JP2014150640A - 事故停電および配電設備故障の検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】需要家に設置されているスマートメータが計測するデータを利用して配電線の事故停電の検出や配電線トランスの下流側の停電の把握を適格に行うことができる事故停電および配電設備故障の検出システムを提供する。
【解決手段】各需要家５〜７における電力使用量を計測するよう各需要家毎に、または負荷の種類ごとに設置された電力計量器であるスマートメータ８〜１０と、通信手段１３を介して伝送されるスマートメータ８〜１０が所定時間毎に計測した電力使用量を表わす電力量データを受信して所定の処理を行う電算機１４とを有する事故停電および配電設備故障の検出システムであって、電算機１４は、前記所定時間経過後において、未更新の電力量データを抽出するとともに、未更新のスマートメータ８〜１０を特定することで当該スマートメータ８〜１０の電源が喪失していると判断する。
【選択図】 図２

Description

本発明は事故停電および配電設備故障の検出システムに関し、特にスマートメータで収集したデータを利用したシステムに適用して有用なものである。

従来、配電線事故に起因する停電時の対象需要家の把握に関しては、配電線事故等により需要家に電気を供給できない停電対象戸数や個別の需要家の把握は、停電区間の電柱に事前に登録されている需要家のデータから把握している。

また、配電トランス以降の停電に関し、電力会社が責任を負う配電設備（配電〜電力計量器）での故障に関わる停電は、需要家からの連絡により把握している。

このため、刻々と変化する事故拡大や、復旧状況に即応した対象戸数の把握や、需要家の特定は困難であるとともに、電柱に対する需要家の事前登録の誤りや、配電トランスの変更時のデータ変更の遅延等により、正確な把握が難しい。

また、電力会社側から、配電線の停電を伴わない、配電トランス以降の配電設備（引込線等）の不良による停電は感知できない。

一方、近年、配電系統において、各需要家における電力使用量を計測するよう、各需要家毎に、または負荷の種類ごとに設置された電力計量器であるスマートメータの設置が計画されている。かかるスマートメータを利用すれば、スマートメータが計測した電力使用量を表わす電力量データを遠方の監視所等に電力線通信や光通信を利用した通信手段を介して容易に伝送することが可能になる。すなわち、配電系統における電力量データをリアルタイム（実際は所定の時間（例えば３０分）の経過後）で獲得可能である。そこで、監視所等で電力量データの適切な処理を行えば、配電系統の事故情報やスマートメータのデータの獲得に関する情報等を利用することで種々の有益なシステムを提供し得ると考えられる。

なお、スマートメータを利用した短絡点の評定装置として特許文献１が存在する。

特開２０１２−２２０３８３号公報

本発明は、上記事情に鑑み、需要家に設置されているスマートメータが計測するデータを利用して配電線の事故停電の検出や配電線トランスの下流側の停電の把握を適格に行うことができる事故停電および配電設備故障の検出システムを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、
各需要家における電力使用量を計測するよう各需要家毎に、または負荷の種類ごとに設置された電力計量器であるスマートメータと、通信手段を介して伝送される前記スマートメータが所定時間毎に計測した電力使用量を表わす電力量データを受信して所定の処理を行う電算機とを有する事故停電および配電設備故障の検出システムであって、
前記電算機は、前記所定時間経過後において、未更新の電力量データを抽出するとともに、未更新のスマートメータを特定することで当該スマートメータの電源が喪失していると判断することを特徴とする事故停電および配電設備故障の検出システムにある。

本態様によれば、スマートメータが電力量データを収集できないというデータに基づき停電事故を検出することができる。

本発明の第２の態様は、
第１の態様に記載する事故停電および配電設備故障の検出システムにおいて、
前記電算機は、別途供給される配電線の停電情報に基づき停電領域を特定する一方、所定時間経過後の電力量データが未更新のスマートメータの位置情報を特定し、前記停電領域の情報と前記位置情報とを照合することにより、前記スマートメータの位置が前記停電領域に含まれる場合には、前記スマートメータの電源喪失を、前記配電線の停電が原因であると推定するとともに、前記スマートメータの位置が前記停電領域に含まれない場合には、前記スマートメータの電源喪失を、前記配電線に配設された配電トランス以降の部位の故障が原因であると推定するものであることを特徴とする事故停電および配電設備故障の検出システムにある。

