JP2002271983A - 電力系統の負荷投入システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】単一の装置で事故検出機能や各回線の負荷投入
台数および投入の時間協調を図る構成にした場合、回線
毎にそれぞれ投入回路を設ける必要が生じ、その分ハー
ドウェアの規模が大きくなる。回線数が少なければ問題
はないが、回線数が多くなるにつれ回線単位の系統電気
量を取り込む入力変換器の実装スペースを確保すること
が困難である。 【解決手段】従来、親装置で受け持っていた機能のう
ち、負荷投入の条件を検出する機能を親装置１０にもた
せ、負荷投入機能を回線単位の制御端末１１にもたせ、
両者間を伝送路Ｎで結合し、データを受け渡すようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統の事故な
どにより負荷が停電した場合、負荷を投入して復旧を行
うようにした電力系統の負荷投入システムに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の電力系統の負荷投入システ
ムを示す図であり、特に図９（ａ）は電力系統と負荷投
入装置との関係を示す構成図であり、同図（ｂ）は負荷
投入回路の一部を示す図である。

【０００３】図９（ａ）において、１−１、１−２は送
電線または配電線等の電源線であり、変電所母線２に接
続され、計器用変流器３−１、３−２によって、電流値
を検出されるようになっている。また、前記母線２は各
回線毎にしゃ断器４−１、４−２、・・・４−ｎを介し
て負荷５−１、５−２、・・・５−ｎを接続している。
６は計器用変圧器であり、７は負荷投入装置である。

【０００４】この負荷投入装置７は、前記計器用変流器
３−１、３−２から電流値を、また前記計器用変圧器か
ら電圧値を入力し、さらに各しゃ断器４−１、４−２、
・・・４−ｎから開閉状態信号をそれぞれ入力すること
により、事故検出並びに事故検出後の各回線の負荷投入
台数の判定および負荷投入の時間協調をとり、順次前記
各しゃ断器４−１、４−２、・・・４−ｎに投入指令を
与えるように構成されている。

【０００５】図９（ｂ）において、Ｔ１，Ｔ２…Ｔｎは
それぞれ負荷５−１、５−２、・・・５−ｎを予定の時
間間隔で投入するための時限を設定するタイマーであ
り、それぞれの時限は、Ｔ１＜Ｔ２（ｔ×２）＜、…＜
Ｔｎ（ｔ×ｎ）と定めてある。前記負荷投入装置７は、
全ての回線の事故検出機能および投入の時間協調をとる
機能を単一の装置に集約した構成としている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、単一の装
置で事故検出機能や各回線の負荷投入台数および投入の
時間協調を図る構成にすると、次の点が課題として残
る。すなわち、 ．各回線毎に投入指令を出力するために、回線毎に
それぞれ投入回路を設ける必要が生じ、その分ハードウ
ェアの規模が大きくなる。回線数が少なければ問題はな
いが、回線数が多くなるにつれ回線単位の系統電気量を
取り込む入力変換器の実装スペースを確保することが困
難になってきた。

【０００７】．単純に事前に決められた時間間隔で順
次負荷を投入する方式自体には電圧回復様相を把握する
手段を備えていないため、投入後の電圧の回復様相を把
握するには、負荷投入毎に十分に長い待ち時間をとる必
要がある。このため、全ての負荷を投入するまでに長い
時間を費やしてしまう。

【０００８】 ．従来の装置には、負荷量および負荷
特有の状況(作業中であるとか重要度など)をリアルタイ
ムに判断する機能を備えていないため、必ずしも適切な
順序で投入できるとは限らない。

