JP4270453B2

JP4270453B2 - 瞬時電圧低下予測システム

Info

Publication number: JP4270453B2
Application number: JP2004082745A
Authority: JP
Inventors: 英二山根
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2024-03-22
Also published as: JP2005269865A

Description

本発明は、落雷等により受電電圧が瞬間的に低下する瞬時電圧低下を予測すると共に、必要に応じて電気の供給先である特定の顧客に対して予報する瞬時電圧低下予測システムに関する。

例えば、送電線、送電線鉄塔等やそれらの付近に落雷した場合には、大きな故障電流が送電線に流れるので、送電設備では、この故障電流を検出して故障区間を切り離すことにより停電を防止している。そして、落雷の発生から故障区間の切り離しまでのごく短時間に、停電には至らないものの瞬間的に電圧が低下する、いわゆる瞬時電圧低下（以下、瞬低ともいう）が発生することが知られている。このような瞬時電圧低下は、短時間に電圧が下がって再び回復するため、人が気付かない程度であるが、電圧に敏感な電子機器等にとっては重大な問題であり、例えば、製造ラインが停止するといった問題を招く虞がある。

そこで、このような瞬時電圧低下に伴う問題を解決するため、例えば、気象データ、過去の落雷データ、及び過去の瞬時電圧低下データから送電線設備あるいは電子工場等の瞬時電圧低下確率を計算する瞬時電圧低下予測システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この瞬時電圧低下予測システムでは、算出した瞬時電圧低下確率を要望するレベルに併せて顧客に配信し、また、落雷危険度の高い区域内の送電設備の順位付けや、距離の長い同一送電設備については送電線区間毎の事故可能性の順位付けを行うことができる。一方、顧客側では、受信した瞬時電圧低下確率や順位付けに従って、例えば、製造ラインの組み替え、供給電源の自家発電への切り替え等の事前措置を行うことにより、瞬時電圧低下による不利益を回避することができる。

しかしながら、上述した瞬時電圧低下予測システムは、過去の瞬時電圧低下データを用いて受電先の瞬時電圧低下確率を計算するものであり、高度なシミュレーションプログラムを必要とするという問題がある。従って、電力ユーザに対して高品位の情報を提供できるものの、予測までの時間がかかり、また、提供するコストが嵩む等の問題がある。

特開２００３−９０８８７号公報（特許請求の範囲）

本発明は、このような事情に鑑み、簡素な設備で、瞬時電圧低下に関する最低限必要な情報を顧客に対して迅速に報知することができる瞬時電圧低下予測システムを提供することを課題とする。

前記課題を解決する本発明の第１の態様は、発雷予測地域を含む発雷予測情報を外部から取得する発雷予測取得手段と、給電先である顧客情報及び電力系統情報から各顧客に対する電力系統及び設備を特定した給電情報を作成する給電情報管理手段と、前記発雷予測取得手段が取得した前記発雷予測情報と前記電力系統情報とから落雷の影響が予測される対象電力系統及び設備を選定すると共に当該対象電力系統及び設備を介して給電している対象顧客に対する瞬時電圧低下を予測する瞬時電圧低下予測手段とを具備し、前記発雷予測地域が、メッシュ状に分割された区画単位であり、前記給電情報管理手段は、前記給電情報を前記区画毎に分割し、所定の区画を選択することにより、当該区画に存在する対象電力系統及び設備と接続している前記対象顧客が特定できるデータベースを保有し、前記発雷予測地域と実際の落雷の強度及び頻度を考慮して発雷予測区画を特定し、当該発雷予測区画の対象電力系統及び設備を選定すると共に当該対象電力系統及び設備を介して給電している対象顧客に対する瞬時電圧低下の可能性を、少なくとも３段階へ分類することにより予測することを特徴とする瞬時電圧低下予測システムにある。

