(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024165537
(43)【公開日】2024-11-28
(54)【発明の名称】電力系統安定化システム及び電力系統安定化方法
(51)【国際特許分類】
H02J 3/00 20060101AFI20241121BHJP
H02J 13/00 20060101ALI20241121BHJP
【ＦＩ】
H02J3/00 170
H02J13/00 301J
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023081814
(22)【出願日】2023-05-17
(71)【出願人】
【識別番号】000005108
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】桐原 健太
(72)【発明者】
【氏名】板井 準
(72)【発明者】
【氏名】今井 秀岳
(72)【発明者】
【氏名】黒田 英佑
(72)【発明者】
【氏名】山崎 潤
(72)【発明者】
【氏名】谷津 昌洋
(72)【発明者】
【氏名】丹宗 浩志
(72)【発明者】
【氏名】上野 真太郎
【テーマコード（参考）】
5G064
5G066
【Ｆターム（参考）】
5G064BA02
5G064DA01
5G066AA03
5G066AD01
5G066AE01
5G066AE03
5G066AE07
5G066AE09
(57)【要約】
【課題】電力系統の規模が大きい場合でも電力系統の安定化を図ることが可能な電力系統安定化システム等を提供する。
【解決手段】電力系統のモデルである電力系統モデルと、電力系統の状態を示す電力系統状態と、電力系統で想定されるイベントのリストであるイベントケースと、に基づいて、電力系統で予防制御を行う際の制約条件のリストである制約条件リストを生成する処理部を備え、処理部は、制約条件のスクリーニングを行うか否かの基準となる制約スクリーニングパラメータと、スクリーニング済みの制約条件のリストであるスクリーニング済制約リストと、を含む情報を表示部１６に表示させる。
【選択図】図４
【解決手段】電力系統のモデルである電力系統モデルと、電力系統の状態を示す電力系統状態と、電力系統で想定されるイベントのリストであるイベントケースと、に基づいて、電力系統で予防制御を行う際の制約条件のリストである制約条件リストを生成する処理部を備え、処理部は、制約条件のスクリーニングを行うか否かの基準となる制約スクリーニングパラメータと、スクリーニング済みの制約条件のリストであるスクリーニング済制約リストと、を含む情報を表示部１６に表示させる。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電力系統のモデルである電力系統モデルと、前記電力系統の状態を示す電力系統状態と、前記電力系統で想定されるイベントのリストであるイベントリストと、に基づいて、前記電力系統で予防制御を行う際の制約条件のリストである制約条件リストを生成する処理部を備え、
前記処理部は、前記制約条件のスクリーニングを行うか否かの基準となる制約スクリーニングパラメータと、スクリーニング済みの前記制約条件のリストであるスクリーニング済制約リストと、を含む情報を表示装置に表示させる、電力系統安定化システム。
前記処理部は、前記制約条件のスクリーニングを行うか否かの基準となる制約スクリーニングパラメータと、スクリーニング済みの前記制約条件のリストであるスクリーニング済制約リストと、を含む情報を表示装置に表示させる、電力系統安定化システム。
【請求項2】
前記電力系統で所定のイベントが発生したと仮定した場合において、当該電力系統のそれぞれの送電線の送電電力が所定の潮流制約の値以下になることを示す制約条件が、前記制約条件リストに含まれること
を特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化システム。
を特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化システム。
【請求項3】
前記処理部は、複数の前記制約条件のそれぞれが多項式で表される場合において、所定の前記多項式に含まれる係数の全てについて、当該係数の絶対値又は当該係数の二乗の値が前記制約スクリーニングパラメータ以下であるとき、当該多項式で表される制約条件をスクリーニングすること
を特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化システム。
を特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化システム。
【請求項4】
前記処理部は、前記スクリーニング済制約リストを作成する際に前記制約条件リストからスクリーニングした一つ又は複数の制約条件のうち、ユーザによる入力部の操作で指定された所定の制約条件を再有効化すること
を特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化システム。
を特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化システム。
【請求項5】
前記処理部は、前記電力系統モデルと、前記電力系統状態と、前記イベントリストと、前記スクリーニング済制約リストと、所定のコスト関数と、に基づいて、前記予防制御を行う際の制御量を算出し、
前記コスト関数は、前記電力系統に含まれる機器の制御量の絶対値を最小化するように設定されること
を特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化システム。
前記コスト関数は、前記電力系統に含まれる機器の制御量の絶対値を最小化するように設定されること
を特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化システム。
【請求項6】
前記制約条件が遵守されない場合に所定のペナルティを付与する形式で前記制約条件リストが作成されること
を特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化システム。
を特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化システム。
【請求項7】
前記処理部は、前記予防制御を行う際の計算時間、及び、前記制約条件の遵守率である制約遵守率のうちの少なくとも一つを前記表示装置に表示させること
を特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化システム。
を特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化システム。
【請求項8】
前記処理部は、前記制約条件リストに含まれる制約条件の数、及び、前記スクリーニング済制約リストに含まれる制約条件の数を前記表示装置に表示させること
を特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化システム。
を特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化システム。
【請求項9】
前記処理部は、大きさが異なる複数の前記制約スクリーニングパラメータのそれぞれについて、当該制約スクリーニングパラメータを用いた場合に前記予防制御を行う際の計算時間、及び、前記制約条件の遵守率である制約遵守率のうちの少なくとも一つを前記表示装置に表示させること
を特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化システム。
を特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化システム。
【請求項10】
前記処理部は、前記予防制御を行う際の計算時間、及び、前記制約条件の遵守率である制約遵守率に関するユーザの方針を示すスクリーニングパラメータ決定プレファレンスに基づいて、前記制約スクリーニングパラメータの提案値を算出し、当該提案値を前記表示装置に表示させること
を特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化システム。
を特徴とする請求項１に記載の電力系統安定化システム。
【請求項11】
電力系統のモデルである電力系統モデルと、前記電力系統の状態を示す電力系統状態と、前記電力系統で想定されるイベントのリストであるイベントリストと、に基づいて、前記電力系統で予防制御を行う際の制約条件のリストである制約条件リストを生成する制約条件リスト生成処理と、
前記制約条件のスクリーニングを行うか否かの基準となる制約スクリーニングパラメータと、スクリーニング済みの前記制約条件のリストであるスクリーニング済制約リストと、を含む情報を表示装置に表示させる表示処理と、を含む、電力系統安定化方法。
前記制約条件のスクリーニングを行うか否かの基準となる制約スクリーニングパラメータと、スクリーニング済みの前記制約条件のリストであるスクリーニング済制約リストと、を含む情報を表示装置に表示させる表示処理と、を含む、電力系統安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電力系統安定化システム等に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、太陽光発電や風力発電といった再生可能エネルギの発電設備が増加しつつある。再生可能エネルギの発電設備では、天候や風況の変化に伴って発電電力が変動するため、電力系統の送電線で過負荷が生じやすくなる。このような送電線の過負荷を解消するための技術として、電力系統安定化システム（ＳＰＳ：Special Protection Schemes）が提案されている。
【0003】
また、電力系統で不具合が連鎖的に波及することを抑制するための技術として、予防制御（Preventive Control）や制約付き最適潮流計算（ＳＣＯＰＦ：Security Constrained Optimal Power Flow）といったものが知られている。例えば、予防制御では、送電線等の監視対象と、想定される故障ケースの数と、の組合せの数が多いほど制約条件の数も多くなるため、計算時間が膨大になる。そこで、予防制御等の計算時間を短縮するための技術として、例えば、特許文献１～３や非特許文献１，２に記載の技術が提案されている。
【0004】
