特開 2024-167627 系統安定化システム

(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】P2024167627

(43)【公開日】2024-12-04

(54)【発明の名称】系統安定化システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/24 20060101AFI20241127BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20241127BHJP

   H02J 3/00 20060101ALI20241127BHJP

【ＦＩ】

H02J3/24

H02J3/38 120

H02J3/38 110

H02J3/00 170

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023083837

(22)【出願日】2023-05-22

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(74)【代理人】

【識別番号】100112564

【弁理士】

【氏名又は名称】大熊 考一

(74)【代理人】

【識別番号】100163500

【弁理士】

【氏名又は名称】片桐 貞典

(74)【代理人】

【識別番号】230115598

【弁護士】

【氏名又は名称】木内 加奈子

(72)【発明者】

【氏名】木村 操

(72)【発明者】

【氏名】石原 祐二

【テーマコード（参考）】

5G066

【Ｆターム（参考）】

5G066AA01

5G066AA03

5G066AB02

5G066AD01

5G066AD07

5G066AD09

5G066HB02

5G066HB06

(57)【要約】

【課題】同期発電機の脱調防止に必要な遮断対象を決定する際の計算量を低減した、系統安定化システムを提供する。
【解決手段】系統安定化システム１１において、演算部１５は、同期発電機と再生可能エネルギー電源を含む電力系統１において、想定事故に関する安定度を過渡安定度計算により算出する過渡安定度演算部１５３と、安定化制御なしの条件における過渡安定度計算の演算結果に基づいて、安定化制御の要否を判断する制御要否判定部１５４と、想定事故に対する安定化制御候補のリストを生成する制御候補生成部１５５と、安定化制御候補のリストに基づいて、各安定化制御候補の安定化効果を概算し、安定化制御候補について効果順位を決定する効果順位評価部１５６と、効果順位に基づいて順次演算される、過渡安定度演算部１５３による過渡安定度計算の演算結果に基づいて、安定化制御候補から、安定化制御対象を決定する制御対象決定部１５７と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一定周期で演算を行い、想定事故ごとに安定化制御対象を決定する演算部と、前記安定化制御対象を遮断する安定化制御を実行する制御部と、を備える系統安定化システムにおいて、
前記演算部は、
同期発電機と再生可能エネルギー電源を含む電力系統において、前記想定事故に関する安定度を過渡安定度計算により算出する過渡安定度演算部と、
安定化制御なしの条件における前記過渡安定度計算の演算結果に基づいて、安定化制御の要否を判断する制御要否判定部と、
前記想定事故に対する安定化制御候補のリストを生成する制御候補生成部と、
前記安定化制御候補のリストに基づいて、各安定化制御候補の安定化効果を概算し、前記安定化制御候補について効果順位を決定する効果順位評価部と、
前記効果順位に基づいて順次演算される、前記過渡安定度演算部による前記過渡安定度計算の演算結果に基づいて、前記安定化制御候補から、前記安定化制御対象を決定する制御対象決定部と、を有する系統安定化システム。

【請求項2】

前記演算部の前記効果順位評価部は、
前記過渡安定度演算部が演算した安定化制御なしの条件で計算した演算結果から、安定化制御直前の各同期発電機の有効電力を含む、所定の情報を抽出する情報抽出部と、
選択した前記安定化制御候補の遮断を反映した回路計算を実施して、安定化制御直後の各同期発電機の有効電力を計算する直後有効電力演算部と、
各同期発電機の有効電力を、一機の同期発電機相当の有効電力に換算する有効電力変換部と、
前記安定化制御直後の一機の同期発電機相当の有効電力と、前記安定化制御直前の一機の同期発電機相当の有効電力の差分から、安定化制御前後の有効電力の増加分を求める増加分演算部と、
前記安定化制御候補を、前記増加分が大きい順に並べ替えることで前記安定化制御候補の前記効果順位を決定する順位決定部と、
を有する請求項１記載の系統安定化システム。

【請求項3】

前記情報抽出部は、前記過渡安定度演算部が演算した安定化制御なしの条件で計算した演算結果から、安定化制御直前のアドミタンス行列をさらに抽出し、
前記直後有効電力演算部は、前記安定化制御直前のアドミタンス行列に、選択した前記安定化制御候補の遮断を反映した回路計算を実施する、
請求項２記載の系統安定化システム。

【請求項4】

前記演算部の前記効果順位評価部は、
前記過渡安定度演算部が演算した安定化制御なしの条件で計算した演算結果から、安定化制御直前の各同期発電機の有効電力を含む、所定の情報を抽出する情報抽出部と、
選択した前記安定化制御候補の遮断を反映した潮流計算を実施して、安定化制御直後の各同期発電機の有効電力を計算する潮流計算実行部と、
各同期発電機の有効電力を、一機の同期発電機相当の有効電力に換算する有効電力変換部と、
前記安定化制御直後の一機の同期発電機相当の有効電力と、前記安定化制御直前の一機の同期発電機相当の有効電力の差分から、安定化制御前後の有効電力の増加分を求める増加分演算部と、
前記安定化制御候補を、前記増加分が大きい順に並べ替えることで前記安定化制御候補の前記効果順位を決定する順位決定部と、
を有する請求項１記載の系統安定化システム。

【請求項5】

前記潮流計算実行部は、
選択した安定化制御候補に含まれる発電機ノードで一定量の無効電力を変化させた第一の潮流計算と、
選択した安定化制御候補の有効電力を安定化制御候補外の前記同期発電機に割り当てて行う第二の潮流計算と、
前記第二の潮流計算の結果から演算した負荷の変動分を反映して行う第三の潮流計算と、
安定化制御候補外の同期発電機の有効電力の合計値と安定化制御直前の有効電力の合計値の差分を、前記安定化制御候補外の前記同期発電機に上乗せして行う第四の潮流計算と、
を実行するように構成される請求項４記載の系統安定化システム。

【請求項6】

前記演算部の前記効果順位評価部が、前記安定化制御前後の前記増加分を正規化する正規化部をさらに備え、
前記順位決定部は、前記安定化制御候補を、前記増加分を正規化した値が大きい順に並べ替えることで前記安定化制御候補の前記効果順位を決定する、
請求項２又は４記載の系統安定化システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、同期発電機と再生可能エネルギー電源を含む電力系統において、安定化制御対象の同期発電機や再生可能エネルギー電源等を決定する系統安定化システムに関する。

【背景技術】

【0002】

電力系統で地絡等の事故が発生した場合、系統安定化システムにおいて、安定化制御が実行される。安定化制御は、事故発生時に速やかに一部の同期発電機を遮断することで、系統事故時における同期発電機の脱調を防止する制御である。安定化制御においては、一定周期で収集した電力系統の情報から電力系統モデルを作成し、過渡安定度計算により想定される系統事故が発生したときの電力系統の状態を評価することで、同期発電機の脱調有無が判断される。その上で、脱調防止に必要な安定化制御の対象である遮断する同期発電機を、事故発生前に予め決定する安定化制御の手法がある。

