JP3500758B2 - 配電系統監視方法，配電系統制御方法およびそれら装置 - Google Patents
配電系統監視方法，配電系統制御方法およびそれら装置Info
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
- Y04S20/20—End-user application control systems
- Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
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- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力系統の監視装置及
び監視方法に係り、特に配電系統を最適に監視制御する
に好適な配電系統監視方法配電系統制御方法およびそれ
らの装置に関する。
び監視方法に係り、特に配電系統を最適に監視制御する
に好適な配電系統監視方法配電系統制御方法およびそれ
らの装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】配電系統を監視制御するために、商業地
域，住宅地域などの地域に分けて、予め負荷電力量を計
測しておき、配電線あるいは配電線の各区間の負荷電力
量を各地域の構成割合と電力使用実績量から推定する方
法が論文（例えば E.Handschinetal.：“Bus
Load Modelling and Forecasting”,IEEE Transaction
on Power Systems, Vol.3, No.2, May 1988 あるいは
C.S.Chenetal.：“ENERGY LOSS REDUCTION BY CRITICAL
SWITCHES”,IEEE 92 SM 502−5PWRD,1992）等で提案さ
れている。
域，住宅地域などの地域に分けて、予め負荷電力量を計
測しておき、配電線あるいは配電線の各区間の負荷電力
量を各地域の構成割合と電力使用実績量から推定する方
法が論文（例えば E.Handschinetal.：“Bus
Load Modelling and Forecasting”,IEEE Transaction
on Power Systems, Vol.3, No.2, May 1988 あるいは
C.S.Chenetal.：“ENERGY LOSS REDUCTION BY CRITICAL
SWITCHES”,IEEE 92 SM 502−5PWRD,1992）等で提案さ
れている。
【０００３】また特公昭60−53528 号公報では、予め記
憶させた各区間毎の平日及び休日の電力需要量曲線を用
いて配電線の送り出し電流を配電線の各区間に比例配分
することにより、電流を推定する手法が開示されてい
る。
憶させた各区間毎の平日及び休日の電力需要量曲線を用
いて配電線の送り出し電流を配電線の各区間に比例配分
することにより、電流を推定する手法が開示されてい
る。
【０００４】さらに、これらの負荷あるいは電流推定に
より得られた電気量を用いた従来の監視制御技術は、運
用上不都合な個所を対症療法的に処理するという局所的
な改善に留まるものであった。
より得られた電気量を用いた従来の監視制御技術は、運
用上不都合な個所を対症療法的に処理するという局所的
な改善に留まるものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】これらの方法では、以
下の問題があった。
下の問題があった。
【０００６】（１）予め計測などに基づいて求めておい
た電力負荷曲線を用いるため、配電線に接続されている
電気設備、特に大きな容量の電気施設が特殊事情（例え
ば工場の特別休日，大型設備故障など）で、前記電力負
荷曲線とは異なった変則的で予想不可能な稼働状態とな
った場合、大容量であるために特に推定誤差が著しく増
大する。
た電力負荷曲線を用いるため、配電線に接続されている
電気設備、特に大きな容量の電気施設が特殊事情（例え
ば工場の特別休日，大型設備故障など）で、前記電力負
荷曲線とは異なった変則的で予想不可能な稼働状態とな
った場合、大容量であるために特に推定誤差が著しく増
大する。
【０００７】（２）最近は発電設備を有する工場などを
中心に余剰電力を配電線に供給するケースが増大してお
り、この場合には工場内の事情により余剰電力の値が随
時変化するため、電力負荷曲線を予め作成しておくとい
う対応が困難になる。
中心に余剰電力を配電線に供給するケースが増大してお
り、この場合には工場内の事情により余剰電力の値が随
時変化するため、電力負荷曲線を予め作成しておくとい
う対応が困難になる。
【０００８】（３）電力の流れる方向（電力潮流方向）
が上位系統から下位系統への一方向の流れのみを前提と
しているため、今後工場などから多量の余剰電力が配電
線に供給されるようになると、電力が上位系統へ向かっ
て流れるケースも多くなり、双方向の電力潮流方向を考
慮していない従来技術では電気量を高精度に推定するこ
とが困難である。
が上位系統から下位系統への一方向の流れのみを前提と
しているため、今後工場などから多量の余剰電力が配電
線に供給されるようになると、電力が上位系統へ向かっ
て流れるケースも多くなり、双方向の電力潮流方向を考
慮していない従来技術では電気量を高精度に推定するこ
とが困難である。
【０００９】（４）従来の監視制御技術では、改善必要
個所を大局的に抽出するという認識がなく、また全体と
して優先的に改善すべき系統の運用状態（例えば電圧低
下，送電損失増大，高調波増大）を抽出する技術もない
ため、系統の運用状態の改善が局所的に行われることが
多かった。その結果、必ずしも改善効果の大きい個所か
ら改善されているわけではなくこの点で改善効率の向上
が望まれていた。
個所を大局的に抽出するという認識がなく、また全体と
して優先的に改善すべき系統の運用状態（例えば電圧低
下，送電損失増大，高調波増大）を抽出する技術もない
ため、系統の運用状態の改善が局所的に行われることが
多かった。その結果、必ずしも改善効果の大きい個所か
ら改善されているわけではなくこの点で改善効率の向上
が望まれていた。
【００１０】（５）さらに系統の運用状態を大局的に把
握していないため、運用状態を悪化させている原因を特
定できない。また一方で、一つの監視制御システムで扱
うデータ量は数千から数万にも及ぶ膨大なものになるた
め、局所的な監視制御では対応しきれない。
握していないため、運用状態を悪化させている原因を特
定できない。また一方で、一つの監視制御システムで扱
うデータ量は数千から数万にも及ぶ膨大なものになるた
め、局所的な監視制御では対応しきれない。
【００１１】本発明の第一の目的は、問題点（１）,
（２）,（３）を解決し、系統に接続される電気施設の
電気量を精度良く得ることにより、配電系統を最適に監
視制御できる配電系統監視装置および監視方法を提供す
ることにある。
（２）,（３）を解決し、系統に接続される電気施設の
電気量を精度良く得ることにより、配電系統を最適に監
視制御できる配電系統監視装置および監視方法を提供す
ることにある。
【００１２】本発明の第二の目的は、問題点（４),
（５）を解決し、前記配電線の電気量を用いて系統全体
として優先的に改善を必要とする個所を抽出できる配電
系統監視装置および監視方法を提供することにある。
（５）を解決し、前記配電線の電気量を用いて系統全体
として優先的に改善を必要とする個所を抽出できる配電
系統監視装置および監視方法を提供することにある。
【００１３】また他の目的として、配電系統に停電等の
異常が起きた場合に、正常状態の配電区間から、異常状
態の配電区間に融通する電力量である予備電力量を求め
ることにより遮断器への開閉信号を出力して、なるべく
広い範囲において配電線が正常状態となるようにしたも
のである。
異常が起きた場合に、正常状態の配電区間から、異常状
態の配電区間に融通する電力量である予備電力量を求め
ることにより遮断器への開閉信号を出力して、なるべく
広い範囲において配電線が正常状態となるようにしたも
のである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この第一の目的を達成さ
せるために、本発明の配電系統監視装置は、配電用変圧
器を介して上位電力系統に接続される母線と、該母線に
接続され複数の電気施設が接続される少なくとも一つの
配電線とを有する配電系統の監視装置であって、前記配
電線の前記母線からの引出し点又は、該引出点の近傍で
あって、前記配電線の全負荷量に対して無視し得る消費
電気量の範囲内における位置の送出電気量を計測する第
１センサ装置と、前記電気施設のうち、前記配電線の全
負荷量に対して所定の割合以上の消費電気量を有する代
表的な少なくとも一つの特定電気施設と前記配電線との
間で授受される電気量を計測する第２センサ装置と、前
記各区間の実績電気量と前記配電線の管理情報を用いて
前記各区間の負荷配分係数を求める管理情報生成装置
と、前記第１センサ装置からの前記送出電気量及び前記
第２センサ装置からの電気量および前記負荷配分係数と
から前記各区間の電気消費量を推定する区間負荷推定装
置と、を有することを特徴とする。
せるために、本発明の配電系統監視装置は、配電用変圧
器を介して上位電力系統に接続される母線と、該母線に
接続され複数の電気施設が接続される少なくとも一つの
配電線とを有する配電系統の監視装置であって、前記配
電線の前記母線からの引出し点又は、該引出点の近傍で
あって、前記配電線の全負荷量に対して無視し得る消費
電気量の範囲内における位置の送出電気量を計測する第
１センサ装置と、前記電気施設のうち、前記配電線の全
負荷量に対して所定の割合以上の消費電気量を有する代
表的な少なくとも一つの特定電気施設と前記配電線との
間で授受される電気量を計測する第２センサ装置と、前
記各区間の実績電気量と前記配電線の管理情報を用いて
前記各区間の負荷配分係数を求める管理情報生成装置
と、前記第１センサ装置からの前記送出電気量及び前記
第２センサ装置からの電気量および前記負荷配分係数と
から前記各区間の電気消費量を推定する区間負荷推定装
置と、を有することを特徴とする。
【００１５】また第二の目的を達成させるために、配電
用変圧器を介して上位電力系統に接続される母線を少な
くとも一つ有し、複数の区間から構成されて前記母線の
うちの同一母線に接続される一つ以上の配電線を有する
単位をバンクとして一つ以上有し、前記配電線の前記母
線からの引出し点又は、該引出点の近傍であって、前記
配電線の全負荷量に対して無視し得る消費電気量の範囲
内における位置の送出電気量を計測する第１センサ装置
と、前記電気施設のうち、前記配電線の全負荷量に対し
て所定の割合以上の消費電気量を有する代表的な少なく
とも一つの特定電気施設と前記配電線との間で授受され
る電気量を計測する第２センサ装置と、前記各区間の実
績電気量と前記配電線の管理情報とから前記各区間の負
荷配分係数を求める管理情報生成装置と、前記第１セン
サ装置からの前記送出電気量及び前記第２センサ装置か
らの電気量および、前記負荷配分係数とから前記各区間
の電気量を推定する区間負荷推定装置と、前記区間負荷
推定装置から前記配電系統の予め設定された電気量を逸
脱する範囲を求める階層型系統監視装置と、を有するこ
とを特徴とする。
用変圧器を介して上位電力系統に接続される母線を少な
くとも一つ有し、複数の区間から構成されて前記母線の
うちの同一母線に接続される一つ以上の配電線を有する
単位をバンクとして一つ以上有し、前記配電線の前記母
