JPH08214458A - 放射状配電系統用潮流計算方法 - Google Patents
放射状配電系統用潮流計算方法Info
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- JPH08214458A JPH08214458A JP3758895A JP3758895A JPH08214458A JP H08214458 A JPH08214458 A JP H08214458A JP 3758895 A JP3758895 A JP 3758895A JP 3758895 A JP3758895 A JP 3758895A JP H08214458 A JPH08214458 A JP H08214458A
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- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
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- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 放射状配電系統を対象とする潮流計算を短時
間で行なう。 【構成】 系統構成、システム容量、変電所電圧・位相
角、収束判定基準、負荷量等のデータをコンピュータに
入力するデータ入力ステップ（ステップ１）と、負荷量
の初期計算値をメインフィーダ及び分岐フィーダの末端
ノードから加算して各フィーダの先頭ノードにおける状
態変数の初期値を求める初期値計算ステップ（ステップ
２）と、前記状態変数を用いて各フィーダの各ノードに
おける状態量を先頭ノードから末端ノード方向へ逐次計
算する系統状態量の計算ステップ（ステップ３）と、各
フィーダの末端ノードにおけるエラー分だけ、各フィー
ダの先頭ノードの状態変数を修正する状態変数の修正ス
テップ（ステップ４）と、末端ノードにおける状態変数
を判定基準と比較して収束判定を行なう収束判定ステッ
プ（ステップ５）とを有する。
間で行なう。 【構成】 系統構成、システム容量、変電所電圧・位相
角、収束判定基準、負荷量等のデータをコンピュータに
入力するデータ入力ステップ（ステップ１）と、負荷量
の初期計算値をメインフィーダ及び分岐フィーダの末端
ノードから加算して各フィーダの先頭ノードにおける状
態変数の初期値を求める初期値計算ステップ（ステップ
２）と、前記状態変数を用いて各フィーダの各ノードに
おける状態量を先頭ノードから末端ノード方向へ逐次計
算する系統状態量の計算ステップ（ステップ３）と、各
フィーダの末端ノードにおけるエラー分だけ、各フィー
ダの先頭ノードの状態変数を修正する状態変数の修正ス
テップ（ステップ４）と、末端ノードにおける状態変数
を判定基準と比較して収束判定を行なう収束判定ステッ
プ（ステップ５）とを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は放射状配電系統用潮流計
算方法に関し、詳しくは、配電営業所の制御用コンピュ
ータにより、放射状配電系統における系統構成、システ
ム容量、負荷量、変電所データ等を用いて潮流計算を行
なう方法に関する。
算方法に関し、詳しくは、配電営業所の制御用コンピュ
ータにより、放射状配電系統における系統構成、システ
ム容量、負荷量、変電所データ等を用いて潮流計算を行
なう方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】潮流計
算は、現在系統における負荷や発電力の変化、送電線の
停止等に際して電力系統の運用方法を検討する場合や、
将来系統において発電所、送電線、変電所の新増設計画
を立てる場合等に必要不可欠のものとなっている。この
潮流計算方法は、本来的に、ループ系統を含む一般的な
配電系統用に開発されたものであるが、主としてループ
系統である高圧配電系統への適用を目的としている。
算は、現在系統における負荷や発電力の変化、送電線の
停止等に際して電力系統の運用方法を検討する場合や、
将来系統において発電所、送電線、変電所の新増設計画
を立てる場合等に必要不可欠のものとなっている。この
潮流計算方法は、本来的に、ループ系統を含む一般的な
配電系統用に開発されたものであるが、主としてループ
系統である高圧配電系統への適用を目的としている。
【０００３】しかるに従来では、放射状配電系統に対し
ても従前の潮流計算方法をそのまま適用しており、その
場合には、放射状配電系統の特性上、収束特性が悪く、
計算に長時間を有するという問題があった。
ても従前の潮流計算方法をそのまま適用しており、その
場合には、放射状配電系統の特性上、収束特性が悪く、
計算に長時間を有するという問題があった。
【０００４】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、放射状配電系統
を対象として短時間で実行できるようにした放射状配電
系統用潮流計算方法を提供することにある。
れたもので、その目的とするところは、放射状配電系統
を対象として短時間で実行できるようにした放射状配電
