JP3755347B2 - 配電系統解析装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、配電系統用の無効電力補償装置の必要設置台数を算出するための配電系統電圧解析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大容量モータ等が接続されている配電系統においては、大容量モータの起動時等に瞬間的に大きな電圧変動が生じる。このような大容量で急変な負荷変動による電圧変動を抑制するのに有効な装置の一つが無効電力補償装置（以下、ＳＶＣと称する）であり、系統電圧が低下している場合には進み無効電力負荷として動作し、また、系統電圧が上昇している場合には遅れ無効電力負荷として動作して系統の電圧変動を改善するものである。
【０００３】
このＳＶＣの電圧改善能力は上記の瞬間的な電圧変動以外にも定常的な電圧改善にも同様に機能するものである。
【０００４】
そして、このＳＶＣを配電系統上のどの地点にどれだけの台数だけ設置すれば必要とする電圧改善を実現できるかを、実際にＳＶＣ設置前に事前に検討することが必要である。
【０００５】
この検討をＳＶＣ設置シミュレーション検討と称し、以下に従来のＳＶＣ設置シミュレーション検討を行うための配電系統解析装置について説明する。
【０００６】
図６に、従来の配電系統解析装置の構成図を示す。４０は系統条件データ入力手段、４１は演算手段、４２は表示手段である。
【０００７】
また図４に、配電系統とその電圧分布グラフを示す。この配電系統図（上方）と電圧分布グラフ（下方）は、横軸方向の相対的な位置が一致するように表現している。
【０００８】
送り出し電圧ＶSSの変電所５０に接続される配電系統５４は、複数の区間ｉ（ｉ＝１，２，・・・）から構成されており、各区間は模擬的に複素線路インピーダンスＺi（抵抗Ｒi成分とリアクタンスＸi成分の合成）及び負荷ｉ（容量、力率で、ｉ＝１，２，・・・）で表される。
【０００９】
この配電系統の末端ＰはＳＶＣ５６の設置予定点である。
【００１０】
６０は、上記の配電系統にＳＶＣ５６を設置する前後の配電系統の電圧分布を解析した結果の比較グラフである。６２はＳＶＣ設置前の電圧分布グラフであり、６３はＳＶＣ設置後の電圧分布グラフである。
【００１１】
この場合、ＳＶＣ設置前の電圧分布グラフ６２のＰ地点でのＳＶＣ設置前電圧Ｖ１を目標電圧Ｖ０に改善する為に必要なＳＶＣ設置台数を求める。
【００１２】
上記のように構成された従来の配電系統解析装置において、上記配電系統についてその処理をｉ＝１〜５の場合で説明する。
【００１３】
まず、オペレータは、配電系統を構成する要素の各種パラメータ（変電所の送り出し電圧ＶSS、構成区間１から区間５に対する線路インピーダンスＺ1〜Ｚ5、負荷特性Ｌ1〜Ｌ5及び力率改善用高圧コンデンサ容量Ｃ3などの情報）を収集し、系統条件データ入力手段４０に入力する。
【００１４】
これらのパラメータは、標準の配電系統では５００個程度になる。
【００１５】
次に、演算手段４１は電力潮流計算などを使用して、配電系統上の各区間末端の電圧ＶＰiを計算する。
【００１６】
演算手段４１では、変電所の送り出し電圧ＶSSを基準電圧として、配電系統を流れる電流及び配電系統のインピーダンスからインピーダンス降下を計算することで、配電系統上の各区間の電圧ＶＰiを計算している。
【００１７】
次に、表示手段４２は、計算された各区間の電圧ＶＰiを配電系統の電圧分布結果として表示する。
【００１８】
オペレータは、系統条件データ入力手段４０に入力したパラメータの妥当性を確認する為に、この電圧分布結果が実際の配電系統の実測値に一致するかどうかを目で見て判定し、一致しない場合は、電圧分布が実測値に一致するまで入力パラメータの漏れを再調査したり、パラメータ自体を適切な値に調整して系統条件データ入力手段４０に再入力して演算手段４１で算出した電圧分布結果を実測値に一致させる。
【００１９】
特に、配電系統上で最も電圧が降下する地点がＰである場合は、地点Ｐにおける電圧が実測値であるＳＶＣの設置前電圧Ｖ1になるように調整を施す。
【００２０】
次に、オペレータは、上記の通り調整した配電系統を構成する各種パラメータと、測定対象地点Ｐに設置するＳＶＣ５６の定格無効電力Ｑ0と、ＳＶＣ５６の設置台数ｎ（ｎは整数）とを系統条件データ入力手段４０に入力し、演算手段４１にてｎ台のＳＶＣ５６を設置後の配電系統の電圧分布を計算する。
【００２１】
この電圧分布結果において、オペレータは、測定対象地点Ｐの電圧が目標電圧Ｖ0になるかどうかを判定し、目標電圧Ｖ0になっていない場合は目標電圧Ｖ0になるまでＳＶＣ５６の設置台数を調整する。
【００２２】
このように目標電圧Ｖ0を満足するＳＶＣの設置台数ｎを決定して、ＳＶＣ設置シミュレーション検討を完了する。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で説明した配電系統の電圧を計算する演算手段では、変電所の送り出し電圧ＶSSを基準電圧として、配電系統を構成する線路のインピーダンス及びその上を流れる電流からインピーダンス降下を計算することで、配電系統上の各区間の電圧ＶＰiを計算している。
【００２４】
このため、配電系統上の電圧を計算するには、配電系統上を流れる電流の要因である、配電系統上に接続された負荷や高圧コンデンサなどの情報が必要不可欠である。
【００２５】
また、通常の負荷変動により発生する電圧変動は、配電系統の末端に行く程、その変動幅が大きくなる為、ＳＶＣ設置シミュレーション検討をする場合、配電系統の末端の電圧値が重要となる。
【００２６】
しかし、配電系統末端の電圧を計算する場合、上述のように、変電所の地点での電圧（送り出し電圧）を基準電圧とする為、負荷電流に起因する誤差が大きくはたらくので、できるだけ精度の高いＳＶＣシミュレーション検討をするには、配電系統上に接続された負荷や高圧コンデンサなどの情報をできるだけ極め細かく収集する事が必要となる。
【００２７】
これらの事から、従来の配電系統解析装置でＳＶＣ設置シミュレーション検討をする場合、オペレータは、配電系統を構成する要素の各種パラメータ（変電所の送り出し電圧、構成区間毎の線路インピーダンス、構成区間毎の負荷特性及び構成区間毎の力率改善用高圧コンデンサ容量など）を詳細に調査収集した上で系統条件データ入力手段に入力する必要があり、ＳＶＣ設置シミュレーション検討に祭し、多大の工数がかかるという問題点があった。
【００２８】
また、入力した各種パラメータの妥当性を確認する為に、計算したＳＶＣ設置前の電圧分布結果が配電系統の実測値に一致しない場合は、電圧分布が実測値に一致するまで入力パラメータの漏れを再調査したり、パラメータ自体を適切な値に調整する試行錯誤が必要であり、さらにＳＶＣ設置シミュレーション検討に要する工数がかかるという問題点があった。
【００２９】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、入力するパラメータを減らす事により、配電系統を構成する要素の各種パラメータを詳細に調査収集する必要を無くす事と、ＳＶＣ設置前の電圧分布の計算結果を配電系統の実測値に一致させる作業を不要とする事で、配電系統上に無効電力解析装置を何台設置すれば、必要とする電圧値を実現できるかの検討に要する工数を大幅に削減できる配電系統解析装置を提供することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の配電系統解析装置の第１手段は、変電所に接続された配電系統上の測定対象地点の電圧と目標電圧と前記測定対象地点に設置する無効電力補償装置の定格値と前記変電所から前記測定対象地点迄の線路インピーダンスとからなるパラメータを入力する第１のデータ入力手段と、前記第１のデータ入力手段で入力されたパラメータを入力して、前記測定対象地点の電圧を前記目標電圧にするために必要な設置する無効電力補償装置の台数を演算する第１の演算手段とを有するものである。
