JP5075608B2

JP5075608B2 - 配電線自動制御システム、並びに配電線自動制御方法およびプログラム

Info

Publication number: JP5075608B2
Application number: JP2007323942A
Authority: JP
Inventors: 能弘荻田; 昭憲西; 幹也桜井; 武則小林
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2027-12-14
Also published as: JP2009148098A

Description

本発明は、分散型電源が連系したループ状配電系統を監視制御する配電線事故復旧機能を持たせた配電線自動制御システム、並びに配電線自動制御方法およびプログラムに関する。

一般に、わが国の配電系統は基幹系統から配電用変電所を経て放射状に構成されており、基本的に配電線には負荷しか存在しないということを前提にした配電線事故復旧を実施している。

図８は、電圧型開閉器を用いて監視、制御を行う系統（以下、電圧型配電系統と記す）において、配電線事故が発生した場合に事故区間検出を行う機能を有する放射状配電線自動制御システムの構成を示す図である。

図８に示すように、配電線自動制御システム１は、放射状配電系統１０に対して配電線用遮断器の投入と遮断状態、電圧型開閉器の開閉状態などの配電機器の情報取り込みや制御情報の出力を行う監視制御手段１１と、この監視制御手段１１に取り込まれた配電機器情報により配電系統の充停電状態を判断する状態把握手段１２と、この状態把握手段１２で事故発生と判断した場合に事故が発生した配電線から事故前に送電されていた範囲にある電圧型開閉器の状態を必要に応じて取り込む開閉器状態取り込み手段１３と、開閉器状態取り込み手段１３により取り込んだ電圧型開閉器の情報から、検出時限中の無電圧により投入ロックとなった開閉器を検索し、その電圧型開閉器の負荷側を事故区間と判断する放射状配電線の事故区間検出手段１４と、状態把握手段１２で事故発生と判断するとその事故区間を系統から切離し、事故区間以外の停電区間に対して送電操作（以下、融通送電と記す）を行う事故処理手段１５と、電圧型開閉器の制御を前提とした事故区間以外の停電区間に対する融通送電手順を作成する融通手順作成手段１６と、事故区間復旧後に事故前の系統状態へ復旧する事故前系統復旧手段１７からなる。

なお、停電区間内の電圧型開閉器は制御できないため、電源側から順に制御していく必要がある。

ここで、監視制御手段１１は、放射状配電系統１０から配電機器情報を受信し、前回受信した情報との差異から機器の状態変化（以下、状変と記す）がある場合、状態把握手段１２へ状変内容を通知する。また、監視制御手段１１は、制御要求により放射状配電系統１０を構成する配電機器に対して制御信号を送出する。

状態把握手段１２は、監視制御手段１１から通知された配電機器情報により、配電系系統の充停電判定、および事故発生の判定を行う。そして、状態把握手段１２は、事故発生と判断した場合、開閉器状態取り込み手段１３へ事故発生を通知するとともに、事故発生から一定時間経過後、放射状配電線の事故区間検出手段１４へ事故区間判定の要求を行う。

開閉器状態取り込み手段１３は、状態把握手段１２からの通知により、事故が発生した配電線から事故前に送電されていた範囲にある開閉器を検索し、この検索された開閉器に対して、状態取り込み要求を監視制御手段１１に要求し、状態取り込み結果を状態把握手段１２経由で受け取る。

放射状配電線の事故区間検出手段１４は、状態把握手段１２からの事故区間検出要求に対して、取り込んだ電圧型開閉器の情報より、投入ロック状態の電圧開閉器を検索し、その電圧型開閉器の負荷側を事故区間と判断し、事故処理手段１５へ事故区間検出結果を通知する。

事故処理手段１５は、事故区間を切離すための制御要求、および健全停電区間への融通送電を行うための制御要求を監視制御手段１１へ要求し、制御結果を状態把握手段１２経由で受け取る。

融通手順作成手段１６は、事故処理手段１５からの要求により健全停電区間への融通手順を作成し、結果を事故処理手段１５へ通知する（特許文献１を参照）。

また、近年では、環境問題や経済性、政策などの様々な要因から太陽光・風力・燃料電池などの新エネルギー源となる分散型電源の導入が進み、これらの分散型電源は既に配電系統に連系され、分散型電源を考慮した事故復旧方式の検討が行われている（例えば、特許文献２〜特許文献５参照）。

これら分散型電源を適用した新しい配電系統の形態として、マイクログリッド、需要地系統、Flexible Reliable and Intelligent Energy Delivery Systems（FRIENDS）、Virtual Power Plantなどの概念が創出されている。これらのネットワーク構成は商用系統のネットワークとは異なり、分散型電源によって小規模な電力供給システムを構築し、常時ループ形態で運用されることが今後想定され、分散型電源との協調運用、供給信頼度などの検討および実検証が行われている。（例えば、非特許文献１〜４参照）
特公平０３−０３４２９２号公報特開２００５−１１７７８７特開２００６−０６０８８５特開２００６−０９４６１１特開２００７−０２８７６９林・川崎・松木・若尾・馬場・北篠・横山・小林・平井・生石：「分散型電源の導入拡大に対応した配電系統の協調運用形態」、電気学会論文誌Ｂ、Ｖｏｌ．１２７、Ｎｏ．１、ｐｐ．４１（２００７）志岐・横山・馬場・高野・合田・泉井：「単独マイクログリッドにおけるインバータを用いた分散型電源群による自律分散型需給制御」、電気学会論文誌Ｂ、Ｖｏｌ．１２７、Ｎｏ．１、ｐｐ．９５（２００７）角田・西岡・野呂・篠原・伊東・矢吹・川上：「新エネルギー発電装置を用いたマイクログリッドの自立運転の検討」、電気学会論文誌Ｂ、Ｖｏｌ．１２７、Ｎｏ．１、ｐｐ．１４５（２００７）佐々木・北・田中・長谷川：「分散型電源の導入・運用が経済性および供給信頼度に与える効果に関する研究」,電気学会論文誌Ｂ、Ｖｏｌ．１２７、Ｎｏ．１、ｐｐ．１８３（２００７）