本態様によれば、配電線の事故による停電か、または配電トランス以降の故障による停電かを区別して検出できる。

本発明の第３の態様は、
第１または第２の態様に記載する事故停電および配電設備故障の検出システムにおいて、
前記電算機は、同一の柱上トランスに複数の引込線が接続されているか否かを判断し、複数の引込線が接続されていることを条件として前記スマートメータのそれぞれに関する電力量データの有無を推定するとともに、全てのスマートメータに関する電力量データが未更新である場合には、前記配電トランスのヒューズが前記スマートメータの電源喪失の原因であると推定し、同一引込線の全ての前記スマートメータに関する電力量データが未更新である場合には、前記引込線のヒューズが前記スマートメータの電源喪失の原因であると推定し、さらに前記同一引込線の全ての前記スマートメータに関する電力量データが未更新でない場合には、未更新のスマートメータに関し、該スマートメータの下流側の故障が電源喪失の原因であると推定するものであることを特徴とする事故停電および配電設備故障の検出システムにある。

本態様によれば、引込線以降の故障原因をさらに具体的に推定し得る。

本発明の第４の態様は、
第１〜第３の態様の何れか一つに記載する事故停電および配電設備故障の検出システムにおいて、
前記推定原因を表わす情報を告知手段を介して所定の管轄部署に送出することを特徴とする事故停電および配電設備故障の検出システムにある。

本態様によれば、故障、停電の復旧に対する迅速、かつ適切な情報を提供し得る。

本発明によれば、各需要家毎に、または各需要家における負荷の種類ごとにスマートメータを設置して使用電力量を表わす電力量データを収集しているが、配電線事故時の停電または配電トランスの下流側での停電によりスマートメータの電源が確保できないことに伴い、前記電力量データを収集できない。このように電力量データを収集できないというデータに基づき配電線事故による停電データとを照合することで配電トランスの下流側での停電が原因であることを特定できるばかりでなく、さらに同一電柱から複数の引込線が出ていることを場合には、各スマートメータにおける各更新データを分析するように構成したので、配電トランスの下流側での停電の原因を具体的に推定し得る。

本発明の実施の形態に係る事故停電および配電設備故障の検出システムを概念的に示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る事故停電および配電設備故障の検出システムを示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る事故停電および配電設備故障の検出システムにおける各種処理手順を示す第１のフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る事故停電および配電設備故障の検出システムにおける各種処理手順を示す第２のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る事故停電および配電設備故障の検出システムを概念的に示す説明図である。同図に示すように、配電線１は、それぞれ配電トランスＴＲ１,ＴＲ２，ＴＲ３が配設された電柱２Ａ，２Ｂ，２Ｃ間に布設されている。各配電トランスＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３には引込線３，４Ａ，４Ｂ，４Ｃが接続されている。引込線３，４Ａ，４Ｂ，４Ｃの需要家５，６，７側の端部には、それぞれ需要家５，６，７における電力使用量を計測するスマートメータ８，９Ａ，９Ｂ，１０が接続されている。ここで、需要家６，７には同一の配電トランスＴＲ２から電力が供給され、しかも需要家６では複数本（本例では２本）の引込線４Ａ，４Ｂを介して引込線４Ａ，４Ｂ毎にスマートメータ９Ａ，９Ｂが接続されている。スマートメータ９Ａは、例えば照明等の一般負荷に対応して、またスマートメータ９Ｂは、例えば温水器等の夜間負荷に対応して設けられている。

