JP6852831B1 - 制御装置、制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】電力系統に事故が発生した場合においても、適切な計算に基づく指令信号を分散電源に与える。【解決手段】電力系統に接続された複数の分散電源を制御する制御装置であって、電力系統に事故が発生した場合の、それぞれの分散電源が出力すべき無効電力を予め算出する第１演算部と、電力系統に事故が発生したことを検出した場合に、それぞれの分散電源に第１演算部が予め算出した無効電力を出力させるための指令信号を出力する指令出力部とを備える制御装置。【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置、制御方法、およびプログラムに関する。

従来、電力ネットワークシステムにおいて事故時において潮流計算を実行する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、関連する技術として、特許文献２から８の技術が知られている。
特許文献１ 特開２０１１−６１９７０号公報
特許文献２ 特開２０１６−２０８６５４号公報
特許文献３ 特開２０１７−６０３５５号公報
特許文献４ 特開２０１７−１１２７０９号公報
特許文献５ 特開２０１８−５７１１７号公報
特許文献６ 特開２０１８−５７１１９号公報
特許文献７ 特開２０１３−０７４６６８号公報
特許文献８ 特開２００７−２８８８７７号公報

電力系統に接続された複数の分散電源を制御する制御装置において、電力系統に事故が発生した場合においても、適切な計算に基づく指令信号を分散電源に与えることが好ましい。

上記課題を解決するために、本発明の一つの態様においては、電力系統に接続された複数の分散電源を制御する制御装置を提供する。制御装置は、第１演算部および指令出力部を備えてよい。第１演算部は、電力系統に事故が発生した場合の、それぞれの分散電源が出力すべき無効電力を予め算出してよい。指令出力部は、電力系統に事故が発生したことを検出した場合に、それぞれの分散電源に第１演算部が予め算出した無効電力を出力させるための指令信号を出力してよい。

第１演算部は、電力系統における２種類以上の事故のそれぞれに対して、無効電力を予め算出してよい。指令出力部は、電力系統に発生した事故の種類に応じた指令信号を出力してよい。

第１演算部は、電力系統に事故が発生した場合の、それぞれの分散電源における出力抑制量を更に算出してよい。指令出力部は、出力抑制量に応じた情報を更に含む指令信号を出力してよい。

第１演算部は、電力系統における２種類以上の事故のそれぞれに対して、出力抑制量を予め算出してよい。指令出力部は、電力系統に発生した事故の種類に応じた指令信号を出力してよい。

制御装置は、電力系統の複数のノードにおける電力パラメータを含む系統データを第１演算部に入力する第２演算部を更に備えてよい。第１演算部は、系統データに基づいて、系統データのデータ周期よりも長い周期で、分散電源に出力させるべき無効電力を更新してよい。

第１演算部は、複数のノードのいずれかのノードにおける電力パラメータが取得できない場合に、電力パラメータが取得できないノードにおける欠落データを補完してよい。

本発明の一つの態様においては、コンピュータにより、電力系統に接続された複数の分散電源を制御する制御方法を提供する。制御方法は、電力系統に事故が発生した場合の、それぞれの分散電源が出力すべき無効電力を予め算出する第１演算段階を備えてよい。制御方法は、電力系統に事故が発生したことを検出した場合に、それぞれの分散電源に第１演算段階で予め算出した無効電力を出力させるための指令信号を出力する指令出力段階を備えてよい。

本発明の一つの態様においては、コンピュータに、電力系統に接続された複数の分散電源を制御する制御方法を実行させるためのプログラムを提供する。プログラムは、コンピュータに、電力系統に事故が発生した場合の、それぞれの分散電源が出力すべき無効電力を予め算出する第１演算段階を実行させてよい。プログラムは、コンピュータに、電力系統に事故が発生したことを検出した場合に、それぞれの分散電源に第１演算段階で予め算出した無効電力を出力させるための指令信号を出力する指令出力段階を実行させてよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本発明の実施形態に係る制御装置１００の構成例を示す図である。 電力系統２における事故時における応答例の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る制御方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る制御方法の他の例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る制御方法の他の例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る制御方法の他の例を示すフローチャートである。 本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係る制御装置１００の構成例を示す図である。本実施形態の制御装置１００は、電力系統２に事故が発生した場合を想定して、それぞれの分散電源１０−１および１０−２が出力すべき有効電力および無効電力を予め定められた周期で算出しておく。そして、実際に事故が起きた場合には、予め算出しておいた有効電力および無効電力を分散電源１０−１および１０−２に出力させるための指令信号を出力する。

事故が起きた場合には、分散電源１０−１および１０−２は、有効電力出力を抑制する。制御装置１００は、出力すべき有効電力の情報として、分散電源１０−１および１０−２における出力抑制量を予め算出しておいてよい。制御装置１００は、実際に事故が起きた場合に、予め算出しておいた出力抑制量に応じた情報を含む指令信号を出力してよい。出力抑制量は、分散電源１０−１および１０−２のそれぞれにおいて、有効電量を抑制する量に関係する情報であればよい。出力抑制量は、有効電力の目標値、現在の有効電力からの減縮量、または減衰率であってよい。

