JP2006208047A - 多点同時測定データ処理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 金属製のキュービクルや電気室内に測定器を配置でき、しかも測定器で測定した多点同時測定データの時間誤差を補正することである。
【解決手段】 電圧変動点抽出手段２８は各々の測定点１７の時系列測定データから系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点を抽出し、対応表作成手段３０は電圧変動点抽出手段２８で抽出された各々の測定点における複数の電圧変動点の対応表を作成する。測定データ表示手段２９は対応表作成手段３０で作成された対応表の電圧変動点に基づいて各々の測定点での時系列測定データの時刻合わせをして時系列測定データの表示対象区間における各々の測定点での時系列測定データを表示する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電力系統の異なる複数の箇所において同時に同じ電気量を測定した多点同時測定データ処理装置及び方法に関する。

電力系統の解析や分析を行う場合に、異なる地点での同じ時刻における同じ電気量が必要になることがある。そこで、電力系統の異なる複数の箇所において同時に同じ電気量を測定する多点同時測定が行われる。多点同時測定では、通常、電力系統の電圧や電流を検出し、電圧実効値、電流実効値さらには電力値を１サンプリング／サイクルで連続的に保存して多点同時測定データを得るようにしている。

この場合、各々の測定箇所での測定器のタイマー誤差やＡＤ変換器の動作誤差により各々の測定箇所で測定した多点同時測定データ間に時間ずれが生じることがある。

この測定器のタイマー誤差やＡＤ変換器の動作誤差による多点同時測定データ間の時間ずれ誤差をサイクル単位で補正しなければ、異なる測定箇所での測定データの正確な比較分析ができない。そこで、測定データ間の時間ずれ誤差の補正の方法の一つにＧＰＳ（Global Positioning System）を用い、測定データの一つとして時刻を書き込み、時間ずれを補正するようにしたものがある（例えば、非特許文献１参照）。
電気学会電力技術研究会資料Ｐ２５−Ｐ２９「ＧＰＳを用いた高調波多点同時計測システムの提案」、１９９９−０９−２９、電気学会

しかし、ＧＰＳを用いて測定データの一つに時刻を含ませた場合には、測定データの測定時刻が正確に得られるが、ＧＰＳを用いるためにはアンテナが必要となり、また電波の受信を考慮した設備に測定器を設置しなければならない。すなわち、ＧＰＳを用いるには、アンテナなどのハード要素追加によるコストアップのみならず、通常、電力系統の電気量を測定する測定器は金属製のキュービクルや電気室内に設置されることが多いので、測定器の設置場所も考慮しなければならない。これは、測定器を金属製のキュービクルや電気室内に配置した場合にはＧＰＳからの電波の受信が極めて困難となるからである。

通常、電力系統の電気量を測定する測定器は金属製のキュービクルや電気室内に設置されることが多いので、ＧＰＳを用いるには、測定器の設置場所も考慮しなければならない。

本発明の目的は、金属製のキュービクルや電気室内に測定器を配置でき、しかも多点同時測定データの時間誤差を補正できる多点同時測定データ処理装置及び方法を提供することである。

請求項１の発明に係わる多点同時測定データ処理装置は、同一の電力系統内の異なる測定点で同時に電圧電流の測定を開始し所定のサイクルで電圧電流を時系列的に入力し、入力した電圧電流をＡＤ変換器でアナログ信号からデジタル信号に変換して各々の測定点での電気量の時系列測定データを求め、求めた各々の測定点の時系列測定データ間に生じる測定時間誤差の補正を行う多点同時測定データ処理装置において、各々の測定点の時系列測定データから系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点を抽出する電圧変動点抽出手段と、前記電圧変動点抽出手段で抽出された各々の測定点における複数の電圧変動点の対応表を作成する対応表作成手段と、前記対応表作成手段で作成された対応表の電圧変動点に基づいて各々の測定点での時系列測定データの時刻合わせをして前記時系列測定データの表示対象区間における各々の測定点での時系列測定データを表示する測定データ表示手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明に係わる多点同時測定データ処理装置は、請求項１の発明において、前記電圧変動点抽出手段は、各々の測定点の時系列測定データに対して、時系列測定データの最初から、所定期間内に所定値以上の変動がありその変動後の値が所定期間以上継続しているデータを探索し、そのデータがあるときは系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点として順次抽出することを特徴とする。

請求項３の発明に係わる多点同時測定データ処理装置は、請求項１または請求項２の発明において、前記電圧変動点抽出手段は、複数の測定点のうちいずれか一つの測定点を基準測定点（ｋ＝１）とし、その基準測定点の時系列測定データの最初から、所定期間内に所定値以上の変動がありその変動後の値が所定期間以上継続しているデータを探索し、そのデータがあるときは系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点として順次抽出し、この基準測定点における電圧変動点Ｔ_1,1〜Ｔ_1,nのうち１個目の電圧変動点Ｔ_1,1を基に、前記基準測定点以外の測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）の時系列測定データから下記の（Ａ１）式で示す時間幅ｔ₁の間で各々の測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）における１個目の電圧変動点Ｔk,1を探索して抽出し、各々の測定点ｋ（ｋ＝１、２、３、…Ｋ）における１個目の電圧変動点Ｔ_k,1および基準測定点における電圧変動点Ｔ_1,1〜Ｔ_1,nを基に、各々の測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）の時系列測定データから下記の（Ａ２）式で示す時間幅ｔ₂の間で測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）におけるｎ個目の電圧変動点Ｔk,nを探索して系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点を順次抽出することを特徴とする請求項１または請求項２記載の多点同時測定データ処理装置。