【０００９】そこで、本発明は、上記課題を解決するた
めに、親装置と回線単位に分散して設けた制御端末とを
用いて負荷投入を可能とした電力系統の負荷投入装置を
提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１記載の電力系統の負荷投入システムに係わ
る発明は、開放状態にある複数の負荷を順次投入する電
力系統の負荷投入システムにおいて、親装置により負荷
投入条件検出後、あらかじめ設定された投入順位に従っ
て回線単位に分散されている負荷投入機能を備えた制御
端末に対して投入指令を出力し、この投入指令を受信し
た制御端末では予定時間待機してから自回線の負荷投入
を行うと共に次の投入順位の制御端末に対し投入指令を
出力し、前記親装置が最後の投入順位の制御端末から投
入指令を受信することにより、一連の負荷投入制御を終
了させることを特徴とするものである。

【００１１】この構成によれば、従来親装置で受け持っ
ていた機能を、負荷投入の条件を検出する親装置と、回
線単位でそれぞれ負荷投入回路を持つ各制御端末とに分
散し、その間を伝送路でデータを受け渡すことにより、
親装置のハードウェア量を削減させることができる。ま
た、投入指令を親装置から予め定めた投入順位で各端末
装置に投入指令を出力するようにしたので、親装置の機
能も簡略化することが可能である。

【００１２】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１は、第１
の実施形態の構成を示す図である。本実施形態は従来親
装置に集約されていた負荷投入装置の諸機能を、親装置
および各回線単位に配置された複数の子装置（以下、制
御端末という）とに分散したもので、親装置および制御
端末共にマイコン等を内蔵しディジタル演算処理を行う
ように構成されている。

【００１３】以下、図１を参照して詳細に説明する。ま
ず親装置１０は、図９同様、電源線１、母線２から電
流、電圧を、さらに各回線しゃ断器４−１、４−２、・
・・４−ｎから開閉状態信号を入力して投入条件を判定
する投入条件判定手段１０−１と、この投入条件判定手
段１０−１で負荷投入条件が成立した際、負荷投入指令
ＣＬを出力する投入指令出力手段１０−２と、さらに後
述する制御端末１ｎからの負荷投入指令ＣＬを受信する
受信手段１０−３とから構成されている。

【００１４】前記投入指令出力手段１０−２から出力さ
れた負荷投入指令ＣＬは、図示しない伝送手段および伝
送路Ｎを介して予め決められた最初の制御端末（この場
合制御端末１１）に向けて伝送される。この場合、制御
端末１１のアドレスが指定される。

【００１５】この最初の制御端末１１は、時間待機手段
１１−１により設定された待ち時間（t１時間）待機し
た後、負荷投入手段１１−２によって自回線の負荷
（１）５−１を投入すべくしゃ断器４−１に投入指令Ｃ
Ｌを出力する。そして負荷（１）５−１を投入後、次に
予定されている制御端末（この場合制御端末１２）のア
ドレスを指定して、投入指令出力手段１１−３から伝送
路Ｎを介して投入指令ＣＬを出力する。

【００１６】この制御端末１２も前記制御端末１１同
様、t１時間待機した後しゃ断器４−２を投入して負荷
５−２を母線２に接続した後、伝送路Ｎを介してさらに
次に予定されている制御端末のアドレスを指定して、投
入指令出力手段１１−３から伝送路Ｎを介して投入指令
ＣＬを伝送する。以下、同様にして下位順の制御端末は
順次投入制御を実施し、最後の順番の制御端末１ｎに投
入指令ＣＬを伝送する。この制御端末１ｎは自回線の負
荷５−ｎを投入後、前記親装置１０のアドレスを指定し
て伝送路Ｎ経由投入指令ＣＬを伝送する。すなわち、最
後の制御端末が親装置に対して投入指令をフィードバッ
クする。この親装置１０は、投入指令受信手段１０−３
で投入指令ＣＬを受信したことで、一連の投入制御が完
結したことを認識し、投入制御を終了させる。

【００１７】このように、本実施形態の負荷投入システ
ムによれば、従来親装置で受け持っていた機能を、負荷
投入の条件を検出する親装置１０と、回線単位でそれぞ
れ負荷投入回路を持つ各制御端末１１〜１ｎとに分散
し、その間を伝送路でデータを受け渡すことにより、親
装置には従来のような制御回路が不要となり、その分ハ
ードウェア量を削減させることができる。また、投入指
令を親装置から予め定めた投入順位で各端末装置に投入
指令を出力するようにしたので、親装置の機能を簡略化
することが可能である。

