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技術 最適計算装置、最適計算方法、およびプログラム

出願人 富士電機株式会社
発明者 鈴木亮平
出願日 2018年3月6日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2018-039924
公開日 2019年9月12日 (9ヶ月経過) 公開番号 2019-154204
状態 未査定
技術分野 交流の給配電
主要キーワード 確定パラメータ 空間連続性 緩和問題 制約範囲 修正計算 最適計算 タップ比 最適運用
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題

制約条件の範囲内でパラメータを算出する最適計算装置においては、計算量を低減する。

解決手段

予め設定される制約条件を満たすパラメータ値を算出する最適計算装置は、予め設定される軸における位置毎に独立した第1の制約条件、および、軸における位置間に設定される第2の制約条件を取得する条件取得部と、第1の制約条件を満たす第1の暫定パラメータ値を、軸の位置毎に算出する第1の算出部と、第1の暫定パラメータ値が第2の制約条件を満たすか否かを判定する位置間判定部と、第1の暫定パラメータ値が第2の制約条件を満たさない場合に、第2の制約条件を満たす範囲において第1の暫定パラメータ値との差異が最も小さい第1の修正パラメータ値を算出する第2の算出部とを備える。

概要

背景

電力系統運転計画を策定する場合等に、最適潮流計算が広く用いられている。最適潮流計算においては、制約条件を満たす範囲内で、電力系統の運用指標適合するように、電力系統に関するパラメータを算出する。制約条件として、複数の時刻にわたる制約条件(時間連続性制約条件)が含まれる場合には、計算量が増加する。したがって、計算量を軽減する技術が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。しかしながら、非特許文献1に示される技術によっても、時間連続性制約条件に反する事態が多発する場合には、計算量を低減することが難しい。
先行技術文献]
[非特許文献]
[非特許文献1]原有紗、原郁夫、「多断面最適潮流計算の基本論理の開発 研究報告:T03035」、電力中央研究所報告、日本、財団法人電力中央研究所、2004年3月31日、研究報告T03035

概要

制約条件の範囲内でパラメータを算出する最適計算装置においては、計算量を低減する。予め設定される制約条件を満たすパラメータ値を算出する最適計算装置は、予め設定される軸における位置毎に独立した第1の制約条件、および、軸における位置間に設定される第2の制約条件を取得する条件取得部と、第1の制約条件を満たす第1の暫定パラメータ値を、軸の位置毎に算出する第1の算出部と、第1の暫定パラメータ値が第2の制約条件を満たすか否かを判定する位置間判定部と、第1の暫定パラメータ値が第2の制約条件を満たさない場合に、第2の制約条件を満たす範囲において第1の暫定パラメータ値との差異が最も小さい第1の修正パラメータ値を算出する第2の算出部とを備える。

目的

本発明の第1の態様においては、最適計算装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

予め設定される制約条件を満たすパラメータ値を算出する最適計算装置であって、予め設定される軸における位置毎に独立した第1の制約条件、および、前記軸における位置間に設定される第2の制約条件を取得する条件取得部と、前記第1の制約条件を満たす第1の暫定パラメータ値を、前記軸の位置毎に算出する第1の算出部と、前記第1の暫定パラメータ値が前記第2の制約条件を満たすか否かを判定する位置間判定部と、前記第1の暫定パラメータ値が前記第2の制約条件を満たさない場合に、前記第2の制約条件を満たす範囲において前記第1の暫定パラメータ値との差異が最も小さい第1の修正パラメータ値を算出する第2の算出部とを備える最適計算装置。

請求項2

前記第2の算出部は、前記第1の暫定パラメータ値が前記第2の制約条件を満たす場合に、前記第1の暫定パラメータ値を確定パラメータ値とする請求項1に記載の最適計算装置。

請求項3

前記第1の修正パラメータ値が、前記第1の制約条件を満たすか否かを判定する位置毎判定部を更に備え、前記第1の算出部は、前記第1の修正パラメータ値が前記第1の制約条件を満たさない場合に、前記第1の修正パラメータ値に基づいて第2の暫定パラメータ値を算出する請求項1または2に記載の最適計算装置。

請求項4

前記第1の算出部は、前記第1の修正パラメータ値に応じた数値範囲において、前記第2の暫定パラメータ値を算出する請求項3に記載の最適計算装置。

請求項5

前記数値範囲における上限値または下限値の一方が、前記第1の修正パラメータ値である請求項4に記載の最適計算装置。

請求項6

前記第1の算出部および前記第2の算出部は、算出したパラメータ値が、前記第1の制約条件および前記第2の制約条件の両方を満たすまで、暫定パラメータ値および修正パラメータ値の算出を繰り返す請求項4または5に記載の最適計算装置。

