JP2009065816A - 配電系統の電圧管理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】たとえ、分散型電源の存在でバンク内の最高最低電圧値幅が大きい場合等にも、電圧値幅を有効に低減することが出来、配電品質の向上に寄与しうる配電系統の電圧管理方法を提供するものである。
【解決手段】例えば、配電線Aで規定範囲上限値からの電圧逸脱が判別されると、配電線Aに連なる連系開閉器のいずれか、例えば、連系開閉器VS1を開から閉に反転、これに伴い、例えば、配電線Cの区分開閉器SWC1を閉から開に反転させる系統切替パターンを抽出して電圧逸脱状態の改善を図る。
【選択図】図5
【解決手段】例えば、配電線Aで規定範囲上限値からの電圧逸脱が判別されると、配電線Aに連なる連系開閉器のいずれか、例えば、連系開閉器VS1を開から閉に反転、これに伴い、例えば、配電線Cの区分開閉器SWC1を閉から開に反転させる系統切替パターンを抽出して電圧逸脱状態の改善を図る。
【選択図】図5
Description
この発明は、変電所から引き出された複数の配電線を経て負荷に電力を供給する配電系統における各配電線の電圧を管理する方法に関する。
変電所から引き出された複数の各配電線には区分開閉器が接続され、また、各配電線の相互間には連系開閉器が接続されている。そして、配電系統の電圧は、所定の規定電圧範囲(例えば、低圧換算で、101±6=95〜107Vの範囲)に収まるよう電圧の管理を行う必要がある。
このため、例えば、特許文献1では、取り込んだ配電系統の電気的情報を基にバンクの最適電圧値を算出し、バンクの送出電圧をこの最適電圧値に制御する送出電圧調整処理装置を開示する。
このため、例えば、特許文献1では、取り込んだ配電系統の電気的情報を基にバンクの最適電圧値を算出し、バンクの送出電圧をこの最適電圧値に制御する送出電圧調整処理装置を開示する。
昨今、太陽光発電や風力発電を利用した自家用発電設備が普及し、これら自家用発電設備は、配電系統上で分散型電源を構成することになる。そして、同一バンク内に重負荷が連なる配電線と分散型電源が連なる配電線とが存在すると、当該バンク内配電線の電圧最低値と電圧最高値との差が大きくなり、重負荷配電線では規定電圧範囲の下限値を逸脱し、同時に、分散型電源が連なる配電線では規定電圧範囲の上限値を逸脱するという不具合も発生する可能性がある。
しかるに、従来の電圧管理方法では、バンク毎にその送出電圧を調整する方式であるため、以上のように、バンク内の最高最低電圧値幅が大きい場合等には、有効な電圧管理対策となり得ないという問題があった。
しかるに、従来の電圧管理方法では、バンク毎にその送出電圧を調整する方式であるため、以上のように、バンク内の最高最低電圧値幅が大きい場合等には、有効な電圧管理対策となり得ないという問題があった。
この発明は、以上のような従来の問題点を解消するためになされたもので、たとえ、分散型電源の存在でバンク内の最高最低電圧値幅が大きい場合等にも、電圧値幅を有効に低減することが出来、配電品質の向上に寄与しうる配電系統の電圧管理方法を提供するものである。
この発明に係る配電系統の電圧管理方法は、変電所から引き出された複数の配電線と、各配電線に接続された区分開閉器と、各配電線の相互間に接続された連系開閉器とを備え、配電線に接続された負荷に電力を供給する配電系統の各配電線の電圧を管理する方法であって、
各配電線上の管理対象点における電圧、電流を監視する監視手段を備え、
監視手段からの出力に基づき管理対象点の電圧が予め設定された所定の規定電圧範囲から逸脱しているか否かを判別し、電圧逸脱が判別されたとき、配電線の内電圧逸脱が判別された処理対象配電線に連なる連系開閉器のいずれかの開閉状態を電圧逸脱が判別された処理対象時点における開閉状態から反転させるとともに当該連系開閉器の開閉状態の反転に伴う必要性に応じて区分開閉器のいずれかの開閉状態を処理対象時点における開閉状態から反転させることにより処理対象配電線における電圧逸脱の状況を改善するものである。
各配電線上の管理対象点における電圧、電流を監視する監視手段を備え、
監視手段からの出力に基づき管理対象点の電圧が予め設定された所定の規定電圧範囲から逸脱しているか否かを判別し、電圧逸脱が判別されたとき、配電線の内電圧逸脱が判別された処理対象配電線に連なる連系開閉器のいずれかの開閉状態を電圧逸脱が判別された処理対象時点における開閉状態から反転させるとともに当該連系開閉器の開閉状態の反転に伴う必要性に応じて区分開閉器のいずれかの開閉状態を処理対象時点における開閉状態から反転させることにより処理対象配電線における電圧逸脱の状況を改善するものである。
以上のように、この発明では、処理対象配電線に連なる連系開閉器のいずれかおよび区分開閉器のいずれかの開閉状態を反転するようにしたので、変電所から配電線を経て負荷に至る給電経路が変化し、電圧逸脱の状況を解消または改善することが可能となる。
実施の形態1.
