CN105379046A - 电压监视控制系统、电压监视控制装置、测量装置和电压监视控制方法 - Google Patents

电压监视控制系统、电压监视控制装置、测量装置和电压监视控制方法 Download PDF

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Abstract

电压监视控制系统包括：控制配电线的电压的多个电压控制设备；调整使该电压控制设备控制的电压值维持在每隔第一周期更新的电压上限值和电压下限值的范围内的本地电压控制装置；基于以短于第一周期的第二周期测量配电线的电压所得到的电压，每隔长于第二周期的第三周期算出并发送表示电压的变动幅度的变动幅度信息的电压潮流测量装置(10)；以及集中电压控制装置(8)，集中电压控制装置(8)包括：基于从电压潮流测量装置(10)接收的变动幅度信息算出第一周期内的变动幅度的电压变动幅度计算单元(21)；基于变动幅度分别确定相对于到适当电压范围的上限和下限为止的裕度的阈值，并基于到适当电压范围的上限和下限为止的裕度与阈值之差求出最佳控制量的最佳电压分布确定单元(24)；以及基于最佳控制量来确定电压上限值和电压下限值的电压上下限值确定单元(25)。

Description

电压监视控制系统、电压监视控制装置、测量装置和电压监视控制方法
技术领域
本发明涉及电压监视控制系统、电压监视控制装置、测量装置和电压监视控制方法。
背景技术
配电系统一般由高压系统(通常6600V)和低压系统(例如100V～200V)构成，普通用户的进电端连接到该低压系统。电力运营商有义务将普通用户的进电端的电压保持在适当范围(例如在进电电压为100V时将电压保持在95V～107V)。因此，电力运营商通过调整连接到高压系统的电压控制设备(例如，LRT(LoadRatioControlTransformer：附有负载时抽头切换器的变压器)或SVR(StepVoltageRegulator：阶跃电压调整器)等)的控制量(例如通过操作抽头)来实现普通用户的进电端的电压保持。再有，除非另有说明，下文出现的配电系统均指这种高压系统。
一直以来，对于配电系统的电压控制，例如将LRT或SVR等变压器型电压控制设备与该电压控制设备一体化或将其并排设置于该电压控制装置，同时在基于该电压控制设备的设置地点附近的测量信息(电压和潮流(powerflow))以自立分散方式进行电压控制的本地电压控制装置已经广泛普及。然而，近年由于用电方式的多样化和太阳能发电等导致的分散式电源的普及等，配电系统的负载分布有随着时间推移而非一致地大幅变动的倾向，已经难以通过传统的配电系统的电压控制来保持适当电压。
因此，取代自立分散式的电压控制方式，提出了对配电系统的电压以在系统总体得到调整的方式进行集中控制的方案(集中控制方式)。具体而言，提出了这样的结构：将位于配电系统内的多个地点的测量信息(电压和潮流)使用专门的网络收集到集中电压控制装置，该集中电压控制装置基于这些测量信息来确定各电压控制设备的控制量，并将此控制量从集中电压控制装置自动地通过远程指令发送到各电压控制设备(例如，参见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开平9-322404号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，近年来与通过太阳能发电的分散式电源的低压系统的连接在逐年增大，可以预想的是例如由于晴天时云的流动所导致的太阳辐射量急剧变化，使得太阳能发电量变化很大，将使配电系统的电压变化达到不能无视的程度。集中电压控制装置收集配电系统各点处的电压和潮流的测量信息，并将最佳的控制分配给各电压控制设备，而由于最佳控制的方案要基于当时时刻的电压和潮流的测量信息来进行，因此，如果太阳能发电被大量地连接到低压系统，则有出现如下问题的可能性。
(1)如果将测量监视周期加长(例如几十分钟左右)，则在由于云的流动导致的太阳辐射量急剧变化而使太阳能发电量变化很大等情况下，无法追踪急剧的电压变动。
(2)相反地，如果将测量监视周期缩短(例如以秒为单位)，则由于测量监视用的通信负载增大，使得对通信网络设备的投资变得庞大。
另一方面，变压器型电压控制设备是通过变更抽头位置来控制电压的，难以去除短周期(例如几秒到几十秒的周期)的电压变动(以下称为短周期变动)。
另外，如上所述，考虑通信负载而对测量信息的取得周期加以限制，集中电压控制装置便不能掌握电压的短周期变动。因此，如果集中电压控制装置通过基于测量信息的最佳控制的方案来求出变压器型电压控制设备的最佳电压，并将该最佳电压作为控制量向变压器型电压控制设备进行指令，会有发生电压因短周期变动而超出适当范围的可能。为了避免这样的电压超出适当范围的情况，可以考虑如下方法：集中电压控制装置对通过最佳控制的方案求出的最佳电压考虑预先确定的裕量来求出电压范围(电压上限值和电压下限值)，并将电压范围作为指令发送给变压器型电压控制设备。
然而，由于集中电压控制装置如上述所述那样因通信负载问题而不能掌握实际的短周期变动，因此，无法考虑实际的短周期变动来设定裕量。因此，存在这样的问题：当电压的实际短周期变动大于裕量时，配电系统内的电压有可能会超出适当范围。另一方面，如果将裕量设得过大，则有可能在最佳控制的方案中无法求出用来使电压收敛于适当范围内的控制量的解。
并且，考虑到配电系统内短周期变动的大小因地点而异，存在裕量的适当值因变压器型电压控制设备的不同而不同的可能性。然而，集中电压控制装置如上述所述那样无法基于实际的短周期变动来确定裕量。因此，会出现与实际运行的短周期变动大小相比裕量取得过多的地点，另一方面可能出现裕量过少的地点，存在电压超出适当范围的可能性。
本发明鉴于上述情况而设计，其目的在于做到在不使通信负载增大的情况下追踪配电系统的电压变动以保持电压，并且向变压器型电压控制设备指令适当电压范围。
解决技术问题的手段
为了解决上述的技术问题以达成目的，本发明的特征在于包括：与高压系统的配电线连接的、控制该配电线的电压的多个电压控制设备；调整所述电压控制设备的控制量以使该电压控制设备控制的电压值维持在每隔第一周期更新的电压上限值和电压下限值的范围内的多个本地电压控制装置；与所述配电线连接的、以短于所述第一周期的第二周期测量该配电线的电压并每隔长于所述第二周期的第三周期基于所测的电压算出并发送表示所述电压的变动幅度的变动幅度信息的测量装置；以及经由通信网络与所述本地电压控制装置和所述测量装置相连接的集中电压控制装置，所述集中电压控制装置包括：经由所述通信网络与所述本地电压控制装置通信并经由所述通信网络从所述测量装置接收所述变动幅度信息的发送接收单元；基于所述变动幅度信息算出所述第一周期内的所述电压的变动幅度的电压变动幅度计算单元；基于所述电压变动幅度计算单元算出的所述变动幅度确定相对于到适当电压范围上限为止的裕度的第一阈值和相对于到适当电压范围下限为止的裕度的第二阈值，并基于到所述上限为止的裕度与所述第一阈值之差、和到所述下限为止的裕度与所述第二阈值之差来确定向各所述本地电压控制装置指令的控制目标值的控制目标电压确定单元；以及基于所述控制目标值来确定通过发送接收单元分别发送给各所述本地电压控制装置的电压上限值和电压下限值的电压上下限值确定单元。
发明的效果
根据本发明，可取得如下效果：能够不增大通信负载地追踪配电系统的电压变动来保持电压，同时向变压器型电压控制设备指令适当电压范围。
附图说明
图1是表示根据本发明的实施方式的配电系统电压控制系统的结构的一个示例的图。
图2是表示集中电压控制装置的内部结构的一个示例的图。
图3是表示电压测量和电压的变动幅度计算的概念的图。
图4是表示关于被数据库化的信息的处理过程的一个示例的流程图。
图5是用于说明电压控制的动作的流程图。
图6是用于计算未来1小时的配电系统的最佳电压分布的流程图。
图7用于说明图5的步骤S14的处理细节的图。
图8是表示对一定期间内的上侧变动幅度和太阳辐射量进行标绘的一个示例的图。
具体实施方式
以下，参照附图就本发明的电压监视控制系统、电压监视控制装置、测量装置和电压监视控制方法的实施方式作详细说明。再有，本发明不受此实施方式的限定。
实施方式.
