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JP2025010054A - POWER SYSTEM CHANGE SUPPORT DEVICE, POWER SYSTEM CHANGE SUPPORT SYSTEM, AND POWER SYSTEM CHANGE SUPPORT METHOD - Google Patents

POWER SYSTEM CHANGE SUPPORT DEVICE, POWER SYSTEM CHANGE SUPPORT SYSTEM, AND POWER SYSTEM CHANGE SUPPORT METHOD Download PDF

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JP2025010054A
JP2025010054A JP2024105677A JP2024105677A JP2025010054A JP 2025010054 A JP2025010054 A JP 2025010054A JP 2024105677 A JP2024105677 A JP 2024105677A JP 2024105677 A JP2024105677 A JP 2024105677A JP 2025010054 A JP2025010054 A JP 2025010054A
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JP
Japan
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power
switching
renewable energy
power system
amount
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Pending
Application number
JP2024105677A
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Japanese (ja)
Inventor
克己 炭山
Katsumi Sumiyama
仁志 伊藤
Hitoshi Ito
寿夫 正岡
Toshio Masaoka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shikoku Instrumentation Co Ltd
Original Assignee
Shikoku Instrumentation Co Ltd
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Publication date
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Abstract

To provide a power system switching support device, a power system switching support system, and a power system switching support method, which support a switching operation of a power system construction.SOLUTION: A power system switching support device for supporting of determining and an operating of switching of a power system in the case where a power facility stop plan for stopping a power facility is performed, includes: storage means 13 of storing, as switching patterns, a plurality of construction patterns of a power system which can be switched; calculation means 12 of calculating transmission loss in a power circulation facility constructing the power system, a finish margin restriction amount of which an output of an adjustment power supply are suppressed and/or a renewable energy power supply control amount in which an output of a renewable energy power supply is suppressed in each switching pattern; and switching support means 12 of outputting, as supporting information, information which indicates a plurality of switching patterns, and in which the plurality of switching patterns is realigned on the basis of the power transmission loss, the finish margin restriction amount, and/or the renewable energy power supply control amount calculated by the calculation means 12.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電力系統構成の切り替えを支援するための電力系統切替支援装置、電力系統切替支援システム、および電力系統切替方法に関する。 The present invention relates to a power system switching support device, a power system switching support system, and a power system switching method for supporting switching of power system configurations.

電力系統を構成する送電線や変圧器などの電力流通設備をメンテナンスなどの目的で停止する場合に、変圧器、送電線の運用容量や送電損失などの効率化面、万一の続発事故を想定した電力品質、位相角安定度、電圧の安定性などを判断して、電気の流れである電力潮流を変えるため、電力系統の構成を切り替える系統運用操作が行われる。このような電力系統構成の切り替えは、既存の電力系統を最大限利用するため、一般送配電事業者などの系統運用者が遮断器のオン/オフを制御することで行われているが、その判断、意志決定は、従来、経験に基づき、これから起こり得る事象を予測し、種々のシミュレーションを用いるなどして行われるため、系統運用の意思決定、日々の系統操作は、業務負荷が高くなってしまうという問題があった。
特に、近年は、太陽光発電などの再生可能エネルギー電源(以下、再エネ電源ともいう。)が増加する一方で、人口の減少に伴い電力需要が低下する地域もあり、電力が発電所から家庭への一方向に流れるとは限らず、いわゆる逆潮流と呼ばれるように、家庭などの需要地側から上り潮流となって電力が電力系統側に向かって流れることも増加し、電力系統の切り替えにおいて、高度かつ複雑な状況認識と判断が要求されている。このような需要地からの上り潮流は、当該電力系統に接続する火力発電所、水力発電所などの調整電源に影響し、最大電力で発電が出来なくなる上げ代への制約も懸念され、再エネ電源の増加によって、今後益々、電力系統が混雑することが予測される。そのため、電力系統の混雑状況に対応した系統切替パターンの最適化は、電力系統を効率的に運用し、再エネ電源を抑制せざるを得ない機会を減らして、脱炭素社会に貢献するため、これから取り組むべき重要な課題である。
When power distribution facilities such as transmission lines and transformers that make up a power system are shut down for maintenance or other purposes, system operation is performed to switch the configuration of the power system in order to change the power flow, which is the flow of electricity, by judging efficiency aspects such as the operational capacity and transmission loss of the transformers and transmission lines, power quality assuming the unlikely event of a secondary accident, phase angle stability, voltage stability, etc. Such switching of the power system configuration is performed by system operators such as general electricity transmission and distribution companies by controlling the on/off of circuit breakers in order to make maximum use of the existing power system, but such judgments and decision-making have traditionally been based on experience, predicting possible events and using various simulations, etc., which has led to the problem of a high workload for system operation decision-making and daily system operation.
In particular, in recent years, while renewable energy sources such as solar power generation (hereinafter also referred to as renewable energy sources) are increasing, there are also areas where the demand for electricity is decreasing due to a decrease in population, and electricity does not necessarily flow in one direction from power plants to homes. Instead, there is an increasing number of cases where electricity flows from the demand side such as homes toward the power grid as an upstream current, which is called reverse current, and switching between power grids requires advanced and complex situational awareness and judgment. Such upstream currents from demand areas affect regulating power sources such as thermal power plants and hydroelectric power plants connected to the power grid, and there are concerns about restrictions on the up-charge that will prevent maximum power generation. It is predicted that the power grid will become increasingly congested in the future due to the increase in renewable energy sources. Therefore, optimizing the system switching pattern in response to the congestion situation of the power grid is an important issue that must be addressed in the future in order to efficiently operate the power grid, reduce the opportunities for having to suppress renewable energy sources, and contribute to a decarbonized society.

このような問題に対して、特許文献1では、潮流計算を行うことなく系統切替線引き表と称する基本系統と切替先を時系列で一覧とする系統パターンとして管理し、系統分離が生じないことを確認し、系統分離が生じないと確認された系統構成での潮流計算を行い、潮流計算結果が潮流制約条件を満たす系統構成を選定する系統切替管理装置が開示されている。 In response to these problems, Patent Document 1 discloses a system switching management device that manages system patterns that list basic systems and switching destinations in chronological order, called a system switching demarcation table, without performing power flow calculations, confirms that system separation will not occur, performs power flow calculations for system configurations that have been confirmed not to cause system separation, and selects a system configuration whose power flow calculation results satisfy the power flow constraint conditions.

特開2015-50875号公報JP 2015-50875 A

しかしながら、特許文献1では、系統切替線引表を用いた系統パターン作成手段としては合理的であるものの、再エネ導入拡大により潮流の方向が変化する時代においては、潮流制約条件を満たす系統構成が複数ある場合に、どの系統構成が好ましいかを判定する必要があり、電力系統構成の切り替え作業の支援が十分とは言えなかった。 However, while Patent Document 1 is a rational method for creating system patterns using a system switching line table, in an era in which the direction of power flow is changing due to the expansion of renewable energy introduction, when there are multiple system configurations that satisfy power flow constraint conditions, it is necessary to determine which system configuration is preferable, and it cannot be said that it provides sufficient support for the task of switching power system configurations.

本発明は、電力系統構成の切り替え作業をより適切に支援することができる電力系統切替支援装置、電力系統切替支援システム、および電力系統切替方法を提供することを課題とする。 The present invention aims to provide a power system switching support device, a power system switching support system, and a power system switching method that can more appropriately support the switching of power system configurations.

本発明に係る電力系統切替支援装置は、通常運用において短絡容量などの制約から電力系統を全てループ運用するのではなく、常時開放点を設けて、地域毎に括っていく場合の常時開放点の決定支援ならびに一部の電力設備を停止する場合に組み合わせて行う電力系統の切り替え操作を支援するための電力系統切替支援装置であって、切り替え可能な電力系統の構成パターンを、切替パターンとして、地域毎に括った電力設備ごとに複数記憶する切替パターンの記憶手段と、前記対象電力設備に応じた複数の切替パターンについて、前記切替パターンごとに送電損失、調整電源の出力を抑制することとなる上げ代制約量、および/または、再生可能エネルギー電源の出力を抑制することとなる再エネ電源制御量を算出する算出手段と、前記複数の切替パターンを示す情報であって、前記複数の切替パターンを前記算出手段により算出した送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量に基づいて並び替えた情報を、支援情報として出力する切替支援手段と、を有する。
上記電力系統切替支援装置において、電力設備停止計画において停止予定の電力設備である対象電力設備の情報を取得する設備情報取得手段をさらに有し、前記切替支援手段は、前記電力設備停止計画において前記対象電力設備を停止する場合に、前記対象電力設備に応じた複数の切替パターンを送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量に基づいて並び替えた情報を、前記支援情報として出力する構成とすることができる。
上記電力系統切替支援装置において、前記算出手段は、前記対象電力設備を停止する場合の切替パターンごとに、電力流通設備の運用容量に対する系統混雑度をさらに算出し、前記切替支援手段は、前記支援情報に、前記系統混雑度を含めて表示する構成とすることができる。
上記電力系統切替支援装置において、電力系統における発電所、変電所、需要場所などの電圧と電流、位相から計算される電力潮流を算出する電力潮流算出手段をさらに有し、前記電力潮流算出手段は、前記対象電力設備を停止した場合に、電力系統を前記切替パターンの構成に切り替えた場合の電力潮流と、電力系統の切り替えを行わない場合の電力潮流を比較し、対象地域を構成する電力設備を括った範囲の電力系統の送電線で生じる送電損失の絶対値の合計を、前記切替パターンごとに算出し、前記切替支援手段は、前記絶対値の合計が所定値以上の前記切替パターンを、前記送電損失が小さい順に並べ替えた情報を前記支援情報として出力する構成とすることができる。さらに、前記切替パターンにおいて、再エネ電源が抑制される場合は、抑制される量が少ない順に並べ替えて前記支援情報として出力構成とすることができる。同様に、調整電源の上げ代が抑制される場合は、抑制される量が少ない順に並べ替えて前記支援情報として出力構成とすることができる。また、複数の並べ替え条件を組み合わせて支援情報として出力構成することができる。この前記切替パターンには、系統切替を行わず、直前の系統構成における常時開放点を変更しない選択肢を含めて支援情報として提供される。
上記電力系統切替支援装置において、前記送電損失算出手段は、電力供給エリアを複数のメッシュに分解し、メッシュごとの気象情報、再生可能エネルギー電源による発電量や、電力消費量の過去実績統計を加味して、発電と需要を求めて、電力潮流算出手法により、前記送電損失を算出する構成とすることができる。
上記電力系統切替支援装置において、前記送電損失算出手段は、前記切替パターンごとに、前記対象電力設備が停止している停止時間内の複数の時刻における前記送電損失を算出し、前記切替支援手段は、前記切替パターンが選択された場合に、当該切替パターンにおける前記停止時間内の複数の時刻での送電損失の情報も前記支援情報に含めて出力する構成とすることができる。
上記電力系統切替支援装置において、前記送電損失算出手段は、前記切替パターンごとに、前記対象電力設備を停止するための停止操作時間や、前記対象電力設備を復旧するための復旧操作時間における前記送電損失も算出し、前記切替支援手段は、前記切替パターンが選択された場合に、当該系統切替操作に要する時間として、前記停止操作時間や、前記復旧操作時間として、この系統操作時間に生じる前記送電損失の情報も前記支援情報に含めて出力する構成とすることができる。
上記系統切替支援装置において、前記再エネ電源制御量算出手段は、切替パターンごとに、電圧潮流計算を実施し、前記対象電力設備が運用容量を超過する場合に、その超過を解消するまで、予め定められた抑制ルールに則り、各種の電源を抑制し、その中で再エネ電源制御量を算出し、前記支援情報に含めて出力する構成とすることができる。
上記系統切替支援装置において、前記調整電源の上げ代算出手段は、切替パターンごとに、調整電源を最大発電した場合を想定し、運用容量を超過する場合に、調整電源の抑制量を算出し、当該電力系統に接続する火力発電所、水力発電所などの調整電源に影響する、最大電力で発電が出来なくなる量を上げ代への制約とすることにより、前記支援情報に含めて出力する構成とすることができる。
上記系統切替支援装置において、電力系統の構成要素を新たに追加、または、既存の構成要素を削除する構成変更手段をさらに有し、前記算出手段は、前記構成変更手段により変更された電力系統の構成における送電損失、上げ代制約量、再エネ電源制御量を算出する構成とすることができる。
The power system switching support device of the present invention is a power system switching support device for supporting the determination of constant open points when the power system is grouped by region rather than operating the entire power system in a loop due to constraints such as short circuit capacity during normal operation, and for supporting the switching operation of the power system to be performed in combination when some power equipment is stopped, and has a switching pattern storage means for storing a plurality of switchable power system configuration patterns as switching patterns for each power equipment grouped by region, a calculation means for calculating, for each switching pattern according to the plurality of switching patterns corresponding to the target power equipment, a transmission loss, a step-up constraint amount that will suppress the output of the regulating power source, and/or a renewable energy power source control amount that will suppress the output of the renewable energy power source, and a switching support means for outputting, as support information, information indicating the plurality of switching patterns, where the plurality of switching patterns are rearranged based on the transmission loss, step-up constraint amount, and/or renewable energy power source control amount calculated by the calculation means.
The above power system switching support device may further include an equipment information acquisition means for acquiring information on target power equipment that is scheduled to be shut down in a power equipment shutdown plan, and the switching support means may be configured to output, as the support information, information in which a plurality of switching patterns corresponding to the target power equipment are rearranged based on transmission loss, up-consumption constraint amount, and/or renewable energy power source control amount when the target power equipment is shut down in the power equipment shutdown plan.
In the above-mentioned power system switching support device, the calculation means can be configured to further calculate a degree of system congestion with respect to an operational capacity of a power distribution facility for each switching pattern when the target power facility is stopped, and the switching support means can be configured to display the degree of system congestion in the support information.
The power system switching support device further includes a power flow calculation means for calculating a power flow calculated from the voltage, current, and phase of a power plant, a substation, a demand site, etc. in the power system, and the power flow calculation means compares the power flow when the power system is switched to the configuration of the switching pattern when the target power facility is stopped with the power flow when the power system is not switched, calculates the sum of the absolute values of the transmission losses occurring in the transmission lines of the power system in the range including the power facilities constituting the target area for each switching pattern, and the switching support means can be configured to output information obtained by rearranging the switching patterns in which the sum of the absolute values is equal to or greater than a predetermined value in order of the transmission losses in ascending order as the support information. Furthermore, in the switching pattern, when renewable energy sources are suppressed, the switching patterns can be rearranged in order of the amount of suppression that is smallest, and output as the support information. Similarly, in the case where the step-up fee of an adjustment power source is suppressed, the switching patterns can be rearranged in order of the amount of suppression that is smallest, and output as the support information. In addition, a plurality of rearrangement conditions can be combined to output as the support information. The switching patterns include an option of not switching the system and not changing the constantly open points in the immediately preceding system configuration, and are provided as support information.
In the above power system switching support device, the transmission loss calculation means can be configured to decompose a power supply area into a plurality of meshes, determine power generation and demand by taking into account meteorological information for each mesh, the amount of power generation by renewable energy power sources, and past performance statistics of power consumption, and calculate the transmission loss by a power flow calculation method.
In the above-mentioned power system switching support device, the transmission loss calculation means can be configured to calculate, for each switching pattern, the transmission losses at a plurality of times within a downtime during which the target power equipment is stopped, and the switching support means can be configured, when the switching pattern is selected, to output the support information including information on the transmission losses at the plurality of times within the downtime for the switching pattern.
In the above power system switching support device, the transmission loss calculation means can also calculate, for each switching pattern, the transmission loss in a stop operation time for stopping the target power equipment and a restoration operation time for restoring the target power equipment, and when the switching pattern is selected, the switching support means can be configured to output, in the support information, information on the transmission loss occurring during this system operation time as the stop operation time and the restoration operation time as the time required for the system switching operation.
In the above-mentioned system switching support device, the renewable energy power source control amount calculation means can be configured to perform a voltage flow calculation for each switching pattern, and when the target power equipment exceeds its operating capacity, suppress various power sources in accordance with predetermined suppression rules until the excess is eliminated, calculate a renewable energy power source control amount, and output it as part of the support information.
In the above-mentioned system switching support device, the adjustment power source boost calculation means can be configured to assume, for each switching pattern, the case where the adjustment power source generates maximum power, calculate the amount of suppression of the adjustment power source when the operating capacity is exceeded, and set the amount of power generation at maximum power that will affect adjustment power sources such as thermal power plants and hydroelectric power plants connected to the power system, and output the amount as part of the support information by using the amount as a constraint on the boost.
The above-mentioned system switching support device may further include a configuration change means for adding new components of the power system or deleting existing components, and the calculation means may be configured to calculate a transmission loss, an upside constraint amount, and a renewable energy power source control amount in the configuration of the power system changed by the configuration change means.

本発明に係る電力系統切替支援システムは、電力系統の切り替え作業を支援するための電力系統切替支援システムであって、電力設備を停止した場合に切り替える電力系統の構成パターンを、切替パターンとして複数記憶するデータベースと、演算装置とを有し、前記演算装置は、電力設備停止計画において停止予定の電力設備である対象電力設備の情報を取得する設備情報取得手段と、前記対象電力設備の切替パターンごとに、当該切替パターンを設定した場合における、電力系統を構成する電力流通設備での送電損失、調整電源の出力を抑制することとなる上げ代制約量、および/または、再生可能エネルギー電源の出力を抑制することとなる再エネ電源制御量を算出する算出手段と、前記対象電力設備に応じた複数の切替パターンを示す情報であって、前記複数の切替パターンを前記算出手段により算出した送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量に基づいて並び替えた情報を、支援情報として出力する切替支援手段と、を有する。
本発明に係る電力系統切替方法は、電力系統の切り替え作業を行う電力系統切替方法であって、電力設備を停止した場合に切り替える電力系統の構成パターンを、切替パターンとして複数記憶しておき、電力設備停止計画において停止予定の電力設備である対象電力設備の情報を取得し、前記対象電力設備の切替パターンごとに、当該切替パターンを設定した場合における、電力系統を構成する電力流通設備での送電損失、調整電源の出力を抑制することとなる上げ代制約量、および/または、再生可能エネルギー電源の出力を抑制することとなる再エネ電源制御量を算出し、前記対象電力設備に応じた複数の切替パターンを示す情報を、前記複数の切替パターンを算出した送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量に基づいて並び替える。
The power system switching support system of the present invention is a power system switching support system for supporting power system switching work, and includes a database that stores, as switching patterns, multiple configuration patterns of the power system to be switched when power equipment is stopped, and a calculation device. The calculation device includes equipment information acquisition means for acquiring information of target power equipment that is power equipment scheduled to be shut down in a power equipment shutdown plan, calculation means for calculating, for each switching pattern of the target power equipment, a transmission loss in power distribution equipment that constitutes the power system, an up-front constraint amount that will suppress the output of an regulating power source, and/or a renewable energy power source control amount that will suppress the output of a renewable energy power source when the switching pattern is set, and switching support means for outputting, as support information, information indicating multiple switching patterns corresponding to the target power equipment, the multiple switching patterns being rearranged based on the transmission loss, up-front constraint amount, and/or renewable energy power source control amount calculated by the calculation means.
The power system switching method of the present invention is a power system switching method for performing power system switching work, which stores a plurality of configuration patterns of the power system to be switched when the power equipment is shut down as switching patterns, obtains information on target power equipment that is power equipment scheduled to be shut down in a power equipment shutdown plan, calculates, for each switching pattern of the target power equipment, a transmission loss in the power distribution equipment that constitutes the power system, a step-up constraint amount that will suppress the output of the regulating power source, and/or a renewable energy power source control amount that will suppress the output of the renewable energy power source when the switching pattern is set, and sorts information indicating a plurality of switching patterns corresponding to the target power equipment based on the transmission loss, step-up constraint amount, and/or renewable energy power source control amount calculated for the plurality of switching patterns.

本発明によれば、電力系統全体あるいは管轄する範囲または括った範囲の電力設備に対応する電力系統構成の切替パターンのうち、当該系統に接続する再エネ電源の抑制量を低減、あるいは調整電源として契約される発電所の運転に可能な限り制約を与えることなく、かつ、送電損失が小さい切替パターンを優先した支援情報を出力することで、電力供給信頼度も配慮しつつ、様々な電力系統運用面からの条件を考慮しながらパターン選択することができるため、電力系統構成の切り替え検討や電力系統操作を支援することができる。 According to the present invention, among the switching patterns of the power system configuration corresponding to the entire power system or the power facilities within the jurisdiction or a grouped range, support information is output that prioritizes switching patterns that reduce the amount of suppression of renewable energy sources connected to the system, or that impose as few restrictions as possible on the operation of power plants contracted as regulating sources, and that have small transmission losses. This makes it possible to select a pattern while taking into account various conditions from the perspective of power system operation, while also taking into account the reliability of the power supply, and therefore supports consideration of switching of the power system configuration and power system operation.

