JP2013243842A - 配電用変圧器タップ制御システムおよび配電用変圧器タップ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多数の分散型電源が配電線に設置されている場合でも、配電線全体の電圧が適正範囲になるように管理する。
【解決手段】実施形態によれば、配電用変圧器タップ制御システムは、配電線の電気量を計測する計測情報検出手段と、計測情報検出手段により計測した電気量に基づいて、配電線の電圧を推定する配電線状態推定手段と、配電線の所定の電圧目標値と配電線状態推定手段により推定した配電線の電圧との差が最小となるように、配電線に接続される配電用変圧器のタップを決定する配電用変圧器タップ決定手段とをもつ。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、配電用変電所の変圧器のタップを制御するための配電用変圧器タップ制御システムおよび配電用変圧器タップ制御方法に関する。

従来、配電用変電所の主変圧器には、需要が変動した場合でも、変電所に接続されるすべての配電線の電圧変動を過大としないよう、変電所からの送り出し電圧を自動調整する電圧調整器が設置される。この電圧調整器は、電力需要が多く配電線の電圧が降下する場合には送り出し電圧を高くし、電力需要が少ない場合には送り出し電圧を低くする。

この電圧自動調整を行なうために、負荷時タップ切替式変圧器を用いる。変圧器のタップの制御の方式としては、変圧器に流れる電流に基づいて当該変圧器の２次電圧が目標電圧となるように変圧器のタップを切り替えるＬＤＣ（Line Drop Compensator：線路電圧降下補償器）方式や、タイムスケジュールに従って変圧器のタップを切り替える方式が用いられる。

例えば、配電用変電所からの送り出し電圧をタイムスケジュールにより決定する方法として、配電線の１日分，１年分の電圧を事前に算出し、時間帯によって最適な送り出し電圧を算出する方法がある。

また、配電線の状態を把握して配電線の自動制御を行う方法としては、配電線内に設置された複数の計測器付き開閉器から得られる計測情報から推定した配電線の負荷をもとに配電線の電圧および潮流分布を算出し、この算出した電圧および潮流分布を用いて配電線の状態の自動制御を行なう方法がある。

特開２００９−１７１６８８号公報 特開２００６−２４６６８３号公報

前述したＬＤＣを用いた配電用変電所のタップ制御方式を用いる場合、多数の分散型電源が配電線に設置された条件では、配電線全体の電圧を適正範囲に抑えることが困難である。

また、前述したタイムスケジュールに従った制御方式を用いる場合も同様で、太陽光発電方式の電源のように出力変動が激しい分散型電源が配電線において多くなるほど、配電線の状態の事前の想定値と配電線の実際の状態との間に差が多く発生し、配電線全体の電圧を適正範囲に抑えることが困難である。

本発明が解決しようとする課題は、多数の分散型電源が配電線に設置されている場合でも、配電線全体の電圧が適正範囲になるように管理することが可能になる配電用変圧器タップ制御システムおよび配電用変圧器タップ制御方法を提供することにある。

実施形態によれば、配電用変圧器タップ制御システムは、配電線の電気量を計測する計測情報検出手段と、前記計測情報検出手段により計測した電気量に基づいて、前記配電線の電圧を推定する配電線状態推定手段と、前記配電線の所定の電圧目標値と前記配電線状態推定手段により推定した前記配電線の電圧との差が最小となるように、前記配電線に接続される配電用変圧器のタップを決定する配電用変圧器タップ決定手段とをもつ。

また、実施形態によれば、配電用変圧器タップ制御方法は、配電線の電気量を計測し、この計測した電気量に基づいて、前記配電線の電圧を推定し、前記配電線の所定の電圧目標値と前記推定した前記配電線の電圧との差が最小となるように、前記配電線に接続される配電用変圧器のタップを決定する。