制御装置１００は、１または複数のコンピュータで構成されてよい。コンピュータは、ワークステーションまたはパーソナルコンピュータであってよい。

電力系統２には、複数の分散電源１０−１および１０−２が電気的に接続されている。電力系統２には、少なくとも一つの従来電源２０が接続されてよい。分散電源１０−１および１０−２の個数、ならびに従来電源２０の個数は、図１に示される場合に限られない。

分散電源１０−１および１０−２（分散電源１０と総称する場合がある）は、分散配置される小規模な発電設備である。分散電源１０は、分散型電源と称される場合がある。分散電源１０は、ソーラパネルによる太陽光発電装置、風力発電装置、および燃料電池発電装置等の電源であってよい。

分散電源１０−１は、分散電源本体１１−１および電力変換装置１２−１を備える。分散電源本体１１−１は、電力を発生させる。電力変換装置１２−１は、分散電源本体１１−１で発生した電力を電力系統２に応じた電力に変換する。電力変換装置１２−１は、ＰＣＳ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）あるいはインバータと呼ばれる装置であってよい。分散電源１０−２も、同様に、分散電源本体１１−２および電力変換装置１２−２を備える。

従来電源２０は、系統電源または非分散電源とも呼ばれる。従来電源２０は、電力系統２を管理する電力業者により提供された電力を供給する設備であってよい。従来電源２０は、一例として発電所でもよいし、変電所でもよいし、変圧器でもよい。電力系統２は、従来電源２０の配下にある配電系統であってよい。分散電源１０−１、１０−２、および従来電源２０は、それぞれ節点１３−１、節点１３−２、および節点２３で電力系統２と接続されるノードを構成する。

電力系統２には、事故検出部１４−１および１４−２が設けられてよい。事故検出部１４−１および１４−２（事故検出部１４と総称する場合がある）は、電力系統２内の予め定められた複数の位置に設置されてよい。事故検出部１４−１は、センサ部１５−１と、開閉器１６−１とを含んでよい。同様に、事故検出部１４−２は、センサ部１５−２と、開閉器１６−２とを含んでよい。事故検出部１４は、過負荷リレーとも呼ばれる。電力系統２における送電線に流れる電力あるいは電流をセンサ部１５が計測する。事故検出部１４は、センサ部１５による計測値が上限値（配線容量）を超過している時間と超過している逸脱量とを積算した積算値を算出してよい。事故検出部１４は、積算値が、予め定められた値を超えたときに、事故が発生したと判断してよい。開閉器１６−１および１６−２は、事故が発生したと判断された場合に電力供給を遮断する。

図２は、電力系統２における事故時における応答例の一例を示す図である。縦軸は、送電線潮流、すなわち電力を示す。横軸は時間を示す。図２に示される例では、事故が発生した後、電力の出力波形は、発電機の制御等により振動する。図２においては、事故が発生してから１秒から２秒の間に開閉器１６が電力系統２を遮断する。

電力系統２において事故が発生した場合に、送電線の適正な管理のためには、分散電源１０を電力系統２から解列する、または分散電源１０の出力を抑制する必要がある。一般に、電力系統２は、分散電源１０から無効電力を調達することによって、電圧を適切な値に維持している。したがって、分散電源１０のすべてが解列されてしまうと、無効電力が提供されなくなるため、電圧を適切な値に維持することが困難となる。

また、電力系統２に接続される分散電源１０の数が多い場合には、送電線に流れる潮流の大部分を分散電源からの電力が占める。したがって、電力系統２において事故が発生した場合に、送電線の潮流管理および分散電源の出力抑制が重要になる。必要以上に、分散電源を出力抑制すると、発電システムにおいて連鎖的な影響を与えるおそれがある。

１つの送電線事故をきっかけとして、無効電力低下に伴う電圧低下、および必要以上の出力抑制が生じると、場合によっては、発電システムの連鎖的な脱落につながる可能性もある。したがって、制御装置１００は、それぞれの分散電源１０における適切な出力抑制量、および電力系統２における電圧維持に必要な適切な無効電力を算出することが望ましい。

制御装置１００が、各分散電源１０における適切な出力抑制量および適切な無効電力を算出するためには、制御装置１００は、最適潮流計算を実行することが好ましい。一方で、送電線の過電流耐量時間を考慮すれば、事故が発生したときの適切な出力抑制量および無効電力について、事故が発生してから２秒以下、より好ましくは１秒以下の時間内に取得することが望ましい。しかしながら、最適潮流計算を含む計算を開始してから完了するまで、２秒以上かかってしまう場合がある。