請求項7

前記第1の算出部は、前記暫定パラメータ値の算出を繰り返す毎に、前記数値範囲を徐々に小さくする請求項6に記載の最適計算装置。

請求項8

前記第1の算出部は、2つ以上の位置における暫定パラメータ値を並列処理により算出する請求項1から7のいずれか一項に記載の最適計算装置。

請求項9

前記予め設定される軸は時間軸または空間軸である請求項1から8のいずれか一項に記載の最適計算装置。

請求項10

前記パラメータ値は、電力系統に含まれる少なくとも一つのノード電圧値を含む請求項1から9のいずれか一項に記載の最適計算装置。

請求項11

予め設定される制約条件を満たすパラメータ値を算出する最適計算方法であって、予め設定される軸における位置毎に独立した第1の制約条件、および、前記軸における位置間に設定される第2の制約条件を取得する条件取得段階と、前記第1の制約条件を満たす第1の暫定パラメータ値を、前記軸の位置毎に算出する第1の算出段階と、前記第1の暫定パラメータ値が前記第2の制約条件を満たすか否かを判定する位置間判定段階と、前記第1の暫定パラメータ値が前記第2の制約条件を満たさない場合に、前記第2の制約条件を満たす範囲において前記第1の暫定パラメータ値との差異が最も小さい第1の修正パラメータ値を算出する第2の算出段階とを備える最適計算方法。

請求項12

コンピュータを請求項1から10のいずれか一項に記載の最適計算装置として機能させるためのプログラム

技術分野

0001

本発明は、最適計算装置、最適計算方法、およびプログラムに関する。

背景技術

0002

電力系統運転計画を策定する場合等に、最適潮流計算が広く用いられている。最適潮流計算においては、制約条件を満たす範囲内で、電力系統の運用指標適合するように、電力系統に関するパラメータを算出する。制約条件として、複数の時刻にわたる制約条件(時間連続性制約条件)が含まれる場合には、計算量が増加する。したがって、計算量を軽減する技術が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。しかしながら、非特許文献1に示される技術によっても、時間連続性制約条件に反する事態が多発する場合には、計算量を低減することが難しい。
先行技術文献]
[非特許文献]
[非特許文献1]原有紗、原郁夫、「多断面最適潮流計算の基本論理の開発 研究報告:T03035」、電力中央研究所報告、日本、財団法人電力中央研究所、2004年3月31日、研究報告T03035

発明が解決しようとする課題

0003

制約条件の範囲内でパラメータを算出する最適計算装置においては、計算量を低減することが好ましい。

課題を解決するための手段

0004

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様においては、最適計算装置を提供する。最適計算装置は、予め設定される制約条件を満たすパラメータ値を算出する最適計算装置であってよい。最適計算装置は、条件取得部を備える。条件取得部は、第1の制約条件および第2の制約条件を取得してよい。第1の制約条件は、予め設定される軸における位置毎に独立した制約条件であってよい、第2の制約要件は、軸における位置間に設定される制約条件であってよい。最適計算装置は、第1の算出部を備えてよい。第1の算出部は、第1の制約条件を満たす第1の暫定パラメータ値を、軸の位置毎に算出してよい。最適計算装置は、位置間判定部を備えてよい。位置間判定部は、第1の暫定パラメータ値が第2の制約条件を満たすか否かを判定してよい。最適計算装置は、第2の算出部を備えてよい。第2の算出部は、第2の制約条件を満たす範囲において第1の暫定パラメータ値との差異が最も小さい第1の修正パラメータ値を算出してよい。第2の算出部は、第1の暫定パラメータ値が第2の制約条件を満たさない場合に、第1の修正パラメータ値を算出してよい。

0005

第2の算出部は、第1の暫定パラメータ値が第2の制約条件を満たす場合に、第1の暫定パラメータ値を確定パラメータ値としてよい。

0006

最適計算装置は、位置毎判定部を更に備えてよい。位置毎判定部は、第1の修正パラメータ値が、第1の制約条件を満たすか否かを判定してよい。第1の算出部は、第1の修正パラメータ値が第1の制約条件を満たさない場合に、第1の修正パラメータ値に基づいて第2の暫定パラメータ値を算出してよい。第1の算出部は、第1の修正パラメータ値に応じた数値範囲において、第2の暫定パラメータ値を算出してよい。