すなわち、特許文献１には、ＳＣＯＰＦを凸最適化問題として定義し、スパース行列を活用した最適化ソルバー（ＡＤＭＭ：Alternating Direction Method of Multipliers）を用いることが記載されている。
また、特許文献２には、スイッチングを含めたＯＰＦ（optimal power flow）において凸緩和を行い、さらに偏微分を行うことで計算の高速化を図ることが記載されている。
また、特許文献３には、凸緩和や問題分割によってＳＣＯＰＦの高速化を図ることが記載されている。
また、特許文献２には、スイッチングを含めたＯＰＦ（optimal power flow）において凸緩和を行い、さらに偏微分を行うことで計算の高速化を図ることが記載されている。
また、特許文献３には、凸緩和や問題分割によってＳＣＯＰＦの高速化を図ることが記載されている。
【0005】
非特許文献１には、ＳＣＯＰＦにおけるアンブレラ制約を特定し、それ以外をスクリーニングすることで問題規模を縮小することが記載されている。
また、非特許文献２には、ＳＣＯＰＦを応用した発電計画問題（ＵＣＰ：Unit Commitment Problem）において、アンブレラ制約を高速に特定する手法について記載されている。
また、非特許文献２には、ＳＣＯＰＦを応用した発電計画問題（ＵＣＰ：Unit Commitment Problem）において、アンブレラ制約を高速に特定する手法について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】米国特許出願公開第２０１５／０３７８３８４号明細書
【特許文献2】米国特許第８７７５１３６号明細書
【特許文献3】国際公開第２０１１／１１２３６５号
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】A.J.Ardakani and F.Bouffard,“Identification of Umbrella Constraints in DC-Based Security-Constrained Optimal Power Flow”，IEEE Transactions on Power Systems，Nov.2013，vol.28，no.4，pp.3924-3934
【非特許文献2】A.J.Ardakani and F.Bouffard，“Acceleration of Umbrella Constraint Discovery in generation Scheduling Problems”，IEEE Transactions on Power Systems，July 2015，vol.30,no.4,pp.2100-2109
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献１～３の記載の技術では、予防制御の計算方法を工夫することで計算の高速化を図るようにしているが、問題規模が縮小されないため、電力系統の規模が大きいほど計算時間が長くなる。したがって、特許文献１～３に記載の技術では、例えば、電力系統安定化システムの処理結果をオンラインで活用する（リアルタイムで電力系統に反映させる）といったことが困難になる。
【0009】
また、非特許文献１，２に記載の技術では、不要な制約を特定してスクリーニングすることで計算の高速化を図るようにしているが、不要な制約を特定するプロセスが煩雑であり、また、計算時間の短縮についても改善の余地がある。一般に電力系統の規模が大きいほど、予防制御に要する計算時間が長くなるため、さらなる改善が求められている。
【0010】
そこで、本開示は、電力系統の規模が大きい場合でも電力系統の安定化を図ることが可能な電力系統安定化システム等を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記した課題を解決するために、本開示に係る電力系統安定化システムは、電力系統のモデルである電力系統モデルと、前記電力系統の状態を示す電力系統状態と、前記電力系統で想定されるイベントのリストであるイベントリストと、に基づいて、前記電力系統で予防制御を行う際の制約条件のリストである制約条件リストを生成する処理部を備え、前記処理部は、前記制約条件のスクリーニングを行うか否かの基準となる制約スクリーニングパラメータと、スクリーニング済みの前記制約条件のリストであるスクリーニング済制約リストと、を含む情報を表示装置に表示させることとした。
【発明の効果】
【0012】
本開示によれば、電力系統の規模が大きい場合でも電力系統の安定化を図ることが可能な電力系統安定化システム等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】第１実施形態に係る電力系統安定化システムの対象である電力系統の例を示す構成図である。
【図2A】第１実施形態に係る電力系統安定化システムにおいて、電力系統のイベントの例を示す説明図であり、発電機の出力が上昇又は低下した場合を示している。
【図2B】第１実施形態に係る電力系統安定化システムにおいて、電力系統のイベントの別の例を示す説明図であり、送電線の遮断器が開放された場合を示している。
【図2C】第１実施形態に係る電力系統安定化システムにおいて、電力系統のイベントの別の例を示す説明図であり、負荷の消費電力が上昇又は低下した場合を示している。
【図3】第１実施形態に係る電力系統安定化システムのハードウェア構成を示す図である。
【図4】第１実施形態に係る電力系統安定化システムが備える電力系統安定化装置の機能ブロック図である。
【図5】第１実施形態に係る電力系統安定化システムのイベントケースＤＢの例を示す説明図である。
【図6】第１実施形態に係る電力系統安定化システムの制約条件リストＤＢの例を示す説明図である。
【図7】第１実施形態に係る電力系統安定化システムの予防制御ＤＢの例を示す説明図である。
【図8】第１実施形態に係る電力系統安定化システムの予防制御評価結果ＤＢの例を示す説明図である。
【図9】第１実施形態に係る電力系統安定化装置の処理部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図10】第１実施形態に係る電力系統安定化システムにおける制約条件のスクリーニングに関するフローチャートである。
【図11】第１実施形態に係る電力系統安定化システムのスクリーニング済制約リストＤＢの例を示す説明図である。
【図12】第１実施形態に係る電力系統安定化システムのスクリーニングによる計算時間の削減効果の例を示すシミュレーション結果である。
【図13A】スクリーニングなしの場合の比較例のシミュレーション結果である。
【図13B】第１実施形態の制御に基づくスクリーニングありの場合のシミュレーション結果である。
【図14】第１実施形態に係る電力系統安定化システムの予防制御に関する処理の結果の表示例である。
【図15】第２実施形態に係る電力系統安定化システムが備える電力系統安定化装置の機能ブロック図である。
【図16】第２実施形態に係る電力系統安定化システムの制約スクリーニングパラメータ評価結果ＤＢの例を示す説明図である。
【図17】第２実施形態に係る電力系統安定化システムの制約スクリーニングパラメータ管理部の処理結果の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
≪第１実施形態≫
以下では、まず、電力系統ＧＲ１（図１参照）の構成や、電力系統ＧＲ１の不具合の例（図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ）について簡単に説明した後、電力系統安定化システム１００（図３、図４参照）について詳細に説明する。
以下では、まず、電力系統ＧＲ１（図１参照）の構成や、電力系統ＧＲ１の不具合の例（図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ）について簡単に説明した後、電力系統安定化システム１００（図３、図４参照）について詳細に説明する。
【0015】
＜電力系統の構成＞
図１は、第１実施形態に係る電力系統安定化システムの対象である電力系統ＧＲ１の例を示す構成図である。
なお、図１では、電力系統ＧＲ１の構成を簡易的に示している。電力系統ＧＲ１は、発電機Ｇ１～Ｇ３の発電電力を母線Ｂ１～Ｂ８や送電線Ｌ１～Ｌ９を介して、負荷Ｄ１～Ｄ３に供給するシステムである。図１の例では、電力系統ＧＲ１は、発電機Ｇ１～Ｇ３と、母線Ｂ１～Ｂ８と、送電線Ｌ１～Ｌ９と、を含んで構成されている。
図１は、第１実施形態に係る電力系統安定化システムの対象である電力系統ＧＲ１の例を示す構成図である。
なお、図１では、電力系統ＧＲ１の構成を簡易的に示している。電力系統ＧＲ１は、発電機Ｇ１～Ｇ３の発電電力を母線Ｂ１～Ｂ８や送電線Ｌ１～Ｌ９を介して、負荷Ｄ１～Ｄ３に供給するシステムである。図１の例では、電力系統ＧＲ１は、発電機Ｇ１～Ｇ３と、母線Ｂ１～Ｂ８と、送電線Ｌ１～Ｌ９と、を含んで構成されている。
【0016】
発電機Ｇ１～Ｇ３は、発電を行う設備である。このような発電機Ｇ１～Ｇ３として、例えば、再生可能エネルギを利用して太陽光発電や風力発電を行う設備が挙げられる。なお、発電機Ｇ１～Ｇ３として、非再生可能エネルギを利用して火力発電や原子力発電を行う設備の発電機が含まれていてもよい。母線Ｂ１～Ｂ８は、変電所や配電所の主回路となる導体である。このような母線Ｂ１～Ｂ８として、例えば、銅帯や鋼帯やアルミ合金管が用いられる。送電線Ｌ１～Ｌ９は、発電機Ｇ１～Ｇ３から負荷Ｄ１～Ｄ３への送電等に用いられる電線である。なお、負荷Ｄ１～Ｄ３への配電に用いられる配電線も「送電線」に含まれるものとする。負荷Ｄ１～Ｄ３は、電力の需要側の機器である。
【0017】
電力系統ＧＲ１では、さまざまな要因で所定のイベントが発生することがある。ここで、「イベント」とは、電力系統ＧＲ１で生じ得る不具合のことを意味している。このようなイベントの例を、図２Ａ～図２Ｃを用いて説明する。
【0018】
図２Ａは、電力系統ＧＲ１のイベントの例を示す説明図であり、発電機Ｇ１の出力が上昇又は低下した場合を示している。
例えば、図２Ａに示す発電機Ｇ１が再生可能エネルギの発電設備であった場合、天候や風況の変化に伴って、発電機Ｇ１の出力（発電電力）が大幅に上昇又は低下することがある。図２Ａの例では、発電機Ｇ１の出力が上昇又は低下したときの変化幅が＋／－５［ＭＷ］になっている。このように発電機Ｇ１の出力が大幅に変化すると、送電線Ｌ１～Ｌ９の送電潮流や母線Ｂ１～Ｂ８の電圧が変化し、その影響が連鎖的に波及する可能性がある。
