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特開2024-176780縮約モデル作成システム、制御量決定システム、及び縮約モデル作成方法
(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】P2024176780
(43)【公開日】2024-12-19
(54)【発明の名称】縮約モデル作成システム、制御量決定システム、及び縮約モデル作成方法
(51)【国際特許分類】
H02J 3/00 20060101AFI20241212BHJP
【ＦＩ】
H02J3/00 170
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023095574
(22)【出願日】2023-06-09
(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】村田 新治
(72)【発明者】
【氏名】多田 泰之
(72)【発明者】
【氏名】末永 晋也
(72)【発明者】
【氏名】友部 修
(72)【発明者】
【氏名】小野 哲嗣
【テーマコード（参考）】
5G066
【Ｆターム（参考）】
5G066AA03
(57)【要約】
【課題】電力系統に複数の外部系統が接続される場合にも対応可能な縮約モデル作成システム等を提供する。
【解決手段】縮約モデル作成システムは、複数の外部系統のそれぞれのモデルである外部系統モデルを縮約して、外部系統縮約モデル３１ａ，３１ｂを作成する処理部を備え、複数の外部系統は、それぞれ、連系点４１，４２を介して主系統に接続され、処理部は、連系点４１，４２における外部系統の所定の電気物理量の可制御範囲を示す制約条件と、電気物理量を変数とする目的関数と、を含む情報を外部系統縮約モデル３１ａ，３１ｂとして、連系点４１，４２に対応付けて表示装置に表示させる。
【選択図】図１Ｃ
【解決手段】縮約モデル作成システムは、複数の外部系統のそれぞれのモデルである外部系統モデルを縮約して、外部系統縮約モデル３１ａ，３１ｂを作成する処理部を備え、複数の外部系統は、それぞれ、連系点４１，４２を介して主系統に接続され、処理部は、連系点４１，４２における外部系統の所定の電気物理量の可制御範囲を示す制約条件と、電気物理量を変数とする目的関数と、を含む情報を外部系統縮約モデル３１ａ，３１ｂとして、連系点４１，４２に対応付けて表示装置に表示させる。
【選択図】図１Ｃ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の外部系統のそれぞれのモデルである外部系統モデルを縮約して、外部系統縮約モデルを作成する処理部を備え、
複数の前記外部系統は、それぞれ、連系点を介して所定の電力系統に接続され、
前記処理部は、前記連系点における前記外部系統の所定の電気物理量の可制御範囲を示す制約条件と、前記電気物理量を変数とする目的関数と、を含む情報を前記外部系統縮約モデルとして、前記連系点に対応付けて表示装置に表示させる、縮約モデル作成システム。
複数の前記外部系統は、それぞれ、連系点を介して所定の電力系統に接続され、
前記処理部は、前記連系点における前記外部系統の所定の電気物理量の可制御範囲を示す制約条件と、前記電気物理量を変数とする目的関数と、を含む情報を前記外部系統縮約モデルとして、前記連系点に対応付けて表示装置に表示させる、縮約モデル作成システム。
【請求項2】
前記電気物理量には、有効電力及び無効電力が含まれること
を特徴とする請求項１に記載の縮約モデル作成システム。
を特徴とする請求項１に記載の縮約モデル作成システム。
【請求項3】
前記処理部は、前記連系点における前記外部系統モデルの有効電力及び無効電力を含む所定の数式に基づいて、前記可制御範囲を作成する際、前記数式に含まれる前記有効電力及び前記無効電力のそれぞれに所定の重み係数を乗算すること
を特徴とする請求項２に記載の縮約モデル作成システム。
を特徴とする請求項２に記載の縮約モデル作成システム。
【請求項4】
前記処理部は、前記可制御範囲において前記電気物理量の値が異なる複数の条件のそれぞれで所定の評価値を算出し、複数の前記条件に対応する前記電気物理量及び前記評価値に基づいて、前記目的関数を作成すること
を特徴とする請求項１に記載の縮約モデル作成システム。
を特徴とする請求項１に記載の縮約モデル作成システム。
【請求項5】
複数の前記条件には、前記可制御範囲において前記評価値が最大又は最小になるものが含まれること
を特徴とする請求項４に記載の縮約モデル作成システム。
を特徴とする請求項４に記載の縮約モデル作成システム。
【請求項6】
前記処理部は、前記目的関数を区分線形関数として作成すること
を特徴とする請求項４に記載の縮約モデル作成システム。
を特徴とする請求項４に記載の縮約モデル作成システム。
【請求項7】
前記処理部は、所定の評価値が最大又は最小になるときの条件を示す点が前記可制御範囲に含まれるように、前記可制御範囲を作成すること
を特徴とする請求項１に記載の縮約モデル作成システム。
を特徴とする請求項１に記載の縮約モデル作成システム。
【請求項8】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の縮約モデル作成システムを備えるとともに、
前記電力系統のモデルである主系統モデルの情報が入力される主系統情報入力部と、
前記外部系統縮約モデル及び前記主系統モデルに基づいて、前記電力系統の制御機器の制御量を決定する主系統制御量決定部と、
前記主系統制御量決定部で決定された前記制御量を前記表示装置に表示させる主系統制御量出力部と、を備える、制御量決定システム。
前記電力系統のモデルである主系統モデルの情報が入力される主系統情報入力部と、
前記外部系統縮約モデル及び前記主系統モデルに基づいて、前記電力系統の制御機器の制御量を決定する主系統制御量決定部と、
前記主系統制御量決定部で決定された前記制御量を前記表示装置に表示させる主系統制御量出力部と、を備える、制御量決定システム。
【請求項9】
前記外部系統モデルの情報が入力される外部系統情報入力部と、
前記外部系統の制御機器の制御量を決定する外部系統制御量決定部と、
前記外部系統制御量決定部で決定された前記制御量を前記表示装置に表示させる外部系統制御量出力部と、を備え、
前記主系統制御量決定部は、前記電力系統の前記制御機器の制御量を決定するとともに、前記連系点における前記電力系統の前記電気物理量を算出し、
前記外部系統制御量決定部は、前記連系点における前記電力系統の前記電気物理量と、前記外部系統モデルと、に基づいて、前記外部系統の前記制御機器の制御量を決定すること
を特徴とする請求項８に記載の制御量決定システム。
前記外部系統の制御機器の制御量を決定する外部系統制御量決定部と、
前記外部系統制御量決定部で決定された前記制御量を前記表示装置に表示させる外部系統制御量出力部と、を備え、
前記主系統制御量決定部は、前記電力系統の前記制御機器の制御量を決定するとともに、前記連系点における前記電力系統の前記電気物理量を算出し、
前記外部系統制御量決定部は、前記連系点における前記電力系統の前記電気物理量と、前記外部系統モデルと、に基づいて、前記外部系統の前記制御機器の制御量を決定すること
を特徴とする請求項８に記載の制御量決定システム。
【請求項10】
複数の外部系統のそれぞれのモデルである外部系統モデルを縮約して、外部系統縮約モデルを作成する縮約モデル作成処理と、
複数の前記外部系統と所定の電力系統とのそれぞれの連系点に対応付けて、前記外部系統縮約モデルを表示装置に表示させる表示処理と、を含み、
前記縮約モデル作成処理では、前記連系点における前記外部系統の所定の電気物理量の可制御範囲を示す制約条件と、前記電気物理量を変数とする目的関数と、を含む情報を前記外部系統縮約モデルとして作成する、縮約モデル作成方法。
複数の前記外部系統と所定の電力系統とのそれぞれの連系点に対応付けて、前記外部系統縮約モデルを表示装置に表示させる表示処理と、を含み、
前記縮約モデル作成処理では、前記連系点における前記外部系統の所定の電気物理量の可制御範囲を示す制約条件と、前記電気物理量を変数とする目的関数と、を含む情報を前記外部系統縮約モデルとして作成する、縮約モデル作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、縮約モデル作成システム等に関する。
【背景技術】
【0002】
電力系統における制御量を演算する際の負荷を低減するための技術として、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。すなわち、特許文献１には、「送電系統の状態の評価値であって前記縮約電力量候補を含む送電系統評価値を目的関数として、前記縮約制御電力量範囲を満たすように前記縮約配電系統の有効電力量と無効電力量とを合わせた縮約電力量を演算する」ことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第７０４０６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載の技術では、送電系統に連系点を介して１つの配電系統が接続された構成になっている。特許文献１において、仮に、送電系統に連系点を介して第１の配電系統が接続されるとともに、別の連系点を介して第２の配電系統が接続されている場合、次の理由から対応が困難になる可能性がある。すなわち、一方の連系点における条件が変わると、その影響が他方の連系点にも及んで、送電系統評価値や配電系統評価値も変化するため、潮流計算を行う際の処理が複雑になる可能性がある。
【0005】
そこで、本開示は、電力系統に複数の外部系統が接続される場合にも対応可能な縮約モデル作成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】
【0006】
前記した課題を解決するために、本開示に係る縮約モデル作成システムは、複数の外部系統のそれぞれのモデルである外部系統モデルを縮約して、外部系統縮約モデルを作成する処理部を備え、複数の前記外部系統は、それぞれ、連系点を介して所定の電力系統に接続され、前記処理部は、前記連系点における前記外部系統の所定の電気物理量の可制御範囲を示す制約条件と、前記電気物理量を変数とする目的関数と、を含む情報を前記外部系統縮約モデルとして、前記連系点に対応付けて表示装置に表示させることとした。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、電力系統に複数の外部系統が接続される場合にも対応可能な縮約モデル作成システム等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1A】第１実施形態に係る縮約モデル作成システムにおける、主系統及び外部系統を含む電力系統の説明図である。
【図1B】第１実施形態に係る縮約モデル作成システムにおける、縮約前の外部系統モデルを含む模式的な系統モデルの説明図である。
【図1C】第１実施形態に係る縮約モデル作成システムにおける、外部系統縮約モデルを含む模式的な系統モデルの説明図である。
【図2】第１実施形態に係る縮約モデル作成システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図3】第１実施形態に係る縮約モデル作成システムの処理部が実行する処理のフローチャートである。
【図4】第１実施形態に係る縮約モデル作成システムにおける可制御範囲の作成に関する処理のフローチャートである。
【図5】第１実施形態に係る縮約モデル作成システムにおける可制御範囲の作成に関する説明図である。
【図6】第１実施形態に係る縮約モデル作成システムにおける評価値の算出に関する処理のフローチャートである。
【図7】第１実施形態に係る縮約モデル作成システムにおける評価値の算出に関する説明図である。
【図8】第１実施形態に係る縮約モデル作成システムにおける目的関数の作成に関する処理のフローチャートである。
【図9A】第１実施形態に係る縮約モデル作成システムにおいて有効電力を変数とする目的関数の説明図である。
【図9B】第１実施形態に係る縮約モデル作成システムにおいて無効電力を変数とする目的関数の説明図である。
【図10A】第１実施形態に係る縮約モデル作成システムの縮約前の外部系統モデルを含む表示例である。
【図10B】第１実施形態に係る縮約モデル作成システムの外部系統縮約モデルを含む表示例である。
【図11】第２実施形態に係る縮約モデル作成システムにおける可制御範囲の作成に関する処理のフローチャートである。
【図12A】第３実施形態に係る縮約モデル作成システムにおける可制御範囲の作成に関する処理のフローチャートである。
【図12B】第３実施形態に係る縮約モデル作成システムにおける可制御範囲の作成に関する処理のフローチャートである。
【図13】第３実施形態に係る縮約モデル作成システムにおける可制御範囲の作成に関する説明図である。
【図14】第４実施形態に係る縮約モデル作成システムにおける目的関数の作成に関する処理のフローチャートである。
【図15A】第４実施形態に係る縮約モデル作成システムにおいて有効電力を変数とする目的関数の説明図である。
【図15B】第４実施形態に係る縮約モデル作成システムにおいて無効電力を変数とする目的関数の説明図である。
【図16】第５実施形態に係る制御量決定システムを含む機能ブロック図である。
【図17】第６実施形態に係る制御量決定システムを含む機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
≪第１実施形態≫
以下では、まず、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）がモデル化された主系統モデル２０（図１Ｂ参照）や、外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１Ａ参照）がモデル化された外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）について簡単に説明した後、縮約モデル作成システム１０（図２参照）について詳細に説明する。