かかる第１の態様では、発雷予測地域と給電情報とから発雷予測地域を特定するとともに、発雷に影響のある可能性のある電力系統及び当該電力系統及び設備を介して給電を受けている顧客を特定し、また、発雷予測地域の区画に併せて給電情報を分類管理しておくデータベースを保有することにより、非常に簡便に対象顧客に対する瞬時電圧低下の可能性を予測することができる。また、瞬時電圧低下予測手段は、発雷予測地域と共に、実際の落雷の強度及び頻度を考慮して発雷可能性を予測するので、これにより、瞬時電圧低下の可能性の予測の信頼性を向上させることができ、さらに、発雷可能性及び発雷強度を予測することにより、瞬時電圧低下の可能性をそれぞれ少なくとも３段階へ分類することにより、比較的簡便に且つ迅速に予測することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記瞬時電圧低下予測手段は、前記落雷強度と、その発雷予想地域の送電線の絶縁強度とを考慮して前記発雷予測区画を特定し、瞬時電圧低下の可能性を予測することを特徴とする瞬時電圧低下予測システムにある。

かかる第２の態様では、発雷可能性及び発雷強度と共に送電線の絶縁強度を考慮して前記発雷予測区画を特定することにより、瞬時電圧低下の予測の信頼性をさらに向上させることができる。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記瞬時電圧低下予測手段は、瞬時電圧低下の可能性と共に、瞬時電圧低下の程度を予測することを特徴とする瞬時電圧低下予測システムにある。

かかる第３の態様では、瞬時電圧低下の可能性と共にその程度も予測し、予報情報の内容を向上させることができる。

本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記瞬時電圧低下の程度は、前記発雷予測地域から前記対象顧客への電力系統の長さを考慮して少なくとも３段階へ分類することにより予測することを特徴とする瞬時電圧低下予測システムにある。

かかる第４の態様では、瞬時電圧低下の程度を電力系統の長さを考慮して少なくとも３段階へ分類することにより、比較的簡便に且つ迅速に予測することができる。

本発明の第５の態様では、第１〜４の何れかの態様において、さらに、前記瞬時電圧低下予測手段の予測に基づいて前記対象顧客に予報する瞬時電圧低下予報手段を具備することを特徴とする瞬時電圧低下予測システムにある。

かかる第５の態様では、瞬時電圧低下の可能性を対象顧客に予報して瞬時電圧低下の可能性を報知し、対象顧客に対する損害を低減させることができる。

本発明の第６の態様は、第５の態様において、前記瞬時電圧低下予報手段は、前記対象顧客への予報を、地図上に示した当該対象顧客の位置及び前記発雷予測地域の情報と共に報知することを特徴とする瞬時電圧低下予測システムにある。

かかる第６の態様では、予報を受けた顧客は、視覚的に発雷予測地域に対する自分の位置を把握することができる。

本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様において、前記電力系統情報には、電力系統内に設置された遮断器の接続もしくは遮断に関する最新情報が含まれることを特徴とする瞬時電圧低下予測システムにある。

かかる第７の態様では、遮断器の最新情報に基づいて予測するので、不必要な予報を報知することがない。

本発明の第８の態様は、第７の態様において、前記瞬時電圧低下予報手段が前記対象顧客に報知した予報は、前記電力系統内の遮断器の接続もしくは遮断を管理する遮断器管理部に送信され、当該予報に基づく遮断器の接続もしくは遮断情報が、前記遮断器に関する最新情報に含まれることを特徴とする瞬時電圧低下予測システムにある。

かかる第８の態様では、瞬時電圧低下の予報に応じて遮断器が変更された場合でも、その情報がフィードバックされ、不必要な予報を報知することがない。

本発明によれば、発雷予測情報と給電情報とから、発雷に影響のある可能性のある電力系統及び当該電力系統を介して給電を受けている顧客を特定することにより、非常に簡便に対象顧客に対する瞬時電圧低下の可能性を予測し、必要に応じて予報を提供することができる。また、瞬低予測手段が、発雷予測情報と共に、実際の落雷強度を考慮して、発雷の強度を予測することにより、瞬時電圧低下の可能性及び電圧低下の程度に関する予測を複雑なシミュレーションを行うことなく、簡便に且つ迅速に提供することができる。