図1は、本願発明を適用する配電系統の一例を示す構成図である。図の例では、変電所SSは、3つのバンク[1]〜[3]で構成され、各バンクでは、負荷時タップ切換変圧器TRによりその送出電圧が調整される。バンク[1]からは、FCBを経て配電線Aと配電線Bとが引き出されている。そして、配電線A、Bのそれぞれには、所定の間隔で区分開閉器SWが接続されており、図示は省略しているが、各区分開閉器SWの間に各需要家の負荷や分散型電源が接続されている。また、バンク[2]からは配電線Cが、バンク[3]からは配電線Dがそれぞれ引き出されている。
更に、各配電線の相互間には、連系開閉器VSが接続されている。例えば、連系開閉器VS1は、配電線Aと配電線Cとの間に接続され、連系開閉器VS2は、配電線Aと配電線Dとの間に接続されている。
図1は、本願発明を適用する配電系統の一例を示す構成図である。図の例では、変電所SSは、3つのバンク[1]〜[3]で構成され、各バンクでは、負荷時タップ切換変圧器TRによりその送出電圧が調整される。バンク[1]からは、FCBを経て配電線Aと配電線Bとが引き出されている。そして、配電線A、Bのそれぞれには、所定の間隔で区分開閉器SWが接続されており、図示は省略しているが、各区分開閉器SWの間に各需要家の負荷や分散型電源が接続されている。また、バンク[2]からは配電線Cが、バンク[3]からは配電線Dがそれぞれ引き出されている。
更に、各配電線の相互間には、連系開閉器VSが接続されている。例えば、連系開閉器VS1は、配電線Aと配電線Cとの間に接続され、連系開閉器VS2は、配電線Aと配電線Dとの間に接続されている。
そして、各開閉器の位置が配電線上の管理対象点となっており、各開閉器に内蔵されたセンサで検出された電圧、電流のデータが、各開閉器子局TPから通信線Lを経て変電所子局SPに集められ、更に中央装置CPにより収集される。これらセンサを含む開閉器子局TP、通信線L、変電所子局SPおよび中央装置CPにより本願請求項1の監視手段を構成する。
以下で詳述する、配電系統の電圧管理方法に係る演算はこの中央装置CPで実行し、その出力としての、各開閉器を開閉操作する信号は、中央装置CPから変電所子局SPを経て各開閉器子局TPに送出される。
なお、各開閉器子局からのデータ収集方式としては、例えば、常時ポーリング方式を採用するのがよいが、開閉器子局の数によっては、開閉器子局では短い周期でデータを採取保存しておき、上位装置からのポーリング時に、保存しているデータを上位装置へ返送する方式を採用してもよい。
以下で詳述する、配電系統の電圧管理方法に係る演算はこの中央装置CPで実行し、その出力としての、各開閉器を開閉操作する信号は、中央装置CPから変電所子局SPを経て各開閉器子局TPに送出される。
なお、各開閉器子局からのデータ収集方式としては、例えば、常時ポーリング方式を採用するのがよいが、開閉器子局の数によっては、開閉器子局では短い周期でデータを採取保存しておき、上位装置からのポーリング時に、保存しているデータを上位装置へ返送する方式を採用してもよい。
図2は、本願発明になる電圧管理方法の手順を示すフローチャートで、以下、各ステップの順に説明する。
ステップS1:配電系統の常時監視
各配電線に設置されている開閉器子局TPから電圧計測値を中央装置CPによりポーリング収集し、各配電線上の管理対象点における電圧の常時監視を行う。
ステップS1:配電系統の常時監視
各配電線に設置されている開閉器子局TPから電圧計測値を中央装置CPによりポーリング収集し、各配電線上の管理対象点における電圧の常時監視を行う。
ステップS2:連系点移動の要否判定
ステップS1で収集した監視情報を基に中央装置CPにて連系点移動の要否判定を行う。ここで、連系点移動とは、この発明では、ステップS1で監視している電圧が、予め設定された所定の規定電圧範囲を逸脱したとき、その電圧逸脱の状況を改善するべく連系開閉器VSおよび区分開閉器SWのいずれかの開閉状態をそれまでの状態から反転させることを言い、従って、連系点移動の要否を判定するとは、監視電圧が規定電圧範囲を逸脱しているか否かを判定することと同意である。なお、このステップS2は、本願請求項2の第1のステップに相当する。
ステップS1で収集した監視情報を基に中央装置CPにて連系点移動の要否判定を行う。ここで、連系点移動とは、この発明では、ステップS1で監視している電圧が、予め設定された所定の規定電圧範囲を逸脱したとき、その電圧逸脱の状況を改善するべく連系開閉器VSおよび区分開閉器SWのいずれかの開閉状態をそれまでの状態から反転させることを言い、従って、連系点移動の要否を判定するとは、監視電圧が規定電圧範囲を逸脱しているか否かを判定することと同意である。なお、このステップS2は、本願請求項2の第1のステップに相当する。
