。制御指令送信部１Ｆは、電力系統を健全系統と不健全系統とに分割するための制御指令を電力系統に含まれる所定の装置に送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統安定化システム及び系統安定化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所で発電した電力を一般家庭及び商業施設等の各種需要家に供給するための電力系統では、安定した電力供給が求められている。そのため、電力系統を制御するシステムでは、想定される事故と想定される事故を安定化する系統安定化制御方法との一覧を予め作成しており、想定された事故が実際に発生した場合は、予め用意された系統安定化制御を実行する。従って、想定された事故が発生した場合でも、速やかに系統を安定化することができ、電力供給を継続できる。
【０００３】
従来技術では、電力系統を予め複数の領域に区分しておき、それら区分にそれぞれ端末局を配置する。各端末局は、電圧及び周波数等の系統データに基づいて事故が発生したかを監視し、事故発生を検出した場合は系統を安定化させるための演算を行い、制御指令を出力する（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０２−１８８１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、想定された事故が一つ生じた場合でも、系統安定化制御を実行することで、速やかに電力系統を安定化させることができる。しかし、例えば、複数の事故が短い間隔で発生したような場合は、予め用意された系統安定化制御だけでは電力系統を安定化させることができない可能性がある。また、例えば、変圧器等の各種設備の保守点検作業または設備の入れ替え作業等が行われている状況において、その作業対象設備と同一系統に属する他の設備に何らかの原因で障害が発生した場合も、用意された系統安定化制御ではその障害に対処することができない恐れがある。つまり、災害または作業等で想定事故への耐性が低下している状況では、想定された事故が生じた場合、その想定事故に対応するのが難しくなることがある。
【０００６】
ここで、本明細書では、想定事故に対応可能な系統構成を健全系統と呼ぶ。想定事故に対応できない系統構成を、本明細書では不健全系統と呼ぶ。
【０００７】
本発明の目的は、想定事故が生じるよりも前に、想定事故に対応できない可能性のある不健全系統と健全系統とを分割し、電力系統の信頼性を維持できるようにした系統安定化システム及び系統安定化方法を提供することにある。本発明の他の目的は、電力系統の想定事故に対する信頼性が低下した場合に、不健全系統を電力系統から切り離すことについての情報をユーザに提示し、ユーザの選択を確認した後に不健全系統と健全系統とを分割できるようにした系統安定化システム及び系統安定化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決すべく、本発明に係る系統安定化システムは、電力系統に関する所定の情報として、電力系統内の観測情報と事前に定めた複数の想定事故リスト及び災害情報を取得するための情報取得部と、所定の情報に基づいて、電力系統に含まれる複数の設備のうち、正常動作しないと予測される機能不良設備を判定するための機能不良設備判定部と、機能不良設備が、電力系統を安定化するために予め用意される所定の安定化対策に関連しているか否かを判定する安定判定部と、機能不良設備が安定化対策に関連していると判定された場合、電力系統を、機能不良設備を含む不健全系統と、機能不良設備を含まない健全系統とに分割するための分割領域を判定する分割領域判定部と、分割領域判定部による判定結果に基づいて電力系統を健全系統と不健全系統とに分割するための制御指令を電力系統に含まれる所定の装置に送信するための制御指令送信部と、を備える。
【０００９】
安定判定部は、機能不良設備が所定の安定化対策に関連しており、かつ、予め設定される想定事故に対して安定であるか否かを判定することができる。
【００１０】
分割領域判定部による判定結果をユーザに提示するための判定結果提示部をさらに備え、判定結果提示部により提示される判定結果に対するユーザの選択を確認した後で、制御指令送信部は、制御指令を所定の装置に送信することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施形態の全体概要を示す説明図である。
【図２】図２は、電力系統と系統安定化システムの全体構成を示す。
【図３】図３は、プログラムデータの内容を示す説明図である。
【図４】図４は、系統安定化システムと電力系統の間で送受信される情報の概略構成を示す。
【図５】図５は、系統安定化処理の全体を示すフローチャートである。
【図６】図６は、データ受信の欠損に基づいて機能不良設備を判定する処理を示すフローチャートである。
【図７】図７は、中継装置を介して情報を送受信する場合の構成図である。
【図８】図８は、データ（センサ情報）が欠損している場合のセンサ情報を管理するテーブルの例である。
【図９】図９は、センサ情報が欠損する場合の系統構成の概略図である。
【図１０】図１０は、データ異常に基づいて機能不良設備を判定する処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、データ異常時のセンサ情報管理テーブルの例である。
【図１２】図１２は、センサ情報に異常が生じる場合の系統構成の概略図である。
【図１３】図１３は、線路容量を管理するテーブルの例である。
【図１４】図１４は、設備構成の変更に基づいて機能不良設備を判定する処理を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、設備構成の変更を示す情報の例である。
【図１６】図１６は、設備構成が変更される場合の系統構成の概略図である。
【図１７】図１７は、災害予測情報に基づいて機能不良設備を判定する処理を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、災害の発生を予測するサーバを備える全体構成図である。
【図１９】図１９は、災害予測情報の例を示す。
【図２０】図２０は、災害発生が予測される場合の系統構成の概略図である。
【図２１】図２１は、想定事故に対する安定性を判定するための処理を示すフローチャートである。
【図２２】図２２は、想定事故への対策を示すリストの例である。
【図２３】図２３は、想定事故に対する安定性の判定結果を示すリストの例である。
【図２４】図２４は、分割領域を算出する処理を示すフローチャートである。
【図２５】図２５は、最適な分割領域を算出するための処理を示すフローチャートである。
【図２６】図２６は、制約設備のリストの例である。
【図２７】図２７は、２つの分割領域間でのフェンス潮流の算出方法を示す説明図である。
【図２８】図２８は、３つの分割領域間でのフェンス潮流の算出方法を示す説明図である。
【図２９】図２９は、電力系統を不健全系統と健全系統とに分割する方法を示す説明図である。
【図３０】図３０は、分割結果を表示する画面の例である。
【図３１】図３１は、分割領域の需給バランスを表示する画面の例である。
【図３２】図３２は、電力系統を分割する前と分割した後とにおける、想定事故安定対策リストの例である。
【図３３】図３３は、第２実施例に係る系統安定化システムの構成を示す。
【図３４】図３４は、プログラムデータの内容を示す説明図である。
【図３５】図３５は、系統を安定化させる処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態では、以下に詳述するように、想定事故に対する信頼性の低下した領域を、想定事故が発生するよりも前に電力系統から切り離すことで、残された多くの領域における想定事故に対する信頼性を維持できるようにしている。
【００１３】
図１は、本実施形態の全体概要を示す説明図である。図１は、本発明の理解及び実施に役立つように作成されたもので、本発明の範囲は図１に示す構成例に限定されない。
【００１４】
系統安定化システム１は、電力系統２を安定化するためのシステムである。電力系統２には、例えば、変圧器、線路、発電機、需要家設備等の、複数の設備Ｎ１〜Ｎ４が含まれている。また、後述の実施例に記載のように、電力系統２には、複数のセンサ装置１７０と複数の開閉器１８０及び複数の通信装置１９０等も含まれている。
【００１５】
系統安定化システム１は、一つのコンピュータから構成することもできるし、または、複数のコンピュータを連携させて構成することもできる。系統安定化システム１は、その機能として、例えば、情報取得部１Ａと、機能不良設備判定部１Ｂと、安定判定部１Ｃと、分割領域判定部１Ｄと、判定結果提示部１Ｅと、制御指令送信部１Ｆを備える。
【００１６】
情報取得部１Ａは、電力系統２に関する所定の情報を取得するための機能である。所定の情報としては、後述の実施例で明らかになるように、センサ装置１７０からのセンサ情報（例えば、線路潮流データ）、設備の構成変更を示す情報、災害の発生を予測する情報がある。情報取得部１Ａは、それら各情報の全てを所定の情報として取得してもよいし、それら各情報のうち少なくともいずれか一つの情報を取得してもよい。
【００１７】
機能不良設備判定部１Ｂは、情報取得部１Ａにより取得された所定の情報に基づいて、電力系統２に含まれる複数の設備Ｎ１〜Ｎ４のうち、正常動作しない可能性があると予測される機能不良設備Ｎ２を判定するための機能である。図１では、説明の便宜上、設備Ｎ２が機能不良設備であるとする。他の設備Ｎ１〜Ｎ３は、何も問題が生じていない健全な設備である。
【００１８】
機能不良設備とは、災害または保守点検等により、正常に動作しないか、正常に動作する可能性が所定値よりも高いと判定された設備である。例えば、或る設備の近くに設置されたセンサ装置からの信号が途絶えたり、異常値を示しているような場合は、その設備にも何らかの影響が及んでいる、または及ぶ可能性がある、と考えることができる。その設備がたとえ今実際に正常動作していても、正常動作しなくなる可能性が一定値以上あれば、機能不良設備と判定される。次の瞬間に生じるかも知れない想定事故に対処できる能力を維持するためである。
【００１９】
安定判定部１Ｃは、機能不良設備Ｎ２が、電力系統２を安定化するために予め用意される所定の安定化対策に関連しているか否かを判定する機能である。安定化対策とは、例えば、いわゆる「Ｎ−１基準」等のような所定の安全基準に基づいて、電力系統を安定化させるための方法である。
【００２０】
Ｎ−１基準とは、Ｎ個の設備のうち１個の設備が故障した場合でも、残るＮ−１個の設備により電力供給が維持される、という安全基準である。想定事故のそれぞれについて、電力系統２を安定化するための対策が用意されている。安定化対策のために使用されうる設備を、本明細書では、安定化設備と呼ぶ。
【００２１】
安定判定部１Ｃは、機能不良設備が安定化設備に該当するかを判定する機能である。機能不良設備が安定化設備であると判定された場合、その機能不良設備を含む系統構成は、安定性が低い（不安定である）と考えることができる。或る想定事故が生じた場合に、その想定事故に対応する安定化対策を実行できない可能性があるためである。
【００２２】
分割領域判定部１Ｄは、電力系統２を複数の領域（系統構成）に分割するための機能である。分割領域判定部１Ｄは、安定判定部１Ｃにより機能不良設備が安定化対策に関連していると判定された場合、電力系統２を、機能不良設備を含む不健全系統と、機能不良設備を含まない健全系統とに分割するための分割領域を判定する。
【００２３】
図１の上側に示すカットＣ１、カットＣ２は、一方の分割領域である不健全領域と他方の分割領域である健全領域とに分割するための境界線を示す。例えば、カットＣ１に沿って電力系統２を分割する場合、不健全系統には機能不良設備Ｎ２のみが含まれ、健全系統には正常設備Ｎ１、Ｎ３、Ｎ４が含まれる。また、例えば、カットＣ２に沿って電力系統２を分割する場合、不健全系統には機能不良設備Ｎ２及び正常設備Ｎ３が含まれ、健全系統には他の正常設備Ｎ１及びＮ４が含まれる。
【００２４】
ここで、正常設備Ｎ３は、例えば、病院または消防署等の重要施設であるとする。従って、正常設備Ｎ３を不健全系統に含めるのは、好ましくない。想定事故が発生した場合、不健全系統では電力の正常供給を行うことができない可能性があるためである。そこで、分割領域判定部１Ｄは、重要な設備Ｎ３が不健全系統に含まれないように、不健全系統と健全系統とを分けることができる。つまり、本実施形態では、制約条件として、「予め設定される重要な設備Ｎ３が健全系統に属すること」と設定されている。
【００２５】
判定結果提示部１Ｅは、分割領域判定部１Ｄによる判定結果をユーザに提示するための機能である。ユーザとは、例えば、電力系統２を運用する系統運用者である。ユーザに提示される判定結果には、電力系統２の分割後の構成等が含まれている。
【００２６】
判定結果提示部１Ｅは、判定結果を表示装置１１（図２で後述）等に表示することで、ユーザに提示する。ユーザは、その判定結果を確認し、系統安定化システム１に対して所定の指示を与えることができる。所定の指示としては、例えば、電力系統の分割についての選択、または、電力系統の分割についての修正指示、電力系統の分割についての承認などがある。
【００２７】
制御指令送信部１Ｆは、分割領域判定部１Ｄによる判定結果に基づいて電力系統２を健全系統と不健全系統とに分割するための制御指令を作成し、その制御指令を電力系統２に含まれる所定の装置に送信するための機能である。所定の装置としては、例えば、開閉器１８０（図２で後述）が該当する。所定の開閉器１８０を遠隔操作することで、不健全系統を電力系統２から自動的に切り離すことができる。
【００２８】
上述のように本実施形態では、電力系統２に関する所定の情報を収集し、その情報に基づいて機能不良設備が存在するかを判定し、機能不良設備を発見した場合は安定性を判定する。所定の情報は、電力系統内の観測情報と、事前に定めた複数の想定事故リスト及び災害情報を含むことができる。さらに、本実施形態では、機能不良設備であると判定した場合、その機能不良設備に関連する想定事故が発生するよりも前に、機能不良設備を含む系統構成（不健全系統）を電力系統２から切り離すための分割領域を判定する。
【００２９】
そして、本実施形態では、判定された分割領域についてユーザの確認を得た後、電力系統２内の所定の装置（開閉器）に制御指令を送信し、電力系統２を不健全系統と健全系統とに分割する。
【００３０】
従って、本実施形態では、想定事故に対する安定化対策で使用される設備（安定化設備）に異常等が生じて機能不良設備であると判定された場合は、想定事故が発生する前に、その機能不良設備を含む不健全系統を、電力系統２から切り離しておく。これにより、本実施形態では、その後、不健全系統に想定事故が発生した場合でも、想定事故による影響を不健全系統内に止め、不健全系統での不具合が健全な他の系統に波及して、障害が広範囲に生じるのを未然に防止できる。
【００３１】
本実施形態では、災害または保守作業等により所定の安定化対策の実施可能性が低下した系統構成（不健全系統）を、他の健全な系統構成から事前に切り離すことで、電力系統全体の信頼性を維持することができる。以下、本実施形態をより詳細に説明する。
【実施例１】
【００３２】
図２〜図３２を参照して第１実施例を説明する。図１との対応関係を先に述べると、系統安定化システム１０は図１の系統安定化システム１に、電力系統１００は図１の電力系統２に、対応する。
【００３３】
系統安定化システム１０の全体処理の流れは、図５で後述する。図５に示すステップのうち、ステップＳ１及びＳ２は、図１の情報取得部１Ａに対応する。ステップＳ３は、図１の機能不良設備判定部１Ｂに、ステップＳ５は、図１の安定判定部１Ｃに、ステップＳ６及びＳ７は、図１の分割領域判定部１Ｄに、対応する。ステップＳ８は、図１の判定結果提示部１Ｅに、ステップＳ９は、図１の制御指令送信部１Ｆに、対応する。
【００３４】
図２を参照し、電力系統１００及び系統安定化システム１０の全体構成を説明する。電力系統１００と系統安定化システム１０とは、通信ネットワーク３００を介して通信可能に接続されている。
【００３５】
電力系統１００の構成を説明する。電力系統１００は、複数の分割系統１１０、１１１を備える。図２では、２つの分割系統１１０、１１１を示すが、電力系統１００は、３つ以上の分割系統を有することもできる。各分割系統１１０、１１１は、接続のための構成１１２を介して、接続されている。
【００３６】
各分割系統１００、１１１は、例えば、ノード（母線）１５０と、電源１２０と、負荷１４０と、変圧器１３０と、線路１６０と、センサ１７０と、開閉器１８０と、通信装置１９０とを備えている。
【００３７】
図２に示す構成は、説明のための例であって、実際には、各分割系統１１０、１１１内に複数の電源１２０及び負荷１４０等を設けることができる。また、線路１６０上には、少なくとも一つずつセンサ１７０及び開閉器１８０が設けられていればよい。
【００３８】
