CN105453365B - 电压监视控制装置及电压控制装置 - Google Patents

电压监视控制装置及电压控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105453365B
CN105453365B CN201380078838.6A CN201380078838A CN105453365B CN 105453365 B CN105453365 B CN 105453365B CN 201380078838 A CN201380078838 A CN 201380078838A CN 105453365 B CN105453365 B CN 105453365B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
reactive power
control
control apparatus
instruct
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201380078838.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105453365A (zh
Inventor
板屋伸彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN105453365A publication Critical patent/CN105453365A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105453365B publication Critical patent/CN105453365B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/16—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by adjustment of reactive power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H02J13/00034—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving an electric power substation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/70—Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/22—Flexible AC transmission systems [FACTS] or power factor or reactive power compensating or correcting units
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/30—State monitoring, e.g. fault, temperature monitoring, insulator monitoring, corona discharge

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

本发明的电压监视控制装置具备：收发部(27)，该收发部(27)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，所述多个本地电压控制装置基于在每个第1周期更新得到的指令值，以第2周期对控制高压系统的配电线的电压的多个电压控制设备的控制量进行调整；可指令范围更新部(23)，该可指令范围更新部(23)基于从控制无功功率调整型的电压控制设备的本地电压控制装置经由收发部(27)接收到的控制结果来决定能够向本地电压控制装置进行指令的无功功率的范围即可指令范围，所述控制结果为所决定的时间内该电压控制设备所产生的无功功率成为控制范围的边界值的边界值时间或将边界值时间除以决定的时间而得到的边界值时间比例；以及无功功率决定部(26)，该无功功率决定部(26)决定无功功率指令值，该无功功率指令值为基于可指令范围在每一个第1周期被更新且经由收发部(27)分别发送给控制无功功率调整型的电压控制设备的本地电压控制装置的指令值。

Description

电压监视控制装置及电压控制装置
技术领域
本发明涉及电压监视控制装置及电压控制装置。
背景技术
配电系统一般由高压系统(通常为6600V)和低压系统(例如100V～200V)构成，一般用户的受电端与该低压系统相连接。电力公司负有将一般用户的受电端的电压维持在适当范围(例如在接受100V供电的情况下，将电压维持在95V～107V)的义务。为此，电力公司通过调整连接至高压系统的电压控制设备(例如，LRT(Load Ratio Control Transformer：带负载时抽头切换器的变压器)或SVR(Step Voltage Regulator：阶跃电压调整器)等)的控制量(例如对抽头进行操作)来力图维持一般用户的受电端处的电压。另外，下文中，若没有特别指出，配电系统指的是该高压系统。
以往，关于配电系统的电压控制，通常情况下一般使用本地电压控制装置，该本地电压控制装置与例如LRT或SVR等变压器型的电压控制设备设置为一体，或与该电压控制装置同时设置，基于在该电压控制设备的设置部位附近的测量信息(电压及潮流)，以自主分布的方式进行电压控制。另外，作为电压控制设备，除了上述变压器型的电压控制设备之外，还已知有具有自动地切换动作或不动作的功能的调相设备(相位超前电容器、并联电抗器等)、SVC(Static Var Compensator：静止无功补偿装置)、或带无功调整功能的PCS(Power Conditioning System：功率调节器)等无功功率控制型的电压控制设备，分别对应这些电压控制设备的本地电压控制装置也进入到实用化阶段。这里，PCS例如是太阳能发电用功率调节器，将太阳能发电设备或蓄电池与配电系统连接。
这些本地电压控制装置以下述条件为前提来构成，即：配电系统的负载分布的变动相同，也就是说，配电系统各点的电压随着时间向同方向变化。然而，近年来，由于电力的使用方式的多样化、以及基于太阳能发电等的分布式电源的普及等，配电系统的负载分布随着时间而趋于发生非均匀的大幅变动，因此，利用现有配电系统的电压控制来维持适当电压变得较为困难。
因此，提出了在整个系统中以实现整合的方式对配电系统的电压进行集中控制(集中控制方式)，来取代自主分布式的电压控制方式。具体而言，提出了下述方案：使用专用的网络将配电系统内多个地点的测量信息(电压及潮流)集中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决定各电压控制设备的控制量(无功功率等)，由集中电压控制装置自动地将该控制量远程指令给各电压控制设备(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平9-322404号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，近年来，基于太阳能发电的分布型电源与低压系统的互连每年都在不断增多，例如，设想如下情况：太阳光发电量因晴天时云的流动导致的日照量急速变化而发生大幅变化，因此而带来的配电系统的电压变化会达到不可忽视的程度。在集中电压控制装置中，采集配电系统各点的电压及潮流的测量信息，向各电压控制设备分配最适合的控制，但最适合的控制的确立是基于该时刻的电压和潮流的测量信息的，因此，当大量的基于太阳能发电的设备与低压系统互连的情况下，有可能产生下述问题。
(1)若加长测量监视周期(例如几十分钟左右)，则在太阳能发电量因云的流动带来的日照量急速变化而发生了大幅变化等情况下，无法追踪急剧的电压变动。
(2)相反，若缩短测量监视周期(例如，几分钟以下的程度)，则由于用于进行测量监视的通信负荷增大，因此，对于通信网络的设备投资将变得十分膨大。
此外，在SVC等无功功率控制型的电压控制装置中，将由集中电压控制装置指示的值作为目标值来进行电压控制，并且进行控制以去除短周期的电压变动。在短周期的电压变动较大的情况下，无功功率控制型的电压控制装置存在如下问题：由于持续输出上限值或下限值(最大无功功率输出)的无功功率(向上下限值的趋近)，从而无法完全去除急剧的电压变动。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于在不使通信负荷增大的情况下也能追踪配电系统的电压变动来维持电压，并且防止无功功率控制型的电压控制装置向上下限值趋近。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述问题，达到目的，本发明的特征在于，包括：收发部，该收发部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，所述多个本地电压控制装置基于在每个第1周期更新得到的指令值，按比所述第1周期要短的第2周期对与高压系统的配电线相连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；可指令范围更新部，该可指令范围更新部基于由控制无功调整型的电压控制设备的所述本地电压控制装置发送且经由所述收发部接收到的控制结果来决定能够向控制所述无功调整型的电压控制设备的所述本地电压控制装置进行指令的无功功率的范围即可指令范围，所述控制结果为所决定的时间内该电压控制设备所产生的无功功率成为控制范围的边界值的边界值时间或将所述边界值时间除以所述决定的时间而得到的边界值时间比例；以及无功功率决定部，对于所述无功调整型的电压控制设备，该无功功率决定部决定无功功率指令值，对于所述各本地电压控制装置基于所述可指令范围按每个所述第1周期更新该无功功率指令值，且经由所述收发部将该无功功率指令值分别发送给控制所述无功调整型的电压控制设备的各所述本地电压控制装置。
发明效果
根据本发明，可获得下述效果：能够在不使通信负荷增大的情况下，追踪配电系统的电压变动来维持电压，并且能够防止无功功率控制型的电压控制装置向上下限值趋近。
附图说明
图1是表示本发明所涉及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是表示进行动作以抑制短周期的电压变动的SVC中的电压控制的概念的图。
图4是表示实施方式的配电系统电压控制系统中短周期的电压变动较小、SVC不输出最大无功功率的情况下的示例的图。
图5是表示在SVC的电压控制中连续输出最大无功功率输出的情况下的示例的图。
图6是用于说明实施方式的动作的流程图。
图7是用于详细说明图6的步骤S104的处理的流程图。
图8是表示边界值时间的测量时刻和指令值的发送时刻的一个示例的图。
具体实施方式
下面，基于附图详细说明本发明所涉及的电压监视控制装置及电压控制装置的实施方式。此外，本发明并不由本实施方式所限定。
实施方式.
