JP2001339860A - 電力系統の監視制御装置及び系統構成決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】系統切替えを適切に行うための事故時等の応急
復旧の電力系統の監視制御装置及び系統構成決定方法を
提供する。 【解決手段】ルールによるルートの自動割付処理毎の対
象となる負荷区間に対し電力供給可能な候補ルートを表
示するものである。表示された候補ルート中から運用者
が適切なルートを選択し、残りの区間についてはルール
によるルートの自動割付を行なうものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電力系統の監視制御
装置及び系統構成決定方法に係わり、特に事故等の応急
的に各需要家に給電する場合に好適な電力系統の監視制
御装置及び系統構成決定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８に示す配電系統の例では、事故が発
生していない平常時は、配電用変電所の変圧器Ｂ１，Ｂ
２を介して受電する電力は、遮断器Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２，
Ｆ３および図２に示す常時閉の各開閉器等を経由して需
要家への引込線が接続されている負荷区間に供給され
る。図８の例で、負荷区間＃０に事故が発生すると、遮
断器Ｆ０がトリップ、あるいは負荷区間＃０の事故検出
により区分開閉器ＳＳ０１が開放されるので、そのまま
の状態では負荷区間＃０の事故が修復されるまで給電可
能な負荷区間＃１〜＃３は停電となる。そこで、負荷側
区間＃１〜＃３に対して、隣接の充電部分から応急的な
給電を行なう。

【０００３】系統を切替えて応急的な電力の供給を行な
う場合、系統構成をいかに作成するかが課題となる。系
統構成を作成する上で、設備の通電容量の範囲内、すな
わちルート予備力の範囲内で供給すること、連系開閉器
を入れたら区分開閉器を切るなどして平常時と同様に樹
枝状の系統構成を保持すること、供給ルートは、事故修
復後の切戻しに備え、連系点両端の電圧位相差の小さい
ことなど平常時の供給ルートと極力電気的性質に近いこ
となどの条件を考慮する必要がある。系統の負荷区間と
電力供給ルートとの組合せを求める、すなわち各区間に
どのルートで供給するかを決めるため、従来は、次のよ
うなルールによる処理が行われている。

【０００４】給電できずに停電のまま残る負荷量を小さ
くするため、供給ルートとして「負荷量の大きい区間か
ら順番に予備力の大きいルートを優先的に」割付ける。
図８に示す例の場合で説明すると、このルールにより、
負荷区間＃１に遮断器Ｆ１，負荷区間＃２にも遮断器Ｆ
１を経由する供給ルートが割付けられる。このように割
付られた結果、負荷区間＃３には平常時の遮断器Ｆ０や
遮断器Ｆ１，Ｆ２を経由する供給ルートとは供給元のバ
ンクが異なる遮断器Ｆ３を経由する供給ルートから供給
するようになっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、ルール
によってルートを割付ける系統構成は、供給元のバンク
が異なる供給ルートを経由するため、連系点両端の電圧
位相差の小さいことなど平常時の供給ルートと電気的性
質が近いとは限らず、事故修復後の切戻しの点から好ま
しくない場合があるという問題がある。

【０００６】これを補う方法として、例えばルールの拡
充が考えられるが、ルールの拡充だけでは十分な対応は
不可能であり、しかもルールが複雑になると、処理の全
貌把握やルール相互の競合解消が困難になる。この他
に、ルールによる割付けとは別のルート選択の方法とし
て、分枝限定法の適用も考えられるが、対象が複雑・大
規模な場合、修正する個所を絞り込まないと、処理時間
を費す割には改善の効果が得難い。また、多様な条件が
係わる課題の性格上、アルゴリズムだけの対応では、運
用者のニーズへの木目細かな対応は困難と考えられる。