線からの引出し点又は、該引出点の近傍であって、前記
配電線の全負荷量に対して無視し得る消費電気量の範囲
内における位置の送出電気量を計測する第１センサ装置
と、前記電気施設のうち、前記配電線の全負荷量に対し
て所定の割合以上の消費電気量を有する代表的な少なく
とも一つの特定電気施設と前記配電線との間で授受され
る電気量を計測する第２センサ装置と、前記各区間の実
績電気量と前記配電線の管理情報とから前記各区間の負
荷配分係数を求める管理情報生成装置と、前記第１セン
サ装置からの前記送出電気量及び前記第２センサ装置か
らの電気量および、前記負荷配分係数とから前記各区間
の電気量を推定する区間負荷推定装置と、前記区間負荷
推定装置から前記配電系統の予め設定された電気量を逸
脱する範囲を求める階層型系統監視装置と、を有するこ
とを特徴とする。
【００１６】また、他の目的を達成させるために本発明
では上位電力系統の電力線とこの電力線に接続され、か
つ複数の電気的施設が接続される少なくとも一つの配電
線を有する配電系統制御装置において、配電線の遮断器
の開閉状態を検出する遮断器状態検出手段と、この遮断
器状態検出手段からの情報に基づき配電線の異常区間の
負荷電力量を求める負荷電力量算出手段と、遮断器状態
検出手段からの情報に基づき配電線の健全区間の予備電
力量を求める予備電力量算出手段と、これら負荷電力量
および予備電力量から遮断器に対して開閉信号を出力す
る開閉操作出力手段とを備えたようにしたものである。
では上位電力系統の電力線とこの電力線に接続され、か
つ複数の電気的施設が接続される少なくとも一つの配電
線を有する配電系統制御装置において、配電線の遮断器
の開閉状態を検出する遮断器状態検出手段と、この遮断
器状態検出手段からの情報に基づき配電線の異常区間の
負荷電力量を求める負荷電力量算出手段と、遮断器状態
検出手段からの情報に基づき配電線の健全区間の予備電
力量を求める予備電力量算出手段と、これら負荷電力量
および予備電力量から遮断器に対して開閉信号を出力す
る開閉操作出力手段とを備えたようにしたものである。
【００１７】
【作用】前記配電線の引出し点とその引出し点に最も近
い負荷あるいは前記引き出し点に最も近い分岐点との間
の配電線の電気量を第１センサ装置で計測することによ
り、上位系統からその配電線に流れ込む合計電気量がリ
アルタイムで計測される。
い負荷あるいは前記引き出し点に最も近い分岐点との間
の配電線の電気量を第１センサ装置で計測することによ
り、上位系統からその配電線に流れ込む合計電気量がリ
アルタイムで計測される。
【００１８】また少なくとも一つ以上の特定の電気施設
と配電線との間で授受される電気量は第２センサ装置に
より、前記特定の電気施設と配電線の間で授受される電
気量がリアルタイムで同時に計測される。
と配電線との間で授受される電気量は第２センサ装置に
より、前記特定の電気施設と配電線の間で授受される電
気量がリアルタイムで同時に計測される。
【００１９】前記配電線に接続される一般の電気施設に
関する契約電力量及びまたは使用実績電力量などの管理
情報を管理情報生成装置により生成し、配電線各区間の
使用電気量の比率が生成される。前記配電線の区間の電
気量を推定する区間負荷推定装置は、第１センサ装置で
得られた電気量と第２センサ装置で得られた電気量との
差、すなわち一般電気施設で消費される電気量をリアル
タイムで求め、管理情報生成装置により生成された使用
電気量の各区間の負荷配分係数に応じて各区間の電気量
が推定される。
関する契約電力量及びまたは使用実績電力量などの管理
情報を管理情報生成装置により生成し、配電線各区間の
使用電気量の比率が生成される。前記配電線の区間の電
気量を推定する区間負荷推定装置は、第１センサ装置で
得られた電気量と第２センサ装置で得られた電気量との
差、すなわち一般電気施設で消費される電気量をリアル
タイムで求め、管理情報生成装置により生成された使用
電気量の各区間の負荷配分係数に応じて各区間の電気量
が推定される。
【００２０】また区間電気量計算装置により区間の電気
量から前記区間電圧値を求める評価量である予め設定さ
れた許容範囲からの逸脱割合を、後述の電圧逸脱ペナル
ティ関数を用いて変換し、その変換情報を配電線へ、さ
らにはバンクまで順次上の階層に送り、配電系統の構成
に対応した前記評価量を階層毎に保持することにより、
より改善が必要な程度（改善指標）が問題個所毎に数値
として求められる。バンク単位監視制御対象抽出装置
は、このようにして求められた改善指標を用いて改善必
要個所を抽出する。
量から前記区間電圧値を求める評価量である予め設定さ
れた許容範囲からの逸脱割合を、後述の電圧逸脱ペナル
ティ関数を用いて変換し、その変換情報を配電線へ、さ
らにはバンクまで順次上の階層に送り、配電系統の構成
に対応した前記評価量を階層毎に保持することにより、
より改善が必要な程度（改善指標）が問題個所毎に数値
として求められる。バンク単位監視制御対象抽出装置
は、このようにして求められた改善指標を用いて改善必
要個所を抽出する。
【００２１】さらに、本発明によれば、異常状態の配電
区間の負荷電力量、さらには正常状態の配電区間の予備
電力量を求めることにより、配電線内で融通可能な電力
量が求まるので、これを遮断器を操作することにより利
用して、なるべく広い範囲で配電線の健全区間が得られ
るようになる。
区間の負荷電力量、さらには正常状態の配電区間の予備
電力量を求めることにより、配電線内で融通可能な電力
量が求まるので、これを遮断器を操作することにより利
用して、なるべく広い範囲で配電線の健全区間が得られ
るようになる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例を配電電圧監視に適用
した場合について、図１を参照しながら説明する。図１
において配電系統は、上位電力系統（上位系統）１００
からの供給電圧を配電電圧に変換する配電用変圧器１
と、該配電用変圧器１に接続される母線２と、該母線２
に遮断器３を介して接続された配電線４と、配電線４を
区分する開閉器５ａ，５ｂ，５ｃとから構成されてい
る。配電線４は、それぞれの開閉器で区間Ｘ，Ｙ，Ｚに
区分されている。図１の区間は開閉器で区分されている
場合について示したが、一般には開閉器，配電線線種の
変更点あるいは配電線の分岐点などにより区分される部
分が区間と定義される。ここで配電用変圧器１，母線２
あるいは配電線４等は一般に三相で構成されるが、図面
では簡単のため単線で表示する。また母線２には複数の
配電線が接続されることが多いが、ここでは一つの配電
線だけを示す。
した場合について、図１を参照しながら説明する。図１
において配電系統は、上位電力系統（上位系統）１００
からの供給電圧を配電電圧に変換する配電用変圧器１
と、該配電用変圧器１に接続される母線２と、該母線２
に遮断器３を介して接続された配電線４と、配電線４を
区分する開閉器５ａ，５ｂ，５ｃとから構成されてい
る。配電線４は、それぞれの開閉器で区間Ｘ，Ｙ，Ｚに
区分されている。図１の区間は開閉器で区分されている
場合について示したが、一般には開閉器，配電線線種の
変更点あるいは配電線の分岐点などにより区分される部
分が区間と定義される。ここで配電用変圧器１，母線２
あるいは配電線４等は一般に三相で構成されるが、図面
では簡単のため単線で表示する。また母線２には複数の
配電線が接続されることが多いが、ここでは一つの配電
線だけを示す。
【００２３】配電線４の各区間には複数の一般電気施設
６ａ〜６ｅが接続される。これらの一般電気施設６は、
一般家庭，小規模な商店や事務所などに代表されるよう
な小容量電気設備を有するものである。配電線４には、
前記一般電気施設６以外にも大容量負荷７ａや分散型電
源７ｂなどを有する特定電気施設７も接続される。後述
するように特定電気施設としては配電線容量の５％以上
の容量を有する負荷施設あるいは分散型電源を有するも
のであり、ここでは特定電気施設７が一つだけ取り付け
られる場合を示したが、複数であっても差し支えない。
６ａ〜６ｅが接続される。これらの一般電気施設６は、
一般家庭，小規模な商店や事務所などに代表されるよう
な小容量電気設備を有するものである。配電線４には、
前記一般電気施設６以外にも大容量負荷７ａや分散型電
源７ｂなどを有する特定電気施設７も接続される。後述
するように特定電気施設としては配電線容量の５％以上
の容量を有する負荷施設あるいは分散型電源を有するも
のであり、ここでは特定電気施設７が一つだけ取り付け
られる場合を示したが、複数であっても差し支えない。
【００２４】本実施例では、配電線４の引出し点とその
引出し点に最も近い負荷（図１では一般電気施設６ａ）
あるいは前記引き出し点に最も近い分岐点（図示せず）
との間の配電線４の電気量を計測するセンサ装置８及び
引出し口子局９が取り付けられる。センサ装置８は、線
路電圧Ｖ1(ｔ）を計測する電圧センサ８ａ，線路電流Ｉ
1(ｔ）を計測する電流センサ８ｂにより構成される。こ
こで、変数のｔは、計測される量が時間ｔにより変化す
ることを示す。引出し口子局９は、電圧センサ８ａ，電
流センサ８ｂの出力が入力されるアンプ９ａと、その出
力が入力されるＡＤ変換器９ｂと、ＡＤ変換器９ｂの出
力が入力されるマイコン９ｃと、マイコン９ｃに接続さ
れたメモリ９ｄと、通信端末９ｅにより構成される。
引出し点に最も近い負荷（図１では一般電気施設６ａ）
あるいは前記引き出し点に最も近い分岐点（図示せず）
との間の配電線４の電気量を計測するセンサ装置８及び
引出し口子局９が取り付けられる。センサ装置８は、線
路電圧Ｖ1(ｔ）を計測する電圧センサ８ａ，線路電流Ｉ
1(ｔ）を計測する電流センサ８ｂにより構成される。こ
こで、変数のｔは、計測される量が時間ｔにより変化す
ることを示す。引出し口子局９は、電圧センサ８ａ，電
流センサ８ｂの出力が入力されるアンプ９ａと、その出
力が入力されるＡＤ変換器９ｂと、ＡＤ変換器９ｂの出
力が入力されるマイコン９ｃと、マイコン９ｃに接続さ
れたメモリ９ｄと、通信端末９ｅにより構成される。
【００２５】また、特定電気施設７と配電線４との間で
授受される電気量を計測する手段として配電線４と特定
電気施設７との連系線にセンサ装置１０が取り付けられ
る。センサ装置１０の出力は、特定施設子局１１に入力
される。センサ装置１０と特定施設子局１１の構成は、
引出し口子局９と同様であるため説明を省略する。引出
し口子局９と特定施設子局１１の通信端末は通信回線１
３により親局１２と接続される。親局１２は、通信制御
装置１９に接続される。通信制御装置１９には、ＬＡＮ
１５などの通信手段を介して系統監視演算装置１４，配
電線の区間電気量を推定する区間負荷推定装置１６，一
般電気施設に関する管理情報を生成する管理情報生成装
置１７及び表示装置１８が接続される。
授受される電気量を計測する手段として配電線４と特定
電気施設７との連系線にセンサ装置１０が取り付けられ
る。センサ装置１０の出力は、特定施設子局１１に入力
される。センサ装置１０と特定施設子局１１の構成は、
引出し口子局９と同様であるため説明を省略する。引出
し口子局９と特定施設子局１１の通信端末は通信回線１
３により親局１２と接続される。親局１２は、通信制御
装置１９に接続される。通信制御装置１９には、ＬＡＮ
１５などの通信手段を介して系統監視演算装置１４，配
電線の区間電気量を推定する区間負荷推定装置１６，一
般電気施設に関する管理情報を生成する管理情報生成装
置１７及び表示装置１８が接続される。
【００２６】以上のような構成の配電系統監視装置の親
局１２，引出し口子局９の動作について図１，図２を参
照して説明する。図１において、引出し口子局９のメモ