以下では、まず、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）がモデル化された主系統モデル２０（図１Ｂ参照）や、外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１Ａ参照）がモデル化された外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）について簡単に説明した後、縮約モデル作成システム１０（図２参照）について詳細に説明する。
【0010】
図１Ａは、第１実施形態に係る縮約モデル作成システムにおける、主系統２０Ｗ及び外部系統３１Ｗ，３２Ｗを含む電力系統Ｗ１の説明図である。
図１Ａに示す電力系統Ｗ１は、発電設備（図示せず）の発電電力を送電線や配電線を介して、需要家（図示せず）に供給するシステムである。図１Ａの例では、電力系統Ｗ１が主系統２０Ｗ及び外部系統３１Ｗ，３２Ｗを含んで構成されている。
図１Ａに示す電力系統Ｗ１は、発電設備（図示せず）の発電電力を送電線や配電線を介して、需要家（図示せず）に供給するシステムである。図１Ａの例では、電力系統Ｗ１が主系統２０Ｗ及び外部系統３１Ｗ，３２Ｗを含んで構成されている。
【0011】
主系統２０Ｗ（所定の電力系統）は、制御機器の制御量が算出される際の対象となる電力系統である。例えば、送電事業者が管理する所定区域の送電系統が主系統２０Ｗとして設定されてもよく、また、他の所定の電力系統が主系統２０Ｗとして設定されてもよい。
外部系統３１Ｗは、主系統２０Ｗに連系点４１Ｗを介して接続された電力系統である。他方の外部系統３２Ｗは、主系統２０Ｗに別の連系点４２Ｗを介して接続された電力系統である。例えば、配電事業者が管理する所定区域の配電系統が外部系統３１Ｗ，３２Ｗとして設定されてもよく、また、他の所定の系統が外部系統３１Ｗ，３２Ｗとして設定されてもよい。図１Ａでは、一例として、主系統２０Ｗに２つの外部系統３１Ｗ，３２Ｗが接続される構成を示しているが、主系統２０Ｗに接続される外部系統の数は３つ以上であってもよい。
外部系統３１Ｗは、主系統２０Ｗに連系点４１Ｗを介して接続された電力系統である。他方の外部系統３２Ｗは、主系統２０Ｗに別の連系点４２Ｗを介して接続された電力系統である。例えば、配電事業者が管理する所定区域の配電系統が外部系統３１Ｗ，３２Ｗとして設定されてもよく、また、他の所定の系統が外部系統３１Ｗ，３２Ｗとして設定されてもよい。図１Ａでは、一例として、主系統２０Ｗに２つの外部系統３１Ｗ，３２Ｗが接続される構成を示しているが、主系統２０Ｗに接続される外部系統の数は３つ以上であってもよい。
【0012】
主系統２０Ｗや外部系統３１Ｗ，３２Ｗは、それぞれ、発電設備や変圧器、調相設備、開閉器といった制御機器（図示せず）の他、送電線・配電線といった電力線や、負荷装置（図示せず）を含んで構成されている。なお、外部系統３１Ｗ，３２Ｗは、主系統２０Ｗの下流側に存在してもよく、また、主系統２０Ｗの上流側に存在していてもよい。
【0013】
連系点４１Ｗは、主系統２０Ｗと外部系統３１Ｗとの間の電気的な接続箇所である。別の連系点４２Ｗは、主系統２０Ｗと他方の外部系統３２Ｗとの間の電気的な接続箇所である。このように、複数の外部系統３１Ｗ，３２Ｗが、それぞれ、連系点４１Ｗ，４２Ｗを介して主系統２０Ｗ（所定の電力系統）に接続されている。これらの連系点４１Ｗ，４２Ｗは、例えば、変圧器（図示せず）であってもよく、また、開閉器（図示せず）といった他の機器であってもよい。
【0014】
図１Ｂは、縮約前の外部系統モデル３１，３２を含む模式的な系統モデルＭ１の説明図である。
図１Ｂに示す系統モデルＭ１は、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）や外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１Ａ参照）を含む電力系統Ｗ１（図１Ａ参照）が所定にモデル化されたものである。図１Ｂに示すように、系統モデルＭ１は、主系統モデル２０と、外部系統モデル３１，３２と、連系点４１，４２と、を含んで構成されている。
図１Ｂに示す系統モデルＭ１は、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）や外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１Ａ参照）を含む電力系統Ｗ１（図１Ａ参照）が所定にモデル化されたものである。図１Ｂに示すように、系統モデルＭ１は、主系統モデル２０と、外部系統モデル３１，３２と、連系点４１，４２と、を含んで構成されている。
【0015】
主系統モデル２０は、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）が所定にモデル化されたものである。外部系統モデル３１は、外部系統３１Ｗ（図１Ａ参照）が所定にモデル化されたものである。他方の外部系統モデル３２は、外部系統３２Ｗ（図１Ａ参照）が所定にモデル化されたものである。これらの主系統モデル２０や外部系統モデル３１，３２は、それぞれ、複数のノード（節点）と、ノード間を接続する複数のリンク（枝）と、を含む電力ネットワークとして構成されている。連系点４１は、主系統モデル２０と外部系統モデル３１との間の接続箇所であり、図１Ａの連系点４１Ｗに対応している。他方の連系点４２は、主系統モデル２０と外部系統モデル３２との間の接続箇所であり、図１Ａの連系点４２Ｗに対応している。
【0016】
例えば、系統モデルＭ１の全体を対象として、制御機器（図示せず）の制御量を算出しようとすると、系統モデルＭ１の規模が大きいほど計算量が膨大になり、計算時間が長くなる。そこで、第１実施形態では、後記する縮約モデル作成システム１０（図２参照）が外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）を縮約して、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａ（図１Ｃ参照）を作成するようにしている。ここで、「縮約」とは、規模を縮小して簡約にすることを意味している。このように、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａ（図１Ｃ参照）を作成することで、主系統モデル２０の制御機器（図示せず）の制御量を算出する際の計算量が少なくなるため、計算時間を大幅に短縮できる。
【0017】
図１Ｃは、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａを含む模式的な系統モデルＭ２の説明図である。
図１Ｃに示す外部系統縮約モデル３１ａは、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）が縮約されたモデルであり、連系点４１における所定の制約条件及び目的関数で表されている。他方の外部系統縮約モデル３２ａは、外部系統モデル３２（図１Ｂ参照）が縮約されたモデルであり、連系点４２における所定の制約条件及び目的関数で表されている。このように、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａを制約条件及び目的関数で表すようにしている点が、第１実施形態の主な特徴の一つである。
図１Ｃに示す外部系統縮約モデル３１ａは、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）が縮約されたモデルであり、連系点４１における所定の制約条件及び目的関数で表されている。他方の外部系統縮約モデル３２ａは、外部系統モデル３２（図１Ｂ参照）が縮約されたモデルであり、連系点４２における所定の制約条件及び目的関数で表されている。このように、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａを制約条件及び目的関数で表すようにしている点が、第１実施形態の主な特徴の一つである。
【0018】
なお、「制御条件」とは、有効電力Ｐや無効電力Ｑや電圧Ｖといった所定の変数（電気物理量）がとり得る範囲を示す条件である。また、「目的関数」とは、潮流計算において、その値の最大化又は最小化が図られる所定の関数である。
【0019】
外部系統縮約モデル３１ａの制約条件は、外部系統３１Ｗ（図１Ａ参照）を制御可能とするための、連系点４１Ｗ（図１Ａ参照）における電気物理量の範囲で表される。なお、他方の外部系統縮約モデル３２ａの制約条件についても同様である。このような電気物理量の範囲を「可制御範囲」という。第１実施形態では、前記した電気物理量として、有効電力Ｐや無効電力Ｑや電圧Ｖが用いられる場合について説明するが、これに限定されるものではない。例えば、電流Ｉや位相角θといった他の電気物理量が用いられてもよい。また、電気物理量の単位時間当たりの平均値の他、電気物理量の積算値や瞬時値が用いられてもよい。
【0020】
図１Ｃの例では、以下の式（１）～（３）に示すように、外部系統縮約モデル３１ａの制約条件として、連系点４１Ｗ（図１Ａ参照）における外部系統３１Ｗ（図１Ａ参照）の有効電力Ｐａ、無効電力Ｑａ、及び電圧Ｖａのそれぞれの可制御範囲が設定されている。なお、他方の外部系統縮約モデル３２ａについても同様である。
【0021】
Ｐａ下限 ≦Ｐａ≦Ｐａ上限 ・・・（１）
Ｑａ下限 ≦Ｑａ≦Ｑａ上限 ・・・（２）
Ｖａ下限 ≦Ｖａ≦Ｖａ上限 ・・・（３）
Ｑａ下限 ≦Ｑａ≦Ｑａ上限 ・・・（２）
Ｖａ下限 ≦Ｖａ≦Ｖａ上限 ・・・（３）
【0022】
外部系統縮約モデル３１ａの目的関数は、連系点４１Ｗ（図１Ａ参照）における外部系統３１Ｗ（図１Ａ参照）の所定の電気物理量を変数とした関数で表される。このような目的関数として、燃料費や送電損失といった物理的なコストの他、電力調達コストや調整力調達コスト、デマンドレスポンス要請コスト、再エネ出力抑制コストといった金銭的なコストを示す関数が用いられてもよい。また、目的関数として、電圧の規定値に対する余裕量や設備利用率（例えば、送電容量に対する送電電力）、制御機器の制御余裕量といった安定性・安全性に関わる所定の関数が用いられてもよい。
【0023】
その他にも、例えば、電圧が規定値から逸脱した場合のペナルティや、設備利用率が規定値を超えた場合のペナルティ、逆潮流が生じた場合のペナルティといったものを含む関数が目的関数として用いられてもよい。また、外部系統縮約モデル３１ａの目的関数として、複数の関数が用いられてもよい。図１Ｃの例では、以下の式（４）に示すように、有効電力Ｐａを含む関数ｆと、無効電力Ｑａを含む関数ｇと、の和で外部系統縮約モデル３１ａの目的関数が表されている。なお、他方の外部系統縮約モデル３２ａの目的関数についても同様である。
【0024】
ｆａ（Ｐａ）＋ｇａ（Ｑａ） ・・・（４）
【0025】
なお、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａの目的関数は、式（４）の形式に限定されるものではなく、例えば、以下の式（５）のように、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、及び電圧Ｖを含む所定の関数ｈで表されてもよい。
【0026】
ｈ（Ｐ，Ｑ，Ｖ） ・・・（５）
【0027】
図２は、縮約モデル作成システム１０の構成を示す機能ブロック図である。
図２に示す縮約モデル作成システム１０は、外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）を縮約して、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａ（図１Ｃ参照）を作成するシステムである。図２に示すように、縮約モデル作成システム１０は、記憶部１１と、処理部１２と、を含んで構成されている。記憶部１１は、図示はしないが、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリと、ＲＡＭ（Random Access Memory）やレジスタ等の揮発性メモリと、を含んで構成されている。記憶部１１には、所定のプログラムやパラメータが予め格納されている他、情報入力部１２１を介して取得されるデータや、所定の演算結果が格納される。
図２に示す縮約モデル作成システム１０は、外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）を縮約して、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａ（図１Ｃ参照）を作成するシステムである。図２に示すように、縮約モデル作成システム１０は、記憶部１１と、処理部１２と、を含んで構成されている。記憶部１１は、図示はしないが、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリと、ＲＡＭ（Random Access Memory）やレジスタ等の揮発性メモリと、を含んで構成されている。記憶部１１には、所定のプログラムやパラメータが予め格納されている他、情報入力部１２１を介して取得されるデータや、所定の演算結果が格納される。
【0028】
処理部１２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、記憶部１１に格納されたプログラムを読み出して展開し、所定の処理を実行する。すなわち、処理部１２は、複数の外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１Ａ参照）のそれぞれのモデルである外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）を縮約して、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａ（図１Ｃ参照）を作成する。図２に示すように、処理部１２は、情報入力部１２１と、可制御範囲作成部１２２と、評価値算出部１２３と、目的関数作成部１２４と、縮約モデル出力部１２５と、を備えている。
