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技術 系統計画支援装置及び系統計画支援方法

出願人 株式会社日立製作所
発明者 西村大貴多田泰之山崎潤逢見翔太岡本佳久
出願日 2019年4月16日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-077569
公開日 2020年10月29日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-178403
状態 未査定
技術分野 給配電網の遠方監視・制御 交流の給配電
主要キーワード 実計測値 系統断面 評価対象データ 改善値 設備変更 単位法 運用変更 対策実施
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年10月29日)のものです。
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図面 (20)

課題

適切な設備計画変更案を効率良く作成することを可能にする。

解決手段

系統計画支援装置10において、設備変更候補抽出部22が、設備計画の変更方策に関する設備変更方策データD4とKPI評価部21の計算結果とに基づいて設備計画の変更方策の候補を抽出し、KPI評価部21が、抽出された変更方策の候補に基づいてKPIを再度求め、設備変更案作成部23が、KPI評価部21が再度求めたKPIに基づいて設備計画の変更案を作成する。

概要

背景

電力系統に関する計画には設備計画運用計画がある。

設備計画とは、電力系統が有する設備新設更改撤廃時期を決定したものである。電力系統の設備工事は一般に工期が長く、コストも莫大であり、利用者への影響も大きい。そのため、コストが低く、効果の高い設備投資を行いながら、利用者への影響を最低限にとどめるため、事前の設備計画策定が必要である。

一方、運用計画とは補修保全作業に伴う作業停止、及び対象時間の潮流状態に基づき、電力系統の各設備の運用状態を決定したものである。電力系統では需要と供給のバランスを満たすことが重要であるが、設備計画だけではそのバランスを達成できるか不明であるため、設備計画に対してどのように需給を満たすかを決定した、運用計画の策定が必要である。また、設備の投資回収や設備の利用率概算するためにも、運用計画の立案と評価は必要である。

設備計画及び運用計画の策定等に関する技術として、特許文献1に記載された技術がある。この特許文献1には、エネルギーシステム装置構成を変更した増設更改計画を作成する増設・更改計画探索部と、増設・更改計画探索部にて作成された増設・更改計画について、指定された評価関数の値が最良となる運転計画を探索する最適運転計画探索部及び評価関数演算部とを有し、増設・更改計画探索部及び最適運転計画探索部にて、増設・更改計画の作成及び運転計画の探索を複数回行い、増設・更改計画探索部にて複数回作成された増設・更改計画のうち、最適運転計画探索部にて探索された運転計画の評価関数の値が最良となる増設・更改計画を出力するエネルギーシステム増設・更改計画作成装置に関する技術が開示されている。

概要

適切な設備計画の変更案を効率良く作成することを可能にする。系統計画支援装置10において、設備変更候補抽出部22が、設備計画の変更方策に関する設備変更方策データD4とKPI評価部21の計算結果とに基づいて設備計画の変更方策の候補を抽出し、KPI評価部21が、抽出された変更方策の候補に基づいてKPIを再度求め、設備変更案作成部23が、KPI評価部21が再度求めたKPIに基づいて設備計画の変更案を作成する。

目的

本発明は上記の課題に鑑みてなされたもので、適切な設備計画の変更案を効率良く作成することが可能な系統計画支援装置及び系統計画支援方法を提供する

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

電力系統設備計画に関する設備計画データに基づいて、予め定めた評価基準により前記設備計画データの評価指標を求め、前記設備計画の変更方策に関する設備変更方策データと前記評価指標とに基づいて前記設備計画の前記変更方策の候補を抽出し、さらに、抽出された前記変更方策の候補に基づいて前記評価指標を再度求め、再度求めた前記評価指標に基づいて前記設備計画の変更案を作成することを特徴とする系統計画支援装置

請求項2

前記評価指標の上限値及び下限値の少なくとも一方である基準値を有する評価対象データに基づいて前記評価指標を求め、前記変更方策に基づく前記評価指標と前記基準値との大小関係に基づいて前記変更方策の前記候補を抽出することを特徴とする請求項1に記載の系統計画支援装置。

請求項3

前記設備計画の前記変更案は、前記変更案を採用しない場合の前記評価指標と前記基準値との大小関係及び前記変更案を採用した場合の前記評価指標と前記基準値との大小関係を含むことを特徴とする請求項2に記載の系統計画支援装置。

請求項4

前記設備計画の前記変更案、前記変更案を採用しない場合の前記評価指標と前記基準値との大小関係及び前記変更案を採用した場合の前記評価指標と前記基準値との大小関係を提示することを特徴とする請求項3に記載の系統計画支援装置。

請求項5

前記電力系統の潮流断面に基づいて前記評価指標を求めることを特徴とする請求項1に記載の系統計画支援装置。

請求項6

前記設備変更方策データは、前記変更方策の実施方法、前記変更方策の実施にかかるコスト、及び前記変更方策の実施に基づく前記評価指標の変動の度合いの予測値を有することを特徴とする請求項1に記載の系統計画支援装置。

請求項7

過去の前記設備計画及び設備変更の少なくとも一方の履歴に基づいて前記設備変更方策データを作成することを特徴とする請求項1に記載の系統計画支援装置。

請求項8

前記電力系統の運用方策に関する運用方策データに基づいて前記運用方策データの評価指標を求め、前記評価指標に基づいて前記運用方策の候補を抽出することを特徴とする請求項1に記載の系統計画支援装置。

請求項9

前記運用方策データは、前記運用方策の実施方法及び前記運用方策の実施に基づく前記評価指標の変動の度合いの予測値を有することを特徴とする請求項8に記載の系統計画支援装置。

