JP2013207913A - 配電系統監視制御システムおよび配電系統監視制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力系統データベースの更新作業を自動化することができる配電系統監視制御システムおよび配電系統監視制御装置を提供する。
【解決手段】実施形態の配電系統監視制御装置は、データベース、情報取得部、配電系統情報作成部、制御部を備える。前記データベースには電柱に架設された電線を繋げた配電系統に電力を供給するための配電系統の情報が格納される。前記情報取得部は前記電柱に設けられ前記電線を含む線路の電気的な接続・切断を行う開閉器を有する子局から、前記電柱の位置情報と、隣接する他の電柱の開閉器との接続情報とを取得する。前記配電系統情報作成部は取得された前記電柱の位置情報と電柱の開閉器との接続情報とを基に配電系統の情報を作成し前記データベースに記憶する。前記制御部は前記データベースの配電系統の情報を基に配電系統に電力を供給するように前記開閉器を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、配電系統監視制御システムおよび配電系統監視制御装置に関する。

一般に、配電系統監視制御装置は、発電所からの送電設備および電柱に設けられた開閉器などの電力系統を監視しつつ制御している。

配電系統監視制御装置は、電力系統を構成する種々の設備およびその接続状態も含めた各種情報を格納した電力系統データベースを有しており、この電力系統データベースを用いて電力系統の現在状態の監視または監視結果を基に各種電力系統の設備を制御することで、電力の安定供給および系統運用業務の省力化（効率化）に寄与している。

ところで、電力系統設備の状態は、日々刻々と変化しており、その設備の変化に合わせて電力系統データベースを更新していく必要がある。この電力系統設備の更新作業は、労力を要する作業であり、系統運用業務の省力化に逆行しているといえる。

このため、設備データを管理する他のシステムなどとデータ連係を行い、電力系統データベースの更新業務を少しでも省力化できるような仕組みを備えているものもある。

特開平０９−３０８１０７号公報

しかしながら、電力系統設備の状態は、至る所で日々変化しており、電力系統データベースの更新作業を自動化することは容易なことではない。

本発明が解決しようとする課題は、電力系統データベースの更新作業を自動化することができる配電系統監視制御システムおよび配電系統監視制御装置を提供することにある。

実施形態の配電系統監視制御装置は、データベース、情報取得部、配電系統情報作成部、制御部を備える。前記データベースには電柱に架設された電線を繋げた配電系統に電力を供給するための配電系統の情報が格納される。前記情報取得部は前記電柱に設けられ前記電線を含む線路の電気的な接続・切断を行う開閉器を有する子局から、前記開閉器が取り付けられた電柱の位置情報と、隣接する他の電柱の開閉器との接続情報とを含む電柱の情報を取得する。前記配電系統情報作成部は前記情報取得部により取得された前記電柱の情報を基に前記配電系統の情報を作成し前記データベースに記憶する。前記制御部は前記データベースの配電系統情報を基に配電系統に電力を供給するように前記開閉器を制御する。

実施形態の配電系統監視制御システムは、前記電線を架設した電柱に設けられた子局と、前記子局からの情報を基に配電系統へ電力を供給する配電系統監視制御装置とを備える。前記子局は開閉器、位置情報記憶部、接続情報記憶部、通信部を備える。前記開閉器は前記電線を含む線路の電気的な接続・切断を行う。前記位置情報記憶部には前記開閉器が設けられた前記電柱の位置情報が記憶される。前記接続情報記憶部には隣接する他の電柱の開閉器との接続情報が記憶される。前記通信部は前記配電系統監視制御装置からの要求に応じて前記位置情報記憶部、前記接続情報記憶部の情報を前記配電系統監視制御装置へ送信する。前記配電系統監視制御装置は、前記子局に対して情報を要求する通信部と、前記通信部からの要求に応じて前記子局から送信された電柱の情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部により取得された前記電柱の情報に含まれる前記電柱の位置情報と前記他の電柱の開閉器との接続情報とを基に前記配電系統の情報を作成し前記データベースに記憶する配電系統情報作成部と、前記データベースの配電系統の情報を基に配電系統に電力を供給するように前記開閉器を制御する制御部とを備える。

実施形態の配電系統監視制御システムの概要構成を示す図である。 配電系統監視制御システムの詳細な構成を示す図である。 位置情報の一例を示す図である。 接続情報の一例を示す図である。 開閉器情報の一例を示す図である。 配電線路系統情報の一例を示す図である。 設備情報の一例を示す図である。 配電系統監視制御システムの動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）図１は実施形態の配電系統監視制御システムの構成を示す図である。