制御装置１００は、定周期で、仮想的な事故の種類に対応して最適潮流計算を含む計算を予め実行しておく。実際に事故が発生した場合には、制御装置１００は、予め計算しておいた最適化問題の解の中から、事故の種類に合う解を選択する。そして、制御装置１００は、選択した解を指令値として出力する。最適化問題の解は、出力抑制量ΔＰおよび無効電力Ｑを含んでいてよい。上記の手順により本来であれば、時間がかかる最適化問題の解を指令値として指令することができる。

制御装置１００は、図１に示されるとおり、第１演算部１１０および指令出力部１２０を備える。制御装置１００は、さらに、第２演算部１３０を備えてよい。第１演算部１１０は、電力系統２に事故が発生した場合の、それぞれの分散電源１０が出力すべき無効電力を予め算出する。第１演算部１１０は、電力系統２に事故が発生した場合の、それぞれの分散電源１０が有効電力を抑制すべき出力抑制量を予め算出する。

指令出力部１２０は、電力系統２に事故が発生したことを検出した場合に、それぞれの分散電源１０に、第１演算部１１０が予め算出した無効電力を出力させるための指令信号を出力する。本例では、指令信号は、さらに、有効電力の出力抑制量に応じた情報を含んでよい。

第２演算部１３０は、電力系統２の複数のノードにおける電力パラメータを含む系統データを第１演算部１１０に入力する。一例において、第２演算部１３０は、データ取得部１３２およびデータ処理部１３４を備える。データ取得部１３２は、評価対象の電力系統２についての系統データを周期的に取得する。系統データは、電力系統２の複数のノード、すなわち分散電源１０および従来電源２０についての電力パラメータを含む。電力パラメータは、電圧、電流、有効電力、および無効電力の少なくとも一つを含む。例えば、電力パラメータは、電圧、有効電力、および無効電力を含む。

データ取得部１３２は、それぞれの分散電源１０の電力変換装置１２から電力パラメータを取得してもよく、その他のセンサから電力パラメータを取得してもよい。系統データは、事故情報を含んでよい。事故情報は、センサ部１５−１およびセンサ部１５−２によって測定された電流等の特性値に関する情報であってよい。データ取得部１３２は、事故情報を検出した場合に事故検出トリガを発生してよい。事故検出トリガは、事故が発生した旨と、事故の種類についての情報とを含んでよい。

第２演算部１３０は、サンプリング周期と呼ばれる一定周期ごとに系統データを取得する。サンプリング周期は、例えば、２秒以下であり、より好ましくは１秒以下である。また、系統データのうち電力パラメータのサンプリング周期と、事故情報のサンプリング周期とが異なっていてもよい。

データ処理部１３４は、データ取得部１３２によって取得されたデータを加工する。例えば、データ処理部１３４は、データ形式の変更、ノイズ除去、および補完等の処理を実行する。データ処理部１３４によって処理されたデータは、系統データとして、第１演算部１１０に受け渡される。系統データは、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、電圧Ｖ、または電流Ｉ等の特性値を含んでよい。

第１演算部１１０は、一例において、データ補完部１１１、最適潮流計算部１１２、記憶部１１３、および指令値格納部１１４を備える。データ補完部１１１は、複数のノードのいずれかのノードにおける電力パラメータが取得できない場合に、他のノードまたは他の時刻における系統データに基づいて、系統データの欠落データを補完する。具体的には、いずれかのノードにおける電力パラメータが取得できない場合には、当該ノードにおける系統データに欠落データが生じる。この場合、広域データ処理が実行されてよい。広域データ処理は、当該ノードにおける特定の時刻における欠落データを空間または時間的に隣接する他の系統データに基づいて算出する処理であってよい。一例において、空間的に隣接する一又は複数のノードにおける系統データから、当該ノードにおける欠落データを状態推定してよい。

最適潮流計算部１１２は、最適潮流計算（ＯＰＦ：Ｏｐｔｉｍａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｆｌｏｗ）を実行する。電力系統２の運用には、各ノードの電圧値や各送電線の潮流値、および各電源の出力を適正な範囲内におさめなければならない等の複数の運用上の制約が存在する。このような複数の制約をすべて満足させつつ、目的を最適化するように電力系統２が運用されることが理想的である。最適潮流計算（ＯＰＦ：Ｏｐｔｉｍａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｆｌｏｗ）は、種々の制約条件を満足させながら、所定の目的を最適化する運用状態（潮流断面）を決定する。

本例では、最適潮流計算部１１２は、電力系統２における２種類以上の事故Ａ、事故Ｂのそれぞれに対して、各分散電源１０が出力すべき有効電力、無効電力、および電圧を予め算出する。一例において、最適潮流計算部１１２は、電力系統２における２種類以上の事故Ａ、事故Ｂを考慮したそれぞれの運用状態（潮流断面）において、各分散電源１０が有効電力を出力抑制すべき量である出力抑制量、および無効電力出力を算出してよい。