この規定電圧範囲としては、低圧換算で、例えば、101±6Vが基本とされる。しかし、変圧器+低圧線+引き込み線における最大電圧降下(5.5V)を考慮して、その下限側の設定レベルは、101−6+5.5=100.5V(高圧換算値:100.5×6600/105=6317V)とされる。
また、上限側の設定レベルは、高圧線+変圧器における電圧降下(2.0V)を考慮して、101+6+2=109V(高圧換算値:109×6600/105=6851V)とされる。
また、上限側の設定レベルは、高圧線+変圧器における電圧降下(2.0V)を考慮して、101+6+2=109V(高圧換算値:109×6600/105=6851V)とされる。
ステップS2で、判定が否のときはステップS1に戻り、電圧監視を継続する。判定が要のとき、即ち、監視電圧が規定範囲を逸脱したときは、ステップS3に進む。
ステップS3:系統切替パターンの抽出
ステップS2で連系点移動が必要と判定された配電線(以下、処理対象配電線と称す)の系統電圧を規定電圧範囲内にする、または、電圧逸脱量を低減するための系統切替パターンを抽出する。
ここで、系統切替パターンとは、対象とする配電系統上の各連系開閉器VSおよび各区分開閉器SWの開閉状態によって特定されるものである。そして、このステップS3では、実際には、処理対象配電線に連なる連系開閉器VSのいずれかの開閉状態を電圧逸脱が判別された処理対象時点における開閉状態から反転させるとともに当該連系開閉器VSの開閉状態の反転に伴う必要性に応じて区分開閉器SWのいずれかの開閉状態を処理対象時点における開閉状態から反転させることで得られる各連系開閉器VSおよび各区分開閉器SWの開閉状態で特定される系統切替パターンをすべて抽出し、後述するステップS4で採用できない系統切替パターンを排除し、更に、ステップS4で残った系統切替パターンから後述するステップS6で最適な系統切替パターンを選定する。なお、このステップS3は、本願請求項2の第2のステップに相当する。
ステップS2で連系点移動が必要と判定された配電線(以下、処理対象配電線と称す)の系統電圧を規定電圧範囲内にする、または、電圧逸脱量を低減するための系統切替パターンを抽出する。
ここで、系統切替パターンとは、対象とする配電系統上の各連系開閉器VSおよび各区分開閉器SWの開閉状態によって特定されるものである。そして、このステップS3では、実際には、処理対象配電線に連なる連系開閉器VSのいずれかの開閉状態を電圧逸脱が判別された処理対象時点における開閉状態から反転させるとともに当該連系開閉器VSの開閉状態の反転に伴う必要性に応じて区分開閉器SWのいずれかの開閉状態を処理対象時点における開閉状態から反転させることで得られる各連系開閉器VSおよび各区分開閉器SWの開閉状態で特定される系統切替パターンをすべて抽出し、後述するステップS4で採用できない系統切替パターンを排除し、更に、ステップS4で残った系統切替パターンから後述するステップS6で最適な系統切替パターンを選定する。なお、このステップS3は、本願請求項2の第2のステップに相当する。
次に、ステップS3による系統切替パターンの抽出要領を簡単な回路例に基づき説明する。
先ず、図3は、先の図1でバンク[1]から引き出された配電線Aに分散型電源が連系されており、この配電線Aにおける分散型電源との連系点での電圧が規定範囲上限値を逸脱している状態を示している。
図4は、この場合の処理対象時点、即ち、電圧逸脱が判別された時点における配電線A〜Dの回路構成および各開閉器の開閉状態を示す。そして、ここでは、図2のステップS2で電圧逸脱が判別された配電線、即ち、処理対象配電線は、バンク[1]から引き出され分散型電源Gが連なる配電線Aである。
先ず、図3は、先の図1でバンク[1]から引き出された配電線Aに分散型電源が連系されており、この配電線Aにおける分散型電源との連系点での電圧が規定範囲上限値を逸脱している状態を示している。
図4は、この場合の処理対象時点、即ち、電圧逸脱が判別された時点における配電線A〜Dの回路構成および各開閉器の開閉状態を示す。そして、ここでは、図2のステップS2で電圧逸脱が判別された配電線、即ち、処理対象配電線は、バンク[1]から引き出され分散型電源Gが連なる配電線Aである。