【００３１】
また、第２手段は、変電所に接続された配電系統上の測定対象地点の電圧と目標電圧と前記測定対象地点に接続される特定機器の負荷特性と前記測定対象地点に設置する無効電力補償装置の定格値と前記変電所から前記測定対象地点迄の線路インピーダンスとからなるパラメータを入力する第２のデータ入力手段と、前記第２のデータ入力手段で入力されたパラメータを入力して、前記特定機器が接続された時の前記測定対象地点の変動後電圧を考慮した上で前記測定対象地点の電圧を前記目標電圧にするために必要な設置する無効電力補償装置の台数を演算する第２の演算手段を有するものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
上記目的を達成するために、本発明の配電系統解析装置の第１手段は、変電所に接続された配電系統上の測定対象地点の電圧と目標電圧と前記測定対象地点に設置する無効電力補償装置の定格値と前記変電所から前記測定対象地点迄の線路インピーダンスＺとからなるパラメータを入力する第１のデータ入力手段と、前記第１のデータ入力手段で入力されたパラメータを入力して、前記測定対象地点の電圧を前記目標電圧にするために必要な設置する無効電力補償装置台数を演算する第１の演算手段を有するものであるため、４つの入力パラメータから、必要な無効電力補償装置の設置台数を算出することができる。
【００３３】
また、ＳＶＣ設置前の電圧分布の計算結果を配電系統の実測値に一致させることを不要とすることで、ＳＶＣ設置シミュレーション検討に要する工数を削減することができる。
【００３４】
また、第２手段は、変電所に接続された配電系統上の測定対象地点の電圧と目標電圧と前記測定対象地点に接続されて前記測定対象地点の電圧を変動させる要因となる特定機器の負荷特性と前記測定対象地点に設置する無効電力補償装置の定格値と前記変電所から前記測定対象地点迄の線路インピーダンスとからなるパラメータを入力する第２のデータ入力手段と、前記第２のデータ入力手段で入力されたパラメータを入力して、前記特定機器が接続された時の前記測定対象地点の変動電圧を考慮した上で前記測定対象地点の電圧を前記目標電圧Ｖ0にするために必要な設置する無効電力補償装置台数を演算する第２の演算手段を有するため、５種の入力パラメータから、新規に接続する特定機器の影響を考慮して必要な無効電力補償装置の設置台数を算出することができる。このため、ＳＶＣ設置シミュレーション検討に要する工数を削減することができる。
【００３５】
また、ＳＶＣ設置前の電圧分布の計算結果を配電系統の実測値に一致させることを不要とすることで、ＳＶＣ設置シミュレーション検討に要する工数を削減することができる。
【００３６】
以下、本発明の請求項１の実施の形態を図１、図３及び図４に基いて説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態を示す配電系統解析装置の説明図、図３はフローチャート、図4は配電系統の説明図である。
図1において、１０〜１６の各ブロックはコンピュータシステム上のプログラムまたはファイルとして実現する。
【００３８】
１０はオペレータから各種演算に必要なデータを入力する為の第１の演算条件データ入力手段である。
【００３９】
１１は第１の演算条件データ入力手段１０で入力されたデータを入力して演算を行う第１の演算手段で、ＳＶＣをｎ台設置した場合の測定対象地点の電圧及びＳＶＣ設置必要台数を演算する。
【００４０】
１３は第1の表示手段で、第１の演算手段１１から出力された演算結果及び第１の演算条件データ入力手段１０から出力されたデータを表示装置に表示してオペレータに入力データ及び演算結果を知らせる。
【００４１】
１５は報告書１７に記載する付帯項目のデータをオペレータから入力させる印刷付帯項目データ入力・保存手段で、入力した結果をファイル１６に保存する。付帯項目としては、報告書を作成した日付け、報告書の作成者情報などがある。
【００４２】
１４は第１の印刷手段で、第1の演算手段１１から出力された演算結果及び第１の演算条件データ入力手段１０から出力されたデータ及びファイル１６の保持データをもとに、ＳＶＣ設置シミュレーションの報告書を自動作成し、報告書１７を出力する。
【００４３】
上記のような構成において、図４（上方）の配電系統上の測定対象地点ＰにＳＶＣ５６を設置することで、測定対象地点Ｐの電圧を目標電圧Ｖ0以上にしたい場合のＳＶＣの必要設置台数を計算する動作を以下に説明する。
【００４４】
まず、第１の演算条件データ入力手段１０は、オペレータとの対話処理形式で変電所５０から測定対象地点Ｐまでの各区間の累積線路インピーダンスＺと、ＳＶＣ設置前の電圧Ｖ1と、目標電圧Ｖ0と、設置するＳＶＣの定格値としてのＳＶＣ１台当りの定格無効電力Ｑ0とを演算条件データとして入力する（図３のＳ３０）。
次に、第１の演算手段１１は、入力した演算データに基き測定対象地点Ｐにおいて、ＳＶＣ５６をｎ台（ｎ＝１，２，・・・の整数であり、以降ｎは同様の値を意味する）設置後の測定対象地点Ｐの３相相間電圧ＶＳnを（数１の）▲３▼式
【００４５】
【数１】
【００４６】
Ｘ：変電所から測定対象地点までの線路インピーダンスＺのリアクタンス成分。
【００４７】
Ｖ1：ＳＶＣ設置前の地点Ｐの３相相間電圧。
【００４８】
ＶＳn：ＳＶＣをｎ台設置後の測定対象地点Ｐの３相相間電圧。
【００４９】
Ｑ0：ＳＶＣ１台当りの定格無効電力（遅れの電力を正とする）。
【００５０】
但し、ＳＶＣの定格電圧は６６００［Ｖ］とする。
【００５１】
ｎ：ＳＶＣの設置台数。
【００５２】
ΔＶＳn：ＳＶＣをｎ台設置後の測定対象地点Ｐの３相相間改善電圧（昇圧を正とする）
よりそれぞれ求める（Ｓ３１）。
【００５３】
▲１▼式では、測定対象地点Ｐでの改善電圧ΔＶＳnがＳＶＣ５６から供給される電流（Ｑ0／６６００）に比例することを意味する。
【００５４】
その時、ＳＶＣ５６から配電系統に供給する電流がＳＶＣ設置点の電圧ＶＳnに依存することを考慮して、測定対象地点Ｐでの改善電圧ΔＶＳnが電圧ＶＳnに依存することを表現している。
【００５５】
よって、▲３▼式で演算した電圧ＶＳnは、ＳＶＣ５６からの出力無効電力が設定点電圧に依存しないで、常に一定であるとして演算する場合よりも高精度で演算される。
【００５６】
次に、上記のＶＳnと、測定対象地点Ｐでの目標電圧Ｖ0を比較して、目標電圧Ｖ0を満足する最小のＳＶＣ設置台数Ｎ（Ｎ＝１，２，・・・の整数）を決定する（Ｓ３２）。
【００５７】
例として、目標電圧Ｖ0＝６６００［Ｖ］、実測電圧Ｖ1＝６３００［Ｖ］、Ｘ＝４．３５６［Ω］、Ｑ0＝３００［ｋｖａｒ］の時に、ＳＶＣを1台設置時の測定対象地点Ｐの電圧ＶＳ1は、▲３▼式に上記のパラメータとｎ＝１とを代入して、ＶＳ1＝６３１５［Ｖ］と計算される。ＳＶＣを２台設置時の測定対象地点Ｐの電圧ＶＳ2は、▲３▼式に上記のパラメータとｎ＝２とを代入して、ＶＳ2＝６７０２［Ｖ］と計算される。これらのケースでは、ＳＶＣ設置台数２台の時の電圧であるＶＳ2が目標電圧Ｖ0（６６００［Ｖ］）以上に電圧改善がはかられる事から、必要ＳＶＣ台数Ｎを、Ｎ＝２台として決定する。
【００５８】