電力系統の切り替えを説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining switching of a power system. 本実施形態に係る電力系統切替支援装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a power system transfer support device according to an embodiment of the present invention. 切替パターンテーブルの構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a switching pattern table. 本実施形態に係る電力系統の切替管理画面の画面例である。4 is an example of a power system switching management screen according to the embodiment. 本実施形態に係る切替管理詳細画面の画面例である。13 is a screen example of a switching management details screen according to the embodiment. 再エネ電源制御情報を支援情報として表示する画面例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a screen that displays renewable energy power supply control information as support information. 本実施形態に係る電力系統切替支援処理を示すフローチャート(その1)である。1 is a flowchart (part 1) showing a power system switching support process according to the present embodiment. 本実施形態に係る電力系統切替支援処理を示すフローチャート(その2)である。11 is a flowchart (part 2) showing the power system switching support process according to the embodiment; 実施例1に係る切替パターン1での電力系統の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a power system in a switching pattern 1 according to the first embodiment. 実施例1に係る切替パターン2での電力系統の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a power system in a switching pattern 2 according to the first embodiment. 実施例1に係る切替パターン3での電力系統の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a power system in a switching pattern 3 according to the first embodiment. 実施例1に係る切替パターン4での電力系統の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a power system in a switching pattern 4 according to the first embodiment. 実施例1に係る各切替パターンの電力系統の構成における上げ代制約量、再エネ電源抑制量、送電損失のシミュレーション結果を示す表である。13 is a table showing simulation results of the increase margin constraint amount, the renewable energy power source suppression amount, and the transmission loss in the configuration of the power system for each switching pattern according to the first embodiment. 実施例1に係る各切替パターンの電力系統の構成における上げ代制約量、再エネ電源抑制量、送電損失の推移を示すグラフである。11 is a graph showing the transition of the increase margin constraint amount, the renewable energy power source suppression amount, and the transmission loss in the configuration of the power system for each switching pattern according to the first embodiment. 実施例1に係る各切替パターンの電力系統の構成における連変潮流の推移を示すグラフである。11 is a graph showing a transition of a continuously variable power flow in a power system configuration of each switching pattern according to the first embodiment. 実施例2に係る切替パターン1での電力系統の構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a power system in a switching pattern 1 according to a second embodiment. 実施例2に係る切替パターン2での電力系統の構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a power system in a switching pattern 2 according to a second embodiment. 実施例2に係る切替パターン3での電力系統の構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a power system in a switching pattern 3 according to a second embodiment. 実施例2に係る切替パターン4での電力系統の構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a power system in a switching pattern 4 according to a second embodiment. 実施例2に係る各切替パターンの電力系統の構成における上げ代制約量、再エネ電源抑制量、送電損失のシミュレーション結果を示す表である。13 is a table showing simulation results of the increase margin constraint amount, the renewable energy power source suppression amount, and the transmission loss in the configuration of the power system for each switching pattern according to Example 2. 実施例2に係る各切替パターンの電力系統の構成における上げ代制約量、再エネ電源抑制量、送電損失の推移を示すグラフである。13 is a graph showing the transition of the increase margin constraint amount, the renewable energy power source suppression amount, and the transmission loss in the configuration of the power system for each switching pattern according to the second embodiment. 実施例2に係る各切替パターンの電力系統の構成における連変潮流の推移を示すグラフである。13 is a graph showing the transition of the continuous variation power flow in the configuration of the power system for each switching pattern according to the second embodiment.

以下に、図を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、以下においては、原子力発電、火力発電または水力発電などの同期発電機を単に「発電機」と称し、太陽光発電および風力発電などのインバータを介して電力系統と接続する発電設備を包括して「再生可能エネルギー電源」または「再エネ電源」と称す。さらに、電力系統に接続する発電機、再生可能エネルギー電源、電気所および負荷をまとめて、単に「構成要素」とも称す。 Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, a synchronous generator such as a nuclear power plant, a thermal power plant, or a hydroelectric power plant will be simply referred to as a "generator", and a power generation facility connected to a power grid via an inverter such as a solar power plant or a wind power plant will be collectively referred to as a "renewable energy power source" or "renewable energy power source". Furthermore, a generator, a renewable energy power source, an electric power plant, and a load connected to a power grid will be collectively referred to simply as "components".

本発明は、電力供給エリア内における電力系統の切り替えを支援する電力系統切替支援装置に関する。本実施形態に係る電力系統切替支援装置は、たとえば一般送配電事業者などの系統運用者が電力系統切替支援装置を操作することで、電力系統の切り替えのための支援情報を系統運用者に提示し、系統運用者が電力系統の切り替えを実行する際の支援を行うものである。なお、以下においては、電力系統切替支援装置を操作し、電力系統構成の管理運用を行うものを「系統運用者」と称して説明する。なお、上記「系統運用者」は、一般送配電事業者に属する者に限定されず、たとえば、小売電気事業に属する者も、マイクログリッド、地域ネットワークなど系統規模によらず、設備管轄に応じて上記「系統運用者」として電力系統切替支援装置を操作する場合がある。また、上記「電力供給エリア」は、一般送配電事業者が電力を供給するエリア全域であってもよいし、あるいは、エリア全域を複数のエリアに分割したうちの1つのエリアであってもよい。本実施形態では、「電力供給エリア」における電力系統の構成の切り替えを支援するものとし、「電力供給エリア」の開放点を包括する範囲として、あらかじめ設定する地域毎に括った電力設備の範囲において、電力に関する諸元を積算あるいは抽出し、支援情報を作成し、系統運用者に提示することで、系統運用者を支援する。 The present invention relates to a power system switching support device that supports the switching of power systems within a power supply area. The power system switching support device according to this embodiment is a device that is operated by a system operator, such as a general power transmission and distribution company, to present support information for switching of power systems to the system operator and support the system operator when switching the power system. In the following, the person who operates the power system switching support device and manages and operates the power system configuration will be referred to as the "system operator". The above "system operator" is not limited to a person belonging to a general power transmission and distribution company, and for example, a person belonging to a retail electricity business may operate the power system switching support device as the above "system operator" according to the facility jurisdiction, regardless of the system scale, such as a microgrid or a regional network. The above "power supply area" may be the entire area to which the general power transmission and distribution company supplies power, or it may be one of the areas obtained by dividing the entire area into multiple areas. In this embodiment, the system will assist in switching the configuration of the power grid in the "power supply area," and will support the system operator by integrating or extracting power-related specifications within the range of power facilities grouped by pre-defined region as the range that encompasses the opening points of the "power supply area," creating support information, and presenting it to the system operator.

また、以下においては、系統運用者が、電力系統を構成する送電線や変圧器などの電力流通設備をメンテナンスなどの目的で停止する場合において、電力系統の構成を切り替える作業を支援する構成を例示して説明するが、本発明に係る電力系統切替支援装置は、電力設備を停止させることなく常時開放点を変更するなど、電力系統の構成をより好適な構成に切り替える場面(電力系統の構成を最適化する場面)においても適用することができる。 The following describes an example of a configuration that supports the task of switching the configuration of a power system when a system operator stops power distribution equipment such as transmission lines and transformers that make up the power system for maintenance or other purposes. However, the power system switching support device of the present invention can also be applied in situations where the configuration of the power system is switched to a more suitable configuration (in situations where the configuration of the power system is optimized), such as changing the constant open point without stopping the power equipment.

《第1実施形態》
図1は、電力供給エリア内の電力系統の切り替えを説明するための図であり、図1(A)は、電力系統の切り替え前の構成を示す図であり、図1(B)は、電力系統の切り替え後の構成を示す図である。なお、図1において、Gは発電機を示し、Bは負荷でもあり、再エネ電源による発電が上回る場合もある需要地を示し、実線の直線は送電線および変圧器を示す。なお、破線の直線は切り替え可能であるが、遮断されている状態であることを示す。
First Embodiment
Fig. 1 is a diagram for explaining the switching of the power system in the power supply area, Fig. 1(A) is a diagram showing the configuration before the switching of the power system, and Fig. 1(B) is a diagram showing the configuration after the switching of the power system. In Fig. 1, G indicates a generator, B indicates a load and indicates a demand area where power generation by renewable energy sources may exceed that of the power system, and the solid lines indicate transmission lines and transformers. The dashed lines indicate a state in which switching is possible but is cut off.

たとえば、図1(A)に示す例では、電力供給エリアAにおける送電線L3をメンテナンスのため停止する計画をしているものとする。送電線L3を停止する前は、破線で示す送電線L4の通電を遮断する遮断器がオフになっており、送電線L4の通電が遮断されている。そのため、送電線L3を停止する前において、発電機Gから負荷B1への送電は、送電線L2およびL3を介して行われている。一方、送電線L3を停止する場合、送電線L3を介して送電することができないため、送電線L4の通電を遮断している遮断器をオンにすることで、送電線L1およびL4を介して、発電機Gから負荷B1への送電が行われる。 For example, in the example shown in FIG. 1(A), it is assumed that there is a plan to shut down the power line L3 in the power supply area A for maintenance. Before shutting down the power line L3, the circuit breaker that cuts off the current to the power line L4 shown by the dashed line is turned off, and the current to the power line L4 is cut off. Therefore, before shutting down the power line L3, the power is transmitted from the generator G to the load B1 via the power lines L2 and L3. On the other hand, when shutting down the power line L3, power cannot be transmitted via the power line L3, so the circuit breaker that cuts off the current to the power line L4 is turned on, and the power is transmitted from the generator G to the load B1 via the power lines L1 and L4.

このような電力系統の切り替え作業は、系統運用者が、本実施形態に係る電力系統切替支援装置10を用いて、送電線や変圧器などの電力流通設備に接続される遮断器のオン/オフを制御することで行われる。また、本実施形態では、電力設備停止計画に基づいて、電力系統の切り替え操作が行われる。電力設備停止計画は、電力系統を構成する送電線や変圧器などの電力流通設備をメンテナンスなどの目的で停止する場合に、変圧器、送電線の運用容量や送電損失などの効率化面、万一の続発事故を想定した電力品質、位相角安定度、電圧の安定性などを判断して、電力の流れである電力潮流を変えるため、電力系統の構成を切り替える系統運用操作が行われる。また、発電機の点検や運用停止などにおいても、同様に管理されて、電力系統の構成を切り替える系統運用操作が行われる。このような電力系統構成の切り替えは、系統運用者により、遮断器のオン/オフを制御することで行われる。また、通常運用において短絡容量などの制約から電力系統を全てループ運用するのではなく、常時開放点を設けて、地域毎に括っていく場合の常時開放点の決定支援、あるいは、雷などの気象条件の変化や万一の系統事故などを想定して、一部の電力系統構成を変更する場合もある。このような計画運用は、系統運用者などにより予め計画され、その情報は、電力系統切替支援装置10に入力される。 Such power system switching work is performed by the system operator using the power system switching support device 10 according to this embodiment to control the on/off of circuit breakers connected to power distribution facilities such as transmission lines and transformers. In this embodiment, the power system switching operation is performed based on a power equipment shutdown plan. When power distribution facilities such as transmission lines and transformers constituting the power system are stopped for maintenance or other purposes, the power equipment shutdown plan determines the efficiency aspects such as the operational capacity and transmission loss of the transformer and transmission line, the power quality assuming a consecutive accident, the phase angle stability, the voltage stability, etc., of the transformer and transmission line, and performs a system operation operation to switch the configuration of the power system in order to change the power flow, which is the flow of power. In addition, in the inspection and operation shutdown of the generator, the system operation operation to switch the configuration of the power system is similarly managed. Such switching of the power system configuration is performed by the system operator by controlling the on/off of the circuit breaker. In addition, in normal operation, instead of operating the entire power system in a loop due to constraints such as short circuit capacity, support is provided for determining the permanently open points when grouping by region, or the configuration of part of the power system may be changed in anticipation of changes in meteorological conditions such as lightning or the unlikely event of a system accident. Such planned operations are planned in advance by the system operator, and the information is input to the power system switching support device 10.

ここで、電力系統全体を俯瞰した場合、電力系統構成を変更した場合や、一部の電力設備を電力系統構成から切り離した場合に、電力潮流が変化することから、安定した電力潮流や送電効率化のため、電力設備停止計画に基づいて、電力系統構成を適切に変更することが重要となる。特に、ノンファーム型接続の導入、および、再エネ電源の増加により、時間ごとに、電力潮流が大きく変化し、電力設備の運用容量を超過する可能性があるため、時間(時刻)を加味して電力系統の構成を管理運用することが求められている。本実施形態に係る電力系統切替支援装置10は、このような系統運用者による電力系統の切り替えを支援するための装置であり、以下の構成を有する。 Here, when looking at the entire power system, if the power system configuration is changed or if some power equipment is disconnected from the power system configuration, the power flow changes, so it is important to appropriately change the power system configuration based on a power equipment outage plan in order to ensure a stable power flow and efficient power transmission. In particular, with the introduction of non-farm type connections and the increase in renewable energy sources, the power flow changes significantly from hour to hour and may exceed the operating capacity of the power equipment, so it is necessary to manage and operate the power system configuration while taking time (time of day) into consideration. The power system switching support device 10 according to this embodiment is a device for supporting such power system switching by the system operator, and has the following configuration.

図2は、本実施形態に係る電力系統切替支援装置10の構成図である。図2に示すように、本実施形態に係る電力系統切替支援装置10は、通信装置11と、演算装置12と、記憶装置13と、データベース14と、表示装置15と、報知装置16と、入力装置17と、を有する。 Figure 2 is a configuration diagram of the power system transfer support device 10 according to this embodiment. As shown in Figure 2, the power system transfer support device 10 according to this embodiment has a communication device 11, a calculation device 12, a storage device 13, a database 14, a display device 15, a notification device 16, and an input device 17.

演算装置12は、記憶装置13に記憶されているプログラムを実施することで、電力設備の停止計画を取得する停止計画取得機能と、電力系統構成の切替パターンに関する情報を抽出する切替パターン抽出機能と、電力系統の電力潮流を算出する電力潮流算出機能と、電力系統の送電損失を算出する送電損失算出機能と、当該系統における再エネ電源制御量を算出する再エネ電源制御量算出機能と、調整電源の上げ代を制約する上げ代制約量を算出する上げ代制約量算出機能と、算出した送電損失、再エネ電源制御量、上げ代制約量に基づいて、電力系統の切り替えを支援するための支援情報を生成し、出力する切替支援機能と、を有する。この支援により、系統切替パターンを最適化して、再エネ電源を抑制する機会を減らせることができる。以下に、演算装置12が有する各機能について説明する。なお、本実施形態では、説明の便宜のため、演算装置12の算出機能を、算出するデータ(電力潮流、送電損失、再エネ電源制御量、上げ代制約量など)ごとに個別の機能として説明するが、これら機能をまとめて算出機能と称することができる。 The calculation device 12 has a stop plan acquisition function for acquiring a stop plan for the power equipment by executing a program stored in the storage device 13, a switching pattern extraction function for extracting information on the switching pattern of the power system configuration, a power flow calculation function for calculating the power flow of the power system, a transmission loss calculation function for calculating the transmission loss of the power system, a renewable energy power source control amount calculation function for calculating the renewable energy power source control amount in the system, a boost constraint amount calculation function for calculating the boost constraint amount that constrains the boost margin of the regulating power source, and a switching support function for generating and outputting support information for supporting the switching of the power system based on the calculated transmission loss, renewable energy power source control amount, and boost constraint amount. This support can optimize the system switching pattern and reduce the opportunities to suppress renewable energy power sources. Below, each function of the calculation device 12 is described. In this embodiment, for ease of explanation, the calculation function of the calculation device 12 is described as an individual function for each piece of data to be calculated (power flow, power transmission loss, renewable energy source control amount, up-front constraint amount, etc.), but these functions can be collectively referred to as the calculation function.

演算装置12の停止計画取得機能は、電力系統の切り替えの原因となる電力設備(以下、対象電力設備という)の停止情報を、電力設備停止計画情報として取得する。ここで、対象電力設備を停止する一連の作業には、対象電力設備を停止させるための停止操作と、停止させた対象電力設備を復旧させるための復旧操作が含まれる。そのため、本実施形態に係る電力停止計画情報には、対象電力設備を停止する区間(対象電力設備の切り離し箇所)の情報に加えて、停止操作の開始時刻、停止操作の実施時間、対象電力設備を停止させる時間、復旧操作の開始時刻、復旧操作の終了時刻の時刻情報、および、関連する設備停止区間(切り離し個所)の情報を含む。 The shutdown plan acquisition function of the computing device 12 acquires shutdown information of the power equipment (hereinafter referred to as the target power equipment) that causes the switching of the power system as power equipment shutdown plan information. Here, the series of operations to shut down the target power equipment includes a shutdown operation for shutting down the target power equipment and a restoration operation for restoring the stopped target power equipment. Therefore, the power shutdown plan information according to this embodiment includes information on the section where the target power equipment is shut down (the disconnection point of the target power equipment), as well as time information on the start time of the shutdown operation, the implementation time of the shutdown operation, the time for shutting down the target power equipment, the start time of the restoration operation, and the end time of the restoration operation, and information on the related equipment shutdown section (disconnection point).

本実施形態では、1または複数の電力設備の電力設備停止計画情報がデータベース14または外部装置に登録されており、停止計画取得機能は、データベース14または外部装置を参照することで、1または複数の電力設備停止計画情報を取得する。また、系統運用者が入力装置17を操作して、複数の電力設備停止計画情報の中から、対象とする電力設備停止計画情報を選択した場合に、選択された電力設備停止計画情報を取得する構成とすることもできる。なお、電力設備停止計画情報が外部装置に記憶されている場合、停止計画取得機能は、当該外部設備と通信することで、対象電力設備の電力設備停止計画情報を取得することができる。 In this embodiment, power equipment shutdown plan information for one or more power equipment is registered in the database 14 or an external device, and the shutdown plan acquisition function acquires one or more pieces of power equipment shutdown plan information by referring to the database 14 or the external device. In addition, when the grid operator operates the input device 17 to select target power equipment shutdown plan information from multiple pieces of power equipment shutdown plan information, the selected power equipment shutdown plan information can be acquired. Note that, when the power equipment shutdown plan information is stored in an external device, the shutdown plan acquisition function can acquire the power equipment shutdown plan information for the target power equipment by communicating with the external device.

演算装置12のパターン抽出機能は、停止計画取得機能により取得された電力設備停止計画情報に基づいて、当該電力設備停止計画情報の対象電力設備を停止する場合の、電力系統の構成を切り替える切替パターンの情報を、切替パターン情報として、データベース14から抽出する。ここで、図3は、データベース14に記憶されている切替パターンテーブルの一例を示す図である。図3に示すように、データベース14の切替パターンテーブルには、切替パターン情報として、対象電力設備の情報と、電力系統の切替パターンの名称(または識別コード)と、切り替え箇所の情報とが対応付けて記憶されている。なお、切り替え箇所の情報には、開放点として、通電を遮断することとなる遮断器の情報と、接続点として、通電を許可することとなる遮断器の情報が含まれる。なお、図3に示すように、対象電力設備と、電力系統の切替パターンと、切り替え箇所の情報とを1つのテーブルで記憶する構成としてもよいし、あるいは、対象電力設備と切替パターンの識別コードとを対応付けたテーブルと、切替パターンの識別コードと切り替え箇所の情報とを対応付けたテーブルとを記憶する構成としてもよい。パターン抽出機能は、このようにデータベース14の切替パターンテーブルに記憶された複数の切替パターン情報の中から、対象電力設備に対応する1または複数の切替パターン情報を抽出することができる。たとえば、図3に示す例において、対象電力設備として送電線A系統が選択された場合、パターン抽出機能は、送電線A系統に対応するパターンA1~A4の切替パターン情報(切替パターンの名称(あるいは識別情報)、接続点、開放点を含む情報)を抽出する構成とすることができる。 The pattern extraction function of the computing device 12 extracts, as switching pattern information, information on a switching pattern for switching the configuration of the power system when the target power equipment of the power equipment shutdown plan information is shut down based on the power equipment shutdown plan information acquired by the shutdown plan acquisition function from the database 14. Here, FIG. 3 is a diagram showing an example of a switching pattern table stored in the database 14. As shown in FIG. 3, the switching pattern table of the database 14 stores, as switching pattern information, information on the target power equipment, the name (or identification code) of the switching pattern of the power system, and information on the switching location in association with each other. Note that the information on the switching location includes information on the breaker that will cut off the current as the opening point, and information on the breaker that will allow the current to flow as the connection point. Note that, as shown in FIG. 3, the target power equipment, the switching pattern of the power system, and the information on the switching location may be stored in one table, or a table in which the target power equipment and the identification code of the switching pattern are associated with each other, and a table in which the identification code of the switching pattern and the information on the switching location are associated with each other may be stored. The pattern extraction function can thus extract one or more pieces of switching pattern information corresponding to the target power equipment from among the multiple pieces of switching pattern information stored in the switching pattern table of the database 14. For example, in the example shown in FIG. 3, when the power transmission line A system is selected as the target power equipment, the pattern extraction function can be configured to extract switching pattern information (information including the name (or identification information) of the switching pattern, the connection point, and the opening point) of patterns A1 to A4 corresponding to the power transmission line A system.