電源１２０は、例えば、太陽光発電装置、太陽熱発電装置、地熱発電装置、風力発電装置、火力発電所、水力発電所等のように構成され、ノード１５０に電力を供給する。変圧器１３０は、ノード１５０とノード１５０の間に設けられ、電圧等を調整する。ノード１５０から供給される電力を使用する負荷１４０は、例えば、一般家庭、商業施設、工場、病院、警察署、消防署、官公庁等の各需要家である。
【００３９】
線路１６０は、ノード間を接続する。「センサ装置」としてのセンサ１７０は、線路１６０を流れる電流の値及び電圧値などを計測し、それらの計測値をセンサ情報として、系統安定化システム１０に送信する。「所定の装置」としての開閉器１８０は、線路１６０を開閉することで、ノード１５０同士を接続したり、遮断したりする。
【００４０】
通信装置１９０は、センサ１７０及び開閉器１８０と通信ネットワーク３００との間に設けられる。センサ１７０及び開閉器１８０は、通信装置１９０を介して通信ネットワーク３００に接続されており、通信ネットワーク３００を介して系統安定化システム１０と通信する。
【００４１】
接続構成１１２は、各分割系統１１０、１１１を一つまたは複数の経路で、電気的に接続する。各経路は、例えば、線路１６０と、センサ１７０と、開閉器１８０と、通信装置１９０を備えることができる。このように、一方の分割系統１１０のノード１５０と他方の分割系統１１１のノード１５０とは、接続構成１１２の有する一つ以上の経路を介して接続される。
【００４２】
電力系統１００と系統安定化システム１０の間の通信について説明する。分割系統（１１０、１１１）内の通信装置１９０は、通信ネットワーク３００を介して、系統安定化システム１０の通信インターフェース（図中Ｉ／Ｆ）１５と接続されている。これにより、各分割系統１１０、１１１内のセンサ１７０及び開閉器１８０と系統安定化システム１０の間で、後述の情報３１０Ａ、３１０Ｂが送受信される。
【００４３】
ここで、図４を参照する。図４は、センサ１７０及び開閉器１８０と系統安定化システム１０の間で送受信される情報３１０Ａ、３１０Ｂの概略構成例を示す。
【００４４】
電力系統１００のセンサ１７０から系統安定化システム１０には、センサ情報３１０Ａが送信される。センサ情報３１０Ａは、例えば、線路潮流Ｐ ３１１と、センサ１７０を識別するための固有番号（図中ＩＤ）３１２と、タイムスタンプ３１３を含む。
【００４５】
センサ情報３１０Ａに含まれる線路潮流Ｐとは、ノード１５０間を接続する線路１６０を流れる、時間断面毎の潮流である。線路潮流は、センサ１７０により計測される。
【００４６】
系統安定化システム１０は、線路１６０上の開閉器１８０に向けて、制御情報３１０Ｂを送信する。制御情報３１０Ｂは、例えば、制御指令３１４と、開閉器１８０を識別するための固有情報３１５と、タイムスタンプ３１６とを含む。開閉器１８０には、事前に固有番号が設定されており、系統安定化システム１０は、各線路１６０上の各開閉器１８０の固有番号を予め把握している。
【００４７】
なお、通信ネットワーク３００を介して、各センサ１７０及び系統安定化システム１０は、図外のタイムサーバに接続されている。従って、各センサ１７０の内部時刻と系統安定化システム１０内の時刻とは同期している。
【００４８】
図２に戻り、系統安定化システム１０の構成について説明する。系統安定化システム１０は、例えば、表示装置１１と、入力装置１２と、マイクロプロセッサ１３と、メモリ１４と、通信インターフェース１５と、各種データベース２１〜２５を備えており、それらはバス線４１に接続されている。
【００４９】
表示装置１１は、例えば、ディスプレイ装置として構成される。ディスプレイ装置に代えて、またはディスプレイ装置と共に、プリンタ装置または音声出力装置等を用いる構成でもよい。入力装置１２は、例えば、キーボードスイッチ、マウス等のポインティング装置、タッチパネル、音声指示装置等の少なくともいずれか一つを備えて構成できる。
【００５０】
マイクロプロセッサ（図中ＣＰＵ：Central Processing Unit）１３は、プログラムデータベース２５から所定のコンピュータプログラムを読み込んで実行する。マイクロプロセッサ１３は、一つまたは複数の半導体チップとして構成してもよいし、または、計算サーバのようなコンピュータ装置として構成してもよい。
【００５１】
メモリ１４は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）として構成され、プログラムデータベース２５から読み出されたコンピュータプログラムを記憶したり、各処理に必要な計算結果データ及び画像データ等を記憶したりする。メモリ１４に格納された画面データは、表示装置１１に送られて表示される。表示される画面の例は後述する。
【００５２】
通信インターフェース１５は、通信ネットワーク３００に接続するための回路及び通信プロトコルを備える。
【００５３】
系統安定化システム１０は、例えば、設備データベース２１、系統データベース２２、分割領域データベース２３、分割結果データベース２４、プログラムデータベース２５等を備えることができる。それら各データベースの詳細は後述する。
【００５４】
図３を参照して、プログラムデータベース２５の記憶内容を説明する。プログラムデータベース２５には、例えば、機能不良設備判定プログラムＣＰ１１と、想定事故安定判定プログラムＣＰ１２と、分割領域計算プログラムＣＰ１３とが格納されている。マイクロプロセッサ１３は、各コンピュータプログラムを実行することで、機能不良設備を発見したり、機能不良設備の安定度を評価したり、最適な分割領域を解析したり、解析結果をユーザに提示したりする。
【００５５】
図２に戻る。系統安定化システム１０には、プログラムデータベース２５以外に、４つのデータベース２１〜２４が設けられている。設備データベース２１には、設備データＤ１として、例えば、系統構成（図示せず）と、想定事故対策リスト２１Ｔ１（図２２参照）と、制約設備リスト２１Ｔ２（図２６参照）と、が記憶されている。それら系統構成、想定事故対策リスト２１Ｔ１及び制約設備リスト２１Ｔ２は、系統管理サーバ３２０から通信ネットワーク３００を介して、系統安定化システム１０に送信される。
【００５６】
系統構成とは、電力系統１００の構成を示す情報である。系統構成には、例えば、電源１２０と、変圧器１３０と、負荷１４０と、ノード１５０と、線路１６０と、センサ１７０と、開閉器１８０及び通信装置１９０の、配置及び接続構成が記憶されている。
【００５７】
想定事故対策リスト２１Ｔ１には、想定事故に対する安定化対策が記憶される。電力系統１００の運用者が、発生しうる事故と、その事故が生じた場合に安定した電力供給を維持するための対策とを、事前に設定している。
【００５８】
なお、安定化対策とは、地絡または短絡等の事故が生じた設備を切り離したり、電源１２０または負荷１４０をノード１５０から切り離したりする制御である。つまり、安定化対策とは、電力系統１００に含まれる設備を用いて、事故に対応するための一連の制御処理である。安定化対策のために使用される設備を、安定化設備と呼ぶ。
【００５９】
制約設備リスト２１Ｔ２には、例えば、病院、通信拠点設備、消防署、市役所、変電所等の重要な負荷、及び／または、送電上のハブの、リストが記憶される。
【００６０】
系統データベース２２には、系統データＤ２として、例えば、センサ情報テーブル２２Ｔ１、２２Ｔ１Ａ（図８参照。テーブル２２Ｔ１とテーブル２２Ｔ１Ａを特に区別しない場合は、センサ情報テーブル２２Ｔ１と呼ぶ）と、線路容量テーブル２２Ｔ２（図１３参照）と、設備構成変更情報２２Ｔ３（図１５参照）が記憶されている。
【００６１】
センサ情報３１０Ａは、図４で説明した通り、センサ１７０から通信装置１９０及び通信ネットワーク３００を介して、系統安定化システム１０に送信される。センサ情報テーブル２２Ｔ１は、受信されたセンサ情報３１０Ａを記憶する。線路容量テーブル２２Ｔ２及び設備構成変更情報２２Ｔ３は、系統管理サーバ３２０から通信ネットワーク３００を介して、系統安定化システム１０に送信される。
【００６２】
線路容量情報２２Ｔ２は、線路１６０毎の容量情報を記憶する。設備構成変更情報２２Ｔ３は、電力系統１００の設備構成の変更に関する情報を記憶する。系統運用者は、系統管理サーバ３２０を介して、電力系統１００内の電源１２０と変圧器１３０と負荷１４０とノード１５０と線路１６０とセンサ１７０と開閉器１８０と通信装置１９０の、配置及び接続構成の変更点を時間断面毎に設定することができる。
【００６３】
分割領域データベース２３は、分割領域データＤ３として、例えば、機能不良設備リスト（図示せず）と、想定事故安定判定リスト２３Ｔ１（図２３参照）と、分割領域リスト（図示せず）と、開閉器動作リスト（図示せず）とを記憶することができる。
【００６４】
機能不良設備リストは、機能不良設備判定プログラムＣＰ１１により作成される。機能不良設備判定プログラムＣＰ１１は、系統データに基づいて機能不良設備の有無を判定し、機能不良設備であると判定された設備を機能不良設備リストに登録する。
【００６５】
分割領域リストは、分割領域計算プログラムＣＰ１３により作成される。分割領域計算プログラムＣＰ１３は、系統構成と機能不良設備リストと想定事故安定判定リスト２３Ｔ１とに基づいて、分割すべきカットを全て算出し、それら算出されたカットを分割領域リストに登録する。
【００６６】
想定事故安定判定リスト２３Ｔ１は、想定事故安定判定プログラムＣＰ１２により作成される。想定事故安定判定リスト２３Ｔ１には、機能不良設備を含んだ電力系統（不健全系統）内で想定事故が発生した場合に安定か否かが記憶される。どのような想定事故が生じ得るかは、系統運用者が決定することができる。
【００６７】
開閉器動作リストは、電力系統１００を分割するための、開閉器１８０の動作を記憶している。即ち、算出されたカットに沿って電力系統１００を分割するために、どの開閉器１８０の開閉状態をどのように制御すべきかを示す情報が、開閉器動作リストに記憶されている。
【００６８】
分割結果データベース２４には、分割結果データＤ４として、例えば、各分割領域の需給バランスを示すデータ（図３１参照）と、分割の前後における想定事故対策リストの変化を示すデータ（図３２参照）とが記憶されている。
【００６９】
分割領域の需給バランスは、分割領域計算プログラムＣＰ１３の計算結果として求められる。各分割領域の需給バランスを示すデータには、各分割領域における発電量と負荷量のバランス変化を示すデータが記憶されている。例えば、分割領域において、発電量と負荷量がアンバランスの場合、その分割領域では周波数が変動する。そこで、分割領域の需給バランスを示すデータには、周波数の時間変化を示すデータを含めている。
【００７０】
想定事故対策リストには、分割前の想定事故に対する安定化対策のリストと、分割後の想定事故に対する安定化対策のリストとが記憶されている。
【００７１】
図５のフローチャートは、系統安定化システム１０で実施される系統安定化処理の全体を示す。最初に、系統安定化システム１０は、設備データＤ１を受信して記憶し（Ｓ１）、続いて、系統データＤ２を受信して記憶する（Ｓ２）。
【００７２】
系統安定化システム１０は、機能不良設備判定プログラムＣＰ１１により系統データＤ２を演算処理することで、機能不良設備を判定する（Ｓ３）。さらに、系統安定化システム１０は、機能不良設備リストを作成して記憶し、機能不良設備リストを表示装置１１に表示させる（Ｓ３）。
【００７３】
系統安定化システム１０は、全ての想定事故について、以下のステップＳ５及びステップＳ６を繰り返し実行する（Ｓ４）。
【００７４】
系統安定化システム１０は、想定事故安定判定プログラムＣＰ１２により、機能不良設備が想定事故に対して安定であるかを判定する（Ｓ５）。機能不良設備が想定事故に対して安定であるとは、機能不良設備に関連する想定事故が生じても、安定した電力供給を維持できる場合である。これに対し、機能不良設備が不安定であるとは、機能不良設備に関連する想定事故が生じると、安定した電力供給を行うことができない可能性がある場合である。
【００７５】
系統安定化システム１０は、機能不良設備が想定事故に対して不安定であると判定された場合（Ｓ５：不安定）、分割領域計算プログラムＣＰ１３により分割領域を算出して記憶する（Ｓ６）。
【００７６】
系統安定化システム１０は、分割領域計算プログラムＣＰ１３により最適分割領域を計算し、その算出結果を記憶する（Ｓ７）。系統安定化システム１０は、最適な分割領域に関する画面（図３０で後述）を作成し、系統運用者に提示する。
【００７７】
系統安定化システム１０は、系統運用者の承認、選択または指示を確認した後、最適な分割領域を生成するための制御指令（制御情報３１０Ｂ）を作成して、所定の開閉器１８０に送信する（Ｓ８）。所定の開閉器１８０とは、選択されたカットに沿って不健全系統を電力系統１００から切り離すために必要な開閉器である。以下、図５に示す各ステップについて詳細に説明する。
【００７８】
ステップＳ１では、設備データＤ１を取得し、設備データベース２１に記憶する。系統安定化システム１０は、電力系統１００の系統構成と想定事故対策リスト（図２２）と制約設備リスト（図２６）を、例えば、系統管理サーバ３２０から受信してメモリ１４に書き出し、設備データベース２１に記憶する。
【００７９】
図２２を参照する。図２２は、想定事故対策リスト２１Ｔ１の一例を示している。このリスト２１Ｔ１は、想定事故に対応するための安全対策を管理する。想定事故対策リスト２１Ｔ１は、例えば、想定事故の番号２１Ｔ１Ｃ１と、想定事故の内容２１Ｔ１Ｃ２と、安定化対策の内容２１Ｔ１Ｃ３とを管理する。
【００８０】
想定事故の内容２１Ｔ１Ｃ２は、想定事故の発生箇所と、想定事故の様相とが記憶されている。安定化対策の内容２１Ｔ１Ｃ３は、想定事故に対処するための安定化設備を特定する情報と、安定化設備の動作とを記憶する。
【００８１】
例えば、リスト２１Ｔ１の１行目には、線路１６０で３φ４ＬＧ（三相四線地絡事故）が発生した場合、線路１６０を開放除去することで安定化することができることが記憶されている。なお、３φ４ＬＧは、線路が二回線ある場合に発生しうる事故である。一回線＝三相なので、二回線の場合は合計６相となる。線路１６０及び線路１６１は、それぞれ二回線以上存在する。
【００８２】
図２６は、制約設備リスト２１Ｔ２の一例を示している。制約設備リスト２１Ｔ２は、分割領域の判定に際して考慮される制約条件を管理する。例えば、重要施設を有するノード１５０は、健全系統に含まれている必要がある。
【００８３】
制約設備リスト２１Ｔ２は、例えば、設備番号２１Ｔ２Ｃ１と、制約された設備の名称２１Ｔ２Ｃ２と、制約された設備が接続されているノード２１Ｔ２Ｃ３と、制約された設備の位置（設置箇所）２１Ｔ２Ｃ４とを管理する。
【００８４】
制約設備とは、例えば、病院、消防署、変電所、通信基地局等の、災害または障害発生時においても電力供給を継続すべき重要な設備である。
【００８５】
図５に戻る。ステップＳ２では、系統データＤ２を取得する。系統安定化システム１０は、センサ情報２２Ｔ１（図８、図１１）と、設備構成変更情報２２Ｔ３（図１５）と、線路容量情報２２Ｔ２（図１３）を、各センサ１９０及び系統管理サーバ３２０から受信して、系統データベース２２に記憶する。
【００８６】
図８を参照する。図８は、センサ情報テーブル２２Ｔ１の一例を示している。センサ情報テーブル２２Ｔ１は、センサ１７０から収集したセンサ情報を管理する。センサ情報テーブル２２Ｔ１は、例えば、時刻２２Ｔ１Ｃ１と、線路潮流Ｐ ２２Ｔ１Ｃ２と、データ受信状況２２Ｔ１Ｃ３と、欠損に関する情報２２Ｔ１Ｃ４とを管理する。
【００８７】
線路潮流Ｐ ２２Ｔ１Ｃ２では、線路を識別するための識別番号と、線路の始端ノードにおける潮流の値と、線路の終端ノードにおける潮流の値とを対応付けて管理する。データ受信状況２２Ｔ１Ｃ３では、センサ１７０から受信する線路潮流Ｐの状態（受信できたか否か）を記録する。欠損情報２２Ｔ１Ｃ４には、受信状況２２Ｔ１Ｃ３の値に基づいて、設備欠損が生じたか否かを示す判定値が記録される。
【００８８】
図１１を参照する。図１１は、センサ情報テーブルの他の例２２Ｔ１Ａを示す。センサ情報テーブル２２Ｔ１Ａは、図８に示すテーブル２２Ｔ１の欠損情報２２Ｔ１Ｃ４に代えて、センサ情報の異常を示す異常情報２２Ｔ１Ｃ５を備えている。図１１のテーブル２２Ｔ１Ａにおいて、データ受信状況２２Ｔ１Ｃ３には、センサ１７０から受信する線路潮流Ｐの状態として、線路潮流Ｐの値に異常が発見されたか否かを示す値が記憶される。異常情報２２Ｔ１Ｃ５には、受信状況２２Ｔ１Ｃ３の値に基づいて、設備に異常が生じたか否かを示す判定値が記録される。
【００８９】
図８のセンサ情報テーブル２２Ｔ１は、センサ情報を所定時間以上継続して取得できなかった場合に、設備が欠損したことを判定するために用いられる。図１１のセンサ情報テーブル２２Ｔ１Ａは、センサ情報に所定時間以上の異常が発生した場合に、設備に異常が生じたことを判定するために用いられる。本実施例では、図８に示すテーブル２２Ｔ１と、図１１に示すテーブル２２Ｔ１Ａの両方を備える場合を説明するが、いずれか一方のみを備える構成でもよい。
【００９０】
