JP4711651B2

JP4711651B2 - 配電系統監視制御方式

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Publication number: JP4711651B2
Application number: JP2004238009A
Authority: JP
Inventors: 修平藤原; 耕二前田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-08-18
Filing date: 2004-08-18
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2024-08-18
Also published as: JP2006060885A

Description

この発明は、負荷と分散型電源とが混在する電力系統の事故復旧操作を行う配電系統監視制御方式に関するものである。

従来の事故復旧操作を行う配電系統監視制御方式では、事故復旧操作に当たり分散型電源が系統に接続されていることを想定していない。しかし分散型電源の普及が進むとこの影響は無視できなくなる。事故復旧操作において遮断器を投入した場合、負荷はすぐに復旧するが分散型電源、特に事故中に停止していた分散型電源、はすぐには配電系統に連系しない。この場合、事故前に分散型電源が供給していた負荷に対しても変電所から給電することになるため、変電所では配電線が過負荷になる可能性がある。この配電線が過負荷になる可能性を緩和する一方式として、例えば特許文献１に示されるような電源の過去の運転履歴をもとに電源の出力を推定する方式を採用することも考えられる。
特開２００１−７８３５９号公報（図１、図２、及びその説明）

事故復旧操作において遮断器を投入した場合に、負荷はすぐに復旧するが分散型電源はすぐには配電系統に連系しないことに起因して配電線が過負荷になる可能性を緩和するために、前記特許文献１における推定方式を採用して電源の過去の運転履歴をもとに分散型電源の出力を推定するようにすることも考えられるが、分散型電源の実際の出力が過去の運転履歴とよく一致している保証はなく、事故復旧時の過負荷を防止するには信頼性の点で不十分である。また、事故復旧操作時に配電線が過負荷になってしまった場合には、一部負荷を遮断すればよい場合でも配電線の順送区間全体を停電させて過負荷を解消する必要がある。

この発明は、前述のような実情に鑑みてなされたもので、負荷と分散型電源とが混在する電力系統の事故復旧操作を行う配電系統監視制御方式において、事故復旧時に分散型電源が配電系統に連系されていなくても、分散型電源が存在する配電線が過負荷状態にならないようにすることを目的とするものである。

この発明に係る配電系統監視制御方式は、負荷と分散型電源とが混在する電力系統の事故復旧操作を行う配電系統監視制御方式において、
前記負荷が、遮断器で個別に遮断制御できる複数の特定需要家と、遮断器で遮断制御できない複数の一般需要家であり、
前記分散型電源の出力を監視する装置、前記特定需要家の負荷量を計測する装置、及び前記電力系統の配電線の送り出し潮流を計測する装置が設けられており、
前記分散型電源の出力を監視する装置により検出された前記分散型電源の出力と、前記特定需要家の負荷量を計測する装置により計測された前記特定需要家の負荷量と、前記配電線の送り出し潮流を計測する装置により計測された前記配電線の送り出し潮流が記憶手段に記憶され、
前記事故復旧操作を行う事故復旧操作装置が、前記配電線遮断器を投入したときの前記配電線の送り出し潮流を前記記憶された通常時の前記配電線の送り出し潮流と前記分散型電源の出力とから事前に計算し、この計算をし終わると、前記配電線の送り出し潮流が前記配電線の許容過負荷容量を超過するか否か判別し、この判別により前記配電線遮断器を投入したときに前記配電線が過負荷になる場合には、前記配電線の許容過負荷容量の超過違反を解消するために遮断が必要な前記特定需要家の組み合わせを、遮断される負荷量が最小になるように計算し、この特定需要家の組み合わせの計算が終了したら、当該特定需要家の遮断器を制御する装置に遮断指令を送信し、
当該組み合わせの特定需要家をあらかじめ遮断した状態で、前記配電線の配電線遮断器を投入して事故復旧を行う配電系統監視制御方式であって、
復旧時の区間順送に伴って、順送区間が復電するごとに、前記組み合わせの特定需要家が存在する順送区間では当該順送区間の復電により電圧が回復した時点で、当該組み合わせの特定需要家を遮断する
ことを特徴とする配電系統監視制御方式である。