演算装置12の電力潮流算出機能は、電力系統の電力潮流を算出する。具体的に、電力潮流算出機能は、現在の電力系統構成のまま対象電力設備を停止した場合の電力潮流を算出する。さらに、電力潮流算出機能は、対象電力設備を停止するとともに、電力系統を、パターン抽出機能により抽出された切替パターンに応じた構成に変更した場合の電力潮流を算出する。なお、電力潮流算出機能は、電力設備停止計画に限定せず、常時開放点の変更など、電力設備を停止せずに、電力系統構成を、パターン抽出機能により抽出された系統切替パターンに応じた構成に変更した場合の電力潮流を算出する構成とすることもできる。また、電力潮流の算出方法は、周知の方法を用いることができ、電力系統を構成する各構成要素の既知のパラメータを用いて電力潮流を算出することができる。また、パターン抽出機能により抽出された切替パターンに応じた構成の電力潮流を算出する場合には、電力系統の遮断器を、切替パターンの情報に含まれる接続点および開放点に設定した場合での、電力潮流を算出する。 The power flow calculation function of the arithmetic device 12 calculates the power flow of the power system. Specifically, the power flow calculation function calculates the power flow when the target power equipment is stopped with the current power system configuration. Furthermore, the power flow calculation function calculates the power flow when the target power equipment is stopped and the power system is changed to a configuration corresponding to the switching pattern extracted by the pattern extraction function. Note that the power flow calculation function is not limited to the power equipment stop plan, and can also be configured to calculate the power flow when the power system configuration is changed to a configuration corresponding to the system switching pattern extracted by the pattern extraction function without stopping the power equipment, such as changing the constant opening point. In addition, a well-known method can be used for the calculation of the power flow, and the power flow can be calculated using known parameters of each component that constitutes the power system. In addition, when calculating the power flow of the configuration corresponding to the switching pattern extracted by the pattern extraction function, the power flow is calculated when the breaker of the power system is set to the connection point and opening point included in the information on the switching pattern.

また、本実施形態において、電力潮流算出機能は、対象電力設備の停止時間内の複数の時刻での電力潮流を算出する。たとえば、電力潮流算出機能は、対象電力設備の停止時間内において、電力潮流をたとえば30分単位で算出する構成とすることができる。なお、算出する時間の間隔は、15分毎であっても、5分毎であっても良く、任意とすることができる。また、電力潮流算出機能は、対象電力設備の停止時間(実際に対象電力設備が停止している時間)だけではなく、対象電力設備を停止するための停止操作時間、あるいは、対象電力設備を復旧するための復旧操作時間における電力潮流を算出する構成とすることができる。この場合、電力潮流算出機能は、上記停止操作時間、および復旧操作時間についても、複数の時刻(たとえば30分単位)で、電力潮流を算出する構成とすることができる。 In addition, in this embodiment, the power flow calculation function calculates the power flow at multiple times during the outage time of the target power equipment. For example, the power flow calculation function can be configured to calculate the power flow, for example, in 30-minute increments, during the outage time of the target power equipment. The calculation time interval can be any interval, such as every 15 minutes or every 5 minutes. The power flow calculation function can be configured to calculate the power flow not only during the outage time of the target power equipment (the time during which the target power equipment is actually out of service), but also during the shutdown operation time for shutting down the target power equipment or the restoration operation time for restoring the target power equipment. In this case, the power flow calculation function can be configured to calculate the power flow at multiple times (for example, in 30-minute increments) for the shutdown operation time and restoration operation time as well.

加えて、電力潮流算出機能は、電力供給エリアを1~5kmの面積のメッシュに分割された各メッシュにおける天候や気温などの気象情報や、変電所ごとの消費電力量の過去実績の統計情報を参照して、変電所ごとに電力潮流を算出し、変電所ごとに算出した電力潮流に基づいて電力供給エリア全体の電力潮流を算出する構成とすることができる。具体的には、電力系統切替支援装置10は、外部データベースと接続しており、外部データベースからメッシュごとの気象情報(たとえば、天気、気候、季節の情報)や、変電所ごとの消費電力量の過去実績を取得する。また、電力潮流算出機能は、各再生可能エネルギー電源が位置するメッシュでの気象情報と、各再生可能エネルギー電源の設備容量とに基づいて、各再生可能エネルギー電源の発電量を算出し、さらに、各変電所の管轄にある1または複数の再生可能エネルギー電源の発電量の合計値を、当該変電所の発電量として算出する。さらに、電力潮流算出機能は、変電所の消費電力値の過去実績の統計情報に基づいて、各変電所の電力消費量を予測し、それと当該変電所の再生可能エネルギー電源の発電量と合算することで、各変電所の電力需給量を算出する。そして、電力潮流算出機能は、各変電所における電力需給量を、送電線の接続状況(各変電所と接続される送電、配電ルートなど)を考慮のうえ、各変電所に割り振ることで、電力系統の電力潮流を求めることができる。たとえば、天候が晴天の場合と雨の場合では、太陽光発電による発電量が異なり、また、夏や冬では、春や秋と比べて、エアコンなどの使用により各家庭での電力消費量が多くなるため、気象情報および過去実績の統計情報に基づいて、電力潮流を算出する構成とすることが好ましい。なお、再生可能エネルギー電源である太陽光パネルを設置している家庭や施設などにおいては、太陽光パネルで発電した電力を地産地消する自家消費を行っている場合もある。電力潮流算出機能は、このような自家消費を過去実績に基づき予測をして、各変電所の電力潮流を算出する構成とすることもできる。 In addition, the power flow calculation function can be configured to calculate the power flow for each substation by referring to meteorological information such as weather and temperature in each mesh obtained by dividing the power supply area into meshes with an area of 1 to 5 km2, and statistical information on the past performance of the power consumption for each substation, and to calculate the power flow for the entire power supply area based on the power flow calculated for each substation. Specifically, the power system switching support device 10 is connected to an external database, and acquires meteorological information for each mesh (for example, weather, climate, and seasonal information) and the past performance of the power consumption for each substation from the external database. In addition, the power flow calculation function calculates the power generation amount of each renewable energy power source based on the meteorological information in the mesh in which each renewable energy power source is located and the installed capacity of each renewable energy power source, and further calculates the total value of the power generation amount of one or more renewable energy power sources under the jurisdiction of each substation as the power generation amount of the substation. Furthermore, the power flow calculation function predicts the power consumption of each substation based on statistical information on the past performance of the power consumption value of the substation, and calculates the power supply and demand of each substation by adding it to the power generation of the renewable energy power source of the substation. The power flow calculation function can obtain the power flow of the power system by allocating the power supply and demand at each substation to each substation while taking into consideration the connection status of the power transmission line (such as the transmission and distribution route connected to each substation). For example, the amount of power generated by solar power generation differs when the weather is sunny and when it is rainy, and the amount of power consumed by each household is higher in summer and winter due to the use of air conditioners, etc., compared to spring and autumn. Therefore, it is preferable to configure the power flow to be calculated based on meteorological information and statistical information on the past performance. Note that in homes and facilities where solar panels, which are renewable energy sources, are installed, the power generated by the solar panels may be locally produced and consumed for self-consumption. The power flow calculation function can also be configured to predict such self-consumption based on past records and calculate the power flow of each substation.

さらに、電力潮流算出機能は、各発電所の発電量または消費電力量の過去実績の統計情報に基づいて、電力潮流の変化の傾向を加味することで、電力潮流を算出する構成とすることができる。たとえば、電力潮流算出機能は、過去実績の統計情報から、一定期間(たとえば数年~十数年)における各変電所での発電量または消費電力量の推移を求めることで、過疎化が進み人口が減少する一方で再生可能エネルギー電源の設置が増加している山間部において、電力消費量が一定割合で減っているとともに、発電量が一定割合で増加していることが分かる場合には、予測補正として、推定領域の電力消費量を上記割合で減少させるとともに、発電量を上記割合で増加させて電力潮流を算出する構成とすることができる。 Furthermore, the power flow calculation function can be configured to calculate the power flow by taking into account the trend of changes in the power flow based on statistical information on the past performance of the power generation or power consumption of each power plant. For example, the power flow calculation function can be configured to obtain the trends in the power generation or power consumption at each substation over a certain period (for example, several years to a dozen years) from statistical information on past performance, and if it is found that power consumption is decreasing at a certain rate and power generation is increasing at a certain rate in mountainous areas where depopulation is progressing and the population is decreasing while the installation of renewable energy sources is increasing, the power flow calculation function can be configured to reduce the power consumption in the estimated area by the above rate and increase the power generation by the above rate as a prediction correction.

このように、本実施形態に係る電力潮流算出機能は、変電所単位での再生可能エネルギー電源の発電量と消費電力量とを予測し、現在の電力系統構成のまま対象電力設備を停止した場合の電力潮流と、対象電力設備を停止するとともに、電力系統をパターン抽出機能により抽出された切替パターンに応じた構成に変更した場合の電力潮流とを、対象電力設備の停止時間、停止操作時間および復旧操作時間を含む複数の時刻について算出する。 In this way, the power flow calculation function of this embodiment predicts the amount of power generated and consumed by renewable energy sources on a substation basis, and calculates the power flow when the target power equipment is stopped while maintaining the current power system configuration, and the power flow when the target power equipment is stopped and the power system is changed to a configuration corresponding to the switching pattern extracted by the pattern extraction function, for multiple times including the stop time, the stop operation time, and the restoration operation time of the target power equipment.

次に、演算装置12の送電損失算出機能について説明する。送電損失算出機能は、電力系統の構成を変化させる前の送電損失、および、パターン抽出機能により抽出された切替パターンに応じて変更した電力系統の構成での送電損失を算出する。具体的には、送電損失算出機能は、電力系統の各遮断器を、現在の接続点および開放点で設定した場合の送電損失と、当該切替パターンの情報に含まれる接続点および開放点に設定した場合の送電損失を算出する。なお、送電損失の算出方法は、特に限定されず、送電線の電気抵抗や送電経路の長さなどの既知のパラメータに基づいて、周知の方法により算出することができる。また、送電損失算出機能は、送電線ごとに送電損失を算出し、送電ごとに算出した送電損失を積算することで、任意の範囲での送電損失を算出することができる。なお、送電線ごとに算出する送電損失を合計、集計して比較する電力系統の範囲についても、任意に設定することができる。 Next, the transmission loss calculation function of the arithmetic unit 12 will be described. The transmission loss calculation function calculates the transmission loss before changing the configuration of the power system, and the transmission loss in the configuration of the power system changed according to the switching pattern extracted by the pattern extraction function. Specifically, the transmission loss calculation function calculates the transmission loss when each breaker of the power system is set at the current connection point and opening point, and the transmission loss when set at the connection point and opening point included in the information of the switching pattern. The method of calculating the transmission loss is not particularly limited, and the transmission loss can be calculated by a well-known method based on known parameters such as the electrical resistance of the transmission line and the length of the transmission path. The transmission loss calculation function can calculate the transmission loss in any range by calculating the transmission loss for each transmission line and accumulating the transmission loss calculated for each transmission. The range of the power system in which the transmission losses calculated for each transmission line are totaled, tabulated, and compared can also be set arbitrarily.

また、本実施形態において、送電損失算出機能は、電力系統の構成を変化させる前の送電損失、および切替パターンの構成に切り替えた場合の送電損失を算出する。さらに、送電損失算出機能は、電力潮流算出機能と同様に、対象電力設備の停止時間、停止操作時間および復旧操作時間の複数の時刻について、送電損失を算出する。 In addition, in this embodiment, the transmission loss calculation function calculates the transmission loss before changing the configuration of the power system, and the transmission loss when switching to the switching pattern configuration. Furthermore, like the power flow calculation function, the transmission loss calculation function calculates the transmission loss for multiple times of the stoppage time, the stop operation time, and the restoration operation time of the target power equipment.

演算装置12の再エネ電源制御量算出機能は、電力供給エリアにおける再エネ電源の制御に関する再エネ電源制御量を算出する。ここで、変圧器や送電線などの電力流通設備では、運用上の送電可能な容量(運用容量)が決められており、切替パターンを設定して電力系統の構成を切り替え、電源が計画どおり発電した場合に、電力流通設備の運用容量を超過してしまう場合がある。このような場合、予め定められた抑制ルール(抑制順位)に則り、電源種別および契約種別ごとに電力流通設備の運用容量が超過しない範囲まで抑制されることとなる。再エネ電源制御量算出機能は、切替パターンの構成に切り替えた場合の電力系統の各構成の既存のパラメータに基づいて、切替パターンの構成に切り替えた場合の電力流通設備の運用容量を算出することで、電力系統を対象切替パターンの構成に切り替えた場合に、再エネ電源制御量(前記電力流通設備の配下の系統に連系している再エネ電源の抑制前発電予測値-前記電力流通設備の運用容量を超過しない範囲まで前記抑制ルールに則り発電抑制を実施した場合の前記電力流通設備の配下の系統に連系している再エネ電源の抑制後予測値)を算出する。また、再エネ電源制御量算出機能は、対象電力設備の停止時間、停止操作時間および復旧操作時間の複数の時刻について再エネ電源制御量を算出する構成とすることもできる。 The calculation function of the calculation device 12 calculates the renewable energy power source control amount related to the control of the renewable energy power source in the power supply area. Here, in power distribution facilities such as transformers and power transmission lines, the operational transmission capacity (operational capacity) is determined, and when a switching pattern is set to switch the configuration of the power system and a power source generates power as planned, the operational capacity of the power distribution facilities may be exceeded. In such a case, the operational capacity of the power distribution facilities is suppressed to a range that does not exceed the operational capacity of the power distribution facilities for each power source type and contract type in accordance with predetermined suppression rules (suppression order). The renewable energy power source control amount calculation function calculates the operating capacity of the power distribution equipment when switched to the switching pattern configuration based on the existing parameters of each configuration of the power system when switched to the switching pattern configuration, thereby calculating the renewable energy power source control amount (pre-suppression predicted power generation value of the renewable energy power source connected to the system under the power distribution equipment - predicted post-suppression value of the renewable energy power source connected to the system under the power distribution equipment when power generation suppression is performed in accordance with the suppression rule to the extent that does not exceed the operating capacity of the power distribution equipment) when the power system is switched to the target switching pattern configuration. In addition, the renewable energy power source control amount calculation function can also be configured to calculate the renewable energy power source control amount for multiple times of the stop time, stop operation time, and recovery operation time of the target power equipment.

演算装置12の上げ代制約量算出機能は、電力系統を切替パターンの構成に切り替えた場合に、調整電源の出力が制約を受ける量を上げ代制約量として算出する。ここで、切替パターンを設定して電力系統の構成を切り替え、調整電源の出力を定格出力まで上昇させた場合に、電力流通設備の運用容量を超過してしまう場合がある。そのため、このような場合、調整電源の出力が定格出力まで上昇しないように、調整電源の出力に制約が設けられることとなる。上げ代制約量算出機能は、切替パターンの構成に切り替えた場合の電力系統の各構成の既存のパラメータに基づいて、切替パターンの構成に切り替えた場合の電力流通設備の運用容量を算出することで、電力系統を対象切替パターンの構成に切り替えた場合に、調整電源の出力を制約する量(調整電源の定格出力-電力系統の構成を切り替えた後の調整電源の出力上限値)を上げ代制約量として算出する。また、上げ代制約量算出機能は、対象電力設備の停止時間、停止操作時間および復旧操作時間の複数の時刻について上げ代制約量を算出する構成とすることもできる。 The boost constraint calculation function of the computing device 12 calculates the amount by which the output of the regulated power source is restricted when the power system is switched to the configuration of the switching pattern as the boost constraint amount. Here, when the switching pattern is set to switch the configuration of the power system and the output of the regulated power source is increased to the rated output, the operation capacity of the power distribution facility may be exceeded. Therefore, in such a case, a constraint is set on the output of the regulated power source so that the output of the regulated power source does not increase to the rated output. The boost constraint calculation function calculates the amount by which the output of the regulated power source is restricted when the power system is switched to the configuration of the target switching pattern (the rated output of the regulated power source - the output upper limit value of the regulated power source after the configuration of the power system is switched) as the boost constraint amount by calculating the operation capacity of the power distribution facility when the power system is switched to the configuration of the switching pattern based on the existing parameters of each configuration of the power system when switched to the configuration of the switching pattern. In addition, the boost constraint calculation function can be configured to calculate the boost constraint amount for multiple times of the stop time, the stop operation time, and the recovery operation time of the target power facility.

次に、演算装置12の切替支援機能について説明する。切替支援機能は、送電損失算出機能により算出した送電損失、および、再エネ電源制御量算出機能により算出した再エネ電源制御量、および、上げ代制約量算出機能により算出した上げ代制約量に基づいて、系統運用者が電力系統の構成を切り替える場合に参考にできる支援情報を作成し、系統運用者に提示することで、系統運用者の電力系統の切り替えを支援する。 Next, the switching support function of the calculation device 12 will be described. The switching support function creates support information that the system operator can refer to when switching the configuration of the power system based on the transmission loss calculated by the transmission loss calculation function, the renewable energy power source control amount calculated by the renewable energy power source control amount calculation function, and the increase margin constraint amount calculated by the increase margin constraint amount calculation function, and presents this information to the system operator, thereby supporting the system operator in switching the power system.

具体的には、切替支援機能は、対象電力設備に対応する複数の切替パターンのうち、切り替え後の送電損失が小さい切替パターンを優先した支援情報を作成し、表示装置15に表示することで、系統運用者に支援情報を提示する。また、切替支援機能は、図4に示すように、送電損失が小さい切替パターンを優先した支援情報として、たとえば、対象電力設備に対応する複数の切替パターンをリスト化し、送電損失が小さい切替パターンほど先頭に表示されるように並び替えた情報を、管理画面のリストボックス(あるいはプルダウン)に表示することができる。これにより、系統運用者は、先頭の切替パターンの構成ほど、送電損失が小さいことを把握することができ、電力系統の切り替えの参考にすることができる。なお、図4は、本実施形態に係る電力系統の切替管理画面の画面例である。 Specifically, the switching support function creates support information that prioritizes switching patterns with smaller transmission losses after switching among multiple switching patterns corresponding to the target power equipment, and displays the support information on the display device 15, thereby presenting the support information to the system operator. In addition, as shown in FIG. 4, the switching support function can display, in a list box (or pull-down) on the management screen, for example, a list of multiple switching patterns corresponding to the target power equipment as support information with priority given to switching patterns with smaller transmission losses, sorting the switching patterns so that the patterns with smaller transmission losses are displayed at the top. This allows the system operator to understand that the configuration of the switching pattern at the top has smaller transmission losses, and can use this as a reference for switching the power system. Note that FIG. 4 is an example of a power system switching management screen according to this embodiment.

また、切替支援機能は、再エネ電源制御量算出機能により算出した再エネ電源制御量、および/または、上げ代制約量算出機能により算出した上げ代制約量に基づいて、切替パターンを並び替えた情報を、支援情報として表示する構成とすることができる。たとえば、切替支援機能は、系統運用者が入力装置17を操作して、図4に示す画面における「ソート切替」のリストボックスにおいて、「再エネ電源制御量」を1、「上げ代制約量」を2、「送電損失」を3とし、表示要求を行った場合に、まず、再エネ電源制御量が少ない順に切替パターンを並び替え、次に再エネ電源制御量が同値の切替パターンが複数ある場合(0値が複数ある場合など)は、再エネ電源制御量が同値の切替パターンの中で、上げ代制約量が少ない順に切替パターンを並び替え、上げ代制約量にも同値の切替パターンが複数ある場合、上げ代制約量が同値の切替パターンの中で、送電損失が少ない順に切替パターンを並び替えた情報を支援情報として表示することができる。 The switching support function can be configured to display, as support information, information on the switching patterns sorted based on the renewable energy power control amount calculated by the renewable energy power control amount calculation function and/or the boost margin constraint amount calculated by the boost margin constraint amount calculation function. For example, when the grid operator operates the input device 17 to set the "renewable energy power control amount" to 1, the "boost margin constraint amount" to 2, and the "transmission loss" to 3 in the "sort switching" list box on the screen shown in FIG. 4 and makes a display request, the switching support function can first sort the switching patterns in order of decreasing renewable energy power control amount, and then, if there are multiple switching patterns with the same renewable energy power control amount (such as multiple 0 values), sort the switching patterns in order of decreasing boost margin constraint amount among the switching patterns with the same renewable energy power control amount, and if there are multiple switching patterns with the same boost margin constraint amount, sort the switching patterns in order of decreasing transmission loss among the switching patterns with the same boost margin constraint amount.

また、切替支援機能は、図4に示すように、支援情報として、切替パターンの名称とともに、電力系統を切替パターンの構成に切り替えた場合の送電損失、再エネ電源制御量、上げ代制約量を数値で表示する構成とすることもできる。さらに、切替支援機能は、任意に指定した切替パターンの送電損失、再エネ電源制御量、上げ代制約量を基準とし、基準とした送電損失、再エネ電源制御量、上げ代制約量に対する、電力系統を切替パターンの構成に切り替えた場合の送電損失、再エネ電源制御量、上げ代制約量の差分(増減量)を求め、切替パターンを送電損失、再エネ電源制御量、上げ代制約量の差分の小さい順に並び替えた情報を、支援情報として表示する構成とすることもできる。なお、本実施形態では、図4に示すように、電力系統の切替管理画面において、「量表示」と「差分表示」とが切り替え可能となっており、「量表示」が表示される場合には、電力系統を切替パターンの構成に切り替えた場合の送電損失、再エネ電源制御量、および/または、上げ代制約量が表示され、「差分表示」が表示される場合には、所定の基準に対する送電損失、再エネ電源制御量、上げ代制約量の差分(増減量)が表示される。 The switching support function can also be configured to display, as support information, the name of the switching pattern, as well as the transmission loss, renewable energy power control amount, and increase margin constraint amount when the power system is switched to the switching pattern configuration, in numerical form, as shown in Figure 4. Furthermore, the switching support function can also be configured to use the transmission loss, renewable energy power control amount, and increase margin constraint amount of an arbitrarily specified switching pattern as a reference, calculate the difference (increase or decrease) in the transmission loss, renewable energy power control amount, and increase margin constraint amount when the power system is switched to the switching pattern configuration, relative to the reference transmission loss, renewable energy power control amount, and increase margin constraint amount, and display, as support information, information in which the switching patterns are sorted in ascending order of the difference in transmission loss, renewable energy power control amount, and increase margin constraint amount. In this embodiment, as shown in FIG. 4, the power system switching management screen can be switched between "quantity display" and "difference display." When "quantity display" is displayed, the transmission loss, renewable energy power source control amount, and/or margin constraint amount when the power system is switched to the switching pattern configuration are displayed. When "difference display" is displayed, the difference (increase or decrease) between the transmission loss, renewable energy power source control amount, and margin constraint amount relative to a specified standard is displayed.

