JP2000050531A - 電力系統情報の表示方法 - Google Patents

電力系統情報の表示方法

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JP2000050531A
JP2000050531A JP20954498A JP20954498A JP2000050531A JP 2000050531 A JP2000050531 A JP 2000050531A JP 20954498 A JP20954498 A JP 20954498A JP 20954498 A JP20954498 A JP 20954498A JP 2000050531 A JP2000050531 A JP 2000050531A
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Tetsuo Matsui
哲郎 松井
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 系統構成と共にノード電圧や有効・無効電力
等の物理量を、3次元CGにより直感的かつ迅速に把握
できるように表示する。 【解決手段】 3次元表示した電力系統の空間11内
で、各ノードにおける電圧またはノード電圧基準値との
偏差を、これらの大きさを軸方向の高さに対応させた円
柱体13により表示し、この円柱体13をノード12か
ら上向きまたは下向きに配置する。また、ノード12に
おける有効電力または無効電力を、これらの大きさを直
径に対応させた球体14により表示し、この球体14を
ノード12の上方または下方に配置する。その他、ブラ
ンチ有効・無効電力潮流や設備容量等についても、立体
を用いて3次元表示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】この発明は、電力系統の中央給電指
令所、支店給電指令所、系統制御所等における電力系統
の監視・制御用の電子計算機システムにおいて、電力系
統の構成やそのシミュレーション結果である各種物理量
等を3次元表示する電力系統情報の表示方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電力系統状態の表示は、系統監視
制御システムにおける表示や電力系統計算における計算
結果の表示等、様々な目的で行われている。そして、こ
の種の情報表示には、通常、CRT表示装置に電力系統
構成設備を線分等により表し、これを組み合わせた2次
元の電力系統図が用いられている。この電力系統図によ
れば、電力系統の構成や各種設備の接続状態等を迅速に
把握することができるが、その反面、電力系統に付随す
る潮流や電圧等の把握には不向きである。
【0003】現状の電力系統状態表示における物理量の
表示は、大きく分けて以下の二通りの方法によってい
る。 (1)電力系統図上に、文字(数値)情報を併記する方
法 (2)電力系統図とは別の画面に、各物理量ごとの専用
画面を設け、数値表示またはグラフ等の図形表示を行う
方法
【0004】また、最近では、CG(コンピュータ・グ
ラフィックス)手法の3次元表示により各種物理量を表
現する方法も検討され始めている。これらの方法は、主
としてシミュレーション結果の可視化が目的であり、通
常、運用者が見慣れている電力系統図の表現方法とはま
ったく異なることから、迅速な状況把握は到底不可能で
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
技術では、数値による表示や電力系統図とは別画面での
表示のため、電力系統状態の迅速な把握が困難である。
数値表示においては、数値情報や文字情報の特徴として
厳密な値の把握は可能であるが、直感的な把握には不向
きである。また、別画面による表示では、系統構成と同
時に物理量を把握することはできない。実際上、系統監
視制御システム等における表示装置では、上記二つの方
法が組み合わされているが、電力系統図の表示と物理量
の表示に異なる要素を用いていることが迅速な状況把握
の妨げとなっている。
【0006】電力系統においては、数値計算結果の表示
では、計算結果の理解を助けることができるような表示
方法を実現できれば、初学者にとっても大変有益であ
る。また、系統監視制御システムでは、系統運用の信頼
