JP2014075898A - 樹枝状配電系統の監視・制御システムおよび樹枝状配電系統の試送電順序決定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】上位装置からの試送電を可能とする樹枝状配電系統の監視・制御システムを提供することを目的とする。
【解決手段】上記課題を解決する為に本発明においては、 変電所に設置された配電用遮断器から需要家までの配電線路の各所に複数のセンサ内蔵開閉器を配置した樹枝状配電系統に適用され、当該樹枝状配電系統の事故発生後の復旧操作のためにセンサ内蔵開閉器を所定時間間隔で順次投入する樹枝状配電系統の試送電順序決定方法において、
事故発生していない区間と事故発生の可能性のある区間を区分している開閉器を判別し、当該開閉器から配電線路末端の開閉器に至るまでの開閉器の投入順序をセンサ内蔵開閉器により区分された配電線路の区間内に存在する需要家軒数と所定時間間隔で定まる停電時間との積の総和を用いて定めることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、センサ内蔵開閉器を設置している樹枝状配電系統の監視・制御システムおよび樹枝状配電系統の試送電順序決定方法に係り、特にセンサ内蔵開閉器を用いて配電系統事故発生後の復旧操作を行うに好適な樹枝状配電系統の監視・制御システムおよび樹枝状配電系統の試送電順序決定方法に関する。

配電系統は一般に樹枝状に構成されている。係る配電系統で、地絡や短絡などの事故が発生した場合には、変電所を起点とした時限順送方式と変電所に設置された配電遮断器ＦＣＢの再開放により事故区間特定を実施している。

より詳細には、配電系統に事故発生したことを保護継電装置により検知して変電所に設置された配電遮断器ＦＣＢを開放する。これにより配電系統に配置された複数の開閉器を無電圧状態としてこれら開閉器を開放状態とする。その後配電遮断器ＦＣＢを再投入して直近の開閉器に電圧印加する。電圧印加状態となった配電遮断器ＦＣＢ直近の開閉器は、この電圧印加状態が所定時間以上継続していることをもって閉成し、次段の開閉器を電圧印加状態とする。この開閉器も同様に電圧継続の確認を行い閉成する。以降、各開閉器は電圧が確立されているという条件下で順次投入（時限順送方式）される。

そして開閉器の投入により事故が再度発生した場合には、再度保護継電装置により検知して変電所に設置された配電遮断器ＦＣＢを開放する。この配電遮断器ＦＣＢの再遮断に至るまでの時間により、樹枝状配電線の事故区間を特定している。この方式では、樹枝状配電系統が複雑な構成である場合には、復旧までに多大の時間を要するという問題がある。

近年の配電系統では、センサ内蔵開閉器を適用した樹枝状配電系統の監視・制御システムが検討されている。このシステムではセンサ内蔵開閉器は、開閉器の接点情報（開閉情報）のほかに、開閉器の両端の電圧情報、電流の方向（事故方向）といった情報を計測し、上位装置に信号伝送することができる。また、上位装置からの指令を受けることができる。このため、上位装置による従来にない配電系統運用を行えることが期待されている。

特許文献１は、配電系統にセンサ内蔵開閉器を適用したシステム事例である。センサ内蔵開閉器を適用したシステムにおいて、事故発生時に事故点が発生する可能性のある区間のみを切り離した状態からの事故区間の探索を実施することを想定する。このケースでは、センサ内蔵開閉器のセンサ機能を活用して、変電所に設置された配電遮断器ＦＣＢの再開放を伴わない試送電を実施することが考えられる。

特開２００９−２２５５３４号公報

以上述べたように、センサ内蔵開閉器を適用した樹枝状配電系統の監視・制御システムにおいては、従来に比して多くの優れた点を有している。然しながら反面において、今後明らかにしていくべき事項も多い。

例えば、配電遮断器ＦＣＢの再開放を伴わない試送電を実施するときに、事故区間を１つに特定できない場合に生じる複数の未送電区間に対する試送電順序の決定方法をいかにすべきか明らかにする必要がある。

具体的には、試送電による事故区間特定では、需要家軒数等に応じた試送電の優先順位を考慮する必要がある。

また、未送電区間への試送電順序の全パターンを導出する場合、ある充電状態で試送電が実施できる区間はその電源側が充電されている区間に限られるので、充電状態を考慮した順列パターンの導出が必要となる。