図１、図２に示すように、この実施形態の配電系統監視制御システムは、全地球測位システム（ＧＰＳ１０）からＧＰＳ信号を受信し、開閉器が取り付けられている開閉器柱１ａ（以下「電柱１ａ」と称す）の位置座標を取得する一つ以上の子局２０ａ〜２０ｎと、各子局２０ａ〜２０ｎと電力網などのネットワーク３を介して接続された配電系統監視制御装置３０とを有している。

配電系統監視制御装置３０は、子局２０ａ〜２０ｎからネットワーク３を通じて情報を取得し、取得した子局２０ａ〜２０ｎからの情報を基に配電系統へ電力を供給する。
すなわち、この配電系統監視制御システムは、電線を架設した電柱に設けられた子局２０ａ〜２０ｎと、子局２０ａ〜２０ｎからの情報を基に配電系統へ電力を供給する配電系統監視制御装置３０とを備えている。

ＧＰＳ１０は地球の上空を周回する複数のＧＰＳ衛星１０ａを有し、それぞれのＧＰＳ衛星１０ａはＧＰＳ信号を発信している。電線２では、子局２０間で電力を送配電する他、ネットワーク３を含めて電力線搬送通信（ＰＬＣ通信）により子局２０と配電系統監視制御装置３０間で制御信号やデータの通信が可能である。

各子局２０ａ〜２０ｎは、電線２ａ〜２ｎなどの配電線を地上数ｍまたは数十ｍの位置で支持する電柱１ａ〜１ｎに取り付けられている。電線２ａ〜２ｎは電柱１ａ〜１ｎによって地上に架設されている。隣接する電柱１ａ〜１ｎの子局２０ａ〜２０ｎどうしは電線２ａ〜２ｎにより接続されている。

各子局２０ａ〜２０ｎは、ＧＰＳ１０から受信されるＧＰＳ信号を使用してそれぞれの電柱１ａ〜１ｎの位置（座標）を求め記憶し、配電系統監視制御装置３０からの要求に応じて位置（座標）および設備情報を配電系統監視制御装置３０へ送り、配電系統監視制御装置３０の電力系統データベース３３に電柱１ａの位置（座標）を登録する。

図２に示すように、例えば子局２０ａは、ＧＰＳ信号受信部２１、座標設定部２２、位置情報記憶部２３、開閉器２４、接続情報記憶部２５、開閉器情報記憶部２６、制御部２７、通信部２８などを有している。なお子局の構成は他の子局２０ｂ〜２０ｎも同様である。

ＧＰＳ信号受信部２１は、複数のＧＰＳ衛星１０ａからＧＰＳ信号を受信する。
座標設定部２２は、ＧＰＳ信号受信部２１により受信されたＧＰＳ信号から地球上における電柱１ａ（子局２０ａ）の位置座標を求め、位置情報記憶部２３に記憶する。

位置情報記憶部２３には、例えば図３に示すように、電柱１ａＩＤに対して電柱の経度を示すＸ座標、電柱の緯度を示すＹ座標が記憶される。ＩＤは個体を識別するための固有番号（識別子）である。電柱１ａと子局２０ａと開閉器２４は地球全体からするとほぼ同じ位置に設置されるので、電柱１ａＩＤの代わりに子局２０ａまたは開閉器２４のＩＤを用いてもよい。

すなわち、位置情報記憶部２３には、子局２０ａまたは開閉器２４または開閉器２４が取り付けられた電柱１ａ（子局２０ａ）の位置座標が記憶される。位置座標とは地球上の緯度、経度等である。

接続情報記憶部２５には、この子局２０ａが設けられている電柱１ａのＩＤに隣接して接続されている他の電柱１ｂのＩＤが対応して記憶されている。例えば図４に示すように、この子局２０ａの電柱１ａのＩＤには、電柱１ａに隣接して接続されている電柱１ｂのＩＤが対応して記憶されている。

なお子局２０ｂでは、電柱１ｂのＩＤに、電柱１ｂに隣接して接続されている電柱１ａのＩＤと電柱１ｃのＩＤとが対応して記憶されている。すなわち子局２０ａの接続情報記憶部２５には、隣接する子局２０ｂまたは電柱１ｂとの対応関係を示す情報が記憶されている。この他、例えば子局２０ａの開閉器２４のＩＤと子局２０ｂの開閉器２４のＩＤとを対応させたものでもよい。