従って、系統切替パターンの抽出は、この配電線Aに連なる連系開閉器、図4では、常開VS1、常開VS2、常開VS3の3台のいずれかを閉路させるパターンを抽出することになる。なお、ここでは、連系開閉器VSをすべて常開VSと表示している。これは、一般的な配電線系統運用においては、連系開閉器を開とした状態で各配電線が所定の規定電圧範囲内で運用できることを原則としているためである。これに対し、本願発明では、何らかの理由で、特定の連系開閉器を閉路した状態で、ステップS2の電圧逸脱が判別される場合も想定しており、従って、処理対象時点における連系開閉器を開路状態に限定していない。もっとも、説明上、特に支障の無い限り、以下では、一般的な運用に基づき常開VSとの呼称も使用するものとする。
図5は、抽出する系統切替パターンの一例となる、各開閉器の開閉状態を特定したものである。即ち、処理対象配電線Aと配電線Cとを接続する連系開閉器VS1の開閉状態を、処理対象時点における開閉状態(ここでは、開の状態)から反転、従って、閉の状態としている。そして、この連系開閉器VS1の開閉状態の反転に伴う必要性に応じて、図5に示すように、連系開閉器VS1に連なる、配電線C上の区分開閉器SWC1の開閉状態を、処理対象時点における開閉状態(ここでは、閉の状態)から反転、従って、開の状態としている。
以上の連系開閉器VS1および区分開閉器SWC1の開閉状態の反転の結果、処理対象時点(図4)には、配電線Cの末端に接続されていた需要家負荷の1個が配電線Aに切り替えて接続されることになる。これにより、電圧の上限を逸脱している配電線Aの負荷がその分増大して電圧降下が大きくなることが予想され、電圧逸脱を改善する系統切替パターンとして抽出する価値があるわけである。
図6も、抽出する系統切替パターンの一例である。ここでは、処理対象配電線Aと配電線Dとを接続する連系開閉器VS2の開閉状態を、処理対象時点における開閉状態(ここでは、開の状態)から反転、従って、閉の状態としている。そして、この連系開閉器VS2の開閉状態の反転に伴う必要性に応じて、図6に示すように、連系開閉器VS2に連なる、配電線D上の区分開閉器SWD1の開閉状態を、処理対象時点における開閉状態(ここでは、閉の状態)から反転、従って、開の状態としている。この場合、それまで配電線Dの末端に接続されていた需要家負荷の1個が配電線Aに切り替えて接続されることになる。
図7も、抽出する系統切替パターンの一例である。ここでは、処理対象配電線Aと配電線Bとを接続する連系開閉器VS3の開閉状態を、処理対象時点における開閉状態(ここでは、開の状態)から反転、従って、閉の状態としている。そして、この連系開閉器VS3の開閉状態の反転に伴う必要性に応じて、図7に示すように、連系開閉器VS3に連なる、配電線B上の区分開閉器SWB1の開閉状態を、処理対象時点における開閉状態(ここでは、閉の状態)から反転、従って、開の状態としている。この場合、それまで配電線Bの末端に接続されていた需要家負荷の2個が配電線Aに切り替えて接続されることになる。
この系統切替パターンでは、バンク[1]としての負荷電流には変化がないので、その送出電圧調整処理装置は動作しない。そして、配電線Aでは負荷が増大して上限値からの電圧逸脱量が低減し、配電線Bでは負荷が減少して電圧が上昇する。
以上では、3つの系統切替パターンを説明したが、例えば、2台以上の連系開閉器の開閉状態を反転させることで特定される系統切替パターン等、想定しうる全ての系統切替パターンを抽出する。
なお、抽出された系統切替パターンによっては、バンクからの送出電流の変化量により、送出電圧調整処理装置が動作してバンクの送出電圧が変化し得るが、後段のステップS6における電圧改善評価では、これらバンク送出電圧の変動についても考慮する必要がある。
なお、抽出された系統切替パターンによっては、バンクからの送出電流の変化量により、送出電圧調整処理装置が動作してバンクの送出電圧が変化し得るが、後段のステップS6における電圧改善評価では、これらバンク送出電圧の変動についても考慮する必要がある。
図8は、バンク[1]から引き出された配電線Bに重負荷が連系されておりその末端部での電圧が規定範囲下限値を逸脱している状態を示している。この場合、処理対象配電線Bの負荷の一部を他の配電線に移動することで電圧逸脱の改善を図るべく系統切替パターンの抽出を行うことになる。
図9は、電圧の下限値逸脱が判別された処理対象時点における配電線A〜Dの回路構成および各開閉器の開閉状態を示す。