以下に本発明を実施するための最良の形態に基づいて詳細に説明する。

図１には、本発明の一実施形態に係る瞬時電圧低下予測システムの一例を概念的に示す。本発明の瞬時電圧低下予測システムは、落雷等により受電電圧が瞬間的に低下する瞬時電圧低下（瞬低ともいう）予報を給電状態にある特定顧客に対して通知する瞬低予報サーバ１００を具備する。

この瞬低予報サーバ１００は、本実施形態では、図１に示すように、気象協会などの外部から発雷予測情報１０を取得すると共に、落雷位置標定装置２０から落雷情報２１を取得する発雷予測取得手段１１０を具備する。また、送電先である顧客に対応する電力系統情報を管理する給電情報集配信装置３０から電力系統情報３１及び顧客情報３２を取得し、これらの情報から所定のデータベース１２０を作成する給電情報管理手段１３０を具備する。さらに、発雷予測取得手段１１０が取得した発雷予測情報１０及び落雷情報２１と、データベース１２０からの電力系統情報３１及び顧客情報３２とから瞬時電圧低下が生じる可能性がある対象顧客を特定する瞬時電圧低下予測手段１４０と、この瞬時電圧低下予測手段１４０が予測した対象顧客に対して瞬時電圧低下を予報する瞬時電圧低下予報手段１５０とを具備する。なお、瞬時電圧低下予報手段１５０は、インターネット４０を介して、各顧客Ａ〜Ｘの中の特定顧客に対して瞬時電圧低下を予報する。

落雷位置標定装置（ＬＬＳ）２０は、例えば、落雷地点（緯度・経度）、落雷強度、落雷頻度などからなる落雷情報を検出するものであり、落雷情報２１は同時に気象協会へ送信される。気象協会は、このような落雷情報や気象情報に基づいて発雷予測を行い、発雷予測情報１０を送信する。ここで、発雷予測情報１０は、予めメッシュ状の所定のエリアに分割された区画単位毎に予測された発雷予測地域が含まれており、これにより、発雷が予測される区画が特定される。

また、発雷予測取得手段１１０は、発雷予測情報１０及び落雷位置標定装置２０からの落雷情報２１を取得し、これを瞬時電圧低下予測手段（瞬低予測手段ともいう）１４０へ送出する。

一方、給電情報管理手段１３０は、給電情報集配信装置３０から、送電線や遮断器の接続系統などの電力系統情報３１、及び各顧客が電力系統情報３１のどこに位置するかなどに関する顧客情報３２を取得し、これを前記区画単位毎の情報としてデータベース１２０を構築する。すなわち、データベース１２０は、例えば、発雷が予測される特定の区画が選択されたときに、この特定区画に関連する電力系統及びこれに接続される遮断器等の設備や顧客を容易に抽出し、特定できるものである。また、各顧客までの送電線の長さ情報を有するようにしてもよい。ここで、長さとは実際の送電線の長さでもよいが、特定区域と顧客との間の降圧の段階によって長さをランク付けしても良い。従って、発雷予測地域が特定されれば、瞬低が起きる可能性がある顧客を特定でき、また、瞬低が予測される設備を介して給電している顧客を特定することができる。

瞬低予測手段１４０は、発雷予測取得手段１１０から取得した発雷予測情報１０及び落雷情報２１から発雷予測地点を決定する。この発雷予測地点は、上述した区画単位で行う。この場合、発雷予測情報に含まれる発雷予測地域をそのまま発雷予測地点としても良いが、発雷予測地域と共に、その後の実際の落雷情報２１を加味して決定しても良い。また、発雷予測地域と、落雷情報２１とを加味して発雷予測地点を決定する場合、発雷予測地域の送電線の絶縁強度と、落雷情報２１の落雷の頻度及び強度を加味し、絶縁強度が十分に大きい場合には発雷予測地点とはしないが、絶縁強度が小さい場合には発雷予測地点とする、というように判断しても良い。