【0003】

また、近年、同期発電機とは構造が異なる再生可能エネルギー電源が増加している。安定化制御において、脱調防止のために遮断する対象として、再生可能エネルギー電源を含めた手法が検討されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】「付録２ 脱調未然防止リレーシステム事例」、電気学会技術報告 第８０１号、ｐ．１５３－１５４、社団法人 電気学会、平成１２年１０月

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第６２２３８３３号公報

【特許文献2】特許第７０９８５１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来の安定化制御では、脱調防止に作用する力、即ち安定化効果を評価し、安定化効果が高い順に過渡安定度計算を試行し、脱調防止に必要な遮断対象となる同期発電機や再生可能エネルギー電源が選定されていた。過渡安定度計算は、安定化効果の評価の際にも行われる。具体的には、遮断候補の再生可能エネルギー電源および同期発電機について、単体およびそれら複数の組合せを遮断した場合について、それぞれ過渡安定度計算を行った結果により安定化効果が評価される。

【0007】

遮断候補の再生可能エネルギー電源や同期発電機が多くなると、安定化効果の評価に要する過渡安定度計算の回数が増大する。遮断候補の増加に伴い、演算周期が長くなり、系統安定化システムの性能が低下する場合がある。また、演算周期を最適化するためには、余分に計算機を用意する必要があり、費用の負担は避けられない。

【0008】

本実施形態は、上記課題を解決するためのものであり、同期発電機の脱調防止に必要な遮断対象を決定する際の計算量を低減した、系統安定化システム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】

【0009】

実施形態の系統安定化システムは、一定周期で演算を行い、想定事故ごとに安定化制御対象を決定する演算部と、前記安定化制御対象を遮断する安定化制御を実行する制御部と、を備える系統安定化システムにおいて、前記演算部は、さらに次のような構成を備える。
（１）同期発電機と再生可能エネルギー電源を含む電力系統において、前記想定事故に関する安定度を過渡安定度計算により算出する過渡安定度演算部。
（２）安定化制御なしの条件における前記過渡安定度計算の演算結果に基づいて、安定化制御の要否を判断する制御要否判定部。
（３）前記想定事故に対する安定化制御候補のリストを生成する制御候補生成部。
（４）前記安定化制御候補のリストに基づいて、各安定化制御候補の安定化効果を概算し、前記安定化制御候補について効果順位を決定する効果順位評価部。
（５）前記効果順位に基づいて順次演算される、前記過渡安定度演算部による前記過渡安定度計算の演算結果に基づいて、前記安定化制御候補から、前記安定化制御対象を決定する制御対象決定部。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第一実施形態に係る系統安定化システムの構成を説明する全体図である。

【図2】安定化制御候補のリストの一例を示す表である。

【図3】第一実施形態に係る系統安定化システムの動作を示すフローチャートである。

【図4】第一実施形態に係る系統安定化システムの安定化効果の評価動作を示すフローチャートである。

【図5】第二実施形態に係る系統安定化システムの構成を説明する全体図である。

【図6】第二実施形態に係る系統安定化システムの安定化効果の評価動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［１．第一実施形態］
［１－１．全体構成］
以下、第一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。以下の説明において、同一構成の装置や部材が複数ある場合、それらについて同一の番号を付して説明を行う。また、複数の同じ構成要素は、共通の符号の末尾に、「－」（ハイフン）を介して「１」、「２」等の添え字を付すことにより区別する。なお、複数の同じ構成要素を互いに区別しない場合には、共通の符号のみ示し、添え字は省略する。

【0012】

図１は、第一実施形態に係る系統安定化システム１１と、系統安定化システム１１が適用される電力系統１の構成例を示す模式図である。

【0013】

（電力系統）
電力系統１は、母線２（母線２－１～２－５）と、送電線３（送電線３－１～３－５）と、変圧器４（変圧器４－１～４－６）と、発電機５（発電機５－１～５－６）と、遮断器６（遮断器６－１～６－６）を備える。

【0014】

発電機５は、再生可能エネルギー電源または同期発電機である。再生可能エネルギー電源は、太陽光、風力等の再生可能エネルギーにより発電し、電力変換器を介して接続される電源である。同期発電機は、発電に用いるエネルギーは様々ながら、火力機、原子力機、水力機等の同期機を駆動することで発電する機器である。発電機５で発電された電力は、変圧器４、母線２および送電線３を介して需要家に供給される。

【0015】

変圧器４は、発電機５により発電される電力の電圧を所定電圧に変圧する。変圧器４－１～４－６は、それぞれ発電機５－１～５－６から出力された電力の電圧を、予め定められた電圧に変換する。例えば、変圧器４－１は、発電機５－１により発電される電力の電圧を所定電圧に変圧するよう構成される。

【0016】

遮断器６は、発電機５により発電される電力の需要家への供給を遮断する開閉器である。遮断器６－１～６－６は、それぞれ５－１～５－６から出力された電力を遮断する。例えば、遮断器６－１は、発電機５－１により発電される電力の供給を遮断するように構成される。

【0017】

（系統安定化システム）
系統安定化システム１１は、情報端末１２（情報端末１２－１～１２－５）と、制御端末１３（制御端末１３－１～１３－４）と、伝送系１４と、演算部１５と、制御部１６を備える。

【0018】

情報端末１２は、発電機５から母線２を介して需要家に供給される電力に関する情報（以下、系統情報と称する）を計測する検出装置である。情報端末１２－１～１２－５は、それぞれ母線２－１～２－５を介して供給される電力について、系統情報を計測する。例えば、情報端末１２－１は、母線２－１に接続する送電線３－１、３－２、３－５により供給される電力等に関する電力情報、および送電線３－１等の接続情報を含む系統情報を計測する。

【0019】

系統情報は、電力系統１の各構成要素（母線２、送電線３、変圧器４、発電機５、遮断器６）における電力の需給状態に関する電力情報、およびその接続状態に関する接続情報を含む。電力情報は、送電線３や変圧器４の有効電力と無効電力、母線２に印加される母線電圧などの情報を含む。接続情報は、送電線３と変圧器４の接続状態の情報を含む。系統情報は、例えば、電力系統１における各母線２の電圧や位相角、送電線３の有効電力潮流や無効電力潮流、発電機５の起動・停止情報、などの情報をさらに含む。

【0020】

情報端末１２は、電力系統１において電力機器に発生した、例えば地絡等の事故に関する事故情報を取得可能に構成される。事故情報は、例えば、送電線３に事故が発生した場合、事故にかかる電力機器および事故様相を示す情報である。

【0021】

制御端末１３は、遮断器６の遮断を制御する端末である。制御端末１３は、伝送系１４を介し、制御部１６に接続される。制御端末１３－１～１３－４は、制御部１６からの制御信号に応じて、遮断器６－１～６－６を制御し、発電機５－１～５－６からの電力の供給を遮断することができる。例えば、制御端末１３－１は、制御部１６からの制御信号に応じて、遮断器６－１、６－２を制御し、母線２－４を介した、発電機５－１および５－２からの電力の供給の遮断を制御するように構成される。