図１５を参照する。図１５は、設備構成変更情報２２Ｔ３の一例を示す。設備構成変更情報２２Ｔ３は、電力系統１００内の各設備の状態を管理する。設備構成変更情報２２Ｔ３は、所定時間毎に（２２Ｔ３Ｃ１）、設備の状態（２２Ｔ３Ｃ２）を管理する。図１５に示す例では、第１行目に、線路１６０が１４時３０分３０秒から停止されることが記録されている。
【００９１】
図５のステップＳ３に戻る。機能不良設備判定プログラムＣＰ１１は、機能不良設備の有無を判定し、その結果を記憶し、かつ、その結果を表示する。機能不良設備を判定する方法には、以下に述べるように複数ある。そこで、図６、図１０、図１４、図１７を参照して、機能不良設備の判定方法を説明する。以下の各判定方法の全てを備える構成でもよし、それらのうちいずれか一つ以上の判定方法を備える構成でもよい。いずれの構成も本発明の範囲に含まれる。
【００９２】
まず最初に図６を参照して、第１の機能不良設備判定方法を説明する。図６に示す第１の判定方法は、センサ情報の欠損に基づいて、機能不良設備の存在を判定する。
【００９３】
機能不良設備判定プログラムＣＰ１１（以下、判定プログラムＣＰ１１と略記する場合がある）は、センサ１７０からセンサ情報（線路潮流Ｐ）を受信して系統データベース２２に記憶する（Ｓ１０）。
【００９４】
判定プログラムＣＰ１１は、データ欠損が所定時間以上継続しているか判定する（Ｓ２０）。データ欠損が継続している場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、判定プログラムＣＰ１１は、データ欠損の生じているセンサ１７０の位置を特定して記憶する（Ｓ３０）。判定プログラムＣＰ１１は、データ欠損の生じているセンサ１７０の近傍に有る設備を特定し（Ｓ４０）、その特定された設備を機能不良設備であると判定して、分割領域データベース２３に記憶する（Ｓ５０）。ステップＳ５０で記憶された機能不良設備に関する情報は、画面に出力することもできる。
【００９５】
ステップＳ１０において、センサ１７０の線路潮流Ｐを通信ネットワーク３００を介して系統安定化システム１０に送信する場合、図７に示すように、中継装置３４０を用いてもよい。中継装置３４０は、複数のセンサ１７０からのセンサ情報を受信し、それらセンサ情報を集約して系統安定化システム１０に送信することができる。
【００９６】
ステップＳ２０では、図８に示すように、例えば、３０秒間の計測周期において、５分間以上センサ情報を受信できなかった場合、データ欠損が発生したと判定する。判定の閾値（所定時間）を５分間に設定するのは、例えば３０秒間のように所定時間を短く設定すると、通常の通信エラーをデータ欠損として誤判定する可能性があるためである。図６の例では、データ欠損が継続して検出された場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、判定プログラムＣＰ１１は、機能不良設備が発生したと判定する。
【００９７】
なお、以下の説明においても同様であるが、上述の５分間または３０秒間等の具体的な数値は、実施例の理解のために用意された値であり、本発明の範囲は上記具体的数値に限定されない。
【００９８】
図９は、線路１６０でデータ欠損２００が生じた場合の例である。図９は、第１の分割系統１１０と第２の分割系統１１１との間を接続する複数の線路１６０、１６１のうち、一方の線路１６０に設けられたセンサ１７０からのセンサ情報が所定時間以上、系統安定化システム１０に届かない状態を示す。センサ情報（線路潮流Ｐのデータ）を受信できないセンサ１７０の位置２００を、図９ではＸ印で示している。
【００９９】
なお、図９では、第２の分割系統１１１に、第２の接続構成１１４を介して、第３の分割系統１１３が接続されている。さらに、図９の構成を説明する。第２の分割系統１１１のノード１５２から第１の分割系統１１０のノード１５０に向けて、線路１６０には線路潮流Ｐ０の電力が流れている。第２の分割系統１１１のノード１５３から第１の分割系統１１０のノード１５１に向けて、線路１６１には線路潮流Ｐ１の電力が流れている。第３の分割系統１１３のノード１５６から第２の分割系統１１１のノード１５４に向けて、線路１６２には線路潮流Ｐ２の電力が流れている。第２の分割系統１１１のノード１５５から第３の分割系統１１３のノード１５７に向けて、線路１６３には線路潮流Ｐ３の電力が流れている。
【０１００】
図１０を参照して、第２の機能不良設備判定方法を説明する。図１０に示す第２の判定方法は、センサ１７０からのセンサ情報が所定時間以上異常値を示す場合に、機能不良設備が発生したと判定する。
【０１０１】
判定プログラムＣＰ１１は、センサ１７０からセンサ情報（線路潮流Ｐ）を受信して系統データベース２２に記憶し（Ｓ１１）、センサ情報のデータに異常値が継続しているかを判定する（Ｓ２１）。
【０１０２】
データ異常値が継続している場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、判定プログラムＣＰ１１は、異常値を出力しているセンサ１７０の位置を特定して記憶する（Ｓ３１）。判定プログラムＣＰ１１は、異常値を示すセンサ１７０の近傍の設備を特定し（Ｓ４１）、その設備を機能不良設備であると判定して、分割領域データベース２３に記憶する（Ｓ５１）。図６で述べたと同様に、機能不良設備であると判定された設備等の情報を、画面に出力してユーザに提示することもできる。
【０１０３】
センサ情報に含まれる線路潮流Ｐの値が異常であるか否かは、図１３に示す線路容量テーブル２２Ｔ２の値と比較することで判断される。センサ情報に含まれている線路潮流Ｐの値が、テーブル２２Ｔ２に規定されている線路容量の値を越えた場合は、データ異常値であると判定される。
【０１０４】
データ異常値が継続しているか否かを判定するための所定時間は、例えば、計測周期が３０秒の場合、２分間程度の値に設定される。例えば、３０秒程度の短い時間だけ、データに異常が生じた場合は、電力系統を安定化させるための制御を実行する必要がないと考えられるためである。
【０１０５】
図１２は、或る設備２１０が原因となって、線路１６０でデータ異常値が生じた場合の例を示している。
【０１０６】
図１４を参照して第３の機能不良設備判定方法を説明する。図１４に示す第３の判定方法では、保守作業等により設備構成が変更される場合に、その変更対象の設備を機能不良設備であると判定する。
【０１０７】
判定プログラムＣＰ１１は、系統管理サーバ３２０から設備構成変更情報を受信し、系統データベース２２に記憶する（Ｓ１２）。判定プログラムＣＰ１１は、設備構成変更情報に基づいて、変更対象の設備を特定し（Ｓ２２）、変更対象設備を機能不良設備であると判定して、分割領域データベース２３に記憶する（Ｓ３２）。機能不良設備であると判定された設備に関する情報は、画面を介してユーザに提示することもできる。
【０１０８】
図１５の設備構成変更情報２２Ｔ３の１行目に示すように、例えば、線路１６０が２０１１／０６／２８の１４：３０：３０から停止される場合、その線路１６０は正常に使用できない機能不良設備であると判定することができる。
【０１０９】
図１６は、線路１６０で停止２０１が生じた場合の例を示している。
【０１１０】
図１７を参照して第４の機能不良設備判定方法を説明する。図１７に示す第４の判定方法では、災害の発生を予測する情報に基づいて、機能不良設備を判定する。
【０１１１】
図１８の全体構成図に示すように、系統安定化システム１０は、通信ネットワーク３００を介して、災害予測サーバ３３０からの災害予測情報を受信できる。災害予測サーバ３３０は、例えば、台風または地震のような災害がいつ頃どこで起きるかを予測し、その予測結果を系統安定化システム１０に送信する。
【０１１２】
判定プログラムＣＰ１１は、災害予測サーバ３３０から災害予測情報を受信して、系統データベース２２に記憶する（Ｓ１３）。判定プログラムＣＰ１１は、災害発生が予測される地理的範囲内に電力系統１００の設備が存在するかを判定する（Ｓ２３）。判定プログラムＣＰ１１は、災害の発生が予測された地域内の設備を特定し、その設備を機能不良設備であると判定して、分割領域データベース２３に記憶する（Ｓ３３）。上記同様に、機能不良設備であると判定された設備に関する情報は、画面に出力することができる。
【０１１３】
図１９は、災害予測情報３３０Ｔ１の一例を示す。災害予測情報３３０Ｔ１は、例えば、被災する可能性のある設備に関する情報３３０Ｔ１Ｃ１と、発生が予測される災害に関する情報３３０Ｔ１Ｃ２とを管理する。
【０１１４】
被災可能性のある設備に関する情報３３０Ｔ１Ｃ１は、例えば、線路を特定する情報と、線路の始端ノード及び終端ノードをそれぞれ特定する情報と、設備の位置情報とを備えている。災害に関する情報３３０Ｔ１Ｃ２は、例えば、災害発生が予測される地域の位置情報と、現時点から所定時間内の発生確率とを備えることができる。さらに、災害の種類、災害による被害の程度等を情報３３０Ｔ１Ｃ２に含めてもよい。図１９では、その１行目に示すように、線路１６０において、今から所定時間（例えば１時間）以内に、５０％の確率で災害が生じることが記録されている。
【０１１５】
図２０は、線路１６０の近くで災害の発生が予測された場合の例である。図２０に、点線で示す円は、災害の発生が予測される地域２０２を示す。
【０１１６】
図５のステップＳ４に戻る。想定事故安定判定プログラムＣＰ１２は、機能不良設備判定プログラムＣＰ１１により検出された機能不良設備について、設備データベース２１の想定事故対策リスト２１Ｔ１に記載の各想定事故に対する安定性（安定か否か）をそれぞれ判定する。
【０１１７】
想定事故安定判定プログラムＣＰ１２は、機能不良設備について、想定事故対策リスト２１Ｔ１に記載された想定事故対策が安定か判定する（Ｓ５）。安定な場合はステップＳ４に戻り、不安定な場合はステップＳ６に移る。
【０１１８】
図５のステップＳ５の詳細を、図２１のフローチャートを参照して説明する。図１８は、想定事故に対する安定性（安定か否か）を判定する処理のフローチャートである。
【０１１９】
想定事故安定判定プログラムＣＰ１２は、想定事故対策リスト２１Ｔ１に記載の、想定事故に対処するための安定化設備を読み込む（Ｓ１００）。想定事故安定判定プログラムＣＰ１２は、ステップＳ１００で読み込んだ安定化設備とステップＳ３で判定された機能不良設備とを比較する（Ｓ２００）。想定事故安定判定プログラムＣＰ１２は、その比較結果に基づいて安定であるか否かを判定し、その判定結果を記憶する（Ｓ３００）。
【０１２０】
図２３は、想定事故に対して安定であるか否かを判定した結果を記憶する想定事故安定判定リスト２３Ｔ１の一例である。想定事故安定判定リスト２３Ｔ１は、例えば、想定事故の番号２３Ｔ１Ｃ１と、想定事故の内容２３Ｔ１Ｃ２と、安定化対策の内容２３Ｔ１Ｃ３と、機能不良設備を特定する情報２３Ｔ１Ｃ４と、機能不良設備と安定化設備とが一致するか判定する一致フラグ２３Ｔ１Ｃ５とを管理する。
【０１２１】
想定事故の内容２３Ｔ１Ｃ２には、想定事故の発生箇所と、想定事故の様相（状況）が記憶される。安定化対策の内容２１Ｔ１Ｃは、想定事故に対処して系統の安定化のために使用する安定化設備を特定する情報と、その安定化設備の動作を記憶する。
【０１２２】
機能不良設備がいずれかの安定化設備と一致する場合、その機能不良設備は、想定事故に対して不安定であると判定される。これに対し、機能不良設備がいずれの安定化設備にも一致しない場合、その機能不良設備は、想定事故に対して安定であると判定される。
【０１２３】
図２３の想定事故安定判定リスト２３Ｔ１では、線路１６０が機能不良設備であると判定された場合を示す。この場合、機能不良設備である線路１６０は、１番目の安定化対策における安定化設備と一致するため、一致フラグ２３Ｔ１Ｃ５に黒丸が設定される。不一致の場合、一致フラグには“−”が設定される。
【０１２４】
図５のステップＳ６に戻る。分割領域計算プログラムＣＰ１３は、分割領域を算出して記憶する。ステップＳ６の詳細を、図２４のフローチャートを用いて説明する。
【０１２５】
分割領域計算プログラムＣＰ１３は、機能不良設備と正常設備と線路潮流Ｐをそれぞれメモリ１４から読み込み（Ｓ２００）、機能不良設備と正常設備とを分割しうる全てのカットを検出する（Ｓ２１０）。カットとは、機能不良設備を含む系統構成と、正常設備のみを含む系統構成とを分割するための領域間の境界である。つまり、ステップＳ２１０では、不健全系統を電力系統から切り離すための分割パターンを全て抽出する。
【０１２６】
分割領域計算プログラムＣＰ１３は、検出された各カットのうち、制約設備が含まれるカットを抽出する（Ｓ２２０）。分割領域計算プログラムＣＰ１３は、各カットのフェンス潮流（ΣＰ）をそれぞれ算出し、フェンス潮流が最小となるカットを判定して、メモリ１４に記憶する（Ｓ２３０）。
【０１２７】
図２７を参照して、フェンス潮流の算出例を説明する。分割系統１１０と分割系統１１１の間には、３つの線路１６０、１６１、１６２が設けられている。線路１６０の線路潮流をＰ１、線路１６１の線路潮流をＰ２、線路１６２の線路潮流をＰ３とする。
【０１２８】
図２７の場合、分割系統１１０と分割系統１１１の間のフェンス潮流ΣＰは、各潮流Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の合計値として求めることができる（ΣＰ＝Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）。潮流の向きは、例えば、分割系統１１０から分割系統１１１に向かう方向を正とし、逆向きの潮流を負として扱うことができる。この場合、線路潮流Ｐ１は正の潮流、線路潮流Ｐ２と線路潮流Ｐ３はそれぞれ負の潮流であると定義することができる。フェンス潮流ΣＰは、Ｐ１と（−Ｐ２）と（−Ｐ３）の和として求められる。
【０１２９】
図２８を参照して、フェンス潮流の他の算出例を説明する。図２８の例では、３つの分割系統１１０、１１１、１１３が存在しており、機能不良設備を含む分割系統１１０を他の２つの分割系統１１１、１１３から切り離す場合のフェンス潮流を算出する。
【０１３０】
分割系統１１０と他の分割系統１１１、１１３との間のフェンス潮流ΣＰは、分割系統１１０と分割系統１１１の間の線路潮流の和と、分割系統１１０と分割系統１１１の間の線路潮流の和とを合算して求める（ΣＰ＝Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４＋Ｐ５）。
【０１３１】
図２９を参照して、機能不良設備を含む不健全系統を電力系統から分割するためのカットを抽出する様子を説明する。図２９の例では、４個のノードＮ１〜Ｎ４が電力系統に含まれており、ノードＮ２が機能不良設備であり、ノードＮ３が制約設備であり、ノードＮ１及びＮ４が正常設備である。
【０１３２】
各ノード間の線路潮流には、理解のために具体的な数値を設定している。ノードＮ２からノードＮ１に向かう線路潮流の値は、４である（Ｐ＝４）。ノードＮ３からノードＮ２に向かう線路潮流の値は、３である（Ｐ＝３）。ノードＮ３からノードＮ１に向かう線路潮流の値も、３である（Ｐ＝３）。ノードＮ１からノードＮ４に向かう線路潮流の値は、１である（Ｐ＝１）。ノードＮ３からノードＮ４に向かう線路潮流の値は、５である（Ｐ＝５）。
【０１３３】
以下、ノードＮ１〜Ｎ４を設備Ｎ１〜Ｎ４と呼び変えて説明する。分割領域計算プログラムＣＰ１３は、機能不良設備Ｎ２と正常設備Ｎ１、Ｎ３、Ｎ４とを分割する全てのカットＣ１〜Ｃ４を抽出する。
【０１３４】
第１のカットＣ１は、機能不良設備Ｎ２のみを含む系統構成（不健全系統）を、正常設備Ｎ１、Ｎ３、Ｎ４を含む系統構成（健全系統）から分離する。第２のカットＣ２は、機能不良設備Ｎ２と正常設備Ｎ３を含む不健全系統を、正常設備Ｎ１、Ｎ４を含む健全系統から分離する。第３のカットＣ３は、機能不良設備Ｎ２と正常設備Ｎ１を含む不健全系統を、正常設備Ｎ３、Ｎ４を含む健全系統から分離する。第４のカットＣ４は、機能不良設備Ｎ２と正常設備Ｎ１、Ｎ３を含む不健全系統を、正常設備Ｎ４のみを含む健全系統から分離する。
【０１３５】
上記４つのカットＣ１〜Ｃ４のうち、第２のカットＣ２と第４のカットＣ４とでは、想定事故が発生した場合でも優先して電力を供給すべき制約設備Ｎ３が、不健全系統に含まれている。不健全系統は、想定事故への対応能力が低下しているため、制約設備Ｎ３が不健全系統に含まれるのは、電力の安定供給の面で好ましくない。従って、上記４つのカットＣ１〜Ｃ４のうち、制約設備Ｎ３が健全系統に含まれるカットＣ１及びＣ３のみが、選択候補となる。
【０１３６】
そこで、カットＣ１のフェンス潮流を算出すると、その値は１となる（ΣＰ＝４−３＝１）。カットＣ３のフェンス潮流を算出すると、その値は−６となる（ΣＰ＝１−３−４＝−６）。フェンス潮流ΣＰを絶対値で比較すると、フェンス潮流ΣＰが最小となるカットは、カットＣ３である。そこで図２４のステップＳ２３０では、カットＣ３が選択される。
【０１３７】
図５のステップＳ７に戻る。ステップＳ７では、ステップＳ６で算出された分割領域をメモリ１４から読み出し、分割領域計算プログラムＣＰ１３によって、最適な分割領域を一つ算出して記憶する。最適な分割領域を算出する処理について、図２５のフローチャートを用いて説明する。
