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JP7660493B2 - Power system control device, power system control method and program - Google Patents
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JP7660493B2 - Power system control device, power system control method and program - Google Patents

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Description

本発明は、電力系統制御装置、電力系統制御方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a power system control device, a power system control method, and a program.

本技術分野の背景技術として、下記特許文献1の要約には、「配電線に対して連系若しくは解列される発電機と当該発電機を制御する発電機制御装置とを有した分散型電源システムの運用方法において、前記発電機が連系状態から解列状態へと移行した場合の連系点における電圧変動制限量を設定しておき、前記発電機制御装置によって、前記発電機の出力変動量及び前記連系点の電圧変動量を取得し、前記発電機の出力及び前記連系点の電圧が同一の割合で変動するものと見なして、前記発電機の基準出力と前記出力変動量の比と、前記電圧変動量とに基づき、前記発電機が連系状態から解列状態へと移行した場合における前記連系点の電圧降下推定量を求め、前記電圧降下推定量が前記電圧変動制限量の範囲内であるか否かを判定し、前記電圧降下推定量が前記電圧変動制限量の範囲外である旨を判定した場合、前記電圧降下推定量を前記電圧変動制限量の範囲内へと収めるべく前記発電機の運転力率を調整すること、とする。」と記載されている。 The abstract of the following Patent Document 1, which is a background technology of this technical field, states that "In a method for operating a distributed power system having a generator that is connected to or disconnected from a distribution line and a generator control device that controls the generator, a voltage fluctuation limit amount at a connection point when the generator transitions from a connected state to a disconnected state is set, and the generator control device acquires an output fluctuation amount of the generator and a voltage fluctuation amount at the connection point, and, assuming that the output of the generator and the voltage at the connection point fluctuate at the same rate, calculates an estimated voltage drop amount at the connection point when the generator transitions from a connected state to a disconnected state based on a ratio of the reference output of the generator to the output fluctuation amount and the voltage fluctuation amount, determines whether the estimated voltage drop amount is within the range of the voltage fluctuation limit amount, and, if it is determined that the estimated voltage drop amount is outside the range of the voltage fluctuation limit amount, adjusts the operating power factor of the generator so that the estimated voltage drop amount falls within the range of the voltage fluctuation limit amount."

特開2007-53866号公報JP 2007-53866 A

ところで、上述した技術において、電力系統を一層適切に制御したいという要望がある。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、電力系統を適切に制御できる電力系統制御装置、電力系統制御方法およびプログラムを提供することを目的とする。
However, in the above-mentioned technology, there is a demand for more appropriate control of the power system.
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a power system control device, a power system control method, and a program that can appropriately control a power system.

上記課題を解決するため本発明の電力系統制御装置は、電力系統に含まれる複数のエリアの各々において所定の種類に属する発電量である所定種発電量を取得する発電量取得部と、複数の前記エリアにおける送電線の線路インピーダンスを含む系統構成情報を取得する系統構成取得部と、前記電力系統に対する系統対策を立案する系統対策計画部と、複数の前記エリアの何れかに含まれる発電機の力率を指令するエリア制御指令を出力する制御指示部と、を備え、前記系統対策計画部は、前記所定種発電量と、前記系統構成情報と、に基づいて、前記発電機の力率を変更した際の効果を評価し、評価結果を評価データとして出力する効果評価部と、前記評価データに基づいて、前記制御指示部に前記エリア制御指令を出力させる系統対策検討部と、を備えることを特徴とする。 To solve the above problem, the power system control device of the present invention comprises: a power generation amount acquisition unit that acquires a predetermined type of power generation amount, which is a power generation amount belonging to a predetermined type in each of a plurality of areas included in a power system; a system configuration acquisition unit that acquires system configuration information including the line impedance of the transmission line in the plurality of areas; a system countermeasure planning unit that plans system countermeasures for the power system; and a control instruction unit that outputs an area control command that commands the power factor of a generator included in any of the plurality of areas. The system countermeasure planning unit is characterized by comprising an effect evaluation unit that evaluates the effect of changing the power factor of the generator based on the predetermined type of power generation and the system configuration information and outputs the evaluation result as evaluation data; and a system countermeasure review unit that causes the control instruction unit to output the area control command based on the evaluation data.

本発明によれば、電力系統を適切に制御できる。 The present invention allows for proper control of the power system.

第1実施形態における電力系統等の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a power system etc. in the first embodiment. コンピュータのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a computer. 電力系統制御装置の機能を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the functions of a power system control device. 広域断面情報の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of wide area cross-sectional information. 想定故障条件データの構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a configuration of contingency condition data; 広域断面情報の他の例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing another example of wide area cross-sectional information. 系統事故解析画面の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a system fault analysis screen. 広域断面情報のさらに他の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing yet another example of wide area cross-sectional information. 系統事故解析画面の他の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing another example of the system fault analysis screen. 第1実施形態における発電機力率曲線の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a generator power factor curve in the first embodiment. 第1実施形態における送電線電圧の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a transmission line voltage in the first embodiment. 第2実施形態における発電機力率曲線の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a generator power factor curve in the second embodiment. 第2実施形態における送電線電圧の例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a transmission line voltage in the second embodiment. 第3実施形態による電力系統制御装置のブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of a power system control device according to a third embodiment. 便益評価テーブルの一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a benefit evaluation table. 投資費用評価テーブルの一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an investment cost evaluation table. 投資費用便益評価部の動作説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of the operation of an investment cost-benefit evaluation unit.

[実施形態の概要]
2015年の第21回気候変動枠組条約締結会議(COP21:Conference Of the Parties 21)において「パリ協定」が採択され、2020年以降の温室効果ガス排出削減等のための新たな国際的な枠組みが示された。日本はこの中で、2030年度に温室効果ガス排出量を2013年度比で26.0%、2050年に80%削減することを目標としている。この目標を達成するために、資源エネルギー庁では2015年の「長期エネルギー需給見通し」で、中期目標として2030年度の電源構成におけるRE比率を22-24%とする方針である。この方針の下、日本では太陽光、風力、バイオマス、地熱および水力発電といった再生可能エネルギー(RE:Renewable Energy)の導入が進んでいる。日本におけるREの全発電電力量に占める割合は、2014年度の12%から2019年度には16%まで増えており、今後もこの割合は増加する見通しである。
[Overview of the embodiment]
The Paris Agreement was adopted at the 21st Conference of the Parties to the United Nations Framework Convention on Climate Change (COP21) in 2015, and a new international framework for reducing greenhouse gas emissions from 2020 onwards was laid out. Japan's goal is to reduce greenhouse gas emissions by 26.0% in 2030 compared to 2013 levels, and by 80% in 2050. To achieve this goal, the Agency for Natural Resources and Energy, in its 2015 Long-Term Energy Supply and Demand Outlook, has set a mid-term target of a renewable energy ratio of 22-24% in the power generation mix in 2030. Under this policy, Japan is promoting the introduction of renewable energy (RE), such as solar, wind, biomass, geothermal and hydroelectric power. The share of RE in Japan's total power generation has increased from 12% in 2014 to 16% in 2019, and this ratio is expected to continue to increase.

しかしながら、REが連結される電力系統には、需給バランス、送電容量超過、電圧変動、周波数変動、安定性などの様々な課題が生じることが予想されている。これは、太陽光や風力発電などの変動型再生可能エネルギー(Variable Renewable Energy:VRE)の出力が時々刻々と変化する気象状況に影響されることや、火力の同期発電機の数が減少することで系統慣性が小さくなること、また太陽光や風力発電の適地が限定的であるため、VREの発電地から需要地まで電力を届ける際の送電容量が増加し、局所的な送電線の過負荷が生じやすいことなどに起因している。 However, it is expected that power grids to which RE is connected will face various challenges, including supply and demand balance, excess transmission capacity, voltage fluctuations, frequency fluctuations, and stability. This is due to the fact that the output of variable renewable energy (VRE) such as solar and wind power generation is affected by ever-changing weather conditions, the reduction in the number of thermal power synchronous generators reduces system inertia, and the limited number of suitable locations for solar and wind power generation increases the transmission capacity when delivering electricity from VRE generation sites to demand sites, making it easy for localized transmission line overloads to occur.

このような課題に対し、VREによる電力を供給地から需要地まで安定に供給するための系統増強が計画されている。例えば国内においては、今後の接続量の増加が見込まれる千葉の洋上風力、秋田沖の洋上風力発電については、需要地である東京方面への送電線の本数を増やし、送電容量を増加するための工事が計画されている。また、同様に今後の接続量の増加が見込まれる九州の太陽光発電については、中国九州間連系線の運用容量の増強が計画されている。しかしながら、これらの系統増強計画にかかる費用の膨大化が課題となっている。 In response to these issues, grid expansion plans are being made to ensure a stable supply of VRE electricity from supply points to demand points. For example, within Japan, for offshore wind power generation in Chiba and off the coast of Akita, where an increase in future connections is expected, construction is being planned to increase the number of transmission lines to Tokyo, an area of demand, and to increase transmission capacity. Similarly, for solar power generation in Kyushu, where an increase in future connections is also expected, plans are being made to increase the operating capacity of the Chugoku-Kyushu interconnector. However, the enormous costs involved in these grid expansion plans is an issue.

このように、単純にVREの比率を高めるのみならず安定性や経済性も同時に考慮する必要のある状況において、既存設備の制御を高度化することで、投資を抑えつつ電力系統の安定性を確保することが重要となる。既設設備の制御高度化として、発電機の力率調節が挙げられる。力率調節とは、電源が発電する電力の内、有効電力と無効電力の供給割合を調節することである。有効電力とは、例えば家電製品を動作させるために消費される電力のことである。無効電力は電力としては消費されないが、系統の状況に応じて電源からエネルギーを入出力することにより、電力系統の電圧を維持する効果を有する。本来、電力会社は売電を目的としているため、有効電力の割合をなるべく高めるように各種機器を運転する。しかし、VRE増加に伴う電力系統の安定性の低下に対し、無効電力による系統安定性の向上が今後重要になると考えられる。 In this situation, where it is necessary to consider not only simply increasing the proportion of VRE but also stability and economic efficiency at the same time, it is important to ensure the stability of the power system while reducing investment by improving the control of existing facilities. One example of improving the control of existing facilities is power factor adjustment of generators. Power factor adjustment is the adjustment of the ratio of active power and reactive power supplied from the power source generated by the power source. Active power is the power consumed to operate home appliances, for example. Reactive power is not consumed as electricity, but has the effect of maintaining the voltage of the power system by inputting and outputting energy from the power source according to the system situation. Originally, power companies aim to sell electricity, so they operate various devices to increase the proportion of active power as much as possible. However, it is thought that improving system stability by reactive power will become important in the future to address the decrease in stability of the power system due to the increase in VRE.

上述した特許文献1の技術を応用すれば、分散型電源の発電機出力や配電線に対する連系状態から、連系点の電圧降下推定量を求め、風力発電機の運転力率を調整する分散型電源システムが構成できると考えられる。このように、既存発電機の力率を調節することは、再生可能エネルギーの接続量増加に伴う無効電力の供給量不足といった課題に対し、新規設備の設置よりも廉価で実現できるという利点がある。しかしながら、前述のように、これまでの発電機はなるべく有効電力を多く発電し、無効電力は接続される変電所における電圧に応じて出なりで発電していた。そのため、外部機関からの力率調節の指示に従い、経済性を損ねてでも無効電力を発電するようなプロセスを有していない。 By applying the technology of Patent Document 1 described above, it is believed that a distributed power system can be constructed that calculates an estimated voltage drop at the interconnection point from the generator output of the distributed power source and the interconnection state to the distribution line, and adjusts the operating power factor of the wind power generator. In this way, adjusting the power factor of an existing generator has the advantage that it can be achieved more cheaply than installing new equipment to address issues such as a shortage of reactive power supply due to an increase in the amount of renewable energy connected. However, as mentioned above, conventional generators generate as much active power as possible, and generate reactive power as needed depending on the voltage at the substation to which they are connected. Therefore, they do not have a process to generate reactive power according to instructions for power factor adjustment from an external agency, even if it means compromising economic efficiency.