Ｔ_1,1＋Ｍ_maxＴ_1,1＋ΔＴ₀≧ｔ₁≧Ｔ_1,1−Ｍ_maxＴ_1,1−ΔＴ₀ …（Ａ１）
Ｔ_1,1：基準測定点１における１個目の電圧変動点の時刻
Ｍ_max：ＡＤ変換器の測定中に時間に比例して拡大する単位時間あたりの誤差の最大値
ΔＴ₀：タイマーの測定開始サイクルの誤差
Ｔ_k,n-1＋（１＋Ｍ_max）（Ｔ_1,n−Ｔ_1,n-1）
≧ｔ₂≧Ｔ_k,n-1＋（１−Ｍ_max）（Ｔ_1,n−Ｔ_1,n-1） …（Ａ２）
Ｔ_k,n-1：測定点ｋにおけるｎ−１個目の電圧変動点の時刻
Ｍ_max：ＡＤ変換器の測定中に時間に比例して拡大する単位時間あたりの誤差の最大値
Ｔ_1,n：基準測定点１におけるｎ個目の電圧変動点の時刻
Ｔ_1,n-1：基準測定点１におけるｎ−１個目の電圧変動点の時刻
Ｋ：測定点の数
Ｎ：電圧変動点の数
請求項４の発明に係わる多点同時測定データ処理装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか一の発明において、前記測定データ表示手段は、時系列測定データの表示対象区間の中央時刻Ｔ_Mが前記基準測定点の時系列測定データのどの電圧変動点間に位置するかを判定し、判定した基準測定点の電圧変動点に対応する前記基準測定点以外の測定点の電圧変動点を前記対応表作成手段から抽出し、下記の（Ａ３）式により、基準測定点の電圧変動点間と前記基準測定点以外の測定点の電圧変動点間との比に基づいて、前記基準測定点以外の測定点における表示対象区間の中央時刻Ｔ_M,kを求め、それら中央時刻を合わせ測定データの時刻合わせをして各々の測定点での時系列測定データを表示することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一記載の多点同時測定データ処理装置。

Ｔ_M,k＝Ｔ_k,n+{(Ｔ_k,n+1−Ｔ_k,n）/(Ｔ_1,n+1−Ｔ_1,k)}・（Ｔ_M−Ｔ_1,n） …（Ａ３）
Ｔ_M,k：測定点ｋにおける表示対象区間の中央時刻
Ｔ_k,n：測定点ｋにおけるｎ個目の電圧変動点の時刻
Ｔ_k,n+1：測定点ｋにおけるｎ＋１個目の電圧変動点の時刻
Ｔ_1,n+1：基準測定点１におけるｎ＋１個目の電圧変動点の時刻
Ｔ_1,n：基準測定点１におけるｎ個目の電圧変動点の時刻
Ｔ_M：基準測定点（ｋ＝１）における表示対象区間の中央時刻
請求項５の発明に係わる多点同時測定データ処理方法は、同一の電力系統内の異なる測定点で同時に電圧電流の測定を開始し所定のサイクルで電圧電流を時系列的に入力し、入力した電圧電流をＡＤ変換器でアナログ信号からデジタル信号に変換して各々の測定点での電気量の時系列測定データを求め、求めた各々の測定点の時系列測定データ間に生じる測定時間誤差の補正を行う多点同時測定データ処理方法において、各々の測定点の時系列測定データから系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点を抽出し、抽出した各々の測定点における複数の電圧変動点の対応表を作成し、作成された対応表の電圧変動点に基づいて各々の測定点での時系列測定データの時刻合わせをして前記時系列測定データの表示対象区間における各々の測定点での時系列測定データを表示することを特徴とする。

本発明によれば、電力系統の各々の測定点の時系列測定データから系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点を抽出し、抽出した各々の測定点における複数の電圧変動点の対応表を作成するので、各々の測定点の時系列測定データの時刻合わせが可能となる。

また、各々の測定点での時系列測定データを対比して表示する際には、表示対象区間に含まれる電圧変動点を基準測定点の電圧変動点に対応付けて表示するので、ＧＰＳを用いて測定データの一つに時刻を含ませることなく、各々の測定点の時系列測定データを時刻を合わて表示できる。

さらにＧＰＳを用いないので、アンテナなどのハード要素を追加する必要がなく、ＧＰＳからの電波の受信も必要がないことから、従前通り、電力系統の電気量を測定する測定器を金属製のキュービクルや電気室内に設置できる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる多点同時測定データ処理装置１１で処理する時系列測定データを測定する電力系統の系統図である。図１では電力系統として配電系統である場合を示している。配電系統には変電所が設けられており、その変電所の変圧器１２から変電所母線１３を介して配電線１４ａ、１４ｂに電力が供給される。図１では２本の配電線１４ａ、１４ｂを示しているが、実際には変電所母線１３には複数の配電線が接続される。