【0029】
情報入力部１２１は、外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）の情報を外部から入力するためのインタフェースであり、入力装置５１に接続されている。入力装置５１は、例えば、キーボードやマウスや携帯端末である。このように、入力装置５１を介した操作で外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）の情報が入力されるようにしてもよいが、これに限定されるものではない。例えば、所定のデータベース（図示せず）から情報入力部１２１を介して情報が取得されるようにしてもよい。また、外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１Ａ参照）に設置された計測器（図示せず）や制御機器（図示せず）から、情報入力部１２１を介して情報が収集されるようにしてもよい。
【0030】
可制御範囲作成部１２２は、情報入力部１２１を介して入力される外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）の情報に基づいて、所定の電気物理量の可制御範囲を作成する。前記した電気物理量とは、連系点４１Ｗ，４２Ｗ（図１Ａ参照）における外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１Ａ参照）の有効電力や無効出力や電圧である。
【0031】
評価値算出部１２３は、情報入力部１２１を介して入力される外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）の情報と、可制御範囲作成部１２２で作成される可制御範囲と、に基づいて、電気物理量の大きさが異なる複数の条件のそれぞれについて所定の評価値を算出する。ここで、「評価値」とは、燃料費や送電損失といった物理的なコストや金銭的なコストであり、前記した目的関数の値に対応している。
【0032】
目的関数作成部１２４は、評価値算出部１２３の算出結果に基づいて、所定の電気物理量を変数とする目的関数を作成する。
縮約モデル出力部１２５は、可制御範囲作成部１２２で作成された可制御範囲と、目的関数作成部１２４で作成された目的関数と、を連系点４１，４２（図１Ｃ参照）に対応付けることで、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａ（図１Ｃ参照）を作成する。そして、縮約モデル出力部１２５は、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａを含む情報を表示装置５２に所定に表示させる。表示装置５２は、所定の情報が表示されるディスプレイである。
縮約モデル出力部１２５は、可制御範囲作成部１２２で作成された可制御範囲と、目的関数作成部１２４で作成された目的関数と、を連系点４１，４２（図１Ｃ参照）に対応付けることで、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａ（図１Ｃ参照）を作成する。そして、縮約モデル出力部１２５は、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａを含む情報を表示装置５２に所定に表示させる。表示装置５２は、所定の情報が表示されるディスプレイである。
【0033】
図３は、縮約モデル作成システムの処理部が実行する処理のフローチャートである（適宜、図２も参照）。
ステップＳ１において処理部１２は、情報入力部１２１によって、外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）の情報を取得する。
ステップＳ２において処理部１２は、可制御範囲作成部１２２によって、連系点４１，４２（図１Ｂ参照）における所定の電気物理量の可制御範囲を作成する。
ステップＳ３において処理部１２は、評価値算出部１２３によって、連系点４１，４２（図１Ｂ参照）における所定の評価値を複数の条件のそれぞれで算出する。
ステップＳ４において処理部１２は、目的関数作成部１２４によって、所定の電気物理量を変数とする目的関数を作成する。
ステップＳ１において処理部１２は、情報入力部１２１によって、外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）の情報を取得する。
ステップＳ２において処理部１２は、可制御範囲作成部１２２によって、連系点４１，４２（図１Ｂ参照）における所定の電気物理量の可制御範囲を作成する。
ステップＳ３において処理部１２は、評価値算出部１２３によって、連系点４１，４２（図１Ｂ参照）における所定の評価値を複数の条件のそれぞれで算出する。
ステップＳ４において処理部１２は、目的関数作成部１２４によって、所定の電気物理量を変数とする目的関数を作成する。
【0034】
なお、複数の外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１Ａ参照）のそれぞれのモデルである外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）を縮約して、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａを作成する「縮約モデル作成処理」は、図３のステップＳ２～Ｓ４を含んで構成される。この「縮約モデル作成処理」では、連系点４１Ｗ，４２Ｗ（図１Ａ参照）における外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１参照）の所定の電気物理量（有効電力や無効電力や電圧）の可制御範囲を示す制約条件と、電気物理量を変数とする目的関数と、を含む情報が外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａ（図１Ｃ参照）として作成される。
【0035】
ステップＳ５において処理部１２は、縮約モデル出力部１２５によって、可制御範囲及び目的関数が連系点４１，４２（図１Ｃ参照）に対応付けられた情報である外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａ（図１Ｃ参照）を表示装置５２に出力する。なお、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａを連系点４１，４２に対応付けて表示装置５２に表示させる「表示処理」は、ステップＳ５を含んで構成される。ステップＳ５の処理を行った後、処理部１２は、一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。
【0036】
次に、図３のステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４のそれぞれについて順に説明する。以下では、主に外部系統縮約モデル３１ａ（図１Ｃ参照）が作成される場合について説明するが、他方の外部系統縮約モデル３１ｂ（図１Ｃ参照）の作成についても同様である。
【0037】
図４は、可制御範囲の作成に関する処理のフローチャートである（適宜、図２も参照）。
なお、前記したステップＳ２（図３参照）の処理の詳細を示したものが図４である。また、図４の「ＳＴＡＲＴ」時には、外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）の情報が記憶部１１に格納されているものとする。
ステップＳ２０１において処理部１２は、連系点４１（図１Ｂ参照）で外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の（有効電力Ｐ＋無効電力Ｑ）の値が最大になるときの有効電力Ｐ３１及び無効電力Ｑ３１を算出する。例えば、連系点４１において外部系統モデル３１の（有効電力Ｐ＋無効電力Ｑ）を目的関数とした最適潮流計算を処理部１２が実行するようにしてもよい。また、連系点４１において外部系統モデル３１の（有効電力Ｐ＋無効電力Ｑ）が最大となるように、処理部１２が外部系統モデル３１の制御機器（図示せず）の制御量を設定した上で所定の潮流計算を行うようにしてもよい。次に、ステップＳ２０１で算出される有効電力Ｐ３１及び無効電力Ｑ３１について、図５を用いて説明する。
なお、前記したステップＳ２（図３参照）の処理の詳細を示したものが図４である。また、図４の「ＳＴＡＲＴ」時には、外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）の情報が記憶部１１に格納されているものとする。
ステップＳ２０１において処理部１２は、連系点４１（図１Ｂ参照）で外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の（有効電力Ｐ＋無効電力Ｑ）の値が最大になるときの有効電力Ｐ３１及び無効電力Ｑ３１を算出する。例えば、連系点４１において外部系統モデル３１の（有効電力Ｐ＋無効電力Ｑ）を目的関数とした最適潮流計算を処理部１２が実行するようにしてもよい。また、連系点４１において外部系統モデル３１の（有効電力Ｐ＋無効電力Ｑ）が最大となるように、処理部１２が外部系統モデル３１の制御機器（図示せず）の制御量を設定した上で所定の潮流計算を行うようにしてもよい。次に、ステップＳ２０１で算出される有効電力Ｐ３１及び無効電力Ｑ３１について、図５を用いて説明する。
【0038】
図５は、可制御範囲の作成に関する説明図である。
なお、図５の横軸は、連系点４１（図１Ｂ参照）における外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の無効電力Ｑである。また、図５の縦軸は、連系点４１における外部系統モデル３１の有効電力Ｐである。図５に示す楕円状の破線Ｒの内部領域は、連系点４１において外部系統モデル３１の有効電力Ｐ及び無効電力Ｑが実際にとり得る範囲を示している。以下では、連系点４１における可制御範囲の作成について説明するが、他方の連系点４２（図１Ｂ参照）における可制御範囲についても同様である。
なお、図５の横軸は、連系点４１（図１Ｂ参照）における外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の無効電力Ｑである。また、図５の縦軸は、連系点４１における外部系統モデル３１の有効電力Ｐである。図５に示す楕円状の破線Ｒの内部領域は、連系点４１において外部系統モデル３１の有効電力Ｐ及び無効電力Ｑが実際にとり得る範囲を示している。以下では、連系点４１における可制御範囲の作成について説明するが、他方の連系点４２（図１Ｂ参照）における可制御範囲についても同様である。
【0039】
ステップＳ２０１で算出される有効電力Ｐ３１及び無効電力Ｑ３１は、（有効電力Ｐ＋無効電力Ｑ）の値が最大となる点Ａに対応している。なお、点Ａの座標（Ｐ３１，Ｑ３１）は、カッコ内において縦軸の有効電力Ｐの値を先に記載し、横軸の無効電力Ｑの値を後に記載するようにしている（他の点Ｂ、点Ｃ、点Ｄ等も同様）。
【0040】
次に、図４のステップＳ２０２において処理部１２は、連系点４１（図１Ｂ参照）で外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の（有効電力Ｐ－無効電力Ｑ）の値が最大になるときの有効電力Ｐ３２及び無効電力Ｑ３２を算出する。なお、有効電力Ｐ３２及び無効電力Ｑ３２は、（有効電力Ｐ－無効電力Ｑ）の値が最大となる点Ｂ（図５参照）に対応している。
【0041】
次に、図４のステップＳ２０３において処理部１２は、連系点４１（図１Ｂ参照）で外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の（－有効電力Ｐ＋無効電力Ｑ）の値が最大になるときの有効電力Ｐ３３及び無効電力Ｑ３３を算出する。なお、有効電力Ｐ３３及び無効電力Ｑ３３は、（－有効電力Ｐ＋無効電力Ｑ）の値が最大となる点Ｃ（図５参照）に対応している。
【0042】
次に、図４のステップＳ２０４において処理部１２は、連系点４１（図１Ｂ参照）で外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の（－有効電力Ｐ－無効電力Ｑ）の値が最大になるときの有効電力Ｐ３４及び無効電力Ｑ３４を算出する。なお、有効電力Ｐ３４及び無効電力Ｑ３４は、（－有効電力Ｐ－無効電力Ｑ）の値が最大となる点Ｄ（図５参照）に対応している。
【0043】
前記したように、図５に示す楕円状の破線Ｒは、外部系統３１Ｗ（図１Ａ参照）が制御可能となる場合の最大限の領域である。この破線Ｒの内部領域で可制御範囲Ｘ１をなるべく広くとるために、処理部１２がステップＳ２０１～Ｓ２０４の処理を行い、図５の点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを特定するようにしている。図５の例では、破線Ｒ上に点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが存在している。なお、図４のステップＳ２０１～Ｓ２０４の処理の順序は、適宜に変更することが可能である。また、ステップＳ２０１～Ｓ２０４の処理が並行して行われるようにしてもよい。
【0044】
次に、図４のステップＳ２０５において処理部１２は、有効電力Ｐ及び無効電力Ｑの可制御範囲を作成する。具体的に説明すると、処理部１２は、ステップＳ２０１で算出した有効電力Ｐ３１、及びステップＳ２０２で算出した有効電力Ｐ３２のうち、その値が小さい方を連系点４１Ｗ（図１Ａ参照）における外部系統３１Ｗ（図１Ａ参照）の有効電力Ｐの上限値とする。図５の例では、Ｐ３１＞Ｐ３２の関係になっているため、有効電力Ｐ３２の値が有効電力Ｐの上限値として設定される。
【0045】