例えば、図２Ａに示す発電機Ｇ１が再生可能エネルギの発電設備であった場合、天候や風況の変化に伴って、発電機Ｇ１の出力（発電電力）が大幅に上昇又は低下することがある。図２Ａの例では、発電機Ｇ１の出力が上昇又は低下したときの変化幅が＋／－５［ＭＷ］になっている。このように発電機Ｇ１の出力が大幅に変化すると、送電線Ｌ１～Ｌ９の送電潮流や母線Ｂ１～Ｂ８の電圧が変化し、その影響が連鎖的に波及する可能性がある。
【0019】
図２Ｂは、電力系統ＧＲ１のイベントの別の例を示す説明図であり、送電線Ｌ３の遮断器が開放された場合を示している。
例えば、送電線Ｌ３の遮断器（図示せず）が落雷に伴って開放されると、電力系統ＧＲ１の接続関係が変化し、その影響が連鎖的に波及する可能性がある。
例えば、送電線Ｌ３の遮断器（図示せず）が落雷に伴って開放されると、電力系統ＧＲ１の接続関係が変化し、その影響が連鎖的に波及する可能性がある。
【0020】
図２Ｃは、電力系統ＧＲ１のイベントの別の例を示す説明図であり、負荷Ｄ１の消費電力が上昇又は低下した場合を示している。
例えば、冬の寒い日や夏の暑い日に空調の消費電力が増加することに伴って、負荷Ｄ１の消費電力が大幅に増加することがある。図２Ｃの例では、負荷Ｄ１の消費電力が上昇又は低下したときの変化幅が＋／－５［ＭＷ］になっている。
例えば、冬の寒い日や夏の暑い日に空調の消費電力が増加することに伴って、負荷Ｄ１の消費電力が大幅に増加することがある。図２Ｃの例では、負荷Ｄ１の消費電力が上昇又は低下したときの変化幅が＋／－５［ＭＷ］になっている。
【0021】
電力系統ＧＲ１の送電線Ｌ１～Ｌ９を含む各機器は、電圧や送電潮流が所定範囲内で運用されることを前提に設計されている。仮に、電圧等が所定範囲を超えた場合、機器の破損を防止するために遮断器等の保護機器が動作して送電潮流が変化し、その影響が連鎖的に波及する可能性がある。
【0022】
そこで、第１実施形態では、電力系統安定化システム１００（図３参照）が予防制御に基づく所定の対策を立案するようにしている。このような予防制御として、例えば、発電機Ｇ１～Ｇ３の出力の変更の他、各需要家へのデマンドレスポンスや、電力系統ＧＲ１の接続構成の変更といったものが挙げられる。これによって、送電線Ｌ１～Ｌ９の送電電力が、送電容量に基づく所定の閾値を超えないようにしている。以下では、予防制御の一例として、電力系統安定化システム１００（図３参照）が発電機Ｇ１～Ｇ３の出力を変更する場合について説明する。
【0023】
図３は、電力系統安定化システム１００のハードウェア構成を示す図である。
電力系統安定化システム１００は、電力系統ＧＲ１の安定化を図るためのシステムである。図３に示すように、電力系統安定化システム１００は、電力系統安定化装置１０と、通信ネットワークＮ１と、計測器２０と、制御端末３０と、を含んで構成されている。
電力系統安定化システム１００は、電力系統ＧＲ１の安定化を図るためのシステムである。図３に示すように、電力系統安定化システム１００は、電力系統安定化装置１０と、通信ネットワークＮ１と、計測器２０と、制御端末３０と、を含んで構成されている。
【0024】
なお、電力系統安定化装置１０は、１台のコンピュータで構成されていてもよく、また、相互に通信可能な複数台のコンピュータ（サーバ等）で構成されていてもよい。また、電力系統安定化装置１０の機能がクラウド上で実現されるようにしてもよい。電力系統安定化装置１０は、計測器２０の計測値等に基づいて所定の演算を行い、その演算結果に基づいて、制御端末３０に所定の制御信号を送信するようになっている。
【0025】
図３に示すように、電力系統安定化装置１０は、ハードウェア構成として、プログラムデータベース１１と、データベース１２と、メモリ１３と、入力部１４と、処理部１５と、表示部１６（表示装置）と、通信部１７と、これらの各構成を接続するバス１８と、を備えている。プログラムデータベース１１には、所定の演算処理を行うためのプログラムが予め格納されている。別のデータベース１２には、前記したプログラムの実行に用いられるデータや所定の演算結果が格納される。
【0026】
メモリ１３には、各種のプログラムが実行する際にプログラムや演算結果が適宜に格納される。このようなメモリ１３として、例えば、フラッシュメモリやＲＡＭ（Random Access Memory）が用いられる。入力部１４は、ユーザの操作に基づいて、所定のデータを入力するものである。このような入力部１４として、例えば、キーボードやマウス、スタイリス、マイクが用いられる。
【0027】
処理部１５は、プログラムデータベース１１に格納されたプログラムに基づいて、所定の演算処理を実行する。このような処理部１５として、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）の他、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＴＰＵ（Tensor Processing Unit）といったものが用いられる。そして、処理部１５がプログラムデータベース１１のプログラムをメモリ１３に展開して、所定の処理を行うようになっている。
【0028】
表示部１６は、入力部１４を介して入力されるデータや、処理部１５の演算結果等を所定に表示する。このような表示部１６として、例えば、ディスプレイが用いられる。なお、なお、タブレットやスマートフォンといった携帯端末（図示せず）が入力部１４や表示部１６として機能するようにしてもよい。
【0029】
通信部１７は、計測器２０から通信ネットワークＮ１を介して、所定の計測値のデータを受信したり、通信ネットワークＮ１を介して、制御端末３０に所定の制御指令値を送信したりする機能を有している。計測器２０は、電力系統ＧＲ１の所定箇所の物理量を計測するものである。このような計測器２０として、例えば、ＳＶ／ＴＭやＰＭＵ（Phasor Measurement Unit）が用いられる。また、前記した物理量として、例えば、電圧や電流、電圧位相、電流位相、周波数といったものが挙げられる。電力系統ＧＲ１における電圧や電流は、実効値として計測されてもよく、また、フェーザ形式や瞬時値で計測されてもよい。
【0030】
制御端末３０は、電力系統安定化装置１０から通信ネットワークＮ１を介して送信される制御信号に基づいて所定に制御される機器である。このような制御端末３０として、例えば、リレーが用いられる。前記したリレーは、例えば、発電機Ｇ１～Ｇ３（図１参照）の出力を変更する際に用いられる。その他にも、変電所に設けられた変圧器（図示せず）の変圧比を変更したり、送電線Ｌ１～Ｌ９（図１参照）の遮断器（図示せず）を開閉したりする際にもリレー（つまり、制御端末３０）が用いられる。なお、図３には、計測器２０や制御端末３０をひとつずつ図示しているが、実際には、多数の計測器２０や制御端末３０が電力系統ＧＲ１に設置されている。
【0031】
図４は、電力系統安定化装置１０の機能ブロック図である。
図４に示す電力系統安定化装置１０は、所定の入力データが格納されるデータベース（以下では「ＤＢ」と記載）として、電力系統モデルＤＢ４１と、電力系統状態ＤＢ４２と、イベントリストＤＢ４３と、制約スクリーニングパラメータＤＢ４４と、コスト関数ＤＢ４５と、を備えている。前記した入力データは、入力部１４（図３参照）を介した操作で入力されてもよく、また、外部のサーバ等（図示せず）から通信ネットワークＮ１（図３参照）を介して取得されてもよい。
図４に示す電力系統安定化装置１０は、所定の入力データが格納されるデータベース（以下では「ＤＢ」と記載）として、電力系統モデルＤＢ４１と、電力系統状態ＤＢ４２と、イベントリストＤＢ４３と、制約スクリーニングパラメータＤＢ４４と、コスト関数ＤＢ４５と、を備えている。前記した入力データは、入力部１４（図３参照）を介した操作で入力されてもよく、また、外部のサーバ等（図示せず）から通信ネットワークＮ１（図３参照）を介して取得されてもよい。
【0032】
また、電力系統安定化装置１０は、処理部１５（図３参照）の機能的な構成として、制約条件構築部４６と、制約スクリーニング部４７と、予防制御算出部４８と、予防制御実行部４９と、を備えている。なお、図４に示す表示部１６は、図３を用いて説明した表示部１６に対応している。
また、電力系統安定化装置１０は、所定の出力データが格納されるデータベースとして、制約条件リストＤＢ５１と、スクリーニング済制約リストＤＢ５２と、予防制御ＤＢ５３と、予防制御評価結果ＤＢ５４と、を備えている。
また、電力系統安定化装置１０は、所定の出力データが格納されるデータベースとして、制約条件リストＤＢ５１と、スクリーニング済制約リストＤＢ５２と、予防制御ＤＢ５３と、予防制御評価結果ＤＢ５４と、を備えている。
【0033】
電力系統モデルＤＢ４１には、電力系統ＧＲ１（図１参照）のモデルである電力系統モデルのデータが格納されている。電力系統モデルには、電力系統ＧＲ１の構成要素や接続関係を示すデータの他、送電線Ｌ１～Ｌ９（図１参照）のインピーダンスや送電容量、負荷Ｄ１～Ｄ３（図１参照）の接続位置や、発電機Ｇ１～Ｇ３（図１参照）の出力の上下値・下限値といったデータが含まれている。
【0034】
電力系統状態ＤＢ４２には、電力系統ＧＲ１（図１参照）の状態を示す電力系統状態のデータが格納されている。例えば、母線Ｂ１～Ｂ８（図１参照）における電圧や電圧位相の他、送電線Ｌ１～Ｌ９や変圧器（図示せず）における有効電力・無効電力、送電機器（遮断器：図示せず）の開閉状態といった電力系統状態のデータが電力系統状態ＤＢ４２に格納されている。なお、電力系統ＧＲ１（図１参照）の状態の変化に伴って、電力系統状態も時々刻々と変化する。このような電力系統状態のデータとして、例えば、計測器２０（図３参照）の計測値が用いられてもよく、また、シミュレーション用の仮想的なデータが用いられてもよい。
【0035】
イベントリストＤＢ４３には、電力系統ＧＲ１で想定されるイベントのリストが格納されている。このようなイベントの例として、前記したように、発電電力の増減（図２Ａ参照）や電力系統ＧＲ１の接続関係の変化（図２Ｂ参照）の他、需要電力の増減（図２Ｃ参照）といったものが挙げられる。その他にも、例えば、電力系統ＧＲ１に含まれる送電線や通信線の故障といったものがイベントに含まれるようにしてもよい。
【0036】
図５は、イベントリストＤＢ４３の例を示す説明図である。
図５の例では、イベントリストＤＢ４３において、イベントＩＤと、イベント名称と、イベント種別と、イベント詳細と、が対応付けられている。具体例を挙げると、イベントＩＤがＡＡＡ１のイベントでは、送電線Ｌ１（図１参照）の故障に伴って遮断器が開放された場合の送電線故障について特定されている。第１実施形態では、一例として、送電線故障を想定した場合の予防制御について説明するが、イベントの種類はこれに限定されるものではない。