0007

数値範囲における上限値または下限値の一方が、第1の修正パラメータ値であってよい。

0008

第1の算出部および第2の算出部は、算出したパラメータ値が、第1の制約条件および第2の制約条件の両方を満たすまで、暫定パラメータ値および修正パラメータ値の算出を繰り返してよい。

0009

第1の算出部は、暫定パラメータ値の算出を繰り返す毎に、数値範囲を徐々に小さくしてよい。

0010

第1の算出部は、2つ以上の位置における暫定パラメータ値を並列処理により算出してよい。

0011

予め設定される軸は時間軸であってよい。予め設定される軸は空間軸であってよい。

0012

パラメータ値は、電力系統に含まれる少なくとも一つのノード電圧値を含んでよい。

0013

プログラムは、コンピュータを最適計算装置として機能させてよい。

0014

本発明の第2の態様においては、最適計算方法を提供する。最適計算方法は、予め設定される制約条件を満たすパラメータ値を算出してよい。最適計算方法は、条件取得段階を備えてよい。条件取得段階において、第1の制約条件および第2の制約条件が取得されてよい。第1の制約条件は、予め設定される軸における位置毎に独立した制約条件であってよい。第2の制約条件は、軸における位置間に設定されてよい。最適計算方法は、第1の算出段階を備えてよい。第1の算出段階において、第1の制約条件を満たす第1の暫定パラメータ値を、軸の位置毎に算出してよい。最適計算方法は、位置間判定段階を備えてよい。位置間判定段階においては、第1の暫定パラメータ値が第2の制約条件を満たすか否かが判定されてよい。最適計算方法は、第2の算出段階を備えてよい。第2の算出段階においては、第1の暫定パラメータ値が第2の制約条件を満たさない場合に、第2の制約条件を満たす範囲において第1の暫定パラメータ値との差異が最も小さい第1の修正パラメータ値を算出してよい。

0015

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群サブコンビネーションもまた、発明となりうる。

図面の簡単な説明

0016

本発明の第1実施形態の最適計算装置を最適潮流計算に用いる例である。
第1実施形態の最適計算装置100の概略構成を示す図である。
第1実施形態の最適計算装置100による処理内容を示すフローチャートの一例である。
第2実施形態の最適計算装置100による処理内容を示すフローチャートの一例である。
本発明の一実施形態に係るコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。

実施例

0017

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

0018

図1は、本発明の第1実施形態の最適計算装置を最適潮流計算に用いる例である。最適計算装置100は、予め設定される制約条件を満たすパラメータ値を算出する。最適計算装置100は、電力系統2における最適潮流計算を実行してよい。最適計算装置100は、コンピュータである。一例において。最適計算装置100は、CPU102、記憶部104、および通信インターフェース106を備える。CPU102は、記憶部104に格納された最適潮流計算プログラムを実行してよい。最適潮流計算プログラムは、予め設定される制約条件を満たすパラメータ値を算出するための算出プログラムの一例である。

0019

最適計算装置100による最適潮流計算の対象となる電力系統2は、複数の電力系統200a、200b、および200cを含んでよい。本例では、複数の電力系統200a、200b、および200cは、それぞれ発電所に対応している。また、電力系統2は、需要家の電力系統を含んでよい。

0020

複数の電力系統200a、200b、および200cは、それぞれノード212、214、216を有する。複数の電力系統200a、200b、および200cは、各ノード212、214、216によって互いに接続されている。電力系統200aは、発電機220および調相設備230を備えてよい。発電機220は、タップ比を変更可能な変圧器222が接続されてよい。発電機220は、ノード212および線路を介して負荷に電力を供給する。調相設備230は、無効電力を調整する。調相設備230は、インダクタンス成分232およびコンデンサ成分234を備えてよい。他の電力系統200bおよび200cも同様の構成を備える。

0021

電力系統2の運用には、各ノード212、214、216における電圧値および各発電機220の出力を適正な範囲内におさめなければならない等の物理的または運用上の制約条件が存在する。最適計算装置100は、種々の制約条件をすべて満足させながら、燃料費最小化等の目的を最適化する運用状態を決定する。具体的には、最適計算装置100は、種々の制約条件をすべて満足させながら、パラメータである変数xおよび変数τを算出する。

