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技術 運用支援装置及び運用支援方法

出願人 株式会社日立製作所
発明者 齋藤直桐原健太谷津昌洋
出願日 2016年7月14日 (4年5ヶ月経過) 出願番号 2016-139643
公開日 2018年1月18日 (2年11ヶ月経過) 公開番号 2018-010524
状態 特許登録済
技術分野 検索装置
主要キーワード 機器運用 運用支援装置 計測値取得 過去事例データ イベント認識 動揺周波数 近似多項式 系統切替
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (15)

課題

系統運用業務を行うための操作候補が多数あり、イベントが発生したときに適切な操作候補を選択することが難しかった。

解決手段

運用支援装置が備える操作候補分類部は、過去事例データベースより、特徴量の許容範囲を示す計測値特徴量許容範囲に基づいて、過去事例データベースに保存される複数のイベントに対する操作ログを操作候補として分類する。そして、分類した操作候補と、計測値特徴量許容範囲とをグループ化した操作候補グループを作成する。操作候補検索部は、新たに発生したイベントに対応する特徴量に類似する、過去に発生したイベントに対応する特徴量に対応する操作候補グループを、操作候補データベースから検索し、出力部に操作候補グループを出力する。

概要

背景

近年、太陽光発電風力発電等に代表される自然エネルギーの利用が世界各地で増えてきている。しかし、自然エネルギーの出力を一定に制御することは容易ではないため、電力系統不安定化している。また、台風集中豪雨豪雪竜巻等の自然災害により、広域電力系統事故が生じ、停電が発生することも多くなっている。

北米等の世界各地では、電力系統を安定化するために多数の計測装置としてPMU(Phasor Measurement Unit)が導入されている。しかし、従来用いられていたSCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)等の計測装置よりも高頻度収集される計測データを、有効に活用する方法がまだ十分に確立されていない。

例えば、電力系統運用者(以下、「運用者」と略記する)が計測データを活用して広域動揺等の状態を監視する業務がある。このような業務では、電力系統の状態監視と共に、信頼性を維持するために運用者の操作業務の重要性増している。電力系統の運用に際して、計測データを過去の事例としてデータベースに保存し、電力系統に発生したイベントの計測データと類似する計測データをデータベースから検索し、この計測データを活用することが試みられていた。

ここで、サービスの低下を避けながらピーク電力を抑えるように電力ユーザ支援するエネルギー利用支援装置を得ることを目的とした特許文献1に開示された技術がある。特許文献1には、「複数の制約条件評価基準に対してデータベースに記録されている実例のスケジュールを組み合せることにより最適化を行い、エネルギー利用機器運転コントロールするための機器運用スケジュールを作成する」と記載されている。

概要

系統運用業務を行うための操作候補が多数あり、イベントが発生したときに適切な操作候補を選択することが難しかった。運用支援装置が備える操作候補分類部は、過去事例データベースより、特徴量の許容範囲を示す計測値特徴量許容範囲に基づいて、過去事例データベースに保存される複数のイベントに対する操作ログを操作候補として分類する。そして、分類した操作候補と、計測値特徴量許容範囲とをグループ化した操作候補グループを作成する。操作候補検索部は、新たに発生したイベントに対応する特徴量に類似する、過去に発生したイベントに対応する特徴量に対応する操作候補グループを、操作候補データベースから検索し、出力部に操作候補グループを出力する。

目的

ここで、サービスの低下を避けながらピーク電力を抑えるように電力ユーザを支援するエネルギー利用支援装置を得ることを目的とした

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

過去に運用対象に発生したイベントに対応する、前記運用対象の計測値から抽出された特徴量を、前記イベントに対して行われた操作内容を示す操作ログと関連づけて保存する過去事例データベースと、前記特徴量の許容範囲を示す計測値特徴量許容範囲に基づいて、前記過去事例データベースに保存される複数の前記イベントに対する前記操作ログを操作候補として分類し、分類した前記操作候補と、前記計測値特徴量許容範囲とをグループ化した操作候補グループを作成する操作候補分類部と、前記操作候補グループを保存する操作候補データベースと、新たに発生した前記イベントにおいて前記計測値から抽出された前記特徴量に類似する、過去に発生した前記イベントにおいて前記計測値から抽出された前記特徴量に対応する前記操作候補グループを前記操作候補データベースから検索し、出力部に前記操作候補グループを出力する操作候補検索部と、を備える運用支援装置

請求項2

前記操作候補分類部は、前記過去事例データベースに保存された、過去に発生した前記イベントにおいて前記計測値から抽出された前記特徴量と、前記計測値特徴量許容範囲とを比較し、前記特徴量が前記計測値特徴量許容範囲に収まるか否かを評価する特徴量評価部と、前記計測値特徴量許容範囲に収まる前記特徴量に対応する、単一又は複数の前記操作ログを含む前記操作候補を操作候補グループとして作成する操作候補グループ作成部と、を有する請求項1に記載の運用支援装置。