本発明によれば、多数の分散型電源が配電線に設置されている場合でも、配電線全体の電圧が適正範囲になるように管理することが可能になる。

第１の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置の機能構成例を示す図。 第１の実施形態における配電系統の配電線の接続形態の一例を示す図。 第１の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置の処理動作手順の一例を示すフローチャート。 第１の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置による配電用変圧器タップ決定処理の手順の一例を示すフローチャート。 第２の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置の配電用変圧器タップ決定部の機能構成例を示すブロック図。 第２の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置による配電用変圧器タップ決定処理の手順の一例を示すフローチャート。 第３の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置の配電用変圧器タップ決定部の機能構成例を示すブロック図。 第３の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置による配電用変圧器タップ決定処理の手順の一例を示すフローチャート。 第４の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置の構成例を示すブロック図。 第４の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置の処理動作手順の一例を示すフローチャート。 第５の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置の構成例を示すブロック図。 第６の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置の構成例を示すブロック図。 第６の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置の処理動作手順の一例を示すフローチャート。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。
図１は、第１の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置の機能構成例を示す図である。
図１に示すように、第１の実施形態における配電系統には、配電用変電所３０内に配電用変圧器３１が設けられる。この配電用変圧器３１に接続される配電線には、電源側送出端から負荷側にかけて遮断器３２、計測器無しの区分開閉器３３、計測器付き区分開閉器３４、自動電圧調整器（ＳＶＲ：Step Voltage Regulator）３５、進相コンデンサ（ＳＣ（Static Capacitor））３６、分散型電源（ＤＧ（Distributed Generator））３７が配置される。これらのうち、計測器付き区分開閉器３４は配電線の各所の分岐点に設けられる。

また、この配電系統には、配電用変圧器タップ制御装置１０１を有する。この配電用変圧器タップ制御装置１０１は、配電線に配置された計測器付き区分開閉器３４から当該配電線の計測情報を得る計測情報検出部１、配電用変圧器タップ決定部２および配電用変圧器制御量伝達部３を有する。特に、配電用変圧器タップ決定部２は、従来技術に比した顕著な特徴を有する。また、図１に示した例では、分散型電源３７は１つのみ示しているが、実際には分散型電源３７は配電線に多数設けられる。

図２は、第１の実施形態における配電系統の配電線の接続形態の一例を示す図である。図１では、配電用変圧器３１に１つの配電線が接続される例を示しているが、実際には図２に示すように複数の配電線が接続される場合が多い。
図３は、第１の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置の処理動作手順の一例を示すフローチャートである。
まず、配電用変圧器タップ制御装置１０１の計測情報検出部１の処理動作について説明する。配電用変圧器タップ制御装置１０１の計測情報検出部１は、電圧検出部５、電流検出部６、力率検出部７、計測情報加工部８を有する。

配電線の計測器付き区分開閉器３４による計測情報は、電圧実効値、電流実効値、力率でなる。計測情報検出部１の電圧検出部５は、計測器付き区分開閉器３４により計測した電圧実効値を検出する。また、計測情報検出部１の電流検出部６は、計測器付き区分開閉器３４により計測した電流実効値を検出する。また、計測情報検出部１の力率検出部７は、計測器付き区分開閉器３４により計測した力率を検出する。以上により、計測情報検出部１は、配電線の各種の計測情報を検出する（ステップＳ１）。

計測情報加工部８は、電圧検出部５により検出した電圧実効値、電流検出部６により検出した電流実効値、力率検出部７により検出した力率に基づいて、配電線の計測情報を三相電圧の平均値へ加工して配電用変圧器タップ決定部２に出力する。

本実施形態では、計測情報検出部１は、配電線における電圧、電流、力率を検出しているが、これらに限らず、例えば配電線における電圧、有効電力、無効電力を検出しても良い。
また、配電系統の計測器付き区分開閉器３４から三相電圧の平均値を直接得られる場合には、計測情報を計測情報加工部８により三相電圧の平均値へ加工する処理は不要である。

次に、配電用変圧器タップ制御装置１０１の配電用変圧器タップ決定部２の処理動作について説明する。
図１に示すように、配電用変圧器タップ決定部２は、配電線状態推定部９、配電用変圧器タップ決定部１０、および記憶装置２０を備える。この記憶装置２０は、不揮発性メモリなどの記憶媒体であり、配電用変圧器データベース（ＤＢ）１１、配電線の電圧管理目標値を保存するための電圧管理目標値データベース１２を有する。

配電用変圧器タップ決定部２の配電線状態推定部９は、計測情報検出部１の計測情報加工部８から得られた計測情報に基づいて、配電線の潮流状態および電圧値を推定する（ステップＳ２）。
具体的には、配電線状態推定部９は、例えば、特開２００６−２４６６８３号公報において開示されているように、計測器付きの複数の区分開閉器３４の間で消費される有効電力値および無効電力値に基づいて区間負荷値を算出し、この負荷値に基づいて、計測器付き区分開閉器３４の設置点、配電系統の配電線の分岐点、分散型電源３７の連系点をノードとした簡易配電系統の潮流状態および電圧値を推定し、この推定結果に基づいて、配電系統の計測器無し区分開閉器３３や計測器付き区分開閉器３４をノードとした詳細配電系統の区間負荷値を算出し、この区間負荷値に基づいて配電系統の潮流状態および電圧値を推定する。