0022

最適潮流計算における最適化問題は以下のように定式化される。

0023

0024

ここで、(1)式のfk(x)は評価関数目的関数)であり、xは変数であり、τは変数であり、(2)式および(3)式は第1制約条件であり、(4)式は、第2制約条件である。評価関数fk(x)は、電力系統2の運用指標を示す。評価関数fk(x)は、燃料費最小化および送電損失最小化の少なくとも一つであってよい。変数xは,各母線の電圧値および潮流(有効電力P,無効電力Q)の少なくとも一つであってよい。変数τは、変圧器タップ比および調相設備投入量の少なくとも一つであってよい。

0025

第1制約条件である(2)式および(3)式は、各時刻(時間断面)k=1,・・,Kごとに独立な制約条件(「個別制約条件」と称する場合がある)を示す。xを変数とする個別制約条件(g(x))は、負荷母線潮流方程式母線電圧上下限制約、および送電線を流れる潮流の上限制約の少なくとも一部を含んでよい。また、τを変数とする個別制約条件(g(τ))は、発電機220の有効電力の上下限制約、発電機220の無効電力の上下限制約、変圧器222のタップ比の上下限制約、および調相設備230の投入量の上下限制約の少なくとも一つを含んでよい。

0026

第2制約条件である(4)式は、複数の時刻(時刻断面)の間に設定される制約条件(時間連続性制約条件)を示す。第2制約条件(h)は、発電機220の有効電力出力変化の上限制約、変圧器222のタップ比変化の上限制約、調相設備230の投入量変化の上限制約の少なくとも一つを含んでよい。第2制約条件(時間連続性制約条件)は、時間変化量に関係する制約条件であってよい。

0027

但し、第1制約条件(g)および第2制約条件(h)は、上記の場合に限られない。第1制約条件(g)は、予め定められた時間軸における位置(時刻)毎に独立した制約条件であればよい。第2制約条件(h)は、予め定められた時間軸における複数の位置(時刻)間に設定される制約条件であればよい。複数の位置(時刻)間は、2つの位置(時刻)間であってよく、3つ以上の位置(時刻)間であってもよい。また、評価関数および制約条件自体は、従来の最適潮流計算で用いられるものと同様であってよい。したがって、詳しい説明を省略する。

0028

最適計算装置100において、算出されたパラメータである変数xおよびτは、通信インターフェース106およびネットワークを介して各電力系統200a、200b、および200cに指令されてよい。あるいは、算出されたパラメータは、電力系地2の運転計画の策定を実行する端末に送信され、運転計画の策定に利用されてもよい。

0029

図1に示される例では、パラメータである変数τとして、変圧器タップ比および調相設備230における調相設備投入量が、各電力系統200a、200b、および200cに送信される。各電力系統200a、200b、および200cは、指令を受けて、変圧器222のタップ比および調相設備230の投入量を制御してよい。これにより、燃料費最小化および送電損失最小化等の運用指標に適った電力系統2の運用を実現することができる。

0030

図2は、第1実施形態の最適計算装置100の概略構成を示す図である。最適計算装置100は、条件取得部10、第1算出部12、位置間判定部14、第2算出部16、位置毎判定部18を備える。各部は、CPU102の機能として実現されてよい。条件取得部10は、第1制約条件および第2制約条件を取得する。条件取得部10は、外部から通信インターフェース106等を介して第1制約条件および第2制約条件を取得してよい。本例では、最適計算装置100は、パラメータとして変数τを算出する場合を説明する。

0031

上述したとおり、第1制約条件(g)は、予め定められた時間軸における位置(時刻)毎に独立した制約条件である。第2制約条件(h)は、予め定められた時間軸における複数の位置(時刻)間に設定される制約条件である。

0032

第1算出部12は、第1制約条件(g)を満たす第1の暫定パラメータ値τ´を、時間軸の位置毎に算出する。すなわち、第1算出部12は、第1暫定パラメータ値τ´を時間軸における時刻毎に算出する。第1算出部12は、制約条件の中から第2制約条件(h)を除いた緩和問題として、第1暫定パラメータ値τ´を算出する。

0033

0034

この緩和問題は、下記の(5)式、(6)式、(7)式のとおり、時刻(単一の時間断面)毎の最適潮流計算問題に分割可能である。したがって、第1算出部12は、2つ以上の時刻(時間軸上の位置)における暫定パラメータ値τ´を並列処理により算出してよい。