この発明は、負荷と分散型電源とが混在する電力系統の事故復旧操作を行う配電系統監視制御方式において、前記負荷が、遮断器で個別に遮断制御できる複数の特定需要家と、遮断器で遮断制御できない複数の一般需要家であり、前記分散型電源の出力を監視する装置、前記特定需要家の負荷量を計測する装置、及び前記電力系統の配電線の送り出し潮流を計測する装置が設けられており、前記分散型電源の出力を監視する装置により検出された前記分散型電源の出力と、前記特定需要家の負荷量を計測する装置により計測された前記特定需要家の負荷量と、前記配電線の送り出し潮流を計測する装置により計測された前記配電線の送り出し潮流が記憶手段に記憶され、前記事故復旧操作を行う事故復旧操作装置が、前記配電線遮断器を投入したときの前記配電線の送り出し潮流を前記記憶された通常時の前記配電線の送り出し潮流と前記分散型電源の出力とから事前に計算し、この計算をし終わると、前記配電線の送り出し潮流が前記配電線の許容過負荷容量を超過するか否か判別し、この判別により前記配電線遮断器を投入したときに前記配電線が過負荷になる場合には、前記配電線の許容過負荷容量の超過違反を解消するために遮断が必要な前記特定需要家の組み合わせを、遮断される負荷量が最小になるように計算し、この特定需要家の組み合わせの計算が終了したら、当該特定需要家の遮断器を制御する装置に遮断指令を送信し、当該組み合わせの特定需要家をあらかじめ遮断した状態で、前記配電線の配電線遮断器を投入して事故復旧を行う配電系統監視制御方式であって、復旧時の区間順送に伴って、順送区間が復電するごとに、前記組み合わせの特定需要家が存在する順送区間では当該順送区間の復電により電圧が回復した時点で、当該組み合わせの特定需要家を遮断するので、負荷と分散型電源とが混在する電力系統の事故復旧操作を行う配電系統監視制御方式において、事故復旧時に分散型電源が配電系統に連系されていなくても、分散型電源が存在する配電線が過負荷状態にならないように且つ遮断が必要な前記特定需要家の組み合わせを、遮断される負荷量が最小になるようにすることができるのみでなく、制御可能な特定需要家を遮断する遮断器および遮断器を制御する装置の動作電源が必要でなくなり、コストの低減が図れる効果がある。

実施の形態１．
以下この発明の実施の形態１を図１〜図３により説明する。図１はこの発明の実施の形態１〜５を適用する電力系統の概念図、図２は図１における分散型電源と需要家の集合体を含めて配電系統構成を詳細に示す図、図３は動作フロ−を示す図である。なお、各図中、同一符合は同一部分を示す。

図１において、電力系統は、複数の分散型電源と需要家の集合体１と、順送区間２と、区分開閉器３と、配電線４と、通信線５と、事故復旧操作装置６と、配電変電所８の配電線遮断器７と、配電変電所８と、配電線の送り出し電力を計測する装置９とで構成されている。

前記複数の分散型電源と需要家の集合体１は、配電線にnj個存在し、図２に記載された要素で構成されている。

前記配電線４は、nj+1個の区分開閉器３によってnj個の順送区間２に分割されている。

ここで複数の分散型電源と需要家の集合体１、順送区間２、区分開閉器３の添え字（ｊ）は順送区間の番号を表し、例えば、１（ｊ）は順送区間ｊの構成要素を表す。

前記事故復旧操作装置６は、前記配電線４の送り出し潮流Ifdが前記配電線４の許容過負荷容量Ifdmaxを超過しないことを目的として事故復旧制御を行う。

前記配電線の送り出し電力を計測する装置９は、事故状態ではない通常状態下では、前記配電線４の送り出し潮流Ifdを常時観測（配電線に流れ込む方向を正とする）する。

また、図２は図１に記載の複数の分散型電源と需要家の集合体１のｊ番目の順送区間の詳細図であり、この順送区間の配電系統は、分散型電源101と、分散型電源101の出力を計測する装置102と、制御可能な特定需要家103と、制御可能な特定需要家の負荷量を計測する装置104と、制御可能な特定需要家の遮断器を制御する装置105と、制御可能な特定需要家を遮断する遮断器106と、制御不可能な一般需要家107とで構成されている。

なお、符号の添字(i,j)は順送区間ｊに属するi番目の構成要素を示す。例えば101(i,j)は順送区間ｊに属するi番目の分散型電源であることを示す。

前記分散型電源101は、順送区間ｊにng(j)台存在するとする。これらの分散型電源101(1,j)〜101(ng(j),j)の発電量は、それぞれ事故前はIG(1,j)〜IG(ng(j),j)（発電を負とする）、遮断器投入直後はすべてゼロとなる。

