JP7733877B2 - 停電作業計画作成支援システムとそのプログラム - Google Patents

Description

本発明は、変電所における変圧器の停電作業の実施可能性を評価してその作業計画の作成を支援する停電作業計画作成支援システムとそのプログラムに関する。

変電所の変圧器について停電作業を行う場合、配電線系統の状況や配電線の容量の他、該当する配電線に発生した潮流の過去の実績などを考慮して、停電作業の可否が検討される。そして、停電によって配電線に発生する潮流が残変圧器の容量を超過することが予想される場合には、さらに、その超過分の近隣変電所への切り替えの可否が検討される。これらの検討結果は関係箇所から停電作業の要請者に連絡されることになるが、停電作業を予定通り行うことができない可能性がある場合には、上記連絡と同時に停電作業の予定日及びその時間帯についての変更の依頼がなされる。

ここで、停電作業の可否を検討する手順について図８を用いて説明する。図８は２台の配電線用変圧器（以下、１号バンク変圧器及び２号バンク変圧器という。）がそれぞれ設置された２つの変電所における電力系統の一例を示した図である。なお、図８において「×」印が付された遮断器や断路器は、それぞれ「切」の状態であることを表している。
図８に示すように、変電所５０は１号バンク変圧器５０ａ及び２号バンク変圧器５０ｂを有し、変電所５１は１号バンク変圧器５１ａ及び２号バンク変圧器５１ｂを有している。１号バンク変圧器５０ａと２号バンク変圧器５０ｂは、１次側遮断器（１次側ＣＢ）５２ａ、５２ｂ及び断路器６０ａ、６０ｂを介してそれぞれ送電線５５ａ、５５ｂに接続されるとともに、２次側遮断器（２次側ＣＢ）５３ａ、５３ｂを介してそれぞれ母線５６ａ、５６ｂにそれぞれ接続されている。さらに、１次側遮断器５２ａ及び１号バンク変圧器５０ａの間と１次側遮断器５２ｂ及び２号バンク変圧器５０ｂの間は遮断器６１ａ及び断路器６２ａが介装された電線５４ａを介して接続されている。そして、母線５６ａ、５６ｂは母線連絡用遮断器（母連ＣＢ）５７ａを介して互いに接続されており、母線５６ａ、５６ｂには配電線５９ａ、５９ｂが遮断器５８ａ、５８ｂを介してそれぞれ接続されている。そして、配電線５９ａには、需要家６３ａや太陽光発電設備６３ｂが接続されている。

１号バンク変圧器５１ａと２号バンク変圧器５１ｂは、１次側遮断器（１次側ＣＢ）５２ｃ、５２ｄ及び断路器６０ｃ、６０ｄを介してそれぞれ送電線５５ｃ、５５ｄに接続されるとともに、２次側遮断器（２次側ＣＢ）５３ｃ、５３ｄを介してそれぞれ母線５６ｃ、５６ｄにそれぞれ接続されている。さらに、１次側遮断器５２ｃ及び１号バンク変圧器５１ａの間と１次側遮断器５２ｄ及び２号バンク変圧器５１ｂの間は遮断器６１ｂ及び断路器６２ｂが介装された電線５４ｂを介して接続されている。そして、母線５６ｃ、５６ｄは母線連絡用遮断器（母連ＣＢ）５７ｂを介して互いに接続されており、母線５６ｃ、５６ｄには配電線５９ｃ、５９ｄが遮断器５８ｃ、５８ｄを介してそれぞれ接続されている。

図８に「×」印で示したように、変電所５０の１号バンク変圧器５０ａの停電作業を行う場合には、１次側遮断器５２ａ、２次側遮断器５３ａ、遮断器６１ａ及び断路器６０ａ、６２ａが「切」の状態にされる。これにより、残変圧器である２号バンク変圧器５０ｂには、配電線５９ｂに接続されている負荷に加えて、配電線５９ａに接続され、それまで１号バンク変圧器５０ａにかかっていた負荷が新たに加わることになる。このとき、配電線５９ａ、５９ｂに接続されている全ての負荷が２号バンク変圧器５０ｂの定格容量よりも大きいと、２号バンク変圧器５０ｂに対して過負荷となるため、近隣の変電所の変圧器に負荷の一部を転嫁しなければならない。具体的には、１号バンク変圧器５０ａの停電に伴って発生する２号バンク変圧器５０ｂに対する潮流を過去実績から予想して、その値が２号バンク変圧器５０ｂの定格容量を超えない場合には、上述の停電作業が可能であると判断する。一方、上記潮流の予想値が２号バンク変圧器５０ｂの定格容量を超える場合には、近隣の変電所について転負荷が可能な変圧器の有無を調査し、該当する変圧器が存在すれば、上記停電作業が可能であると判断し、該当する変圧器が存在しなければ、上記停電作業が不可能であると判断して、停電作業の要請者に作業日時の変更を依頼する。このように、停電作業の可否を検討するには、過去実績に基づいて配電線潮流を予想し、その予想値を残変圧器や近隣の変電所が有する変圧器の定格容量と比較する作業を行うことが必要であるが、停電作業の可否の検討に用いられる従来のシステムには、変電所ごとの変圧器や配電線に関する情報及び過去に発生した配電線潮流の実績データなどが取り込まれていないため、停電作業計画の作成に際し、多大な労力と時間を要していた。