請求項3

さらに、前記計測値を取得し、前記計測値から前記特徴量を抽出する計測値取得部と、前記特徴量に前記操作ログを追加し、前記操作ログが追加された前記特徴量を前記過去事例データベースに保存する操作ログ追加部とを備える請求項2に記載の運用支援装置。

請求項4

前記操作候補検索部は、前記計測値取得部によって抽出された前記特徴量に類似する、過去に発生した前記イベントにおける前記計測値から抽出された前記特徴量に対応する前記操作候補グループを前記操作候補データベースから検索する類似特徴量検索部と、前記類似特徴量検索部により検索された前記操作候補グループを前記操作候補データベースから取得する操作候補グループ取得部と、を有する請求項3に記載の運用支援装置。

請求項5

前記計測値取得部は、前記計測値の変化により前記イベントの発生を検出するイベント検出部と、前記イベントの発生期間における前記計測値の前記特徴量を抽出する特徴量抽出部と、を有する請求項4に記載の運用支援装置。

請求項6

前記操作候補データベースは、単一又は複数の操作候補グループに対して、計測値の装置番号ごとに、前記特徴量の許容範囲を示す前記計測値特徴量許容範囲と、前記操作候補グループとして保存される複数の操作候補をランク付けした評価尺度とを、前記操作候補と共に保存し、前記操作候補グループ取得部は、前記操作候補データベースから取得した前記評価尺度を、前記操作候補グループと共に前記出力部に出力する請求項5に記載の運用支援装置。

請求項7

前記出力部は、表示装置に、前記操作候補グループを示す運用支援画面を表示させる請求項6に記載の運用支援装置。

請求項8

前記運用対象は、電力系統である請求項1〜7のいずれか一項に記載の運用支援装置。

請求項9

過去に運用対象に発生したイベントに対応する、前記運用対象の計測値から抽出された特徴量を、前記イベントに対して行われた操作内容を示す操作ログと関連づけて保存する過去事例データベースより、前記特徴量の許容範囲を示す計測値特徴量許容範囲に基づいて、前記過去事例データベースに保存される複数の前記イベントに対する前記操作ログを操作候補として分類し、分類した前記操作候補と、前記計測値特徴量許容範囲とをグループ化した操作候補グループを作成するステップと、新たに発生した前記イベントにおいて前記計測値から抽出された前記特徴量に類似する、過去に発生した前記イベントにおいて前記計測値から抽出された前記特徴量に対応する前記操作候補グループを、前記操作候補グループを保存する操作候補データベースから検索し、出力部に前記操作候補グループを出力するステップと、を含む運用支援方法

技術分野

0001

本発明は、例えば、運用対象運用支援するための運用支援装置及び運用支援方法に関する。

背景技術

0002

近年、太陽光発電風力発電等に代表される自然エネルギーの利用が世界各地で増えてきている。しかし、自然エネルギーの出力を一定に制御することは容易ではないため、電力系統不安定化している。また、台風集中豪雨豪雪竜巻等の自然災害により、広域電力系統事故が生じ、停電が発生することも多くなっている。

0003

北米等の世界各地では、電力系統を安定化するために多数の計測装置としてPMU(Phasor Measurement Unit)が導入されている。しかし、従来用いられていたSCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)等の計測装置よりも高頻度収集される計測データを、有効に活用する方法がまだ十分に確立されていない。

0004

例えば、電力系統運用者(以下、「運用者」と略記する)が計測データを活用して広域動揺等の状態を監視する業務がある。このような業務では、電力系統の状態監視と共に、信頼性を維持するために運用者の操作業務の重要性増している。電力系統の運用に際して、計測データを過去の事例としてデータベースに保存し、電力系統に発生したイベントの計測データと類似する計測データをデータベースから検索し、この計測データを活用することが試みられていた。

0005

ここで、サービスの低下を避けながらピーク電力を抑えるように電力ユーザを支援するエネルギー利用支援装置を得ることを目的とした特許文献1に開示された技術がある。特許文献1には、「複数の制約条件評価基準に対してデータベースに記録されている実例のスケジュールを組み合せることにより最適化を行い、エネルギー利用機器運転コントロールするための機器運用スケジュールを作成する」と記載されている。

先行技術

0006

特開2003−23730号公報

発明が解決しようとする課題

0007

ところで、電力系統の運用業務(「系統運用業務」とも呼ぶ)において、運用者により様々な操作が行われ、各種の操作の組合せにより、系統運用業務の効率も異なる。運用者が、ある系統運用業務を行うための操作の組合せの候補を「操作候補」と呼ぶ。運用者は、複数の操作候補から選択した操作候補に従って操作することにより、系統運用業務を行っていた。

0008

しかし、操作候補は多数あるため、運用者が、故障や、故障の前兆となる事象等の電力系統に生じた系統イベント(以下、「イベント」と略記する)に対して数秒以内で適切な操作候補を選択することが難しかった。例えば、特許文献1に開示された機器運用スケジュールを作成する技術を用いても、運用者が操作候補を適切に選択することができなかった。