前記制御可能な特定需要家103は、順送区間ｊにnm(j)台存在するとする。これらの制御可能な特定需要家103(1,j)〜103(nm(j),j)の負荷量は、それぞれ事故前・遮断器投入直後ともIS(1,j),IS(2,j),・・・IS(nm(j),j)（負荷消費を正する）とする。また、制御可能な特定需要家103は、事故復旧操作装置６の指令によって選択遮断可能とする。

前記制御可能な特定需要家の遮断器を制御する装置105は、事故復旧操作装置６の指令によって、制御可能な特定需要家を遮断する遮断器106に制御信号を送る。

前記制御不可能な一般需要家107は、順送区間ｊにnk(j)台存在するとする。これら制御不可能な一般需要家107(1,j)〜107(nk(j),j)の負荷量はそれぞれ事故前・遮断器投入直後ともIC(1),IC(2)・・・IC(nk(j))（負荷消費を正する）とする。

次に、図３により事故復旧操作装置６の動作について説明する。

事故復旧操作装置６が処理を開始すると、まず処理ステップST120において、系統状態が通常であるか否かを判別する。

この処理ステップST120において、系統状態が通常と判定されたなら、そのときの系統の計測量を記憶する処理ステップST121〜処理ステップST125に進む。処理ステップST121〜処理ステップST125においては、以下の計測量を、通信線５を介して入手し記憶する。
・配電線４の送り出し潮流Ifdをメモリ等に記憶した記憶値Ifdmem
・すべての順送区間１〜njの分散型電源101の出力IG
・すべての順送区間１〜njの制御可能な特定需要家103の負荷量IS
ここで
IG(g,j)：順送区間jに属するg番目の分散型電源の出力
IS(m,j)：順送区間jに属するm番目の制御可能な特定需要家の負荷量
ng(j):区間jの分散型電源101の台数
nm(j):区間jの制御可能な特定需要家の個数
nj:配電線の順送区間の個数
とすると、系統が通常状態であれば、制御不可能な一般需要家107の負荷量ICを考慮すると以下の式１の関係がある。

処理ステップST120において、もし系統状態が通常でないと判断された場合には、事故復旧操作をするか否かを判別する処理ステップST126に進む。

処理ステップST126において、復旧操作を行うと判断された場合は、処理ステップST121〜処理ステップST125において既に記憶された値を基に、配電線４の過負荷を防止する処理ステップST127〜処理ステップST131に進む。

配電線４の過負荷を防止する処理は、まず処理ステップST127において、事故復旧操作において、事前に、配電線遮断器７を投入した時の配電線４の送り出し潮流Ifdpostを、以下の式２で計算する。なお、式２において、Ifdmemはメモリ（図示省略）に記憶されている事故前の潮流の最新の値、IGmemはメモリ（図示省略）に記憶されている分散型電源101の発電量である。

この式２によると、配電線遮断器７を投入した時の配電線４の送り出し潮流Ifdpostは、事故前の潮流Ifdより分散型電源101の発電量IGの分だけ増加する。この増加する要因は、系統が復旧したときに、制御可能な特定需要家103と制御不可能な一般需要家107とは系統に連系されるが、分散型電源101はすぐには系統に連系されないため、事故前の分散型電源101の発電量IGだけ増加するからである。

前記処理ステップST127において、前記配電線遮断器７を投入した時の配電線４の送り出し潮流Ifdpostを計算し終わると、次の処理ステップST128において、当該配電線４の送り出し潮流Ifdpostが配電線４の許容過負荷容量Ifdmaxを超過するか否か判別し、配電線遮断器７を投入したときに配電線４が過負荷になる場合には、処理ステップST129に進み、遮断すべき制御可能な特定需要家103を選別する。

処理ステップST129においては、配電線４の許容過負荷容量Ifdmaxの超過違反を解消するために遮断が必要な制御可能な特定需要家103の組み合わせを計算する。この組み合わせ計算は、遮断される負荷量が最小になるように最適化手法を用いたり、あらかじめ指定した優先度を用いて計算する。

処理ステップST129において、遮断が必要な制御可能な特定需要家103の組み合わせの計算が終了したら、次の処理ステップST130において、配電線４に接続される制御可能な特定需要家の遮断器106を制御する装置105に、遮断指令を送信する。

処理ステップST130において、制御可能な特定需要家の遮断器106への遮断指令を送信し終わったら、処理ステップST131で配電線４の復旧操作が終了するまで待機する。