【0022】

伝送系１４は、有線または無線による専用線、電話回線またはインターネット回線等により構成される。伝送系１４は、系統安定化システム１１の制御部１６から送信された制御信号を各遮断器６に配置された制御端末１３に伝送する。伝送系１４は、電力系統１に配置された情報端末１２から送信された系統情報等を系統安定化システム１１の演算部１５に伝送する。

【0023】

演算部１５は、コンピュータなどにより構成される。制御部１６は、送受信回路などを備えたディジタルリレーなどにより構成される。演算部１５と制御部１６は通信可能に接続されている。なお、演算部１５と制御部１６は、コンピュータにより一体に構成することもできる。演算部１５および制御部１６について、ハードウェアでの処理範囲や、プログラムを含むソフトウェアでの処理範囲に関しては適宜設定可能であり、特定の態様に限定されない。

【0024】

演算部１５は、事故が発生する前に、予め一定周期で演算を繰り返して、電力系統１を安定化させ、発電機５の脱調を防止するために遮断すべき安定化制御対象を、想定事故ごとに決定する機能を有する。演算部１５は、情報端末１２が測定した系統情報等を伝送系１４を介して入力されている。演算部１５は、記憶部１５１、系統データ作成部１５２、過渡安定度演算部１５３、制御要否判定部１５４、制御候補生成部１５５、効果順位評価部１５６、および制御対象決定部１５７を備える。

【0025】

記憶部１５１は、系統安定化システム１１の動作に必要な各種の情報を記憶する記憶部である。記憶部１５１は、半導体メモリやハードディスクのような記憶媒体にて構成される。記憶部１５１は、電力系統１における想定事故条件や、情報端末１２から取得した系統情報や、演算部１５の各構成要素が作成したデータや演算結果等が記憶される。記憶された情報は、演算部１５の各構成要素の演算や、制御部１６に対する出力のために使用可能に構成される。

【0026】

系統データ作成部１５２は、伝送系１４を介して取得した系統情報と、予め保存された各種設定情報に基づいて、系統モデルを作成する処理部である。系統モデルは、電力系統１をモデル化したデータである。系統データ作成部１５２は、作成した系統モデルを、過渡安定度演算部１５３に送信する。

【0027】

過渡安定度演算部１５３は、系統データ作成部１５２により作成された系統モデルに基づき、解析シミュレーションを行う演算部である。過渡安定度演算部１５３は、安定化制御なしの条件、または、安定化制御ありの条件で、想定事故に関する安定度を算出可能に構成される。過渡安定度演算部１５３は、安定化制御なしの条件で計算した演算結果を、制御要否判定部１５４に出力する。

【0028】

安定化制御ありの条件で演算を行う場合、過渡安定度演算部１５３は、予め設定されている複数の想定事故条件から１つの想定事故条件を選択し、過渡安定度計算を行うよう構成される。過渡安定度演算部１５３は、効果順位評価部１５６が決定した効果順位に従って、効果順位の高い安定化制御候補から順に、過渡安定度計算を行うように構成される。

【0029】

制御要否判定部１５４は、過渡安定度演算部１５３が計算した安定化制御なしの条件における演算結果に基づいて、安定化制御の要否を判断する処理部である。制御要否判定部１５４は、ある想定事故条件において、安定化制御を行わない場合に、発電機５の脱調があるか否かを確認する。制御要否判定部１５４は、発電機５が不安定になると判断した場合、安定化制御が必要であると判定する。また、制御要否判定部１５４は、不安定な発電機５がない場合には、安定化制御が不要であると判定する。制御要否判定部１５４は、想定事故条件について、安定化制御の要否に関する情報を関連付けて、記憶部１５１に保存する。

【0030】

制御候補生成部１５５は、制御要否判定部１５４が、安定化制御が必要であると判断した場合に、想定事故に対する安定化制御候補のリストを生成する処理部である。安定化制御候補とは、想定事故条件について安定化制御の対象となり得る発電機５等を示す。制御候補生成部１５５は、予め記憶部１５１に保存されている、想定事故条件ごとの安定化制御候補のリストから、条件に合う安定化制御候補のリストを取得する構成として良い。例えば、発電機５－１～５－３の３台を安定化制御の候補とした場合、制御候補生成部１５５は、図２に示すような安定化制御候補のリストを生成する。

【0031】

図２の１~３はそれぞれの発電機５を１台ずつ切った場合、４~６は２台の発電機５を組み合わせた場合、７は全ての発電機５を遮断した場合の安定化制御候補を示す。このように、安定化制御候補は、ある発電機５単体であっても、複数の発電機５の組み合わせであっても良い。なお、安定化制御の対象は、発電機５に限定されない。安定化制御の対象は、複数の発電機５が集約された送電線３を対象として良い。すなわち、電力系統１の一部を遮断することで、残る大部分の電力系統１から有効電力が喪失する状況を作り出せるものであれば、安定化制御の対象とすることができる。

【0032】

効果順位評価部１５６は、制御候補生成部１５５が作成した安定化制御候補のリストに基づいて、各安定化制御候補の安定化効果を概算し、リスト中の安定化制御候補について効果順位を決定する処理部である。効果順位評価部１５６は、情報抽出部１５６１、直後有効電力演算部１５６２、有効電力変換部１５６３、増加分演算部１５６４、正規化部１５６５、および順位決定部１５６６、を備える。なお、上記の説明では、発電機５は再生可能エネルギー電源および同期発電機と定義しているが、効果順位評価部１５６の安定効果の概算は、同期発電機を対象とするため、同期発電機と記載する。

【0033】

情報抽出部１５６１は、過渡安定度演算部１５３が演算した安定化制御なしの条件で計算した演算結果から、一機の同期発電機相当の有効電力を演算するために必要な所定の情報を抽出する処理部である。具体的には、情報抽出部１５６１は、電力系統１の接続状態を表す安定化制御直前のアドミタンス行列［Ｙ］と、安定化制御直前の同期発電機等の状態を表すノード注入電流ベクトル［Ｉ］と、各同期発電機の内部インピーダンスＺ_Ｇと、安定化制御直前の同期発電機の内部電圧Ｅ_Ｇと、安定化制御直前の各同期発電機の有効電力Ｐ_Ｇを、安定化制御なしの条件での過渡安定度計算の演算結果から抽出する。

【0034】

直後有効電力演算部１５６２は、選択した安定化制御候補の遮断を反映した回路計算を実施して、安定化制御直後の各同期発電機の有効電力Ｐ_Ｇを計算する演算部である。直後有効電力演算部１５６２は、まず、安定化制御直前のアドミタンス行列［Ｙ］に、選択した安定化制御候補に含まれる同期発電機が遮断された状態を反映する。次に、直後有効電力演算部１５６２は、アドミタンス行列［Ｙ］の逆行列［Ｙ］^－１を計算し、逆行列［Ｙ］^－１と安定化制御直前のノード注入電流ベクトル［Ｉ］の乗算により安定化制御直後のノード電圧ベクトル［Ｖ］を求める。