以上のことから本発明においては、上位装置からの試送電を可能とする樹枝状配電系統の監視・制御システムおよび樹枝状配電系統の試送電順序決定方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する為に本発明においては、変電所に設置された配電用遮断器から需要家までの配電線路の各所に複数のセンサ内蔵開閉器を配置した樹枝状配電系統に適用され、センサ内蔵開閉器と通信設備を介して上位装置に接続される樹枝状配電系統の監視・制御システムにおいて、
複数のセンサ内蔵開閉器は、その設置位置における電圧の有無と事故方向の情報を通信設備を介して上位装置に伝送し、上位装置から開閉指令信号を得る機能を備え、
上位装置は、
配電線路の各所に設置されたセンサ内蔵開閉器の事故方向の情報から、事故発生していない区間と事故発生の可能性のある区間を区分しているセンサ内蔵開閉器を判別する事故区間切り離し処理部と、
区間を区分しているセンサ内蔵開閉器から、配電線路末端のセンサ内蔵開閉器に至るまでの全てのセンサ内蔵開閉器について、開閉順序の全てのパターンを算出する試送電順序全パターン算出部と、
センサ内蔵開閉器により区分された配電線路の区間内に存在する需要家軒数を保持し、パターンの開閉順序に従って所定時間間隔でセンサ内蔵開閉器を投入するときに、停電時間と需要家軒数との積を評価基準値として算出する評価基準値算出部と、
開閉順序の全てのパターンについて求めた評価基準値の中から停電時間と需要家軒数との積が最少となるパターンを算出する試送電順序決定処理部と、
試送電順序決定処理部が定めたパターンに従い複数のセンサ内蔵開閉器に開閉指令信号を与える配電系統制御部とから構成されていることを特徴とする。

上記課題を解決する為に本発明においては、変電所に設置された配電用遮断器から需要家までの配電線路の各所に複数のセンサ内蔵開閉器を配置した樹枝状配電系統に適用され、当該樹枝状配電系統の事故発生後の復旧操作のためにセンサ内蔵開閉器を所定時間間隔で順次投入する樹枝状配電系統の試送電順序決定方法において、
事故発生していない区間と事故発生の可能性のある区間を区分しているセンサ内蔵開閉器を判別し、当該センサ内蔵開閉器から配電線路末端のセンサ内蔵開閉器に至るまでのセンサ内蔵開閉器の投入順序をセンサ内蔵開閉器により区分された配電線路の区間内に存在する需要家軒数と所定時間間隔で定まる停電時間との積の総和を用いて定めることを特徴とする。

また事故発生していない区間と事故発生の可能性のある区間を区分しているセンサ内蔵開閉器を、配電線路の各所に設置されたセンサ内蔵開閉器の事故方向の情報から定めることを特徴とする。

また開閉器の投入順序は、需要家軒数と所定時間間隔で定まる停電時間との積の総和を最少とする投入順序であることを特徴とする。

また配電線路の複数のセンサ内蔵開閉器の投入順序は、区間を区分しているセンサ内蔵開閉器の事故発生していない区間のセンサ内蔵開閉器を投入後に、事故発生の可能性のある区間に含まれるセンサ内蔵開閉器について需要家軒数と停電時間との積の総和で定まる順序で実行されることを特徴とする。

以上により、配電系統の未送電区間に関わらず、各々の試送電順序パターンに於ける評価基準値から最適な試送電順序を決定する事ができることから、事故区間検出システムによる系統構成への制約を考慮する必要がなくなり、現状よりも柔軟かつ効率的な系統構成と運用が可能になる。

配電系統監視・制御システム構成とその試送電順序算出処理手順を示す概要図。 典型的な配電系統とこの制御のための設備配置関係を示す図。 開閉器計測データ受信から事故区間切り離しまでの処理フローを示す図。 事故区間切り離し開閉器の抽出から試送電順序全パターン算出までの処理を示すフロー図。 事故未検出の場合に系統状態データベースに登録された計測情報を示す図。 事故検出後、事故可能性区間を全て切り離した系統状態を示す図。 図６の系統状態の時に系統状態データベースＤＢ１に登録された計測情報を示す図。 事故区間切り離し開閉器の抽出から試送電順序全パターン算出までの処理フローを示す図。 図８の各処理段階の時の実施項目と、この処理により得られる処理結果の内容を示す図。 図９の処理結果の内容の続きの処理結果を示す図。 図１０の処理結果の内容の続きの処理結果を示す図。 配電区間Ｌとこの区間に接続された需要家の軒数の関係を示す図。 評価基準値算出と最適な試送電順序決定の処理フローを示す図。 図１３の各処理段階の時の実施項目と、この処理により得られる処理結果の内容を示す図。

以下、本発明の実施形態を，図面を用いて説明する。

図２は，本発明が適用される典型的な配電系統とこの制御のための設備配置関係を示す図である。まず配電系統は、電源Ｇ，変電所ＴＦ、配電線Ｌ、開閉器Ｋなどで構成されている。さらに変電所ＴＦは母線ＢＵＳ，変圧器ＴＲ、配電遮断器ＦＣＢなどを含んでいる。

配電系統は、いわゆる樹枝状に形成された樹枝状配電系統である。通常運転状態では配電遮断器ＦＣＢおよび開閉器Ｋは入り（投入）状態にあり、配電線路Ｌに接続された需要家に給電している。配電系統Ｌに短絡あるいは地絡事故が発生した場合、配電系統事故を保護継電装置により検出し、変電所ＴＦに設置された配電遮断器ＦＣＢを開放する。配電遮断器ＦＣＢの開放によりその端子電圧が無電圧となったことを検出して、開閉器Ｋは切（開放）状態となる。