なお、前述の処理ステップST127〜処理ステップST131における処理は、配電線４が復電する以前に実行される。つまり配電線４が復電する前に、制御可能な特定需要家103の遮断器106は遮断される。このため制御可能な特定需要家の遮断器106を制御する装置105および制御可能な特定需要家を遮断する遮断器106は動作電源を有しているものとする。

以上のようにこの発明の実施の形態１では、分散型電源101の出力と制御可能な特定需要家103の負荷量、配電線４の送り出し潮流を観測し、事故復旧操作前に配電線が過負荷になるか否か判別する方法をとったので正確に過負荷量を把握でき、必要に応じてあらかじめ選定した特定需要家の負荷を遮断することで系統の過負荷を防止できる利点を有するものである。

なお、この発明の実施の形態１は、前述のことから、配電線の各配電線毎に配電線しゃ断器と配電線を複数の順送区間に区分する区分開閉器と、配電線・電源相互間の連系を区分する連系開閉器を有する配電系統状態を監視・制御する配電系統監視制御装置において、分散型電源の出力を監視する装置を備え、配電線に接続される需要家のうち、制御可能な特定需要家の負荷量を計測する装置を備え、配電線の送り出し潮流を計測する装置を備え、それら計測情報を送信する通信線を備え、通信した計測情報をもとに系統復旧時において配電線過負荷を防止するために、配電線遮断器を投入する前にあらかじめ遮断しておくべき制御可能な特定需要家を選定する機能を備え、制御可能な特定需要家のうち選定した特定需要家に対する遮断信号を送信し制御可能な特定需要家を遮断する遮断器と遮断器制御装置を備えた配電系統監視制御方式と言える。

また、負荷と分散型電源とが混在する電力系統の事故復旧操作を行う配電系統監視制御方式であって、前記分散型電源が存在する配電線の負荷のうち選択された負荷をあらかじめ遮断した状態で、当該分散型電源が存在する配電線の配電線遮断器を投入して事故復旧を行う配電系統監視制御方式であり、また、同方式において、前記所定の負荷として、当該所定負荷の配電線に存在する分散型電源の事故前の発電容量に見合う大きさの容量の負荷を選定する配電系統監視制御方式であり、更に、同方式において、事故前の、前記分散型電源の出力と配電線の送り出し潮流と負荷量とから、前記遮断する負荷を選定する配電系統監視制御方式であると言える。

実施の形態２．
前述のこの発明の実施の形態１においては、区分開閉器３を投入する前に、必要に応じてあらかじめ制御可能な特定需要家103の遮断器106を制御する装置105に遮断指令を送信し、負荷遮断を実施する。このため配電線４が停電しているときでも、制御可能な特定需要家103の遮断器106を遮断できるように、制御可能な特定需要家の遮断器106を制御する装置105および制御可能な特定需要家を遮断する遮断器106に動作電源を用意する必要がある。しかし、ある一つの順送区間、たとえばj番目の区分開閉器３(j)が投入されて順送区間２(j)の電圧が回復した時点で、順送区間２(j)に接続された複数の分散型電源と需要家の集合体１(j)に属する制御可能な特定需要家103(j)に対して遮断指令を送信する制御とすれば、制御可能な特定需要家の遮断器106(j)を制御する装置105(j)および制御可能な特定需要家を遮断する遮断器106(j)に動作電源を用意する必要がなくなり、コストを低減できる。また、本方式をとれば、順送区間２(j)が復電した後に制御を行うので、通信線５に電力線搬送（ＰＬＣ）を適用することが可能となる。

次にこの発明の実施の形態２について図４を用いて記載する。なお、今後は、順送区間２(j)と記載した場合、j番目の順送区間を示すものとする。また、Ｎ(i,j)の記載がある場合、順送区間２(j)に接続するi番目の要素Ｎを示すものとする。また、図４において、処理ステップST120〜処理ステップST129までは、前述のこの発明の実施の形態１と同じ処理であるので、それらの説明は省略する。

さて、この発明の実施の形態２において、処理ステップST129が終了した時点で、配電線４の許容過負荷容量Ifdmaxの超過違反を解消するために遮断が必要な制御可能な特定需要家103の組み合わせの計算が終了しているので、次の処理として、処理ステップST151〜処理ステップST156で、制御可能な特定需要家103の遮断器106を制御する装置105に遮断指令を送信する。この発明の実施の形態２は、実施の形態１とは異なり、復旧操作において区分開閉器３が投入される度に、制御可能な特定需要家103の遮断器106を制御する装置105に、遮断指令が送信される。つまり、j番目の順送区間２(j)が復電し、その順送区間２(j)に制御可能な特定需要家103が存在すれば、その時点で必要に応じて負荷遮断を行う。