このようなプロセスを構築する際の課題について、系統安定化を担う送配電事業者と、発電機を有する発電事業者の観点から整理する。送配電事業者としては、例えば九州で発電した電力を主需要地である関西に送電するなど、電力の発電地と需要地が地理的に離れ、各エリア間を跨いだ電力の送電が行われるため、電力系統の事故に対する施策を検討する際に、自身の所掌の電力系統管内のみではなく、他送配電事業者が管轄の電力系統も考慮する要請が高まる、という課題が生じる。これは、再生可能エネルギーの導入適地が遍在しており、電力の発電地と消費地が地理的に離れることに起因している。 The challenges involved in establishing such a process will be summarized from the perspective of the electricity transmission and distribution business operators responsible for stabilizing the grid, and the power generation business operators who own generators. For electricity transmission and distribution business operators, for example, when electricity is generated in Kyushu and transmitted to the main demand area in Kansai, the power generation and demand areas are geographically separated, and electricity is transmitted across each area. This creates a challenge for them when considering measures to deal with power grid accidents; they are increasingly required to take into account not only the power grid area under their own jurisdiction, but also the power grids under the jurisdiction of other electricity transmission and distribution business operators. This is due to the fact that suitable locations for introducing renewable energy are ubiquitous, and the power generation and consumption areas are geographically separated.

そのため、そのような長距離送電が発生した際の課題抽出や、課題解決に向けた発電機力率の決定に際し、異なる送配電事業者のデータを収集するための枠組みを構築することが好ましい。また発電事業者としては、送配電事業者から直接的に力率調節に関する指示を受けるプロセスが無いため、発電事業者のみで系統安定化に必要となる発電機力率の決定が困難という課題がある。更に、力率を調節し無効電力を多く出すような発電機の運転は、上記のように経済性を損ねる可能性があるため、発電事業者が系統安定化に貢献することに対して便益を享受できるような仕組みを構築することが好ましい。 For this reason, it is preferable to establish a framework for collecting data from different electricity transmission and distribution companies when identifying issues that arise when such long-distance power transmission occurs and when determining the generator power factor to resolve these issues. In addition, power generation companies have the challenge of having difficulty determining the generator power factor required for grid stabilization on their own, as there is no process for them to receive instructions directly from electricity transmission and distribution companies regarding power factor adjustment. Furthermore, as mentioned above, operating a generator in a way that adjusts the power factor and outputs a lot of reactive power can potentially reduce economic efficiency, so it is preferable to establish a mechanism that allows power generation companies to enjoy benefits for contributing to grid stabilization.

そこで後述する実施形態では、送配電事業者と発電事業者の情報を統合して、発電機の力率を調節し系統安定性を向上させるシステムを実現した。詳細は後述するが、後述の実施形態では送配電事業者は、複数の電力会社を跨ぐような、各エリアの電力系統を模擬した広域な電力系統の断面を作成する。次に、作成した広域電力系統を対象とした系統解析を実行し、力率を変更することで系統安定性の向上に貢献できる発電機を抽出する。この抽出結果に基づいて、発電事業者は発電機の力率を調節し、有効電力と無効電力の割合やそれらの量を調節する。調節された結果、例えばVRE接続量の増加などの便益を、送配電事業者と発電事業者で共有し、相互に利益を得られるような仕組みを構築することが好ましい。このように、後述する実施形態によれば、送配電事業者と発電事業者が一体となり情報をやり取りするシステムにより、系統増強費用を低減しながら、電力系統の安定性を向上させることで、温室効果ガスの排出量削減を達成することが可能となる。 In the embodiment described later, a system is realized that integrates information from the power transmission and distribution business operator and the power generation business operator to adjust the power factor of the generator and improve system stability. Details will be described later, but in the embodiment described later, the power transmission and distribution business operator creates a cross section of a wide-area power system that simulates the power system of each area, such as one that spans multiple power companies. Next, a system analysis is performed on the created wide-area power system, and generators that can contribute to improving system stability by changing the power factor are extracted. Based on the extraction result, the power generation business operator adjusts the power factor of the generator and adjusts the ratio and amount of active power and reactive power. It is preferable to build a mechanism in which the power transmission and distribution business operator and the power generation business operator share the benefits of the adjustment result, such as an increase in the amount of VRE connection, and mutually benefit from it. In this way, according to the embodiment described later, a system in which the power transmission and distribution business operator and the power generation business operator exchange information together makes it possible to achieve a reduction in greenhouse gas emissions by improving the stability of the power system while reducing the cost of reinforcing the system.

[第1実施形態]
〈電力系統〉
図1は、第1実施形態における電力系統250等の模式図である。
電力系統250は、複数の(n個の)エリアAR-1~AR-nに分割されている。これらエリアAR-1~AR-nのうち一部は、発電プラント252を備えている。発電プラント252は、例えば、火力や原子力の発電プラントであってもよく、再生可能エネルギーの発電プラントであってもよい。また、エリアAR-1~AR-nのうち一部は、発電機260,262,264を備えている。発電機260,262,264は主として同期発電機であり、フライホイール等を備えていてもよい。また、これら発電機は発電プラント252の構成要素であってもよい。そして、電力系統制御装置100は、各発電機260,262,264の力率等を制御するものである。
[First embodiment]
<Power System>
FIG. 1 is a schematic diagram of a power system 250 and the like in the first embodiment.
The power system 250 is divided into a plurality of (n) areas AR-1 to AR-n. Some of these areas AR-1 to AR-n include a power plant 252. The power plant 252 may be, for example, a thermal or nuclear power plant, or may be a renewable energy power plant. Some of the areas AR-1 to AR-n include generators 260, 262, and 264. The generators 260, 262, and 264 are mainly synchronous generators and may include a flywheel or the like. These generators may be components of the power plant 252. The power system control device 100 controls the power factor and the like of each of the generators 260, 262, and 264.

なお、各エリアAR-1~AR-nは、同一の送配電事業者の管轄下にあってもよく、異なる送配電事業者の管轄下にあってもよい。また、以下の説明において、同一または同様の機能、意義を有する構成要素や情報等が複数ある場合には、例えば「エリアAR-1」、「エリアAR-n」のように同一の符号に「-」と数値を付して説明する場合がある。但し、これら複数の構成要素等を区別する必要がない場合には、例えば「エリアAR」のように「-」と数値を省略して説明する場合がある。 Each area AR-1 to AR-n may be under the jurisdiction of the same electricity transmission and distribution business operator, or may be under the jurisdiction of different electricity transmission and distribution business operators. Furthermore, in the following explanation, when there are multiple components or information that have the same or similar functions or meanings, they may be explained by adding a "-" and a numerical value to the same reference symbol, for example, "Area AR-1" and "Area AR-n". However, when there is no need to distinguish between these multiple components, they may be explained by omitting the numerical value and adding a "-", for example, "Area AR".

〈電力系統制御装置〉
図2は、コンピュータ900のブロック図である。
図1に示した電力系統制御装置100は、図2に示すコンピュータ900を、1台または複数台備えている。図2において、コンピュータ900は、CPU901と、RAM902と、ROM903と、HDD904と、通信I/F905と、入出力I/F906と、メディアI/F907と、を備える。通信I/F905は、通信回路915に接続される。入出力I/F906は、入出力装置916に接続される。メディアI/F907は、記録媒体917からデータを読み書きする。ROM903には、CPUによって実行される制御プログラム、各種データ等が格納されている。CPU901は、RAM902に読み込んだアプリケーションプログラムを実行することにより、各種機能を実現する。
Power System Control Device
FIG. 2 is a block diagram of a computer 900 .
The power system control device 100 shown in Fig. 1 includes one or more computers 900 shown in Fig. 2. In Fig. 2, the computer 900 includes a CPU 901, a RAM 902, a ROM 903, a HDD 904, a communication I/F 905, an input/output I/F 906, and a media I/F 907. The communication I/F 905 is connected to a communication circuit 915. The input/output I/F 906 is connected to an input/output device 916. The media I/F 907 reads and writes data from a recording medium 917. The ROM 903 stores a control program executed by the CPU, various data, and the like. The CPU 901 executes an application program loaded into the RAM 902 to realize various functions.

図3は、電力系統制御装置100の機能を示すブロック図であり、図中の各ブロックは、アプリケーションプログラム等によって実現される機能を示している。すなわち、電力系統制御装置100は、RE発電量取得部110(発電量取得手段、発電量取得部、発電量取得ステップ)と、系統構成取得部120(系統構成取得ステップ、系統構成取得手段)と、系統対策計画部130(系統対策計画ステップ、系統対策計画手段)と、制御指示部140(制御指示ステップ、制御指示手段)と、表示制御部150と、を備えている。なお、「RE」は再生可能エネルギー(Renewable Energy)の略である。 Figure 3 is a block diagram showing the functions of the power system control device 100, and each block in the diagram shows a function realized by an application program or the like. That is, the power system control device 100 includes an RE power generation amount acquisition unit 110 (power generation amount acquisition means, power generation amount acquisition unit, power generation amount acquisition step), a system configuration acquisition unit 120 (system configuration acquisition step, system configuration acquisition means), a system countermeasure planning unit 130 (system countermeasure planning step, system countermeasure planning means), a control instruction unit 140 (control instruction step, control instruction means), and a display control unit 150. Note that "RE" is an abbreviation for renewable energy.

(RE発電量取得部110)
RE発電量取得部110は、REデータベース112を備えている。REデータベース112は、RE導入量PR-1~PR-n(再生可能エネルギー発電量、所定種発電量)と、RE導入予測値PRE-1~PRE-n(所定種発電量、予測値)と、を記憶する。ここで、RE導入量PR-1~PR-nは、電力系統250の各エリアAR-1~AR-n(図1参照)における、現在の再生可能エネルギーの導入量(再生可能エネルギーによる発電量)を表すものである。また、RE導入予測値PRE-1~PRE-nは、将来におけるRE導入量PR-1~PR-nの予測値である。ここで、再生可能エネルギーとは、例えば陸上風力、洋上風力、太陽光、波力、潮力、流水、地熱、またはバイオマスによる発電量である。但し、再生可能エネルギーは、これらのものに限定されるわけではない。
(RE power generation amount acquisition unit 110)
The RE power generation amount acquisition unit 110 includes an RE database 112. The RE database 112 stores RE introduction amounts PR-1 to PR-n (renewable energy power generation amount, predetermined type power generation amount) and RE introduction prediction values PRE-1 to PRE-n (predetermined type power generation amount, prediction value). Here, the RE introduction amounts PR-1 to PR-n represent the current introduction amount of renewable energy (power generation amount by renewable energy) in each area AR-1 to AR-n (see FIG. 1) of the power system 250. In addition, the RE introduction prediction values PRE-1 to PRE-n are prediction values of the RE introduction amounts PR-1 to PR-n in the future. Here, the renewable energy is, for example, the power generation amount by onshore wind power, offshore wind power, solar power, wave power, tidal power, running water, geothermal power, or biomass. However, the renewable energy is not limited to these.

(系統構成取得部120)
系統構成取得部120は、系統構成データベース122を備えている。系統構成データベース122は、各エリアAR-1~AR-n(図1参照)について、系統構成情報DD-1~DD-nを記憶する。各系統構成情報DDは、当該エリアについて、以下の情報を含んでいる。
・系統構成(送配電線の接続関係)、
・各送電線の線路インピーダンス(R+jX)、
・各送電線の対地静電容量(サセプタンス:jB)、
・将来の系統増強計画情報に含まれる系統構成、
・当該エリアに含まれる発電機の仕様
さらに、系統構成情報DDは、各種潮流計算、状態推定、および時系列変化計算のために、上述した以外の種々のデータを含んでいる。
(System configuration acquisition unit 120)
The system configuration acquisition unit 120 includes a system configuration database 122. The system configuration database 122 stores system configuration information DD-1 to DD-n for each of the areas AR-1 to AR-n (see FIG. 1). Each system configuration information DD includes the following information for the area:
- System configuration (connection of transmission and distribution lines),
- Line impedance of each transmission line (R + jX),
- Capacitance to earth of each transmission line (susceptance: jB),
- System configuration included in future system expansion plan information,
Specifications of the generators included in the area. Furthermore, the system configuration information DD includes various data other than those mentioned above for various power flow calculations, state estimation, and time series change calculations.