尚、上記説明では、測定対象地点ＰへのＳＶＣの設置台数を順番に計算した後で必要なＳＶＣ５６の台数を決定したが、▲３▼式からＶＳnが目標電圧Ｖ0以上となる条件の不等式を解くことで、必要なＳＶＣ台数ｎ（実数値）が計算され、そのｎを整数値に切り上げることで直接的にＳＶＣの設置必要台数を求めることができる。
【００５９】
以上のように、本実施の形態における配電系統解析装置では、電圧制御したい測定対象地点Ｐに着目する。
【００６０】
そして、測定対象地点ＰのＳＶＣ設置前の電圧Ｖ1を基準にして、▲３▼式より、測定対象地点Ｐに接続したＳＶＣにより発生する測定対象地点Ｐにおける電圧改善分ΔＶＳn６６のみを計算する。
【００６１】
このため、従来のようにＳＶＣ設置前の配電系統全体の電圧分布を求める必要がなくなると共に、従来入力していた配電系統を構成する区間のパラメータ全て（５００個程度）を入力する必要は無くなり、僅か４個の配電系統パラメータのみを入力するだけで良くなり、多数のデータ収集作業も不要となる。
【００６２】
また、基準となるＳＶＣ設置前の測定対象地点Ｐの電圧Ｖ1に実測値を適用することで、ＳＶＣ設置前の配電系統の電圧分布計算結果を実際の配電系統の実測値に一致させる作業を不要とすることができる。
【００６３】
すなわち、入力パラメータを減らし、さらに、ＳＶＣ設置前の電圧分布結果を配電系統の実測値に一致させることを不要とし、ＳＶＣ設置シミュレーション検討に要する工数を削減することができる。
【００６４】
次に、第１の表示手段１３は、第１の演算条件データ入力手段１０で入力された変電所から測定対象地点Ｐまでの各区間の累積線路インピーダンスＺ、ＳＶＣ設置前の電圧Ｖ1、目標電圧Ｖ0、設置するＳＶＣの定格値としてＳＶＣ１台当りの定格無効電力Ｑ0、第1の演算手段で演算した測定対象地点Ｐの改善電圧Ｖｎ、及び測定対象地点Ｐでの目標電圧Ｖ0を満足できる最小のＳＶＣ設置台数Ｎを表示装置に表示する。（Ｓ３３）
この時、ＳＶＣ設置前の電圧Ｖ1と目標電圧Ｖ0の大小関係に対応させて、Ｐ点の電圧が昇圧されるのかそれとも降圧されるのかを、例えば図４を簡略化したような、電圧改善イメージ図として表示装置に表示させることで、オペレータは直感的に電圧改善状況を把握できる。
【００６５】
また、印刷付帯項目データ入力・保存手段１５は、オペレータとの対話処理で報告書作成日付、報告書作者の情報などの報告書の付帯項目データを入力し、ファイル１６として保存する。（Ｓ３３）
そして、第１の印刷手段は、第１の表示手段で表示する内容に加えて、ファイル１６に保存された付帯項目データを盛り込んだ報告書を自動作成し、印刷装置に出力する。
【００６６】
この報告書自動作成機能により、第１の演算条件データ入力手段１０でデータを入力するだけで需要家向けに報告書１７を即座に出力可能な為、ＳＶＣの営業活動面で即時引合い対応可能となる効果がある。
【００６７】
（実施の形態２）
以下、本発明の請求項２及び請求項３の実施の形態を図２、図３及び図５に基いて説明する。
【００６８】
実施の形態１では、配電系統上の各区間の負荷の影響で、測定対象地点Ｐが既に定常状態の電圧Ｖ1となっている場合に、その電圧Ｖ1を目標電圧Ｖ0に改善する為に必要なＳＶＣの台数を算出することを目的とした。
【００６９】
一方、実施の形態２では、配電系統上の各区間の負荷の影響で、測定対象地点Ｐが既に定常状態の電圧Ｖ1となっている状態に、測定対象地点Ｐに、新規設備としての負荷として、特定機器を接続した時のＳＶＣ設置シミュレーション検討を想定する。
【００７０】
この場合、新規の負荷は系統上に未接続である為、実施の形態１のようにＳＶＣ設置前の測定対象地点Ｐの電圧が実測できない。
このため、新規の負荷が未接続である定常状態の実測電圧Ｖ1を基準にして、新規の負荷が接続された時に測定対象地点Ｐの電圧がどの程度変動（降下）するかを予測計算した上で、測定対象地点Ｐの電圧を目標電圧Ｖ0に改善する為に必要となるＳＶＣの設置台数を算出することを目的とする。
【００７１】
図２は本発明の実施の形態を示す配電系統解析装置の説明図、図３はフローチャート、図５は配電系統の説明図である。
【００７２】
図５は、配電系統とその電圧分布グラフを示しており、この配電系統図と電圧分布グラフは横軸方向の相対的な位置が一致するように表現している。
【００７３】
図２において、実施の形態１と同じ構成については同じ符号を付与し、その説明を省略する。
【００７４】
２０〜２５の各ブロックはコンピュータシステム上のプログラムまたはファイルとして実現する。
【００７５】
２０はオペレータから各種演算に必要なデータを入力する為の第２の演算条件データ入力手段である。
【００７６】
２１は第２の演算条件データ入力手段２０で入力されたデータを入力して演算を行う第２の演算手段で、特定機器７０が測定対象地点に接続された時の測定対象地点の電圧と、その状態でのＳＶＣをｎ台設置した場合の測定対象地点の電圧と、ＳＶＣ設置必要台数とを演算する。
【００７７】
２３は第２の表示手段で、第２の演算手段２１から出力された演算結果及び第２の演算条件データ入力手段２０から出力されたデータを表示装置に表示してオペレータに入力データ及び演算結果を知らせる。
【００７８】
２４は第２の印刷手段で、第２の表示手段２１から出力された演算結果及び第２の演算条件データ入力手段２０から出力されたデータ及びファイル１６の保持データをもとに、ＳＶＣ設置シミュレーションの報告書を自動作成し、報告書２５を出力する。
【００７９】
上記のような構成において、図５（上方）の配電系統上の測定対象地点Ｐに特定機器７０を接続した上で、ＳＶＣを測定対象地点Ｐに設置することで測定対象地点Ｐの電圧を目標電圧Ｖ0以上にしたい場合のＳＶＣ設置台数を計算する動作を以下に説明する。
【００８０】
ここで、図５の配電系統では、図4で表示した配電系統上の各区間の負荷ｉの表示を省略したが、図４と同様に各区間の負荷は存在しているものとする。
まず、第２の演算条件データ入力手段２０は、オペレータとの対話処理形式で変電所５０から測定対象地点Ｐまでの線路インピーダンスＺと、測定対象地点Ｐでの特定機器接続前かつＳＶＣ設置前の電圧Ｖ1と、目標電圧Ｖ0と、設置するＳＶＣの定格値としてＳＶＣ１台当りの定格無効電力Ｑ0と、特定機器７０の特性として定格電圧（６６００Ｖ）での皮相電力ＱLと力率ｃｏｓΦとを演算条件データとして入力する（図３のＳ３０）。
【００８１】
上記の状態は、図５において、特定機器接続前・ＳＶＣ設置前の電圧分布７１に対応する。
【００８２】
次に、第２の演算手段２１は、入力した演算データに基き測定対象地点Ｐに特定機器が接続された時の測定対象地点Ｐの３相相間電圧ＶＳ0を、▲６▼式にｎ＝０を代入することにより計算する。
【００８３】
上記の状態は、図５において、特定機器接続時・ＳＶＣ設置前の電圧分布７２に対応する。
【００８４】
次に、ＳＶＣ５６をｎ台（ｎ＝１，２，・・・の整数であり、以降ｎは同様の値を意味する）設置後の測定対象地点Ｐの３相相間電圧ＶＳnを（数２の）▲６▼式
【００８５】
【数２】
【００８６】
Ｘ：変電所から測定対象地点までの線路インピーダンスＺのリアクタンス成分。
【００８７】
Ｒ：変電所から測定対象地点までの線路インピーダンスＺの抵抗成分。
【００８８】
Ｖ1：特定機器接続前かつＳＶＣ設置前の測定対象地点Ｐの３相相間電圧。
【００８９】
ＶＳn：特定機器接続後かつＳＶＣをｎ台設置後の測定対象地点Ｐの３相相間電圧。
【００９０】
Ｑ0：ＳＶＣ１台当りの定格無効電力（遅れの無効電力をを正とする）。
【００９１】
但し、ＳＶＣの定格電圧は６６００［Ｖ］とする。
【００９２】
ｎ：ＳＶＣの設置台数（０〜５）。
【００９３】
ＱL：特定機器の定格電圧（６６００Ｖ）での皮相電力。
【００９４】
ｃｏｓΦ：特定機器の力率。
【００９５】