系統用潮流計算方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するため、本発明は、放射状配電系統に関する種々のデ
ータを入力するデータ入力ステップと、状態変数の初期
値を求める初期値計算ステップと、前進計算としての系
統状態量の計算ステップと、後進計算としての状態変数
の修正ステップと、状態変数の収束判定ステップとを順
次実行することにより実現される。
するため、本発明は、放射状配電系統に関する種々のデ
ータを入力するデータ入力ステップと、状態変数の初期
値を求める初期値計算ステップと、前進計算としての系
統状態量の計算ステップと、後進計算としての状態変数
の修正ステップと、状態変数の収束判定ステップとを順
次実行することにより実現される。
【０００６】すなわち、データ入力ステップでは、系統
構成、システム容量、変電所電圧・位相角、収束判定基
準、負荷量等のデータをコンピュータに入力し、初期値
計算ステップでは、負荷量の初期計算値をメインフィー
ダ及び分岐フィーダの末端ノードから加算して各フィー
ダの先頭ノードにおける状態変数の初期値を求める。ま
た、系統状態量の計算ステップでは、前記状態変数を用
いて各フィーダの各ノードにおける状態量を先頭ノード
から末端ノード方向へ逐次計算し、状態変数の修正ステ
ップでは、各フィーダの末端ノードにおけるエラー分だ
け、各フィーダの先頭ノードの状態変数を修正する。更
に、収束判定ステップでは、末端ノードにおける状態変
数を判定基準と比較して収束判定を行なう。なお、状態
変数には、例えば各フィーダに流れ込む電力が用いられ
る。
構成、システム容量、変電所電圧・位相角、収束判定基
準、負荷量等のデータをコンピュータに入力し、初期値
計算ステップでは、負荷量の初期計算値をメインフィー
ダ及び分岐フィーダの末端ノードから加算して各フィー
ダの先頭ノードにおける状態変数の初期値を求める。ま
た、系統状態量の計算ステップでは、前記状態変数を用
いて各フィーダの各ノードにおける状態量を先頭ノード
から末端ノード方向へ逐次計算し、状態変数の修正ステ
ップでは、各フィーダの末端ノードにおけるエラー分だ
け、各フィーダの先頭ノードの状態変数を修正する。更
に、収束判定ステップでは、末端ノードにおける状態変
数を判定基準と比較して収束判定を行なう。なお、状態
変数には、例えば各フィーダに流れ込む電力が用いられ
る。
【０００７】
【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。まず、本発明では、計算の対象を放射状配電系統に
特化し、状態変数を減らした前進計算及び後進計算から
なる潮流計算方式を用いる。ここで、状態変数はメイン
フィーダ及び各分岐フィーダの先頭ノードの状態量と
し、これらの状態変数を用いて、当該フィーダの各ノー
ドの系統状態を送電端から末端方向に向かって逐次計算
する（前進計算）。
る。まず、本発明では、計算の対象を放射状配電系統に
特化し、状態変数を減らした前進計算及び後進計算から
なる潮流計算方式を用いる。ここで、状態変数はメイン
フィーダ及び各分岐フィーダの先頭ノードの状態量と
し、これらの状態変数を用いて、当該フィーダの各ノー
ドの系統状態を送電端から末端方向に向かって逐次計算
する（前進計算）。
【０００８】図１は、１フィーダの系統例であり、送電
端のノードにおける有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、系統電圧
Ｖ等の状態変数ｘ0（ｆ（ｘ0））が与えられれば、その
下流側のノードの状態変数ｘ1（ｆ（ｘ1））が求めら
れ、以下、末端のｘnまで逐次、計算することができ
る。以下に、状態変数としての有効電力Ｐ（数式１）、
無効電力Ｑ（数式２）及び系統電圧Ｖ（数式４）の詳細
な計算式を示す。なお、数式３は、数式４における系統
電圧Ｖk+1（＝ｅk+1＋ｊｆk+1）とその有効成分ｅk+1及
び無効成分ｆk+1の計算式である。
端のノードにおける有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、系統電圧
Ｖ等の状態変数ｘ0（ｆ（ｘ0））が与えられれば、その
下流側のノードの状態変数ｘ1（ｆ（ｘ1））が求めら
れ、以下、末端のｘnまで逐次、計算することができ
る。以下に、状態変数としての有効電力Ｐ（数式１）、
無効電力Ｑ（数式２）及び系統電圧Ｖ（数式４）の詳細
な計算式を示す。なお、数式３は、数式４における系統
電圧Ｖk+1（＝ｅk+1＋ｊｆk+1）とその有効成分ｅk+1及
び無効成分ｆk+1の計算式である。
【０００９】
【数１】
【００１０】
【数２】
【００１１】
【数３】
【００１２】
【数４】
【００１３】これらの式において、Ｐk：ノードｋから
の流出有効電力、Ｐloss,k：ノードｋにおける損失電
力、Ｖk：ノードｋの電圧、Ｑk：ノードｋからの流出無
効電力、ＰLk：ノードｋの有効電力負荷、ＱLk：ノード
ｋの無効電力負荷、ｒk：ノードｋの線路抵抗、ｘk：ノ
ードｋの線路インピーダンス、Ｙk1，Ｙk2：ノードｋの
線路対地容量である。