図５の例では、イベントリストＤＢ４３において、イベントＩＤと、イベント名称と、イベント種別と、イベント詳細と、が対応付けられている。具体例を挙げると、イベントＩＤがＡＡＡ１のイベントでは、送電線Ｌ１（図１参照）の故障に伴って遮断器が開放された場合の送電線故障について特定されている。第１実施形態では、一例として、送電線故障を想定した場合の予防制御について説明するが、イベントの種類はこれに限定されるものではない。
【0037】
図４に示す制約スクリーニングパラメータＤＢ４４は、制約スクリーニングパラメータの値が格納されるデータベースである。ここで、「制約スクリーニングパラメータ」とは、所定の制約条件のスクリーニングを行うか否かの基準となる値である。また、「スクリーニング」とは、予防制御における不要な制約条件を省くことを意味している。第１実施形態では、ユーザによる入力部１４（図３参照）を介した操作で、所定の制約スクリーニングパラメータが設定される場合について説明する。なお、制約スクリーニングパラメータは、固定値であってもよく、また、所定時間毎に適宜に変更されてもよい。
【0038】
図４に示すコスト関数ＤＢ４５は、予防制御に用いられる所定のコスト関数が格納されたデータベースである。前記した「コスト関数」とは、例えば、発電機Ｇ１～Ｇ３（図１参照）の出力変化量の絶対値を最小限に抑えるといったものでもよく、また、金銭的なコストを抑えるといったものでもよい。なお、予防制御において、複数の制御量に重み付けを行う場合の重み係数等がコスト関数に含まれるようにしてもよい。
【0039】
制約条件構築部４６は、電力系統モデルＤＢ４１と、電力系統状態ＤＢ４２と、イベントリストＤＢ４３と、の各データに基づいて、制約条件リストＤＢ５１を構築する。例えば、制約条件構築部４６は、それぞれのイベントに対して、電力系統モデルにおける各機器の電力系統状態（例えば、送電線Ｌ１～Ｌ９のそれぞれの送電電力）が所定の閾値を超えないように、制約条件のリストを生成する。
【0040】
制約条件リストＤＢ５１は、制約条件構築部４６によって構築された制約条件のリストが格納されるデータベースである。以下では、電力系統ＧＲ１（図１参照）で予防制御が行われる際の制約条件のリストを「制約条件リスト」という。制約条件は、例えば、以下の式（１）のような数理最適化の形式で表される。
【0041】
【数1】
【0042】
なお、式（１）の冒頭の「s.t.」は、「subject to」の略であり、「～という条件に従う」ことを意味している。式（１）に含まれるＡは、制約条件に用いられるＭ×Ｎの行列である。また、ｘは、要素としてＮ個の決定変数を含むベクトルである。例えば、電力系統ＧＲ１（図１参照）の予防制御において発電機Ｇ１～Ｇ３（図１参照）の出力が変更される場合には、発電機Ｇ１～Ｇ３の各出力に対応する複数の要素を含むようにベクトルｘが設定される。
【0043】
式（１）に含まれるｂは、Ｍ個の制約用ベクトルである。制約用ベクトルｂは、例えば、送電線Ｌ１～Ｌ９（図１参照）のそれぞれの送電電力が所定値以下に抑えられるといった制約条件を表している。式（１）に含まれる不等号は、Ａｘの演算結果であるベクトルのそれぞれの要素が、制約用ベクトルｂの要素の値以下であることを表している。なお、式（１）では制約条件が等式制約の形式で表されているが、これに限定されるものではない。例えば、制約条件が不等式制約の形式で表されてもよく、また、非線形や非凸制約の形式で表されてもよい。
【0044】
図６は、制約条件リストＤＢ５１の例を示す説明図である。
図６の例では、制約条件リストＤＢ５１において、制約条件ＩＤと、制約名称と、制約式と、が対応付けられている。例えば、制約条件ＩＤがＢＢＢ１の制約条件として、送電線Ｌ１（図１参照）の故障が生じた場合でも、送電線Ｌ２（図１参照）の送電電力が所定値（送電容量に基づく閾値）を超えないようにするといった制約条件が設定されている。
図６の例では、制約条件リストＤＢ５１において、制約条件ＩＤと、制約名称と、制約式と、が対応付けられている。例えば、制約条件ＩＤがＢＢＢ１の制約条件として、送電線Ｌ１（図１参照）の故障が生じた場合でも、送電線Ｌ２（図１参照）の送電電力が所定値（送電容量に基づく閾値）を超えないようにするといった制約条件が設定されている。
【0045】
一般に送電線の数が多いほど、前記したＭの値（制約条件の個数、行列Ａの行の数）も大きくなる。電力系統の構成によっては、Ｍの値が数万や数十万になることもある。したがって、式（１）をそのまま計算しようとすると膨大な時間がかかる可能性がある。そこで、第１実施形態では、図４に示す制約スクリーニング部４７が、行列Ａに含まれる複数の制約条件のうちで不要なものを省略する（つまり、スクリーニングを行う）ことで、行列Ａのサイズを小さくするようにしている。これによって、予防制御に要する計算時間が大幅に短縮されるため、電力系統の規模にかかわらずオンラインで（つまり、リアルタイムで）予防制御を行うことが可能になる。
【0046】
図４に示す制約スクリーニング部４７は、制約スクリーニングパラメータＤＢ４４と、制約条件リストＤＢ５１と、の各データに基づいて、スクリーニング済制約リストＤＢ５２を生成する。スクリーニング済制約リストＤＢ５２は、スクリーニング済みの制約条件のリストであるスクリーニング済制約リストが格納されるデータベースである。つまり、式（１）の行列Ａに含まれる複数の制約条件のうち、影響の少ないものが省かれた後の制約条件のリストが、スクリーニング済制約リストである。スクリーニング済制約リストは、例えば、以下の式（２）のような数理最適化の形式で表される。
【0047】
【数2】
【0048】
式（２）に含まれるＡ’は、制約条件に用いられるＭ’×Ｎの行列である。なお、行列Ａ´は、式（１）に含まれる行列Ａから不要な制約条件が省かれたものであるため、前記したＭ´の値は、Ｍの値よりも小さくなっている（Ｍ’＜Ｍ）。式（２）に含まれるｘは、その要素としてＮ個の決定変数を含むベクトルである。式（２）に含まれるｂ’は、Ｍ’個の制約用ベクトルである。式（２）で表されるスクリーニング済制約リストを用いることで、式（１）をそのまま用いる場合に比べて、予防制御を行う際の計算時間が大幅に短縮されるため、計算の高速化を図ることができる。
【0049】
図４に示す予防制御算出部４８（処理部１５：図３参照）は、電力系統モデルと、電力系統状態と、イベントリストと、スクリーニング済制約リストと、所定のコスト関数と、に基づいて、予防制御を行う際の制御量を算出する。すなわち、予防制御算出部４８は、電力系統ＧＲ１（図１参照）の機器の制御量や制御後の状態量を算出し、その算出結果を予防制御ＤＢ５３に格納する。また、予防制御算出部４８は、予防制御の演算結果を評価し、その評価結果を予防制御評価結果ＤＢ５４に格納する。
【0050】
前記したように、スクリーニング済みの行列Ａ´は、スクリーニング前の行列Ａに比べてサイズが小さくなっているため、予防制御の演算を短時間で行うことができる。したがて、数秒や数十秒や数分といった短い周期で電力系統ＧＲ１の予防制御をオンラインで（つまり、リアルタイムで）繰り返すことが可能になる。
【0051】
図７は、予防制御ＤＢ５３の例を示す説明図である。
前記したように、予防制御ＤＢ５３には、電力系統ＧＲ１（図１参照）の機器の制御量や、制御後の状態量といったデータが格納される。図７の例では、予防制御ＤＢ５３において、制御ＩＤと、制御対象と、制御量と、が対応付けられている。例えば、制御ＩＤがＣＣＣ１の予防制御では、制御対象が発電機Ｇ１（図１参照）であり、制御量が＋１０［ＭＷ］になっている。つまり、予防制御として、発電機Ｇ１の出力を現状よりも１０［ＭＷ］だけ上昇させることが示されている。
前記したように、予防制御ＤＢ５３には、電力系統ＧＲ１（図１参照）の機器の制御量や、制御後の状態量といったデータが格納される。図７の例では、予防制御ＤＢ５３において、制御ＩＤと、制御対象と、制御量と、が対応付けられている。例えば、制御ＩＤがＣＣＣ１の予防制御では、制御対象が発電機Ｇ１（図１参照）であり、制御量が＋１０［ＭＷ］になっている。つまり、予防制御として、発電機Ｇ１の出力を現状よりも１０［ＭＷ］だけ上昇させることが示されている。
【0052】
図８は、予防制御評価結果ＤＢ５４の例を示す説明図である。
前記したように、予防制御評価結果ＤＢ５４には、予防制御に関する評価結果のデータが格納される。図８の例では、予防制御評価結果ＤＢ５４において、評価結果ＩＤと、イベント名称と、制御前最重篤過負荷率と、制御後最重篤過負荷率と、が対応付けられている。
前記したように、予防制御評価結果ＤＢ５４には、予防制御に関する評価結果のデータが格納される。図８の例では、予防制御評価結果ＤＢ５４において、評価結果ＩＤと、イベント名称と、制御前最重篤過負荷率と、制御後最重篤過負荷率と、が対応付けられている。
【0053】
なお、図８における「最重篤過負荷率」とは、送電線Ｌ１～Ｌ９（図１参照）のうち、送電容量に対して送電電力が占める比率が最も高いものの負荷率である。また、「制御前最重篤過負荷率」とは、予防制御が行われる前の最重篤過負荷率である。「制御後最重篤過負荷率」とは、予防制御が行われた後の最重篤過負荷率である。例えば、評価結果ＩＤがＤＤＤ１のものでは、送電線Ｌ１が故障した（つまり、過負荷になった）場合の制御前最重篤過負荷率が１２５％であり、制御後最重篤過負荷率が９０％になっている。つまり、予防制御を行うことで、送電線Ｌ１～Ｌ９（図１参照）の送電電力が送電容量以下に抑えられている。
【0054】
図４に示す予防制御実行部４９は、予防制御ＤＢ５３のデータに基づいて、電力系統ＧＲ１（図１参照）の予防制御を実行する。すなわち、予防制御実行部４９は、通信ネットワークＮ１（図３参照）を介して、制御端末３０（図３参照）に所定の制御信号を送信する。これによって、発電機Ｇ１～Ｇ３の出力変更といった予防制御が適宜に実行される。
なお、デジタルシミュレータ（図示せず）における仮想的な制御端末（図示せず）に制御信号が出力されることで、予防制御が行われるようにしてもよい。
なお、デジタルシミュレータ（図示せず）における仮想的な制御端末（図示せず）に制御信号が出力されることで、予防制御が行われるようにしてもよい。
【0055】
また、予防制御の評価結果等を確認したユーザが表示部１６（図４参照）の画面上の実行ボタン（図示せず）を押すことで、予防制御が開始されるようにしてもよい。制約条件リストＤＢ５１やスクリーニング済制約リストＤＢ５２の他、予防制御ＤＢ５３や予防制御評価結果ＤＢ５４といった各データベースのデータは、表示部１６に所定に表示される。これによって、処理部１５（図３参照）による処理の結果をユーザが確認できる。