【０１３８】
図２５に示す最低分割領域算出処理では、分割領域計算プログラムＣＰ１３は、フェンス潮流ΣＰが最小となるカットを取得し（Ｓ３００）、フェンス潮流ΣＰが最小となるカットを分割領域データベース２３の分割領域リストに記憶する（Ｓ３１０）。
【０１３９】
図５のステップＳ９に戻る。系統安定化システム１０は、不健全系統と健全系統とを分割する計画についての各種データ（画像データ、数値データ等）を作成して、表示装置１１に表示させる。
【０１４０】
図３０は、分割結果（分割予定）を示す画面Ｇ１０を示す。画面Ｇ１０は、例えば、系統状況を表示する第１表示領域Ｇ１１０と、需給バランスと線路潮流と安定度とフェンス潮流とを表示する第２表示領域Ｇ１２０と、系統構成を模式図として示す第３表示領域Ｇ１３０とを含む。
【０１４１】
系統状況を示す第１表示領域Ｇ１１０では、ステータス（センサ情報が欠損した線路と、欠損であると判定された時刻）と、改善のために実施する制御方法（線路１６１を分割する指令と、分割する時刻）とを表示する。
【０１４２】
第２表示領域Ｇ１２０では、発電量ΣＧ［ＭＷ］と、負荷量ΣＬ［ＭＷ］と、線路に流れる潮流Ｐ［ｐ．ｕ．］と、安定度の指標としての周波数ｆ［Ｈｚ］と、フェンス潮流との、各時系列変化を、分割領域毎に表示する。
【０１４３】
第３表示領域Ｇ１３０では、系統構成を模式的に表示する。図３０に示すようなディスプレイ画面Ｇ１０を作成してユーザに提示することで、ユーザは、電力系統の分割が適切であるかを直感的に理解でき、ユーザの使い勝手が向上する。なお、系統安定化システム１０は、系統安定化システム１０の外部に存在する端末に画面Ｇ１０を送信して表示させてもよい。例えば、系統安定化システム１０と別に構成されたコンソール端末、または、携帯電話等に画面を表示させることもできる。
【０１４４】
図３１は、系統状況と周波数偏差の、時系列変化を示す画面Ｇ１２１である。このディスプレイ画面Ｇ１２１の上段には、系統状況として、ステータス（センサ情報が欠損した線路と、欠損であると判定された時刻）と、改善のために実施される制御方法（線路１６１の分割指令と、分割する時刻）とを表示する。
【０１４５】
画面Ｇ１２１の下段には、周波数偏差の時系列変化を表示する。このようなディスプレイ画面Ｇ１２１をユーザに提示すれば、ユーザは、電力系統の状態を直感的に理解することができ、使い勝手が向上する。
【０１４６】
図５のステップＳ８に戻る。分割領域計算プログラムＣＰ１３によって得られた分割領域リストに基づいて、系統安定化システム１０は、所定の各開閉器１８０を作動させるための制御指令を作成する。系統安定化システム１０は、所定の各開閉器１８０に、制御指令を送信して動作させる。
【０１４７】
図３２には、電力系統を分割する前の状態Ｇ２１０と、電力系統を分割した後の状態Ｇ２２０とを対比して示す画面Ｇ２０である。
【０１４８】
このように構成される本実施例では、以下の効果を奏する。本実施例では、機能不良設備が検出された場合（判定された場合）、その機能不良設備を含む不健全系統を、電力系統１００から分離させることができる。これにより、本実施例では、その後、不健全系統に想定事故が発生した場合でも、不健全系統で生じる不具合が健全系統に波及して障害が広がるのを未然に防止できる。
【０１４９】
そして、本実施例では、電力系統の一部である不健全系統を、想定事故の発生前に電力系統から切り離すことで、残された多くの系統構成について想定事故への対応能力を維持することができ、電力系統に対する信頼性を向上できる。
【０１５０】
このように本実施例では、機能不良であると判定された設備を有する系統構成は、たとえ今現在電力が正常に供給されていても、電力系統１００から切り離す。切り離された不健全系統内に、太陽光発電装置またはガスタービン型発電機等の分散電源が十分に設けられている場合、不健全系統は独立した系統として存続可能である。つまり、不健全系統内の分散電源は、独立運転が許可され、分散電源からの電力が不健全系統内の負荷に供給される。
【０１５１】
不健全系統を電力系統から切り離す場合の影響をできるだけ少なくするために、制約設備が不健全系統に含まれないように制御する。このような判定指標に加えて、さらに、不健全系統内の発電量と消費量との需給バランスに着目することもできる。そこで、本実施例では、図３０及び図３１の画面にて、各分割領域における電力供給の安定性（周波数変化）を算出して表示する。これにより、ユーザは、電力需給ができるだけバランスするように、不健全系統を電力系統から切り離すための最適なカット（最適分割領域）を選択することができる。
【実施例２】
【０１５２】
図３３〜図３５を参照して、第２実施例を説明する。本実施例は、第１実施例の変形例に相当する。従って、第１実施例との相違を中心に説明する。
【０１５３】
第１実施例では、図２１で述べたように、機能不良設備と想定事故対策リストに記載の安定化設備とを比較することで、安定であるか不安定であるかを判定した。これに対し、本実施例では、系統のオンライン情報を用いて、機能不良設備を備えた系統構成の、想定事故に対する安定度を算出し、安定であるか不安定であるかを判定する。
【０１５４】
つまり、第１実施例では、時々刻々と変化する系統状態を無視して、機能不良設備と安定化設備（想定された最過酷の系統状態に対する想定事故対策リストに記載の安定化設備）とを比較するだけで安定判別を行った。
【０１５５】
これに対し、本実施例では、時々刻々と変化する系統状態をオンラインで監視し、機能不良設備が発生した場合に、現在の系統状態で計算した想定事故対策が必要かどうかその都度判別する。これにより、本実施例では、より正確な安定判別が可能となる。従って、第１実施例の想定事故対策よりも本実施例の想定事故対策の方が対策によって発生する損失を小さくできるという効果を期待できる。ここで、損失とは、例えば想定事故対策によって生じうる、需要家の停電による社会的経済損失のことである。
【０１５６】
図３３は、本実施例の全体構成を示す。本実施例の系統安定化システム１０Ａは、図２に示す系統安定化システム１０に比べて、さらに、安定度計算データベース２６と、計測データベース２７と、計算結果データベース２８とを備える。さらに、本実施例のプログラムデータベース２５Ａは、図３４に示すように、状態推定プログラムＣＰ１４と、潮流計算プログラムＣＰ１５と、安定度計算プログラムＣＰ１６とをさらに備える。本実施例のプログラムデータベース２５Ａは、想定事故安定判定プログラムＣＰ１２を備えていない。
【０１５７】
なお，安定度計算データベース２６には、安定度計算データＤ５として、潮流計算値と、状態推定に必要な線路定数Ｚと、センサ誤差とが記憶されている。そして、データベース２６には、安定度計算に必要な発電機モデル及び定数と、制御系モデル及び定数と、想定事故条件とが記憶されている。計測データベース２７には、計測データＤ６として、電力系統１００の時間断面毎のノード電圧Ｖ、線路の電流Ｉ、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、負荷や発電などの有効電力Ｐ、無効電力Ｑなどの情報が記憶される。計算結果データベース２８には、計算結果データＤ７として、状態推定結果と、潮流計算結果と、安定度計算結果とが記憶されている。
【０１５８】
本実施例では、まず一定の周期で（例えば３０秒周期で）電力系統１００のオンライン情報を計測データベース２７に格納する。前記オンライン情報は、電力系統１００から通信ネットワーク３００を介して通信インターフェース１５で伝送される。
【０１５９】
次に系統安定化システム１０Ａの計算処理内容について説明する。基本的な計算処理内容は第１実施例と同じであるが、図３５の系統安定化処理のフローチャートを用いて相違点を説明する。図３５のフローチャートは図５のフローチャートに対応する。
【０１６０】
系統安定化システム１０Ａは、機能不良設備判定プログラムＣＰ１１により系統データＤ２を演算処理することで、機能不良設備を判定し（Ｓ３）、機能不良設備リストを作成して記憶し、機能不良設備リストを表示装置１１に表示させる（Ｓ３）。
【０１６１】
続いて第１実施例とは異なり、系統安定化システム１０Ａは、計測データＤ６を入力にして、状態推定プログラムＣＰ１４を実行して得た電力系統１００の時間断面毎のノード電圧Ｖ、線路の電流Ｉ、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、負荷や発電などの有効電力Ｐ、無効電力Ｑなどの情報を安定度計算データベース２６に格納する。
【０１６２】
状態推定計算とは、計測データＤ６と設備データＤ１と系統データＤ２を基に、異常データの有無の判定と除去を行い、特定の時間断面におけるもっともらしい系統状態を推定する計算のことである。上記異常データとは、例えば、通信障害などにより近傍のデータと明らかに離れた量になったデータのことである。
【０１６３】
状態推定計算の方法は、Lars Holten、 Anders Gjelsvlk、 Sverre Adam、 F. F. Wu、 and Wen-Hs I ung E. Liu、 Comparison of Defferent Methods for State Estimation. IEEE Trans. Power Syst.、 ３(１９８８)、 １７９８-１８０６ に記載の方法などに即して行う。
【０１６４】
次に、系統安定化システム１０Ａは、計算結果データＤ７の状態推定結果と設備データＤ１と系統データＤ２とを入力にして、潮流計算プログラムＣＰ１５で系統の潮流状態を計算し、系統の各送電線に流れる潮流と各母線の電圧及び位相角を計算結果データベース２８に潮流計算結果として格納する（Ｓ３Ａ）。
【０１６５】
系統安定化システム１０Ａは、計算結果データＤ７の潮流計算結果と設備データＤ１と系統データＤ２と安定度計算データＤ５とを入力にして、安定度計算プログラムＣＰ１６で系統の安定性を求め、各想定事故に対して安定か否かを計算結果データベース２８に格納する（Ｓ５Ａ）。
【０１６６】
上記安定度計算とは、電力系統の事故に対する安定性を計算する手法であり、例えば、電圧安定度計算と周波数安定度計算と過渡安定度計算のいずれか一つ又は複数の計算のことである。安定度計算の方法は、PRABHA KUNDUR，The EPRI Power System Engineering Series，Power System Stability and Control，EPRI，(１９９４)に記載の各種安定度計算方法などに即して行う。
【０１６７】
上記安定度計算（Ｓ５Ａ）は、図５に示す系統安定化処理における、想定事故についての安定判別Ｓ５に相当する。安定度計算によって、不安定と判別された場合には，系統安定化処理の分割領域を算出する（Ｓ６）。全ての想定事故について、以下のステップＳ５に相当する安定度計算及びステップＳ６を繰り返し実行する（Ｓ４）。以降のステップは、第１実施例と同様である。このように、オンライン情報に基づいて安定度を計算することで、系統の状態に合わせた最適な安定判定を実施できる。
【０１６８】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。例えば、電力系統から切り離された不健全系統について監視を続け、機能不良設備が正常設備に復帰したと判定できる場合は、所定の開閉器に制御指令を出力し、不健全系統であった系統構成を電力系統に再接続することもできる。例えば、センサ情報を正常に受信できるようになった場合、センサ情報の異常値が無くなった場合、保守作業等が終了して設備の状態が正常に回復した場合、予測された災害が発生しなかった場合等に、不健全系統を電力系統に復帰させてもよい。
【符号の説明】
【０１６９】
１、１０、１０Ａ：系統安定化システム
２、１００：電力系統
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統安定化システム及び系統安定化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所で発電した電力を一般家庭及び商業施設等の各種需要家に供給するための電力系統では、安定した電力供給が求められている。そのため、電力系統を制御するシステムでは、想定される事故と想定される事故を安定化する系統安定化制御方法との一覧を予め作成しており、想定された事故が実際に発生した場合は、予め用意された系統安定化制御を実行する。従って、想定された事故が発生した場合でも、速やかに系統を安定化することができ、電力供給を継続できる。
【０００３】
従来技術では、電力系統を予め複数の領域に区分しておき、それら区分にそれぞれ端末局を配置する。各端末局は、電圧及び周波数等の系統データに基づいて事故が発生したかを監視し、事故発生を検出した場合は系統を安定化させるための演算を行い、制御指令を出力する（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０２−１８８１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、想定された事故が一つ生じた場合でも、系統安定化制御を実行することで、速やかに電力系統を安定化させることができる。しかし、例えば、複数の事故が短い間隔で発生したような場合は、予め用意された系統安定化制御だけでは電力系統を安定化させることができない可能性がある。また、例えば、変圧器等の各種設備の保守点検作業または設備の入れ替え作業等が行われている状況において、その作業対象設備と同一系統に属する他の設備に何らかの原因で障害が発生した場合も、用意された系統安定化制御ではその障害に対処することができない恐れがある。つまり、災害または作業等で想定事故への耐性が低下している状況では、想定された事故が生じた場合、その想定事故に対応するのが難しくなることがある。
【０００６】
ここで、本明細書では、想定事故に対応可能な系統構成を健全系統と呼ぶ。想定事故に対応できない系統構成を、本明細書では不健全系統と呼ぶ。
【０００７】
本発明の目的は、想定事故が生じるよりも前に、想定事故に対応できない可能性のある不健全系統と健全系統とを分割し、電力系統の信頼性を維持できるようにした系統安定化システム及び系統安定化方法を提供することにある。本発明の他の目的は、電力系統の想定事故に対する信頼性が低下した場合に、不健全系統を電力系統から切り離すことについての情報をユーザに提示し、ユーザの選択を確認した後に不健全系統と健全系統とを分割できるようにした系統安定化システム及び系統安定化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決すべく、本発明に係る系統安定化システムは、電力系統に関する所定の情報として、電力系統内の観測情報と事前に定めた複数の想定事故リスト及び災害情報を取得するための情報取得部と、所定の情報に基づいて、電力系統に含まれる複数の設備のうち、正常動作しないと予測される機能不良設備を判定するための機能不良設備判定部と、機能不良設備が、電力系統を安定化するために予め用意される所定の安定化対策に関連しているか否かを判定する安定判定部と、機能不良設備が安定化対策に関連していると判定された場合、電力系統を、機能不良設備を含む不健全系統と、機能不良設備を含まない健全系統とに分割するための分割領域を判定する分割領域判定部と、分割領域判定部による判定結果に基づいて電力系統を健全系統と不健全系統とに分割するための制御指令を電力系統に含まれる所定の装置に送信するための制御指令送信部と、を備える。
【０００９】
安定判定部は、機能不良設備が所定の安定化対策に関連しており、かつ、予め設定される想定事故に対して安定であるか否かを判定することができる。
【００１０】
分割領域判定部による判定結果をユーザに提示するための判定結果提示部をさらに備え、判定結果提示部により提示される判定結果に対するユーザの選択を確認した後で、制御指令送信部は、制御指令を所定の装置に送信することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施形態の全体概要を示す説明図である。
【図２】図２は、電力系統と系統安定化システムの全体構成を示す。
【図３】図３は、プログラムデータの内容を示す説明図である。
【図４】図４は、系統安定化システムと電力系統の間で送受信される情報の概略構成を示す。
【図５】図５は、系統安定化処理の全体を示すフローチャートである。
【図６】図６は、データ受信の欠損に基づいて機能不良設備を判定する処理を示すフローチャートである。
【図７】図７は、中継装置を介して情報を送受信する場合の構成図である。
【図８】図８は、データ（センサ情報）が欠損している場合のセンサ情報を管理するテーブルの例である。
【図９】図９は、センサ情報が欠損する場合の系統構成の概略図である。
【図１０】図１０は、データ異常に基づいて機能不良設備を判定する処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、データ異常時のセンサ情報管理テーブルの例である。