さらに、切替支援機能は、切替パターンごとに、対象電力設備の停止時間、停止操作時間および復旧操作時間の複数の時刻における送電損失、再エネ電源制御量、および/または、上げ代制約量のそれぞれの合計値を算出し、当該合計値に基づいて並び替えた切替パターンの情報を支援情報として表示することもできる。また、切替支援機能は、系統切替を行わず、直前の系統構成における常時開放点を変更しない場合の構成も、切替パターンとして選択肢に含めて、支援情報として提供することができる。 Furthermore, the switching support function can calculate the total values of the transmission loss, the renewable energy power source control amount, and/or the increase margin constraint amount for each switching pattern at multiple times during the outage time, the outage operation time, and the restoration operation time of the target power equipment, and display the information on the switching pattern sorted based on the total values as support information. The switching support function can also provide as support information a configuration in which no grid switching is performed and the constant open point in the previous grid configuration is not changed, by including it as a switching pattern option.

加えて、切替支援機能は、支援情報に含まれる複数の切替パターンのうち、送電損失、再エネ電源制御量、または、上げ代制約量が最も小さい切替パターンをデフォルトで設定する構成とすることができる。また、切替支援機能は、デフォルトで切替パターンを設定した場合、あるいは、系統運用者が入力装置17を操作してリストボックスなどに表示される切替パターンを設定した場合に、図5に示すように、設定した切替パターンの構成において算出した、対象電力設備の停止時間、停止操作時間および復旧操作時間内の各時刻での送電損失、再エネ電源制御量、上げ代制約量を表示装置15に表示する構成とすることができる。図5に示す例では、選択した切替パターンにおいて、各送電線での送電損失と、各系統の再エネ電源制御量と、各調整電源の上げ代制約量とを、停止操作時間、停止時間および復旧操作時間にわたり、一定の時間間隔(たとえば30分間隔)で表示する構成を例示している。 In addition, the switching support function can be configured to set by default the switching pattern with the smallest transmission loss, renewable energy power source control amount, or up-rate constraint amount among multiple switching patterns included in the support information. When the switching pattern is set by default, or when the system operator operates the input device 17 to set a switching pattern displayed in a list box or the like, the switching support function can be configured to display on the display device 15 the transmission loss, renewable energy power source control amount, and up-rate constraint amount calculated in the configuration of the set switching pattern, as shown in FIG. 5, at each time during the stop time, stop operation time, and restoration operation time of the target power equipment. In the example shown in FIG. 5, the transmission loss in each transmission line, the renewable energy power source control amount of each system, and the up-rate constraint amount of each regulating power source are displayed at regular time intervals (for example, 30 minutes) over the stop operation time, stop operation time, and restoration operation time in the selected switching pattern.

また、切替支援機能は、再エネ電源制御量算出機能により作成された再エネ電源制御量を、電力系統図と組み合わせて、支援情報として表示する構成とすることができる。たとえば、切替支援機能は、系統運用者が入力装置17を操作して切替パターンを選択し、図5に示す電力切替管理詳細画面または別の画面を表示した場合に、再エネ電源を含む電力系統図を示す情報を画面に表示する構成とすることができる。また、切替支援機能は、表示した電力系統図において再エネ電源を示すアイコンなどがクリックされた場合に、当該再エネ電源の再エネ電源制御情報を表示することができる。再エネ電源制御情報としては、再エネ電源の制御量を表示するだけではなく、たとえば、再エネ電源が制御される理由に応じて、再エネ電源の状況を示す画像を色分けして表示する構成とすることができる。一例として、再エネ電源を制御する理由が需給調整である場合は青色、ローカル系統が混雑である場合は黄色、基幹系統が混雑である場合は赤色などのように色分けして表示することができる。また、切替支援機能は、図6(A)に示すように、横軸を時間として、時間ごとに再エネ電源の制御の理由を色で示す構成とすることもできる。たとえば、図6(A)に示す例では、(a)で示すタイミングでは需給調整により再エネ電源を制御し、(b)で示すタイミングではローカル系統の混雑により再エネ電源を制御し、(c)で示すタイミングでは基幹系統の混雑により再エネ電源を制御することを視覚的に表示している。 The switching support function can be configured to display the renewable energy power source control amount created by the renewable energy power source control amount calculation function in combination with the power system diagram as support information. For example, the switching support function can be configured to display information showing the power system diagram including the renewable energy power source on the screen when the system operator operates the input device 17 to select a switching pattern and displays the power switching management details screen shown in FIG. 5 or another screen. Furthermore, the switching support function can display the renewable energy power source control information of the renewable energy power source when an icon showing a renewable energy power source is clicked in the displayed power system diagram. The renewable energy power source control information can be configured to not only display the control amount of the renewable energy power source, but also to display an image showing the status of the renewable energy power source in a different color depending on the reason for controlling the renewable energy power source. As an example, the reason for controlling the renewable energy power source can be displayed in a different color, such as blue if the reason is supply and demand adjustment, yellow if the local system is congested, and red if the main system is congested. The switching support function can also be configured to use colors to indicate the reason for controlling renewable energy sources at each time point, with the horizontal axis representing time, as shown in Figure 6(A). For example, in the example shown in Figure 6(A), it is visually displayed that at the time shown in (a), renewable energy sources are controlled due to supply and demand adjustment, at the time shown in (b), renewable energy sources are controlled due to congestion in the local grid, and at the time shown in (c), renewable energy sources are controlled due to congestion in the main grid.

また、切替支援機能は、図6(B)に示すように、再エネ電源の出力制御の抑制率を時系列で表示する構成とすることもできる。また、切替支援機能は、図6(C),(D)に示すように、系統混雑度(電力潮流/運用容量)を表示する構成とすることもできる。たとえば、図6(C),(D)に示す例では、系統混雑度を時間軸に沿う矢印で示しており、図6(C)に比べて、図6(D)では矢印は太くなっている。このことは、図6(C)に比べて、図6(D)では系統混雑度が高いことを示し、このような表示で、系統運用者に系統混雑度を視覚的に把握させることができる。なお、図6は、再エネ電源制御情報を支援情報として表示する画面例を示す図である。 The switching support function can also be configured to display the suppression rate of output control of renewable energy power sources in a time series, as shown in FIG. 6(B). The switching support function can also be configured to display the degree of grid congestion (power flow/operation capacity), as shown in FIG. 6(C) and (D). For example, in the examples shown in FIG. 6(C) and (D), the degree of grid congestion is shown by an arrow along the time axis, and the arrow is thicker in FIG. 6(D) than in FIG. 6(C). This indicates that the degree of grid congestion is higher in FIG. 6(D) than in FIG. 6(C), and such a display allows the grid operator to visually grasp the degree of grid congestion. FIG. 6 is a diagram showing an example of a screen that displays renewable energy power source control information as support information.

さらに、切替支援機能は、電力系統図において、混雑が発生している時間を総合的に視認できるように、系統混雑度を表示する構成とすることができる。たとえば、切替支援機能は、電力系統図における送電線を示す線を、系統混雑度(電力潮流/運用容量)に応じた色で表示する構成とすることができる。具体的には、切替支援機能は、系統混雑度が高いほど、色をオレンジや赤色などの注意色・警報色で表示する構成とすることができる。また、切替支援機能は、送電線が運用容量限界に達する場合には、送電線を示す線を特別に強調表示する構成とすることができる。さらに、切替支援機能は、系統運用者が各時刻での系統混雑度を把握できるように、系統混雑度を時刻ごとに表示する構成とすることができる。たとえば、切替支援機能は、系統運用者が入力装置17を操作して、30分ごと、あるいは15分ごとの系統混雑度を重畳させた電力系統図を示す画像をめくる操作(フリック操作)を行うことができるように、あるいは、XY平面で示す電力系統図に系統混雑度をZ軸方向の時間軸で示すように、系統混雑度を示す情報を表示することができる。また、切替支援機能は、発電事業者から電力系統に繋がる等価無限大母線(ある程度、発電電力が需要消費されて、潮流の向きが逆となる地点界隈)までの混雑状況を、最も厳しい区間を基準として各区間を示す線の色を変化させ、表示する構成とすることができる。 Furthermore, the switching support function can be configured to display the degree of system congestion in the power system diagram so that the time when congestion occurs can be comprehensively visually recognized. For example, the switching support function can be configured to display the lines indicating the transmission lines in the power system diagram in a color corresponding to the degree of system congestion (power flow/operation capacity). Specifically, the switching support function can be configured to display the lines indicating the transmission lines in a caution color or warning color such as orange or red as the degree of system congestion increases. Furthermore, the switching support function can be configured to display the lines indicating the transmission lines in a specially highlighted manner when the transmission lines reach their operational capacity limit. Furthermore, the switching support function can be configured to display the degree of system congestion for each hour of the day so that the system operator can grasp the degree of system congestion at each hour of the day. For example, the switching support function can display information indicating the degree of system congestion so that the system operator can operate the input device 17 to perform an operation (flick operation) to turn the image showing the power system diagram on which the degree of system congestion for every 30 minutes or every 15 minutes is superimposed, or so that the degree of system congestion is shown on the power system diagram shown on the XY plane as a time axis in the Z-axis direction. In addition, the switching support function can be configured to display the congestion status from the power generation company to the equivalent infinite bus (the area around the point where a certain amount of generated power is consumed by demand and the direction of the current reverses) by changing the color of the lines indicating each section based on the most severe section.

さらに、本実施形態において、切替支援機能は、再エネ電源制御量や系統混雑度を、再エネ電源の事業者に提供する機能を構成することができる。具体的には、本実施形態において、切替支援機能は、再エネ電源の事業者(以下、ユーザともいう。)が再エネ電源制御量や系統混雑度を閲覧するためのユーザ専用画面(マイページ画面)を提供しており、再エネ電源の事業者は外部から電力系統切替支援装置10に接続し、ユーザごとのIDによりログインすることで、ユーザ専用画面(マイページ画面)にアクセスすることができる。マイページ画面において、ユーザは、図6に示すように、ユーザの所有する電源が接続している電力系統の再エネ電源制御量や系統混雑度、ならびにユーザの所有する電源が制御されるスケジュールおよび制御実績などを視覚的に把握できる。また、マイページ画面において、ユーザは、ユーザが所有する電源が制御される際に、事前通知の要否および通知する連絡先メールアドレスなどをカスタマイズ可能である。なお、ユーザ専用画面(マイページ画面)に関するプログラムは、ブラウザタイプでもよく、あるいは、パソコンなどのローカルの情報端末にインストールするローカルタイプでもよい。 Furthermore, in this embodiment, the switching support function can be configured to provide the renewable energy power source control amount and system congestion degree to the renewable energy power source operator. Specifically, in this embodiment, the switching support function provides a user-dedicated screen (my page screen) for the renewable energy power source operator (hereinafter also referred to as user) to view the renewable energy power source control amount and system congestion degree, and the renewable energy power source operator can access the user-dedicated screen (my page screen) by connecting to the power system switching support device 10 from the outside and logging in with an ID for each user. On the my page screen, as shown in FIG. 6, the user can visually grasp the renewable energy power source control amount and system congestion degree of the power system to which the user's power source is connected, as well as the schedule and control results of the user's power source. In addition, on the my page screen, the user can customize whether or not to require advance notification when the user's power source is controlled, and the contact email address to notify, etc. Note that the program related to the user-dedicated screen (my page screen) may be a browser type, or may be a local type installed on a local information terminal such as a personal computer.

さらに、切替支援機能は、支援情報に含まれる複数の切替パターンのうち、送電損失が最も低い切替パターンと組み合わせて、あるいは、個別機能として、任意に設定する範囲、あるいは、管轄する系統全域について、運用容量に基づいて調整電源の上げ代の制約の有無により、電力系統の混雑状況を捉えて、再エネ電源を抑制せざるを得ない機会を減らして、算出した送電損失に基づいて、電力系統の切り替えを支援するための支援情報として、切替パターンごとに、調整電源を最大発電した場合を想定し、運用容量を超過する場合に、調整電源の抑制量を算出し、当該電力系統に接続する火力発電所、水力発電所などの調整電源に影響する、最大電力で発電が出来なくなる量を上げ代への制約の量を表示して、表示する順序に反映して、電力系統の切り替えの参考にすることができる。 The switching support function, in combination with the switching pattern with the lowest transmission loss among the multiple switching patterns included in the support information, or as an individual function, can grasp the congestion state of the power system based on the presence or absence of restrictions on the step-up allowance of regulating power sources based on the operating capacity for an arbitrarily set range or for the entire system under its jurisdiction, and reduce the opportunities for having to suppress renewable energy sources. Based on the calculated transmission loss, it can provide support information for supporting the switching of the power system, assuming maximum power generation from regulating power sources for each switching pattern, and calculates the amount of suppression of regulating power sources when the operating capacity is exceeded, and displays the amount of restriction on the step-up allowance, which affects regulating power sources such as thermal power plants and hydroelectric power plants connected to the power system, and can be used as a reference for switching the power system, reflecting the amount of restriction on the step-up allowance in the display order.

また、切替支援機能は、同一の電力系統の範囲における送電損失、再エネ電源制御量、上げ代制約量を比較することで、切替パターンを並び替える。たとえば、電力供給エリアが系統運用者が電力を供給する範囲全体(たとえば四国地方など)である場合は、切替支援機能は、系統運用者が電力を供給する範囲全体における送電損失、再エネ電源制御量、上げ代制約量を、切替パターンごとに、それぞれ合計し、その合計値に基づいて、切り替えパターンの並び替えを行う。また、電力供給エリアが、系統運用者が電力を供給するエリアの一部である場合は、切替支援機能は、系統運用者が電力を供給するエリアの一部における送電損失、再エネ電源制御量、上げ代制約量を、切替パターンごとに、それぞれ合計し、その合計値に基づいて、切り替えパターンの並び替えを行う。なお、切替パターンによっては、電力供給エリアの範囲が変化する場合がある。たとえば、切替パターンP1では、電力供給エリア内の構成として、発電機G1,G2および負荷B1,B2を有るものとする。一方、切替パターンP2では、発電機G1および負荷B2が、他の系統に組み込まれることとなり、電力供給エリアを構成する構成要素(電力系統の範囲)が変化する場合がある。このような場合、切替支援機能は、切替パターンP1と切替パターンP2とで、同じ電力系統の範囲における送電損失、再エネ電源制御量、および/または上げ代制約量を合計し、切替パターンの並び替えを行う。たとえば、切替パターンP1において、A系統が発電機G1,G2および負荷B1,B2を構成要素として有しており、B系統が発電機G3,G4および負荷B3,B4を構成要素として有している場合に、切替パターンP2に切り替えた場合に、発電機G1および負荷B2がA系統からB系統に所属することとなるものとする。この場合、切替支援機能は、切替パターンP1,P2ごとに、A系統およびB系統における送電損失、再エネ電源制御量、および/または上げ代制約量の合計することで、切替パターンP1および切替パターンP2の並び替えを行う構成とすることができる。 The switching support function also rearranges the switching patterns by comparing the transmission loss, the renewable energy source control amount, and the up-charge constraint amount within the same power system. For example, if the power supply area is the entire area where the system operator supplies power (such as the Shikoku region), the switching support function sums up the transmission loss, the renewable energy source control amount, and the up-charge constraint amount within the entire area where the system operator supplies power for each switching pattern, and rearranges the switching patterns based on the total value. If the power supply area is a part of the area where the system operator supplies power, the switching support function sums up the transmission loss, the renewable energy source control amount, and the up-charge constraint amount within the part of the area where the system operator supplies power for each switching pattern, and rearranges the switching patterns based on the total value. Note that the range of the power supply area may change depending on the switching pattern. For example, in switching pattern P1, the configuration within the power supply area is assumed to be generators G1 and G2 and loads B1 and B2. On the other hand, in the switching pattern P2, the generator G1 and the load B2 are incorporated into another system, and the components constituting the power supply area (the range of the power system) may change. In such a case, the switching support function sums up the transmission loss, the renewable energy source control amount, and/or the increase margin constraint amount in the same power system range in the switching pattern P1 and the switching pattern P2, and rearranges the switching patterns. For example, in the switching pattern P1, when the A system has the generators G1 and G2 and the loads B1 and B2 as components, and the B system has the generators G3 and G4 and the loads B3 and B4 as components, when switching to the switching pattern P2, the generator G1 and the load B2 will belong to the B system from the A system. In this case, the switching support function can be configured to rearrange the switching patterns P1 and P2 by summing up the transmission loss, the renewable energy source control amount, and/or the increase margin constraint amount in the A system and the B system for each of the switching patterns P1 and P2.

次に、本実施形態に係る電力系統切替支援処理について説明する。図7および図8は、本実施形態に係る電力系統切替支援処理を示すフローチャートである。図7および図8に示す電力系統切替支援処理は、電力系統切替支援装置10の演算装置12により実行される。 Next, the power system switching support process according to this embodiment will be described. FIGS. 7 and 8 are flowcharts showing the power system switching support process according to this embodiment. The power system switching support process shown in FIGS. 7 and 8 is executed by the arithmetic unit 12 of the power system switching support device 10.

まず、ステップS101では、停止計画取得機能により、電力設備停止計画情報の取得が行われる。本実施形態では、データベース14に、1または複数の電力設備の電力設備停止計画が記憶されており、演算装置12は、データベース14を参照し、1または複数の電力設備停止計画情報を取得する。 First, in step S101, the power equipment shutdown plan information is acquired by the shutdown plan acquisition function. In this embodiment, the database 14 stores power equipment shutdown plans for one or more pieces of power equipment, and the computing device 12 refers to the database 14 to acquire one or more pieces of power equipment shutdown plan information.

ステップS102では、パターン抽出機能により、ステップS101で取得された電力設備停止計画情報に対応する切替パターン情報が抽出される。具体的に、パターン抽出機能は、データベース14を参照し、図3に示す切替パターンテーブルの中から、電力設備停止計画情報の対象電力設備に紐づけられた、複数の切替パターン情報(切替パターンの名称(あるいは識別情報)、接続点、開放点を含む情報)を抽出する。 In step S102, the pattern extraction function extracts switching pattern information corresponding to the power equipment shutdown plan information acquired in step S101. Specifically, the pattern extraction function refers to the database 14 and extracts multiple pieces of switching pattern information (information including the name (or identification information) of the switching pattern, connection points, and release points) linked to the target power equipment of the power equipment shutdown plan information from the switching pattern table shown in FIG. 3.

ステップS103では、電力潮流算出機能により、対象電力設備を停止した場合であって、電力系統の構成を切り替えない場合の電力潮流が算出される。具体的に、電力潮流算出手段は、データベース14から、電力系統に含まれる各構成要素の既知のパラメータ(たとえば、変圧器、送電線などの電力流通設備の電気定数や接続状態など)を取得し、これらパラメータと、気象情報と、再生可能エネルギー電源の発電量と、変電所の消費電力量の過去実績の統計情報とに基づいて、現在の電力系統の構成で対象電力設備を停止した場合の電力潮流を算出する。 In step S103, the power flow calculation function calculates the power flow when the target power equipment is stopped and the power system configuration is not switched. Specifically, the power flow calculation means obtains known parameters of each component included in the power system (e.g., electrical constants and connection states of power distribution equipment such as transformers and transmission lines) from the database 14, and calculates the power flow when the target power equipment is stopped in the current power system configuration based on these parameters, meteorological information, and statistical information on the amount of power generated by renewable energy sources and the amount of power consumed by substations.

続くステップS104~S108では、ステップS102で抽出された切替パターンごとに処理が行われる。なお、以下においては、処理が行われる切替パターンを対象切替パターンと称して説明する。 In the following steps S104 to S108, processing is performed for each switching pattern extracted in step S102. In the following, the switching pattern for which processing is performed is referred to as the target switching pattern.

まず、ステップS104では、電力潮流算出手段により、対象電力設備を停止した場合であって、電力系統の構成を対象切替パターンの構成に切り替えた場合の電力潮流が算出される。なお、ステップS104においても、電力潮流算出機能は、電力系統に含まれる各構成要素の既知のパラメータ(たとえば、変圧器、送電線などの電力流通設備間の電気定数や接続状態など)を取得し、これらパラメータと、気象条件、再生可能エネルギー電源の発電量および過去実績の統計情報とに基づいて、対象切替パターンの構成で対象電力設備を停止した場合の電力潮流を算出する。 First, in step S104, the power flow calculation means calculates the power flow when the target power equipment is stopped and the power system configuration is switched to the target switching pattern configuration. Note that also in step S104, the power flow calculation function acquires known parameters of each component included in the power system (e.g., electrical constants and connection states between power distribution equipment such as transformers and transmission lines), and calculates the power flow when the target power equipment is stopped in the target switching pattern configuration based on these parameters, weather conditions, power generation amounts of renewable energy sources, and statistical information on past performance.