【0035】

そして、直後有効電力演算部１５６２は、各同期発電機の端子電圧Ｖ_Ｇをノード電圧ベクトル［Ｖ］から抽出し、各同期発電機の内部インピーダンスＺ_Ｇと内部電圧Ｅ_Ｇを用いて、以下の（数１）で安定化制御直後の各同期発電機の有効電力Ｐ_Ｇを計算する。

【0036】

（数１）

【0037】

上記（数１）において、Ｖ_Ｇと、Ｅ_Ｇと、Ｚ_Ｇは複素数である。Ｃｏｎｊ（ ）は共役複素数を求める機能であり、Ｒ_ｅ｛ ｝は複素数の実部を抽出する機能である。

【0038】

有効電力変換部１５６３は、各同期発電機の有効電力Ｐ_Ｇを、一機の同期発電機相当の有効電力Ｐに換算する処理部である。有効電力変換部１５６３は、情報抽出部１５６１が抽出した安定化制御直前の各同期発電機の有効電力Ｐ_Ｇを、一機の同期発電機相当の有効電力Ｐに換算する。

【0039】

有効電力変換部１５６３における換算処理に用いられる換算式を、（数２）～（数６）に示す。
（数２）

【0040】

（数３）

【0041】

（数４）

【0042】

（数５）

【0043】

（数６）

【0044】

上記（数２）～（数６）において、ｉ＝１～ｎは不安定同期発電機、ｊ＝１～ｍは安定同期発電機に対応する。安定化制御なしの過渡安定度計算で脱調した同期発電機を不安定同期発電機とし、それ以外を安定同期発電機と分類する。Ｐ_Ｇは各同期発電機の有効電力、Ｐ１は不安定同期発電機の有効電力合計値、Ｐ２は安定同期発電機の有効電力合計値である。Ｍは各同期発電機の単位慣性定数であり、Ｍ１は不安定同期発電機の慣性定数合計値、Ｍ２は安定同期発電機の慣性定数合計値である。

【0045】

また、有効電力変換部１５６３は、直後有効電力演算部１５６２が演算した安定化制御直後の各同期発電機の有効電力Ｐ_Ｇを、一機の同期発電機相当の有効電力Ｐに換算する。上記（数２）～（数６）を用いて換算可能であるが、選択した安定化制御候補の組合せ中に同期発電機が含まれる場合は、不安定同期発電機の有効電力合計値Ｐ_１、または、安定同期発電機の有効電力合計値Ｐ_２や、不安定同期発電機の慣性定数合計値Ｍ_１、または、安定同期発電機の慣性定数合計値Ｍ_２から、選択した安定化制御候補の組合せに含まれる同期発電機の分を減じる。

【0046】

増加分演算部１５６４は、安定化制御直後の一機の同期発電機相当の有効電力Ｐと、安定化制御直前の一機の同期発電機相当の有効電力Ｐの差分から、安定化制御前後の有効電力Ｐの増加分を求める演算部である。増加分演算部１５６４は、制御候補生成部１５５が生成した安定化制御候補のそれぞれに対して、安定化制御前後の有効電力Ｐの増加分を求める。

【0047】

正規化部１５６５は、増加分演算部１５６４が求めた安定化制御前後の有効電力Ｐの増加分を正規化する処理部である。正規化部１５６５は、安定化制御前後の有効電力Ｐを制御量で除して、正規化した値を求める。ここで、制御量とは、各安定化制御候補に含まれる発電機５の事故発生前の有効電力Ｐの合計値である。

【0048】

順位決定部１５６６は、増加分演算部１５６４が演算した有効電力Ｐの増加分、または正規化部１５６５が求めた正規化した値に基づいて、安定化制御候補のリストに含まれる安定化制御候補を、増加分または正規化した値の大きい順に並べ替えることで安定化制御候補の順位を決定する処理部である。順位決定部１５６６は、リストに含まれる安定化制御候補を並べ替えて効果順位テーブルを作成し、効果順位テーブルを記憶部１５１に保存する。

【0049】

制御対象決定部１５７は、効果順位評価部１５６が決定した効果順位に基づいて順次演算される、過渡安定度演算部１５３による過渡安定度計算の演算結果に基づいて、安定化制御候補から、安定化制御の対象を決定する処理部である。制御対象決定部１５７は、過渡安定度計算の演算結果から、発電機５が脱調するなど不安定な状態があるか否かを判定し、不安定な状態がない場合には、当該安定化制御候補を安定化制御対象として決定する。また、制御対象決定部１５７は、過渡安定度計算の演算結果に不安定な状態がある場合には、次の効果順位の安定化制御候補の演算結果の判定を行う。制御対象決定部１５７は、決定した安定化制御対象の識別情報を、想定事故条件と関連付けて、記憶部１５１に保存する。制御対象決定部１５７は、決定した安定化制御対象の識別情報を、想定事故条件と関連付けて制御部１６に送信し、制御部１６の記憶部に保存しても良い。

【0050】

制御部１６は、安定化制御対象を遮断するための制御信号を出力し、安定化制御を実行する処理部である。制御部１６は、伝送系１４を介して情報端末１２からの事故情報を受信すると、制御対象決定部１５７から渡された想定事故条件と安定化制御対象の識別情報の中から、発生した事故に合致する情報を探索する。そして、制御部１６は、探索した対応する安定化制御対象を遮断するための制御信号を、伝送系１４を介して対応する制御端末１３に送信する。

【0051】

［１－２．第一実施形態の作用］
本実施形態の安定化制御手順について、図３および４を参照しつつ説明する。図３は、本実施形態の安定化系統システムにより、安定化制御対象を決定する処理を示すフローチャートである。図４は、安定化制御候補の効果順位を評価する処理を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、安定化制御対象の決定に関するフローについて具体的に説明し、実際の事故内容や発電機５の遮断に関する説明については省略する。

【0052】

上述の通り、系統安定化システム１１においては、事故が発生する前に、予め一定周期で演算を繰り返して、安定制御対象を想定事故ごとに決定する処理を行う。まず、系統データ作成部１５２は、情報端末１２で計測された電圧、有効電力、無効電力、遮断器６の開閉状態などの系統情報を取り込み、予め保存されている各種設定情報と組み合わせて、電力系統モデルを作成する（ステップＳ１００）。

【0053】

次に、過渡安定度演算部１５３は、予め設定されている複数の想定事故条件から１つの想定事故条件を選択し（ステップ２００）、全ての想定事故条件について安定化制御対象の決定が完了したか否かを判定する（ステップＳ３００）。

【0054】

全ての想定事故条件について計算が完了していない場合は（ステップＳ３００ Ｎｏ）、過渡安定度演算部１５３は、まず安定化制御なしの条件で過渡安定度計算を実施する（ステップＳ４００）。制御要否判定部１５４は、過渡安定度演算部１５３が計算した安定化制御なしの条件における演算結果に基づいて、発電機５が脱調するなどの不安定な状態があるか否かを判定する（ステップＳ５００）。