【００１８】（第２の実施形態）図２は、第２の実施形
態の構成を示す図である。本実施の形態も、第１の実施
形態同様、親装置および制御端末ともにマイコン等を内
蔵しディジタル演算処理を行うように構成されている
が、唯一異なるのは親装置1０Ａに図１に記載の投入指
令受信手段１０−３を設ける代わりに、親装置１０Ａお
よび制御端末１１Ａ〜１ｎＡにそれぞれ系統電圧を計測
する電圧計測手段１０−４および１１−４〜１ｎ−４を
設け、負荷投入の際、系統電圧条件を考慮するようにし
た点である。

【００１９】親局１０Ａでは、系統の計測電圧値Ｖを、
前述した投入指令ＣＬと一緒に伝送路Ｎを介して予め決
められている投入順番に従って制御端末１１Ａに伝送す
る。投入指令ＣＬ、計測電圧値Ｖの両方の情報を受信し
た制御端末１１Ａでは、電圧判定手段１１−５において
親装置１０Ａから伝送されてきた電圧計測値Ｖを確認
し、この電圧値Ｖが所定値Ｖ_０以上の場合は、負荷投入
手段１１−２により直ちに負荷を投入し、前記電圧値Ｖ
が所定値Ｖ_０未満の場合は、所定値Ｖ_０に回復するまで
待って負荷を投入する。

【００２０】そして、この制御端末１１Ａは負荷投入後
直ちに、投入指令ＣＬおよび電圧測定値Ｖを、投入指令
出力手段１１−３から伝送系Ｎを介して事前に決められ
ている順番に従って次の制御端末に伝送する。

【００２１】当該次の制御端末では、上記と同様にして
制御端末１１Ａから伝送されてきた電圧計測値Ｖを確認
し、この電圧値Ｖが所定値Ｖ_０以上の場合は、負荷投入
手段１１−２により直ちに負荷を投入し、前記電圧値Ｖ
が所定値Ｖ_０未満の場合は、所定値Ｖ_０に回復するまで
待って負荷を投入する。

【００２２】負荷投入後は、直ちに投入指令ＣＬおよび
電圧測定値Ｖを伝送系Ｎを介してさらに次の制御端末に
送信する。以下同様にして、予め決められた順番に従っ
て最後の制御端末まで一連の負荷投入制御を実行し、終
了する。本実施形態の場合、最後の制御端末から親装置
には投入指令ＣＬをフィードバックしない。

【００２３】このように、本実施形態によれば、各負荷
投入前に系統電圧を確認することにより、電圧が回復
し、負荷投入できる状態になっていることがリアルタイ
ムに確認でき、負荷の投入間隔を早めることおよび、負
荷の投入が早すぎることによる系統電圧の低下または崩
壊を防ぐことが可能になる。

【００２４】なお、図示はしないが、各制御端末１１Ａ
〜１１ｎ個々に電圧計測装置を設ける代わりに、伝送路
ＮをＬＡＮ等のネットワーク状に構成し、このネットワ
ークに親装置１１Ａが常時計測した計測値を流してお
き、各制御端末からは投入指令ＣＬだけを出力するよう
にしてもよい。この場合、各制御端末は上位の制御端末
から出力された投入指令ＣＬと、常時伝送路上に流れて
いる電圧値Ｖとを取込んで電圧の確認、負荷投入の動作
を行う。要するに、負荷投入時に系統電圧状態を確認で
きればよい。

【００２５】（第３の実施形態）図３は、第３の実施形
態の構成を示す図である。本実施形態の場合親装置は第
２の実施形態で説明した１０Ａと同じであるが、制御端
末１１Ｂは、第２の実施形態で説明した制御端末の構成
に対し、第１の実施形態で説明した前記時間待機手段１
１−１を付加したもので、投入指令ＣＬを受信した際、
一定時間待機する機能を具備するものである。その他は
第２の実施形態と同じなので説明は省く。