なお本発明の場合、開閉器Ｋはセンサと通信機能を備えたセンサ内蔵開閉器である。無電圧状態検出での自らの開放操作の他に、通信機能を介して指示された上位装置からの開閉操作指令により開閉状態を切り替えることができる。

これに対し、配電系統の制御のための設備としては、給電指令所などに配電系統上位装置２が設置される。配電系統上位装置２は、通信装置を介して営業所親局３、変電所子局４、開閉器子局５と通信可能に構成されている。このうち開閉器子局５は、センサ内蔵開閉器Ｋの通信機能に相当するものであり、通常はセンサ内蔵開閉器Ｋ内に組み込まれている。

子局４，５は親局３に対して、その設置箇所で計測した電流、電圧情報や、開閉器や遮断器の開閉状態、事故方向の情報を報告する。親局３では監視下にある配電系統全体の運転状況を把握して配電系統上位装置２に伝えるとともに、配電系統上位装置２からの指示に応じて適宜子局４，５に対して開閉制御指令を与える。

配電系統上位装置２における配電系統の監視・制御の処理内容の一例として、配電系統事故復旧時の試送電順序決定処理機能がある。この配電系統事故復旧時では、事故検出した配電遮断器ＦＣＢが開放されており、無電圧を検出した開閉器Ｋが開放している。この状態から開閉器を投入していく手順を決定するのが試送電順序決定処理機能である。本発明はこの試送電順序を決定する処理である。

配電系統上位装置２は、配電系統事故復旧時の試送電手順を決定し、これを営業所親局３に制御依頼する。営業所親局３は、配電系統上位装置２から受信した試送電手順を親局配下の変電所子局４に送信する。変電所子局４では親局３から受信した制御依頼を変電所子局４配下の開閉器子局５に送信し、最終的に開閉器子局５から制御が実行される。

図１は配電系統監視・制御システム構成とその試送電順序算出処理手順を示す概要図である。配電系統上位装置２には、営業所親局３配下の子局装置４，５に設置された計測装置１からの信号が通信装置を介して取り込まれている。

配電系統上位装置２は、試送電順序算出処理のために、３種類のデータベースＤＢを備え、取り込んだ情報、加工した情報、設定情報などを保持している。このデータベースが、系統状態データベースＤＢ１、試送電順序データベースＤＢ２、評価値データベースＤＢ３である。

図１の試送電順序算出処理手順では、最初に開閉器計測情報監視部Ａにおいてセンサ内蔵開閉器Ｋの計測装置１が検知した当該地点でのリアルタイムな開閉器Ｋ（センサ内蔵開閉器含む）の計測情報（電流、電圧情報、開閉器や遮断器の開閉状態）を監視し、開閉器計測情報を系統状態データベースＤＢ１に登録する。

センサ内蔵開閉器の事故情報収集部Ｂでは、センサ内蔵開閉器Ｋの検知した当該地点での事故情報（事故方向の情報）を取得する。センサ内蔵開閉器の事故情報収集部Ｂでの処理結果として配電系統における事故発生が検出された場合、系統状態データベースＤＢ１の情報と、センサ内蔵開閉器の事故情報収集部Ｂの情報を組み合わせて、事故区間切り離し処理部Ｃが処理を実施する。

ここで事故区間切り離し処理とは、配電系統各所に設置されたセンサ内蔵開閉器Ｋの事故情報（事故方向の情報）から、明らかに事故発生していない区間と、事故発生の可能性のある区間を区別した配電系統状態を想定することである。例えば、通過事故電流が負荷方向を検知したセンサ内蔵開閉器Ｋから電源側は、明らかに事故発生していない区間と位置づけられる。十分な大きさの事故電流が流れず事故方向を特定できないセンサ内蔵開閉器Ｋの設置位置は、事故発生の可能性のある区間と位置づけられる。

事故区間切り離し処理部Ｃの処理結果として、事故の可能性のある区間を切り離した想定の配電系統状態に於いて、試送電順序の全パターン算出部Ｄは、算出処理により算出した手順を、試送電順序データベースＤＢ２に登録する。この処理は、試送電順序データベースＤＢ２に登録済みのすでに決定された上流側（母線側）試送電順序と、今回の試送電順序全パターン算出部Ｄの処理で決定した下流側（負荷側）次段の試送電順序を組み合わせて、未送電の区間が無くなるまで繰り返し実行される。

試送電順序全パターン算出部Ｄで試送電順序のパターンを算出した後に、各々のパターンに対し評価基準値算出部Ｅにより「停電時間と軒数の積の総和」から評価基準値を算出し、評価値データベースＤＢ３に登録する。

各々の試送電順序の評価基準値算出後に、試送電順序決定処理部Ｆにより試送電順序データベースＤＢ２と評価値データベースＤＢ３から「停電時間と軒数の積の総和が最も小さい試送電順序」を導出する。