性や安全性、経済性のすべての面において、系統状態の
迅速な把握は非常に重要である。このような系統運用、
系統制御の自動化レベルを考えると(機器制御以外は殆
ど運用者が介在する)、系統状態の迅速な把握の重要性
は明らかである。
【0007】そこで本発明は、電力系統構成と各種物理
量とを同時に表現し、系統状態の迅速かつ直感的な把握
を可能にした電力系統情報の表示方法を提供しようとす
るものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明では、電力系統の3次元空間に
おける表示方法として、ノード電圧またはノード電圧基
準値との偏差を、ノードの上方または下方に配置した円
柱体を用いて視覚的に表示する。
【0009】表示方法は以下のとおりである。 (1)ノード電圧表示 ノード電圧の大きさを円柱体の軸方向の高さで表現し、
3次元の系統空間のノード上に配置する。これにより、
3次元空間内の基準平面に対する各ノードに配置した円
柱体の高さを比較することで、電力系統全体または一部
分のノード電圧分布の把握を可能にする。
【0010】(2)ノード電圧偏差表示 ノード電圧偏差(ノード電圧と系統基準電圧との偏差)
の大きさを円柱体の軸方向の高さにより表現し、3次元
の系統空間のノード上に配置する。偏差がプラス側の場
合には、円柱体を系統空間のノードに上向きに配置し、
偏差がマイナス側の場合には下向きに配置する。これに
より、3次元空間内の基準平面に対する各ノードに配置
した円柱体が上方にあるのか下方にあるのかを見ること
で、また、円柱体の高さを見ることで、電力系統全体ま
たは一部分のノード電圧分布の把握を可能にする。
【0011】次に、請求項2記載の発明では、3次元の
系統空間における表示方法として、ノード有効電力また
はノード無効電力を、ノードの上方または下方に配置し
た球体を用いて視覚的に表示する。
【0012】表示方法は、以下のとおりである。 (1)ノード有効電力表示 ノード有効電力の大きさを球体の直径により表示し、3
次元の系統空間のノード上に配置する。配置方法として
は、発電をノードの上方に、負荷をノードの下方に配置
する。これにより、電力系統全体または一部分の発電
機、負荷の分布の把握、及びそれらの大きさの把握を容
易にする。
【0013】(2)ノード無効電力表示 ノード無効電力の大きさを球体の直径により表示し、3
次元の系統空間のノード上に配置する。配置方法として
は、ノードからの流出分をノードの上方に、ノードへの
流入分をノードの下方に配置する。これにより、電力系
統全体または一部分の無効電力の流入、流出の分布の把
握、及びその大きさの把握を容易にする。
【0014】請求項3記載の発明では、3次元の系統空
間における表示方法として、ブランチ有効電力潮流また
はブランチ無効電力潮流を、系統空間に配置した円柱体
を用いて視覚的に表示する。
【0015】表示方法は、以下のとおりである。 (1)ブランチ有効電力潮流表示 ブランチ有効電力潮流の大きさを円柱体の直径により表
示し、3次元の系統空間に配置する。これにより、電力
系統全体または一部分における各ブランチの有効電力潮
流の分布や大きさの把握を可能にする。
【0016】(2)ブランチ無効電力潮流表示 ブランチ無効電力潮流の大きさを円柱体の直径により表
示し、3次元の系統空間に配置する。これにより、電力
系統全体または一部分における各ブランチの無効電力潮
流の分布や大きさの把握を可能にする。
【0017】請求項4記載の発明では、3次元の系統空
間における表示方法として、ブランチの設備容量、運用
限度値、供給余力等を系統空間に配置した円柱体を用い
て視覚的に表示する。
【0018】表示方法は、次のとおりである。 (1)ブランチの設備容量、運用限度値、供給余力等の
表示 ブランチの設備容量、運用限度値、供給余力等を円柱体
の直径により表示し、請求項3の発明のブランチ有効電
力潮流を表す円柱体の外側に同心状に配置した円柱体に
よって表現する。これにより、各ブランチの有効電力潮
流と設備容量、運用限度値または余力等の関係の把握を
可能にする。
【0019】
【発明の実施形態】以下、図に沿って本発明の実施形態
を説明する。図1は、請求項1、請求項2に記載した発
明の実施形態による表示例を示している。この実施形態