各スマートメータ８〜１０は各需要家５〜７で消費した電力使用量を所定時間毎（例えば、３０分毎）に計測し、その電力使用量を表わす電力量データを通信手段を介して遠隔の電算機センタに向け送出する。このときスマートメータ８〜１０から送出される電力量データの一例を表１に、かかる電力量データを受信した電算機センタの電算機のデータベースの電力量データの一例を表２に示す。表１は、計測時刻が１３:００の各スマートメータ８〜１０の計測データと１３：３０のスマートメータ８〜１０の計測データをそれぞれ示しており、１３：３０にはスマートメータ８，９Ｂで電力量データが得られなかったことを示している。これに対応して電算機のデータベースの電力量データは、１３：３０におけるスマートメータ８，９Ｂに関するメータ指示数が更新されないので、初期値のまま残る。ちなみに、各スマートメータ８〜１０のメータ指示数は最初は全て所定の初期値が与えられている。したがって、電力量データが受信していない１４：００のメータ指示数は各スマートメータ８〜１０に関して初期値が設定されている。

表２に示すように、１３：３０におけるスマートメータ８，９Ｂの計測データが更新されなかったという事実は、これらのスマートメータ８，９Ｂが関与する部分で何らかの故障が発生していることを示唆している。本形態は、このように計測データが更新されなかったという事実を利用して配電系統における特定の故障等を検出するものである。

図２は本発明の実施の形態に係る事故停電および配電設備故障の検出システムを示すブロック図である。なお、同図中、図１と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。

図２に示すように、需要家５，７は１契約の、例えば照明等の一般負荷１１，１３のみを有しているのに対し、需要家６は、例えば照明等の一般負荷１２Ａの他に、例えば温水器等の夜間負荷１２Ｂも有しており、２契約となっている。そこで、需要家５，７には一台のスマートメータ８，１０が設置されているのに対し、需要家６には二台のスマートメータ９Ａ，９Ｂが設置されている。

スマートメータ８〜１０において所定時間ごとに計測した電力量データは、通信手段１３を介して電算機センタの電算機１４に送出される。ここで、通信手段１３に特別な制限はないが、電力線通信手段、光通信手段等を好適に利用し得る。

電算機１４は、データベース１５，１６、演算処理部１７および表示部１８を有している。データベース１５は通信手段１３を介して各スマートメータ８〜１０から伝送されてきた電力量データを記憶する。すなわち、表２に示すデータを記憶する。データベース１６は電柱２Ａ〜２Ｃに関するデータ、電柱２Ａ〜２Ｃに設置された配電トランスＴＲ１〜ＴＲ３のデータおよび配電トランスＴＲ１〜ＴＲ３に接続された需要家５〜７に関するデータ等が記憶されている。さらに、データベース１６には、配電システム１９を介して配電線１に関する故障（停電）情報が供給され、かかる故障（停電）情報も記憶している。ここで、故障（停電）情報は、配電系統の最上流に設置されて配電線１に電力を供給する、例えば配電変電所２０で適宜検出し、検出した故障（停電）情報が配電システム１９に供給される。

演算処理部１７はデータベース１５，１６に記憶されたデータに基づき所定のデータ処理を行うとともに、データベース１５，１６のデータを適宜書換える等、必要な制御を行う。表示部１８は演算処理部１７で処理したデータを適宜表示して可視化する。

かかる本形態によれば通常時であれば所定時間（例えば３０分）毎に各スマートメータ８〜１０毎の電力量データが電算機１４に送出される結果、そのデータベース１５のデータの初期値が直近に計測した電力量データに書換えられる。ところが、何らかの原因によりスマートメータ８〜１０が電源を喪失してデータベース１５の電力量データが更新されなかった場合には、このことで異常の発生を検知し得る。そこで、異常発生の原因を適切に追跡することにより異常の原因を推定することができる。図３および図４に基づきこの点を詳説する。

図３および図４は本発明の実施の形態に係る事故停電および配電設備故障の検出システムにおける各種処理手順を示すフローチャートである。なお、両図中、図１および図２と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。また、図３中、Ｉは需要家、IIはスマートメータ（契約単位）、IIIは電柱、図４中、IVは事業所、Vは電算機センタ、また図３および図４中、VIは通常時、VIIは停電発生時、VIIIは復旧に向けたアプローチに関する処理をそれぞれ示している。さらに、図３および図４に示す矢印（Ａ）〜（Ｇ）の処理は矢印の方向に相互に連携している。