图1是表示根据本发明的实施方式的配电系统电压控制系统的结构的一例的图。图1中，电压控制设备1是例如设于变电所的、作为配电用变压器的LRT(LoadRatioControlTransformer：附有负载时抽头切换器的变压器)。本地电压控制装置11被连接到电压控制设备1，且该本地电压控制装置11对电压控制设备1实施控制。本地电压控制装置(电压控制装置)11例如可以与电压控制设备1形成为一体或并排设置。本地电压控制装置11通过调整电压控制设备1的控制量、具体来说就是调整抽头位置来控制电压控制设备1。另外，本地电压控制装置11具有通信功能，并被连接到通信网络7。
在电压控制设备1的次级侧连接有母线2。母线2并联连接例如2个配电线4-1、4-2。配电线4-1、4-2为高压系统(电压电平为6600V)的配电线。
配电线4-1的一端经由断路器3-1连接到母线2。在配电线4-1的多处分别设有测量配电线4-1的电压和潮流的电压潮流测量装置10(测量装置)。即，电压潮流测量装置10连接到配电线4-1，在它们的连接处测量电压和潮流，并将通过例如统计处理等对这些测量值进行处理的结果作为测量信息而输出。另外，智能电表12(测量装置)也被连接至配电线4-1。智能电表12测量与配电线4-1的连接处的电压，并将通过例如统计处理等对这些测量值进行处理的结果作为测量信息而输出。电压潮流测量装置10和智能电表12具有通信功能，与通信网络7连接。电压潮流测量装置10和智能电表12经由通信网络7例如定期地向集中电压控制装置8发送测量信息。后文将阐述电压潮流测量装置10和智能电表12发送的测量信息。集中电压控制装置8针对作为对象的系统范围来确定作为目标的电压分布和成为目标的电压分布的各电压控制设备的动作状态，并将指令值提供给各电压控制设备。再有，集中电压控制装置8可以在所管辖的营业所或控制站等处设置作为对象的系统范围。
另外，在配电线4-1上连接有电压降补偿用的SVR(StepVoltageRegulator：阶跃电压调整器)即电压控制设备5、6。在电压控制设备5上连接有对电压控制设备5进行控制的本地电压控制装置15。本地电压控制装置15例如可以与电压控制设备5形成为一体或并排设置。本地电压控制装置15通过调整电压控制设备5的控制量、具体说就是调整抽头位置来控制电压控制设备5。同样地，电压控制设备6上连接有对电压控制设备6进行控制的本地电压控制装置16。本地电压控制装置16对电压控制设备6进行控制。另外，本地电压控制装置15、16具有通信功能，并连接到通信网络7。
配电线4-2的一端经由断路器3-2连接到母线2。与配电线4-1一样，配电线4-2的多处分别设有测量配电线4-2的电压和潮流的电压潮流测量装置10。
配电线4-1、4-2是高压系统的配电线，虽然省略了图示，但在配电线4-1、4-2上分别经由变压器连接有构成低压系统(电压电平为例如100V～200V)的低压配电线。低压配电线上连接有负载，还连接有太阳能发电装置等分散式电源。即，本实施方式中设定低压系统上连接有分散式电源。但是，本实施方式也可适用于低压系统中不包括分散式电源的情况。再有，以下例如作为分散式电源，以太阳能发电装置作为一个示例来进行说明。另外，所谓配电系统的电压控制，是指高压系统的电压控制。这种配电系统包括电压控制设备1、5、6、本地电压控制装置11、15、16、母线2、断路器3-1、3-2、配电线4-1、4-2和电压潮流测量装置10来构成。
再有，在图示的例中，连接到母线2的配电线数量例如为2条，但并不限定于此例。另外，所设置的电压控制设备的数量以及电压潮流测量装置10和智能电表12的数量也不限定于图示例。另外，也可以只设置电压潮流测量装置10和智能电表12中的一方。
MDM(MeterDataManagement：电表数据管理)装置13经由通信网络14与智能电表12连接，为了自动查表等，收集由智能电表12测量的测量量，并提供测量量或对测量量作了统计处理后的结果。通信网络14可以是专用网络，也可以使用公共线路。另外，这里将通信网络14与通信网络7是不同的作为前提，但是通信网络14和通信网络7也可以相同。再有，由于MDM装置13收集的测量量独立于本发明的电压控制而设定，并且没有限定，对于MDM装置13的测量量的处理的说明从略。但是，智能电表12除了给MDM装置13发送测量量以外，本实施方式中，如上所述，还对电压的测量值进行统计处理并将处理结果作为测量信息发送给集中电压控制装置8。给集中电压控制装置8发送的测量信息的内容可以由MDM装置13指示给智能电表12，也可以预先设定在智能电表12中。
集中电压控制装置(电压监视控制装置)8经由通信网络7分别与本地电压控制装置11、15、16、电压潮流测量装置10和智能电表12连接。通信网络7例如是专用的网络，出于对配电系统进行监视控制的目的而设置。集中电压控制装置8例如基于从电压潮流测量装置10发送的测量信息，例如以集中控制周期(例如1小时周期)来确定成为由各本地电压控制装置所控制的目标的指令值，并经由通信网络7分别对各本地电压控制装置独立进行指令。集中电压控制装置8对本地电压控制装置(图1的例子中：本地电压控制装置11、本地电压控制装置15和本地电压控制装置16)指令规定电压范围的电压上限值和电压下限值(以下也称为电压上下限值。)来作为指令值，所述本地电压控制装置控制变压器型电压控制设备(图1的例子中：电压控制设备1、电压控制设备5和电压控制设备6)。
控制变压器型电压控制设备的各本地电压控制装置基于来自集中电压控制装置8的电压上下限值的指令来控制其控制对象即电压控制设备，从而使得电压保持在该电压上下限值之间。每当接收到来自集中电压控制装置8的电压上下限值的指令，各本地电压控制装置更新并设定电压上限值和电压下限值。例如，基于由集中电压控制装置8指示的电压上下限值，本地电压控制装置11在适用该电压上下限值的集中控制周期的期间内，以比集中控制周期(第一周期)要短的本地控制周期来调整电压控制设备1的控制量(抽头位置的改变量)，从而使电压控制设备1的次级侧的电压收敛于该电压上下限值之间(控制目标电压范围内)。
图2是表示集中电压控制装置8的内部结构的一个示例的图。如图2所示，集中电压控制装置8包括：控制单元20；连接到该控制单元20的存储单元27；以及连接到控制单元20、存储单元27和通信网络7并与各本地电压控制装置进行通信的发送接收单元26。
作为功能结构，控制单元20包括电压变动幅度计算单元21、负载发电量预测单元22、负载发电量预测值校正单元23、最佳电压分布确定单元(控制目标电压确定单元)24和电压上下限值确定单元25。电压变动幅度计算单元21基于从电压潮流测量装置10接收的测量信息来算出各点处的电压变动幅度。负载发电量预测单元22例如每隔一个集中控制周期(例如1小时周期)预测次日等的未来的配电系统的负载/发电量分布。负载/发电量相当于从纯负载减去发电量后所得的量。如负载/发电量为正值则为负载量，如为负值则为发电量。再有，关于预测负载/发电量分布的方法将在后文详述。对于集中控制周期的期间内的负载/发电量分布的预测值，负载/发电量预测值校正单元23对于集中控制周期的期间内的负载/发电量分布的预测值，基于紧接在之前的集中控制周期的期间内的负载/发电量分布的实际值与在该期间内的负载/发电量分布的预测值的比较结果进行校正。这里，负载/发电量分布的实际值基于测量信息来算出。