图1是表示本发明所涉及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1中，电压控制设备1例如是变电站所设置的作为配电用变压器的LRT(Load RatioControl Transformer：带负载时抽头切换器的变压器)。电压控制设备1与本地电压控制装置11相连，本地电压控制装置11对电压控制设备1进行控制。本地电压控制装置(电压控制装置)11能够与例如电压控制设备1设置为一体，或者与该电压控制设备1同时设置。本地电压控制装置11通过调整电压控制设备1的控制量来控制电压控制设备1，具体而言，通过调整抽头位置来控制电压控制设备5。此外，本地电压控制装置11具有通信功能，与通信网络7相连。
电压控制设备1的二次侧连接有母线2。母线2上例如并联连接有两根配电线4-1、4-2。配电线4-1、4-2是高压系统(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与母线2相连接。配电线4-1上的多个部位分别设置有用于对配电线4-1的电压及潮流进行测量的电压潮流测量装置10。即，电压潮流测量装置10与配电线4-1相连，对其连接部位处的电压及潮流进行测量，并将该测量值作为测量信息进行输出。电压潮流测量装置10具有通信功能，与通信网络7相连。电压潮流测量装置10通过通信网络7，例如定期地将测量信息发送给集中电压控制装置8。集中电压控制装置8针对对象系统范围决定目标电压分布以及形成目标电压分布的各电压控制设备的动作状态，并向各电压控制设备提供指令值。另外，集中电压控制装置8可设置于管辖对象系统范围的营业所或控制站等。
此外，在配电线4-1上还连接有压降补偿用的SVR(Step Voltage Regulator：阶跃电压调整器)即电压控制设备5。该电压控制设备5与控制电压控制设备5的本地电压控制装置15相连接。本地电压控制装置15例如能够与电压控制设备5设置为一体，或者与该电压控制设备6同时设置。本地电压控制装置15通过调整电压控制设备5的控制量来控制电压控制设备5，具体而言，通过调整抽头位置来控制电压控制设备5。此外，本地电压控制装置15具有通信功能，与通信网络7相连。
此外，在配电线4-1上还连接有静止型无功补偿装置(SVC：Static VarCompensator)即电压控制设备6。该电压控制设备6与控制电压控制设备6的本地电压控制装置16相连接。本地电压控制装置16例如能够与电压控制设备6设置为一体，或者与该电压控制设备6同时设置。本地电压控制装置16通过调整电压控制设备6的控制量来控制电压控制设备6，具体而言，通过调整无功功率输出来控制电压控制设备6。此外，本地电压控制装置16具有通信功能，与通信网络7相连。
配电线4-2的一端经由断路器3-2与母线2相连接。配电线4-2上的多个部位与配电线4-1同样地分别设置有用于对配电线4-2的电压及潮流进行测量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，但配电线4-1、4-2分别经由变压器与构成低压系统(电压电平例如为100V～200V)的低压配电线相连。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型电源。即，本实施方式中，构成为低压系统与分散型电源互连。但是，本实施方式也适用于低压系统中不包含有分散型电源的情况。另外，下面，对例如将太阳能发电装置作为分散型电源的示例进行说明。配电系统的电压控制是指高压系统的电压控制。该配电系统构成为包括：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，以及电压潮流测量装置10。
另外，在图示的示例中，连接至母线2的配电线数例如为两根，但并不限于该示例。此外，电压控制设备的设置台数也不限于图示的示例。电压控制设备除了图1所例示的LRT、SVR、SVC等之外，还可以根据结构设置例如ShR并联电抗器(Shunt Reactor：ShR)、带无功功率调整功能的PCS(Power Conditioning System：功率调节器)等。
集中电压控制装置(电压监视控制装置)8通过通信网络7分别与本地电压控制装置11、15、16及多个电压潮流测量装置10相连接。通信网络7例如是专用网络，配设为用于对配电系统进行监视控制。集中电压控制装置8基于例如从电压潮流测量装置10发送来的测量信息，在例如集中控制周期(例如，1小时周期)内决定成为各本地电压控制装置进行控制的目标指令值，并通过通信网络7分别单独地向各本地电压控制装置发出指令。集中电压控制装置8向控制变压器型的电压控制设备(图1的示例中为电压控制设备1及电压控制设备5)的本地电压控制装置(图1的示例中为本地电压控制装置11及本地电压控制装置15)发出指令值，即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)。向控制无功功率调整型的电压控制设备(图1的示例中为电压控制设备6)的本地电压控制装置(图1的示例中为本地电压控制装置16)指令在没有电压变动的情况下进行输出的无功功率的值，以作为指令值。集中电压控制装置8从控制无功功率调整型的电压控制设备的本地电压控制装置16获取控制结果信息，基于控制结果信息来更新能够对本地电压控制装置16进行指令的无功功率(可指令范围)的范围即可指令范围。
控制变压器型的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作为其控制对象的电压控制设备，以将电压维持在该电压上下限值之间。各本地电压控制装置在每次从集中电压控制装置8接受电压上下限值的指令时，对电压上限值及电压下限值进行更新和设定。例如，本地电压控制装置11基于由集中电压控制装置8指令的电压上下限值，在适用该电压上下限值的集中控制周期的期间内，在比集中控制周期(第1周期)要短的本地控制周期(第2周期)内调整电压控制设备1的控制量(抽头位置的变更量)，以使得电压控制设备1的二次侧电压收敛到该电压上下限值之间(控制目标电压范围内)。
控制无功功率调整型的电压控制设备的各本地电压控制装置输出由集中电压控制装置8所指令的无功功率。无功功率调整型的电压控制设备产生在没有电压变动的情况下被指令的无功功率，并且进行动作以去除短周期(例如，几秒到几十秒周期)的电压变动。
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：控制部20、与该控制部20相连的存储部28、以及收发部27，该收发部27与控制部20、存储部28、以及连接至通信网络7与各本地电压控制装置进行通信。
控制部20从其功能结构上来看包括：负载发电量预测部21、负载发电量预测值修正部22、可指令范围更新部23、最佳电压分布决定部24、电压上下限值决定部25、以及无功功率决定部26。负载发电量预测部21在例如每个集中控制周期(例如1小时的周期)对次日等将来的配电系统的负载/发电量分布进行预测。负载/发电量相当于从纯负载减去发电量后得到的量。负载/发电量为正值时表示负载量，为负值时则成为发电量。另外，关于预测负载/发电量分布的方法的详细内容将在下文中阐述。负载发电量预测值修正部22基于上一个集中控制周期的期间内的负载/发电量分布的实际值与该期间内的其预测值的比较结果，来对集中控制周期的期间内的负载/发电量分布的预测值进行修正。这里，负载/发电量分布的实际值基于测量信息(电压及潮流)来计算得到。
可指令范围更新部23基于控制结果信息来更新无功功率调整型的电压控制设备(电压控制设备6)的可指令范围。具体而言，收发部27从本地电压控制装置16接收控制结果信息，并转送给可指令范围更新部23，可指令范围更新部23基于控制结果信息等来更新可指令范围。关于可指令范围的更新将在下文中阐述。