また、変電所母線１３には系統電圧調整を調整するための電圧調整装置１５が設けられており、この電圧調整装置１５により配電系統の負荷変動により変動する電圧を調整する。図１では電圧調整装置１５として無効電力調整用のコンデンサ１６を示しているが、変圧器１２を負荷時タップ切換変圧器とし、負荷時タップ切換変圧器のタップを切り換えて調整することもでき、また、負荷時電圧調整器ＬＲＡを設置して調整することもできる。以下の説明では、電圧調整装置１５として無効電力調整用のコンデンサ１６を用いた場合で説明する。

配電線１４ａ、１４ｂの所定箇所にはそれぞれ測定器１７ａ〜１７ｇが設けられ、測定器１７ａ〜１７ｇの設置場所の電気量が計測される。測定器１７ａ〜１７ｇは、配電線１４ａ、１４ｂの立ち上がり地点（変圧器１２の直近）や分散型電源１８の連系点、あるいは高圧需要家１９ａ〜１９ｄの近傍等の電力品質の影響評価に必要と考えられる箇所に設置される。その際、測定器１７ａ〜１７ｇは、例えば金属製のキュービクルや電気室内に設置される。

測定器１７ａ〜１７ｇは、計器用変圧器２０ａ〜２０ｇで検出された電圧および計器用変流器２１ａ〜２１ｇで検出された電流を所定のサイクルで入力し、入力した電圧及び電流に基づいて、所定の電気量、例えば、有効電力や無効電力、電圧実効値や電流実効値を演算し、時系列測定データとして記憶する。そして、測定器１７ａ〜１７ｇに記憶された時系列測定データを収集し多点同時測定データ処理装置１１に入力する。

多点同時測定データ処理装置１１への時系列測定データの入力は、例えば、測定器１７ａ〜１７ｇの記憶装置に記憶された時系列測定データを記憶媒体に記憶して回収し、多点同時測定データ処理装置１１に入力する。

図２は本発明の実施の形態に係わる多点同時測定データ処理装置１１および測定器１７のブロック構成図である。各々の測定器１７ａ〜１７ｇは同一構成であるので、図２では測定器１７ａについてのみ詳細ブロックを示している。

測定器１７ａには、計器用変圧器２０ａで検出された配電線１４ａの電圧及び計器用変流器２１ａで検出された電流が入力される。すなわち、配電線１４ａのアナログ信号である電圧及び電流は測定器１７ａのＡＤ変換器２２ａ、２２ｂに入力され、ＡＤ変換器２２ａ、２２ｂでアナログ信号からデジタル信号に変換されて演算装置２３に入力される。一方、測定器１７ａはタイマー２４を有しており、このタイマー２４は演算装置２３や発振器２５ａ、２５ｂに対して時刻を与えるものであり、ＡＤ変換器制御回路２６ａ、２６ｂは発振器２５ａ、２５ｂからの動作タイミングでＡＤ変換器２２ａ、２２ｂの動作を制御する。従って、ＡＤ変換器２２ａ、２２ｂはタイマー２４により動作タイミングが管理され、配電線１４ａの電圧及び電流を演算装置に所定のサイクルで時系列的に取り込むことになる。

演算装置２３は、所定のサイクルで取り込まれた配電線１４ａの電圧及び電流に基づいて、所定の電気量、例えば、電圧実効値や電流実効値、有効電力や無効電力を演算し、時系列測定データとして記憶装置２７に記憶する。

多点同時測定データ処理装置１１は、各々の測定器１７ａ〜１７ｇの記憶装置２７に記憶された各々の測定点での電気量の時系列測定データを入力し、各々の測定点の時系列測定データ間に生じる測定時間誤差の補正を行うとともに、時刻合わせをして時系列測定データを表示する。

まず、時系列測定データ間に生じる測定時間誤差の補正について説明する。各々の測定器１７ａ〜１７ｇで測定された時系列測定データは、多点同時測定データ処理装置１１の電圧変動点抽出手段２８および測定データ表示手段２９に入力される。電圧変動点抽出手段２８は時系列測定データのうち有効電圧の時系列測定データを入力し、各々の測定器１７ａ〜１７ｇの測定点における時系列測定データに基づいて系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点を抽出する。

系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点を抽出するのは、以下の理由による。電力系統の電気量の多点同時測定においては、電気量の測定を同時に開始しても、測定器１７ａ〜１７ｇのタイマー２４やＡＤ変換器２２ａ、２２ｂによるデータ間の時間ずれ誤差が生じる。すなわち、多点同時測定の対象となる電力系統の電気量、例えば、１サンプリング／サイクルで連続的に保存したデータ（電圧実効値、電流実効値、有効電力値、無効電力値等）には時間ずれ誤差が生じする。

そこで、電力系統に必ず１日数回は発生する電圧調整用の電圧変動に着目し、その電圧変動点を指標として、各々の測定器１７ａ〜１７ｇで測定した時系列測定データの時刻を一致させるように補正する。系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点は、電圧調整装置１５のコンデンサ１６の入切で発生する。この場合、指標となる電圧変動の条件は、次の２つである。