そして、配電用変圧器タップ決定部２の配電用変圧器タップ決定部１０は、記憶装置２０の電圧管理目標値データベース１２に保存されている配電線の電圧管理目標値を読み出して（ステップＳ３）、この読み出した電圧管理目標値と配電線状態推定部９による推定結果である配電線の電圧値とに基づいて配電用変圧器タップ決定処理を行なう（ステップＳ４）。

次に、配電用変圧器タップ決定部１０による配電用変圧器タップ決定処理の詳細について説明する。この処理は、従来技術に対する特に顕著な特徴を有する処理である。図４は、第１の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置による配電用変圧器タップ決定処理の手順の一例を示すフローチャートである。
配電用変圧器タップ決定部１０は、配電用変圧器３１のタップの現在の条件を示す情報を記憶装置２０に保持している。初期状態では、配電用変圧器３１のタップの現在の状態は、この記憶される条件に沿った状態となっている。そして、配電用変圧器タップ決定部１０は、配電線状態推定部９が推定した配電線の電圧についての、ステップＳ３で記憶装置２０の電圧管理目標値データベース１２から読み出した、配電線の電圧管理目標値からのずれであるΣΔＶを算出する（ステップＳ３１）。

配電線状態推定部９により推定した、配電線のノードｉごと、例えば配電線における開閉器の接続場所や配電線の分岐点ごとの電圧をＶｉとし、対象ノードの電圧管理目標値をＶｒｅｆｉとすると、電圧管理目標値からの配電線の電圧のずれΣΔＶは以下の式（１）で求められる。

式（１）のＮはノード数である。

配電用変圧器タップ決定部１０は、ずれΣΔＶが正方向に大きい場合、つまり配電線の各ノードの電圧が高めである場合には（ステップＳ３１のＹＥＳ）、記憶装置２０の配電用変圧器データベース１１から配電用変圧器３１の１タップの電圧刻みやタップ数などの情報を読み出す。そして、配電用変圧器タップ決定部１０は、この読み出した情報に基づいて、配電用変圧器３１のタップを１タップ下げた条件、つまり配電線の電圧を下げる方向へ１タップ分操作した条件を、配電用変圧器３１のタップの新たな条件として初期条件などの現在の条件に替えて記憶装置２０に記憶した上で、この条件を配電線状態推定部９に与え、配電線の潮流状態および電圧値を再度推定させて、この推定結果を得る（ステップＳ３３）。

逆に、配電用変圧器タップ決定部１０は、ずれΣΔＶが負方向に大きい場合、つまり配電線の各ノードの電圧が低めである場合には（ステップＳ３１のＮＯ）、記憶装置２０の配電用変圧器データベース１１から配電用変圧器３１の１タップの電圧刻みやタップ数などの情報を読み出す。そして、配電用変圧器タップ決定部１０は、この読み出した情報に基づいて、配電用変圧器３１のタップを１タップ上げた条件つまり配電線の電圧を上げる方向へ１タップ分操作した条件を、配電用変圧器３１のタップの新たな条件として初期条件などの現在の条件に替えて記憶装置２０に記憶した上で、この条件を配電線状態推定部９に与え、配電線の潮流状態および電圧値を再度推定させて、この推定結果を得る（ステップＳ３４）。

ステップＳ３３またはＳ３４の後、配電用変圧器タップ決定部１０は、配電線状態推定部９が推定した配電線の電圧についての、記憶装置２０の電圧管理目標値データベース１２に保存されている配電線の電圧管理目標値からのずれであるΣΔＶを再度算出する（ステップＳ３５）。

配電用変圧器タップ決定部１０は、この算出したずれの絶対値｜ΣΔＶ｜が所定の最小値、つまり配電用変圧器３１のタップ値の最終値を確定するために適切な値でない場合には（ステップＳ３６のＮＯ）、ステップＳ２に戻る。
また、配電用変圧器タップ決定部１０は、この算出したずれの絶対値｜ΣΔＶ｜が所定の最小値である場合には（ステップＳ３６のＹＥＳ）、現時点で記憶装置２０に記憶される、配電用変圧器３１のタップの条件の情報を読み出し、この条件で示される配電用変圧器３１のタップ値を最終値として確定して、配電用変圧器制御量伝達部３に与える（ステップＳ３７）。