試送電順序決定処理部Ｆで導出した最適な試送電順序に従い、配電系統制御部Ｈによる開閉器操作を実施する。

以下、具体的な処理フローについて、典型的な樹枝状配電系統の例で説明する。ここで例示する配電系統を図３に示す。図３の一般的な樹枝状配電系統は、配電母線ＢＵＳから配電用遮断器ＦＣＢを介して複数の柱状設置のセンサ内蔵開閉器Ｋ（Ｋ１−Ｋ９）が接続されている。また、配電用遮断器ＦＣＢと複数の開閉器Ｋにより区分された配電線路（配電区間）をＬ１からＬ８で示している。

なお、開閉器ＫのうちＫ１−Ｋ７は、標準運用状態が入り（閉）とされている。また開閉器Ｋ８、Ｋ９は、標準運用状態が切り（開）とされている。これにより、配電線路（配電区間）Ｌ１からＬ８が充電状態とされている。なお、樹枝状配電線であるため、配電線路Ｌ２とＬ６が三端子配電線路とされている。また、図３において黒塗りで示した開閉器は、閉状態を示しており、黒塗りしない開閉器は、開状態を示している。この表記の約束は以下の系統図でも同じである。

図４は計測装置１で計測した開閉器計測データ受信処理から事故区間切り離し処理までの処理フロー図である。この一連のフローは、図３の全ての開閉器に対して順次実行される。このフローは、図１の開閉器計測情報監視部Ａ、センサ内蔵開閉器の事故情報収集部Ｂ、事故区間切り離し処理部Ｃが系統状態データベースＤＢ１を用いて行う一連の処理を表している。なお、図４以降の図面は全て配電系統上位装置２が有する機能である。

図４の開閉器計測データ受信処理ステップＳ１３では、計測装置１で計測したリアルタイム計測値の受信処理を行う。開閉器計測データ受信後、事故情報検出処理ステップＳ１４により事故発生の有無を判定する。事故情報検出処理ステップＳ１４の処理結果、事故未検出の場合は、処理ステップＳ１５で計測情報を系統状態データベースＤＢ１に登録する。事故情報検出処理ステップＳ１４での処理結果、事故を検出した場合は、事故区間切り離し処理ステップＳ１６により事故可能性区間を全て切り離した系統状態を、処理ステップＳ１５で系統状態データベースＤＢ１に登録する。これにより、全てのセンサ内蔵開閉器Ｋについての処理結果が系統状態データベースＤＢ１に登録される。

図５は事故未検出の場合に、図４の処理ステップＳ１３−Ｓ１４−Ｓ１５の処理で系統状態データベースＤＢ１に登録された計測情報を示している。配電用遮断器ＦＣＢと複数の柱状設置の開閉器Ｋ（Ｋ１−Ｋ９）について、電圧の有無、事故方向、開閉器状態（ＯＮ，ＯＦＦ）が記録されている。この状態は正常状態なので、いずれの配電用遮断器ＦＣＢ、開閉器Ｋにも事故方向の情報が存在しない。電圧は、全ての配電用遮断器ＦＣＢと開閉器Ｋ（Ｋ１−Ｋ９）が電圧有を検出している。但し開閉器の開閉状態は標準運用状態を反映した開閉位置になっている。つまり、Ｋ８，Ｋ９のみＯＦＦ（開放）である。

これに対し、事故検出した場合に系統状態データベースＤＢ１に登録された計測情報の一例を図７に示している。この場合にも配電用遮断器ＦＣＢと複数の柱状設置の開閉器Ｋ（Ｋ１−Ｋ９）について、電圧の有無、事故方向、開閉器状態（ＯＮ，ＯＦＦ）が記録されている。

この計測事例の一例について、まず電圧の欄の表記は「有」「無」の他に、片側だけが充電された状態を「片側」としている。開閉器が検知する電圧は、一般にはその両端電圧である。図５では両端に電圧が確立している場合には、単に電圧「有」と表示している。図７の事例では、開閉器Ｋ２，Ｋ５，Ｋ８，Ｋ９は、一方端に電圧有、他方端に電圧なしとなっており、「片側」と表示している。開閉器Ｋ４，Ｋ６，Ｋ７では両端に電圧確立していないので電圧「無」と表記されている。

次に開閉器が検知した事故方向は、開閉器Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３、Ｋ５では負荷側とされ、開閉器Ｋ４，Ｋ６−Ｋ９では事故方向を確認できなかったため、不明と表記している。なお、配電用遮断器ＦＣＢは事故方向情報を持たないものとする。ここで、開閉器における事故方向の判断では、例えば通常電流以上の十分な大きさの電流の通過方向が確認される。通常電流以上の十分な大きさの電流が検知できないときには不明とされる。また、この状態での開閉器状態は、Ｋ１，Ｋ３が閉、その他が開であったとする。

図４の事故区間切り離し処理（ステップＳ１６）では、図７の配電系統各所に設置されたセンサ内蔵開閉器Ｋの事故情報（事故方向の情報）から、明らかに事故発生していない区間と、事故発生の可能性のある区間を区別する。例えば両端電圧が「有」で、検出した事故方向が負荷側であれば、この開閉器は明らかに事故発生していない区間に位置づけられる。開閉器Ｋ１，Ｋ３がこの条件に合致する。他の開閉器は事故発生の可能性のある区間に位置づけられる。