ΔＶＳn：特定機器接続後かつＳＶＣをｎ台設置後の測定対象地点Ｐの３相相間の改善電圧（昇圧を正とする）
よりそれぞれ求める（Ｓ３１）。
【００９６】
▲４▼式では、測定対象地点Ｐでの改善電圧ΔＶＳnが特定機器７０及びＳＶＣ５６から供給される電流に比例することを意味する。
【００９７】
その時、上記電流がＳＶＣ設置点の電圧ＶＳnに依存することを考慮して、測定対象地点Ｐでの改善電圧ΔＶＳnが電圧ＶＳnに依存することを表現している。よって、▲６▼式で演算した電圧ＶＳnは、特定機器７０及びＳＶＣ５６からの出力電流が設定点電圧に依存しないで、常に一定であるとして演算する場合よりも高精度で演算される。
【００９８】
次に、上記のＶＳnと、測定対象地点Ｐでの目標電圧Ｖ0を比較して、目標電圧Ｖ0を満足する最小のＳＶＣ設置台数Ｎ（Ｎ＝１，２，・・・の整数）を決定する（Ｓ３２）。
【００９９】
例として、目標電圧Ｖ0＝６６００［Ｖ］の時に、実施の形態１の時と同じように、ＳＶＣ設置台数が０台、1台、2台とした場合に、測定対象地点Ｐの電圧がＶＳ0＝６２００［Ｖ］、ＶＳ1＝６３１５［Ｖ］、ＶＳ2＝６６５０［Ｖ］であれば、目標電圧Ｖ0が６６００［Ｖ］であることから、必要なＳＶＣ設置台数Ｎが、Ｎ＝２台として決定する。
【０１００】
上記の目標電圧Ｖ0を満足する状態は、図5において、特定機器接続時・ＳＶＣ設置後の電圧分布７３に対応する。
【０１０１】
尚、上記説明では、測定対象地点ＰへのＳＶＣの設置台数を順番に計算した後で必要なＳＶＣ５６の台数を決定したが、▲６▼式からＶＳnが目標電圧Ｖ0以上となる条件の不等式を解くことで、必要なＳＶＣ台数ｎ（実数値）が計算され、そのｎを整数値に切り上げることで、直接的にＳＶＣの設置必要台数を求めることができる。
【０１０２】
また、特定機器７０の負荷特性として、上記説明では、皮相電力と力率の組み合せを入力したが、有効電力と力率、有効電力と無効電力など、負荷の容量と力率の情報からなる、他の組み合せで入力しても良い。
【０１０３】
以上のように、本実施の形態における配電系統解析装置では、実施の形態１と同様に、電圧制御したい測定対象地点Ｐに着目する。
【０１０４】
そして、測定対象地点ＰのＳＶＣ設置前の電圧Ｖ1を基準にして、▲６▼式より、測定対象地点Ｐに接続した特定機器７０の影響を考慮して、ＳＶＣ５６により発生する測定対象地点Ｐにおける電圧改善分ΔＶＳn６６のみを計算する。
【０１０５】
このため、従来のように、ＳＶＣ設置前の配電系統全体の電圧分布を求める必要がなくなると共に、従来入力していた配電系統を構成する区間のパラメータ全て（５００個程度）を入力する必要は無くなり、僅か６個の配電系統パラメータのみを入力するだけで良くなり、多数のデータ収集作業も不要となる。
【０１０６】
また、電圧計算時の基準となる、測定対象地点Ｐの電圧Ｖ1に実測値を適用することで、配電系統の電圧分布計算結果を実際の配電系統の実測値に一致させる作業を不要とすることができる。
【０１０７】
すなわち、入力パラメータを減らし、さらに、特定機器やＳＶＣの設置前の電圧分布結果を配電系統の実測値に一致させることを不要とし、ＳＶＣ設置シミュレーション検討に要する工数を削減することができる。
【０１０８】
また、測定対象地点に、新規に特定機器が接続されることにより、測定対象地点の電圧が変動する場合にも、その変動した電圧を考慮した上で、測定対象地点の電圧を目標電圧にするために必要なＳＶＣの台数を演算することができる。
【０１０９】
次に、第２の表示手段２３は、第２の演算条件データ入力手段２０で入力された変電所から測定対象地点Ｐまでの各区間の累積線路インピーダンスＺ、ＳＶＣ設置前の電圧Ｖ1、目標電圧Ｖ0、設置するＳＶＣの定格値としてＳＶＣ１台当りの定格無効電力Ｑ0、第２の演算手段で演算した特定機器が接続された場合の測定対象地点Ｐの変動後電圧ＶＳ0、第２の演算手段で演算した測定対象地点ＰのＳＶＣを設置することによる改善電圧ＶＳn（ｎは１〜５）、及び測定対象地点Ｐでの目標電圧Ｖ0を満足できる最小のＳＶＣ設置台数Ｎを表示装置に表示する。（Ｓ３３）
この時、ＳＶＣ設置前の電圧Ｖ1と目標電圧Ｖ0の大小関係に対応させて、Ｐ点の電圧が昇圧されるのかそれとも降圧されるのかを、例えば図４を簡略化したような、電圧改善イメージ図として表示装置に表示させることで、オペレータは直感的に電圧改善状況を把握できる。
【０１１０】
また、印刷付帯項目データ入力・保存手段１５は、オペレータとの対話処理で報告書作成日付、報告書作者の情報などの報告書の付帯項目データを入力し、ファイル１６として保存する。
【０１１１】
そして、第２の印刷手段２４は、第２の表示手段で表示する内容に加えて、ファイル１６に保存された付帯項目データを盛り込んだ報告書を自動作成し、印刷装置に出力する。（Ｓ３３）
この報告書自動作成機能により、第２の演算条件データ入力手段２０でデータを入力するだけで需要家向けに報告書１７を即座に出力可能な為、ＳＶＣの営業活動面で即時引合い対応可能となる効果がある。
【０１１２】
なお、本実施の形態１及び２では、設置するＳＶＣの１台当りの定格値（定格無効電力）を１種類として説明したが、異なる定格値（定格無効電力）のＳＶＣを複数種類選択可能な場合は、選択可能なＳＶＣの組み合せについて、ＳＶＣ設置後の電圧改善値を計算すれば良い。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入力するパラメータを減らす事ができ、配電系統を構成する要素の各種パラメータを詳細に調査収集する必要が無く、ＳＶＣ設置前の電圧分布の計算結果を、配電系統の実測値に一致させる作業も不要であるため、配電系統上に無効電力解析装置を何台設置すれば、必要とする電圧改善を実現できるかの検討に要する工数を大幅に削減することができる。
【０１１４】
また、測定対象地点に、新規に特定機器が接続されることにより、測定対象地点の電圧が変動する場合にも、その変動した電圧を考慮した上で、測定対象地点の電圧を目標電圧にするために必要な無効電力解析装置の設置台数を演算可能な配電系統解析装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明１の実施の形態１における配電系統解析装置の構成図
【図２】本発明２の実施の形態２における配電系統解析装置の構成図
【図３】同実施の形態１のフローチャート
【図４】同実施の形態１の配電系統の説明図
【図５】同実施の形態２の配電系統の説明図
【図６】従来の配電系統解析装置の構成図
【符号の説明】
１０ 第１の演算条件データ入力手段
１１ 第１の演算手段
１２ 第１の表示手段
１４ 第１の印刷手段
１５ 印刷付帯項目データ入力・保存手段
１６ 印刷付帯項目データ保存ファイル
２０ 第２の演算条件データ入力手段
２１ 第２の演算手段
２２ 第２の表示手段
２４ 第２の印刷手段
【発明の属する技術分野】
この発明は、配電系統用の無効電力補償装置の必要設置台数を算出するための配電系統電圧解析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大容量モータ等が接続されている配電系統においては、大容量モータの起動時等に瞬間的に大きな電圧変動が生じる。このような大容量で急変な負荷変動による電圧変動を抑制するのに有効な装置の一つが無効電力補償装置（以下、ＳＶＣと称する）であり、系統電圧が低下している場合には進み無効電力負荷として動作し、また、系統電圧が上昇している場合には遅れ無効電力負荷として動作して系統の電圧変動を改善するものである。
【０００３】
このＳＶＣの電圧改善能力は上記の瞬間的な電圧変動以外にも定常的な電圧改善にも同様に機能するものである。