停電作業の日程を選定する技術としては、例えば、特許文献１に「停電計画策定システム」という発明が開示されている。この発明は、需要家の所在地や、電力使用量、電気機器などの需要家情報を記憶する需要家情報データベースと、計画停電に従事する作業者の熟練度などの作業者情報を記憶した作業者情報データベースと、計画停電の実施エリアを含む地図情報を記憶した地図情報データベースと、実施エリアを含む気象情報を記憶した気象情報データベースと、実施エリアや作業内容などの計画停電条件を入力する入力部と、停電計画を策定する策定タスクを備えている。そして、この策定タスクが、入力された計画停電条件に基づいて標準作業時間を算出し、この標準作業時間を需要家情報と、作業者情報と、地図情報と、気象情報との少なくともいずれか１つに基づいて補正することにより作業時間を算出し、この作業時間以内となる需要家の使用電力量が少ない曜日や時間帯を選択して停電計画を策定することを特徴としている。したがって、この発明によれば、作業時間を正確に算出して停電日程を適切に選定することができる。
また、特許文献２には、「停電計画評価システム、停電計画評価方法および停電計画評価プログラム」という名称の発明が開示されている。この発明は、停電計画に対するものであって、かつ、電気所での作業による制約と、電気所から需要家まで電力を送る設備による制約を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された各制約と入力された需要家の制約に基づいて、同じく入力された停電計画の良否を判断する処理手段を備えたことを特徴としている。したがって、この発明によれば、需要家による制約や電力を供給する側の制約などを考慮して停電計画の評価を行うことが可能である。
さらに、特許文献３には、「電力系統の停電作業計画設定方法及びその装置」という名称の発明が開示されている。この発明は、事業所における電力系統の停電計画に関する要求書を作成する際に、全事業所の停電作業調整マニュアルと停電計画が記載された調整情報データベースを作成するとともに、事業所の停電計画の立案時に各事業所を統括する主管箇所への要求書の提出に先立って予め、この調整情報データベースを参照して少なくとも停電作業計画段階での検討必要事項及び立案時における他事業所との整合性をチェックすることを特徴としている。したがって、この発明によれば、主管箇所における停電計画の調整作業を簡易化することができる。

特開２０１３－１２３３２１号公報 特開２０１１－６１９１４号公報 特開２００７－２４４１３９号公報

上述の従来技術である特許文献１に開示された発明は、気象情報データベースに格納されている気象情報（天気予報情報）を標準作業時間の補正に反映させる構成となっているが、停電作業を行う変電所の残変圧器への配電線潮流を予測する構成となっていないため、その配電線潮流と残変圧器の容量を比較して停電作業の実施可能性を検討することができないという課題があった。
また、特許文献２及び特許文献３に開示された停電計画の作成に関する発明は、いずれも配電線潮流や太陽光発電設備による発電量を過去の実績データに基づいて予測する構成となっていないため、停電作業の可否を評価することができないという課題があった。

本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、変圧器の停電によって発生する配電線潮流の予測と、それに基づく停電作業の実施可能性の評価を高い精度で行うことで、停電作業計画の作成を効率よく支援することが可能なシステムとそのプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明である停電作業計画作成支援システムは、変電所における変圧器の停電作業の実施可能性を評価するために、配電線潮流教師データを入力して学習させた学習済の配電線潮流予測モデルと、この配電線潮流予測モデルに入力された停電作業の作業予定時期及び気象情報の予報データに基づいて配電線潮流を求める演算を行って、その演算結果を配電線予想潮流として停電作業計画評価データに含めて出力する演算装置を備えたことを特徴とするものである。
上記構成の停電作業計画作成支援システムでは、停電作業の作業予定時期及び気象情報の予報データの配電線潮流予測モデルへの入力によって演算装置が演算により求めた配電線予想潮流を停電作業計画評価データに含めて出力するように作用する。

第２の発明である停電作業計画作成支援システムは、第１の発明において、太陽光発電量教師データを入力して学習させた学習済の太陽光発電量予測モデルを備え、演算装置は、太陽光発電量予測モデルに入力された停電作業の作業予定時期における気象情報の予報データに基づいて太陽光発電量を求める演算を行い、この太陽光発電量の予測値と配電線潮流の予測値の合計値を配電線予想潮流とすること特徴とするものである。
なお、本発明では「太陽光発電量」を「太陽光発電設備による発電量」の意味に用いている。
上記構成の停電作業計画作成支援システムでは、停電作業の作業予定時期における気象情報の予報データの太陽光発電量予測モデルへの入力によって演算装置が演算により求めた太陽光発電量を配電線潮流の予測値に加えたものを配電線予想潮流として停電作業計画評価データに含めて出力するように作用する。

第３の発明である停電作業計画作成支援システムは、第１の発明又は第２の発明において、演算装置は、配電線予想潮流と変電所の残変圧器の容量の差分を転負荷量として、この転負荷量を変電所の近隣の変電所に設置された他の変圧器の容量と比較して、停電作業の実施可能性を評価する評価部を有し、その評価結果を停電作業計画評価データに含めて出力することを特徴とするものである。
なお、本発明では、「残変圧器」を「停電作業を行う変電所において停電作業の対象とされていない変圧器」の意味に用いるとともに、「転負荷量」を「残変圧器の過負荷を防ぐために、近隣の変電所に設置された他の変圧器に転嫁する必要がある負荷量」の意味に用いている。
上記構成の停電作業計画作成支援システムでは、評価部が配電線予想潮流と変電所の残変圧器の容量の差分を近隣の変電所に設置された他の変圧器の容量と比較して、停電作業の実施可能性を評価し、その評価結果を停電作業計画評価データに含めて出力するように作用する。

第４の発明である停電作業計画作成支援プログラムは、コンピュータによって、変電所における変圧器の停電作業の実施可能性を評価するために実行されるプログラムであって、配電線潮流教師データを入力して学習させた学習済の配電線潮流予測モデルを備え、この配電線潮流予測モデルに入力された停電作業の作業予定時期及び気象情報の予報データに基づいて配電線潮流を求める演算を行って、その演算結果を配電線予想潮流として停電作業計画評価データに含めて出力することを特徴とするものである。
上記構成の停電作業計画作成支援プログラムでは、学習済の配電線潮流予測モデルが停電作業の作業予定時期及び気象情報の予報データの入力によって求めた配電線予想潮流を停電作業計画評価データに含めて出力するように作用する。