最佳电压分布确定单元24基于经校正的负载/发电量分布的预测值执行潮流计算，同时考虑到由电压变动幅度计算单元21算出的电压变动幅度，探索使评价配电系统的电压分布的评价函数的值成为最优的最优解，从而确定该集中控制周期的期间内的最佳电压分布和各电压控制设备的最佳控制量。再有，最佳电压分布是指满足约束条件且评价函数成为最佳的系统各点处的电压分布。最佳控制量是指为了实现最佳电压分布而对各电压控制设备指令的控制量，是控制目标电压。可以将该控制目标电压本身作为控制量来指令至各电压控制设备，但如果是变压器型电压控制设备，则要频繁地变更抽头位置，这并不优选。因此，本实施方式中，集中电压控制装置8基于最佳控制量＝控制目标电压，按如下方式来规定控制目标范围，并给出控制目标范围的指令。然后，由控制变压器型的各电压控制设备电压的本地电压控制装置来执行控制，以将电压保持在控制目标范围内。
电压上下限值确定单元25基于所确定的最佳电压分布来确定该集中控制周期的期间内的各本地电压控制装置的控制目标电压范围的上限和下限即电压上下限值，并经由通信网络7将这些值指令到各本地电压控制装置。再有，后文将就电压上下限值确定单元25确定电压上下限值的处理作详细描述，以下为其概述。
首先，电压上下限值确定单元25从存储单元27取得与预先分配到每个本地电压控制装置的电压控制责任范围相关的信息。这里，电压控制责任范围是配电线4-1或4-2上的范围(或区间)，而关于该范围内的电压控制，被分配了该范围的本地电压控制装置或与该装置连接的电压控制设备承担其责任。
在无功功率控制型的电压控制设备的电源侧(有配电用变压器的一侧、上游侧)存在变压器型电压控制设备的情况下，该电压控制设备将直到该变压器型电压控制设备的变压器的负载侧(下游侧)为止的范围和该电压控制设备的负载侧的范围设为电压控制责任范围，而如果在负载侧还存在其他电压控制设备的情况下，则电压控制责任范围中包括到这些其他电压控制设备的电源侧为止的区域。对于变压器型电压控制设备，例如将该变压器的负载侧设为电压控制责任范围，如果在负载侧存在其他的电压控制设备，则将该电压控制责任范围设为到这些其他电压控制设备的电源侧为止。再有，电压控制责任范围的设定方法不限定于上述的例子。
另外，在每个电压控制责任范围预先设定了适当电压范围。这个适当电压范围是高压系统应该保持的适当电压范围。求出电压控制设备的最佳电压从而使其进入这个电压控制责任范围的适当电压范围内。最佳电压与适当电压的下限值之差称为电压下限裕量，而适当电压的上限值与最佳电压之差称为电压上限裕量。
对于控制变压器型电压控制设备的本地电压控制装置，电压上下限值确定单元25基于由最佳电压分布确定单元24求出的最佳电压来确定电压上下限值。
集中电压控制装置8可以例如由CPU、存储器、硬盘等存储装置和具备通信功能的服务器来构成。控制单元20由根据存储器中存储的控制程序执行控制处理的CPU来实现。存储单元27总括地表示存储器和存储装置等。发送接收单元26表示通信功能。再有，集中电压控制装置8可以设置在例如变电站内。
接着，就本实施方式的动作进行说明。本实施方式中，集中电压控制装置8以集中控制周期对各本地电压控制装置进行控制。因此，由集中电压控制装置8执行的集中控制不能抑制周期短于集中控制周期的电压变动(短周期变动)。从通信负载的观点以及抽头装置的寿命等考虑，要通过集中控制来甚至消除短周期变动是不现实的，因此，本实施方式中，在最佳电压分布的计算和指令的控制量的计算方面，对于短周期变动量，通过作为裕量加以考虑来抑制因短周期变动而导致的电压偏差(voltagedeviation)。为了确定适当的裕量，优选的是掌握短周期变动的变动幅度。然而，由集中电压控制装置8取得电压潮流测量装置10和智能电表12所测量(例如每隔1秒)得到的测量数据本身，并由集中电压控制装置8基于这些测量数据求出短周期变动的变动幅度，从通信负载的观点来看是不现实的。因此，本实施方式中，电压潮流测量装置10和智能电表12对测量数据进行统计处理并求出表示变动的变动信息(例如，标准偏差等)，将该变动信息包含在测量信息中发送给集中电压控制装置8。集中电压控制装置8基于所接收的测量信息来掌握设置有电压潮流测量装置10和智能电表12的各点处的短周期变动的变动幅度。
图3是表示本实施方式的电压测量和电压的变动幅度计算的概念的图。图3的上侧示出了电压潮流测量装置10中电压测量的状况，图3的下侧示出了集中电压控制装置8中处理的状况。电压潮流测量装置10每隔一定时间Tp(第二周期)测量各个设置点的电压和潮流，并保存测量数据(电压和潮流)。电压潮流测量装置10每隔统计处理周期Tm(第三周期)(例如1分钟)基于Tm内的测量数据来求出电压的平均值Vmean、潮流的平均值。图3中的×标记表示测量数据。另外，电压潮流测量装置10按下式(1)所示那样求出Tm内的电压的测量数据的标准偏差Vσ。再有，假定统计处理周期Tm内的测量数据个数为Nd，Vi表示统计处理周期Tm内的第i个测量数据。另外，下式(1)中的Σ表示从i＝1到i＝Np的总和。
Vσ＝(Σ(Vi－Vmean)2/(Nd－1))1/2···(1)
以下，作为一个示例，说明设为Tp＝1秒、Tm＝60秒(1分钟)时的情况，但Tp、Tm可以设定为任何值，并不限于所示的值。但是，优选的是将Tp设定成可以测量在电压控制中应该考虑的短周期变动。如果Tp＝1秒、Tm＝60秒，则Nd＝60，电压潮流测量装置10基于60个测量数据求出Vmean和Vσ。电压潮流测量装置10在每个统计处理周期将求出的Vmean1、Vσ、潮流的平均值发送给集中电压控制装置8。再有，图3中就电压测量数据的处理进行说明，因此省略了对潮流平均值的描述。
集中电压控制装置8的电压变动幅度计算单元21从电压潮流测量装置10取得Vmean、Vσ，并通过下式(2)基于各点处的Vmean、Vσ求出Tm内的电压最大值的估计值(估计最大值)Vmax1。
Vmax1＝Vmean+2Vσ···(2)
图3的下侧图示的各正方形的点表示Vmean+2Vσ(＝Vmax1)。集中电压控制装置8的电压变动幅度计算单元21求出集中控制周期Tc内的Vmax1的最大值Vmax2。假设集中控制周期为1小时，则集中控制周期Tc内的Vmax1的个数为60个。Vmax1相当于集中控制周期内的电压最大值的估计值。虽未图示，同样地，电压变动幅度计算单元21通过下式(3)求出Tm内的电压最大值的估计值(估计最大值)Vmin1。
Vmin1＝Vmean－2Vσ···(3)
然后，电压变动幅度计算单元21求出集中控制周期Tc内的Vmax1的最大值Vmax2和集中控制周期Tc内的Vmin1的最小值Vmin2。此外，电压变动幅度计算单元21求出集中控制周期Tc内的Vmean的平均值Vmean2。并且，通过下式(4)求出集中控制周期内的上侧变动幅度和下侧变动幅度。
上侧变动幅度＝Vmax2－Vmean2
下侧变动幅度＝Vmean2－Vmin2···(4)