(系統対策計画部130)
系統対策計画部130は、RE発電量取得部110および系統構成取得部120から取得した各種情報を参照し、電力系統の系統対策を立案し、電力系統の増強計画のため、これら各種情報による効果を評価する。系統対策計画部130は、広域系統断面作成部131と、想定故障条件選定部132と、系統影響度評価部133と、系統対策検討部135(系統対策検討ステップ、系統対策検討手段)と、効果評価部136(効果評価ステップ、効果評価手段)と、を備えている。系統対策計画部130は、各エリアの電力系統を網羅した広域な電力系統250に基づき、系統増強が必要な場所を特定する系統増強計画情報を記憶する。
(System Measures Planning Unit 130)
The system countermeasure planning unit 130 refers to various information acquired from the RE power generation amount acquisition unit 110 and the system configuration acquisition unit 120, plans system countermeasures for the power system, and evaluates the effects of the various information for power system reinforcement planning. The system countermeasure planning unit 130 includes a wide-area system cross-section creation unit 131, a contingent fault condition selection unit 132, a system impact evaluation unit 133, a system countermeasure review unit 135 (system countermeasure review step, system countermeasure review means), and an effect evaluation unit 136 (effect evaluation step, effect evaluation means). The system countermeasure planning unit 130 stores system reinforcement plan information that identifies locations where system reinforcement is required based on a wide-area power system 250 that covers the power systems of each area.

(広域系統断面作成部131)
広域系統断面作成部131は、RE導入予測値PREと、系統構成情報DDと、に基づいて、広域断面情報DEと、エリア断面情報DF-1~DF-nと、を生成する。ここで、広域断面情報DEとは、各エリアAR1~Anを跨って網羅した電力系統断面(時刻断面)を表す情報であり、再生可能エネルギー接続時における電力系統250の状態を模擬する情報である。また、エリア断面情報DF-1~DF-nは、各エリアAR-1~AR-nについての電力系統断面(時刻断面)を表す情報である。
(Wide-area system cross section creation unit 131)
The wide-area system cross section creation unit 131 generates wide-area cross section information DE and area cross section information DF-1 to DF-n based on the RE introduction prediction value PRE and the system configuration information DD. Here, the wide-area cross section information DE is information that represents a power system cross section (time cross section) that covers each of the areas AR1 to An, and is information that simulates the state of the power system 250 when renewable energy is connected. In addition, the area cross section information DF-1 to DF-n is information that represents a power system cross section (time cross section) for each of the areas AR-1 to AR-n.

ところで、1日毎、1年間等の期間において、RE出力や発電機出力等は様々変化する。そのため、広域系統断面作成部131は、複数の時刻断面についてエリア断面情報DFおよび広域断面情報DEを作成する。作成する時刻断面の数は、対象とする電力系統250(図1参照)の状態によって異なるが、1日をいくつかの時間ごとに分割し、それを1年分集めたものを用意するとよい。例えば、1日を24時間に分割した場合、1年分の断面は、24×365=8640断面になる。 However, RE output, generator output, etc. change in various ways over a period of time, such as from one day to one year. For this reason, the wide-area system cross-section creation unit 131 creates area cross-section information DF and wide-area cross-section information DE for multiple time cross-sections. The number of time cross-sections created varies depending on the state of the target power system 250 (see Figure 1), but it is a good idea to divide a day into several hours and prepare a collection of these for one year. For example, if one day is divided into 24 hours, the cross-sections for one year will be 24 x 365 = 8640 cross-sections.

(想定故障条件選定部132)
想定故障条件選定部132は、広域系統断面作成部131で作成された広域断面情報DEおよびエリア断面情報DFに基づいて、電力系統250の事故が発生した際の安定度を評価するために、想定故障条件データDGを作成する。ここで、電力系統の事故とは、例えば送電線の地絡事故や、発電機の脱落等の事故である。また、想定故障条件データDGによって評価される安定度とは、例えば、同期安定性、電圧安定性、周波数安定性などである。
(Contemplated fault condition selection unit 132)
The contingent fault condition selection unit 132 creates contingent fault condition data DG to evaluate stability when an accident occurs in the power system 250, based on the wide area cross section information DE and area cross section information DF created by the wide area system cross section creation unit 131. Here, an accident in the power system is, for example, a ground fault accident in a power transmission line, a generator dropping out, etc. The stability evaluated by the contingent fault condition data DG is, for example, synchronous stability, voltage stability, frequency stability, etc.

(系統影響度評価部133)
系統影響度評価部133は、広域断面情報DE、エリア断面情報DF、想定故障条件データDGに基づいて、系統事故前(平常時)および系統事故時における系統制約条件DIを計算する。ここで系統制約条件DIとは、同期安定性における発電機内部相差角や、周波数安定性における周波数の最大値および最小値、電圧安定性におけるP-Vカーブのノーズポイントまでの負荷余裕、過渡的な電圧、および過渡的な過負荷などである。
系統影響度評価部133は、広域系統断面作成部131で作成した広域断面情報DEおよびエリア断面情報DFを用いて、想定故障条件選定部132で選定された想定故障ケース(図5参照。C1,C2等)を模擬して、故障が発生した際の潮流計算と、過渡安定度計算とを行い、系統事故時の安定度を評価する。そして、系統影響度評価部133は、安定度の評価結果を系統影響度評価情報DJとして出力する。
さらに、系統影響度評価部133は、選択された想定故障ケースが発生した際の潮流計算、過渡安定度計算を実行する。
(System Impact Assessment Unit 133)
The system influence evaluation unit 133 calculates system constraint conditions DI before the system fault (normal time) and at the time of the system fault based on the wide area cross section information DE, the area cross section information DF, and the contingent fault condition data DG. Here, the system constraint conditions DI include the generator internal phase difference angle in synchronous stability, the maximum and minimum values of the frequency in frequency stability, the load margin up to the nose point of the P-V curve in voltage stability, the transient voltage, and the transient overload.
The system influence evaluation unit 133 uses the wide area cross section information DE and area cross section information DF created by the wide area system cross section creation unit 131 to simulate the contingency fault cases (see FIG. 5 , C1, C2, etc.) selected by the contingency fault condition selection unit 132, performs power flow calculations and transient stability calculations when a fault occurs, and evaluates stability in the event of a system accident. Then, the system influence evaluation unit 133 outputs the stability evaluation result as system influence evaluation information DJ.
Furthermore, the system influence assessment unit 133 executes a power flow calculation and a transient stability calculation when the selected contingent fault case occurs.

(系統対策検討部135)
系統対策検討部135は、系統影響度評価部133から出力された系統制約条件DIおよび系統影響度評価情報DJに基づいて、系統事故時に系統制約条件DIを充足できない場合の対策として、発電機の力率調節による系統安定度が向上する効果を検証する。すなわち、系統対策検討部135は、系統影響度評価部133で評価された結果に基づき、電力系統の安定度を向上させる対策を立案し、その結果を対策案データDMとして出力する。
(System Countermeasures Examining Unit 135)
The system countermeasure examining unit 135 verifies the effect of improving system stability by regulating the power factor of the generator as a countermeasure in the case where the system constraint conditions DI cannot be satisfied in the event of a system accident, based on the system constraint conditions DI and the system impact evaluation information DJ output from the system impact evaluation unit 133. That is, the system countermeasure examining unit 135 formulates countermeasures for improving the stability of the power system based on the results of evaluation by the system impact evaluation unit 133, and outputs the results as countermeasure proposal data DM.

(効果評価部136)
効果評価部136は、対策案データDMに示された発電機の力率調節の内容を評価(検証)し、その評価結果を評価データDPとして、系統対策検討部135に出力する。この評価データDPが、「発電機の力率を調節することで系統安定性の向上が所定値以上期待できる」ことを示す場合、系統対策検討部135は、制御指示部140に対して、対策案データDMに基づいて、例えば「発電機の力率を変更する」等の対策実行指令DRを送信する。
(Effect evaluation unit 136)
The effect evaluation unit 136 evaluates (verifies) the details of the power factor adjustment of the generator indicated in the countermeasure proposal data DM, and outputs the evaluation result as evaluation data DP to the system countermeasure review unit 135. If this evaluation data DP indicates that "the improvement of system stability can be expected to be equal to or greater than a predetermined value by adjusting the power factor of the generator," the system countermeasure review unit 135 transmits a countermeasure execution command DR, such as "change the power factor of the generator," to the control instruction unit 140 based on the countermeasure proposal data DM.

(制御指示部140)
制御指示部140は、エリアAR-1~AR-n(図1参照)に対応する複数の制御部142-1~142-nを備えている。制御部142-1~142-nは、対応するエリアAR-1~AR-nに対して、発電機の力率変更等を指令するエリア制御指令DS-1~DS-nを出力する。制御部142の制御対象は、各エリアARに含まれる発電機や負荷等であるが、その他、バッテリー、充放電可能な二次電池、電気自動車の蓄電池、フライホイール、調相設備等であってもよい。
(Control instruction unit 140)
The control instruction unit 140 includes a plurality of control units 142-1 to 142-n corresponding to areas AR-1 to AR-n (see FIG. 1). The control units 142-1 to 142-n output area control commands DS-1 to DS-n to command changes in the power factor of generators to the corresponding areas AR-1 to AR-n. The control targets of the control unit 142 are generators and loads included in each area AR, but may also be batteries, chargeable and dischargeable secondary batteries, storage batteries for electric vehicles, flywheels, phase modifying equipment, and the like.

各エリアAR-1~AR-nに出力されたエリア制御指令DS-1~DS-nは、RE発電量取得部110および系統構成データベース122にも転送される。これにより、RE発電量取得部110は、RE導入予測値PRE-1~PRE-nをエリア制御指令DS-1~DS-nに基づいて更新する。同様に、系統構成取得部120は、系統構成情報DD-1~DD-nの内容を、エリア制御指令DS-1~DS-nに基づいて更新する。 The area control commands DS-1 to DS-n output to each area AR-1 to AR-n are also transferred to the RE power generation amount acquisition unit 110 and the system configuration database 122. As a result, the RE power generation amount acquisition unit 110 updates the RE introduction forecast values PRE-1 to PRE-n based on the area control commands DS-1 to DS-n. Similarly, the system configuration acquisition unit 120 updates the contents of the system configuration information DD-1 to DD-n based on the area control commands DS-1 to DS-n.

(表示制御部150)
表示制御部150は、電力系統制御装置100内における各種情報を入出力装置916(図2参照)に含まれるディスプレイ等に表示する。
(Display Control Unit 150)
The display control unit 150 displays various types of information in the power system control device 100 on a display or the like included in the input/output device 916 (see FIG. 2).

〈各種情報等の詳細〉
以下、上述した各種情報等の詳細を説明する。
まず、図4は、広域断面情報DEの一例を示す図である。
図4において、広域断面情報DEは、電力系統250(図1参照)の一部の状態を表すものである。図示の例において、広域断面情報DEは、2つのエリアAR-10,AR-11を含んでいる。エリアAR-10は、RE発電部210と、電力需要地230と、両者を接続する送電線220と、を含んでいる。そして、RE発電部210は、3台のRE電源212,214,216を備えている。
<Details of various information, etc.>
The above-mentioned various types of information will be described in detail below.
First, FIG. 4 is a diagram showing an example of the wide area cross-sectional information DE.
4, the wide-area cross-sectional information DE represents the state of a portion of the power system 250 (see FIG. 1). In the illustrated example, the wide-area cross-sectional information DE includes two areas AR-10 and AR-11. Area AR-10 includes an RE power generation unit 210, an electricity demand area 230, and a power transmission line 220 connecting the two. The RE power generation unit 210 is equipped with three RE power sources 212, 214, and 216.

また、エリアAR-11は、2つの電力需要地232,234を含んでいる。エリアAR-10のRE発電部210と、エリアAR-11の電力需要地232とは、送電線222によって接続されている。また、エリアAR-11内の電力需要地232,234は、送電線224によって接続されている。これにより、RE発電部210は、電力需要地230,232,234に電力を供給する。 In addition, area AR-11 includes two power demand areas 232, 234. The RE power generation unit 210 in area AR-10 and the power demand area 232 in area AR-11 are connected by a power transmission line 222. In addition, the power demand areas 232, 234 in area AR-11 are connected by a power transmission line 224. In this way, the RE power generation unit 210 supplies power to the power demand areas 230, 232, 234.