第５の発明である停電作業計画作成支援プログラムは、第４の発明において、太陽光発電量教師データを入力して学習させた学習済の太陽光発電量予測モデルを備え、この太陽光発電量予測モデルに入力された停電作業の作業予定時期における気象情報の予報データに基づいて太陽光発電量を求める演算を行って、この太陽光発電量の予測値と配電線潮流の予測値の合計値を配電線予想潮流とすること特徴とするものである。
上記構成の停電作業計画作成支援プログラムでは、停電作業の作業予定時期における気象情報の予報データの太陽光発電量予測モデルへの入力によって求めた太陽光発電量を配電線潮流の予測値に加えたものを配電線予想潮流として停電作業計画評価データに含めて出力するように作用する。

第６の発明である停電作業計画作成支援プログラムは、第４の発明又は第５の発明において、配電線予想潮流と変電所の残変圧器の容量の差分を転負荷量として、この転負荷量を変電所の近隣の変電所に設置された他の変圧器の容量と比較して、停電作業の実施可能性を評価し、その評価結果を停電作業計画評価データに含めて出力することを特徴とするものである。
上記構成の停電作業計画作成支援プログラムでは、配電線予想潮流と変電所の残変圧器の容量の差分を近隣の変電所に設置された他の変圧器の容量と比較することで停電作業の実施可能性を評価し、その評価結果を停電作業計画評価データに含めて出力するように作用する。

第１の発明である停電作業計画作成支援システムによれば、変圧器の停電によって配電線に発生することが予想される潮流が停電作業計画評価データに含めて出力されるため、その予想潮流を残変圧器の容量と比較することにより停電作業の実施可能性を評価することができる。また、配電線潮流の予測精度が高いため、第１の発明によれば、停電作業の実施可能性の評価を高い精度で行って、停電作業計画の作成を効率よく支援することが可能である。

第２の発明である停電作業計画作成支援システムでは、太陽光発電量の予測値を配電線潮流の予測値に加えることで、停電作業当日の天気が予想以上に悪く、太陽光発電が全く行われない場合であっても残変圧器の過負荷などが生じ難いように配電線予想潮流が高めに見積もられていることから、安全性に優れている。

第３の発明である停電作業計画作成支援システムによれば、停電作業を行う変電所の近隣の変電所に設置された他の変圧器への転負荷の可能性を検討することで、停電作業の実施可能性の評価をさらに高い精度で行うことができる。

第４の発明である停電作業計画作成支援プログラムにおいても第１の発明と同様に、変圧器の停電によって発生する配電線潮流の予測と、それに基づく停電作業の実施可能性の評価を高い精度で行うことができるため、停電作業計画の作成を効率よく支援することが可能である。

第５の発明である停電作業計画作成支援プログラムにおいても、太陽光発電量の予測値を配電線潮流の予測値に加えることで、停電作業当日の天気が予想以上に悪く、太陽光発電が全く行われない場合であっても残変圧器の過負荷などが生じ難いように配電線予想潮流が高めに見積もられていることから、第２の発明と同様に安全性に優れている。

第６の発明である停電作業計画作成支援プログラムにおいても第３の発明と同様に、停電作業を行う変電所の近隣の変電所に設置された他の変圧器への転負荷の可能性を検討することで、停電作業の実施可能性の評価をさらに高い精度で行うことができる。

本発明の実施の形態に係る停電作業計画作成支援システムのブロック図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ配電線潮流及び太陽光発電量の実績データの一例を変電所ごとに示した表であり、（ｃ）は気象情報の一例を示した表である。 （ａ）は各変電所における平日の配電線潮流の実績データの１時間ごとの最大値を月の上旬、中旬及び下旬に分けて示した表であり、（ｂ）は各変電所における土曜日の配電線潮流の１時間ごとの最大値の実績データを示した表であり、（ｃ）は各変電所における日曜日の配電線潮流の１時間ごとの最大値の実績データを示した表である。 図２（ｂ）及び図３（ａ）乃至図３（ｃ）に示した表から入力データベースに格納される配電線潮流データ及び太陽光発電量データを生成する手順を示したフローチャートである。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれニューラルネットワークを用いた学習済の配電線潮流予測モデル及び太陽光発電量予測モデルの構成を示す概念図である。 停電作業計画作成支援システムにおける評価部の処理の流れを説明するためのフローチャートである。 （ａ）及び（ｂ）は停電作業計画評価データの一例を示した図である。 ２台の配電線用変圧器がそれぞれ設置された２つの変電所における電力系統の一例を示した図である。

図１は本発明の実施の形態に係る停電作業計画作成支援システム１のブロック図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）はそれぞれ変電所データベース４に格納されている配電線潮流情報及び太陽光発電設備による発電量（以下、太陽光発電量という。）情報の一例を示した表であり、図２（ｃ）は気象情報データベース５に格納されている気象情報の一例を示した表である。なお、図１に示された「ＤＢ」はデータベースを意味している。また、配電線潮流は電力系統に流れ込む電力量として表されるため、通常、ｋＷｈ（キロワットアワー）が単位に用いられるが、本願明細書及び図面では、変圧器に対して単位時間に流れる電流量を示すＡ（アンペア）を単位に用いている。さらに、変圧器の容量の単位には、通常、ＶＡ（ボルトアンペア）が用いられ、太陽光発電量の単位には、通常、Ｗ（ワット）が用いられるが、本願明細書及び図面では潮流に合わせて、Ａ（アンペア）をそれらの単位に用いている。
図１に示すように、停電作業計画作成支援システム１は、１つ又は複数の半導体チップやコンピュータ装置として構成される演算装置２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）として構成され、演算装置２において行われる各種の処理に必要なデータやコンピュータプログラムを記憶する記憶装置３によって構成されている。
演算装置２は、記憶装置３から読み出したデータやシステムの外部のデータが入力される入力部２ａと、教師データを生成する教師データ生成部２ｂと、教師データを用いて学習済モデルを生成する学習済モデル生成部２ｃと、学習済モデルに基づいて停電作業の実施可能性を評価する評価部２ｄと、評価部２ｄによる評価結果をシステムの外部へ出力する出力部２ｅを備えている。一方、記憶装置３には、変電所データベース４、気象情報データベース５、入力データベース６、教師データデータベース７、学習済モデルデータベース８及び出力データベース９が構築されている。
なお、入力部２ａは、例えば、キーボードやマウスの他、光学式の読取装置や情報通信網からの受信端子などによって構成されており、後述の配電線潮流予測モデル８ａを本システムの外部で作成した場合には、それらの予測モデルを本システム内に取り入れる際にも用いることができる。また、入力部２ａは、後述の気象情報の予報データを通信回線（図示せず）から取り込む際にも用いられる。
出力部２ｅは、例えば、ディスプレイやプリンタなどの装置によって構成されている。