請求項10

抽出された前記運用方策の候補に基づいて前記評価指標を再度求め、再度求めた前記評価指標に基づいて前記運用方策の変更案を作成することを特徴とする請求項8に記載の系統計画支援装置。

請求項11

過去の運用計画及び運用方策変更の少なくとも一方の履歴に基づいて前記運用方策データを作成することを特徴とする請求項8に記載の系統計画支援装置。

請求項12

前記運用方策の変更案に基づく前記電力系統の潮流断面を算出し、前記電力系統の前記潮流断面と前記変更案に基づく前記潮流断面とに基づいて前記評価指標を求めることを特徴とする請求項10に記載の系統計画支援装置。

請求項13

電力系統の設備計画に関する変更案を作成する系統計画支援装置により実行される系統計画支援方法であって、前記設備計画に関する設備計画データに基づいて、予め定めた評価基準により前記設備計画データの評価指標を求め、前記設備計画の変更方策に関する設備変更方策データと前記評価指標とに基づいて前記設備計画の前記変更方策の候補を抽出し、さらに、抽出された前記変更方策の候補に基づいて前記評価指標を再度求め、再度求めた前記評価指標に基づいて前記変更案を作成することを特徴とする系統計画支援方法。

技術分野

0001

本発明は、系統計画支援装置及び系統計画支援方法に関する。

背景技術

0002

電力系統に関する計画には設備計画運用計画がある。

0003

設備計画とは、電力系統が有する設備新設更改撤廃時期を決定したものである。電力系統の設備工事は一般に工期が長く、コストも莫大であり、利用者への影響も大きい。そのため、コストが低く、効果の高い設備投資を行いながら、利用者への影響を最低限にとどめるため、事前の設備計画策定が必要である。

0004

一方、運用計画とは補修保全作業に伴う作業停止、及び対象時間の潮流状態に基づき、電力系統の各設備の運用状態を決定したものである。電力系統では需要と供給のバランスを満たすことが重要であるが、設備計画だけではそのバランスを達成できるか不明であるため、設備計画に対してどのように需給を満たすかを決定した、運用計画の策定が必要である。また、設備の投資回収や設備の利用率概算するためにも、運用計画の立案と評価は必要である。

0005

設備計画及び運用計画の策定等に関する技術として、特許文献1に記載された技術がある。この特許文献1には、エネルギーシステム装置構成を変更した増設更改計画を作成する増設・更改計画探索部と、増設・更改計画探索部にて作成された増設・更改計画について、指定された評価関数の値が最良となる運転計画を探索する最適運転計画探索部及び評価関数演算部とを有し、増設・更改計画探索部及び最適運転計画探索部にて、増設・更改計画の作成及び運転計画の探索を複数回行い、増設・更改計画探索部にて複数回作成された増設・更改計画のうち、最適運転計画探索部にて探索された運転計画の評価関数の値が最良となる増設・更改計画を出力するエネルギーシステム増設・更改計画作成装置に関する技術が開示されている。

先行技術

0006

特開2010−250473号公報

発明が解決しようとする課題

0007

特許文献1に開示された技術では、限定された条件に基づいて設備計画を探索し、探索した設備計画に基づいて運用計画を探索している。

0008

しかし、今後の再生可能エネルギーの導入拡大に伴う電力系統の潮流予見性低下を考慮した設備計画、運用計画を検討するためには、より多くの条件を考慮する必要がある。そして、予見性の低下が大きくなることを考慮すると、設備計画の探索範囲を広げることが望ましい。一方で、設備計画の探索範囲を広げることで、運用計画を探索する段階に至ったところで運用不可能な設備計画が多数現れる可能性がある。この結果、最適な設備計画及び運用計画の探索に長時間を要することが生じうる。

0009

他方、設備計画の探索範囲を限定すると、運用計画を探索することによって改善の可能性がある設備計画が探索範囲から外れる可能性がある。

0010

本発明は上記の課題に鑑みてなされたもので、適切な設備計画の変更案を効率良く作成することが可能な系統計画支援装置及び系統計画支援方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0011

上記課題を解決すべく、本発明の一つの観点に従う系統計画支援装置は、電力系統の設備計画に関する設備計画データに基づいて、予め定めた評価基準により設備計画データの評価指標を求め、設備計画の変更方策に関する設備変更方策データと評価指標とに基づいて設備計画の変更方策の候補を抽出し、さらに、抽出された変更方策の候補に基づいて評価指標を再度求め、再度求めた前記評価指標に基づいて設備計画の変更案を作成する。

発明の効果

0012

本発明によれば、適切な設備計画の変更案を効率良く作成することが可能な系統計画支援装置及び系統計画支援方法を実現することができる。

図面の簡単な説明

0013

実施例1に係る系統計画支援装置の概略構成図である。
実施例1に係る系統計画支援装置の機能構成を示す図である。
実施例1に係る系統計画支援装置の設備計画データの一例を示す図である。
実施例1に係る系統計画支援装置の潮流断面データの一例を示す図である。
実施例1に係る系統計画支援装置の評価対象データの一例を示す図である。
実施例1に係る系統計画支援装置の設備変更方策データの一例を示す図である。
実施例1に係る系統計画支援装置の設備変更案の一例を示す図である。
実施例1に係る系統計画支援装置の動作の一例を示すフローチャートである。
実施例1に係る系統計画支援装置の設備変更候補抽出の動作の一例を示すフローチャートである。
実施例1に係る系統計画支援装置のKPI再評価の動作の一例を示すフローチャートである。
実施例1に係る系統計画支援装置により出力される設備変更案の一例を示す図である。
実施例2に係る系統計画支援装置の機能構成を示す図である。
実施例2に係る系統計画支援装置の運用方策データの一例を示す図である。
実施例2に係る系統計画支援装置の系統計画変更案の一例を示す図である。
実施例2に係る系統計画支援装置の動作の一例を示すフローチャートである。
実施例2に係る系統計画支援装置の運用方策変更候補抽出の動作の一例を示すフローチャートである。
実施例3に係る系統計画支援装置の機能構成を示す図である。
実施例3に係る系統計画支援装置の系統計画変更履歴データの一例を示す図である。
実施例3に係る系統計画支援装置の設備変更方策データの一例を示す図である。
実施例3に係る系統計画支援装置の動作の一例を示すフローチャートである。