ステップS105では、上げ代制約量算出機能により、対象切替パターンでの上げ代制約量の算出が行われる。具体的には、ステップS103で算出した、対象電力設備を停止した場合であって、電力系統の構成を切り替えない場合の電力潮流と、ステップS104で算出した、対象電力設備を停止した場合であって、電力系統の構成を対象切替パターンに切り替えた場合の電力潮流とに基づいて、運用容量を超過する電力流通設備が生じないか判定する。たとえば、上げ代制約量算出機能は、電力系統の構成を対象切替パターンの構成に切り替えた場合において、対象となる調整電源を定格値で稼働させた場合に、送電線の運用容量を超過する電力流通設備が生じるか判定する。上げ代制約量算出機能は、運用容量を超過する電力流通設備は生じないと判定した場合には、上げ代制約量をゼロとして算出する。一方、上げ代制約量算出機能は、運用容量を超過する電力流通設備が生じると判定した場合は、前記調整電源の出力を下げて、予想潮流が前記電力流通設備の運用容量を超過しなくなるまで抑制する。そして、上げ代制約量算出機能は、予想潮流が電力流通設備の運用容量を超過しなくなった際の前記調整電源の出力を出力上限値とし、その調整電源の抑制量(前記調整電源の定格出力-電力系統の構成を切り替えた後の前記調整電源の出力上限値)を上げ代制約量として算出する。なお、前記調整電源を出力下限まで抑制しても、予想潮流が前記電力流通設備の運用容量を超過する場合は、前記調整電源の出力下限を出力上限値とする。 In step S105, the boost constraint calculation function calculates the boost constraint amount in the target switching pattern. Specifically, based on the power flow calculated in step S103 when the target power equipment is stopped and the configuration of the power system is not switched, and the power flow calculated in step S104 when the target power equipment is stopped and the configuration of the power system is switched to the target switching pattern, it is determined whether or not a power distribution facility that exceeds the operating capacity will occur. For example, the boost constraint calculation function determines whether or not a power distribution facility that exceeds the operating capacity of the transmission line will occur when the target regulating power source is operated at a rated value when the configuration of the power system is switched to the configuration of the target switching pattern. If the boost constraint calculation function determines that no power distribution facility that exceeds the operating capacity will occur, it calculates the boost constraint amount as zero. On the other hand, if the boost constraint calculation function determines that a power distribution facility that exceeds the operating capacity will occur, it reduces the output of the regulating power source and suppresses it until the expected flow does not exceed the operating capacity of the power distribution facility. The boost constraint calculation function sets the output of the regulated power source when the expected power flow no longer exceeds the operational capacity of the power distribution facility as the output upper limit, and calculates the suppression amount of the regulated power source (the rated output of the regulated power source - the output upper limit of the regulated power source after switching the configuration of the power system) as the boost constraint amount. Note that if the expected power flow exceeds the operational capacity of the power distribution facility even when the regulated power source is suppressed to the output lower limit, the output lower limit of the regulated power source is set as the output upper limit.

ステップS106では、再エネ電源制御量算出機能により、対象切替パターンでの再エネ電源制御量が算出される。具体的には、再エネ電源制御量算出機能は、ステップS103で算出した、対象電力設備を停止した場合であって、電力系統の構成を切り替えない場合の電力潮流と、ステップS104で算出した、対象電力設備を停止した場合であって、電力系統の構成を対象切替パターンに切り替えた場合の電力潮流とに基づいて、運用容量を超過する電力流通設備が生じないか判定する。たとえば、再エネ電源制御量算出機能は、電力系統の構成を対象切替パターンの構成に切り替えた場合において、再エネ電源を予測値どおり稼働させた場合に、送電線の運用容量を超過する電力流通設備が生じるか判定する。再エネ電源制御量算出機能は、運用容量を超過する電力流通設備は生じないと判定した場合には、再エネ電源制御量をゼロとして算出する。一方、再エネ電源制御量算出機能は、運用容量を超過する電力流通設備が生じると判定した場合は、以下のように、再エネ電源制御量を算出する。 In step S106, the renewable energy power control amount calculation function calculates the renewable energy power control amount in the target switching pattern. Specifically, the renewable energy power control amount calculation function determines whether or not a power distribution facility that exceeds the operating capacity will be generated based on the power flow calculated in step S103 when the target power equipment is stopped and the configuration of the power system is not switched, and the power flow calculated in step S104 when the target power equipment is stopped and the configuration of the power system is switched to the target switching pattern. For example, the renewable energy power control amount calculation function determines whether or not a power distribution facility that exceeds the operating capacity of the transmission line will be generated when the renewable energy power source is operated according to the predicted value when the configuration of the power system is switched to the configuration of the target switching pattern. If the renewable energy power control amount calculation function determines that no power distribution facility that exceeds the operating capacity will be generated, it calculates the renewable energy power control amount as zero. On the other hand, if the renewable energy power source control amount calculation function determines that a power distribution facility will exceed its operating capacity, it calculates the renewable energy power source control amount as follows:

すなわち、再エネ電源制御量算出機能は、ステップS103およびステップS104において対象切替パターンの電力潮流の計算結果で、運用容量を超過した電力流通設備について、予め定められた抑制ルール(抑制順位)に則り、対象となる電源の発電予定を変更し、予想潮流が前記電力流通設備の運用容量を超過しなくなるまで抑制する。そして、再エネ電源制御量算出機能は、予想潮流が電力流通設備の運用容量を超過しなくなった際の再エネ電源の抑制量(電力流通設備の配下の系統に連系している再エネ電源の抑制前発電予測値-電力流通設備の運用容量を超過しない範囲まで抑制ルールに則り発電抑制を実施した場合の電力流通設備の配下の系統に連系している再エネ電源の抑制後予測値)を、再エネ電源制御量として算出する。また、再エネ電源制御量算出機能は、対象電力設備の停止時間、停止操作時間および復旧操作時間の複数の時刻について再エネ電源制御量を算出する。 That is, the renewable energy power source control amount calculation function changes the power generation schedule of the target power source in accordance with a predetermined suppression rule (suppression order) for the power distribution equipment that has exceeded its operating capacity in the calculation result of the power flow of the target switching pattern in steps S103 and S104, and suppresses the expected flow until it does not exceed the operating capacity of the power distribution equipment. Then, the renewable energy power source control amount calculation function calculates the suppression amount of the renewable energy power source when the expected flow does not exceed the operating capacity of the power distribution equipment (pre-suppression predicted power generation value of the renewable energy power source connected to the system under the power distribution equipment - predicted post-suppression value of the renewable energy power source connected to the system under the power distribution equipment when power generation suppression is performed in accordance with the suppression rule to the extent that the operating capacity of the power distribution equipment is not exceeded) as the renewable energy power source control amount. In addition, the renewable energy power source control amount calculation function calculates the renewable energy power source control amount for multiple times of the stop time, stop operation time, and recovery operation time of the target power equipment.

ステップS107では、送電損失算出機能により、送電損失の算出が行われる。具体的には、送電損失算出機能は、電力系統に含まれる各構成要素の既知のパラメータ(たとえば、送電線の抵抗値などの電気定数など)と、気象条件、再生可能エネルギー電源の発電量および過去実績の統計情報とに基づいて、対象切替パターンの構成で対象電力設備を停止した場合の電力潮流での送電損失を算出する。なお、送電損失算出機能は、送電線などの電力流通設備毎に算出した送電損失を積算することで、あらかじめ設定する電力供給エリアにおける送電損失を算出することができる。 In step S107, the transmission loss calculation function calculates the transmission loss. Specifically, the transmission loss calculation function calculates the transmission loss in the power flow when the target power equipment is stopped in the target switching pattern configuration based on known parameters of each component included in the power system (for example, electrical constants such as the resistance value of the transmission line), weather conditions, the power generation amount of the renewable energy power source, and past performance statistical information. The transmission loss calculation function can calculate the transmission loss in a pre-defined power supply area by accumulating the transmission loss calculated for each power distribution equipment such as a transmission line.

ステップS108では、切替支援機能により、対象切替パターンの情報が支援情報に加えられる。本実施形態において、支援情報は、系統運用者に提示する切替パターンを登録するためのリストとなっており、切替支援機能は、支援情報であるリストに、全ての対象切替パターンの情報を追加する。 In step S108, the switching support function adds information about the target switching patterns to the support information. In this embodiment, the support information is a list for registering switching patterns to be presented to the system operator, and the switching support function adds information about all target switching patterns to the list of support information.

ステップS109では、対象電力設備に対応する全ての切替パターンについて、ステップS104~S108の処理を実行したか否かの判定が行われる。全ての切替パターンについて、ステップS104~S108の処理を実行していない場合は、ステップS104に戻り、別の切替パターンを対象切替パターンとして、ステップS104~S108の処理を繰り返す。一方、全ての切替パターンについて、ステップS104~S108の処理を実行した場合には、図8のステップS110に進む。 In step S109, it is determined whether or not the processing of steps S104 to S108 has been performed for all switching patterns corresponding to the target power equipment. If the processing of steps S104 to S108 has not been performed for all switching patterns, the process returns to step S104, and the processing of steps S104 to S108 is repeated with another switching pattern as the target switching pattern. On the other hand, if the processing of steps S104 to S108 has been performed for all switching patterns, the process proceeds to step S110 in FIG. 8.

ステップS110では、切替支援機能により、対象電力設備および表示対象日時の情報の取得が行われる。たとえば、本実施形態では、系統運用者が、入力装置17を操作して、表示要求する対象電力設備および対象日時を指定することで、切替支援機能は、対象電力設備および表示対象日時の情報を取得することができる。 In step S110, the switching support function acquires information on the target power equipment and the target date and time to be displayed. For example, in this embodiment, the grid operator operates the input device 17 to specify the target power equipment and the target date and time to be displayed, and the switching support function can acquire information on the target power equipment and the target date and time to be displayed.

ステップS111では、切替支援機能により、図4に示すように、ステップS109で支援情報に追加された切替パターンが、ステップS106で算出された上げ代制約量、ステップS107で算出された再エネ電源制御量、および/または、ステップS108で算出された送電損失の小さい順に並べ替えられ、表示装置15に表示される。なお、系統運用者は、入力装置17を操作して、上げ代制約量、再エネ電源制御量、送電損失について、並び替えの優先順位を任意に変更することができる。このように、切替支援機能は、管理画面のリストボックスに、切替パターンを、指定した優先順位に従って小さい順に並べることで、系統運用者に状況に応じ最適な切替パターンを提示することができ、系統運用者による電力系統構成の切り替え作業を支援することができる。 In step S111, the switching support function sorts the switching patterns added to the support information in step S109 in ascending order of the pay-for-increase constraint amount calculated in step S106, the renewable energy power source control amount calculated in step S107, and/or the transmission loss calculated in step S108, as shown in FIG. 4, and displays them on the display device 15. The system operator can operate the input device 17 to arbitrarily change the sorting priority order for the pay-for-increase constraint amount, the renewable energy power source control amount, and the transmission loss. In this way, the switching support function sorts the switching patterns in ascending order of the specified priority order in a list box on the management screen, thereby presenting the system operator with the optimal switching pattern depending on the situation and supporting the system operator in switching the power system configuration.

ステップS112では、切替支援機能により、対象電力設備に対応する切替パターンが選択されたか否かの判断が行われる。たとえば、デフォルトで切替パターンが設定された場合、あるいは、系統運用者が入力装置17を操作してリストボックスに表示される切替パターンを設定した場合には、ステップS113に進む。一方、切替パターンが設定されていない場合には、切替パターンが設定されるまで、ステップS112で待機する。 In step S112, the switching support function determines whether or not a switching pattern corresponding to the target power facility has been selected. For example, if a switching pattern has been set by default, or if the system operator has operated the input device 17 to set a switching pattern displayed in the list box, the process proceeds to step S113. On the other hand, if a switching pattern has not been set, the process waits in step S112 until a switching pattern is set.

ステップS113では、切替パターンが選択されることで、切替支援機能により、選択された切替パターンの構成において算出した、対象電力設備の停止時間、停止操作時間および復旧操作時間内の各時刻での上げ代制約量、再エネ電源制御量、および/または、送電損失が表示装置15に表示される。たとえば、切替支援機能は、図4および図5に示すように、切替管理画面および切替管理詳細画面において、各切替パターンでの上げ代制約量、再エネ電源制御量、送電損失を表示する構成とすることもできる。また本実施形態では、対象電力設備の停止時間、停止操作時間および復旧操作時間内において、一定時間間隔(たとえば30分ごと)で、上げ代制約量、再エネ電源制御量、および/または、送電損失が算出されており、切替支援機能は、図5に示すように、表示装置15に表示する管理画面上に、一定時間間隔(たとえば30分ごと)の上げ代制約量、再エネ電源制御量、および、送電損失を表示することができる。 In step S113, a switching pattern is selected, and the switching support function displays on the display device 15 the up-consumption constraint amount, the renewable energy power control amount, and/or the transmission loss at each time during the stop time, the stop operation time, and the restoration operation time of the target power equipment, which are calculated in the configuration of the selected switching pattern. For example, the switching support function can be configured to display the up-consumption constraint amount, the renewable energy power control amount, and the transmission loss for each switching pattern on the switching management screen and the switching management details screen, as shown in Figures 4 and 5. In this embodiment, the up-consumption constraint amount, the renewable energy power control amount, and/or the transmission loss are calculated at regular time intervals (for example, every 30 minutes) during the stop time, the stop operation time, and the restoration operation time of the target power equipment, and the switching support function can display the up-consumption constraint amount, the renewable energy power control amount, and the transmission loss at regular time intervals (for example, every 30 minutes) on the management screen displayed on the display device 15, as shown in Figure 5.

さらに、ステップS113において、切替支援機能は、図6に示すように、切替支援情報として、再エネ電源ごとに、再エネ電源の制御が行われるか否か、再エネ電源の制御が行われる理由、再エネ電源の制御が行われる時間などを含む、再エネ電源制御情報を表示することができる。また、切替支援機能は、再エネ電源制御情報として、系統混雑度を視覚的に示す情報を表示する構成とすることもできる。さらに、切替支援機能は、一定時間間隔(たとえば30分ごと)の系統混雑度などの再エネ電源制御情報を表示することができる。 Furthermore, in step S113, as shown in FIG. 6, the switching support function can display, as switching support information, renewable energy power source control information including, for each renewable energy power source, whether or not the renewable energy power source is controlled, the reason for controlling the renewable energy power source, and the time when the renewable energy power source is controlled. The switching support function can also be configured to display, as the renewable energy power source control information, information that visually indicates the degree of grid congestion. Furthermore, the switching support function can display renewable energy power source control information such as the degree of grid congestion at regular time intervals (for example, every 30 minutes).

このように、本実施形態では、切替パターンが、電力設備停止計画とリンクして、推奨順位として、選択肢で表示される。表示する順の根拠となる算出結果は、本実施例では、上げ代制約量、再エネ電源制御量、および、送電損失としているが、これに限らず、たとえば、供給信頼度、電力流通設備の空き容量などを表示する構成とすることができる。また、系統運用において判断する各種パラメータを追加することもできる。なお、上述した図5に示す例では、上げ代制約量、および再エネ電源制御量、および、送電損失の時系列データを示す際に、1日を48点に分けて30分毎に表示する例を示したが、これに限定されず、15分毎などとすることもできる。これにより、系統運用者は、設定した切替パターンにおける上げ代制約量、再エネ電源制御量、および、送電損失の時間推移を把握することができる。 In this embodiment, the switching patterns are linked to the power equipment shutdown plan and displayed as options in the order of recommendation. In this embodiment, the calculation results that are the basis for the display order are the up-contract amount, the renewable energy power source control amount, and the power transmission loss, but are not limited to this, and can be configured to display, for example, the supply reliability, the available capacity of the power distribution equipment, etc. In addition, various parameters to be determined in system operation can be added. In the example shown in FIG. 5 above, when showing the time series data of the up-contract amount, the renewable energy power source control amount, and the power transmission loss, an example is shown in which a day is divided into 48 points and displayed every 30 minutes, but this is not limited to this, and it can also be every 15 minutes, etc. This allows the system operator to understand the time transition of the up-contract amount, the renewable energy power source control amount, and the power transmission loss in the set switching pattern.

(実施例1)
次に、第1実施形態に係る電力系統切替支援装置10の実施例(実施例1)について説明する。実施例1では、実際にある電力系統をモデルとした電力系統において、複数の切替パターンで電力系統の構成を切り替えした場合の上げ代制約量、再エネ電源抑制量、送電損失をシミュレーションした場面を示す。また、実施例1の構成では、発電機として調整電源G1、特高再エネ電源G2~G5および各変電所の配電用変圧器配下に属する高低圧再エネ電源(不図示、以下、単に高低圧再エネ電源という。)を有し、電力系統における調整電源G1、特高再エネ電源G2~G5および高低圧再エネ電源による発電量と当該電力系統における電力需要との差し引きによって、当該電力系統における電力流通設備に流れる電力潮流が、当該設備の運用容量を超過する場合には、調整電源G1の出力を優先的に制御し、調整電源G1の出力制御だけでは足りない場合に、特高再エネ電源G2~G5および高低圧再エネ電源の出力を制御する運用を行うものとする。具体的には、実施例1において、調整電源G1は、定格出力が300MWであり、最低出力が125MWであるものとし、上げ代制約量が175MW(調整電源の定格出力300MW-最低出力125MW、すなわち、調整電源が最低出力まで抑制された)となったタイミングで、特高再エネ電源G2~G5および高低圧再エネ電源の出力を制御する運用を行うものとする。
Example 1
Next, an example (Example 1) of the power system transfer support device 10 according to the first embodiment will be described. Example 1 shows a scene in which the increase margin constraint amount, the renewable energy power source suppression amount, and the transmission loss are simulated when the configuration of the power system is switched in a plurality of switching patterns in a power system modeled on an actual power system. In addition, in the configuration of Example 1, the generators include an regulated power source G1, extra-high renewable energy power sources G2 to G5, and high and low voltage renewable energy power sources (not shown, hereinafter simply referred to as high and low voltage renewable energy power sources) that belong to the distribution transformers of each substation, and when the power flow flowing through the power distribution equipment in the power system exceeds the operating capacity of the equipment due to the difference between the amount of power generated by the regulated power source G1, the extra-high renewable energy power sources G2 to G5, and the high and low voltage renewable energy power sources in the power system and the power demand in the power system, the output of the regulated power source G1 is controlled preferentially, and when the output control of the regulated power source G1 alone is insufficient, the output of the extra-high renewable energy power sources G2 to G5 and the high and low voltage renewable energy power sources is controlled. Specifically, in Example 1, the regulated power source G1 has a rated output of 300 MW and a minimum output of 125 MW, and is operated to control the output of the extra-high voltage renewable energy power sources G2 to G5 and the high and low voltage renewable energy power sources when the increase margin constraint amount reaches 175 MW (rated output of the regulated power source 300 MW - minimum output 125 MW, i.e., the regulated power source is suppressed to its minimum output).

図9~12では、各切替パターンにおける電力系統の構成を示している。具体的に、 図9は、平常時(切替パターン1)の電力系統の構成を示しており、遮断器C1をオフにすることで、電力系統を電力供給エリアA1と電力供給エリアA2とに分離した状態を示している。また、図10は、他の切替パターン(切替パターン2)における電力系統の構成を示しており、遮断器C1はオンになっている一方、遮断器C2をオフとすることで、電力系統を電力供給エリアA3と電力供給エリアA4とに分離した状態を示している。同様に、図11は、切替パターン3における電力系統の構成を示しており、遮断器C1,C2はオンになっている一方、遮断器C3をオフとすることで、電力系統を電力供給エリアA5と電力供給エリアA6とに分離した状態を示し、図12は、切替パターン4における電力系統の構成を示しており、遮断器C1~C3はオンになっている一方、遮断器C4をオフとすることで、電力系統を電力供給エリアA7と電力供給エリアA8とに分離した状態を示している。 Figures 9 to 12 show the configuration of the power system in each switching pattern. Specifically, Figure 9 shows the configuration of the power system in normal times (switching pattern 1), with circuit breaker C1 turned off to separate the power system into power supply areas A1 and A2. Figure 10 shows the configuration of the power system in another switching pattern (switching pattern 2), with circuit breaker C1 turned on and circuit breaker C2 turned off to separate the power system into power supply areas A3 and A4. Similarly, FIG. 11 shows the configuration of the power system in switching pattern 3, with circuit breakers C1 and C2 turned on and circuit breaker C3 turned off, separating the power system into power supply area A5 and power supply area A6, and FIG. 12 shows the configuration of the power system in switching pattern 4, with circuit breakers C1 to C3 turned on and circuit breaker C4 turned off, separating the power system into power supply area A7 and power supply area A8.