瞬低予測手段１４０は、発雷予測地点を決定した後、データベース１２０を検索して、発雷予測地点に落雷したときに瞬低が生じる可能性がある顧客や設備を特定する。ここで、発雷予測地点を、例えば、所定経過時間毎に、所定時間先まで予測するようにすれば、瞬低予測も所定時間経過毎に行うことができ、例えば、本実施形態では、決定した発雷予測地点を基準にして１時間毎に、瞬低予測を３時間先まで予測するようにした。

瞬時電圧低下予報手段（瞬低予報手段ともいう）１５０は、瞬低予測手段１４０の予測結果、すなわち、発雷予測地点及び経過時間毎の瞬低予測を、特定された顧客に対して送信する。この予報方法は特に限定されず、単に情報を文字情報としてメールしてもよいし、例えば、地域地図上に発雷予測地点や顧客の位置を示し、視覚的に認識し易いように加工した情報として送信してもよい。これにより、顧客は発雷予測地点との関係で瞬低予測を認識することができ、状況を視覚的に把握することができ、理解をより一層高めた状況で対応を検討することができる。なお、顧客側から、ウェブ上で瞬時電圧低下予報の状況を確認できるようにしてもよい。

以上説明したように、本発明の瞬低予測システムによると、給電情報管理手段１３０が、例えば、発雷予測地域の区画に併せた区画毎に区分した電力系統情報３１及び顧客情報３２を含むデータベース１２０を構築することにより、発雷予測地点を予測してデータベース１２０を検索することにより、高度なシミュレーションを行うことなく、瞬低が予想される顧客を容易に特定でき、必要に応じて予報を行うことができる。

ここで、瞬低の予測の具体的な方法を図２を参照しながら説明する。図２に示すように、（ａ）は、データベース１２０のイメージを示したものであり、（ｂ）は、区画毎に示された電力系統情報３１及び顧客情報３２の一部を図示したものである。ここで、区画Ａ−１に存在する送電線Ｓ１には、区画Ａ−２で遮断器Ｓ２を介して送電線Ｓ３に接続され、送電線Ｓ３には区画Ａ−３で顧客Ａが接続されており、遮断器Ｓ２は断絶状態であるとする。ここで、区画Ｂ−１に落雷Ｓ４が頻発し、区画Ａ−１が発雷予測地点となったとする。この場合、送電線Ｓ１は遮断器Ｓ２を介して送電線Ｓ３と接続されていないため、断絶状態であるので、顧客Ａに瞬低が起こる可能性はないと判断される。一方、落雷Ｓ４により、区画Ａ−２も発雷予測地点と予測された場合、送電線Ｓ３も影響を受ける可能性があるので、顧客Ａに瞬低が生じる可能性があると判断される。

ここで、瞬低の可能性は、例えば、３段階などの複数段階にランク付けして判断しても良い。例えば、上述した例では、落雷Ｓ４の落雷強度及び頻度に応じて、区画Ａ−２への影響の可能性を３段階程度にランク付けするようにすればよい。また、このとき、送電線Ｓ３の絶縁強度と落雷Ｓ４の落雷強度とを考慮して瞬低の可能性のランクを決定してもよい。例えば、同じ落雷強度であっても、送電線Ｓ３の絶縁強度が大きいほど可能性のランクは下がることになり、全く可能性がないとの判断もありうる。

また、瞬低の程度も送電線Ｓ３の顧客Ａまでの距離に応じて、３段階などの複数段階にランク付けして予測することができる。すなわち、発雷予測地点、この場合区画Ａ−２から、顧客Ａまでの送電線Ｓ３の距離に応じてランク付けすれば良い。例えば、距離が大きくなればなるほど、瞬低の程度を小さくしたテーブルを予め作成し、このテーブルに応じてランクを決定すればよい。これにより、大がかりなシミュレーションを行うことなく、瞬低の程度を予測することができる。また、このように瞬低の程度まで予測された顧客Ａは、瞬低の程度を考慮して、対応を決定することができる。