电压变动幅度计算单元21通过在每个电压潮流测量装置10中进行以上的处理(统计处理)求出集中控制周期内的上侧变动幅度和下侧变动幅度。同样地，智能电表12每隔一定时间Tp′测量电压，求出统计处理周期Tm(例如1分钟)内的测量数据的平均值Vmean和标准偏差Vσ，并发送给集中电压控制装置8。Tp′可以与Tp相同，也可以不同。另外，统计处理周期也可以与电压潮流测量装置10不同，但是如果将统计处理周期预设为相同，则集中电压控制装置8中的处理可以通用。以下说明中，假定统计处理周期在电压潮流测量装置10和智能电表12中为相同。同样地，集中电压控制装置8的电压变动幅度计算单元21基于从智能电表12接收的Vmean和Vσ来求出集中控制周期内的上侧变动幅度和下侧变动幅度。
以上，就集中控制周期内的上侧变动幅度和下侧变动幅度的求法作了说明，但是上述的求法仅为举例，集中控制周期内的上侧变动幅度和下侧变动幅度的求法并不限定于上例。例如，上述(2)、(3)中，也可取代2Vσ而使用Vσ或3Vσ等。只要是电压潮流测量装置10和智能电表12算出Vσ等表示电压短周期变动的变动幅度的信息(变动幅度信息)并进行发送，集中电压控制装置8基于变动幅度信息能算出集中控制周期内的上侧变动幅度和下侧变动幅度的方法即可。
例如，也可用如下的方法求出集中控制周期内的上侧变动幅度和下侧变动幅度。由电压潮流测量装置10和智能电表12求出Tm内的电压的测量数据的最大值Vmax1′和最小值Vmin1′。然后，通过下式(5)求出分别与Tm内的上侧最大变动幅度和下侧最大变动幅度对应的WUmax和WLmax，作为变动幅度信息。
WUmax＝Vmax1′－Vmean
WLmax＝Vmean－Vmin1′···(5)
电压潮流测量装置10和智能电表12将Vmean、WUmax、WLmax发送给集中电压控制装置8。集中电压控制装置8的电压变动幅度计算单元21就各个Vmean、WUmax、WLmax计算出Vmean+WUmax、Vmean-WLmax。例如，如果Tm＝60秒、Tc＝1小时，则分别计算出60个Vmean+WUmax、Vmean-WLmax。然后，电压变动幅度计算单元21将集中控制周期内的Vmean+WUmax的最大值设为Vmax2，将集中控制周期内的Vmean-WLmax的最小值设为Vmin2，用上式(4)求出集中控制周期内的上侧变动幅度和下侧变动幅度。这个方法的优点是可以简化电压潮流测量装置10和智能电表12中的处理，但是由于使用了测量数据本身的最大值、最小值，有可能会受到如噪声那样的稀有的电压变化的影响。
为了进一步简化电压潮流测量装置10和智能电表12的处理，也可以通过下式(6)来求WUmax、WLmax。
WUmax＝WLmax
＝(Vmax1′－Vmin1′)/2···(6)
另外，也可设置成由电压潮流测量装置10和智能电表12求得Tm内的电压的测量数据的最大值Vmax1′和最小值Vmin1′，并将Vmean、Vmax1′、Vmin1′发送给集中电压控制装置8，由集中电压控制装置8的电压变动幅度计算单元21用上式(5)或上式(6)求出WUmax、WLmax。或者可以由电压变动幅度计算单元21求出集中控制周期内的Vmax1′的最大值和集中控制周期内的Vmin1′的最小值，并将从集中控制周期内的Vmax1′的最大值减去了Vmean2后的值作为上侧变动幅度，将从Vmean2减去了集中控制周期内的Vmin1′的最小值后的值作为下侧变动幅度。
另外，也可以求得如下的集中控制周期内的上侧变动幅度和下侧变动幅度。方法与上例一样，由电压潮流测量装置10和智能电表12通过式(1)算出Vσ，并将Vmeam和Vσ发送给集中电压控制装置8。集中电压控制装置8的电压变动幅度计算单元21求出集中控制周期内的Vσ的最大值Vσmax，设Vmax1＝Vmean+2Vσmax、Vmin1＝Vmean－2Vσmax，求出集中控制周期Tc内的Vmax1的最大值Vmax2、集中控制周期Tc内的Vmin1的最小值Vmin2和集中控制周期Tc内的Vmean的平均值Vmean2。然后，用上式(4)求出集中控制周期内的上侧变动幅度和下侧变动幅度。
另外，也可将上述的2Vσmax的集中控制周期内的最大值用作集中控制周期内的上侧变动幅度和下侧变动幅度。另外，也可用上式(5)或上式(6)的WUmax、WLmax，将集中控制周期内的WUmax的最大值作为上侧变动幅度，并将集中控制周期内的WLmax的最大值作为下侧变动幅度。
上面描述了电压潮流测量装置10和智能电表12中的统计处理方法和集中控制周期内的上侧变动幅度和下侧变动幅度的计算方法的多个示例，但是可以使用任何方法，并不限定于以上的示例。
本实施方式的集中电压控制装置8对用于最佳电压分布的计算等的信息进行数据库化后保存在存储单元27内。图4是表示与被数据库化的信息相关的处理过程的一个示例的流程图。首先，集中电压控制装置8收集从电压潮流测量装置10和智能电表12发送来的测量信息(步骤S1)。这些测量信息中包含电压的平均值Vmean、潮流的平均值、电压的标准偏差Vσ(或上述的WUmax、WLmax等)。
集中电压控制装置8基于电压的平均值Vmean、电压的标准偏差Vσ(或上述的WUmax、WLmax等)算出上侧变动幅度和下侧变动幅度，且在配电系统的每个点(电压潮流测量装置10和智能电表12的设置位置)将算出的上侧变动幅度和下侧变动幅度预先保存在集中电压控制装置8的存储单元27内(步骤S2)。在将集中控制周期设为1小时的情况下，将1天(24小时)分割为各1个小时的24个时间段(午夜0时至1时的时间段、凌晨1时至2时的时间段、…)，并按每个时间段存储上侧变动幅度和下侧变动幅度。然后，集中电压控制装置8在每个集中控制周期基于在最近的集中控制周期内接收的测量信息来算出上侧变动幅度和下侧变动幅度，并将算出的值存入存储单元27。再有，如后文所述，在求上侧变动幅度和下侧变动幅度的次日预测值时，如果使用与太阳辐射量的相关性，则在向存储单元27存储时将上侧变动幅度和下侧变动幅度与太阳辐射量相对应地存储。
集中电压控制装置8的负载发电量预测单元22通过进行基于从电压潮流测量装置10和智能电表12接收的电压的平均值和潮流的平均值，在相邻的测量点之间获取潮流平均值之差等，求得配电系统各点处的负载/发电量。将该配电系统各点处的负载/发电量作为负载发电量数据存入存储单元27(步骤S3)。或者，集中电压控制装置8也取得气温、天气的实测值，气温也预先与负载发电量数据相对应地保存。气温、天气的获取周期为集中控制周期以下即可。这里，负载/发电量(负载发电量数据)例如相当于从纯负载减去了发电量后的量，根据负载量和发电量的平衡而取正值或负值。负载发电量数据被定期地保存并被数据库化。负载发电量数据按每个平日/假日来划分并被保存。另外，如果按从电压潮流测量装置10和智能电表12取得的周期来求负载/发电量，例如以1分钟的间隔来生成数据，数据量会变得很大，因此可以对电压的平均值和潮流的平均值求出1小时的平均值，并基于所求出的平均值来求负载/发电量。
另外，集中电压控制装置8的电压变动幅度计算单元21在每个时间段对于上侧变动幅度和下侧变动幅度分别求出在过去的预定期间(例如，1个月)内的平均值，并保存在存储单元27内。因此，电压变动幅度计算单元21判断存储单元27中是否累积了过去的预定期间内的上侧变动幅度和下侧变动幅度(步骤S4)，如果没有累积(步骤S4：否)，就返回到步骤S1。如果已经累积(步骤S4：是)，就求出过去的预定期间内的平均值，并将其数据库化后存入存储单元27(步骤S5)，然后返回步骤S1。在步骤S5求出的平均值可以是不识别星期几而仅将例如1个月的量进行平均而得到的值，也可以是区分平日和假日而分别求出平均值。例如，如果将1个月份量的平均值区分为平日和假日而求出，则在每隔一个时间段按每1个月生成上侧变动幅度的平日平均值和下侧变动幅度的平日平均值以及上侧变动幅度的假日平均值和下侧变动幅度的假日平均值，并将其数据库化后存入存储单元27。