0014

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている諸要素及びそ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。

0015

実施例1では設備計画の変更を行う系統計画支援装置について、その詳細を説明する。実施例2では実施例1に加え、運用計画の変更も行えるようにした系統計画支援装置について、その詳細を説明する。実施例3では実施例2に加え、設備方策データ及び運用方策データを自動で与える系統計画支援装置について、その詳細を説明する。

0016

図1は、実施例1に係る系統計画支援装置の概略構成図である。図1は系統計画支援装置10のハードウェア構成を示している。

0017

本実施例の系統計画支援装置10は、情報処理機能を有する物理資源ハードウェア)、好ましくは計算機装置を有する。計算機装置の形態に特段限定はなく、クライアント装置サーバ装置等、公知の構成により実現可能である。

0018

系統計画支援装置10は、表示部11、入力部12、通信部13、CPU(Central Processing Unit)14、メモリ15、及びデータベースDB41を有する。これら表示部11等は相互にバス線43により接続されている。あるいは、表示部11等系統計画支援装置10を構成する構成要素の一部がLAN(Local Area Network)を介して相互に接続されていてもよいし、インターネット等のWAN(Wide Area Network)を介して相互に接続されていてもよい。

0019

表示部11は、例えば、ディスプレイ装置として構成されるが、ディスプレイ装置に代えて、または共に、プリンタ装置または音声出力等を用いる構成でもよい。

0020

入力部12は、例えば、キーボードスイッチマウス等のポインティング装置タッチパネル音声指示装置等の少なくともいずれか一つを備えて構成できる。

0021

通信部13は、通信ネットワーク300に接続するための回路及び通信プロトコルを備える。

0022

CPU14は演算素子を有し、系統計画支援装置10全体の制御を行う。なお、CPU14は単なる例示であり、CPU以外にも各種情報処理が可能な素子、装置、例えばFPGA(Field-Programmable Gate Array)等の演算素子を系統計画支援装置10が有してもよい。

0023

メモリ15は記憶媒体を有する。記憶媒体は、例えばHDD(Hard Disk Drive)などの磁気記憶媒体、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、SSD(Solid State Drive)などの半導体記憶媒体等を有する。また、DVD(Digital Versatile Disk)等の光ディスク及び光ディスクドライブの組み合わせも記憶媒体として用いられる。その他、磁気テープメディアなどの公知の記憶媒体も記憶媒体として用いられる。

0024

メモリ15は、例えば、コンピュータプログラムを記憶したり、各処理に必要な計算結果データ及び画像データ等を記憶したりする。メモリ15に格納された画面データは、表示部11に送られて表示される。表示される画面の例は後述する。

0025

CPU14は、系統計画支援装置10の動作開始時(例えば電源投入時)にメモリ15に格納されているファームウェア等のプログラムをこの記憶媒体から読み出して実行し、系統計画支援装置10の全体制御を行う。

0026

データベース41には、通信ネットワーク300を介して系統計画支援装置10との間で通信可能な電力系統200に関するデータが検索可能な状態で(つまりデータベースとして)格納されている。電力系統200は電力系統の1例であり、本明細書に示す各実施例では、電力系統200を用いて系統計画支援装置10の詳細について説明する。また、系統計画支援装置10の使用者として送配電事業者及び配電系統管理者を想定する。

0027

電力系統200は電源310(310a、310b)、太陽光発電電源311(311a)、母線320(320a、320b、320c、320d、320e、320f)、送電線線路)330(330a、330b、330c、330d、330e、330f)負荷360(360a、360b、360c)を主要な主回路構成機器として有する。

0028

図2は実施例1に係る系統計画支援装置10の機能構成を示す図である。

0029

系統計画支援装置10は、設備計画データベースDB1と、潮流断面データベースDB2と、評価対象データベースDB3と、設備変更方策データベースDB4と、KPI評価部21と、設備変更候補抽出部22と、設備変更案作成部23と、設備変更案データベースDB5と、表示部30とを有する。

0030

設備計画データベースDB1は、計画者によって作成された設備計画データD1を格納する。潮流断面データベースDB2は、設備計画に基づく系統の潮流断面データD2を格納する。評価対象データベースDB3は、計画者によって作成された評価対象データD3を格納する。設備変更方策データベースDB4は、設備の変更方策を記録した設備変更方策データD4を格納する。

0031

KPI評価部21は潮流断面の各種KPI(Key Performance Indicator)を評価する。KPIは電力系統の設備計画データD1を評価するための評価基準の一例であり、一例として予め定められた評価式により特定される。KPI評価部21は、評価基準であるKPIに基づいて設備計画データD1を評価し、評価指標である評価値を出力する。