最適潮流計算部１１２は、想定される事故別に、各分散電源１０が出力すべき無効電力の情報と、抑制するべき出力抑制量に応じた情報とを含む指令値セットを算出してよい。事故の種類には、切れた送電線の場所の違い、および本数の違い等が含まれてよい。第１演算部１１０は、事故が生じていない通常時における各分散電源１０の有効電力の出力抑制量および無効電力を算出してよい。

記憶部１１３は、最適潮流計算部１１２が最適潮流計算するために必要な情報を予め格納する。記憶部１１３は、必要に応じて、電力系統における電力系統２の複数のノード、すなわち分散電源１０および従来電源２０の接続箇所の情報を予め記憶してよい。

指令値格納部１１４は、互いに種類の異なる事故Ａおよび事故Ｂのそれぞれに対する各分散電源１０における有効電力の出力抑制量および無効電力等の指令値セット１１５−１および１１５−２を格納するデータベースであってよい。指令値格納部１１４は、事故が生じていない通常時での各分散電源１０における有効電力の出力抑制量および無効電力出力等の指令値セット１１６を格納してもよい。

第１演算部１１０は、系統データに基づいて、系統データのデータ周期より長い周期で、分散電源１０に出力させるべき無効電力および出力抑制量等の指令値を更新する。系統データのデータ周期とは、データのサンプリング周期であってよく、より具体的には、第２演算部１３０が、系統データを取得するサンプリング周期であってよい。したがって、第１演算部１１０による指令値の更新周期は、第２演算部１３０によるデータのサンプリング周期より長い。したがって、第１演算部１１０は長周期演算部として機能し、第２演算部１３０は短周期演算部として機能する。

第２演算部１３０による短周期演算におけるサンプリング周期は１から２秒であってよい。第１演算部１１０による長周期演算周期としての更新周期は、２秒以上である。長周期演算周期は、例えば、１０秒、１分、１０分、または３０分であってよい。長周期演算周期は、対象とする電力系統２の負荷変動または出力変動の度合いによって予め定めてよい。

指令出力部１２０は、選択部１２２および送信部１２４を備える。指令出力部１２０は、割り込み処理を実行する割込演算部であってよい。指令出力部１２０は、割り込み情報として事故検出トリガを受信する。選択部１２２は、発生した事故の種類に応じて、指令値格納部１１４の中に格納されている指令値セットを選択する。選択部１２２は、事故Ａが発生した場合には、事故Ａに応じて各分散電源１０に対する指令値セット１１５−１を選択する。同様に、選択部１２２は、事故Ｂが発生した場合には、事故Ｂに応じて各分散電源１０に対する指令値セット１１５−２を選択する。

送信部１２４は、事故の内容に応じて選択部１２２によって選択された指令値セット１１５に含まれる指令値に基づいて指令信号を出力する。送信部１２４は、それぞれの分散電源１０が出力すべき無効電力値および抑制すべき出力抑制量を含む指令信号を出力してよい。送信部１２４は、さらに、事故が生じていない通常時での各分散電源１０における有効電力および出力抑制量を含む指令信号を出力してよい。

図３は、本発明の実施形態に係る制御方法の一例を示すフローチャートである。まず、第２演算部１３０による第２演算段階を説明する。第２演算段階は、短周期演算処理と称される。第２演算部１３０は、評価対象の電力系統２についての系統データを周期的に取得する（ステップＳ１０１）。第２演算部１３０は、系統データ中の事故情報の有無に基づいて、電力系統２の事故を検出する（ステップＳ１０２）。電力系統２の事故が発生した場合には（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、第２演算部１３０は、事故検出トリガを生成する（ステップＳ１０３）。事故検出トリガは、事故が発生した旨と、事故の種類についての情報とを含んでよい。

電力系統２において事故が発生していない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、第２演算部１３０は、必要に応じて、データ取得部１３２によって取得されたデータを加工する（ステップＳ１０４）。第２演算部１３０は、電力系統２の複数のノードにおける電力パラメータを含む系統データを第１演算部１１０に入力する（ステップＳ１０４）。ノードには、複数の分散電源１０および少なくとも一つの従来電源２０が含まれてよい。第２演算部１３０は、ステップＳ１０１からステップＳ１０４の処理は、周期的に繰り返される。周期は、２秒以下であり、より好ましくは１秒以下である。

次に、第１演算部１１０による第１演算段階である長周期演算処理について説明する。第１演算部１１０は、第２処理部１３０から系統データを取得する。第１演算部１１０は、複数のノードのいずれかのノードにおける電力パラメータが取得できないことに起因して系統データに欠落がある場合には（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、時間または空間的に隣接する系統データを用いて、系統データの欠落データを補完してよい（ステップＳ２０２）。