【０００７】本発明の第１の目的は、系統切替えを適切
に行うための事故時等の応急復旧の電力系統の監視制御
装置及び系統構成決定方法を提供することにある。

【０００８】本発明の第２の目的は、割付けによって欠
落する候補ルートを運用者が修正できる電力系統の監視
制御装置及び系統構成決定方法を提供することにある。

【０００９】本発明の第３の目的は、自動割付けと運用
者の関与を両立する電力系統の監視制御装置及び系統構
成決定方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の電力系統の監視制御装置及び系統構成決定
方法は、ルールによるルートの自動割付処理毎の対象と
なる負荷区間に対し電力供給可能な候補ルートを表示す
るものである。表示された候補ルート中から運用者が適
切なルートを選択し、残りの区間についてはルールによ
るルートの自動割付けを行なうものである。負荷区間に
ついて、当初は候補として存在したが選択の過程で候補
から欠落したルートについても、どの時点で欠落したか
も併せて表示するので、運用者によりルートの欠落した
時点に処理を戻してルート候補選択のためのガイダンス
とする。又、処理時点毎に負荷区間と候補ルートが、系
統図上でも対応して表示される。

【００１１】従って、運用者が適宜介在可能で、選択に
際し運用者の意向等を適宜反映できる。又、ルートの自
動割付処理も併用することにより、運用者の手数が省け
計算機導入による自動化本来の利点が活かせる。なお、
運用者の判定基準をルール化して全て計算機で処理する
ことも可能である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１から図７
により説明する。

【００１３】図１は配電系統の監視制御システムの構成
例を示す図である。配電用変圧器３００の下位側には負
荷区間が接続されている。例えば、配電用変圧器３００
の下位側には配電用変圧器３００の２次側開閉器３０１
が設けられ、通信子局350が接続されている。２次側開
閉器３０１の下位側には２次側母線３０５を介して配電
線用遮断器３１０，３３０がそれぞれ接続され、通信子
局３５１，３６１が設けられる。配電線用遮断器３１０
の下位側は、負荷区間３１１,３１３,３１４であり、こ
の負荷区間には適宜区分開閉器３２１，３２３が設けら
れる。配電線用遮断器３３０の下位側は、負荷区間３３
１，３３３，３３４であり、この負荷区間には区間開閉
器３４１，３４３が設けられる。負荷区間３１３と負荷
区間３３３との間は、連系開閉器３２５を介して結ばれ
ている。負荷区間はノードとも呼ばれ、区分開閉器，連
系開閉器はブランチとも呼ばれる。区分開閉器３２１，
３２３，３４１，３４３には、それぞれ通信子局３５
２，３５５，３６２，３６５が設けられ、連系開閉器に
は通信子局３５４が設けられる。

【００１４】通信子局３５０，３５１，３５２，３５
４，３５５，３６１，３６２，３６５は、通信線３７０
を介して通信親局３８１と接続されている。通信親局３
８１とオンライン用データベース３８６，オフライン用
データベース３８７とは構内ＬＡＮを介して接続されて
いる。オンライン用データベース３８６，オフライン用
データベース３８７は、監視制御サーバ３９０と接続さ
れ、監視制御サーバ３９０はマンマシン・インターフェ
ース端末３９５と接続されている。

【００１５】配電用変圧器３００下位側の設備や系統の
運用状態は、通信線３７０を介してオンライン用データ
ベース３８６やオフライン用データベース３８７に取込
まれ、監視制御サーバ３９０で処理され、マンマシン・
インタフェース端末３９５に表示される。一方、マンマ
シン・インタフェース端末３９５から入力された操作指
示は、監視制御サーバ３９０や通信親局３８１を介して
系統の該当する装置、例えば区分開閉器３２１に対して
は通信子局３５２（遠制子局３５２ともいう）に送信さ
れる。