仮に、小さい方の有効電力Ｐ３２ではなく、大きい方の有効電力Ｐ３１を上限値にした場合、矩形状の可制御範囲Ｘ１を設定する際、この可制御範囲Ｘ１の角部（例えば、点Ｂ付近の角部）が破線Ｒの範囲から外れる可能性がある。そこで、有効電力Ｐ３１，Ｐ３２のうち、その大きさが相対的に小さい方を有効電力Ｐの上限値として設定するようにしている。なお、有効電力Ｐ３１，Ｐ３２の値が同一である場合には、その値が有効電力Ｐの上限値として設定される。
【0046】
同様にして、処理部１２は、ステップＳ２０５の処理として、図５の有効電力Ｐ３３，Ｐ３４のうち、その値が大きい方を連系点４１Ｗ（図１Ａ参照）における外部系統３１Ｗ（図１Ａ参照）の有効電力Ｐの下限値とする。図５の例では、Ｐ３３＞Ｐ３４の関係になっているため、有効電力Ｐ３４の値が有効電力Ｐの下限値として設定される。
【0047】
また、処理部１２は、図５の無効電力Ｑ３１，Ｑ３３のうち、その値が小さい方を連系点４１Ｗ（図１Ａ参照）における外部系統３１Ｗ（図１Ａ参照）の無効電力Ｑの上限値とする。図５の例では、Ｑ３１＜Ｑ３３の関係になっているため、無効電力Ｑ３１の値が無効電力Ｑの上限値として設定される。
また、処理部１２は、図５の無効電力Ｑ３２，Ｑ３４のうち、その値が大きい方を連系点４１Ｗ（図１Ａ参照）における外部系統３１Ｗ（図１Ａ参照）の無効電力Ｑの下限値とする。図５の例では、Ｑ３２＜Ｑ３４の関係になっているため、無効電力Ｑ３４の値が無効電力Ｑの下限値として設定される。
また、処理部１２は、図５の無効電力Ｑ３２，Ｑ３４のうち、その値が大きい方を連系点４１Ｗ（図１Ａ参照）における外部系統３１Ｗ（図１Ａ参照）の無効電力Ｑの下限値とする。図５の例では、Ｑ３２＜Ｑ３４の関係になっているため、無効電力Ｑ３４の値が無効電力Ｑの下限値として設定される。
【0048】
そして、処理部１２は、有効電力Ｐの上限値・下限値、及び、無効電力Ｑの上限値・下限値で特定される範囲を可制御範囲Ｘ１として設定する。図５の例では、楕円状の破線Ｒの内部に矩形状の可制御範囲Ｘ１が設定されている。同様に、他方の連系点４２Ｗ（図１Ａ参照）における外部系統３２Ｗ（図１Ａ参照）の有効電力Ｐ及び無効電力Ｑについても、その可制御範囲が設定される。
【0049】
図６は、評価値の算出に関する処理のフローチャートである（適宜、図２も参照）。
なお、前記したステップＳ３（図３参照）の処理の詳細を示したものが図６である。また、図６の「ＳＴＡＲＴ」時には、連系点４１Ｗ，４２Ｗ（図１Ａ参照）のそれぞれにおける有効電力Ｐ及び無効電力Ｑの可制御範囲が設定され、この可制御範囲のデータが記憶部１１に格納されているものとする。
なお、前記したステップＳ３（図３参照）の処理の詳細を示したものが図６である。また、図６の「ＳＴＡＲＴ」時には、連系点４１Ｗ，４２Ｗ（図１Ａ参照）のそれぞれにおける有効電力Ｐ及び無効電力Ｑの可制御範囲が設定され、この可制御範囲のデータが記憶部１１に格納されているものとする。
【0050】
ステップＳ３０１において処理部１２は、連系点４１（図１Ｂ参照）において基準となる所定の有効電力Ｐ４０及び無効電力Ｑ４０の条件で評価値を算出する。ステップＳ３０１の具体例を挙げると、処理部１２は、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）を用いて、所定の評価値を最大化（例えば、効率を最大化）又は最小化（例えば、コストを最小化）するように最適潮流計算を行う。そして、処理部１２は、最適潮流計算を行った場合の連系点４１（図１Ｂ参照）における外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の有効電力Ｐ及び無効電力Ｑの値を、基準となる有効電力Ｐ４０及び無効電力Ｑ４０として設定する。
【0051】
外部系統３１Ｗ（図１Ａ参照）の実際の運用では、連系点４１Ｗ（図１Ａ参照）における有効電力Ｐや無効電力Ｑが、最適潮流計算に基づく有効電力Ｐ４０や無効電力Ｑ４０の値に近くなる可能性が高い。そこで、有効電力Ｐ４０や無効電力Ｑ４０を基準として、処理部１２が複数の条件のそれぞれで評価値を算出するようにしている（Ｓ３０２～Ｓ３０６）。なお、外部系統３１Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器（図示せず）の直近の制御量（又は想定される制御量）を用いた場合の連系点４１Ｗ（図１Ａ参照）における有効電力Ｐ及び無効電力Ｑの値が、ステップＳ３０１の有効電力Ｐ４０及び無効電力Ｑ４０として用いられてもよい。
【0052】
図７は、評価値の算出に関する説明図である。
なお、図７に示す可制御範囲Ｘ１は、図５に示したものと同一であるものとする。
図７では、有効電力Ｐ４０及び無効電力Ｑ４０で特定される基準点Ｅが、矩形状の可制御範囲Ｘ１の内部に存在している。基準点Ｅにおける有効電力Ｐ４０や無効電力Ｑ４０の値は、次に説明するように、ステップＳ３０２～Ｓ３０５（図６参照）の処理で用いられる。
なお、図７に示す可制御範囲Ｘ１は、図５に示したものと同一であるものとする。
図７では、有効電力Ｐ４０及び無効電力Ｑ４０で特定される基準点Ｅが、矩形状の可制御範囲Ｘ１の内部に存在している。基準点Ｅにおける有効電力Ｐ４０や無効電力Ｑ４０の値は、次に説明するように、ステップＳ３０２～Ｓ３０５（図６参照）の処理で用いられる。
【0053】
図６のステップＳ３０２において処理部１２は、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）に基づいて、連系点４１（図１Ｂ参照）における有効電力Ｐの上限値、及び、基準となる無効電力Ｑ４０の条件で評価値を算出する。なお、有効電力Ｐの上限値は、図４のステップＳ２０５で作成された可制御範囲Ｘ１（図７参照）に基づいて特定される。図７の例では、基準点Ｅを通るＰ軸方向の破線Ｌ１と、矩形状の可制御範囲Ｘ１の上辺と、の交点である点Ｆでの評価値が算出される。
【0054】
図６のステップＳ３０３において処理部１２は、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）に基づいて、連系点４１（図１Ｂ参照）における有効電力Ｐの下限値、及び、基準となる無効電力Ｑ４０の条件で評価値を算出する。なお、有効電力Ｐの下限値は、可制御範囲Ｘ１（図７参照）に基づいて特定される。図７の例では、基準点Ｅを通るＰ軸方向の破線Ｌ１と、矩形状の可制御範囲Ｘ１の下辺と、の交点である点Ｇでの評価値が算出される。
【0055】
図６のステップＳ３０４において処理部１２は、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）に基づき、連系点４１（図１Ｂ参照）において基準となる有効電力Ｐ４０、及び、無効電力Ｑの上限値の条件で評価値を算出する。なお、無効電力Ｑの上限値は、可制御範囲Ｘ１（図７参照）に基づいて特定される。図７の例では、基準点Ｅを通るＱ軸方向の破線Ｌ２と、矩形状の可制御範囲Ｘ１の右辺と、の交点である点Ｈでの評価値が算出される。
【0056】
図６のステップＳ３０５において処理部１２は、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）に基づき、連系点４１（図１Ｂ参照）において基準となる有効電力Ｐ４０、及び、無効電力Ｑの下限値の条件で評価値を算出する。なお、無効電力Ｑの下限値は、可制御範囲Ｘ１（図７参照）に基づいて特定される。図７の例では、基準点Ｅを通るＱ軸方向の破線Ｌ２と、矩形状の可制御範囲Ｘ１の左辺と、の交点である点Ｋでの評価値が算出される。
【0057】
なお、図６のステップＳ３０２～Ｓ３０５の処理の順序は、適宜に変更することが可能である。また、ステップＳ３０２～Ｓ３０５の処理が並行して行われるようにしてもよい。このように、連系点４１（図１Ｂ参照）に関して、図７に示す基準点Ｅの他、４つの点Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｋのそれぞれの評価値が算出される。また、他方の連系点４２（図１Ｂ参照）についても同様にして、複数の条件のそれぞれについて評価値が算出される。
【0058】
図８は、目的関数の作成に関する処理のフローチャートである（適宜、図２も参照）。
なお、前記したステップＳ４（図３参照）の処理の詳細を示したものが図８である。また、図８の「ＳＴＡＲＴ」時には、有効電力Ｐ及び無効電力Ｑの可制御範囲の他、基準点Ｅ（図７参照）や点Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｋ（図７参照）における各評価値のデータが記憶部１１に格納されているものとする。
なお、前記したステップＳ４（図３参照）の処理の詳細を示したものが図８である。また、図８の「ＳＴＡＲＴ」時には、有効電力Ｐ及び無効電力Ｑの可制御範囲の他、基準点Ｅ（図７参照）や点Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｋ（図７参照）における各評価値のデータが記憶部１１に格納されているものとする。
【0059】
ステップＳ４０１において処理部１２は、連系点４１（図１Ｂ参照）における無効電力Ｑ、及び複数条件の有効電力Ｐにおける評価値に基づいて、有効電力Ｐを変数とする目的関数を作成する。有効電力Ｐと評価値との関係に着目すると、図７に示す基準点Ｅにおける評価値の他、有効電力Ｐが上限値（点Ｆ）や下限値（点Ｇ）になるときの評価値が算出されている。これらの基準点Ｅや点Ｆ，Ｇのそれぞれの有効電力Ｐ及び評価値に基づいて、有効電力Ｐを変数とする目的関数が導出される。
【0060】
図９Ａは、有効電力Ｐを変数とする目的関数の説明図である。
なお、図９Ａの横軸は有効電力Ｐであり、縦軸は所定の評価値である。図９Ａに示す点Ｅｃ１は、基準点Ｅ（図７参照）の有効電力Ｐ４０と評価値とで特定される点である。点Ｆｃ１は、上限値の有効電力Ｐ３２（図５の点Ｆ）と評価値とで特定される点である。また、点Ｇｃ１は、下限値の有効電力Ｐ３３（図５の点Ｇ）と評価値とで特定される点である。
なお、図９Ａの横軸は有効電力Ｐであり、縦軸は所定の評価値である。図９Ａに示す点Ｅｃ１は、基準点Ｅ（図７参照）の有効電力Ｐ４０と評価値とで特定される点である。点Ｆｃ１は、上限値の有効電力Ｐ３２（図５の点Ｆ）と評価値とで特定される点である。また、点Ｇｃ１は、下限値の有効電力Ｐ３３（図５の点Ｇ）と評価値とで特定される点である。
【0061】
図９Ａに示す点Ｅｃ１，Ｆｃ１，Ｇｃ１のそれぞれの有効電力Ｐと評価値とに基づいて、以下の式（６）に示すような、有効電力Ｐを変数とする目的関数が近似的に導かれる。目的関数を近似的に導出する方法として、例えば、最小二乗法が用いられる。なお、式（６）に含まれるａ４，ｂ４は所定の値である。
【0062】
ａ４×（有効電力Ｐ）＋ｂ４ ・・・（６）
【0063】
図９Ａには、有効電力Ｐを変数とする１次関数（式（６））の直線Ｌ３を目的関数として示している。なお、目的関数が１次関数である必要は特になく、２次関数や他の所定の関数であってもよい。
【0064】
次に、図８のステップＳ４０２において処理部１２は、連系点４１（図１Ｂ参照）における有効電力Ｐ、及び複数条件の無効電力Ｑにおける評価値に基づいて、無効電力Ｑを変数とする別の目的関数を作成する。無効電力Ｑと評価値との関係に着目すると、図７に示す基準点Ｅでの評価値の他、無効電力Ｑが上限値（点Ｈ）や下限値（点Ｋ）になるときの評価値が算出されている。これらの基準点Ｅや点Ｈ，Ｋのそれぞれの無効電力Ｑ及び評価値に基づいて、無効電力Ｑを変数とする目的関数が導出される。
【0065】
図９Ｂは、無効電力Ｑを変数とする目的関数の説明図である。
なお、図９Ｂの横軸は無効電力Ｑであり、縦軸は所定の評価値である。図９Ｂに示す点Ｅｃ２は、基準点Ｅ（図７参照）の無効電力Ｑ４０と評価値とで特定される点である。点Ｈｃ２は、上限値の無効電力Ｑ３１（図５の点Ｈ）と評価値とで特定される点である。また、点Ｋｃ１は、下限値の無効電力Ｑ３４（図５の点Ｋ）と評価値とで特定される点である。
なお、図９Ｂの横軸は無効電力Ｑであり、縦軸は所定の評価値である。図９Ｂに示す点Ｅｃ２は、基準点Ｅ（図７参照）の無効電力Ｑ４０と評価値とで特定される点である。点Ｈｃ２は、上限値の無効電力Ｑ３１（図５の点Ｈ）と評価値とで特定される点である。また、点Ｋｃ１は、下限値の無効電力Ｑ３４（図５の点Ｋ）と評価値とで特定される点である。
【0066】
図９Ｂに示す点Ｅｃ２，Ｈｃ２，Ｋｃ２の無効電力Ｑと評価値とに基づいて、以下の式（７）に示すような、無効電力Ｑを変数とする目的関数が近似的に導出される。なお、式（６）に含まれるａ５，ｂ５は所定の値である。
【0067】
ａ５×（無効電力Ｑ）＋ｂ５ ・・・（７）
【0068】
図９Ｂには、無効電力Ｑを変数とする１次関数（式（７））の直線Ｌ４を目的関数として示している。このように、処理部１２は、連系点４１，４２（図１Ｂ参照）のそれぞれについて、有効電力Ｐを変数とする目的関数（図８のＳ４０１）と、無効電力Ｑを変数とする別の目的関数（図８のＳ４０２）と、を作成する。
【0069】
すなわち、処理部１２は、可制御範囲Ｘ１（図７参照）において電気物理量（有効電力Ｐや無効電力Ｑ）の値が異なる複数の条件（基準点Ｅや点Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｋ：図７参照）のそれぞれで所定の評価値を算出し、複数の条件に対応する電気物理量及び評価値に基づいて、目的関数を作成する。前記した複数の条件には、可制御範囲Ｘ１において評価値が最大又は最小になるもの（図７の基準点Ｅ）が含まれている。これによって、外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１Ａ参照）が最適な評価値をとるように運用されるときの有効電力Ｐや無効電力Ｑに基づいて、所定の目的関数を作成できる。したがって、目的関数の誤差を小さくすることができる。
【0070】
なお、図８のステップＳ４０１，Ｓ４０２の処理の順序は、適宜に変更することが可能である。また、ステップＳ４０１，Ｓ４０２の処理が並行して行われるようにしてもよい。その他にも、例えば、以下の式（８）に示すように、複数条件（つまり、複数の点）での評価値に基づいて、有効電力Ｐ及び無効電力Ｑを変数とする目的関数が導出されるようにしてもよい。なお、式（８）に含まれるａ６，ｂ６，ｃ６，ｄ６，ｅ６は、それぞれ、所定の値である。