0009

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、イベントが発生した運用対象に対する系統運用業務を支援することを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

本発明の一側面を反映した運用支援装置は、過去事例データベースと、操作候補分類部と、操作候補データベースと、操作候補検索部と、を備える。
過去事例データベースは、過去に運用対象に発生したイベントに対応する、運用対象の計測値から抽出された特徴量を、イベントに対して行われた操作内容を示す操作ログと関連づけて保存する。
操作候補分類部は、特徴量の許容範囲を示す計測値特徴量許容範囲に基づいて、過去事例データベースに保存される複数のイベントに対する操作ログを操作候補として分類し、分類した操作候補と、計測値特徴量許容範囲とをグループ化した操作候補グループを作成する。
操作候補データベースは、操作候補グループを保存する。
操作候補検索部は、新たに発生したイベントにおいて計測値から抽出された特徴量に類似する、過去に発生したイベントにおいて計測値から抽出された特徴量に対応する操作候補グループを操作候補データベースから検索する。そして、操作候補検索部は、出力部に操作候補グループを出力する。
なお、上記の運用支援装置は本発明の一態様であり、本発明の一側面を反映した方法等についても、本発明の一側面を反映した運用支援装置と同様の構成を有する。

発明の効果

0011

本発明によれば、例えば、系統運用業務を行う運用者は、出力された操作候補グループに基づいて、運用対象を安定化させるための適切な操作を行うことが可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態例の説明により明らかにされる。

図面の簡単な説明

0012

本発明の一実施の形態例に係る電力系統運用支援システムの構成例を示すブロック図である。
本発明の一実施の形態例に係る電力系統運用支援装置の構成例を示すブロック図である。
本発明の一実施の形態例に係る計算機ハードウェア構成例を示すブロック図である。
本発明の一実施の形態例に係る電力系統運用支援装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。
本発明の一実施の形態例に係る計測値取得部の構成例を示すブロック図である。
本発明の一実施の形態例に係る電圧時間変化の例を示す説明図である。
本発明の一実施の形態例に係る計測値と特徴量の関係を示す一覧表である。
本発明の一実施の形態例に係る過去事例データベースの構成例を示す説明図である。
本発明の一実施の形態例に係る操作候補分類部の構成例を示すブロック図である。
本発明の一実施の形態例に係る操作候補データベースの構成例を示す説明図である。
本発明の一実施の形態例に係る操作候補分類部の処理例を示すフローチャートである。
本発明の一実施の形態例に係る操作候補検索部の構成例を示すブロック図である。
本発明の一実施の形態例に係る操作候補検索部の処理例を示すフローチャートである。
本発明の一実施の形態例に係る運用支援画面の表示例を示すユーザーインターフェイス図である。

実施例

0013

以下、本発明を実施するための形態例について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

0014

[一実施の形態例]
<電力系統運用支援システム>
図1は、電力系統運用支援システム1の構成例を示すブロック図である。
電力系統運用支援システム1は、電力系統30、通信線31及び中央指令所20を備える。

0015

電力系統30(運用対象の一例)は、例えば、500kV等の超高圧送電系統から6kV等の低圧配電系統までを含み、各種変電所によって変圧された電力を、発電所から需要家へと供給するシステムである。電力系統30は、複数の送配電線で構成され、メッシュ系統放射状系統等の複数のトポロジーによって構成される。例えば、北米大陸では、高電圧系統送電線メッシュ状系統で構成されていることが多い。一方、日本では、高電圧系統の送電線は放射状系統で構成されていることが多い。ただし、メッシュ状系統や放射状系統、その他の構成も含めて、様々な構成の組み合わせによって、電力系統30が構成されるのが一般的である。

0016

通信線31は、電力系統30と中央指令所20を接続する。この通信線31は、光ファイバ同軸線等による有線通信だけでなく、電力線搬送PLC:Power Line Communication)通信を含む。なお、通信線31は、マイクロ波等を用いた無線通信であってもよい。

0017

中央指令所20は、外部の電力系統30に対して、通信線31で接続されており、電力系統30の監視を行う。中央指令所20は、電力系統30を制御する制御所としても用いられる。中央指令所20は、電力系統運用支援装置10、表示装置21、監視制御装置23、系統計測装置24、入力装置22を備える。

0018

表示装置21は、電力系統運用支援装置10から出力される情報、処理の結果等を、画面上に表示することが可能である。運用者は、表示装置21に表示された運用支援画面W1を見ながら、系統運用業務を行うことが可能である。表示装置21は、例えば、PC端末(Personal Computer)で使用されるディスプレイ装置である。後述する図14にて、運用支援画面W1の詳細な構成を説明する。

0019

入力装置22は、電力系統運用支援装置10で必要とされる、運用者が実施した操作履歴を表す操作ログD2を入力することが可能である。また、入力装置22は、計測値D1の特徴量の類似性を判定するために使用する計測値特徴量許容範囲D3等を入力することも可能である。入力装置22は、例えば、キーボードマウス等を備えたPC端末としてもよく、運用者により所定の操作入力、指示が行われる。

