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公開番号2025010742
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-23
出願番号2023112899
出願日2023-07-10
発明の名称電力系統制御評価装置及び電力系統制御評価方法
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人信友国際特許事務所
主分類H02J 3/00 20060101AFI20250116BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】再生可能エネルギーや分散型エネルギーリソースが増加した電力系統において、動的定格等を用いて電力系統に対する系統運用・系統制御・個別操作・操作制御・選択制御を評価し、安定かつ効率的な系統計画・運用・監視・制御を実現する。
【解決手段】電力系統の状態を選択する制御選択部31と、制御選択データと設定値データを用いて、条件を選択する条件設定部32と、条件設定部による条件設定結果データと、電力系統の設備データと、電力系統の計測データとを用いて、先行解析をして先行解析データを得る先行解析部33と、先行解析データと、電力系統の静的定格データと、電力系統の動的定格データとを用いて、先行解析データを評価した評価データを得る先行解析評価部34と、それぞれのデータの少なくとも1つを出力する出力部と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
電力系統を制御した場合の評価を行う電力系統制御評価装置であり、
前記電力系統の状態を選択する制御選択部と、
前記制御選択部で得られた制御選択データと、設定値データとを用いて、条件を選択する条件設定部と、
前記条件設定部による条件設定結果データと、前記電力系統の設備データと、前記電力系統の計測データとを用いて、先行解析をして先行解析データを得る先行解析部と、
前記先行解析データと、前記電力系統の静的定格データと、前記電力系統の動的定格データとを用いて、前記先行解析データを評価した評価データを得る先行解析評価部と、
それぞれの前記データの少なくとも１つを出力する出力部と、を備える
電力系統制御評価装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記制御選択部は、単結線図、単結図、スケルトン、系統図又は系統設備の一覧から選択すると共に、制御モード、制御量、目標値、遮断器の入・切、及び制御タイミングの少なくとも１つを選択することで、制御評価対象を選択できるようにした
請求項１に記載の電力系統制御評価装置。
【請求項３】
前記条件設定部は、前記制御選択部で選択した１つ以上の制御評価対象について先行解析条件を設定選択できるようにした
請求項２に記載の電力系統制御評価装置。
【請求項４】
前記出力部は、過去と現在と将来との動的定格と静的定格の１つ以上に対する電力及び／又は電流の過酷度を、単一又は複数の時間刻みで、ある時点の電力系統の状態と、その状態から少なくとも１つの制御を実施した状態とを画面表示する
請求項１に記載の電力系統制御評価装置。
【請求項５】
前記先行解析評価部は、前記過酷度を示す割合を計算し、前記出力部による画面表示で、計算した前記過酷度を示す割合を表示する
請求項４に記載の電力系統制御評価装置。
【請求項６】
前記出力部は、前記過酷度を系統図上に表示又はリスト形式で表示する
請求項４に記載の電力系統制御評価装置。
【請求項７】
前記出力部は、初期設定として１つの断面での電力系統の状態を画面表示し、その後の操作で、ある時点の電力系統の状態と、その状態から少なくとも１つ以上の制御を実施した状態との画面表示に切り替えるようにした
請求項４に記載の電力系統制御評価装置。
【請求項８】
前記先行解析評価部による先行解析データの評価は、制御前ベース断面と制御後ベース断面との電力値電圧値、電流値のいずれか１つ又は複数の差を算出することである
請求項１に記載の電力系統制御評価装置。
【請求項９】
さらに前記先行解析評価部は、算出した値の頻度、超過が起きた場所、超過する量が空間的・時間的のどちらかまたは両方で絶対的に最も大きい、平均的に最も大きい、頻度的に最も大きい、の少なくとも１つの指標により評価する
請求項８に記載の電力系統制御評価装置。
【請求項１０】
さらに、先行解析評価部で先行解析評価された制御を用いて電力系統の制御指令を出力する制御指令部を備える
請求項１に記載の電力系統制御評価装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統制御評価装置及び電力系統制御評価方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電力系統を送電線モニタにより監視する技術として、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１には、既存の送電インフラの送電容量をより多く活用できるようにするために、送電線モニタを使って、送電線定格を動的に求める技術についての記載がある。具体的には、電力線を監視するだけでなく、周囲温度、風向、風速などの環境条件のデータと組み合わせて、将来のある期間の予想される環境条件に基づいて、使用可能な容量を予測する技術が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、変圧器のタップ制御を行う際に、オペレータの作業負担を軽減してヒューマンエラーを防止すると共に、良好な電力品質を維持する技術が記載されている。具体的には、作業目的に応じてタップ切換操作の態様を設定するタップ切換操作設定手段と、設定されたタップ切換操作の態様に基づいて、目標となるタップとなるように変圧器のタップを自動的に切り換えるタップ切換制御手段とを備えることにより、変圧器のタップを目標タップに自動的かつ連続的に切り換える技術が記載されている。