（１）全測定点において同時・同量発生
（２）最低１回／日以上発生
局所的現象の励磁突流電流などによる電圧変動では、電力系統内で電圧の低下値が異なり採用できないので、上記条件を満足する電圧調整装置１５の操作による電圧変動を指標として採用する。

電圧変動点抽出手段２８は、各々の測定点の測定器１７ａ〜１７ｇの有効電圧の時系列測定データを入力し、電圧実効値の時系列的な連続データ内の閾値以上の電圧変動が発生している時刻のサイクル数を調べ、系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点を抽出する。

対応表作成手段３０は電圧変動点抽出手段２８で抽出された各々の測定点における複数の電圧変動点の対応表を作成する。すなわち、各々測定器１７ａ〜１７ｇは、自己が内蔵するタイマー２４の時刻でＡＤ変換器２２ａ、２２ｂによるデータ間の時間ずれを伴いながら時系列測定データを収集し記憶しているので、電圧変動点もそれぞれ誤差を伴った時刻で記憶している。電力系統の電圧変動点は、各々の計測器１７ａ〜１７ｇの時刻が異なっていても、電力系統に発生した時点は同一であるから、対応表作成手段３０により、電圧変動点の対応表を作成して各々の測定点での時系列測定データの同一時刻部分を把握する。

測定データ表示手段２９は対応表作成手段３０で作成された対応表の電圧変動点に基づいて各々の測定点での時系列測定データの時刻合わせをして、時系列測定データの表示対象区間における各々の測定点での時系列測定データを作成し、出力装置３１に表示出力する。なお、時系列測定データの表示対象区間（分析区間）は入力装置３２から指定することになる。

次に、電圧変動点抽出手段２８で系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点を抽出する方法について説明する。電圧変動点を確実に抽出するため、下記の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の条件を導入する。

（ａ）微小な電圧変動を除外するため、電圧変動の閾値ΔＶ_minを指定する。

（ｂ）電圧調整装置１５の操作が２段階で行われる場合には、電圧変動も２段階で変動するので、直前のサイクルとの電圧変動を調べてもΔＶ_minよりも小さくなり電圧タップ切換による電圧変動が検出できない。そこで、（１）式で示される条件を採用する。すなわち、所定期間Ｎ1・Δｔ（Δｔは１サイクル時間）内に所定値（閾値）ΔＶ_min以上の変動があるかどうかを判定する。

｜Ｖ_j−Ｖ_j+N1｜≧ΔＶ_min …（１）
Ｖ：電圧実効値データ
Ｎ1：電圧値比較用サイクル差（例えば、Ｎ1≧２０）
ｊ：データサイクル数を示す。

（ｃ）励磁突流電流などによる電圧変動の誤検出防止のため、これらの電圧変動は数サイクルと短く、電圧調整装置１５による電圧調整後の電圧は継続するので、これを確認する（２）式で示される条件を追加する。すなわち、電圧変動後の電圧値が所定期間（Ｎ２−Ｎ1）・Δｔ（Δｔは１サイクル時間）以上継続しているかどうかを判定する。

｜Ｖ_j−Ｖ_j+N2｜≧ΔＶ_min …（２）
Ｎ2：継続時間確認用サイクル差（例えば、Ｎ2≧３０００）
上記の条件（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はＡＮＤ条件である。そして、（ｊ＋Ｎ1）が電圧調整装置１５による電圧調整操作の直後サイクルとなる。ただし、次の探査の出発サイクルは（ｊ＋Ｎ2）とする。

図３は、電圧変動点抽出手段２８で系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点を抽出する抽出方法の説明図である。電圧変動抽出手段２８は、まず、時系列測定データの時系列測定データの最初からＮ1個の電圧実効値の時系列測定データを取り込み、最初からＮ1個までの時系列測定データの変動幅が閾値ΔＶ_minを超えたか否かを判定する。例えば、１個目の時系列測定データＶ₁と１＋Ｎ1個目の時系列測定データＶ_N1とを比較し、その変動幅が閾値ΔＶ_minを超えているか否かを判定する。そして、電圧実効値の変動幅が閾値ΔＶ_minを超えていないときは、次の１＋Ｎ1個目の時系列測定データから２Ｎ1個目の時系列測定データを取り込み、１＋Ｎ1個目の時系列測定データＶ_1+N1と２Ｎ1個目の時系列測定データＶ_2N1とを比較し、その変動幅が閾値ΔＶ_minを超えているか否かを判定する。以下、同様に、電圧実効値の変動幅が閾値ΔＶ_minを超えていないときは、順次、Ｎ1個の時系列測定データを取り込み、時系列測定データの変動幅が閾値ΔＶ_minを超えたか否かを判定する。