図10は、抽出する系統切替パターンの一例で、処理対象配電線Bと配電線Dとを接続する連系開閉器VS4の開閉状態を、処理対象時点における開閉状態(ここでは、開の状態)から反転、従って、閉の状態としている。そして、この連系開閉器VS4の開閉状態の反転に伴う必要性に応じて、図10に示すように、連系開閉器VS4に連なる、配電線B上の区分開閉器SWB2の開閉状態を、処理対象時点における開閉状態(ここでは、閉の状態)から反転、従って、開の状態としている。
これによって、配電線Bの負荷の一部が配電線Dに移動し、配電線Bでの電圧逸脱が改善される可能性がある。
図10は、抽出する系統切替パターンの一例で、処理対象配電線Bと配電線Dとを接続する連系開閉器VS4の開閉状態を、処理対象時点における開閉状態(ここでは、開の状態)から反転、従って、閉の状態としている。そして、この連系開閉器VS4の開閉状態の反転に伴う必要性に応じて、図10に示すように、連系開閉器VS4に連なる、配電線B上の区分開閉器SWB2の開閉状態を、処理対象時点における開閉状態(ここでは、閉の状態)から反転、従って、開の状態としている。
これによって、配電線Bの負荷の一部が配電線Dに移動し、配電線Bでの電圧逸脱が改善される可能性がある。
図11も抽出する系統切替パターンの一例で、処理対象配電線Bと配電線Aとを接続する連系開閉器VS3の開閉状態を、処理対象時点における開閉状態(ここでは、開の状態)から反転、従って、閉の状態としている。そして、この連系開閉器VS3の開閉状態の反転に伴う必要性に応じて、図11に示すように、連系開閉器VS3に連なる、配電線B上の区分開閉器SWB1の開閉状態を、処理対象時点における開閉状態(ここでは、閉の状態)から反転、従って、開の状態としている。
この場合、配電線Bの負荷の一部が、配電線Aに移動し、配電線Bでの電圧逸脱が改善される。また、分散型電源が連なる配電線Aの負荷が増大するので、配電線Aにおける電圧上昇も低減する。更に、この切替では、バンク[1]の送出電流が変化しないので、バンク送出電圧は変化しない。
この場合、配電線Bの負荷の一部が、配電線Aに移動し、配電線Bでの電圧逸脱が改善される。また、分散型電源が連なる配電線Aの負荷が増大するので、配電線Aにおける電圧上昇も低減する。更に、この切替では、バンク[1]の送出電流が変化しないので、バンク送出電圧は変化しない。
ステップS3で抽出された全ての系統切替パターンは、次に、ステップS4において、系統運用上予め設定された切替制約条件(制約項)を満たすか否かを判別する(本願請求項2の第3のステップに相当する)。
この制約項の具体的な内容は、対象の配電系統を管轄する電力会社の系統運用指針等により種々の内容となり、以下に、簡単に項目名を例示するのみに留めるものとする。
この制約項の具体的な内容は、対象の配電系統を管轄する電力会社の系統運用指針等により種々の内容となり、以下に、簡単に項目名を例示するのみに留めるものとする。
1:他配電線への分散型電源移動の禁止(分散型電源の管理を特別に行うためである)。2:切替後系統での過負荷状態の禁止(配電線や開閉器の電流を許容値内に管理するためである)。3:B種接地抵抗値違反の禁止(高低圧混触事故時の低圧機器破壊防止のためである)。4:作業中および作業計画有りの配電線の操作禁止(現場作業員の安全確保のためである)。5:ループ点過電流違反の禁止(ループ投入した場合の開閉器過電流通電を防止するためである)。6:再閉路リレー最大区間数超過違反の禁止(系統の再閉路の運用基準を遵守するためである)。
ステップS4で、先のステップS3により抽出された系統切替パターンの全てがその制約項の条件を満足しない場合は、本願発明による系統切替は中止せざるを得ず、基のステップS1に戻り、配電系統の常時監視の動作を続けることになる。
但し、ステップS4で出力すべき系統切替パターンが存在しないと判別された根拠となる制約項が、上述した「6:再閉路リレー最大区間数超過違反の禁止」の場合は、この制約条件を、例えば以下のように緩和することで、ステップS4での判別結果を変更し系統切替パターンの候補として後段のステップS6に出力する(ステップS5)。
即ち、再閉路リレー最大区間数は、該当する複数の区分開閉器の順序投入時限の総和が規定された再閉路時限を越えないように設定されているため、上記の条件の緩和は、例えば、全体の再閉路時限を踏襲する中で、該当する区分開閉器の内の所定台数の順序投入時限を0秒に設定する等の方法が採用される。