この発明の実施の形態２では、順送区間２に遮断すべき制御可能な特定需要家103が存在する場合、各順送区間が復電する度に、当該制御可能な特定需要家103の遮断器106への遮断指令を出す。このため、この発明の実施の形態１で必要とされた制御可能な特定需要家を遮断する遮断器106、制御可能な特定需要家の遮断器を制御する装置105の動作電源が必要でなくなり、コストの低減が図れる。また通信線５に電力線搬送（ＰＬＣ）を適用することが可能となるためコスト低減を図ることができる。

なお、この発明の実施の形態２は、前述のことから、複数の制御可能な特定需要家に対する遮断信号を、復旧時の区間順送に伴って順送区間が復電するごとに逐次送信することを特徴とすることで制御可能な特定需要家を遮断する遮断器と遮断器制御装置に動作電源を省略可能とし、また通信に電力線搬送を使用可能とした配電系統監視制御方式であり、また、復旧時の区間順送に伴って、順送区間が復電するごとに、選定された負荷が存在する順送区間では当該順送区間の復電時に当該選定された負荷を遮断する配電系統監視制御方式であると言える。

実施の形態３．
前述のこの発明の実施の形態１、２に対し、配電線４に永久故障が存在した場合についての考慮を行えば、より正確な負荷遮断量が計算できる。この発明の実施の形態３では、この永久故障の考慮を加えて、より正確な負荷遮断量を計算する。

図５に、永久故障の考慮を、この発明の実施の形態１に適用した場合の動作を記載してある。なお、ここでは永久故障の存在する順送区間がfjであるとする。この場合、順送区間1〜fj-1は健全であり復旧が可能である。図５においては、処理ステップST120〜処理ステップST126、処理ステップST127〜処理ステップST131の動作は、前述のこの発明の実施の形態１と同じ内容とする。この発明の実施の形態３は、図５に示すように、前述のこの発明の実施の形態１に、処理ステップST191と処理ステップST192とを追加したものである。

次に、図５により、この発明の実施の形態３の動作を説明する。処理ステップST191において永久故障が存在するか否か判別し、永久故障が存在する場合には処理ステップST192において、考慮する順送区間の総数をnjからfj-1順送区間に変更し、後の処理ステップST127〜処理ステップST131において、復旧可能な順送区間のみについて処理することを可能とする。これにより永久故障が存在していても正確な負荷遮断量を設定できる。

なお、この発明の実施の形態３は、前述のことから、復旧対象の順送区間に永久故障が存在する場合、復旧可能な系統の範囲で遮断が必要な負荷量を計算する配電系統監視制御方式であり、また、復旧対象の順送区間に永久故障が存在する場合、当該永久故障が存在する順送区間以外の順送区間から前記遮断する負荷を選定する配電系統監視制御方式であると言える。

実施の形態４．
前述のこの発明の実施の形態１〜３においては、配電線４が過負荷になる場合には制御可能な特定需要家103の負荷遮断を行っていたが、分散型電源101が系統に連系されるまで区分開閉器３の投入を行わない制御を行えば、負荷遮断を行うことなく配電線４の過負荷を防止することができる。

図１および図６に、この発明の実施の形態４の構成の事例を示す。複数の分散型電源と需要家との集合体１は、図１に示すように配電線４にnj個存在し、図６に記載の要素で構成される。

この発明の実施の形態４においては、図６に示すとおり、前述のこの発明の実施の形態１の図２に加え、区分開閉器３を制御する装置201を追加し、事故復旧操作装置６が、前記区分開閉器３を制御する装置201を介して、区分開閉器３を制御することが可能となっている。区分開閉器３を制御する装置201は、事故復旧操作装置６の指令に基づき区分開閉器３に対し投入を許可しない指令を行うことができる。区分開閉器３は復電後に一定時間が経過して投入可能となり、かつ、区分開閉器を制御する装置201から投入を許可する指令を受けて初めて投入することができる。

次に、この発明の実施の形態４の動作を、図７によって説明する。

図７において、処理ステップST120〜処理ステップST128は、前述のこの発明の実施の形態１と同じ処理を行う。

この発明の実施の形態４において、処理ステップST128が終了した時点で、復旧後の配電線４は分散型電源101に起因した過負荷が発生するかどうか計算できている。

処理ステップST128において過負荷が発生すると判断された場合は、処理ステップST220〜処理ステップST226で、各順送区間jに接続される分散型電源101が復電後に再連系されるまで、次の順送区間2(j+1)を充電しない処理を行う。