の流出有効電力、Ｐloss,k：ノードｋにおける損失電
力、Ｖk：ノードｋの電圧、Ｑk：ノードｋからの流出無
効電力、ＰLk：ノードｋの有効電力負荷、ＱLk：ノード
ｋの無効電力負荷、ｒk：ノードｋの線路抵抗、ｘk：ノ
ードｋの線路インピーダンス、Ｙk1，Ｙk2：ノードｋの
線路対地容量である。
【００１４】また、図２は、線路対地容量を考慮した１
フィーダの系統例であるが、上記各数式におけるＱk'は
図２のＱk'に相当している。更に、数式３のＶk+1の式
における「＊」は電流ｉの共役を示す。
フィーダの系統例であるが、上記各数式におけるＱk'は
図２のＱk'に相当している。更に、数式３のＶk+1の式
における「＊」は電流ｉの共役を示す。
【００１５】次に、末端ノードでは流出電力はない（す
なわちＰn＝Ｑn＝０）という仮定から、状態変数を修正
することができる（後進計算）。初期値として与える先
頭ノードの初期状態量は推定値であるため、末端ノード
の電力量分だけ先頭ノードの状態量を修正し、末端ノー
ドの電力が零になるまで収束計算を行なう。一般に分岐
フィーダのある放射状系統では、フィーダの状態量によ
り各分岐フィーダの状態量も変更されるので、後進計算
は各分岐フィーダの末端ノードから先頭ノードに向けて
行なう。
なわちＰn＝Ｑn＝０）という仮定から、状態変数を修正
することができる（後進計算）。初期値として与える先
頭ノードの初期状態量は推定値であるため、末端ノード
の電力量分だけ先頭ノードの状態量を修正し、末端ノー
ドの電力が零になるまで収束計算を行なう。一般に分岐
フィーダのある放射状系統では、フィーダの状態量によ
り各分岐フィーダの状態量も変更されるので、後進計算
は各分岐フィーダの末端ノードから先頭ノードに向けて
行なう。
【００１６】図３は上記前進計算、後進計算の概念を示
している。図において、Ｆ1はメインフィーダ、Ｆ2，Ｆ
3は分岐フィーダ、Ｎ11〜Ｎ1n，Ｎ21〜Ｎ2n，Ｎ31〜Ｎ
3nはノードであり、Ｎ11，Ｎ21，Ｎ31が先頭ノード、Ｎ
1n，Ｎ2n，Ｎ3nが末端ノードである。
している。図において、Ｆ1はメインフィーダ、Ｆ2，Ｆ
3は分岐フィーダ、Ｎ11〜Ｎ1n，Ｎ21〜Ｎ2n，Ｎ31〜Ｎ
3nはノードであり、Ｎ11，Ｎ21，Ｎ31が先頭ノード、Ｎ
1n，Ｎ2n，Ｎ3nが末端ノードである。
【００１７】前進計算においては、各フィーダにつき図
の上段の〜の順に各ノードでの状態量を計算してい
く。この際、状態変数を各分岐フィーダに流れ込む電力
とした場合、メインフィーダＦ1の２番目のノードＮ12
から分岐フィーダＦ2の先頭ノードＮ21に流れ込んだ電
力がこのフィーダＦ2における計算の基礎的な状態変数
となる。同様にして、フィーダＦ2の２番目のノードＮ
22から分岐フィーダＦ3の先頭ノードＮ31に流れ込んだ
電力がこのフィーダＦ3における計算の基礎的な状態変
数となる。一方、後進計算においては、各フィーダにつ
き図の下段の〜の順に状態変数を修正していく。
の上段の〜の順に各ノードでの状態量を計算してい
く。この際、状態変数を各分岐フィーダに流れ込む電力
とした場合、メインフィーダＦ1の２番目のノードＮ12
から分岐フィーダＦ2の先頭ノードＮ21に流れ込んだ電
力がこのフィーダＦ2における計算の基礎的な状態変数
となる。同様にして、フィーダＦ2の２番目のノードＮ
22から分岐フィーダＦ3の先頭ノードＮ31に流れ込んだ
電力がこのフィーダＦ3における計算の基礎的な状態変
数となる。一方、後進計算においては、各フィーダにつ
き図の下段の〜の順に状態変数を修正していく。
【００１８】本実施例によれば、状態変数が極端に少な
いことから、すべてのノード状態を状態変数とする従来
の方法に比べて、高速計算が可能になる。
いことから、すべてのノード状態を状態変数とする従来
の方法に比べて、高速計算が可能になる。
【００１９】図４はこの実施例の潮流計算手順を示すフ
ローチャートである。以下、順に説明する。 （１）データ入力 系統構成、システム容量（ＭＶＡ，ＫＶＡ）、変電所電
圧・位相角、収束判定基準、負荷量等のデータをコンピ
ュータに入力する（Ｓ１）。
ローチャートである。以下、順に説明する。 （１）データ入力 系統構成、システム容量（ＭＶＡ，ＫＶＡ）、変電所電
圧・位相角、収束判定基準、負荷量等のデータをコンピ
ュータに入力する（Ｓ１）。
【００２０】（２）初期値計算 次に、各電圧の初期推定値を用いて負荷量の初期計算を
行ない、末端ノードから加算した値を各分岐フィーダ
（例えば図３におけるフィーダＦ2）への流出電力（状
態変数の一つ）の初期値とする（Ｓ２）。
行ない、末端ノードから加算した値を各分岐フィーダ
（例えば図３におけるフィーダＦ2）への流出電力（状
態変数の一つ）の初期値とする（Ｓ２）。
【００２１】（３）系統状態量の計算（前進計算） 求めた状態変数を用いて、前記数式１〜数式４等によ
り、電源（先頭ノード）から末端ノードに向かって逐次
的に系統状態量を計算する（Ｓ３）。 （４）状態変数の修正（後進計算） 末端ノードから流出する電力はないという事実に基づい
て、状態変数を修正する。つまり、末端ノードにおける
エラー分だけ各分岐フィーダの先頭ノードの流入電力を
修正する。分岐フィーダの流入電力の修正量は、当該分