この解析結果から想定される配電系統の状態を図６に示す。図６は事故検出後、事故区間切り離し処理ステップＳ１６により事故可能性区間を全て切り離した想定の系統状態を示している。この想定状態では、開閉器Ｋ１とＫ３のみは閉じており、その他の開閉器は開放状態にある。またこの事例での事故区間切り離し開閉器は、明らかに事故発生していない区間の最も負荷側に位置する開閉器Ｋ１とＫ３の直下流の開閉器Ｋ２，Ｋ５とされる。

事故発生時点の配電系統が図６のようであったと推定できる場合に、この配電系統の復旧を上位装置から実行する。この復旧操作では、明らかに事故発生していない区間の遮断器、開閉器は同時に投入操作を実行可能である。本発明ではこの後段の投入操作として、事故発生の可能性のある区間に存在する複数の開閉器の投入順序を最適化する。

図８は事故区間切り離し開閉器の抽出から試送電順序全パターン算出までの処理フロー図である。また図１３は評価基準値算出と最適な試送電順序決定の処理フローであり、図８の処理フローの処理ステップＳ２３に続いて実行される。以下、図８、図１３の処理内容について図６の構成の樹枝状配電系統の処理事例で説明する。

なお、図６は図３の配電系統で事故が発生し、事故点が存在する可能性のある区間を切り離した状態の配電系統図を示している。この図６では、開閉器Ｋ２およびＫ５は柱上に設置された標準運用状態が入の開閉器であるが、事故点が存在する可能性のある区間のため、開放することにより健全区間から切り離された状態を示している。

この状態から開始される図８の処理フロー図では事故区間切り離し開閉器の抽出から試送電順序全パターン算出までを実行する。図９には、図８の各処理段階（Ｓ１７−Ｓ２６）の時の実施項目と、この処理により得られる処理結果の内容を示している。以下、図６と図８と図９を参照しながら具体的に説明する。

まず、図８のステップＳ１７の処理である「事故区間切り離し開閉器の抽出」により、事故の可能性のある区間を切り離すことを目的として、停電範囲と充電範囲を区分している標準運用状態が入の開閉器を抽出する。図６では、停電範囲と充電範囲を区分している標準運用状態が入の開閉器は、Ｋ２とＫ５なので、図９の処理結果の内容としては、Ｋ２とＫ５を得る。但し、図９の出力内容の欄には、表記の都合上開閉器Ｋ２とＫ５について記号のＫを省略し、番号部分のみを記載している。この表記の約束は他の欄、及び他の図面でも同様に取り扱うものとする。

なお、停電範囲と充電範囲を区分している標準運用状態が入の開閉器を抽出するに際しては、図７の系統状態データベースＤＢ１の記憶内容を参照し、電圧が片側充電となっている開閉器を参照することで得られる。また事故区間切り離し開閉器の抽出を行うに際し、配電系統の全開閉器の中から、投入済み開閉器（明らかに事故発生していない区間に属する開閉器）及び標準運用状態が切の開閉器を削除する。

図８のステップＳ１８の処理である「事故区間切り離し後投入済み開閉器の抽出」により、図８のステップＳ１７で抽出した事故区間切り離し開閉器Ｋ２、Ｋ５を基に、事故の可能性のある区間を切り離した系統状態の把握を目的として、事故区間切り離し後投入済み開閉器を抽出する。事故区間切り離し後投入済み開閉器は、事故区間切り離し開閉器Ｋ２、Ｋ５よりも電源側にある開閉器などであり、図９の処理結果の内容としては、ＦＣＢ，Ｋ１、Ｋ３を得る。なお、事故区間切り離し後投入済み開閉器を抽出するに際しては、図７の系統状態データベースＤＢ１の記憶内容を参照し、電圧が両側充電（電圧有）となっている開閉器を参照することで得られる。

図８のステップＳ１９の処理である「１段目投入可能開閉器抽出」により、図８のステップＳ１８で抽出した事故区間切り離し後投入済み開閉器ＦＣＢ，Ｋ１、Ｋ３を基に、試送電可能開閉器の抽出を目的として、１段目投入可能開閉器を抽出する。図９の処理結果の内容としては、ＦＣＢ，Ｋ１、Ｋ３の次段に接続される開閉器Ｋ２、Ｋ５を得る。ここで、１段目投入可能開閉器として２つの開閉器Ｋ２、Ｋ５が抽出されたということは、事故区間を１つに特定できない場合に生じる複数の未送電区間が存在するということ意味している。