補完が正常に完了できなかった場合には（ステップＳ２０３：ＮＯ）、処理がステップＳ２０１に戻る。第１演算部１１０は、第２処理部１３０から新たに系統データを取得する。なお、ステップＳ２０１からステップＳ２０３の処理は、省略されてもよい。系統データに一時的な欠落がある場合には、補完処理（ステップＳ２０２）をすることなく、処理がステップＳ２０１に戻ってよい。この場合、第１演算部１１０は、時系列的に欠落のない新たな系統データを取得するのを待って処理を開始するように構成してもよい。

第１演算部１１０の最適潮流計算部１１２は、最適潮流計算を実行する（ステップＳ２０４）。本例では、最適潮流計算部１１２は、平常時の送電損失、平常時の出力抑制量、事故時の出力抑制量、平常時の電力逸脱量、および事故時の電力逸脱量の合計を評価関数とする。最適潮流計算部１１２は、制約条件を満たしつつ評価関数を最小化できる解を算出する。

本例においては、評価関数は、以下の式（１）のように定式化される。本例では、評価関数としては、平常時および事故時において同じ関数を用いる。制約条件は、平常時と事故時とで異なる条件を用いる。なお、ダッシュがついた変数は、事故時の変数であることを意味する。

本例において、平常時における等式制約として、需給バランスを考慮するための需給バランス関係式と、潮流方程式とが考慮される。需給バランス関係式は、以下のように式（２−１）および式（２−２）で示される。

なお、式（２−１）および式（２−２）において、ブランチ集合εは、節点ｃに直接的に接続される２つの分岐（ｉ、ｊ）の集合（ｃ、ｉ、ｊ）を意味する。また、Ｖｉ、Ｖｊは、節点ｃに直接的に接続されている分岐のうちノードｉ、ノードｊの電圧である。シャントコンダクタンスおよびサセプタンスは、ノードに接続された調整可能なＲＬ要素（抵抗、インダクタンス成分）を意味する。たとえば、ＲＬ要素は、変電所等にある調相設備を意味してよい。

潮流方程式は、以下のように式（３−１）、式（３−２）、式（３−３）、および式（３−４）で示される。

なお、各ノードｉにおいて、自ノードｉから他ノードｊへ電力が出ていく場合を式（３−１）および式（３−３）が示し、他ノードｊから自ノードｉに電力が入ってくる場合を式（３−２）および式（３−４）が示している。なお、ブランチｉｊｃにおけるコンダクタンスおよびサセプタンスは、送電線に存在するＲＬ要素であり、例えば、送電線の抵抗、インダクタンス成分を数値で表せたものである。ブランチｉｊｃにおけるブランチチャージングサセプタンスは、送電線に存在するコンデンサ（Ｃ）要素である。

平常時における不等式制約としては、各変数の上下限、発電機出力の上下限、運用上の制約条件が設定されてよい。本例では、送電線容量制約、電圧制約、分散電源の有効電力制約、出力抑制量の有効電力制約、分散電源の無効電力制約、および分散電源の皮相電力制約が考慮される。送電線容量制約は、以下の式（４）で示される。電圧制約は、以下の式（５）で示される。分散電源の有効電力制約は、以下の式（６）で示される。出力抑制量の有効電力制約は、以下の式（７）で示される。分散電源の無効電力制約は、以下の式（８）で示される。分散電源の皮相電力制約は、以下の式（９）で示される。

一方、それぞれの事故時における等式制約としては、以下のとおり、需給バランスを考慮するための需給バランス関係式と、潮流方程式とが考慮される。需給バランスを考慮するための需給バランス関係式は、以下のように、数（１０−１）および数（１０−２）として示される。

事故時における潮流方程式は、以下のように式（１１−１）、式（１１−２）、式（１１−３）、および式（１１−４）で示される。

事故時における不等式制約としては、各変数の上下限、発電機出力の上下限、運用上の制約条件が設定されてよい。本例では、送電線容量制約である式（１２）、電圧制約である式（１３）、分散電源の出力抑制量の制約である式（１４）、分散電源の無効電力制約である式（１５）、および分散電源の皮相電力制約である式（１６）が考慮されてよい。なお、ノードｉが解列される場合は、各不等式の上限および下限が０になる。したがって、解列される分散電源１０から出力される有効電力および無効電力も０となる。

以上のような式（１）、および式（１０−１）から式（１６）による最適潮流計算は、想定される事故ごとに予め実行される。想定される事故として、送電線の断線（Ｌ通り）および電源脱落（Ｍ通り）が想定される場合は、Ｎ通り（＝Ｌ＋Ｍ）の事故ごとに予め最適潮流計算を実行しておくことができる。

図３において、第１演算部１１０は、最適潮流計算を実行する。第１演算部１１０は、最適潮流計算によって、それぞれの想定事故別に指令値として、無効電力および出力抑制量を予め生成して、周期的に更新する（ステップＳ２０５）。また、本例において、第１演算部１１０は、式（１）から式（９）を用いて、平常時における最適潮流計算を実行する。第１演算部１１０は、平常時における指令値として、無効電力および出力抑制量を生成する。第１演算部１１０は、平常時における指令値を生成したことを示すための平常時トリガを生成する（ステップＳ２０６）。