【００１６】図２に、監視制御サーバ３９０に包含され
る一機能である応急的供給方針の決定処理機能４００の
構成を、図３に決定処理機能４００の処理手順を示す。
決定処理機能４００は、処理統括機能４１０とそれぞれ
接続された対象系統抽出機能４２０，供給候補ルート抽
出機能４３０，ルールによるルート選択機能４４０，選
択結果評価機能４５０，欠落候補ルート抽出機能４６
０，ルート選択変更機能４７０，表示データ編集機能４
８０で構成され、対象系統抽出機能４２０は、オンライ
ン用データベース３８６，オフライン用データベース３
８７，対象系統ファイル４２５と接続される。供給候補
ルート抽出機能４３０は、対象系統ファイル４２５，候
補ルートファイル４３５と接続される。ルート選択機能
４４０，選択結果評価機能４５０，欠落候補ルート抽出
機能４６０，ルート選択変更機能４７０は、それぞれ対
象系統ファイル４２５，候補ルートファイル４３５，選
択結果ファイル４４５，評価結果ファイル４５５，欠落
候補ルートファイル４６５と接続され、ルート選択変更
機能４７０はさらに選択変更ルールファイル４７５，マ
ンマシン・インターフェース端末３９５と接続されてい
る。表示データ編集機能４８０は、対象系統ファイル４
２５，候補ルートファイル４３５，選択結果ファイル４
４５，評価結果ファイル４５５，欠落候補ルートファイ
ル４６５，マンマシン・インターフェース端末３９５と
接続されている。

【００１７】このように構成された決定処理機能４００
の処理手順を説明する。図３に示すように、ステップＳ
５１０でルールによるルートの割付けが行われる。対象
系統抽出機能４２０により、オンライン用データベース
３８６，オフライン用データベース３８７から取込まれ
た系統の設備や運用状態の情報に基づいて対象系統の抽
出が行われる。抽出結果は、対象系統ファイル４２５に
格納される。例えば、図８に示す例の場合、図５の左上
に示すように、属性として負荷量等を持つ３つのノード
とそれらのノードを接続する開閉器に相当するブラン
チ、及び属性として予備力等を持つ電力の供給ルートか
らなる対象系統が抽出される。

【００１８】次に、供給候補ルート抽出機能４３０によ
り、抽出した対象系統の情報と応急的供給の条件に基づ
き、各ノードに供給可能な候補ルートを抽出する。ステ
ップＳ５１１で対象系統の未処理部分を抽出し、ステッ
プＳ５１３の全ノード処理済か否かを判断し、全ノード
処理済であれば、ルート割付けを終了する。全ノード処
理済でなければ、ステップＳ５１５で各ノードの供給候
補ルートを抽出し、ステップＳ５１７でルールによるル
ート選択を全ノードの処理が終わるまで繰り返す。各機
能は統括機能４１０で管理されており、例えば候補ルー
ト抽出機能430とルールによるルート選択機能４４０と
は、ステップＳ５１５，ステップＳ517で全ノードが処
理済となるまで交互に繰返すように管理される。

【００１９】図８の例の場合、全負荷区間が未割付けの
状態では、図５の右上に示すように各ノードとも２つ以
上のルート候補があるが、右下に示すように処理の過程
でルート候補が順次欠落し、最後に割付けされるノード
＃３に対しては遮断器Ｆ３を介したルートだけとなる。

【００２０】このように、ルールによるルート選択機能
４４０では、対象系統と供給候補ルートの情報に基づ
き、順次着目するノードを選択してその供給ルートを割
付ける。ここで、ルールは、図２に示すようにアルゴリ
ズムとしてルート選択機能440に組込んでもよく、エキ
スパートシステムのように別途ファイルに格納しても良
い。

【００２１】図８の例の場合、図５の中央に決定木で示
すように、負荷量の大きい順、すなわちノード＃１，ノ
ード＃２，ノード＃３の順に対象となり、各ルート候補
の中から予備力最大のルートが負荷量の大きいノードの
順に割付けられる。選択処理の結果は、逐次選択結果フ
ァイル４４５に格納される。

【００２２】ルールによるルートの割付けが一通り行わ
れると、運用者はステップＳ５２０で評価に係わる情報
をマンマシン・インターフェース端末３９５に表示して
割付け結果の評価を行なう。すなわち、停電で残った負
荷量、上述したように異バンク等の異系統で供給される
個所の有無等の評価項目について評価を行なう。図８に
示す例の場合、遮断器Ｆ３を介して供給されるノード＃
３が異系統から供給されており、事故修復後の切戻しの
点から好ましくない個所としてチェックされる。このよ
うに、割付け結果に問題がある場合は、図３のステップ
Ｓ５２０で問題有りとして、ステップＳ５３０の処理に
移行する。