岐フィーダの修正量と当該分岐フィーダからの分岐フィ
ーダの修正量の総和となる（Ｓ４）。 （５）収束判定 末端ノードの電力の絶対値がある判定基準より小さくな
ったかどうかにより、収束判定を行なう（Ｓ５）。
り、電源（先頭ノード）から末端ノードに向かって逐次
的に系統状態量を計算する（Ｓ３）。 （４）状態変数の修正（後進計算） 末端ノードから流出する電力はないという事実に基づい
て、状態変数を修正する。つまり、末端ノードにおける
エラー分だけ各分岐フィーダの先頭ノードの流入電力を
修正する。分岐フィーダの流入電力の修正量は、当該分
岐フィーダの修正量と当該分岐フィーダからの分岐フィ
ーダの修正量の総和となる（Ｓ４）。 （５）収束判定 末端ノードの電力の絶対値がある判定基準より小さくな
ったかどうかにより、収束判定を行なう（Ｓ５）。
【００２２】状態変数を各フィーダに流れ込む電力とし
て、２０７，３５４，５２８ノードシステムにつき潮流
計算時間を測定したシミュレーション結果を表１に示
す。
て、２０７，３５４，５２８ノードシステムにつき潮流
計算時間を測定したシミュレーション結果を表１に示
す。
【００２３】
【表１】
【００２４】このテストシステムは三つの同じ部分系統
が変電所に接続されているシステムとした。一般に我が
国の配電系統は、変電所から複数のフィーダが出てお
り、各フィーダができるだけバランスするように負荷が
平均的に分散されている。従って、実系統もこのテスト
系統に非常に近い形態であると考えられる。
が変電所に接続されているシステムとした。一般に我が
国の配電系統は、変電所から複数のフィーダが出てお
り、各フィーダができるだけバランスするように負荷が
平均的に分散されている。従って、実系統もこのテスト
系統に非常に近い形態であると考えられる。
【００２５】表１に示された計算時間は、ループ系統を
対象とした従来の潮流計算時間に対して１／２〜１／８
の値であり、本発明によれば大幅に計算時間を短縮でき
ることが確認された。なお、シミュレーションはトラン
スピュータ（約１０ＭＩＰＳ）を用いて行なったもので
ある。
対象とした従来の潮流計算時間に対して１／２〜１／８
の値であり、本発明によれば大幅に計算時間を短縮でき
ることが確認された。なお、シミュレーションはトラン
スピュータ（約１０ＭＩＰＳ）を用いて行なったもので
ある。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、放射
状配電系統のみを対象として、データ入力ステップ、初
期値計算ステップ、少ない状態変数を用いて先頭ノード
から末端ノード方向へ逐次計算する系統状態量の計算ス
テップ、末端ノードから先頭ノードに向かう状態変数の
修正ステップ、及び収束判定ステップを順次実行するこ
とにより、従来よりも短時間で潮流計算を行なうことが
できる。
状配電系統のみを対象として、データ入力ステップ、初
期値計算ステップ、少ない状態変数を用いて先頭ノード
から末端ノード方向へ逐次計算する系統状態量の計算ス
テップ、末端ノードから先頭ノードに向かう状態変数の
修正ステップ、及び収束判定ステップを順次実行するこ
とにより、従来よりも短時間で潮流計算を行なうことが
できる。
【図１】１フィーダの系統例を示す図である。
【図２】線路対地容量を考慮した１フィーダの系統例を
示す図である。
示す図である。
【図３】実施例における前進計算及び後進計算の概念図
である。
である。
【図４】実施例における計算手順を示すフローチャート
である。
である。
Ｆ1 メインフィーダ Ｆ2，Ｆ3 分岐フィーダ Ｎ11〜Ｎ1n，Ｎ21〜Ｎ2n，Ｎ31〜Ｎ3n ノード
Claims (2)
- 【請求項１】 放射状配電系統を対象とした潮流計算方
法において、 系統構成、システム容量、変電所電圧・位相角、収束判
定基準、負荷量等のデータをコンピュータに入力するデ
ータ入力ステップと、 負荷量の初期計算値をメインフィーダ及び分岐フィーダ
の末端ノードから加算して各フィーダの先頭ノードにお
ける状態変数の初期値を求める初期値計算ステップと、 前記状態変数を用いて各フィーダの各ノードにおける状
態量を先頭ノードから末端ノード方向へ逐次計算する系
統状態量の計算ステップと、 各フィーダの末端ノードにおけるエラー分だけ、各フィ
ーダの先頭ノードの状態変数を修正する状態変数の修正
ステップと、 末端ノードにおける状態変数を判定基準と比較して収束
判定を行なう収束判定ステップと、 を有することを特徴とする放射状配電系統用潮流計算方
法。 - 【請求項２】 状態変数が各フィーダに流れ込む電力で
ある請求項１記載の放射状配電系統用潮流計算方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3758895A JP3312522B2 (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | 潮流計算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3758895A JP3312522B2 (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | 潮流計算装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08214458A true JPH08214458A (ja) | 1996-08-20 |