配電用変圧器制御量伝達部３は、タップ制御量伝達部１３を有する。このタップ制御量伝達部１３は、配電用変圧器タップ決定部１０からのタップ値を得て、このタップ値を配電用変圧器３１に与える。これにより、配電用変圧器３１のタップが、ステップＳ３７で確定された配電用変圧器３１のタップ値の条件になるように設定される（ステップＳ５）。

以上説明したように、第１の実施形態では、配電系統の配電線の各種の電気量の計測情報に基づいて配電線の潮流状態と電圧値を推定し、この推定された電圧と電圧管理目標値からのずれが最小となるように配電用変圧器３１のタップを決定する構成としたので、多数の分散型電源が配電線に設置されている場合でも、配電線全体の電圧を一定範囲に管理することができる。

また、本実施形態では、配電線の推定電圧と電圧管理目標値からのずれが最小となるまでは、配電用変圧器３１のタップを実際には変更せずに、変更後の条件を設定して配電線の電圧値を再度推定して、ずれを再度計算し、ずれが最小となった場合に、配電用変圧器３１のタップを実際に変更するので、配電用変圧器３１のタップを不必要に変更する必要はない。よって、配電用変圧器３１のタップの寿命に著しい影響を及ぼさないようにすることができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。なお、以下の本実施形態における構成のうち第１の実施形態で説明した部分と同一部分の説明は省略する。
この第２の実施形態では、第１の実施形態で説明した配電線状態推定部９により推定した電圧が所定の範囲を逸脱しているか否かの判定をさらに行ない、この電圧が所定の範囲を逸脱している場合に、第１の実施形態で説明した、配電線の電圧と電圧管理目標値のずれの計算を行なうことを特徴としている。

図５は、第２の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置の配電用変圧器タップ決定部の機能構成例を示すブロック図である。
図５に示すように、第２の実施形態における配電用変圧器タップ制御装置１０１の配電用変圧器タップ決定部２の配電用変圧器タップ決定部１０は、電圧範囲逸脱判定部１０ａを有する。

また、本実施形態では、配電用変圧器タップ決定部２の記憶装置２０の電圧管理目標値データベース１２には、配電線の電圧管理目標値を基準とした上下限値の範囲がさらに記憶される。この範囲は、電圧管理目標値より高い上限値から、当該電圧管理目標値より低い下限値までの範囲である。

図６は、第２の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置による配電用変圧器タップ決定処理の手順の一例を示すフローチャートである。
配電用変圧器タップ決定部１０の電圧範囲逸脱判定部１０ａは、各ノードのうち、ステップＳ２で配電線状態推定部９により推定されたノードごとの配電線の電圧に対し、記憶装置２０の電圧管理目標値データベース１２に保存される、前述した上下限値の範囲を逸脱しているノードがあるか否かを判定する（ステップＳ４１）。

配電用変圧器タップ決定部１０は、前述のように逸脱しているノードがあると電圧範囲逸脱判定部１０ａにより判定した場合（ステップＳ４１のＹＥＳ）、配電線状態推定部９により推定された配電線の電圧についての、記憶装置２０の電圧管理目標値データベース１２に保存されている、配電線の電圧管理目標値からのずれΣΔＶを式（１）にしたがって算出する（ステップＳ３１）。以下、第１の実施形態で説明したステップＳ３２からＳ３７までの処理を行なうことで、配電用変電所３０の配電用変圧器３１のタップの変更処理を行なう。

一方、配電用変圧器タップ決定部１０は、前述のように逸脱しているノードが無いと電圧範囲逸脱判定部１０ａにより判定した場合には（ステップＳ４１のＮＯ）、現時点で記憶装置２０に記憶される、配電用変圧器３１のタップの条件の情報を読み出し、この条件で示される配電用変圧器３１のタップ値を最終値として確定して、配電用変圧器制御量伝達部３に与える（ステップＳ３７）。

以上説明したように、第２の実施形態によれば、配電用変圧器３１の現状のタップにおいて、配電線の電圧が所定の管理範囲を逸脱していない場合には、配電用変圧器３１のタップを変更しないようにすることで、配電用変圧器３１のタップ切替の頻度を低減することができ、かつ第１の実施形態と同様に配電線全体の電圧を一定範囲に管理することができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態では、第２の実施形態で説明した配電線状態推定部９により推定した電圧が所定の範囲を逸脱していないと配電用変圧器タップ決定部１０により判定した場合において、前回のタップ変更から所定の時間が経過している場合には、配電線状態推定部９により推定した電圧が所定の範囲を逸脱していると配電用変圧器タップ決定部１０により判定した場合と同様に、配電用変電所３０の配電用変圧器３１のタップの変更処理を行なうことを特徴としている。