変電所データベース４には、変電所の位置と、過去に行われた停電作業やこれから予定されている停電作業に関する情報と、配電線系統情報と、各変電所に設置されている変圧器の種類及びその定格容量が読み出し可能な状態で格納されている。さらに、各変圧器における１時間ごとの配電線潮流の複数年分の実績データ（図２（ａ）参照）と、各変圧器に母線５６ａ～５６ｄ及び配電線５９ａ～５９ｄを介して接続された太陽光発電設備６３ｂ（図８参照）による１時間ごとの発電量（以下、太陽光発電量という。）の複数年分の実績データ（図２（ｂ）参照）がそれぞれ日付及び時間帯に関連付けられた状態で読み出し可能に格納されている。
気象情報データベース５には、各変電所における１時間ごとの天気及び気温並びに１日ごとの日射量に関する複数年分の実績データ５ａ（図２（ｃ）参照）及び予報データ５ｂが天気、気温及び日射量について日付及び時間帯に関連付けられた状態でそれぞれ読み出し可能に格納されている。なお、日射量とは単位面積が太陽から単位時間あたりに受ける放射エネルギーのことであり、この日射量は太陽の光球の範囲のみからの日射量（直達日射量）と太陽の光球以外の範囲からの日射量（散乱日射量）とそれらを合計した全天日射量に分けられるが、本実施の形態では、特に全天日射量を気象情報データベース５の実績データ５ａ及び予報データ５ｂに含まれる上述の日射量に採用している。

入力データベース６には、配電線潮流データ６ａ及び太陽光発電量データ６ｂが読み出し可能に格納されており、教師データデータベース７には、後述するように配電線潮流データ６ａ及び太陽光発電量データ６ｂに基づいて教師データ生成部２ｂによって生成される配電線潮流教師データ７ａ、７ｂ及び太陽光発電量教師データ７ｃ、７ｄが読み出し可能に格納されている。
学習済モデルデータベース８には、学習済モデル生成部２ｃによって生成される配電線潮流予測モデル８ａ及び太陽光発電量予測モデル８ｂが読み出し可能に格納されており、出力データベース９には、停電作業計画評価データ９ａが読み出し可能に格納されている。
本実施の形態では、学習済モデル生成部２ｃと教師データデータベース７が停電作業計画作成支援システム１に含まれる構成となっているが、学習済モデル生成部２ｃと教師データデータベース７は停電作業計画作成支援システム１から独立した状態で設けられていても良い。例えば、停電作業計画作成支援システム１とは別のシステムで教師データデータベース７を用いて学習済モデル生成部２ｃに配電線潮流予測モデル８ａ及び太陽光発電量予測モデル８ｂを生成させて、それらの予測モデルのみを学習済モデルデータベース８に格納するような構成とすることもできる。

図３（ａ）は図２（ａ）に記載された平日の配電線潮流の実績データに基づいて作成された表を示している。なお、表中の「上旬」、「中旬」及び「下旬」とは、各月の「１日から１０日まで」、「１１日から２０日まで」及び「２１日から月末まで」の期間を意味している。また、表に示された数値は各期間内における時間帯ごとの最大値を示している。したがって、同じ月の同じ期間（上旬、中旬、下旬のうちのいずれか）のデータであっても時間帯が異なる場合には、同じ日のものとは限らない。
図３（ｂ）は図２（ａ）に記載された土曜日の配電線潮流の実績データに基づいて作成された表を示しており、表に示された数値は各週の土曜日における１時間ごとの最大値の実績データを表している。
図３（ｃ）は図２（ａ）に記載された日曜日の配電線潮流の実績データに基づいて作成された表を示しており、表に示された数値は各週の日曜日における１時間ごとの最大値の実績データを表している。
なお、図が煩雑になるのを避けるため、図３（ａ）乃至図３（ｃ）では２０２０年のデータのみを示しているが、実際には２０２０年以外の複数年のデータも図３（ａ）乃至図３（ｃ）に示す表に含まれている。また、図３（ａ）乃至図３（ｃ）の表を作成する際には、変電所データベース４に格納されている停電作業情報及び配電線系統情報に基づいて、過去に停電作業が行われた変電所の当日のデータや配電線系統が通常と異なる状態で収集されたデータについては図２（ａ）に記載された実績データから除外されている。すなわち、図３（ａ）乃至図３（ｃ）の表は、配電線が平常の系統であって、かつ、変圧器が停電していない状態における実績データに基づいて作成されている。