上述した従来の配電線自動制御システムの配電線事故復旧方法における事故区間検出処理は、放射状の系統構成を前提とし、配電系統の配電線用遮断器（以下、ＦＣＢと記す）を再閉路させ、開閉器の時限順送機能により発生するＦＣＢの再閉路、再々閉路により事故区間を特定していた。

しかし、マイクログリッドなどで想定される常時ループ形態で運用される系統構成では、各ＦＣＢが各々再閉路を実施したとすると再閉路の同調が取れず、事故区間を正しく検出することができない。

図９は、分散型電源を電源元とし常時ループ状態で構築された配電系統図である。

図９において、Ｇ１１〜Ｇ１３は分散型電源、ＦＣＢ１１〜ＦＣＢ１３は分散型電源Ｇ１１〜Ｇ１３側の各フィーダに連系された配電線用遮断器、Ｓ１〜Ｓ９はＦＣＢ１１とＦＣＢ１２間を連係する配電線に適宜の間隔を存して設けられた常閉開閉器、Ｓ１０〜Ｓ１５は常閉開閉器Ｓ３とＳ４との間とＦＣＢ１３間を結ぶ配電線に適宜の間隔を存して設けられた常閉開閉器である。

ここで、各常閉開閉器（以下、単に開閉器と記す）Ｓ１〜Ｓ１５はループ運用されることを考慮し、双方向に時限順送可能な子局が設置されることを想定している。

このような構成の配電系統において、いま、開閉器Ｓ２と開閉器Ｓ３との区間で事故が発生した場合、従来の事故区間検出では、ＦＣＢ１３の時限順送機能により開閉器Ｓ１０がＸ時限待ち状態のときに、ＦＣＢ１２の時限順送機能により開閉器Ｓ１０が再遮断すると、開閉器Ｓ１０が投入ロックとなり、投入ロック状態の開閉器Ｓ１０と開閉器Ｓ１１に囲まれた区間を誤って事故区間と判断してしまう。これはＦＣＢ１２から開閉器Ｓ３に至るまでの時限順送がＦＣＢ１３から開閉器Ｓ１０に至るまでの時限順送に比べて速いときに開閉器Ｓ１０が再遮断してしまうためである。

また、従来は一箇所のＦＣＢから１配電線全てを供給できる電力量が保証されているため再閉路により末端まで送電能力があることが保証されていたが、マイクログリッドなどでは複数の分散型電源で１つの配電線により送電しているため、１つの分散型電源から当該配電線の全区間を送電できる保証がない。

一方、事故区間以外の健全停電区間へ送電を実施するにあたり、商用系統では事故配電線に分散型電源が連系している場合は、分散型電源の単独運転を防止するために健全停電区間に連系される分散型電源を解列させている。

しかし、マイクログリッドのように分散型電源群で構成されるネットワークは、当該分散型電源を解列すると供給支障が増大するため、分散型電源を並列運転した状態での融通方式が必要となる。

本発明は上述した課題を解決するためになされるものであり、分散型電源が連系したループ状配電系統の配電線事故を確実に検出して分散型電源の予備力を考慮した事故復旧を行うことができる信頼性の高い配電線自動制御システム、並びに配電線自動制御方法およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、次のような手段により分散型電源が連系したループ状配電系統を監視制御する配電線事故復旧機能を持たせた配電線自動制御システム、並びに配電線自動制御方法とするものである。

本発明は、分散型電源が連系されたループ状配電系統の配電線遮断器の投入遮断状態情報、開閉器の開閉状態情報、開閉器の属性および配電区間相互の接続情報を保持する設備情報、分散型電源の発電出力情報などの機器情報を通信手段により取り込んでループ状配電系統の監視制御を行う配電線自動制御システムにおいて、分散型電源が連系したループ状配電系統で事故が発生した場合、再閉路時の送電範囲と各分散型電源からの送電可能範囲を加味して一箇所の再閉路で全範囲を送電できるか否かを判定し、全範囲を送電できない場合には発電量の調整により送電範囲を決定し、再閉路実施による再遮断により分散型電源が連系されたループ状配電線の事故区間を特定する事故区間検出手段と、この事故区間検出手段により事故区間が特定されると分散型電源の発電量を考慮した健全停電区間へ送電する融通手順を作成する融通手順作成手段と、この融通手順作成手段で作成された融通手順に従って事故除去における事故前のループ状配電系統に復旧させるループ状事故前系統復旧手段とを具備することを特徴とする。