開閉器情報記憶部２６には、例えば図５に示すように、開閉器２４のＩＤに対して開閉器番号（Ｎｏ．）、接点の容量、時間、チャンネル（ＣＨ）、ワード、子局種別などが対応して記憶されている。すなわち開閉器情報記憶部２６には、開閉器２４の仕様を示す情報が記憶されている。

開閉器２４は、配電系統監視制御装置３０により制御されて配電線路を開・閉し、電力供給先（家庭や事業者）への配電経路を形成する。つまり開閉器２４は、電線２により構成された配電線路を遮断（開放）および接続（閉鎖）を行う。

制御部２７は、ＰＬＣ通信により開閉器２４を通じて電線２から隣接する接続相手（隣の子局２０）の情報を取得し、接続情報記憶部２５に記憶する。接続情報記憶部２５には、隣接する接続相手の情報（隣の子局２０の情報）が記憶される。通信部２８は配電系統監視制御装置３０と電線２を通じたＰＬＣ通信により情報を送受信する。

配電系統監視制御装置３０は、電柱情報取得部３１、電柱情報処理部３５、電力系統データベース３３、開閉器制御部３４、配電系統情報作成部３５、通信部３６、メモリ３２などを有している。配電系統監視制御装置３０は、キーボード４１などの入力装置およびモニタ４２などの出力装置と接続されている。

電柱情報取得部３１は、キーボード４１からの指示に従い各子局２０とＰＬＣ通信し、各子局２０から電柱情報を取得する。電柱情報とは、開閉器２４の仕様を示す設備情報と、開閉器２４が取り付けられた電柱１ａの位置情報と、隣接する電柱１ａの子局２０（開閉器２４）との接続情報などである。

すなわち電柱情報取得部３１は、通信部３６を通じて子局２０ａ〜２０ｎに電柱情報を要求し、この要求に応じて各子局２０ａ〜２０ｎから送信された開閉器２４の仕様を示す開閉器情報と、開閉器２４が取り付けられた電柱１ａ〜１ｎの位置情報と、隣接する他の電柱１ａ〜１ｎの開閉器２４との接続情報とを取得する情報取得部として機能する。

電柱情報処理部３５は、電柱情報取得部３１により取得された電柱情報と、この電柱情報を基に作成した配電線路系統情報とを電力系統データベース３３に登録する。電柱情報処理部３５は、配電線路系統情報を基にグラフィカルな配電線路の系統図を作成しモニタ４２へ出力し表示する。

また、電柱情報処理部３５は、電柱情報取得部３１により取得された電柱情報（開閉器情報と電柱１ａ〜１ｎの位置情報と他の電柱の開閉器２４との接続情報）を基に電線２ａ〜２ｎが接続されている設備の情報（設備情報）を作成し、作成した設備情報を電力系統データベース３３に登録（記憶）する。

すなわち電柱情報処理部３５は、電柱情報取得部３１により取得された電柱情報（開閉器情報と電柱１ａ〜１ｎの位置情報と他の電柱の開閉器２４との接続情報）を基に配電線路系統情報および設備情報を作成し、これらの情報を電力系統データベース３３に登録（記憶）する配電系統情報作成部として機能する。

開閉器制御部３４は、電力系統データベース３３の配電系統情報を基に配電系統に電力を供給するように各子局２１ａ〜２０ｎの開閉器２４を制御する。

すなわち開閉器制御部３４は、電力系統データベース３３から読み出した配電線路系統情報に従い、各子局２０の開閉器２４を開閉制御し、配電線路図どおりに配電する。通信部３６は子局２０と電線２を通じたＰＬＣ通信により情報を送受信する。

電力系統データベース３３には、電柱１ａ〜１ｎに架設された電線２ａ〜２ｎを繋げた配電系統に電力を供給するための配電系統情報および各子局２０ａ〜２０ｎの電柱情報が格納される。

配電系統情報は、各子局２０ａ〜２０ｎから得られる電柱情報、この電柱情報を基に作成される配電線路系統情報、設備情報などである。電柱情報は子局２０ａ〜２０ｎからの位置情報、開閉器情報、接続情報である。

図６に示すように、配電線路系統情報は、例えば配電線２ａの名称に対応して、電線２ａに接続されている子局２０ａの開閉器２４の系統情報が記憶されている。つまり配電線路系統情報は、電線２ａがどういった配電系統に属しているかを示す情報である。