最佳电压分布决定部24基于修正后的负载/发电量分布的预测值进行潮流计算，并且将无功功率调整型的电压控制设备的可指令范围考虑在内，对将评价配电系统的电压分布的评价函数的值设为最优的最优解进行搜索，由此来决定该集中控制周期的期间内的最佳电压分布及各电压控制设备的最佳控制量。另外，最佳电压分布是满足限制条件且评价函数成为最佳的系统各点的电压分布。最佳控制量是为了实现最佳电压分布而向各电压控制设备进行指令的控制量。
电压上下限值决定部25基于所决定的最佳电压分布，决定该集中控制周期的期间内各本地电压控制装置的控制目标电压范围的上限及下限即电压上下限值，并经由通信网络7将该电压上下限值指令给各本地电压控制装置。电压上下限值决定部25所进行的决定电压上下限值的处理的详细内容将在下文中阐述，下面对其进行简要概述。
首先，电压上下限值决定部25从存储部28获取对于每一个本地电压控制装置所预先分配的电压控制责任范围的相关信息。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)，是该范围内的电压控制由分配到该范围的本地电压控制装置或与其相连接的电压控制设备来负责的范围。
无功功率控制型的电压控制设备在该电压控制设备的电源侧(存在有配电用变压器的一侧、上游侧)存在有变压器型的电压控制设备的情况下，将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、以及该电压控制设备的负载侧的范围作为电压控制责任范围，在负载侧还存在有其他的电压控制设备的情况下，到该其他的电压控制设备的电源侧为止也包含在电压控制责任范围内。变压器型的电压控制设备例如将该变压器的负载侧作为电压控制责任范围，但在负载侧存在有其他的电压控制设备的情况下，到该其他的电压控制设备的电源侧为止均作为其电压控制责任范围。另外，电压控制责任范围的设定方法并不限于上述示例。
此外，对于每一个电压控制责任范围，预先设定有适当电压范围。该适当电压范围是高压系统所应维持的适当的电压范围。电压控制设备的最佳电压要求落入该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间的差分称为电压下限裕量，适当电压的上限值与最佳电压之间的差分称为电压上限裕量。
对于控制变压器型的电压控制设备的本地电压控制装置，电压上下限值决定部25基于由最佳电压分布决定部24求得的最佳电压和死区宽度来决定电压上下限值。将最佳电压加上死区宽度的一半而得到的值作为电压上限值，将从最佳电压减去死区宽度的一半而得到的值作为电压下限值。
无功功率决定部26基于由最佳电压分布决定部24计算出的无功功率调整型的电压控制设备的最佳控制量，决定对控制无功功率调整型的电压控制设备的本地电压控制装置进行指令的无功功率指令值。
集中电压控制装置8可构成为具备例如CPU、存储器、硬盘等存储装置、以及通信功能的服务器。控制部20由CPU来实现，按照存储器中所存储的控制程序来进行控制处理。存储部28统一表示存储器及存储装置等。收发部27表示通信功能。另外，集中电压控制装置8例如可设置于变电站。
这里，对无功功率调整型的电压控制设备中的电压控制进行说明。图3是表示进行动作以抑制短周期的电压变动的SVC中的电压控制的概念的图。这里，对将SVC作为无功功率调整型的电压控制设备的示例进行说明，但对于SVC以外的无功功率调整型的电压控制设备也是一样。图3示出在不从集中电压控制装置8等外部接受指令的情况下进行动作的SVC的电压控制的一个示例。图3的横轴表示时间，纵轴表示电压。
利用SVC控制电压的方法存在多个，但图3的示例中假设采用下述的控制方法。首先，计算SVC的设置部位的电压测量值101、以及电压测量值101在一定时间(例如，60秒左右)的移动平均值102(上图3中的移动平均值102)。接着，计算这两者的差分，即“电压测量值101－移动平均值102”。将该差分称为电压短周期变动值。SVC进行的电压控制中，对SVC输出的无功功率进行控制，以抵消该电压短周期变动。另外，无功功率定义为：在从SVC向配电系统送出无功功率时为负的值，在从配电系统吸收无功功率时为正的值。通过使SVC产生负的功率功率，即向配电系统送出无功功率，从而能够提高电压。通过使SVC产生正的功率功率，即从配电系统吸收无功功率，从而能够降低电压。此外，若系统结构不变，则电压变动相对于SVC产生的无功功率具有比例关系。
简要的控制方法如上所述，但上述控制方法是反馈控制，实际情况下由于会发生控制延迟，因此通过简单的比例控制将无法获得所希望的控制结果。因此，实际情况下大多采用PID(Proportional Integral Derivative：比例积分微分)控制。PID控制是现有技术，是在上述的控制方法即比例控制的基础上，增加微分控制和积分控制的控制方法。若采用PID控制，则与比例控制相比能够减少控制延迟的影响，且能够防止控制误差累积。
在不接受来自集中电压控制装置的指令，而由SVC独立地进行抑制短周期的电压变动的动作的情况下，在SVC检测出的当前电压与移动平均电压相同的状态下，即没有检测到短周期的电压变动的状态下，SVC产生的无功功率为零。本发明中，从集中电压控制装置向控制SVC的本地电压控制装置提供在SVC没有检测到短周期的电压变动的状态下所应产生的无功功率以作为指令值。在电压变动的上升和下降均等地产生的情况下，为抑制短周期的电压变动而由SVC产生的无功功率与指令值之间的差分的平均值在足够长的时间内基本为零。因此，SVC平均地产生所指令的无功功率。
由于SVC平均地产生所指令的无功功率，因此，集中监视控制装置能够实现更为理想的电压分布。例如，在配电线的终端连接有大规模的太阳能发电装置的配电系统中，在晴朗的白天太阳能发电装置的发电量较大时，配电线的电压容易变高。通过使位于太阳能发电装置附近的SVC产生根据太阳能发电装置预计的发电量所决定并指令的无功功率，能够降低配电线的电压并维持适当电压。
图4是表示实施方式的配电系统电压控制系统中短周期的电压变动较小从而SVC不输出最大无功功率的情况下的示例的图。本实施方式中，如上述那样，从集中电压控制装置8接受SVC所产生的无功功率的指令值103，将指令值103作为控制目标值进行动作。SVC在没有检测到电压变动的状态下输出所指令的无功功率，并进行应对以使得电压不会发生急剧变化。具体而言，将“电压测量值－移动平均值”作为输入进行PID控制，输出将由此得到的结果与无功功率的指令值相加而得到的无功功率。在“电压测量值－移动平均值”为零的状态持续的情况下，由于PID控制的输出为零，因此输出所指令的无功功率。在电压变动的上升和下降均等地产生的情况下，由于在足够长的时间内PID控制的输出的时间平均为零，因此，SVC平均地产生所指令的无功功率。
在指令值103为正侧的值的情况下，SVC所产生的无功功率104为正的值的时间容易比为负的值的时间要长。图4的示例中，由于短周期的电压变动较小，因此不会超过SVC的可控制的上限值(正侧的最大无功功率输出)，从而能够适当地抑制短周期的电压变动。
图5是表示在SVC的电压控制中连续输出最大无功功率的示例的图。图5的示例中，在从集中电压控制装置8接受无功功率的指令值103来进行动作的情况下，出现下述状态：电压上升的短周期变动较大，SVC所产生的无功功率104成为可控制的上限值(正侧的最大无功功率输出)的时间持续(向上限值趋近)。若出现这种状态，则无法由SVC来抑制电压的短周期变动，从而电压上升。在电压下降的短周期变动较大的情况下，也会出现成为下限值(负侧的最大无功功率输出)的时间持续(向下限值趋近)的状态。
例如，在向容量为100kVar的SVC发出从配电系统吸收80kVar的无功功率的指令的情况下，若电压要急速地上升，则SVC只能增加剩余的20kVar的无功功率的产生量。在电压上升到超过通过产生20kVar的无功功率而所能抑制的电压变动的情况下，SVC的无功功率的产生量暂时趋近最大的100kVar，从而变为丧失抑制电压的能力的状态。将该20kVar称为SVC的无功功率的产生余量。