0032

設備変更候補抽出部22は、KPI評価部21の出力である評価値をもとに設備変更方策データD4の中からKPI改善に効果的な設備計画の変更方策の候補を抽出し、抽出した変更方策を再度KPI評価部21にフィードバックする。

0033

設備変更案作成部23は、設備変更候補抽出部22が抽出した設備計画の変更方策の候補から、KPI改善値が高い設備変更候補を1つ以上選定し、設備計画の変更案を作成する。

0034

設備変更案データベースDB5は、設備変更案作成部23で作成された設備変更案D5を格納する。表示部30は設備変更案D5を表示する。

0035

以下、本実施例の系統計画支援装置10による系統計画支援処理について説明する。本実施例において、系統計画支援装置10は、設備計画データD1、潮流断面データD2、評価対象データD3を入力とする。

0036

図3は、実施例1に係る系統計画支援装置10の設備計画データD1の一例を示す図である。

0037

本実施例の設備計画データD1は、送電線データD101、設備計画実行内容データD102、設備計画対策時期データD103を一例として有する。

0038

送電線データD101は電力系統200における送電線の設備データであり、送電容量送電インピーダンスを含んでいる。ここで、図3においてjは虚数単位を示す記号である。

0039

設備計画実行内容データD102は電力系統200に実施する設備方策を有する。図3において、新設[IN1]は電力系統200において母線320a−320e間に新たに送電線を新設する方策であり、その方策に要する期間及びコストも設備計画実行内容データD102に含まれる。増強[EF1]は電力系統200における送電線330dを増強し、送電線インピーダンスを下げる方策である。

0040

設備計画対策時期データD103は設備計画実行内容データD102に記された設備方策を実施する期間を示しており、1の表示が対策実施中であることを示す。

0041

設備計画データD1は設備計画者が事前に入力する。ここに述べた以外の設備計画の実施内容には、除却更新等がある。

0042

図4は、実施例1に係る系統計画支援装置10の潮流断面データD2の一例を示す図である。

0043

本実施例の潮流断面データD2は、設備計画に対するある時間の潮流データD201と需給データD202とを一例として有する。

0044

潮流データD201には、設備計画データD1に示した設備計画における、各母線の接続関係位相差有効電力無効電力潮流量が記憶されている。ここで図中puは単位法の単位である。潮流データD201は外部から与えられるが、系統計画支援装置10内に潮流計算機能を追加し、その潮流計算機能を利用して作成しても良い。

0045

需給データD202には、電力系統200における発電、需要をまとめた需給データが記憶されている。潮流断面データD2は運用計画者が決定した条件のもと、各種潮流計算を用いて作成される。計算方法には例えば交流法があげられる。

0046

図5は、実施例1に係る系統計画支援装置10の評価対象データD3の一例を示す図である。

0047

評価対象データD3はデータD301を一例として有する。データD301は、評価するKPI種、その評価ルール評価対象期間と評価式)、及び許容できる上下限を有する。図5に示すデータD301では、評価するKPI種として再エネ(再生可能エネルギー発電)出力と送電ロスとを有する。

0048

KPI種として再生可能エネルギー発電出力を採用した場合、評価対象期間はある年の断面群累計値としている。この累計値が下限に示した2GWを逸脱しないようにすることが必要である。再エネ出力の合計値REsumは、例えば以下に示す評価式により算出される。



ここで、Giは再生可能エネルギーの有効電力出力を示す。再エネ出力の合計値REsumは、断面のそれぞれについて再生可能エネルギーの有効電力出力の和をとり、年間で合計することによって算出される。

0049

また、KPI種として送電ロスを採用した場合、評価対象期間は各断面ごととしている。この値が上限及び下限に示した0.5MW、0.3MWを逸脱しないようにすることが必要である。送電ロスPlossは、例えば以下に示す評価式により算出される。



式中、Eは各母線の電圧、Rはある母線間の送電線の抵抗分実部)、δは位相である。

0050

図5に示す例では各KPIの上下限を一義的に決定したが、上下限を期間ごとに設定、あるいは電力系統に関係するあるパラメータに関連付けた式を用いて決定しても良い。

0051

また、図5に示す例ではKPIの計算方法を一義的に決定したが、計算式で表せないものの場合、シミュレーション、あるいは感度解析といった計算法を用いても良い。また、例えば送電ロスといった一般には小さければ小さいほど良いKPIに対して、下限も設けることで、設備過剰を減らし、より安価な設備計画を策定することが可能である。

0052

図6は、実施例1に係る系統計画支援装置10の設備変更方策データD4の一例を示す図である。

0053

設備変更方策データD4は、各種方策データD401を一例として有する。各種方策データD401には、各設備方策の実施方法、実施によって起こる各KPIについて計画者が予想した変化の度合いが記憶されている。図6に示す例では、各方策の実施方法、同時に実行不可な方策の指定、一般に導入にかかる期間、各施策によって効果のあるKPI種、及びその効果の大まかな期待量が記憶されている。一例として送電線新設の設備方策を挙げると、許容潮流、電圧安定性、送電ロスといったKPIに改善効果が期待できる反面、実施コストや今後の維持コストには悪影響が予想されている。

0054

図6ではデータを文字列で記載しているが、実際にデータとして用いる際には、例えばjson(JavaScript(登録商標) Object Notation)形式のような同じ内容を持つ数値、文字データとして格納される。