【0055】

過渡安定度計算の結果、発電機５が不安定ではない場合は（ステップＳ５００ Ｎｏ）、制御要否判定部１５４は、安定化制御は不要という制御内容をステップＳ２００で設定した想定事故条件の内容と関連づけて保存する（ステップＳ６００）。そして、ステップＳ２００に戻り、過渡安定度演算部１５３は、次の想定事故条件について演算を行う。

【0056】

一方、過渡安定度計算の結果、発電機５が不安定になる場合は（ステップＳ５００ Ｙｅｓ）、制御要否判定部１５４は、安定化制御が必要と判断する。制御要否判定部１５４が、安定化制御が必要であると判断した場合に、制御候補生成部１５５は、予め設定されている安定化制御候補のリストを生成する（ステップＳ７００）。

【0057】

効果順位評価部１５６は、制御候補生成部１５５が作成した安定化制御候補のリストに基づいて、各安定化制御候補の安定化効果を概算し、リスト中の安定化制御候補について順位を決定する（ステップＳ８００）。このステップＳ８００の安定化制御候補の順位付けについて、図４を参照して詳細に説明する。

【0058】

図４に示す通り、情報抽出部１５６１は、過渡安定度演算部１５３が演算した安定化制御なしの条件で計算した演算結果から、必要な情報を抽出する（ステップＳ８０１）。そして、有効電力変換部１５６３は、情報抽出部１５６１が抽出した安定化制御直前の各同期発電機の有効電力Ｐ_Ｇを、一機の同期発電機相当の有効電力Ｐに換算する（ステップＳ８０２）。

【0059】

次に、効果順位評価部１５６は、図３のステップＳ７００で生成した安定化制御候補のリストについて、全ての候補の効果評価が完了したか否かを判定する（ステップＳ８０３）。効果順位評価部１５６は、全ての安定化制御候補の効果評価が完了していない場合は（ステップＳ８０３ Ｎｏ）、安定化制御候補のリストの中で未評価の安定化制御候補を一つ選択する（ステップＳ８０４）。そして、直後有効電力演算部１５６２は、選択した安定化制御候補に含まれる同期発電機が遮断された状態を反映した回路計算を実施して、安定化制御直後の各同期発電機の有効電力Ｐ_Ｇを計算する（ステップＳ８０５）。

【0060】

有効電力変換部１５６３は、直後有効電力演算部１５６２が演算した安定化制御直後の各同期発電機の有効電力Ｐ_Ｇを、一機の同期発電機相当の有効電力Ｐに換算する（ステップＳ８０６）。そして、増加分演算部１５６４が、安定化制御直後の一機の同期発電機相当の有効電力Ｐと、安定化制御直前の一機の同期発電機相当の有効電力Ｐの差分から、安定化制御前後の有効電力Ｐの増加分を求める（ステップＳ８０７）。

【0061】

そして、ステップＳ８０３に戻り、ステップＳ８０３からステップＳ８０７を繰り返し、図２のステップＳ７００で生成したリスト中の全ての安定化制御候補について、それぞれ安定化制御前後の有効電力増加分を計算する。安定化制御候補のリスト中、全ての安定化制御候補の効果評価が完了した場合（ステップＳ８０３ Ｙｅｓ）、正規化部１５６５は、増加分演算部１５６４が求めた安定化制御前後の有効電力Ｐの増加分を制御量で除して正規化する。また、順位決定部１５６６は、正規化部１５６５が求めた正規化した値に基づいて、安定化制御候補のリストに含まれる安定化制御候補を、正規化した値の大きい順に並べ替えた効果順位テーブルを作成し、効果順位テーブルを記憶部１５１に保存する（ステップＳ８０８）。

【0062】

ステップＳ８００において、各安定化制御候補の安定化効果を概算し、リスト中の安定化制御候補について順位を決定すると、図３のステップＳ９００に進む。そして、制御対象決定部１５７は、効果順位テーブルにおいて、安定化効果が最も高い安定化制御候補を選択し（ステップＳ９００）、過渡安定度演算部１５３に出力する。過渡安定度演算部１５３は、制御対象決定部１５７から取得した安定化制御候補について、安定化制御ありの条件で過渡安定度計算を行う（ステップＳ１０００）。

【0063】

制御対象決定部１５７は、過渡安定度計算の演算結果から、発電機５が脱調するなど不安定な状態がない場合（ステップＳ１１００ Ｎｏ）、当該安定化制御候補を安定化制御対象として決定する。制御対象決定部１５７は、決定した安定化制御対象の識別情報を、想定事故条件と関連付けて、記憶部１５１に保存する（ステップＳ１２００）、次の想定事故条件の設定に進む（ステップＳ２００）。そして、全ての想定事故条件についての計算完了し、脱調防止に必要な安定化制御対象の決定を完了していた場合は（ステップＳ３００ Ｙｅｓ）、処理を終了する。一方、過渡安定度計算の演算結果から、発電機５が脱調するなど不安定な状態の場合（ステップＳ１１００ Ｙｅｓ）、安定化制御候補の選択に戻る（ステップＳ９００）。

【0064】

［１－３．第一実施形態の効果］
（１）本実施形態の系統安定化システム１１は、一定周期で演算を行い、想定事故ごとに安定化制御対象を決定する演算部１５と、安定化制御対象を遮断する安定化制御を実行する制御部１６と、を備える系統安定化システム１１において、演算部１５は、同期発電機と再生可能エネルギー電源を含む電力系統１において、想定事故に関する安定度を過渡安定度計算により算出する過渡安定度演算部１５３と、安定化制御なしの条件における過渡安定度計算の演算結果に基づいて、安定化制御の要否を判断する制御要否判定部１５４と、想定事故に対する安定化制御候補のリストを生成する制御候補生成部１５５と、安定化制御候補のリストに基づいて、各安定化制御候補の安定化効果を概算し、安定化制御候補について効果順位を決定する効果順位評価部１５６と、効果順位に基づいて順次演算される、過渡安定度演算部１５３による過渡安定度計算の演算結果に基づいて、安定化制御候補から、安定化制御対象を決定する制御対象決定部１５７と、を有する。

【0065】

従来の安定化制御では、安定化制御候補について、それぞれ過渡安定度計算を行った結果により安定化効果が評価されていた。すなわち、安定化制御候補の効果順位を決定する場合も、過渡安定度計算が実行されていた。そのため、過渡安定度計算を実行する回数が増大し、演算周期の長期化や、システムの煩雑化を招く虞があった。

【0066】

一方、本実施形態の効果順位評価部１５６は、各安定化制御候補の安定化効果を概算で求め、安定化制御候補について効果順位を決定する。すなわち、安定化制御候補の効果順位の決定に際して、過渡安定度計算を実行しない。よって、同期発電機の脱調防止に必要な遮断対象を決定する際の計算量を低減した、系統安定化システム１１が提供できる。このような系統安定化システム１１では、演算周期の長期化や、システムの煩雑化を回避することが可能である。