なお、第１演算部１１０は、想定される事故ごとに最適潮流計算（ＯＰＦ）を用いて出力抑制量および無効電力を周期的に予め計算しておくものであればよく、評価関数、等式制約、および不等式制約は、式（１）から式（１６）に示される式に限られない。

次に、指令出力部１２０による指令出力段階について説明する。指令出力部１２０は、事故検出トリガを受信することによって、電力系統２に事故が発生したことを検出する。指令出力部１２０が事故検出トリガを受信した場合には（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、選択部１２２は、第１演算部１１０が事故毎に予め算出しておいた指令値である無効電力および出力抑制量の中から、検出された事故内容に対応する無効電力および出力抑制量等を選択する（ステップＳ３０２）。

送信部１２４は、指令信号をそれぞれの分散電源１０に対して送信する。指令出力部１２０から送信される指令信号は、それぞれの分散電源１０に対して、予め算出した無効電力を出力させるための情報と、予め算出した出力抑制量に応じた情報とをともに含んでよい。

本例においては、指令出力部１２０は、平常時トリガを受信したか否かを判断する（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）。指令出力部１２０が平常時トリガを受信した場合には（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）、指令出力部１２０は、平常時における指令値である無効電力および出力抑制量についての情報を含む指令信号を生成する（ステップＳ３０５）。そして、送信部１２４は、平常時における指令値を含む指令信号をそれぞれの分散電源１０に送信する（ステップＳ３０６）。

図４は、本発明の実施形態に係る制御方法の他の例を示すフローチャートである。ステップＳ４０１からステップＳ４０４は、図３におけるステップＳ１０１からステップＳ１０４と同様である。本例では、第２演算部１３０は、第２演算段階において、複数のノードのいずれかのノードにおける電力パラメータが取得できない場合に、欠落データが存在することを示す欠落情報を作成する（ステップＳ４０６）。一例において、データ処理部１３４が、欠落データが存在することを示す欠落情報を作成してよい。第２演算部１３０は、欠落情報を第１演算部１１０に通知する（ステップ４０６）。

第１演算部１１０は、第１演算段階において、欠落情報を受信したか否かを判断する（ステップＳ５０１）。第１演算部１１０は、欠落情報を受信した場合（ステップＳ５０１：ＹＥＳ）、系統データの欠落データを補完する（ステップＳ５０２）。以下、ステップＳ５０３からステップＳ５０６、およびステップＳ６０１からステップＳ６０６の処理は、図３に示されるステップＳ２０３からステップＳ２０６、およびステップＳ３０１からステップＳ３０６の処理と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。

図３および図４においては、制御装置１００は、予め算出しておいた無効電力を分散電源１０−１および１０−２に出力させるための情報と、予め算出しておいて出力抑制量に応じた情報とを含む指令信号を出力する場合を説明した。本発明はこの場合に限られない。

図５は、本発明の実施形態に係る制御方法の他の例を示すフローチャートである。ステップＳ７０１からステップＳ７０４、およびステップＳ８０１からステップＳ８０３の処理は、図３におけるステップＳ１０１からステップＳ１０４、およびステップＳ２０１からステップ２０３の処理と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。

第１演算部１１０は、ステップＳ８０４において最適潮流計算を実行する。ただし、本実施例では、第１演算部１１０は、電力系統２に事故が発生した場合の、それぞれの分散電源１０における出力抑制量を予め算出する（ステップＳ８０５）。出力抑制量は、それぞれの想定事故別に算出される。出力抑制量は、周期的に算出されて、更新される。

指令出力部１２０が事故検出トリガを受信した場合には（ステップＳ９０１：ＹＥＳ）、選択部１２２は、第１演算部１１０が事故毎に予め算出しておいた出力抑制量の値の中から、検出された事故内容に対応する出力抑制量の値を選択する（ステップＳ９０２）。指令出力部１２０の送信部１２４は、各分散電源１０における出力抑制量に応じた情報を含む指令信号をそれぞれの分散電源１０に対して出力する（ステップＳ９０３）。

図６は、本発明の実施形態に係る制御方法の他の例を示すフローチャートである。図６の処理は、図５のステップＳ８０４およびＳ８０５の処理がステップＳ１１０４およびＳ１１０５の処理に置き換わっており、ステップＳ９０２の処理がステップＳ１２０２の処理に置き換わっていることを除いて、図５に示される処理と同様である。すなわち、図６のステップＳ１００１からステップＳ１００４の処理、ステップＳ１１０１からステップＳ１１０３の処理、ステップＳ１２０１、およびステップＳ１２０３の処理は、図５に示されるステップＳ７０１からステップＳ７０４の処理、ステップＳ８０１からステップＳ８０３の処理、ステップＳ９０１およびステップＳ９０３の処理と同様である。したがって、詳しい説明を省略する。