リ９ｄには、ＡＤ変換器９ｂでディジタル量に変換され
た電圧，電流の波形データが、繰り返し重ね書きされて
いる。ここで、図２において、まず親局１２が通信回線
１３を介して各子局に計測開始指令信号を送信する（Ｓ
２１）。次のステップＳ２２では、各子局は計測開始指
令信号を受信すると、そのときの時刻Ｔ１における電
圧，電流の波形データＶ1(Ｔ1)，Ｉ1(Ｔ1)がメモリ９ｄ
にホールドされる。そして記憶されたＶ1(Ｔ1)，Ｉ1(Ｔ
1)から、それらの間の位相差φ1 がマイコン９ｃにより
計算される（Ｓ２３）。この位相差計算は、例えば高速
フーリェ変換などを用いることにより可能である。Ｓ２
４では、位相差φ1 を用いて時刻Ｔ1における有効電流
Ｉp1，無効電流Ｉq1が計算され、Ｓ２５では、Ｉp1，Ｉ
q1の計算結果が、電圧Ｖ1 とともにメモリ９ｄに格納さ
れる。Ｓ２６で親局１２は、計測開始指令を送信してか
ら、一定時間後に各計測用子局に対するポーリング信号
を送信する。Ｓ２７では、ポーリング信号を受信すると
引出し口子局９から、メモリ９ｄ内のデータが親局１２
に送信され、Ｓ２８ではそのデータが受信される。なお
特定施設子局１１の動作は、引出し口子局９の動作と同
様であり、説明を省略する。Ｓ２９では、受信されたデ
ータが特定施設子局１１からのデータとともに通信制御
装置１９に伝送される。
局１２，引出し口子局９の動作について図１，図２を参
照して説明する。図１において、引出し口子局９のメモ
リ９ｄには、ＡＤ変換器９ｂでディジタル量に変換され
た電圧，電流の波形データが、繰り返し重ね書きされて
いる。ここで、図２において、まず親局１２が通信回線
１３を介して各子局に計測開始指令信号を送信する（Ｓ
２１）。次のステップＳ２２では、各子局は計測開始指
令信号を受信すると、そのときの時刻Ｔ１における電
圧，電流の波形データＶ1(Ｔ1)，Ｉ1(Ｔ1)がメモリ９ｄ
にホールドされる。そして記憶されたＶ1(Ｔ1)，Ｉ1(Ｔ
1)から、それらの間の位相差φ1 がマイコン９ｃにより
計算される（Ｓ２３）。この位相差計算は、例えば高速
フーリェ変換などを用いることにより可能である。Ｓ２
４では、位相差φ1 を用いて時刻Ｔ1における有効電流
Ｉp1，無効電流Ｉq1が計算され、Ｓ２５では、Ｉp1，Ｉ
q1の計算結果が、電圧Ｖ1 とともにメモリ９ｄに格納さ
れる。Ｓ２６で親局１２は、計測開始指令を送信してか
ら、一定時間後に各計測用子局に対するポーリング信号
を送信する。Ｓ２７では、ポーリング信号を受信すると
引出し口子局９から、メモリ９ｄ内のデータが親局１２
に送信され、Ｓ２８ではそのデータが受信される。なお
特定施設子局１１の動作は、引出し口子局９の動作と同
様であり、説明を省略する。Ｓ２９では、受信されたデ
ータが特定施設子局１１からのデータとともに通信制御
装置１９に伝送される。
【００２７】次に、図３を参照して区間負荷推定装置１
６の動作について説明する。Ｓ３１では、通信制御装置
１９から各子局のデータが受信される。Ｓ３２では、子
局が設置されている個所の有効電力及び無効電力が、Ｓ
３１で受信したデータから計算される。ここで計算され
たＰ1，Ｑ1はそれぞれ親局が計測開始指令信号を送出し
た時刻Ｔ1 において、上位系統から配電線４に送り出さ
れる有効電力と無効電力であり、ＰL, ＱLは、それぞれ
時刻Ｔ1 において特定の電気施設７に流れ込む有効電力
と無効電力である。なお、マイナス値の場合には電力が
逆方向に流れることを意味する。Ｓ３３では、差Ｐr，
Ｑrが計算される。Ｓ３３で求められたＰr，Ｑrは、配
電線４に送り出される電力であるＰ1，Ｑ1から特定電気
施設７に流れ込む電力であるＰL，ＱLを引いた残りであ
るため、配電線４に接続されている残りの電気施設、す
なわち複数の一般電気施設６ａ〜６ｅに流れ込んでいる
電力の合計値になる。一般電気施設は、一つ一つの電力
消費パターンは多少異なるものの小容量で数が多いた
め、全体でならせば区間毎に同様なパターンを繰り返す
という特徴を有する。そこで各区間の繰り返しパターン
を予め学習しておき、その学習結果に従ってＰL，ＱLで
各区間に配分することにする。
６の動作について説明する。Ｓ３１では、通信制御装置
１９から各子局のデータが受信される。Ｓ３２では、子
局が設置されている個所の有効電力及び無効電力が、Ｓ
３１で受信したデータから計算される。ここで計算され
たＰ1，Ｑ1はそれぞれ親局が計測開始指令信号を送出し
た時刻Ｔ1 において、上位系統から配電線４に送り出さ
れる有効電力と無効電力であり、ＰL, ＱLは、それぞれ
時刻Ｔ1 において特定の電気施設７に流れ込む有効電力
と無効電力である。なお、マイナス値の場合には電力が
逆方向に流れることを意味する。Ｓ３３では、差Ｐr，
Ｑrが計算される。Ｓ３３で求められたＰr，Ｑrは、配
電線４に送り出される電力であるＰ1，Ｑ1から特定電気
施設７に流れ込む電力であるＰL，ＱLを引いた残りであ
るため、配電線４に接続されている残りの電気施設、す
なわち複数の一般電気施設６ａ〜６ｅに流れ込んでいる
電力の合計値になる。一般電気施設は、一つ一つの電力
消費パターンは多少異なるものの小容量で数が多いた
め、全体でならせば区間毎に同様なパターンを繰り返す
という特徴を有する。そこで各区間の繰り返しパターン
を予め学習しておき、その学習結果に従ってＰL，ＱLで
各区間に配分することにする。
【００２８】本発明では予めオフラインで区間ｉに対す
る負荷配分係数Ｌi(ｔ）を管理情報生成装置１７により
学習しておく。ここでＬi とは過去の電力使用実績から
求められる区間毎の電力消費割合を示す量であり、変数
ｔは負荷配分係数が時間の関数であることを意味する。
この学習方法については、後で説明する。
る負荷配分係数Ｌi(ｔ）を管理情報生成装置１７により
学習しておく。ここでＬi とは過去の電力使用実績から
求められる区間毎の電力消費割合を示す量であり、変数
ｔは負荷配分係数が時間の関数であることを意味する。
この学習方法については、後で説明する。
【００２９】Ｓ３４では、時刻Ｔ1における各区間の学
習済み負荷配分係数Ｌ1(Ｔ1)， Ｌ2(Ｔ1)，Ｌ3(Ｔ1)
が、管理情報生成装置１７から区間負荷推定装置１６に
取り込まれる。ここで、Ｌ1(Ｔ1)，Ｌ2(Ｔ1)，Ｌ
3(Ｔ1）を改めてＫ1，Ｋ2，Ｋ3とする。Ｓ３５では、こ
れらの係数Ｋ1，Ｋ2，Ｋ3 を用いてＰr，Ｑrを各区間に
比例配分することにより、時刻Ｔ1 における区間ｉの電
力Ｐi，Ｑiが求められる。ここで得られた各区間の一般
電気施設の電力には、特定電気施設７の特殊事情などに
よる予測不可能な大容量の電力変動分が含まれていない
ため、推定は高精度なものとなる。また一連の計算に
は、電力潮流の方向を表す符号も含まれているため、特
定電気施設７の分散型電源７ｂから、配電線４に余剰電
力が供給される場合についても対応できる。さらに負荷
配分係数は、後で述べるように定期的に自動学習してお
くと、その係数値が自動的に更新されるので、メインテ
ナンスの手間がかからないという効果もある。
習済み負荷配分係数Ｌ1(Ｔ1)， Ｌ2(Ｔ1)，Ｌ3(Ｔ1)
が、管理情報生成装置１７から区間負荷推定装置１６に
取り込まれる。ここで、Ｌ1(Ｔ1)，Ｌ2(Ｔ1)，Ｌ
3(Ｔ1）を改めてＫ1，Ｋ2，Ｋ3とする。Ｓ３５では、こ
れらの係数Ｋ1，Ｋ2，Ｋ3 を用いてＰr，Ｑrを各区間に
比例配分することにより、時刻Ｔ1 における区間ｉの電
力Ｐi，Ｑiが求められる。ここで得られた各区間の一般
電気施設の電力には、特定電気施設７の特殊事情などに
よる予測不可能な大容量の電力変動分が含まれていない
ため、推定は高精度なものとなる。また一連の計算に
は、電力潮流の方向を表す符号も含まれているため、特
定電気施設７の分散型電源７ｂから、配電線４に余剰電
力が供給される場合についても対応できる。さらに負荷
配分係数は、後で述べるように定期的に自動学習してお
くと、その係数値が自動的に更新されるので、メインテ
ナンスの手間がかからないという効果もある。
【００３０】なお配電系統では基準電圧Ｖb（例えば６,
６００Ｖ）の６％程度の変動が許容されている。ここで
配電線容量の５％程度の設備容量を持つ電気施設の計測
電気量が得られないとすると、電圧推定値が真の電圧値
に対して５％程度の誤差を生じる。これに測定誤差等を
加えると、上記６％の許容値を超える恐れがある。以上
のことから本発明においては、前述したように配電線容
量の５％の容量の電気設備を有するものを特定電気施設
と呼ぶことにする。
６００Ｖ）の６％程度の変動が許容されている。ここで
配電線容量の５％程度の設備容量を持つ電気施設の計測
電気量が得られないとすると、電圧推定値が真の電圧値
に対して５％程度の誤差を生じる。これに測定誤差等を
加えると、上記６％の許容値を超える恐れがある。以上
のことから本発明においては、前述したように配電線容
量の５％の容量の電気設備を有するものを特定電気施設
と呼ぶことにする。
【００３１】また分散型電源が配電線の末端に設置され
ている場合などでは、母線側に向かう逆向きの潮流を生
じることになり電圧予測に６％以上の誤差を発生させる
可能性が高くなるため、容量に関係なく特定電気施設と
して計測の対象に加えることが可能である。
ている場合などでは、母線側に向かう逆向きの潮流を生
じることになり電圧予測に６％以上の誤差を発生させる
可能性が高くなるため、容量に関係なく特定電気施設と
して計測の対象に加えることが可能である。
【００３２】管理情報生成装置１７の構成について、図
４，図５を参照して説明する。図４に示すように、管理
情報生成装置１７は、区間における施設（事務所，一般
家庭，商店など）の種別および件数，各施設の契約電力
量，時刻，曜日などの配電線４に関する管理情報が入力
される管理情報入力装置２２と、各区間における過去の
実績電気量が入力される実績電気量入力装置２０と、そ
れらに接続される負荷配分係数学習装置２１とで構成さ
れる。図５に示すように、負荷配分係数学習装置２１は
入力層２１ａ，中間層２１ｂ，出力層２１ｃ，比較層２
１ｄ，教師信号層２１ｅからなる神経回路網を構成して
いる。負荷配分係数学習装置２１の入力層２１ａには前
述したような各施設の契約電力量などの配電線４に関す
る管理情報が管理情報入力装置２２から入力される。ま
た、教師信号層２１ｅには実績電気量入力装置２０から
実績電力量により求めた実際の負荷配分係数が入力され
る。このような入力のもとで、負荷配分係数の出力層２
１ｃに出力される各区間の負荷配分係数の値が、教師信
号層２１ｅの負荷配分係数の値と等しくなるように学習
されるわけであるが、その学習動作については、例えば
オーム社刊“ニューロコンピューティング入門”（pp42
〜43,1992年6月）に述べられており、説明は省略する。
以上のような負荷配分係数の学習によって、負荷配分の
精度が向上し高精度な区間負荷量の推定が可能になる。
４，図５を参照して説明する。図４に示すように、管理
情報生成装置１７は、区間における施設（事務所，一般
家庭，商店など）の種別および件数，各施設の契約電力
量，時刻，曜日などの配電線４に関する管理情報が入力
される管理情報入力装置２２と、各区間における過去の
実績電気量が入力される実績電気量入力装置２０と、そ
れらに接続される負荷配分係数学習装置２１とで構成さ
れる。図５に示すように、負荷配分係数学習装置２１は
入力層２１ａ，中間層２１ｂ，出力層２１ｃ，比較層２
１ｄ，教師信号層２１ｅからなる神経回路網を構成して
いる。負荷配分係数学習装置２１の入力層２１ａには前
述したような各施設の契約電力量などの配電線４に関す
る管理情報が管理情報入力装置２２から入力される。ま