【図１２】図１２は、センサ情報に異常が生じる場合の系統構成の概略図である。
【図１３】図１３は、線路容量を管理するテーブルの例である。
【図１４】図１４は、設備構成の変更に基づいて機能不良設備を判定する処理を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、設備構成の変更を示す情報の例である。
【図１６】図１６は、設備構成が変更される場合の系統構成の概略図である。
【図１７】図１７は、災害予測情報に基づいて機能不良設備を判定する処理を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、災害の発生を予測するサーバを備える全体構成図である。
【図１９】図１９は、災害予測情報の例を示す。
【図２０】図２０は、災害発生が予測される場合の系統構成の概略図である。
【図２１】図２１は、想定事故に対する安定性を判定するための処理を示すフローチャートである。
【図２２】図２２は、想定事故への対策を示すリストの例である。
【図２３】図２３は、想定事故に対する安定性の判定結果を示すリストの例である。
【図２４】図２４は、分割領域を算出する処理を示すフローチャートである。
【図２５】図２５は、最適な分割領域を算出するための処理を示すフローチャートである。
【図２６】図２６は、制約設備のリストの例である。
【図２７】図２７は、２つの分割領域間でのフェンス潮流の算出方法を示す説明図である。
【図２８】図２８は、３つの分割領域間でのフェンス潮流の算出方法を示す説明図である。
【図２９】図２９は、電力系統を不健全系統と健全系統とに分割する方法を示す説明図である。
【図３０】図３０は、分割結果を表示する画面の例である。
【図３１】図３１は、分割領域の需給バランスを表示する画面の例である。
【図３２】図３２は、電力系統を分割する前と分割した後とにおける、想定事故安定対策リストの例である。
【図３３】図３３は、第２実施例に係る系統安定化システムの構成を示す。
【図３４】図３４は、プログラムデータの内容を示す説明図である。
【図３５】図３５は、系統を安定化させる処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態では、以下に詳述するように、想定事故に対する信頼性の低下した領域を、想定事故が発生するよりも前に電力系統から切り離すことで、残された多くの領域における想定事故に対する信頼性を維持できるようにしている。
【００１３】
図１は、本実施形態の全体概要を示す説明図である。図１は、本発明の理解及び実施に役立つように作成されたもので、本発明の範囲は図１に示す構成例に限定されない。
【００１４】
系統安定化システム１は、電力系統２を安定化するためのシステムである。電力系統２には、例えば、変圧器、線路、発電機、需要家設備等の、複数の設備Ｎ１〜Ｎ４が含まれている。また、後述の実施例に記載のように、電力系統２には、複数のセンサ装置１７０と複数の開閉器１８０及び複数の通信装置１９０等も含まれている。
【００１５】
系統安定化システム１は、一つのコンピュータから構成することもできるし、または、複数のコンピュータを連携させて構成することもできる。系統安定化システム１は、その機能として、例えば、情報取得部１Ａと、機能不良設備判定部１Ｂと、安定判定部１Ｃと、分割領域判定部１Ｄと、判定結果提示部１Ｅと、制御指令送信部１Ｆを備える。
【００１６】
情報取得部１Ａは、電力系統２に関する所定の情報を取得するための機能である。所定の情報としては、後述の実施例で明らかになるように、センサ装置１７０からのセンサ情報（例えば、線路潮流データ）、設備の構成変更を示す情報、災害の発生を予測する情報がある。情報取得部１Ａは、それら各情報の全てを所定の情報として取得してもよいし、それら各情報のうち少なくともいずれか一つの情報を取得してもよい。
【００１７】
機能不良設備判定部１Ｂは、情報取得部１Ａにより取得された所定の情報に基づいて、電力系統２に含まれる複数の設備Ｎ１〜Ｎ４のうち、正常動作しない可能性があると予測される機能不良設備Ｎ２を判定するための機能である。図１では、説明の便宜上、設備Ｎ２が機能不良設備であるとする。他の設備Ｎ１〜Ｎ３は、何も問題が生じていない健全な設備である。
【００１８】
機能不良設備とは、災害または保守点検等により、正常に動作しないか、正常に動作する可能性が所定値よりも高いと判定された設備である。例えば、或る設備の近くに設置されたセンサ装置からの信号が途絶えたり、異常値を示しているような場合は、その設備にも何らかの影響が及んでいる、または及ぶ可能性がある、と考えることができる。その設備がたとえ今実際に正常動作していても、正常動作しなくなる可能性が一定値以上あれば、機能不良設備と判定される。次の瞬間に生じるかも知れない想定事故に対処できる能力を維持するためである。
【００１９】
安定判定部１Ｃは、機能不良設備Ｎ２が、電力系統２を安定化するために予め用意される所定の安定化対策に関連しているか否かを判定する機能である。安定化対策とは、例えば、いわゆる「Ｎ−１基準」等のような所定の安全基準に基づいて、電力系統を安定化させるための方法である。
【００２０】
Ｎ−１基準とは、Ｎ個の設備のうち１個の設備が故障した場合でも、残るＮ−１個の設備により電力供給が維持される、という安全基準である。想定事故のそれぞれについて、電力系統２を安定化するための対策が用意されている。安定化対策のために使用されうる設備を、本明細書では、安定化設備と呼ぶ。
【００２１】
安定判定部１Ｃは、機能不良設備が安定化設備に該当するかを判定する機能である。機能不良設備が安定化設備であると判定された場合、その機能不良設備を含む系統構成は、安定性が低い（不安定である）と考えることができる。或る想定事故が生じた場合に、その想定事故に対応する安定化対策を実行できない可能性があるためである。
【００２２】
分割領域判定部１Ｄは、電力系統２を複数の領域（系統構成）に分割するための機能である。分割領域判定部１Ｄは、安定判定部１Ｃにより機能不良設備が安定化対策に関連していると判定された場合、電力系統２を、機能不良設備を含む不健全系統と、機能不良設備を含まない健全系統とに分割するための分割領域を判定する。
【００２３】
図１の上側に示すカットＣ１、カットＣ２は、一方の分割領域である不健全領域と他方の分割領域である健全領域とに分割するための境界線を示す。例えば、カットＣ１に沿って電力系統２を分割する場合、不健全系統には機能不良設備Ｎ２のみが含まれ、健全系統には正常設備Ｎ１、Ｎ３、Ｎ４が含まれる。また、例えば、カットＣ２に沿って電力系統２を分割する場合、不健全系統には機能不良設備Ｎ２及び正常設備Ｎ３が含まれ、健全系統には他の正常設備Ｎ１及びＮ４が含まれる。
【００２４】
ここで、正常設備Ｎ３は、例えば、病院または消防署等の重要施設であるとする。従って、正常設備Ｎ３を不健全系統に含めるのは、好ましくない。想定事故が発生した場合、不健全系統では電力の正常供給を行うことができない可能性があるためである。そこで、分割領域判定部１Ｄは、重要な設備Ｎ３が不健全系統に含まれないように、不健全系統と健全系統とを分けることができる。つまり、本実施形態では、制約条件として、「予め設定される重要な設備Ｎ３が健全系統に属すること」と設定されている。
【００２５】
判定結果提示部１Ｅは、分割領域判定部１Ｄによる判定結果をユーザに提示するための機能である。ユーザとは、例えば、電力系統２を運用する系統運用者である。ユーザに提示される判定結果には、電力系統２の分割後の構成等が含まれている。
【００２６】
判定結果提示部１Ｅは、判定結果を表示装置１１（図２で後述）等に表示することで、ユーザに提示する。ユーザは、その判定結果を確認し、系統安定化システム１に対して所定の指示を与えることができる。所定の指示としては、例えば、電力系統の分割についての選択、または、電力系統の分割についての修正指示、電力系統の分割についての承認などがある。
【００２７】
制御指令送信部１Ｆは、分割領域判定部１Ｄによる判定結果に基づいて電力系統２を健全系統と不健全系統とに分割するための制御指令を作成し、その制御指令を電力系統２に含まれる所定の装置に送信するための機能である。所定の装置としては、例えば、開閉器１８０（図２で後述）が該当する。所定の開閉器１８０を遠隔操作することで、不健全系統を電力系統２から自動的に切り離すことができる。
【００２８】
上述のように本実施形態では、電力系統２に関する所定の情報を収集し、その情報に基づいて機能不良設備が存在するかを判定し、機能不良設備を発見した場合は安定性を判定する。所定の情報は、電力系統内の観測情報と、事前に定めた複数の想定事故リスト及び災害情報を含むことができる。さらに、本実施形態では、機能不良設備であると判定した場合、その機能不良設備に関連する想定事故が発生するよりも前に、機能不良設備を含む系統構成（不健全系統）を電力系統２から切り離すための分割領域を判定する。
【００２９】
そして、本実施形態では、判定された分割領域についてユーザの確認を得た後、電力系統２内の所定の装置（開閉器）に制御指令を送信し、電力系統２を不健全系統と健全系統とに分割する。
【００３０】
従って、本実施形態では、想定事故に対する安定化対策で使用される設備（安定化設備）に異常等が生じて機能不良設備であると判定された場合は、想定事故が発生する前に、その機能不良設備を含む不健全系統を、電力系統２から切り離しておく。これにより、本実施形態では、その後、不健全系統に想定事故が発生した場合でも、想定事故による影響を不健全系統内に止め、不健全系統での不具合が健全な他の系統に波及して、障害が広範囲に生じるのを未然に防止できる。
【００３１】
本実施形態では、災害または保守作業等により所定の安定化対策の実施可能性が低下した系統構成（不健全系統）を、他の健全な系統構成から事前に切り離すことで、電力系統全体の信頼性を維持することができる。以下、本実施形態をより詳細に説明する。
【実施例１】
【００３２】
図２〜図３２を参照して第１実施例を説明する。図１との対応関係を先に述べると、系統安定化システム１０は図１の系統安定化システム１に、電力系統１００は図１の電力系統２に、対応する。
【００３３】
系統安定化システム１０の全体処理の流れは、図５で後述する。図５に示すステップのうち、ステップＳ１及びＳ２は、図１の情報取得部１Ａに対応する。ステップＳ３は、図１の機能不良設備判定部１Ｂに、ステップＳ５は、図１の安定判定部１Ｃに、ステップＳ６及びＳ７は、図１の分割領域判定部１Ｄに、対応する。ステップＳ８は、図１の判定結果提示部１Ｅに、ステップＳ９は、図１の制御指令送信部１Ｆに、対応する。
【００３４】
図２を参照し、電力系統１００及び系統安定化システム１０の全体構成を説明する。電力系統１００と系統安定化システム１０とは、通信ネットワーク３００を介して通信可能に接続されている。
【００３５】
電力系統１００の構成を説明する。電力系統１００は、複数の分割系統１１０、１１１を備える。図２では、２つの分割系統１１０、１１１を示すが、電力系統１００は、３つ以上の分割系統を有することもできる。各分割系統１１０、１１１は、接続のための構成１１２を介して、接続されている。
【００３６】
各分割系統１００、１１１は、例えば、ノード（母線）１５０と、電源１２０と、負荷１４０と、変圧器１３０と、線路１６０と、センサ１７０と、開閉器１８０と、通信装置１９０とを備えている。
【００３７】
図２に示す構成は、説明のための例であって、実際には、各分割系統１１０、１１１内に複数の電源１２０及び負荷１４０等を設けることができる。また、線路１６０上には、少なくとも一つずつセンサ１７０及び開閉器１８０が設けられていればよい。
【００３８】
電源１２０は、例えば、太陽光発電装置、太陽熱発電装置、地熱発電装置、風力発電装置、火力発電所、水力発電所等のように構成され、ノード１５０に電力を供給する。変圧器１３０は、ノード１５０とノード１５０の間に設けられ、電圧等を調整する。ノード１５０から供給される電力を使用する負荷１４０は、例えば、一般家庭、商業施設、工場、病院、警察署、消防署、官公庁等の各需要家である。
【００３９】
線路１６０は、ノード間を接続する。「センサ装置」としてのセンサ１７０は、線路１６０を流れる電流の値及び電圧値などを計測し、それらの計測値をセンサ情報として、系統安定化システム１０に送信する。「所定の装置」としての開閉器１８０は、線路１６０を開閉することで、ノード１５０同士を接続したり、遮断したりする。
【００４０】
通信装置１９０は、センサ１７０及び開閉器１８０と通信ネットワーク３００との間に設けられる。センサ１７０及び開閉器１８０は、通信装置１９０を介して通信ネットワーク３００に接続されており、通信ネットワーク３００を介して系統安定化システム１０と通信する。
【００４１】
接続構成１１２は、各分割系統１１０、１１１を一つまたは複数の経路で、電気的に接続する。各経路は、例えば、線路１６０と、センサ１７０と、開閉器１８０と、通信装置１９０を備えることができる。このように、一方の分割系統１１０のノード１５０と他方の分割系統１１１のノード１５０とは、接続構成１１２の有する一つ以上の経路を介して接続される。
【００４２】
電力系統１００と系統安定化システム１０の間の通信について説明する。分割系統（１１０、１１１）内の通信装置１９０は、通信ネットワーク３００を介して、系統安定化システム１０の通信インターフェース（図中Ｉ／Ｆ）１５と接続されている。これにより、各分割系統１１０、１１１内のセンサ１７０及び開閉器１８０と系統安定化システム１０の間で、後述の情報３１０Ａ、３１０Ｂが送受信される。
【００４３】
ここで、図４を参照する。図４は、センサ１７０及び開閉器１８０と系統安定化システム１０の間で送受信される情報３１０Ａ、３１０Ｂの概略構成例を示す。
【００４４】
電力系統１００のセンサ１７０から系統安定化システム１０には、センサ情報３１０Ａが送信される。センサ情報３１０Ａは、例えば、線路潮流Ｐ ３１１と、センサ１７０を識別するための固有番号（図中ＩＤ）３１２と、タイムスタンプ３１３を含む。
【００４５】
センサ情報３１０Ａに含まれる線路潮流Ｐとは、ノード１５０間を接続する線路１６０を流れる、時間断面毎の潮流である。線路潮流は、センサ１７０により計測される。
【００４６】
系統安定化システム１０は、線路１６０上の開閉器１８０に向けて、制御情報３１０Ｂを送信する。制御情報３１０Ｂは、例えば、制御指令３１４と、開閉器１８０を識別するための固有情報３１５と、タイムスタンプ３１６とを含む。開閉器１８０には、事前に固有番号が設定されており、系統安定化システム１０は、各線路１６０上の各開閉器１８０の固有番号を予め把握している。
【００４７】
なお、通信ネットワーク３００を介して、各センサ１７０及び系統安定化システム１０は、図外のタイムサーバに接続されている。従って、各センサ１７０の内部時刻と系統安定化システム１０内の時刻とは同期している。
【００４８】
図２に戻り、系統安定化システム１０の構成について説明する。系統安定化システム１０は、例えば、表示装置１１と、入力装置１２と、マイクロプロセッサ１３と、メモリ１４と、通信インターフェース１５と、各種データベース２１〜２５を備えており、それらはバス線４１に接続されている。
【００４９】
表示装置１１は、例えば、ディスプレイ装置として構成される。ディスプレイ装置に代えて、またはディスプレイ装置と共に、プリンタ装置または音声出力装置等を用いる構成でもよい。入力装置１２は、例えば、キーボードスイッチ、マウス等のポインティング装置、タッチパネル、音声指示装置等の少なくともいずれか一つを備えて構成できる。
【００５０】
マイクロプロセッサ（図中ＣＰＵ：Central Processing Unit）１３は、プログラムデータベース２５から所定のコンピュータプログラムを読み込んで実行する。マイクロプロセッサ１３は、一つまたは複数の半導体チップとして構成してもよいし、または、計算サーバのようなコンピュータ装置として構成してもよい。
【００５１】
メモリ１４は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）として構成され、プログラムデータベース２５から読み出されたコンピュータプログラムを記憶したり、各処理に必要な計算結果データ及び画像データ等を記憶したりする。メモリ１４に格納された画面データは、表示装置１１に送られて表示される。表示される画面の例は後述する。
【００５２】
通信インターフェース１５は、通信ネットワーク３００に接続するための回路及び通信プロトコルを備える。
【００５３】
系統安定化システム１０は、例えば、設備データベース２１、系統データベース２２、分割領域データベース２３、分割結果データベース２４、プログラムデータベース２５等を備えることができる。それら各データベースの詳細は後述する。
【００５４】
図３を参照して、プログラムデータベース２５の記憶内容を説明する。プログラムデータベース２５には、例えば、機能不良設備判定プログラムＣＰ１１と、想定事故安定判定プログラムＣＰ１２と、分割領域計算プログラムＣＰ１３とが格納されている。マイクロプロセッサ１３は、各コンピュータプログラムを実行することで、機能不良設備を発見したり、機能不良設備の安定度を評価したり、最適な分割領域を解析したり、解析結果をユーザに提示したりする。