【0056】
図９は、電力系統安定化装置の処理部が実行する処理を示すフローチャートである（適宜、図４も参照）。
ステップＳ１０１において処理部１５は、制約条件構築部４６によって、電力系統モデル、電力系統状態、及びイベントリストの各データを読み込む。つまり、処理部１５は、電力系統モデルＤＢ４１、電力系統状態ＤＢ４２、及びイベントリストＤＢ４３の各データを読み込む。
ステップＳ１０１において処理部１５は、制約条件構築部４６によって、電力系統モデル、電力系統状態、及びイベントリストの各データを読み込む。つまり、処理部１５は、電力系統モデルＤＢ４１、電力系統状態ＤＢ４２、及びイベントリストＤＢ４３の各データを読み込む。
【0057】
ステップＳ１０２において処理部１５は、制約条件構築部４６によって、制約条件を構築する。例えば、処理部１５は、数理最適化の形式（式（１）を参照）で表される制約条件リストを生成し、この制約条件リストを制約条件リストＤＢ５１に格納する。このように、処理部１５は、電力系統モデルと、電力系統状態と、イベントリストと、に基づいて、制約条件リストを生成する（制約条件リスト生成処理）。
【0058】
ステップＳ１０３において処理部１５は、制約スクリーニング部４７によって、制約スクリーニングパラメータ等を読み込む。前記したように、制約スクリーニングパラメータとは、制約条件をスクリーニングするか否かの基準となる閾値であり、制約スクリーニングパラメータＤＢ４４に格納されている。
【0059】
ステップＳ１０４において処理部１５は、制約スクリーニング部４７によって、制約条件をスクリーニングする。つまり、処理部１５は、行列Ａ（式（１）を参照）に含まれる複数の制約条件のうち、影響の少ない制約条件を省くことで、サイズの小さな行列Ａ´（式（２）を参照）を生成する。スクリーニング後の制約条件は、スクリーニング済制約リストＤＢ５２に格納される。
【0060】
なお、処理部１５が、スクリーニング済制約リストを作成する際に制約条件リストからスクリーニングした一つ又は複数の制約条件のうち、ユーザによる入力部１４（図３参照）の操作で指定された所定の制約条件を再有効化するようにしてもよい。これによって、ユーザが残したいと考えた制約条件をそのまま残す（又はスクリーニング後に復活させる）ことができるため、スクリーニングにおける設定の自由度が高められる。
【0061】
ステップＳ１０５において処理部１５は、予防制御算出部４８によって、コスト関数を読み込む。前記したように、コスト関数とは、予防制御を行う際の制御コストを含む所定の関数であり、コスト関数ＤＢ４５に格納されている。
ステップＳ１０６において処理部１５は、予防制御算出部４８によって、予防制御の制御量等を算出する。
ステップＳ１０６において処理部１５は、予防制御算出部４８によって、予防制御の制御量等を算出する。
【0062】
ステップＳ１０７において処理部１５は、予防制御実行部４９によって、予防制御を実行する。このように予防制御が実行されることで、電力系統ＧＲ１（図１参照）の状態が所定に変化する。その結果、所定の送電線で故障が生じた場合に他の送電線が過負荷の状態になるといったことを抑制できる。ステップＳ１０７の処理を行った後、処理部１５は一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。なお、図９に示す一連の処理が所定に繰り返されるようにしてもよい。また、図９に示すステップＳ１０１～Ｓ１０７の各処理の結果は、それぞれ、表示部１６（図３参照）に所定に表示される。
【0063】
次に、図９のステップＳ１０２の処理（制約条件の構築）について詳細に説明する。
処理部１５（図３参照）は、所定のイベントが発生した場合でも電力系統ＧＲ１の各状態量が所定の上限値以下で抑えられるように予防制御を行う。数理的には、以下の式（３）に示す関係が電力系統ＧＲ１（図１参照）で保たれるようにする。
処理部１５（図３参照）は、所定のイベントが発生した場合でも電力系統ＧＲ１の各状態量が所定の上限値以下で抑えられるように予防制御を行う。数理的には、以下の式（３）に示す関係が電力系統ＧＲ１（図１参照）で保たれるようにする。
【0064】
【数3】
【0065】
式（３）に含まれるＧ（ｘ，ｙ_０）は、電力系統ＧＲ１（図１参照）の状態ｙ_０（直近の状態）に対して所定の予防制御ｘが行われた場合の、イベント発生後の状態を表す予測関数である。また、ベクトルｇは、電力系統ＧＲ１（図１参照）における所定の状態量の上限値を含んでおり、電力系統モデルＤＢ４１（図４参照）のデータに基づいて生成される。このようなベクトルｇとして、例えば、送電線Ｌ１～Ｌ９（図１参照）の送電電力の上限値が用いられてもよい。所定のイベントの発生を想定した場合の予測関数として、例えば、以下の関数が用いられる。
【0066】
【数4】
【0067】
なお、式（４）に含まれるＰｋ^line（「^」は、上付き文字であることを示す。）は、送電線ｋ（つまり、図１の送電線Ｌ１～Ｌ９のうちの一つ）のベース断面における送電潮流であり、直近の送電線ｋの状態を表している。また、Ａｋ，ｍは、１×Ｎ（Ｎは、決定変数の個数）のベクトルであり、予防制御が行われた後、所定のイベントが発生したときに送電線ｋの送電潮流が影響を受ける際の感度を表している。ΔＰｇは、発電機ｇ（つまり、図１の発電機Ｇ１～Ｇ３のうちの一つ）の出力変更量である。例えば、ΔＰ１は、発電機Ｇ１（図１参照）の出力変更量を表している。Ｐｋ^line，ratingは、送電線ｋにおける潮流制約を表している。
【0068】
式（４）と式（３）との対応関係について説明すると、まず、式（４）において直近の送電線ｋの状態を表すＰｋ^lineは、式（３）のｙ_０に対応している。式（４）においてイベント発生時の送電潮流の感度を表すＡｋ，ｍは、式（３）のＧ（ｘ，ｙ_０）に対応している。式（４）において発電機ｇの出力変更量を表すΔＰｇは、式（３）の予防制御ｘに対応している。式（４）において送電線ｋの潮流制約を表すＰｋ^line，ratingは、式（３）のベクトルｇに対応している。
【0069】
要するに、式（４）は、ある状態（Ｐｋ^line）から予防制御（ΔＰｇ）が行われた後、所定の送電線が故障した場合に、他の送電線ｋの送電電力が所定の潮流制約（Ｐｋ^line，rating）以下に抑えられることを表している。このように、電力系統ＧＲ１（図１参照）で所定のイベントが発生したと仮定した場合において、電力系統ＧＲ１のそれぞれの送電線Ｌ１～Ｌ９（図１参照）の送電電力が所定の潮流制約の値以下になることを示す制約条件が、制約条件リストに含まれている。
【0070】
前記したように、式（４）に含まれるＡｋ，ｍは、１×Ｎ（Ｎは、決定変数の個数）のベクトルである。また、過負荷に伴う送電線の故障の組合せの数は、イベントの総数（＝Ｌ２：Ｌは送電線の本数）に等しくなるとともに、制約条件の数（Ｍ）にも等しくなる。これらの個々のイベントに対応するように、Ｍ個（＝Ｌ２個）のベクトルＡｋ，ｍが存在している。このようなベクトルＡｋ，ｍは、以下の式（５）で表される。
【0071】
【数5】
【0072】
なお、式（５）に含まれるａの下付きのｋは、Ｌ本の送電線のうちの所定の送電線に対応している（１≦ｋ≦Ｌ）。ｍは、Ｍ個のイベントのうちの所定のイベントに対応している（１≦ｍ≦Ｍ）。ｎは、Ｎ個の決定変数に対応している（１≦ｎ≦Ｎ）。また、Ｍ個のベクトルＡｋ，ｍを行列で表したものが、式（１）の行列Ａである。以下では、ベクトルＡｋ，ｍの要素であるａｋ，ｍ，ｎを「係数」という。ベクトルＡｋ，ｍは、電力系統モデルのＰＴＤＦ（Power Transfer Distribution Factor）やＬＯＤＦ（Line Outage Distribution Factor）に基づいて、周知の方法で算出される。
【0073】
前記した式（４）の他に、予防制御の制約条件として、例えば、以下の式（６）で示すものが挙げられる。
【0074】
【数6】
【0075】
式（６）に含まれるΔＰｇは、発電機ｇの出力変更量である。また、Ｎは、決定変数の個数（つまり、制御対象の個数）である。すなわち、式（６）は、制御対象において制御量を変更する際の変更量の総和を０にすることを表している。例えば、電力が正常に供給されている状態から発電機Ｇ１（図１参照）の出力を下げるのであれば、この出力低下分を補うように、残りの発電機Ｇ２，Ｇ３（図１参照）の出力の総和を上げるような制御が行われる。また、他の制約条件として、例えば、以下の式（７）に示すものが挙げられる。
【0076】
【数7】
【0077】
なお、式（７）に含まれるＰｍｉｎ^ｇは、発電機ｇの出力変更量の下限値である。また、Ｐｍａｘ^ｇは、発電機ｇの出力変更量の上限値である。つまり、式（７）は、予防制御の制御量を所定範囲内にすることを表している。式（４）や式（６）や式（７）の制約条件は、制約条件リストＤＢ５１（図４参照）に格納される。
次に、図９のステップＳ１０４の処理（制約条件のスクリーニング）について、図１０を用いて詳細に説明する。
次に、図９のステップＳ１０４の処理（制約条件のスクリーニング）について、図１０を用いて詳細に説明する。
【0078】
図１０は、制約条件のスクリーニングに関するフローチャートである。
なお、図９のステップＳ１０４１の処理に先立って、所定の制約条件が構築され（図９のＳ１０２）、さらに、制約スクリーニングパラメータ等のデータが読み込まれているものとする（図９のＳ１０３）。
ステップＳ１０４１において処理部１５は、ベクトルＡｋ，ｍの要素である係数ａｋ，ｍ，ｎ（式（５）も参照）のうち、所定条件を満たすものを特定する。具体的には、処理部１５は、以下の式（８）に示すように、その絶対値が制約スクリーニングパラメータε以下の係数ａｋ，ｍ，ｎを特定する。
なお、図９のステップＳ１０４１の処理に先立って、所定の制約条件が構築され（図９のＳ１０２）、さらに、制約スクリーニングパラメータ等のデータが読み込まれているものとする（図９のＳ１０３）。
ステップＳ１０４１において処理部１５は、ベクトルＡｋ，ｍの要素である係数ａｋ，ｍ，ｎ（式（５）も参照）のうち、所定条件を満たすものを特定する。具体的には、処理部１５は、以下の式（８）に示すように、その絶対値が制約スクリーニングパラメータε以下の係数ａｋ，ｍ，ｎを特定する。
【0079】
【数8】
【0080】
例えば、ベクトルＡｋ，ｍの要素である係数ａｋ，ｍ，ｎにおいて、ａｋ，ｍ，ｎ≒０であるものは、このａｋ，ｍ，ｎに対応する所定の送電線が受ける影響が小さい可能性が高いため、予防制御ではそれほど重要でないといえる。
【0081】