た、教師信号層２１ｅには実績電気量入力装置２０から
実績電力量により求めた実際の負荷配分係数が入力され
る。このような入力のもとで、負荷配分係数の出力層２
１ｃに出力される各区間の負荷配分係数の値が、教師信
号層２１ｅの負荷配分係数の値と等しくなるように学習
されるわけであるが、その学習動作については、例えば
オーム社刊“ニューロコンピューティング入門”（pp42
〜43,1992年6月）に述べられており、説明は省略する。
以上のような負荷配分係数の学習によって、負荷配分の
精度が向上し高精度な区間負荷量の推定が可能になる。
【００３３】ここでは、学習によって負荷配分係数を求
める例について説明したが、従来例のように電力基準曲
線あるいは契約電力量などを用いて求めても良い。
める例について説明したが、従来例のように電力基準曲
線あるいは契約電力量などを用いて求めても良い。
【００３４】次に、系統監視演算装置１４の動作につい
て、電圧変動，送電損失，高調波増大等の監視のうち配
電線４の線路電圧を監視する場合を例にとり図６を参照
して説明する。Ｓ４１では、区間負荷推定装置１６から
伝送される各区間の電力Ｐi,Ｑiを用いて、時刻Ｔ1にお
いて、各区間を通過する有効電流ＩPi，無効電流ＩQiが
求められ、同時に予め入力してある区間ｉの線路定数
（ｒi：抵抗、Ｘi：リアクタンス)と有効電流ＩPi，無
効電流ＩQiを用いて線路電圧が計算される。
て、電圧変動，送電損失，高調波増大等の監視のうち配
電線４の線路電圧を監視する場合を例にとり図６を参照
して説明する。Ｓ４１では、区間負荷推定装置１６から
伝送される各区間の電力Ｐi,Ｑiを用いて、時刻Ｔ1にお
いて、各区間を通過する有効電流ＩPi，無効電流ＩQiが
求められ、同時に予め入力してある区間ｉの線路定数
（ｒi：抵抗、Ｘi：リアクタンス)と有効電流ＩPi，無
効電流ＩQiを用いて線路電圧が計算される。
【００３５】Ｓ４２では、各区間の線路電圧が基準電圧
Ｖb と比較されその差の絶対値が、許容値Ｖthを超過し
ている場合は、Ｓ４３でその区間と線路電圧値を表示装
置１８に表示する。許容値Ｖthは上述したとおり１０１
Ｖ±６Ｖの変動幅が認められているため、これを配電基
準電圧６６００Ｖに換算してＶthとしては６６００Ｖ±
３６０Ｖなどを用いると好都合である。線路電圧の監視
の場合には、以上のような動作を例えば１０分から２０
分間隔で繰り返すことになる。
Ｖb と比較されその差の絶対値が、許容値Ｖthを超過し
ている場合は、Ｓ４３でその区間と線路電圧値を表示装
置１８に表示する。許容値Ｖthは上述したとおり１０１
Ｖ±６Ｖの変動幅が認められているため、これを配電基
準電圧６６００Ｖに換算してＶthとしては６６００Ｖ±
３６０Ｖなどを用いると好都合である。線路電圧の監視
の場合には、以上のような動作を例えば１０分から２０
分間隔で繰り返すことになる。
【００３６】図７に、上記一実施例による電圧推定精度
向上の一例を示す。この例では、特定電気施設を有する
工場が、特殊事情により本来は休止日のときに施設を稼
働した場合について、２４時間の負荷推定精度を調べた
ものである。従来技術では、予め設定した特定電気施設
に関する休日の負荷パターンを用いたため、施設内の設
備が稼働した昼間の推定精度が特に悪化している。これ
に対して、本発明による負荷推定では精度が４倍程度改
善できることがわかる。
向上の一例を示す。この例では、特定電気施設を有する
工場が、特殊事情により本来は休止日のときに施設を稼
働した場合について、２４時間の負荷推定精度を調べた
ものである。従来技術では、予め設定した特定電気施設
に関する休日の負荷パターンを用いたため、施設内の設
備が稼働した昼間の推定精度が特に悪化している。これ
に対して、本発明による負荷推定では精度が４倍程度改
善できることがわかる。
【００３７】図８に、本発明に関する他の実施例を示
す。この実施例では複数の特定電気施設２５，２６が配
電線４に接続されている。これらの特定電気施設２５，
２６をはさみ込むようにしてセンサ装置２７，２８が、
配電線４に設置される。センサ装置２７，２８の出力は
それぞれの子局２９，３０に入力される。各子局は、通
信線１３により、親局１２に接続される。親局１２は、
配電線４と特定電気施設２５，２６との間で授受される
計測開始指令信号を送出した時刻Ｔ1 における電力
ＰL，ＱLは次式により計算される。
す。この実施例では複数の特定電気施設２５，２６が配
電線４に接続されている。これらの特定電気施設２５，
２６をはさみ込むようにしてセンサ装置２７，２８が、
配電線４に設置される。センサ装置２７，２８の出力は
それぞれの子局２９，３０に入力される。各子局は、通
信線１３により、親局１２に接続される。親局１２は、
配電線４と特定電気施設２５，２６との間で授受される
計測開始指令信号を送出した時刻Ｔ1 における電力
ＰL，ＱLは次式により計算される。
【００３８】
ＰL＝ＰL1−ＰL2 …（数１）
ＱL＝ＱL1−ＱL2 …（数２）
ＰL1，ＰL2はそれぞれ子局２９，３０で計算される有効
電力 ＱL1，ＱL2はそれぞれ子局２９，３０で計算される無効
電力 でありそれぞれ、次式により計算される。
電力 ＱL1，ＱL2はそれぞれ子局２９，３０で計算される無効
電力 でありそれぞれ、次式により計算される。
【００３９】
ＰL1＝ＶL1(Ｔ1)・ＩL1(Ｔ1)・cosφ1 …（数３）
ＰL2＝ＶL2(Ｔ1)・ＩL2(Ｔ1)・cosφ2 …（数４）
ＱL1＝ＶL1(Ｔ1)・ＩL1(Ｔ1)・sinφ1 …（数５）
ＱL2＝ＶL2(Ｔ1)・ＩL2(Ｔ1)・sinφ2 …（数６）
φ1 ：ＶL1(Ｔ1)とＩL1(Ｔ1)との間の位相差
φ2 ：ＶL2(Ｔ1)とＩL2(Ｔ1)との間の位相差
Ｔ1 ：計測開始指令信号を送出した時間
ＬL1，ＩL1：子局２９の位置で計測される電圧，電流値
ＬL2，ＩL2：子局３０の位置で計測される電圧，電流値
ＰL，ＱLが求められた後の処理は、先の実施例と同様で
ある。この実施例によれば、負荷の推定精度向上という
本来の効果に加えて、特定電気施設の数が増加しても配
電線上それらをはさむ位置を代表させて測定できるた
め、センサ装置が少なくてすむという利点がある。
ある。この実施例によれば、負荷の推定精度向上という
本来の効果に加えて、特定電気施設の数が増加しても配
電線上それらをはさむ位置を代表させて測定できるた
め、センサ装置が少なくてすむという利点がある。
【００４０】以下、本発明を開閉器制御に適用した例に
ついて図１３を参照して説明する。図１３における配電
系統は、配電用変換器１ａ，１ｂと、それに接続される
遮断器３ａ，３ｂと、該遮断器３ａ，３ｂに接続された
複数の配電線４ａ，４ｂ（ここでは一つの実施例として
２本の配電線とする）と、配電線４ａ，４ｂ間を連系す
る連系配電線３０とを含んで構成される。ここで、配電
線４ａにはそれぞれ所定の間隔をおいて区間開閉器５
ａ，５ｂ，５ｃが取り付けられ、配電線４ａがＸａ，Ｙ
ａ，Ｚａの区間が構成されている。なお、区間Ｙａは、
区間開閉器５ｂ，５ｃとともに連系配電線３０に取り付
けられる連系開閉器５ｆによって構成される。また、同
様に構成される配電線４ｂにはそれぞれ所定の間隔をお
いて区間開閉器５ｅ，５ｅが取り付けられ、Ｘｂ，Ｙｂ
の区間が構成されている。ここで、連系開閉器５ｆだけ
は平常時には開状態で運用されており、この場合の配電
系統は運用上の都合などによりトリー状の系統構成とな
っている。各区間開閉器５ａ〜５ｅには、その開閉を制
御する制御子局３１ａ〜３１ｅが接続される。各制御子
局３１ａ〜３１ｅは、通信線１３により親局１２を介し
て開閉器の開閉状態を検出する開閉器状態検出手段を備
えた系統監視制御装置１４に接続される。系統監視制御
装置１４内の記憶装置（図示せず）にはこれまでの実施
例において説明した負荷推定装置１６により、求められ
た各区間が配電線との間で授受している電気量が格納さ
れている。
ついて図１３を参照して説明する。図１３における配電
系統は、配電用変換器１ａ，１ｂと、それに接続される
遮断器３ａ，３ｂと、該遮断器３ａ，３ｂに接続された
複数の配電線４ａ，４ｂ（ここでは一つの実施例として
２本の配電線とする）と、配電線４ａ，４ｂ間を連系す
る連系配電線３０とを含んで構成される。ここで、配電
線４ａにはそれぞれ所定の間隔をおいて区間開閉器５
ａ，５ｂ，５ｃが取り付けられ、配電線４ａがＸａ，Ｙ
ａ，Ｚａの区間が構成されている。なお、区間Ｙａは、
区間開閉器５ｂ，５ｃとともに連系配電線３０に取り付
けられる連系開閉器５ｆによって構成される。また、同
様に構成される配電線４ｂにはそれぞれ所定の間隔をお
いて区間開閉器５ｅ，５ｅが取り付けられ、Ｘｂ，Ｙｂ
の区間が構成されている。ここで、連系開閉器５ｆだけ
は平常時には開状態で運用されており、この場合の配電
系統は運用上の都合などによりトリー状の系統構成とな
っている。各区間開閉器５ａ〜５ｅには、その開閉を制
御する制御子局３１ａ〜３１ｅが接続される。各制御子
局３１ａ〜３１ｅは、通信線１３により親局１２を介し
て開閉器の開閉状態を検出する開閉器状態検出手段を備
えた系統監視制御装置１４に接続される。系統監視制御
装置１４内の記憶装置（図示せず）にはこれまでの実施
例において説明した負荷推定装置１６により、求められ
た各区間が配電線との間で授受している電気量が格納さ
れている。
【００４１】以上の構成の実施例の動作について、図１
３，図１４をもとに説明する。図１４は、何らかの原因
で配電線４ａの区間Ｘａにおいて故障が発生し、保護装
置（図示せず）の動作により、該当配電線４ａの引き出
し口に設けられた遮断器３ａが遮断された直後の状態を
示す図である。一般に、配電線に取り付けられている開
閉器は、課電状態において作用する電磁力によりバネの
力と平衡した状態で閉状態が保たれている。従って、図
１４のように遮断器３ａがトリップした状態では、配電
線４ａに取り付けられている各開閉器５ａ〜５ｃは順次
無電圧状態となり、従ってばね力により開放状態となり
配電線４ａ全体が停電状態となる。その後、再度遮断器
３ａが閉じられると適当な時間間隔において開閉器５ａ
に電磁力が作用して閉じられ、Ｘａに再送電される。こ
の際、故障が自然に復旧していれば適当な時間間隔を置
いて順次開閉器５ｂ，５ｃと電源側から停電が復旧して
いくことになる。一方、故障が継続していると故障区間
の電源側開閉器（図１４では開閉器５ａを閉じた直後
に、再度遮断器３ａがトリップするためその負荷側区間
で故障が発生していると判定して再送電されても開閉器
５ａは閉じないようにロックされてしまう。その後、再
々度遮断器３ａが閉じられロックされた開閉器の電源側
区間までは停電復旧されるが、故障区間より負荷側の区
間は停電したままになる。なお、図１４の例では、遮断
器３ａと開閉器５ａで構成される区間（この区間には電
気施設が設置されていない）を除いたすべての区間が停
電している。そこで、系統監視制御装置１４により負荷
側区間の応急的な停電復旧動作が行われることになる。
この動作について、図１５を参照して説明する。図１５
に示す制御動作は、遮断器３ａがトリップしたという情
報が別途装置（図示せず）により通信回線１３を介して
系統監視制御装置１４に伝送されることにより開始され
る。Ｓ３１では、停電発生配電線に取り付けられている
開閉器の開閉情報により停電範囲が認識される。そし
て、この結果を基にＳ３２では、前述した区間負荷推定
装置１６から停電区間の負荷電力量が読み込まれる。こ
の際、負荷電力量としては故障発生の直前に推定された
負荷電力量（現在負荷電力量と呼ぶ）が読み込まれるこ
とになる。Ｓ３３では、図示及び説明を省略するがＳ３