例えば、いま順送区間jが充電されたとする。処理ステップST221で順送区間jが受電されたと判定されるので、処理ステップST222に進み、順送区間jに属する分散型電源101がすべて系統に連系されたかどうか判定する。

この処理ステップST222での判定の結果、順送区間jに属する分散型電源101がすべて系統に連系されていたら、処理ステップST223に進み、順送区間jの次の順送区間j+1を充電する区分開閉器3(j+1)に投入の許可を与える。

次いで、処理ステップST224でj=j+1とし、次の順送区間の処理に移る。すべての順送区間について処理が終了したら、処理ステップST227で復旧操作が終了するまで待機する。

以上のように、一つの順送区間に属する分散型電源101が系統に連系されるまで、次の順送区間を充電する区分開閉器３の投入を行わない制御を行えば、負荷遮断を行うことなく配電線４の過負荷を防止することもできる。

なお、この発明の実施の形態４は、前述のことから、配電線過負荷が発生すると計算された場合、順送区間に属する分散型電源が系統に連系されるまで次の順送区間の充電を許可しない機能を備えた配電系統監視制御方式であり、また、分散型電源が存在する順送区間の充電によって配電線過負荷が発生する場合は、当該順送区間の分散型電源が配電線に連系されてから次の順送区間の充電を行う配電系統監視制御方式であると言える。

実施の形態５．
前述のこの発明の実施の形態１〜４では配電線４に接続されるすべての分散型電源101の出力を計測する場合の事例を例示したが、分散型電源101が太陽光発電装置である場合には、計測用太陽光発電装置を設け、その発電量をもとに配電線４の複数地点に接続された複数の分散型電源101の合計発電量を推測するようにすれば、すべての分散型電源101の出力を個別に監視しなくてもよくなり、コストが軽減される。

図１および図８に、この発明の実施の形態５の構成の事例を示す。複数の分散型電源と需要家との集合体１は、図１に示すように配電線４にnj個存在し、図８に記載の要素で構成される。

この発明の実施の形態５においては、図８に示すとおり、前述のこの発明の実施の形態１〜３の図２に加え、計測用太陽光発電装置250を設けてある。計測用太陽光発電装置250は、その発電量を事故復旧操作装置６に送信する。事故復旧操作装置６は、計測用太陽光発電装置250の発電量をもとに、以下の式３の関係より分散型電源101の合計発電量MW1を推測する。

ここで、
KW1:分散型電源101の合計発電量MW1
KW2:計測用太陽光発電装置250の計測値
VA1:分散型電源101の合計発電容量
VA2:計測用太陽光発電装置250の発電容量
である。

これは、「計測用太陽光発電装置250の発電量」と「分散型電源101の合計発電容量」とは、その発電容量の比で表されるとの考えに基づく。この発明の実施の形態５では、前記式３で計算された分散型電源101の合計発電量MW1を、分散型電源の出力として使用する。

以上のように、前述のこの発明の実施の形態１〜４においては個々の分散型電源の出力を通信により事故復旧操作装置６に送信して処理していたが、分散型電源101が太陽光発電装置の場合には、この発明の実施の形態５のように、計測用太陽光発電装置250の発電量を用いて分散型電源101の合計発電容量を推測することで、個々の分散型電源101の発電量を計測する必要が無くなり、コストを削減することが可能となる。

なお、この発明の実施の形態５は、前述のことから、分散型電源が太陽光発電装置であった場合には計測用の太陽光発電装置を設け、その発電量を基に分散型電源の合計発電量を推定することで、個々の分散型電源の出力を監視する必要を無くしてコストを低減した配電系統監視制御方式であり、また、分散型電源が太陽光発電装置の場合は、計測用の太陽光発電装置を設け、当該計測用の太陽光発電装置の発電量を基に分散型電源の合計発電量を推定し、当該推定した合計発電量を前記事故前の発電容量とする配電系統監視制御方式であると言える。