【0067】

（２）演算部１５の効果順位評価部１５６は、過渡安定度演算部１５３が演算した安定化制御なしの条件で計算した演算結果から、安定化制御直前の各同期発電機の有効電力を含む、所定の情報を抽出する情報抽出部１５６１と、選択した安定化制御候補の遮断を反映した回路計算を実施して、安定化制御直後の各同期発電機の有効電力を計算する直後有効電力演算部１５６２と、各同期発電機の有効電力を、一機の同期発電機相当の有効電力に換算する有効電力変換部１５６３と、安定化制御直後の一機の同期発電機相当の有効電力と、安定化制御直前の一機の同期発電機相当の有効電力の差分から、安定化制御前後の有効電力の増加分を求める増加分演算部１５６４と、安定化制御候補を、増加分が大きい順に並べ替えることで安定化制御候補の効果順位を決定する順位決定部１５６６と、を有する。

【0068】

過渡安定度計算は、微分方程式の解法などを含む計算を１０ミリ秒などの時間刻みで繰り返すことにより、数百ミリ秒から１０秒といった時系列の状態を求めるため、計算に時間がかかり、演算周期の長期化を招き得る。本実施形態では、過渡安定度演算部１５３が演算した安定化制御なしの条件で計算した演算結果から、情報抽出部１５６１が抽出した情報を利用して、直後有効電力演算部１５６２が、安定化制御直後の各同期発電機の有効電力を計算する。従って、少ない演算量（計算時間）で効果の高い安定化制御候補の組合せを選び出すことができる。

【0069】

（３）情報抽出部１５６１は、過渡安定度演算部１５３が演算した安定化制御なしの条件で計算した演算結果から、安定化制御直前のアドミタンス行列をさらに抽出し、直後有効電力演算部１５６２は、安定化制御直前のアドミタンス行列に、選択した安定化制御候補の遮断を反映した回路計算を実施する。

【0070】

情報抽出部１５６１抽出した安定化制御直前のアドミタンス行列を利用して、直後有効電力演算部１５６２が安定化制御直後の各同期発電機の有効電力を計算する。このような本実施形態では、行列演算と四則演算の組合せによる回路計算で、一機の同期発電機相当に換算した安定化制御前後の有効電力増加分を計算することができる。よって、演算負荷を低減させることができる。

【0071】

（４）演算部１５の効果順位評価部１５６が、安定化制御前後の増加分を正規化する正規化部１５６５をさらに備え、順位決定部１５６６は、安定化制御候補を、増加分を正規化した値が大きい順に並べ替えることで安定化制御候補の効果順位を決定する。

【0072】

安定化制御前後の有効電力の増加分は、制御対象となる同期発電機の台数に比例して大きくなる。そのため、制御台数が多い安定化制御候補が多い程、安定化効果が高く算出される可能性がある。従って、正規化部１５６５を設け、増加分を正規化した値で効果順位を決定することにより、より正確に効果順位を決定することが可能となる。

【0073】

［２．第二実施形態］
［２－１．全体構成］
図５および６を参照して、第二実施形態に係る系統安定化システム１１について説明する。本実施形態の系統安定化システム１１は、第一実施形態にかかる系統安定化システム１１の構成と基本的には同じである。なお、以下の説明では、「選択した安定化制御候補に含まれない」ことを、安定化制御候補外と称する。例えば、選択した安定化制御候補に含まれない同期発電機は、安定化制御候補外の同期発電機と表現して説明する。

【0074】

本実施形態の系統安定化システム１１は、直前有効電力合計部１５７０、潮流計算データ作成部１５７１、第一の潮流計算実行部１５７２、変化比率演算部１５７３、第二の潮流計算実行部１５７４、第三の潮流計算実行部１５７５、候補外有効電力合計部１５７６、第四の潮流計算実行部１５７７、をさらに有する。説明の便宜上、潮流計算実行部を、第一の潮流計算実行部～第四の潮流計算実行部に分けて説明するが、同一の処理部で全ての潮流計算を行うことを排除する意図はない。

【0075】

また、本実施形態の系統安定化システム１１は、第一実施形態の直後有効電力演算部１５６２を有しない。本実施形態の説明では、第一実施形態に係る系統安定化システム１１と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0076】

本実施形態では、情報抽出部１５６１は、過渡安定度演算部１５３が演算した安定化制御なしの条件で計算した演算結果から、各ノードの電圧、有効電力、無効電力等、潮流計算に必要な情報を抽出する。また、情報抽出部１５６１は、上記実施形態と同様に、安定化制御直前の各同期発電機の有効電力Ｐ_Ｇを、安定化制御なしの条件での過渡安定度計算の演算結果から抽出する。

【0077】

直前有効電力合計部１５７０は、情報抽出部１５６１が抽出した安定化制御直前の各同期発電機の有効電力Ｐ_Ｇを合計し、合計値ΣＰ_Ｇ０を演算する処理部である。

【0078】

潮流計算データ作成部１５７１は、安定化制御直前の状態を反映した潮流計算データを作成する処理部である。潮流計算データ作成部１５７１は、情報抽出部１５６１が抽出した各ノードの電圧、有効電力、無効電力等のデータを、過渡安定度計算の初期値を計算するために使われている潮流計算の入力データに反映することで、安定化制御直前の状態を反映した潮流計算データを作成する。

【0079】

第一の潮流計算実行部１５７２は、所定の条件で第一の潮流計算を実行する演算部である。第一の潮流計算実行部１５７２は、選択した安定化制御候補に含まれる発電機ノードで一定量の無効電力Ｑを変化させた第一の潮流計算を行うよう構成される。なお、第一の潮流計算実行部１５７２は、無効電力Ｑを変化させる前にも潮流計算を実行する。

【0080】

変化比率演算部１５７３は、第一の潮流計算の結果から、安定化制御候補外の発電機ノード毎の無効電力Ｑの変化比率を演算する処理部である。変化比率演算部１５７３は、第一の潮流計算実行部１５７２が実行した、選択した安定化制御候補に含まれる発電機ノードで一定量の無効電力を変化させた潮流計算の演算結果を用いて変化比率を演算する。よって、変化比率は、選択した安定化制御候補に含まれる発電機ノードで一定量の無効電力を変化させた影響が、安定化制御候補外の発電機５にどのように伝搬するかを示すと言える。

【0081】

変化比率演算部１５７３は、安定化制御候補外の同期発電機ノードにおける無効電力Ｑの変化量ΔＱを算出し、安定化制御候補外の同期発電機ノード毎のＱ変化比率を、以下の（数７）で求めるよう構成される。

【0082】

（数７）

【0083】

上記（数７）において、ｉは安定化制御候補外の同期発電機の番号、ｎは安定化制御候補外の同期発電機の総数である。

【0084】

第二の潮流計算実行部１５７４は、所定の条件で第二の潮流計算を実行する演算部である。第二の潮流計算実行部１５７４は、選択した安定化制御候補に含まれる発電機の有効電力の設定値をゼロにした上で、選択した安定化制御候補に含まれる発電機の安定化制御直前の有効電力総和を後述するＱ変化比率で案分し、安定化制御候補外の同期発電機の有効電力に上乗せして第二の潮流計算を行うように構成される。第二の潮流計算では、選択した安定制御候補に含まれる発電機を遮断した場合、遮断した発電機が出力していた有効電力を、安定制御候補外の同期発電機でどのように賄うかをＱ変化比率を用いて設定した上で、潮流計算を行っていると言える。