２と同様にして求められた健全配電線４ｂの予備電力量
が読み込まれる。Ｓ３４では、読み込まれた停電区間の
負荷電力量及び配電線４ｂの予備電力量に基づき、ある
限定条件の下でどのような手順で開閉器を閉じていけば
健全配電線４ｂから速やかに送電でき停電範囲を最少化
できるかという開閉器操作手順が求められる。この際の
手法としては、ヒューリステック解法など公知の手法を
用いることができる。上記の限定条件としては通過電流
制限条件や電圧許容範囲維持条件などがある。これらの
条件を満足しているかどうかの判定は、停電範囲を最少
化できるかという開閉器操作手順を求める場合も同様で
あるが、停電区間の負荷電力量及び配電線４ｂの予備電
力量が正確に推定されているかどうかに大きく依存す
る。本発明では、先の実施例で説明したように負荷推定
装置１６により各区間の負荷電力量あるいは健全配電線
の予備電力量を精度よく求めることができ、系統監視制
御１４ではそのようにして求められた精度の高い負荷電
力量及び健全配電線の予備電力量を用いて開閉器操作手
順が決定されるため、極端な通過電流過大や電圧許容範
囲逸脱を発生させずに短時間で応急的に停電範囲を縮小
する開閉器操作手順を得ることができる。Ｓ３５では、
以上のようにして得られた開閉器操作手順に従って開閉
信号を出力し、例えば図１４では開閉器５ｆを閉じて区
間Ｙａに送電し、次に開閉器５ｃを閉じて区間Ｚａに送
電することによって停電していた故障発生区間の負荷側
区間を復旧することができる。なお、ここでは開閉器５
ｃを閉じて区間Ｚａにも送電できる場合について説明し
たが、負荷電力量及び健全配電線の予備電力量を用いて
計算した結果、例えば配電線４ｂに通過電流過大が発生
するとなれば区間Ｙａにのみ通電し、区間Ｚａへの送電
は図示していない健全配電線から別途送電するように開
閉器子局に開閉指令を出力する。
３，図１４をもとに説明する。図１４は、何らかの原因
で配電線４ａの区間Ｘａにおいて故障が発生し、保護装
置（図示せず）の動作により、該当配電線４ａの引き出
し口に設けられた遮断器３ａが遮断された直後の状態を
示す図である。一般に、配電線に取り付けられている開
閉器は、課電状態において作用する電磁力によりバネの
力と平衡した状態で閉状態が保たれている。従って、図
１４のように遮断器３ａがトリップした状態では、配電
線４ａに取り付けられている各開閉器５ａ〜５ｃは順次
無電圧状態となり、従ってばね力により開放状態となり
配電線４ａ全体が停電状態となる。その後、再度遮断器
３ａが閉じられると適当な時間間隔において開閉器５ａ
に電磁力が作用して閉じられ、Ｘａに再送電される。こ
の際、故障が自然に復旧していれば適当な時間間隔を置
いて順次開閉器５ｂ，５ｃと電源側から停電が復旧して
いくことになる。一方、故障が継続していると故障区間
の電源側開閉器（図１４では開閉器５ａを閉じた直後
に、再度遮断器３ａがトリップするためその負荷側区間
で故障が発生していると判定して再送電されても開閉器
５ａは閉じないようにロックされてしまう。その後、再
々度遮断器３ａが閉じられロックされた開閉器の電源側
区間までは停電復旧されるが、故障区間より負荷側の区
間は停電したままになる。なお、図１４の例では、遮断
器３ａと開閉器５ａで構成される区間（この区間には電
気施設が設置されていない）を除いたすべての区間が停
電している。そこで、系統監視制御装置１４により負荷
側区間の応急的な停電復旧動作が行われることになる。
この動作について、図１５を参照して説明する。図１５
に示す制御動作は、遮断器３ａがトリップしたという情
報が別途装置（図示せず）により通信回線１３を介して
系統監視制御装置１４に伝送されることにより開始され
る。Ｓ３１では、停電発生配電線に取り付けられている
開閉器の開閉情報により停電範囲が認識される。そし
て、この結果を基にＳ３２では、前述した区間負荷推定
装置１６から停電区間の負荷電力量が読み込まれる。こ
の際、負荷電力量としては故障発生の直前に推定された
負荷電力量（現在負荷電力量と呼ぶ）が読み込まれるこ
とになる。Ｓ３３では、図示及び説明を省略するがＳ３
２と同様にして求められた健全配電線４ｂの予備電力量
が読み込まれる。Ｓ３４では、読み込まれた停電区間の
負荷電力量及び配電線４ｂの予備電力量に基づき、ある
限定条件の下でどのような手順で開閉器を閉じていけば
健全配電線４ｂから速やかに送電でき停電範囲を最少化
できるかという開閉器操作手順が求められる。この際の
手法としては、ヒューリステック解法など公知の手法を
用いることができる。上記の限定条件としては通過電流
制限条件や電圧許容範囲維持条件などがある。これらの
条件を満足しているかどうかの判定は、停電範囲を最少
化できるかという開閉器操作手順を求める場合も同様で
あるが、停電区間の負荷電力量及び配電線４ｂの予備電
力量が正確に推定されているかどうかに大きく依存す
る。本発明では、先の実施例で説明したように負荷推定
装置１６により各区間の負荷電力量あるいは健全配電線
の予備電力量を精度よく求めることができ、系統監視制
御１４ではそのようにして求められた精度の高い負荷電
力量及び健全配電線の予備電力量を用いて開閉器操作手
順が決定されるため、極端な通過電流過大や電圧許容範
囲逸脱を発生させずに短時間で応急的に停電範囲を縮小
する開閉器操作手順を得ることができる。Ｓ３５では、
以上のようにして得られた開閉器操作手順に従って開閉
信号を出力し、例えば図１４では開閉器５ｆを閉じて区
間Ｙａに送電し、次に開閉器５ｃを閉じて区間Ｚａに送
電することによって停電していた故障発生区間の負荷側
区間を復旧することができる。なお、ここでは開閉器５
ｃを閉じて区間Ｚａにも送電できる場合について説明し
たが、負荷電力量及び健全配電線の予備電力量を用いて
計算した結果、例えば配電線４ｂに通過電流過大が発生
するとなれば区間Ｙａにのみ通電し、区間Ｚａへの送電
は図示していない健全配電線から別途送電するように開
閉器子局に開閉指令を出力する。
【００４２】以上の実施例では、電圧監視に適用した例
について述べたが、本発明は、これらの実施例にとどま
らず他の開閉器制御，過負荷監視，負荷制御，電力潮流
制御，送電損失低減制御などに幅広く応用できるもので
ある。
について述べたが、本発明は、これらの実施例にとどま
らず他の開閉器制御，過負荷監視，負荷制御，電力潮流
制御，送電損失低減制御などに幅広く応用できるもので
ある。
【００４３】次に、本発明の別の実施例について図９を
用いて説明する。上位系統１００に連なる配電系統２０
０は、配電用変圧器１ａ，１ｂを介して展開する複数の
配電線４ａ，…，４ｆで構成される。配電線４ａは、開
閉器５ａ，５ｂ，５ｃなどにより複数の区間に区分さ
れ、各区間には複数の電気施設７０が接続されている。
ここで、電気施設７０は先の実施例で説明した一般ある
いは特定電気施設である。他の配電線４ｂ〜４ｆも同様
の構成であるので、説明は省略する。
用いて説明する。上位系統１００に連なる配電系統２０
０は、配電用変圧器１ａ，１ｂを介して展開する複数の
配電線４ａ，…，４ｆで構成される。配電線４ａは、開
閉器５ａ，５ｂ，５ｃなどにより複数の区間に区分さ
れ、各区間には複数の電気施設７０が接続されている。
ここで、電気施設７０は先の実施例で説明した一般ある
いは特定電気施設である。他の配電線４ｂ〜４ｆも同様
の構成であるので、説明は省略する。
【００４４】母線２ａから配電線４ａへの引出し点の電
気量と特定電気施設との間で授受される電気量が計測さ
れ、通信線により親局１２ａ，１２ｂに伝送される。親
局１２ａ，１２ｂから、通信線１３を介して、通信制御
装置１９に接続される。この点は、図１の実施例と同様
であり図示及び説明を省略する。通信制御装置１９に
は、ＬＡＮ１５などの通信手段を介して本実施例のキー
コンポーネントである階層型系統監視装置６０，配電線
の区間電気量を推定する区間負荷推定装置１６，一般電
気施設に関する管理情報を生成する管理情報生成装置１
７及び表示装置１８が接続される。
気量と特定電気施設との間で授受される電気量が計測さ
れ、通信線により親局１２ａ，１２ｂに伝送される。親
局１２ａ，１２ｂから、通信線１３を介して、通信制御
装置１９に接続される。この点は、図１の実施例と同様
であり図示及び説明を省略する。通信制御装置１９に
は、ＬＡＮ１５などの通信手段を介して本実施例のキー
コンポーネントである階層型系統監視装置６０，配電線
の区間電気量を推定する区間負荷推定装置１６，一般電
気施設に関する管理情報を生成する管理情報生成装置１
７及び表示装置１８が接続される。
【００４５】配電系統２００に示すような樹枝状の配電
系統は、区間を最小単位として、同一配電線に連なる複
数の区間が集まって配電線を形成し、同一母線に接続さ
れた複数の配電線が集まってバンクと呼ばれる一つのグ
ループを形成している。本発明は、一般の配電系統がこ
のような階層構造をしていることに注目してなされたも
のである。ここで、母線２ａ，２ｂに連なる配電線で構
成されるバンクをそれぞれ＃１，＃２と記す。
系統は、区間を最小単位として、同一配電線に連なる複
数の区間が集まって配電線を形成し、同一母線に接続さ
れた複数の配電線が集まってバンクと呼ばれる一つのグ
ループを形成している。本発明は、一般の配電系統がこ
のような階層構造をしていることに注目してなされたも
のである。ここで、母線２ａ，２ｂに連なる配電線で構
成されるバンクをそれぞれ＃１，＃２と記す。
【００４６】本実施例のキーコンポーネントである階層
型系統監視装置６０の構成を、図１０に基づいて説明す
る。階層型系統監視装置６０は、ＬＡＮ１５により区間
負荷推定装置１６に接続される区間電気量計算装置６
１、それに接続される区間単位監視装置６２と、それに
接続される配電線単位監視装置６３と、バンク単位監視
装置６４と、区間単位監視装置６２，配電線単位監視装
置６３，バンク単位監視装置６４の出力が入力される監
視制御対象抽出装置６６とからなる。監視制御対象抽出
装置６６は、外部の表示装置１８に接続される。
型系統監視装置６０の構成を、図１０に基づいて説明す
る。階層型系統監視装置６０は、ＬＡＮ１５により区間
負荷推定装置１６に接続される区間電気量計算装置６
１、それに接続される区間単位監視装置６２と、それに
接続される配電線単位監視装置６３と、バンク単位監視
装置６４と、区間単位監視装置６２，配電線単位監視装
置６３，バンク単位監視装置６４の出力が入力される監
視制御対象抽出装置６６とからなる。監視制御対象抽出
装置６６は、外部の表示装置１８に接続される。
【００４７】階層型系統監視装置６０の動作について、
ここでは電圧監視の場合を例にとり、図１０，図１１及
び図１２を用いて説明する。先の実施例で述べたような
区間負荷推定装置１６により求められた各区間の有効電
力，無効電力は、ＬＡＮ１５を介して区間電気量計算装
置６１に入力される。
ここでは電圧監視の場合を例にとり、図１０，図１１及
び図１２を用いて説明する。先の実施例で述べたような
区間負荷推定装置１６により求められた各区間の有効電
力，無効電力は、ＬＡＮ１５を介して区間電気量計算装
置６１に入力される。
【００４８】区間電気量計算装置６１では、先に図６の
Ｓ４１で示した計算により区間ｉの電圧値Ｖi が求めら
れ、区間単位監視装置６２に入力される。区間単位監視
装置６２では、図１１に示すような電圧逸脱ペナルティ
関数により各区間の電圧値が電圧ペナルティ値に変換さ
れる。ここで、電圧逸脱ペナルティ関数は、電圧値が運
用上どの程度問題であるかを示す関数として定義され、
Ｘ軸に基準電圧Ｖb(例えば配電基準電圧である６,６０
０Ｖ）に対する区間電圧Ｖiの偏差比、Ｙ軸に０から１.