本实施方式中，为了避免SVC产生的无功功率趋近于边界值(上限值或下限值)，控制SVC的本地控制装置将电压测量值101的无功功率104为边界值所持续的时间即边界值时间或将边界值时间除以一定时间T0而得到的边界值时间比例作为SVC的控制结果发送给集中电压控制装置8。集中电压控制装置8中基于控制结果来改变该SVC的可指令范围。可指令范围是表示能够向SVC进行指令的无功功率的范围的值，在最佳电压分布决定部24中进行最佳电压分布的计算时被认为是限制条件的一部分。通过基于控制结果来改变计算最佳电压分布时所考虑的可指令范围，能够使得不易出现向上限值或下限值趋近的情况。
接着，对SVC的控制结果，即边界值时间的求取方法进行说明。对于SVC的控制结果，可考虑采用各种计算方法，但此处，对例1～例3这三个示例进行说明。另外，SVC的控制结果的计算方法不限于下述三个示例。
例1中，将在确定的时间即一定时间(图5的示例中为T0)内，成为与来自集中电压控制装置8的指令值一侧相同符号侧的边界值(上限值或下限值)的时间(图5的示例中为成为上限值的时间)的总和(图5的示例中为T1+T2)作为SVC的控制结果。即，在来自集中电压控制装置8的指令值为正侧的情况下，将一定时间内成为上限值的边界值时间的总和作为控制结果，在来自集中电压控制装置8的指令值为负侧的情况下，将成为下限值的边界值时间的总和作为控制结果。另外，可以设为T0在白天和深夜为不同时间。
例2中，分别求出一定时间内成为上限值的时间(上限值的边界值时间)和成为下限值的时间(下限值的边界值时间)，将这两个时间作为SVC的控制结果。
例3中，求出一定时间内成为边界值(上限值或下限值)的时间而不区分上限值和下限值，将该总计时间作为SVC的控制结果。即，上限值的边界值时间和下限值的边界值时间相加而得到的时间成为SVC的控制结果。
在集中电压控制装置8的可指令范围更新部23中，基于控制结果来更新该SVC的可指令范围，该更新方法也可以考虑采用多种方法。例如，在通过例1、例2通知得到SVC的控制结果的情况下，考虑采用相对于中心值改变发生趋近的一侧的可使用无功功率的宽度的方法(方法A)、相对于中心值同时改变上侧下侧的宽度的方法(方法B)等。在同时改变上侧下侧的情况下，可以上侧下侧对称地进行变更，也可以不对称。在采用方法A的情况下，改变与指令值相同一侧的可使用无功功率的宽度。在通过例3通知得到SVC的控制结果的情况下，由于不区分上侧和下侧，因此，通过上述方法B来改变可使用无功功率的宽度。
例如，作为初始值，以正负(上侧下侧)对称的方式将相当于SVC的容量的50％的量设定为可指令范围。于是，在一定时间内产生第1阈值(例如，10％)以上的时间的趋近的情况下，将可指令范围即求取最佳电压分布时所能使用的无功功率的宽度(方法A中为单侧，方法B中为两侧)缩小α(例如，α＝10)％。在一定时间内的边界值时间在被设定为小于第1阈值的第2阈值(例如，1％)以下的情况下，将所能使用的无功功率的宽度(方法A中为单侧，方法B中为两侧)扩大β(例如，β＝5)％。第2阈值也可以为0％。此外，在扩大可使用无功功率的宽度的情况下，与缩小的情况相比，可设为减小一次的变更(α＞β)。通过逐步进行扩大，能够防止在扩大可使用无功功率的宽度之后随即发生趋近的情况。另外，第1阈值、第2阈值、α、β的值例如可根据标准系统的仿真来定为适当的值。可以不按固定比率来增加或减少，而按例如5Mvr等固定量来增加或减少。可以不根据求取边界值时间时的值来使可指令范围增减，而仅根据边界值时间或边界值时间比例来求取可指令范围。只要是能够基于边界值时间或边界值时间比例适当地决定可指令范围的方法即可，可以是任意的方法。
接着，参照图6说明本实施方式的动作。图6是用于说明本实施方式的动作的流程图。
首先，电压潮流测量装置10定期对各设置点处的电压及潮流进行测量，并保存电压及潮流数据。电压潮流测量装置10将分别测量到的电压及潮流数据的例如十分钟内的平均值经由通信网络7发送给集中电压控制装置8。集中电压控制装置8能够在利用收发部27接收到电压及潮流数据的十分钟内的平均值之后，通过获得相邻测量点之间的潮流平均值的差分，来求得配电系统各点的负载/发电量，并将该数据作为负载发电量数据保存到存储部28。这里，负载/发电量(负载发电量数据)相当于例如从纯负载减去发电量后得到的量，能够根据负载量和发电量的平衡而取正值或负值。对负载发电量数据定期地进行保存，使其成为数据库。
接着，如图6所示，负载发电量预测部21根据存储部28所保存的配电系统各点的负载发电量数据，对例如次日每小时的配电系统的负载/发电量分布进行预测(步骤S101)。
此时，具体而言，例如，负载发电量预测部21为了对负载和发电量分别进行预测，首先，仅使用晴朗时间段的负载发电量数据，从该数据中去除理论发电量(根据太阳能发电额定容量、太阳能面板设置角度、纬度、日期、预计气温、以及发电效率进行计算)，计算出纯负载量即实际负载量。
接着，负载发电量预测部21收集多天的实际负载量，求取相同星期几(区分工作日/休息日)、相同时间段的负载量和气温间的相关性，根据该相关性和次日的预计气温来预测次日每小时的配电系统各点的负载量。关于次日的发电量，设为理论发电量，负载发电量预测部21从预计负载量减去预计发电量，生成次日每小时的配电系统各点的负载发电量数据。
另外，本实施方式中，设为例如每天对次日的每小时的负载/发电量分布进行预测，但并不限于此，也可以对例如将来的每隔一定期间内的负载/发电量分布进行预测。另外，该1小时或一定期间相当于上述的集中控制周期。负载/发电量的预测例如为每一小时的值，与此相对，电压及潮流的测量值不是一小时的平均值，而设为例如十分钟内的平均值。该理由是因为在求取同一星期几(区分工作日/休息日)、同一时间段的负载量与气温的相关性时，通过增加测量数据数来提高相关性的精度，从而有助于掌握一小时时间内的负载量的变动情况。这在后述的图7的S301的各电压控制设备的控制边界的设定中，能够用于掌握负载变动较大的时间段。电压及潮流的测量值也可以设为例如一小时内的平均值。
接着，负载发电量预测值修正部22对将来一小时的配电系统的负载/发电量的预测值进行修正(步骤S102)。具体而言，负载发电量预测值修正部22针对过去一小时的配电系统各点的负载/发电量的平均值，将实际值(基于实际的测量值计算得到)和预测值进行比较来求取其比率，将该比率与将来一小时的负载/发电量的预测值相乘，由此来修正将来一小时的系统各点的负载/发电量的预测值。由此，可期待预测值精度的提高。
接着，可指令范围更新部23根据来自控制无功功率调整型的电压控制设备的各本地电压控制装置的实际动作信息(控制结果信息)，按上述方式对每一个无功功率调整型的电压控制设备更新可指令范围(步骤S103)。
接着，最佳电压分布决定部24基于步骤S102中所生成的将来一小时的配电系统各点的修正后的负载/发电量的预测值，决定将来一小时的配电系统的最佳电压分布(步骤S104)。使用图6在下文中阐述该处理的详细内容。另外，虽然省略了对步骤S102的负载/发电量的预测值进行修正的处理，但最佳电压分布决定部24可以基于步骤S101中所生成的将来一小时的配电系统各点的负载/发电量的预测值，决定配电系统将来一小时的最佳电压分布。S101中，负载发电量预测部21基于从电压潮流测量装置10发送来的测量信息来预测将来一小时的负载/发电量分布，但并不限于此，也可以将例如与负载发电量数据相关的数据库预先存储到存储部28，由负载发电量预测部21参照该数据库来预测负载/发电量分布。该情况下，可以不设置电压潮流测量装置10，也可以省略S102的处理。
接着，电压上下限值决定部25基于配电系统的最佳电压分布，计算将来一小时的各本地电压控制装置的电压上限值及电压下限值(步骤S105)。
接着，电压上下限值决定部25向控制变压器型的电压控制设备的各本地电压控制装置指令电压上限值及电压下限值，无功功率决定部26向控制无功功率调整型的电压控制设备的各本地电压控制装置指令平均地输出的无功功率指令值(步骤S106、S107)。