接着，就本实施方式的电压控制进行说明。图5是说明本实施方式的电压控制的动作的流程图。在本实施方式中，每隔1天(24小时)(第四周期)预测未来的配电系统的负载/发电量分布。图5表示1天内的动作。如图5所示，负载发电量预测单元22根据存储单元27中保存的配电系统各点处的负载发电量数据来预测次日的例如每隔1小时的配电系统的负载/发电量分布和短周期变动(步骤S10)。
在这种情况下，具体而言，例如，负载发电量预测单元22为了将负载和发电量分开进行预测，首先，只使用存储单元27中保存的负载发电量数据中晴好时间段的负载发电量数据，之后将理论发电量(根据太阳能发电额定容量、太阳能电池板设置角度、纬度、日期和时间、预期气温和发电效率来计算)去除，算出纯负载量即实际负载量。
负载发电量预测单元22收集例如多天内的实际负载量，并且预先求出每星期同一日(区分平日及假日)、同一时间段的负载量与气温的相关性。这个相关性用通过回归分析等求出的关系式或表格等预先保持。然后，负载发电量预测单元22根据该相关性和次日的预期气温来预测次日每隔1小时的配电系统各点处的负载量。另外，次日的发电量设为基于次日天气预报的理论发电量，负载发电量预测单元22从预测负载量减去预测发电量，生成次日每隔1小时的配电系统各点处的负载发电量数据。
关于短周期变动，从被数据库化的上侧变动幅度和下侧变动幅度中读取同一季节(如果以1个月为单位进行数据库化则为同一个月)的每星期同一日(区分平日及假日)的数据，将读取的值作为次日每隔1小时的配电系统各点处的预测上侧变动幅度和预测下侧变动幅度。再有，在这种情况下，也可以用与日照量的相关性来求出预测上侧变动幅度和预测下侧变动幅度。后文将描述利用与日照量的相关性来求出预测上侧变动幅度和预测下侧变动幅度的方法。
再有，本实施方式中，以预测例如毎日、次日每隔1小时的负载/发电量分布作了说明，但是并不限定于此例，也可以预测例如未来每隔一定期间的负载/发电量分布。再有，这个1小时或一定期间对应于上述的集中控制周期。另外，与负载/发电量的预测为每隔例如1小时的情况相比，预先进行数据库化的电压和潮流的测量值不是1小时的平均值而是设为例如1分钟内的平均值。其理由是，为了在求每星期同一日(区分平日及假日)、同一时间段的负载量与气温的相关性时，通过增加测量数据个数来提高相关性的精度，以及为了掌握1小时中负载量的变动情况。这也可以在后述的图6的步骤S21的各电压控制设备的裕量的设定中，用于掌握负载变动大的时间段。但是，也可以对电压和潮流的例如1小时的平均值预先加以数据库化。
接着，负载发电量预测值校正单元23对未来1小时的配电系统的负载/发电量的预测值进行校正(步骤S11)。具体而言，对于过去1小时的配电系统各点处的负载/发电量的平均值，负载发电量预测值校正单元23将实际值(基于过去1小时接收的测量信息进行算出)和预测值作比较以求出其比率，并将该比率与未来1小时的负载/发电量的预测值相乘，从而校正未来1小时的系统各点处的负载/发电量的预测值。基于此，可以期待提高预测值精度。这时，对于预测上侧变动幅度和预测下侧变动幅度，同样可以基于过去1小时的实际值(基于过去1小时接收的测量信息而算出的上侧变动幅度和下侧变动幅度)和预测值(预测上侧变动幅度和预测下侧变动幅度)的比率来进行校正。
接着，最佳电压分布确定单元24基于步骤S11中得到的未来1小时的配电系统各点处的校正后的负载/发电量的预测值来确定未来1小时的配电系统的最佳电压分布(步骤S12)。后文将参照图6详述该处理。再有，也可以省略步骤S11的对负载/发电量的预测值的校正处理，由最佳电压分布确定单元24基于在步骤S10得到的次日的配电系统各点处的负载/发电量的预测值来确定未来1小时的配电系统的最佳电压分布。
接着，电压上下限值确定单元25基于配电系统的最佳电压分布算出未来1小时的各本地电压控制装置的电压上限值和电压下限值(步骤S13)。
接着，电压上下限值确定单元25对控制变压器型电压控制设备的各本地电压控制装置指令电压上限值和电压下限值(步骤S14)。
控制变压器型电压控制设备的各本地电压控制装置基于来自集中电压控制装置8的电压上下限值的指令，对控制对象即各电压控制设备的控制量进行调整。具体地说，各本地电压控制装置根据需要以周期短于集中控制周期(1小时)的本地控制周期来调整电压控制设备的控制量，从而将电压保持在电压上下限值之间。另外，各本地电压控制装置每次以集中控制周期从集中电压控制装置8接收电压上下限值的指令，就更新并设定电压上限值和电压下限值。
接着，就图5的步骤S14的处理进行详细说明。图6是用于详细说明图5的步骤S14的处理的流程图，表示用于计算未来1小时的配电系统的最佳电压分布的流程。
首先，最佳电压分布确定单元24设定对于电压裕度的阈值，所述阈值考虑了各电压控制设备的控制界限(若是变压器型电压控制设备则为抽头上下限)和短周期变动(步骤S21)。阈值基于预测上侧变动幅度和预测下侧变动幅度加以确定。这时，对于预期出现较大的电压变动的时间段即负载变动大的时间段(例如，早晨、午休前后、点灯时间段等)和发电变动大的时间段(例如，理论发电量较大的白昼等)，最佳电压分布确定单元24可以在考虑了上升或下降趋势等的变动方向性的基础上设定比预测上侧变动幅度和预测下侧变动幅度要大的阈值。
接着，最佳电压分布确定单元24初始设定各电压控制设备的控制量(步骤S22)。这时，如果为变压器型电压控制设备，则最佳电压分布确定单元24就将抽头位置设为例如1小时前的最佳电压分布计算时的算出值(但是，若无上一次算出值则取中间值(neutralvalue))。
接着，最佳电压分布确定单元24基于对配电系统各点处的负载/发电量分布的预测，按设定的各电压控制设备的控制量(抽头位置)进行潮流计算，并算出配电系统各点处的电压(步骤S23)。
接着，最佳电压分布确定单元24基于潮流计算的结果进行配电系统的评价(步骤S24)。具体而言，最佳电压分布确定单元24就配电系统的评价项目来评价所设定的评价函数(目标函数)的值，从而对配电系统进行评价。这里，第一优先的评价项目是超出配电系统各点处的电压的适当电压范围(适当电压上限值和适当电压下限值)的偏差(超出)量。即，最佳电压分布被确定成首先使与配电系统各点处的电压的适当电压范围的偏差(超出)量的总和成为最小。
另外，第二优先的评价项目是例如配电系统各点处的电压裕度(到适当电压上下限值的裕量)。如果配电系统各点处的电压裕度较小，则电压稍有变动就超出适当电压范围，导致电压控制设备频繁地动作。因此，电压裕度的总和越大则评价就越高。如果使用取最小值时设为最佳的评价函数，则利用如下定义的电压裕度减少量来评价电压裕度。电压裕度减少量如下那样进行计算，使其在电压裕度足够大时成为零，且随电压裕度减小而增大。
电压裕度减少量＝阈值－电压裕度电压裕度<阈值时
电压裕度减少量＝0电压裕度>＝阈值时
···(7)
阈值是步骤S21中设定的值，是预测上侧变动幅度和预测下侧变动幅度本身或设为比预测上侧变动幅度和预测下侧变动幅度更大的值。在上述的电压裕度减少量的计算中，对于到适当电压的上限值为止的电压裕度，用预测上侧变动幅度作为阈值，对于到适当电压的下限值为止的电压裕度，用预测下侧变动幅度作为阈值。