なお、このように、広域系統断面作成部131(図2参照)が作成するエリア断面情報DFは、必ずしも一つのエリア(例えばAR-1)に含まれる要素を記述するのみならず、複数のエリアに含まれる要素を記述することができる。すなわち、図4に示す例において、エリア断面情報DFは、エリアAR-1におけるRE発電部210、送電線220、電力需要地230と、エリアAR-2における電力需要地232,234と、送電線224と、を模擬する。 In this way, the area cross section information DF created by the wide-area system cross section creation unit 131 (see Figure 2) does not necessarily describe elements contained in one area (e.g., AR-1), but can also describe elements contained in multiple areas. That is, in the example shown in Figure 4, the area cross section information DF simulates the RE power generation unit 210, transmission line 220, and power demand area 230 in area AR-1, and the power demand areas 232, 234, and transmission line 224 in area AR-2.

図5は、想定故障条件データDGの構成を示す図である。
図5において、想定故障条件データDGは、様々な日時に対応して複数作成されており、これらの集合を想定故障条件データベース300と呼ぶ。想定故障条件データベース300は、想定故障条件選定部132(図3参照)に記憶されている。各想定故障条件データDGは、日時データ301と、想定故障ケース欄302と、故障箇所欄303と、故障様相欄304と、を含んでいる。ここで、複数の想定故障条件データDGにおける日時データ301の間隔は、任意の間隔でよい。
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the contingency condition data DG.
5, a plurality of contingency condition data DG are created corresponding to various dates and times, and a set of these is called a contingency condition database 300. The contingency condition database 300 is stored in the contingency condition selection unit 132 (see FIG. 3). Each contingency condition data DG includes date and time data 301, a contingency case column 302, a fault location column 303, and a fault mode column 304. Here, the intervals between the date and time data 301 in the plurality of contingency condition data DG may be any interval.

想定故障ケース欄302には、様々な故障態様に応じた想定故障ケースの番号(C1,C2,…)が格納されている。故障箇所欄303には、想定する故障個所が格納されている。また、故障様相欄304には、想定した故障に係る線路の相、線数、故障様態等が格納されている。 The assumed fault case column 302 stores the numbers (C1, C2, ...) of assumed fault cases corresponding to various fault modes. The fault location column 303 stores the assumed fault location. The fault mode column 304 stores the line phase, number of lines, fault mode, etc. related to the assumed fault.

例えば、想定故障ケースC1等の故障様相欄304には、「3φ6LG(ABCA’B’C’)」なる文字列データが記憶されている。この文字列のうち「3φ6LG」の部分は、三相六線地絡事故であることを示している。また、「(ABCA’B’C’)」は、A相とB相とC相とA’相とB’相とC’相とが地絡したことを示している。図5における想定故障ケースC1は、送電線A1(図示せず)の送電端において、三相六線地絡故障が生じることを示している。 For example, the fault mode column 304 for the contingency fault case C1 stores character string data "3φ6LG (ABCA'B'C')". The "3φ6LG" portion of this string indicates a three-phase, six-wire ground fault. Also, "(ABCA'B'C')" indicates that a ground fault has occurred between phases A, B, C, A', B', and C'. Contingency fault case C1 in FIG. 5 indicates that a three-phase, six-wire ground fault occurs at the transmission end of transmission line A1 (not shown).

同様に、想定故障ケースC2は、送電線A2(図示せず)の送電端において、三相六線地絡故障が生じることを示している。同様に、想定故障ケースC3は、送電線A1,A2の双方の送電端において、三相六線地絡故障が生じることを示している。また、想定故障ケースC4は、電源サイトPS1(図示せず)の脱落事故が生じることを示している。また、想定故障ケースC5は、送電線B1(図示せず)の送電端において、三相六線地絡故障が生じることを示している。 Similarly, contingent fault case C2 indicates that a three-phase, six-wire ground fault occurs at the transmission end of transmission line A2 (not shown). Similarly, contingent fault case C3 indicates that a three-phase, six-wire ground fault occurs at the transmission ends of both transmission lines A1 and A2. Furthermore, contingent fault case C4 indicates that a power site PS1 (not shown) becomes disconnected. Furthermore, contingent fault case C5 indicates that a three-phase, six-wire ground fault occurs at the transmission end of transmission line B1 (not shown).

このように、想定故障条件データベース300が種々の情報を含むため、想定故障条件選定部132(図3参照)は種々の想定故障条件を選定できる。また、系統影響度評価部133(図3参照)は種々の想定故障条件に対して系統影響度評価情報DJを算出することができる。 In this way, since the contingency condition database 300 contains various information, the contingency condition selection unit 132 (see FIG. 3) can select various contingency conditions. In addition, the system impact evaluation unit 133 (see FIG. 3) can calculate system impact evaluation information DJ for various contingency conditions.

図6は、広域断面情報DEの他の例を示す図である。
図6に示す広域断面情報DEは、系統事故発生時におけるものであり、図4に示した要素に加えて、系統事故情報401,402,403が追加されている。これら系統事故情報401,402,403は、それぞれ、送電線220,222,224に発生した事故に関する情報であり、図示の位置は、系統事故が発生した位置である。
FIG. 6 is a diagram showing another example of the wide area cross-sectional information DE.
The wide-area cross-sectional information DE shown in Fig. 6 is for when a grid accident occurs, and in addition to the elements shown in Fig. 4, grid accident information 401, 402, and 403 is added. These grid accident information 401, 402, and 403 are information related to accidents that have occurred in the power transmission lines 220, 222, and 224, respectively, and the illustrated positions are positions where the grid accidents occurred.

(系統事故解析画面5)
図7は、系統事故解析画面5の一例を示す図である。
なお、系統事故解析画面5は、表示制御部150によって表示される画面である。
系統事故解析画面5は、系統図表示欄501と、凡例表示欄504と、日付欄512と、時刻欄514と、想定故障条件選定結果部530と、を含んでいる。
(System accident analysis screen 5)
FIG. 7 is a diagram showing an example of the system fault analysis screen 5. As shown in FIG.
The system fault analysis screen 5 is a screen displayed by the display control unit 150.
The system fault analysis screen 5 includes a system diagram display field 501 , a legend display field 504 , a date field 512 , a time field 514 , and a contingency condition selection result section 530 .

系統図表示欄501は、電力系統250(図1参照)の系統図を図示する領域であり、その内容は広域系統断面作成部131によって作成される。系統図表示欄501には、同期機電源、RE電源、負荷、変圧器、母線および線路などといった系統情報がアイコンや記号として示されている。なお、同期機電源は、例えば上述した発電機260,262,264である。凡例表示欄504は、系統図表示欄501に示されているアイコンや記号等の意味を示す領域である。また、日付欄512および時刻欄514は、ユーザの操作によって、日付および時刻を指定可能になっており、指定された日付および時刻を表示する。系統図表示欄501および後述する想定故障条件選定結果部530の内容は、日付欄512および時刻欄514で指定された日付および時刻に応じて変化する。 The system diagram display field 501 is an area that illustrates the system diagram of the power system 250 (see FIG. 1), and its contents are created by the wide-area system cross-section creation unit 131. In the system diagram display field 501, system information such as synchronous machine power sources, RE power sources, loads, transformers, busbars, and lines are displayed as icons and symbols. The synchronous machine power sources are, for example, the above-mentioned generators 260, 262, and 264. The legend display field 504 is an area that shows the meanings of the icons and symbols shown in the system diagram display field 501. In addition, the date field 512 and the time field 514 allow the user to specify a date and time by operation, and display the specified date and time. The contents of the system diagram display field 501 and the assumed fault condition selection result unit 530 described later change according to the date and time specified in the date field 512 and the time field 514.

想定故障条件選定結果部530は、列方向に想定故障ケース欄531と、系統安定化制御量欄の電制量欄532および負制量欄533と、発電機位相角欄534と、電圧欄535と、周波数欄536と、を含んでいる。そして、これらの欄によって、想定故障条件選定結果部530は、潮流計算および過渡安定度の解析結果を表示する。 The contingency condition selection result section 530 includes, in the column direction, a contingency case column 531, a power control amount column 532 and a negative control amount column 533 of the system stabilization control amount column, a generator phase angle column 534, a voltage column 535, and a frequency column 536. Using these columns, the contingency condition selection result section 530 displays the analysis results of the power flow calculation and the transient stability.

想定故障条件選定結果部530の行方向は、想定故障ケースC1,C2,…であり、これは想定故障条件データベース300(図5参照)のものと同様である。発電機位相角欄534、電圧欄535および周波数欄536は、想定故障ケースC1,C2,…に対して、それぞれ、発電機位相角、電圧および周波数について、系統制約条件DIを充足できるか否かを表示している。すなわち、系統制約条件DIを充足できる場合は「○」を表示し、系統制約条件DIを充足できない場合を「×」を表示している。系統制約条件DIは、例えば「系統事故時においても発電機位相角を100度以下に維持できる」等の制約であり、その具体的な内容は電力系統250の構成等に応じて、適宜定められる。 The row direction of the contingency condition selection result section 530 is contingency cases C1, C2, ..., which is the same as that of the contingency condition database 300 (see FIG. 5). The generator phase angle column 534, voltage column 535, and frequency column 536 indicate whether the system constraint condition DI can be satisfied for the generator phase angle, voltage, and frequency for the contingency cases C1, C2, ..., respectively. That is, if the system constraint condition DI can be satisfied, "○" is displayed, and if the system constraint condition DI cannot be satisfied, "×" is displayed. The system constraint condition DI is, for example, a constraint such as "the generator phase angle can be maintained at 100 degrees or less even during a system accident," and the specific content is determined appropriately depending on the configuration of the power system 250, etc.

図8は、広域断面情報DEのさらに他の例を示す図である。
図8に示す広域断面情報DEは、図4に示した要素に加えて、系統事故情報402および発電機260,262,264が追加されている。同図は、力率制御の対象となる発電機を特定する手順を説明するため図である。まず、送電線222に系統事故情報402に係る事故が発生したとする。この状態は、図7に示した想定故障条件選定結果部530の想定故障ケースC4に相当する。図7の想定故障ケースC4に示した例では、発電機位相角、電圧および周波数の何れについても、系統制約条件DIを充足できない。
FIG. 8 is a diagram showing still another example of the wide area cross-sectional information DE.
In the wide area cross section information DE shown in Fig. 8, in addition to the elements shown in Fig. 4, grid accident information 402 and generators 260, 262, 264 are added. This figure is a diagram for explaining the procedure for identifying a generator to be subject to power factor control. First, it is assumed that an accident related to the grid accident information 402 has occurred in the power transmission line 222. This state corresponds to the contingency fault case C4 in the contingency fault condition selection result unit 530 shown in Fig. 7. In the example shown in the contingency fault case C4 in Fig. 7, the grid constraint condition DI cannot be satisfied for any of the generator phase angle, voltage, and frequency.

この「系統制約条件DIを充足できない」という判定結果は、系統影響度評価部133(図3参照)から系統対策検討部135に供給される系統影響度評価情報DJの中に含まれている。そこで、系統対策検討部135は、系統制約条件DIおよび系統影響度評価情報DJに基づいて、課題発生位置PPを特定する。ここで、「課題発生位置PP」とは、系統制約条件DIが満たせなかった場合に、所定の電力品質を満たせないという課題が生じる、電力系統250上の位置である。図8の例においては、例えば電力需要地232が課題発生位置PPになる。 This determination result that "the system constraint condition DI cannot be satisfied" is included in the system impact evaluation information DJ supplied from the system impact evaluation unit 133 (see FIG. 3) to the system measure examination unit 135. The system measure examination unit 135 then identifies the problem occurrence position PP based on the system constraint condition DI and the system impact evaluation information DJ. Here, the "problem occurrence position PP" is a position on the power system 250 where a problem occurs in which a specified power quality cannot be satisfied if the system constraint condition DI cannot be satisfied. In the example of FIG. 8, for example, the power demand area 232 is the problem occurrence position PP.