また、本発明は、連系線を介して商用系統に連系可能で、常時は単独系統として独立で運用されるマイクログリッド系統より配電線遮断器の投入遮断状態情報、開閉器の開閉状態情報、開閉器の属性および配電区間相互の接続情報を保持する設備情報、分散型電源の発電出力情報などの機器情報を通信手段により取り込んで前記マイクログリット系統を監視制御する配電線自動制御システムにおいて、前記マイクログリッドに発生する事故を判定する事故判定手段と、この事故判定手段により事故の発生を認識すると、分散型電源が連系されたループ状配電線の事故区間を検出する事故区間検出手段と、この事故区間検出手段により事故区間が特定されると分散型電源を考慮した事故復旧対象区間へ送電してマイクログリッド内単独事故復旧を実施するための融通手順を作成する融通手順作成手段と、この融通手順作成手段で作成された融通手順で事故復旧対象区間へ送電したとき供給支障があるかどうかを判定し、供給支障がある場合には前記商用系統側の予備力を確認する予備力確認手段と、この予備力確認手段で確認された商用系統の予備力を用いて融通計算を行って復旧操作手順を作成する復旧操作手順作成手段と、この復旧操作手順作成手段で作成された復旧操作手順を実施する復旧操作手順実施手段とを備え、マイクログリッド内系統事故発生時に事故区間以外の健全停電区間に対する送電を早期に実施し、供給支障を最小限にすることを特徴とする。

さらに、本発明は、コンピュータを、分散型電源が連系されたループ状配電系統の配電線遮断器の投入遮断状態情報、開閉器の開閉状態情報、開閉器の属性および配電区間相互の接続情報を保持する設備情報、分散型電源の発電出力情報などの機器情報を用いて、分散型電源が連系したループ状配電系統で事故が発生した場合、再閉路時の送電範囲と各分散型電源からの送電可能範囲を加味して一箇所の再閉路で全範囲を送電できるか否かを判定し、全範囲を送電できない場合には発電量の調整により送電範囲を決定し、再閉路実施による再遮断により分散型電源が連系されたループ状配電線の事故区間を特定する事故区間検出手段と、この事故区間検出手段により事故区間が特定されると分散型電源の発電量を考慮した健全停電区間へ送電する融通手順を作成する融通手順作成手段と、この融通手順作成手段で作成された融通手順に従って事故除去における事故前のループ状配電系統に復旧させるループ状事故前系統復旧手段として機能させるためのプログラムを提供するものである。

また、本発明は、コンピュータを、連系線を介して商用系統に連系可能で、常時は単独系統として独立で運用されるマイクログリッド系統の配電線遮断器の投入遮断状態情報、開閉器の開閉状態情報、開閉器の属性および配電区間相互の接続情報を保持する設備情報、分散型電源の発電出力情報などの機器情報を用いて、前記マイクログリッドに発生する事故を判定する事故判定手段と、この事故判定手段により事故の発生を認識すると、分散型電源が連系されたループ状配電線の事故区間を検出する事故区間検出手段と、この事故区間検出手段により事故区間が特定されると分散型電源を考慮した事故復旧対象区間への送電によりマイクログリッド内単独事故復旧を実施するための融通手順を作成する融通手順作成手段と、この融通手順作成手段で作成された融通手順で事故復旧対象区間へ送電したとき供給支障があるかどうかを判定し、供給支障がある場合には前記商用系統側の予備力を確認する予備力確認手段と、この予備力確認手段で確認された商用系統の予備力を用いて融通計算を行って復旧操作手順を作成する復旧操作手順作成手段と、この復旧操作手順作成手段で作成された復旧操作手順を実施する復旧操作手順実施手段として機能させるためのプログラムを提供するものである。

本発明によれば、分散型電源が連系したループ状配電系統の配電線事故を確実に検出して分散型電源の予備力を考慮した事故復旧を行うことができる信頼性の高い配電線自動制御システム、並びに配電線自動制御方法およびプログラムを得ることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１〜図５及び図９を用いて本発明の第１の実施形態を説明する。

図１は、本発明による配電線自動制御システムおよび配電線自動制御方法を説明するための第１の実施形態を示すブロック構成図で、図８と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１において、電圧型開閉器を用いて分散型電源が連系されたループ状配電系統の監視、制御を行う配電線自動制御システム１は、分散型電源が連系したループ状配電系統２０に対して配電線用遮断器の投入と遮断状態、電圧型開閉器の開閉状態などの配電機器の情報取り込みや制御情報の出力を行う監視制御手段１１と、この監視制御手段１１に取り込まれた配電機器情報により配電系統の充停電状態を判断する状態把握手段１２と、この状態把握手段１２で事故発生と判断した場合に事故が発生した配電線から事故前に送電されていた範囲にある電圧型開閉器の状態を必要に応じて取り込む開閉器状態取り込み手段１３と、状態把握手段１２より取り込んだ電圧型開閉器の情報から、分散型電源が連系されたループ状配電線の事故区間を判断する事故区間検出手段２１と、状態把握手段１２で事故発生と判断するとその事故区間を系統から切離し、事故区間以外の停電区間に対して融通送電を行う事故処理手段１５と、分散型電源の並列運転と電圧型開閉器の制御を前提とした事故区間以外の停電区間に対する融通送電手順を作成する分散型電源を考慮した融通手順作成手段２２と、事故区間復旧後に事故前のループ状系統へ復旧するループ状事故前系統復旧手段２３とから構成され、これらはコンピュータ処理により実現される。