【００２６】本実施形態によれば、第２の実施形態に対
して負荷を投入する際、電圧を確認するまでに待ち時間
を設けるようにしたので、負荷投入後、投入の影響によ
る電圧変化が電圧計測値に反映されるまでの時間を待
ち、系統電圧の確認を行うことにより、負荷投入が早す
ぎることによる系統電圧の低下を防ぐこととが可能にな
る。

【００２７】（第４の実施形態）図４は、第４の実施形
態の構成を示す図である。本実施形態の場合も親装置の
構成は前述の第１の実施形態と同様であるが、制御端末
１１Ｃに潮流計測保持手段１１−８を付加して常時潮流
Ｐを計測する機能をもたせ、負荷が遮断された場合は、
その直前の潮流計測値を保持しておくようにした点で若
干異なる。

【００２８】すなわち、制御端末１１Ｃは、投入指令Ｃ
Ｌを受信した場合、直ちに負荷投入手段１１−２により
負荷投入を行ない、負荷投入後は、潮流計測保持手段１
１−８で保持している潮流計測値を元に待機時間演算手
段１１−６で演算した待ち時間ｔ分だけ時間待機手段１
１−７で待機し、次の制御端末に投入指令ＣＬを送信す
る。この場合の待機時間演算手段１１−６による待機時
間演算例を式（１）に示す。 ｔ＝ｆ（ｐ０）＝ｋ×Ｐ_０ ………（１） k：各制御端末で定められた定数 Ｐ_０：負荷が遮断される直前の潮流Ｐ計測値

【００２９】一般に投入する負荷量が多い場合は、負荷
投入による系統の影響も大きい。しかし、本実施形態に
よれば制御端末で負荷投入を行った後、自回線の事前潮
流値（Ｐ_０）の関数である時間を待って、次の投入順位
の制御端末へ投入指令を出力するようにしたので、投入
する負荷量に応じた負荷投入間隔を設定することがで
き、全ての負荷投入に要する時間を短くできる。また、
第３の実施形態と比較すると、制御端末内の情報のみで
判断するため、装置の構成が簡素化される。

【００３０】（第５の実施形態）図５は、第５の実施形
態の構成を示す図である。本実施形態の場合、親装置１
０Ｂは、前記投入条件判定手段１０−１、投入指令出力
手段１０−２および受信手段１０−３に加えて、各制御
端末で計測した潮流値Ｐを収集する手段１０−５と、こ
の収集した潮流値Ｐの大きさを判定する手段１０−６
と、この判定手段１０−６の判定結果にもとづいて潮流
値の大きい順に負荷投入順序を決定する投入順序決定手
段１０−７とを設けた構成としたものである。

【００３１】これにより、親装置１０Ｂは、投入条件判
定手段１０−１で投入条件が成立した場合、投入順序決
定手段１０−７で決めた負荷投入順序（Ｐ_n→Ｐ₂…
Ｐ₁）で制御が行なえるよう投入指令ＣＬを投入順序が
最も上位の制御端末（この例では制御端末１ｎ）に出力
する。

【００３２】一方、各制御端末１１Ｃ、１２Ｃ、…１ｎ
Ｃは、第１の実施形態で説明した制御端末１１〜１ｎに
対し、新たに前記潮流計測保持手段１１−８、１２−
８、…１ｎ−８を設けた構成としており、第１の実施の
形態と同様に負荷投入後、投入順序決定手段１０−７で
決めた投入順序に従い、次の優先順位の制御端末に向け
て投入指令を出力する。