図７は、第３の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置の配電用変圧器タップ決定部の機能構成例を示すブロック図である。
図７に示すように、配電用変圧器タップ決定部２の配電用変圧器タップ決定部１０は、第２の実施形態で説明した電圧範囲逸脱判定部１０ａに加え、前回のタップ変更から所定の時間が経過しているか否かを判定するための時間経過判定部１０ｂおよび計時回路１０ｃをさらに有する。また、本実施形態では、配電用変圧器タップ決定部２の記憶装置２０は、過去のタップ情報およびタップの変更日時の情報を記憶するための、過去のタップデータベース１４を有する。

図８は、第３の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置による配電用変圧器タップ決定処理の手順の一例を示すフローチャートである。
配電用変圧器タップ決定部１０の電圧範囲逸脱判定部１０ａは、各ノードのうち、ステップＳ２で配電線状態推定部９により推定されたノードごとの配電線の電圧に対し、記憶装置２０の電圧管理目標値データベース１２に保存される、前述した上下限値の範囲を逸脱しているノードがあるか否かを判定する（ステップＳ４１）。

配電用変圧器タップ決定部１０は、前述のように逸脱しているノードがあると電圧範囲逸脱判定部１０ａにより判定した場合（ステップＳ４１のＹＥＳ）、配電線状態推定部９により推定された配電線の電圧に対して、記憶装置２０の電圧管理目標値データベース１２に保存されている配電線の電圧管理目標値からのずれΣΔＶを式（１）にしたがって算出する（ステップＳ３１）。以下、第１の実施形態で説明したステップＳ３２からＳ３７までの処理を行なうことで、配電用変電所３０の配電用変圧器３１のタップの変更処理を行なう。ここまでの動作は第２の実施形態と同様である。

一方、配電用変圧器タップ決定部１０の時間経過判定部１０ｂは、前述のように逸脱しているノードが無いと電圧範囲逸脱判定部１０ａにより判定した場合には（ステップＳ４１のＮＯ）、記憶装置２０の過去のタップデータベース１４に保存されている、前回のタップの変更日時から所定の動作ロック時間Ｔｔ以上の時間が経過しているか否かを判定する（ステップＳ５１）。

前回のタップの変更日時から所定の動作ロック時間Ｔｔ以上の時間が経過していると時間経過判定部１０ｂにより判定した場合には（ステップＳ５１のＹＥＳ）、第２の実施形態において、前述のように逸脱しているノードがあると電圧範囲逸脱判定部１０ａにより判定した場合と同様に、配電線状態推定部９により推定された配電線の電圧についての、記憶装置２０の電圧管理目標値データベース１２に保存されている電圧管理目標値からのずれΣΔＶを式（１）にしたがって算出する（ステップＳ３１）。以下、第１の実施形態で説明したステップＳ３２からＳ３７までの処理を行なうことで、配電用変電所３０の配電用変圧器３１のタップの変更処理を行なう。

一方、前回のタップの変更日時から所定の動作ロック時間Ｔｔ以上の時間が経過していないと、配電用変圧器タップ決定部１０の時間経過判定部１０ｂにより判定した場合には（ステップＳ５１のＮＯ）、第２の実施形態において、前述のように逸脱しているノードがないと電圧範囲逸脱判定部１０ａにより判定した場合と同様に、現時点で記憶装置２０に記憶される、配電用変圧器３１のタップの条件の情報を読み出し、この条件で示される配電用変圧器３１のタップ値を最終値として確定して、配電用変圧器制御量伝達部３に与える（ステップＳ３７）。

この配電用変圧器３１のタップ値の確定後、配電用変圧器タップ決定部１０は、記憶装置２０の過去のタップデータベース１４に保存されている、過去の最新のタップ値の情報を読み出して、ステップＳ３７で最終値として確定した配電用変圧器３１の現在のタップ値とを比較し、タップの変更となったか否かを判定する（ステップＳ５２）。

タップの変更となった場合には（ステップＳ５２のＹＥＳ）、配電用変圧器タップ決定部１０は、ステップＳ３７で最終値として確定した配電用変圧器３１の現在のタップ値の情報を計時回路１０ｃにより計時する現在の日時情報とを関連付けて、記憶装置２０の過去のタップデータベース１４に保存する（ステップＳ５３）。

