JP5395367B2 - 最小送電損失系統構成の決定装置、方法及びプログラム - Google Patents
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Description
ΔP=∫(R/L)I(x)2dx=(R/L)∫(Iin−(x/L)Il)2dx
=R(Iin2−IinIl+Il3/3)
ΔP:区間の送電損失
Iin:区間の入力電流[A]
Il:区間負荷[A]
L:区間の長さ[m]
R:区間インピーダンス[Ω]
x:入力端からの距離[m]
I(x):入力端からの距離x[m]地点における通過電流[A]
S.Civanlar et.al,"Distribution Feeder Reconfiguration for Loss Reduction",IEEE Trans.Power Delivery,Vol.3,No.3,1988
Vd=∫(R/L)I(x)dx=(R/L)∫(Iin−(x/L)Il)dx=R(Iin−Il/2)
ΔI=ΔV/Rloop
ΔI:開閉器を閉じることにより回路に流れる電流[A]
ΔV:開閉器両端の電位差[V]
Rloop:開閉器を閉じたときにできるループのインピーダンス[Ω]
ΔV=−0.42−(−0.05−0.125−0.225−0.35)=0.33
となり、開閉器91を閉じることで生じる電流変化は、
ΔI=0.33/(0.028+0.01+0.01+0.01+0.01+0.01)=4.853[A]
となる。従って、開閉器91を閉じた後の開閉器91〜93、95の通過電流は図14のようになる。
[構成]
次に、本発明の第1の実施形態に係る配電系統の送電損失が最小となる最小送電損失系統構成の決定装置の構成について、図1〜4を参照して以下に説明する。なお、図1は、第1の実施形態に係る最小送電損失系統構成の決定装置の構成を示すブロック図である。
次に、図1の構成を有する最小送電損失系統構成の決定装置において、最小となる送電損失及び当該送電損失を有する系統構成の決定手順を、図2のフローチャートを参照して以下に説明する。
次に、従来技術で利用した図9、11を参照し、図2〜4に基づいて、第1の実施形態の具体的な実施例について以下に説明する。なお、図2の通り、図9(a)には、2つの「開」状態の開閉器しか存在しないため、n=2とする。
以上のような本実施形態によれば、複数の「開」状態の開閉器を一度に「閉」状態に変更し同数の開閉器を「開」状態とすることで探索範囲を広くすることが可能となり、より小さい送電損失、及び当該送電損失を有する系統構成を決定可能、かつ系統構成の決定に要する時間を短縮可能な最小送電損失系統構成の決定装置、方法及びプログラムを提供することができる。
[構成]
次に、本発明の第2の実施形態に係る配電系統の送電損失が最小となる最小送電損失系統構成の決定装置の構成について、図5を参照して以下に説明する。なお、図5は、送電損失の最小化を図るための第2の実施形態に係る最小送電損失系統構成の決定装置の構成を示すブロック図である。ここで、図5において、図1と同じ構成には同じ符号を用い、説明は省略する。
次に、図5の構成を有する最小送電損失系統構成の決定装置において、最小となる送電損失及び当該送電損失を有する系統構成の決定手順を、図6のフローチャートを参照して以下に説明する。なお、図6は、第2の実施形態に係り、最小となる送電損失を有する系統構成の決定フローを示す図である。
以上のような、本実施形態によれば、一度に「開」状態から「閉」状態に変更する開閉器の数を1から順に増加させることができるので探索範囲が拡大し、さらには、計算時間が実質的に大きくなる問題に対して、当該変更すべき開閉器の数が少ない初期段階においては最小となる送電損失を高速に算出でき、変更すべき開閉器の数が増加した段階においては徐々に送電損失の最小化の程度を向上させることが可能となる。
[構成]