図８のステップＳ２０の処理である「１段目投入後投入済み開閉器の導出」により、図８のステップＳ１８で抽出した事故区間切り離し後投入済み開閉器ＦＣＢ，Ｋ１、Ｋ３と、ステップＳ１９で抽出した１段目投入可能開閉器Ｋ２、Ｋ５を組み合わせたデータを１段目投入後投入済み開閉器として、投入後開閉器を試送電順序データベースＤＢ２に登録する。この場合に試送電順序データベースＤＢ２に登録されるデータは、２組存在する。１段目投入可能開閉器として開閉器Ｋ２に着目したときには、ＦＣＢ，Ｋ１、Ｋ３、Ｋ２であり、１段目投入可能開閉器として開閉器Ｋ５に着目したときには、ＦＣＢ，Ｋ１、Ｋ３、Ｋ５である。

図８のステップＳ１７からＳ２０までの一連の処理が一つの区切りである。これは要するに次回操作（第１段操作）について、「１段目投入可能開閉器」と「１段目投入後投入済み開閉器」を求めたものである。

図８のステップＳ２１以降の一連の動作は、要するにさらに後続の次回操作（第Ｎ段操作）について、「Ｎ段目投入可能開閉器」と「Ｎ段目投入後投入済み開閉器」を求めたものである。この処理を、操作可能な開閉器が存在しなくなるまで継続実施させたものである。

図８のステップＳ２１では、事故区間切り離し開閉器抽出後の投入段数に使用する変数Ｎを「２」に初期値設定する。

まず、図８のステップＳ２２の処理である「Ｎ段目投入可能開閉器の抽出」により、図８のステップＳ２０あるいはループ処理内の１巡前のステップＳ２５で抽出した （Ｎ−１）段目投入後投入済み開閉器、を基に、次手順で投入可能開閉器をＮ段目投入可能開閉器として抽出する。

ここではＮ＝２としているので、図８のステップＳ２０で抽出した 第１段目投入後投入済み開閉器（ＦＣＢ，Ｋ１、Ｋ３、Ｋ２と、ＦＣＢ，Ｋ１、Ｋ３、Ｋ５）を基に、次手順で投入可能開閉器を２段目投入可能開閉器として抽出する。図９の処理結果の内容としては、第１段で開閉器Ｋ２を選択したときには第２段では開閉器Ｋ４、Ｋ５を選択可能である。第１段で開閉器Ｋ５を選択したときには第２段では開閉器Ｋ２，Ｋ６、Ｋ７を選択可能である。

図８のステップＳ２３の処理である「Ｎ段目投入可能開閉器」有無の判定では、図８のステップＳ２２で抽出した「Ｎ段目投入可能開閉器」が存在しない場合は、試送電順序の導出を終了し、図９の評価基準値算出処理へ移行する。ステップＳ２２で抽出した「Ｎ段目投入可能開閉器」が存在する場合は、「Ｎ段目までの投入順序」全パターンの導出Ｓ２４の処理へ移行する。以下では、「Ｎ段目投入可能開閉器」が存在する例を説明する。

図８のステップＳ２４の処理である「Ｎ段目までの投入順序全パターンの導出」では、図８のステップＳ１９あるいはループ処理内の１巡前のステップＳ２４で抽出した「（Ｎ−１）段目までの投入順序」の各々と、それに対応するステップＳ２２で抽出した「Ｎ段目投入可能開閉器」を組み合わせたデータを「Ｎ段目までの投入順序」として、全パターンを導出する。

ここではＮ＝２としているので、図８のステップＳ１９で抽出した１段目投入可能開閉器Ｋ２，Ｋ５からの投入順序をすべて求める。この場合の組み合わせは５組である。１段目投入可能開閉器Ｋ２であるとき、次に投入可能な開閉器はＫ４、Ｋ５であるので、Ｋ２−Ｋ４，Ｋ２−Ｋ５の２パターンがありうる。１段目投入可能開閉器Ｋ５であるとき、次に投入可能な開閉器はＫ２，Ｋ６、Ｋ７であるので、Ｋ５−Ｋ２，Ｋ５−Ｋ６，Ｋ５−Ｋ７の３パターンがありうる。合計５パターンを採用しえる。

図８のステップＳ２５の処理である「Ｎ段目投入後投入済み開閉器の抽出」では、図８のステップＳ２２で抽出した「Ｎ段目投入可能開閉器」の各々と、それに対するステップＳ２０あるいはループ処理内の１巡前のステップＳ２５で抽出した「（Ｎ−１）段目投入後投入済み開閉器」を組み合わせたデータを「Ｎ段目投入後投入済み開閉器」とする。

ここではＮ＝２としているので、第１段目投入後投入済み開閉器（ＦＣＢ，Ｋ１、Ｋ３、Ｋ２と、ＦＣＢ，Ｋ１、Ｋ３、Ｋ５）を基に、１組目のＦＣＢ，Ｋ１、Ｋ３、Ｋ２に対して、ＦＣＢ，Ｋ１、Ｋ３、Ｋ２、Ｋ４と、ＦＣＢ，Ｋ１、Ｋ３、Ｋ２、Ｋ５を得る。２組目のＦＣＢ，Ｋ１、Ｋ３、Ｋ５に対して、ＦＣＢ，Ｋ１、Ｋ３、Ｋ５、Ｋ２と、ＦＣＢ，Ｋ１、Ｋ３、Ｋ５、Ｋ６と、ＦＣＢ，Ｋ１、Ｋ３、Ｋ５、Ｋ７を得る。