以上のように、第３の実施形態によれば配電用変圧器３１の現状のタップで配電線の電圧が管理範囲を逸脱していない場合でも、前回のタップ変更から所定の動作ロック時間時間が経過していた場合には、配電線の電圧が管理範囲を逸脱している場合と同様に、配電用変圧器３１のタップを変更するようにしている。このようにすることで、第２の実施形態のように配電用変圧器３１のタップ切替の頻度を少なくしつつ、時間経過時には配電用変圧器３１のタップ切替を行なうようにすることができ、配電線全体の電圧を、より精度よく一定範囲に管理することができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。
図９は、第４の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置の構成例を示すブロック図である。
図９に示すように、第４の実施形態では、配電用変圧器タップ制御装置１０１は、第１ないし第３の実施形態で説明した計測情報検出部１、配電用変圧器タップ決定部２を備える一方で、配電用変圧器タップ制御装置１０１は、第１ないし第３の実施形態で説明した配電用変圧器制御量伝達部３を有しておらず、配電用変圧器タップ決定部２からの出力を配電用変圧器３１自体のタップ切り替え信号とすることで、配電用変圧器３１のタップを直接切り替える構成としている。

図１０は、第４の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置の処理動作手順の一例を示すフローチャートである。
まず、配電用変圧器タップ制御装置１０１の計測情報検出部１は、配電線の各種の計測情報を検出する（ステップＳ１）。
計測情報検出部１の計測情報加工部８は、電圧検出部５により検出した電圧実効値、電流検出部６により検出した電流実効値、力率検出部７により検出した力率に基づいて、計測情報を三相電圧の平均値へ加工して配電用変圧器タップ決定部２に出力する。

配電用変圧器タップ決定部２の配電線状態推定部９は、計測情報加工部８から得られた計測情報に基づいて、配電線の潮流状態および電圧値を推定する（ステップＳ２）。
そして、配電用変圧器タップ決定部１０は、記憶装置２０の電圧管理目標値データベース１２に保存されている配電線の電圧管理目標値を読み出して（ステップＳ３）、この電圧管理目標値と配電線状態推定部９による推定結果である配電線の電圧値とに基づいて配電用変圧器タップ決定処理を行なう（ステップＳ４）。

そして、配電用変圧器タップ決定部１０は、ステップＳ４で決定した配電用変圧器３１のタップの値を配電用変圧器３１のタップに実際に反映させるために、配電用変圧器３１の一次側端子と二次側端子との間に設けられるタップチェンジャ３１ａの切り替えを行なう（ステップＳ６１）。これにより、配電用変圧器３１のタップが、ステップＳ４で決定された配電用変圧器３１のタップ値の条件になるように設定される。

このような構成とすることで、第４の実施形態では、前述した第１から第３の実施形態で説明した配電用変圧器タップ制御装置１０１が有していた配電用変圧器制御量伝達部３を有していない構成とすることができる。これにより、配電用変圧器タップ制御装置１０１の構成を簡略化した上で、前述した第１から第３の実施形態で説明した配電用変圧器タップ制御システムを構成する事ができる。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。
この第５の実施形態は、配電線の計測情報の検出から配電用変圧器３１のタップの決定までの手順は第１の実施形態と同じであるが、配電線の計測情報の検出から配電線の電圧の推定までの処理を配電用変圧器タップ制御装置１０１とは分離して行なうことを特徴としている。

図１１は、第５の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置の構成例を示すブロック図である。
図１１に示すように、第５の実施形態では、配電用変圧器タップ制御装置１０１は、第１の実施形態で説明した配電用変圧器タップ決定部２および配電用変圧器制御量伝達部３を有する一方で、計測情報検出部１は有しない。

そして、本実施形態では、既存の制御システムである、配電線自動制御システム１０２を備える。この配電線自動制御システム１０２は、第１の実施形態で説明した計測情報検出部１が有していた電圧検出部５、電流検出部６、力率検出部７、計測情報加工部８を有し、配電線状態推定部９ｂをさらに有する。この配電線状態推定部９ｂの機能は、第１の実施形態で説明した配電用変圧器タップ決定部２の配電線状態推定部９と同じであり、計測情報加工部８から得られた計測情報に基づいて、配電線の潮流状態および電圧値を推定し、この推定結果である配電線の電圧値を配電用変圧器タップ制御装置１０１の配電用変圧器タップ決定部２の配電用変圧器タップ決定部１０に出力する。

ここで説明した、配電線自動制御システム１０２は、配電線内に設置された複数の計測器付き区分開閉器３４から得られる計測情報から推定した配電線の負荷をもとに電圧および潮流分布を算出し、この電圧および潮流分布を用いて配電線の自動制御を行なうシステムである。