【００５５】
図２に戻る。系統安定化システム１０には、プログラムデータベース２５以外に、４つのデータベース２１〜２４が設けられている。設備データベース２１には、設備データＤ１として、例えば、系統構成（図示せず）と、想定事故対策リスト２１Ｔ１（図２２参照）と、制約設備リスト２１Ｔ２（図２６参照）と、が記憶されている。それら系統構成、想定事故対策リスト２１Ｔ１及び制約設備リスト２１Ｔ２は、系統管理サーバ３２０から通信ネットワーク３００を介して、系統安定化システム１０に送信される。
【００５６】
系統構成とは、電力系統１００の構成を示す情報である。系統構成には、例えば、電源１２０と、変圧器１３０と、負荷１４０と、ノード１５０と、線路１６０と、センサ１７０と、開閉器１８０及び通信装置１９０の、配置及び接続構成が記憶されている。
【００５７】
想定事故対策リスト２１Ｔ１には、想定事故に対する安定化対策が記憶される。電力系統１００の運用者が、発生しうる事故と、その事故が生じた場合に安定した電力供給を維持するための対策とを、事前に設定している。
【００５８】
なお、安定化対策とは、地絡または短絡等の事故が生じた設備を切り離したり、電源１２０または負荷１４０をノード１５０から切り離したりする制御である。つまり、安定化対策とは、電力系統１００に含まれる設備を用いて、事故に対応するための一連の制御処理である。安定化対策のために使用される設備を、安定化設備と呼ぶ。
【００５９】
制約設備リスト２１Ｔ２には、例えば、病院、通信拠点設備、消防署、市役所、変電所等の重要な負荷、及び／または、送電上のハブの、リストが記憶される。
【００６０】
系統データベース２２には、系統データＤ２として、例えば、センサ情報テーブル２２Ｔ１、２２Ｔ１Ａ（図８参照。テーブル２２Ｔ１とテーブル２２Ｔ１Ａを特に区別しない場合は、センサ情報テーブル２２Ｔ１と呼ぶ）と、線路容量テーブル２２Ｔ２（図１３参照）と、設備構成変更情報２２Ｔ３（図１５参照）が記憶されている。
【００６１】
センサ情報３１０Ａは、図４で説明した通り、センサ１７０から通信装置１９０及び通信ネットワーク３００を介して、系統安定化システム１０に送信される。センサ情報テーブル２２Ｔ１は、受信されたセンサ情報３１０Ａを記憶する。線路容量テーブル２２Ｔ２及び設備構成変更情報２２Ｔ３は、系統管理サーバ３２０から通信ネットワーク３００を介して、系統安定化システム１０に送信される。
【００６２】
線路容量情報２２Ｔ２は、線路１６０毎の容量情報を記憶する。設備構成変更情報２２Ｔ３は、電力系統１００の設備構成の変更に関する情報を記憶する。系統運用者は、系統管理サーバ３２０を介して、電力系統１００内の電源１２０と変圧器１３０と負荷１４０とノード１５０と線路１６０とセンサ１７０と開閉器１８０と通信装置１９０の、配置及び接続構成の変更点を時間断面毎に設定することができる。
【００６３】
分割領域データベース２３は、分割領域データＤ３として、例えば、機能不良設備リスト（図示せず）と、想定事故安定判定リスト２３Ｔ１（図２３参照）と、分割領域リスト（図示せず）と、開閉器動作リスト（図示せず）とを記憶することができる。
【００６４】
機能不良設備リストは、機能不良設備判定プログラムＣＰ１１により作成される。機能不良設備判定プログラムＣＰ１１は、系統データに基づいて機能不良設備の有無を判定し、機能不良設備であると判定された設備を機能不良設備リストに登録する。
【００６５】
分割領域リストは、分割領域計算プログラムＣＰ１３により作成される。分割領域計算プログラムＣＰ１３は、系統構成と機能不良設備リストと想定事故安定判定リスト２３Ｔ１とに基づいて、分割すべきカットを全て算出し、それら算出されたカットを分割領域リストに登録する。
【００６６】
想定事故安定判定リスト２３Ｔ１は、想定事故安定判定プログラムＣＰ１２により作成される。想定事故安定判定リスト２３Ｔ１には、機能不良設備を含んだ電力系統（不健全系統）内で想定事故が発生した場合に安定か否かが記憶される。どのような想定事故が生じ得るかは、系統運用者が決定することができる。
【００６７】
開閉器動作リストは、電力系統１００を分割するための、開閉器１８０の動作を記憶している。即ち、算出されたカットに沿って電力系統１００を分割するために、どの開閉器１８０の開閉状態をどのように制御すべきかを示す情報が、開閉器動作リストに記憶されている。
【００６８】
分割結果データベース２４には、分割結果データＤ４として、例えば、各分割領域の需給バランスを示すデータ（図３１参照）と、分割の前後における想定事故対策リストの変化を示すデータ（図３２参照）とが記憶されている。
【００６９】
分割領域の需給バランスは、分割領域計算プログラムＣＰ１３の計算結果として求められる。各分割領域の需給バランスを示すデータには、各分割領域における発電量と負荷量のバランス変化を示すデータが記憶されている。例えば、分割領域において、発電量と負荷量がアンバランスの場合、その分割領域では周波数が変動する。そこで、分割領域の需給バランスを示すデータには、周波数の時間変化を示すデータを含めている。
【００７０】
想定事故対策リストには、分割前の想定事故に対する安定化対策のリストと、分割後の想定事故に対する安定化対策のリストとが記憶されている。
【００７１】
図５のフローチャートは、系統安定化システム１０で実施される系統安定化処理の全体を示す。最初に、系統安定化システム１０は、設備データＤ１を受信して記憶し（Ｓ１）、続いて、系統データＤ２を受信して記憶する（Ｓ２）。
【００７２】
系統安定化システム１０は、機能不良設備判定プログラムＣＰ１１により系統データＤ２を演算処理することで、機能不良設備を判定する（Ｓ３）。さらに、系統安定化システム１０は、機能不良設備リストを作成して記憶し、機能不良設備リストを表示装置１１に表示させる（Ｓ３）。
【００７３】
系統安定化システム１０は、全ての想定事故について、以下のステップＳ５及びステップＳ６を繰り返し実行する（Ｓ４）。
【００７４】
系統安定化システム１０は、想定事故安定判定プログラムＣＰ１２により、機能不良設備が想定事故に対して安定であるかを判定する（Ｓ５）。機能不良設備が想定事故に対して安定であるとは、機能不良設備に関連する想定事故が生じても、安定した電力供給を維持できる場合である。これに対し、機能不良設備が不安定であるとは、機能不良設備に関連する想定事故が生じると、安定した電力供給を行うことができない可能性がある場合である。
【００７５】
系統安定化システム１０は、機能不良設備が想定事故に対して不安定であると判定された場合（Ｓ５：不安定）、分割領域計算プログラムＣＰ１３により分割領域を算出して記憶する（Ｓ６）。
【００７６】
系統安定化システム１０は、分割領域計算プログラムＣＰ１３により最適分割領域を計算し、その算出結果を記憶する（Ｓ７）。系統安定化システム１０は、最適な分割領域に関する画面（図３０で後述）を作成し、系統運用者に提示する。
【００７７】
系統安定化システム１０は、系統運用者の承認、選択または指示を確認した後、最適な分割領域を生成するための制御指令（制御情報３１０Ｂ）を作成して、所定の開閉器１８０に送信する（Ｓ８）。所定の開閉器１８０とは、選択されたカットに沿って不健全系統を電力系統１００から切り離すために必要な開閉器である。以下、図５に示す各ステップについて詳細に説明する。
【００７８】
ステップＳ１では、設備データＤ１を取得し、設備データベース２１に記憶する。系統安定化システム１０は、電力系統１００の系統構成と想定事故対策リスト（図２２）と制約設備リスト（図２６）を、例えば、系統管理サーバ３２０から受信してメモリ１４に書き出し、設備データベース２１に記憶する。
【００７９】
図２２を参照する。図２２は、想定事故対策リスト２１Ｔ１の一例を示している。このリスト２１Ｔ１は、想定事故に対応するための安全対策を管理する。想定事故対策リスト２１Ｔ１は、例えば、想定事故の番号２１Ｔ１Ｃ１と、想定事故の内容２１Ｔ１Ｃ２と、安定化対策の内容２１Ｔ１Ｃ３とを管理する。
【００８０】
想定事故の内容２１Ｔ１Ｃ２は、想定事故の発生箇所と、想定事故の様相とが記憶されている。安定化対策の内容２１Ｔ１Ｃ３は、想定事故に対処するための安定化設備を特定する情報と、安定化設備の動作とを記憶する。
【００８１】
例えば、リスト２１Ｔ１の１行目には、線路１６０で３φ４ＬＧ（三相四線地絡事故）が発生した場合、線路１６０を開放除去することで安定化することができることが記憶されている。なお、３φ４ＬＧは、線路が二回線ある場合に発生しうる事故である。一回線＝三相なので、二回線の場合は合計６相となる。線路１６０及び線路１６１は、それぞれ二回線以上存在する。
【００８２】
図２６は、制約設備リスト２１Ｔ２の一例を示している。制約設備リスト２１Ｔ２は、分割領域の判定に際して考慮される制約条件を管理する。例えば、重要施設を有するノード１５０は、健全系統に含まれている必要がある。
【００８３】
制約設備リスト２１Ｔ２は、例えば、設備番号２１Ｔ２Ｃ１と、制約された設備の名称２１Ｔ２Ｃ２と、制約された設備が接続されているノード２１Ｔ２Ｃ３と、制約された設備の位置（設置箇所）２１Ｔ２Ｃ４とを管理する。
【００８４】
制約設備とは、例えば、病院、消防署、変電所、通信基地局等の、災害または障害発生時においても電力供給を継続すべき重要な設備である。
【００８５】
図５に戻る。ステップＳ２では、系統データＤ２を取得する。系統安定化システム１０は、センサ情報２２Ｔ１（図８、図１１）と、設備構成変更情報２２Ｔ３（図１５）と、線路容量情報２２Ｔ２（図１３）を、各センサ１９０及び系統管理サーバ３２０から受信して、系統データベース２２に記憶する。
【００８６】
図８を参照する。図８は、センサ情報テーブル２２Ｔ１の一例を示している。センサ情報テーブル２２Ｔ１は、センサ１７０から収集したセンサ情報を管理する。センサ情報テーブル２２Ｔ１は、例えば、時刻２２Ｔ１Ｃ１と、線路潮流Ｐ ２２Ｔ１Ｃ２と、データ受信状況２２Ｔ１Ｃ３と、欠損に関する情報２２Ｔ１Ｃ４とを管理する。
【００８７】
線路潮流Ｐ ２２Ｔ１Ｃ２では、線路を識別するための識別番号と、線路の始端ノードにおける潮流の値と、線路の終端ノードにおける潮流の値とを対応付けて管理する。データ受信状況２２Ｔ１Ｃ３では、センサ１７０から受信する線路潮流Ｐの状態（受信できたか否か）を記録する。欠損情報２２Ｔ１Ｃ４には、受信状況２２Ｔ１Ｃ３の値に基づいて、設備欠損が生じたか否かを示す判定値が記録される。
【００８８】
図１１を参照する。図１１は、センサ情報テーブルの他の例２２Ｔ１Ａを示す。センサ情報テーブル２２Ｔ１Ａは、図８に示すテーブル２２Ｔ１の欠損情報２２Ｔ１Ｃ４に代えて、センサ情報の異常を示す異常情報２２Ｔ１Ｃ５を備えている。図１１のテーブル２２Ｔ１Ａにおいて、データ受信状況２２Ｔ１Ｃ３には、センサ１７０から受信する線路潮流Ｐの状態として、線路潮流Ｐの値に異常が発見されたか否かを示す値が記憶される。異常情報２２Ｔ１Ｃ５には、受信状況２２Ｔ１Ｃ３の値に基づいて、設備に異常が生じたか否かを示す判定値が記録される。
【００８９】
図８のセンサ情報テーブル２２Ｔ１は、センサ情報を所定時間以上継続して取得できなかった場合に、設備が欠損したことを判定するために用いられる。図１１のセンサ情報テーブル２２Ｔ１Ａは、センサ情報に所定時間以上の異常が発生した場合に、設備に異常が生じたことを判定するために用いられる。本実施例では、図８に示すテーブル２２Ｔ１と、図１１に示すテーブル２２Ｔ１Ａの両方を備える場合を説明するが、いずれか一方のみを備える構成でもよい。
【００９０】
図１５を参照する。図１５は、設備構成変更情報２２Ｔ３の一例を示す。設備構成変更情報２２Ｔ３は、電力系統１００内の各設備の状態を管理する。設備構成変更情報２２Ｔ３は、所定時間毎に（２２Ｔ３Ｃ１）、設備の状態（２２Ｔ３Ｃ２）を管理する。図１５に示す例では、第１行目に、線路１６０が１４時３０分３０秒から停止されることが記録されている。
【００９１】
図５のステップＳ３に戻る。機能不良設備判定プログラムＣＰ１１は、機能不良設備の有無を判定し、その結果を記憶し、かつ、その結果を表示する。機能不良設備を判定する方法には、以下に述べるように複数ある。そこで、図６、図１０、図１４、図１７を参照して、機能不良設備の判定方法を説明する。以下の各判定方法の全てを備える構成でもよし、それらのうちいずれか一つ以上の判定方法を備える構成でもよい。いずれの構成も本発明の範囲に含まれる。
【００９２】
まず最初に図６を参照して、第１の機能不良設備判定方法を説明する。図６に示す第１の判定方法は、センサ情報の欠損に基づいて、機能不良設備の存在を判定する。
【００９３】
機能不良設備判定プログラムＣＰ１１（以下、判定プログラムＣＰ１１と略記する場合がある）は、センサ１７０からセンサ情報（線路潮流Ｐ）を受信して系統データベース２２に記憶する（Ｓ１０）。
【００９４】
判定プログラムＣＰ１１は、データ欠損が所定時間以上継続しているか判定する（Ｓ２０）。データ欠損が継続している場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、判定プログラムＣＰ１１は、データ欠損の生じているセンサ１７０の位置を特定して記憶する（Ｓ３０）。判定プログラムＣＰ１１は、データ欠損の生じているセンサ１７０の近傍に有る設備を特定し（Ｓ４０）、その特定された設備を機能不良設備であると判定して、分割領域データベース２３に記憶する（Ｓ５０）。ステップＳ５０で記憶された機能不良設備に関する情報は、画面に出力することもできる。
【００９５】
ステップＳ１０において、センサ１７０の線路潮流Ｐを通信ネットワーク３００を介して系統安定化システム１０に送信する場合、図７に示すように、中継装置３４０を用いてもよい。中継装置３４０は、複数のセンサ１７０からのセンサ情報を受信し、それらセンサ情報を集約して系統安定化システム１０に送信することができる。
【００９６】
ステップＳ２０では、図８に示すように、例えば、３０秒間の計測周期において、５分間以上センサ情報を受信できなかった場合、データ欠損が発生したと判定する。判定の閾値（所定時間）を５分間に設定するのは、例えば３０秒間のように所定時間を短く設定すると、通常の通信エラーをデータ欠損として誤判定する可能性があるためである。図６の例では、データ欠損が継続して検出された場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、判定プログラムＣＰ１１は、機能不良設備が発生したと判定する。
【００９７】
なお、以下の説明においても同様であるが、上述の５分間または３０秒間等の具体的な数値は、実施例の理解のために用意された値であり、本発明の範囲は上記具体的数値に限定されない。
【００９８】
図９は、線路１６０でデータ欠損２００が生じた場合の例である。図９は、第１の分割系統１１０と第２の分割系統１１１との間を接続する複数の線路１６０、１６１のうち、一方の線路１６０に設けられたセンサ１７０からのセンサ情報が所定時間以上、系統安定化システム１０に届かない状態を示す。センサ情報（線路潮流Ｐのデータ）を受信できないセンサ１７０の位置２００を、図９ではＸ印で示している。
【００９９】
なお、図９では、第２の分割系統１１１に、第２の接続構成１１４を介して、第３の分割系統１１３が接続されている。さらに、図９の構成を説明する。第２の分割系統１１１のノード１５２から第１の分割系統１１０のノード１５０に向けて、線路１６０には線路潮流Ｐ０の電力が流れている。第２の分割系統１１１のノード１５３から第１の分割系統１１０のノード１５１に向けて、線路１６１には線路潮流Ｐ１の電力が流れている。第３の分割系統１１３のノード１５６から第２の分割系統１１１のノード１５４に向けて、線路１６２には線路潮流Ｐ２の電力が流れている。第２の分割系統１１１のノード１５５から第３の分割系統１１３のノード１５７に向けて、線路１６３には線路潮流Ｐ３の電力が流れている。
【０１００】
図１０を参照して、第２の機能不良設備判定方法を説明する。図１０に示す第２の判定方法は、センサ１７０からのセンサ情報が所定時間以上異常値を示す場合に、機能不良設備が発生したと判定する。
【０１０１】
判定プログラムＣＰ１１は、センサ１７０からセンサ情報（線路潮流Ｐ）を受信して系統データベース２２に記憶し（Ｓ１１）、センサ情報のデータに異常値が継続しているかを判定する（Ｓ２１）。
【０１０２】
データ異常値が継続している場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、判定プログラムＣＰ１１は、異常値を出力しているセンサ１７０の位置を特定して記憶する（Ｓ３１）。判定プログラムＣＰ１１は、異常値を示すセンサ１７０の近傍の設備を特定し（Ｓ４１）、その設備を機能不良設備であると判定して、分割領域データベース２３に記憶する（Ｓ５１）。図６で述べたと同様に、機能不良設備であると判定された設備等の情報を、画面に出力してユーザに提示することもできる。
【０１０３】