对于每个变压器(面向低压系统的降压用的变压器除外)，求总和的对象是在其电压控制责任范围内各点处的适当电压上限侧和适当电压下限侧的最大值。
在电压裕度<阈值的情况下，如果电压值在适当电压范围内，虽然不构成超出适当电压范围(电压偏差)，但是由于造成电压裕度偏差(不能确保短周期变动部分的电压裕度)，因此优选是电压裕度>＝阈值。
第三优先的评价项目可以是电压控制设备的控制量从初始设定值开始的变化量的总和。这里，如果是变压器型电压控制设备，电压控制设备的控制量从初始设定值开始的变化量是抽头位置与初始设定抽头位置的偏差。使该变化量的总和减小，从而使电压控制设备的动作次数降低。
此外，第四优先的评价项目可以是整个配电系统的输电损耗(有功功率损耗+无功功率损耗)。输电损耗越小则评价越高。再有，输电损耗中有功功率损耗占大半，电压越高损耗就越小，而相应地第二优先的配电系统各点处的电压裕度(上限值侧)就减小，因此这是在配电系统各点处的电压上下限有相当裕度时评价才有意义的评价项目。
评价函数可以对于第一优先的评价项目进行设定，不过也可以对于第一优先～第四优先项目中的2个以上的项目进行设定。在这种情况下，将对各个评价函数分别加权后取总和来作为整体的评价函数。此外，也可将对于根据配电系统确定的高级的优先项目包含在评价函数中。评价函数可以构成为例如在取最小值时最佳化(高评价)。
例如，在基于全部的第一优先～第四优先的评价项目来设置评价函数时，可以如下式(8)那样确定评价函数。Wp、W1、W2、W3为加权系数。
评价函数值
＝配电系统各点处的电压上下限偏差量的总和×Wp
+每个变压器的电压控制责任范围内的各点处的
上限侧电压裕度减少量的最大值×W1
+每个变压器的电压控制责任范围内的各点处的
下限侧电压裕度减少量的最大值×W1
+从上次指令时开始的变压器目标电压改变量×W2
+输电损耗×W3···(8)
接着，最佳电压分布确定单元24判断是否进行了预定次数的探索(步骤S25)，如果进行了预定次数的探索(步骤S25：是)则结束处理，如果尚未进行预定次数的探索(步骤S25：否)，则进入步骤S26的处理。
接着，在步骤S26中最佳电压分布确定单元24将各电压控制设备的控制量例如改变1个单位(例如将抽头向上/向下变动一级等)来进行配电系统各点处的电压计算(与步骤S23一样)和配电系统的评价(与步骤S24一样)，对于全部的电压控制设备实施上述动作并比较评价结果，设定并改变电压控制设备的控制量以使评价有最大的改善(步骤S26)。关于优化算法可以采用例如日本专利特开2010－250599号公报等中公开的方法。在执行步骤S26之后，返回到步骤S25。
如上，在进行了预定次数的探索之后，最佳电压分布确定单元24可以确定未来1小时的配电系统的最佳电压分布和各电压控制设备的最佳控制量，作为使评价函数的值达到最优的最优解。
接着，就图5的S14的处理作详细说明。图7用于详细说明图5的步骤S14的处理。在图7的下侧，相对于从变电站起始的配电线4-1的配电线长度示出了最佳电压30。最佳电压30通过图5的S13的处理来求出。另外，图7中示出了适当电压范围的上限值V_max和下限值V_min。适当电压范围作为在各负载的设置点处高压侧的电压应该守护的电压范围，在每个这种设置点依赖于时间而预先确定，其被设定为使得在低压侧能够稳定地供电。再有，图7中，适当电压范围例如在配电系统各点被描述为相同，但是一般来说在配电系统的各点处不同且根据时间段而变化。
在图7的下侧，将电压控制设备1的次级侧(负载侧)作为起点(配电线长度L0)，到电压控制设备5的初级侧(电源侧)为止的配电线长度以L1表示，到电压控制设备5(SVR)的次级侧为止的配电线长度以L2表示。
各电压控制设备各自具有电压控制责任范围。电压控制设备1的电压控制责任范围是从电压控制设备1到下游侧的电压控制设备5为止的范围，图7中配电线长度示出为从L0到L1为止的配电线4-1的范围R1。另外，电压控制设备5的电压控制责任范围是从电压控制设备5到下游侧的下一个电压控制设备(未图示)的范围，图7中配电线长度示出为从L2起始往下的配电线4-1的范围R2。
电压上下限值确定单元25以如下的方式确定分别指令到本地电压控制装置11、15的控制目标电压范围的上下限即电压上下限值。
首先，说明本地电压控制装置11的情况。电压上下限值确定单元25在本地电压控制装置11的电压控制责任范围即范围R1内，从最佳电压30与适当电压的上限值V_max之差即电压上限裕量中选择最小的量。在图示的例中，最小的电压上限裕量在配电线长度为L0的点给出，该值用um1_min表示。另外，电压上下限值确定单元25在本地电压控制装置11的电压控制责任范围即范围R1内，从最佳电压30与适当电压的下限值V_min之差即电压下限裕量中选择最小的量。在图示的例中，最小的电压下限裕量在配电线长度为L1的点处给出，该值用lm1_min表示。然后，电压上下限值确定单元25将在电压控制设备1的最佳电压30的值上增加了最小的电压上限裕量um1_min的值作为控制目标电压范围的电压上限值，并将从电压控制设备1的最佳电压30的值减去了最小的电压上限裕量lm1_min后的值作为控制目标电压范围的电压下限值。这里，电压控制设备1的最佳电压30的值具体是指电压控制设备1的输出侧(负载侧或次级侧)的最佳电压30的值，表示图中以P2示出的点处的电压值。另外，该电压上限值以v1_max表示，该电压下限值以v1_min表示，本地电压控制装置11的控制目标电压范围是点P3和点P1之间的范围。再有，在图示的例中，v1_max＝V_max。
这样，不仅考虑到电压控制设备1设置地点附近的电压上下限裕量，还考虑到该电压控制责任范围即范围R1内各点处的电压上下限裕量，来确定本地电压控制装置11的控制目标电压范围，因此，本地电压控制装置11本身尽管在控制目标电压范围内对电压控制设备1执行本地控制，也能在较宽区域的范围R1内保持适当电压。
接着，说明本地电压控制装置15的情况。电压上下限值确定单元25在本地电压控制装置15的电压控制责任范围即范围R2内，从最佳电压30与适当电压的上限值V_max之差的绝对值即电压上限裕量中选择最小的值。在图示的例中，最小的电压上限裕量在配电线长度为L4的点处给出，该值以um2_min表示。另外，电压上下限值确定单元25在本地电压控制装置15的电压控制责任范围即范围R2内，从最佳电压30与适当电压的下限值V_min之差的绝对值即电压下限裕量中选择最小的值。在图示的例中，最小的电压下限裕量将在配电线长度为L3的点处给出，该值以lm2_min表示。然后，电压上下限值确定单元25在电压控制设备5的最佳电压30的值上增加了最小的电压上限裕量um2_min后的值作为控制目标电压范围的电压上限值，将从电压控制设备1的最佳电压30的值减去了最小的电压上限裕量lm2_min后的值作为控制目标电压范围的电压下限值。这里，电压控制设备5的最佳电压30的值具体是指电压控制设备5的输出侧(负载侧或次级侧)的最佳电压30的值，表示图中以P5示出的点处的电压值。再有，在电压控制设备为无功功率补偿型设备的情况下，电压控制设备的最佳电压是电压控制设备的配电系统互连点处的最佳电压。图5中，该电压上限值以v2_max表示，该电压下限值以v2_min表示，本地电压控制装置15的控制目标电压范围是点P4和点P6之间的范围。