【0071】
ａ６×（有効電力Ｐ）２＋ｂ６×（有効電力Ｐ）＋ｃ６×（無効電力Ｑ）２＋ｄ６×（無効電力Ｑ）＋ｅ６ ・・・式（８）
【0072】
また、目的関数が１次式や２次式で表される必要は特になく、３次式や他の所定の形式で表されてもよい。次に、図３のステップＳ５の処理の表示例について説明する。
【0073】
図１０Ａは、縮約前の外部系統モデル３１，３２を含む表示例である。
図１０Ａの例では、主系統モデル２０の各構成要素の接続関係が表示装置５２（図２参照）に表示されている他、外部系統モデル３１，３２の各構成要素の接続関係が表示されている。また、それぞれの連系点４１，４２が線分で示されているが、丸印や星印といった所定のマークが表示されてもよい。また、連系点４１，４２の識別番号が表示されるようにしてもよい。
図１０Ａの例では、主系統モデル２０の各構成要素の接続関係が表示装置５２（図２参照）に表示されている他、外部系統モデル３１，３２の各構成要素の接続関係が表示されている。また、それぞれの連系点４１，４２が線分で示されているが、丸印や星印といった所定のマークが表示されてもよい。また、連系点４１，４２の識別番号が表示されるようにしてもよい。
【0074】
図１０Ｂは、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａを含む表示例である。
図１０Ｂの例では、連系点４１において吹出しで囲った部分に所定の制約条件や目的関数が外部系統縮約モデル３１ａとして表示されている。なお、連系点４２における外部系統縮約モデル３２ａも同様である。このように、処理部１２は、連系点４１，４２における外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１Ａ参照）の所定の電気物理量（有効電力や無効電力や電圧）の可制御範囲を示す制約条件と、電気物理量を変数とする目的関数と、を含む情報を外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａとして、連系点４１，４２に対応付けて表示装置５２（図２参照）に表示させる。
図１０Ｂの例では、連系点４１において吹出しで囲った部分に所定の制約条件や目的関数が外部系統縮約モデル３１ａとして表示されている。なお、連系点４２における外部系統縮約モデル３２ａも同様である。このように、処理部１２は、連系点４１，４２における外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１Ａ参照）の所定の電気物理量（有効電力や無効電力や電圧）の可制御範囲を示す制約条件と、電気物理量を変数とする目的関数と、を含む情報を外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａとして、連系点４１，４２に対応付けて表示装置５２（図２参照）に表示させる。
【0075】
これによって、それぞれの外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａの具体的な内容をユーザが一目で把握できる。なお、表示画面上のタブ等（図示せず）の選択によって、図１０Ａの表示画面と、図１０Ｂの表示画面と、が切り替えられるようにしてもよい。これによって、外部系統モデル３１，３２の縮約前と縮約後の状態をユーザが把握しやすくなる。
【0076】
また、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）を管理している事業者や、この事業者から制御量の計算の委託を受けた他の事業者に外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａのデータが提供されるようにしてもよい。主系統２０Ｗの制御機器（図示せず）の制御量は、主系統２０Ｗにおける所定の制約条件及び目的関数と、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａに含まれる制約条件及び目的関数と、に基づいて、周知の方法で算出される。
【0077】
＜効果＞
第１実施形態によれば、連系点４１（図１Ｃ参照）のノードに外部系統縮約モデル３１ａが対応付けられるとともに、別の連系点４２（図１Ｃ参照）のノードに外部系統縮約モデル３２ａが対応付けられる。また、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａは、それぞれ、所定の可制御範囲で表される制約条件と、目的関数と、を含んでいる。
第１実施形態によれば、連系点４１（図１Ｃ参照）のノードに外部系統縮約モデル３１ａが対応付けられるとともに、別の連系点４２（図１Ｃ参照）のノードに外部系統縮約モデル３２ａが対応付けられる。また、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａは、それぞれ、所定の可制御範囲で表される制約条件と、目的関数と、を含んでいる。
【0078】
これによって、例えば、処理部１２が主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量が算出する際、主系統モデル２０の所定の制約条件や目的関数に、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａの制約条件や目的関数を追加した上で最適潮流計算を行えばよいため、処理の簡素化を図ることができる。このように、第１実施形態によれば、主系統２０Ｗ（所定の電力系統）に複数の外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１Ａ参照）が接続される場合にも適切に対応できる。また、縮約前の外部系統モデル３１，３２を用いる場合に比べて、最適潮流計算を行う際の計算量が少なくなるため、計算時間を大幅に短縮できる。
【0079】
≪第２実施形態≫
第２実施形態は、可制御範囲が作成される際、有効電力Ｐや無効電力Ｑに所定の重み係数が乗算される点が第１実施形態とは異なっている。なお、縮約モデル作成システム１０の構成（図２参照）や、可制御範囲の設定以外の処理（図３、図６～図９Ａ、図９Ｂ参照）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、重複する部分の説明を省略する。
第２実施形態は、可制御範囲が作成される際、有効電力Ｐや無効電力Ｑに所定の重み係数が乗算される点が第１実施形態とは異なっている。なお、縮約モデル作成システム１０の構成（図２参照）や、可制御範囲の設定以外の処理（図３、図６～図９Ａ、図９Ｂ参照）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、重複する部分の説明を省略する。
【0080】
図１１は、第２実施形態に係る縮約モデル作成システムにおける可制御範囲の作成に関する処理のフローチャートである（適宜、図２も参照）。
なお、図１１に示す一連の処理は、図３のステップＳ２に対応している。
ステップＳ２０１ａにおいて処理部１２は、連系点４１（図１Ｂ参照）において外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の（α×有効電力Ｐ＋β×無効電力Ｑ）の値が最大になるときの有効電力Ｐ６１及び無効電力Ｑ６１を算出する。なお、α及びβは所定の重み係数であり、ユーザによる入力装置５１（図２参照）を介した操作で設定される。
なお、図１１に示す一連の処理は、図３のステップＳ２に対応している。
ステップＳ２０１ａにおいて処理部１２は、連系点４１（図１Ｂ参照）において外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の（α×有効電力Ｐ＋β×無効電力Ｑ）の値が最大になるときの有効電力Ｐ６１及び無効電力Ｑ６１を算出する。なお、α及びβは所定の重み係数であり、ユーザによる入力装置５１（図２参照）を介した操作で設定される。
【0081】
例えば、有効電力Ｐよりも無効電力Ｑの方が評価値への影響度が高い場合には、有効電力Ｐの重み係数αよりも無効電力Ｑの重み係数βの方が大きな値に設定される。前記した影響度（つまり、重み係数α，βの大小関係）については、定性的な判断や所定のシミュレーション結果に基づいて、ユーザが事前に把握しているものとする。具体例を挙げると、評価値として送電損失が用いられる場合において、有効電力Ｐよりも無効電力Ｑの方が送電損失の低減に与える影響度が高い場合には、重み係数αよりも重み係数βの方が大きな値に設定される。このように、評価値への影響度が高い変数の可制御範囲を大きめに設定することが可能になる他、可制御範囲を設定する際のユーザの自由度が高められる。
【0082】
次に、ステップＳ２０２ａにおいて処理部１２は、連系点４１（図１Ｂ参照）において外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の（α×有効電力Ｐ－β×無効電力Ｑ）の値が最大になるといの有効電力Ｐ６２及び無効電力Ｑ６２を算出する。
ステップＳ２０３ａにおいて処理部１２は、連系点４１（図１Ｂ参照）において外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の（－α×有効電力Ｐ＋β×無効電力Ｑ）の値が最大になるときの有効電力Ｐ６３及び無効電力Ｑ６３を算出する。
ステップＳ２０３ａにおいて処理部１２は、連系点４１（図１Ｂ参照）において外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の（－α×有効電力Ｐ＋β×無効電力Ｑ）の値が最大になるときの有効電力Ｐ６３及び無効電力Ｑ６３を算出する。
【0083】
ステップＳ２０４ａにおいて処理部１２は、連系点４１（図１Ｂ参照）において外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の（－α×有効電力Ｐ－β×無効電力Ｑ）の値が最大になるときの有効電力Ｐ６４及び無効電力Ｑ６４を算出する。このように、処理部１２は、連系点４１における外部系統モデル３１の有効電力Ｐ及び無効電力Ｑを含む所定の数式（Ｓ２０１ａ～Ｓ２０４ａの数式）に基づいて、可制御範囲を作成する際、この数式に含まれる有効電力Ｐ及び無効電力Ｑのそれぞれに所定の重み係数α，βを乗算する。
【0084】
次に、ステップＳ２０５ａにおいて処理部１２は、有効電力Ｐと無効電力Ｑの可制御範囲を作成する。なお、他方の連系点４２（図１Ｂ参照）における有効電力Ｐ及び無効電力Ｑの可制御範囲も同様にして作成される。可制御範囲の作成については、第１実施形態で説明したステップＳ２０５の処理（図４参照）と同様であるから、説明を省略する。
【0085】
＜効果＞
第２実施形態によれば、外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）において評価値への影響度の大きい電気物理量の可制御範囲をユーザが大きめの値に設定できる。したがって、比較的高い評価値を含む情報に基づいて、それぞれの目的関数を適切に設定できる。
第２実施形態によれば、外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）において評価値への影響度の大きい電気物理量の可制御範囲をユーザが大きめの値に設定できる。したがって、比較的高い評価値を含む情報に基づいて、それぞれの目的関数を適切に設定できる。
【0086】
≪第３実施形態≫
第３実施形態は、評価値を最適化した場合の有効電力Ｐ及び無効電力Ｑを含むように可制御範囲が設定される点が、第１実施形態とは異なっている。なお、縮約モデル作成システム１０の構成（図２参照）や、可制御範囲の設定以外の処理（図３、図６～図９Ａ、図９Ｂ参照）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、重複する部分の説明を省略する。
第３実施形態は、評価値を最適化した場合の有効電力Ｐ及び無効電力Ｑを含むように可制御範囲が設定される点が、第１実施形態とは異なっている。なお、縮約モデル作成システム１０の構成（図２参照）や、可制御範囲の設定以外の処理（図３、図６～図９Ａ、図９Ｂ参照）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、重複する部分の説明を省略する。
【0087】
図１２Ａ、図１２Ｂは、第３実施形態に係る縮約モデル作成システムにおける可制御範囲の作成に関する処理のフローチャートである（適宜、図２も参照）。
なお、図１２Ａ、図１２Ｂに示す一連の処理は、図３のステップＳ２に対応している。また、図１２Ａに示すステップＳ２０１ａ～Ｓ２０４ａの処理は、第２実施形態で説明したステップＳ２０１ａ～Ｓ２０４ａ（図１１参照）の処理と同様であるから、説明を省略する。
なお、図１２Ａ、図１２Ｂに示す一連の処理は、図３のステップＳ２に対応している。また、図１２Ａに示すステップＳ２０１ａ～Ｓ２０４ａの処理は、第２実施形態で説明したステップＳ２０１ａ～Ｓ２０４ａ（図１１参照）の処理と同様であるから、説明を省略する。
【0088】
ステップＳ２０４ａの処理を行った後、ステップＳ２１０において処理部１２は、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の評価値を最適化する処理を行った場合の連系点４１（図１Ｂ参照）における有効電力Ｐ７１及び無効電力Ｑ７１を算出する。つまり、処理部１２は、評価値の最大化（例えば、効率の最大化）又は最小化（例えば、コストの最小化）を図った場合の連系点４１（図１Ｂ参照）での有効電力Ｐ及び無効電力Ｑを特定する。
【0089】
次に、図１２ＢのステップＳ２１１において処理部１２は、評価値が最適になるような有効電力Ｐ７１が、有効電力Ｐ６１又は有効電力Ｐ６２のうちのいずれかよりも大きいか否かを判定する。なお、有効電力Ｐ６１，Ｐ６２は、図１２ＡのステップＳ２０１ａ，Ｓ２０２ａで算出された値である。ここで、ステップＳ２１１の処理の技術的な意味について、図１３を用いて説明する。
【0090】