また、上述した給電情報管理手段１３０は、遮断器の管理も行う給電情報集配信装置３０から取得する電力系統情報３１及び顧客情報３２を順次取得してデータベース１２０を順次更新している。従って、図２の状況で、遮断器Ｓ２が接続状態である場合には、区画Ａ−１が発雷予測地点になった時点で、顧客Ａに対して瞬低予報を行うことになる。

一方、瞬低予測手段１４０は、発雷予測地点の情報を給電情報集配信装置３０にフィードバックするようにしても良い。この場合、給電情報集配信装置３０は、発雷予測地点などの情報を考慮して遮断器の接続又は断続を行うようにしても良い。また、場合によっては、発雷予測に応じて落雷が生じても、遮断器の断続又は接続により、ある顧客に対する瞬低を未然に防ぐことができる。

以上説明したように、本実施形態の瞬時電圧低下予測システムは、発雷予測地域の区画に応じた区画毎に電力系統情報や顧客情報を整理したデータベースを構築し、発雷予測地点に応じて影響が予測される電力系統及び給電状態にある特定顧客を容易に抽出し、これによりシミュレーションを行うことなく瞬底を容易に予測し、必要に応じて予報することができるという効果を奏する。

（実施例）
図３には、瞬低予測システムにより予測を行った送電線の模式図を示す。図３に示すように、区画Ａ−１〜Ｈ−１に、２２０ｋＶ送電線である送電線Ｓ１１、送電線Ｓ１２及び送電線Ｓ１３が、Ａ変電所Ｓ２１及びＢ変電所Ｓ２２を介して配設されている。ここで、Ａ変電所Ｓ２１から１１０ｋＶ送電線である送電線Ｓ３１を介してお客様０１に給電しており、また、Ａ変電所Ｓ２１から１１０ｋＶ送電線である送電線Ｓ３２及び送電線Ｓ３３を介してお客様０２に給電している。一方、Ａ変電所Ｓ２１からの送電線Ｓ３２はＣ変電所Ｓ２３まで設けられているが現在は断続されており、Ｂ変電所Ｓ２２とＣ変電所Ｓ２３との間には１１０ｋＶ送電線である送電線Ｓ３４が設けられている。そして、Ｃ変電所Ｓ２３から、６６ｋＶ送電線である送電線Ｓ４１を介してお客様０３に給電しており、送電線Ｓ４２を介してお客様０４に給電している。

ここで、上述した給電情報管理手段１３０は、例えば、発雷予測地域の区画に併せた区画毎に区分した電力系統情報３１及び顧客情報３２を含むデータベース１２０を構築しているが、この場合のデータベースの一部を表１に示す。すなわち、このデータベースは、発雷予測エリア毎に、その区画の送電線の電圧階級（絶縁強度）、その区画から各お客様までの距離、及びその区画の系統との接続状態についての情報を、それぞれ数値化した状態で有している。

例えば、電圧階級は、６６ｋＶ又は２２ｋＶ送電線を「０」、１１０ｋＶ送電線を「１」、２２０ｋＶ送電線を「２」、５５０ｋＶ送電線を「３」としている。また、距離は、同電圧送電範囲を「０」、降圧１段範囲を「１」、降圧２段範囲を「２」、降圧３段範囲を「３」としている。また、接続状態は、接続なしを「０」、接続有りを「１」としている。

このようなデータベースに基づいて、瞬低予測を行った結果を表２に示す。ここで、瞬低予測の前提として、特定の発雷予測エリア、例えば、Ｂ−１、Ｄ−１、Ｇ−１、Ｆ−２、Ｆ−４、Ｄ−４、Ｂ−３などに、発雷予測が「大」、「中」、「小」であったとした。

また、瞬低予測は、初期ポイントとして、発雷予測が「大」を「１０」、「中」を「７」、「小」を「４」ポイントとし、下記式から瞬低予測ポイントを算出した。

（式１）
瞬低予測ポイント＝（初期ポイント−電圧階級−距離）×接続状態

また、以下の通り、瞬低予測ポイントに応じて、瞬低発生の可能性を「大」、「中」、「小」、「なし」の４段階で判定した。

瞬低発生の可能性「大」：瞬低予測ポイント１０〜８
瞬低発生の可能性「中」：瞬低予測ポイント７〜５
瞬低発生の可能性「小」：瞬低予測ポイント４〜１
瞬低発生の可能性「なし」：瞬低予測ポイント０以下