図７に示すように、設備情報は、例えば配電線２ａの名称に対応して、例えば電線２ａに接続されている子局２０ａの開閉器２４の設備情報が記憶されている。つまり設備情報は、電線にどういった機器が接続され、電線がどの区間に接続されているかを示す情報である。

続いて、この実施形態の配電系統監視制御システムの動作を説明する。
この実施形態の場合、各子局２０ａ〜２０ｎでは、ＧＰＳ信号受信部２１が、複数のＧＰＳ衛星１０ａからＧＰＳ信号を常に受信しており、例えば子局２０ａでは、座標設定部２２が、ＧＰＳ信号受信部２１により受信されたＧＰＳ信号から地球上における電柱１ａ（子局２０ａまたは開閉器２４）の位置座標を求め、位置情報記憶部２３に記憶する。

また各子局２０ａ〜２０ｎでは、制御部２７が、開閉器２４および電線２を通じて、隣接する接続先の子局２０ａ〜２０ｎとＰＬＣ通信を行い、隣接する接続先の子局２０ａ〜２０ｎから開閉器情報および接続情報を取得し、取得した開閉器情報を開閉器情報記憶部２６に記憶すると共に、取得した接続情報を接続情報記憶部２５に記憶する。例えば子局２０ａは子局２０ｂから情報を取得し、例えば子局２０ｂは子局２０ａと子局２０ｂから情報を取得する。

一方、配電系統監視制御装置３０では、例えばオペレータにより情報取得要求のためのキー操作がキーボード４１から行われた際、または図示しないタイマにより一定時間が計時されたときなどの所定のタイミングに、電柱情報取得部３１が、各子局２０に対して、通信部３６およびネットワーク３を通じて、電柱情報の取得要求を行う（図８のステップＳ１０１）。

各子局２０ａ〜２０ｎでは、配電系統監視制御装置３０からの電柱情報の取得要求が通信部２８により受信されると、通信部２８は、この要求に対する応答として、開閉器情報記憶部２６に記憶されている開閉器情報、接続情報記憶部２５に記憶されている接続情報、位置情報記憶部２３に記憶されている位置情報をそれぞれ読み出して配電系統監視制御装置３０へ送る。

配電系統監視制御装置３０では、子局２０ａ〜２０ｎから送られてきた電柱情報を電柱情報取得部３１が取得し（ステップＳ１０２）、メモリ３２に一時記憶する。

そして、電柱情報の取得を全子局２０ａ〜２０ｎ分終了すると（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、電柱情報処理部３５が、メモリ３２から読み出した電柱情報を基に配電線路系統情報を作成し、配電線路系統情報に基づく配電線路の系統図をモニタ４２に表示すると共に（ステップＳ１０４）、作成した配電線路系統情報および電柱情報を電力系統データベース３３に登録する（ステップＳ１０５）。

配電線路の系統図は電線の接続関係が分かるようにグラフィカルに表示される。配電線路系統情報および電柱情報を電力系統データベース３３に登録する際、新規作成または変更（削除も含む）された配電線路系統情報および電柱情報にはその旨のフラグが付される。

そして、オペレータからのキー操作により、電柱の新設／変更／撤去などの、設備の更新確認が行われると（ステップＳ１０６）、電柱情報処理部３５は、電力系統データベース３３から配電線路系統情報および電柱情報を読み出して新規または変更のフラグが付された最新の情報を基に、配電系統を制御する（ステップＳ１０７）。

このようにこの第１の実施形態によれば、電線２ａ〜２ｎが接続された開閉器２４を有する子局２０ａ〜２０ｎがＧＰＳ１０から自身の位置情報を取得して各々記憶しておき、配電系統監視制御装置３０が、所定のタイミングで各子局２０に記憶された電柱情報（位置座標、開閉器情報、接続情報）を、ネットワーク３を通じて取得し、配電線路系統情報を作成し、電力系統データベース３３に登録、更新を行うので、電力系統データベース３３の情報の更新作業を自動化することができる。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

上記実施形態では、電力系統データベース３３の情報について、フラグで新規や変更など管理したが、この他、新たに作成した配電線路図系統情報および設備情報と現在の電力系統データベース３３の情報とを比較し、変化のあった設備情報については変更設備、追加された設備情報は新設設備、無くなった設備情報は撤去設備として、配電系統監視制御装置３０の電力系統データベース３３を自動的に更新してもよい。

