JP2013255375A - 配電系統の電圧調整装置、電圧調整方法および電力制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】太陽光発電装置を備えた配電系統に設置され、タップ付変圧器のタップ位置を調整してタップ付変圧器の二次側電圧を所定の制限値内に調整する配電系統の電圧調整装置において、タップ付変圧器の二次側電圧を推定する第1の手段、推定した二次側電圧を太陽光発電装置の発電出力から求めた補正分により補正した補正電圧を得る第2の手段、補正電圧と所定の制限値を比較し、補正電圧が所定の制限値を逸脱するときにタップ付変圧器のタップ操作を実行する第3の手段を備える。
【選択図】図1
Description
タップ付変圧器の二次側電圧を推定する第1の手段、推定した二次側電圧を太陽光発電装置の発電出力から求めた補正分により補正した補正電圧を得る第2の手段、補正電圧と所定の制限値を比較し、補正電圧が所定の制限値を逸脱するときにタップ付変圧器のタップ操作を実行する第3の手段を備えることを特徴とする。
第3の手段は、第1の補正電圧が所定の上限値以上の期間が所定時間以上継続することをもってタップ付変圧器のタップ下げ操作を実行し、第2の補正電圧が所定の下限値以下の期間が所定時間以上継続することをもってタップ付変圧器のタップ上げ操作を実行することを特徴とする。
タップ付変圧器の二次側電圧を推定し、推定した二次側電圧を太陽光発電装置の発電出力から求めた補正分により補正して補正電圧を得、補正電圧と所定の制限値を比較し、補正電圧が所定の制限値を逸脱するときにタップ付変圧器のタップ操作を実行することを特徴とする。
電圧調整装置は、タップ付変圧器の二次側電圧を推定する第1の手段、推定した二次側電圧を太陽光発電装置の発電出力から求めた補正分により補正した補正電圧を得る第2の手段、補正電圧と所定の制限値を比較し、補正電圧が所定の制限値を逸脱するときにタップ付変圧器のタップ操作を実行する第3の手段、その設置箇所の日射量を計測する計測器を備え、計測器出力から太陽光発電装置の発電出力を得ることを特徴とする。
[数1]
Vs=Vref+R・Ir+X・Ii (1)
ここで、R、X、Vrefは、予め設定されたパラメータであり、IrとIiは、計測した通過電流Isvr1と力率cosθから求めた通過電流の実部と、通過電流の虚部である。そして、Rは自動電圧調整器SVRの通過電流の実部Irに対する係数、Xは自動電圧調整器SVRの通過電流の虚部Iiに対する係数、Vrefは基準電圧である。
[数2]
ΔVpv = Rs × ΔIpv (2)
ここで、太陽光発電の出力電流Ipvが、日射計の出力からの推定等によって把握できるとすると、現状から太陽光発電の出力が最大および最小となった場合のフィーダの電圧上昇変化量ΔVpvu、電圧下降変化量ΔVpvlは、(3)(4)式のように近似的に計算できる。
[数3]
ΔVpvu = Rs×(Ipvmax−Ipv) (3)
[数4]
ΔVpvl = Rs×Ipv (4)
ここで、Ipvmaxは自動電圧調整器SVRの末端側に設置される太陽光発電装置の最大出力電流の合計値を表す。これらの電圧変化量のイメージを図6に示す。図6の横軸には配電線路の距離、縦軸には電圧を示している。電圧は一般には変電所から遠ざかるほど低下する。P1は自動電圧調整器SVRの設置点であり、タップ調整により電圧回復する。図6で実線L1が現在の天候と、タップ位置を反映した二次側電圧の現在の状態である。
[数5]
Vs+ ΔVpvu > Vsvr +ε (5)
なお、 式(5)が満たされなければステップS1に戻り、次の処理時刻の新たな入力をもとに上記処理を繰り返し実行する。
[数6]
Vs − ΔVpvl < Vsvr −ε (6)
なお、式(6)が満たされなければステップS1に戻り、次の処理時刻の新たな入力をもとに上記処理を繰り返し実行する。
この操作事例では、フィーダ末端の電圧を約6300ボルトから6900ボルトの範囲に制御すべく自動電圧調整器SVRのタップがタップ番号4から8の範囲で変動制御されている。然しながら、自動電圧調整器SVRのタップ操作では太陽光発電出力の早い変動に追従することができず、例えば10時前後、12時前後に上限値を逸脱している期間があることがわかる。
110:配電用変電所
120:ノード
130:太陽光発電装置
140:配電線路
150:負荷
170:センサ
300:SVR
302:タップチェンジャ
303:単巻変圧器
305:変圧器
310:タップ制御装置
CT:電流センサ
PT:電圧センサ
320:制御装置の計測部
330:LDC
340:太陽光発電出力把握装置
350:データベース
Claims (13)
- 太陽光発電装置を備えた配電系統に設置され、タップ付変圧器のタップ位置を調整してタップ付変圧器の二次側電圧を所定の制限値内に調整する配電系統の電圧調整装置において、
タップ付変圧器の二次側電圧を推定する第1の手段、前記推定した二次側電圧を前記太陽光発電装置の発電出力から求めた補正分により補正した補正電圧を得る第2の手段、前記補正電圧と前記所定の制限値を比較し、前記補正電圧が前記所定の制限値を逸脱するときに前記タップ付変圧器のタップ操作を実行する第3の手段を備えることを特徴とする配電系統の電圧調整装置。 - 請求項1に記載の配電系統の電圧調整装置において、