０ の値を示す電圧ペナルティ値Ｐviをとったものであ
る。図１１の例では、電気機器に±５％程度の許容範囲
が設けられている場合を想定して、区間電圧Ｖiが基準
電圧Ｖbより±５％を逸脱した場合にペナルティ値が特
に大きくなるように設定している。すなわち許容限度の
半分位までは比較的小さなペナルティ値であるが、それ
を過ぎると急激に増加するという特性である。このよう
なペナルティ関数としては、図１１に示すものの他に
も、任意に設定できる。その場合、配電線の運用上改善
の必要性が小さい区間では値が小さく、改善の必要性が
大きい区間ではペナルティを特に大きくする。図１２
に、図１１のペナルティ関数に従って求められた各区間
の電圧ペナルティ値の例を示す。
Ｓ４１で示した計算により区間ｉの電圧値Ｖi が求めら
れ、区間単位監視装置６２に入力される。区間単位監視
装置６２では、図１１に示すような電圧逸脱ペナルティ
関数により各区間の電圧値が電圧ペナルティ値に変換さ
れる。ここで、電圧逸脱ペナルティ関数は、電圧値が運
用上どの程度問題であるかを示す関数として定義され、
Ｘ軸に基準電圧Ｖb(例えば配電基準電圧である６,６０
０Ｖ）に対する区間電圧Ｖiの偏差比、Ｙ軸に０から１.
０ の値を示す電圧ペナルティ値Ｐviをとったものであ
る。図１１の例では、電気機器に±５％程度の許容範囲
が設けられている場合を想定して、区間電圧Ｖiが基準
電圧Ｖbより±５％を逸脱した場合にペナルティ値が特
に大きくなるように設定している。すなわち許容限度の
半分位までは比較的小さなペナルティ値であるが、それ
を過ぎると急激に増加するという特性である。このよう
なペナルティ関数としては、図１１に示すものの他に
も、任意に設定できる。その場合、配電線の運用上改善
の必要性が小さい区間では値が小さく、改善の必要性が
大きい区間ではペナルティを特に大きくする。図１２
に、図１１のペナルティ関数に従って求められた各区間
の電圧ペナルティ値の例を示す。
【００４９】配電線単位監視装置６３では、区間の一つ
上の階層である配電線が電圧的にどの程度問題であるか
を示す改善指標を求める。その動作について、図１２に
示す配電線４ａの各区間のペナルティ値を例にとり説明
する。配電線単位監視装置６３では、次式のように配電
線４ａに属する区間の電圧ペナルティ値の平均を求め
る。
上の階層である配電線が電圧的にどの程度問題であるか
を示す改善指標を求める。その動作について、図１２に
示す配電線４ａの各区間のペナルティ値を例にとり説明
する。配電線単位監視装置６３では、次式のように配電
線４ａに属する区間の電圧ペナルティ値の平均を求め
る。
【００５０】
(０.４＋０.３＋０.２＋０.１）／４＝０.２５ …（数７）
ここで同一配電線に属する区間のペナルティ値を平均し
て求めた第１の理由は、配電線単位で改善対策が実施さ
れるとき、配電線単位の改善必要度を求めておくと原因
探索や改善対策が容易になるからである。第２の理由
は、通過する有効電流及び無効電流によってその配電線
の電圧が定まり配電線毎に特有の傾向を示すので、同一
配電線に属する区間のペナルティ平均値をとれば改善必
要個所が明確になることが期待できるためである。
て求めた第１の理由は、配電線単位で改善対策が実施さ
れるとき、配電線単位の改善必要度を求めておくと原因
探索や改善対策が容易になるからである。第２の理由
は、通過する有効電流及び無効電流によってその配電線
の電圧が定まり配電線毎に特有の傾向を示すので、同一
配電線に属する区間のペナルティ平均値をとれば改善必
要個所が明確になることが期待できるためである。
【００５１】このようにして、バンク＃１に所属する他
の配電線４ｂ，４ｃ、またバンク＃２に属する配電線４
ｄ，４ｅ，４ｆについても同様に平均値が各々０.２０
，０.３９，０.７４，０.７８，０.８３と求められ
る。これら各配電線のペナルティ値を、図１２の各配電
線の右側に示す。
の配電線４ｂ，４ｃ、またバンク＃２に属する配電線４
ｄ，４ｅ，４ｆについても同様に平均値が各々０.２０
，０.３９，０.７４，０.７８，０.８３と求められ
る。これら各配電線のペナルティ値を、図１２の各配電
線の右側に示す。
【００５２】バンク単位監視装置６４では、配電線単位
監視装置６３で求められた同一バンクに属する各配電線
のペナルティ値を更に平均することにより、バンクとし
てのペナルティ平均値が求められる。その結果、図１２
の右端に示すようにバンクのペナルティ平均値が＃１に
ついては０.２８，バンク＃２については、０.７１とな
る。
監視装置６３で求められた同一バンクに属する各配電線
のペナルティ値を更に平均することにより、バンクとし
てのペナルティ平均値が求められる。その結果、図１２
の右端に示すようにバンクのペナルティ平均値が＃１に
ついては０.２８，バンク＃２については、０.７１とな
る。
【００５３】ここで、ペナルティ値として平均により得
られる値だけを求めた場合、各バンクの全体的な指標し
か残らず、全体の傾向とは異なる個々の特徴が失われる
ため、配電線単位監視装置６３には同一配電線に属する
区間のペナルティ値が比較され、最大（最悪）の区間ペ
ナルティ値も併せて記憶される。同様に、バンク単位監
視装置６４には最大の配電線ペナルティ値も併せて記憶
される。
られる値だけを求めた場合、各バンクの全体的な指標し
か残らず、全体の傾向とは異なる個々の特徴が失われる
ため、配電線単位監視装置６３には同一配電線に属する
区間のペナルティ値が比較され、最大（最悪）の区間ペ
ナルティ値も併せて記憶される。同様に、バンク単位監
視装置６４には最大の配電線ペナルティ値も併せて記憶
される。
【００５４】また電圧低下などの原因探索にはバンクの
引出し電圧が必要になるため、バンク単位監視装置６４
には、バンクの引出し電圧のペナルティ値も記録され
る。バンク＃１の場合、最悪のペナルティ値は、配電線
では０.３９(配電線４ｃ），区間では０.７０（配電線
４ｃの末端）、また引出し電圧は０.４０となる。全体
として優先的に改善を必要とする個所を効率的に抽出す
るために、このように、重要な特徴は極力保持しつつ少
量のデータにより上位の側の階層の情報を集約すること
を、ここでは「縮約」と呼ぶことにする。
引出し電圧が必要になるため、バンク単位監視装置６４
には、バンクの引出し電圧のペナルティ値も記録され
る。バンク＃１の場合、最悪のペナルティ値は、配電線
では０.３９(配電線４ｃ），区間では０.７０（配電線
４ｃの末端）、また引出し電圧は０.４０となる。全体
として優先的に改善を必要とする個所を効率的に抽出す
るために、このように、重要な特徴は極力保持しつつ少
量のデータにより上位の側の階層の情報を集約すること
を、ここでは「縮約」と呼ぶことにする。
【００５５】監視制御対象抽出装置６６には、区間単
位，配電線単位及びバンク単位監視装置のペナルティ平
均値及びペナルティ最悪値が取り込まれる。次に２つの
バンクのペナルティ平均値が比較され、バンク＃２のペ
ナルティ平均値０.７１ の方がバンク＃１のペナルティ
平均値０.２８ よりも大きいので、バンク＃２が優先的
に改善されるべきバンクとして抽出される。さらにバン
ク＃２のペナルティ最悪値は配電線と区間でそれぞれ
０.８３と０.９０であり、バンク＃２の平均値0.71とと
もに大きいことから、バンク全体が電圧的に問題がある
と判定される。
位，配電線単位及びバンク単位監視装置のペナルティ平
均値及びペナルティ最悪値が取り込まれる。次に２つの
バンクのペナルティ平均値が比較され、バンク＃２のペ
ナルティ平均値０.７１ の方がバンク＃１のペナルティ
平均値０.２８ よりも大きいので、バンク＃２が優先的
に改善されるべきバンクとして抽出される。さらにバン
ク＃２のペナルティ最悪値は配電線と区間でそれぞれ
０.８３と０.９０であり、バンク＃２の平均値0.71とと
もに大きいことから、バンク全体が電圧的に問題がある
と判定される。
【００５６】次に引出し電圧のペナルティ値も０.７ と
大きいことから、引出し電圧の低下が原因でバンク＃２
全体の電圧が悪くなっていると推測される。この結果、
表示装置１８にはバンク＃２の母線電圧が出力され優先
的に改善すべき個所として表示される。なお、一連の動
作においてペナルティ値が０.５ 以上であるときには大
きいと判定されるようになっている。
大きいことから、引出し電圧の低下が原因でバンク＃２
全体の電圧が悪くなっていると推測される。この結果、
表示装置１８にはバンク＃２の母線電圧が出力され優先
的に改善すべき個所として表示される。なお、一連の動
作においてペナルティ値が０.５ 以上であるときには大
きいと判定されるようになっている。
【００５７】またバンク＃１については、区間レベルに
おける最悪のペナルティ値の中に０.７ と大きいものも
あることが、縮約の結果得られたバンクの情報からわか
るため、この場合には、最悪のペナルティ値を示す区間
が探索され、配電線４ｃの末端区間が、区間電圧値とと
もに優先的に改善すべき個所として表示装置１８に表示
される。なお、配電線レベルについてもペナルティ値が
大きい個所があれば同様な処理により該当配電線が抽出
され、その配電線及びそれに属する各区間の電圧値が表
示装置１８に表示される。
おける最悪のペナルティ値の中に０.７ と大きいものも
あることが、縮約の結果得られたバンクの情報からわか
るため、この場合には、最悪のペナルティ値を示す区間
が探索され、配電線４ｃの末端区間が、区間電圧値とと
もに優先的に改善すべき個所として表示装置１８に表示
される。なお、配電線レベルについてもペナルティ値が
大きい個所があれば同様な処理により該当配電線が抽出
され、その配電線及びそれに属する各区間の電圧値が表
示装置１８に表示される。
【００５８】以上説明した本発明の別の実施例によれ
ば、配電系統に対応した階層毎に縮約した情報を用いて
電気的に相互に独立性の強いバンクの階層から優先的に
監視制御を行うので、系統全体として優先的に電圧の改
善が必要な個所を効率的に抽出できる。
ば、配電系統に対応した階層毎に縮約した情報を用いて
電気的に相互に独立性の強いバンクの階層から優先的に
監視制御を行うので、系統全体として優先的に電圧の改
善が必要な個所を効率的に抽出できる。
【００５９】なお以上では、単純に平均値をとって縮約
するとしたが、平均に際し区間毎の負荷量や重要度など
で重み付けすることも考えられる。また、平均と併せて
分散を求めておけば各配電線と各区間電圧のバラツキを
知る目安となる。
するとしたが、平均に際し区間毎の負荷量や重要度など
で重み付けすることも考えられる。また、平均と併せて
分散を求めておけば各配電線と各区間電圧のバラツキを
知る目安となる。
【００６０】ここでは、電圧についてのみ説明したが、
損失や高調波についても電流（皮相の他に有効，無効の
各成分についても）の分布や、各調波成分の分布を区間
毎に調べ、同様に配電線，バンクと縮約することによ
り、各項目について優先的に改善が必要な個所を抽出で
きる。
損失や高調波についても電流（皮相の他に有効，無効の
各成分についても）の分布や、各調波成分の分布を区間
毎に調べ、同様に配電線，バンクと縮約することによ
り、各項目について優先的に改善が必要な個所を抽出で
きる。
【００６１】またここで述べたように区間負荷推定装置
１６の出力を用いるのではなく、配電線の各区間の電気
量を直接計測し、それを階層型系統監視装置６０の入力
として直接用いてもよい。
１６の出力を用いるのではなく、配電線の各区間の電気
量を直接計測し、それを階層型系統監視装置６０の入力
として直接用いてもよい。
【００６２】さらに、これまで説明した実施例において
は、親局と、制御子局との間を通信回線で結び、通信の
送受信を行う例を示したが、例えば日本出願公告公報平
成６年の第２４３２８号に示されたような配電系統同期
伝送方法を用いることにより、配電線を制御信号の媒体
として用いて、親局と子局等との間で通信を行うことが
可能になり、このようなシステムにおいては、既に設置
されている配電線以外に親たなケーブルを設ける必要が
無く、低コストで高い信頼性のシステムを構成すること
が可能になる。