0020

計測値D1とは、例えば、計測装置としてのPMUが計測した計測データの一例であり、装置番号が付されているため、装置番号毎に計測値D1を識別可能である。電力系統の電圧、電流位相周波数有効電力無効電力等を含む物理的情報に関し、時間的情報を含む。時間的情報とは、年、月、日、時、分、秒等の時刻を表す情報、あるいは基準時刻に対する相対的時間関係を示す情報である。

0021

操作ログD2とは、例えば、系統切替操作、発電機出力抑制、発電遮断負荷遮断等の運用者が入力装置22を通じて実施した操作履歴を含む情報である。加えて、上述した計測値D1における時間的情報や、操作対象機器シリアルナンバー等の固有情報等を操作ログD2に含めてもよい。操作ログD2は、例えば、入力装置22から手動で入力される情報でもよいし、監視制御装置23によって、電力系統30から収集される系統情報であってもよい。

0022

計測値特徴量許容範囲D3とは、計測値D1の特徴量の許容範囲を示すデータであり、過去と現在の計測値D1から抽出される特徴量の類似性を判定するためのしきい値として用いられる。計測値特徴量許容範囲D3は、運用者が入力装置22を通じて設定することが可能である。

0023

監視制御装置23は、通信線31を介して、電力系統30における系統情報を収集することが可能である。監視制御装置23は、例えば、電力系統30に関わる各種のデジタルデータ又はアナログデータを収集可能であってもよい。

0024

系統計測装置24は、通信線31を介して、電力系統30の状態を表す計測値D1を収集することが可能である。系統計測装置24によって収集された計測値D1は、電力系統運用支援装置10に入力される。系統計測装置24は、例えば、PMUからの計測データを収集可能なPDC(Phasor Data Concentrator)装置としてもよい。
なお、本実施の形態例では、監視制御装置23と、系統計測装置24を、別々の装置として説明するが、両方の機能を備えた単一の装置として構成しても構わない。

0025

ここで、落雷強風豪雨、豪雪、台風、竜巻等の気象要因や、保守作業作業ミス等の人為的要因、航空機事故等の外部的要因等、様々な要因によって、電力系統30に異常が生じる可能性がある。異常事例としては、例えば、断線地絡短絡等に代表される原因によって需要家に停電が発生することがあり、また停電には至らない場合でも、樹木と送電線の接触など、一時的に電圧や周波数、潮流等に異常が発生することもある。中央指令所20では、監視制御装置23や系統計測装置24によって電力系統30の状態を把握するために、電力系統30の電圧、電流、周波数、有効電力、無効電力等を常時計測している。

0026

<電力系統運用支援装置>
次に、電力系統運用支援装置10の構成例について説明する。
図2は、電力系統運用支援装置10の構成例を示すブロック図である。

0027

電力系統運用支援装置10は、計測値取得部11、操作ログ追加部12、過去事例データベース13、操作候補分類部14、操作候補データベース15、操作候補検索部16及び出力部17を備える。電力系統運用支援装置10において、上述した計測値D1、操作ログD2及び計測値特徴量許容範囲D3が入力情報とされる。

0028

計測値取得部11は、系統計測装置24から計測値D1を取得し、計測値D1から特徴量を抽出する。このとき、計測値取得部11は、計測値D1から電力系統30に発生した故障や、故障の前兆となる事象等の、イベントを検出する。例えば、定常値に対して計測値D1が変化した場合に、計測値取得部11によってイベントが検出される。そして、計測値取得部11は、計測値D1からイベントに関する特徴量を抽出する。計測値取得部11が計測値D1から抽出した特徴量は、操作ログ追加部12に出力される。特徴量とは、イベントが検出されてから所定期間における計測値D1の特徴的な変化を示す指標である。特徴量として、例えば、潮流の動揺周波数減衰率を用いてよく、電圧の近似多項式係数など、他の指標を用いてもよい。また、計測値取得部11には、監視制御装置23から系統情報が入力されてもよい。

0029

操作ログ追加部12は、計測値取得部11から入力される計測値D1の特徴量に、別途入力される操作ログD2を追加して、操作ログD2を追加した計測値D1の特徴量を過去事例データベース13に保存する。

0030

過去事例データベース13は、過去に電力系統30に発生した様々なイベントを過去事例として、電力系統30から出力される計測データから抽出された単一もしくは複数の計測値D1の特徴量をイベント毎に保存する。この特徴量は、過去に発生したイベントに対して行われた操作内容を示す操作ログD2と関連づけた操作ログ情報として過去事例データベース13に保存される。ただし、現在、電力系統30にイベントが発生した場合においても、リアルタイムで計測値D1と操作ログD2が過去事例データベース13に保存される。過去事例データベース13に保存された複数の過去事例データは、操作候補分類部14により適宜読出される。