系統対策検討部135は、課題発生位置PPにおける電力品質を向上させるために、慣性力や無効電力を供給できる発電機を選定する。図8の例においては、発電機262が選定されたとする。この発電機262は、系統事故情報402の位置よりもエリアAR-11側の送電線222に接続されている。このため、発電機262は、課題解決に貢献可能となる発電機である。 The system countermeasure examination unit 135 selects a generator that can supply inertial force and reactive power in order to improve the power quality at the problem occurrence location PP. In the example of FIG. 8, it is assumed that the generator 262 is selected. This generator 262 is connected to the power transmission line 222 on the area AR-11 side of the location of the system accident information 402. Therefore, the generator 262 is a generator that can contribute to solving the problem.

この場合、系統対策検討部135が出力する対策案データDMは、発電機262を指定する情報と、発電機262が出力すべき有効電力および無効電力と、を含む情報である。但し、発電機262が出力すべき有効電力および無効電力に代えて、対策案データDMによって発電機262の力率を指定してもよい。系統対策検討部135は、このような系統事故情報402に対して、選定した発電機262の力率を変更することによる系統安定度の向上度合いも解析する。そして、この系統安定度の向上度合いも、対策案データDMに含まれる。 In this case, the countermeasure proposal data DM output by the system countermeasure review unit 135 includes information specifying the generator 262 and the active power and reactive power that the generator 262 should output. However, instead of the active power and reactive power that the generator 262 should output, the power factor of the generator 262 may be specified by the countermeasure proposal data DM. The system countermeasure review unit 135 also analyzes the degree of improvement in system stability by changing the power factor of the selected generator 262 for such system accident information 402. This degree of improvement in system stability is also included in the countermeasure proposal data DM.

図9は、系統事故解析画面5の他の例を示す図である。
図9の表示内容は想定故障条件選定結果部530の想定故障ケースC4の行を除いて、図7に示したものと同様である。想定故障ケースC4の行において、発電機位相角欄534、電圧欄535および周波数欄536には、「×→○」と表示されている。これは、対策案データDMを適用する前では「×」(系統制約条件DIを充足できない)であるが、対策案データDMを適用すれば(上述の例では発電機262の力率を変更すれば)「○」(系統制約条件DIを充足できる)に変化する、という意味である。
FIG. 9 is a diagram showing another example of the system fault analysis screen 5. As shown in FIG.
The display contents in Fig. 9 are the same as those shown in Fig. 7 except for the row of the contingency case C4 in the contingency condition selection result part 530. In the row of the contingency case C4, "x → o" is displayed in the generator phase angle column 534, the voltage column 535, and the frequency column 536. This means that before the countermeasure proposal data DM is applied, it is "x" (the grid constraint condition DI cannot be satisfied), but when the countermeasure proposal data DM is applied (in the above example, when the power factor of the generator 262 is changed), it changes to "o" (the grid constraint condition DI can be satisfied).

系統事故解析画面5の表示内容が、図7のものから図9のものに変遷するまでの処理を、図3を参照して説明する。系統対策検討部135が出力した対策案データDMは、効果評価部136に供給される。効果評価部136は、示された対策案(上述の例では発電機262の力率変更)の効果について、評価、検証を行い、その結果を評価データDPとして出力する。図9における系統事故解析画面5は、当該評価データDPの内容に基づいて、想定故障ケースC4の発電機位相角欄534、電圧欄535および周波数欄536の表示内容を更新したものである。 The process by which the display contents of the system fault analysis screen 5 change from that of FIG. 7 to that of FIG. 9 will be described with reference to FIG. 3. The countermeasure proposal data DM output by the system countermeasure examination unit 135 is supplied to the effect evaluation unit 136. The effect evaluation unit 136 evaluates and verifies the effect of the indicated countermeasure proposal (changing the power factor of the generator 262 in the above example), and outputs the result as evaluation data DP. The system fault analysis screen 5 in FIG. 9 updates the display contents of the generator phase angle column 534, voltage column 535, and frequency column 536 for the assumed fault case C4 based on the contents of the evaluation data DP.

このように、対策案データDMに対する評価データDPが肯定的(系統安定性の向上が期待できる)である場合には、系統対策検討部135は、制御指示部140に対して、該対策案データDMの内容を対策実行指令DRとして送信する。 In this way, if the evaluation data DP for the countermeasure proposal data DM is positive (improvement in system stability is expected), the system countermeasure review unit 135 transmits the contents of the countermeasure proposal data DM to the control instruction unit 140 as a countermeasure execution command DR.

図10は、第1実施形態における発電機力率曲線の一例を示す図である。
ここで、「発電機力率曲線」とは、発電機の有効電力と無効電力の割合の変更可能範囲を示すものである。図10において、横軸が有効電力Pを示し、縦軸が無効電力Qを示している。無効電力Qが正である場合(遅れ供給量802の方向である場合)、発電機は過励磁状態であり、その出力電流が遅れ位相になる。また、無効電力Qが負である場合(進み供給量804の方向である場合)、発電機は低励磁状態であり、その出力電流が進み位相になる。換言すれば、発電機固定子の励磁電流を変更することにより、遅れ供給量802および進み供給量804を調整することができ、これによって有効電力と無効電力の割合を調節することができる。破線806は、定格容量における遅れ力率の限界であり、破線808は、定格容量における進み力率の限界である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a generator power factor curve in the first embodiment.
Here, the "generator power factor curve" indicates the range in which the ratio of the active power and the reactive power of the generator can be changed. In FIG. 10, the horizontal axis indicates the active power P, and the vertical axis indicates the reactive power Q. When the reactive power Q is positive (in the direction of the lagging supply amount 802), the generator is in an overexcitation state, and its output current is in a lagging phase. When the reactive power Q is negative (in the direction of the leading supply amount 804), the generator is in an underexcitation state, and its output current is in a leading phase. In other words, by changing the excitation current of the generator stator, the lagging supply amount 802 and the leading supply amount 804 can be adjusted, and the ratio of the active power and the reactive power can be adjusted. The dashed line 806 is the limit of the lagging power factor at the rated capacity, and the dashed line 808 is the limit of the leading power factor at the rated capacity.

図10における点820は、障害が発生する前の発電機の動作点である。図中の点810A,810B,810C,810Dを通る略半円形の曲線を発電機力率曲線810と呼ぶ。ここで、図示の点810A,810Bは、発電機の回転子コイルに流せる励磁電流の最大値等に応じて決定される。また、点810B,810Cは、発電機の固定子コイルに流せる電機子電流の最大値等に応じて決定される。 Point 820 in FIG. 10 is the operating point of the generator before the fault occurs. The roughly semicircular curve passing through points 810A, 810B, 810C, and 810D in the figure is called the generator power factor curve 810. Here, points 810A and 810B shown in the figure are determined according to the maximum value of the excitation current that can be passed through the rotor coil of the generator, etc. Also, points 810B and 810C are determined according to the maximum value of the armature current that can be passed through the stator coil of the generator, etc.

また、点810C,810Dは、固定子鉄心や、固定子鉄心端部の温度上昇等に応じて決定される。そして、制御部142(図3参照)は、発電機力率曲線810と、縦軸とで囲まれた略半円領域の内部であれば、動作点を自由に設定することができる。例えば、制御部142は、点822に動作点を移動させることができる。 In addition, points 810C and 810D are determined according to the temperature rise of the stator core and the stator core end, etc. The control unit 142 (see FIG. 3) can freely set the operating point as long as it is within the approximately semicircular region surrounded by the generator power factor curve 810 and the vertical axis. For example, the control unit 142 can move the operating point to point 822.

図11は、第1実施形態における送電線電圧の例を示す図である。
図11において、縦軸は送電線電圧Vであり、横軸は時刻tである。電圧変化特性920,922は、それぞれ、発電機の動作点が点820,822(図10参照)である場合の特性である。また、電圧変化特性920,922は、何れも、時刻t1に想定故障ケースC4(図9参照)の系統事故が発生した場合の特性である。また、レベルV1は、系統運用者が定める、電圧の運用目標値である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a power transmission line voltage in the first embodiment.
In Fig. 11, the vertical axis represents the transmission line voltage V, and the horizontal axis represents time t. Voltage change characteristics 920 and 922 are characteristics when the generator operating points are points 820 and 822 (see Fig. 10), respectively. Moreover, both of the voltage change characteristics 920 and 922 are characteristics when a system accident of contingent fault case C4 (see Fig. 9) occurs at time t1. Moreover, level V1 is a voltage operation target value determined by the system operator.

発電機の動作点が点820(図10参照)である場合、時刻t1に系統事故が発生すると、電圧変化特性920に示すように、やがて送電線電圧VはレベルV1を下回る。そこで、このような場合は、図10において、動作点を点822に移動させるとよい。これにより、送電線電圧Vは電圧変化特性922に沿って変化するようになるため、送電線電圧VがレベルV1以上になるように、送電線電圧Vを制御することができる。 If the generator's operating point is point 820 (see FIG. 10), when a system accident occurs at time t1, the transmission line voltage V will eventually fall below level V1, as shown in voltage change characteristic 920. In such a case, it is advisable to move the operating point to point 822 in FIG. 10. This causes the transmission line voltage V to change in accordance with voltage change characteristic 922, making it possible to control the transmission line voltage V so that it is at or above level V1.

[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上述した第1実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
第2実施形態の構成および動作は第1実施形態のもの(図1~図9)と略同様である。但し、第1実施形態では、図10に示したように、発電機出力を略一定とし、発電機の発電機力率曲線810上で有効電力と無効電力の共有割合を変化させるものであった。これに対して、本実施形態では、発電機の出力を変化させ、有効電力の絶対値を小さくすることで、送電線事故前の電力系統の潮流を抑制し事故時の安定度を向上させるものである。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment will be described. In the following description, parts corresponding to those in the first embodiment described above are given the same reference numerals, and the description thereof may be omitted.
The configuration and operation of the second embodiment are substantially similar to those of the first embodiment (FIGS. 1 to 9). However, in the first embodiment, as shown in FIG. 10, the generator output is kept substantially constant, and the sharing ratio of active power and reactive power is changed on the generator power factor curve 810 of the generator. In contrast, in this embodiment, the generator output is changed to reduce the absolute value of the active power, thereby suppressing the power flow in the power system before a transmission line accident and improving stability during the accident.

図12は、第2実施形態における発電機力率曲線の一例を示す図である。
図12に示す発電機力率曲線810は、第1実施形態のもの(図10参照)と同様である。但し、本実施形態において、制御部142(図3参照)は、障害が発生する前の発電機の動作点が点830であった場合、動作点を点830から点832に移動させ、しかる後に点834に移動させる。この点で本実施形態の動作は第1実施形態のものとは異なる。
FIG. 12 is a diagram showing an example of a generator power factor curve in the second embodiment.
The generator power factor curve 810 shown in Fig. 12 is similar to that of the first embodiment (see Fig. 10). However, in this embodiment, when the operating point of the generator before the occurrence of a fault is point 830, the control unit 142 (see Fig. 3) moves the operating point from point 830 to point 832, and then moves it to point 834. In this respect, the operation of this embodiment differs from that of the first embodiment.

すなわち、本実施形態では、動作点を点834に移動させることにより、発電機が出力する無効電力を比較的大きな値に維持しつつ、発電機が出力する有効電力を大きく抑制することができる。これにより、当該発電機が例えばタービンで駆動されている場合、タービンで消費される燃料の量を抑制することができ、より経済的に発電機を運用することができる。 In other words, in this embodiment, by moving the operating point to point 834, it is possible to significantly reduce the active power output by the generator while maintaining the reactive power output by the generator at a relatively large value. As a result, if the generator is driven by, for example, a turbine, it is possible to reduce the amount of fuel consumed by the turbine, and the generator can be operated more economically.