一方、図３に示すように、ｊ個目の時系列測定データＶ_jとｊ＋Ｎ1個目の時系列測定データＶ_j+N1との比較で、ｊサイクル目からｊ＋Ｎ1サイクル目までのＮ1個の時系列測定データの変動幅が閾値ΔＶminを超えているときは、さらに、それ以降の（Ｎ2−Ｎ1）個の時系列測定データを取り込み、その時系列測定データ（実効電圧の電圧値）が所定期間（Ｎ2−Ｎ1）・Δｔ（Δｔは１サイクル時間）以上継続しているかどうかを判定する。例えば、ｊ＋Ｎ１個目の時系列測定データＶ_j+N1とｊ＋Ｎ2個目の時系列測定データＶ_j+N2とを比較し、その値がほぼ同一であるかどうか否かを判定する。時系列測定データが所定期間（Ｎ2−Ｎ1）・Δｔ以上継続しているときは、直後サイクル（１＋Ｎ1）を電圧変動点として抽出する。そして、次の探査の出発サイクルを（１＋Ｎ2）として次の探査を行う。

このように、電圧変動点抽出手段２８は、各々の測定器１７ａ〜１７ｇで得られた時系列測定データに対して、順次、Ｎ1個の時系列測定データを取り出し、閾値ΔＶ_minを超えたか否かを判定して電圧変動があったか否かを判定し、電圧変動があったときは、さらに（Ｎ2−Ｎ1）個の時系列測定データを取り出して電圧変動が継続したか否かを判定し、電圧変動が継続しているときに、系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動であるとして、電圧変動を判定した直後のサイクルを電圧変動点として抽出する。

電圧変動点抽出手段２８で抽出された各々の測定点における複数の電圧変動点は対応表作成手段２９に入力され、電圧変動点の対応表が作成される。図４は電圧変動点の対応表の一例を示す説明図である。図４では、Ｋ個の測定点で計測された時系列測定データからぞれぞれＮ個の電圧変動点を抽出した場合を示している。

すなわち、対応表作成手段２９は、電圧変動点抽出手段２８で抽出された各測定点１〜Ｋでの電圧変動点Ｔ_1,1〜Ｔ_1,N〜電圧変動点Ｔ_K,1〜Ｔ_K,Nを入力し、各測定点１〜Ｋの１個目の変動点Ｔ_1,1〜Ｔ_k,1、２個目の変動点Ｔ_1,2〜Ｔ_K,2、３個目の変動点Ｔ_1,3〜Ｔ_K,3、以下同様に順次Ｎ個目の変動点Ｔ_1,N〜Ｔ_K,Nをそれぞれ対応付けて対応表を作成する。１個〜Ｎ個目のそれぞれ電圧変動点Ｔ_1,1〜Ｔ_k,1にはそれぞれ時刻のずれがあるが、対応表で対応付けることにより電圧変動点での時刻合わせが可能となる。

以上の説明では、電圧変動点抽出手段２８で電圧変動点を抽出するにあたり、各々の測定点１〜Ｋの時系列測定データに対し、順次、Ｎ1個の時系列測定データを取り出し、閾値ΔＶ_minを超えたときは、さらに（Ｎ2−Ｎ1）個の時系列測定データを取り出して電圧変動が継続したか否かを判定して、系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点Ｔ_k,nを抽出するようにしたが、電圧変動点Ｔ_k,nの抽出を高速化するために、以下の抽出方法で抽出することも可能である。

まず、複数の測定点のうちいずれか一つの測定点を基準測定点とする。いま、測定点１（ｋ＝１）を基準測定点とすると、その基準測定点の時系列測定データから電圧変動点Ｔ_1,1〜Ｔ_1,nを抽出する。この電圧変動点の抽出は図３で述べた抽出方法で抽出する。すなわち、基準測定点の時系列測定データの最初から、所定期間内に所定値以上の変動がありその変動後の値が所定期間以上継続しているデータを探索し、そのデータがあるときは系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点であるとして順次抽出する。

この基準測定点における電圧変動点Ｔ_1,1〜Ｔ_1,nのうち１個目の電圧変動点Ｔ_1,1を基に、基準測定点以外の測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）の時系列測定データから、下記の（Ａ１）式で示す時間幅ｔ₁の間で各々の測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）における１個目の電圧変動点Ｔ_k,1を探索して抽出する。

Ｔ_1,1＋Ｍ_maxＴ_1,1＋ΔＴ₀≧ｔ₁≧Ｔ_1,1−Ｍ_maxＴ_1,1−ΔＴ₀ …（Ａ１）
Ｔ_1,1：基準測定点１における１個目の電圧変動点の時刻
Ｍ_max：ＡＤ変換器の測定中に時間に比例して拡大する単位時間あたりの誤差の最大値
ΔＴ₀：タイマーの測定開始サイクルの誤差
これは、各々の計測点１〜Ｋでの計測器１７は同時に時系列測定データの測定を開始するので、基準測定点１の１個目の電圧変動点Ｔ_1,1に対して、他の測定点２〜Ｋの１個目の電圧変動点Ｔ_k,1の時間ずれは、時間幅ｔ₁の範囲に収まるからである。すなわち、測定開始時には、ＡＤ変換器の測定中に時間に比例して拡大する誤差±Ｍ_maxＴ_1,1（最大誤差幅＝２Ｍ_maxＴ_1,1）に加え、タイマーの測定開始サイクルの誤差±ΔＴ₀（最大誤差幅＝２ΔＴ₀）が時刻のずれとして生じるので、時間幅ｔ₁（ｔ₁＝２Ｍ_maxＴ_1,1＋２ΔＴ₀）の範囲内に他の測定点２〜Ｋの１個目の電圧変動点Ｔ_k,1は必ず存在することになるからである。