次に、本発明の第3の実施形態に係る最小送電損失系統構成の決定装置の構成について、図7を参照して以下に説明する。なお、図7は、送電損失の最小化を図るための第3の実施形態に係る最小送電損失系統構成の決定装置を示すブロック図である。ここで、図7において、図1と同じ構成には同じ符号を用い、説明は省略する。
次に、図7の構成を有する最小送電損失系統構成の決定装置において、最小となる送電損失及び当該送電損失を有する系統構成の決定手順を、図8のフローチャートを参照して以下に説明する。なお、図8は、第3の実施形態に係り、最小となる送電損失を有する系統構成の決定フローを示す図である。ここで、図2のフローチャートと同じ処理については説明を省略する。
以上のような本実施形態によれば、予め複数の初期系統構成を作成することができるので、各初期系統構成に対して最小となる送電損失を算出することが可能となり、送電損失の算出処理が局所最適解に陥ることを回避することができる。そのため、広範囲を探索の対象とすることができ、より送電損失の小さい系統構成を決定することが可能となる。
2…入力手段
3…記憶手段
4…開閉器
4…表示手段
6…配電系統監視制御装置
7…配電系統
9a〜9g…区間番号
10…データ読出手段
11…送電損失計算手段
12…「閉」開閉器選択手段
13…潮流計算手段
14…「開」開閉器選択手段
15…送電損失低減判定手段
16…初期系統対比手段
17…損失最小化構成更新手段
18…開閉器数変更手段
19…初期系統生成手段
20…初期系統選択手段
21…最小化構成選択手段
91〜95…開閉器
Claims (11)
- 開閉器の開閉状態が変更された系統構成のうち、送電損失が最小となる最小送電損失系統構成を決定する最小送電損失系統構成の決定装置であって、
前記系統構成内で1つのメッシュ系統を作成するように、複数の開閉器から2個以上の開状態にある開閉器を閉状態にすべく選択する閉開閉器選択手段と、
前記閉開閉器選択手段により選択された開閉器数と同数の閉状態にある開閉器を、放射状の系統構成が得られるように、開状態にすべく選択する開開閉器選択手段と、
前記閉開閉器選択手段により選択された開状態にある開閉器を閉状態に変更し、かつ、前記開開閉器選択手段により選択された閉状態にある開閉器を開状態に変更した各系統構成の送電損失を計算する送電損失計算手段と、
前記送電損失計算手段により計算された所定の系統構成の送電損失が、先に計算された別の系統構成の送電損失よりも低減するかを判定する低減判定手段と、
前記低減判定手段により低減すると判定された場合に、低減した送電損失を有する系統構成を最小送電損失系統候補として更新する更新手段と、
最小送電損失系統候補から最小送電損失系統構成を決定する決定手段と、
を備え、
前記開開閉器選択手段は、前記メッシュ系統内の開閉器のうち、通過電流が最小の閉状態にある開閉器を逐次選択し、
前記決定手段は、前記低減判定手段が、前記送電損失計算手段により計算された各系統構成の送電損失のいずれもが、最新の更新状態にある前記最小送電損失系統候補の送電損失よりも低減しないと判定した場合に、当該最小送電損失系統候補を最小送電損失系統構成として決定することを特徴とする最小送電損失系統構成の決定装置。 - 前記開開閉器選択手段は、系統の送電線の容量制約のもとで、通過電流が最小の閉状態にある開閉器を逐次選択することを特徴とする請求項1に記載の最小送電損失系統構成の決定装置。
- 前記閉開閉器選択手段により選択される開状態にある開閉器の選択個数を制限する制限手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の最小送電損失系統構成の決定装置。
- 開閉器の開閉状態が変更された系統構成のうち、送電損失が最小となる最小送電損失系統構成を決定する最小送電損失系統構成の決定装置であって、
前記系統構成内で1つのメッシュ系統を作成するように、複数の開閉器から開状態にある開閉器を閉状態にすべく選択する閉開閉器選択手段と、
前記閉開閉器選択手段により選択される開閉器数を変更する開閉器数変更手段と、