0055

設備変更方策データD4は事前に計画者が入力しておく。

0056

KPI評価部21には、設備計画データD1、潮流断面データD2、及び評価対象データD3が入力データされる。KPI評価部21は、設備計画データD1及び潮流断面データD2に基づき、評価対象データD3で指定されたKPIを、評価対象データD3内で指定された評価式に基づき算出する。そして、KPI評価部21は、KPI計算の結果である評価値、KPIの上下限逸脱の有無及び違反の時間、場所を、評価対象データD3で指定された期間毎に計算して、これらをKPIデータD41として設備変更候補抽出部22に出力する。

0057

設備変更候補抽出部22には、設備変更方策データD4及びKPI評価部21の出力であるKPIデータD41が入力される。設備変更候補抽出部22は、KPIデータD41に基づき、設備変更方策データD4からKPI違反の解消に効果がある設備方策の候補を抽出、潮流断面データD2に適用し、KPI評価部21に設備変更候補適用断面D42を出力する。設備方策の抽出方法については後述する。

0058

KPI評価部21は、入力された設備変更候補適用断面D42に基づいてKPIを再度算出し、KPIデータD41と同様の形式を持つ変更KPIデータD43を設備変更案作成部23に出力する。

0059

設備変更案作成部23は、変更KPIデータD43に基づいて設備計画の変更方策案を1つ以上選定し、設備変更案D5に記憶する。表示部30は設備変更案D5の内容を表、グラフを用いて計画者に通知する。この際、表示部30がKPIデータD41も表示することで、計画変更による効果が明示的になり、計画の意思決定の透明性が増加する。表示部30が表示する内容について後に詳述する。

0060

以上のように、潮流計算に基づく断面のKPIを考慮して設備計画を変更することで、設備計画と運用計画にまたがってKPIの向上を図ることができる。また、運用計画を踏まえて設備計画の改善案を探索することで、系統計画の探索範囲が増加し、計画の精度向上を図ることができる。また、系統計画支援装置10の出力として設備変更案D5を得ることができる。

0061

図7は、実施例1に係る系統計画支援装置10の設備変更案D5の一例を示す図である。

0062

設備変更案D5は、設備変更案データD501を一例として有する。設備変更案データD501は、設備計画のID、KPIの違反事項として発生時期発生箇所発生事象、及び各KPI、KPIあるいは系統制約違反を解決するための方策案、及び方策案実施後の違反事象変化値を有する。

0063

図7に示す例では、IDがPlan001である設備計画について、2023年の5月休日断面において送電線330dの送電容量逸脱、2025〜2028年において再エネ出力の下限が逸脱していることが示されている。そして、それらに対する方策案として、増強時期の繰り上げ、送電線新設が方策案として選定されており、方策案実施後の違反事象の変化値も示されている。

0064

このような設備変更案D5を計画者に提示し、計画選定の判断を仰ぐことで、計画選定理由の透明性が確保できる。

0065

次に、図8図10のフローチャートを参照して、本実施例に係る系統計画支援装置10の動作について説明する。

0066

図8は、実施例1に係る系統計画支援装置10の全体動作の一例を示すフローチャートである。図8のフローチャートに示す動作は、系統計画支援装置10の動作開始時(例えば電源投入時)に開始する。

0067

まず、KPI評価部21は、設備計画データD1と潮流断面データD2と評価対象データD3と設備変更方策データD4とを取得する(S20)。取得したデータはメモリ15に一時的に格納される。

0068

次に、KPI評価部21は、取得した設備計画データD1と潮流断面データD2と評価対象データD3に基づいて潮流断面を作成し、作成した潮流断面に対して、評価対象データD3により設定されたKPIの算出を行う(S21)。

0069

設備変更候補抽出部22は、ステップS21でKPI評価部21が算出した結果に基づいて、設備変更方策データD4からKPIを改善可能と考えられる設備変更の方策候補を抽出する(S22)。

0070

図9は、実施例1に係る系統計画支援装置100の設備変更候補抽出S22の動作の一例を示すフローチャートである。

0071

まず、設備変更候補抽出部22は、ステップS21におけるKPI評価部21によるKPI算出の結果、ある年の再エネ出力(RE_f)が評価対象データで定められていた下限値(RE_l)を下回ったか(RE_f<RE_l)否かを判定する(S220)。

0072

判定が肯定されたら(S220においてYES)、設備変更候補抽出部22は、RE_f≧RE_1を達成しうる設備方策を設備変更方策データD4から選定する。RE_fは潮流と関連付けられるので、潮流を増加させうる設備方策は図6の例の中では送電線新設、除却時期先延ばし、SVC(Static Var Compensator:静止型無効電力補償装置)設置の3つである。従って、設備変更候補抽出部22はこれらを抽出する(S221)。

0073

さらに、設備変更候補抽出部22は設備計画データD1を参照し、抽出した設備計画の変更方策の候補と照合する。設備計画実行内容データD102には除却計画が存在しないため、設備変更候補抽出部22は、抽出した方策候補から除却時期先延ばしを除外する。したがって、設備変更候補抽出部22は、送電線新設、SVC設置を設備計画の変更方策の候補として抽出する(S222)。

0074

次に、設備変更候補抽出部22は、変更を加える電力系統の設備を決定する。より詳細には、設備変更候補抽出部22は、設備変更方策データD4が有する実施方法に基づき、対象設備を決定する(S223)。設備の決定方法の例としては、例えば対象設備の全探索と対象KPIの感度解析を用いたものがある。感度解析によるKPI計算の結果、設備変更候補抽出部22はRE_f≧RE_lを達成する設備を選定する。本実施例では、送電線新設箇所として、母線320c−320f間、SVC設置場所として母線320cあるいは320eを候補とする。