図５は、基準測定点以外の測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）の時系列測定データから時間幅ｔ₁の間で各々の測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）における１個目の電圧変動点Ｔ_k,1を探索して抽出する場合の説明図である。基準測定点１の１個目の電圧変動点Ｔ_1,1を中心にして、必ず他の測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）における１個目の電圧変動点Ｔ_k,1が存在する時間幅ｔ₁の範囲で他の測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）における１個目の電圧変動点Ｔ_k,1を探索する。

これにより、各々の測定点１〜Ｋの時系列測定データに対して、個別に、順次、Ｎ1個の時系列測定データを取り出し、さらに（Ｎ2−Ｎ1）個の時系列測定データを取り出して、電圧変動点Ｔ_k,1を抽出する必要がなくなるので、高速に１個目の電圧変動点Ｔ_k,1を抽出できる。

次に、測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）におけるｎ個目の電圧変動点Ｔ_k,nを探索し抽出する方法を説明する。各々の測定点ｋ（ｋ＝１、２、３、…Ｋ）における１個目の電圧変動点Ｔ_k,1および基準測定点における電圧変動点Ｔ_1,1〜Ｔ_1,nを基に、各々の測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）の時系列測定データから下記の（Ａ２）式で示す時間幅ｔ₂の間で測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）におけるｎ個目の電圧変動点Ｔ_k,nを探索して系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点を順次抽出する。

Ｔ_k,n-1＋（１＋Ｍ_max）（Ｔ_1,n−Ｔ_1,n-1）
≧ｔ₂≧Ｔ_k,n-1＋（１−Ｍ_max）（Ｔ_1,n−Ｔ_1,n-1） …（Ａ２）
Ｔ_k,n-1：測定点ｋにおけるｎ−１個目の電圧変動点の時刻
Ｍ_max：ＡＤ変換器の測定中に時間に比例して拡大する単位時間あたりの誤差の最大値
Ｔ_1,n：基準測定点１におけるｎ個目の電圧変動点の時刻
Ｔ_1,n-1：基準測定点１におけるｎ−１個目の電圧変動点の時刻
Ｋ：測定点の数
Ｎ：電圧変動点の数
これは、他の測定点２〜Ｋの２個目以降の電圧変動点Ｔ_k,n（ｎ＝２、３、…Ｎ）の時刻ずれは、時間幅ｔ₂の範囲に収まるからである。すなわち、他の測定点ｋの２個目以降の電圧変動点Ｔ_k,n（ｎ＝２、３、…Ｎ）の時刻ずれは、ＡＤ変換器の測定中に時間に比例して拡大する誤差だけであり、他の測定点ｋのｎ−１個目の電圧変動点Ｔ_k,n-1とｎ個目の電圧変動点Ｔ_k,nとの間に生じるＡＤ変換器の測定中に時間に比例して拡大する誤差の最大誤差は、±Ｍ_max（Ｔ_1,n＋Ｔ_1,n-1）｛最大誤差幅＝２Ｍ_max（Ｔ_1,n＋Ｔ_1,n-1）｝であり、他の測定点ｋの電圧変動点Ｔ_k,n（ｎ＝２、３、…Ｎ）の時刻ずれは、ｎ−１個目の電圧変動点Ｔ_k,n-1を基準にして、その時間幅ｔ₂｛ｔ₂＝２Ｍ_max（Ｔ_1,n＋Ｔ_1,n-1）｝内に収まるからである。

図６は、基準測定点以外の測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）の時系列測定データから時間幅ｔ₂の間で各々の測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）におけるｎ個目（ｎ＝２、３、…Ｎ）の電圧変動点Ｔ_k,nを探索して抽出する場合の説明図である。

各々の測定点ｋにおけるｎ−１個目のＴ_k,n-1を基準にして、その時間幅ｔ₂｛ｔ₂＝２Ｍ_max（Ｔ_1,n＋Ｔ_1,n-1）｝の範囲で電圧変動点Ｔ_k,nを探索する。

これにより、各々の測定点１〜Ｋの時系列測定データに対して、個別に、順次、Ｎ1個の時系列測定データを取り出し、さらに（Ｎ2−Ｎ1）個の時系列測定データを取り出して、電圧変動点Ｔ_k,nを抽出する必要がなくなるので、高速に他の測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）におけるｎ個目の電圧変動点Ｔ_k,nを抽出できる。

次に、測定データ表示手段２９での時系列測定データの表示方法について説明する。測定データ表示手段２９は 入力装置３２から時系列測定データの表示対象区間（分析区間）の表示要求があると、対応表作成手段３０で作成された対応表の電圧変動点に基づいて、その表示要求のあった表示対象区間に対応する各々の測定点での時系列測定データの時刻合わせをして、その時系列測定データを出力装置３１に表示出力する。

図７は、測定データ表示手段２９での時系列測定データの表示処理内容の説明図である。測定データ表示手段２９は、表示対象区間Ｌの表示要求があると、時系列測定データの表示対象区間Ｌの中央時刻Ｔ_Mが基準測定点１の時系列測定データのどの電圧変動点間に位置するかを判定する。図７では、表示対象区間Ｌの中央時刻Ｔ_Mが電圧変動点Ｔ_1,nと電圧変動点Ｔ_1,n-1との間にある場合を示している。