入力データベース６に格納される配電線潮流データ６ａ及び太陽光発電量データ６ｂを生成する手順について図４を用いて説明する。図４は図２（ｂ）及び図３（ａ）乃至図３（ｃ）に示した表から配電線潮流データ６ａ及び太陽光発電量データ６ｂを生成する手順を示したフローチャートである。
配電線潮流データ６ａ及び太陽光発電量データ６ｂは、変電所データベース４に配電線潮流情報及び太陽光発電量情報が格納されている変電所における各変圧器に対する配電線潮流と太陽光発電量の実績データが図４に示す手順に従って図２（ｂ）及び図３（ａ）乃至図３（ｃ）に示した表から抽出されることによって作成される。
例えば、Ａ変電所の１号バンク変圧器５０ａの停電作業については、まず、停電作業が行われた日が日曜日であるか否かについての判断が行われ（図４のステップＳ１）、作業日が日曜日の場合には、図３（ｃ）に示した表から、該当月において該当週及びその前後の週の該当時間帯における最大値を求め、これをＡ変電所の残変圧器（２号バンク変圧器５０ｂ）に対する潮流（以下、配電線潮流ａという。）の実績値とする（図４のステップＳ２）。なお、ステップＳ１において、作業日が日曜日でない場合には、ステップＳ２を迂回してステップＳ３の処理に進む。
ステップＳ２について具体的に説明すると、例えば、停電作業の日時が２０２０年６月１４日の１３時から１４時の場合、作業日は６月の第２週の日曜日であるため、図３（ｃ）に示した表より、６月の第１週～第３週の日曜日の１３時から１４時の時間帯における配電線潮流を読み出して、その３つの数値のうちの最大値を上述の配電線潮流ａの実績値とする（ステップＳ２）。さらに、他の年についても同様にして、日曜日に停電作業が行われた場合について、配電線潮流ａの実績値を求めることにより、複数年分の実績データが得られる。

つぎに、停電作業が行われた日が土曜日又は祝日であるか否かについて判断され（図４のステップＳ３）、作業日が土曜日の場合には、図３（ｂ）に示した表から、該当月において該当週及びその前後の週の該当時間帯における最大値を求め、これを前述の配電線潮流ａの実績値とする（図４のステップＳ４）。また、作業日が祝日の場合には、配電線潮流と曜日の間に関連性がないため、その祝日が属する週の土曜日のデータを採用する。すなわち、作業日が祝日の場合には、図３（ｂ）に示した表から、該当月において該当週及びその前後の週の土曜日の該当時間帯における最大値を求め、これを配電線潮流ａの実績値とする（図４のステップＳ４）。
例えば、停電作業の日時が２０２０年６月１３日の１３時から１４時の場合、作業日は６月の第２週の土曜日であるため、図３（ｂ）に示した表より、６月の第１週～第３週の土曜日の１３時から１４時の時間帯における配電線潮流を読み出して、その３つの数値のうちの最大値を前述の配電線潮流ａの実績値とする（ステップＳ４）。また、停電作業の日時が２０２０年８月１０日の１６時から１７時の場合、作業日は８月の第２週の祝日であるため、図３（ｂ）に示した表より、８月の第１週～第３週の土曜日の１６時から１７時の時間帯における配電線潮流を読み出して、その３つの数値のうちの最大値を前述の配電線潮流ａの実績値とする（ステップＳ４）。さらに、他の年についても同様にして、土曜日又は祝日に停電作業が行われた場合について、配電線潮流ａの実績値を求めることにより、複数年分の実績データが得られる。
なお、ステップＳ３において、作業日が土曜日又は祝日のいずれでもない場合には、ステップＳ４を迂回してステップＳ５の処理に進む。

ステップＳ５では、停電作業が行われた日が平日であるか否かについて判断される。そして、作業日が平日の場合には、図３（ａ）に示した表から、該当月の該当期間（上旬、中旬、下旬のうちのいずれか）の該当時間帯における配電線潮流を読み出して、これを前述の配電線潮流ａの実績値とする（図４のステップＳ６）。
例えば、停電作業の日時が２０２０年６月９日の９時から１０時の場合、作業日は６月の上旬の平日であるため、図３（ａ）に示した表より、６月の上旬の９時から１０時の時間帯における配電線潮流を読み出して、これを前述の配電線潮流ａの実績値とする（ステップＳ６）。さらに、他の年についても同様にして、平日に停電作業が行われた場合について、配電線潮流ａの実績値を求めることにより、複数年分の実績データが得られる。
なお、ステップＳ５において、作業日が平日でない場合には、ステップＳ６を迂回してステップＳ７の処理に進む。
ステップＳ７では、図２（ｂ）に示した表から、作業日に該当する年月日の該当時間帯におけるＡ変電所の残変圧器（２号バンク変圧器５０ｂ）の配電線５９ｂ（図８参照）に接続された太陽光発電設備による発電量（以下、太陽光発電量ｂという。）を読み出して、これを太陽光発電量ｂの実績値とする。そして、ステップＳ８では、ステップＳ１～ステップＳ６の工程で求めた配電線潮流ａの実績値が停電作業の行われた時期（月日）及び気象情報データベース５に格納されている「各変電所における１時間ごとの天気及び気温」に関する実績データ５ａに関連付けられた状態の配電線潮流データ６ａを作成する。
また、ステップＳ７の工程で求めた太陽光発電量ｂの実績値が気象情報データベース５に格納されている「各変電所における１時間ごとの天気及び日射量」に関する実績データ５ａに関連付けられた状態の太陽光発電量データ６ｂを作成し、配電線潮流データ６ａとともに、読み出し可能な状態で入力データベース６に格納する。

教師データ生成部２ｂは、配電線潮流データ６ａに基づいて停電作業の行われた時期（作業月及び作業日が平日の場合には月の上旬、中旬又は下旬のいずれであるかという情報並びに作業日が平日でない場合には月の第何週目の土曜日、日曜日又は祝日であるかという情報）及び天気及び気温の実績データ５ａからなる配電線潮流教師データ７ａを生成するとともに、配電線潮流教師データ７ａに対応する配電線潮流ａの実績値からなる配電線潮流教師データ７ｂを作成する。
また、教師データ生成部２ｂは、太陽光発電量データ６ｂに基づいて天気及び日射量の実績データ５ａからなる太陽光発電量教師データ７ｃを生成するとともに、太陽光発電量教師データ７ｃに対応する太陽光発電量ｂの実績値からなる太陽光発電量教師データ７ｄを生成し、配電線潮流教師データ７ａ、７ｂ及び太陽光発電量教師データ７ｃとともに読み出し可能な状態で教師データデータベース７に格納する。