0075

一方、判定が否定されたら(S220においてNO)図9に示す動作を終了する。

0076

図8に戻って、KPI評価部21は、ステップS22において設備変更候補抽出部22が抽出した設備計画の変更方策の候補を断面に適用して再度潮流計算を行い、新たな潮流断面を作成し、作成された断面に対して変化したKPIを算出する(S23)。

0077

図10は、実施例1に係る系統計画支援装置10のKPI再評価S23の動作の一例を示すフローチャートである。

0078

まず、KPI評価部21は、ステップS22の出力である設備変更候補を取得する(S230)。本実施例では、送電線新設(320c−320f)、SVC設置(320c、320e)という内容を引き継ぐ。次いで、KPI評価部21は、ステップS230で取得した設備変更候補を、KPI算出の元となる設備計画に適用する(S231)。

0079

KPI評価部21は、ステップS231において変更された設備計画に対して再度潮流計算を行い、潮流断面を作成する(S232)。ただし、後述するステップS233で感度解析等の手段をもってKPI評価を行う場合、不要ならステップS232を行わず、ステップS233に進んでも良い。

0080

次いで、KPI評価部21は、図8のS21と同様の動作を行う(S233)。そして、KPI評価部21は、S233で算出したKPI評価の結果である評価値を出力する(S234)。

0081

設備変更案作成部23は、ステップS234で出力された設備変更候補に対するKPIを受け、KPI上下限逸脱を改善できていない設備変更方策、及び他のKPIの上下限を超えさせる方策を排除し、残りの案を設備変更案D5とする(S24)。なお、有効な方策が得られなかった場合、設備変更案作成部23は設備変更案D5を作成しない。

0082

そして、表示部30は、ステップS24で作成された設備変更案D5を表示する。

0083

図11は、実施例1に係る系統計画支援装置10により出力される、より詳細には表示部30により表示される設備変更案D5の一例を示す図である。

0084

表示部30の表示画面400は、系統計画支援装置10による解析結果が表示される解析結果表示部401と、系統計画支援装置10(より詳細には設備変更案作成部23)が作成した設備変更案D5が表示される設備変更案表示部402とを有する。

0085

解析結果表示部401には、特定の時間断面(図中では2020年4月平日)における潮流計算結果である潮流データD201及び各種KPI達成値(図示例では送電ロス、再エネ出力)が表示されている。設備変更案表示部402には、設備変更案D5が有する設備変更案データD501が表示されている。

0086

なお、表示部30の表示画面400に表示されている内容は任意に設定可能であり、図11に示すものに限定されない。

0087

このように構成される本実施例によれば、設備変更候補抽出部22が、設備計画の変更方策に関する設備変更方策データD4とKPI評価部21の計算結果とに基づいて設備計画の変更方策の候補を抽出し、KPI評価部21が、抽出された変更方策の候補に基づいてKPIを再度求め、設備変更案作成部23が、KPI評価部21が再度求めたKPIに基づいて設備計画の変更案を作成している。

0088

従って、本実施例によれば、適切な設備計画の変更案を効率良く作成することが可能となる。

0089

言い換えれば、本実施例によれば、妥当性が高くKPI達成値も高い設備計画を現実的な方法で作成可能である。また、設備変更方策データD4に各種方策及び期待される効果を入力することでKPI達成値を向上させることができ、計画者の労力を軽減できる。

0090

特に、本実施例では、KPI評価部21が、電力系統の潮流断面に基づいてKPIを算出している。従って、設備計画と運用計画とにまたがってKPIの向上を図ることができる。そして、設備変更案作成部23が、運用計画を踏まえて設備計画の変更候補案を作成することができるで、系統計画の探索範囲が増加し、計画の精度向上を図ることができる。

0091

実施例2の系統計画支援装置10は、運用計画を変更し、計画を改善する機能を実施例1の系統計画支援装置10に追加したものである。

0092

実施例1の系統計画支援装置10では、系統潮流断面データのKPIを受けて、設備計画を変更し、KPIの改善を図った。実施例2の系統計画支援装置10では、運用計画と設備計画の両方を変更し、KPIの改善を行う。なお、実施例1の系統計画支援装置10と同様の構成で同様の動作を行う構成要素については同一の符号を付して説明を簡略化する。

0093

図12は、実施例2に係る系統計画支援装置10の機能構成を示す図である。

0094

本実施例の系統計画支援装置10は、実施例1の系統計画支援装置10に、運用方策データベースDB6、運用方策変更候補抽出部25、運用変更案適用部26を追加し、さらに、運用方策のKPIを評価するKPI評価部21を追加し、出力を系統計画変更案D7に変更している。

0095

図13は、実施例2に係る系統計画支援装置10の運用方策データD6の一例を示す図である。

0096

運用方策データD6は、運用方策個別データD601を一例として有する。図11に示す運用方策個別データD601は、運用方策名、各施策によって効果のあるKPI種、及びその効果の大まかな期待量を有する。一例として、送電線の許容潮流を実計測値に基づいて動的に決定する潮流合理化の方策を上げると、許容潮流に改善効果が期待できる反面、電圧安定性や過負荷、実施コストには悪影響が予想されている。

0097

運用方策個別データD601は計画者が実行可能なものを事前に登録しておく。図中ではデータを文字列で記載しているが、実際にデータとして用いる際には、例えばjson形式のような同じ内容を持つ数値、文字データとして記憶する。

0098

運用方策変更候補抽出部25は、KPI評価部21によるKPIの評価結果(評価値)に基づいて、運用方策データD6からKPI改善に効果がある運用方策を抽出する。そして、運用方策変更候補抽出部25は、抽出した結果をKPI評価部21に再度入力し、KPI評価部21は、感度解析等の手段によってKPIを再度算出する。