控制变压器型的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，进行作为控制对象的各电压控制设备的控制量的调整。具体而言，各本地电压控制装置根据需要在比集中控制周期(一小时)要短的短周期的本地控制周期内对电压控制设备的控制量进行调整，以将电压维持在电压上下限值之间。并且，各本地电压控制装置在集中控制周期内每次从集中电压控制装置8接受电压上下限值的指令时，对电压上限值及电压下限值进行更新和设定。
控制无功功率调整型的电压控制设备的各本地电压控制装置将如上述那样指令得到的无功功率作为控制目标值来实施控制，将电压的边界值时间作为控制结果信息发送给集中电压控制装置8。
接着，对图6中的步骤S104的处理进行详细说明。图7是用于详细说明图6的步骤S104的处理的流程图，表示用于计算配电系统将来一小时的最佳电压分布的流程。
首先，最佳电压分布决定部24为了确保各电压控制设备的本地控制的余量，设定各电压控制设备的控制边界(在变压器型的电压控制设备的情况下为可控制的抽头位置的上限及下限即抽头上下限，在无功功率控制型的电压控制设备的情况下为无功功率的可指令范围)(步骤S301)。此时，最佳电压分布决定部24对于预计会有较大电压变动的时间段、即负载变动较大的时间段(例如，早上、午休前后、亮灯时间段等)，以及发电变动较大的时间段(例如，理论发电量较大的白天等)，将上升或下降趋势等变动的方向性也考虑在内来增大本地控制的余量。此时，对于无功功率控制型的电压控制设备的情况下的可指令范围，基于由可指令范围更新部23更新后得到的值，利用根据该时间段的状况来决定的方法，缩小该可指令范围来使用。
接着，最佳电压分布决定部24对各电压控制设备的控制量进行初始设定(步骤S302)。此时，最佳电压分布决定部24在变压器型的电压控制设备的情况下将抽头位置设为例如一小时前的最佳电压分布计算时的计算值(其中，在没有上一次计算值的情况下为中性值)，在无功功率控制型的电压控制设备的情况下将无功功率输出设为例如零(无输出)。
接着，最佳电压分布决定部24基于配电系统各点的负载/发电量分布的预测，利用所设定的各电压控制设备的控制量(抽头位置、无功功率)进行潮流计算，计算出配电系统各点的电压(步骤S303)。
接着，最佳电压分布决定部24基于潮流计算的结果进行配电系统的评价(步骤S304)。具体而言，最佳电压分布决定部24评价针对配电系统的评价项目所设定的评价函数(目标函数)的值，由此来进行配电系统的评价。这里，第一优先的评价项目是在配电系统各点处电压脱离适当电压范围(适当电压上限值及适当电压下限值)的越限(脱离)量。即，最佳电压分布首先被确定为使得配电系统各点处电压脱离适当电压范围的越限(脱离)量的总和为最小。
第二优先的评价项目是例如配电系统各点的电压裕量(到适当电压上下限值为止的裕量)。若配电系统各点处的电压裕量较小，则稍稍发生电压变动就会导致电压脱离适当电压范围，进而导致电压控制设备频繁地进行动作。因此，电压裕量的总和越大则评价越高。在使用若得到最小值则评价为最佳这一评价函数的情况下，使用按下述方式定义的电压裕量减少量来评价电压裕量。按下述方式进行计算，以使得在电压裕量足够大时电压裕量减少量变为零，电压裕量越小则电压裕量减少量越大。
电压裕量减少量＝阈值－电压裕量电压裕量＜阈值的情况
电压裕量减少量＝0电压裕量≥阈值的情况
阈值适当地被确定为适当电压范围的宽度的20％左右。
求取总和的对象是对每个变压器(除用于向低压系统进行降压的变压器之外)，在其电压控制责任范围内的各点处的适当电压上限侧及适当电压下限侧的最大值。
第三优先的评价项目可设为电压控制设备的控制量相对于其初始设定值的总变化量。这里，在无功功率控制型的电压控制设备的情况下，电压控制设备的控制量相对于其初始设定值的变化量为无功功率输出量，在变压器型的电压控制设备的情况下，电压控制设备的控制量相对于其初始设定值的变化量为抽头位置相对于初始设定抽头位置的差。通过减小该变化量的总和，可减少电压控制设备的动作次数。
第四优先的评价项目可设为配电系统整体的送电损耗(有功功率损耗+无功功率损耗)。送电损耗越小评价越高。另外，送电损耗中有功功率损耗占大部分，电压越高损耗越小，但相应地，第二优先的配电系统各点处的电压裕量(上限值侧)变小，因此，对于配电系统各点的电压上下限存在相当大的裕量的情况，该送电损耗是有意义的评价项目。
评价函数可以针对第一优先的评价项目来设定，也可以针对第一优先～第四优先中两个以上的项目进行设定。该情况下，可以将对各评价函数进行加权求和后得到的函数作为整体的评价函数。并且，也能够根据配电系统将高等级的优先项目包含到评价函数中。评价函数可构成为例如若得到最小值则评价为最佳(高评价)。
例如，在基于第一优先～第四优先的所有评价项目设定评价函数的情况下，可按下述式(1)那样确定评价函数。Wp、W1、W2、W3、W4是加权系数。
评价函数值
＝配电系统各点的电压上下限越限量的总和×Wp
+各个变压器的电压控制责任范围内的各点的
上限侧电压裕量减少量的最大值×W1
+各个变压器的电压控制责任范围内的各点的
下限侧电压裕量减少量的最大值×W1
+相对于上一次指令时的变压器目标电压变更量×W2
+无功功率指令绝对值×W3
+送电损耗×W4…(1)
接着，最佳电压分布决定部24判定是否进行了规定次数的搜索(步骤S305)，在进行了规定次数的搜索的情况下(步骤S305为是)，结束处理，在没有进行规定次数的搜索的情况下(步骤S305为否)，前进至步骤S306的处理。
接着，步骤S306中，最佳电压分布决定部24通过例如将各电压控制设备的控制量改变一个单位(例如将抽头提高/下降一级、将无功功率增加/减少额定值例如5％等)后再进行配电系统各点的电压计算(与步骤S303相同)和配电系统的评价(与步骤S304相同)，并将该结果与针对所有的电压控制设备实施得到的评价结果进行比较，由此来设定并变更电压控制设备的控制量以最大限度地改善评价(步骤S306)。关于最佳算法例如可使用日本专利特开2010-250599等所公开的方法。另外，关于SVC的无功功率控制等能够连续地改变控制量的电压控制设备，可以利用作为连续系统优化方法之一的二次规划法来计算最佳控制量，由此也能获得相同的效果。在实施了步骤S306后返回步骤S305。
如上所述，在经过了规定次数的搜索之后，最佳电压分布决定部24将评价函数的值设为成为最优的最优解，从而能够决定配电系统将来一小时的最佳电压分布和各电压控制设备的最佳控制量。
接着，对图6中的步骤S105的处理进行详细说明。首先，对于变压器型的电压控制设备，例如，可按照下述方式，设定电压控制责任范围，基于电压控制责任范围内最佳电压与适当电压的下限值V_min的差的绝对值即电压下限裕量中的最小值(lm_min)、以及最佳电压与适当电压的上限值V_max的差的绝对值即电压上限裕量中的最小值(um_min)，来决定电压上下限值。
具体而言，变压器型的电压控制设备在该电压控制设备的电源侧(上游侧)存在有变压器型的电压控制设备的情况下，将到该变压器型的电压控制设备的变压器的负载侧(下游侧)为止的范围、以及该电压控制设备的负载侧的范围作为电压控制责任范围，在负载侧还存在有其他电压控制设备的情况下，到该其他电压控制设备的电源侧为止也包含在电压控制责任范围内。
例如，本地电压控制装置11的电压控制责任范围是从电压控制设备1的负载侧到电压控制设备5为止的范围，包含连接至配电线4-1的低压系统(图1中未图示)。将本地电压控制装置11的电压控制责任范围中的最佳电压与适当电压的下限值V_min的差的绝对值即电压下限裕量中的最小值设为lm_min，将最佳电压与适当电压的上限值V_max的差的绝对值即电压上限裕量中的最小值设为um_min。此时，电压上下限值决定部25将电压控制设备1的最佳电压的值与um_min相加后得到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的最佳电压的值减去lm_min后得到的值作为控制目标电压范围的电压下限值。