学習済モデル生成部２ｃは、教師データデータベース７に格納されている配電線潮流教師データ７ａ、７ｂ及び太陽光発電量教師データ７ｃ、７ｄを読み出した後、配電線潮流教師データ７ａ及び太陽光発電量教師データ７ｃを入力の教師データとするとともに配電線潮流教師データ７ｂ及び太陽光発電量教師データ７ｄを出力の教師データとして深層学習を実施して配電線潮流予測モデル８ａ及び太陽光発電量予測モデル８ｂをそれぞれ生成する。
図５（ａ）及び図５（ｂ）はそれぞれニューラルネットワークを用いた学習済の配電線潮流予測モデル８ａ及び太陽光発電量予測モデル８ｂの構成を示す概念図である。
配電線潮流予測モデル８ａでは、図５（ａ）に示すように、作業予定月、作業予定日（平日の場合には月の上旬、中旬又は下旬であるかという情報、作業日が平日でない場合には月の第何週目の土曜日、日曜日又は祝日であるかという情報）及び天気及び気温の予報データ５ｂが入力される複数のニューロンを入力層が備えており、配電線潮流ａの予測値が出力されるニューロンを出力層が備えている。また、太陽光発電量予測モデル８ｂでは、図５（ｂ）に示すように天気及び日射量の予報データ５ｂが入力される複数のニューロンを入力層が備えており、太陽光発電量ｂの予測値が出力されるニューロンを出力層が備えている。そして、配電線潮流予測モデル８ａ及び太陽光発電量予測モデル８ｂの各中間層では、作業を予定している時期や気象条件（天気、気温及び日射量の予報データ５ｂ）と配電線潮流ａ及び太陽光発電量ｂの予測値（出力層に出力されるニューロン）の関係を表す関数が形成されている。

すなわち、配電線潮流予測モデル８ａは、作業を予定している時期及び気象条件を入力変数とし、その入力に対応する配電線潮流ａの予測値を出力変数とする全結合型のニューラルネットワークであり、太陽光発電量予測モデル８ｂは、気象条件を入力変数とし、その入力に対応する太陽光発電量ｂの予測値を出力変数とする全結合型のニューラルネットワークである。
このニューラルネットワークでは、出力変数によって構成される出力ベクトルが、入力変数によって構成される入力ベクトルに対して重み行列及びバイアスベクトルを用いたアフィン変換、あるいは場合によっては、さらに非線形変換を行うことによって得られる。この場合、出力変数と入力変数の関係を規定するパラメータ（重み行列やバイアスベクトルの各成分）は、例えば、誤差逆伝播法などの手法を用いることによって最適化される。
このように、学習済モデル生成部２ｃは配電線潮流教師データ７ａ、７ｂ及び太陽光発電量教師データ７ｃ、７ｄを用いた深層学習を実行することにより、停電作業を予定している時期、天気及び気温の予報データ５ｂの入力を受けて配電線潮流ａの予測値を出力する配電線潮流予測モデル８ａと、天気及び日射量の予報データ５ｂの入力を受けて太陽光発電量ｂの予測値を出力する太陽光発電量予測モデル８ｂを生成する。
この配電線潮流予測モデル８ａ及び太陽光発電量予測モデル８ｂは、変電所データベース４に変圧器や配電線系統の情報が格納されている変電所に設置された変圧器の停電作業を計画する際に、作業を予定している時期と時間帯において、残変圧器に発生する潮流（配電線潮流ａ）と残変圧器の配電線に接続された太陽光発電設備による発電量（太陽光発電量ｂ）の予測に用いられる。

演算装置２の評価部２ｄの機能について図６及び図７を用いて説明する。図６は停電作業計画作成支援システム１における評価部２ｄの処理の流れを説明するためのフローチャートであり、図７（ａ）及び図７（ｂ）は停電作業計画評価データ９ａの一例を示した図である。
図６は、本発明の停電作業計画作成支援プログラムに対しては、コンピュータを用いて実行される工程を表しており、図６を参照しながら停電作業計画作成支援システム１における評価部２ｄの処理の流れを説明することは、停電作業計画作成支援プログラムの実施の形態について説明することにもなる。なお、図１乃至図５及び図８に示した構成要素については同一の符号を付すことによりその説明を省略する。
図６のステップＳ１に示すように、停電作業計画作成支援システム１において、停電作業を予定している変電所及び変圧器に関する情報（名称や識別番号など）、作業を予定している時期、当該変電所に関する気象情報（１時間ごとの天気及び気温並びに１日ごとの全天日射量）の予報データ５ｂが演算装置２の入力部２ａから入力されると、評価部２ｄは変電所データベース４を検索して該当する変電所に設置された変圧器に関する情報に加え、近隣の変電所に設置された変圧器の情報を取得する。これにより、残変圧器（該当する変電所において停電作業の対象とされていない変圧器）とともに、近隣の変電所に設置された変圧器であって、転負荷できる可能性のある変圧器（以下、転負荷先変圧器という。）が特定される（図６のステップＳ２）。さらに、評価部２ｄは、変電所データベース４から残変圧器の定格容量を読み出して、その９０％を残変圧器の容量とする（図６のステップＳ３）。
つぎに、評価部２ｄは、ステップＳ１において入力部２ａから入力されたデータである停電作業を予定している時期、天気及び気温の予報データ５ｂを配電線潮流予測モデル８ａに入力するとともに、天気及び日射量の予報データ５ｂを太陽光発電量予測モデル８ｂに入力する。これにより、配電線潮流ａ及び太陽光発電量ｂの予測値が得られる。太陽光発電量予測モデル８ｂの出力として得られる太陽光発電量ｂの予測値には作業予定日の天気の影響が反映されているが、作業当日の天気が予想以上に悪く、太陽光発電が全く行われない場合もある。その場合には、残変圧器に配電線潮流ａの予測値と太陽光発電量ｂの予測値の合計に相当する潮流が流れるおそれがある。そこで、停電作業計画作成支援システム１では、安全側に見積もって評価部２ｄが配電線潮流ａの予測値と太陽光発電量ｂの予測値の合計を配電線予想潮流ｃ（停電作業が予定されている変電所の残変圧器に流れることが予想される潮流）としている（図６のステップＳ４）。