【０００４】
そして、このＳＶＣを配電系統上のどの地点にどれだけの台数だけ設置すれば必要とする電圧改善を実現できるかを、実際にＳＶＣ設置前に事前に検討することが必要である。
【０００５】
この検討をＳＶＣ設置シミュレーション検討と称し、以下に従来のＳＶＣ設置シミュレーション検討を行うための配電系統解析装置について説明する。
【０００６】
図６に、従来の配電系統解析装置の構成図を示す。４０は系統条件データ入力手段、４１は演算手段、４２は表示手段である。
【０００７】
また図４に、配電系統とその電圧分布グラフを示す。この配電系統図（上方）と電圧分布グラフ（下方）は、横軸方向の相対的な位置が一致するように表現している。
【０００８】
送り出し電圧ＶSSの変電所５０に接続される配電系統５４は、複数の区間ｉ（ｉ＝１，２，・・・）から構成されており、各区間は模擬的に複素線路インピーダンスＺi（抵抗Ｒi成分とリアクタンスＸi成分の合成）及び負荷ｉ（容量、力率で、ｉ＝１，２，・・・）で表される。
【０００９】
この配電系統の末端ＰはＳＶＣ５６の設置予定点である。
【００１０】
６０は、上記の配電系統にＳＶＣ５６を設置する前後の配電系統の電圧分布を解析した結果の比較グラフである。６２はＳＶＣ設置前の電圧分布グラフであり、６３はＳＶＣ設置後の電圧分布グラフである。
【００１１】
この場合、ＳＶＣ設置前の電圧分布グラフ６２のＰ地点でのＳＶＣ設置前電圧Ｖ１を目標電圧Ｖ０に改善する為に必要なＳＶＣ設置台数を求める。
【００１２】
上記のように構成された従来の配電系統解析装置において、上記配電系統についてその処理をｉ＝１〜５の場合で説明する。
【００１３】
まず、オペレータは、配電系統を構成する要素の各種パラメータ（変電所の送り出し電圧ＶSS、構成区間１から区間５に対する線路インピーダンスＺ1〜Ｚ5、負荷特性Ｌ1〜Ｌ5及び力率改善用高圧コンデンサ容量Ｃ3などの情報）を収集し、系統条件データ入力手段４０に入力する。
【００１４】
これらのパラメータは、標準の配電系統では５００個程度になる。
【００１５】
次に、演算手段４１は電力潮流計算などを使用して、配電系統上の各区間末端の電圧ＶＰiを計算する。
【００１６】
演算手段４１では、変電所の送り出し電圧ＶSSを基準電圧として、配電系統を流れる電流及び配電系統のインピーダンスからインピーダンス降下を計算することで、配電系統上の各区間の電圧ＶＰiを計算している。
【００１７】
次に、表示手段４２は、計算された各区間の電圧ＶＰiを配電系統の電圧分布結果として表示する。
【００１８】
オペレータは、系統条件データ入力手段４０に入力したパラメータの妥当性を確認する為に、この電圧分布結果が実際の配電系統の実測値に一致するかどうかを目で見て判定し、一致しない場合は、電圧分布が実測値に一致するまで入力パラメータの漏れを再調査したり、パラメータ自体を適切な値に調整して系統条件データ入力手段４０に再入力して演算手段４１で算出した電圧分布結果を実測値に一致させる。
【００１９】
特に、配電系統上で最も電圧が降下する地点がＰである場合は、地点Ｐにおける電圧が実測値であるＳＶＣの設置前電圧Ｖ1になるように調整を施す。
【００２０】
次に、オペレータは、上記の通り調整した配電系統を構成する各種パラメータと、測定対象地点Ｐに設置するＳＶＣ５６の定格無効電力Ｑ0と、ＳＶＣ５６の設置台数ｎ（ｎは整数）とを系統条件データ入力手段４０に入力し、演算手段４１にてｎ台のＳＶＣ５６を設置後の配電系統の電圧分布を計算する。
【００２１】
この電圧分布結果において、オペレータは、測定対象地点Ｐの電圧が目標電圧Ｖ0になるかどうかを判定し、目標電圧Ｖ0になっていない場合は目標電圧Ｖ0になるまでＳＶＣ５６の設置台数を調整する。
【００２２】
このように目標電圧Ｖ0を満足するＳＶＣの設置台数ｎを決定して、ＳＶＣ設置シミュレーション検討を完了する。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で説明した配電系統の電圧を計算する演算手段では、変電所の送り出し電圧ＶSSを基準電圧として、配電系統を構成する線路のインピーダンス及びその上を流れる電流からインピーダンス降下を計算することで、配電系統上の各区間の電圧ＶＰiを計算している。
【００２４】
このため、配電系統上の電圧を計算するには、配電系統上を流れる電流の要因である、配電系統上に接続された負荷や高圧コンデンサなどの情報が必要不可欠である。
【００２５】
また、通常の負荷変動により発生する電圧変動は、配電系統の末端に行く程、その変動幅が大きくなる為、ＳＶＣ設置シミュレーション検討をする場合、配電系統の末端の電圧値が重要となる。
【００２６】
しかし、配電系統末端の電圧を計算する場合、上述のように、変電所の地点での電圧（送り出し電圧）を基準電圧とする為、負荷電流に起因する誤差が大きくはたらくので、できるだけ精度の高いＳＶＣシミュレーション検討をするには、配電系統上に接続された負荷や高圧コンデンサなどの情報をできるだけ極め細かく収集する事が必要となる。
【００２７】
これらの事から、従来の配電系統解析装置でＳＶＣ設置シミュレーション検討をする場合、オペレータは、配電系統を構成する要素の各種パラメータ（変電所の送り出し電圧、構成区間毎の線路インピーダンス、構成区間毎の負荷特性及び構成区間毎の力率改善用高圧コンデンサ容量など）を詳細に調査収集した上で系統条件データ入力手段に入力する必要があり、ＳＶＣ設置シミュレーション検討に祭し、多大の工数がかかるという問題点があった。
【００２８】
また、入力した各種パラメータの妥当性を確認する為に、計算したＳＶＣ設置前の電圧分布結果が配電系統の実測値に一致しない場合は、電圧分布が実測値に一致するまで入力パラメータの漏れを再調査したり、パラメータ自体を適切な値に調整する試行錯誤が必要であり、さらにＳＶＣ設置シミュレーション検討に要する工数がかかるという問題点があった。
【００２９】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、入力するパラメータを減らす事により、配電系統を構成する要素の各種パラメータを詳細に調査収集する必要を無くす事と、ＳＶＣ設置前の電圧分布の計算結果を配電系統の実測値に一致させる作業を不要とする事で、配電系統上に無効電力解析装置を何台設置すれば、必要とする電圧値を実現できるかの検討に要する工数を大幅に削減できる配電系統解析装置を提供することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の配電系統解析装置の第１手段は、変電所に接続された配電系統上の測定対象地点の電圧と目標電圧と前記測定対象地点に設置する無効電力補償装置の定格値と前記変電所から前記測定対象地点迄の線路インピーダンスとからなるパラメータを入力する第１のデータ入力手段と、前記第１のデータ入力手段で入力されたパラメータを入力して、前記測定対象地点の電圧を前記目標電圧にするために必要な設置する無効電力補償装置の台数を演算する第１の演算手段とを有するものである。
【００３１】
また、第２手段は、変電所に接続された配電系統上の測定対象地点の電圧と目標電圧と前記測定対象地点に接続される特定機器の負荷特性と前記測定対象地点に設置する無効電力補償装置の定格値と前記変電所から前記測定対象地点迄の線路インピーダンスとからなるパラメータを入力する第２のデータ入力手段と、前記第２のデータ入力手段で入力されたパラメータを入力して、前記特定機器が接続された時の前記測定対象地点の変動後電圧を考慮した上で前記測定対象地点の電圧を前記目標電圧にするために必要な設置する無効電力補償装置の台数を演算する第２の演算手段を有するものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