は、ノード電圧、ノード有効電力及びノード無効電力を
CRT表示装置の表示画面上にに表示した例である。特
にここでは、ノードに限定して上記の各物理量を表示し
ている。
【0020】図において、10はCRT表示装置の表示
画面であり、11は3次元で表示された電力系統の空間
に相当する。12は直方体(ほぼ角棒状)で表現された
ノードであり、このノード12におけるノード電圧は円
柱体13によって表示され、その軸方向の高さが電圧の
大きさを示している。これにより、電力系統全体や各ノ
ードにおけるノード電圧分布、大小比較が容易になる。
また、実施形態ではノード電圧自体を円柱体13により
表示しているが、ノード電圧偏差(ノード電圧基準値と
の偏差)を円柱体により表しても良く、このように電圧
偏差を表示する場合には、当該ノードの電圧がノード電
圧基準値よりどの程度大きいかを即座に把握することが
できる。ノード電圧偏差を表現する場合にも、円柱体の
軸方向の高さをその大きさに対応させる。
【0021】更に、図1の円柱体13の下方には、有効
電力または無効電力の大きさを直径に対応させた球体1
4が配置される。このように球体14が円柱体13の下
方に配置される場合、有効電力については負荷を、無効
電力についてはノード12への流入を表すこととする。
なお、球体14が円柱体13の上方に配置される場合に
は、有効電力については発電機(発電電力)を、無効電
力についてはノード12からの流出を表す。この実施形
態によれば、電力系統全体や各ノードにおける発電機や
負荷の分布、無効電力の流入、流出の分布、それらの大
小を直感的に把握することができる。
【0022】ここで、図4は、本発明の各実施形態に使
用される電子計算機システムの構成図である。図におい
て、31は対象となる電力系統、32は電力系統31の
計測データが与えられる電力系統監視制御用計算機、3
3は系統構成や設備に関するオフラインデータ、34は
計測データに基づくオンラインデータ、35は潮流計算
等を行う電力系統シミュレーションプログラム、36は
本発明の中心となる電力系統情報視覚化システム、37
は系統情報表示の基礎となる各種データが格納された系
統情報データベース、38は系統のノード(母線、発電
機、負荷等)、ブランチ(送電線、変圧器等)、及びこ
れらの接続状態からなる系統構成データ、39は系統の
運用上、必要な運用限度値、各設備の設備容量等の設備
データ、40は各ノードの電圧、有効電力、無効電力、
位相角、ブランチにおける有効電力潮流等の物理量デー
タ、41はノードや電圧、有効電力、無効電力等を3次
元表示するために所定の色、形状、大きさ(その最大
値、最小値を含む)、位置が与えられた円柱体、球体、
直方体等の3次元モデルデータベース、42は上記デー
タベース41及び系統情報データベース37内の各種デ
ータに基づいて図1に示したような3次元表示を実行す
る3次元表示用エンジン、43は視点移動、拡大縮小と
いった表示制御を行う3次元表示制御機能、44はCR
T表示装置である。
【0023】上記3次元表示用エンジン42は、物理量
正規化モジュール、系統構成表示モジュール、物理量表
示モジュール等から構成されている。このエンジン42
の各モジュールの動作を以下に示す。
【0024】(1)物理量正規化モジュール システム内に取り込まれている設備データ、物理量デー
タを、予め設定した最大値が1、最小値が0または−1
になるように正規化する。例えば、物理量データを最大
値:1〜最小値:0の範囲で正規化する場合、一般的な
下式によって計算する。 正規化物理量=(物理量−最小値)/(最大値−最小
値)
【0025】(2)系統構成表示モジュール システム内に取り込まれている設備の接続状態や構成を
表す系統構成データ38を、表示する3次元図形の色、
形状、大きさ等を示す3次元モデルデータベース41を
用いて、ノード、ブランチを表す図形表示を行う。
【0026】(3)物理量表示モジュール (1)の物理量正規化モジュールにより正規化された各
物理量データと3次元モデルデータベース41を用い
て、(2)の系統構成表示モジュールにより表示した系
統構成の対応するノード、ブランチに物理量データを表
示する。
【0027】次いで、図2は、請求項3、請求項4に記
載した発明の実施形態による表示例を示している。この
実施形態は、ブランチの有効電力潮流及び無効電力潮