【００２３】図４は、図８に示す例の場合のルールによ
るルートの割付けの状況を、特に各ステップでのノード
の処理過程で候補ルートの状況が分かるようにマンマシ
ン・インターフェース端末の画面に表示した図である。
この画面では、表示部１１０に各ステップ毎で欠落した
ルート候補を表示している。すなわち、表示部１１０に
示す表の各行が処理ステップを示し、図２に示す欠落候
補ルート抽出機能460により抽出した処理ステップ毎の
欠落した候補ルートを合わせて表示している。表示部１
１０の表からノード＃３の割付けが行われるステップ３
では、代替ルートはなく、ステップ２で遮断器Ｆ１を経
由したルートが欠落したことが分かる。

【００２４】欠落した候補ルートは、ステップ毎に候補
ルートを抽出しているので、ステップ毎に抽出された候
補ルートをモニタして、その変化をみることにより抽出
できる。例えば、図５の右側に示す各ステップ毎の候補
ルートのうち、ステップ１とステップ２との候補ルート
を比較すれば、ノード＃２における遮断器Ｆ３を経由す
るルートが欠落し、ステップ２とステップ３との候補ル
ートを比較すれば、ノード＃３における遮断器Ｆ１を経
由するルートが欠落したことが各々判明する。

【００２５】供給ルートとして「負荷量の大きい区間か
ら順番に予備力の大きいルートを優先的に」割付けると
いうルールに基づいた処理過程では、予備力が不足する
もしくはその供給経路が遮断されていることにより欠落
が生じる。上述の遮断器Ｆ１を経由するルートがノード
＃３の候補から欠落したのはノード＃２に遮断器Ｆ１を
経由したルートを割付けた結果、ノード＃３への予備力
が不足したためである。また、遮断器Ｆ３を経由するル
ートがノード＃２の候補から欠落したのは、経路上の負
荷区間＃１に遮断器Ｆ１が割付けられて経路が遮断され
たことによる。図４に示す選択理由１２６の欄は、各ノ
ードのルート選択の根拠に適用したルール等を参考情報
として運用者に提示するもので、図４の例では全て「ル
ール１」となっていて、全て同一のルールによって割付
けが行なわれたことを示している。

【００２６】運用者は、図３に示すステップＳ５３０で
図４に示す表示を見て、ノードの代替ルートがあるかど
うかを判断する。代替ルートがあれば、その代替ルート
を選択してステップＳ５５０に移る。代替ルートがなけ
れば、ステップＳ５４０で選択の過程でノードに割付け
不可となったルートがあるかどうかを判断する。割付け
不可となったルートがなければ、ステップＳ５８０へ移
る。割付不可となったルートがある場合は、ステップＳ
５５０でルートが割付不可となった時点に処理を戻す操
作を行なう。図４に示す例では、ステップ欄１１１のス
テップ２の行をクリックすることにより、ステップ２に
戻る。

【００２７】次いで、系統図１４１欄のステップ２の行
に表示の○印をクリックすると、処理ステップ２での系
統図１６０が例えばポップアップ等で表示され、着目す
るノードと候補ルートの状況が提示される。図４の例で
は、ノード＃２には遮断器Ｆ１と遮断器Ｆ３を経由する
ルートが、問題となっているノード＃３には、遮断器Ｆ
３を経由するルートの他に遮断器Ｆ１を経由するルート
が、各々候補として存在することが表示される。

【００２８】図４に示す選択ルート１３１欄の遮断器Ｆ
２を経由する候補ルートをクリックすると、ルールで選
択処理されるルートとは異なり、遮断器Ｆ２を経由する
ルートが選択ルートとなり、遮断器Ｆ１を経由するルー
トと入れ替わる。再実行131欄のステップ２の行に表示
の○印をクリックすると、この処理ステップからの再自
動割付けが実行され、ステップ３以降に対して、ルール
による割付けが行われる。