【００３３】本実施形態によれば、制御端末で常時潮流
（Ｐ_０）データを計測し、常時親装置が伝送装置を介し
て収集し、親装置は収集した潮流データから投入順位を
自動判定し、その順位に従って投入指令が受け渡される
よう、親装置が制御端末に対し投入指令を出力すること
により、潮流量の大きな負荷から順に負荷を復旧するこ
とが可能になる。この実施形態により、大きな負荷を早
急に投入することが可能になり、結果として負荷の復旧
を早くすることが可能になる。

【００３４】（第６の実施形態）図６は、第６の実施形
態の構成を示す図である。本実施形態親装置１０Ｃの場
合、第５の実施形態の親装置１０Ｂの潮流値収集手段１
０−５から制御端末の投入順位決定手段１０−７までの
手段を設ける代わりに、投入指令ＣＬと共に投入条件送
出手段１０−８で投入するための負荷投入条件(潮流値)
１０−９１を出力するように構成している。

【００３５】一方、制御端末１１Ｄでは、第４の実施形
態同様に潮流計測保持手段１１−８で潮流を計測保持し
ておく。また、伝送路Ｎ経由投入指令ＣＬを受けた際、
投入条件判定手段１１−９で、負荷が未投入であること
および親装置１０Ｃから送られてきた投入条件１０−９
１を満たすことを確認し、負荷投入手段１１−２により
自回線の負荷投入を実施し、投入条件１０−９１を満た
さない場合は自回線の負荷を投入せず、投入指令送信手
段１１−３から次の投入順位の制御端末へ投入指令ＣＬ
を出力する。

【００３６】このようにして、順次制御端末１１Ｄで負
荷投入の可否判断し、負荷を投入する。そして、最後の
順位の制御端末から前記親装置１０Ｃに投入指令ＣＬが
戻ってくる。親装置では、投入条件送信手段１０−８２
で負荷投入条件(潮流値)を前回よりも緩和して、再び投
入指令ＣＬおよび投入条件１０−９２を出力する。負荷
未投入の制御端末では、投入条件１０−９２を満たす場
合は、負荷を投入し、次の制御端末に投入指令を出力す
る。

【００３７】このように親装置１０ｃの投入条件出力手
段１０−８１では、順次負荷投入条件を緩和し、最後に
は投入条件１０−９ｎで投入可能な全ての負荷が投入で
きる条件とし、制御を終了する。

【００３８】本実施形態では、第５の実施形態と同様に
各制御端末では常時潮流（Ｐ_０）データを計測する。投
入条件が成立した際、親装置では、投入指令と共に投入
する事前潮流値の条件を送信する。各制御端末では、投
入するための事前潮流値条件が成立している場合のみ負
荷の投入を行う。このことにより、負荷量の大きな負荷
をより迅速に復旧することが可能になると共に、親装置
では請求項５のように常時各制御端末の電力を収集し、
投入順序を決定する必要がないため、簡単な手法で第５
の実施形態相当の効果が得られる。

【００３９】（第７の実施形態）図７は、第７の実施形
態の構成を示す図である。本実施形態の場合、親装置１
０Ｄでは、第６の実施の形態の親装置１０Ｃの投入条件
出力手段１０−８１、１０−８２、…１０−８ｎに設定
した投入条件１０―９１、１０−９２、…１０−９ｎの
代わりに、優先順位による投入条件１０−１０１、１０
−１０２、…１０−１０ｎを投入条件出力手段１０−８
１、１０−８２、…１０−８ｎに設定し、これを投入条
件として各制御端末に送信するようにしたものである。

【００４０】本実施形態の制御端末１１Ｅでは、前記第
６の実施形態の制御端末１１Ｄの潮流計測保持手段１１
−８の代わりに、優先順位決定手段１１−１０を設け、
各制御端末毎に優先順位（回線の重要度）の値、潮流の
計測値、常時の負荷力率などから優先順位を決めてお
く。この他の制御については、第６の実施形態と同様で
ある。

【００４１】本実施の形態では、第６の実施形態に対
し、負荷投入条件を事前潮流の値ではなく、各回線の持
つ重要度でランク分けし、高順位のランクの負荷から投
入する手段を提供するので、系統上重要な負荷の復旧を
迅速に行うことが可能になる。