図13は、第2実施形態における送電線電圧の例を示す図である。
図13においても、縦軸は送電線電圧Vであり、横軸は時刻tである。そして、電圧変化特性930,932,934は、それぞれ、発電機の動作点が点830,832,834(図12参照)である場合の特性である。また、電圧変化特性930,932,934は、何れも、時刻t1に想定故障ケースC4(図9参照)の系統事故が発生した場合の特性である。また、レベルV2は、本実施形態における運用目標値である。動作点を点834に移動した際の電圧変化934は、変更前の電圧変化930および変更途中の電圧変化932と比較して、送電線事故時の電圧低下を抑制できる。例えば、送電線電圧Vが、系統運用者が定める電圧の運用目標値V2未満にならないように調節することが可能である。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a transmission line voltage in the second embodiment.
In FIG. 13 as well, the vertical axis is the transmission line voltage V, and the horizontal axis is the time t. Voltage change characteristics 930, 932, and 934 are characteristics when the generator operating point is at point 830, 832, and 834 (see FIG. 12), respectively. Moreover, the voltage change characteristics 930, 932, and 934 are all characteristics when a system accident of the contingency fault case C4 (see FIG. 9) occurs at time t1. Moreover, the level V2 is the operation target value in this embodiment. The voltage change 934 when the operating point is moved to point 834 can suppress the voltage drop at the time of the transmission line accident compared with the voltage change 930 before the change and the voltage change 932 during the change. For example, it is possible to adjust the transmission line voltage V so that it does not become less than the operation target value V2 of the voltage determined by the system operator.

[第3実施形態]
上述した第1,第2実施形態においては、発電機の動作点を点822(図10参照)または点834(図12参照)に移動させるものであった。しかし、このように動作点を移動させると、発電機が出力する有効電力は減少する。一般的に、発電事業者は、有効電力をなるべく多く出力し売電機会を増やしたいと考えるため、上述のように動作点を移動させることは、売電機会のロスにつながるという問題が生じる。そこで本実施形態では、発電機の力率調節による便益を送配電事業者側で評価し、その結果を発電事業者と共有することで、発電事業者もメリットを得られるようにした。
[Third embodiment]
In the first and second embodiments described above, the operating point of the generator is moved to point 822 (see FIG. 10) or point 834 (see FIG. 12). However, moving the operating point in this way reduces the active power output by the generator. Generally, power generation companies want to output as much active power as possible to increase opportunities to sell electricity, so moving the operating point as described above creates a problem of losing opportunities to sell electricity. Therefore, in this embodiment, the power transmission and distribution company evaluates the benefits of adjusting the power factor of the generator and shares the results with the power generation company, so that the power generation company can also benefit.

図14は、第3実施形態による電力系統制御装置103のブロック図である。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
電力系統制御装置103は、第1実施形態の電力系統制御装置100(図3参照)と同様の要素を備えている。さらに、電力系統制御装置103は、便益評価部152と、投資費用評価部154と、投資費用便益評価部160と、を備えている。
14 is a block diagram of a power system control device 103 according to the third embodiment. In the following description, the same reference numerals are used to designate parts corresponding to the parts of the other embodiments described above, and the description thereof may be omitted.
The power system control device 103 includes elements similar to those of the power system control device 100 of the first embodiment (see FIG. 3 ). In addition, the power system control device 103 includes a benefit evaluation unit 152, an investment cost evaluation unit 154, and an investment cost/benefit evaluation unit 160.

図15は、便益評価部152に記憶されている便益評価テーブル310の一例を示す図である。
便益評価テーブル310は、項目欄312と、評価結果欄314と、を有している。項目欄312には、発電機の力率変化による便益を評価するための、各種項目が記憶されている。例えば、項目欄312には、RE導入に伴う化石燃料の削減費用、二酸化炭素排出権買取の削減費用、系統増強の削減費用等の項目が記憶されている。
FIG. 15 is a diagram showing an example of the benefit assessment table 310 stored in the benefit assessment unit 152. As shown in FIG.
The benefit assessment table 310 has an item column 312 and an assessment result column 314. The item column 312 stores various items for assessing the benefit of a change in the power factor of the generator. For example, the item column 312 stores items such as the cost of reducing fossil fuels associated with the introduction of RE, the cost of reducing carbon dioxide emission rights purchases, the cost of reducing grid reinforcement, and the like.

また、評価結果欄314には、これら各項目に対応する便益金額と、これら各項目の便益金額を合計した合計便益金額A(便益)と、が記憶されている。図14に示した便益評価部152は、この便益評価テーブル310に基づいて、発電機の力率変化による便益を経済的な観点から評価する。 The evaluation result column 314 also stores the benefit amount corresponding to each of these items and a total benefit amount A (benefit) which is the sum of the benefit amounts of each of these items. The benefit evaluation unit 152 shown in FIG. 14 evaluates the benefit of the change in the power factor of the generator from an economic point of view based on this benefit evaluation table 310.

図16は、投資費用評価部154に記憶されている投資費用評価テーブル320の一例を示す図である。
投資費用評価テーブル320は、項目欄322と、評価結果欄324と、を有している。項目欄322には、発電機の力率変化を行う際の投資または損失額を評価するための各種項目が記憶されている。例えば、項目欄322には、例えば売電機会のロス、発電機制御に要する人件費、機器疲労による耐用年数低下等の項目が記憶されている。
FIG. 16 is a diagram showing an example of the investment cost evaluation table 320 stored in the investment cost evaluation unit 154. As shown in FIG.
The investment cost evaluation table 320 has an item column 322 and an evaluation result column 324. The item column 322 stores various items for evaluating the investment or loss amount when changing the power factor of the generator. For example, the item column 322 stores items such as loss of electricity selling opportunity, labor costs required for generator control, and reduction in useful life due to equipment fatigue.

また、評価結果欄324には、これら各項目に対応する投資または損失の金額である投資金額と、これら各項目の投資金額を合計した合計投資金額B(投資費用)と、が記憶されている。図14に示した投資費用評価部154は、この投資費用評価テーブル320に基づいて、発電機の力率変化に対する投資費用または発電機の力率変化による損失費用を経済的な観点から評価する。 The evaluation result column 324 also stores the investment amount, which is the amount of investment or loss corresponding to each of these items, and the total investment amount B (investment cost), which is the sum of the investment amounts of these items. The investment cost evaluation unit 154 shown in FIG. 14 evaluates the investment cost for the change in the power factor of the generator or the loss cost due to the change in the power factor of the generator from an economic point of view based on this investment cost evaluation table 320.

図17は、投資費用便益評価部160の動作説明図である。
上述したように便益評価部152は合計便益金額Aを算出し、投資費用評価部154は合計投資金額Bを算出する。投資費用便益評価部160は、これらの金額に基づいて、発電機の力率を調節することに対する評価結果Cを算出する。評価結果Cは、例えば「C=A-B」によって算出してもよく、「C=A/B」によって算出してもよい。このように、評価結果Cを求めることによって、送配電事業者と発電事業者との間で利益を分配することが可能となる。例えば、「C=A-B」によって評価結果Cを算出した場合は、評価結果Cに係る金額を、送配電事業者と発電事業者とで分配することができる。
FIG. 17 is a diagram illustrating the operation of the investment cost-benefit assessment unit 160.
As described above, the benefit evaluation unit 152 calculates the total benefit amount A, and the investment cost evaluation unit 154 calculates the total investment amount B. The investment cost benefit evaluation unit 160 calculates the evaluation result C for adjusting the power factor of the generator based on these amounts. The evaluation result C may be calculated, for example, by "C=A-B" or by "C=A/B". By determining the evaluation result C in this way, it becomes possible to distribute profits between the power transmission and distribution business operator and the power generation business operator. For example, when the evaluation result C is calculated by "C=A-B", the amount related to the evaluation result C can be distributed between the power transmission and distribution business operator and the power generation business operator.

[実施形態の効果]
以上のように上述の実施形態によれば、系統対策計画部130は、所定種発電量(PR-1~PR-n,PRE-1~PRE-n)と、系統構成情報DD-1~DD-nと、に基づいて、発電機260,262,264の力率を変更した際の効果を評価し、評価結果を評価データDPとして出力する効果評価部136と、評価データDPに基づいて、制御指示部140にエリア制御指令DS-1~DS-nを出力させる系統対策検討部135と、を備える。
[Effects of the embodiment]
As described above, according to the embodiment, the system countermeasure planning unit 130 is equipped with an effect evaluation unit 136 that evaluates the effect of changing the power factors of the generators 260, 262, 264 based on the predetermined types of power generation amounts (PR-1 to PR-n, PRE-1 to PRE-n) and the system configuration information DD-1 to DD-n and outputs the evaluation result as evaluation data DP, and a system countermeasure review unit 135 that causes the control instruction unit 140 to output area control commands DS-1 to DS-n based on the evaluation data DP.

これにより、効果評価部136は発電機260,262,264の力率を変更した際の効果を評価し、評価結果を評価データDPとして出力するため、電力系統250を適切に評価できる。 As a result, the effect evaluation unit 136 evaluates the effect of changing the power factor of the generators 260, 262, and 264 and outputs the evaluation result as evaluation data DP, thereby enabling the power system 250 to be appropriately evaluated.

また、所定種発電量(PR-1~PR-n,PRE-1~PRE-n)は、陸上風力、洋上風力、太陽光、波力、潮力、流水、地熱、またはバイオマスによる発電量である再生可能エネルギー発電量(PR-1~PR-n)、若しくは再生可能エネルギー発電量(PR-1~PR-n)の予測値(PRE-1~PRE-n)を含む量であると一層好ましい。これにより、電力系統250が再生可能エネルギー発電部を含む場合に、再生可能エネルギー発電に伴って電力系統250に生じる不安定要因を適切に抑制できる。 Moreover, it is more preferable that the predetermined type of power generation amount (PR-1 to PR-n, PRE-1 to PRE-n) is an amount including a renewable energy power generation amount (PR-1 to PR-n), which is the amount of power generation by onshore wind power, offshore wind power, solar power, wave power, tidal power, running water, geothermal power, or biomass, or a predicted value (PRE-1 to PRE-n) of the renewable energy power generation amount (PR-1 to PR-n). This makes it possible to appropriately suppress instability factors that occur in the power system 250 due to renewable energy power generation when the power system 250 includes a renewable energy power generation unit.

また、系統対策計画部130は、所定種発電量(PR-1~PR-n,PRE-1~PRE-n)と、系統構成情報DD-1~DD-nと、に基づいて、複数のエリアAR-1~AR-nに跨る電力系統断面の内容を表す広域断面情報DEを作成する広域系統断面作成部131と、解析を行うべき故障条件を表す想定故障条件データDGを選定する想定故障条件選定部132と、選定された想定故障条件データDGに係る故障が発生した際の潮流計算と、過渡安定度計算とを行い、その結果を系統影響度評価情報DJとして出力する系統影響度評価部133と、をさらに備え、系統対策検討部135は、系統影響度評価情報DJに基づいて電力系統の安定度を向上させる対策の立案結果である対策案データDMを出力し、効果評価部136は、対策案データDMの検証結果として評価データDPを出力すると一層好ましい。これにより、系統対策検討部135は、系統影響度評価情報DJに基づいて対策案データDMを出力することができ、効果評価部136は、対策案データDMの検証結果として評価データDPを出力することができる。 In addition, the system countermeasure planning unit 130 further includes a wide area system cross section creation unit 131 that creates wide area cross section information DE representing the contents of the power system cross section spanning multiple areas AR-1 to AR-n based on the specified types of power generation (PR-1 to PR-n, PRE-1 to PRE-n) and system configuration information DD-1 to DD-n, a contingency condition selection unit 132 that selects contingency condition data DG that represents the fault conditions to be analyzed, and a system impact evaluation unit 133 that performs power flow calculations and transient stability calculations when a fault occurs related to the selected contingency condition data DG and outputs the results as system impact evaluation information DJ, and it is even more preferable that the system countermeasure review unit 135 outputs countermeasure proposal data DM, which is the result of planning measures to improve the stability of the power system based on the system impact evaluation information DJ, and the effect evaluation unit 136 outputs evaluation data DP as the result of verifying the countermeasure proposal data DM. As a result, the system countermeasure review unit 135 can output countermeasure proposal data DM based on the system impact evaluation information DJ, and the effect evaluation unit 136 can output evaluation data DP as the verification result of the countermeasure proposal data DM.