上記目的を達成するために、本発明の配電系統解析装置の第１手段は、変電所に接続された配電系統上の測定対象地点の電圧と目標電圧と前記測定対象地点に設置する無効電力補償装置の定格値と前記変電所から前記測定対象地点迄の線路インピーダンスＺとからなるパラメータを入力する第１のデータ入力手段と、前記第１のデータ入力手段で入力されたパラメータを入力して、前記測定対象地点の電圧を前記目標電圧にするために必要な設置する無効電力補償装置台数を演算する第１の演算手段を有するものであるため、４つの入力パラメータから、必要な無効電力補償装置の設置台数を算出することができる。
【００３３】
また、ＳＶＣ設置前の電圧分布の計算結果を配電系統の実測値に一致させることを不要とすることで、ＳＶＣ設置シミュレーション検討に要する工数を削減することができる。
【００３４】
また、第２手段は、変電所に接続された配電系統上の測定対象地点の電圧と目標電圧と前記測定対象地点に接続されて前記測定対象地点の電圧を変動させる要因となる特定機器の負荷特性と前記測定対象地点に設置する無効電力補償装置の定格値と前記変電所から前記測定対象地点迄の線路インピーダンスとからなるパラメータを入力する第２のデータ入力手段と、前記第２のデータ入力手段で入力されたパラメータを入力して、前記特定機器が接続された時の前記測定対象地点の変動電圧を考慮した上で前記測定対象地点の電圧を前記目標電圧Ｖ0にするために必要な設置する無効電力補償装置台数を演算する第２の演算手段を有するため、５種の入力パラメータから、新規に接続する特定機器の影響を考慮して必要な無効電力補償装置の設置台数を算出することができる。このため、ＳＶＣ設置シミュレーション検討に要する工数を削減することができる。
【００３５】
また、ＳＶＣ設置前の電圧分布の計算結果を配電系統の実測値に一致させることを不要とすることで、ＳＶＣ設置シミュレーション検討に要する工数を削減することができる。
【００３６】
以下、本発明の請求項１の実施の形態を図１、図３及び図４に基いて説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態を示す配電系統解析装置の説明図、図３はフローチャート、図4は配電系統の説明図である。
図1において、１０〜１６の各ブロックはコンピュータシステム上のプログラムまたはファイルとして実現する。
【００３８】
１０はオペレータから各種演算に必要なデータを入力する為の第１の演算条件データ入力手段である。
【００３９】
１１は第１の演算条件データ入力手段１０で入力されたデータを入力して演算を行う第１の演算手段で、ＳＶＣをｎ台設置した場合の測定対象地点の電圧及びＳＶＣ設置必要台数を演算する。
【００４０】
１３は第1の表示手段で、第１の演算手段１１から出力された演算結果及び第１の演算条件データ入力手段１０から出力されたデータを表示装置に表示してオペレータに入力データ及び演算結果を知らせる。
【００４１】
１５は報告書１７に記載する付帯項目のデータをオペレータから入力させる印刷付帯項目データ入力・保存手段で、入力した結果をファイル１６に保存する。付帯項目としては、報告書を作成した日付け、報告書の作成者情報などがある。
【００４２】
１４は第１の印刷手段で、第1の演算手段１１から出力された演算結果及び第１の演算条件データ入力手段１０から出力されたデータ及びファイル１６の保持データをもとに、ＳＶＣ設置シミュレーションの報告書を自動作成し、報告書１７を出力する。
【００４３】
上記のような構成において、図４（上方）の配電系統上の測定対象地点ＰにＳＶＣ５６を設置することで、測定対象地点Ｐの電圧を目標電圧Ｖ0以上にしたい場合のＳＶＣの必要設置台数を計算する動作を以下に説明する。
【００４４】
まず、第１の演算条件データ入力手段１０は、オペレータとの対話処理形式で変電所５０から測定対象地点Ｐまでの各区間の累積線路インピーダンスＺと、ＳＶＣ設置前の電圧Ｖ1と、目標電圧Ｖ0と、設置するＳＶＣの定格値としてのＳＶＣ１台当りの定格無効電力Ｑ0とを演算条件データとして入力する（図３のＳ３０）。
次に、第１の演算手段１１は、入力した演算データに基き測定対象地点Ｐにおいて、ＳＶＣ５６をｎ台（ｎ＝１，２，・・・の整数であり、以降ｎは同様の値を意味する）設置後の測定対象地点Ｐの３相相間電圧ＶＳnを（数１の）▲３▼式
【００４５】
【数１】
Ｘ：変電所から測定対象地点までの線路インピーダンスＺのリアクタンス成分。
【００４７】
Ｖ1：ＳＶＣ設置前の地点Ｐの３相相間電圧。
【００４８】
ＶＳn：ＳＶＣをｎ台設置後の測定対象地点Ｐの３相相間電圧。
【００４９】
Ｑ0：ＳＶＣ１台当りの定格無効電力（遅れの電力を正とする）。
【００５０】
但し、ＳＶＣの定格電圧は６６００［Ｖ］とする。
【００５１】
ｎ：ＳＶＣの設置台数。
【００５２】
ΔＶＳn：ＳＶＣをｎ台設置後の測定対象地点Ｐの３相相間改善電圧（昇圧を正とする）
よりそれぞれ求める（Ｓ３１）。
【００５３】
▲１▼式では、測定対象地点Ｐでの改善電圧ΔＶＳnがＳＶＣ５６から供給される電流（Ｑ0／６６００）に比例することを意味する。
【００５４】
その時、ＳＶＣ５６から配電系統に供給する電流がＳＶＣ設置点の電圧ＶＳnに依存することを考慮して、測定対象地点Ｐでの改善電圧ΔＶＳnが電圧ＶＳnに依存することを表現している。
【００５５】
よって、▲３▼式で演算した電圧ＶＳnは、ＳＶＣ５６からの出力無効電力が設定点電圧に依存しないで、常に一定であるとして演算する場合よりも高精度で演算される。
【００５６】
次に、上記のＶＳnと、測定対象地点Ｐでの目標電圧Ｖ0を比較して、目標電圧Ｖ0を満足する最小のＳＶＣ設置台数Ｎ（Ｎ＝１，２，・・・の整数）を決定する（Ｓ３２）。
【００５７】
例として、目標電圧Ｖ0＝６６００［Ｖ］、実測電圧Ｖ1＝６３００［Ｖ］、Ｘ＝４．３５６［Ω］、Ｑ0＝３００［ｋｖａｒ］の時に、ＳＶＣを1台設置時の測定対象地点Ｐの電圧ＶＳ1は、▲３▼式に上記のパラメータとｎ＝１とを代入して、ＶＳ1＝６３１５［Ｖ］と計算される。ＳＶＣを２台設置時の測定対象地点Ｐの電圧ＶＳ2は、▲３▼式に上記のパラメータとｎ＝２とを代入して、ＶＳ2＝６７０２［Ｖ］と計算される。これらのケースでは、ＳＶＣ設置台数２台の時の電圧であるＶＳ2が目標電圧Ｖ0（６６００［Ｖ］）以上に電圧改善がはかられる事から、必要ＳＶＣ台数Ｎを、Ｎ＝２台として決定する。
【００５８】
尚、上記説明では、測定対象地点ＰへのＳＶＣの設置台数を順番に計算した後で必要なＳＶＣ５６の台数を決定したが、▲３▼式からＶＳnが目標電圧Ｖ0以上となる条件の不等式を解くことで、必要なＳＶＣ台数ｎ（実数値）が計算され、そのｎを整数値に切り上げることで直接的にＳＶＣの設置必要台数を求めることができる。
【００５９】
以上のように、本実施の形態における配電系統解析装置では、電圧制御したい測定対象地点Ｐに着目する。
【００６０】
そして、測定対象地点ＰのＳＶＣ設置前の電圧Ｖ1を基準にして、▲３▼式より、測定対象地点Ｐに接続したＳＶＣにより発生する測定対象地点Ｐにおける電圧改善分ΔＶＳn６６のみを計算する。
【００６１】
このため、従来のようにＳＶＣ設置前の配電系統全体の電圧分布を求める必要がなくなると共に、従来入力していた配電系統を構成する区間のパラメータ全て（５００個程度）を入力する必要は無くなり、僅か４個の配電系統パラメータのみを入力するだけで良くなり、多数のデータ収集作業も不要となる。
【００６２】