【００４２】（第８の実施形態）図８は、第８の実施形
態の構成を示す図である。本実施形態の場合、第１の実
施形態の各制御端末１１〜１ｎに、それぞれ断路器判定
手段１０−１１を付加し、投入負荷の断路器が「切」の
時には、制御端末１１〜１ｎにて投入指令を受信した
際、投入せずに次の順位の制御端末に投入指令を即座に
出力することで、停止中または作業中の負荷の投入を見
送ることを可能にする。

【００４３】または、親装置１０Ｅの断路器の情報収集
手段１０−１１で断路器の情報を収集し、回線の断路器
が「切」の制御端末には、負荷投入指令ＣＬが送信され
ないように負荷投入指令を出力する。

【００４４】このような構成とすることにより、各制御
端末１１Ｆ…で回線の断路器が「切」の時には回線停止
中または作業中と見なして投入を見送り、迅速に次の投
入順位の制御端末に制御指令を出力することにより、作
業中の回線の遮断器を投入することがなくなり、安全性
が向上する効果がある。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、従
来親装置で受け持っていた機能を、負荷投入の条件を検
出する親装置と、回線単位でそれぞれ負荷投入回路を持
つ各制御端末とに分散し、その間を伝送路でデータを受
け渡すことにより、親装置のハードウェア量を削減させ
ることができ、事故発生後の停電になった系統の復旧を
簡単な構成のシステムでより早くかつより確実に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係わる電力系統の負荷投入
システムの構成図。

【図２】第２の実施の形態に係わる電力系統の負荷投入
システムの構成図。

【図３】第３の実施形の態に係わる電力系統の負荷投入
システムの構成図。

【図４】第４の実施の形態に係わる電力系統の負荷投入
システムの構成図。

【図５】第５の実施の形態に係わる電力系統の負荷投入
システムの構成図。

【図６】第６の実施の形態に係わる電力系統の負荷投入
システムの構成図。

【図７】第７の実施の形態に係わる電力系統の負荷投入
システムの構成図。

【図８】第８の実施の形態に係わる電力系統の負荷投入
システムの構成図。

【図９】従来の電力系統の負荷投入システムを示す図で
あり、特に図９（ａ）は電力系統と負荷投入装置との関
係を示す構成図、同図（ｂ）は負荷投入回路の一部を示
す図。

【符号の説明】

１０、１０Ａ〜１０Ｅ…親装置、１１〜１ｎ，１１Ａ〜
１１Ｆ…制御端末、Ｎ…伝送路、１０−１…投入条件判
定手段、１０−２…投入指令出力手段、１０−３…受信
手段、１０−４…電圧計測手段、１０−５…制御端末の
電力収集手段、１０−６…電力値判定手段、１０−７…
投入順序決定手段、１１−１…時間待機手段、１１−２
…負荷投入手段、１１−３…投入指令出力手段、１１−
４…系統電圧計測手段、１１−５…電圧判定手段、１１
−６…待機時間演算手段、１１−７…時間待機手段、１
１−８…電力計測保持手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山守 渉 東京都府中市晴見町２丁目24番地の１ 東 芝システムテクノロジー株式会社内 (72)発明者 長谷川 修 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 Ｆターム(参考） 5G066 LA03 LA10

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開放状態にある複数の負荷を順次投入す
   る電力系統の負荷投入システムにおいて、 親装置により負荷投入条件検出後、予め設定された投入
   順位に従って回線単位に分散されている負荷投入機能を
   備えた制御端末に対して投入指令を出力し、この投入指
   令を受信した制御端末では予定時間待機してから自回線
   の負荷投入を行うと共に次の投入順位の制御端末に対し
   投入指令を出力し、前記親装置が最後の投入順位の制御
   端末から投入指令を受信することにより、一連の負荷投
   入制御を終了させることを特徴とする電力系統の負荷投
   入システム。