即ち、再閉路リレー最大区間数は、該当する複数の区分開閉器の順序投入時限の総和が規定された再閉路時限を越えないように設定されているため、上記の条件の緩和は、例えば、全体の再閉路時限を踏襲する中で、該当する区分開閉器の内の所定台数の順序投入時限を0秒に設定する等の方法が採用される。
図2に戻り、以上のステップS4またはステップS5における判別で残った系統切替パターンは、次のステップS6において、目的項による最適切替パターンの選定が行われる(本願請求項2の第4のステップが相当する)。
ここで、目的項とは、最適の系統切替パターンを選定する際の評価基準であって、当然ながら、パターンを切り替えた場合の算出電圧の規定電圧範囲からの電圧逸脱改善度合いを評価する項目を含んでいる。
ここで、目的項とは、最適の系統切替パターンを選定する際の評価基準であって、当然ながら、パターンを切り替えた場合の算出電圧の規定電圧範囲からの電圧逸脱改善度合いを評価する項目を含んでいる。
この最適系統切替パターンの選定基準は、先の制約項の設定の場合と同様、具体的な内容は、対象の配電系統を管轄する電力会社等の系統運用指針等により種々の内容となるが、ここではその一例を簡単に紹介する。
例えば、設定された各種目的項kiとそれぞれの目的項に設定された重み付け係数αiとで表現される適応度fを、下式により全ての対象系統切替パターンについて演算し、適応度fが最大のものを最適切替パターンとして選定する。
例えば、設定された各種目的項kiとそれぞれの目的項に設定された重み付け係数αiとで表現される適応度fを、下式により全ての対象系統切替パターンについて演算し、適応度fが最大のものを最適切替パターンとして選定する。
f=1/(α1・k1+α2・k2+α3・k3+α4・k4+α5・k5+α6・k6+α7)
上式で、k1は、切替後の系統電圧改善を評価するもので、系統切替後の系統電圧が規定電圧範囲から逸脱していないかを判定するものである。逸脱している場合でも改善される場合は切替候補とするが「Warning」の表示を出して注意を喚起するようにしてもよい。電圧改善度の最大を0、最小を1と正規化する。α1は、目的項k1の重み付け係数である。
なお、既述した通り、切替でバンク送出電流が変わり送出電圧調整処理装置が動作してバンクの送出電圧が変化するときはその電圧変化分も考慮に入れて系統電圧改善を評価する。
k2は、系統切替手順数を評価するもので、開閉器の切替累計回数を抑えるため、系統切替実行手順が少ないものから優先順位を高くする。このため、作成した系統切替手順数をカウントし、最小を0、最大を1と正規化する。α2は、目的項k2の重み付け係数である。
なお、既述した通り、切替でバンク送出電流が変わり送出電圧調整処理装置が動作してバンクの送出電圧が変化するときはその電圧変化分も考慮に入れて系統電圧改善を評価する。
k2は、系統切替手順数を評価するもので、開閉器の切替累計回数を抑えるため、系統切替実行手順が少ないものから優先順位を高くする。このため、作成した系統切替手順数をカウントし、最小を0、最大を1と正規化する。α2は、目的項k2の重み付け係数である。
k3は、ループ切替先配電系統を評価するもので、ループ切替先配電線の系統種類により、同一バンク(高)→同一変電所(中)→同一上位系統(低)と順位付けする。このため、ループ切替先の配電線の上位系統を配電自動化システムのデータを使って追いかけ系統の種類を判定する。最大の評価のものを0、最小を1と正規化する。α3は、目的項k3の重み付け係数である。
k4は、開閉器の切替累計回数を評価するもので、機械的寿命と電気的寿命を考慮し、この切替累計回数が少ないものを優先して選定するようにする。切替累計回数最小のものを0、最大を1と正規化する。α4は、目的項k4の重み付け係数である。
k4は、開閉器の切替累計回数を評価するもので、機械的寿命と電気的寿命を考慮し、この切替累計回数が少ないものを優先して選定するようにする。切替累計回数最小のものを0、最大を1と正規化する。α4は、目的項k4の重み付け係数である。
k5は、切替系統の損失を評価するもので、系統切替後の潮流状態から損失値を算出し、系統損失値の最小のものを0、最大を1と正規化する。α5は、目的項k5の重み付け係数である。
k6は、切替系統の負荷バランスを評価するもので、系統切替後の同一バンク内配電線の過負荷に対する余裕を出来るだけ持たせるため負荷バランスの評価を行う。配電線許容電流値と負荷電流との差の2乗平均から求めた裕度が最大のものを0、最小を1と正規化する。α6は、目的項k6の重み付け係数である。
α7は、kiが全て0の場合のゼロ除算防止の係数である。