【0085】

第三の潮流計算実行部１５７５は、所定の条件で第三の潮流計算を実行する演算部である。第三の潮流計算実行部１５７５は、第二の潮流計算の結果における各ノードの電圧と、安定化制御直前の各ノードの電圧と、過渡安定度計算で設定されている負荷電圧特性から負荷の変動分を、以下の（数８）および（数９）で演算し、これらを反映させた第三の潮流計算を行うように構成される。

【0086】

（数８）

【0087】

上記（数８）において、ΔＰ_Ｌ（ｉ）はｉ番目の負荷ノードにおける有効電力負荷の変動分、Ｐ_Ｌ０（ｉ）はｉ番目の負荷ノードにおける有効電力負荷の設定値、αＰは有効電力負荷の電圧特性である。

【0088】

（数９）

【0089】

上記（数９）において、ΔＱ_Ｌ（ｉ）はｉ番目の負荷ノードにおける無効電力負荷の変動分、Ｑ_Ｌ０（ｉ）はｉ番目の負荷ノードにおける無効電力負荷の設定値、αＱは無効電力負荷の電圧特性である。また、Ｖａ（ｉ）は、安定化制御を考慮した第二の潮流計算の結果におけるｉ番目の負荷ノードの電圧、Ｖｂ（ｉ）は、過渡安定度計算の初期値に相当する潮流計算結果におけるｉ番目の負荷ノードの電圧である。

【0090】

第二の潮流計算の前後で、系統の状態が変化し、電圧の分布が変わる。電圧の分布が変化した場合、消費電力に増減が生じる。第三の潮流計算により、負荷電圧特性と電圧変動による負荷の増減を見込むことで安定化制御後の同期発電機の有効電力の算定精度が高まる。

【0091】

候補外有効電力合計部１５７６は、第三の潮流計算の演算結果から、安定化制御候補外の全同期発電機の有効電力を合計し、合計値ΣＰ_Ｇ１を求める演算部である。

【0092】

第四の潮流計算実行部１５７７は、所定の条件で第四の潮流計算を実行する演算部である。第四の潮流計算実行部１５７７は、候補外有効電力合計部１５７６が演算した合計値ΣＰ_Ｇ１と、直前有効電力合計部１５７０が演算した合計値ΣＰ_Ｇ０の差分を、変化比率演算部１５７３が求めたＱ変化比率で案分し、安定化制御候補外の同期発電機の有効電力に上乗せした上で第四の潮流計算を行う演算部である。第四の潮流計算実行部１５７７は、潮流計算データ作成部１５７１が作成した潮流計算データにおいて、有効電力を上乗せする。第四の潮流計算実行部１５７７は、最終的な制御後の状態を潮流計算で求めていると言える。

【0093】

［２－２．第二実施形態の作用］
本実施形態の安定化制御手順について、図６を参照しつつ説明する。図６は、安定化制御候補の効果順位を評価する処理を示すフローチャートである。以下の説明で、効果順位評価部１５６による効果順位の評価に関するフローについて具体的に説明する。

【0094】

まず、情報抽出部１５６１は、過渡安定度演算部１５３が演算した安定化制御なしの条件で計算した演算結果から、各ノードの電圧、有効電力、無効電力等、潮流計算に必要な情報、および安定化制御直前の各同期発電機の有効電力Ｐ_Ｇを抽出する。そして、直前有効電力合計部１５７０は、情報抽出部１５６１が抽出した安定化制御直前の各同期発電機の有効電力Ｐ_Ｇを合計し、合計値ΣＰ_Ｇ０を演算する（ステップＳ８１１）。合計値ΣＰ_Ｇ０は、後述の処理で使用する。

【0095】

有効電力変換部１５６３は、情報抽出部１５６１が抽出した安定化制御直前の各同期発電機の有効電力Ｐ_Ｇを、一機の同期発電機相当の有効電力Ｐに換算する（ステップＳ８１２）。ステップＳ８１２は、上記ステップＳ８０２と同じ処理である。次に、潮流計算データ作成部１５７１が、情報抽出部１５６１が抽出した各ノードの電圧、有効電力、無効電力等のデータを、過渡安定度計算の初期値を計算するために使われている潮流計算の入力データに反映し、安定化制御直前の状態を反映した潮流計算データを作成する（ステップＳ８１３）。潮流計算データは、後述の処理で使用する。

【0096】

次に、効果順位評価部１５６は、図３のステップＳ７００で生成した安定化制御候補のリストについて、全ての候補の効果評価が完了したか否かを判定する（ステップＳ８１４）。効果順位評価部１５６は、全ての安定化制御候補の効果評価が完了していない場合は（ステップＳ８１４ Ｎｏ）、安定化制御候補のリストの中で未評価の安定化制御候補を一つ選択する（ステップＳ８１５）。

【0097】

第一の潮流計算実行部１５７２は、選択した安定化制御候補に含まれる発電機ノードで一定量の無効電力Ｑを変化させた第一の潮流計算を行う。すなわち、第一の潮流計算実行部１５７２は、無効電力Ｑを変化させた前後において潮流計算を行う。そして、変化比率演算部１５７３が、第一の潮流計算の結果から、安定化制御候補外の同期発電機ノードにおける無効電力Ｑの変化量ΔＱを算出し、安定化制御候補外の同期発電機ノード毎のＱ変化比率を演算する（ステップＳ８１６）。

【0098】

第二の潮流計算実行部１５７４は、選択した安定化制御候補に含まれる発電機５の有効電力の設定値をゼロにした上で、選択した安定化制御候補に含まれる発電機５の安定化制御直前の有効電力総和をＱ変化比率で案分し、安定化制御候補外の同期発電機の有効電力に上乗せして第二の潮流計算を実施する（ステップＳ８１７）。第三の潮流計算実行部１５７５は、第二の潮流計算の結果における各ノードの電圧と、安定化制御直前の各ノードの電圧と、過渡安定度計算で設定されている負荷電圧特性から負荷の変動分を演算し、演算結果を反映させた上で、第三の潮流計算を実施する。（ステップＳ８１８）。

【0099】

候補外有効電力合計部１５７６は、第三の潮流計算の演算結果から、安定化制御候補外の全同期発電機の有効電力を合計し、合計値ΣＰ_Ｇ１を求める（ステップＳ８１９）。次に、第四の潮流計算実行部１５７７は、ステップＳ８１９で求めた合計値ΣＰ_Ｇ１と、ステップＳ８１１で求めた合計値ΣＰ_Ｇ０の差分を、ステップＳ８１６で求めたＱ変化比率で案分して、安定化制御候補外の同期発電機の有効電力に上乗せした上で第四の潮流計算を実施する（ステップＳ８２０）。このとき、有効電力を上乗せする前の潮流計算データは、ステップＳ８１３で作成した潮流計算データである。第四の潮流計算により、安定化制御直後の状態が演算される。