由此，由于不仅考虑到电压控制设备1的设置部位附近的电压上下限裕量，还考虑到了其电压控制责任范围内的各点处的电压上下限裕量来进行决定，因此，虽然本地电压控制装置11本身在控制目标电压范围内对电压控制设备1进行本地控制，但也能够在较大的电压控制责任范围内维持适当电压。
接着，对边界值时间的测量和指令值的发送时刻进行说明。图8是表示边界值时间的测量和指令值的发送时刻的一个示例的图。这里，指令与指令之间为集中控制周期(例如一小时)，控制无功功率调整型的电压控制设备的本地控制装置若接收到指令，则开始进行基于指令的控制，并开始测量(累计)边界值时间。在比集中控制周期要短的T0(例如，50分钟)的期间内，实施边界值时间的累计，并将累计结果(边界值时间的总和)作为控制结果信息发送给集中电压控制装置8。集中电压控制装置8求取反映了该控制结果信息的最佳电压分布，并发送新的指令。优选设定为在集中控制周期与T0的差的时间(例如，10分钟)内，能够实施控制结果信息的收发、最佳电压分布的计算、指令的收发处理等。
如上述所说明的那样，本实施方式中，集中电压控制装置8求取将来一定时间内(集中控制周期的期间内)的最佳电压分布。接着，对于变压器型的电压控制设备，基于该最佳电压分布与适当电压范围的关系将每一个本地电压控制装置的电压控制责任范围内的各点处的电压上下限裕量考虑在内，来决定对各本地电压控制装置进行指令的电压上下限值，对于无功功率调整型的电压控制设备，基于最佳电压和死区宽度来决定电压上下限值。集中电压控制装置8获取无功功率调整型的电压控制设备的变为上下限的边界值时间，基于该边界值时间来更新最佳电压分布的计算中所要考虑的可指令范围。由此，集中电压控制装置8仅向各本地电压控制装置进行电压上下限值或所产生的无功功率的指令，各本地电压控制装置根据来自集中电压控制装置8的指令独立地进行本地控制，从而分配为由集中电压控制装置8进行集中控制，由各本地电压控制装置进行本地控制。
由此，电压控制设备的控制本身由本地电压控制装置来按设备单独地进行实施，因此，对于因例如太阳能发电量的变化等预测困难的主要原因而导致的配电系统的电压变动也能进行追踪，从而维持电压。即，对于急剧的电压变动无需等待与集中电压控制装置8的通信，仅靠本地电压控制装置就能够进行应对，从而能够进行及时的电压控制。
本实施方式中，集中电压控制装置8与各本地电压控制装置之间的通信例如按一小时即集中控制周期进行即可，因此，与按本地控制周期来发送电压指令等情况相比，通信频度减少，从而不会使通信负荷增大。
此外，能够减少无功功率调整型的电压控制设备向上下限趋近的边界值时间，从而即使在电压的短周期变动较大的情况下，也能应对电压的急剧变化。
由此，根据本实施方式，能够在不使通信负荷增大的情况下，对于因太阳能发电量的变化等预测困难的主要原因而导致的配电系统的电压变动也能进行追踪从而维持电压。集中电压控制装置中，变压器型电压控制设备的电压上下限值的决定方法也可以使用本实施方式以外的方法来决定。在该情况下，只要如上述那样分配为由集中电压控制装置进行集中控制，由各本地电压控制装置进行本地控制，就能够解决上述问题。其中，如本实施方式那样通过由集中电压控制装置决定电压上下限值，从而配电系统的电压控制的可靠性提高。
另外，本实施方式中，例如每一小时来实施负载/发电量的预测、以及对本地电压控制装置的电压上下限值的指令，但并不限于此，例如也可以每隔数十分钟(例如30分钟)到数小时，或者以在此以上的时间间隔来实施。并且，向本地电压控制装置进行的电压上下限值的指令的发送也可仅在电压上下限值发生较大变化的情况下实施。由此，通信负荷能进一步得以减轻。
此外，也能够具备下述功能以应对出现因通信障碍等而无法在集中控制周期从集中电压控制装置接收电压上下限值指令的本地电压控制装置的情况，即：从集中电压控制装置预先向本地电压控制装置发送多时间间隙量(例如，次日一天的量)的电压上下限值，并在本地电压控制装置中对此预先进行存储。该情况下，在某一本地电压控制装置的通信异常时，该本地电压控制装置也能够基于该所存储的电压上下限值进行动作，并且，在集中电压控制装置中，能够推定该本地电压控制装置的动作。另外，该情况下，省略图6的步骤S102中对负载/发电量的预测值进行修正的处理。
工业上的实用性
如上所述，本发明所涉及的电压监视控制装置及电压控制装置适用于对配电系统的电压进行控制的系统。
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，20控制部，21负载发电量预测部，22负载发电量预测值修正部，23可指令范围更新部，24最佳电压分布决定部，25电压上下限值决定部，26无功功率决定部，27收发部，28存储部。

Claims (19)

1.一种电压监视控制装置，其特征在于，包括：
收发部，该收发部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，多个所述本地电压控制装置基于在每个第1周期更新得到的指令值，以比所述第1周期要短的第2周期对与高压系统的配电线相连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；
可指令范围更新部，该可指令范围更新部基于由控制无功功率调整型的电压控制设备的所述本地电压控制装置发送且经由所述收发部接收到的控制结果来决定能够向控制所述无功功率调整型的电压控制设备的所述本地电压控制装置进行指令的无功功率的范围即可指令范围，所述控制结果为在决定的时间内该电压控制设备所产生的无功功率成为边界值的边界值时间或将所述边界值时间除以所述决定的时间而得到的边界值时间比例，所述边界值是该电压控制设备的正侧最大无功功率输出即上限值与负侧最大无功功率输出即下限值中的至少一个；以及
无功功率决定部，对于所述无功功率调整型的电压控制设备，该无功功率决定部决定无功功率指令值，对于所述各本地电压控制装置基于所述可指令范围按每个所述第1周期更新该无功功率指令值，且经由所述收发部将该无功功率指令值分别发送给控制所述无功功率调整型的电压控制设备的各所述本地电压控制装置。
2.如权利要求1所述的电压监视控制装置，其特征在于，
所述可指令范围更新部在所述控制结果大于第1阈值的情况下使所述可指令范围减小。
3.如权利要求2所述的电压监视控制装置，其特征在于，
所述可指令范围更新部在所述控制结果小于比所述第1阈值要小的第2阈值的情况下，使所述可指令范围增加。
4.如权利要求3所述的电压监视控制装置，其特征在于，
所述可指令范围更新部使增加所述可指令范围时的一次的所述可指令范围的变更量的绝对值小于减小所述可指令范围时的一次的所述可指令范围的变更量的绝对值。
5.如权利要求1至4的任一项所述的电压监视控制装置，其特征在于，
所述控制结果是考虑到所述无功功率调整型的电压控制设备所产生的无功功率与所述无功功率指令值相同符号一侧的所述边界值而求得的。
6.如权利要求1至4的任一项所述的电压监视控制装置，其特征在于，
所述控制结果是不区分所获取的所述边界值是所述上限值还是所述下限值而求得的。
7.如权利要求1至4的任一项所述的电压监视控制装置，其特征在于，
所述控制结果是分别对于所述上限值与所述下限值而单独求得的值。
8.如权利要求5所述的电压监视控制装置，其特征在于，
所述可指令范围更新部对与提供给该电压控制设备的所述指令值相同符号一侧的所述无功功率调整型的电压控制设备的所述可指令范围进行更新。
9.如权利要求6所述的电压监视控制装置，其特征在于，
所述可指令范围更新部对与提供给该电压控制设备的所述指令值相同符号一侧的所述无功功率调整型的电压控制设备的所述可指令范围进行更新。
10.如权利要求7所述的电压监视控制装置，其特征在于，
所述可指令范围更新部对与提供给该电压控制设备的所述指令值相同符号一侧的所述无功功率调整型的电压控制设备的所述可指令范围进行更新。
11.如权利要求5所述的电压监视控制装置，其特征在于，
