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公開番号2024157412
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-07
出願番号2023071764
出願日2023-04-25
発明の名称停電リスク評価システム、停電リスク評価方法、およびプログラム
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G06Q 50/06 20240101AFI20241030BHJP(計算;計数)
要約【課題】停電リスクを低減させるための合理的な対策の検討に資することができる停電リスク評価技術を提供する。
【解決手段】一実施形態に係る停電リスク評価システムは、電力システムをグラフまたはリストでモデル化し、電力システムの停電確率を評価する停電確率評価部と、停電確率に基づいて電力システムの電力供給率を評価する需給バランス評価部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電力システムをグラフまたはリストでモデル化し、前記電力システムの停電確率を評価する停電確率評価部と、
前記停電確率に基づいて前記電力システムの電力供給率を評価する需給バランス評価部と、
を備える、停電リスク評価システム。
続きを表示（約 930 文字）【請求項２】
前記停電確率と、前記電力供給率を用いて、停電リスク曲線を評価するリスク曲線評価部をさらに備える、請求項１に記載の停電リスク評価システム。
【請求項３】
前記グラフまたはリストは、電力の供給を維持するための構成と需要家に基づいて設定される、請求項１または請求項２に記載の停電リスク評価システム。
【請求項４】
前記グラフまたはリストに電力システムの損失が設定されている、請求項１または請求項２に記載の停電リスク評価システム。
【請求項５】
前記グラフまたはリストは、前記電力システムの監視または系統切替の制御を行う配電自動化システムの構成に基づいて設定される、請求項１または請求項２に記載の停電リスク評価システム。
【請求項６】
前記グラフまたはリストは、前記電力システムにおける配電用変電所の上流側の構成に基づいて設定される、請求項１または請求項２に記載の停電リスク評価システム。
【請求項７】
前記グラフまたはリストは、前記電力システムにおける配電用変電所の下流側の構成に基づいて設定される、請求項１または請求項２に記載の停電リスク評価システム。
【請求項８】
前記電力システムを構成する設備を個々に識別可能な機器ＩＤに対応付けて、災害により前記設備が機能喪失するか否かを特定可能な特定情報が記憶されるデータベースをさらに備える、請求項１または請求項２に記載の停電リスク評価システム。
【請求項９】
停電確率評価部が、電力システムをグラフまたはリストでモデル化し、前記電力システムの停電パターンと停電確率を評価するステップと、
需給バランス評価部が、前記停電パターンに基づいて、電力供給率を評価するステップと、
を含む、停電リスク評価方法。
【請求項１０】
電力システムをグラフまたはリストでモデル化し、前記電力システムの停電パターンと停電確率を評価する処理と、
前記停電パターンに基づいて、電力供給率を評価する処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、停電リスク評価システム、停電リスク評価方法、およびプログラムに関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、電力が生み出される発電所から、送電系統、配電網を通り、需要家に至るまでの上流から下流の一連の電力システムにおいて発生する現象を解析するために、電力系統解析が行われている。この電力系統解析は、従来から高品質の電力を安定供給することを目的として活用されてきた。ここで、電力システムの異常事象の結果として、送電または配電ができなくなり、停電が生じる。停電が生じる要因は、複数あるが、自然災害による影響は、停電の発生の予測または停電の復旧に関係し、広く研究が進められてきた。
【０００３】
例えば、台風の予測と既往の被害情報に基づいて、台風被害を予測する技術が知られている。また、設備耐性と気象予測データにより停電戸数を予測する技術が知られている。また、過去の自然災害と停電件数のデータから、需要家の平均停電時間、停電被害額と対策の費用対効果を算出する技術が知られている。また、対象とする配電網をノード・リンクにモデル化し、配電経路と損傷確率を算出し、イベントツリーにより、需要家の需要または供給電力の期待値を算出し、電力供給率の経時変化を算出する技術が知られている。これらの技術では、基本的に配電網の各構成要素の物理的な損傷確率から、配電経路の有無で停電への影響を評価している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第５０４４２４３号公報
特許第５９３１８３０号公報
特許第５０８８６２８号公報
【非特許文献】
【０００５】