| JP3312522B2 JP3312522B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=12501704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3758895A Expired - Lifetime JP3312522B2 (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | 潮流計算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3312522B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100511839B1 (ko) * | 1997-02-24 | 2005-11-22 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 전력계통구성의 작성장치 |
| JP2012005210A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Hitachi Ltd | 配電系統潮流シミュレーション装置、配電系統潮流シミュレーション方法およびそのプログラム |
| KR101221083B1 (ko) * | 2011-05-25 | 2013-01-11 | 주식회사 파워이십일 | 배전 시스템의 상태추정 방법 |
| WO2014114107A1 (zh) * | 2013-01-22 | 2014-07-31 | 国家电网公司 | 一种分布式电源最优潮流优化方法 |
| CN109980650A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-07-05 | 华北水利水电大学 | 一种辐射型配电***潮流计算方法 |
| CN111313425A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-06-19 | 国网重庆市电力公司 | 基于变量空间最优选择的潮流模型线性化误差最小化方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5743195B2 (ja) * | 2011-04-15 | 2015-07-01 | 富士電機株式会社 | ループ状系統用潮流計算方法及び潮流計算装置 |
-
1995
- 1995-02-02 JP JP3758895A patent/JP3312522B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100511839B1 (ko) * | 1997-02-24 | 2005-11-22 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 전력계통구성의 작성장치 |
| JP2012005210A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Hitachi Ltd | 配電系統潮流シミュレーション装置、配電系統潮流シミュレーション方法およびそのプログラム |
| KR101221083B1 (ko) * | 2011-05-25 | 2013-01-11 | 주식회사 파워이십일 | 배전 시스템의 상태추정 방법 |
| WO2014114107A1 (zh) * | 2013-01-22 | 2014-07-31 | 国家电网公司 | 一种分布式电源最优潮流优化方法 |
| CN109980650A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-07-05 | 华北水利水电大学 | 一种辐射型配电***潮流计算方法 |
| CN109980650B (zh) * | 2019-05-21 | 2022-11-15 | 华北水利水电大学 | 一种辐射型配电***潮流计算方法 |
| CN111313425A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-06-19 | 国网重庆市电力公司 | 基于变量空间最优选择的潮流模型线性化误差最小化方法 |
| CN111313425B (zh) * | 2020-01-15 | 2023-11-14 | 国网重庆市电力公司 | 基于变量空间最优选择的潮流模型线性化误差最小化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3312522B2 (ja) | 2002-08-12 |
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