以上により、第２回目の処理を完了し、次に第３回目を模索する。このため図８のステップＳ２６の処理では、事故区間切り離し開閉器抽出後に試送電順序段数に使用する変数Ｎの値に「１」を足して、ステップＳ２２の「Ｎ段目投入可能開閉器の抽出」処理へ移行し、以後処理を繰り返す。

すでに説明したが、図９には図８に於ける試送電順序決定処理フローの各ステップでの出力内容を示している。図９に於けるステップＳ１７〜Ｓ２６は図６に於ける各ステップに対応しており、事故区間切り離し開閉器の抽出から１段目および２段目投入開閉器の抽出と投入後投入済み開閉器の抽出結果を「図８に於ける各ステップの出力内容」欄に表記している。

同様に図１０は、図８に於ける試送電順序決定処理フローの各ステップ出力内容であり、図９の各ステップ出力後のステップＳ１７〜Ｓ２６の繰り返し処理による２巡目および３巡目の出力結果を示している。図に於ける各ステップでは、試送電順序決定のための３段目および４段目投入開閉器の抽出と投入後投入済み開閉器の抽出結果を「図８に於ける各ステップの出力内容」に表記している。

また同様に図１１は、図８に於ける試送電順序決定処理フローの各ステップ出力内容であり、図９および図１０の各ステップＳ１７〜Ｓ２６での出力後のステップＳ１７〜Ｓ２６の繰り返し処理による４巡目および５巡目の出力結果を示している。図に於ける各ステップは、試送電順序決定のための５段目および６段目投入開閉器の抽出と投入後投入済み開閉器の抽出結果を「図８に於ける各ステップの出力内容」に表記している。

なお、ステップ７（５巡目）で投入可能開閉器が無しのため、本手順までが試送電順序の全パターンとして確定する。図９での考え方が理解できれば図１０、図１１の動きも理解できることなので、ここでは図１０、図１１についての結果が得られることについての詳細説明を省略する。

図８のステップＳ２３の「Ｎ段目投入可能開閉器有無の判定」で、投入可能開閉器が存在しない場合、図１３に移動して処理を継続する。図１３のステップＳ２７では、試送電順序データベースＤＢ３に登録されている各々の試送電順序パターンの評価基準値の算出を行う。この算出では「停電時間と軒数の積の総和」を判断材料とする。

図１２は、配電区間Ｌとこの区間に接続された需要家の軒数の関係を示している。これによれば、図６の開閉器Ｋ２，Ｋ４の間の配電区間Ｌ３には１５軒、開閉器Ｋ４，Ｋ９の間の配電区間Ｌ５には２０軒、開閉器Ｋ５，Ｋ６の間の配電区間Ｌ６には１０軒、開閉器Ｋ６，Ｋ８の間の配電区間Ｌ７には４０軒、開閉器Ｋ７以遠の配電区間Ｌ８には５軒の需要家が存在している。

図１３のステップＳ２７では、最終的に求められた全ての投入パターンとするときの「停電時間と軒数の積の総和」を求める。例えば、図１１の４順目の処理Ｓ２４で算出されたパターン（Ｋ２−Ｋ４−Ｋ５−Ｋ６−Ｋ７）について考えてみる。

まず最初にＫ２投入により充電され復旧する配電区間Ｌ３の需要家は１５軒であるがこの場合の停電時間はゼロであるので、停電時間と軒数の積をゼロとする。次に時間Ｔ後にＫ４投入したときの停電時間と軒数（２０軒）の積は２０Ｔである。時間２Ｔ後にＫ５投入したときの停電時間と軒数（１０軒）の積は２０Ｔである。時間３Ｔ後にＫ６投入したときの停電時間と軒数（４０軒）の積は１２０Ｔである。時間４Ｔ後にＫ７投入したときの停電時間と軒数（５軒）の積は２０Ｔである。この場合に、「停電時間と軒数の積の総和」を求めると、１８０Ｔが求まり、このときの具体的な待機時間Ｔ＝３秒を代入したときの評価値が５４０として求められる。

図１４は、図１３の各処理段階の時の実施項目と、この処理により得られる処理結果の内容を示す図である。ここには、出力内容として全ての試送電順序パターンの評価基準値が算出されている。

ステップＳ２８では、全ての試送電順序パターンの評価基準値を算出後に、最適投入順序の抽出を行う。図１４のステップＳ２７で算出した総和の値が最小となる投入順序として、パターン（Ｋ５−Ｋ６−Ｋ２−Ｋ４−Ｋ７）を抽出する。

以上述べたように、図１４は図１３の試送電順序決定処理フローの各ステップ出力内容であり、図９、図１０および図１１の各ステップで抽出した試送電順序全パターンに対する評価基準値の算出と最適投入順序の決定結果である。図１４のステップＳ２７は、図１１で抽出した試送電順序全パターンに対する評価基準値を「投入段数による停電時間と停電範囲の各区間の需要家軒数の積の総和」により算出する。ステップＳ２８は、ステップＳ２７で算出した試送電順序全パターンに対する評価基準値で「評価基準値が最も小さい試送電順序」を抽出し、最適な試送電順序として決定する。