k6は、切替系統の負荷バランスを評価するもので、系統切替後の同一バンク内配電線の過負荷に対する余裕を出来るだけ持たせるため負荷バランスの評価を行う。配電線許容電流値と負荷電流との差の2乗平均から求めた裕度が最大のものを0、最小を1と正規化する。α6は、目的項k6の重み付け係数である。
α7は、kiが全て0の場合のゼロ除算防止の係数である。
図2に戻り、次に、ステップS7で、以上のステップで電圧改善を行った配電線以外に系統電圧の規定範囲から逸脱した配電線が有るか無いかを判定し、有る場合は、新たな電圧逸脱を判定した配電線を処理対象配電線としてステップS3以降の処理を行う(本願請求項3の第6のステップが相当する)。
ステップS7で新たに電圧が逸脱する配電線が無かった場合は、ステップS8で、最適切替手順を実行する(本願請求項2の第5のステップが相当する)。即ち、中央装置CPが、選定された最適系統切替パターンの手順に従って、既述したように、遠隔制御にて必要な各連系開閉器、区分開閉器である現場機器を操作し切替を実施する。
ステップS7で新たに電圧が逸脱する配電線が無かった場合は、ステップS8で、最適切替手順を実行する(本願請求項2の第5のステップが相当する)。即ち、中央装置CPが、選定された最適系統切替パターンの手順に従って、既述したように、遠隔制御にて必要な各連系開閉器、区分開閉器である現場機器を操作し切替を実施する。
系統切替後、事故時の時限順送対応のため、中央装置CPは、現場機器に対して標準運用状態、時限等を仮設定し(ステップS9)、仮標準登録をする(ステップS10)。
更に、ステップS11で、中央装置CPは、配電系統を常時監視し、切替要因の排除判定を行い、排除が判定されると、ステップS12で、切替前の系統状態に切り戻す(本願請求項5の第7および第8のステップが相当する)。
更に、ステップS11で、中央装置CPは、配電系統を常時監視し、切替要因の排除判定を行い、排除が判定されると、ステップS12で、切替前の系統状態に切り戻す(本願請求項5の第7および第8のステップが相当する)。
即ち、切替動作実行後における監視手段からの出力を適用して切替動作実行前の回路条件による各配電線上の電圧を算出しこれら算出電圧が規定電圧範囲から逸脱しているか否かを判別し、電圧逸脱が無いと判別されたときは切替動作実行前の回路条件となるよう連系開閉器および区分開閉器のいずれかの開閉状態を切替動作実行後の開閉状態から反転させる切替動作を実行させる。
従って、切替動作実行前の回路条件が、先の図4や図9で説明した、全ての連系開閉器が開状態である標準運用状態の回路条件である場合は、この切り戻しのステップを設けることにより、一連の電圧逸脱をもたらす要因が喪失すると、速やかに配電系統をその標準運用状態に復帰させることが出来る。
従って、切替動作実行前の回路条件が、先の図4や図9で説明した、全ての連系開閉器が開状態である標準運用状態の回路条件である場合は、この切り戻しのステップを設けることにより、一連の電圧逸脱をもたらす要因が喪失すると、速やかに配電系統をその標準運用状態に復帰させることが出来る。
以上のように、本願発明に係る配電系統の電圧管理方法は、電圧逸脱が判別された配電線に連なる連系開閉器のいずれかおよび関連する区分開閉器のいずれかの開閉状態を反転することで電圧逸脱状態の改善を図るもので、その具体的な方法は、図2等で説明したものに限定されることなく、更に、必ずしも、分散型電源が連なる配電系統に限らず、各種の配電系統に広く適用でき、電圧改善の効果を奏するものである。
A〜D 配電線、VS1〜VS4 連系開閉器、SW 区分開閉器、SS 変電所、
TP 開閉器子局、L 通信線、SP 変電所子局、CP 中央装置。
TP 開閉器子局、L 通信線、SP 変電所子局、CP 中央装置。
Claims (6)
- 変電所から引き出された複数の配電線と、上記各配電線に接続された区分開閉器と、上記各配電線の相互間に接続された連系開閉器とを備え、上記配電線に接続された負荷に電力を供給する配電系統の上記各配電線の電圧を管理する方法であって、
上記各配電線上の管理対象点における電圧、電流を監視する監視手段を備え、