図２は、分散型電源が連系されたループ状配電線の事故区間検出手段２１の構成を示すブロック図である。

図２において、分散型電源が連系されたループ状配電線の事故区間検出手段２１は、メモリにそれぞれ保存される事故前系統情報１００、ＦＣＢ投入遮断状態情報１０１、事故情報１０２、開閉器状態情報１０３、設備情報１０４、分散型電源発電出力情報１０５と、事故前系統における分散型電源送電範囲判定部２００、ＦＣＢ再閉路優先順位決定部２０１、分散型電源発電出力調整部２０２、ＦＣＢ再閉路実施司令部２０３、事故区間検出部２０４とから構成される。

図３は、分散型電源を考慮した融通手順作成手段２２の構成を示すブロック図である。

図３において、分散型電源を考慮した融通手順作成手段２２は、メモリにそれぞれ保存される開閉器状態情報１０３、設備情報１０４、分散型電源発電出力情報１０５、融通対象系統情報１０６と、分散型電源発電出力調整部２０２、分散型電源を考慮した予備力算出部２０５、健全停電区間復旧部２０６とから構成される。

図４は、図３における分散型電源を考慮した予備力算出部２０５の分散型電源を考慮した予備力算出例を説明するための図である。

図５は、ループ状事故前系統復旧手段２３の構成を示すブロック図である。

図５において、ループ状事故前系統復旧手段２３は、メモリにそれぞれ保存される事故前系統情報１００、ＦＣＢ投入遮断状態情報１０１、事故情報１０２、開閉器状態情報１０３、設備情報１０４、分散型電源発電出力情報１０５、事故後系統情報１０７と、事故区間の事故原因除去部２０７、事故除去区間への送電部２０８、切戻し操作実施部２０９、系統状態チェック部２１０とから構成される。

次にこのように構成された配電線自動制御システムの作用を図１〜図５及び図９を参照しながら説明する。

図９に示す配電系統の開閉器Ｓ２と開閉器Ｓ３に囲まれた区間で事故が発生した場合、配電線自動制御システム１において、状態把握手段１２では監視制御手段１１に取り込まれたループ状配電系統２０の配電機器の情報からＦＣＢ１、ＦＣＢ２及びＦＣＢ３の初回遮断を検出してその情報を分散型電源が連系されたループ状配電線の事故検出手段２１に与える。

分散型電源が連系されたループ状配電線の事故検出手段２１において、図２に示す事故前系統における分散型電源送電範囲部判定部２００は、事故前系統情報１００、ＦＣＢ投入遮断状態情報１０１、開閉器状態情報１０３および設備情報１０４をメモリから読み込み、事故前の送電範囲の負荷と分散型電源の発電量から各分散型電源における供給範囲を特定する。

また、ＦＣＢ再閉路優先順位決定部２０１は、分散型電源発電出力情報１０５をメモリから読み込み、一箇所のＦＣＢの再閉路により全範囲を送電できるＦＣＢを抽出する。その際、一箇所のＦＣＢのみで全範囲を送電するＦＣＢが抽出できない場合は、分散型電源発電出力調整部２０２により、一箇所のＦＣＢにより全範囲を送電可能とするような分散型電源の発電出力になるように発電出力を調整し、再度、ＦＣＢ再閉路優先順位決定部２０１によって、一箇所のＦＣＢにより全範囲を送電可能とするＦＣＢを抽出する。

分散型電源発電出力調整部２０２による分散型電源の発電出力増加によっても対象となるＦＣＢが抽出不可の場合は、ＦＣＢ再閉路優先順位決定部２０１は分散型電源の予備力の大きい順や、再閉路の送電により停電量が少なくなる順などによる優先度からＦＣＢの再閉路順位を決定する。

さらに、ＦＣＢの再閉路実施要求を受けたＦＣＢ再閉路実施指令部２０３は、事故情報１０２、設備情報１０４をメモリから読み込み、ＦＣＢ再閉路優先順位決定部２０１により抽出されたＦＣＢの再閉路を実施する。但し、複数のＦＣＢが抽出されている場合は、各ＦＣＢの再閉路は優先順位に従って順次実施する。

また、事故区間検出部２０４は、事故情報１０２、開閉器状態情報１０３をメモリから読み込み、ＦＣＢ再閉路実施指令部２０３によるＦＣＢの再閉路によって、電源側から事故区間に隣接する開閉器まで時限投入し、事故区間に隣接する電源側の開閉器が子局機能により投入ロック状態となった開閉器を検出し、その開閉器の負荷側の区間を事故区間と判定して、図１に示す事故処理手段１５へ事故区間検出結果を通知する。

分散型電源を考慮した融通手順作成手段２２は、事故処理手段１５から健全停電区間への融通手順作成要求を受けると、図３に示す分散型電源を考慮した予備力算出部２０５は分散型電源発電出力情報１０５、融通対象系統情報１０６をメモリから読み取って連系点の融通予備力を算出する。

従来、図８の融通手順作成手段１６による予備力は、各開閉器の容量と各開閉器における現在の通過電流の差分から算出し、融通元配電線の経路において最も小さい予備力を連系点の予備力としていた。そのため、分散型電源の予備力を考慮することができない。

図４を例にすると、分散型電源の予備力を考慮していない従来の場合には、常閉開閉器Ｓ２１の予備力が最小の２０Ａであるため、連系点である常開開閉器Ｓ２５の予備力は２０Ａとなる。

これに対して、図３に示す分散型電源を考慮した予備力算出部２０５の予備力算出では、融通元配電線の経路上に分散型電源が連系している場合、分散型電源が連系されている区間より電源側で最小となる予備力に分散型電源の予備力を加味して算出する。