センサ情報に含まれる線路潮流Ｐの値が異常であるか否かは、図１３に示す線路容量テーブル２２Ｔ２の値と比較することで判断される。センサ情報に含まれている線路潮流Ｐの値が、テーブル２２Ｔ２に規定されている線路容量の値を越えた場合は、データ異常値であると判定される。
【０１０４】
データ異常値が継続しているか否かを判定するための所定時間は、例えば、計測周期が３０秒の場合、２分間程度の値に設定される。例えば、３０秒程度の短い時間だけ、データに異常が生じた場合は、電力系統を安定化させるための制御を実行する必要がないと考えられるためである。
【０１０５】
図１２は、或る設備２１０が原因となって、線路１６０でデータ異常値が生じた場合の例を示している。
【０１０６】
図１４を参照して第３の機能不良設備判定方法を説明する。図１４に示す第３の判定方法では、保守作業等により設備構成が変更される場合に、その変更対象の設備を機能不良設備であると判定する。
【０１０７】
判定プログラムＣＰ１１は、系統管理サーバ３２０から設備構成変更情報を受信し、系統データベース２２に記憶する（Ｓ１２）。判定プログラムＣＰ１１は、設備構成変更情報に基づいて、変更対象の設備を特定し（Ｓ２２）、変更対象設備を機能不良設備であると判定して、分割領域データベース２３に記憶する（Ｓ３２）。機能不良設備であると判定された設備に関する情報は、画面を介してユーザに提示することもできる。
【０１０８】
図１５の設備構成変更情報２２Ｔ３の１行目に示すように、例えば、線路１６０が２０１１／０６／２８の１４：３０：３０から停止される場合、その線路１６０は正常に使用できない機能不良設備であると判定することができる。
【０１０９】
図１６は、線路１６０で停止２０１が生じた場合の例を示している。
【０１１０】
図１７を参照して第４の機能不良設備判定方法を説明する。図１７に示す第４の判定方法では、災害の発生を予測する情報に基づいて、機能不良設備を判定する。
【０１１１】
図１８の全体構成図に示すように、系統安定化システム１０は、通信ネットワーク３００を介して、災害予測サーバ３３０からの災害予測情報を受信できる。災害予測サーバ３３０は、例えば、台風または地震のような災害がいつ頃どこで起きるかを予測し、その予測結果を系統安定化システム１０に送信する。
【０１１２】
判定プログラムＣＰ１１は、災害予測サーバ３３０から災害予測情報を受信して、系統データベース２２に記憶する（Ｓ１３）。判定プログラムＣＰ１１は、災害発生が予測される地理的範囲内に電力系統１００の設備が存在するかを判定する（Ｓ２３）。判定プログラムＣＰ１１は、災害の発生が予測された地域内の設備を特定し、その設備を機能不良設備であると判定して、分割領域データベース２３に記憶する（Ｓ３３）。上記同様に、機能不良設備であると判定された設備に関する情報は、画面に出力することができる。
【０１１３】
図１９は、災害予測情報３３０Ｔ１の一例を示す。災害予測情報３３０Ｔ１は、例えば、被災する可能性のある設備に関する情報３３０Ｔ１Ｃ１と、発生が予測される災害に関する情報３３０Ｔ１Ｃ２とを管理する。
【０１１４】
被災可能性のある設備に関する情報３３０Ｔ１Ｃ１は、例えば、線路を特定する情報と、線路の始端ノード及び終端ノードをそれぞれ特定する情報と、設備の位置情報とを備えている。災害に関する情報３３０Ｔ１Ｃ２は、例えば、災害発生が予測される地域の位置情報と、現時点から所定時間内の発生確率とを備えることができる。さらに、災害の種類、災害による被害の程度等を情報３３０Ｔ１Ｃ２に含めてもよい。図１９では、その１行目に示すように、線路１６０において、今から所定時間（例えば１時間）以内に、５０％の確率で災害が生じることが記録されている。
【０１１５】
図２０は、線路１６０の近くで災害の発生が予測された場合の例である。図２０に、点線で示す円は、災害の発生が予測される地域２０２を示す。
【０１１６】
図５のステップＳ４に戻る。想定事故安定判定プログラムＣＰ１２は、機能不良設備判定プログラムＣＰ１１により検出された機能不良設備について、設備データベース２１の想定事故対策リスト２１Ｔ１に記載の各想定事故に対する安定性（安定か否か）をそれぞれ判定する。
【０１１７】
想定事故安定判定プログラムＣＰ１２は、機能不良設備について、想定事故対策リスト２１Ｔ１に記載された想定事故対策が安定か判定する（Ｓ５）。安定な場合はステップＳ４に戻り、不安定な場合はステップＳ６に移る。
【０１１８】
図５のステップＳ５の詳細を、図２１のフローチャートを参照して説明する。図１８は、想定事故に対する安定性（安定か否か）を判定する処理のフローチャートである。
【０１１９】
想定事故安定判定プログラムＣＰ１２は、想定事故対策リスト２１Ｔ１に記載の、想定事故に対処するための安定化設備を読み込む（Ｓ１００）。想定事故安定判定プログラムＣＰ１２は、ステップＳ１００で読み込んだ安定化設備とステップＳ３で判定された機能不良設備とを比較する（Ｓ２００）。想定事故安定判定プログラムＣＰ１２は、その比較結果に基づいて安定であるか否かを判定し、その判定結果を記憶する（Ｓ３００）。
【０１２０】
図２３は、想定事故に対して安定であるか否かを判定した結果を記憶する想定事故安定判定リスト２３Ｔ１の一例である。想定事故安定判定リスト２３Ｔ１は、例えば、想定事故の番号２３Ｔ１Ｃ１と、想定事故の内容２３Ｔ１Ｃ２と、安定化対策の内容２３Ｔ１Ｃ３と、機能不良設備を特定する情報２３Ｔ１Ｃ４と、機能不良設備と安定化設備とが一致するか判定する一致フラグ２３Ｔ１Ｃ５とを管理する。
【０１２１】
想定事故の内容２３Ｔ１Ｃ２には、想定事故の発生箇所と、想定事故の様相（状況）が記憶される。安定化対策の内容２１Ｔ１Ｃは、想定事故に対処して系統の安定化のために使用する安定化設備を特定する情報と、その安定化設備の動作を記憶する。
【０１２２】
機能不良設備がいずれかの安定化設備と一致する場合、その機能不良設備は、想定事故に対して不安定であると判定される。これに対し、機能不良設備がいずれの安定化設備にも一致しない場合、その機能不良設備は、想定事故に対して安定であると判定される。
【０１２３】
図２３の想定事故安定判定リスト２３Ｔ１では、線路１６０が機能不良設備であると判定された場合を示す。この場合、機能不良設備である線路１６０は、１番目の安定化対策における安定化設備と一致するため、一致フラグ２３Ｔ１Ｃ５に黒丸が設定される。不一致の場合、一致フラグには“−”が設定される。
【０１２４】
図５のステップＳ６に戻る。分割領域計算プログラムＣＰ１３は、分割領域を算出して記憶する。ステップＳ６の詳細を、図２４のフローチャートを用いて説明する。
【０１２５】
分割領域計算プログラムＣＰ１３は、機能不良設備と正常設備と線路潮流Ｐをそれぞれメモリ１４から読み込み（Ｓ２００）、機能不良設備と正常設備とを分割しうる全てのカットを検出する（Ｓ２１０）。カットとは、機能不良設備を含む系統構成と、正常設備のみを含む系統構成とを分割するための領域間の境界である。つまり、ステップＳ２１０では、不健全系統を電力系統から切り離すための分割パターンを全て抽出する。
【０１２６】
分割領域計算プログラムＣＰ１３は、検出された各カットのうち、制約設備が含まれるカットを抽出する（Ｓ２２０）。分割領域計算プログラムＣＰ１３は、各カットのフェンス潮流（ΣＰ）をそれぞれ算出し、フェンス潮流が最小となるカットを判定して、メモリ１４に記憶する（Ｓ２３０）。
【０１２７】
図２７を参照して、フェンス潮流の算出例を説明する。分割系統１１０と分割系統１１１の間には、３つの線路１６０、１６１、１６２が設けられている。線路１６０の線路潮流をＰ１、線路１６１の線路潮流をＰ２、線路１６２の線路潮流をＰ３とする。
【０１２８】
図２７の場合、分割系統１１０と分割系統１１１の間のフェンス潮流ΣＰは、各潮流Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の合計値として求めることができる（ΣＰ＝Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）。潮流の向きは、例えば、分割系統１１０から分割系統１１１に向かう方向を正とし、逆向きの潮流を負として扱うことができる。この場合、線路潮流Ｐ１は正の潮流、線路潮流Ｐ２と線路潮流Ｐ３はそれぞれ負の潮流であると定義することができる。フェンス潮流ΣＰは、Ｐ１と（−Ｐ２）と（−Ｐ３）の和として求められる。
【０１２９】
図２８を参照して、フェンス潮流の他の算出例を説明する。図２８の例では、３つの分割系統１１０、１１１、１１３が存在しており、機能不良設備を含む分割系統１１０を他の２つの分割系統１１１、１１３から切り離す場合のフェンス潮流を算出する。
【０１３０】
分割系統１１０と他の分割系統１１１、１１３との間のフェンス潮流ΣＰは、分割系統１１０と分割系統１１１の間の線路潮流の和と、分割系統１１０と分割系統１１１の間の線路潮流の和とを合算して求める（ΣＰ＝Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４＋Ｐ５）。
【０１３１】
図２９を参照して、機能不良設備を含む不健全系統を電力系統から分割するためのカットを抽出する様子を説明する。図２９の例では、４個のノードＮ１〜Ｎ４が電力系統に含まれており、ノードＮ２が機能不良設備であり、ノードＮ３が制約設備であり、ノードＮ１及びＮ４が正常設備である。
【０１３２】
各ノード間の線路潮流には、理解のために具体的な数値を設定している。ノードＮ２からノードＮ１に向かう線路潮流の値は、４である（Ｐ＝４）。ノードＮ３からノードＮ２に向かう線路潮流の値は、３である（Ｐ＝３）。ノードＮ３からノードＮ１に向かう線路潮流の値も、３である（Ｐ＝３）。ノードＮ１からノードＮ４に向かう線路潮流の値は、１である（Ｐ＝１）。ノードＮ３からノードＮ４に向かう線路潮流の値は、５である（Ｐ＝５）。
【０１３３】
以下、ノードＮ１〜Ｎ４を設備Ｎ１〜Ｎ４と呼び変えて説明する。分割領域計算プログラムＣＰ１３は、機能不良設備Ｎ２と正常設備Ｎ１、Ｎ３、Ｎ４とを分割する全てのカットＣ１〜Ｃ４を抽出する。
【０１３４】
第１のカットＣ１は、機能不良設備Ｎ２のみを含む系統構成（不健全系統）を、正常設備Ｎ１、Ｎ３、Ｎ４を含む系統構成（健全系統）から分離する。第２のカットＣ２は、機能不良設備Ｎ２と正常設備Ｎ３を含む不健全系統を、正常設備Ｎ１、Ｎ４を含む健全系統から分離する。第３のカットＣ３は、機能不良設備Ｎ２と正常設備Ｎ１を含む不健全系統を、正常設備Ｎ３、Ｎ４を含む健全系統から分離する。第４のカットＣ４は、機能不良設備Ｎ２と正常設備Ｎ１、Ｎ３を含む不健全系統を、正常設備Ｎ４のみを含む健全系統から分離する。
【０１３５】
上記４つのカットＣ１〜Ｃ４のうち、第２のカットＣ２と第４のカットＣ４とでは、想定事故が発生した場合でも優先して電力を供給すべき制約設備Ｎ３が、不健全系統に含まれている。不健全系統は、想定事故への対応能力が低下しているため、制約設備Ｎ３が不健全系統に含まれるのは、電力の安定供給の面で好ましくない。従って、上記４つのカットＣ１〜Ｃ４のうち、制約設備Ｎ３が健全系統に含まれるカットＣ１及びＣ３のみが、選択候補となる。
【０１３６】
そこで、カットＣ１のフェンス潮流を算出すると、その値は１となる（ΣＰ＝４−３＝１）。カットＣ３のフェンス潮流を算出すると、その値は−６となる（ΣＰ＝１−３−４＝−６）。フェンス潮流ΣＰを絶対値で比較すると、フェンス潮流ΣＰが最小となるカットは、カットＣ３である。そこで図２４のステップＳ２３０では、カットＣ３が選択される。
【０１３７】
図５のステップＳ７に戻る。ステップＳ７では、ステップＳ６で算出された分割領域をメモリ１４から読み出し、分割領域計算プログラムＣＰ１３によって、最適な分割領域を一つ算出して記憶する。最適な分割領域を算出する処理について、図２５のフローチャートを用いて説明する。
【０１３８】
図２５に示す最低分割領域算出処理では、分割領域計算プログラムＣＰ１３は、フェンス潮流ΣＰが最小となるカットを取得し（Ｓ３００）、フェンス潮流ΣＰが最小となるカットを分割領域データベース２３の分割領域リストに記憶する（Ｓ３１０）。
【０１３９】
図５のステップＳ９に戻る。系統安定化システム１０は、不健全系統と健全系統とを分割する計画についての各種データ（画像データ、数値データ等）を作成して、表示装置１１に表示させる。
【０１４０】
図３０は、分割結果（分割予定）を示す画面Ｇ１０を示す。画面Ｇ１０は、例えば、系統状況を表示する第１表示領域Ｇ１１０と、需給バランスと線路潮流と安定度とフェンス潮流とを表示する第２表示領域Ｇ１２０と、系統構成を模式図として示す第３表示領域Ｇ１３０とを含む。
【０１４１】
系統状況を示す第１表示領域Ｇ１１０では、ステータス（センサ情報が欠損した線路と、欠損であると判定された時刻）と、改善のために実施する制御方法（線路１６１を分割する指令と、分割する時刻）とを表示する。
【０１４２】
第２表示領域Ｇ１２０では、発電量ΣＧ［ＭＷ］と、負荷量ΣＬ［ＭＷ］と、線路に流れる潮流Ｐ［ｐ．ｕ．］と、安定度の指標としての周波数ｆ［Ｈｚ］と、フェンス潮流との、各時系列変化を、分割領域毎に表示する。
【０１４３】
第３表示領域Ｇ１３０では、系統構成を模式的に表示する。図３０に示すようなディスプレイ画面Ｇ１０を作成してユーザに提示することで、ユーザは、電力系統の分割が適切であるかを直感的に理解でき、ユーザの使い勝手が向上する。なお、系統安定化システム１０は、系統安定化システム１０の外部に存在する端末に画面Ｇ１０を送信して表示させてもよい。例えば、系統安定化システム１０と別に構成されたコンソール端末、または、携帯電話等に画面を表示させることもできる。
【０１４４】
図３１は、系統状況と周波数偏差の、時系列変化を示す画面Ｇ１２１である。このディスプレイ画面Ｇ１２１の上段には、系統状況として、ステータス（センサ情報が欠損した線路と、欠損であると判定された時刻）と、改善のために実施される制御方法（線路１６１の分割指令と、分割する時刻）とを表示する。
【０１４５】
画面Ｇ１２１の下段には、周波数偏差の時系列変化を表示する。このようなディスプレイ画面Ｇ１２１をユーザに提示すれば、ユーザは、電力系統の状態を直感的に理解することができ、使い勝手が向上する。
【０１４６】
図５のステップＳ８に戻る。分割領域計算プログラムＣＰ１３によって得られた分割領域リストに基づいて、系統安定化システム１０は、所定の各開閉器１８０を作動させるための制御指令を作成する。系統安定化システム１０は、所定の各開閉器１８０に、制御指令を送信して動作させる。
【０１４７】
図３２には、電力系統を分割する前の状態Ｇ２１０と、電力系統を分割した後の状態Ｇ２２０とを対比して示す画面Ｇ２０である。
【０１４８】
このように構成される本実施例では、以下の効果を奏する。本実施例では、機能不良設備が検出された場合（判定された場合）、その機能不良設備を含む不健全系統を、電力系統１００から分離させることができる。これにより、本実施例では、その後、不健全系統に想定事故が発生した場合でも、不健全系統で生じる不具合が健全系統に波及して障害が広がるのを未然に防止できる。
【０１４９】
そして、本実施例では、電力系統の一部である不健全系統を、想定事故の発生前に電力系統から切り離すことで、残された多くの系統構成について想定事故への対応能力を維持することができ、電力系統に対する信頼性を向上できる。
【０１５０】
このように本実施例では、機能不良であると判定された設備を有する系統構成は、たとえ今現在電力が正常に供給されていても、電力系統１００から切り離す。切り離された不健全系統内に、太陽光発電装置またはガスタービン型発電機等の分散電源が十分に設けられている場合、不健全系統は独立した系統として存続可能である。つまり、不健全系統内の分散電源は、独立運転が許可され、分散電源からの電力が不健全系統内の負荷に供給される。
【０１５１】
不健全系統を電力系統から切り離す場合の影響をできるだけ少なくするために、制約設備が不健全系統に含まれないように制御する。このような判定指標に加えて、さらに、不健全系統内の発電量と消費量との需給バランスに着目することもできる。そこで、本実施例では、図３０及び図３１の画面にて、各分割領域における電力供給の安定性（周波数変化）を算出して表示する。これにより、ユーザは、電力需給ができるだけバランスするように、不健全系統を電力系統から切り離すための最適なカット（最適分割領域）を選択することができる。
【実施例２】
【０１５２】
図３３〜図３５を参照して、第２実施例を説明する。本実施例は、第１実施例の変形例に相当する。従って、第１実施例との相違を中心に説明する。
【０１５３】
第１実施例では、図２１で述べたように、機能不良設備と想定事故対策リストに記載の安定化設備とを比較することで、安定であるか不安定であるかを判定した。これに対し、本実施例では、系統のオンライン情報を用いて、機能不良設備を備えた系統構成の、想定事故に対する安定度を算出し、安定であるか不安定であるかを判定する。
【０１５４】
つまり、第１実施例では、時々刻々と変化する系統状態を無視して、機能不良設備と安定化設備（想定された最過酷の系統状態に対する想定事故対策リストに記載の安定化設備）とを比較するだけで安定判別を行った。