また、図13は、実施例1の切替パターン1~4の電力系統の構成における、30分毎の電力潮流に基づく、上げ代制約量、再エネ電源抑制量および送電損失のシミュレーション結果を示す図である。本実施形態に係る電力系統切替支援装置10は、実施例1のシミュレーションと同様の方法にて、各切替パターンの電力潮流、上げ代制約量、再エネ電源抑制量および送電損失を一定時間ごとに算出することができる。 Figure 13 is a diagram showing the simulation results of the up-contract constraint amount, the renewable energy source suppression amount, and the transmission loss based on the power flow every 30 minutes in the power system configuration of switching patterns 1 to 4 of Example 1. The power system switching support device 10 according to this embodiment can calculate the power flow, up-contract constraint amount, the renewable energy source suppression amount, and the transmission loss for each switching pattern at regular intervals in a manner similar to the simulation of Example 1.

ここで、図9~12に示す実施例1の電力系統の構成では、2つの基幹電気所を有し、X基幹電気所の連系変圧器の定格容量は150MVA×2台=300MVAであり、Y基幹電気所の連系変圧器の定格容量は200MVA×2台=400MVAとなっている。また、調整電源G1はX基幹電気所に接続されている。さらに、特高再エネ電源G2~G5が送電線を介してX基幹電気所またはY基幹電気所に接続しており、また、図示しない負荷または発電機と接続する変電所A~Jが送電線を介してX基幹電気所またはY基幹電気所に接続している。さらに、特高再エネ電源G2~G5および高低圧再エネ電源は、昼間の12時に発電量がピークになるものとし、発電量が電力流通設備の運用容量を超過する場合には、調整電源G1の出力制御や、特高再エネ電源G2~G5および高低圧再エネ電源の出力制御により、電力潮流を制御する運用を行うものとする。 Here, the power system configuration of Example 1 shown in Figures 9 to 12 has two main electric power stations, the rated capacity of the interconnection transformer of X main electric power station is 150 MVA x 2 units = 300 MVA, and the rated capacity of the interconnection transformer of Y main electric power station is 200 MVA x 2 units = 400 MVA. Also, regulated power source G1 is connected to X main electric power station. Furthermore, extra-high-voltage renewable energy power sources G2 to G5 are connected to X main electric power station or Y main electric power station via transmission lines, and substations A to J connected to loads or generators (not shown) are connected to X main electric power station or Y main electric power station via transmission lines. Furthermore, the power generation of extra-high-voltage renewable energy sources G2 to G5 and high and low voltage renewable energy sources will peak at noon, and if the power generation exceeds the operating capacity of the power distribution facility, the power flow will be controlled by controlling the output of regulated power source G1 and the output of extra-high-voltage renewable energy sources G2 to G5 and high and low voltage renewable energy sources.

図9に示す切替パターン1の電力系統の構成では、遮断器C1をオフとすることで、電力供給エリアA1において、特高再エネ電源G2が連系変圧器の定格容量の小さい(300MVA)のX基幹電気所に接続し、電力供給エリアA2において、特高再エネ電源G3~G5が連系変圧器の定格容量の大きい(400MVA)のY基幹電気所に接続する。この場合でも、特高再エネ電源G2~G5および高低圧再エネ電源の発電量がピークとなる昼間の12時には、X基幹電気所に対して連系変圧器の定格容量300MVAを超える408.7MWの電力潮流になるため、X基幹電気所の調整電源G1の出力を最低出力値に抑制する運用が行われる。具体的には、図9に示す例では、特高再エネ電源G2および変電所B,C,E~Iの配電用変圧器配下に属する高低圧再エネ電源の発電量がピークとなる昼間の12時の時点で、上げ代制約量は408.7VM‐300MVA=108.7MWとなり、調整電源G1の出力を300MW-108.7MW=191.3MWに抑制すれば足り、調整電源G1の出力を最低出力の125MWまで抑制しなくてよいため、特高再エネ電源G2および変電所B,C,E~Iの配電用変圧器配下に属する高低圧再エネ電源の出力制御は行われないこととなる。また、図9に示す例では、特高再エネ電源G3~G5および変電所A,J,L~Oの配電用変圧器配下に属する高低圧再エネ電源の発電量がピークとなる昼間の12時の時点において、Y基幹電気所においては連系変圧器の定格容量の範囲内となるため、特高再エネ電源G3~G5および変電所A,J,L~Oの配電用変圧器配下に属する高低圧再エネ電源の出力制限は行われない。なお、この時点での送電損失は、X基幹電気所およびY基幹電気所の合計で5.6MWとなる。同様に、他の時間においても、上げ代制約量、再エネ電源制御量および送電損失を算出することで、図9に示す切替パターン1の電力系統の構成では、図13に示すように、上げ代制約量の1日合計は1089.7MWとなり、再エネ電源抑制量の1日合計は0MWとなり、送電損失の1日合計は67.8MWとなる。 In the power system configuration of switching pattern 1 shown in Figure 9, by turning off circuit breaker C1, in power supply area A1, extra-high-voltage renewable energy power source G2 is connected to X main electric power station, which has a small rated capacity (300 MVA) of the interconnection transformer, and in power supply area A2, extra-high-voltage renewable energy power sources G3 to G5 are connected to Y main electric power station, which has a large rated capacity (400 MVA) of the interconnection transformer. Even in this case, at noon in the daytime, when the power generation of extra-high-voltage renewable energy power sources G2 to G5 and high and low voltage renewable energy power sources peaks, the power flow to X main electric power station will be 408.7 MW, which exceeds the rated capacity of the interconnection transformer of 300 MVA, so the output of regulated power source G1 at X main electric power station is suppressed to the minimum output value. Specifically, in the example shown in FIG. 9, at noon during the day when the power generation of the extra-high voltage renewable energy power source G2 and the high and low voltage renewable energy power sources under the distribution transformers of substations B, C, E to I reaches its peak, the increase margin constraint amount is 408.7VM-300MVA=108.7MW, and it is sufficient to restrict the output of the regulated power source G1 to 300MW-108.7MW=191.3MW. There is no need to restrict the output of the regulated power source G1 to the minimum output of 125MW. Therefore, output control of the extra-high voltage renewable energy power source G2 and the high and low voltage renewable energy power sources under the distribution transformers of substations B, C, E to I is not performed. In the example shown in FIG. 9, at 12:00 in the daytime when the power generation of the high- and low-voltage renewable energy power sources belonging to the distribution transformers of the extra-high-voltage renewable energy power sources G3 to G5 and the substations A, J, and L to O reaches its peak, the power generation is within the rated capacity of the interconnection transformer in the Y main power station, so no output restriction is performed on the high- and low-voltage renewable energy power sources belonging to the distribution transformers of the extra-high-voltage renewable energy power sources G3 to G5 and the substations A, J, and L to O. The transmission loss at this time is 5.6 MW in total for the X main power station and the Y main power station. Similarly, by calculating the boost constraint amount, the renewable energy power source control amount, and the transmission loss at other times, in the configuration of the power system of the switching pattern 1 shown in FIG. 9, the daily total of the boost constraint amount is 1089.7 MW, the daily total of the renewable energy power source suppression amount is 0 MW, and the daily total of the transmission loss is 67.8 MW, as shown in FIG. 13.

また、図10に示す切替パターン2の電力系統の構成では、遮断器C1をオンとし、遮断器C2をオフとすることで、図9に示す平常時(切替パターン1)の構成と比べて、負荷や発電機に接続する変電所G~Iが、X基幹電気所が存在する電力供給エリアA3からY基幹電気所が存在する電力供給エリアA4に切り替わっている。図10に示す例において、変電所G~Iでは、発電電力量が電力消費量を上回っており、変電所G~IがY基幹電気所と接続することで、X基幹電気所における上げ代制約量は図9に示す構成よりも減少する。具体的には、図13に示すように、上げ代制約量の1日合計は734.5MWとなる。また、図10に示す例においても、図9に示す例と同様に、電力供給エリアA3の発電量がX基幹電気所の連系変圧器の運用容量を超過する場合も、調整電源G1の出力を制御するだけで足りるため、再エネ電源抑制量の1日合計は0MWのまま変化しない。一方で、変電所G~IがY基幹電気所に接続することで送電距離が延び送電損失が増加するため、図13に示すように、送電損失の1日合計は81.2MWに増加する。 In addition, in the power system configuration of switching pattern 2 shown in FIG. 10, by turning on circuit breaker C1 and turning off circuit breaker C2, compared to the configuration of normal times (switching pattern 1) shown in FIG. 9, substations G to I connected to loads and generators are switched from power supply area A3 where main electric power station X exists to power supply area A4 where main electric power station Y exists. In the example shown in FIG. 10, the amount of generated power exceeds the amount of power consumed in substations G to I, and by connecting substations G to I to main electric power station Y, the amount of up-consumption constraint in main electric power station X decreases compared to the configuration shown in FIG. 9. Specifically, as shown in FIG. 13, the daily total of the up-consumption constraint amount is 734.5 MW. In the example shown in FIG. 10, as in the example shown in FIG. 9, even if the amount of power generated in power supply area A3 exceeds the operating capacity of the interconnection transformer of main electric power station X, the daily total of the renewable energy source suppression amount remains unchanged at 0 MW because it is sufficient to control the output of regulating power source G1. On the other hand, because substations G to I are connected to the Y main power station, the transmission distance increases and transmission losses increase, so the total daily transmission loss increases to 81.2 MW, as shown in Figure 13.

図11に示す切替パターン3の電力系統の構成では、遮断器C1,C2をオンとし、遮断器C3をオフとすることで、図9に示す平常時(切替パターン1)の構成と比べて、X基幹電気所は、特高再エネ電源G3,G4と変電所A(一部),J,Lとにさらに接続することとなる。これにより、X基幹電気所の連系変圧器に流れる電力潮流が増加し、その分、調整電源G1の上げ代制約量は増加する。具体的に、切替パターン3の電力系統の構成では、図13に示すように、上げ代制約量の1日合計は2526.4MWとなり、切替パターン1の電力系統の構成の約2.3倍となる。また、図11に示す切替パターン3の電力系統の構成では、X基幹電気所の連系変圧器に流れる電力潮流は、調整電源G1の出力を最低出力まで下げるだけではX基幹電気所の連系変圧器の運用容量以下とならない時間帯があり、この場合、特高再エネ電源G2~G4および変電所A(一部),B,C,E~J,Lの配電用変圧器配下に属する高低圧再エネ電源の出力制御が行われる。その結果、図13に示すように、再エネ電源制御量の1日合計は251.2MWと増加する。一方で、図11に示す切替パターン3の電力系統の構成では、送電損失は減少し、図13に示すように、送電損失の1日合計は55.5MWに低下する。 In the power system configuration of switching pattern 3 shown in Figure 11, by turning on circuit breakers C1 and C2 and turning off circuit breaker C3, compared to the normal state (switching pattern 1) configuration shown in Figure 9, the X main power station is further connected to extra-high-voltage renewable energy sources G3 and G4 and substations A (part), J, and L. This increases the power flow to the interconnection transformer of the X main power station, and increases the up-contract amount of the regulating power source G1 accordingly. Specifically, in the power system configuration of switching pattern 3, as shown in Figure 13, the daily total up-contract amount is 2526.4 MW, which is approximately 2.3 times that of the power system configuration of switching pattern 1. In addition, in the configuration of the power system of switching pattern 3 shown in FIG. 11, there are time periods when the power flow through the interconnection transformer of the X main power station does not fall below the operating capacity of the interconnection transformer of the X main power station by simply lowering the output of the regulating power source G1 to the minimum output. In this case, the output of the extra-high-voltage renewable energy sources G2 to G4 and the high and low voltage renewable energy sources under the distribution transformers of substations A (part), B, C, E to J, and L is controlled. As a result, as shown in FIG. 13, the daily total of the renewable energy source control amount increases to 251.2 MW. On the other hand, in the configuration of the power system of switching pattern 3 shown in FIG. 11, the transmission loss decreases, and the daily total of the transmission loss falls to 55.5 MW as shown in FIG. 13.

さらに、図12に示す切替パターン4の電力系統の構成では、遮断器C1~C3をオンとし、遮断器C4をオフとすることで、図11に示す切替パターン3の構成と比べて、X基幹電気所は、さらに特高再エネ電源G5および変電所A(全部),Mと接続することとなる。これにより、X基幹電気所の連系変圧器に流れる電力潮流がより増加し、その分、上げ代制約量はより増加する。具体的に、切替パターン4の電力系統の構成では、図13に示すように、上げ代制約量の1日合計は3271.0MWと、切替パターン3の構成での上げ代制約量よりも高くなっている。また、図12に示す切替パターン4の電力系統の構成でも、X基幹電気所の連系変圧器に流れる電力潮流は、調整電源G1の出力を最低出力とするだけでは電力流通設備の運用容量以下とならない時間帯があり、特高再エネ電源G2~G5および変電所A,B,C,E~J,Lの配電用変圧器配下に属する高低圧再エネ電源の出力抑制が必要となる。その結果、図13に示すように、再エネ電源制御量の1日合計は1103.9MWとなり、切替パターン3の再エネ電源制御量よりも増加する。一方で、図12に示す切替パターン4の電力系統の構成では、図11に示す切替パターン3の電力系統の構成よりも送電損失は減少し、図13に示すように、送電損失の1日合計は48.1MWに低下する。 Furthermore, in the power system configuration of switching pattern 4 shown in Figure 12, by turning on circuit breakers C1 to C3 and turning off circuit breaker C4, compared to the configuration of switching pattern 3 shown in Figure 11, the X main power station is further connected to extra-high-voltage renewable energy power source G5 and substations A (all) and M. This further increases the power flow through the interconnection transformers of the X main power station, and accordingly the up-consumption margin constraint amount increases further. Specifically, in the power system configuration of switching pattern 4, as shown in Figure 13, the daily total up-consumption margin constraint amount is 3,271.0 MW, which is higher than the up-consumption margin constraint amount in the configuration of switching pattern 3. In addition, even in the power system configuration of switching pattern 4 shown in FIG. 12, there are time periods when the power flow through the interconnection transformer of the X main power station does not fall below the operating capacity of the power distribution facility simply by setting the output of the regulating power source G1 to the minimum output, and output suppression of the high and low voltage renewable energy sources under the distribution transformers of the extra-high voltage renewable energy sources G2 to G5 and the substations A, B, C, E to J, and L is required. As a result, as shown in FIG. 13, the daily total of the renewable energy source control amount is 1103.9 MW, which is higher than the renewable energy source control amount of switching pattern 3. On the other hand, in the power system configuration of switching pattern 4 shown in FIG. 12, the transmission loss is reduced compared to the power system configuration of switching pattern 3 shown in FIG. 11, and the daily total of the transmission loss falls to 48.1 MW as shown in FIG. 13.

なお、図9~12に示す例では、図9~12に示す電力系統が監視対象の電力系統である場合を例示して説明しているが、図9~12に示す電力系統が、監視対象の電力系統(電力供給エリア全体)の一部である場合は、図9~12に示す本電力系統モデルの電力潮流だけではなく、他系統の電力潮流も含めた、監視対象である電力系統全体の電力潮流により、電力供給エリア全体の送電損失を求め評価することが好ましい。たとえば、図9~12に示す本電力系統モデルの発電電力量が抑制された場合は、電力供給エリア全体の発電と需要のバランスを保つため、他系統の発電電力量を増加させる必要がある。この場合、変化した本電力系統モデルの電力潮流と他系統の電力潮流とを併せて、電力供給エリア全体の送電損失を求め評価することが好ましい。 In the examples shown in Figures 9 to 12, the power system shown in Figures 9 to 12 is the power system to be monitored. However, if the power system shown in Figures 9 to 12 is part of the power system to be monitored (whole power supply area), it is preferable to determine and evaluate the transmission loss of the entire power supply area based on the power flow of the entire power system to be monitored, including not only the power flow of this power system model shown in Figures 9 to 12 but also the power flows of other systems. For example, if the amount of power generated by this power system model shown in Figures 9 to 12 is suppressed, it is necessary to increase the amount of power generated by other systems in order to maintain the balance between power generation and demand in the entire power supply area. In this case, it is preferable to determine and evaluate the transmission loss of the entire power supply area based on the changed power flow of this power system model and the power flows of other systems.

実施例1において、図13に示すように、上げ代制約量、再エネ電源抑制量および送電損失が算出された場合、電力系統切替支援装置10は、系統運用者が入力装置17を操作して、図4に示す画面における「ソート切替」のリストボックスにおいて、「再エネ電源制御量」の優先度を「1」、「送電損失」の優先度を「2」、「上げ代制約量」の優先度を「3」と設定し、表示要求を行った場合には、図9~図12に示す切替パターン1~4を、切替パターン1、切替パターン2、切替パターン3、切替パターン4の順に上から並べることで、「再エネ電源制御量」を最も優先し、「送電損失」を次に優先し、「上げ代制約量」を最後に優先したリストを作成し、系統運用者に提示することができる。 In the first embodiment, as shown in FIG. 13, when the increase margin constraint amount, the renewable energy power source suppression amount, and the transmission loss are calculated, the power system switching support device 10 can create a list in which the "renewable energy power source control amount" is given the highest priority, the "transmission loss" is given the second priority, and the "increase margin constraint amount" is given the last priority by arranging the switching patterns 1 to 4 shown in FIG. 9 to 12 in the order of switching pattern 1, switching pattern 2, switching pattern 3, and switching pattern 4 from top to bottom, and present the list to the system operator.

また、電力系統切替支援装置10の切替支援機能は、図14に示すように、各切替パターンにおける上げ代制約量、再エネ電源抑制量、送電損失の推移をグラフ化して表示する構成とすることもできる。なお、図14は、実施例1の切替パターン1~4における電力系統の構成における上げ代制約量、再エネ電源抑制量、送電損失の推移を示すグラフの一例であり、(A)は切替パターン1~4の上げ代制約量の推移を示し、(B)は切替パターン1~4の再エネ電源抑制量の推移を示し、(C)は切替パターン1~4の送電損失の推移を示している。このように、電力系統切替支援装置10は、切替パターンごとの上げ代制約量、再エネ電源抑制量、送電損失の推移をグラフ化して表示することで、系統運用者に各切替パターンにおける上げ代制約量、再エネ電源抑制量、送電損失がどのように推移するかを直感的に把握させることができ、系統運用者による電力系統の構成の切り替えを支援することができる。 The switching support function of the power system switching support device 10 can also be configured to display the trends in the charge-back constraint amount, the renewable energy power source suppression amount, and the transmission loss in each switching pattern in a graph, as shown in FIG. 14. FIG. 14 is an example of a graph showing the trends in the charge-back constraint amount, the renewable energy power source suppression amount, and the transmission loss in the configuration of the power system in switching patterns 1 to 4 of the first embodiment, where (A) shows the trends in the charge-back constraint amount for switching patterns 1 to 4, (B) shows the trends in the renewable energy power source suppression amount for switching patterns 1 to 4, and (C) shows the trends in the transmission loss for switching patterns 1 to 4. In this way, the power system switching support device 10 can intuitively grasp how the charge-back constraint amount, the renewable energy power source suppression amount, and the transmission loss in each switching pattern will change by displaying the trends in the charge-back constraint amount, the renewable energy power source suppression amount, and the transmission loss in each switching pattern, thereby supporting the system operator in switching the configuration of the power system.

さらに、電力系統切替支援装置10の切替支援機能は、図15に示すように、切替パターンごとに、X基幹電気所およびY基幹電気所の各連系変圧器の合計潮流(連変潮流)の推移をグラフ化して表示する構成とすることもできる。ここで、図15(A)は、切替パターン1でのX基幹電気所およびY基幹電気所の連変潮流の推移を示すグラフであり、図15(B)は、切替パターン2のX基幹電気所およびY基幹電気所の連変潮流の推移を示すグラフであり、図15(C)は、切替パターン3のX基幹電気所およびY基幹電気所の連変潮流の推移を示すグラフであり、図15(D)は、切替パターン4のX基幹電気所およびY基幹電気所の連変潮流の推移を示すグラフである。また、図15に示すように、電力系統切替支援装置10は、X基幹電気所およびY基幹電気所の連系変圧器の定格容量を重畳して表示するとともに、調整電源G1や特高再エネ電源G2~G5および高低圧再エネ電源の出力を抑制しない場合の連変潮流についても重畳して表示する構成とすることができる。これにより、電力系統の各構成におけるX基幹電気所およびY基幹電気所の連変潮流の推移を、系統運用者に直感的に把握させることができ、系統運用者の電力系統の構成の切り替えを支援することができる。 Furthermore, the switching support function of the power system switching support device 10 can be configured to display the transition of the total power flow (continuous power flow) of each interconnection transformer of the X main electric power station and the Y main electric power station for each switching pattern as a graph, as shown in Figure 15. Here, Figure 15 (A) is a graph showing the transition of the continuous power flow of the X main electric power station and the Y main electric power station in switching pattern 1, Figure 15 (B) is a graph showing the transition of the continuous power flow of the X main electric power station and the Y main electric power station in switching pattern 2, Figure 15 (C) is a graph showing the transition of the continuous power flow of the X main electric power station and the Y main electric power station in switching pattern 3, and Figure 15 (D) is a graph showing the transition of the continuous power flow of the X main electric power station and the Y main electric power station in switching pattern 4. As shown in FIG. 15, the power system switching support device 10 can be configured to display the rated capacities of the interconnection transformers of the X main electric utility station and the Y main electric utility station in a superimposed manner, as well as to display the interconnection flow when the output of the regulated power source G1, the extra-high-voltage renewable energy power sources G2 to G5, and the high- and low-voltage renewable energy power sources is not suppressed. This allows the system operator to intuitively grasp the transition of the interconnection flow of the X main electric utility station and the Y main electric utility station in each configuration of the power system, and supports the system operator in switching the configuration of the power system.