所述可指令范围更新部对所述可指令范围的上限侧和下限侧进行更新。
12.如权利要求6所述的电压监视控制装置，其特征在于，
所述可指令范围更新部对所述可指令范围的上限侧和下限侧进行更新。
13.如权利要求7所述的电压监视控制装置，其特征在于，
所述可指令范围更新部对所述可指令范围的上限侧和下限侧进行更新。
14.如权利要求1至4的任一项所述的电压监视控制装置，其特征在于，
所述第1周期是几十分钟到几小时，所述决定的时间是所述第1周期以下。
15.一种电压控制装置，其特征在于，包括：
控制结果发送部，该控制结果发送部经由通信网络将控制结果发送给电压监视控制装置，所述控制结果是进行控制的无功功率调整型的电压控制设备所产生的无功功率在决定的时间内变为边界值的边界值时间或将所述边界值时间除以所述决定的时间而得到的边界值时间比例，其中，所述边界值是该电压控制设备的正侧最大无功功率输出即上限值与负侧最大无功功率输出即下限值中的至少一个；以及
控制部，该控制部将无功功率作为控制目标值来对所述无功功率调整型的电压控制设备的控制量进行调整，所述无功功率在每个第1周期从所述电压监视控制装置接收到且由所述电压监视控制装置基于所述控制结果来决定得到。
16.如权利要求15所述的电压控制装置，其特征在于，
所述控制结果是对于所述无功功率调整型的电压控制设备所产生的无功功率与从所述电压监视控制装置接收到的所述无功功率相同符号一侧的所述边界值而求得的。
17.如权利要求15所述的电压控制装置，其特征在于，
所述控制结果是不区分所获取的所述边界值是所述上限值还是所述下限值而求得的。
18.如权利要求15所述的电压控制装置，其特征在于，
所述控制结果是分别对于所述上限值和所述下限值而单独求得的值。
19.一种电压监视控制装置，其特征在于，包括：
收发部，该收发部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，多个所述本地电压控制装置基于在每个第1周期更新得到的指令值，以比所述第1周期要短的第2周期对与高压系统的配电线相连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；
可指令范围更新部，该可指令范围更新部基于由控制无功功率调整型的电压控制设备的所述本地电压控制装置发送且经由所述收发部接收到的控制结果来决定能够向控制所述无功功率调整型的电压控制设备的所述本地电压控制装置进行指令的无功功率的范围即可指令范围，所述控制结果为在决定的时间内该电压控制设备所产生的无功功率为趋于上限值或下限值的时间即边界值时间或将所述边界值时间除以所述决定的时间而得到的边界值时间比例；以及
无功功率决定部，对于所述无功功率调整型的电压控制设备，该无功功率决定部决定无功功率指令值，对于所述各本地电压控制装置基于所述可指令范围按每个所述第1周期更新该无功功率指令值，且经由所述收发部将该无功功率指令值分别发送给控制所述无功功率调整型的电压控制设备的各所述本地电压控制装置。
CN201380078838.6A 2013-08-15 2013-08-15 电压监视控制装置及电压控制装置 Active CN105453365B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/071970 WO2015022746A1 (ja) 2013-08-15 2013-08-15 電圧監視制御装置および電圧制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105453365A CN105453365A (zh) 2016-03-30
CN105453365B true CN105453365B (zh) 2018-03-09

Family

ID=52468146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380078838.6A Active CN105453365B (zh) 2013-08-15 2013-08-15 电压监视控制装置及电压控制装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9825465B2 (zh)
JP (1) JP5766364B1 (zh)
CN (1) CN105453365B (zh)
HK (1) HK1220551A1 (zh)
WO (1) WO2015022746A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6412822B2 (ja) * 2015-04-22 2018-10-24 株式会社日立製作所 電力系統電圧無効電力監視制御装置及び方法
JP6587522B2 (ja) 2015-11-20 2019-10-09 株式会社日立製作所 電圧・無効電力制御装置、方法、および電圧・無効電力制御システム
JP6616720B2 (ja) * 2016-03-29 2019-12-04 株式会社日立製作所 分散電源制御装置
US10243371B2 (en) * 2016-12-15 2019-03-26 Caterpillar Inc. System, apparatus, and method for controlling load sharing of generator sets
EP3631930B1 (en) 2017-05-31 2021-10-27 Vestas Wind Systems A/S Improvements relating to voltage control in renewable power plants
JP2019012375A (ja) * 2017-06-30 2019-01-24 三菱電機株式会社 計装制御システム
CN108616130B (zh) * 2018-05-15 2020-01-14 山东大学 改进的基于下垂法控制的微电网内部电压分区控制方法
CN109120068A (zh) * 2018-09-05 2019-01-01 广东电网有限责任公司 变电站二次设备配置操作过程在线监护方法、装置和系统
CN111463798B (zh) * 2020-04-08 2024-02-13 长园深瑞继保自动化有限公司 用于储能协调控制装置的电网电压模糊控制方法
JP7455286B1 (ja) 2023-03-01 2024-03-25 三菱電機株式会社 インテリジェント電子装置、電圧制御システム、および電圧制御方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002281671A (ja) * 2001-03-22 2002-09-27 Osaka Gas Co Ltd 電力制御方法、電力制御システム、制御装置、及びコンピュータプログラム
JP2011217581A (ja) * 2010-04-02 2011-10-27 Mitsubishi Electric Corp 線路用自動電圧調整装置
CN102545231A (zh) * 2012-03-05 2012-07-04 南京工业职业技术学院 智能自动电压控制系统
CN202455076U (zh) * 2011-11-16 2012-09-26 安徽立卓智能电网科技有限公司 一种自动电压控制系统
WO2013065114A1 (ja) * 2011-10-31 2013-05-10 三菱電機株式会社 配電系統電圧制御システム、配電系統電圧制御方法、及び集中電圧制御装置
CN103151784A (zh) * 2013-04-01 2013-06-12 国家电网公司 一种基于avc系统的无功电压优化方法及装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60241725A (ja) 1984-05-14 1985-11-30 三菱電機株式会社 電圧・無効電力制御方式