流、ブランチの設備容量をCRT表示装置44に表示し
た例である。特にここでは、ブランチに限定して上記の
各物理量を表示している。
【0028】図において、15はブランチ有効電力潮流
を示す横置きの円柱体であり、図1と同様に電力系統の
空間11内に表示されている。また、上記円柱体15の
一端には、潮流方向を示す円錘体16が付加されてい
る。なお、有効電力潮流の大きさは、円柱体15の直径
によって表現される。
【0029】更に、ブランチの設備容量を示す円柱体1
7が、上記円柱体15の外側に同心状で透過表示されて
おり、設備容量の大小も円柱体17の直径によって表現
されている。ここで、ブランチ設備容量に代えて、運用
限度値や設備の供給余力を表示しても良い。また、有効
電力潮流ではなく無効電力潮流を表示しても良い。
【0030】本実施形態によれば、電力系統全体やその
一部における各ブランチの有効電力潮流、無効電力潮
流、設備容量、運用限度値等の直感的な把握が容易にな
る。
【0031】図3は、請求項1〜請求項4を統合した発
明の実施形態であり、3ノード4ブランチの系統に対し
て本発明を適用した例である。すなわち、ノード12
A,12B,12Cにおける電圧または電圧偏差が、所
定の軸方向高さを有する円柱体13A,13B,13C
により表示され、有効電力または無効電力が所定の直径
の球体14A,14B,14Cにより表示される。更
に、各ノード間のブランチにおける有効電力潮流または
無効電力潮流と設備容量等が所定の直径の円柱体15
H,15I,15J,15K及びこれらの外側に同心状
に配置された円柱体17H,17I,17J,17Kに
より表示される。なお、潮流方向は円柱体15H,15
I,15J,15Kに付加された円錐体によって表示さ
れている。
【0032】このように請求項1〜4の発明を組み合わ
せれば、電力系統の構成と共に、各ノードやブランチに
おける電圧、電圧偏差、有効電力、無効電力、これらの
電力潮流、設備容量、運用限度値、供給余力等の物理量
を同時に3次元表示することができ、表示画面10を一
見すれば系統全体またはその一部における各物理量の高
低や大小関係を容易に把握することができる。
【0033】
【発明の効果】以上述べたように、請求項1記載の発明
は、ノード電圧の表示方法に関するものである。現状の
表示方法では、電圧は電力系統図の母線(ノード)の近
くに数値表示されている(例えば「77.3kV」のよ
うに)。また、電圧監視画面が設けられている場合に
は、前述の方法に加えて、対象系統内の母線電圧の一覧
表やグラフ表示がなされている。このような従来の方法
によると、ノード電圧の直感的な分布や推移傾向の把握
は困難であるが、本発明によれば、これらの迅速かつ直
感的な把握が可能になる。
【0034】請求項2記載の発明は、ノードの有効電
力、無効電力に関するものである。現状の表示方法で
は、ノード電力は前記同様に母線(ノード)の近くに数
値表示されるか、専用画面を用いた一覧表示が行われて
いる。このような表示方法では、発電出力と負荷とを区
別するために矢印や発電機を示す記号を負荷する等の対
策が必要となる。また、系統構成を十分に把握していな
ければ全体の分布を正確に把握することができず、特
に、無効電力については流入、流出の区別がつきにく
い。この点、本発明では、有効電力の発電、負荷の区
別、無効電力の流入、流出の区別、大きさの把握を直感
的に行うことができる。
【0035】請求項3、請求項4記載の発明は、ブラン
チ(送電線、変圧器)の有効電力潮流、無効電力潮流の
表現方法に関するものである。現状の表示方法では、ブ
ランチ有効電力潮流は電力系統図のブランチ(送電線、
変圧器)の近くに数値表示されるか、専用画面による一
覧表示となっている。このような表示方法では、系統運
用上、特に必要な設備容量や運用限度値の把握、供給余
力の把握は系統を熟知した運用者でなければ不可能であ
る。また、系統を熟知していても、複数画面の切替が必
要なため、迅速な操作が難しい。本発明によれば、潮流
状態や設備容量、運用限度、供給余力等を一度に把握す
ることができ、熟練運用者に依存する必要もなくなる。
【0036】以上、各請求項ごとに述べたが、全体的に
総括すると次のようになる。すなわち、本発明における
各種物理量の表現方法に関する特徴は、以下の2点に集