这样，不仅考虑到电压控制设备5设置地点附近的电压上下限裕量，还考虑到其电压控制责任范围即范围R2内各点处的电压上下限裕量，来确定在本地电压控制装置15的控制目标电压范围，因此，尽管本地电压控制装置15本身在控制目标电压范围内对电压控制设备5执行本地控制，也能在较宽的区域范围R2内保持适当电压。
接着，就在图5的步骤S10中求出上侧变动幅度和下侧变动幅度的次日预测值时使用与太阳辐射量的相关性的情况进行说明。在这种情况下，在向存储单元27中存储上侧变动幅度和下侧变动幅度时将它们与太阳辐射量相对应地存储。负载发电量预测单元22基于已被存储的一定期间份量的数据，按照同一时间段、每星期同一日区分的数据分别求出上侧变动幅度与太阳辐射量的相关性和下侧变动幅度与太阳辐射量的相关性。图8是表示标绘出存储于存储单元27的一定期间份量的上侧变动幅度和对应的太阳辐射量的示例的图。图8的各点表示存储于存储单元27的各数据点。再有，图8是用于说明概念的图，实际的相关性状况并不限定于如图8那样。基于这些数据点，通过回归分析等求得近似曲线101，并将上侧变动幅度和太阳辐射量的相关性用关系式或表格来保持。同样地，负载发电量预测单元22求出下侧变动幅度和太阳辐射量的相关性，并利用关系式或表格来保持。按每一时间段、星期几区分进行如上的处理，并将相关性按每一时间段、星期几区分的组合预先存入存储单元27。在图5的步骤S10中，使用与预测对象的时间段、星期几区分对应的相关性，并基于天气的预测值等估计太阳辐射量，将与估计的太阳辐射量对应的上侧变动幅度、下侧变动幅度作为预测上侧变动幅度、预测下侧变动幅度。
如以上已说明，本实施方式中，电压潮流测量装置10和智能电表12测量电压和潮流，并将对测量数据的统计处理结果作为测量信息发送给集中电压控制装置8。然后，集中电压控制装置8基于测量信息求出集中控制周期内的短周期变动的变动幅度(上侧变动幅度、下侧变动幅度)，并考虑这些变动幅度求得未来一定期间内(集中控制周期的期间内)的最佳电压分布。之后，集中电压控制装置8对于变压器型电压控制设备，基于该最佳电压分布和适当电压范围之间的关系，按每个本地电压控制装置考虑在其电压控制责任范围内各点处的电压上下限裕量，来确定对各本地电压控制装置指令的电压上下限值。
由此，能追踪例如因太阳能发电量的变化等难以预测的因素而导致的配电系统的电压变动来保持电压，同时对于短周期变动也可作为电压裕度加以确保，因此能够抑制因短周期变动而造成的电压偏差。另外，因为电压潮流测量装置10和智能电表12发送统计处理的结果，因此可以降低通信负载。
再有，本实施方式中，每隔例如1小时执行负载/发电量的预测和给本地电压控制装置发出电压上下限值的指令，但是并不以此为限，也可以例如每隔几十分钟(例如30分钟)到数小时或这以上的时间间隔来执行。此外，对本地电压控制装置的电压上下限值指令的发送可以仅在电压上下限值有较大的改变时执行。由此，通信负载可进一步降低。
另外，为了应对出现因通信故障等而不能从集中电压控制装置以集中控制周期接收电压上下限值指令的本地电压控制装置的情况，也可以事先从集中电压控制装置向本地电压控制装置以多时间断面分地(例如，次日一天)发送电压上下限值，并由本地电压控制装置将其预先存储。在这种情况下，在某个本地电压控制装置发生通信异常时，该本地电压控制装置可基于这些存储的电压上下限值进行动作，并且集中电压控制装置可以推断出该本地电压控制装置的动作。再有，在这种情况下，对图5的步骤S11的负载/发电量预测值进行校正的处理被省略。
在本实施方式中，就配电系统上连接变压器型电压控制设备的示例作了说明，但是，除了变压器型电压控制设备以外，在配电系统上也可以连接SVC(StaticVarCompensator：静止型无功功率补偿装置)、调相设备(进相电容器、分路电抗器等)、附带无功功率调整功能的PCS(PowerConditioningSystem：功率调节器)等电压控制设备。如果是连接有SVC等无功功率调整型的电压控制设备的情况，则对于无功功率调整型的电压控制设备，通过与该电压控制设备连接的本地控制装置所进行的自主控制来实施控制，从集中电压控制装置不指令控制目标值。然后，在确定配电系统的最佳电压分布的处理中，将无功功率调整型的电压控制设备设定为零即可。再有，对于无功功率调整型的电压控制设备，也可以由集中电压控制装置指令控制目标值。在这种情况下，在确定配电系统的最佳电压分布的处理中，对于无功功率调整型的电压控制设备也设定控制目标值。无功功率调整型的电压控制设备将从集中电压控制装置指令的控制目标值作为控制目标，通过自主控制来去除短周期变动。
再有，作为电压控制设备，除了变压器型的设备以外，还有如上所述的SVC等的无功功率控制型的设备，无功功率控制型的电压控制设备具有自主地去除短周期变动的功能。然而，由于无功功率控制型的电压控制设备价格昂贵，因此，为了抑制配电系统内所有地点的短周期变动而设置大量的无功功率控制型的电压控制设备，就会使成本上升。本实施方式能够通过对电压潮流测量装置和集中电压控制装置附加简单的功能来实现，与设置SVC的情况相比可以使成本得到削减。另外，即使设置了无功功率控制型的电压控制设备，也还是存在由于地点因素而残留短周期变动的情况。本实施方式中，即使有无法被无功功率控制型的电压控制设备去除完的短周期变动存在，也能通过将未去除完的短周期变动作为裕量考虑来进行控制，从而抑制电压偏差。
工业上的可利用性
如上所述，根据本发明的电压监视控制系统、电压监视控制装置、测量装置和电压监视控制方法可应用于对配电系统的电压实施控制的系统。
标号说明
1、5、6电压控制设备；2母线；3-1、3-2断路器；4-1、4-2配电线；7、14通信网络；8集中电压控制装置；10电压潮流测量装置；11、15、16本地电压控制装置；12智能电表；13MDM装置；20控制单元；21电压变动幅度计算单元；22负载发电量预测单元；23负载发电量预测值校正单元；24最佳电压分布确定单元；25电压上下限值确定单元；26发送接收单元；27存储单元。

Claims (13)

1.一种电压监视控制系统，其特征在于，包括：
多个电压控制设备，多个所述电压控制设备与高压系统的配电线相连接并控制所述配电线的电压；
多个本地电压控制装置，多个所述本地电压控制装置调整所述电压控制设备的控制量，使得所述电压控制设备控制的电压值维持在每隔第一周期更新的电压上限值和电压下限值的范围内；
测量装置，所述测量装置与所述配电线相连接，以比所述第一周期要短的第二周期测量该配电线的电压，并基于所测的电压每隔比所述第二周期长的第三周期来算出表示所述电压的变动幅度的变动幅度信息并进行发送；以及
电压监视控制装置，所述电压监视控制装置经由通信网络与所述本地电压控制装置和所述测量装置相连接，
所述电压监视控制装置包括：
发送接收单元，所述发送接收单元经由所述通信网络与所述本地电压控制装置通信，并经由所述通信网络从所述测量装置接收所述变动幅度信息；
电压变动幅度计算单元，所述电压变动幅度计算单元基于所述变动幅度信息来算出所述第一周期内的所述电压的变动幅度；