図４は、分散型電源を考慮した予備力算出部２０５による予備力の算出の一例を示すもので、Ｇ１１，Ｇ１２，Ｇ１３は分散型電源、ＦＣＢ１１，ＦＣＢ１２，ＦＣＢ１３は遮断器であり、Ｓ２１〜Ｓ２４は常閉開閉器およびＳ２５は常開開閉器（以下、これらを単に開閉器と呼ぶ）である。

まず、分散型電源の予備力は、図２に示す分散型電源発電出力調整部２０２により分散型電源発電出力情報を読み込み、現在の発電量と最大限発電出力できる発電量の差分によって算出する。この場合、最大発電出力の算出は、分散型電源の稼動に要するエネルギーコストや、熱および自然環境の状況など、種々な分散型電源の発電出力調整に関係する要素を考慮する。

図４において、ＦＣＢ１１から開閉器Ｓ２２までの最小予備力は２０Ａを示す。開閉器Ｓ２２と開閉器Ｓ２３の間の区間に分散型電源Ｇ１２が連系されているため、開閉器Ｓ２２までの最小予備力２０Ａと分散型電源Ｇ２の予備力分である２０Ａを加算し、４０Ａの予備力に増加する。

次いで、開閉器Ｓ２３と開閉器Ｓ２４の間の区間にも分散型電源Ｇ１３が連系されているため、開閉器Ｓ２３までの予備力４０Ａに分散型電源Ｇ１３の予備力分である１０Ａを加算し、開閉器Ｓ２４の予備力を５０Ａに増加させる。分散型電源を考慮した開閉器Ｓ２４までの予備力５０Ａは、連系点となる開閉器Ｓ２５の容量である６０Ａを超過していないため、連系点の予備力は５０Ａと算出される。

図３に示す健全停電区間復旧部２０６は、分散型電源を考慮した予備力算出部２０５によって算出された予備力を用いて、健全停電区間への融通手順を作成し、その結果を図１に示す事故処理手段１５へ通知する。

他方、ループ状事故前系統復旧手段２３は、図５に示す事故区間の事故原因除去部２０７により、事故後系統情報１０７と事故情報１０２に基づいて事故要因を人間系により除去し、事故除去区間への送電部２０８より、事故が除去された停電区間へ送電を実施する。

また、切戻し操作実施部２０９は、ＦＣＢ投入遮断情報１０１、開閉器状態情報１０３および設備情報１０４から全ての停電区間が無くなったことを確認し、事故前の送電形態に戻す操作手順を作成し実行する。事故前系統において、分散型電源が連系したループ系統の場合は、系統状態チェック部２１０により開閉器状態情報１０３、設備情報１０４および分散型電源発電出力情報をもとに潮流計算を行って、電圧、電流、ループ横流などのチェックを行う。配電系統の潮流計算手法としては、例えば特開２００６−２４６６８３号公報などがある。

ここで、以上のような分散電源を考慮した配電線事故復旧方法について述べると次の通りである。

（１）事故区間判定のための再閉路にあたり、再閉路時の送電範囲と各分散型電源からの送電範囲を加味し、再閉路を実施する。

（２）上記（１）の結果一箇所の再閉路では全範囲を送電できない場合は、発電量の調整を実施し、送電範囲を決定する。

（３）上記（２）の結果一箇所の再閉路では全範囲を送電できない場合は、複数箇所からの再閉路を実施する。

（４）上記（１）〜（３）の処理により再閉路を実施し、再遮断により事故区間を特定する。

（５）健全停電範囲への送電にあたっては、停電負荷と発電量を加味し、発電量の調整を実施し、融通不能を最小とする。

（６）事故前系統への切り戻しにあたっては、事故前に複数の分散型電源から送電していた場合は、その形態に戻すために、ループ横流等を計算し、リレーの誤動作や機器保護を考慮した系統操作を実施する。

このように第１の実施形態によれば、事故区間検出手段２１により、分散型電源が連系したループ状配電系統で事故が発生した場合、再閉路時の送電範囲と各分散型電源からの送電可能範囲を加味して一箇所の再閉路で全範囲を送電できるか否かを判定し、全範囲を送電できない場合には発電量の調整により送電範囲を決定し、この発電量の調整による送電範囲としても一箇所の再閉路で全範囲を送電できない場合には複数箇所から、再閉路実施による再遮断により分散型電源が連系されたループ状配電線の事故区間を特定するようにしたので、事故区間検出の誤りを防止することが可能となり、また、分散型電源を考慮した融通手順作成手段２２により、分散型電源の予備力を考慮した融通手順を作成することで供給支障を低減することが可能となる。さらに、ループ状事故前系統復旧手段２３によって、事故除去後の事故前のループ状配電系統への復旧時における系統状態チェックや電源機器の保護を行うことができる。

（第２の実施形態）
次に、常時は単独系統として独立で運用されている系統（以下、マイクログリッドと称す）と商用系統の連系を考慮した配電線自動制御システムおよび配電線自動制御方法を説明するための第２の実施形態を図６および図７を用いて説明する。

図６は、連系線を介して商用系統と連系され、常時は単独系統として運用されるマイクログリッドの構成例を示す系統図である。

図６において、Ｇａ，Ｇｂは分散型電源で、分散型電源Ｇａ側のフィーダにＦＣＢａが接続され、このＦＣＢａに接続された配電線４２ａに区分開閉器４３ａ〜４３ｃ、連系開閉器４４ａが適宜の距離を存してそれぞれ設けられ、連系開閉器４４ａに商用系統ＡＣが連系可能に接続されている。さらに、区分開閉器４３ａと４３ｂとの間の配電線を分岐させて区分開閉器４３ｆ，４３ｇと連系開閉器４４ｂが適宜の距離を存して設けられている。