0031

操作候補分類部14は、入力装置22から別途入力される計測値特徴量許容範囲D3に基づいて、過去事例データベース13に保存される複数のイベントに対する操作ログD2を操作候補として分類する。このとき、操作候補分類部14は、計測値特徴量許容範囲D3に収まる特徴量に対応する操作ログD2を操作候補とする。そして、操作候補分類部14は、分類した操作候補と、計測値特徴量許容範囲D3とをグループ化した単一又は複数の操作候補グループを作成し、作成した操作候補グループを操作候補データベース15に出力する。

0032

操作候補データベース15は、操作候補分類部14から入力される単一又は複数の操作候補グループに対して、計測装置の装置番号毎に、特徴量の許容範囲を示す計測値特徴量許容範囲D3を保存する。さらに、操作候補データベース15は、操作候補グループとして保存される複数の操作候補をランク付けした評価尺度を、操作候補と共に保存する。この操作候補グループには、複数の操作候補が含まれる場合がある。

0033

計測値取得部11から操作候補分類部14までの一連の処理は繰り返し実行される。このような一連の処理は、定期的に実行されてもよく、計測値取得部11が計測値D1からイベントを検出したタイミングで開始されてもよく、入力装置22からの操作により、任意のタイミングで開始されてもよい。

0034

ここで、電力系統運用支援装置10にて新たなイベントが発生すると、計測値取得部11は、新たに入力した計測値D1から特徴量を抽出し、この計測値D1の特徴量を操作候補検索部16と操作ログ追加部12に出力する。操作ログ追加部12以降の処理は上述した通りである。

0035

操作候補検索部16は、計測値取得部11によって抽出された計測値D1の特徴量に類似する、過去に発生したイベントにおける計測値D1から抽出された特徴量に対応する操作候補グループを操作候補データベース15から検索する。そして、操作候補検索部16は、出力部17に操作候補グループを出力する。

0036

出力部17は、操作候補検索部16から入力する、イベントに対応する操作候補グループを示す運用支援画面W1を表示装置21等に出力して表示することで、運用者による系統運用業務を支援する。

0037

次に、電力系統運用支援装置10を構成する計算機Cのハードウェア構成を説明する。
図3は、計算機Cのハードウェア構成例を示すブロック図である。

0038

計算機Cは、いわゆるコンピューターとして用いられるハードウェアである。計算機Cは、バスC4にそれぞれ接続されたCPU(Central Processing Unit:中央処理装置)C1、ROM(Read Only Memory)C2、RAM(Random Access Memory)C3を備える。さらに、計算機Cは、不揮発性ストレージC5、ネットワークインターフェイスC6を備える。

0039

CPU C1は、本実施の形態例に係る各機能を実現するソフトウェアプログラムコードをROM C2から読み出して実行する。RAM C3には、演算処理の途中に発生した変数パラメーター等が一時的に書き込まれる。不揮発性ストレージC5としては、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、フレキシブルディスク光ディスク光磁気ディスクCD−ROM、CD−R、磁気テープ不揮発性メモリ等が用いられる。この不揮発性ストレージC5には、OS(Operating System)、各種のパラメーターの他に、計算機Cを機能させるためのプログラムが記録されている。ROM C2、不揮発性ストレージC5は、CPU C1が動作するために必要なプログラムやデータ等を記録しており、計算機Cによって実行されるプログラムを格納したコンピュータ読取可能な非一過性記録媒体の一例として用いられる。このため、ROM C2、不揮発性ストレージC5には、このプログラムが永続的に格納される。

0040

ネットワークインターフェイスC6には、例えば、NIC(Network Interface Card)等が用いられ、端子が接続されたLAN(Local Area Network)、専用線等を介して各種のデータを送受信することが可能である。このため、電力系統運用支援装置10は、ネットワークインターフェイスC6を通じて、監視制御装置23から系統情報を受信し、系統計測装置24から計測値D1を受信し、入力装置22から操作ログD2及び計測値特徴量許容範囲D3を受信することができる。また、電力系統運用支援装置10は、ネットワークインターフェイスC6を通じて、表示装置21に運用支援画面W1を送信することができる。

0041

<電力系統運用支援装置の処理手順>
図4は、電力系統運用支援装置10の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートにより、電力系統運用支援装置10による運用支援方法が実現される。

0042

始めに、計測値取得部11は、計測値D1の入力があるか否かを判定する(S1)。計測値D1の入力がない場合(S1のNO)、計測値取得部11は、ステップS1に戻り、計測値D1の入力判定を続ける。

0043

計測値D1の入力がある場合(S1のYES)、計測値取得部11は、計測値D1からイベントを検出したか否かを判定する(S2)。イベントを検出していない場合(S2のNO)、計測値取得部11は、ステップS1に戻る。イベントを検出した場合(S2のYES)、計測値取得部11は、さらに計測値D1の特徴量を抽出する。その後、次のステップS3、S5の処理に進む。ステップS3、S5以降の処理は並列で実行される。