実施の形態６．
前述のこの発明の実施の形態１〜５では配電系に接続される分散型電源101の出力および制御可能な特定需要家103の負荷量を、通信線を使って事故復旧操作装置６に送信し、処理を行っている。この方式を用いれば配電線４の過負荷を効果的に防止できるが、通信装置を用いない局所的な装置でも配電線４の過負荷防止に対してある程度の効果を得ることができる。この発明の実施の形態６では、分散型電源305と制御可能な特定需要家307とを予め対で設定しておき、系統が停電した後復電した場合、分散型電源305が系統に連系されるまで制御可能な特定需要家307を系統に接続しない。この発明の実施の形態６においては遮断する負荷量が多すぎたり、逆に少なすぎて配電線４が過負荷になる可能性があるが、前述のこの発明の実施の形態１〜５に比べ設備のコストを削減できる。

図９に、この発明の実施の形態６の構成の事例を示す。図９の配電系は、配電線301と、事故復旧操作装置302と、配電線遮断器303と、配電変電所304と、分散型電源305と、分散型電源の出力を計測する装置306と、制御可能な特定需要家307、制御可能な特定需要家の遮断器を制御する装置308と、制御可能な特定需要家の負荷を遮断する遮断器309とで構成されている。

前記事故復旧操作装置302は、系統が停電の後に復旧すると、分散型電源305が系統に連系されるまで制御可能な特定需要家307の遮断器309を投入させないように制御する。なお、この制御可能な特定需要家307の投入させないようにする制御は事故復旧時の動作であり、通常状態では手動で制御可能な特定需要家307を系統に連系できるものとする。

前記分散型電源305は、分散型電源の出力を計測する装置306で出力が計測される。前記制御可能な特定需要家307は、分散型電源305と対になっている。
なお、制御可能な特定需要家の負荷を遮断する遮断器309は、系統電圧が無くなると自動的に開放する機能を有しているものとする。

次に、この発明の実施の形態６の動作を、図１０によって説明する。

処理ステップST320、処理ステップST321は制御可能な特定需要家307の負荷を遮断する遮断器309の動作を表しており、系統電圧が無くなると自動的に開放する機能を表現している。系統が停電した後に復旧すると、事故復旧操作装置302の電源が復帰し動作を開始する。

事故復旧操作装置302は、処理ステップST323において、分散型電源305が系統に連系されたかどうかを分散型電源の出力を計測する装置306の計測データを用いて判定する。処理ステップST323において、分散型電源305が系統に連係されたことを確認すると、制御可能な特定需要家の遮断器309を制御する装置308に負荷投入指令を送信する。

この発明の実施の形態６の配電系統監視制御方式は、分散型電源305に対となる制御可能な特定需要家307を予め準備し、事故復旧操作においては、復電後に分散型電源305が系統に連系されるまで制御可能な特定需要家307を系統に接続させないことで、分散型電源に起因する配電線301の過負荷を防止するものである。また、この発明の実施の形態６によれば、通信装置を用いないため、前述のこの発明の実施の形態１〜５に比べてコストを削減することができる。

なお、処理ステップST320〜処理ステップST324の制御である「制御可能な特定需要家307を投入させないようにする制御」は、事故復旧時の動作であり、通常状態では、手動で、制御可能な特定需要家307を系統に連系できるものとする。

以上のように、この発明の実施の形態６においては遮断する負荷量が多すぎたり、逆に少なすぎて配電線４が過負荷になる可能性があるが、前述のこの発明の実施の形態１〜５に比べ設備のコストを削減できる。

なお、この発明の実施の形態６は、前述のことから、分散型電源と制御可能な特定需要家をあらかじめ対で設定しておき、系統が停電した後復電した場合、分散型電源が系統に併入されるまで制御可能な特定需要家を系統に接続しない機能を備えた配電系統監視制御方式であり、また、複数の負荷と複数の分散型電源とが混在する電力系統の事故復旧操作を行う配電系統監視制御方式であって、各分散型電源の各々に対応して負荷を予め選定し、事故復旧時に、各分散型電源の配電線への併入に併せて、対応する前記予め選定された負荷を配電線に接続する配電系統監視制御方式であると言える。

この発明の実施の形態１、２、３、４、５の系統構成の一例を示す図である。この発明の実施の形態１を示す図で、図１に記載の構成要素１（分散型電源と需要家の集合体）を含む配電系統の詳細構成の一例を示す図である。この発明の実施の形態１を示す図で、動作のフロ−の一例を示す図である。この発明の実施の形態２を示す図で、動作のフロ−の一例を示す図である。この発明の実施の形態３を示す図で、動作のフロ−の一例を示す図である。この発明の実施の形態４を示す図で、図１に記載の構成要素１（分散型電源と需要家の集合体）を含む配電系統の詳細構成の一例を示す図である。この発明の実施の形態４を示す図で、動作のフロ−の一例を示す図である。この発明の実施の形態５を示す図で、図１に記載の構成要素１（分散型電源と需要家の集合体）を含む配電系統の詳細構成の一例を示す図である。この発明の実施の形態６を示す図で、配電系統の構成の一例を示す図である。この発明の実施の形態６を示す図で、動作のフロ−の一例を示す図である。