次に、判定した基準測定点の電圧変動点Ｔ_1,nと電圧変動点Ｔ_1,n-1とに対応する基準測定点以外の測定点ｋの電圧変動点Ｔ_k,nと電圧変動点Ｔ_k,n-1とを対応表作成手段３０から抽出し、下記の（Ａ３）式により、基準測定点の電圧変動点間と前記基準測定点以外の測定点の電圧変動点間との比に基づいて、基準測定点以外の測定点ｋにおける表示対象区間の中央時刻Ｔ_M,kを求める。

Ｔ_M,k＝Ｔ_k,n+{(Ｔ_k,n+1−Ｔ_k,n）/(Ｔ_1,n+1−Ｔ_1,k)}・（Ｔ_M−Ｔ_1,n） …（Ａ３）
Ｔ_M,k：測定点ｋにおける表示対象区間の中央時刻
Ｔ_k,n：測定点ｋにおけるｎ個目の電圧変動点の時刻
Ｔ_k,n+1：測定点ｋにおけるｎ＋１個目の電圧変動点の時刻
Ｔ_1,n+1：基準測定点１におけるｎ＋１個目の電圧変動点の時刻
Ｔ_1,n：基準測定点１におけるｎ個目の電圧変動点の時刻
Ｔ_M：基準測定点（ｋ＝１）における表示対象区間の中央時刻
そして、測定データ表示手段２９は、表示対象区間の表示データを取り込み、基準測定点１の中央時刻Ｔ_Mとその他の測定点ｋの中央時刻Ｔ_M,kとを合わせ、時系列測定データの時刻合わせをして各々の測定点１〜Ｋでの時系列測定データを表示する。

図８は、基準測定点１と測定点２との時系列測定データを並べて表示した場合の説明図であり、図８（ａ）は時刻合わせをしない場合の表示例の説明図、図８（ｂ）は時刻合わせをした場合の表示例の説明図である。

このように、時系列測定データの表示は、表示対象区間（分析区間）の中央で誤差＝０となる補正を行うので、複数個の測定点ｋでの時系列測定データを精度よく対比して表示できる。電圧変動点の対応表は電圧実効値を用いて行うが、時系列測定データの表示は、測定データ表示手段２９により（Ａ３）式を用いて行うので、時系列測定データの表示は、電圧実効値だけでなく、電流実効値、有効電力、無効電力の表示も行える。

本発明の実施の形態に係わる多点同時測定データ処理装置で処理する時系列測定データを測定する電力系統の系統図。 本発明の実施の形態に係わる多点同時測定データ処理装置および測定器のブロック構成図。 本発明の実施の形態における電圧変動点抽出手段で系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点を抽出する抽出方法の説明図。 本発明の実施の形態における電圧変動点の対応表の一例を示す説明図。 本発明の実施の形態における電圧変動点抽出手段で基準測定点以外の測定点の時系列測定データから各々の測定点における１個目の電圧変動点を探索して抽出する場合の説明図。 本発明の実施の形態における電圧変動点抽出手段で基準測定点以外の測定点の時系列測定データから各々の測定点におけるｎ個目の電圧変動点を探索して抽出する場合の説明図。 本発明の実施の形態における測定データ表示手段での時系列測定データの表示処理内容の説明図。 本発明の実施の形態における測定データ表示手段で基準測定点１と測定点２との時系列測定データを並べて表示した場合の説明図。

符号の説明

１１…多点同時測定データ処理装置、１２…変圧器、１３…変電所母線、１４…配電線、１５…電圧調整装置、１６…コンデンサ、１７…測定器、１８…分散型電源、１９…高圧需要家、２０…計器用変圧器、２１…計器用変流器、２２…ＡＤ変換器、２３…演算装置、２４…タイマー、２５…発振器、２６…ＡＤ変換器制御回路、２７…記憶装置、２８…電圧変動点抽出手段、２９…測定データ表示手段、３０…対応表作成手段、３１…出力装置、３２…入力装置

Claims (5)