0035

0036

位置間判定部14は、第1暫定パラメータ値τ´が第2制約条件(h)を満たすか否かを判定する。第2算出部16は、第1暫定パラメータ値τ´が第2制約条件(h)を満たさない場合に、第2制約条件(h)を満たす範囲において第1暫定パラメータ値τ´との差異が最も小さい第1修正パラメータ値τ″を算出する。第2算出部16は、以下の(8)式、(9)式、および(10)式を用いて、第1修正パラメータ値τ″を算出してよい。すなわち、第2算出部16は、解である第1暫定パラメータ値τ´を修正して第1修正パラメータ値τ″を算出するための解修正計算を実行する。

0037

0038

第2算出部16は、第1暫定パラメータ値τ´が第2制約条件(h)を満たす場合に、第1暫定パラメータ値τ´を確定パラメータ値としてよい。位置毎判定部18は、第1修正パラメータ値τ″が、第1制約条件(g)を満たすか否かを判定する。第1算出部12は、第1修正パラメータ値τ″が第1制約条件(g)を満たさない場合に、第1修正パラメータ値τ″に基づいて第2暫定パラメータ値τ´を算出する。具体的には、第1算出部12は、第1修正パラメータ値τ″に応じた数値範囲において、第1制約条件(g)を満たすように第2暫定パラメータ値τ´を算出する。

0039

一例において、時刻(時間断面)kにおいて、τk´>τk″となるように第1修正パラメータ値τ″が算出された場合には、第1算出部12は、この時刻kにおける第1制約条件の数値範囲を以下の(11)式から(12)式に変更する。具体的には、第1算出部12は、第1制約条件の数値範囲の上限値を、第1修正パラメータ値τ″としてよい。

0040

一方、時間断面kで、τk″>τk´となるように第1修正パラメータ値τ″が算出された場合には、第1算出部12は、この時刻kにおける第1制約条件の数値範囲を上記(11)式から以下の(13)式に変更する。具体的には、第1算出部12は、第1制約条件の数値範囲の下限値を、第1修正パラメータ値τ″としてよい。

0041

以上のように、第1算出部12は、第1修正パラメータ値τ″に応じて制約条件における数値範囲を変更する。具体的には、数値範囲における上限値または下限値の一方が、第1の修正パラメータ値であってよい。そして、このように変更された数値範囲において、第1算出部12は、第1制約条件条件(g)を満たすように第2暫定パラメータ値τ´を算出する。したがって、第1算出部12は、以上のような修正を施して制約範囲を狭めた分割緩和問題を再度解く

0042

第1算出部12および第2算出部16は、算出したパラメータ値τが、第1制約条件(g)および第2制約条件(h)の両方を満たすまで、暫定パラメータ値τ´および修正パラメータ値τk″の算出を繰り返してよい。第1算出部12は、暫定パラメータ値の算出を繰り返す毎に、数値範囲を徐々に小さくしてよい。

0043

以上のように構成される本実施形態の最適計算装置100は、以下のような処理を行う。図3は、第1実施形態の最適計算装置100による処理内容を示すフローチャートの一例である。図3は、本実施形態におけるパラメータの最適計算方法を示している。

0044

条件取得部10は、第1制約条件(g)および第2制約条件(h)を取得する(ステップS10)。第1制約条件(g)は、予め定められた時間軸における位置(時刻)毎に独立した制約条件である。第2制約条件(h)は、予め定められた時間軸における複数の位置(時刻)間に設定される制約条件である。

0045

第1算出部12は、並列処理を用いて、第1制約条件を満たす第1暫定パラメータ値τ´およびx´を時刻毎に算出してよい(ステップS11)。本例では、パラメータとして変数τを算出する場合を例にとって説明する。ステップS11においては、制約条件として複数の時刻に設定される第2制約条件(h)が含まれない。したがって、制約条件が緩和されている。この緩和された制約条件においては、最適潮流計算問題は、時刻(単一の時間断面)毎の最適潮流計算問題に分割可能である。したがって、第1算出部12は、2つ以上の時刻(時間軸上の位置)における暫定パラメータ値τ´を並列処理により算出してよい。

0046

位置間判定部14は、第1暫定パラメータ値τ´が、第2制約条件(h)を満たすか否かを判定する(ステップS12)。第1暫定パラメータ値τ´が、第2制約条件(h)を満たす場合には(ステップS12:YES)、第2算出部16は、第1暫定パラメータ値τ´を確定パラメータ値としてよい(ステップS16)。そして、最適計算装置100は処理を終了する。一方、第1暫定パラメータ値τ´が、第2制約条件(h)を満たさない場合には(ステップS12:NO)、第2算出部16は、第2制約条件(h)を満たす範囲において第1暫定パラメータ値τ´との差異が最も小さい第1修正パラメータ値τ″を算出する(ステップS13)。差異が最も小さい第1修正パラメータ値τ″は、差分の絶対値が小さくなるように計算することによって算出してもよく、差分の二乗の総和が最も小さくなるように計算することによって算出してもよい。