図１３は、可制御範囲Ｘ３の作成に関する説明図である。
なお、図１３の横軸は、連系点４１（図１Ｂ参照）における外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の無効電力Ｑである。また、図１３の縦軸は、連系点４１における外部系統モデル３１の有効電力Ｐである。また、楕円状の破線Ｒの内部領域は、連系点４１において有効電力Ｐ及び無効電力Ｑが実際にとり得る範囲を示している。図１３に示す可制御範囲Ｘ２は、ステップＳ２０１ａ～Ｓ２０４ａの算出結果に基づいて、点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで特定される仮の可制御範囲である。また、図１３に示す可制御範囲Ｘ３は、最終的に設定される可制御範囲である。
なお、図１３の横軸は、連系点４１（図１Ｂ参照）における外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の無効電力Ｑである。また、図１３の縦軸は、連系点４１における外部系統モデル３１の有効電力Ｐである。また、楕円状の破線Ｒの内部領域は、連系点４１において有効電力Ｐ及び無効電力Ｑが実際にとり得る範囲を示している。図１３に示す可制御範囲Ｘ２は、ステップＳ２０１ａ～Ｓ２０４ａの算出結果に基づいて、点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで特定される仮の可制御範囲である。また、図１３に示す可制御範囲Ｘ３は、最終的に設定される可制御範囲である。
【0091】
例えば、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）に基づく所定の評価値が最大又は最小になるような最適点Ｍ（有効電力Ｐ７１及び無効電力Ｑ７１で特定される点）は、可制御範囲Ｘ２の内部に存在することもあるが、場合によっては、可制御範囲Ｘ２の外側に存在することもある。外部系統３１Ｗ（図１Ａ参照）では、評価値が最適となるように制御が行われることが多いため、前記した最適点Ｍが可制御範囲に含まれることが望ましい。そこで、第３実施形態では、最適点Ｍを含むように処理部１２が可制御範囲Ｘ３を作成するようにしている。
【0092】
図１２ＢのステップＳ２１１において有効電力Ｐ７１が有効電力Ｐ６１又は有効電力Ｐ６２のうちのいずれかよりも大きい場合（Ｓ２１１：Ｙｅｓ）、処理部１２の処理はステップＳ２１２に進む。つまり、有効電力Ｐ６１及び有効電力Ｐ６２のうちの小さい方よりも有効電力Ｐ７１が大きい場合、処理部１２の処理はステップＳ２１２に進む。
ステップＳ２１２において処理部１２は、有効電力Ｐ６１，Ｐ６２及び無効電力Ｑ６１，Ｑ６２の上書き処理を行う。すなわち、処理部１２は、可制御範囲Ｘ３（図１３参照）が最適点Ｍを含むように、有効電力Ｐ６１，Ｐ６２及び無効電力Ｑ６１，Ｑ６２の値を変更する。
ステップＳ２１２において処理部１２は、有効電力Ｐ６１，Ｐ６２及び無効電力Ｑ６１，Ｑ６２の上書き処理を行う。すなわち、処理部１２は、可制御範囲Ｘ３（図１３参照）が最適点Ｍを含むように、有効電力Ｐ６１，Ｐ６２及び無効電力Ｑ６１，Ｑ６２の値を変更する。
【0093】
図１３の例では、最適点Ｍの有効電力Ｐ７１が、有効電力Ｐ６１，Ｐ６２よりも大きくなっている（Ｓ２１１：Ｙｅｓ）。つまり、仮の可制御範囲Ｘ２よりもＰ軸方向の正側（紙面上側）に最適点Ｍ（Ｐ７１，Ｑ７１）が存在している。このような場合には、有効電力Ｐ６１，Ｐ６２のそれぞれについて、その値の大きさが最適点Ｍの有効電力Ｐ７１の値に等しくなるように上書き処理が行われる。
【0094】
無効電力Ｑ６１については、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の連系点４１（図１Ｂ参照）において、（α×有効電力Ｐ７１＋β×無効電力Ｑ）が最大になるときの無効電力Ｑの値に上書きする処理が行われる。図１３では、上書き後の（Ｐ６１ｍ，Ｑ６１ｍ）で特定される点Ａｍを示している。他方の無効電力Ｑ６２については、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の連系点４１（図１Ｂ参照）において、（α×有効電力Ｐ７１－β×無効電力Ｑ）が最大になるときの無効電力Ｑの値に上書きする処理が行われる。図１３では、上書き処理後の（Ｐ６２ｍ，Ｑ６２ｍ）で特定される点Ｂｍを示している。
【0095】
なお、ステップＳ２１１の判定条件が満たされた場合、点Ｃ（Ｐ６３，Ｑ６３）や点Ｄ（Ｐ６４，Ｑ６４）の位置を変更する必要は特にない。点Ｃ，Ｄの位置を変更せずとも、次のステップＳ２１３の処理で、図１３の点Ｃｍ、点Ｄｍを含むような矩形状の可制御範囲Ｘ３が作成されるからである。
【0096】
次に、図１２ＢのステップＳ２１３において処理部１２は、有効電力Ｐ及び無効電力Ｑの可制御範囲を作成する。図１３の例では、点Ａｍ，Ｂｍ，Ｃ，Ｄのそれぞれの有効電力Ｐ及び無効電力Ｑに基づいて、可制御範囲Ｘ３が作成される。このように、処理部１２は、所定の評価値が最大又は最小になるときの条件を示す点（図１３の最適点Ｍ）が可制御範囲Ｘ３に含まれるように、可制御範囲Ｘ３を作成する。なお、有効電力Ｐや無効電力Ｑの上限値・下限値に基づいて可制御範囲Ｘ３を作成する処理については、第１実施形態のステップＳ２０５の処理（図４、図５参照）と同様であるから、説明を省略する。
【0097】
また、図１２ＢのステップＳ２１１において最適点Ｍの有効電力Ｐ７１が、有効電力Ｐ６１又は有効電力Ｐ６２のうちのいずれかよりも大きくない場合（Ｓ２１１：Ｎｏ）、処理部１２の処理はステップＳ２１４に進む。つまり、最適点Ｍの有効電力Ｐ７１が、有効電力Ｐ６１以下であり、かつ、有効電力Ｐ６２以下である場合、処理部１２の処理はステップＳ２１４に進む。
【0098】
ステップＳ２１４において処理部１２は、評価値が最適になるような有効電力Ｐ７１が、有効電力Ｐ６３又はＰ６４のうちのいずれかよりも小さいか否かを判定する。なお、有効電力Ｐ６３，Ｐ６４は、図１２ＡのステップＳ２０３ａ，Ｓ２０４ａで算出された値である。ステップＳ２１４において有効電力Ｐ７１が有効電力Ｐ６３，Ｐ６４のうちのいずれかよりも小さい場合（Ｓ２１４：Ｙｅｓ）、処理部１２の処理はステップＳ２１５に進む。つまり、有効電力Ｐ６３及び有効電力Ｐ６３のうちの大きい方よりも有効電力Ｐ７１が小さい場合、処理部１２の処理はステップＳ２１５に進む。この場合には、図示はしないが、仮の可制御範囲Ｘ２（図１３参照）よりもＰ軸方向の負側（紙面下側）に最適点Ｍ（Ｐ７１，Ｑ７１）が存在している。
【0099】
ステップＳ２１５において処理部１２は、有効電力Ｐ６３，Ｐ６４及び無効電力Ｑ６３，Ｑ６４の上書き処理を行う。つまり、処理部１２は、可制御範囲Ｘ３が最適点Ｍを含むように、有効電力Ｐ６３，Ｐ６４及び無効電力Ｑ６３，Ｑ６４を変更する。具体的には、有効電力Ｐ６３，Ｐ６４の値が最適点Ｍの有効電力Ｐ７１の値に等しくなるように上書き処理が行われる。
また、無効電力Ｑ６３については、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の連系点４１（図１Ｂ参照）において、（－α×有効電力Ｐ７１＋β×無効電力Ｑ）が最大になるときの無効電力Ｑの値に上書きする処理が行われる。他方の無効電力Ｑ６４については、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の連系点４１（図１Ｂ参照）において、（－α×有効電力Ｐ７１－β×無効電力Ｑ）が最大になるときの無効電力Ｑの値に上書きする処理が行われる。ステップＳ２１５の処理を行った後、ステップＳ２１３において処理部１２は、可制御範囲を設定する。
また、無効電力Ｑ６３については、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の連系点４１（図１Ｂ参照）において、（－α×有効電力Ｐ７１＋β×無効電力Ｑ）が最大になるときの無効電力Ｑの値に上書きする処理が行われる。他方の無効電力Ｑ６４については、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の連系点４１（図１Ｂ参照）において、（－α×有効電力Ｐ７１－β×無効電力Ｑ）が最大になるときの無効電力Ｑの値に上書きする処理が行われる。ステップＳ２１５の処理を行った後、ステップＳ２１３において処理部１２は、可制御範囲を設定する。
【0100】
また、ステップＳ２１４において最適点Ｍの有効電力Ｐ７１が、有効電力Ｐ６３又は有効電力Ｐ６４のうちのいずれかよりも小さくない場合（Ｓ２１４：Ｎｏ）、処理部１２の処理はステップＳ２１６に進む。つまり、最適点Ｍの有効電力Ｐ７１が、有効電力Ｐ６３以上であり、かつ、有効電力Ｐ６４以上である場合、処理部１２の処理はステップＳ２１６に進む。
【0101】
ステップＳ２１６において処理部１２は、評価値が最適になるような無効電力Ｑ７１が、無効電力Ｑ６１，Ｑ６３のうちのいずれかよりも大きいか否かを判定する。なお、無効電力Ｑ６１，Ｑ６３は、図１２ＡのステップＳ２０１ａ，Ｓ２０３ａで算出された値である。ステップＳ２１６において無効電力Ｑ７１が無効電力Ｑ６１，Ｑ６３のうちのいずれかよりも大きい場合（Ｓ２１６：Ｙｅｓ）、処理部１２の処理はステップＳ２１７に進む。この場合には、図示はしないが、可制御範囲Ｘ２（図１３参照）よりもＱ軸方向の正側（紙面右側）に最適点Ｍ（Ｐ７１，Ｑ７１）が存在している。
【0102】
ステップＳ２１７において処理部１２は、有効電力Ｐ６１，Ｐ６３及び無効電力Ｑ６１，Ｑ６３の上書き処理を行う。つまり、処理部１２は、可制御範囲Ｘ３が最適点Ｍを含むように、有効電力Ｐ６１，Ｐ６３及び無効電力Ｑ６１，Ｑ６３を変更する。具体的には、無効電力Ｑ６１，Ｑ６３の値が最適点Ｍの無効電力Ｑ７１の値に等しくなるように上書き処理が行われる。
また、有効電力Ｐ６１については、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の連系点４１（図１Ｂ参照）において、（α×有効電力Ｐ＋β×無効電力Ｑ７１）が最大になるときの有効電力Ｐの値に上書きする処理が行われる。他方の有効電力Ｐ６３については、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の連系点４１（図１Ｂ参照）において、（－α×有効電力Ｐ＋β×無効電力Ｑ７１）が最大になるときの有効電力Ｐの値に上書きする処理が行われる。ステップＳ２１７の処理を行った後、ステップＳ２１３において処理部１２は、可制御範囲を設定する。
また、有効電力Ｐ６１については、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の連系点４１（図１Ｂ参照）において、（α×有効電力Ｐ＋β×無効電力Ｑ７１）が最大になるときの有効電力Ｐの値に上書きする処理が行われる。他方の有効電力Ｐ６３については、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の連系点４１（図１Ｂ参照）において、（－α×有効電力Ｐ＋β×無効電力Ｑ７１）が最大になるときの有効電力Ｐの値に上書きする処理が行われる。ステップＳ２１７の処理を行った後、ステップＳ２１３において処理部１２は、可制御範囲を設定する。
【0103】
また、ステップＳ２１６において最適点Ｍの無効電力Ｑ７１が、無効電力Ｑ６１又は無効電力Ｑ６３のうちのいずれかよりも大きくない場合（Ｓ２１６：Ｎｏ）、処理部１２の処理はステップＳ２１８に進む。
ステップＳ２１８において処理部１２は、評価値が最適になるような無効電力Ｑ７１が、無効電力Ｑ６２又は無効電力Ｑ６４のうちのいずれかよりも小さいか否かを判定する。なお、無効電力Ｑ６２，Ｑ６４は、図１２ＡのステップＳ２０２ａ，Ｓ２０４ａで算出された値である。ステップＳ２１８において無効電力Ｑ７１が無効電力Ｑ６２又は無効電力Ｑ６４のうちのいずれかよりも小さい場合（Ｓ２１８：Ｙｅｓ）、処理部１２の処理はステップＳ２１９に進む。この場合には、図示はしないが、可制御範囲Ｘ２（図１３参照）よりもＱ軸方向の負側（紙面左側）に最適点Ｍ（Ｐ７１，Ｑ７１）が存在している。
ステップＳ２１８において処理部１２は、評価値が最適になるような無効電力Ｑ７１が、無効電力Ｑ６２又は無効電力Ｑ６４のうちのいずれかよりも小さいか否かを判定する。なお、無効電力Ｑ６２，Ｑ６４は、図１２ＡのステップＳ２０２ａ，Ｓ２０４ａで算出された値である。ステップＳ２１８において無効電力Ｑ７１が無効電力Ｑ６２又は無効電力Ｑ６４のうちのいずれかよりも小さい場合（Ｓ２１８：Ｙｅｓ）、処理部１２の処理はステップＳ２１９に進む。この場合には、図示はしないが、可制御範囲Ｘ２（図１３参照）よりもＱ軸方向の負側（紙面左側）に最適点Ｍ（Ｐ７１，Ｑ７１）が存在している。
【0104】
ステップＳ２１９において処理部１２は、有効電力Ｐ６２，Ｐ６４及び無効電力Ｑ６２，Ｑ６４の上書き処理を行う。つまり、処理部１２は、可制御範囲Ｘ３が最適点Ｍを含むように、有効電力Ｐ６２，Ｐ６４及び無効電力Ｑ６２，Ｑ６４を変更する。具体的には、無効電力Ｑ６２，Ｑ６４の値が最適点Ｍの無効電力Ｑ７１の値に等しくなるように上書き処理が行われる。
また、有効電力Ｐ６２については、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の連系点４１（図１Ｂ参照）において、（α×有効電力Ｐ－β×無効電力Ｑ７１）が最大になるときの有効電力Ｐの値に上書きする処理が行われる。他方の有効電力Ｐ６４については、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の連系点４１（図１Ｂ参照）において、（－α×有効電力Ｐ－β×無効電力Ｑ７１）が最大になるときの有効電力Ｐの値に上書きする処理が行われる。ステップＳ２１９の処理を行った後、ステップＳ２１３において処理部１２は、可制御範囲を設定する。