第１演算部１１０は、ステップＳ１１０４において最適潮流計算を実行する。ただし、本実施例では、第１演算部１１０は、電力系統２に事故が発生した場合の、それぞれの分散電源１０が出力すべき無効電力を予め算出する（ステップＳ１１０５）。無効電力の値は、それぞれの想定事故別に算出される。無効電力の値は、周期的に算出されて、更新される。

指令出力部１２０が事故検出トリガを受信した場合には（ステップＳ１２０１：ＹＥＳ）、選択部１２２は、第１演算部１１０が事故毎に予め算出しておいた無効電力の値の中から、検出された事故内容に対応する無効電力の値を選択する（ステップＳ１２０２）。指令出力部１２０の送信部１２４は、各分散電源１０に、予め算出しておいた無効電力を出力させるための指令信号をそれぞれの分散電源１０に対して出力する（ステップＳ１２０３）。

図５または図６に示されるように、各分散電源１０における無効電力と出力抑制量のいずれか一方を予め最適潮流計算を用いて周期的に更新しておき、事故が発生した場合は、この周期的に更新されている無効電力と出力抑制量のいずれか一方の情報を含む指令信号を各分散電源１０に出力してよい。

以上のとおり、本実施形態の制御装置１００によれば、想定される事故に応じて、最適潮流計算を実行して、各分散電源１０における適切な無効電力の値を予め算出しておくことができる。したがって、無効電力低下に伴う電圧低下を予め防止することができる。

また、本実施形態の制御装置１００によれば、想定される事故に応じて、最適潮流計算を実行して、各分散電源１０における適切な有効電力または有効電力の出力抑制量を予め算出しておくことができる。したがって、必要以上に、分散電源を出力抑制されて発電システムにおいて連鎖的な影響が生じることを防止することができる。

本実施形態の制御装置１００によれば、事故が生じてから、時間のかかる最適潮流計算を開始するのではなく、予め周期的に最適潮流計算を実行しておく。したがって、事故が発生したときの適切な出力抑制量および無効電力について、事故が発生してから２秒以下の時間内に取得することができる。それゆえ、実施形態の制御装置１００によれば、事故が起こったときに、各分散電源に対して早期に適切な指令信号を送信することができる。したがって、送電線の過電流耐量時間を超えることなく、適切な制御が開始できる。

本実施形態の制御装置１００によれば、サンプリング周期を長くすることなく事故を早期に検知することを可能としつつ、最適潮流計算による無効電力および出力抑制量の事前計算による更新周期を長くすることができる。

図７は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。コンピュータ２２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられる操作または当該装置の１または複数のセクションとして機能させることができ、または当該操作または当該１または複数のセクションを実行させることができ、および／またはコンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係る方法または当該方法の段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ２２００に、本明細書に記載のフローチャートおよびブロック図のブロックのうちのいくつかまたはすべてに関連付けられた特定の操作を実行させるべく、ＣＰＵ２２１２によって実行されてよい。

本実施形態によるコンピュータ２２００は、ＣＰＵ２２１２、ＲＡＭ２２１４、グラフィックコントローラ２２１６、およびディスプレイデバイス２２１８を含み、それらはホストコントローラ２２１０によって相互に接続されている。コンピュータ２２００はまた、通信インタフェース２２２２、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２２２６、およびＩＣカードドライブのような入／出力ユニットを含み、それらは入／出力コントローラ２２２０を介してホストコントローラ２２１０に接続されている。コンピュータはまた、ＲＯＭ２２３０およびキーボード２２４２のようなレガシの入／出力ユニットを含み、それらは入／出力チップ２２４０を介して入／出力コントローラ２２２０に接続されている。

ＣＰＵ２２１２は、ＲＯＭ２２３０およびＲＡＭ２２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ２２１６は、ＲＡＭ２２１４内に提供されるフレームバッファ等またはそれ自体の中にＣＰＵ２２１２によって生成されたイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス２２１８上に表示されるようにする。

通信インタフェース２２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ２２２４は、コンピュータ２２００内のＣＰＵ２２１２によって使用されるプログラムおよびデータを格納する。ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２２２６は、プログラムまたはデータをＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１から読み取り、ハードディスクドライブ２２２４にＲＡＭ２２１４を介してプログラムまたはデータを提供する。ＩＣカードドライブは、プログラムおよびデータをＩＣカードから読み取り、および／またはプログラムおよびデータをＩＣカードに書き込む。

ＲＯＭ２２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ２２００によって実行されるブートプログラム等、および／またはコンピュータ２２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入／出力チップ２２４０はまた、様々な入／出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入／出力コントローラ２２２０に接続してよい。