0047

第1算出部12は、第1修正パラメータ値τ″に応じて第1制約条件(g)における数値範囲を変更する(ステップS14)。第1算出部12は、数値範囲における上限値または下限値の一方が、第1修正パラメータ値τ″となるように数値範囲を変更してよい。具体的には、第1算出部12は、例えば、時刻(時間断面)kにおいて、τk´>τk″となるように第1修正パラメータ値τ″が算出された場合には、この時刻kにおける第1制約条件の数値範囲を上記の(11)式から(12)式に変更する。第1算出部12は、第1制約条件の数値範囲の上限値を、第1修正パラメータ値τ″としてよい。

0048

一方、時刻kにおいて、τk″>τk´となるように第1修正パラメータ値τ″が算出された場合には、この時刻kにおける第1制約条件の数値範囲を上記(11)式から以下の(13)式に変更する。第1算出部12は、第1制約条件の数値範囲の下限値を、第1修正パラメータ値τ″としてよい。但し、第1制約条件の数値範囲の下限値または上限値を、第1修正パラメータ値τ″そのものとせずに、第1修正パラメータ値τ″に補正値加減した値、あるいは補正係数を乗じた値等を用いてもよい。

0049

位置毎判定部18は、第1修正パラメータ値τ″が、第1制約条件(g)を満たすか否かを判定する(ステップS15)。第1修正パラメータ値τ″が第1制約条件(g)を満たさない場合には(ステップS15:NO)、処理は、ステップS11に戻る。第1算出部12は、第1修正パラメータ値τ″に応じた数値範囲において、第1制約条件条件(g)を満たすように第2暫定パラメータ値τ´を算出する(ステップS11)。

0050

第1算出部12および第2算出部16は、算出したパラメータ値が、第1制約条件(g)および第2制約条件(h)の両方を満たすまで(ステップS12:YES,かつステップS15:YES)、暫定パラメータ値の算出(ステップS11)および修正パラメータ値の算出(ステップS13)を含む処理(ステップS11〜ステップS15)を繰り返してよい。第1制約条件(g)および第2制約条件(h)の両方を満たす暫定パラメータまたは修正パラメータが確定パラメータとして終了される(ステップS16)。

0051

以上のとおり、本実施形態の最適計算装置100によれば、複数の時刻(時間断面)を考慮した最適潮流計算を実施することで,将来の電力系統の動的変更を考慮した最適運用を実現することができる。また、複数の時刻を考慮した最適潮流計算に関して、時刻(時間断面)ごとの計算を並列処理することができる。したがって、単一の時刻(時間断面)を考慮した最適潮流計算とほぼ同等の計算時間で解を算出することができる。

0052

以上の第1実施形態においては、予め設定される軸が時間軸である場合を説明した。すなわち時間軸における位置(時刻)毎に独立した第1制約条件と、時間軸における時刻間に設定される第2の制約条件を用いて、パラメータが算出された。しかしながら、本発明は、この場合に限られない。予め設定される軸が空間軸であってもよい。この場合は、第1制約条件は、空間軸における位置毎に独立した制約条件である。第2制約条件は、空間軸における複数の位置間に設定される制約条件である。例えば、空間軸における位置は、ノードである。第1制約条件は、ノード毎に独立した制約条件であってよい。第2制約条件は複数のノード間に設定されている制約条件であってよい。例えば、第2制約条件は、複数のノード間での電圧等の物理量の変化について上限制約等であってよい。

0053

図4は、第2実施形態の最適計算装置100による処理内容を示すフローチャートの一例である。なお、第2実施形態の最適計算装置100の構成は、図2に示される構成と同様である。本実施形態の最適計算装置100は、図2において、条件取得部10が、予め設定される空間軸における位置毎に独立した第1制約条件、および、空間軸における位置間に設定される第2制約条件を取得する。「位置間」は、2つ以上の位置間であってよく、3つ以上の位置間であってもよい。第1制約条件は、空間連続性制約条件であってよい。第2制約条件は、個別制約条件であってよい。