以上のように、本実施形態に係る電力系統切替支援装置10は、電力設備を停止する電力設備停止計画を立案し、設備停止作業を実施する場合の、電力系統の構成の切り替え操作を支援するための電力系統切替支援装置10であって、停止予定の対象電力設備の情報を対象電力設備情報として取得し、対象電力設備を停止した場合に切り替える電力系統の構成パターンを、切替パターンとして複数記憶しており、対象電力設備情報を取得した場合に、対象電力設備に応じた複数の切替パターンについて、切替パターンごとに送電損失を算出し、再エネ電源制御量および調整電源の運転制約となる上げ代制約量も考慮したうえで、送電損失が小さい切替パターンを優先した支援情報、再エネ電源制御量の低減を優先した支援情報、調整電源の運転制約量を優先した支援情報、複数を組み合わせた支援情報を出力する。これにより、系統運用者は、需給制約、輸送制約の双方を可視化したうえで、需給運用面を踏まえて、状況に応じ最適な切替パターンを把握することができ、この支援情報に基づいて、電力系統構成の切り替え作業をより適切かつ効率良く実行することができる。 As described above, the power system switching support device 10 according to the present embodiment is a power system switching support device 10 for supporting the switching operation of the configuration of the power system when a power equipment shutdown plan for shutting down the power equipment is formulated and equipment shutdown work is performed. Information on the target power equipment to be shut down is acquired as target power equipment information, and multiple configuration patterns of the power system to be switched when the target power equipment is shut down are stored as switching patterns. When the target power equipment information is acquired, the transmission loss is calculated for each switching pattern according to the multiple switching patterns corresponding to the target power equipment, and support information that prioritizes a switching pattern with small transmission loss, support information that prioritizes a reduction in the renewable energy power source control amount, support information that prioritizes the operation constraint amount of the regulated power source, and support information that combines multiple support information are output. As a result, the system operator can visualize both the supply and demand constraint and the transportation constraint, and can grasp the optimal switching pattern according to the situation based on the supply and demand operation aspect, and can perform the switching work of the power system configuration more appropriately and efficiently based on this support information.

また、本実施形態では、対象電力設備を停止した場合において、電力系統を切替パターンの構成に切り替えた場合の電力潮流と、電力系統の切り替えを行わない場合の電力潮流について、送電線毎に、それぞれの切替パターンの送電損失および再エネ電源制御量および上げ代制約量を比較して、それぞれの合計値を算出することにより、あるいは、送電毎に個別に、切替パターンを送電損失および再エネ電源制御量および上げ代制約量が小さい順に並べ替えた情報を支援情報として出力する。これにより、電力系統構成の切り替えにより電力潮流が変化する切替パターンの情報を支援情報として、系統運用者に提示することができる。 In addition, in this embodiment, when the target power equipment is stopped, the power flow when the power system is switched to the switching pattern configuration is compared with the power flow when the power system is not switched, and the transmission loss, renewable energy power source control amount, and increase margin constraint amount of each switching pattern are compared for each transmission line, and the total values of each are calculated, or the switching patterns are sorted in ascending order of transmission loss, renewable energy power source control amount, and increase margin constraint amount for each transmission individually, and information is output as support information. This makes it possible to present information on switching patterns in which the power flow changes due to switching of the power system configuration to the system operator as support information.

さらに、本実施形態では、電力設備停止計画における対象電力設備の停止時間、停止操作時間および復旧操作時間内の複数の時刻において、切替パターンごとに、送電損失および再エネ電源制御量および上げ代制約量を算出し、切替パターンが選択された場合には、選択された切替パターンの構成について、複数の時刻での送電損失および再エネ電源制御量および上げ代制約量の情報を支援情報に含めて出力する。これにより、系統運用者が、選択した切替パターンにおける損失電流の時間推移を把握することができ、電力設備停止計画に付随して組み合わせとなる系統切替操作に要する時間帯も考慮した切替パターンの決定の参考にすることができる。これは、系統切替操作に、たとえば数時間など長時間を要する場合もあり、設備停止作業の時間との相関で、あるいは、設備停止のための系統操作時間が昼間であるか夜間であるかなどの時間帯により送電損失、再エネ電源制御量、調整電源の上げ代制約量が変わるためである。このように、複数の電力設備停止計画の組み合わせとそれぞれに対応する系統切替パターンの最適候補の選択支援により、系統切替操作に要する時間も考慮して、1日間、1週間、1カ月間などの期間で評価して、最も再エネ電源の出力を抑制する機会を減らせる支援を行うことができる。 Furthermore, in this embodiment, the transmission loss, the renewable energy power source control amount, and the increase constraint amount are calculated for each switching pattern at multiple times within the stop time, stop operation time, and restoration operation time of the target power equipment in the power equipment stop plan, and when a switching pattern is selected, information on the transmission loss, the renewable energy power source control amount, and the increase constraint amount at multiple times for the configuration of the selected switching pattern is included in the support information and output. This allows the system operator to grasp the time transition of the loss current in the selected switching pattern, and can use it as a reference for determining a switching pattern taking into account the time period required for the system switching operation that is associated with the power equipment stop plan and is combined. This is because the system switching operation may take a long time, for example, several hours, and the transmission loss, the renewable energy power source control amount, and the increase constraint amount of the regulating power source change depending on the time period, such as whether the system operation time for the equipment stop is daytime or nighttime, in correlation with the time of the equipment stop work. In this way, by helping to select the optimal candidate for a combination of multiple power equipment shutdown plans and the corresponding grid switching patterns, it is possible to take into account the time required for grid switching operations, evaluate periods such as one day, one week, or one month, and provide support to minimize the opportunities to curtail the output of renewable energy sources.

《第2実施形態》
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態に係る電力系統切替支援装置10は、第1実施形態に係る電力系統切替支援装置10と同様の構成を有し、以下に説明するように動作すること以外は、第1実施形態に係る電力系統切替支援装置10と同様に動作する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The power system transfer support device 10 according to the second embodiment has a similar configuration to the power system transfer support device 10 according to the first embodiment, and operates in the same manner as the power system transfer support device 10 according to the first embodiment, except that it operates as described below.

第2実施形態において、電力系統切替支援装置10は、現在の電力系統の構成において構成要素を新規で追加、あるいは、既存の構成要素を削除した場合の、各切替パターンにおける上げ代制約量、再エネ電源抑制量、送電損失を予測し、系統運用者に提示することを特徴とする。具体的に、電力系統切替支援装置10は、現在の電力系統の構成、各発電所の発電量または消費電力量の過去実績の統計情報などに基づいて、再エネ電源などの発電機の増減、または、負荷の増減に応じた上げ代制約量、再エネ電源抑制量、送電損失を予測し、時間ごとに算出する。 In the second embodiment, the power system switching support device 10 predicts the allowance constraint amount, the renewable energy source suppression amount, and the transmission loss in each switching pattern when a new component is added to the current power system configuration or an existing component is deleted, and presents them to the system operator. Specifically, the power system switching support device 10 predicts the allowance constraint amount, the renewable energy source suppression amount, and the transmission loss according to the increase or decrease in generators such as renewable energy sources or the increase or decrease in load based on the current power system configuration and statistical information on the past performance of the power generation or power consumption of each power plant, and calculates them for each hour.

このような機能を発揮するために、演算装置12は、第1実施形態に係る機能に加えて、現在の電力系統の構成を変更する構成変更機能を有する。具体的に、構成変更機能は、現在の電力系統の構成データを取得し、入力装置17を介した系統運用者の指示に基づいて、現在の電力系統の構成を変更(設定)することができる。たとえば、構成変更機能は、現在の電力系統の構成データ上に、新たな構成要素(再エネ電源などの発電機や負荷、送電線)を任意の位置に新設することや、既存の発電機や負荷を構成から任意に削除することができる。また、構成変更機能は、系統運用者の指示に基づいて発電機や負荷を新たに設置する場合には、定格出力、定格容量、送電線の送電容量、インピーダンスなど、電力潮流、上げ代制約量、再エネ電源抑制量、送電損失などを算出するために必要となる構成要素のデータを適宜入力(設定)することができる。 In order to perform such a function, the arithmetic device 12 has a configuration change function for changing the configuration of the current power system in addition to the function according to the first embodiment. Specifically, the configuration change function can acquire configuration data of the current power system and change (set) the configuration of the current power system based on the instruction of the system operator via the input device 17. For example, the configuration change function can install new components (generators, loads, and transmission lines such as renewable energy sources) at any position on the configuration data of the current power system, or delete existing generators and loads from the configuration. In addition, when installing new generators and loads based on the instruction of the system operator, the configuration change function can appropriately input (set) data of components required for calculating power flow, up-consumption constraint amount, renewable energy source suppression amount, transmission loss, etc., such as rated output, rated capacity, transmission capacity of transmission lines, impedance, etc.

また、第2実施形態において、電力潮流算出機能は、構成変更機能により変更された電力系統の構成に基づいて、各切替パターンの電力潮流を算出する構成とすることができる。同様に、再エネ電源制御量算出機能、上げ代制約量算出機能および送電損失算出機能も、構成変更機能により変更された電力系統の構成に基づいて、各切替パターンの再エネ電源制御量、上げ代制約量および送電損失を算出する構成とすることができる。 In addition, in the second embodiment, the power flow calculation function can be configured to calculate the power flow for each switching pattern based on the configuration of the power system changed by the configuration change function. Similarly, the renewable energy power source control amount calculation function, the up-front constraint amount calculation function, and the transmission loss calculation function can be configured to calculate the renewable energy power source control amount, up-front constraint amount, and transmission loss for each switching pattern based on the configuration of the power system changed by the configuration change function.

(実施例2)
次に、第2実施形態に係る電力系統切替支援装置10の実施例(実施例2)について説明する。実施例2では、電力系統切替支援装置10は、図9~図12に示す現在の電力系統の構成に対して、特高再エネ電源G6~G8および調整電源G9を追加した場合の、再エネ電源抑制量、上げ代制約量および送電損失を系統運用者に提示する場面を示している。なお、特高再エネ電源G6~G8はそれぞれ定格出力が30MW,20MW,10MWとし、調整電源G9は定格出力が150MW、最低出力が75MWとする。また、調整電源G9はY基幹電気所に接続するものとする。
Example 2
Next, an example (Example 2) of the power system transfer support device 10 according to the second embodiment will be described. In Example 2, the power system transfer support device 10 shows a scene in which the power system operator is presented with the renewable energy power source suppression amount, the increase margin constraint amount, and the transmission loss when extra-high-voltage renewable energy power sources G6 to G8 and the regulating power source G9 are added to the current power system configuration shown in Figs. 9 to 12. The extra-high-voltage renewable energy power sources G6 to G8 have rated outputs of 30 MW, 20 MW, and 10 MW, respectively, and the regulating power source G9 has a rated output of 150 MW and a minimum output of 75 MW. The regulating power source G9 is also connected to the Y main power station.

図16は、図9に示す切替パターン1の電力系統の構成に、特高再エネ電源G6~G8および調整電源G9を追加した状態を示す図である。特高再エネ電源G2~G8および高低圧再エネ電源の発電量が12時にピークになった場合、図16に示す切替パターン1の構成では、X基幹電気所に対して、連系変圧器の定格容量の300MWを超える431.8MWの電力潮流となり、調整電源G1の出力制御が行われる。また、図16に示す例では、Y基幹電気所に特高再エネ電源G3~G8および調整電源G9および変電所A,J,L~Oの配電用変圧器配下に属する高低圧再エネ電源が接続しており、特高再エネ電源G3~G8および変電所A,J,L~Oの配電用変圧器配下に属する高低圧再エネ電源の発電量が12時にピークになった場合に、Y基幹電気所に対して連系変圧器の定格容量の400MWを超える644.6MWの電力潮流となり、調整電源G9の出力抑制も行われる。また、図16に示す例では、Y基幹電気所において、調整電源G9の上げ代制約量は最大で75MWであるため、調整電源G9の出力制御だけでは、予想電力潮流がY基幹電気所の連系変圧器の運用容量を超過するため、特高再エネ電源G3~G8および変電所A,J,L~Oの配電用変圧器配下に属する高低圧再エネ電源の出力抑制も行われる。その結果、図20に示すように、図16に示す切替パターン1の電力系統の構成では、図20に示すように、上げ代制約量の1日合計は2721.7MWとなり、再エネ電源制御量の1日合計は1271.3MWとなり、送電損失の1日合計は116.5MWとなる。 Figure 16 is a diagram showing the state in which extra-high voltage renewable energy power sources G6 to G8 and regulated power source G9 are added to the power system configuration of switching pattern 1 shown in Figure 9. When the power generation of extra-high voltage renewable energy power sources G2 to G8 and high and low voltage renewable energy power sources peaks at 12 o'clock, in the switching pattern 1 configuration shown in Figure 16, the power flow to the X main power station will be 431.8 MW, which exceeds the rated capacity of the interconnection transformer of 300 MW, and output control of the regulated power source G1 will be performed. In addition, in the example shown in FIG. 16, extra-high voltage renewable energy power sources G3 to G8, regulated power source G9, and high and low voltage renewable energy power sources under the distribution transformers of substations A, J, and L to O are connected to the Y main power station, and when the power generation of the extra-high voltage renewable energy power sources G3 to G8 and the high and low voltage renewable energy power sources under the distribution transformers of substations A, J, and L to O peaks at 12 o'clock, a power flow of 644.6 MW will be generated to the Y main power station, exceeding the rated capacity of the interconnection transformer of 400 MW, and the output of the regulated power source G9 will also be suppressed. In the example shown in FIG. 16, the maximum allowable power constraint amount for the regulated power source G9 in the Y main power station is 75 MW, so if the output of the regulated power source G9 is controlled only, the expected power flow will exceed the operating capacity of the interconnection transformer of the Y main power station, and therefore output suppression is also performed for the extra-high-voltage renewable energy sources G3 to G8 and the high and low voltage renewable energy sources under the distribution transformers of the substations A, J, and L to O. As a result, as shown in FIG. 20, in the configuration of the power system of the switching pattern 1 shown in FIG. 16, the daily total allowable power constraint amount is 2721.7 MW, the daily total renewable energy source control amount is 1271.3 MW, and the daily total transmission loss is 116.5 MW.

また、図17は、図10に示す切替パターン2の電力系統の構成に、特高再エネ電源G6~G8および調整電源G9を追加した状態を示す図である。特高再エネ電源G2~G8および高低圧再エネ電源の発電量が12時にピークになった場合、図17に示す切替パターン2の構成では、X基幹電気所に対して連系変圧器の定格容量の300MWを超える365.8MWの電力潮流があり、調整電源G1の出力制御だけが行われる。また、図17に示す切替パターン2の構成では、Y基幹電気所に対して連系変圧器の定格容量の400MWを超える710.6MWの電力潮流があり、調整電源G9の出力制御とともに、特高再エネ電源G3~G8および変電所A,G~J,L~Oの配電用変圧器配下に属する高低圧再エネ電源の出力抑制も行われる。その結果、図20に示すように、図17に示す切替パターン2の電力系統の構成では、上げ代制約量の1日合計は1912.5MWとなり、再エネ電源制御量の1日合計は1964.0MWとなり、送電損失の1日合計は119.8MWとなる。 Also, FIG. 17 is a diagram showing a state in which extra-high renewable energy sources G6 to G8 and regulated power source G9 are added to the configuration of the power system of the switching pattern 2 shown in FIG. 10. When the power generation of the extra-high renewable energy sources G2 to G8 and the high and low voltage renewable energy sources peaks at 12 o'clock, in the configuration of the switching pattern 2 shown in FIG. 17, there is a power flow of 365.8 MW to the X main electric station, which exceeds the rated capacity of the interconnection transformer of 300 MW, and only the output control of the regulated power source G1 is performed. In addition, in the configuration of the switching pattern 2 shown in FIG. 17, there is a power flow of 710.6 MW to the Y main electric station, which exceeds the rated capacity of the interconnection transformer of 400 MW, and in addition to the output control of the regulated power source G9, the output suppression of the extra-high renewable energy sources G3 to G8 and the high and low voltage renewable energy sources belonging to the distribution transformers of the substations A, G to J, and L to O is also performed. As a result, as shown in FIG. 20, in the power system configuration of switching pattern 2 shown in FIG. 17, the daily total of the increase margin constraint amount is 1912.5 MW, the daily total of the renewable energy power source control amount is 1964.0 MW, and the daily total of the transmission loss is 119.8 MW.

さらに、図18は、図11に示す切替パターン3の電力系統の構成に、特高再エネ電源G6~G8および調整電源G9を追加した状態を示す図である。特高再エネ電源G2~G8の発電量がピークとなる12時では、X基幹電気所に対して連系変圧器の定格容量の300MWを超える608.4MWの電力潮流があり、調整電源G1の出力抑制と特高再エネ電源G2~G4および変電所A(一部),B,C,E~J,Lの配電用変圧器配下に属する高低圧再エネ電源の出力抑制が行われる。また、図18に示す切替パターン3の構成では、Y基幹電気所に対して連系変圧器の定格容量の400MWを超える468.4MWの電力潮流があり、調整電源G9による出力制御が行われる。その結果、図20に示すように、図18に示す切替パターン3の電力系統の構成では、上げ代制約量の1日合計は3493.2MWとなり、再エネ電源制御量の1日合計は1041.0MWとなり、送電損失の1日合計は102.7MWとなる。 Furthermore, FIG. 18 is a diagram showing the state in which extra-high-voltage renewable energy sources G6 to G8 and regulated power source G9 are added to the configuration of the power system of switching pattern 3 shown in FIG. 11. At 12:00, when the power generation of extra-high-voltage renewable energy sources G2 to G8 peaks, there is a power flow of 608.4 MW to the X main power station, exceeding the rated capacity of the interconnection transformer of 300 MW, and output suppression of the regulated power source G1 and output suppression of the extra-high-voltage renewable energy sources G2 to G4 and the high and low voltage renewable energy sources under the distribution transformers of substations A (part), B, C, E to J, and L are performed. In addition, in the configuration of switching pattern 3 shown in FIG. 18, there is a power flow of 468.4 MW to the Y main power station, exceeding the rated capacity of the interconnection transformer of 400 MW, and output control is performed by the regulated power source G9. As a result, as shown in FIG. 20, in the power system configuration of switching pattern 3 shown in FIG. 18, the daily total of the increase margin constraint amount is 3493.2 MW, the daily total of the renewable energy power source control amount is 1041.0 MW, and the daily total of the transmission loss is 102.7 MW.

加えて、図19は、図12に示す切替パターン4の電力系統の構成に、特高再エネ電源G6~G8および調整電源G9を追加した状態を示す図である。特高再エネ電源G2~G8および高低圧再エネ電源の発電量がピークとなる12時では、X基幹電気所に対して連系変圧器の定格容量の300MWを超える786.4MWの電力潮流があり、調整電源G1の出力制御と特高再エネ電源G2~G6および変電所A(全部),B,C,E~J,L,Mの配電用変圧器配下に属する高低圧再エネ電源の出力制御が行われる。また、図19に示す切替パターン4の構成では、Y基幹電気所に対して連系変圧器の定格容量400MWの範囲内の290MWが電力潮流が予測されるため、調整電源G9の出力制御も特高再エネ電源G7,8の出力制御も行われない。その結果、図20に示すように、図19に示す切替パターン4の電力系統の構成では、上げ代制約量の1日合計は4982.9MWとなり、再エネ電源抑制量の1日合計は3323.1MWとなり、送電損失の1日合計は71.6MWとなる。 In addition, FIG. 19 is a diagram showing a state in which extra-high renewable energy power sources G6 to G8 and regulated power source G9 are added to the configuration of the power system of switching pattern 4 shown in FIG. 12. At 12 o'clock, when the power generation of extra-high renewable energy power sources G2 to G8 and high and low voltage renewable energy power sources peaks, there is a power flow of 786.4 MW to the X main electric power station, which exceeds the rated capacity of the interconnection transformer of 300 MW, and output control of the regulated power source G1 and output control of the extra-high renewable energy power sources G2 to G6 and the high and low voltage renewable energy power sources under the distribution transformers of substations A (all), B, C, E to J, L, and M are performed. In addition, in the configuration of switching pattern 4 shown in FIG. 19, a power flow of 290 MW within the range of the rated capacity of the interconnection transformer of 400 MW is predicted for the Y main electric power station, so output control of the regulated power source G9 and output control of the extra-high renewable energy power sources G7 and 8 are not performed. As a result, as shown in FIG. 20, in the power system configuration of switching pattern 4 shown in FIG. 19, the daily total of the increase margin constraint amount is 4982.9 MW, the daily total of the renewable energy source suppression amount is 3323.1 MW, and the daily total of the transmission loss is 71.6 MW.