また、基準となるＳＶＣ設置前の測定対象地点Ｐの電圧Ｖ1に実測値を適用することで、ＳＶＣ設置前の配電系統の電圧分布計算結果を実際の配電系統の実測値に一致させる作業を不要とすることができる。
【００６３】
すなわち、入力パラメータを減らし、さらに、ＳＶＣ設置前の電圧分布結果を配電系統の実測値に一致させることを不要とし、ＳＶＣ設置シミュレーション検討に要する工数を削減することができる。
【００６４】
次に、第１の表示手段１３は、第１の演算条件データ入力手段１０で入力された変電所から測定対象地点Ｐまでの各区間の累積線路インピーダンスＺ、ＳＶＣ設置前の電圧Ｖ1、目標電圧Ｖ0、設置するＳＶＣの定格値としてＳＶＣ１台当りの定格無効電力Ｑ0、第1の演算手段で演算した測定対象地点Ｐの改善電圧Ｖｎ、及び測定対象地点Ｐでの目標電圧Ｖ0を満足できる最小のＳＶＣ設置台数Ｎを表示装置に表示する。（Ｓ３３）
この時、ＳＶＣ設置前の電圧Ｖ1と目標電圧Ｖ0の大小関係に対応させて、Ｐ点の電圧が昇圧されるのかそれとも降圧されるのかを、例えば図４を簡略化したような、電圧改善イメージ図として表示装置に表示させることで、オペレータは直感的に電圧改善状況を把握できる。
【００６５】
また、印刷付帯項目データ入力・保存手段１５は、オペレータとの対話処理で報告書作成日付、報告書作者の情報などの報告書の付帯項目データを入力し、ファイル１６として保存する。（Ｓ３３）
そして、第１の印刷手段は、第１の表示手段で表示する内容に加えて、ファイル１６に保存された付帯項目データを盛り込んだ報告書を自動作成し、印刷装置に出力する。
【００６６】
この報告書自動作成機能により、第１の演算条件データ入力手段１０でデータを入力するだけで需要家向けに報告書１７を即座に出力可能な為、ＳＶＣの営業活動面で即時引合い対応可能となる効果がある。
【００６７】
（実施の形態２）
以下、本発明の請求項２及び請求項３の実施の形態を図２、図３及び図５に基いて説明する。
【００６８】
実施の形態１では、配電系統上の各区間の負荷の影響で、測定対象地点Ｐが既に定常状態の電圧Ｖ1となっている場合に、その電圧Ｖ1を目標電圧Ｖ0に改善する為に必要なＳＶＣの台数を算出することを目的とした。
【００６９】
一方、実施の形態２では、配電系統上の各区間の負荷の影響で、測定対象地点Ｐが既に定常状態の電圧Ｖ1となっている状態に、測定対象地点Ｐに、新規設備としての負荷として、特定機器を接続した時のＳＶＣ設置シミュレーション検討を想定する。
【００７０】
この場合、新規の負荷は系統上に未接続である為、実施の形態１のようにＳＶＣ設置前の測定対象地点Ｐの電圧が実測できない。
このため、新規の負荷が未接続である定常状態の実測電圧Ｖ1を基準にして、新規の負荷が接続された時に測定対象地点Ｐの電圧がどの程度変動（降下）するかを予測計算した上で、測定対象地点Ｐの電圧を目標電圧Ｖ0に改善する為に必要となるＳＶＣの設置台数を算出することを目的とする。
【００７１】
図２は本発明の実施の形態を示す配電系統解析装置の説明図、図３はフローチャート、図５は配電系統の説明図である。
【００７２】
図５は、配電系統とその電圧分布グラフを示しており、この配電系統図と電圧分布グラフは横軸方向の相対的な位置が一致するように表現している。
【００７３】
図２において、実施の形態１と同じ構成については同じ符号を付与し、その説明を省略する。
【００７４】
２０〜２５の各ブロックはコンピュータシステム上のプログラムまたはファイルとして実現する。
【００７５】
２０はオペレータから各種演算に必要なデータを入力する為の第２の演算条件データ入力手段である。
【００７６】
２１は第２の演算条件データ入力手段２０で入力されたデータを入力して演算を行う第２の演算手段で、特定機器７０が測定対象地点に接続された時の測定対象地点の電圧と、その状態でのＳＶＣをｎ台設置した場合の測定対象地点の電圧と、ＳＶＣ設置必要台数とを演算する。
【００７７】
２３は第２の表示手段で、第２の演算手段２１から出力された演算結果及び第２の演算条件データ入力手段２０から出力されたデータを表示装置に表示してオペレータに入力データ及び演算結果を知らせる。
【００７８】
２４は第２の印刷手段で、第２の表示手段２１から出力された演算結果及び第２の演算条件データ入力手段２０から出力されたデータ及びファイル１６の保持データをもとに、ＳＶＣ設置シミュレーションの報告書を自動作成し、報告書２５を出力する。
【００７９】
上記のような構成において、図５（上方）の配電系統上の測定対象地点Ｐに特定機器７０を接続した上で、ＳＶＣを測定対象地点Ｐに設置することで測定対象地点Ｐの電圧を目標電圧Ｖ0以上にしたい場合のＳＶＣ設置台数を計算する動作を以下に説明する。
【００８０】
ここで、図５の配電系統では、図4で表示した配電系統上の各区間の負荷ｉの表示を省略したが、図４と同様に各区間の負荷は存在しているものとする。
まず、第２の演算条件データ入力手段２０は、オペレータとの対話処理形式で変電所５０から測定対象地点Ｐまでの線路インピーダンスＺと、測定対象地点Ｐでの特定機器接続前かつＳＶＣ設置前の電圧Ｖ1と、目標電圧Ｖ0と、設置するＳＶＣの定格値としてＳＶＣ１台当りの定格無効電力Ｑ0と、特定機器７０の特性として定格電圧（６６００Ｖ）での皮相電力ＱLと力率ｃｏｓΦとを演算条件データとして入力する（図３のＳ３０）。
【００８１】
上記の状態は、図５において、特定機器接続前・ＳＶＣ設置前の電圧分布７１に対応する。
【００８２】
次に、第２の演算手段２１は、入力した演算データに基き測定対象地点Ｐに特定機器が接続された時の測定対象地点Ｐの３相相間電圧ＶＳ0を、▲６▼式にｎ＝０を代入することにより計算する。
【００８３】
上記の状態は、図５において、特定機器接続時・ＳＶＣ設置前の電圧分布７２に対応する。
【００８４】
次に、ＳＶＣ５６をｎ台（ｎ＝１，２，・・・の整数であり、以降ｎは同様の値を意味する）設置後の測定対象地点Ｐの３相相間電圧ＶＳnを（数２の）▲６▼式
【００８５】
【数２】
Ｘ：変電所から測定対象地点までの線路インピーダンスＺのリアクタンス成分。
【００８７】
Ｒ：変電所から測定対象地点までの線路インピーダンスＺの抵抗成分。
【００８８】
Ｖ1：特定機器接続前かつＳＶＣ設置前の測定対象地点Ｐの３相相間電圧。
【００８９】
ＶＳn：特定機器接続後かつＳＶＣをｎ台設置後の測定対象地点Ｐの３相相間電圧。
【００９０】
Ｑ0：ＳＶＣ１台当りの定格無効電力（遅れの無効電力をを正とする）。
【００９１】
但し、ＳＶＣの定格電圧は６６００［Ｖ］とする。
【００９２】
ｎ：ＳＶＣの設置台数（０〜５）。
【００９３】
ＱL：特定機器の定格電圧（６６００Ｖ）での皮相電力。
【００９４】
ｃｏｓΦ：特定機器の力率。
【００９５】
ΔＶＳn：特定機器接続後かつＳＶＣをｎ台設置後の測定対象地点Ｐの３相相間の改善電圧（昇圧を正とする）
よりそれぞれ求める（Ｓ３１）。
【００９６】
▲４▼式では、測定対象地点Ｐでの改善電圧ΔＶＳnが特定機器７０及びＳＶＣ５６から供給される電流に比例することを意味する。
【００９７】
その時、上記電流がＳＶＣ設置点の電圧ＶＳnに依存することを考慮して、測定対象地点Ｐでの改善電圧ΔＶＳnが電圧ＶＳnに依存することを表現している。よって、▲６▼式で演算した電圧ＶＳnは、特定機器７０及びＳＶＣ５６からの出力電流が設定点電圧に依存しないで、常に一定であるとして演算する場合よりも高精度で演算される。
【００９８】
次に、上記のＶＳnと、測定対象地点Ｐでの目標電圧Ｖ0を比較して、目標電圧Ｖ0を満足する最小のＳＶＣ設置台数Ｎ（Ｎ＝１，２，・・・の整数）を決定する（Ｓ３２）。
【００９９】