また、有効電力Ｐ６２については、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の連系点４１（図１Ｂ参照）において、（α×有効電力Ｐ－β×無効電力Ｑ７１）が最大になるときの有効電力Ｐの値に上書きする処理が行われる。他方の有効電力Ｐ６４については、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の連系点４１（図１Ｂ参照）において、（－α×有効電力Ｐ－β×無効電力Ｑ７１）が最大になるときの有効電力Ｐの値に上書きする処理が行われる。ステップＳ２１９の処理を行った後、ステップＳ２１３において処理部１２は、可制御範囲を設定する。
【0105】
また、ステップＳ２１８において無効電力Ｑ７１が無効電力Ｑ６２又は無効電力Ｑ６４のうちのいずれかよりも小さくない場合（Ｓ２１８：Ｎｏ）、処理部１２は、有効電力Ｐや無効電力Ｑの上書き処理を特に行うことなく、ステップＳ２１３において可制御範囲を設定する。この場合には、上書き処理を行わずとも、有効電力Ｐ６１～Ｐ６４及び無効電力Ｑ６１～６４で特定される可制御範囲Ｘ２（図１３参照）の中に最適点Ｍが含まれているからである。
なお、ステップＳ２１１，Ｓ２１４，Ｓ２１６，Ｓ２１８の判定処理については、順序が適宜に変更されてもよい。また、他方の連系点４２（図１Ｂ参照）における可制御範囲の設定についても、同様の処理が行われる。
なお、ステップＳ２１１，Ｓ２１４，Ｓ２１６，Ｓ２１８の判定処理については、順序が適宜に変更されてもよい。また、他方の連系点４２（図１Ｂ参照）における可制御範囲の設定についても、同様の処理が行われる。
【0106】
＜効果＞
第３実施形態によれば、外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）において評価値が最適化されるときの電気物理量の変数値（有効電力Ｐ７１及び無効電力Ｑ７１）を含むように可制御範囲Ｘ３が設定される。したがって、比較的高い評価値を含む情報に基づいて、目的関数を作成できる。これによって、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量を適切に設定できる。
第３実施形態によれば、外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）において評価値が最適化されるときの電気物理量の変数値（有効電力Ｐ７１及び無効電力Ｑ７１）を含むように可制御範囲Ｘ３が設定される。したがって、比較的高い評価値を含む情報に基づいて、目的関数を作成できる。これによって、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量を適切に設定できる。
【0107】
≪第４実施形態≫
第４実施形態は、目的関数が区分線形関数である点が第１実施形態とは異なっている。なお、縮約モデル作成システム１０の構成（図２参照）や、目的関数の作成以外の処理（図３～図７参照）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、重複する部分の説明を省略する。
第４実施形態は、目的関数が区分線形関数である点が第１実施形態とは異なっている。なお、縮約モデル作成システム１０の構成（図２参照）や、目的関数の作成以外の処理（図３～図７参照）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、重複する部分の説明を省略する。
【0108】
図１４は、第４実施形態に係る縮約モデル作成システムにおける目的関数の作成に関する処理のフローチャートである（適宜、図２も参照）。
なお、図１４に示す一連の処理は、図３のステップＳ４に対応している。また、図１４の「ＳＴＡＲＴ」時には、図７の基準点Ｅの他、点Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｋのそれぞれにおける評価値が算出されているものとする。
ステップＳ４０１ａにおいて処理部１２は、有効電力Ｐを変数とする、区分された目的関数を作成する。すなわち、処理部１２は、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の連系点４１（図１Ｂ参照）における所定の無効電力Ｑと、大きさが異なる複数の有効電力Ｐと、で特定される各評価値に基づいて、有効電力Ｐを変数とする目的関数を作成する。図７の例では、有効電力Ｐの値が異なる基準点Ｅ及び点Ｆ，Ｇのそれぞれにおいて、評価値が算出される。これらの評価値と有効電力Ｐとに基づいて、有効電力Ｐを変数とする目的関数が区分線形関数として作成される。
なお、図１４に示す一連の処理は、図３のステップＳ４に対応している。また、図１４の「ＳＴＡＲＴ」時には、図７の基準点Ｅの他、点Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｋのそれぞれにおける評価値が算出されているものとする。
ステップＳ４０１ａにおいて処理部１２は、有効電力Ｐを変数とする、区分された目的関数を作成する。すなわち、処理部１２は、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の連系点４１（図１Ｂ参照）における所定の無効電力Ｑと、大きさが異なる複数の有効電力Ｐと、で特定される各評価値に基づいて、有効電力Ｐを変数とする目的関数を作成する。図７の例では、有効電力Ｐの値が異なる基準点Ｅ及び点Ｆ，Ｇのそれぞれにおいて、評価値が算出される。これらの評価値と有効電力Ｐとに基づいて、有効電力Ｐを変数とする目的関数が区分線形関数として作成される。
【0109】
図１５Ａは、有効電力Ｐを変数とする目的関数の説明図である。
なお、図１５Ａに示す点Ｅｃ１，Ｇｃ１，Ｆｃ１は、第１実施形態で説明した図９Ａのものと同様である。第１実施形態では直線Ｌ３（図９Ａ参照）のグラフで表される目的関数が作成されたが、第４実施形態では、図１５Ａに示すように、折れ線状のグラフで表される区分線形関数が目的関数として作成される。
なお、図１５Ａに示す点Ｅｃ１，Ｇｃ１，Ｆｃ１は、第１実施形態で説明した図９Ａのものと同様である。第１実施形態では直線Ｌ３（図９Ａ参照）のグラフで表される目的関数が作成されたが、第４実施形態では、図１５Ａに示すように、折れ線状のグラフで表される区分線形関数が目的関数として作成される。
【0110】
具体的には、下限値の有効電力Ｐ３３以上であり、かつ、基準点Ｅ（図７参照）の有効電力Ｐ４０以下の範囲では、点Ｇｃ１と点Ｅｃ１とを結ぶ線分Ｌ５のグラフの目的関数が作成される。線分Ｌ５のグラフの目的関数は、例えば、以下の式（９）の１次関数で表される。なお、式（９）に含まれる「有効電力Ｐ下限」は、有効電力Ｐの下限値であり、図１５Ａの有効電力Ｐ３３に対応している。また、式（９）に含まれるａ７，ｂ７は、所定の値である。
【0111】
ａ７×（有効電力Ｐ）＋ｂ７ ［有効電力Ｐ下限≦有効電力Ｐ≦有効電力Ｐ４０］
・・・（式９）
・・・（式９）
【0112】
また、基準点Ｅ（図７参照）の有効電力Ｐ４０よりも大きく、かつ、上限値の有効電力Ｐ３２以下の範囲では、点Ｅｃ１と点Ｆｃ１とを結ぶ線分Ｌ６のグラフの目的関数が作成される。線分Ｌ６のグラフの目的関数は、以下の式（１０）の１次関数で表される。なお、式（１０）に含まれる「有効電力Ｐ上限」は、有効電力Ｐの上限値であり、図１５Ａの有効電力Ｐ３２に対応している。また、式（１０）に含まれるｃ７，ｄ７は、所定の値である。
【0113】
ｃ７×（有効電力Ｐ）＋ｄ７ ［有効電力Ｐ４０＜有効電力Ｐ≦有効電力Ｐ上限］
・・・（式１０）
・・・（式１０）
【0114】
次に、図１４のステップＳ４０２ａにおいて処理部１２は、無効電力Ｑを変数とする、区分された目的関数を作成する。すなわち、処理部１２は、外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）の連系点４１（図１Ｂ参照）における所定の有効電力Ｐと、大きさが異なる無効電力Ｑと、で特定される各評価値に基づいて、無効電力Ｑを変数とする目的関数を作成する。図７の例では、無効電力Ｑの値が異なる基準点Ｅ及び点Ｈ，Ｋのそれぞれにおいて、評価値が算出される。これらの評価値と無効電力Ｑとに基づいて、無効電力Ｑを変数とする目的関数が区分線形関数として作成される。
【0115】
図１５Ｂは、無効電力Ｑを変数とする目的関数の説明図である。
なお、図１５Ｂに示す点Ｅｃ２，Ｋｃ２，Ｈｃ２は、第１実施形態で説明した図９Ｂのものと同様である。第１実施形態では直線Ｌ４（図９Ｂ参照）のグラフで表される目的関数が作成されたが、第４実施形態では、図１５Ｂに示すように、折れ線状のグラフで表される区分線形関数が目的関数として作成される。
なお、図１５Ｂに示す点Ｅｃ２，Ｋｃ２，Ｈｃ２は、第１実施形態で説明した図９Ｂのものと同様である。第１実施形態では直線Ｌ４（図９Ｂ参照）のグラフで表される目的関数が作成されたが、第４実施形態では、図１５Ｂに示すように、折れ線状のグラフで表される区分線形関数が目的関数として作成される。
【0116】
具体的には、下限値の無効電力Ｑ３４以上であり、かつ、基準点Ｅ（図７参照）の無効電力Ｑ４０以下の範囲では、点Ｋｃ２と点Ｅｃ２とを結ぶ線分Ｌ７のグラフの目的関数が作成される。線分Ｌ７のグラフの目的関数は、例えば、以下の式（１１）の１次関数で表される。なお、式（１１）に含まれる「無効電力Ｑ下限」は、無効電力Ｑの下限値であり、図１５Ｂの無効電力Ｑ３４に対応している。また、式（１１）に含まれるａ８，ｂ８は、所定の値である。
【0117】
ａ８×（無効電力Ｑ）＋ｂ８ ［無効電力Ｑ下限≦無効電力Ｑ≦無効電力Ｑ４０］
・・・（式１１）
・・・（式１１）
【0118】
また、基準点Ｅ（図７参照）の無効電力Ｑ４０よりも大きく、かつ、上限値の無効電力Ｑ３１以下の範囲では、点Ｅｃ２と点Ｈｃ２とを結ぶ線分Ｌ８のグラフの目的関数が作成される。線分Ｌ８のグラフの目的関数は、以下の式（１２）の１次関数で表される。なお、式（１２）に含まれる「無効電力Ｑ上限」は、無効電力Ｑの上限値であり、図１５Ｂの無効電力Ｑ３１に対応している。また、式（１１）に含まれるｃ８，ｄ８は、所定の値である。
【0119】
ｃ８×（無効電力Ｑ）＋ｄ８ ［無効電力Ｑ４０＜無効電力Ｑ≦無効電力Ｑ上限］
・・・（式１２）
・・・（式１２）
【0120】
このようにして、処理部１２は、有効電力Ｐや無効電力Ｑを変数とする目的関数を区分線形関数として作成する。
【0121】
＜効果＞
第４実施形態によれば、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａ（図１Ｃ参照）の目的関数が、区分線形関数として作成される。これによって、目的関数が直線のグラフで表される場合（図９Ａ、図９Ｂ参照）に比べて、目的関数の誤差（最適な所定の目的関数に対する誤差）を低減し、高精度化を図ることができる。
第４実施形態によれば、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａ（図１Ｃ参照）の目的関数が、区分線形関数として作成される。これによって、目的関数が直線のグラフで表される場合（図９Ａ、図９Ｂ参照）に比べて、目的関数の誤差（最適な所定の目的関数に対する誤差）を低減し、高精度化を図ることができる。
【0122】
≪第５実施形態≫
第５実施形態では、第１実施形態で説明した外部系統縮約モデル３１ａ，３１ｂ（図１Ｃ参照）を用いて、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量を決定する制御量決定システム１００（図１６参照）について説明する。なお、外部系統縮約モデル３１ａ，３１ｂの算出に関する構成や処理については、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５実施形態では、第１実施形態で説明した外部系統縮約モデル３１ａ，３１ｂ（図１Ｃ参照）を用いて、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量を決定する制御量決定システム１００（図１６参照）について説明する。なお、外部系統縮約モデル３１ａ，３１ｂの算出に関する構成や処理については、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。
【0123】
図１６は、第５実施形態に係る制御量決定システム１００を含む機能ブロック図である。
図１６に示す制御量決定システム１００は、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量を決定するシステムである。前記したように、主系統２０Ｗは、主系統モデル２０（図１Ｃ参照）としてモデル化されている。図１６に示すように、制御量決定システム１００は、縮約モデル作成システム１０と、主系統情報入力部６１と、主系統制御量決定部６２と、主系統制御量出力部６３と、を備えている。
図１６に示す制御量決定システム１００は、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量を決定するシステムである。前記したように、主系統２０Ｗは、主系統モデル２０（図１Ｃ参照）としてモデル化されている。図１６に示すように、制御量決定システム１００は、縮約モデル作成システム１０と、主系統情報入力部６１と、主系統制御量決定部６２と、主系統制御量出力部６３と、を備えている。
【0124】
縮約モデル作成システム１０は、外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）を縮約して、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａ（図１Ｃ参照）を作成するシステムである。縮約モデル作成システム１０の構成や処理については、第１実施形態（図２参照）と同様であるから、説明を省略する。
【0125】
主系統情報入力部６１は、主系統モデル２０（図１Ｃ参照）の情報を入力するためのインタフェースである。すなわち、主系統情報入力部６１には、主系統２０Ｗ（電力系統：図１Ａ参照）のモデルである主系統モデル２０（図１Ｃ参照）の情報が入力される。図１６の例では、情報入力部１２１が入力装置５１に接続される例を示しているが、これに限定されるものではない。例えば、情報入力部１２１が所定のデータベース（図示せず）や計測器（図示せず）から情報を取得するようにしてもよい。