上記監視手段からの出力に基づき上記管理対象点の電圧が予め設定された所定の規定電圧範囲から逸脱しているか否かを判別し、上記電圧逸脱が判別されたとき、上記配電線の内上記電圧逸脱が判別された処理対象配電線に連なる上記連系開閉器のいずれかの開閉状態を上記電圧逸脱が判別された処理対象時点における開閉状態から反転させるとともに当該連系開閉器の開閉状態の反転に伴う必要性に応じて上記区分開閉器のいずれかの開閉状態を上記処理対象時点における開閉状態から反転させることにより上記処理対象配電線における上記電圧逸脱の状況を改善することを特徴とする配電系統の電圧管理方法。 - 上記監視手段からの出力に基づき上記管理対象点の電圧が予め設定された所定の規定電圧範囲から逸脱しているか否かを判別する第1のステップ、この第1のステップで上記電圧逸脱が判別されたとき、上記配電線の内上記電圧逸脱が判別された処理対象配電線に連なる上記連系開閉器のいずれかの開閉状態を上記電圧逸脱が判別された処理対象時点における開閉状態から反転させるとともに当該連系開閉器の開閉状態の反転に伴う必要性に応じて上記区分開閉器のいずれかの開閉状態を上記処理対象時点における開閉状態から反転させることで得られる上記各連系開閉器および各区分開閉器の開閉状態を特定する系統切替パターンをすべて抽出する第2のステップ、この第2のステップで抽出された上記系統切替パターンについて系統運用上予め設定された切替制約条件を満たすか否かを判別する第3のステップ、この第3のステップで上記切替制約条件を満たすと判別された上記系統切替パターンから、当該系統切替パターンで特定される回路条件について上記処理対象時点における上記監視手段からの出力を適用して上記処理対象配電線上の上記管理対象点の電圧を算出しこれら算出電圧の上記規定電圧範囲からの電圧脱落改善評価を含む系統運用上予め設定された評価基準に基づき優先的に適用する最適系統切替パターンを抽出する第4のステップ、および上記第4のステップで抽出された上記最適系統切替パターンで特定される回路条件となるよう上記連系開閉器および上記区分開閉器のいずれかの開閉状態を上記処理対象時点の開閉状態から反転させる切替動作を実行させる第5のステップを備えたことを特徴とする請求項1記載の配電系統の電圧管理方法。
- 上記第4のステップで抽出された上記最適系統切替パターンで特定される回路条件について上記処理対象時点における上記監視手段からの出力を適用して上記処理対象配電線以外の上記各配電線上の上記管理対象点の電圧を算出しこれら算出電圧が上記規定電圧範囲から逸脱しているか否かを判別する第6のステップを備え、この第6のステップで上記算出電圧の電圧逸脱が無いと判別されたときは上記第5のステップに進み、上記第6のステップで上記算出電圧の電圧逸脱が判別されたときは上記第2のステップに進むようにしたことを特徴とする請求項2記載の配電系統の電圧管理方法。
- 上記第3のステップで上記切替制約条件を満たす系統切替パターンが存在しないと判別された場合であって、当該判別の根拠が再閉路リレー最大区間数超過の条件である場合、該当する上記区分開閉器の所定台数の順序投入時限を0秒に設定して上記再閉路リレー最大区間数超過の条件を緩和することにより、上記第3のステップで一旦上記切替制約条件を満たさないとした判別結果を変更するようにしたことを特徴とする請求項2または3に記載の配電系統の電圧管理方法。
- 上記第5のステップで上記切替動作を実行させた後、当該切替動作実行後における上記監視手段からの出力を適用して上記切替動作実行前の回路条件による上記各配電線上の上記管理対象点の電圧を算出しこれら算出電圧が上記規定電圧範囲から逸脱しているか否かを判別する第7のステップ、およびこの第7のステップで上記算出電圧の電圧逸脱が無いと判別されたとき上記切替動作実行前の回路条件となるよう上記連系開閉器および上記区分開閉器のいずれかの開閉状態を上記切替動作実行後の開閉状態から反転させる切替動作を実行させる第8のステップを備えたことを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載の配電系統の電圧管理方法。
- 上記配電線に、分散型電源が接続されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の配電系統の電圧管理方法。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102928716A (zh) * | 2012-11-06 | 2013-02-13 | 江苏正佰电气股份有限公司 | 智能型电能质量监测系统 |
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- 2007-09-10 JP JP2007233935A patent/JP2009065816A/ja active Pending
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