控制目标电压确定单元，所述控制目标电压确定单元基于所述电压变动幅度计算单元算出的所述变动幅度来确定相对于到适当电压范围上限为止的裕度的第一阈值和相对于到适当电压范围下限为止的裕度的第二阈值，并基于到所述上限为止的裕度与所述第一阈值之差、和到所述下限为止的裕度与所述第二阈值之差，来确定指令给各所述本地电压控制装置的控制目标值；以及
电压上下限值确定单元，所述电压上下限值确定单元基于所述控制目标值来确定通过发送接收单元分别发送给各所述本地电压控制装置的电压上限值和电压下限值。
2.如权利要求1所述的电压监视控制系统，其特征在于，
将所述变动幅度信息设定为所述第三周期内所测的所述电压的标准偏差。
3.如权利要求1所述的电压监视控制系统，其特征在于，
将所述变动幅度信息设定为所述第三周期内所测的所述电压的标准偏差和平均值。
4.如权利要求3所述的电压监视控制系统，其特征在于，
所述电压变动幅度计算单元通过将所述平均值和将所述标准偏差乘以预定值后得到的值相加，从而求得所述第三周期内的估计最大值，并通过从所述平均值减去将所述标准偏差乘以预定值后得到的值，从而求得所述第三周期内的估计最小值，并求出所述第一周期内的所述平均值的平均值作为周期内平均值，求出从所述第一周期内的所述估计最大值的最大值减去所述周期内平均值后得到的值作为上侧的所述变动幅度，求出从所述周期内平均值减去所述第一周期内的所述估计最小值后得到的值作为下侧的所述变动幅度。
5.如权利要求1所述的电压监视控制系统，其特征在于，
将所述变动幅度信息设定为所述第三周期内所测的所述电压的最大值和最小值。
6.如权利要求1所述的电压监视控制系统，其特征在于，
将所述变动幅度信息设定为所述第三周期内所测的所述电压的最大值和最小值以及所述第三周期内所测的所述电压的平均值。
7.如权利要求6所述的电压监视控制系统，其特征在于，
所述电压变动幅度计算单元求出所述最大值的所述第一周期内的最大值作为周期内最大值，求出所述最小值的所述第一周期内的最小值作为周期内最小值，求出所述第一周期内的所述平均值的平均值作为周期内平均值，求出从所述周期内最大值减去所述周期内平均值后得到的值作为上侧的所述变动幅度，求出从所述周期内平均值减去所述周期内最小值后得到的值作为下侧的所述变动幅度。
8.如权利要求1所述的电压监视控制系统，其特征在于，
将所述变动幅度信息设定为从所述第三周期内所测的所述电压的最大值减去所述第三周期内所测的所述电压的平均值后得到的值和从所述平均值减去最小值后得到的值。
9.如权利要求1所述的电压监视控制系统，其特征在于，
将所述变动幅度信息设定为将从所述第三周期内所测的所述电压的最大值减去所述第三周期内所测的所述电压的最小值后得到的值再乘以1/2后的值。
10.如权利要求1～9中任一项所述的电压监视控制系统，其特征在于，
包括负载发电量预测单元，所述负载发电量预测单元以不短于所述第一周期的周期即第四周期来预测表示所述配电线的各点处的纯负载与发电量之差的负载发电量分布，
所述控制目标电压确定单元基于由所述负载发电量预测单元预测的负载发电量分布进行潮流计算，并且探索使对于所述配电系统的评价项目而设定的评价函数的值成为最优的最优解，从而确定所述第一周期的期间内的最佳电压分布，并基于所述最佳电压分布确定所述控制目标值，作为所述评价函数，包括基于到所述上限为止的裕度与所述第一阈值之差、和到所述下限为止的裕度与所述第二阈值之差的评价函数。
11.一种电压监视控制装置，其特征在于，包括：
发送接收单元，所述发送接收单元经由通信网络分别与多个本地电压控制装置之间进行通信，该多个本地电压控制装置对与高压系统的配电线相连接且控制该配电线的电压的多个电压控制设备的控制量进行调整，从而使该电压控制设备所控制的电压值维持在每隔第一周期而更新的电压上限值和电压下限值的范围内，并且所述发送接收单元经由所述通信网络从测量装置接收变动幅度信息，所述测量装置与所述配电线相连接，且基于以周期短于所述第一周期的第二周期测量该配电线的电压而得到的电压，每隔周期长于所述第二周期的第三周期来算出表示所述电压的变动幅度的所述变动幅度信息；
电压变动幅度计算单元，所述电压变动幅度计算单元基于所述变动幅度信息算出所述第一周期内的所述电压的变动幅度；
控制目标电压确定单元，所述控制目标电压确定单元每隔所述第一周期基于由所述电压变动幅度计算单元算出的所述变动幅度来确定相对于到适当电压范围上限为止的裕度的第一阈值和相对于到适当电压范围下限为止的裕度的第二阈值，并基于到所述上限为止的裕度与所述第一阈值之差、和到所述下限为止的裕度与所述第二阈值之差来确定指令给各所述本地电压控制装置的控制目标值；以及
电压上下限值确定单元，所述电压上下限值确定单元基于所述控制目标值来确定将通过发送接收单元分别发送给各所述本地电压控制装置的所述电压上限值和所述电压下限值。
12.一种测量装置，在监视控制系统中与高压系统的配电线连接，所述监视控制系统包括：与所述配电线连接的、控制该配电线的电压的多个电压控制设备；调整所述电压控制设备的控制量以使该电压控制设备控制的电压值维持在每隔第一周期更新的电压上限值和电压下限值的范围内的多个本地电压控制装置；以及每隔所述第一周期经由通信网络向所述本地电压控制装置指令所述电压上限值和所述电压下限值的电压监视控制装置，其特征在于，
所述测量装置以比所述第一周期短的第二周期测量所述配电线的电压，每隔比所述第二周期长的第三周期基于所测的电压来算出表示所述电压的变动幅度的变动幅度信息，并将所述变动幅度信息经由所述通信网络发送给所述电压监视控制装置。
13.一种电压监视控制方法，为监视控制系统中的电压监视控制方法，所述监视控制系统包括：与高压系统的配电线连接的、控制该配电线的电压的多个电压控制设备；基于每隔第一周期更新的电压上限值和电压下限值来调整所述电压控制设备的控制量的多个本地电压控制装置；以及每隔所述第一周期经由通信网络向所述本地电压控制装置指令所述电压上限值和所述电压下限值的电压监视控制装置，
所述电压监视控制方法的特征在于，包括：
发送步骤，该发送步骤中，所述测量装置以比所述第一周期短的第二周期测量所述配电线的电压，每隔比所述第二周期长的第三周期基于所测的电压来算出表示所述电压的变动幅度的变动幅度信息，并经由所述通信网络将所述变动幅度信息发送给所述电压监视控制装置；
接收步骤，该接收步骤中，所述电压监视控制装置接收所述变动幅度信息；
电压变动幅度计算步骤，该电压变动幅度计算步骤中，所述电压监视控制装置基于变动幅度信息算出所述第一周期内的所述电压的变动幅度；
控制目标电压确定步骤，该控制目标电压确定步骤中，所述电压监视控制装置每隔所述第一周期基于在所述电压变动幅度计算步骤中算出的所述变动幅度来确定相对于到适当电压范围上限为止的裕度的第一阈值和相对于到适当电压范围下限为止的裕度的第二阈值，并基于到所述上限为止的裕度与所述第一阈值之差、和到所述下限为止的裕度与所述第二阈值之差，来确定向各所述本地电压控制装置指令的控制目标值；
所述电压监视控制装置基于所述控制目标值来确定相对于各所述本地电压控制装置的所述电压上限值和所述电压下限值的步骤；
指令步骤，该指令步骤中，向各所述本地电压控制装置发送所述电压上限值和所述电压下限值；以及
控制步骤，该控制步骤中，所述本地电压控制装置调整所述电压控制设备的控制量，以使该电压控制设备控制的电压值维持在每隔第一周期更新的电压上限值和电压下限值的范围内。
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