実施例2において、図20に示すように、上げ代制約量、再エネ電源抑制量および送電損失が算出された場合、電力系統切替支援装置10は、系統運用者が入力装置17を操作して、図4に示す画面における「ソート切替」のリストボックスにおいて、「再エネ電源制御量」の優先度を「1」、「送電損失」の優先度を「2」、「上げ代制約量」の優先度を「3」と設定し、表示要求を行った場合には、図16~図19に示す切替パターン1~4を、切替パターン3、切替パターン1、切替パターン2、切替パターン4の順に上から並べることで、「再エネ電源制御量」を最も優先し、「再エネ電源制御量」が少ないことを優先したリストを作成し、系統運用者に提示することができる。 In the second embodiment, as shown in FIG. 20, when the increase margin constraint amount, the renewable energy power source suppression amount, and the power transmission loss are calculated, the power system switching support device 10 can create a list that prioritizes the "renewable energy power source control amount" and the smallest "renewable energy power source control amount" and present it to the system operator by arranging the switching patterns 1 to 4 shown in FIGS. 16 to 19 from top to bottom in the order of switching pattern 3, switching pattern 1, switching pattern 2, and switching pattern 4 when the system operator operates the input device 17 to set the priority of the "renewable energy power source control amount" to "1," the priority of the "transmission loss" to "2," and the priority of the "increase margin constraint amount" in the "sort switching" list box on the screen shown in FIG. 4 and makes a display request.

以上のように、第2実施形態に係る電力系統切替支援装置10では、第1実施形態の機能に加え、現在の電力系統の構成に対して、構成要素を新規に追加、または、既存の構成要素を削除した、変更後の電力系統の構成において、切替パターンごとに、再エネ電源制御量、上げ代制約量および送電損失の推移を提示することができる。これにより、第2実施形態では、現在の電力系統の構成を変化させた場合における切替パターンごとの再エネ電源制御量、上げ代制約量および送電損失を、系統運用者に予め把握させることができるため、系統運用者による電力系統の構成の切り替えを支援することができることに加えて、電力系統の構成を変更する作業を支援することもできる。 As described above, in the power system switching support device 10 according to the second embodiment, in addition to the functions of the first embodiment, in the changed power system configuration in which a new component is added to the current power system configuration or an existing component is deleted, the device can present the trends in the renewable energy power source control amount, the increase margin constraint amount, and the transmission loss for each switching pattern. As a result, in the second embodiment, the system operator can be made to know in advance the renewable energy power source control amount, the increase margin constraint amount, and the transmission loss for each switching pattern in the case where the current power system configuration is changed, and therefore in addition to being able to support the system operator in switching the power system configuration, it can also support the task of changing the power system configuration.

以上、本発明の好ましい実施形態例について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の記載に限定されるものではない。上記実施形態例には様々な変更・改良を加えることが可能であり、そのような変更または改良を加えた形態のものも本発明の技術的範囲に含まれる。 The above describes preferred embodiments of the present invention, but the technical scope of the present invention is not limited to the above description of the embodiments. Various modifications and improvements can be made to the above embodiments, and such modifications or improvements are also included in the technical scope of the present invention.

たとえば、上述した実施形態では、1つの電力設備を停止する構成を例示して説明したが、この構成に限定されず、2以上の電力設備を同時に停止する構成とすることもできる。この場合、電力系統切替支援装置10は、たとえば、図4および図5に示す電力系統切替支援処理を電力設備停止計画ごとに実行することで、対象電力設備ごとに、送電損失および再エネ電源制御量および上げ代制約量が小さい切替パターンを優先にした支援情報を提示する構成とすることができる。この場合、同一時刻に複数の設備停止がある場合は、それぞれの電力設備停止計画ごとに、他方の電力設備停止計画が実行されているものとして、接続点、開放点の情報を連係して電力潮流を計算する。また、電力系統切替支援装置10は、2以上の対象電力設備に対応する切替パターンの組み合わせについて、時刻毎に、その組み合わせが複数の設備停止計画により変化しても、それぞれの時刻における電力潮流および送電損失および再エネ電源制御量および上げ代制約量を算出し、送電損失および再エネ電源制御量および上げ代制約量が小さい切替パターンを優先した支援情報を、系統運用者に提示する構成とすることもできる。 For example, in the above-mentioned embodiment, a configuration in which one power facility is stopped is described as an example, but the present invention is not limited to this configuration, and two or more power facilities can be stopped simultaneously. In this case, the power system switching support device 10 can be configured to present support information that prioritizes switching patterns with small transmission losses, renewable energy power source control amounts, and up-rate constraint amounts for each target power facility by executing the power system switching support process shown in FIG. 4 and FIG. 5 for each power facility shutdown plan. In this case, if there are multiple facility shutdowns at the same time, the power flow is calculated by linking the information on the connection points and opening points for each power facility shutdown plan, assuming that the other power facility shutdown plan is being executed. In addition, the power system switching support device 10 can be configured to calculate the power flow, transmission losses, renewable energy power source control amounts, and up-rate constraint amounts at each time for combinations of switching patterns corresponding to two or more target power facilities, even if the combination changes due to multiple facility shutdown plans, and present support information to the system operator that prioritizes switching patterns with small transmission losses, renewable energy power source control amounts, and up-rate constraint amounts.

また、上述した実施形態では、気象情報が提供される最小単位を地域毎のメッシュとし、そこに在る発電所、需要場所と接続される送電線、配電線の連系情報と組み合わせて電力潮流および送電損失、再エネ電源制御量および上げ代制約量を算出する構成を例示したが、この構成に限定されず、複数のメッシュを含む地域に依拠する発電、需要に関する情報と、緯度経度に依拠せず、電力系統の構成要素である発電所、変電所、送電線に紐付けする発電、需要に関する情報と組み合わせて、電力潮流および送電損失および再エネ電源制御量および上げ代制約量を算出する構成とすることもできる。 In the above-described embodiment, the smallest unit for providing weather information is a mesh for each region, and the power flow and transmission loss, the renewable energy power source control amount, and the up-front constraint amount are calculated in combination with information on the power plants and transmission and distribution lines connected to the power stations and demand locations located there. However, the present invention is not limited to this configuration, and the power flow and transmission loss, the renewable energy power source control amount, and the up-front constraint amount can be calculated in combination with information on power generation and demand that is based on a region including multiple meshes and information on power generation and demand that is not based on latitude and longitude and is linked to power plants, substations, and transmission lines that are components of the power system.

さらに、上述した実施形態では、支援情報として、送電損失が小さい順に切替パターンを並べた情報あるいは再エネ電源制御量あるいは調整電源の上げ代制約量または複数を組み合わせた構成を例示したが、この構成に限定されず、送電損失が最も小さい切替パターンのみを先頭にし、次の階層での順序表示として、別の項目順に並べた切替パターンの情報を支援情報として提示する構成とすることができる。また、送電損失および再エネ電源制御量および上げ代制約量が小さい切替パターンを優先した支援情報として、送電損失および再エネ電源制御量および上げ代制約量が所定値以下の切替パターンを文字色や太字で表示するなど強調して情報を提示する構成とすることもできる。 In addition, in the above-described embodiment, the support information is exemplified as information in which switching patterns are arranged in order of smallest transmission loss, or information on the renewable energy power source control amount or the boost constraint amount of the regulating power source, or a combination of multiple information. However, the present invention is not limited to this configuration, and it is also possible to present support information in which only the switching pattern with the smallest transmission loss is placed at the top, and information on switching patterns arranged in a different order as an order display in the next hierarchy. In addition, it is also possible to present support information that prioritizes switching patterns with small transmission loss, renewable energy power source control amount, and boost constraint amount by highlighting the information on switching patterns with transmission loss, renewable energy power source control amount, and boost constraint amount below a predetermined value, for example by displaying them in a text color or in bold.

加えて、上述した第1実施形態では、現在の電力系統の構成における切替パターンごとの再エネ電源制御量、上げ代制約量および送電損失を算出し提示する構成を例示し、また、上述した第2実施形態では、現在の電力系統の構成において構成要素を変更した場合の再エネ電源制御量、上げ代制約量および送電損失を算出し提示する構成を例示したが、これに加えて、または、これに代えて、現在の電力系統の構成と同一の構成でありながら、発電機や負荷の定格出力や消費電力量などを変化させた場合の、切替パターンごとの再エネ電源制御量、上げ代制約量および送電損失を提示する構成とすることもできる。 In addition, the first embodiment described above exemplifies a configuration in which the renewable energy power source control amount, the increase margin constraint amount, and the transmission loss are calculated and presented for each switching pattern in the current power system configuration, and the second embodiment described above exemplifies a configuration in which the renewable energy power source control amount, the increase margin constraint amount, and the transmission loss are calculated and presented when the components in the current power system configuration are changed. In addition to this, or instead of this, a configuration can also be used in which the renewable energy power source control amount, the increase margin constraint amount, and the transmission loss are presented for each switching pattern when the rated output or power consumption of the generator or load is changed while maintaining the same configuration as the current power system configuration.

10…電力系統切替支援装置
11…通信装置
12…演算装置
13…記憶装置
14…データベース
15…表示装置
16…報知装置
17…入力装置
Reference Signs List 10 power system switching support device 11 communication device 12 arithmetic device 13 storage device 14 database 15 display device 16 notification device 17 input device

Claims (13)

電力系統の切り替え作業を支援するための電力系統切替支援装置であって、
切り替え可能な電力系統の構成パターンを、切替パターンとして複数記憶する記憶手段と、
前記切替パターンごとに、当該切替パターンを設定した場合における、電力系統を構成する電力流通設備での送電損失、調整電源の出力を抑制することとなる上げ代制約量、および/または、再生可能エネルギー電源の出力を抑制することとなる再エネ電源制御量を算出する算出手段と、
前記複数の切替パターンを示す情報であって、前記複数の切替パターンを前記算出手段により算出した送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量に基づいて並び替えた情報を、支援情報として出力する切替支援手段と、を有する、電力系統切替支援装置。
A power system switching support device for supporting a power system switching operation,
A storage means for storing a plurality of switchable configuration patterns of the power system as switching patterns;
A calculation means for calculating, for each of the switching patterns, a transmission loss in a power distribution facility constituting a power system, an increase margin constraint amount that suppresses the output of a regulating power source, and/or a renewable energy power source control amount that suppresses the output of a renewable energy power source when the switching pattern is set;
and a switching support means for outputting, as support information, information indicating the plurality of switching patterns, the plurality of switching patterns being rearranged based on a transmission loss, an up-consumption limit amount, and/or a renewable energy power source control amount calculated by the calculation means.
電力設備停止計画において停止予定の電力設備である対象電力設備の情報を取得する設備情報取得手段をさらに有し、
前記切替支援手段は、前記電力設備停止計画において前記対象電力設備を停止する場合に、前記対象電力設備に応じた複数の切替パターンを送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量に基づいて並び替えた情報を、前記支援情報として出力する、請求項1に記載の電力系統切替支援装置。
The power equipment shutdown plan further includes an equipment information acquisition means for acquiring information on a target power equipment that is a power equipment scheduled to be shut down in the power equipment shutdown plan,
2. The power system switching support device according to claim 1, wherein, when the target power equipment is shut down in the power equipment shutdown plan, the switching support means outputs, as the support information, information in which a plurality of switching patterns corresponding to the target power equipment are rearranged based on a transmission loss, an up-front constraint amount, and/or a renewable energy power source control amount.
前記算出手段は、前記切替パターンごとに、電力流通設備の運用容量に対する系統混雑度をさらに算出し、
前記切替支援手段は、前記支援情報に、前記系統混雑度を含めて表示する、請求項1に記載の電力系統切替支援装置。
The calculation means further calculates a degree of grid congestion with respect to an operation capacity of the power distribution facility for each of the switching patterns,
The power system transfer support device according to claim 1 , wherein the transfer support unit displays the support information including the system congestion degree.
前記算出手段は、電力系統における電力潮流を算出する機能をさらに有し、
前記算出手段は、
電力系統を前記切替パターンの構成に切り替えた場合の電力潮流である第1電力潮流と、電力系統を前記切替パターンの構成に切り替えない場合の第2電力潮流とを算出し、
前記第1電力潮流での送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量と、前記第2電力潮流での送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量とを算出し、
前記切替支援手段は、前記第1電力潮流での送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量と、前記第2電力潮流での送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量に基づいて並び替えた情報を、前記支援情報として出力する、請求項1に記載の電力系統切替支援装置。
The calculation means further has a function of calculating a power flow in the power system,
The calculation means is
Calculating a first power flow, which is a power flow when the power system is switched to a configuration of the switching pattern, and a second power flow when the power system is not switched to a configuration of the switching pattern;
Calculating a transmission loss, an increase margin constraint amount, and/or a renewable energy power source control amount in the first power flow, and a transmission loss, an increase margin constraint amount, and/or a renewable energy power source control amount in the second power flow;
2. The power system switching support device according to claim 1, wherein the switching support means outputs, as the support information, information sorted based on the transmission loss, the up-front constraint amount, and/or the renewable energy power source control amount in the first power flow and the transmission loss, the up-front constraint amount, and/or the renewable energy power source control amount in the second power flow.
前記算出手段は、
電力供給エリアの各変電所での電力需給量と、各変電所に接続する送電線の接続状況に基づいて、電力供給エリアの電力潮流を算出するとともに、
前記変電所の電力需給量を算出する場合に、当該変電所が存在するメッシュの気象情報と、前記変電所の管轄にある再生可能エネルギー電源に基づいて、前記変電所の発電量を算出するとともに、前記変電所の電力消費量の過去実績に基づいて、前記変電所の電力消費量を算出することで、前記変電所の電力需給量を算出する、請求項4に記載の電力系統切替支援装置。
The calculation means is
Based on the power supply and demand at each substation in the power supply area and the connection status of the transmission lines connecting to each substation, the power flow in the power supply area is calculated.
5. The power system switching support device according to claim 4, wherein when calculating the power supply and demand of the substation, the power generation amount of the substation is calculated based on meteorological information for a mesh in which the substation is located and a renewable energy power source under the jurisdiction of the substation, and the power consumption of the substation is calculated based on a past record of the power consumption of the substation, thereby calculating the power supply and demand of the substation.
前記算出手段は、前記切替パターンごとに、前記対象電力設備が停止している停止時間内の複数の時刻における前記送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量を算出し、
前記切替支援手段は、前記切替パターンが選択された場合に、当該切替パターンにおける前記停止時間内の複数の時刻での送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量の情報も前記支援情報に含めて出力する、請求項2に記載の電力系統切替支援装置。
The calculation means calculates, for each of the switching patterns, the transmission loss, the up-front constraint amount, and/or the renewable energy power source control amount at a plurality of times during a stoppage time during which the target power equipment is stopped;
3. The power system switching support device according to claim 2, wherein when the switching pattern is selected, the switching support means outputs the support information including information on a transmission loss, an up-consumption limit amount, and/or a renewable energy power source control amount at a plurality of times during the stop time in the switching pattern.
前記算出手段は、前記切替パターンごとに、前記対象電力設備を停止するための停止操作時間、前記対象電力設備を復旧するための復旧操作時間における前記送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量も算出し、
前記切替支援手段は、前記切替パターンが選択された場合に、当該切替パターンにおける前記停止操作時間または、前記復旧操作時間における前記送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量の情報も前記支援情報に含めて出力する、請求項6に記載の電力系統切替支援装置。
The calculation means also calculates, for each switching pattern, the transmission loss, the up-consumption limit amount, and/or the renewable energy power source control amount during a stop operation time for stopping the target power equipment and a restoration operation time for restoring the target power equipment;
7. The power system switching support device according to claim 6, wherein when the switching pattern is selected, the switching support means outputs information on the transmission loss, the up-consumption limit amount, and/or the renewable energy power source control amount during the stop operation time or the restoration operation time in the switching pattern, including the information in the support information.
前記切替支援手段は、同じ時間に複数の電力設備停止計画が実行される場合、各電力設備停止計画の切替パターンごとに送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量を算出し、複数の電力設備停止計画の複数の切替パターンの組み合わせごとに、算出した送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量をそれぞれ合計し、合計した送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量に基づいて、各電力設備停止計画の切替パターンを並び替える、請求項1に記載の電力系統切替支援装置。 The power system switching support device according to claim 1, wherein the switching support means, when multiple power equipment shutdown plans are executed at the same time, calculates the transmission loss, the increase margin constraint amount, and/or the renewable energy power source control amount for each switching pattern of each power equipment shutdown plan, totals the calculated transmission loss, the increase margin constraint amount, and/or the renewable energy power source control amount for each combination of multiple switching patterns of the multiple power equipment shutdown plans, and rearranges the switching patterns of each power equipment shutdown plan based on the total transmission loss, the increase margin constraint amount, and/or the renewable energy power source control amount. 前記切替支援手段は、前記切替パターンによって電力系統の範囲が変化する場合には、前記複数の切替パターンで同一の範囲における送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量に基づいて、前記切り替えパターンを並び替えた情報を、前記支援情報として表示する、請求項1に記載の電力系統切替支援装置。 The power system switching support device according to claim 1, wherein, when the range of the power system changes depending on the switching pattern, the switching support means displays, as the support information, information in which the switching patterns are rearranged based on the transmission loss, the up-consumption limit amount, and/or the renewable energy source control amount in the same range for the multiple switching patterns. 前記切替支援手段は、
所定の基準の送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量に対する、前記切替パターンでの送電損失、再エネ電源制御量、および/または、上げ代制約量の差分に基づいて、前記切替パターンを並び替えた情報を、前記支援情報として出力し、または、
電力設備停止計画において停止予定の電力設備が停止している停止時間、前記電力設備を停止するための停止操作時間、および前記電力設備を復旧するための復旧操作時間内の複数の時刻における送電損失、再エネ電源制御量、および/または、上げ代制約量のそれぞれの合計値に基づいて、前記切替パターンを並び替えた情報を、前記支援情報として出力する、請求項1に記載の電力系統切替支援装置。
The switching support means includes:
Outputting information in which the switching patterns are rearranged based on a difference between a transmission loss, a renewable energy power source control amount, and/or an increase margin constraint amount in the switching patterns and a predetermined reference transmission loss, an increase margin constraint amount, and/or a renewable energy power source control amount, as the support information, or
2. The power system switching support device according to claim 1, wherein information in which the switching patterns are rearranged based on a total value of each of a transmission loss, a renewable energy power source control amount, and/or an increase margin constraint amount at a plurality of times within a stop time during which a power equipment scheduled to be stopped in a power equipment stop plan is stopped, a stop operation time for stopping the power equipment, and a restoration operation time for restoring the power equipment, is output as the support information.
電力系統の構成要素を新たに追加、または、既存の構成要素を削除する構成変更手段をさらに有し、
前記算出手段は、前記構成変更手段により変更された電力系統の構成における送電損失、上げ代制約量、再エネ電源制御量を算出する、請求項1に記載の電力系統切替支援装置。
The power system further includes a configuration change means for adding a new component to the power system or deleting an existing component,
The power system switching support device according to claim 1 , wherein the calculation means calculates a transmission loss, an increase margin constraint amount, and a renewable energy power source control amount in a configuration of the power system changed by the configuration change means.
電力系統の切り替え作業を支援するための電力系統切替支援システムであって、
切り替え可能な電力系統の構成パターンを、切替パターンとして複数記憶するデータベースと、
演算装置とを有し、
前記演算装置は、
前記切替パターンごとに、当該切替パターンを設定した場合における、電力系統を構成する電力流通設備での送電損失、調整電源の出力を抑制することとなる上げ代制約量、および/または、再生可能エネルギー電源の出力を抑制することとなる再エネ電源制御量を算出する算出手段と、
前記複数の切替パターンを示す情報であって、前記複数の切替パターンを前記算出手段により算出した送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量に基づいて並び替えた情報を、支援情報として出力する切替支援手段と、を有する、電力系統切替支援システム。
A power system switching support system for supporting a power system switching operation, comprising:
A database that stores a plurality of switchable configuration patterns of the power system as switching patterns;
A computing device,
The computing device includes:
A calculation means for calculating, for each of the switching patterns, a transmission loss in a power distribution facility constituting a power system, an increase margin constraint amount that suppresses the output of a regulating power source, and/or a renewable energy power source control amount that suppresses the output of a renewable energy power source when the switching pattern is set;
and a switching support means for outputting, as support information, information indicating the plurality of switching patterns, the plurality of switching patterns being rearranged based on a transmission loss, an up-front constraint amount, and/or a renewable energy power source control amount calculated by the calculation means.
電力系統の切り替え作業を行う電力系統切替方法であって、
切り替え可能な電力系統の構成パターンを、切替パターンとして複数記憶しておき、
前記切替パターンごとに、当該切替パターンを設定した場合における、電力系統を構成する電力流通設備での送電損失、調整電源の出力を抑制することとなる上げ代制約量、および/または、再生可能エネルギー電源の出力を抑制することとなる再エネ電源制御量を算出し、
前記複数の切替パターンを示す情報を、前記複数の切替パターンを算出した送電損失、上げ代制約量、および/または再エネ電源制御量に基づいて並び替える、電力系統切替方法。

A power system switching method for performing power system switching, comprising:
A plurality of switchable configuration patterns of the power system are stored as switching patterns;
For each of the switching patterns, a transmission loss in a power distribution facility constituting a power system, an increase limit constraint amount that suppresses the output of a regulating power source, and/or a renewable energy power source control amount that suppresses the output of a renewable energy power source are calculated when the switching pattern is set;
The power system switching method includes rearranging information indicating the plurality of switching patterns based on a transmission loss, an increase margin constraint amount, and/or a renewable energy power source control amount calculated for the plurality of switching patterns.

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