ステップＳ３で得られた残変圧器の容量がステップＳ４で得られた配電線予想潮流ｃよりも大きい場合、残変圧器が過負荷とならないため、停電作業を実施することができる。これに対し、残変圧器の容量が配電線予想潮流ｃよりも小さい場合、残変圧器が過負荷となるため、近隣の変電所に設置された変圧器に転負荷を行う必要があり、近隣の変電所に設置された他の変圧器への転負荷が不可能な場合には、停電作業を実施することができない。そのため、評価部２ｄは、残変圧器の容量から配電線予想潮流ｃを差し引いた値を転負荷量として（図６のステップＳ５）、残変圧器の容量と配電線予想潮流ｃの比較を行う（図６のステップＳ６）。なお、「転負荷量」とは「残変圧器の過負荷を防ぐために、近隣の変電所に設置された他の変圧器に転嫁する必要がある負荷量」のことである。
そして、変圧器の容量が配電線予想潮流ｃよりも大きい場合（すなわち、転負荷量が正の場合）、評価部２ｄは転負荷をするまでもなく、停電作業の実施が可能であると判断し（図６のステップＳ１２）、作業予定日時、残変圧器の定格容量及び配電線予想潮流ｃとともに、作業の実施可能性に関する評価結果が含まれる停電作業計画評価データ９ａ（図７（ａ）参照）を作成する（図６のステップＳ１３）。
ステップＳ６において、評価部２ｄは変圧器の容量が配電線予想潮流ｃよりも大きくない（すなわち、転負荷量が正でない）と判断した場合、近隣の変電所に設置された変圧器の中から転負荷先変圧器の候補となる変圧器を変電所データベース４から読み出して、その定格容量の９０％を転負荷先変圧器の容量とする（図６のステップＳ７）。そして、当該変圧器について、停電作業を行う変圧器の場合と同様に配電線予想潮流ａ及び太陽光発電量ｂの予測値を求め、それらの値とステップＳ５で得られた転負荷量の合計を配電線予想潮流ｄとする（図６のステップＳ８）。ステップＳ９において、ステップＳ７で得られた転負荷先変圧器の容量がステップＳ８で得られた配電線予想潮流ｄよりも大きい場合、評価部２ｄは転負荷先変圧器への転負荷により、停電作業の実施が可能であると判断し（図６のステップＳ１１）、作業予定日時、残変圧器の定格容量、配電線予想潮流ｃ、転負荷先変圧器の定格容量及び配電線予想潮流ｄとともに、作業の実施可能性に関する評価結果が含まれる停電作業計画評価データ９ａ（図７（ｂ）参照）を作成する（図６のステップＳ１３）。一方、ステップＳ９において、転負荷先変圧器の容量が配電線予想潮流ｄよりも大きくない場合、評価部２ｄは転負荷先変圧器に転負荷することができないため、停電作業の実施が不可能であると判断し（図６のステップＳ１０）、停電作業計画評価データ９ａを作成する（図６のステップＳ１３）。なお、ステップＳ１３において作成された停電作業計画評価データ９ａは出力データベース９に格納される。

以上説明したように、停電作業計画作成支援システム１では、変圧器の停電によって発生する配電線潮流の予測と、それに基づく停電作業の実施可能性の評価を高い精度で行うことができるため、停電作業計画の作成を効率よく支援することが可能である。また、停電作業計画作成支援システム１では、停電作業を行う変電所の近隣の変電所に設置された他の変圧器への転負荷の可能性を検討することができる。この場合、停電作業を予定している変電所の残変圧器のみでは対応できない場合でも上述の他の変圧器に転負荷することにより停電作業の実施が可能となるため、停電作業の実施可能性が高まるという効果が発揮される。
特に、停電作業計画作成支援システム１では、停電作業を予定している時期も配電線潮流予測モデル８ａに入力されるため、配電線潮流ａの予測値には天気及び気温という気象条件に加え、作業の予定月や曜日などとの関係性も反映される。したがって、配電線潮流予測モデル８ａを備えた停電作業計画作成支援システム１では、変圧器の停電作業によって発生する可能性がある上述の配電線潮流ａの予測を高い精度で行うことが可能となっている。
また、気温及び日射量の予報データ５ｂが太陽光発電量予測モデル８ｂに入力されるため、太陽光発電量ｂの予測には気温及び日射量という気象条件が反映される。したがって、太陽光発電量予測モデル８ｂを備えた停電作業計画作成支援システム１では、停電作業を予定している変圧器の配電線に接続された太陽光発電設備による発電量（太陽光発電量ｂ）の予測を高い精度で行うことが可能である。

本発明の停電作業計画作成支援システム及び停電作業計画作成支援プログラムは、上述の実施の形態に示した構成に限定されるものではない。例えば、配電線潮流教師データ７ａ及び配電線潮流予測モデル８ａの生成に用いられる気象情報は、天気及び気温のいずれかであっても良い。また、太陽光発電量教師データ７ｃ及び太陽光発電量予測モデル８ｂの生成に用いられる気象情報は天気及び日射量のいずれかであっても良い。さらに、太陽光発電量ｂの予測値を用いずに、配電線潮流ａの予測値のみに基づいて配電線予想潮流ｃ及び配電線予想潮流ｄを求めるようにすることもできる。