また、分散型電源Ｇｂ側のフィーダにＦＣＢｂが接続され、このＦＣＢｂに接続された配電線４２ｂに区分開閉器４３ｆ，４３ｇが適宜の距離を存して設けられ、さらに区分開閉器４３ｇと区分開閉器４３ｅとの間が連系開閉器４４ｂにより連系されている。

図７は図６に示す系統に適用される本発明の第２の実施形態における全体の処理手順を示す図である。

なお、配電線自動制御システムとしては、第１の実施形態と同様に監視制御手段１１、状態把握手段１２、開閉器取り込み手段１３、分散電源が連系されたループ状配電線の事故区間検出手段２１および分散型電源を考慮した融通手順作成手段２２が備えられているが、ここではその詳細な説明は省略する。

第２の実施形態においては、事故判定手段３０と、分散型電源が連系されたループ状配電線の事故区間検出手段２１と、マイクログリッド内単独事故復旧処理を実施する分散型電源を考慮した事故処理手段２２と、商用系統側の予備力確認手段３１と、商用系統の予備力を用いた復旧操作手順作成手段３２および、復旧操作手順実施手段３３から構成される。

このように構成された第２の実施形態の作用を図６および図７を参照して説明する。

図６のマイクログリッド系統において、配電線４２aの区間４５aで事故が発生した場合、事故判定手段３０により系統事故が発生したことを認識し、事故復旧処理を開始する。

分散型電源が連系されたループ状配電線の事故区間検出手段２１により、事故区間が４５ａであることを判定し、復旧対象区間を健全停電区間である４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５e、４５fと決定する。

次に、分散型電源を考慮した融通手順作成手段２２により、配電線４２bから融通操作を行う。ここで、４５b、４５c、４５d、４５e、４５fの各区間負荷が２０Ａ、バンク許容電流・フィーダ許容電流およびバンク電流Ｉｂ2・フィーダ電流Ｉｆ2から算出される配電線４２bの予備力が５０Ａであるとすると、配電線４２bから区間４５eおよび４５fへ融通を行い、区間４５b、４５c、４５dが供給支障（停電区間）として残る。

マイクログリッド内単独では、これ以上の事故復旧を行えず供給支障が残っているため、以下の手順で商用系統からの融通を行う。

次に、商用系統側の予備力確認手段３１により、商用系統側の予備力を決定する。商用系統の配電線自動制御システムとの連系により予備力（または予備力算出に必要な情報）をシステムへ入力する方法、予備力（または予備力算出に必要な情報）を商用系統管理者から入手し、オペレータが入力する方法等がある。

なお、商用系統側の予備力は、マイクログリッドと連系しているフィーダおよび、当該フィーダが属するバンクの電流（ｌｆ3、ｌｂ3）とその許容電流から算出される。

次に商用系統の予備力を用いて融通計算を行って復旧操作手順を作成する商用系統の予備力を用いた復旧操作手順作成手段３２により、商用系統からの融通操作手順を作成する。

前述した商用系統側の予備力確認手段３１で算出した予備力を用いて、連系している商用系統のフィーダをマイクログリッド内と同等のフィーダとして融通計算を行い、融通操作手順を作成する。

ただし、商用系統のフィーダは、現行配電線自動制御システムにおける上位系統が異系統のフィーダと同様の扱いとする。ここで、商用系統のフィーダの予備力を７０Ａとすると、商用フィーダから区間４５b、４５c、４５dに融通する手順（開閉器４４ａ入操作、開閉器４３ｃ入操作、開閉器４３b入操作）を作成する。

さらに、復旧操作手順を実施する復旧操作手順実施手段３３により、計算機システムからの指令により、上記の商用系統の予備力を用いた復旧操作手順作成手段３２にて作成した操作手順を実行する。

なお、商用フィーダを玉突きフィーダとして使用する場合は、停電切替えを行うか、商用系統とマイクログリッドの周波数、電圧、位相を合わせて同期投入を行う仕組みが必要となる。

このように本発明の第２の実施形態によれば、マイクログリッド内のみで事故復旧できずに供給支障が残る場合、商用系統側からの融通を可能として供給支障を最小限とすることができる。

本発明による配電線自動制御システムの第１の実施形態を示すブロック図。同実施形態における分散型電源が連系されたループ状配電線の事故区間検出手段の構成を示すブロック図。ドア実施形態における分散型電源を考慮した事故処理手段の構成を示すブロック図。同実施形態における分散型電源を考慮した予備力算出例の説明図。同実施形態におけるループ状系事故前系統復旧手段の構成を示すブロック図。商用系統が連系され、常時は単独系統として独立で運用されるマイクログリッドの構成例を示す系統図。本発明による配電線自動制御システムの第２の実施形態を説明するための処理手順を示す図。従来の放射状配電系統に対する配電線自動制御システムの構成を示すブロック図。分散型電源を電源元とし、常時ループ状態で構築された配電系統図。