松本俊明他，分散型電源のある配電網の地震時レジリエンス評価方法に関する研究日本地震工学会論文集第１９巻，第７号，２０１９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
停電は、地震、台風、落雷、水害などの自然災害、またはその他の要因によって引き起こされる。各種の災害に対する停電リスクを事前に定量的に把握できれば、電力の需要家はそれを踏まえて、合理的かつ効果的な対策を講じることができる。例えば、停電リスクを低減するための対策として、蓄電池、燃料電池、自家発電装置などを設置し、配電網からの供給が停止した場合にそれらの設備から電力を供給することで、停電を回避することができる。また、配電網の電力品質または供給信頼度の維持と向上を目的として、通信網を介して各機器により配電網の監視または系統切替などの制御を行う配電自動化システムがある。
【０００７】
図１７は、従来の配電自動化システムの概略図を示す。この概略図は、配電網で事故が発生した際の配電自動化システムによる復旧の流れを示したものである。例えば、変電所から延びる配電線が自動開閉器で複数の区間（１）～（６）に分割されている。平常時には、この配電線により送電されている。ここで、所定の区間（３）で配電線に影響のある事故が発生したとする。事故発生時には、自動開閉器のリレーが動作し、自動開閉器が開放される。さらに、変電所は送電を停止する。再閉路時には、変電所の送電が再開され、それぞれの自動開閉器が順次投入され、事故点まで送電される。このときに、所定の区間（３）が事故区間と特定される。この事故区間（３）の電源側の自動開閉器がロック状態となる。事故区間（３）よりも電源側の区間（１）～（２）は送電される。しかし、事故区間（３）は自動開閉器がロック状態のため送電されない。このとき、事故区間（３）よりも負荷側の区間（４）～（６）では、事故が生じていないにも関わらず、停電になる。これらの区間（４）～（６）を健全停電区間という。配電自動化システムは、停電が発生した場合に、停電の規模を最小化することを目的とし、事故の検出と事故区間の特定と逆送を実行する。ここで、逆送とは、事故区間（３）よりも負荷側の健全停電区間（４）～（６）に対して、別ルートから電力を融通することである。この逆送により停電件数を減少できる。
【０００８】
図１８は、停電自動化システムと電力融通の概略図を示す。この概略図は、図１７とは異なり、冗長性がない配電線の例である。つまり、逆送を行うことはできない。このとき、事故区間（３）に接続されている需要家は電力供給がなされないため停電となる。しかし、それぞれの需要家が分散型電源を自家保有している場合は分散型電源から電力が供給されるため停電による損失は低減する。一方、事故区間（３）よりも負荷側の区間（４）～（６）は健全停電区間である。この区間に接続されている需要家も電力供給がなされないため停電となる。しかし、配電線が健全であるので、区間内で保有する分散型電源のリソースを共有し優先度に応じて利用することが可能である。
【０００９】
このように、配電網の所定の箇所で損傷または故障が発生し、電力供給経路が断絶した際に、事故点を特定し、別ルートから送電を行い、停電区間を最小化する対応が行われる。予め停電の対策を講じるためには、その対策が投資に対して効果的なものであるのかなどの、対策の投資対効果を評価する必要がある。停電の原因となる災害、停電の規模、形態は様々であるため、これら電力システムの構成要素とそれぞれの関係、役割を考慮し、定量的に停電リスクを評価した上で、さらに導入する対策によるリスクの低減を評価することが必要である。
【００１０】
配電自動化システムでは、所定の区間で配電網の損傷が発生した場合、その区間を特定し、迂回できるルートから送電するための操作を行う。しかし、送電のための経路が確保されていても、これら一連の操作に必要な機器の機能が災害によって喪失する場合がある。従来の技術では、このような配電網の各機器のシステム上の役割に応じた停電被害に対する影響は考慮されていない。また、配電網のどのような機能を強化すれば停電リスクが効率的に減少するのかを把握することが困難である。また、停電対策として需要家が設置した分散型電源による停電被害の低減は考慮されていないか、考慮されていても災害時には例外なく機能するとの単純な仮定によって評価されており、停電対策そのものの機能喪失リスクは考慮されていない。例えば、健全停電区間であっても、配電自動化システムによる逆送が行うことができない構成となっている場合、需要家が自己保有する分散型電源による他需要家への電力融通を行うことができる可能性があるが、評価の対象外となっている。さらに、イベントツリーを用いてリスクを算出する場合には、電力システムの健全と故障を分岐で表現する必要がある。そのため、電力システムの規模が大きい場合、または粒度が細かい場合には、考え得るシナリオのパターン数（設備故障の組み合わせなど）が増大する。その結果、解析負荷が増大するため、評価可能なモデル化に限界が生じることがある。このように、従来技術では、停電リスクを低減させるための合理的な対策の検討に資することができない。
（【００１１】以降は省略されています）

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