前記閉開閉器選択手段により選択された開閉器数と同数の閉状態にある開閉器を、放射状の系統構成が得られるように、開状態にすべく選択する開開閉器選択手段と、
前記閉開閉器選択手段により選択された開状態にある開閉器を閉状態に変更し、かつ、前記開開閉器選択手段により選択された閉状態にある開閉器を開状態に変更した各系統構成の送電損失を計算する送電損失計算手段と、
前記送電損失計算手段により計算された所定の系統構成の送電損失が、先に計算された別の系統構成の送電損失よりも低減するかを判定する低減判定手段と、
前記低減判定手段により低減すると判定された場合に、低減した送電損失を有する系統構成を最小送電損失系統候補として更新する更新手段と、
最小送電損失系統候補から最小送電損失系統構成を決定する決定手段と、
を備え、
前記開開閉器選択手段は、前記メッシュ系統内の開閉器のうち、通過電流が最小の閉状態にある開閉器を逐次選択し、
前記決定手段は、前記低減判定手段が、前記送電損失計算手段により計算された各系統構成の送電損失のいずれもが、最新の更新状態にある前記最小送電損失系統候補の送電損失よりも低減しないと判定した場合に、当該最小送電損失系統候補を最小送電損失系統構成として決定することを特徴とする最小送電損失系統構成の決定装置。 - 前記開閉器数変更手段は、前記低減判定手段により所定の系統構成の送電損失が先に計算された別の系統構成の送電損失よりも低減しないと判定された場合に、前記閉開閉器選択手段が選択する開閉器数を増加させることを特徴とする請求項4に記載の最小送電損失系統構成の決定装置。
- ランダムに開閉器の開閉状態を変更することにより複数の初期系統を生成する初期系統生成手段を備え、
前記閉開閉器選択手段は、前記初期系統生成手段により生成された各初期系統内で1つのメッシュ系統を作成するように、開状態にある開閉器を選択することを特徴とする請求項1又は4に記載の最小送電損失系統構成の決定装置。 - 開閉器の開閉状態が変更された系統構成のうち、送電損失が最小となる最小送電損失系統構成を決定する最小送電損失系統構成の決定方法であって、
前記系統構成内で1つのメッシュ系統を作成するように、複数の開閉器から2個以上の開状態にある開閉器を閉状態にすべく選択する閉開閉器選択ステップと、
前記閉開閉器選択ステップにより選択された開閉器数と同数の閉状態にある開閉器を、放射状の系統構成が得られるように、開状態にすべく選択する開開閉器選択ステップと、
前記閉開閉器選択ステップにより選択された開状態にある開閉器を閉状態に変更し、かつ、前記開開閉器選択ステップにより選択された閉状態にある開閉器を開状態に変更した各系統構成の送電損失を計算する送電損失計算ステップと、
前記送電損失計算ステップにより計算された所定の系統構成の送電損失が、先に計算された別の系統構成の送電損失よりも低減するかを判定する低減判定ステップと、
前記低減判定ステップにより低減すると判定された場合に、低減した送電損失を有する系統構成を最小送電損失系統候補として更新する更新ステップと、
最小送電損失系統候補から最小送電損失系統構成を決定する決定ステップと、
を含み、
前記開開閉器選択ステップは、前記メッシュ系統内の開閉器のうち、通過電流が最小の閉状態にある開閉器を逐次選択し、
前記決定ステップは、前記低減判定ステップで、前記送電損失計算ステップにより計算された各系統構成の送電損失のいずれもが、最新の更新状態にある前記最小送電損失系統候補の送電損失よりも低減しないと判定した場合に、当該最小送電損失系統候補を最小送電損失系統構成として決定することを特徴とする最小送電損失系統構成の決定方法。 - 開閉器の開閉状態が変更された系統構成のうち、送電損失が最小となる最小送電損失系統構成を決定する最小送電損失系統構成の決定方法であって、
前記系統構成内で1つのメッシュ系統を作成するように、複数の開閉器から開状態にある開閉器を閉状態にすべく選択する閉開閉器選択ステップと、