【０１５５】
これに対し、本実施例では、時々刻々と変化する系統状態をオンラインで監視し、機能不良設備が発生した場合に、現在の系統状態で計算した想定事故対策が必要かどうかその都度判別する。これにより、本実施例では、より正確な安定判別が可能となる。従って、第１実施例の想定事故対策よりも本実施例の想定事故対策の方が対策によって発生する損失を小さくできるという効果を期待できる。ここで、損失とは、例えば想定事故対策によって生じうる、需要家の停電による社会的経済損失のことである。
【０１５６】
図３３は、本実施例の全体構成を示す。本実施例の系統安定化システム１０Ａは、図２に示す系統安定化システム１０に比べて、さらに、安定度計算データベース２６と、計測データベース２７と、計算結果データベース２８とを備える。さらに、本実施例のプログラムデータベース２５Ａは、図３４に示すように、状態推定プログラムＣＰ１４と、潮流計算プログラムＣＰ１５と、安定度計算プログラムＣＰ１６とをさらに備える。本実施例のプログラムデータベース２５Ａは、想定事故安定判定プログラムＣＰ１２を備えていない。
【０１５７】
なお，安定度計算データベース２６には、安定度計算データＤ５として、潮流計算値と、状態推定に必要な線路定数Ｚと、センサ誤差とが記憶されている。そして、データベース２６には、安定度計算に必要な発電機モデル及び定数と、制御系モデル及び定数と、想定事故条件とが記憶されている。計測データベース２７には、計測データＤ６として、電力系統１００の時間断面毎のノード電圧Ｖ、線路の電流Ｉ、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、負荷や発電などの有効電力Ｐ、無効電力Ｑなどの情報が記憶される。計算結果データベース２８には、計算結果データＤ７として、状態推定結果と、潮流計算結果と、安定度計算結果とが記憶されている。
【０１５８】
本実施例では、まず一定の周期で（例えば３０秒周期で）電力系統１００のオンライン情報を計測データベース２７に格納する。前記オンライン情報は、電力系統１００から通信ネットワーク３００を介して通信インターフェース１５で伝送される。
【０１５９】
次に系統安定化システム１０Ａの計算処理内容について説明する。基本的な計算処理内容は第１実施例と同じであるが、図３５の系統安定化処理のフローチャートを用いて相違点を説明する。図３５のフローチャートは図５のフローチャートに対応する。
【０１６０】
系統安定化システム１０Ａは、機能不良設備判定プログラムＣＰ１１により系統データＤ２を演算処理することで、機能不良設備を判定し（Ｓ３）、機能不良設備リストを作成して記憶し、機能不良設備リストを表示装置１１に表示させる（Ｓ３）。
【０１６１】
続いて第１実施例とは異なり、系統安定化システム１０Ａは、計測データＤ６を入力にして、状態推定プログラムＣＰ１４を実行して得た電力系統１００の時間断面毎のノード電圧Ｖ、線路の電流Ｉ、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、負荷や発電などの有効電力Ｐ、無効電力Ｑなどの情報を安定度計算データベース２６に格納する。
【０１６２】
状態推定計算とは、計測データＤ６と設備データＤ１と系統データＤ２を基に、異常データの有無の判定と除去を行い、特定の時間断面におけるもっともらしい系統状態を推定する計算のことである。上記異常データとは、例えば、通信障害などにより近傍のデータと明らかに離れた量になったデータのことである。
【０１６３】
状態推定計算の方法は、Lars Holten、 Anders Gjelsvlk、 Sverre Adam、 F. F. Wu、 and Wen-Hs I ung E. Liu、 Comparison of Defferent Methods for State Estimation. IEEE Trans. Power Syst.、 ３(１９８８)、 １７９８-１８０６ に記載の方法などに即して行う。
【０１６４】
次に、系統安定化システム１０Ａは、計算結果データＤ７の状態推定結果と設備データＤ１と系統データＤ２とを入力にして、潮流計算プログラムＣＰ１５で系統の潮流状態を計算し、系統の各送電線に流れる潮流と各母線の電圧及び位相角を計算結果データベース２８に潮流計算結果として格納する（Ｓ３Ａ）。
【０１６５】
系統安定化システム１０Ａは、計算結果データＤ７の潮流計算結果と設備データＤ１と系統データＤ２と安定度計算データＤ５とを入力にして、安定度計算プログラムＣＰ１６で系統の安定性を求め、各想定事故に対して安定か否かを計算結果データベース２８に格納する（Ｓ５Ａ）。
【０１６６】
上記安定度計算とは、電力系統の事故に対する安定性を計算する手法であり、例えば、電圧安定度計算と周波数安定度計算と過渡安定度計算のいずれか一つ又は複数の計算のことである。安定度計算の方法は、PRABHA KUNDUR，The EPRI Power System Engineering Series，Power System Stability and Control，EPRI，(１９９４)に記載の各種安定度計算方法などに即して行う。
【０１６７】
上記安定度計算（Ｓ５Ａ）は、図５に示す系統安定化処理における、想定事故についての安定判別Ｓ５に相当する。安定度計算によって、不安定と判別された場合には，系統安定化処理の分割領域を算出する（Ｓ６）。全ての想定事故について、以下のステップＳ５に相当する安定度計算及びステップＳ６を繰り返し実行する（Ｓ４）。以降のステップは、第１実施例と同様である。このように、オンライン情報に基づいて安定度を計算することで、系統の状態に合わせた最適な安定判定を実施できる。
【０１６８】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。例えば、電力系統から切り離された不健全系統について監視を続け、機能不良設備が正常設備に復帰したと判定できる場合は、所定の開閉器に制御指令を出力し、不健全系統であった系統構成を電力系統に再接続することもできる。例えば、センサ情報を正常に受信できるようになった場合、センサ情報の異常値が無くなった場合、保守作業等が終了して設備の状態が正常に回復した場合、予測された災害が発生しなかった場合等に、不健全系統を電力系統に復帰させてもよい。
【符号の説明】
【０１６９】
１、１０、１０Ａ：系統安定化システム
２、１００：電力系統
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統を安定化するための系統安定化システムであって、
前記電力系統内の観測情報と事前に定めた複数の想定事故リスト及び災害情報を取得するための情報取得部と、
前記所定の情報に基づいて、前記電力系統に含まれる複数の設備のうち、正常動作しない可能性があると予測される機能不良設備を判定するための機能不良設備判定部と、
前記機能不良設備が、前記電力系統を安定化するために予め用意される所定の安定化対策に関連しているか否かを判定する安定判定部と、
前記機能不良設備が前記安定化対策に関連していると判定された場合、前記電力系統を、前記機能不良設備を含む不健全系統と、前記機能不良設備を含まない健全系統とに分割するための分割領域を判定する分割領域判定部と、
前記分割領域判定部による判定結果に基づいて前記電力系統を前記健全系統と前記不健全系統とに分割するための制御指令を前記電力系統に含まれる所定の装置に送信するための制御指令送信部と、
を備える系統安定化システム。
【請求項２】
前記安定判定部は、前記機能不良設備が前記所定の安定化対策に関連しており、かつ、予め設定される想定事故に対して安定であるか否かを判定する、
請求項１に記載の系統安定化システム。
【請求項３】
前記分割領域判定部による判定結果をユーザに提示するための判定結果提示部をさらに備え、
前記判定結果提示部により提示される前記判定結果に対するユーザの選択を確認した後で、前記制御指令送信部は、前記制御指令を前記所定の装置に送信する、
請求項２に記載の系統安定化システム。
【請求項４】
前記分割領域判定部は、予め設定される制約条件を満たすように、前記分割領域を判定する、
請求項３に記載の系統安定化システム。
【請求項５】
前記情報取得部は、前記所定の情報として、前記電力系統の線路潮流を示す線路潮流データを前記電力系統に設けられるセンサ装置から取得し、
前記設備判定部は、前記センサ装置から前記線路潮流データを所定期間以上取得できなかった場合、前記電力系統に含まれる複数の設備のうち前記センサ装置に対応する設備を前記機能不良設備として判定する、
請求項４に記載の系統安定化システム。
【請求項６】
前記情報取得部は、前記センサ装置から取得する前記線路潮流データが予め設定される所定範囲内に収まらない異常値を示す場合、前記電力系統に含まれる前記複数の設備のうち前記センサ装置に対応する設備を前記機能不良設備として判定する、
請求項５に記載の系統安定化システム。
【請求項７】
前記情報取得部は、前記電力系統の構成変更を示す開閉器の開閉状態と設備構成変更情報を取得し、
前記設備判定部は、前記設備構成変更情報に含まれる変更対象の設備を前記機能不良設備として判定する、
請求項６に記載の系統安定化システム。
【請求項８】
前記情報取得部は、前記電力系統に関連する地域での災害発生を予測する災害予測情報を取得し、
前記設備判定部は、前記電力系統に含まれる前記複数の設備のうち、前記災害予測情報に示される災害予測範囲内に存在する設備を前記機能不良設備として判定する、
請求項７に記載の系統安定化システム。
【請求項９】
前記安定判定部は、前記機能不良設備が、所定の事故に対する前記所定の安定化対策で使用される安定化設備に該当するか否かを判定し、
前記機能不良設備が前記安定化設備に該当する場合、前記分割領域判定部は、前記電力系統を、前記不健全系統と前記健全系統とに分割するための分割領域を判定する、
請求項８に記載の系統安定化システム。
【請求項１０】
前記所定の装置とは、前記電力系統に含まれる複数の開閉器のうち、前記不健全系統と前記健全系統とを分離するために使用される所定の開閉器であり、
前記制御指令は、前記所定の開閉器を作動させるための信号またはデータとして構成される、
請求項９に記載の系統安定化システム。
【請求項１１】
電力系統を安定化するための系統安定化方法であって、
前記電力系統に関する所定の情報を取得する情報取得ステップと、
前記所定の情報に基づいて、前記電力系統に含まれる複数の設備のうち、正常動作しない可能性があると予測される機能不良設備を判定するための機能不良設備判定ステップと、
前記機能不良設備が、前記電力系統を安定化するために予め用意される所定の安定化対策に関連しているか否かを判定する安定判定ステップと、
前記機能不良設備が前記安定化対策に関連していると判定された場合、前記電力系統を、前記機能不良設備を含む不健全系統と、前記機能不良設備を含まない健全系統とに分割するための分割領域を判定する分割領域判定ステップと、
前記分割領域判定部による判定結果に基づいて前記電力系統を前記健全系統と前記不健全系統とに分割するための制御指令を前記電力系統に含まれる所定の装置に送信するための制御指令送信ステップと、
をそれぞれコンピュータに実行させるための系統安定化方法。
【請求項１２】
前記分割領域判定ステップによる判定結果をユーザに提示するための判定結果提示ステップをさらに備え、
前記制御指令送信ステップは、前記判定結果提示ステップにより提示される前記判定結果に対するユーザの選択を確認した後で、前記制御指令を前記所定の装置に送信する、
請求項１１に記載の系統安定化方法。
【請求項１】
電力系統を安定化するための系統安定化システムであって、
前記電力系統内の観測情報と事前に定めた複数の想定事故リスト及び災害情報を取得するための情報取得部と、
前記所定の情報に基づいて、前記電力系統に含まれる複数の設備のうち、正常動作しない可能性があると予測される機能不良設備を判定するための機能不良設備判定部と、
前記機能不良設備が、前記電力系統を安定化するために予め用意される所定の安定化対策に関連しているか否かを判定する安定判定部と、
前記機能不良設備が前記安定化対策に関連していると判定された場合、前記電力系統を、前記機能不良設備を含む不健全系統と、前記機能不良設備を含まない健全系統とに分割するための分割領域を判定する分割領域判定部と、
前記分割領域判定部による判定結果に基づいて前記電力系統を前記健全系統と前記不健全系統とに分割するための制御指令を前記電力系統に含まれる所定の装置に送信するための制御指令送信部と、
を備える系統安定化システム。
【請求項２】
前記安定判定部は、前記機能不良設備が前記所定の安定化対策に関連しており、かつ、予め設定される想定事故に対して安定であるか否かを判定する、
請求項１に記載の系統安定化システム。
【請求項３】
前記分割領域判定部による判定結果をユーザに提示するための判定結果提示部をさらに備え、
前記判定結果提示部により提示される前記判定結果に対するユーザの選択を確認した後で、前記制御指令送信部は、前記制御指令を前記所定の装置に送信する、
請求項２に記載の系統安定化システム。
【請求項４】
前記分割領域判定部は、予め設定される制約条件を満たすように、前記分割領域を判定する、
請求項３に記載の系統安定化システム。
【請求項５】
前記情報取得部は、前記所定の情報として、前記電力系統の線路潮流を示す線路潮流データを前記電力系統に設けられるセンサ装置から取得し、
前記設備判定部は、前記センサ装置から前記線路潮流データを所定期間以上取得できなかった場合、前記電力系統に含まれる複数の設備のうち前記センサ装置に対応する設備を前記機能不良設備として判定する、
請求項４に記載の系統安定化システム。
【請求項６】
前記情報取得部は、前記センサ装置から取得する前記線路潮流データが予め設定される所定範囲内に収まらない異常値を示す場合、前記電力系統に含まれる前記複数の設備のうち前記センサ装置に対応する設備を前記機能不良設備として判定する、
請求項５に記載の系統安定化システム。
【請求項７】
前記情報取得部は、前記電力系統の構成変更を示す開閉器の開閉状態と設備構成変更情報を取得し、
前記設備判定部は、前記設備構成変更情報に含まれる変更対象の設備を前記機能不良設備として判定する、
請求項６に記載の系統安定化システム。
【請求項８】
前記情報取得部は、前記電力系統に関連する地域での災害発生を予測する災害予測情報を取得し、
前記設備判定部は、前記電力系統に含まれる前記複数の設備のうち、前記災害予測情報に示される災害予測範囲内に存在する設備を前記機能不良設備として判定する、
請求項７に記載の系統安定化システム。
【請求項９】
前記安定判定部は、前記機能不良設備が、所定の事故に対する前記所定の安定化対策で使用される安定化設備に該当するか否かを判定し、
前記機能不良設備が前記安定化設備に該当する場合、前記分割領域判定部は、前記電力系統を、前記不健全系統と前記健全系統とに分割するための分割領域を判定する、
請求項８に記載の系統安定化システム。
【請求項１０】
前記所定の装置とは、前記電力系統に含まれる複数の開閉器のうち、前記不健全系統と前記健全系統とを分離するために使用される所定の開閉器であり、
前記制御指令は、前記所定の開閉器を作動させるための信号またはデータとして構成される、
請求項９に記載の系統安定化システム。
【請求項１１】
電力系統を安定化するための系統安定化方法であって、
前記電力系統に関する所定の情報を取得する情報取得ステップと、
前記所定の情報に基づいて、前記電力系統に含まれる複数の設備のうち、正常動作しない可能性があると予測される機能不良設備を判定するための機能不良設備判定ステップと、
前記機能不良設備が、前記電力系統を安定化するために予め用意される所定の安定化対策に関連しているか否かを判定する安定判定ステップと、
前記機能不良設備が前記安定化対策に関連していると判定された場合、前記電力系統を、前記機能不良設備を含む不健全系統と、前記機能不良設備を含まない健全系統とに分割するための分割領域を判定する分割領域判定ステップと、
前記分割領域判定部による判定結果に基づいて前記電力系統を前記健全系統と前記不健全系統とに分割するための制御指令を前記電力系統に含まれる所定の装置に送信するための制御指令送信ステップと、
をそれぞれコンピュータに実行させるための系統安定化方法。
【請求項１２】
前記分割領域判定ステップによる判定結果をユーザに提示するための判定結果提示ステップをさらに備え、
前記制御指令送信ステップは、前記判定結果提示ステップにより提示される前記判定結果に対するユーザの選択を確認した後で、前記制御指令を前記所定の装置に送信する、
請求項１１に記載の系統安定化方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【公開番号】特開２０１３−９９０６５（Ｐ２０１３−９９０６５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３８４０７（Ｐ２０１１−２３８４０７）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]