また上記実施形態に示した各構成要素を、コンピュータのハードディスク装置などのストレージにインストールしたプログラムで実現してもよく、また上記プログラムを、コンピュータ読取可能な電子媒体：electronic mediaに記憶しておき、プログラムを電子媒体からコンピュータに読み取らせることで本発明の機能をコンピュータが実現するようにしてもよい。電子媒体としては、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やフラッシュメモリ、リムーバブルメディア：Removable media等が含まれる。さらに、ネットワークを介して接続した異なるコンピュータに構成要素を分散して記憶し、各構成要素を機能させたコンピュータ間で通信することで実現してもよい。

１ａ-１ｎ…電柱、２０ａ-２０ｎ…子局、２ａ-２ｎ…電線、１ａ…開閉器柱（電柱）、３…ネットワーク、１０ａ…ＧＰＳ衛星、２１…ＧＰＳ信号受信部、２２…座標設定部、２３…位置情報記憶部、２４…開閉器、２５…接続情報記憶部、２６…開閉器情報記憶部、２７…制御部、２８…通信部、３０…配電系統監視制御装置、３１…電柱情報取得部、３２…メモリ、３２…電柱情報処理部、３３…電力系統データベース、３４…開閉器制御部、３５…電柱情報処理部、３６…通信部、４１…キーボード、４２…モニタ。

Claims (8)

1. 電柱に架設された電線を繋げた配電系統に電力を供給するための配電系統の情報が格納されるデータベースと、
   前記電柱に設けられ前記電線を含む線路の電気的な接続・切断を行う開閉器を有する子局から、前記開閉器が取り付けられた電柱の位置情報と、隣接する他の電柱の開閉器との接続情報とを含む電柱の情報を取得する情報取得部と、
   前記情報取得部により取得された電柱の情報を基に前記配電系統の情報を作成し前記データベースに記憶する配電系統情報作成部と、
   前記データベースの配電系統の情報を基に配電系統に電力を供給するように前記開閉器を制御する制御部と
   を具備する配電系統監視制御装置。
2. 前記電柱の情報には、前記開閉器の仕様を示す開閉器情報が含まれており、前記配電系統情報作成部は、前記電柱の位置情報と前記開閉器との接続情報と前記開閉器情報とを基に前記配電系統の情報を作成する請求項１記載の配電系統監視制御装置。
3. 前記情報取得部は、
   前記子局が全地球測位システムから得た前記電柱の位置情報を取得する請求項１記載の配電系統監視制御装置。
4. 電力線搬送通信により前記子局と通信する通信部を具備する請求項１記載の配電系統監視制御システム。
5. 前記電線を架設した電柱に設けられた子局と、前記子局からの情報を基に配電系統へ電力を供給する配電系統監視制御装置とを備えた配電系統監視制御システムにおいて、
   前記子局は、
   前記電線を含む線路の電気的な接続・切断を行う開閉器と、
   前記開閉器が設けられた前記電柱の位置情報が記憶された位置情報記憶部と、
   隣接する他の電柱の開閉器との接続情報が記憶された接続情報記憶部と、
   前記配電系統監視制御装置からの要求に応じて前記位置情報記憶部、前記接続情報記憶部の接続情報を含む電柱の情報を前記配電系統監視制御装置へ送信する通信部とを備え、
   前記配電系統監視制御装置は、
   前記子局と通信する通信部と、
   前記通信部を通じて前記子局に電柱の情報を要求し、この要求に応じて前記子局から送信された前記電柱の情報を取得する情報取得部と、
   前記情報取得部により取得された電柱の情報に含まれる前記電柱の位置情報と前記隣接する他の電柱の開閉器との接続情報とを基に前記配電系統の情報を作成し前記データベースに記憶する配電系統情報作成部と、
   前記データベースの配電系統情報を基に配電系統に電力を供給するように前記開閉器を制御する制御部と
   を具備する配電系統監視制御システム。
6. 前記電柱の情報には、前記開閉器の仕様を示す開閉器情報が含まれており、前記配電系統情報作成部は、前記電柱の位置情報と前記開閉器との接続情報と前記開閉器情報とを基に前記配電系統の情報を作成する請求項５記載の配電系統監視制御システム。
7. 前記子局は、
   前記電柱の位置情報を、全地球測位システムから得る全地球測位システム信号受信部を具備する請求項５記載の配電系統監視制御システム。
8. 前記通信部は、
   電力線搬送通信により前記子局と通信する請求項５記載の配電系統監視制御システム。

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