0054

第1算出部12は、第1制約条件を満たす第1暫定パラメータ値を、空間軸の位置毎に算出する。位置間判定部14は、第1暫定パラメータ値が第2制約条件を満たすか否かを判定する。第2算出部16は、第1暫定パラメータ値が第2制約条件を満たさない場合に、第2制約条件を満たす範囲において第1暫定パラメータ値との差異が最も小さい第1修正パラメータ値を算出する。以上のとおり、対象となる軸が時間軸ではなく、空間軸となる点を除いて、第2実施形態の最適計算装置100は、第1実施形態の最適計算装置100と同様の構造を備えてよい。したがって、繰り返しの説明を省略する。

0055

条件取得部10は、第1制約条件および第2制約条件を取得する(ステップS20)。第1制約条件(g)は、予め定められた空間軸における位置毎に独立した制約条件である。第2制約条件(h)は、予め定められた空間軸における複数の位置間に設定される制約条件である。空間軸における位置は、ノードであってよい。複数のノード間は、2つのノード間であってよく、あるは3つ以上のノード間であってもよい。

0056

第1算出部12は、並列処理を用いて、第1制約条件を満たす第1暫定パラメータ値τ´、x´をノード毎に算出する(ステップS21)。本例では、パラメータとして変数τを算出する場合を例にとって説明する。ステップS21においては、制約条件として複数の空間位置に設定される第2制約条件が含まれない。したがって、制約条件が緩和されている。この緩和された制約条件においては、最適潮流計算問題は、単一ノード毎の最適潮流計算問題に分割可能である。したがって、第1算出部12は、2つ以上のノード(空間軸上の位置)における暫定パラメータ値τ´を並列処理により算出してよい。

0057

位置間判定部14は、第1暫定パラメータ値τ´が、第2制約条件(h)を満たすか否かを判定する(ステップS22)。第1暫定パラメータ値τ´が、第2制約条件(h)を満たす場合には(ステップS22:YES)、第2算出部16は、第1暫定パラメータ値τ´を確定パラメータ値としてする(ステップS26)。そして、最適計算装置100は処理を終了する。一方、第1暫定パラメータ値τ´が、第2制約条件(h)を満たさない場合には(ステップS22:NO)、第2算出部16は、第2制約条件(h)を満たす範囲において第1暫定パラメータ値τ´との差異が最も小さい第1修正パラメータ値τ″を算出する(ステップS23)。差異が最も小さい第1修正パラメータ値τ″は、差分の絶対値が小さくなるように計算することによって算出してもよく、差分の二乗の総和が最も小さくなるように計算することによって算出してもよい。

0058

第1算出部12は、第1修正パラメータ値τ″に応じて第1制約条件(g)における数値範囲を変更する(ステップS24)。第1算出部12は、数値範囲における上限値または下限値の一方が、第1修正パラメータ値τ″となるように数値範囲を変更してよい。具体的には、第1算出部12は、例えば、ノードkにおいて、τk´>τk″となるように第1修正パラメータ値τ″が算出された場合には、このノードkにおける第1制約条件の数値範囲を上記の(11)式から(12)式に変更する。第1算出部12は、第1制約条件の数値範囲の上限値を、第1修正パラメータ値τ″としてよい。

0059

一方、ノードkにおいて、τk″>τk´となるように第1修正パラメータ値τ″が算出された場合には、このノードkにおける第1制約条件の数値範囲を上記(11)式から以下の(13)式に変更する。第1算出部12は、第1制約条件の数値範囲の下限値を、第1修正パラメータ値τ″としてよい。但し、第1制約条件の数値範囲の下限値または上限値を、第1修正パラメータ値τ″そのものとせずに、第1修正パラメータ値τ″に補正値を加減した値、あるいは補正係数を乗じた値等を用いてもよい。

0060

位置毎判定部18は、第1修正パラメータ値τ″が、第1制約条件(g)を満たすか否かを判定する(ステップS25)。第1修正パラメータ値τ″が第1制約条件(g)を満たさない場合には(ステップS25:NO)、処理は、ステップS21に戻る。第1算出部12は、第1修正パラメータ値τ″に応じた数値範囲において、第1制約条件条件(g)を満たすように第2暫定パラメータ値τ´を算出する(ステップS21)。なお、最適計算装置100は、パラメータxについても上記のτと同様に算出してよい。

0061

以上のとおり、本実施形態の最適計算装置100によれば、複数のノード(空間位置)を考慮した最適潮流計算を実施する場合においても、ノード(空間位置)ごとの計算の並列化が実現できる。したがって、単一ノードを考慮した最適潮流計算とほぼ同等の計算時間で解を算出することができる。