また、非特許文献１には、動的線路定格（Dynamic Line Rating:ＤＬＲ）及び予測ＤＬＲを用いた電力系統監視システムの例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
米国特許２０１４／０１８０６１６Ａ１
特開２０１２－１７０２２７号公報
【非特許文献】
【０００５】
ELES, “Use of Dynamic Line Rating System in System Operation and Planning”, CIGRE 2020 Paris, C2-143 (2020)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、電力系統の監視に用いる、各線路やルート（複数の線路を束ねたもの）や変圧器の運用容量は、固定値（静的線路定格；Static Line Rating:ＳＬＲ）や季節値（季節線路定格；Seasonal Line Rating:ＳＬＲ）に基づき設定されており、この運用容量を超過しないように、系統計画・運用・監視・制御が実施されている。
一方で、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーをはじめとする天候によって出力が変動する電源（出力変動型電源）の適地は偏在しており、今後、再生可能エネルギーの導入拡大が進むと、送変電設備容量が不足する可能性がある。また、再生可能エネルギーだけでなく、将来の電力系統には、蓄電設備、電気自動車（Electric Vehicle:ＥＶ）、給湯器、蓄熱設備などの分散型エネルギーリソース（Distributed Energy Resources:ＤＥＲ）の導入拡大も進む可能性がある。これらの分散リソースは、蓄電／放電、蓄熱／放熱などにより、調整力としても期待できるが、変動要因や送変電設備容量が不足の原因にもなりうる。これらに対して、送変電設備の増強には多額の費用と時間を要するため、既存設備の有効活用が求められている。
【０００７】
対策の一つとして、変動値（動的線路定格；Dynamic Line Rating:ＤＬＲ、Dynamic Transformer Rating:ＤＴＲ、ダイナミックレーティング；Dynamic Rating:ＤＲ）の導入が挙げられる。動的線路定格の算出手法には、線路等に設置したセンサ情報等から算出する直接的な算出手法と、気象データ等から周囲温度等を推定し算出する間接的な算出手法がある。また、特許文献１や非特許文献１に示すように、固定値や季節値、及び現在の動的線路定格だけでなく、将来の動的線路定格の予測値を算出して用いることで、系統計画・運用・監視・制御を実施するものもある。
【０００８】
しかし、従来、計画者や運用者は、固定値や季節値を用いて系統計画・運用・監視・制御をしてきたため、動的に変化する変動値を用いると、あとどれだけの時間この定格値が維持されるかは、天候によって変化してしまうため、系統計画・運用・監視・制御のそれぞれの業務判断に労力を要し、また、業務が煩雑になる恐れがある。
ここで、特許文献２には、変圧器のタップ制御を行う際に先行シミュレーションを行い、タップの連続制御が可能であること、変圧器の１次側及び２次側遮断器が遮断されていること又は２次側遮断器が遮断されていること、負荷電流が無いこと、をそれぞれ確認し、先行シミュレーションのいずれかの条件が満たされていないと、先行シミュレートエラーを通知して、処理を終了するといった、タップ制御をする際の事前評価手法が開示されている。
【０００９】
従来、このような先行シミュレーションの事前評価時に用いる各種運用容量は、固定値や季節値が用いられており、変動値を考慮した評価は行われていない。変動値を用いて系統運用・系統制御・個別操作・操作制御・選択制御を評価した場合、そのタイミングでは定格値の範囲内であったとしても、別のタイミングでは、天候が変化し、定格値の範囲外となる可能性がある。その場合には、系統の安定性を維持や、信頼性向上ができない恐れがある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、再生可能エネルギーや分散型エネルギーリソースが増加した電力系統において、動的定格等を用いて電力系統に対する系統運用・系統制御・個別操作・操作制御・選択制御を評価し、安定かつ効率的な系統計画・運用・監視・制御を実現する電力系統制御評価装置及び電力系統制御評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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