前記閉開閉器選択ステップにより選択される開閉器数を変更する開閉器数変更ステップと、
前記閉開閉器選択ステップにより選択された開閉器数と同数の閉状態にある開閉器を、放射状の系統構成が得られるように、開状態にすべく選択する開開閉器選択ステップと、
前記閉開閉器選択ステップにより選択された開状態にある開閉器を閉状態に変更し、かつ、前記開開閉器選択ステップにより選択された閉状態にある開閉器を開状態に変更した各系統構成の送電損失を計算する送電損失計算ステップと、
前記送電損失計算ステップにより計算された所定の系統構成の送電損失が、先に計算された別の系統構成の送電損失よりも低減するかを判定する低減判定ステップと、
前記低減判定ステップにより低減すると判定された場合に、低減した送電損失を有する系統構成を最小送電損失系統候補として更新する更新ステップと、
最小送電損失系統候補から最小送電損失系統構成を決定する決定ステップと、
を含み、
前記開開閉器選択ステップは、前記メッシュ系統内の開閉器のうち、通過電流が最小の閉状態にある開閉器を逐次選択し、
前記決定ステップは、前記低減判定ステップで、前記送電損失計算ステップにより計算された各系統構成の送電損失のいずれもが、最新の更新状態にある前記最小送電損失系統候補の送電損失よりも低減しないと判定した場合に、当該最小送電損失系統候補を最小送電損失系統構成として決定することを特徴とする最小送電損失系統構成の決定方法。 - 前記開閉器数変更ステップは、前記低減判定ステップにより所定の系統構成の送電損失が先に計算された別の系統構成の送電損失よりも低減しないと判定された場合に、前記閉開閉器選択ステップで選択する開閉器数を増加させることを特徴とする請求項8に記載の最小送電損失系統構成の決定方法。
- ランダムに開閉器の開閉状態を変更することにより複数の初期系統を生成する初期系統生成ステップを含み、
前記閉開閉器選択ステップは、前記初期系統生成ステップにより生成された各初期系統内で1つのメッシュ系統を作成するように、開状態にある開閉器を選択することを特徴とする請求項7又は8に記載の最小送電損失系統構成の決定方法。 - コンピュータに、開閉器の開閉状態が変更された系統構成のうち、送電損失が最小となる最小送電損失系統構成を決定させる最小送電損失系統構成の決定プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記系統構成内で1つのメッシュ系統を作成するように、複数の開閉器から2個以上の開状態にある開閉器を閉状態にすべく選択する閉開閉器選択処理と、
前記閉開閉器選択処理により選択された開閉器数と同数の閉状態にある開閉器を、放射状の系統構成が得られるように、開状態にすべく選択する開開閉器選択処理と、
前記閉開閉器選択処理により選択された開状態にある開閉器を閉状態に変更し、かつ、前記開開閉器選択処理により選択された閉状態にある開閉器を開状態に変更した各系統構成の送電損失を計算する送電損失計算処理と、
前記送電損失計算処理により計算された所定の系統構成の送電損失が、先に計算された別の系統構成の送電損失よりも低減するかを判定する低減判定処理と、
前記低減判定処理により低減すると判定された場合に、低減した送電損失を有する系統構成を最小送電損失系統候補として更新する更新処理と、
最小送電損失系統候補から最小送電損失系統構成を決定する決定処理と、
を実行させ、
前記開開閉器選択処理は、前記メッシュ系統内の開閉器のうち、通過電流が最小の閉状態にある開閉器を逐次選択し、
前記決定処理は、前記低減判定処理で、前記送電損失計算処理により計算された各系統構成の送電損失のいずれもが、最新の更新状態にある前記最小送電損失系統候補の送電損失よりも低減しないと判定した場合に、当該最小送電損失系統候補を最小送電損失系統構成として決定することを特徴とする最小送電損失系統構成の決定プログラム。
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