プログラムが、ＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１またはＩＣカードのようなコンピュータ可読媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読媒体から読み取られ、コンピュータ可読媒体の例でもあるハードディスクドライブ２２２４、ＲＡＭ２２１４、またはＲＯＭ２２３０にインストールされ、ＣＰＵ２２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ２２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置または方法が、コンピュータ２２００の使用に従い情報の操作または処理を実現することによって構成されてよい。

例えば、通信がコンピュータ２２００および外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース２２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース２２２２は、ＣＰＵ２２１２の制御下、ＲＡＭ２２１４、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１、またはＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ処理領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、またはネットワークから受信された受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ処理領域等に書き込む。

また、ＣＰＵ２２１２は、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２２２６（ＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイルまたはデータベースの全部または必要な部分がＲＡＭ２２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ２２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ２２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックする。

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、およびデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプの操作、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ２２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ２２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ２２１２は、第１の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

上で説明したプログラムまたはソフトウェアモジュールは、コンピュータ２２００上またはコンピュータ２２００近傍のコンピュータ可読媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバーシステム内に提供されるハードディスクまたはＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ２２００に提供する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

２・・・電力系統、１０・・・分散電源、１２・・・電力変換装置、１３・・・節点、１４・・・事故検出部、１５・・・センサ部、１６・・・開閉器、２０・・・従来電源、２３・・・節点、１００・・・制御装置、１１０・・・第１演算部、１１１・・・データ補完部、１１２・・・最適潮流計算部、１１３・・・記憶部、１１４・・・指令値格納部、１１５・・・指令値セット、１１６・・・指令値セット、１２０・・・指令出力部、１２２・・・選択部、１２４・・・送信部、１３０・・・第２演算部、１３２・・・データ取得部、１３４・・・データ処理部、２２００・・・コンピュータ、２２０１・・・ＤＶＤ−ＲＯＭ、２２１０・・・ホストコントローラ、２２１２・・・ＣＰＵ、２２１４・・・ＲＡＭ、２２１６・・・グラフィックコントローラ、２２１８・・・ディスプレイデバイス、２２２０・・・入／出力コントローラ、２２２２・・・通信インタフェース、２２２４・・・ハードディスクドライブ、２２２６・・・ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ、２２３０・・・ＲＯＭ、２２４０・・・入／出力チップ、２２４２・・・キーボード

Claims (8)

1. 電力系統に接続された複数の分散電源を制御する制御装置であって、
   前記電力系統に事故が発生した場合の、それぞれの分散電源が出力すべき無効電力を予め算出する第１演算部と、
   前記電力系統に事故が発生したことを検出した場合に、それぞれの前記分散電源に前記第１演算部が予め算出した前記無効電力を出力させるための指令信号を出力する指令出力部と
   を備える制御装置。
2. 前記第１演算部は、前記電力系統における２種類以上の事故のそれぞれに対して、前記無効電力を予め算出し、
   前記指令出力部は、前記電力系統に発生した事故の種類に応じた前記指令信号を出力する
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記第１演算部は、前記電力系統に事故が発生した場合の、それぞれの分散電源における出力抑制量を更に算出し、
   前記指令出力部は、前記出力抑制量に応じた情報を更に含む前記指令信号を出力する
   請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記第１演算部は、前記電力系統における２種類以上の事故のそれぞれに対して、前記出力抑制量を予め算出し、
   前記指令出力部は、前記電力系統に発生した事故の種類に応じた前記指令信号を出力する
   請求項３に記載の制御装置。
5. 前記電力系統の複数のノードにおける電力パラメータを含む系統データを前記第１演算部に入力する第２演算部を更に備え、
   前記第１演算部は、前記系統データに基づいて、前記系統データのデータ周期よりも長い周期で、前記分散電源に出力させるべき前記無効電力を更新する
   請求項１から４のいずれか一項に記載の制御装置。
6. 第１演算部は、前記電力系統の複数のノードのいずれかのノードにおける電力パラメータが取得できない場合に、電力パラメータが取得できないノードにおける欠落データを補完する
   請求項１から５のいずれか一項に記載の制御装置。
7. コンピュータにより、電力系統に接続された複数の分散電源を制御する制御方法であって、
   前記電力系統に事故が発生した場合の、それぞれの分散電源が出力すべき無効電力を予め算出する第１演算段階と、
   前記電力系統に事故が発生したことを検出した場合に、それぞれの前記分散電源に前記第１演算段階で予め算出した前記無効電力を出力させるための指令信号を出力する指令出力段階と
   を備える制御方法。
8. コンピュータに、電力系統に接続された複数の分散電源を制御する制御方法を実行させるためのプログラムであって、
   前記コンピュータに、
   前記電力系統に事故が発生した場合の、それぞれの分散電源が出力すべき無効電力を予め算出する第１演算段階と、
   前記電力系統に事故が発生したことを検出した場合に、それぞれの前記分散電源に前記第１演算段階で予め算出した前記無効電力を出力させるための指令信号を出力する指令出力段階と
   を実行させるためのプログラム。

Images