符号の説明

１…配電線自動制御システム、１１…監視制御手段、１２…状態把握手段、１３…開閉器状態取り込み手段、１４…放射状配電線事故区間検出手段、１５…事故処理手段、１６…融通手順作成手段、１７…事故前系統復旧手段、２０…分散型電源が連系されたループ状配電系統、２１…分散型電源が連系されたループ状配電線の事故区間検出手段、２２…分散型電源を考慮した融通手順作成手段、２３…ループ状事故前系統復旧手段、３０…事故判定処理処理、３１…商用系統側の予備力確認手段、３２…商用系統の予備力を用いた復旧操作手順作成手段、３３…復旧操作手順実施手段、１００…事故前系統情報、１０１…ＦＣＢ投入遮断状態情報、１０２…事故情報、１０３…開閉器状態情報、１０４…設備情報、１０５…分散型電源発電出力情報、１０６…融通対象系統情報、１０７…事故後系統情報、２００…事故前系統における分散型電源送電範囲判定部、２０１…ＦＣＢ再閉路優先順位決定部、２０２…分散型電源発電出力調整部、２０３…ＦＣＢ再閉路実施指令部、２０４…事故区間検出部、２０５…分散型電源を考慮した予備力算出部、２０６…健全停電区間復旧部、２０７…事故区間の事故原因除去部、２０８…事故除去区間への送電部、２０９…切戻し操作実施部、２１０…系統状態チェック部、