次に、ステップＳ１０４２において処理部１５は、所定条件を満たす係数ａｋ，ｍ，ｎが含まれる制約条件を選択する。すなわち、処理部１５は、その絶対値が制約スクリーニングパラメータε以下の係数ａｋ，ｍ，ｎが含まれる制約条件（つまり、Ｍ個のベクトルＡｋ，ｍのうちの１つ）を選択する。
【0082】
次に、ステップＳ１０４３において処理部１５は、全ての制約条件を確認済みであるか否かを判定する。すなわち、処理部１５は、Ｍ個のベクトルＡｋ，ｍの全てについて、スクリーニングの可否を確認したか否かを判定する。ステップＳ１０４３において、確認済みでない制約条件が存在する場合（Ｓ１０４３：Ｎｏ）、処理部１５の処理はステップＳ１０４４に進む。
【0083】
ステップＳ１０４４において処理部１５は、制約条件に係る全ての係数ａｋ，ｍ，ｎが所定条件を満たしているか否かを判定する。すなわち、処理部１５は、ステップＳ１０４２で選択した制約条件に対応する所定のベクトルＡｋ，ｍにおいて、その全ての係数ａｋ，ｍ，ｎが制約スクリーニングパラメータε以下であるか否かを判定する。ステップＳ１０４４において、制約条件に係る全ての係数ａｋ，ｍ，ｎが所定条件を満たしている場合（Ｓ１０４４：Ｙｅｓ）、処理部１５の処理はステップＳ１０４５に進む。
【0084】
ステップＳ１０４５において処理部１５は、制約条件をスクリーニングする。すなわち、処理部１５は、ステップＳ１０４２で選択した制約条件に対応するベクトルＡｋ，ｍの全ての係数ａｋ，ｍ，ｎの値をゼロに変更することで、この制約条件を省くようにする。言い換えると、処理部１５は、複数の制約条件のそれぞれが多項式で表される場合において、所定の多項式に含まれる係数ａｋ，ｍ，ｎの全てについて、係数ａｋ，ｍ，ｎの絶対値（又は係数ａｋ，ｍ，ｎの二乗の値）が制約スクリーニングパラメータε以下であるとき、この多項式で表される制約条件をスクリーニングする。
【0085】
これによって、Ｍ個の制約式（ベクトルＡｋ，ｍ）のうち、電力系統ＧＲ１（図１参照）の予防制御において特に重要でない制約条件が省かれる。仮に、所定のイベントｍが生じた場合でも、スクリーニング済みの係数ａｋ，ｍ，ｎに対応する送電線ｋはほとんど影響を受けない可能性が高いため、重要でない制約条件を省いても特に問題は生じない。
【0086】
このように制約条件をスクリーニングする（所定のベクトルＡｋ，ｍを省く）ことで、Ｍ個のベクトルＡｋ，ｍが行列化された行列Ａ（式（１）を参照）の行の数を少なくして、行列Ａ´式（式（２）を参照）にすることができる。つまり、予防制御を行う際の制約式の数を削減できるため、問題規模を小さくすることができる。その結果、予防制御を行う際の計算時間を大幅に短縮し、予防制御をオンラインで行うことが可能になる。図１０のステップＳ１０４５の処理を行った後、処理部１５の処理はステップＳ１０４２に戻る。
【0087】
また、ステップＳ１０４４において制約条件に係る係数ａｋ，ｍ，ｎのうちで所定条件を満たしていないものが存在する場合（Ｓ１０４４：Ｎｏ）、処理部１５の処理はステップＳ１０４２に戻る。そして、ステップＳ１０４２では、絶対値が制約スクリーニングパラメータε以下の係数ａｋ，ｍ，ｎを含むような別の制約条件（ベクトルＡｋ，ｍ）が選択される。
【0088】
また、ステップＳ１０４３において全ての制約条件を確認済みである場合（Ｓ１０４３：Ｙｅｓ）、処理部１５の処理はステップＳ１０４６に進む。
ステップＳ１０４６において処理部１５は、スクリーニング済みの制約条件等を出力する。すなわち、処理部１５は、スクリーニング済制約リストＤＢ５２（図４参照）を生成して、表示部１６（図４参照）に表示させる。なお、スクリーニング済制約リストとは、以下の式（９）の条件を満たす制約式のリストである。つまり、その絶対値がスクリーニングパラメータεよりも大きい係数ａｋ，ｍ，ｎを含むような制約条件のリストが、スクリーニング済制約リストとして生成される。
ステップＳ１０４６において処理部１５は、スクリーニング済みの制約条件等を出力する。すなわち、処理部１５は、スクリーニング済制約リストＤＢ５２（図４参照）を生成して、表示部１６（図４参照）に表示させる。なお、スクリーニング済制約リストとは、以下の式（９）の条件を満たす制約式のリストである。つまり、その絶対値がスクリーニングパラメータεよりも大きい係数ａｋ，ｍ，ｎを含むような制約条件のリストが、スクリーニング済制約リストとして生成される。
【0089】
【数9】
【0090】
その他にも、例えば、制約スクリーニングパラメータεの値が表示部１６（図４参照）に表示されるようにしてもよい。すなわち、処理部１５は、制約スクリーニングパラメータεと、スクリーニング済制約リストと、を含む情報を表示部１６（表示装置）に表示させる（表示処理）。これによって、制約スクリーニングパラメータεやスクリーニング済制約リストをユーザが確認できるため、予防制御の設定を行いやすくなる。ステップＳ１０４６の処理を行った後、処理部１５は、制約条件のスクリーニング（図９のＳ１０４）に関する一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。
【0091】
図１１は、スクリーニング済制約リストＤＢ５２の例を示す説明図である。
図１１の例では、スクリーニング済制約リストＤＢ５２において、制約ＩＤと、制約条件と、状態と、が対応付けられている。例えば、制約ＩＤがＥＥＥ１のものでは、「Cont1」の制御量の変更が送電線Ｌ１（図１参照）に与える影響について、所定の制約条件が適用されている（Enabled）。また、制約ＩＤがＥＥＥ２のものでは、「Cont2」の制御量の変更が送電線Ｌ１に与える影響についてスクリーニング行われることで、制約条件が適用されなくなっている（Disabled）。
図１１の例では、スクリーニング済制約リストＤＢ５２において、制約ＩＤと、制約条件と、状態と、が対応付けられている。例えば、制約ＩＤがＥＥＥ１のものでは、「Cont1」の制御量の変更が送電線Ｌ１（図１参照）に与える影響について、所定の制約条件が適用されている（Enabled）。また、制約ＩＤがＥＥＥ２のものでは、「Cont2」の制御量の変更が送電線Ｌ１に与える影響についてスクリーニング行われることで、制約条件が適用されなくなっている（Disabled）。
【0092】
次に、図９のステップＳ１０５の処理（コスト関数の読込み）について説明する。
コスト関数は、例えば、以下の式（１０）で表される。なお、式（１０）に含まれるΔＰは、電力系統ＧＲ１（図１参照）に含まれる発電機Ｇ１～Ｇ３（図１参照）等の機器の制御量を表している。つまり、電力系統ＧＲ１に含まれる機器の制御量の絶対値を最小化するようにコスト関数が設定されている。
コスト関数は、例えば、以下の式（１０）で表される。なお、式（１０）に含まれるΔＰは、電力系統ＧＲ１（図１参照）に含まれる発電機Ｇ１～Ｇ３（図１参照）等の機器の制御量を表している。つまり、電力系統ＧＲ１に含まれる機器の制御量の絶対値を最小化するようにコスト関数が設定されている。
【0093】
【数10】
【0094】
次に、図９のステップＳ１０６の処理（予防制御の制御量等の算出）について詳細に説明する。処理部１５（図４参照）は、コスト関数ＤＢ４５と、スクリーニング済制約リストＤＢ５２と、の各データを基づいて最適化モデルを生成することで、予防制御の制御量等を算出する。例えば、式（１０）のコスト関数や、前記した式（６）や式（７）の他、以下の式（１１）の制約式に基づいて、最適化モデルが生成されるようにしてもよい。
【0095】
【数11】
【0096】
なお、式（１１）は、｜ａｋ，ｍ，ｎ｜＞εとなるような係数ａｋ，ｍ，ｎを含むスクリーニング済みの制約条件を用いて、前記した式（４）と同様の形式で最適化を行うことを表している。
また、別の方法として、制約条件が遵守されない場合に所定のペナルティを付与する形式で制約条件リストが作成されるようにしてもよい。このように、いわゆる解充足性が優先される場合には、前記した式（６）や式（７）の他、例えば、以下の式（１２）、式（１３）、及び式（１４）の制約式が用いられる。
また、別の方法として、制約条件が遵守されない場合に所定のペナルティを付与する形式で制約条件リストが作成されるようにしてもよい。このように、いわゆる解充足性が優先される場合には、前記した式（６）や式（７）の他、例えば、以下の式（１２）、式（１３）、及び式（１４）の制約式が用いられる。
【0097】
【数12】
【0098】
式（１２）に含まれるΔＰｎ^gは、発電機ｇの出力変更量である。また、λは、制約条件が遵守されない場合のペナルティの重み付けを表すペナルティ係数である。式（１２）に含まれるｇ（・・・）は、かっこ内を変数とする制約条件（後記する式（１４））が満たされた場合に、その値がゼロになるような関数である。また、ΔＰは、所定の制御量である。式（１２）に含まれるＰslack^line，ratingは、ｇ（・・・）の値がゼロに近づくように、送電線の潮流制約を所定に変化させることを表している。要するに、式（１２）は、第１項のコスト関数を最小化しつつ、制約条件が遵守されない場合に所定のペナルティを課すことを表している。
【0099】
【数13】
【0100】
他の制約式である式（１３）は、送電線の潮流制約を変化させる際（ΔＰslack，j^line，rating）、その上限値・下限値に所定の緩和係数γを乗算することを表している。例えば、送電線の送電容量に基づく所定範囲から送電電力が外れないようにしたり、また、この所定範囲を多少は超えることをユーザが許容したりする際、緩和係数γの大きさが適宜に調整される。なお、緩和係数γの値が電力系統モデルに組み込まれるようにしてもよい。
【数14】
【0101】
他の制約式である式（１４）は、発電機Ｇ１～Ｇ３（図１参照）の少なくとも一つの出力を変化させた場合において、所定の送電線で故障が発生した後の各送電線の状態が許容範囲内であれば、関数ｇの値をゼロにすることを表している。なお、式（１４）に含まれるＰＴＤＦ（Power Transfer Distribution Factor）は、ある送電線の送電電力を１［ＭＷ］だけ変化させた場合における他の送電線の潮流変化量を表す数値である。また、ＬＯＤＦ（Line Outage Distribution Factor）は、ある送電線を切断した場合に、他の送電線に回り込む潮流変化量を表す数値である。式（１４）に含まれるＰi^lineは、電力系統の直近の状態を表している。
【0102】
また、図９のフローチャートでは省略しているが、予防制御の制御量等の算出に要する計算時間と、制約遵守率と、に基づいて、処理部１５が予防制御の評価を行うようにしてもよい。前記した「制約遵守率」とは、制約条件の総数に対して、遵守された制約条件が占める比率である。また、制約条件が「遵守」されるとは、予防制御を行った後に所定のイベントが発生したとき、所定の状態量（例えば、各送電線の送電電力）が許容範囲に収まることを意味している。計算時間や制約遵守率を含む評価結果のデータは、予防制御評価結果ＤＢ５４（図４参照）に格納される。