符号の説明

１複数の分散電源と需要家の集合体、
２順送区間、
３区分開閉器、
４配電線、
５通信線、
６事故復旧操作装置、
７変電所遮断器、
８配電変電所、
９配電線の送り出し電力を計測する装置、
101 分散型電源、
102 分散型電源の出力を計測する装置、
103 制御可能な特定需要家、
104 制御可能な特定需要家の負荷量を計測する装置、
105 制御可能な特定需要家の遮断器を制御する装置、
106 制御可能な特定需要家を遮断する遮断器、
107 制御不可能な一般需要家、
201 区分開閉器を制御する装置、
250 計測用太陽光発電装置、
301 配電線、
302 事故復旧操作装置、
303 変電所遮断器、
304 配電変電所、
305 分散型電源、
306 分散型電源の出力を計測する装置、
307 制御可能な特定需要家、
308 制御可能な特定需要家の遮断器を制御する装置、
309 制御可能な特定需要家の負荷を遮断する遮断器。

Claims

負荷と分散型電源とが混在する電力系統の事故復旧操作を行う配電系統監視制御方式において、
前記負荷が、遮断器で個別に遮断制御できる複数の特定需要家と、遮断器で遮断制御できない複数の一般需要家であり、
前記分散型電源の出力を監視する装置、前記特定需要家の負荷量を計測する装置、及び前記電力系統の配電線の送り出し潮流を計測する装置が設けられており、
前記分散型電源の出力を監視する装置により検出された前記分散型電源の出力と、前記特定需要家の負荷量を計測する装置により計測された前記特定需要家の負荷量と、前記配電線の送り出し潮流を計測する装置により計測された前記配電線の送り出し潮流が記憶手段に記憶され、
前記事故復旧操作を行う事故復旧操作装置が、前記配電線遮断器を投入したときの前記配電線の送り出し潮流を前記記憶された通常時の前記配電線の送り出し潮流と前記分散型電源の出力とから事前に計算し、この計算をし終わると、前記配電線の送り出し潮流が前記配電線の許容過負荷容量を超過するか否か判別し、この判別により前記配電線遮断器を投入したときに前記配電線が過負荷になる場合には、前記配電線の許容過負荷容量の超過違反を解消するために遮断が必要な前記特定需要家の組み合わせを、遮断される負荷量が最小になるように計算し、この特定需要家の組み合わせの計算が終了したら、当該特定需要家の遮断器を制御する装置に遮断指令を送信し、
当該組み合わせの特定需要家をあらかじめ遮断した状態で、前記配電線の配電線遮断器を投入して事故復旧を行う配電系統監視制御方式であって、
復旧時の区間順送に伴って、順送区間が復電するごとに、前記組み合わせの特定需要家が存在する順送区間では当該順送区間の復電により電圧が回復した時点で、当該組み合わせの特定需要家を遮断する
ことを特徴とする配電系統監視制御方式。
請求項１に記載の配電系統監視制御方式において、前記組み合わせの特定需要家が、当該特定需要家の配電線に存在する分散型電源の事故前の発電容量に見合う大きさの容量の負荷であることを特徴とする配電系統監視制御方式。
請求項１または請求項２の何れか一に記載の配電系統監視制御方式において、復旧対象の順送区間に永久故障が存在する場合、当該永久故障が存在する順送区間以外の順送区間から前記遮断する組み合わせの特定需要家を選定することを特徴とする配電系統監視制御方式。
請求項１〜請求項３の何れか一に記載の配電系統監視制御方式において、分散型電源が存在する順送区間の充電によって配電線過負荷が発生する場合は、当該順送区間の分散型電源が配電線に連系されてから次の順送区間の充電を行うことを特徴とする配電系統監視制御方式。
請求項２〜請求項４の何れか一に記載の配電系統監視制御方式において、分散型電源が太陽光発電装置の場合は、計測用の太陽光発電装置を設け、当該計測用の太陽光発電装置の発電量を基に分散型電源の合計発電量を推定し、当該推定した合計発電量を前記事故前の発電容量とすることを特徴とする配電系統監視制御方式。