0099

運用変更案適用部26は、運用方策変更候補抽出部25が抽出した運用方策に基づいてKPI評価部21が再度算出したKPIの評価値を基に、KPI改善効果があり、他のKPIを違反させない運用方策を選び出し、断面に適用し、再度潮流計算を行う。これにより、基の計画潮流断面に加え、適用された運用方策の分だけ新たな計画潮流断面が生じる。運用変更案適用部26は、運用方策を変更した潮流断面群と基の潮流断面とを設備変更候補抽出部22に出力する。

0100

設備変更案作成部23を経て出力される系統計画変更案D7について説明する。

0101

図14は、実施例2に係る系統計画支援装置10の系統計画変更案D7の一例を示す図である。

0102

系統計画変更案D7は、系統計画変更案データD701を一例として有する。図12に示す系統計画変更案データD701は、設備計画ごとのKPI違反事項の発生時期、発生箇所、発生事象、KPI及び違反を解決する方策案、及び方策実施後の違反事象の変化値を有する。

0103

一例として、IDがPlan001の設備計画において、2023年の5月休日断面において送電線330dの送電容量逸脱、2025〜2028年において再エネ出力の下限が逸脱している。方策案として、実施例1の設備変更案D5の内容に加えて、330Dへのダイナミックレーティングの適用という方策が含まれている。再エネ出力の下限逸脱に対しては、設備計画の改善案、運用計画の改善案、両者にまたがる改善案の3つが記載されている。

0104

次に、図15図16のフローチャートを参照して、本実施例に係る系統計画支援装置10の動作について説明する。

0105

図15は、実施例2に係る系統計画支援装置10の全体動作の一例を示すフローチャートである。図15のフローチャートに示す動作は、系統計画支援装置10の動作開始時(例えば電源投入時)に開始する。なお、実施例1と同様の動作を行う処理ステップについては同一のステップ番号を付してその説明を簡略化する。

0106

まず、KPI評価部21は、設備計画データD1、潮流断面データD2、評価対象データD3、設備変更方策データD4、及び運用方策データD6を取得する(S26)。取得したデータはメモリ15に一時的に格納される。

0107

運用方策変更候補抽出部25は、S21においてKPI評価部21が算出した評価値に基づいて、運用方策データD6からKPIを改善可能と考えられる運用方策を抽出し、潮流断面に適用する(S27)。

0108

図16は、実施例2に係る系統計画支援装置10の運用方策変更候補抽出S27の動作の一例を示すフローチャートである。

0109

まず、運用方策変更候補抽出部25は、ステップS21におけるKPI評価部21によるKPI算出の結果、ある年の再エネ出力(RE_f)が評価対象データで定められていた下限値(RE_l)を下回ったか(RE_f<RE_l)否かを判定する(S270)。

0110

判定が肯定されたら(S270においてYES)、運用方策変更候補抽出部25は、RE_f≧RE_1を達成しうる設備方策を運用方策データD6から選定する。RE_fは潮流と関連付けられるので、潮流を増加させうる運用方策は図13の例の中では潮流合理化、ダイナミックレーティングの2つである。従って、運用方策変更候補抽出部25は、これらを抽出し、運用方策変更候補とする(S271)。

0111

次に、運用方策変更候補抽出部25は、対象となる電力系統の設備を決定する。より詳細には、運用方策変更候補抽出部25は、運用方策データD6に記憶された実施方法に基づき、対象設備を決定する(S272)。設備の決定方法の例としては、例えば対象設備の全探索と対象KPIの感度解析を用いたものがある。感度解析によるKPI計算の結果、RE_f≧RE_lを達成する設備を選定する。本実施例では、潮流合理化対象として送電線の330e、ダイナミックレーティングの対象として送電線330dを候補とする。

0112

一方、判定が否定されたら(S270においてNO)図9に示す動作を終了する。

0113

図15に戻って、KPI評価部21は、運用方策変更候補抽出S27で作成された系統潮流断面に対して解析を行い、変化したKPIを算出する(S28)。KPIの算出方法は、例えば感度解析や、実効値シミュレーションがある。

0114

次に、運用変更案適用部26は、ステップS28で再度算出したKPIを受け、KPI改善を行えていない方策、及び他のKPIの上下限を超えさせる方策を排除し、残りの案を運用方策案とし、系統断面に適用する(S29)。適用後、再度潮流計算を行う。なお、有効な方策がない場合、運用変更案適用部26は運用方策案を作成しない。

0115

そして、設備変更案作成部23は、設備変更案及び運用変更案を統合し、系統計画変更案D7を出力する(S30)。表示部30の表示画面400には、設備変更案データD501に代えて系統計画変更案データD701が表示される。

0116

従って、本実施例の系統計画支援装置10によれば、電力系統の運用方策に関する運用方策データD6に基づいて、KPI評価部21が運用方策データD6の評価指標を求め、運用方策変更候補抽出部25が、評価指標に基づいて運用方策の候補を抽出している。これにより、本実施例の系統計画支援装置10によれば、系統計画における設備計画と運用計画の両者の探索を行い、改善することが可能である。

0117

また、基の計画、運用計画のみ変更した計画、設備計画のみ変更した計画、両者を変更した計画それぞれのKPIを計画者に表示することで、各方策ごとの効果を比較可能であり、系統計画決定が容易になり、KPIを用いた計画決定理由の説明も可能になる。