0044

ステップS2の後、操作ログ追加部12は、計測値D1の特徴量に操作ログD2を追加する処理を実行し(S3)、操作候補分類部14は、操作候補グループを作成する処理を実行する(S4)。
また、ステップS2の後、操作候補検索部16は、操作候補データベース15から操作候補グループを取得する処理を実行し(S5)、出力部17は、運用支援画面W1を表示することで、運用者に操作支援を実施する(S6)。ステップS4、S6の後、ステップS1に戻り、計測値取得部11は、計測値D1の入力判定を続ける。

0045

<計測値取得部>
次に、計測値取得部11の構成例について説明する。
図5は、計測値取得部11の構成例を示すブロック図である。

0046

計測値取得部11は、イベント検出部111、特徴量抽出部112及び定常値データベース113を備える。
イベント検出部111は、入力された単一又は複数の計測値D1の変化により電力系統30におけるイベントの発生を検出する。このとき、イベント検出部111は、定常値データベース113を参照して定常値と、計測値D1とを比較する。そして、イベント検出部111は、計測値D1が定常値よりも大きく変化した場合等に、電力系統30に発生したと考えられるイベントを検出する。

0047

特徴量抽出部112は、イベントの発生期間における計測値D1の特徴量を抽出する。特徴量抽出部112で抽出された計測値D1の特徴量は、操作ログ追加部12と操作候補検索部16へ出力される。
定常値データベース113は、定常状態における電力系統30の定常値を格納する。定常値データベース113は、計測値取得部11の外部に設けられてもよい。

0048

ここで、計測値D1が電圧Vである場合における、イベント発生時の電圧Vの変化について説明する。
図6は、電圧Vの時間変化の例を示す説明図である。図6では、横軸を時間T、縦軸を電圧Vとしたグラフが示される。

0049

イベント検出部111がイベントを検出する方法として、上述した定常値と比較する方法以外にも、例えば、電圧Vを統計的に処理し、統計的に異常が検出された場合をイベント検出と判定する方法が用いられる。この方法によっても、イベント検出部111は、時間Tに対する電圧Vの大幅な変化を検出することができる。例えば、送電線の地絡等が発生した時間がイベント検出時間111aであるとする。その後、一時的に電圧Vが低下し、送電線が再閉路されると、電圧Vがイベント発生前の元の値付近回復する。このため、イベント検出部111は、電圧Vが大幅に変化して、元の値付近に回復するまでの期間をイベント検出期間111bとして検出する。

0050

そして、イベント検出時間111aに発生したイベントが収束し、電圧Vの変動が収まって定常値に収束するまでの期間を、時間Tに対する計測値D1の特徴量抽出期間112aと呼ぶ。特徴量抽出部112は、特徴量抽出期間112aにおいて、電圧Vの変化の特徴量を抽出する。特徴量抽出部112が電圧Vの変化の特徴量を抽出する方法として、例えば、電圧Vの変化を多項式近似する方法を用いることができる。このため、多項式の係数を特徴量としてよく、その他の値を特徴量としてもよい。

0051

次に、計測値D1と特徴量の関係について説明する。
図7は、計測値D1と特徴量の関係を示す一覧表である。

0052

計測値D1には、装置番号1〜3の計測装置から出力される計測データが含まれる。計測値D1の特徴量は、装置番号1〜3に対し、それぞれイベント検出時間、特徴量抽出時間、電圧近似式係数1,・・・,N等を組み合わせた情報として表される。この一覧表より、あるイベントが「2016年5月14日11時00分」に発生した時、特徴量抽出部112により、計測値D1の特徴量がイベント検出時間111aから特徴量抽出期間112aである「12.50秒」にわたって抽出されたことが示される。そして、計測値D1の特徴量は、計測装置に割り振られる装置番号毎に電圧近似式係数が特定される。

0053

なお、イベント検出及び特徴量抽出の手法は、本実施の形態例で示した手法に限定されない。例えば、動揺周波数モードと減衰率を特徴量としてもよいし、他の手法を採用しても構わない。

0054

<操作ログ追加部>
次に、操作ログD2を追加した特徴量について説明する。
図8は、過去事例データベース13の構成例を示す説明図である。

0055

図8に示す一覧表には、図7の一覧表に示される計測値D1の特徴量に対して、操作ログD2から抽出された操作ログOp_Aとイベント識別番号Xnが追加されていることが示される。操作ログOp_Aは、例えば、系統構成切替や、発電機出力抑制、負荷遮断等の運用者によって実行される操作内容の履歴を示したものであり、単一又は複数の一連の操作内容によって構成される。また、イベント認識番号Xnは、計測値取得部11によって検出されたイベント毎に割り振られる一意の番号である。過去事例データベース13に構成された一覧表により、例えば、特徴量が電圧近似式係数1である場合における操作ログOp_Aとイベント識別番号Xnが特定される。なお、複数の特徴量を用いて、操作ログOp_Aとイベント識別番号Xnを特定することも可能である。