前記第2の手段は、前記推定した二次側電圧に前記太陽光発電装置の発電出力から求めた第1の補正分を加算した第1の補正電圧と、前記推定した二次側電圧から前記太陽光発電装置の発電出力から求めた第2の補正分を減算した第2の補正電圧を求め、
前記第3の手段は、前記第1の補正電圧が所定の上限値以上の期間が所定時間以上継続することをもって前記タップ付変圧器のタップ下げ操作を実行し、前記第2の補正電圧が所定の下限値以下の期間が所定時間以上継続することをもって前記タップ付変圧器のタップ上げ操作を実行することを特徴とする配電系統の電圧調整装置。 - 請求項2に記載の配電系統の電圧調整装置において、
前記第1の補正電圧と前記第2の補正電圧の差が、前記所定の上限値と下限値の差よりも小さいときに、前記第3の手段によるタップ操作を可能とする条件を判定する第4の手段を備えたことを特徴とする配電系統の電圧調整装置。 - 請求項2または請求項3に記載の配電系統の電圧調整装置において、
前記第1の補正分を前記太陽光発電装置の最大出力の合計値と現時点での太陽光発電装置の出力の差に応じて算出し、前記第2の補正分を現時点での太陽光発電装置の出力に応じて算出することを特徴とする配電系統の電圧調整装置。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の配電系統の電圧調整装置において、
前記太陽光発電装置の発電出力を日射量の計測装置から得ることを特徴とする配電系統の電圧調整装置。 - タップ付変圧器と太陽光発電装置を備え、タップ位置を調整してタップ付変圧器の二次側電圧を所定の制限値内に調整する配電系統の電圧調整方法において、
前記タップ付変圧器の二次側電圧を推定し、推定した二次側電圧を前記太陽光発電装置の発電出力から求めた補正分により補正して補正電圧を得、前記補正電圧と前記所定の制限値を比較し、前記補正電圧が前記所定の制限値を逸脱するときに前記タップ付変圧器のタップ操作を実行することを特徴とする配電系統の電圧調整方法。 - 請求項6に記載の配電系統の電圧調整方法において、
前記補正電圧は、前記推定した二次側電圧に前記太陽光発電装置の発電出力から求めた第1の補正分を加算した第1の補正電圧と、前記推定した二次側電圧から前記太陽光発電装置の発電出力から求めた第2の補正分を減算した第2の補正電圧を含み、
前記第1の補正電圧が所定の上限値以上の期間が所定時間以上継続することをもって前記タップ付変圧器のタップ下げ操作を実行し、前記第2の補正電圧が所定の下限値以下の期間が所定時間以上継続することをもって前記タップ付変圧器のタップ上げ操作を実行することを特徴とする配電系統の電圧調整方法。 - 請求項7に記載の配電系統の電圧調整方法において、
前記第1の補正電圧と前記第2の補正電圧のいずれもが、前記所定の上限値と下限値の間にあるときに、前記タップ操作を可能とすることを特徴とする配電系統の電圧調整方法。 - 請求項7または請求項8に記載の配電系統の電圧調整方法において、
前記第1の補正分を前記太陽光発電装置の最大出力の合計値と現時点での太陽光発電装置の出力の差に応じて算出し、前記第2の補正分を現時点での太陽光発電装置の出力に応じて算出することを特徴とする配電系統の電圧調整方法。 - 請求項6から請求項9のいずれかに記載の配電系統の電圧調整方法において、
前記太陽光発電装置の発電出力を日射量の計測装置から得ることを特徴とする配電系統の電圧調整方法。 - タップ付変圧器と太陽光発電装置を備え、タップ位置を調整してタップ付変圧器の二次側電圧を所定の制限値内に調整する配電系統の電圧調整方法において、
前記太陽光発電装置の発電出力を用いて天候快晴のときに、前記タップ付変圧器のタップ位置を高めに調整し、前記太陽光発電装置の発電出力を用いて天候曇天のときに、前記タップ付変圧器のタップ位置を低めに調整することを特徴とする配電系統の電圧調整方法。 - タップ位置を調整して二次側電圧を所定の制限値内に調整する電圧調整装置を含むタップ付変圧器と、太陽光発電装置をそれぞれ複数備えた配電系統の電力制御システムにおいて、
前記電圧調整装置は、タップ付変圧器の二次側電圧を推定する第1の手段、前記推定した二次側電圧を前記太陽光発電装置の発電出力から求めた補正分により補正した補正電圧を得る第2の手段、前記補正電圧と前記所定の制限値を比較し、前記補正電圧が前記所定の制限値を逸脱するときに前記タップ付変圧器のタップ操作を実行する第3の手段、その設置箇所の日射量を計測する計測器を備え、前記計測器出力から前記の太陽光発電装置の発電出力を得ることを特徴とする配電系統の電力制御システム。 - 請求項12に記載の配電系統の配電系統の電力制御システムにおいて、
前記第2の手段は、前記推定した二次側電圧に前記太陽光発電装置の発電出力から求めた第1の補正分を加算した第1の補正電圧と、前記推定した二次側電圧から前記太陽光発電装置の発電出力から求めた第2の補正分を減算した第2の補正電圧を求め、
前記第3の手段は、前記第1の補正電圧が所定の上限値以上の期間が所定時間以上継続することをもって前記タップ付変圧器のタップ下げ操作を実行し、前記第2の補正電圧が所定の下限値以下の期間が所定時間以上継続することをもって前記タップ付変圧器のタップ上げ操作を実行することを特徴とする配電系統の電力制御システム。
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