Claims

分散型電源が連系されたループ状配電系統の配電線遮断器の投入遮断状態情報、開閉器の開閉状態情報、開閉器の属性および配電区間相互の接続情報を保持する設備情報、分散型電源の発電出力情報などの機器情報を通信手段により取り込んでループ状配電系統の監視制御を行う配電線自動制御システムにおいて、
分散型電源が連系したループ状配電系統で事故が発生した場合、再閉路時の送電範囲と各分散型電源からの送電可能範囲を加味して一箇所の再閉路で全範囲を送電できるか否かを判定し、全範囲を送電できない場合には発電量の調整により送電範囲を決定し、再閉路実施による再遮断により分散型電源が連系されたループ状配電線の事故区間を特定する事故区間検出手段と、この事故区間検出手段により事故区間が特定されると分散型電源の発電量を考慮した健全停電区間へ送電する融通手順を作成する融通手順作成手段と、この融通手順作成手段で作成された融通手順に従って事故除去における事故前のループ状配電系統に復旧させるループ状事故前系統復旧手段とを具備することを特徴とする配電線自動制御システム。
請求項１記載の配電線自動制御システムにおいて、
前記ループ状配電線の事故区間検出手段は、事故発生前の系統における各分散型電源の送電範囲を特定する分散型電源送電範囲判定部と、優先的に再閉路を実施する配電線遮断器の優先順位付けを実施する配電線遮断器の再閉路優先順位決定部と、一箇所の配電線遮断器の再閉路では全範囲を送電できない場合、分散型電源の発電量を調整して送電範囲を決定する分散型電源発電出力調整部と、事故区間を検出するために配電線遮断器の再閉路を実施する再閉路実施指令部、および配電線遮断器を再々遮断により事故区間を特定する事故区間検出部から構成されていることを特徴とする配電線自動制御システム。
請求項１記載の配電線自動制御システムにおいて、
分散型電源を考慮した融通手順作成手段は、健全停電区間へ融通する時に発電量が調整可能な分散型電源の発電量を変更する分散型電源発電出力調整部と、分散型電源の発電予備力を考慮した予備力算出部および健全停電区間への融通処理を実施する健全停電区間復旧部から構成されていることを特徴とする配電線自動制御システム。
請求項１記載の配電線自動制御システムにおいて、
ループ状事故前系統復旧手段は、人間系により事故原因の除去を実施する事故区間の事故原因除去部と、事故が除去された停電区間へ送電する事故除去区間への送電部と、全ての停電区間が無くなったことにより、事故前の送電形態に戻す操作手順を作成し実行する切戻し操作実施部、および事故前系統に戻された系統における周波数、電圧、位相などをチェックする系統状態チェック部から構成されていることを特徴とする配電線自動制御システム。
連系線を介して商用系統に連系可能で、常時は単独系統として独立で運用されるマイクログリッド系統より配電線遮断器の投入遮断状態情報、開閉器の開閉状態情報、開閉器の属性および配電区間相互の接続情報を保持する設備情報、分散型電源の発電出力情報などの機器情報を通信手段により取り込んで前記マイクログリット系統を監視制御する配電線自動制御システムにおいて、
前記マイクログリッドに発生する事故を判定する事故判定手段と、この事故判定手段により事故の発生を認識すると、分散型電源が連系されたループ状配電線の事故区間を検出する事故区間検出手段と、この事故区間検出手段により事故区間が特定されると分散型電源を考慮した事故復旧対象区間へ送電してマイクログリッド内単独事故復旧を実施するための融通手順を作成する融通手順作成手段と、この融通手順作成手段で作成された融通手順で事故復旧対象区間へ送電したとき供給支障があるかどうかを判定し、供給支障がある場合には前記商用系統側の予備力を確認する予備力確認手段と、この予備力確認手段で確認された商用系統の予備力を用いて融通計算を行って復旧操作手順を作成する復旧操作手順作成手段と、この復旧操作手順作成手段で作成された復旧操作手順を実施する復旧操作手順実施手段とを備え、マイクログリッド内系統事故発生時に事故区間以外の健全停電区間に対する送電を早期に実施し、供給支障を最小限にすることを特徴とする配電線自動制御システム。
請求項５記載の配電線自動制御システムにおいて、
商用系統側の予備力確認手段は、商用系統の配電線自動制御システムとの連係により予備力または予備力算出に必要な情報をシステムへ入力するか、又は予備力または予備力算出に必要な情報を商用系統管理者から入手してオペレータが入力して商用系統側の予備力を確認することを特徴とする配電線自動制御システム。
請求項６記載の配電線自動制御システムにおいて、
前記復旧操作手順作成手段は、商用系統側の予備力確認手段で確認された予備力を用いて、連系している商用系統のフィーダをマイクログリッド内と同等のフィーダとして融通計算を行い、融通操作手順を作成することを特徴とする配電線自動制御システム。
請求項７記載の配電線自動制御システムにおいて、
前記復旧操作手順実施手段は、前記復旧操作手順作成手段で作成した融通手順に従って操作手順を実行することを特徴とする配電線自動制御システム。
分散型電源が連系されたループ状配電系統の配電線遮断器の投入遮断状態情報、開閉器の開閉状態情報、開閉器の属性および配電区間相互の接続情報を保持する設備情報、分散型電源の発電出力情報などの機器情報を通信手段により取り込んでループ状配電系統の監視制御を行う配電線自動制御方法において、
分散型電源が連系したループ状配電系統で事故が発生した場合、再閉路時の送電範囲と各分散型電源からの送電可能範囲を加味して一箇所の再閉路で全範囲を送電できるか否かを判定し、全範囲を送電できない場合には発電量の調整により送電範囲を決定し、再閉路実施による再遮断により分散型電源が連系されたループ状配電線の事故区間を特定する事故区間検出ステップと、この事故区間検出ステップにより事故区間が特定されると分散型電源の発電量を考慮した健全停電区間へ送電する融通手順を作成する融通手順作成ステップと、この融通手順作成ステップで作成された融通手順に従って事故除去における事故前のループ状配電系統に復旧させるループ状事故前系統復旧ステップとを含むことを特徴とする配電線自動制御方法。
連系線を介して商用系統に連系可能で、常時は単独系統として独立で運用されるマイクログリッド系統より配電線遮断器の投入遮断状態情報、開閉器の開閉状態情報、開閉器の属性および配電区間相互の接続情報を保持する設備情報、分散型電源の発電出力情報などの機器情報を通信手段により取り込んで前記マイクログリット系統を監視制御する配電線自動制御方法において、
前記マイクログリッドに発生する事故を判定する事故判定ステップと、この事故判定ステップにより事故の発生を認識すると、分散型電源が連系されたループ状配電線の事故区間を検出する事故区間検出ステップと、この事故区間検出ステップにより事故区間が特定されると分散型電源を考慮した事故復旧対象区間への送電によりマイクログリッド内単独事故復旧を実施するための融通手順を作成する融通手順作成ステップと、この融通手順作成ステップで作成された融通手順で事故復旧対象区間へ送電したとき供給支障があるかどうかを判定し、供給支障がある場合には前記商用系統側の予備力を確認する予備力確認ステップと、この予備力確認ステップで確認された商用系統の予備力を用いて融通計算を行って復旧操作手順を作成する復旧操作手順作成ステップと、この復旧操作手順作成ステップで作成された復旧操作手順を実施する復旧操作手順実施ステップとを含み、マイクログリッド内系統事故発生時に事故区間以外の健全停電区間に対する送電を早期に実施し、供給支障を最小限にすることを特徴とする配電線自動制御方法。
コンピュータを、
分散型電源が連系されたループ状配電系統の配電線遮断器の投入遮断状態情報、開閉器の開閉状態情報、開閉器の属性および配電区間相互の接続情報を保持する設備情報、分散型電源の発電出力情報などの機器情報を用いて、
分散型電源が連系したループ状配電系統で事故が発生した場合、再閉路時の送電範囲と各分散型電源からの送電可能範囲を加味して一箇所の再閉路で全範囲を送電できるか否かを判定し、全範囲を送電できない場合には発電量の調整により送電範囲を決定し、再閉路実施による再遮断により分散型電源が連系されたループ状配電線の事故区間を特定する事故区間検出手段と、この事故区間検出手段により事故区間が特定されると分散型電源の発電量を考慮した健全停電区間へ送電する融通手順を作成する融通手順作成手段と、この融通手順作成手段で作成された融通手順に従って事故除去における事故前のループ状配電系統に復旧させるループ状事故前系統復旧手段として機能させるためのプログラム。
コンピュータを、
連系線を介して商用系統に連系可能で、常時は単独系統として独立で運用されるマイクログリッド系統の配電線遮断器の投入遮断状態情報、開閉器の開閉状態情報、開閉器の属性および配電区間相互の接続情報を保持する設備情報、分散型電源の発電出力情報などの機器情報を用いて、
前記マイクログリッドに発生する事故を判定する事故判定手段と、この事故判定手段により事故の発生を認識すると、分散型電源が連系されたループ状配電線の事故区間を検出する事故区間検出手段と、この事故区間検出手段により事故区間が特定されると分散型電源を考慮した事故復旧対象区間への送電によりマイクログリッド内単独事故復旧を実施するための融通手順を作成する融通手順作成手段と、この融通手順作成手段で作成された融通手順で事故復旧対象区間へ送電したとき供給支障があるかどうかを判定し、供給支障がある場合には前記商用系統側の予備力を確認する予備力確認手段と、この予備力確認手段で確認された商用系統の予備力を用いて融通計算を行って復旧操作手順を作成する復旧操作手順作成手段と、この復旧操作手順作成手段で作成された復旧操作手順を実施する復旧操作手順実施手段として機能させるためのプログラム。