【0103】
図１２は、スクリーニングによる計算時間の削減効果の例を示すシミュレーション結果である。
なお、図１２のグラフの横軸は電力系統における母線数であり、縦軸は予防制御の制御量等の算出に要した計算時間である。図１２にプロットされている複数の星印は、第１実施形態（スクリーニングあり）のシミュレーション結果を示している。また、図１２にプロットされている複数の○印は、スクリーニングを行わなかった場合の比較例を示している。
なお、図１２のグラフの横軸は電力系統における母線数であり、縦軸は予防制御の制御量等の算出に要した計算時間である。図１２にプロットされている複数の星印は、第１実施形態（スクリーニングあり）のシミュレーション結果を示している。また、図１２にプロットされている複数の○印は、スクリーニングを行わなかった場合の比較例を示している。
【0104】
○印で示す比較例（スクリーニングなし）では、電力系統の母線数が多くなるにつれて計算量が急激に増加し、それに伴って計算時間も長くなっている。これに対して第１実施形態（クリーニングあり）では、不要な制約条件がスクリーニングされることで計算量が削減されるため、比較例に比べて計算時間が大幅に短縮されている。なお、電力系統が大規模になるほど、スクリーニングによる計算時間の削減効果が顕著になる傾向がある。
【0105】
図１３Ａは、スクリーニングなしの場合の比較例のシミュレーション結果である。
なお、図１３Ａの横軸は、それぞれのイベントに割り当てられたイベント番号である。また、図１３Ａの縦軸は、最重篤過負荷率である。ここで、「最重篤過負荷率」とは、前記したように、複数の送電線のうち、送電容量に対して送電電力が占める比率が最も高いものの負荷率である。図１３Ａでは、予防制御を行った場合のシミュレーション結果を○印で示している。また、予防制御を行わなかった場合のシミュレーション結果を×印で示している。
なお、図１３Ａの横軸は、それぞれのイベントに割り当てられたイベント番号である。また、図１３Ａの縦軸は、最重篤過負荷率である。ここで、「最重篤過負荷率」とは、前記したように、複数の送電線のうち、送電容量に対して送電電力が占める比率が最も高いものの負荷率である。図１３Ａでは、予防制御を行った場合のシミュレーション結果を○印で示している。また、予防制御を行わなかった場合のシミュレーション結果を×印で示している。
【0106】
なお、図１３Ａにおいて符号Ｗ１で示す箇所は太い線状に見えるが、実際には、横方向において非常に短い間隔で○印（予防制御を行った場合のデータ）がプロットされている。同様に、符号Ｗ２で示す箇所も太い線状に見えるが、実際には、横方向において非常に短い間隔で×印（予防制御を行わなかった場合のデータ）がプロットされている（図１３Ｂの符号Ｗ１ａ，Ｗ２ａも同様）。
図１３Ａに示す最重篤過負荷率が１２０％の破線Ｔ１は、最重篤過負荷率が許容範囲であるか否かの判定基準となる閾値であり、予め設定されている。最重篤過負荷率のデータが破線Ｔ１よりも上側にある場合には、制約条件が遵守されなかったとみなされる。
図１３Ａに示す最重篤過負荷率が１２０％の破線Ｔ１は、最重篤過負荷率が許容範囲であるか否かの判定基準となる閾値であり、予め設定されている。最重篤過負荷率のデータが破線Ｔ１よりも上側にある場合には、制約条件が遵守されなかったとみなされる。
【0107】
図１３Ａに示すように、ほとんどのイベントでは、予防制御を行うことで最重篤過負荷率が１２０％以下に抑えられている。ただし、予防制御を行った場合でも、所定のイベント（データＱ１に対応するイベント）では、最重篤過負荷率が１２０％を超えている。また、図１３Ａでは計算時間を示していないが、スクリーニングが行われない場合には計算時間が長くなるため、オンライン（つまり、リアルタイム）での予防制御は困難である。
【0108】
図１３Ｂは、第１実施形態の制御に基づくスクリーニングありの場合のシミュレーション結果である。
図１３Ｂの例では、比較例（図１３Ａ参照）とは異なり、予防制御を行うことで全てのイベントにおいて最重篤過負荷率が１２０％以下に抑えられている。このように、電力系統への影響が少ない不要な制約条件をスクリーニングすることで、予防制御の結果が改善されることが判明した。
図１３Ｂの例では、比較例（図１３Ａ参照）とは異なり、予防制御を行うことで全てのイベントにおいて最重篤過負荷率が１２０％以下に抑えられている。このように、電力系統への影響が少ない不要な制約条件をスクリーニングすることで、予防制御の結果が改善されることが判明した。
【0109】
図１４は、予防制御に関する処理の結果の表示例である。
図１４の例では、電力系統モデル４１ａやスクリーニング済制約リスト５２ａや予防制御５３ａの他、制約スクリーニングパラメータ４４ａや予防制御評価結果５４ａが表示部１６（図４参照）に表示されている。
図１４の例では、電力系統モデル４１ａやスクリーニング済制約リスト５２ａや予防制御５３ａの他、制約スクリーニングパラメータ４４ａや予防制御評価結果５４ａが表示部１６（図４参照）に表示されている。
【0110】
また、処理部１５が、予防制御を行う際の計算時間、及び、制約条件の遵守率である制約遵守率のうちの少なくとも一つを表示部１６（表示装置）に表示させるようにしてもよい。図１４の例では、計算時間が２０秒であり、制約遵守率が９９％になっている。これによって、どの程度の計算時間を要し、また、どの程度の比率で制約条件が遵守されたのかをユーザが一目で把握できる。
【0111】
また、処理部１５が、スクリーニング前の制約条件リストに含まれる制約条件の数、及び、スクリーニング済制約リストに含まれる制約条件の数を表示部１６（表示装置）に表示させてもよい。このような制約条件の数の比較結果６１ａが表示されることで、スクリーニンによって制約条件がどの程度削減されたのかをユーザが把握できる。
【0112】
なお、図１４に示す複数のデータのうちの一部が表示部１６（図４参照）に表示されるようにしてもよい。また、電力系統モデル４１ａにおける所定の送電線の状態量といった他のデータが表示されるようにしてもよい。また、全ての内容を一画面で表示させる必要は特になく、表示画面上の所定のタブ（図示せず）の選択で表示内容が切り替わるようにしてもよい。
【0113】
＜効果＞
第１実施形態によれば、制約条件リストに含まれる多数の制約条件のうち、不要な制約条件を処理部１５が数理的に特定して、スクリーニングを行うようにしている。これによって、予防制御を行う際の計算時間を大幅に削減できる。その結果、電力系統の規模の大きさに関わらず、予防制御をオンラインで（つまり、リアルタイムで）実行することが可能になる。したがって、電力系統の規模が大きい場合でも電力系統の安定化を図ることができる。
第１実施形態によれば、制約条件リストに含まれる多数の制約条件のうち、不要な制約条件を処理部１５が数理的に特定して、スクリーニングを行うようにしている。これによって、予防制御を行う際の計算時間を大幅に削減できる。その結果、電力系統の規模の大きさに関わらず、予防制御をオンラインで（つまり、リアルタイムで）実行することが可能になる。したがって、電力系統の規模が大きい場合でも電力系統の安定化を図ることができる。
【0114】
≪第２実施形態≫
第２実施形態は、電力系統安定化装置１０Ａ（図１５参照）が、スクリーニングパラメータ決定プレファレンスＤＢ５５（図１５参照）を備える他、制約スクリーニングパラメータ管理部５６（図１５参照）や制約スクリーニングパラメータ評価結果ＤＢ５７（図１５参照）を備える点が、第１実施形態とは異なっている。なお、その他については、第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
第２実施形態は、電力系統安定化装置１０Ａ（図１５参照）が、スクリーニングパラメータ決定プレファレンスＤＢ５５（図１５参照）を備える他、制約スクリーニングパラメータ管理部５６（図１５参照）や制約スクリーニングパラメータ評価結果ＤＢ５７（図１５参照）を備える点が、第１実施形態とは異なっている。なお、その他については、第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
【0115】
図１５は、第２実施形態に係る電力系統安定化システムが備える電力系統安定化装置１０Ａの機能ブロック図である。
電力系統安定化装置１０Ａは、第１実施形態で説明した各構成の他に、図１５に示すスクリーニングパラメータ決定プレファレンスＤＢ５５と、制約スクリーニングパラメータ管理部５６と、制約スクリーニングパラメータ評価結果ＤＢ５７と、を備えている。
電力系統安定化装置１０Ａは、第１実施形態で説明した各構成の他に、図１５に示すスクリーニングパラメータ決定プレファレンスＤＢ５５と、制約スクリーニングパラメータ管理部５６と、制約スクリーニングパラメータ評価結果ＤＢ５７と、を備えている。
【0116】
スクリーニングパラメータ決定プレファレンスＤＢ５５には、スクリーニングパラメータ決定プレファレンスのデータが格納されている。ここで、「スクリーニングパラメータ決定プレファレンス」とは、予防制御を行う際の計算時間や制約遵守率に関するユーザの方針を示すデータである。例えば、予防制御に要する計算時間を所定時間以内にするといった方針や制約遵守率を所定値以上にするといった方針の他、制約遵守率よりも計算時間の方を優先させるといった方針が、スクリーニングパラメータ決定プレファレンスとして設定される。
【0117】
制約スクリーニングパラメータ管理部５６は、スクリーニングパラメータ決定プレファレンスに基づいて、制約スクリーニングパラメータεを評価する。すなわち、制約スクリーニングパラメータ管理部５６は、電力系統ＧＲ１（図１参照）の予防制御を行う際、所定の制約スクリーニングパラメータεを用いた場合の計算時間や制約遵守率を算出する。
【0118】
例えば、制約スクリーニングパラメータ管理部５６は、大きさが異なる複数の制約スクリーニングパラメータεについて、前記した計算時間や制約遵守率を個別に算出し、その関係を特定する。なお、制約スクリーニングパラメータεと計算時間との関係や、制約スクリーニングパラメータεと制約遵守率との関係は、所定の数式やデータテーブルで表される。これらの関係を示すデータは、制約スクリーニングパラメータ評価結果ＤＢ５７に格納される。
【0119】
図１６は、制約スクリーニングパラメータ評価結果ＤＢ５７の例を示す説明図である。