この配電線自動制御システム１０２は、配電線内に設置された計測器付き区分開閉器３４による計測情報（電圧実効値、電流実効値、力率）を電圧検出部５、電流検出部６、力率検出部７によって検出し、この検出結果を計測情報加工部８にて三相の平均値に加工した結果に基づいて、配電線状態推定部９ｂにより配電線の潮流状態および電圧値を推定する機能を内包する。

第１ないし第３の実施形態では、配電用変圧器タップ決定部２の配電線状態推定部９により推定した配電線の電圧値をもとに、配電用変圧器３１のタップを配電用変圧器タップ決定部２の配電用変圧器タップ決定部１０が決定する構成としたが、第５の実施形態では、配電線自動制御システム１０２の配電線状態推定部９ｂにより推定した配電線の電圧値を用いて、配電用変圧器３１のタップを配電用変圧器タップ決定部２の配電用変圧器タップ決定部１０が決定する構成としたので、配電用変圧器タップ制御装置１０１は、第１ないし第３の実施形態で用いていた計測情報検出部１が不要となる。

よって、既存の配電線自動制御システム１０２が第１の実施形態で説明した計測情報検出部１の機能を内包していれば、新たに機器を大幅に追加することなく、第１ないし第３の実施形態と同様の機能を実現することができる。

（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。
図１２は、第６の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置の構成例を示すブロック図である。
図１２に示すように、第６の実施形態では、複数の配電用変圧器３１が設けられる。これらの配電用変圧器３１のそれぞれには配電線が設けられ、これらの配電線には第１の実施形態と同様に、計測器付き区分開閉器３４が設けられる。

そして、本実施形態では、配電用変圧器タップ制御装置１０１の計測情報検出部１は、複数の配電線のそれぞれに設置された計測器付き区分開閉器３４による計測情報である電圧実効値、電流実効値、力率を計測し、配電用変圧器タップ決定部２が複数のそれぞれに対応する配電用変圧器３１のタップを決定する構成である。また、本実施形態では、記憶装置２０の電圧管理目標値データベース１２は複数の配電線のそれぞれの電圧管理目標値を保存する。

図１３は、第６の実施形態における配電系統の配電用変圧器タップ制御装置の処理動作手順の一例を示すフローチャートである。
まず、配電用変圧器タップ制御装置１０１の計測情報検出部１は第１の実施形態と同様に、電圧検出部５、電流検出部６、力率検出部７、計測情報加工部８を有する。電圧検出部５、電流検出部６、力率検出部７は、複数の配電線のそれぞれに配置された計測器付き区分開閉器３４により計測した各種の計測情報を検出する（ステップＳ７１）。

計測情報検出部１は、ステップＳ１で検出した計測情報、例えば複数の配電線のそれぞれの電圧実効値、電流実効値、力率に基づいて、この計測情報を計測情報加工部８により複数の配電線のそれぞれの三相電圧の平均値へ加工して配電用変圧器タップ決定部２に出力する。

配電用変圧器タップ決定部２は第１の実施形態と同様に配電線状態推定部９を有する。この配電線状態推定部９は、計測情報加工部８から得られた、複数の配電線のそれぞれの計測情報に基づいて、複数の配電線のそれぞれの潮流状態および電圧値を推定する（ステップＳ７２）。

そして、配電用変圧器タップ決定部１０は、記憶装置２０の電圧管理目標値データベース１２に保存されている、複数の配電線のそれぞれの電圧管理目標値を読み出して（ステップＳ７３）、この読み出した電圧管理目標値と配電線状態推定部９による推定結果である配電線の電圧値とに基づいて、複数の配電線のそれぞれに対応する配電用変圧器３１のタップ決定処理を行なう（ステップＳ７４）。

配電用変圧器制御量伝達部３は、第１の実施形態と同様にタップ制御量伝達部１３を有する。このタップ制御量伝達部１３は、配電用変圧器タップ決定部１０からの、複数の配電線のそれぞれの配電用変圧器３１のタップ値を得て、このタップ値を、対応する配電線の配電用変圧器３１に与える。これにより、複数の配電線のそれぞれの配電用変圧器３１のタップが、ステップＳ７４で決定された配電用変圧器３１のタップ値の条件になるように設定される（ステップＳ７５）。

以上のように、第６の実施形態で説明した構成によれば、１つの配電用変電所の変圧器タップ制御方式で、複数の配電用変圧器に対して、第１ないし第３の実施形態と同等の機能を実現することができる。