0118

これにより、本実施例によれば、妥当性が高くKPI達成値も高い計画を設備計画、運用計画にわたって現実的な方法で作成可能である。また、設備変更方策データD4及び運用方策データD6に各種方策及び期待される効果を入力することでKPI達成値を向上させることができ、計画者の労力を軽減できる。

0119

実施例3の系統計画支援装置10は、実施例2の系統計画支援装置10に、過去の設備変更、運用変更データから機械学習により自動で設備変更方策データD10及び運用方策データD9を生成する機能を追加したものである。

0120

実施例1から実施例2では、設備変更方策データD4及び運用方策データD6は計画者が事前に作成していた。本実施例の系統計画支援装置10は、過去の系統計画変更履歴蓄積したデータから設備変更方策データD10及び運用方策データD9を作成する。

0121

図17は、実施例3に係る系統計画支援装置10の機能構成を示す図である。

0122

本実施例の系統計画支援装置10は、実施例2の系統計画支援装置10に方策データ作成部27及び系統計画変更案履歴データベースDB8を追加した点、及び、実施例2の系統計画支援装置10における設備変更方策データベースDB4及び運用方策データベースDB6の内容が変化し、運用方策データベースDB9、設備方策データベースDB10となった点で実施例2の系統計画支援装置10と異なる。

0123

図18は、実施例3に係る系統計画支援装置10の系統計画変更案履歴D8の一例を示す図である。

0124

系統計画変更案履歴D8は、履歴データD801を一例として有する。図18に示す例では、履歴データD801は、方策名称、方策種別、過去にその方策が選定された際の計画策定年次、方策が選定された際の系統構成、方策が選定された際の実施内容、実施した場合の具体的なKPIの変化量を有する。各々の方策に対して選定例は複数存在してもよい。

0125

図示例では送電線新設が過去2回実施されており、2021年の001計画では潮流が0.2pu増加した結果が記録されている。図中ではデータを文字列で記載しているが、実際にデータとして用いる際には、例えばjson形式のような同じ内容を持つ数値、文字データとして記憶する。

0126

方策データ作成部27は、系統計画変更案履歴D8、及びKPI評価部21より出力された計画対象断面情報及びKPI評価値から、後述する運用方策データD9及び設備変更方策データD10を作成する。作成する方法は、例えば過去の膨大な変更案履歴及び適用した系統構成及びKPIの変化値から各種深層学習あるいは強化学習を用いて作成する。これにより、実施例1及び実施例2と比較して、過去のデータに基づく現実的かつより具体的な運用方策データD9と設備変更方策データD10が作成可能となる。

0127

図19は、実施例3に係る系統計画支援装置10の設備変更方策データD10の一例を示す図である。

0128

本実施例の設備変更方策データD10は、実施例1及び実施例2の設備変更方策データD4と異なり、方策データ作成部27で作成された具体的な値が実施方法や各種KPI効果の欄に格納されている。運用方策データD9についても同様である。図中ではデータを文字列で記載しているが、実際にデータとして用いる際には、例えばjson形式のような同じ内容を持つ数値、文字データとして記憶する。

0129

なお、運用方策データD9及び設備変更方策データD10の内容は一例である。作成されるデータの具体性はこれによらなくてもよい。

0130

次に、図20のフローチャートを参照して、本実施例に係る系統計画支援装置10の動作について説明する。

0131

図20は、実施例3に係る系統計画支援装置10の全体動作の一例を示すフローチャートである。図20のフローチャートに示す動作は、系統計画支援装置10の動作開始時(例えば電源投入時)に開始する。なお、実施例1及び実施例2と同様の動作を行う処理ステップについては同一のステップ番号を付してその説明を簡略化する。

0132

まず、KPI評価部21は、設備計画データD1と、潮流断面データD2と、評価対象データD3と、系統計画変更案履歴D8とを取得する(S31)。取得したデータはメモリ15に一時的に格納される。

0133

方策データ作成部27は、ステップS21でKPI評価部21が算出した評価値と系統計画変更案履歴D8とから、機械学習的手法により設備変更方策データD10及び運用方策データD9を作成する(S32)。

0134

設備変更案作成部23は、系統計画変更案D7、ステップS29で得られた運用方策の変更案、及びステップS22で得られた設備変更案を履歴として系統計画変更案履歴D8に出力する。

0135

従って、本実施例の系統計画支援装置10によれば、方策データ作成部27が、過去の設備計画及び設備変更の少なくとも一方の履歴に基づいて設備変更方策データD10を作成し、過去の運用計画及び運用方策変更の少なくとも一方の履歴に基づいて運用方策データD9を作成している。よって、実施例3の系統計画支援装置10によれば、過去の変更案適用内容を参照して設備変更方策データD10及び運用方策データD9を作成しているので、実効可能性が高い、現実的な系統計画の改善を行うことが可能となる。加えて、データを他の系統を管轄している計画者と共有することで、成功例、失敗例を共有することができ、電力系統全体発展に貢献することができる。

0136

なお、本発明は上記した実施例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、上記した実施例は本発明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、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例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・置換をすることが可能である。

0137

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、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、上記の各構成、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等の記録装置、または、ICカードSDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。

実施例

0138

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。

0139

10…系統計画支援装置21…KPI評価部 22…設備変更候補抽出部 23…設備変更案作成部 25…運用方策変更候補抽出部 26…運用変更案適用部 27…方策データ作成部 30…表示部 D1…設備計画データ D2…潮流断面データD3…評価対象データD4…設備変更方策データ D5…設備変更案 D6…運用方策データ D7…系統計画変更案D8…系統計画変更案履歴D9…運用方策データ D10…設備変更方策データ

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