図１６の例では、制約スクリーニングパラメータ評価結果ＤＢ５７において、制約スクリーニングパラメータと、計算時間と、制約遵守率と、が対応付けられている。例えば、制約スクリーニングパラメータを１［％］とした場合には、計算時間が１００［ｓ］であり、制約遵守率が１００［％］になっている。このように、大きさが異なる複数の制約スクリーニングパラメータに対して、計算時間や制約遵守率がそれぞれ算出される。
図１６の例では、制約スクリーニングパラメータ評価結果ＤＢ５７において、制約スクリーニングパラメータと、計算時間と、制約遵守率と、が対応付けられている。例えば、制約スクリーニングパラメータを１［％］とした場合には、計算時間が１００［ｓ］であり、制約遵守率が１００［％］になっている。このように、大きさが異なる複数の制約スクリーニングパラメータに対して、計算時間や制約遵守率がそれぞれ算出される。
【0120】
図１７は、制約スクリーニングパラメータ管理部の処理結果の例を示す図である。
図１７の各グラフの横軸は、制約スクリーニングパラメータεの値である。また、図１７の紙面上側のグラフの縦軸は、予防制御を行う際の計算時間である。図１７の紙面下側のグラフの縦軸は、制約遵守率である。なお、図１７にプロットされた各データにおいて、対象とする電力系統の構成は同一であるものとする。
図１７の各グラフの横軸は、制約スクリーニングパラメータεの値である。また、図１７の紙面上側のグラフの縦軸は、予防制御を行う際の計算時間である。図１７の紙面下側のグラフの縦軸は、制約遵守率である。なお、図１７にプロットされた各データにおいて、対象とする電力系統の構成は同一であるものとする。
【0121】
処理部１５（図３参照）は、大きさが異なる複数の制約スクリーニングパラメータεのそれぞれについて、その制約スクリーニングパラメータεを用いた場合に予防制御を行う際の計算時間、及び、制約条件の遵守率である制約遵守率のうちの少なくとも一つを表示部１６（表示装置：図３参照）に表示させる。これによって、制約スクリーニングパラメータεの大きさによって、計算時間や制約遵守率がどのように変化するかをユーザが把握できる。
【0122】
図１７に示す「ユーザ設定値」とは、入力部１４（図３参照）を介した操作でユーザが設定した制約スクリーニングパラメータεの値である。また、「システム提案値」とは、スクリーニングパラメータ決定プレファレンスに基づいて、制約スクリーニングパラメータ管理部５６が提案した制約スクリーニングパラメータεの値である。制約スクリーニングパラメータ管理部５６は、スクリーニングパラメータ決定プレファレンスの他、図１７の各グラフに示す関係に基づいて、制約スクリーニングパラメータεのシステム提案値を算出する。
【0123】
このように、処理部１５（図３参照）は、予防制御を行う際の計算時間、及び、制約条件の遵守率である制約遵守率に関するユーザの方針を示すスクリーニングパラメータ決定プレファレンスに基づいて、制約スクリーニングパラメータの提案値を算出する。そして、処理部１５は、この提案値を表示部１６（表示装置：図３参照）に表示させる。
【0124】
これによって、計算時間を短縮するといった方針や、制約遵守率の確保を優先させるといった方針が反映された制約スクリーニングパラメータεのシステム提案値をユーザが把握できる。なお、実際の予防制御の際には、スクリーニングパラメータεとして、システム提案値が用いられてもよく、また、ユーザ設定値が用いられてもよい。その他、システム提案値を参考にしつつ、入力部１４を介した操作によって、ユーザが制約スクリーニングパラメータεを新たに設定するといったことも可能である。
【0125】
＜効果＞
第２実施形態によれば、所定のスクリーニングパラメータ決定プレファレンスに基づいて、制約スクリーニングパラメータεのシステム提案値が表示される。制約スクリーニングパラメータεは、制約条件のスクリーニングを左右する重要なパラメータであるため、システム提案値が提示されることで、ユーザが制約スクリーニングパラメータεを決める際の参考にすることができる。
第２実施形態によれば、所定のスクリーニングパラメータ決定プレファレンスに基づいて、制約スクリーニングパラメータεのシステム提案値が表示される。制約スクリーニングパラメータεは、制約条件のスクリーニングを左右する重要なパラメータであるため、システム提案値が提示されることで、ユーザが制約スクリーニングパラメータεを決める際の参考にすることができる。
【0126】
≪変形例≫
以上、本開示に係る電力系統安定化システム１００や電力系統安定化方法について各実施形態で説明したが、これらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、第１実施形態では、図９のステップＳ１０１～Ｓ１０７の処理が全て行われる場合について説明したが、これに限らない。すなわち、ユーザによる入力部１４（図３参照）の操作に基づいて、所定のステップで処理が終了されるようにしてもよい。例えば、ステップＳ１０４において制約条件がスクリーニングされた段階で、一連の処理が終了されるようにしてもよい。この場合でも、例えば、スクリーニング済制約リストＤＢ５２を外部に提供することが可能である。なお、第２実施形態についても同様のことがいえる。
以上、本開示に係る電力系統安定化システム１００や電力系統安定化方法について各実施形態で説明したが、これらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、第１実施形態では、図９のステップＳ１０１～Ｓ１０７の処理が全て行われる場合について説明したが、これに限らない。すなわち、ユーザによる入力部１４（図３参照）の操作に基づいて、所定のステップで処理が終了されるようにしてもよい。例えば、ステップＳ１０４において制約条件がスクリーニングされた段階で、一連の処理が終了されるようにしてもよい。この場合でも、例えば、スクリーニング済制約リストＤＢ５２を外部に提供することが可能である。なお、第２実施形態についても同様のことがいえる。
【0127】
また、第１実施形態では、図１０のステップＳ１０４２において、絶対値が制約スクリーニングパラメータε以下の係数ａｋ，ｍ，ｎを含む制約条件を処理部１５が選択する場合について説明したが、これに限らない。例えば、係数ａｋ，ｍ，ｎの絶対値に代えて、係数ａｋ，ｍ，ｎの二乗の値が用いられてもよい。すなわち、複数の制約条件のそれぞれが多項式で表される場合において、所定の多項式に含まれる係数ａｋ，ｍ，ｎの全てについて、この係数ａｋ，ｍ，ｎの二乗の値が制約スクリーニングパラメータε以下であるとき、この多項式で表される制約条件を処理部１５がスクリーニングするようにしてもよい。
【0128】
また、電力系統安定化システム１００の処理（電力系統安定化方法）が、コンピュータの所定のプログラムとして実行されるようにしてもよい。前記したプログラムは、通信線を介して提供できる他、ＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。
【0129】
また、本開示は、各実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、各実施形態は、本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【0130】
また、前記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、前記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【0131】
１０，１０Ａ 電力系統安定化装置
１１ プログラムデータベース
１２ データベース
１３ メモリ
１４ 入力部
１５ 処理部
１６ 表示部（表示装置）
１７ 通信部
１８ バス
２０ 計測器
３０ 制御端末
４１ 電力系統モデルＤＢ
４２ 電力系統状態ＤＢ
４３ イベントリストＤＢ
４４ 制約スクリーニングパラメータＤＢ
４５ コスト関数ＤＢ
４６ 制約条件構築部（処理部）
４７ 制約スクリーニング部（処理部）
４８ 予防制御算出部（処理部）
４９ 予防制御実行部（処理部）
５１ 制約条件リストＤＢ
５２ スクリーニング済制約リストＤＢ
５３ 予防制御ＤＢ
５４ 予防制御評価結果ＤＢ
５５ スクリーニングパラメータ決定プレファレンスＤＢ
５６ 制約スクリーニングパラメータ管理部
５７ 制約スクリーニングパラメータ評価結果ＤＢ
１００ 電力系統安定化システム
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７，Ｂ８ 母線
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ 負荷
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３ 発電機（機器）
ＧＲ１ 電力系統
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９ 送電線
Ｎ１ 通信ネットワーク
１１ プログラムデータベース
１２ データベース
１３ メモリ
１４ 入力部
１５ 処理部
１６ 表示部（表示装置）
１７ 通信部
１８ バス
２０ 計測器
３０ 制御端末
４１ 電力系統モデルＤＢ
４２ 電力系統状態ＤＢ
４３ イベントリストＤＢ
４４ 制約スクリーニングパラメータＤＢ
４５ コスト関数ＤＢ
４６ 制約条件構築部（処理部）
４７ 制約スクリーニング部（処理部）
４８ 予防制御算出部（処理部）
４９ 予防制御実行部（処理部）
５１ 制約条件リストＤＢ
５２ スクリーニング済制約リストＤＢ
５３ 予防制御ＤＢ
５４ 予防制御評価結果ＤＢ
５５ スクリーニングパラメータ決定プレファレンスＤＢ
５６ 制約スクリーニングパラメータ管理部
５７ 制約スクリーニングパラメータ評価結果ＤＢ
１００ 電力系統安定化システム
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７，Ｂ８ 母線
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ 負荷
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３ 発電機（機器）
ＧＲ１ 電力系統
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９ 送電線
Ｎ１ 通信ネットワーク
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】