また、広域系統断面作成部131は、発電量取得部(110)から、複数のエリアAR-1~AR-nについて、再生可能エネルギー発電量(PR-1~PR-n)、または予測値(PRE-1~PRE-n)と、系統構成情報DD-1~DD-nと、を取得することによって、広域断面情報DEを作成すると一層好ましい。これにより、複数のエリアAR-1~AR-nの再生可能エネルギー発電量(PR-1~PR-n)、または予測値(PRE-1~PRE-n)と、系統構成情報DD-1~DD-nと、に基づいて、一層適切な広域断面情報DEを作成することができる。 Moreover, it is more preferable that the wide-area system cross-section creation unit 131 creates the wide-area cross-section information DE by acquiring the renewable energy power generation amounts (PR-1 to PR-n) or the forecast values (PRE-1 to PRE-n) and the system configuration information DD-1 to DD-n for the multiple areas AR-1 to AR-n from the power generation amount acquisition unit (110). This makes it possible to create a more appropriate wide-area cross-section information DE based on the renewable energy power generation amounts (PR-1 to PR-n) or the forecast values (PRE-1 to PRE-n) for the multiple areas AR-1 to AR-n and the system configuration information DD-1 to DD-n.

また、系統影響度評価部133は、広域断面情報DEと、想定故障条件データDGと、に基づいて、事故時および平常時における系統制約条件DIを求めると一層好ましい。これにより、様々な想定故障条件データDGに基づいて、系統制約条件DIを求めることができる。 Moreover, it is more preferable that the system impact assessment unit 133 determines the system constraint conditions DI during accidents and normal times based on the wide-area cross-sectional information DE and the contingency condition data DG. This allows the system constraint conditions DI to be determined based on various contingency condition data DG.

また、系統制約条件DIは、同期安定性における発電機内部相差角、周波数安定性における周波数の最大または最小値、電圧安定性におけるP-Vカーブのノーズポイントまでの負荷余裕、過渡的な電圧、若しくは過渡的な過負荷のうち何れかを含むと一層好ましい。これにより、様々な想定故障条件データDGに対して、発電機内部相差角、周波数の最大または最小値等の具体的なパラメータの値を明確化することができる。 Moreover, it is more preferable that the system constraint condition DI includes any one of the generator internal phase difference angle in synchronous stability, the maximum or minimum value of the frequency in frequency stability, the load margin up to the nose point of the P-V curve in voltage stability, the transient voltage, or the transient overload. This makes it possible to clarify the specific parameter values such as the generator internal phase difference angle and the maximum or minimum value of the frequency for various contingent fault condition data DG.

また、系統影響度評価部133は、系統制約条件DIを満たせないことが判明した際に、課題が生じる電力系統の位置である課題発生位置PPを特定すると一層好ましい。これにより、課題発生位置PPを明確化することができる。 Moreover, when it is determined that the system constraint condition DI cannot be satisfied, it is even more preferable for the system impact assessment unit 133 to identify the problem occurrence position PP, which is the position in the power system where the problem occurs. This makes it possible to clarify the problem occurrence position PP.

また、対策案データDMは、想定故障条件データDGに対応する課題発生位置PPにおける課題に対して、その力率を変更した場合には課題を緩和できる発電機260,262,264を特定する情報を含むと一層好ましい。これにより、対策案データDMにおいて、課題を緩和できる発電機260,262,264を明確化することができる。 Moreover, it is more preferable that the countermeasure proposal data DM includes information that identifies the generators 260, 262, 264 that can alleviate the problem at the problem occurrence position PP corresponding to the contingency condition data DG when their power factors are changed. This makes it possible to clarify the generators 260, 262, 264 that can alleviate the problem in the countermeasure proposal data DM.

また、評価データDPは、発電機260,262,264の力率を変更した際の効果を検証した情報を含むと一層好ましい。これにより、発電機260,262,264の力率を変更した際の効果を明確化することができる。 Moreover, it is more preferable that the evaluation data DP includes information verifying the effect of changing the power factor of the generators 260, 262, and 264. This makes it possible to clarify the effect of changing the power factor of the generators 260, 262, and 264.

また、評価データDPは、系統制約条件DIのうち何れかに対応する効果を評価した結果を含むと一層好ましい。これにより、系統制約条件DIに応じた評価データDPを取得できる。 Moreover, it is more preferable that the evaluation data DP includes the results of evaluating the effects corresponding to any of the system constraint conditions DI. This makes it possible to obtain evaluation data DP according to the system constraint conditions DI.

また、系統対策検討部135は、制御指示部140に対して発電機260,262,264の力率変更指示を含む対策実行指令DRを送信し、制御指示部140は、対策実行指令DRに基づいて、発電機260,262,264の力率を変更すると一層好ましい。これにより、発電機260,262,264の力率を、対策実行指令DRに応じて変更できる。 Moreover, it is more preferable that the system countermeasure examination unit 135 transmits a countermeasure execution command DR including a command to change the power factor of the generators 260, 262, and 264 to the control instruction unit 140, and the control instruction unit 140 changes the power factor of the generators 260, 262, and 264 based on the countermeasure execution command DR. This allows the power factor of the generators 260, 262, and 264 to be changed in response to the countermeasure execution command DR.

また、系統対策検討部135が制御指示部140に対して対策実行指令DRを送信した後、制御指示部140は、さらに、対策実行指令DRに基づいて、発電機260,262,264の出力を変更すると一層好ましい。これにより、発電機260,262,264の出力を、対策実行指令DRに応じて変更できる。 Furthermore, after the system countermeasure examination unit 135 transmits the countermeasure execution command DR to the control instruction unit 140, it is more preferable that the control instruction unit 140 further changes the output of the generators 260, 262, and 264 based on the countermeasure execution command DR. This allows the output of the generators 260, 262, and 264 to be changed in response to the countermeasure execution command DR.

また、…は、効果評価部136からの情報を用いて便益(A)を評価する便益評価部152と、制御指示部140からの情報を用いて投資費用(B)を評価する投資費用評価部154と、便益(A)と投資費用(B)との関係を表す評価結果Cを出力する投資費用便益評価部160と、をさらに備えると一層好ましい。これにより、便益(A)と投資費用(B)とに応じた評価結果Cを取得できる。 Moreover, it is even more preferable to further include a benefit evaluation unit 152 that evaluates the benefit (A) using information from the effect evaluation unit 136, an investment cost evaluation unit 154 that evaluates the investment cost (B) using information from the control instruction unit 140, and an investment cost benefit evaluation unit 160 that outputs an evaluation result C that shows the relationship between the benefit (A) and the investment cost (B). This makes it possible to obtain an evaluation result C that corresponds to the benefit (A) and the investment cost (B).

また、便益(A)は、化石燃料の削減費用、二酸化炭素排出権買取の削減費用、または系統増強の削減費用のうち何れかに関するものであると一層好ましい。これにより、化石燃料の削減費用等に応じた評価結果Cを取得できる。 Moreover, it is more preferable that the benefit (A) relates to any one of the costs of reducing fossil fuels, the costs of purchasing carbon dioxide emission rights, or the costs of enhancing the grid. This makes it possible to obtain an evaluation result C according to the costs of reducing fossil fuels, etc.

また、投資費用(B)は、売電機会のロス、発電機制御に要する人件費、または機器疲労による耐用年数低下のうち何れかに関する費用であると一層好ましい。これにより、売電機会のロス等に応じた評価結果Cを取得できる。 Moreover, it is more preferable that the investment cost (B) is a cost related to any of the following: lost electricity selling opportunities, labor costs required for generator control, or reduced useful life due to equipment fatigue. This allows an evaluation result C to be obtained according to lost electricity selling opportunities, etc.

また、評価結果Cは便益(A)を投資費用(B)で除算した結果、または便益(A)から投資費用(B)を減算した結果であると一層好ましい。これにより、適切な評価結果Cを取得できる。 Moreover, it is more preferable that the evaluation result C is the result of dividing the benefit (A) by the investment cost (B), or the result of subtracting the investment cost (B) from the benefit (A). This allows an appropriate evaluation result C to be obtained.

[変形例]
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、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、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、もしくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。また、図中に示し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、製品上で必要な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。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
[Modification]
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications are possible. The above-mentioned embodiment is exemplified to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to those having all the configurations described. In addition, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. In addition, it is possible to delete a part of the configuration of each embodiment, or to add or replace other configurations. In addition, the control lines and information lines shown in the figure show those that are considered necessary for explanation, and do not necessarily show all the control lines and information lines necessary on the product. In reality, it may be considered that almost all the configurations are connected to each other. Possible modifications of the above-mentioned embodiment are, for example, as follows.

(1)上記実施形態においては、「所定種発電量」として、RE導入量(再生可能エネルギー発電量またはその予測値)を適用した例を説明した。しかし、「所定種発電量」はRE導入量に限定されるものではなく、火力、水力、原子力等、任意の発電量を適用してもよい。 (1) In the above embodiment, an example was described in which the RE introduction amount (renewable energy power generation amount or its predicted value) was applied as the "predetermined type of power generation amount." However, the "predetermined type of power generation amount" is not limited to the RE introduction amount, and any power generation amount, such as thermal power, hydroelectric power, or nuclear power, may be applied.

(2)上記実施形態における電力系統制御装置100,103のハードウエアは一般的なコンピュータによって実現できるため、上述した各種処理を実行するプログラム等を記憶媒体に格納し、または伝送路を介して頒布してもよい。 (2) The hardware of the power system control devices 100 and 103 in the above embodiments can be realized by a general computer, so programs for executing the various processes described above may be stored on a storage medium or distributed via a transmission line.

(3)また、上述した各処理は、上記実施形態ではプログラムを用いたソフトウエア的な処理として説明したが、その一部または全部をASIC(Application Specific Integrated Circuit;特定用途向けIC)、あるいはFPGA(Field Programmable Gate Array)等を用いたハードウエア的な処理に置き換えてもよい。 (3) In addition, although each of the above-mentioned processes has been described in the above embodiment as software-based processes using a program, some or all of the processes may be replaced with hardware-based processes using an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array), etc.

(4)上記実施形態において実行される各種処理は、図示せぬネットワーク経由でサーバコンピュータが実行してもよく、上記実施形態において記憶される各種データも該サーバコンピュータに記憶させてもよい。 (4) The various processes performed in the above embodiments may be executed by a server computer via a network (not shown), and the various data stored in the above embodiments may also be stored in the server computer.

100,103 電力系統制御装置
110 RE発電量取得部(発電量取得手段、発電量取得部、発電量取得ステップ)
120 系統構成取得部(系統構成取得ステップ、系統構成取得手段)
130 系統対策計画部(系統対策計画ステップ、系統対策計画手段)
131 広域系統断面作成部
132 想定故障条件選定部
133 系統影響度評価部
135 系統対策検討部(系統対策検討ステップ、系統対策検討手段)
136 効果評価部(効果評価ステップ、効果評価手段)
140 制御指示部(制御指示ステップ、制御指示手段)
152 便益評価部
154 投資費用評価部
160 投資費用便益評価部
250 電力系統
260,262,264 発電機
900 コンピュータ
A 合計便益金額(便益)
B 合計投資金額(投資費用)
C 評価結果
DE 広域断面情報
DG 想定故障条件データ
DI 系統制約条件
DJ 系統影響度評価情報
DM 対策案データ
DP 評価データ
DR 対策実行指令
PP 課題発生位置
AR-1~AR-n エリア
DD-1~DD-n 系統構成情報
DS-1~DS-n エリア制御指令
PR-1~PR-n RE導入量(再生可能エネルギー発電量、所定種発電量)
PRE-1~PRE-n RE導入予測値(所定種発電量、予測値)
100, 103 Power system control device 110 RE power generation amount acquisition unit (power generation amount acquisition means, power generation amount acquisition unit, power generation amount acquisition step)
120 System configuration acquisition unit (system configuration acquisition step, system configuration acquisition means)
130 System countermeasure planning unit (system countermeasure planning step, system countermeasure planning means)
131 Wide-area system cross-section creation unit 132 Expected fault condition selection unit 133 System impact evaluation unit 135 System countermeasures examination unit (system countermeasures examination step, system countermeasures examination means)
136 Effect evaluation unit (effect evaluation step, effect evaluation means)
140 Control instruction unit (control instruction step, control instruction means)
152 Benefit evaluation unit 154 Investment cost evaluation unit 160 Investment cost benefit evaluation unit 250 Power system 260, 262, 264 Generator 900 Computer A Total benefit amount (benefit)
B Total investment amount (investment cost)
C Evaluation result DE Wide area cross-sectional information DG Expected fault condition data DI System constraint conditions DJ System impact evaluation information DM Countermeasure proposal data DP Evaluation data DR Countermeasure execution command PP Problem occurrence location AR-1 to AR-n Area DD-1 to DD-n System configuration information DS-1 to DS-n Area control command PR-1 to PR-n RE introduction amount (renewable energy power generation amount, specified type power generation amount)
PRE-1 to PRE-n RE introduction forecast value (prescribed type of power generation, forecast value)