US5760492A (en) 1995-01-17 1998-06-02 Hitachi, Ltd. Control system for power transmission and distribution system
JP3317833B2 (ja) 1995-01-17 2002-08-26 株式会社日立製作所 送配電系統の制御システムおよび制御方法
JP3722908B2 (ja) 1996-05-31 2005-11-30 関西電力株式会社 配電系統制御装置
JP3825171B2 (ja) 1998-04-06 2006-09-20 関西電力株式会社 配電系統制御システム
JP3825173B2 (ja) 1998-04-06 2006-09-20 関西電力株式会社 配電系統制御システム
JP2002165367A (ja) 2000-11-24 2002-06-07 Kansai Electric Power Co Inc:The 電圧・無効電力制御システムおよび電圧・無効電力制御方法
JP4019150B2 (ja) 2004-03-17 2007-12-12 独立行政法人産業技術総合研究所 配電系統情報監視システム
JP2009510984A (ja) * 2005-09-26 2009-03-12 ▲鋭▼添 ▲蘇▼ インテリジェント無効電力自動補償による省エネルギー器
JP2009065788A (ja) 2007-09-06 2009-03-26 Univ Of Ryukyus 配電系統の最適電圧制御装置
EP2376773B1 (en) * 2008-12-12 2016-06-15 Vestas Wind Systems A/S Control method and apparatus
WO2013140555A1 (ja) * 2012-03-21 2013-09-26 三菱電機株式会社 配電系統電圧制御システム
CN105324901B (zh) * 2013-06-26 2018-01-23 三菱电机株式会社 电压监视控制装置及电压监视控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002281671A (ja) * 2001-03-22 2002-09-27 Osaka Gas Co Ltd 電力制御方法、電力制御システム、制御装置、及びコンピュータプログラム
JP2011217581A (ja) * 2010-04-02 2011-10-27 Mitsubishi Electric Corp 線路用自動電圧調整装置
WO2013065114A1 (ja) * 2011-10-31 2013-05-10 三菱電機株式会社 配電系統電圧制御システム、配電系統電圧制御方法、及び集中電圧制御装置
CN202455076U (zh) * 2011-11-16 2012-09-26 安徽立卓智能电网科技有限公司 一种自动电压控制系统
CN102545231A (zh) * 2012-03-05 2012-07-04 南京工业职业技术学院 智能自动电压控制系统
CN103151784A (zh) * 2013-04-01 2013-06-12 国家电网公司 一种基于avc系统的无功电压优化方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015022746A1 (ja) 2015-02-19
US9825465B2 (en) 2017-11-21
JPWO2015022746A1 (ja) 2017-03-02
JP5766364B1 (ja) 2015-08-19
HK1220551A1 (zh) 2017-05-05
CN105453365A (zh) 2016-03-30
US20160149412A1 (en) 2016-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105453365B (zh) 电压监视控制装置及电压控制装置
JP5837674B2 (ja) 配電系統電圧制御システム、配電系統電圧制御方法、集中電圧制御装置、及びローカル電圧制御装置
CN105379046B (zh) 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
CN105324901B (zh) 电压监视控制装置及电压监视控制方法
US8531173B2 (en) System and method for operating a tap changer
Vandoorn et al. Smart microgrids and virtual power plants in a hierarchical control structure
US9733277B2 (en) Voltage monitoring control device, voltage control device, and voltage monitoring control method
AU2014296613B2 (en) Microgrid energy management system and method for controlling operation of a microgrid
CN110854927B (zh) 一种孤岛型微电网分布式协同控制方法
CN107230979B (zh) 一种电网自动电压优化控制方法
US10116135B1 (en) Method and apparatus for voltage control in electric power systems
CN111244975B (zh) 一种基于主从微电网系统离网运行模式的稳定控制方法
CN110808616B (zh) 一种基于功率缺额分配的微电网频率控制方法
CN110994695A (zh) 配电网的日内优化调度方法和系统
CN106100141A (zh) 电站有功功率和无功功率自动控制系统
CN109390978B (zh) 一种协调的配电网协同交互控制方法与系统
Shavolkin et al. Energy Management of Hybrid Three-Phase Photoelectric System with Storage Battery to Meet the Needs of Local Object
AU2021103175A4 (en) Solar Energy Management for Agriculture and Rural Transformation (SMART)
Soleimani Bidgoli et al. Real-time corrective control of active distribution networks: validation in future scenarios of a real system
CN117767332A (zh) 一种负荷管理分支区域调控方法
CN113824127A (zh) 一种地区电网avc的控制方法
CN116581729A (zh) 一种直流微电网电流和电压二次调节方法
Lemmon Event-triggered optimal power dispatch

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1220551

Country of ref document: HK

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1220551

Country of ref document: HK