は、親局と、制御子局との間を通信回線で結び、通信の
送受信を行う例を示したが、例えば日本出願公告公報平
成６年の第２４３２８号に示されたような配電系統同期
伝送方法を用いることにより、配電線を制御信号の媒体
として用いて、親局と子局等との間で通信を行うことが
可能になり、このようなシステムにおいては、既に設置
されている配電線以外に親たなケーブルを設ける必要が
無く、低コストで高い信頼性のシステムを構成すること
が可能になる。
【００６３】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の配電系
統監視装置は、母線からの配電線引出し点の電気量と、
特定の電気施設と配電線との間で授受される電気量をリ
アルタイムで実測する一方、配電線の複数の区間の電気
量を推定するようにしたので、最少限のデータ量で系統
の電気量を精度良く得ることができ、配電系統を最適に
監視制御できる。
統監視装置は、母線からの配電線引出し点の電気量と、
特定の電気施設と配電線との間で授受される電気量をリ
アルタイムで実測する一方、配電線の複数の区間の電気
量を推定するようにしたので、最少限のデータ量で系統
の電気量を精度良く得ることができ、配電系統を最適に
監視制御できる。
【００６４】また、区間電気量に基づき、より上位の概
念である配電線単位及びバンク単位で評価量を算出し、
配電線単位及びバンク単位の評価量が基準評価量から逸
脱する範囲を監視したので系統全体として優先的に改善
を必要とする個所を抽出できるという効果がある。
念である配電線単位及びバンク単位で評価量を算出し、
配電線単位及びバンク単位の評価量が基準評価量から逸
脱する範囲を監視したので系統全体として優先的に改善
を必要とする個所を抽出できるという効果がある。
【００６５】また区間電気量に基づいて区間の評価量を
ペナルティ関数で変換し、その評価量を用いて前記配電
系統の構成に対応した階層毎に縮約して、バンク単位で
見ることができるようになり、系統全体として優先的に
改善を必要とする個所を抽出できるという効果がある。
ペナルティ関数で変換し、その評価量を用いて前記配電
系統の構成に対応した階層毎に縮約して、バンク単位で
見ることができるようになり、系統全体として優先的に
改善を必要とする個所を抽出できるという効果がある。
【００６６】また、本発明においては、例えば分散型電
源設備等を備えた正常な配電区間からの電力を、他の配
電区間に効率良く融通できるようになるので、例えば停
電事故が発生した場合でもなるべく停電区間を最少と
し、正常な配電区間を広く保つことができる効果が得ら
れる。
源設備等を備えた正常な配電区間からの電力を、他の配
電区間に効率良く融通できるようになるので、例えば停
電事故が発生した場合でもなるべく停電区間を最少と
し、正常な配電区間を広く保つことができる効果が得ら
れる。
【図１】本発明の一実施例を示す配電系統監視装置の基
本的構成図である。
本的構成図である。
【図２】本発明に用いる親局及び子局の動作説明図であ
る。
る。
【図３】本発明に用いる区間負荷推定装置１６の動作説
明図である。
明図である。
【図４】本発明に用いる管理情報生成装置の構成図であ
る。
る。
【図５】本発明に用いる負荷配分学習装置の構成図であ
る。
る。
【図６】本発明に用いる図１の実施例における系統監視
装置の動作の説明図である。
装置の動作の説明図である。
【図７】本発明と従来例との効果の比較図である。
【図８】本発明に係る別の実施例の基本的構成を示す図
である。
である。
【図９】本発明に用いる別の実施例の基本的構成図であ
る。
る。
【図１０】本発明に用いる系統監視装置の構成図であ
る。
る。
【図１１】本発明に用いる電圧ペナルティ関数の一例で
ある。
ある。
【図１２】本発明に用いる系統監視装置の説明図であ
る。
る。
【図１３】負荷融通に適用した本発明の一実施例。
【図１４】負荷融通に適用した本発明の一実施例。
【図１５】負荷融通時の本発明の動作フローチャート。
１…配電用変圧器、２…母線、３…遮断器、４…配電
線、５ａ，５ｂ，５ｃ…開閉器、６ａ，６ｂ，６ｃ…一
般電気施設、８，１０，２７，２８…センサ装置、９…
引出し口子局、１１，２９，３０…特定施設子局、１２
…親局、１３…通信線、１４…系統監視演算装置、１７
…管理情報生成装置、２５，２６…特定電気施設。
線、５ａ，５ｂ，５ｃ…開閉器、６ａ，６ｂ，６ｃ…一
般電気施設、８，１０，２７，２８…センサ装置、９…
引出し口子局、１１，２９，３０…特定施設子局、１２
…親局、１３…通信線、１４…系統監視演算装置、１７
…管理情報生成装置、２５，２６…特定電気施設。
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フロントページの続き
(72)発明者 岩下 喜代次
茨城県日立市大みか町七丁目１番１号
株式会社 日立製作所 日立研究所内
(72)発明者 武井 徹
東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地
株式会社 日立製作所内
(72)発明者 工藤 博之
茨城県日立市大みか町七丁目１番１号
株式会社 日立製作所 日立研究所内
(72)発明者 川上 潤三
茨城県日立市大みか町七丁目１番１号
株式会社 日立製作所 日立研究所内
(72)発明者 西島 一夫
茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株
式会社 日立製作所 国分工場内
(72)発明者 井上 汎
茨城県日立市大みか町五丁目２番１号
株式会社 日立製作所 大みか工場内
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ｅｓｓｉｏｎ ｎｕｍｂｅｒ：
4581826
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 3/00
H02J 13/00
Claims (37)
- 【請求項１】配電用変圧器を介して上位電力系統に接続
される母線と、該母線に接続され複数の電気施設が接続
される少なくとも一つの配電線とを有する配電系統の監
視装置であって、 前記配電線の前記母線からの引出し点又は、該引出点の
近傍であって、前記配電線の全負荷量に対して無視し得
る消費電気量の範囲内における位置の送出電気量を計測
する第１センサ装置と、 前記電気施設のうち、前記配電線の全負荷量に対して所
定の割合以上の消費電気量を有する代表的な少なくとも
一つの特定電気施設と前記配電線との間で授受される電
気量を計測する第２センサ装置と、 前記各区間の実績電気量と前記配電線の管理情報を用い
て前記各区間の電気消費量の割合を求める管理情報生成
装置と、 前記第１センサ装置からの前記送出電気量，前記第２セ
ンサ装置からの電気量及び、前記管理情報生成装置から
の電気消費量の割合から前記各区間の電気消費量を推定
する区間負荷推定装置と、を有することを特徴とする配
電系統監視装置。 - 【請求項２】配電用変圧器を介して上位電力系統に接続
される母線と、該母線に接続され複数の電気施設が接続
される少なくとも一つの配電線とを有する配電系統の監
視装置であって、 前記配電線の前記母線からの引出し点又は、該引出点の
近傍であって、前記配電線の全負荷量に対して無視し得
る消費電気量の範囲内における位置の送出電気量を計測
する第１センサ装置と、 前記電気施設のうち、前記配電線の全負荷量に対して所
定の割合以上の消費電気量を有する代表的な少なくとも
一つの特定電気施設と前記配電線との間で授受される電
気量を計測する第２センサ装置と、 前記各区間の実績電気量と前記配電線の管理情報を用い
て前記各区間の負荷配分係数を求める管理情報生成装置
と、 前記第１センサ装置からの前記送出電気量及び前記第２
センサ装置からの電気量および前記負荷配分係数とから
前記各区間の電気消費量を推定する区間負荷推定装置
と、を有することを特徴とする配電系統監視装置。 - 【請求項３】配電用変圧器を介して上位電力系統に接続
される母線と、該母線に接続され複数の電気施設が接続
される少なくとも一つの配電線とを有する配電系統の監
視装置であって、 前記配電線の前記母線からの引出し点又は、該引出点の
近傍であって、前記配電線の全負荷量に対して無視し得
る消費電気量の範囲内における位置の送出電気量を計測
する第１センサ装置と、 前記特定電気施設と前記配電線との間で授受される特定
電気量を計測する第２センサ装置と、 前記各区間の実績電気量と前記配電線の管理情報とから
前記各区間の負荷配分係数を求める管理情報生成装置
と、 前記通信制御装置からの前記送出電気量及び前記特定電
気量と、前記負荷配分係数とから前記各区間の電気量を
推定する区間負荷推定装置と、 前記区間推定装置と前記区間の線路定数とから前記配電
系統の電圧異常を監視する系統監視演算装置と、を有す
ることを特徴とする配電系統監視装置。 - 【請求項４】配電用変圧器を介して上位電力系統に接続
される母線と、該母線に接続され複数の電気施設が接続
される少なくとも一つの配電線とを有する配電系統の監
視装置であって、 前記配電線の前記母線からの引出し点又は、該引出点の
近傍であって、前記配電線の全負荷量に対して無視し得
る消費電気量の範囲内における位置の送出電気量を計測
する第１センサ装置と、 前記電気施設のうち、前記配電線の全負荷量に対して所
定の割合以上の消費電気量を有する代表的な複数の特定
電気施設が接続する区間の両端の電気量を計測する第２
センサ装置及び第３センサ装置と、 前記第２センサ装置および第３センサ装置から前記複数
の特定電気施設の総合電気量を求める親局と、 前記各区間の実績電気量と前記配電線の管理情報を用い
て前記各区間の負荷配分係数を求める管理情報生成装置
と、 前記通信制御装置からの前記送出電気量及び前記総合電
気量と前記負荷配分係数とから前記各区間の電気量を推
定する区間負荷推定装置と、を有することを特徴とする
配電系統監視装置。 - 【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかにおい
て、前記管理情報生成装置は、前記特定電気施設を除く
電気施設の管理情報を入力する管理情報入力装置と、前
記特定電気施設を除く電気施設の実績電気量を入力する
実績電気量入力装置と、学習により前記負荷配分係数を
求める負荷配分係数学習装置とを備えたことを特徴とす
る配電系統監視装置。 - 【請求項６】請求項１乃至請求項５のいずれかにおい
て、前記送出電気量及び前記特定電気量または前記総合
電気量は少なくとも配電線電流であることを特徴とする
配電系統監視装置。 - 【請求項７】請求項１乃至請求項５のいずれかにおい
て、前記送出電気量及び前記特定電気量または前記総合
電気量は少なくとも配電線電圧と配電線電流との位相差
および配電線電流であることを特徴とする配電系統監視
装置。 - 【請求項８】請求項１乃至請求項５のいずれかにおい
て、前記特定電気施設の設備容量は前記配電線容量の５
％以上であることを特徴とする配電系統監視装置。 - 【請求項９】請求項１乃至請求項４のいずれかにおい
て、前記特定電気施設は、前記配電線に電力を供給する
分散型電源設備を有するものであることを特徴とする配
電系統監視装置。 - 【請求項１０】配電用変圧器を介して上位電力系統に接
続される母線を少なくとも一つ有し、複数の区間から構
成されて前記母線のうちの同一母線に接続される一つ以
上の送電線を有する単位をバンクとして一つ以上有し、 前記配電線の前記母線からの引出し点又は、該引出点の
近傍であって、前記配電線の全負荷量に対して無視し得
る消費電気量の範囲内における位置の送出電気量を計測
する第１センサ装置と、 前記電気施設のうち、前記配電線の全負荷量に対して所
定の割合以上の消費電気量を有する代表的な少なくとも
一つの特定電気施設と前記配電線との間で授受される電
気量を計測する第２センサ装置と、 前記各区間の実績電気量と前記配電線の管理情報とから
前記各区間の負荷配分係数を求める管理情報生成装置
と、 前記第１センサ装置からの前記送出電気量及び前記特定
電気量と、前記負荷配分係数とから前記各区間の電気量