この結果、発雷予測エリアが特定され、発雷の可能性が大中小の３段階で予想されれば、高度なシミュレーションを行うことなく、瞬底を容易に予測し、必要に応じて予報することができることが明らかとなった。

本発明の一実施形態にかかる瞬低予測システムの機能ブロック図である。本発明の一実施形態にかかる瞬低予測システムによる予測の一例を示す説明図である。本発明の瞬低予測システムにより予測を行った送電線の模式図である。

符号の説明

１０発雷予測情報
２０落雷位置標定装置
２１落雷情報
３０給電情報集配信装置
３１電力系統情報
３２顧客情報
１００瞬低予報サーバ
１１０発雷予測取得手段
１２０データベース
１３０給電情報管理手段
１４０瞬時電圧低下予測手段
１５０瞬時電圧低下予報手段

Claims

発雷予測地域を含む発雷予測情報を外部から取得する発雷予測取得手段と、給電先である顧客情報及び電力系統情報から各顧客に対する電力系統及び設備を特定した給電情報を作成する給電情報管理手段と、前記発雷予測取得手段が取得した前記発雷予測情報と前記電力系統情報とから落雷の影響が予測される対象電力系統及び設備を選定すると共に当該対象電力系統及び設備を介して給電している対象顧客に対する瞬時電圧低下を予測する瞬時電圧低下予測手段とを具備し、
前記発雷予測地域が、メッシュ状に分割された区画単位であり、前記給電情報管理手段は、前記給電情報を前記区画毎に分割し、所定の区画を選択することにより、当該区画に存在する対象電力系統及び設備と接続している前記対象顧客が特定できるデータベースを保有し、前記発雷予測地域と実際の落雷の強度及び頻度を考慮して発雷予測区画を特定し、当該発雷予測区画の対象電力系統及び設備を選定すると共に当該対象電力系統及び設備を介して給電している対象顧客に対する瞬時電圧低下の可能性を、少なくとも３段階へ分類することにより予測することを特徴とする瞬時電圧低下予測システム。
請求項１において、前記瞬時電圧低下予測手段は、前記落雷強度と、その発雷予想地域の送電線の絶縁強度とを考慮して前記発雷予測区画を特定し、瞬時電圧低下の可能性を予測することを特徴とする瞬時電圧低下予測システム。
請求項１又は２において、前記瞬時電圧低下予測手段は、瞬時電圧低下の可能性と共に、瞬時電圧低下の程度を予測することを特徴とする瞬時電圧低下予測システム。
請求項３において、前記瞬時電圧低下の程度は、前記発雷予測地域から前記対象顧客への電力系統の長さを考慮して少なくとも３段階へ分類することにより予測することを特徴とする瞬時電圧低下予測システム。
請求項１〜４の何れかにおいて、さらに、前記瞬時電圧低下予測手段の予測に基づいて前記対象顧客に予報する瞬時電圧低下予報手段を具備することを特徴とする瞬時電圧低下予測システム。
請求項５において、前記瞬時電圧低下予報手段は、前記対象顧客への予報を、地図上に示した当該対象顧客の位置及び前記発雷予測地域の情報と共に報知することを特徴とする瞬時電圧低下予測システム。
請求項１〜６の何れかにおいて、前記電力系統情報には、電力系統内に設置された遮断器の接続もしくは遮断に関する最新情報が含まれることを特徴とする瞬時電圧低下予測システム。
請求項７において、前記瞬時電圧低下予報手段が前記対象顧客に報知した予報は、前記電力系統内の遮断器の接続もしくは遮断を管理する遮断器管理部に送信され、当該予報に基づく遮断器の接続もしくは遮断情報が、前記遮断器に関する最新情報に含まれることを特徴とする瞬時電圧低下予測システム。