0062

図5は、本発明の複数の態様が全体的又は部分的に具現化されうるコンピュータ1200の例を示す。コンピュータ1200にインストールされたプログラムは、コンピュータ1200に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該装置の1又は複数の「部」として機能させ、又は当該オペレーション又は当該1又は複数の「部」を実行させることができ、及び/又はコンピュータ1200に、本発明の実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。このようなプログラムは、コンピュータ1200に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、CPU1212によって実行されてよい。

0063

本実施形態によるコンピュータ1200は、CPU1212、RAM1214、グラフィックコントローラ1216、及びディスプレイデバイス1218を含み、これらはホストコントローラ1210によって相互に接続される。コンピュータ1200はまた、通信インターフェース1222、ハードディスクドライブ1224、DVD−ROMドライブ1226、及びICカードドライブのような入出力ユニットを含み、これらは入出力コントローラ1220を介してホストコントローラ1210に接続される。コンピュータはまた、ROM1230及びキーボード1242のようなレガシの入出力ユニットを含み、これらは入出力チップ1240を介して入出力コントローラ1220に接続される。

0064

CPU1212は、ROM1230及びRAM1214内に格納されたプログラムに従い動作し、これにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ1216は、RAM1214内に提供されるフレームバッファ等又は当該グラフィックコントローラ1216自体の中に、CPU1212によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス1218上に表示させる。

0065

通信インターフェース1222は、ネットワークを介して他の電子デバイス通信する。ハードディスクドライブ1224は、コンピュータ1200内のCPU1212によって使用されるプログラム及びデータを格納する。DVD−ROMドライブ1226は、プログラム又はデータをDVD−ROM1201から読み取り、ハードディスクドライブ1224にRAM1214を介してプログラム又はデータを提供する。ICカードドライブは、プログラム及びデータをICカードから読み取り、及び/又はプログラム及びデータをICカードに書き込む。

0066

ROM1230は、内部に、アクティブ化時にコンピュータ1200によって実行されるブートプログラム等、及び/又はコンピュータ1200のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ1240はまた、様々な入出力ユニットをパラレルポートシリアルポート、キーボードポートマウスポート等を介して、入出力コントローラ1220に接続してよい。

0067

プログラムが、DVD−ROM1201又はICカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもあるハードディスクドライブ1224、RAM1214、又はROM1230にインストールされ、CPU1212によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ1200に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ1200の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。

0068

例えば、通信がコンピュータ1200及び外部デバイス間で実行される場合、CPU1212は、RAM1214にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インターフェース1222に対し、通信処理命令してよい。通信インターフェース1222は、CPU1212の制御の下、RAM1214、ハードディスクドライブ1224、DVD−ROM1201、又はICカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。

0069

また、CPU1212は、ハードディスクドライブ1224、DVD−ROMドライブ1226(DVD−ROM1201)、ICカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がRAM1214に読み取られるようにし、RAM1214上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。CPU1212は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。

0070

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような、様々なタイプの情報が、情報処理されるべく、記録媒体に格納されてよい。CPU1212は、RAM1214から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断条件分岐無条件分岐、情報の検索置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をRAM1214に対しライトバックする。また、CPU1212は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第2の属性属性値に関連付けられた第1の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、CPU1212は、当該複数のエントリの中から、第1の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索し、当該エントリ内に格納された第2の属性の属性値を読み取り、これにより予め定められた条件を満たす第1の属性に関連付けられた第2の属性の属性値を取得してよい。

0071

以上の説明によるプログラム又はソフトウェアモジュールは、コンピュータ1200上又はコンピュータ1200近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はRAMのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、これにより、プログラムをコンピュータ1200にネットワークを介して提供する。

0072

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

0073

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

0074

2・・電力系統、10・・条件取得部、12・・第1算出部、14・・位置間判定部、16・・第2算出部、18・・位置毎判定部、100・・最適計算装置、102・・CPU、104・・記憶部、106・・通信インターフェース、200・・電力系統、212・・ノード、214・・ノード、216・・ノード、220・・発電機、222・・変圧器、230・・調相設備、232・・インダクタンス成分、234・・コンデンサ成分、1200・・コンピュータ、1201・・DVD−ROM、1210・・ホストコントローラ、1212・・CPU、1214・・RAM、1216・・グラフィックコントローラ、1218・・ディスプレイデバイス、1220・・入出力コントローラ、1222・・通信インターフェース、1224・・ハードディスクドライブ、1226・・DVD−ROMドライブ、1230・・ROM、1240・・入出力チップ、1242・・キーボード

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