例として、目標電圧Ｖ0＝６６００［Ｖ］の時に、実施の形態１の時と同じように、ＳＶＣ設置台数が０台、1台、2台とした場合に、測定対象地点Ｐの電圧がＶＳ0＝６２００［Ｖ］、ＶＳ1＝６３１５［Ｖ］、ＶＳ2＝６６５０［Ｖ］であれば、目標電圧Ｖ0が６６００［Ｖ］であることから、必要なＳＶＣ設置台数Ｎが、Ｎ＝２台として決定する。
【０１００】
上記の目標電圧Ｖ0を満足する状態は、図5において、特定機器接続時・ＳＶＣ設置後の電圧分布７３に対応する。
【０１０１】
尚、上記説明では、測定対象地点ＰへのＳＶＣの設置台数を順番に計算した後で必要なＳＶＣ５６の台数を決定したが、▲６▼式からＶＳnが目標電圧Ｖ0以上となる条件の不等式を解くことで、必要なＳＶＣ台数ｎ（実数値）が計算され、そのｎを整数値に切り上げることで、直接的にＳＶＣの設置必要台数を求めることができる。
【０１０２】
また、特定機器７０の負荷特性として、上記説明では、皮相電力と力率の組み合せを入力したが、有効電力と力率、有効電力と無効電力など、負荷の容量と力率の情報からなる、他の組み合せで入力しても良い。
【０１０３】
以上のように、本実施の形態における配電系統解析装置では、実施の形態１と同様に、電圧制御したい測定対象地点Ｐに着目する。
【０１０４】
そして、測定対象地点ＰのＳＶＣ設置前の電圧Ｖ1を基準にして、▲６▼式より、測定対象地点Ｐに接続した特定機器７０の影響を考慮して、ＳＶＣ５６により発生する測定対象地点Ｐにおける電圧改善分ΔＶＳn６６のみを計算する。
【０１０５】
このため、従来のように、ＳＶＣ設置前の配電系統全体の電圧分布を求める必要がなくなると共に、従来入力していた配電系統を構成する区間のパラメータ全て（５００個程度）を入力する必要は無くなり、僅か６個の配電系統パラメータのみを入力するだけで良くなり、多数のデータ収集作業も不要となる。
【０１０６】
また、電圧計算時の基準となる、測定対象地点Ｐの電圧Ｖ1に実測値を適用することで、配電系統の電圧分布計算結果を実際の配電系統の実測値に一致させる作業を不要とすることができる。
【０１０７】
すなわち、入力パラメータを減らし、さらに、特定機器やＳＶＣの設置前の電圧分布結果を配電系統の実測値に一致させることを不要とし、ＳＶＣ設置シミュレーション検討に要する工数を削減することができる。
【０１０８】
また、測定対象地点に、新規に特定機器が接続されることにより、測定対象地点の電圧が変動する場合にも、その変動した電圧を考慮した上で、測定対象地点の電圧を目標電圧にするために必要なＳＶＣの台数を演算することができる。
【０１０９】
次に、第２の表示手段２３は、第２の演算条件データ入力手段２０で入力された変電所から測定対象地点Ｐまでの各区間の累積線路インピーダンスＺ、ＳＶＣ設置前の電圧Ｖ1、目標電圧Ｖ0、設置するＳＶＣの定格値としてＳＶＣ１台当りの定格無効電力Ｑ0、第２の演算手段で演算した特定機器が接続された場合の測定対象地点Ｐの変動後電圧ＶＳ0、第２の演算手段で演算した測定対象地点ＰのＳＶＣを設置することによる改善電圧ＶＳn（ｎは１〜５）、及び測定対象地点Ｐでの目標電圧Ｖ0を満足できる最小のＳＶＣ設置台数Ｎを表示装置に表示する。（Ｓ３３）
この時、ＳＶＣ設置前の電圧Ｖ1と目標電圧Ｖ0の大小関係に対応させて、Ｐ点の電圧が昇圧されるのかそれとも降圧されるのかを、例えば図４を簡略化したような、電圧改善イメージ図として表示装置に表示させることで、オペレータは直感的に電圧改善状況を把握できる。
【０１１０】
また、印刷付帯項目データ入力・保存手段１５は、オペレータとの対話処理で報告書作成日付、報告書作者の情報などの報告書の付帯項目データを入力し、ファイル１６として保存する。
【０１１１】
そして、第２の印刷手段２４は、第２の表示手段で表示する内容に加えて、ファイル１６に保存された付帯項目データを盛り込んだ報告書を自動作成し、印刷装置に出力する。（Ｓ３３）
この報告書自動作成機能により、第２の演算条件データ入力手段２０でデータを入力するだけで需要家向けに報告書１７を即座に出力可能な為、ＳＶＣの営業活動面で即時引合い対応可能となる効果がある。
【０１１２】
なお、本実施の形態１及び２では、設置するＳＶＣの１台当りの定格値（定格無効電力）を１種類として説明したが、異なる定格値（定格無効電力）のＳＶＣを複数種類選択可能な場合は、選択可能なＳＶＣの組み合せについて、ＳＶＣ設置後の電圧改善値を計算すれば良い。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入力するパラメータを減らす事ができ、配電系統を構成する要素の各種パラメータを詳細に調査収集する必要が無く、ＳＶＣ設置前の電圧分布の計算結果を、配電系統の実測値に一致させる作業も不要であるため、配電系統上に無効電力解析装置を何台設置すれば、必要とする電圧改善を実現できるかの検討に要する工数を大幅に削減することができる。
【０１１４】
また、測定対象地点に、新規に特定機器が接続されることにより、測定対象地点の電圧が変動する場合にも、その変動した電圧を考慮した上で、測定対象地点の電圧を目標電圧にするために必要な無効電力解析装置の設置台数を演算可能な配電系統解析装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明１の実施の形態１における配電系統解析装置の構成図
【図２】本発明２の実施の形態２における配電系統解析装置の構成図
【図３】同実施の形態１のフローチャート
【図４】同実施の形態１の配電系統の説明図
【図５】同実施の形態２の配電系統の説明図
【図６】従来の配電系統解析装置の構成図
【符号の説明】
１０ 第１の演算条件データ入力手段
１１ 第１の演算手段
１２ 第１の表示手段
１４ 第１の印刷手段
１５ 印刷付帯項目データ入力・保存手段
１６ 印刷付帯項目データ保存ファイル
２０ 第２の演算条件データ入力手段
２１ 第２の演算手段
２２ 第２の表示手段
２４ 第２の印刷手段
Claims (3)
- 変電所に接続された配電系統上の測定対象地点の電圧と目標電圧と前記測定対象地点に設置する無効電力補償装置の定格値と前記変電所から前記測定対象地点迄の線路インピーダンスとからなるパラメータを入力する第１のデータ入力手段と、前記第１のデータ入力手段で入力されたパラメータを入力して、前記測定対象地点の電圧を前記目標電圧にするために必要な設置する無効電力補償装置の台数を演算する第１の演算手段とを有した配電系統解析装置。
- 変電所に接続された配電系統上の測定対象地点の電圧と目標電圧と前記測定対象地点に接続される特定機器の負荷特性と前記測定対象地点に設置する無効電力補償装置の定格値と前記変電所から前記測定対象地点迄の線路インピーダンスとからなるパラメータを入力する第２のデータ入力手段と、前記第２のデータ入力手段で入力されたパラメータを入力して、前記特定機器を接続した時の前記測定対象地点の電圧を前記目標電圧にするために必要な設置する無効電力補償装置の台数を演算する第２の演算手段とを有した配電系統解析装置。
- 変電所に接続された配電系統上の測定対象地点の電圧と目標電圧と前記測定対象地点に接続された特定機器に電源が供給された状態の負荷特性と前記測定対象地点に設置する無効電力補償装置の定格値と前記変電所から前記測定対象地点迄の線路インピーダンスとからなるパラメータを入力する第２のデータ入力手段と、前記第２のデータ入力手段で入力されたパラメータを入力して、前記特定機器をに電源を供給したときの前記測定対象地点の電圧を前記目標電圧にするために必要な設置する無効電力補償装置の台数を演算する第２の演算手段とを有した配電系統解析装置。
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