【００２９】この手順を図６，図７を用いて説明する。
図６に示すように、ステップ１でルールによりノード＃
１に遮断器Ｆ１を経由したルートが割付けられている。
ステップ２では、図６の右上に示すように、この状態が
表示されており、運用者は、ステップ２でルールによる
割付けから変更を指定して、ルールとは異なるルートを
選択しノード＃２に遮断器Ｆ２を経由したルートを割付
ける。このように、運用者が変更を指定した場合は、例
えば「指定」となる。図６のステップ３では、ノード＃
３が未処理の状態で残っている状態を示している。

【００３０】一般にステップ数は多く、指定したノード
の割付けを変更の後、残りのノードに対してルールによ
る自動割付けを実施する場合も、全てルールで自動割付
けを行なう場合と同様、未処理のノードを対象として逐
次供給候補ルートの抽出とルールによる選択とが交互に
行われる。

【００３１】図８に示す例では、ノード＃３への供給候
補として遮断器Ｆ３を経由するルートと遮断器Ｆ１を経
由するルートがあっても、ルールによる自動割付けの結
果、図７に示すステップ３−１ではルールによるルート
選択が行われる結果、ノード＃３に遮断器Ｆ３を経由す
る異系統からのルートが割付けられ、前述したように結
果として好ましくない。しかし、この場合は代替ルート
があり、ステップ３−２でルールとは異なるルート選択
を行なうことによってノード＃３に遮断器Ｆ１を経由す
るルートに変更して、同系統からの供給ルートによる系
統構成を得ることができる。

【００３２】以上のように、本実施例では、処理の過程
で使用不可となって欠落する候補ルートを確認でき、こ
の欠落の状況をその候補ルートが要求される時点で把握
できるので、ルート選択の難しさを解消できて対応が容
易になる。又、着目時点毎の系統図と対応してルート選
択が行なえるので、処理状況の把握が容易になる。

【００３３】以上の説明では、運用者がマンマシン・イ
ンターフェース端末３９５に表示される画面上で対話し
て処理する場合について説明したが、上述した手順を例
えば分枝限定法のアルゴリズムに組込み自動化すること
もできる。全てルールによって割付けした結果得られる
図６に示す系統構成では、ノード＃３へ遮断器Ｆ３を経
由したルートが割付けられる問題があったが、予め判定
基準、例えば「同一バンクのルート優先」の判断基準を
図２に示す選択変更ルールファイル４７５に格納してお
けば、再処理でノード＃２に遮断器Ｆ２を経由するルー
トを割付けた場合に、遮断器Ｆ３を経由するルートの代
替ルートとして遮断器Ｆ１を経由するルートへの自動切
替が可能となる。

【００３４】上述したノード＃３への遮断器Ｆ３を経由
するルートのように割付けが問題となるノードに対して
適切な代替候補ルートがない場合、上述したように選択
の過程で欠落しているのであれば、欠落前の時点まで自
動的に処理を戻して判定基準を用いることにより適切な
ルートを特定できる。このようにして、適宜求まる割付
結果に対し、総合的な評価値を求め、得られた内で評価
が最高または上位のものを提示できるようにしても良
い。このように全自動化する場合は、図２の選択結果評
価機能４５０と評価結果ファイル４５５が必要となる。
なお、図２では各機能として説明したが、計算機のプロ
グラムとしても実現できる。

【００３５】なお、以上では配電系統を例に説明した
が、上位の系統が対象の場合にも、また、停電作業時や
送電損失低減等の応急的供給以外を目的する系統構成の
決定についても同様に適用することができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、運用者が系統構成に介
在でき、選択に際して運用者の意向を適宜反映すること
ができるので、事故修復後の切戻しの点からも適切な系
統構成を行なうことができる。また、ルートの自動割付
処理も併用することで、運用者の手数が省け、計算機等
の導入による自動化の利点が活かせ、選択の過程で候補
から欠落したルートも対象として欠落前の時点に戻って
選択できるので、適切なルート選択が容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】配電系統監視制御システムの例を示す構成図で
ある。

