JP7208088B2 - 系統計画支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、系統計画支援装置及び系統計画支援方法に関する。

電力系統に関する計画には設備計画と運用計画がある。

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

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

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

特開２０１０－２５０４７３号公報

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

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

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

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

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

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

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

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

図２は実施例１に係る系統計画支援装置１０の機能構成を示す図である。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

設備変更方策データＤ４は事前に計画者が入力しておく。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

一方、判定が否定されたら（Ｓ２２０においてＮＯ）図９に示す動作を終了する。

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

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

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

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

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

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

そして、表示部３０は、ステップＳ２４で作成された設備変更案Ｄ５を表示する。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

図１２は、実施例２に係る系統計画支援装置１０の機能構成を示す図である。

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

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

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

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

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

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

設備変更案作成部２３を経て出力される系統計画変更案Ｄ７について説明する。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

一方、判定が否定されたら（Ｓ２７０においてＮＯ）図９に示す動作を終了する。

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

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

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

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

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

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

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

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

図１７は、実施例３に係る系統計画支援装置１０の機能構成を示す図である。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

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

Claims (10)

1. 電力系統の設備計画に関する設備計画データに基づいて、予め定めた評価基準により前記設備計画データの評価指標を求め、
   前記設備計画の変更方策に関する設備変更方策データと前記評価指標とに基づいて前記設備計画の前記変更方策の候補を抽出し、
   さらに、抽出された前記変更方策の候補に基づいて前記評価指標を再度求め、
   再度求めた前記評価指標に基づいて前記設備計画の変更案を作成し、
   前記評価指標の上限値及び下限値の少なくとも一方である基準値を有する評価対象データに基づいて前記評価指標を求め、前記変更方策に基づく前記評価指標と前記基準値との大小関係に基づいて前記変更方策の前記候補を抽出し、
   前記設備計画の前記変更案は、前記変更案を採用しない場合の前記評価指標と前記基準値との大小関係及び前記変更案を採用した場合の前記評価指標と前記基準値との大小関係を含むことを特徴とする系統計画支援装置。
2. 前記設備計画の前記変更案、前記変更案を採用しない場合の前記評価指標と前記基準値との大小関係及び前記変更案を採用した場合の前記評価指標と前記基準値との大小関係を提示することを特徴とする請求項１に記載の系統計画支援装置。
3. 前記電力系統の潮流断面に基づいて前記評価指標を求めることを特徴とする請求項１に記載の系統計画支援装置。
4. 前記設備変更方策データは、前記変更方策の実施方法、前記変更方策の実施にかかるコスト、及び前記変更方策の実施に基づく前記評価指標の変動の度合いの予測値を有することを特徴とする請求項１に記載の系統計画支援装置。
5. 過去の前記設備計画及び設備変更の少なくとも一方の履歴に基づいて前記設備変更方策データを作成することを特徴とする請求項１に記載の系統計画支援装置。
6. 前記電力系統の運用方策に関する運用方策データに基づいて前記運用方策データの評価指標を求め、
   前記評価指標に基づいて前記運用方策の候補を抽出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の系統計画支援装置。
7. 前記運用方策データは、前記運用方策の実施方法及び前記運用方策の実施に基づく前記評価指標の変動の度合いの予測値を有することを特徴とする請求項６に記載の系統計画支援装置。
8. 抽出された前記運用方策の候補に基づいて前記評価指標を再度求め、
   再度求めた前記評価指標に基づいて前記運用方策の変更案を作成する
   ことを特徴とする請求項６に記載の系統計画支援装置。
9. 過去の運用計画及び運用方策変更の少なくとも一方の履歴に基づいて前記運用方策データを作成することを特徴とする請求項６に記載の系統計画支援装置。
10. 前記運用方策の変更案に基づく前記電力系統の潮流断面を算出し、前記電力系統の前記
    潮流断面と前記変更案に基づく前記潮流断面とに基づいて前記評価指標を求めることを特徴とする請求項８に記載の系統計画支援装置。

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