図３および図４に示すように、通常時には、スマートメータ８〜１０で計測した計測データが３０分毎に電算機センタＶに送出される（ＳＴ１参照）。この結果、電算機センタＶにおける電算機１４のデータベース１５のデータが更新される（ＳＴ２参照）。

一方、停電が発生（図３では電柱２Ａと電柱２Ｂとの間で停電が発生した場合を考えている。ＳＴ３参照）すると、かかる事象は配電システム１９で把握される（ＳＴ４参照）。かかる停電情報は、電算機１４のデータベース１６に記憶され、同時に事業所IVに送出される（ＳＴ６参照）。この結果、事業所IVでは停電の発生を把握する（ＳＴ７参照）。ここで、本形態では、配電システム１９が電柱２Ｂの配電トランスＴＲ２に対して所定の手順で自動送電を開始するように構成してある（ＳＴ５参照）。

かかる停電事故の発生により、電柱２Ｂの配電トランスＴＲ２に接続されたスマートメータ９Ａ，９Ｂ，１０の電源が喪失され、３０分経過後の次の電力量データの送出ができない（ＳＴ８参照）。一方、電柱２Ａの配電トランスＴＲ１に接続されたスマートメータ８は健全であるので、３０分経過後の次の電力量データの送出を行う（ＳＴ９参照）。この結果、電算機センタＶの電算機１４では需要家５のスマートメータ８のみのデータを更新するが、需要家６，７のスマートメータ９Ａ，９Ｂ，１０のデータは更新されないので初期値のままとしてデータベース１５に記憶される（ＳＴ１０参照）。

続いて電算機１４において、演算処理部１７がデータベース１５を参照しつつスマートメータ８〜１０の未更新の契約を自動的に抽出する（ＳＴ１１参照）。この結果、データベース１５には未更新契約が記憶される。一方、データベース１６には配電システム１９で検出した停電情報が記憶されているので、この停電情報と未更新契約データとを照合する（ＳＴ１２参照）。この結果、スマートメータ９Ａ，９Ｂ，１０における電力量データの未更新が、配電線１の停電が原因となっているか否かを判断し得る。配電システム１９で把握している停電情報には各電柱２Ａ〜２Ｃの位置を特定する情報も含まれているので、この場合に電力量データが未更新であるスマートメータ９Ａ，９Ｂ，１０が属する電柱２Ｂの位置情報と停電領域の情報とを照合し、両者の一致、不一致を検出すれば良いからである。

この判定の結果、配電線１の停電が原因の電力量データの未更新であれば、特に対応は採らない（ＳＴ１３参照）。配電トランスＴＲ２、ＴＲ３よりも上流の配電線１の故障であり、別途復旧作業等が手配されるからである。

一方、前記照合の結果、電力量データが未更新であるスマートメータ９Ａ，９Ｂ，１０が配電線１の故障による停電領域に属さない場合には、１）引込線４Ａ，４Ｂ，４Ｃ以下の故障による停電、または２）配電線１の停電区間であるが、電算機１４のデータベース１６へのデータの登録間違い、が可能性として考えられる（ＳＴ１４参照）。上記２）の登録間違いの可能性に関しては、その旨を登録先の需要家６，７に電話連絡して状況を確認する（ＳＴ１５参照）。一方、上記１）の引込線４Ａ，４Ｂ，４Ｃ以下の故障による停電の可能性に関しては、同一電柱２Ｂに複数の引込線４Ａ〜４Ｃがあるか否かを判定し、かかる判定結果が「ＹＥＳ」の場合、すべてのスマートメータ９Ａ〜１０の電力量データの更新の有無を判定する。一方、前記判定結果が「ＮＯ」の場合、故障原因は、現地に赴いて特定する必要があるので、その旨の手配をする（ＳＴ１６参照）。