【図２】応急的供給方針決定処理機能の例を示す構成図
である。

【図３】応急的供給方針の決定フロー図である。

【図４】各ノードの候補ルートと選択状況を表示した端
末画面の例を示す平面図である。

【図５】全てルールによるルート割付状況の例を示す図
である。

【図６】ルールとは異なるルート割付けを行なった場合
の未処理区間が残った例を示す図である。

【図７】ルールとは異なるルート割付けを行なった場合
の全区間処理済の例を示す図である。

【図８】配電系統における応急的供給の例を示す平面図
である。

【符号の説明】

１１０，１６０…表示部、３００…配電用変圧器、３０
１…２次側開閉器、３０５…２次側母線、３１０,３３
０…配電線用遮断器、３１１〜３１４,３３１〜３３４
…配電線の負荷区間（ノード）、３２１〜３２３，３４
１〜３４３…配電線の区分開閉器（ブランチ）、３２５
…配電線の連系開閉器（ブランチ）、３５０〜３５５，
３６１〜３６５…通信子局、３７０…通信線、３８０…
構内ＬＡＮ、３８１…通信親局、３８６…オンライン用
データベース、３８７…オフライン用データベース、３
９０…監視制御サーバ、３９５…マンマシン・インタフ
ェース端末、４００…応急的方針決定機能、４１０…処
理統括機能、４２０…対象系統抽出機能、４３０…供給
候補ルート抽出機能、４４０…ルールによるルート選択
機能、４５０…選択結果評価機能、４６０…欠落候補ル
ート抽出機能、４７０…ルート選択変更機能、４８０…
表示データ編集機能。

フロントページの続き (72)発明者 宮島 正 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立情報制御システム内 Ｆターム(参考） 5G064 AC08 BA02 BA07 CB03 CB14 DA03 5G066 AA04 AA07 AA08 AE01 AE04 AE05 AE07 AE09

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力系統の事故時等にルールにより割付け
   られた負荷区間（ノード）に電力を供給するための応急
   的候補ルートを処理ステップ毎に欠落した候補ルートと
   ともに表示するマンマシンインターフェース端末を備え
   た電力系統の監視制御装置。
2. 【請求項２】前記処理ステップ毎に系統図を表示するた
   めの欄を表示し、該系統図を表示するための欄をクリッ
   クすることにより当該ステップでの前記ノードに供給可
   能な候補ルートを示す系統図を表示するマンマシンイン
   ターフェース端末を備えた請求項１に記載の電力系統の
   監視制御装置。
3. 【請求項３】前記処理ステップ毎に再自動割付けを行な
   うための欄を表示し、該再自動割付けを行なうための欄
   をクリックすることによりルールによる前記ノードに電
   力を供給するための応急的候補ルートの再自動割付けを
   行なうマンマシンインターフェース端末を備えた請求項
   ２に記載の電力系統の監視制御装置。
4. 【請求項４】電力系統の事故時等にルールにより割付け
   られたノードに電力を供給するための応急的候補ルート
   を処理ステップ毎に欠落した候補ルートとともに表示
   し、運用者が欠落した候補ルートの中からルートを選択
   し、運用者がルートを選択した後はルールにより前記ノ
   ードに電力を供給するための応急的候補ルートの再自動
   割付けを行なう電力系統の系統構成決定方法。
5. 【請求項５】系統から受電の各需要家の負荷ノードに平
   常時と異なる経路で応急的に供給するために好適な系統
   構成を、各ノードに供給可能な候補ルートを抽出し、そ
   れら候補ルートの中から逐次所定の手順で供給元のルー
   トを選択して作成する系統構成の決定方法において、処
   理過程に沿って順次対象となる各ノードの中から任意に
   着目のノードに対し、供給可能な候補ルートを表示し、
   これら候補ルートの中から運用者が任意に選択でき、他
   のノードについてはルールによるルートの自動割付処理
   が可能なことを特徴とする系統構成決定方法。