これらの各実施形態によれば、多数の分散型電源が配電線に設置されている場合でも、配電線全体の電圧が適正範囲になるように管理することが可能になる配電用変圧器タップ制御システムおよび配電用変圧器タップ制御方法を提供することができる。

なお、上記実施形態に記載した手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することもできる。
また、この記憶媒体としては、プログラムを記憶でき、かつコンピュータが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であっても良い。

また、記憶媒体からコンピュータにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）や、データベース管理ソフト、ネットワークソフト等のＭＷ（ミドルウェア）等が上記実施形態を実現するための各処理の一部を実行しても良い。

さらに、本発明における記憶媒体は、コンピュータと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネット等により伝送されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。
また、記憶媒体は１つに限らず、複数の媒体から上記実施形態における処理が実行される場合も本発明における記憶媒体に含まれ、媒体構成は何れの構成であっても良い。

尚、本発明におけるコンピュータは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、上記実施形態における各処理を実行するものであって、パソコン等の１つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であっても良い。

また、本発明におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって本発明の機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。

発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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。

１…計測情報検出部、２…配電用変圧器タップ決定部、３…配電用変圧器制御量伝達部、５…電圧検出部、６…電流検出部、７…力率検出部、８…計測情報加工部、９…配電線状態推定部、１０…配電用変圧器タップ決定部、１０ａ…電圧範囲逸脱判定部、１０ｂ…時間経過判定部、１０ｃ…計時回路、１１…配電用変圧器データベース、１２…電圧管理目標値データベース、１３…タップ制御量伝達部、１４…過去のタップデータベース、３０…配電用変電所、３１…配電用変圧器、３２…遮断器、３３…計測器無し区分開閉器、３４…計測器付き区分開閉器、３５…自動電圧調整器、３６…進相コンデンサ、３７…分散型電源、１０１…配電用変圧器タップ制御部、１０２…配電線自動制御システム。

Claims (6)

1. 配電線の電気量を計測する計測情報検出手段と、
   前記計測情報検出手段により計測した電気量に基づいて、前記配電線の電圧を推定する配電線状態推定手段と、
   前記配電線の所定の電圧目標値と前記配電線状態推定手段により推定した前記配電線の電圧との差が最小となるように、前記配電線に接続される配電用変圧器のタップを決定する配電用変圧器タップ決定手段と
   を備えたことを特徴とする配電用変圧器タップ制御システム。
2. 前記配電用変圧器タップ決定手段は、
   前記配電線状態推定手段により推定した前記配電線の電圧が所定の範囲を逸脱した場合に、前記配電線の所定の電圧目標値と前記配電線状態推定手段により推定した前記配電線の電圧との差が最小となるように、前記配電線に接続される配電用変圧器のタップを決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載に配電用変圧器タップ制御システム。
3. 前記配電用変圧器タップ決定手段は、
   前記配電線に接続される配電用変圧器のタップを決定した際に、この決定のタイミングの情報を保存し、
   前記配電線状態推定手段により推定した前記配電線の電圧が所定の範囲を逸脱していなくとも、前記配電線に接続される配電用変圧器のタップを変更しないようにするための所定以上の時間が前記保存したタイミングから経過している場合には、前記配電線の所定の電圧目標値と前記配電線状態推定手段により推定した前記配電線の電圧との差が最小となるように、前記配電線に接続される配電用変圧器のタップを決定する
   ことを特徴とする請求項２に記載に配電用変圧器タップ制御システム。
4. 前記配電用変圧器のタップを、前記配電用変圧器タップ決定手段により決定したタップになるように切り替える
   ことを特徴とする請求項２に記載に配電用変圧器タップ制御システム。
5. 前記計測情報検出手段は、複数のそれぞれの配電線の電気量を計測し、
   前記配電線状態推定手段は、
   前記計測情報検出手段により計測した電気量に基づいて、前記複数の配電線のそれぞれの電圧を推定し、
   前記配電用変圧器タップ決定手段は、
   前記複数の配電線のそれぞれの所定の電圧目標値と前記配電線状態推定手段により推定した前記複数の配電線のそれぞれの電圧との差が最小となるように、前記複数の配電線のそれぞれに接続される配電用変圧器のタップを決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の配電用変圧器タップ制御システム。
6. 配電線の電気量を計測し、
   前記計測した電気量に基づいて、前記配電線の電圧を推定し、
   前記配電線の所定の電圧目標値と前記推定した前記配電線の電圧との差が最小となるように、前記配電線に接続される配電用変圧器のタップを決定する
   ことを特徴とする配電用変圧器タップ制御方法。

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