すべてのスマートメータ９Ａ〜１０の電力量データの更新の有無を判定した結果、「ＹＥＳ」の場合には、電柱２Ｂの配電トランスＴＲ２のヒューズ（カットアウト）が原因であると推定する（ＳＴ１７参照）。前記判定結果が「ＮＯ」である場合には、さらに同一引込線４Ａ，４Ｂのスマートメータ９Ａ，９Ｂのすべての電力量データの有無を判定する。かかる判定が「ＹＥＳ」の場合には引込線４Ａ，４Ｂのヒューズ（ケッチ）の故障であると推定する（ＳＴ１８参照）。一方、前記判定が「ＮＯ」の場合にはスマートメータ９Ａ，９Ｂ以降の故障であると推定する（ＳＴ１９参照）。ＳＴ１７〜１９の各推定結果は、表示部１８に表示されるので、表示部１８からは、各推定情報を故障情報として事業所IVに送出する（ＳＴ２０参照）。

表示部１８から故障情報を受信した事業所IVでは故障情報を受理する（ＳＴ２１参照）とともに、現地へ復旧作業に赴く（ＳＴ２２参照）。

以上が本形態における処理の全容であるが、これらの処理のうち、電算機１４で実行するデータ処理は図４中に太線で示す。

本発明は配電系統を介して各需要家に電力を供給する電力業界に導入するスマートメータに関連する産業分野で有効に利用することができる。

１ 配電線
２Ａ〜２Ｃ 電柱
３〜４Ｃ 引込線
５〜７ 需要家
８〜１０ スマートメータ
１３ 通信手段
１４ 電算機
１５，１６ データベース
１７ 演算処理部
１９ 配電システム
２０ 配電変電所

Claims (4)

1. 各需要家における電力使用量を計測するよう各需要家毎に、または負荷の種類ごとに設置された電力計量器であるスマートメータと、通信手段を介して伝送される前記スマートメータが所定時間毎に計測した電力使用量を表わす電力量データを受信して所定の処理を行う電算機とを有する事故停電および配電設備故障の検出システムであって、
   前記電算機は、前記所定時間経過後において、未更新の電力量データを抽出するとともに、未更新のスマートメータを特定することで当該スマートメータの電源が喪失していると判断することを特徴とする事故停電および配電設備故障の検出システム。
2. 請求項１に記載する事故停電および配電設備故障の検出システムにおいて、
   前記電算機は、別途供給される配電線の停電情報に基づき停電領域を特定する一方、所定時間経過後の電力量データが未更新のスマートメータの位置情報を特定し、前記停電領域の情報と前記位置情報とを照合することにより、前記スマートメータの位置が前記停電領域に含まれる場合には、前記スマートメータの電源喪失を、前記配電線の停電が原因であると推定するとともに、前記スマートメータの位置が前記停電領域に含まれない場合には、前記スマートメータの電源喪失を、前記配電線に配設された配電トランス以降の部位の故障が原因であると推定するものであることを特徴とする事故停電および配電設備故障の検出システム。
3. 請求項１または請求項２に記載する事故停電および配電設備故障の検出システムにおいて、
   前記電算機は、同一の柱上トランスに複数の引込線が接続されているか否かを判断し、複数の引込線が接続されていることを条件として前記スマートメータのそれぞれに関する電力量データの有無を推定するとともに、全てのスマートメータに関する電力量データが未更新である場合には、前記配電トランスのヒューズが前記スマートメータの電源喪失の原因であると推定し、同一引込線の全ての前記スマートメータに関する電力量データが未更新である場合には、前記引込線のヒューズが前記スマートメータの電源喪失の原因であると推定し、さらに前記同一引込線の全ての前記スマートメータに関する電力量データが未更新でない場合には、未更新のスマートメータに関し、該スマートメータの下流側の故障が電源喪失の原因であると推定するものであることを特徴とする事故停電および配電設備故障の検出システム。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一つに記載する事故停電および配電設備故障の検出システムにおいて、
   前記推定原因を表わす情報を告知手段を介して所定の管轄部署に送出することを特徴とする事故停電および配電設備故障の検出システム。
   

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