Claims (15)

電力系統に含まれる複数のエリアの各々において所定の種類に属する発電量である所定種発電量を取得する発電量取得部と、
複数の前記エリアにおける送電線の線路インピーダンスを含む系統構成情報を取得する系統構成取得部と、
前記電力系統に対する系統対策を立案する系統対策計画部と、
複数の前記エリアの何れかに含まれる発電機の力率を指令するエリア制御指令を出力する制御指示部と、を備え、
前記系統対策計画部は、
前記所定種発電量と、前記系統構成情報と、に基づいて、前記発電機の力率を変更した際の効果を評価し、評価結果を評価データとして出力する効果評価部と、
前記評価データに基づいて、前記制御指示部に前記エリア制御指令を出力させる系統対策検討部と、を備える
ことを特徴とする電力系統制御装置。
a power generation amount acquiring unit that acquires a predetermined type of power generation amount, which is a power generation amount belonging to a predetermined type in each of a plurality of areas included in the power system;
A system configuration acquisition unit that acquires system configuration information including line impedances of power transmission lines in the plurality of areas;
A system countermeasure planning unit that plans system countermeasures for the power system;
a control instruction unit that outputs an area control command that instructs a power factor of a generator included in any one of the plurality of areas,
The system countermeasure planning unit includes:
an effect evaluation unit that evaluates an effect when a power factor of the generator is changed based on the predetermined type of power generation amount and the system configuration information, and outputs an evaluation result as evaluation data;
a system countermeasure examination unit that causes the control instruction unit to output the area control command based on the evaluation data.
前記所定種発電量は、陸上風力、洋上風力、太陽光、波力、潮力、流水、地熱、またはバイオマスによる発電量である再生可能エネルギー発電量、若しくは前記再生可能エネルギー発電量の予測値を含む量である
ことを特徴とする請求項1に記載の電力系統制御装置。
2. The power system control device according to claim 1, wherein the predetermined type of power generation amount is a renewable energy power generation amount which is a power generation amount by onshore wind power, offshore wind power, solar power, wave power, tidal power, running water, geothermal power, or biomass, or an amount including a predicted value of the renewable energy power generation amount.
前記系統対策計画部は、前記所定種発電量と、前記系統構成情報と、に基づいて、複数の前記エリアに跨る電力系統断面の内容を表す広域断面情報を作成する広域系統断面作成部と、
解析を行うべき故障条件を表す想定故障条件データを選定する想定故障条件選定部と、
選定された前記想定故障条件データに係る故障が発生した際の潮流計算と、過渡安定度計算とを行い、その結果を系統影響度評価情報として出力する系統影響度評価部と、をさらに備え、
前記系統対策検討部は、前記系統影響度評価情報に基づいて電力系統の安定度を向上させる対策の立案結果である対策案データを出力し、
前記効果評価部は、前記対策案データの検証結果として前記評価データを出力する
ことを特徴とする請求項2に記載の電力系統制御装置。
The system countermeasure planning unit includes a wide-area system cross-section creation unit that creates wide-area cross-section information representing the contents of a power system cross-section across a plurality of the areas based on the predetermined type of power generation amount and the system configuration information;
a contingency condition selection unit that selects contingency condition data representing a fault condition to be analyzed;
a power system influence evaluation unit that performs a power flow calculation and a transient stability calculation when a fault related to the selected contingency fault condition data occurs, and outputs the results as power system influence evaluation information;
The power system measure examination unit outputs countermeasure proposal data which is a result of planning a countermeasure for improving the stability of the power system based on the power system impact evaluation information;
The power system control device according to claim 2 , wherein the effect evaluation unit outputs the evaluation data as a verification result of the countermeasure proposal data.
前記広域系統断面作成部は、前記発電量取得部から、複数の前記エリアについて、前記再生可能エネルギー発電量、または前記予測値と、前記系統構成情報と、を取得することによって、前記広域断面情報を作成する
ことを特徴とする請求項3に記載の電力系統制御装置。
4. The power system control device according to claim 3, wherein the wide-area system cross-section creation unit creates the wide-area cross-section information by acquiring the renewable energy power generation amount or the forecast value and the system configuration information for a plurality of the areas from the power generation amount acquisition unit.
前記系統影響度評価部は、前記広域断面情報と、前記想定故障条件データと、に基づいて、事故時および平常時における系統制約条件を求める
ことを特徴とする請求項3に記載の電力系統制御装置。
The power system control device according to claim 3 , wherein the system influence assessment unit determines system constraint conditions during an accident and during normal operation based on the wide-area cross-sectional information and the contingency fault condition data.
前記系統制約条件は、同期安定性における発電機内部相差角、周波数安定性における周波数の最大または最小値、電圧安定性におけるP-Vカーブのノーズポイントまでの負荷余裕、過渡的な電圧、若しくは過渡的な過負荷のうち何れかを含む
ことを特徴とする請求項5に記載の電力系統制御装置。
The power system control device according to claim 5, wherein the system constraint conditions include any one of a generator internal phase difference angle in synchronous stability, a maximum or minimum value of frequency in frequency stability, a load margin up to a nose point of a P-V curve in voltage stability, a transient voltage, or a transient overload.
前記系統影響度評価部は、前記系統制約条件を満たせないことが判明した際に、課題が生じる電力系統の位置である課題発生位置を特定する
ことを特徴とする請求項6に記載の電力系統制御装置。
The power system control device according to claim 6 , wherein the system influence evaluation unit identifies a problem occurrence position, which is a position in the power system where a problem occurs, when it is found that the system constraint condition cannot be satisfied.
前記対策案データは、前記想定故障条件データに対応する前記課題発生位置における前記課題に対して、その力率を変更した場合には前記課題を緩和できる前記発電機を特定する情報を含む
ことを特徴とする請求項7に記載の電力系統制御装置。
The power system control device according to claim 7, characterized in that the countermeasure proposal data includes information for identifying the generator that can alleviate the problem when a power factor is changed for the problem at the problem occurrence position corresponding to the contingency fault condition data.
前記評価データは、前記発電機の力率を変更した際の効果を検証した情報を含む
ことを特徴とする請求項8に記載の電力系統制御装置。
The power system control device according to claim 8 , wherein the evaluation data includes information verifying an effect when a power factor of the generator is changed.
前記評価データは、前記系統制約条件のうち何れかに対応する効果を評価した結果を含む
ことを特徴とする請求項9に記載の電力系統制御装置。
The power system control device according to claim 9 , wherein the evaluation data includes a result of evaluating an effect corresponding to any one of the system constraint conditions.
前記系統対策検討部は、前記制御指示部に対して前記発電機の力率変更指示を含む対策実行指令を送信し、
前記制御指示部は、前記対策実行指令に基づいて、前記発電機の力率を変更する
ことを特徴とする請求項10に記載の電力系統制御装置。
the power system countermeasure examination unit transmits a countermeasure execution command including an instruction to change a power factor of the generator to the control instruction unit;
The power system control device according to claim 10 , wherein the control instruction unit changes a power factor of the generator based on the countermeasure execution command.
前記系統対策検討部が前記制御指示部に対して前記対策実行指令を送信した後、
前記制御指示部は、さらに、前記対策実行指令に基づいて、前記発電機の出力を変更する
ことを特徴とする請求項11に記載の電力系統制御装置。
After the power system countermeasure examination unit transmits the countermeasure execution command to the control instruction unit,
The power system control device according to claim 11 , wherein the control instruction unit further changes an output of the generator based on the countermeasure execution command.
前記効果評価部からの情報を用いて便益を評価する便益評価部と、
制御指示部からの情報を用いて投資費用を評価する投資費用評価部と、
前記便益と前記投資費用との関係を表す評価結果を出力する投資費用便益評価部と、をさらに備え、
前記便益は、化石燃料の削減費用、二酸化炭素排出権買取の削減費用、または系統増強の削減費用のうち何れかに関するものであり、
前記投資費用は、売電機会のロス、発電機制御に要する人件費、または機器疲労による耐用年数低下のうち何れかに関する費用であり、
前記評価結果は前記便益を前記投資費用で除算した結果、または前記便益から前記投資費用を減算した結果である
ことを特徴とする請求項1に記載の電力系統制御装置。
A benefit evaluation unit that evaluates benefits using information from the effect evaluation unit;
an investment cost evaluation unit that evaluates the investment cost using information from the control instruction unit;
an investment cost benefit evaluation unit that outputs an evaluation result indicating a relationship between the benefit and the investment cost;
The benefit relates to any one of the following: abatement costs of fossil fuels, abatement costs of carbon dioxide emission rights purchases, or abatement costs of grid upgrades;
The investment cost is a cost related to any one of the following: loss of electricity selling opportunities, labor costs required for generator control, or reduced useful life due to equipment fatigue;
The power system control device according to claim 1 , wherein the evaluation result is a result of dividing the benefit by the investment cost, or a result of subtracting the investment cost from the benefit.
電力系統に含まれる複数のエリアの各々において所定の種類に属する発電量である所定種発電量を取得する発電量取得ステップと、
複数の前記エリアにおける送電線の線路インピーダンスを含む系統構成情報を取得する系統構成取得ステップと、
前記電力系統に対する系統対策を立案する系統対策計画ステップと、
複数の前記エリアの何れかに含まれる発電機の力率を指令するエリア制御指令を出力する制御指示ステップと、を有し、
前記系統対策計画ステップは、
前記所定種発電量と、前記系統構成情報と、に基づいて、前記発電機の力率を変更した際の効果を評価し、評価結果を評価データとして出力する効果評価ステップと、
前記評価データに基づいて、前記制御指示ステップにおいて前記エリア制御指令を出力させる系統対策検討ステップと、を有する
ことを特徴とする電力系統制御方法。
a power generation amount acquisition step of acquiring a predetermined type of power generation amount, which is a power generation amount belonging to a predetermined type in each of a plurality of areas included in the power system;
A system configuration acquisition step of acquiring system configuration information including line impedances of power transmission lines in the plurality of areas;
A system countermeasure planning step of planning a system countermeasure for the power system;
a control instruction step of outputting an area control command for instructing a power factor of a generator included in any one of the plurality of areas,
The power system countermeasure planning step includes:
an effect evaluation step of evaluating an effect when the power factor of the generator is changed based on the predetermined type of power generation amount and the system configuration information, and outputting an evaluation result as evaluation data;
and a system countermeasure examination step of causing the area control command to be output in the control instruction step based on the evaluation data.
コンピュータを、
電力系統に含まれる複数のエリアの各々において所定の種類に属する発電量である所定種発電量を取得する発電量取得手段、
複数の前記エリアにおける送電線の線路インピーダンスを含む系統構成情報を取得する系統構成取得手段、
前記電力系統に対する系統対策を立案する系統対策計画手段、
複数の前記エリアの何れかに含まれる発電機の力率を指令するエリア制御指令を出力する制御指示手段、として機能させるためのプログラムであって、
前記系統対策計画手段は、
前記所定種発電量と、前記系統構成情報と、に基づいて、前記発電機の力率を変更した際の効果を評価し、評価結果を評価データとして出力する効果評価手段と、
前記評価データに基づいて、前記制御指示手段に前記エリア制御指令を出力させる系統対策検討手段と、を備える
ことを特徴とするプログラム。
Computer,
a power generation amount acquiring means for acquiring a predetermined type of power generation amount, which is a power generation amount belonging to a predetermined type in each of a plurality of areas included in the power system;
A system configuration acquisition means for acquiring system configuration information including line impedances of power transmission lines in the plurality of areas;
A system countermeasure planning means for planning a system countermeasure for the power system;
a program for causing the control instruction means to function as a control instruction means for outputting an area control command for instructing a power factor of a generator included in any one of the plurality of areas,
The power system countermeasure planning means includes:
an effect evaluation means for evaluating an effect when a power factor of the generator is changed based on the predetermined type of power generation amount and the system configuration information, and outputting an evaluation result as evaluation data;
and a system countermeasure examination means for causing the control instruction means to output the area control command based on the evaluation data.
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