本発明は、変電所における変圧器の停電作業計画を作成する際に利用可能である。

１…停電作業計画作成支援システム ２…演算装置 ２ａ…入力部 ２ｂ…教師データ生成部 ２ｃ…学習済モデル生成部 ２ｄ…評価部 ２ｅ…出力部 ３…記憶装置 ４…変電所データベース ５…気象情報データベース ５ａ…実績データ ５ｂ…予報データ ６…入力データベース ６ａ…配電線潮流データ ６ｂ…太陽光発電量データ ７…教師データデータベース ７ａ、７ｂ…配電線潮流教師データ ７ｃ、７ｄ…太陽光発電量教師データ ８…学習済モデルデータベース ８ａ…配電線潮流予測モデル ８ｂ…太陽光発電量予測モデル ９…出力データベース ９ａ…停電作業計画評価データ ５０、５１…変電所 ５０ａ、５１ａ…１号バンク変圧器 ５０ｂ、５１ｂ…２号バンク変圧器 ５２ａ～５２ｄ…１次側遮断器（１次側ＣＢ） ５３ａ～５３ｄ…２次側遮断器（２次側ＣＢ） ５４ａ、５４ｂ…電線 ５５ａ～５５ｄ…送電線 ５６ａ～５６ｄ…母線 ５７ａ、５７ｂ…母線連絡用遮断器（母連ＣＢ） ５８ａ～５８ｄ…遮断器 ５９ａ～５９ｄ…配電線 ６０ａ～６０ｄ…断路器 ６１ａ、６１ｂ…遮断器 ６２ａ、６２ｂ…断路器 ６３ａ…需要家 ６３ｂ…太陽光発電設備

Claims (6)

1. 変電所における変圧器の停電作業の実施可能性を評価するために、配電線潮流教師データを入力して学習させた学習済の配電線潮流予測モデルと、
   この配電線潮流予測モデルに入力された前記停電作業の作業予定時期及び気象情報の予報データに基づいて配電線潮流を求める演算を行って、その演算結果を配電線予想潮流として停電作業計画評価データに含めて出力する演算装置と、
   太陽光発電量教師データを入力して学習させた学習済の太陽光発電量予測モデルと、を備え、
   前記演算装置は、前記太陽光発電量予測モデルに入力された前記停電作業の前記作業予定時期における前記気象情報の前記予報データに基づいて太陽光発電量を求める演算を行い、この太陽光発電量の予測値と前記配電線潮流の予測値の合計値を前記配電線予想潮流とすることを特徴とする停電作業計画作成支援システム。
2. 変電所における変圧器の停電作業の実施可能性を評価するために、配電線潮流教師データを入力して学習させた学習済の配電線潮流予測モデルと、
   この配電線潮流予測モデルに入力された前記停電作業の作業予定時期及び気象情報の予報データに基づいて配電線潮流を求める演算を行って、その演算結果を配電線予想潮流として停電作業計画評価データに含めて出力する演算装置と、を備え、
   前記演算装置は、前記配電線予想潮流と前記変電所の残変圧器の容量の差分を転負荷量として、この転負荷量を前記変電所の近隣の変電所に設置された他の変圧器の容量と比較して、前記停電作業の実施可能性を評価する評価部を有し、その評価結果を前記停電作業計画評価データに含めて出力することを特徴とする停電作業計画作成支援システム。
3. 前記演算装置は、前記配電線予想潮流と前記変電所の残変圧器の容量の差分を転負荷量として、この転負荷量を前記変電所の近隣の変電所に設置された他の変圧器の容量と比較して、前記停電作業の実施可能性を評価する評価部を有し、その評価結果を前記停電作業計画評価データに含めて出力することを特徴とする請求項１に記載の停電作業計画作成支援システム。
4. コンピュータによって、変電所における変圧器の停電作業の実施可能性を評価するために実行されるプログラムであって、
   配電線潮流教師データを入力して学習させた学習済の配電線潮流予測モデルと、
   太陽光発電量教師データを入力して学習させた学習済の太陽光発電量予測モデルと、を備え、
   前記配電線潮流予測モデルに入力された前記停電作業の作業予定時期及び気象情報の予報データに基づいて配電線潮流を求める演算を行って、その演算結果を配電線予想潮流として停電作業計画評価データに含めて出力するとともに、前記太陽光発電量予測モデルに入力された前記停電作業の前記作業予定時期における前記気象情報の前記予報データに基づいて太陽光発電量を求める演算を行って、この太陽光発電量の予測値と前記配電線潮流の予測値の合計値を前記配電線予想潮流とすることを特徴とする停電作業計画作成支援プログラム。
5. コンピュータによって、変電所における変圧器の停電作業の実施可能性を評価するために実行されるプログラムであって、
   配電線潮流教師データを入力して学習させた学習済の配電線潮流予測モデルを備え、
   この配電線潮流予測モデルに入力された前記停電作業の作業予定時期及び気象情報の予報データに基づいて配電線潮流を求める演算を行って、その演算結果を配電線予想潮流として停電作業計画評価データに含めて出力するとともに、
   前記配電線予想潮流と前記変電所の残変圧器の容量の差分を転負荷量として、この転負荷量を前記変電所の近隣の変電所に設置された他の変圧器の容量と比較して、前記停電作業の実施可能性を評価し、その評価結果を前記停電作業計画評価データに含めて出力することを特徴とする停電作業計画作成支援プログラム。
6. 前記配電線予想潮流と前記変電所の残変圧器の容量の差分を転負荷量として、この転負荷量を前記変電所の近隣の変電所に設置された他の変圧器の容量と比較して、前記停電作業の実施可能性を評価し、その評価結果を前記停電作業計画評価データに含めて出力することを特徴とする請求項４に記載の停電作業計画作成支援プログラム。