【0126】
主系統制御量決定部６２は、縮約モデル作成システム１０によって作成される外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａ（図１Ｃ参照）と、主系統情報入力部６１を介して入力される主系統モデル２０（図１Ｃ参照）と、に基づいて、主系統２０Ｗ（電力系統：図１Ａ参照）の制御機器の制御量を決定する。
【0127】
例えば、主系統制御量決定部６２は、主系統モデル２０（図１Ｃ参照）の制約条件と、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａ（図１Ｃ参照）の制約条件と、で規定される範囲内で、主系統モデル２０及び外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａのそれぞれの目的関数を用いて最適化を行うことで、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量を決定する。主系統制御量出力部６３は、主系統制御量決定部６２で決定された制御量を表示装置５２に所定に表示させる。
【0128】
＜効果＞
第５実施形態によれば、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａ（図１Ｃ参照）の制約条件や目的関数の他、主系統モデル２０（図１Ｃ参照）の制約条件や目的関数に基づいて、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量を決定できる。これによって、主系統２０Ｗで周波数や電圧を許容範囲におさめつつ、需要家に電力を安定的に供給できる。
第５実施形態によれば、外部系統縮約モデル３１ａ，３２ａ（図１Ｃ参照）の制約条件や目的関数の他、主系統モデル２０（図１Ｃ参照）の制約条件や目的関数に基づいて、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量を決定できる。これによって、主系統２０Ｗで周波数や電圧を許容範囲におさめつつ、需要家に電力を安定的に供給できる。
【0129】
≪第６実施形態≫
第６実施形態では、第１実施形態で説明した外部系統縮約モデル３１ａ，３１ｂ（図１Ｃ参照）を用いて、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量を決定するとともに、外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量を決定する制御量決定システム１００Ａ（図１７参照）について説明する。なお、外部系統縮約モデル３１ａ，３１ｂの算出に関する構成や処理については、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６実施形態では、第１実施形態で説明した外部系統縮約モデル３１ａ，３１ｂ（図１Ｃ参照）を用いて、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量を決定するとともに、外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量を決定する制御量決定システム１００Ａ（図１７参照）について説明する。なお、外部系統縮約モデル３１ａ，３１ｂの算出に関する構成や処理については、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。
【0130】
図１７は、第６実施形態に係る制御量決定システム１００Ａを含む機能ブロック図である。
図１７に示す制御量決定システム１００Ａは、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量を決定するとともに、外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量を決定するシステムである。図１７に示すように、制御量決定システム１００Ａは、縮約モデル作成システム１０と、主系統情報入力部６１と、主系統制御量決定部６２と、主系統制御量出力部６３と、を備えている。また、制御量決定システム１００Ａは、前記した構成の他に、外部系統情報入力部７１と、外部系統制御量決定部７２と、外部系統制御量出力部７３と、を備えている。なお、縮約モデル作成システム１０や主系統情報入力部６１や主系統制御量出力部６３については、第５実施形態（図１６参照）で説明したものと同様であるから、その説明を省略する。
図１７に示す制御量決定システム１００Ａは、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量を決定するとともに、外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量を決定するシステムである。図１７に示すように、制御量決定システム１００Ａは、縮約モデル作成システム１０と、主系統情報入力部６１と、主系統制御量決定部６２と、主系統制御量出力部６３と、を備えている。また、制御量決定システム１００Ａは、前記した構成の他に、外部系統情報入力部７１と、外部系統制御量決定部７２と、外部系統制御量出力部７３と、を備えている。なお、縮約モデル作成システム１０や主系統情報入力部６１や主系統制御量出力部６３については、第５実施形態（図１６参照）で説明したものと同様であるから、その説明を省略する。
【0131】
主系統制御量決定部６２は、主系統２０Ｗ（電力系統：図１Ａ参照）の制御機器の制御量を決定するとともに、連系点４１Ｗ，４２Ｗ（図１Ａ参照）における主系統２０Ｗの有効電力（電気物理量）や無効電力（電気物理量）を算出する。外部系統情報入力部７１は、外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）の情報を入力するためのインタフェースである。
【0132】
外部系統制御量決定部７２は、外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量を決定する。すなわち、外部系統制御量決定部７２は、連系点４１Ｗ，４２Ｗ（図１Ａ参照）における主系統２０Ｗ（電力系統：図１Ａ参照）の有効電力（電気物理量）や無効電力（電気物理量）と、外部系統モデル３１，３２（図１Ｂ参照）と、に基づいて、外部系統３１Ｗ，３２Ｗの制御機器の制御量を決定する。
【0133】
例えば、外部系統制御量決定部７２は、連系点４１（図１Ｂ参照）における主系統モデル２０（図１Ｂ参照）の制約条件、及び外部系統縮約モデル３１ａ（図１Ｃ参照）の制約条件で規定される有効電力・無効電力の範囲内で、主系統モデル２０及び外部系統モデル３１（図１Ｂ参照）のそれぞれの目的関数を最適化することで、外部系統３１Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量を決定する。同様にして、外部系統制御量決定部７２は、他方の外部系統３２Ｗ（図１Ａ参照）の制御機器の制御量も決定する。外部系統制御量出力部７３は、外部系統制御量決定部７２で決定された制御量を表示装置５２に表示させる。
【0134】
＜効果＞
第６実施形態によれば、主系統モデル２０及び外部系統モデル３１，３２の目的関数を最適化することで、主系統２０Ｗの制御機器の制御量を決定できるとともに、外部系統３１Ｗ、３２Ｗの制御機器の制御量を決定できる。
第６実施形態によれば、主系統モデル２０及び外部系統モデル３１，３２の目的関数を最適化することで、主系統２０Ｗの制御機器の制御量を決定できるとともに、外部系統３１Ｗ、３２Ｗの制御機器の制御量を決定できる。
【0135】
≪変形例≫
以上、本開示に係る縮約モデル作成システム１０や縮約モデル作成方法の他、制御量決定システム１００，１００Ａ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、各実施形態では、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）に２つの外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１Ａ参照）が接続される場合について説明したが、これに限らない。すなわち、主系統２０Ｗに接続される外部系統の数は１つであってもよく、また、３つ以上であってもよい。この場合において、外部系統と連系点とは１対１で対応しているものとする。
以上、本開示に係る縮約モデル作成システム１０や縮約モデル作成方法の他、制御量決定システム１００，１００Ａ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、各実施形態では、主系統２０Ｗ（図１Ａ参照）に２つの外部系統３１Ｗ，３２Ｗ（図１Ａ参照）が接続される場合について説明したが、これに限らない。すなわち、主系統２０Ｗに接続される外部系統の数は１つであってもよく、また、３つ以上であってもよい。この場合において、外部系統と連系点とは１対１で対応しているものとする。
【0136】
また、第１実施形態では、図６のステップＳ３０１～３０５において、異なる条件で計５つの評価値が計算される場合について説明したが、これに限らない。すなわち、評価値が算出される際の条件の数は、２つ以上であればよい。なお、他の各実施形態についても同様のことがいえる。
【0137】
また、第１実施形態で説明した可制御範囲Ｘ１（図５参照）を含む情報の他、可制御範囲Ｘ１において評価値が算出される際の複数の条件（図７参照）を含む情報が表示装置５２（図２参照）に表示されるようにしてもよい。また、図９Ａや図９Ｂに示す目的関数のグラフや数式が表示装置５２に表示されるようにしてもよい。その他、図１３に示す仮の可制御範囲Ｘ２と、最終的な可制御範囲Ｘ３と、が重なった状態で表示装置５２に表示されるようにしてもよい。これによって、ユーザが可制御範囲や評価値の情報を把握しやすくなる。
【0138】
また、最適化の方法は、各実施形態で説明したものに限定されない。例えば、連系点４１，４２における評価値の最適化の他、有効電力Ｐの最大化や、無効電力Ｑの最大化、有効電力Ｐの最小化や、無効電力Ｑの最小化といった多目的最適化が行われるようにしてもよい。
また、第４実施形態では、目的関数として区分線形関数が用いられる場合について説明したが、これに限らない。例えば、目的関数として、グラフが曲線になるような所定の関数が用いられてもよい。
また、第４実施形態では、目的関数として区分線形関数が用いられる場合について説明したが、これに限らない。例えば、目的関数として、グラフが曲線になるような所定の関数が用いられてもよい。
【0139】
また、各実施形態では、電気物理量として有効電力Ｐや無効電力Ｑが用いられる場合について説明したが、これに限らない。すなわち、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、電圧Ｖ、電流Ｉ、及び位相角θのうちの少なくとも一つが電気物理量として用いられてもよい。
【0140】
また、各実施形態は、適宜に組み合わせることが可能である。例えば、第２実施形態と第４実施形態とを組み合わせて、処理部１２が可制御範囲を設定する際に有効電力Ｐや無効電力Ｑに所定の重み係数を乗算し（第２実施形態）、さらに、目的関数として区分線形関数を用いるようにしてもよい（第４実施形態）。その他にも、例えば、第３実施形態と第５実施形態との組合せや、第３実施形態と第６実施形態との組合せも可能である。また、第４実施形態と第５実施形態との組合せや、第４実施形態と第６実施形態との組合せの他、３つ以上の実施形態の組合せといったさまざまな組合せが可能である。
【0141】
また、縮約モデル作成システム１０の処理（縮約モデル作成方法）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、所定の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。
【0142】
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。
【0143】
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】
【0144】
１０ 縮約モデル作成システム
１１ 記憶部
１２ 処理部
１２１ 情報入力部
１２２ 可制御範囲作成部
１２３ 評価値算出部
１２４ 目的関数作成部
１２５ 縮約モデル出力部
２０ 主系統モデル
３１，３２ 外部系統モデル
３１ａ，３２ａ 外部系統縮約モデル
４１，４２ 連系点
５１ 入力装置
５２ 表示装置
６１ 主系統情報入力部
６２ 主系統制御量決定部
６３ 主系統制御量出力部
７１ 外部系統情報入力部
７２ 外部系統制御量決定部
７３ 外部系統制御量出力部
１００，１００Ａ 制御量決定システム
４１Ｗ，４２Ｗ 連系点
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３ 可制御範囲
２０Ｗ 主系統（所定の電力系統）
３１Ｗ，３２Ｗ 外部系統
１１ 記憶部
１２ 処理部
１２１ 情報入力部
１２２ 可制御範囲作成部
１２３ 評価値算出部
１２４ 目的関数作成部
１２５ 縮約モデル出力部
２０ 主系統モデル
３１，３２ 外部系統モデル
３１ａ，３２ａ 外部系統縮約モデル
４１，４２ 連系点
５１ 入力装置
５２ 表示装置
６１ 主系統情報入力部
６２ 主系統制御量決定部
６３ 主系統制御量出力部
７１ 外部系統情報入力部
７２ 外部系統制御量決定部
７３ 外部系統制御量出力部
１００，１００Ａ 制御量決定システム
４１Ｗ，４２Ｗ 連系点
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３ 可制御範囲
２０Ｗ 主系統（所定の電力系統）
３１Ｗ，３２Ｗ 外部系統
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図16】
【図17】