配電系統の未送電区間に関わらず、各々の試送電順序パターンに於ける評価基準値から最適な試送電順序を決定する事ができることから、事故区間検出システムによる系統構成への制約を考慮する必要がなくなり、現状よりも柔軟かつ効率的な系統構成と運用が可能になる。

１：計測装置
２：配電系統上位装置
３：営業所親局
４：変電所子局
５：開閉機子局
Ａ：開閉器計測情報監視部
Ｂ：センサ内蔵開閉器の事故情報収集部
ＢＵＳ：母線
Ｃ：事故区間切り離し処理部
ＣＢ：遮断器
Ｄ：試送電順序全パターン算出部
ＤＢ１：系統状態データベース
ＤＢ２：試送電順序データベース
ＤＢ３：評価値データベース
Ｅ：評価基準値算出部
Ｆ：試送電順序決定処理部
ＦＣＢ：配電用遮断器
Ｇ：発電機
Ｈ：配電系統制御部
Ｋ：開閉器
Ｌ：配電線路（配電区間）
ＴＦ：変電所

Claims (5)

1. 変電所に設置された配電用遮断器から需要家までの配電線路の各所に複数のセンサ内蔵開閉器を配置した樹枝状配電系統に適用され、前記センサ内蔵開閉器と通信設備を介して上位装置に接続される樹枝状配電系統の監視・制御システムにおいて、
   前記複数のセンサ内蔵開閉器は、その設置位置における電圧の有無と事故方向の情報を、通信設備を介して上位装置に伝送し、上位装置から開閉指令信号を得る機能を備え、
   前記上位装置は、
   配電線路の各所に設置されたセンサ内蔵開閉器の事故方向の情報から、事故発生していない区間と事故発生の可能性のある区間を区分しているセンサ内蔵開閉器を判別する事故区間切り離し処理部と、
   前記区間を区分しているセンサ内蔵開閉器から、配電線路末端のセンサ内蔵開閉器に至るまでの全てのセンサ内蔵開閉器について、開閉順序の全てのパターンを算出する試送電順序全パターン算出部と、
   前記センサ内蔵開閉器により区分された配電線路の区間内に存在する需要家軒数を保持し、前記パターンの開閉順序に従って所定時間間隔で前記センサ内蔵開閉器を投入するときに、停電時間と需要家軒数との積を評価基準値として算出する評価基準値算出部と、
   前記開閉順序の全てのパターンについて求めた評価基準値の中から停電時間と需要家軒数との積が最少となるパターンを算出する試送電順序決定処理部と、
   該試送電順序決定処理部が定めた前記パターンに従い前記複数のセンサ内蔵開閉器に開閉指令信号を与える配電系統制御部とから構成されていることを特徴とする樹枝状配電系統の監視・制御システム。
2. 変電所に設置された配電用遮断器から需要家までの配電線路の各所に複数のセンサ内蔵開閉器を配置した樹枝状配電系統に適用され、当該樹枝状配電系統の事故発生後の復旧操作のためにセンサ内蔵開閉器を所定時間間隔で順次投入する樹枝状配電系統の試送電順序決定方法において、
   事故発生していない区間と事故発生の可能性のある区間を区分しているセンサ内蔵開閉器を判別し、当該センサ内蔵開閉器から配電線路末端のセンサ内蔵開閉器に至るまでのセンサ内蔵開閉器の投入順序を前記センサ内蔵開閉器により区分された配電線路の区間内に存在する需要家軒数と前記所定時間間隔で定まる停電時間との積の総和を用いて定めることを特徴とする樹枝状配電系統の試送電順序決定方法。
3. 請求項２に記載の樹枝状配電系統の試送電順序決定方法において、
   前記事故発生していない区間と事故発生の可能性のある区間を区分しているセンサ内蔵開閉器を、配電線路の各所に設置されたセンサ内蔵開閉器の事故方向の情報から定めることを特徴とする樹枝状配電系統の試送電順序決定方法。
4. 請求項２に記載の樹枝状配電系統の試送電順序決定方法において、
   前記センサ内蔵開閉器の投入順序は、前記需要家軒数と前記所定時間間隔で定まる停電時間との積の総和を最少とする投入順序であることを特徴とする樹枝状配電系統の試送電順序決定方法。
5. 請求項２に記載の樹枝状配電系統の試送電順序決定方法において、
   配電線路の複数のセンサ内蔵開閉器の投入順序は、前記区間を区分しているセンサ内蔵開閉器の前記事故発生していない区間のセンサ内蔵開閉器を投入後に、事故発生の可能性のある区間に含まれるセンサ内蔵開閉器について前記需要家軒数と前記停電時間との積の総和で定まる順序で実行されることを特徴とする樹枝状配電系統の試送電順序決定方法。

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