を推定する区間負荷推定装置と、 前記区間負荷推定装置から前記配電系統の予め設定され
た電気量を逸脱する範囲を求める階層型系統監視装置
と、を有することを特徴とする配電系統監視装置。 - 【請求項１１】請求項９または請求項１０において、前
記階層型系統監視装置は前記区間の電気量から前記区間
電圧値を求める区間電気量計算装置と、 前記各区間電圧値に対して予め設定された許容範囲から
の電圧逸脱割合を算出する区間単位監視装置と、 前記配電線の配電線改善指標を同一配電線に属する各区
間の前記電圧逸脱割合をもとに求める配電線単位監視装
置と、 前記バンクのバンク健全指標を前記同一バンクに属する
配電線の前記配電線改善指標から求めるバンク単位監視
装置と、 前記電圧逸脱割合と配電線改善指標と前記バンク健全指
標とから、前記配電系統の電圧逸脱箇所を抽出するバン
ク単位監視制御対象抽出装置と、を有することを特徴と
する配電系統監視装置。 - 【請求項１２】請求項１１において、前記配電線改善指
標は前記配電線に属する区間の前記電圧逸脱割合の平均
値である第１平均値および前記電圧逸脱割合の最大値と
からなり、 前記バンク健全指標は前記バンクに属する配電線の第１
平均値の平均値である第２平均値および前記第１平均値
の最大値および前記電圧逸脱割合の最大値および前記母
線から前記配電線を引出す引出点の電圧とからなること
を特徴とする配電系統監視装置。 - 【請求項１３】配電用変圧器を介して上位電力系統に接
続される母線と、該母線に接続され複数の電気施設が接
続される少なくとも一つの配電線とを有する配電系統の
監視方法であって、 前記配電線の前記母線からの引出し点又は、該引出点の
近傍であって、前記配電線の全負荷量に対して無視し得
る消費電気量の範囲内における位置の送出電気量を計測
し、 前記電気施設のうち、前記配電線の全負荷量に対して所
定の割合以上の消費電気量を有する代表的な少なくとも
一つの特定電気施設と前記配電線との間で授受される電
気量を計測した後、 前記各区間の電気消費量を推定し、前記推定量を予め設
定された電圧を基準として監視することを特徴とする配
電系統監視方法。 - 【請求項１４】配電用変圧器を介して上位電力系統に接
続される母線を少なくとも一つ有し、複数の区間から構
成されて前記母線のうちの同一母線に接続される一つ以
上の配電線を有する単位をバンクとして一つ以上有する
配電系統の監視方法であって、 前記区間の電気量に対し、予め設定された許容範囲から
の逸脱割合を前記各区間毎に算出し、前記区間毎の逸脱
割合を各配電線毎に算出し、前記区間毎の逸脱割合を各
送電線毎に大きい逸脱割合の逸脱情報を保持するととも
に、統計処理して統合データを作成した後、前記各送電
線の前記統計データをもとに、予め設定された数値を逸
脱する統合データを保持したまま、前記バンク単位に統
計処理して集約データに縮約することにより、予め設定
された電気量を逸脱する範囲を監視することを特徴とす
る配電系統監視方法。 - 【請求項１５】上位電力系統の電力線と、該電力線に接
続され複数の電気的施設が接続される少なくとも一つの
配電線とを有する配電系統の監視装置において、 前記上位電力系統の電力線から前記配電線へ供給される
電気量を検出する少なくとも一つのセンサと、 前記配電線の少なくとも一つの区間が授受する電気量
を、前記センサにより計測される電気量と、前記配電線
に接続された電気的施設の電気消費情報から評価する計
算手段とを備えたことを特徴とする配電系統の監視装
置。 - 【請求項１６】特許請求の範囲第１５項の配電系統の監
視装置において、 前記センサの第１のセンサは前記上位電力系統の電力線
から前記配電系統に供給される電気量を計測し、 前記センサの第２のセンサは前記電気的施設のうちの特
定の電気施設と前記配電系統との間で授受される電気量
を測定することを特徴とする配電系統の監視装置。 - 【請求項１７】特許請求の範囲第１６項の配電系統の監
視装置において、 前記第２のセンサは前記配電系統に枝分かれ接続された
特定の電気施設と前記配電系統との間で授受される電気
量を測定することを特徴とする配電系統の監視装置。 - 【請求項１８】特許請求の範囲第１６項の配電系統の監
視装置において、 前記第２のセンサは二つのセンサで構成され、該二つの
センサは前記特定の電気施設が接続された前記配電系統
に対し、前記特定の電気施設と前記配電系統との接続点
を挾むように配置され、該区間を流れる電気量を計測す
ることを特徴とする配電系統の監視装置。 - 【請求項１９】特許請求の範囲請求項１７、または請求
項１８の配電系統の監視装置において、前記特定電気施
設の設備容量は前記配電線容量の５％以上であることを
特徴とする配電系統監視装置。 - 【請求項２０】特許請求の範囲請求項１５から請求項１
９のいずれかの配電系統の監視装置において、 前記計算手段は前記電気消費情報として前記特定の電気
施設を除いた全ての前記配電線に接続された電気的施設
の電気消費量を予測することを特徴とする配電系統の監
視装置。 - 【請求項２１】特許請求の範囲請求項１５から請求項２
０のいずれかの配電系統の監視装置において、 前記特定の電気施設として複数の電力消費を行う建築物
を備えることを特徴とする配電系統の監視装置。 - 【請求項２２】特許請求の範囲請求項１５から請求項２
１のいずれかの配電系統の監視装置において、 前記計算手段は複数の配電線中の複数区間のそれぞれの
電気量を計算することを特徴とする配電系統の監視装
置。 - 【請求項２３】特許請求の範囲請求項１５から請求項２
２のいずれかの配電系統の監視装置において、 前記電気消費情報は前記配電線中の複数区間の過去の消
費量に関係することを特徴とする配電系統の監視装置。 - 【請求項２４】特許請求の範囲請求項１５から請求項２
２のいずれかの配電系統の監視装置において、 前記特定電気施設として前記配電線に電力を供給する分
散型電源設備であることを特徴とする配電系統監視装
置。 - 【請求項２５】変圧器を介して上位電力系統に接続され
る母線を少なくとも一つ有し、該母線のうちの同一母線
に接続され、複数の区間から構成される一つ以上の配電
線を有するバンク単位を一つ以上有する配電系統の監視
装置において、 前記母線から見た前記配電線の端部には電力量を測定す
る第１のセンサを有し、 前記配電線には少なくとも特定の電気施設と該配電線と
の間で電力授受を測定する第２のセンサを有し、 前記区間の実績の過去の電力消費データからそれぞれの
配電線それぞれの負荷分配係数を求める情報処理手段
と、 前記第１，第２のセンサ信号と前記負荷分配係数から前
記配電線のそれぞれの区間の電気量を推定する区間負荷
推定手段と、 予め設定された電力情報から前記配電系統の逸脱する範
囲を求める系統監視手段とを備えたことを特徴とする配
電系統の監視装置。 - 【請求項２６】特許請求の範囲請求項２５の配電系統の
監視装置において、 前記配電系統の監視装置は前記区間の電気量から前記区
間電圧値を求める区間電気量計算手段と、 前記各区間電圧値に対して予め設定された許容範囲から
の電圧逸脱割合を算出する区間単位監視手段と、 前記配電線の配電線改善指標を同一配電線に属する各区
間の前記電圧逸脱割合をもとに求める配電線単位監視手
段と、 前記バンクのバンク健全指標を前記同一バンクに属する
配電線の前記配電線改善指標から求めるバンク単位監視
手段と、 前記電圧逸脱割合と配電線改善指標と前記バンク健全指
標とから、前記配電系統の電圧逸脱箇所を抽出するバン
ク単位監視制御対象抽出手段とを有することを特徴とす
る配電系統の監視装置。 - 【請求項２７】特許請求の範囲請求項２６の配電系統の
監視装置において、 前記配電線改善指標は前記配電線に属する区間の前記電
圧逸脱割合の平均値である第１平均値および前記電圧逸
脱割合の最大値とからなり、 前記バンク健全指標は前記バンクに属する配電線の第１
平均値の平均値である第２平均値および前記第１平均値
の最大値および前記電圧逸脱割合の最大値および前記母
線から前記配電線を引出す引出点の電圧とからなること
を特徴とする配電系統監視装置。 - 【請求項２８】変圧器を介して上位電力系統に接続され
る母線を少なくとも一つ有し、該母線のうちの同一母線
に接続され、複数の区間から構成される一つ以上の配電
線を有するバンク単位を一つ以上備えた配電系統の監視
装置において、 前記区間の少なくとも一つの区間の電気量を求める手段
と、 該求められた電気量に基づき前記配電線単位で電気評価
量を算出する手段と、 前記バンク単位で電気評価量を算出する手段と、 前記バンク単位，前記配電線単位毎に算出された電気評
価量と、予め設定されたそれぞれのバンク単位，前記配
電線単位の基準電気評価量とを比較する手段と、 前記配電線単位，前記配電線単位の電気評価量が評価基
準量から逸脱する状態を監視する手段とを備えたことを
特徴とする配電系統の監視装置。 - 【請求項２９】上位電力系統の電力線と、該電力線に電
気的に接続されかつ複数の電気的施設が接続される少な
くとも一つの配電線とを有する配電系統制御装置におい
て、 前記配電線の遮断器の開閉状態を検出する遮断器状態検
出手段と、 該遮断器状態検出手段からの情報に基づき前記配電線の
異常区間の負荷電力量を求める負荷電力量算出手段と、 前記遮断器状態検出手段からの情報に基づき前記配電線
の健全区間の予備電力量を求める予備電力量算出手段
と、 前記負荷電力量および前記予備電力量から前記遮断器に
対して開閉信号を出力する開閉操作出力手段とを備えた
ことを特徴とする配電系統制御装置。 - 【請求項３０】請求項第２９項の配電系統制御装置にお
いて、 前記予備電力量算出手段は前記上位電力系統の電力線か
ら前記配電系統に供給される電気量を計測する第１のセ
ンサと、 前記電気的施設のうちの特定の電気施設と前記配電系統
との間で授受される電気量を測定する第２のセンサとを
有し、 前記第１，第２のセンサからの計測信号から前記予備電
力量を求めることを特徴とする配電系統制御装置。 - 【請求項３１】特許請求の範囲第２９項または第３０項
の配電系統制御装置において、 前記第２のセンサは前記配電系統に枝分かれ接続された
特定の電気施設と前記配電系統との間で授受される電気
量を測定することを特徴とする配電系統制御装置。 - 【請求項３２】特許請求の範囲第２９項から第３１項の
いずれかの配電系統制御装置において、 前記負荷電力量算出手段は前記電気消費情報として前記
異常区間の前記配電線に接続された電気的施設の電気消
費量を予測することを特徴とする配電系統の監視装置。 - 【請求項３３】特許請求の範囲第２９項から第３２項の
いずれかの配電系統制御装置において、 該配電系統制御装置は前記異常区間が最小となるように
前記遮断器に対して開閉信号を出力することを特徴とす
る配電系統制御装置。 - 【請求項３４】特許請求の範囲請求項第２９項から第３
３項のいずれかの配電系統制御装置において、 前記特定電気施設の設備容量は前記配電線容量の５％以
上であることを特徴とする配電系統制御装置。 - 【請求項３５】特許請求の範囲請求項第２９項から第３
４項のいずれかの配電系統制御装置において、 前記負荷電力量算出手段または予備電力量算出手段は複
数の配電線中の複数区間のそれぞれの電気量を計算する
ことを特徴とする配電系統制御装置。 - 【請求項３６】特許請求の範囲請求項第２９項から第３
５項のいずれかの配電系統制御装置において、 前記負荷電力量算出手段は前記配電線中の複数区間の過
去の消費量に基づいて負荷電力量を算出することを特徴
とする配電系統制御装置。 - 【請求項３７】特許請求の範囲請求項第２９項から第３
６項のいずれかの配電系統制御装置において、 前記第２のセンサは前記配電線に電力を供給する分散型
電源設備と、前記配電線との間で授受される電気量を計
測することを特徴とする配電系統監視装置。
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| JPH07308036A (ja) | 1995-11-21 |
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