約される。 (1)各種物理量が有する、または運用者が考えている
定性的なイメージ(高い、低い、大きい、小さい等)を
CRT画面上の系統空間に3次元表示することにより、
系統状態の直感的な把握が可能になる。 (2)従来の表示方法と異なり、電力系統の構成を表現
するための手段(従来は電力系統図)と各物理量を表現
するための手段(従来は数値表示やグラフ表示等)とを
3次元表現手法により統合したことにより、従来、系統
構成の表現手段としてのみ用いられていた電力系統図に
物理量を視覚化して付加できるようになり、系統状態の
直感的な把握が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1、請求項2に記載した発明の実施形態
による表示例を示す図である。
【図2】請求項3、請求項4に記載した発明の実施形態
による表示例を示す図である。
【図3】請求項1〜請求項4に記載した発明の実施形態
による表示例を示す図である。
【図4】本発明の各実施形態に使用される電子計算機シ
ステムの構成図である。
【符号の説明】
10 表示画面 11 電力系統の空間 12,12A,12B,12C ノード 13,15,17,13A,13B,13C,15H,
15I,15J,15K,17H,17I,17J,1
7K 円柱体 14,14A,14B,14C 球体 16 円錘体 31 電力系統 32 電力系統監視制御用計算機 33 オフラインデータ 34 オンラインデータ 35 電力系統シミュレーションプログラム 36 電力系統情報視覚化システム 37 系統情報データベース 38 系統構成データ 39 設備データ 40 物理量データ 41 3次元モデルデータベース 42 3次元表示用エンジン 43 3次元表示制御機能 44 CRT表示装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G06F 15/60 672Z Fターム(参考) 5B046 AA00 CA09 DA05 DA10 GA01 JA07 5C082 AA12 BA12 BA16 BA17 DA42 MM09 MM10 5G064 BA02 BA12 DA01 5H223 AA19 BB08 CC08 DD03 DD09 EE06 EE08 EE13 FF03 FF05

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子計算機システムにより電力系統の構
    成及び電力系統の物理量を表示装置の画面上に表示する
    電力系統情報の表示方法において、 3次元表示した電力系統の空間内で、各ノードにおける
    電圧またはノード電圧基準値との偏差を、これらの大き
    さを軸方向の高さに対応させた円柱体により表示し、こ
    れらの円柱体を当該ノードから上向きまたは下向きに配
    置することを特徴とする電力系統情報の表示方法。
  2. 【請求項2】 電子計算機システムにより電力系統の構
    成及び電力系統の物理量を表示装置の画面上に表示する
    電力系統情報の表示方法において、 3次元表示した電力系統の空間内で、各ノードにおける
    有効電力または無効電力を、これらの大きさを直径に対
    応させた球体により表示し、これらの球体を当該ノード
    の上方または下方に配置することを特徴とする電力系統
    情報の表示方法。
  3. 【請求項3】 電子計算機システムにより電力系統の構
    成及び電力系統の物理量を表示装置の画面上に表示する
    電力系統情報の表示方法において、 3次元表示した電力系統の空間内で、ブランチの有効電
    力潮流または無効電力潮流を、これらの大きさを直径に
    対応させた円柱体により表示し、かつ潮流方向を図形に
    より付加することを特徴とする電力系統情報の表示方
    法。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の電力系統情報の表示方法
    において、 ブランチの設備容量、運動限度値または供給余力を、前
    記円柱体の外側に同心的に配置した別の円柱体により表
    示することを特徴とする電力系統情報の表示方法。
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