【0100】

有効電力変換部１５６３は、第四の潮流計算実行部１５７７が演算した安定化制御直後の各同期発電機の有効電力Ｐ_Ｇを、一機の同期発電機相当の有効電力Ｐに換算する（ステップＳ８２１）。そして、増加分演算部１５６４が、安定化制御直後の一機の同期発電機相当の有効電力Ｐと、安定化制御直前の一機の同期発電機相当の有効電力Ｐの差分から、安定化制御前後の有効電力Ｐの増加分を求める（ステップＳ８２２）。

【0101】

そして、ステップＳ８１４に戻り、ステップＳ８１４からステップＳ８２２を繰り返し、図２のステップＳ７００で生成したリスト中の全ての安定化制御候補について、それぞれ安定化制御前後の有効電力増加分を計算する。安定化制御候補のリスト中、全ての安定化制御候補の効果評価が完了した場合（ステップＳ８１４ Ｙｅｓ）、正規化部１５６５は、増加分演算部１５６４が求めた安定化制御前後の有効電力Ｐの増加分を制御量で除して正規化する。また、順位決定部１５６６は、正規化部１５６５が求めた正規化した値に基づいて、安定化制御候補のリストに含まれる安定化制御候補を、正規化した値の大きい順に並べ替えた効果順位テーブルを作成し、効果順位テーブルを記憶部１５１に保存する（ステップＳ８２３）。

【0102】

［２－３．第二実施形態の効果］
（１）演算部１５の効果順位評価部１５６は、過渡安定度演算部１５３が演算した安定化制御なしの条件で計算した演算結果から、安定化制御直前の各同期発電機の有効電力を含む、所定の情報を抽出する情報抽出部１５６１と、選択した安定化制御候補の遮断を反映した潮流計算を実施して、安定化制御直後の各同期発電機の有効電力を計算する潮流計算実行部１５７２、１５７４、１５７５、１５７７と、各同期発電機の有効電力を、一機の同期発電機相当の有効電力に換算する有効電力変換部１５６３と、安定化制御直後の一機の同期発電機相当の有効電力と、安定化制御直前の一機の同期発電機相当の有効電力の差分から、安定化制御前後の有効電力の増加分を求める増加分演算部１５６４と、安定化制御候補を、増加分が大きい順に並べ替えることで安定化制御候補の効果順位を決定する順位決定部１５６６と、を有する。

【0103】

過渡安定度計算は、微分方程式の解法などを含む計算を１０ミリ秒などの時間刻みで繰り返すことにより、数百ミリ秒から１０秒といった時系列の状態を求めるため、計算に時間がかかり、演算周期の長期化を招き得る。本実施形態では、過渡安定度演算部１５３が演算した安定化制御なしの条件で計算した演算結果から、情報抽出部１５６１が抽出した情報を利用して潮流計算実行部１５７２、１５７４、１５７５、１５７７が、安定化制御直後の各同期発電機の有効電力を計算する。従って、少ない演算量（計算時間）で効果の高い安定化制御候補の組合せを選び出すことができる。

【0104】

潮流計算実行部１５７２、１５７４、１５７５、１５７７により、安定化制御直後の各同期発電機の有効電力を計算する場合、潮流計算というエンジンを利用して系統安定化システム１１を構成することができる。そのため、系統安定化システム１１の変更点が少なくてすむため、経済的なプログラムを提供することができる。

【0105】

（２）潮流計算実行部１５７２、１５７４、１５７５、１５７７は、選択した安定化制御候補に含まれる発電機ノードで一定量の無効電力を変化させた第一の潮流計算と、選択した安定化制御候補の有効電力を安定化制御候補外の前記同期発電機に割り当てて行う第二の潮流計算と、前記第二の潮流計算の結果から演算した負荷の変動分を反映して行う第三の潮流計算と、安定化制御候補外の同期発電機の有効電力の合計値ΣＰ_Ｇ１と安定化制御直前の有効電力の合計値ΣＰ_Ｇ０の差分を、安定化制御候補外の前記同期発電機に上乗せして行う第四の潮流計算と、を実行するように構成される。

【0106】

第一～第四の潮流計算を実行することで、負荷電圧特性と電圧変動による負荷の増減を見込んで、安定化制御直後の状態を潮流計算で演算することができる。従って、安定化制御直後の同期発電機の有効電力の算定精度を高めることが可能となる。

【0107】

［３．他の実施形態］
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。以下は、その一例である。

【0108】

（１）上記実施形態では、安定化制御候補リストにある各組合せを制御した際に生じる、全同期発電機を一機換算した制御前後の有効電力増加分を計算の上、安定化効果の評価に使用した。ただし、例えば図２の番号１～３に示す、安定化制御候補の各１個所の発電機を制御し、一機換算した制御前後の有効電力増加分を計算の上、有効電力増加分の多い順に安定となるまで安定化制御候補を順次追加するような安定化候補のリストを生成する構成としても良い。そして、安定となった時に設定されていた安定化制御候補を安定化制御対象と決定することができる。

【0109】

（２）さらに、安定化制御候補の各１個所のみを制御した際の有効電力増加分を計算の上、その有効電力増加分を制御量で除して正規化した値を求め、正規化した値の大きい順に安定となるまで安定化制御候補を追加していき、安定となった時に設定されていた安定化制御候補を安定化に必要な制御対象とする方法でもよい。ここで、制御量とは、安定化制御候補の各１個所の発電機が事故発生前に出力していた有効電力である。

【0110】

（３）あるいは、１台、２台、３台といった、安定化制御候補の台数で安定化制御候補の組合せをグループ化したリストを作成しても良い。その上で、各グループで制御前後の有効電力増加分の多い順、または、有効電力増加分を制御量で除した正規化した値の大きい順に並び替え、安定となるまで各グループの順位１位の安定化制御の組合せを順に設定して、安定か不安定かを確認する方法でもよい。

【符号の説明】

【0111】

１：電力系統
２、２－１～２－５：母線
３、３－１～３－５：送電線
４、４－１～４－６：変圧器
５、５－１～５－６：発電機
６、６－１～６－６：遮断器
１１：系統安定化システム
１２、１２－１～１２－５：情報端末
１３、１３－１～１３－４：制御端末
１４：伝送系
１５：演算部
１６：制御部
１５１：記憶部
１５２：系統データ作成部
１５３：過渡安定度演算部
１５４：制御要否判定部
１５５：制御候補生成部
１５６：効果順位評価部
１５７：制御対象決定部
１５６１：情報抽出部
１５６２：直後有効電力演算部
１５６３：有効電力変換部
１５６４：増加分演算部
１５６５：正規化部
１５６６：順位決定部
１５７０：直前有効電力合計部
１５７１：潮流計算データ作成部
１５７２：第一の潮流計算実行部
１５７３：変化比率演算部
１５７４：第二の潮流計算実行部
１５７５：第三の潮流計算実行部
１５７６：候補外有効電力合計部
１５７７：第四の潮流計算実行部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】