1. 同一の電力系統内の異なる測定点で同時に電圧電流の測定を開始し所定のサイクルで電圧電流を時系列的に入力し、入力した電圧電流をＡＤ変換器でアナログ信号からデジタル信号に変換して各々の測定点での電気量の時系列測定データを求め、求めた各々の測定点の時系列測定データ間に生じる測定時間誤差の補正を行う多点同時測定データ処理装置において、
   各々の測定点の時系列測定データから系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点を抽出する電圧変動点抽出手段と、
   前記電圧変動点抽出手段で抽出された各々の測定点における複数の電圧変動点の対応表を作成する対応表作成手段と、
   前記対応表作成手段で作成された対応表の電圧変動点に基づいて各々の測定点での時系列測定データの時刻合わせをして前記時系列測定データの表示対象区間における各々の測定点での時系列測定データを表示する測定データ表示手段と、
   を備えたことを特徴とする多点同時測定データ処理装置。
2. 前記電圧変動点抽出手段は、各々の測定点の時系列測定データに対して、時系列測定データの最初から、所定期間内に所定値以上の変動がありその変動後の値が所定期間以上継続しているデータを探索し、そのデータがあるときは系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点として順次抽出することを特徴とする請求項１記載の多点同時測定データ処理装置。
3. 前記電圧変動点抽出手段は、複数の測定点のうちいずれか一つの測定点を基準測定点（ｋ＝１）とし、その基準測定点の時系列測定データの最初から、所定期間内に所定値以上の変動がありその変動後の値が所定期間以上継続しているデータを探索し、そのデータがあるときは系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点として順次抽出し、
   この基準測定点における電圧変動点Ｔ_1,1〜Ｔ_1,nのうち１個目の電圧変動点Ｔ_1,1を基に、前記基準測定点以外の測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）の時系列測定データから下記の（Ａ１）式で示す時間幅ｔ₁の間で各々の測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）における１個目の電圧変動点Ｔk,1を探索して抽出し、
   各々の測定点ｋ（ｋ＝１、２、３、…Ｋ）における１個目の電圧変動点Ｔ_k,1および基準測定点における電圧変動点Ｔ_1,1〜Ｔ_1,nを基に、各々の測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）の時系列測定データから下記の（Ａ２）式で示す時間幅ｔ₂の間で測定点ｋ（ｋ＝２、３、…Ｋ）におけるｎ個目の電圧変動点Ｔk,nを探索して系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点を順次抽出することを特徴とする請求項１または請求項２記載の多点同時測定データ処理装置。
   Ｔ_1,1＋Ｍ_maxＴ_1,1＋ΔＴ₀≧ｔ₁≧Ｔ_1,1−Ｍ_maxＴ_1,1−ΔＴ₀ …（Ａ１）
   Ｔ_1,1：基準測定点１における１個目の電圧変動点の時刻
   Ｍ_max：ＡＤ変換器の測定中に時間に比例して拡大する単位時間あたりの誤差の最大値
   ΔＴ₀：タイマーの測定開始サイクルの誤差
   Ｔ_k,n-1＋（１＋Ｍ_max）（Ｔ_1,n−Ｔ_1,n-1）
   ≧ｔ₂≧Ｔ_k,n-1＋（１−Ｍ_max）（Ｔ_1,n−Ｔ_1,n-1） …（Ａ２）
   Ｔ_k,n-1：測定点ｋにおけるｎ−１個目の電圧変動点の時刻
   Ｍ_max：ＡＤ変換器の測定中に時間に比例して拡大する単位時間あたりの誤差の最大値
   Ｔ_1,n：基準測定点１におけるｎ個目の電圧変動点の時刻
   Ｔ_1,n-1：基準測定点１におけるｎ−１個目の電圧変動点の時刻
   Ｋ：測定点の数
   Ｎ：電圧変動点の数
4. 前記測定データ表示手段は、時系列測定データの表示対象区間の中央時刻Ｔ_Mが前記基準測定点の時系列測定データのどの電圧変動点間に位置するかを判定し、
   判定した基準測定点の電圧変動点に対応する前記基準測定点以外の測定点の電圧変動点を前記対応表作成手段から抽出し、
   下記の（Ａ３）式により、基準測定点の電圧変動点間と前記基準測定点以外の測定点の電圧変動点間との比に基づいて、前記基準測定点以外の測定点における表示対象区間の中央時刻Ｔ_M,kを求め、
   それら中央時刻を合わせ測定データの時刻合わせをして各々の測定点での時系列測定データを表示することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一記載の多点同時測定データ処理装置。
   Ｔ_M,k＝Ｔ_k,n+{(Ｔ_k,n+1−Ｔ_k,n）/(Ｔ_1,n+1−Ｔ_1,k)}・（Ｔ_M−Ｔ_1,n） …（Ａ３）
   Ｔ_M,k：測定点ｋにおける表示対象区間の中央時刻
   Ｔ_k,n：測定点ｋにおけるｎ個目の電圧変動点の時刻
   Ｔ_k,n+1：測定点ｋにおけるｎ＋１個目の電圧変動点の時刻
   Ｔ_1,n+1：基準測定点１におけるｎ＋１個目の電圧変動点の時刻
   Ｔ_1,n：基準測定点１におけるｎ個目の電圧変動点の時刻
   Ｔ_M：基準測定点（ｋ＝１）における表示対象区間の中央時刻
5. 同一の電力系統内の異なる測定点で同時に電圧電流の測定を開始し所定のサイクルで電圧電流を時系列的に入力し、入力した電圧電流をＡＤ変換器でアナログ信号からデジタル信号に変換して各々の測定点での電気量の時系列測定データを求め、求めた各々の測定点の時系列測定データ間に生じる測定時間誤差の補正を行う多点同時測定データ処理方法において、
   各々の測定点の時系列測定データから系統電圧調整に伴う電力系統の電圧変動点を抽出し、
   抽出した各々の測定点における複数の電圧変動点の対応表を作成し、
   作成された対応表の電圧変動点に基づいて各々の測定点での時系列測定データの時刻合わせをして前記時系列測定データの表示対象区間における各々の測定点での時系列測定データを表示することを特徴とする多点同時測定データ処理方法。
   

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