0056

<操作候補分類部>
次に、操作候補分類部14の構成例について説明する。
図9は、操作候補分類部14の内部構成例を示すブロック図である。

0057

操作候補分類部14は、特徴量評価部141と操作候補グループ作成部142を備える。
特徴量評価部141は、過去事例データベース13に保存された、過去に発生したイベントにおいて計測値D1から抽出された特徴量と、計測値特徴量許容範囲D3とを比較する。そして、特徴量評価部141は、計測値D1の特徴量が計測値特徴量許容範囲D3に収まるか否かを評価する。計測値D1の特徴量が計測値特徴量許容範囲D3に収まる場合、操作ログD2で示される操作は、特定のイベントにおいて行われる操作候補をまとめた操作候補グループに含まれる。

0058

操作候補グループ作成部142は、計測値D1の特徴量の評価結果に基づき、計測値特徴量許容範囲D3に収まる特徴量に追加された、単一又は複数の操作ログD2を含む操作候補を操作候補グループとして作成する。そして、操作候補グループ作成部142は、操作候補グループを操作候補データベース15に保存する。

0059

図10は、操作候補データベース15の構成例を示す説明図である。

0060

装置番号で識別される各計測装置に対応する許容範囲に収まる計測値D1の特徴量に該当する操作ログD2が操作候補としてグループ化される。例えば、操作候補グループ1において、計測値特徴量許容範囲D3には、x11〜y11(装置番号1)、x21〜y21(装置番号2)、x31〜y31(装置番号3)が装置毎における計測値D1の特徴量の許容範囲として示される。そして、操作候補グループ1では、操作候補Op_A、Op_B、Op_Cがグループ化される。

0061

例えば、x11〜y11が“10”〜“20”の許容範囲を持つ場合に、装置番号1で示される特徴量が“15”であれば、装置番号1で示される特徴量が許容範囲内に収まると評価される。しかし、装置番号1で示される特徴量が“25”であれば、装置番号1で示される特徴量が許容範囲内にないと評価される。なお、特徴量許容範囲には時間的情報を含んでもよい。

0062

また、複数の計測装置から出力される計測値D1の特徴量の内、1つでも特徴量が許容範囲内に収まらなければ、操作候補とならない。例えば、操作候補グループ1では、装置番号1〜3で示される特徴量が、それぞれx11〜y11、x21〜y21、x31〜y31の範囲内に収まらなければ、Op_A、Op_B、Op_Cは、操作候補とならない。

0063

そして、操作候補は、複数存在し得るが、運用者が適切な操作候補を直ちに判断することは難しい。このため、操作候補には、最適な操作候補を示すための評価尺度が付加されている。この評価尺度は、操作ログD2に含まれるが、入力装置22により別途設定されてもよい。例えば、操作候補グループ1に注目した場合に、操作候補Op_Aに付された“◎”は、操作結果がよく、運用コストもかからないことを示す評価尺度である。操作候補Op_Bに付された“△”は、操作結果がいいものの、運用コストがかかることを示す評価尺度である。操作候補Op_Cに付された“×”は、操作結果が悪く、運用コストもかかることを示す評価尺度である。なお、特定の規則運用ルール禁止されている操作候補にも“×”が付される。図10の操作候補に付された評価尺度は便宜的なものであり、英数字の組合せや記号等で表されてもよい。

0064

図11は、操作候補分類部14の処理例を示すフローチャートである。

0065

始めに、特徴量評価部141は、過去事例データベース13に保存されたイベントがあるか否かを判定する(S11)。ここで、保存有無が判定されるイベントは、まだ操作候補グループが作成されていないイベントである。このため、操作候補グループが作成されていないイベントであれば、過去事例データベース13にイベントが保存されていると呼ぶ。過去事例データベース13にイベントが保存されてない場合(S11のNO)、特徴量評価部141は、本処理を終了する。

0066

一方、過去事例データベース13にイベントが保存されている場合(S11のYES)、特徴量評価部141は、過去事例データベース13に保存された計測値D1の特徴量が、図10に示した計測値特徴量許容範囲D3に収まるか否かを判定する(S12)。計測値D1の特徴量が計測値特徴量許容範囲D3に収まらない場合(S12のNO)、ステップS11に戻る。

0067

一方、計測値D1の特徴量が計測値特徴量許容範囲D3に収まる場合(S12のYES)、操作候補分類部14は、操作候補グループを作成する処理を実行し(S13)、この操作候補グループを操作候補データベース15に保存する。その後、ステップS11に戻る。

0068

<操作候補検索部>
次に、操作候補検索部16の構成例について説明する。
図12は、操作候補検索部16の構成例を示すブロック図である。

0069

操作候補検索部16は、類似特徴量検索部161と操作候補グループ取得部162を備える。
類似特徴量検索部161は、計測値取得部11によって抽出された計測値D1の特徴量に類似する、過去に発生したイベントにおける計測値D1から抽出された特徴量に対応する操作候補グループを操作候補データベース15から検索する。

0070

操作候補グループ取得部162は、操作候補データベース15に操作候補グループが保存されている場合に、類似特徴量検索部161が操作候補データベース15から検索した操作候補グループを取得し、出力部17へ出力する。この操作候補グループは、新たに発生したイベントの計測値D1の特徴量に類似する、過去に発生したイベントにおける計測値D1から抽出された特徴量により示される操作候補を含む。このとき、操作候補グループ取得部162は、操作候補データベース15から取得した評価尺度を、操作候補グループと共に出力部17に出力することも可能である。

0071

そして、出力部17は、運用支援画面W1を生成し、表示装置21に運用支援画面W1を表示させる。運用支援画面W1は、後述する図14に示すように操作候補グループを表示する。この操作候補グループは、過去に発生したイベントに対して行われた操作候補を含むため、運用者は、過去の事例(イベント)において行われた操作に類似する操作を行うことができる。

0072

図13は、操作候補検索部16の処理例を示すフローチャートである。

0073

始めに、類似特徴量検索部161は、新たなイベントにおける計測値D1から抽出された特徴量が、操作候補データベース15に保存された操作候補グループの許容範囲に収まるか否かを判定する(S21)。新たなイベントにおける計測値D1から抽出された特徴量が操作候補グループの許容範囲に含まれない場合(S21のNO)、本処理を終了する。

0074

一方、新たなイベントにおける計測値D1から抽出された特徴量が操作候補グループの許容範囲に収まる場合(S21のYES)、操作候補グループ取得部162が操作候補データベース15から操作候補グループを取得して、出力部17へ出力する(S22)。その後、ステップS21に戻る。

0075

<運用支援画面>
図14は、運用支援画面W1の表示例を示すユーザー・インターフェイス図である。

0076

運用支援画面W1は、電力系統30にイベントが発生した際に、出力部17によって作成された画面であり、表示装置21に表示される。この運用支援画面W1は、計測値特徴量表示画面W11と操作候補グループ表示画面W12を有する。

0077

計測値特徴量表示画面W11は、例えば、図6に示したような装置番号毎に計測値D1のグラフを表示すると共に、図8に示したような計測値D1と特徴量の関係を示す一覧表を表示する。この例では、装置番号1〜3の計測装置が出力した計測値D1の変化がいずれも同じような波形で示されるが、異なる場合もある。

0078

操作候補グループ表示画面W12は、例えば、図10の操作候補の評価尺度に基づいて優先順に並べ替えられた操作候補を含む操作候補グループを表示する。操作候補グループには、計測値特徴量許容範囲D3と、単一又は複数の操作候補が含まれる。運用者は、操作候補グループ表示画面W12を見ながら、優先順位の高い操作候補を選択して、イベントに対応することができる。ただし、運用者が選択する操作候補は、優先順位の低いものであってもよい。

0079

以上説明した一実施の形態例に係る電力系統運用支援装置10では、イベントが発生したときに運用支援画面W1を表示装置21に表示させることができる。その結果、運用者は、現在の電力系統30に発生したイベントに対して、短時間で、かつ信頼度の高い操作候補を取得することが可能となる。このため、運用者の制御操作をより適切に判定することで正確性が向上し、電力系統運用の信頼性、安定性が向上するという効果を得ることができる。

0080

また、運用支援画面W1には、操作候補が絞り込まれた操作候補グループとして表示されるため、運用者が適切な操作候補を選択しやすい。この結果、電力系統30に対する系統運用業務の信頼性が向上する。

0081

[変形例]
なお、上述した実施の形態例では、運用対象として電力系統30に対する系統運用業務を支援するものであった。しかし、電力系統30を、例えば化学プラント、制御システム等に置き換えることで、これらのプラント、システム等を運用対象とする系統運用業務を支援するために用いることもできる。

0082

また、イベントが発生すると、図6に示したように計測値D1が安定するまでに特徴量抽出期間112aで示されるような所定時間が必要となる。しかし、計測値D1が安定するまでに要する時間は、図10に示される操作候補によって変わりうる。このため、図10には、計測値D1が安定するまでに要する時間を含めた評価尺度を用いてもよい。この評価尺度は、コスト、操作結果と組み合わせて表してもよい。

0083

本発明は上述した実施の形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、電力系統運用支援装置10は、本発明の一実施の形態例を示したものであり、本実施の形態例によって構成が縛られるものではなく、また得られる効果についても影響を受けるものではない。
また、例えば、図4図11図13のフローチャートで示した処理手順は一例を示したに過ぎず、本処理手順によって本発明の実施形態、効果が限定されるものではない。本処理手順とは異なる手順によって、本発明を実施することも可能である。
また、上述した実施の形態例は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ここで説明した実施の形態例の構成の一部を他の実施の形態例の構成に置き換えることは可能であり、さらにはある実施の形態例の構成に他の実施の形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線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。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

0084

1…電力系統運用支援システム、10…電力系統運用支援装置、11…計測値取得部、12…操作ログ追加部、13…過去事例データベース、14…操作候補分類部、15…操作候補データベース、16…操作候補検索部、17…出力部、30…電力系統、111…イベント検出部、112…特徴量抽出部、113…定常値データベース、141…特徴量評価部、142…操作候補グループ作成部、161…類似特徴量検索部、162…操作候補グループ取得部

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