JP5372124B2 - Distribution system management support apparatus, control method and program for distribution system management support apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配電系統管理支援装置、配電系統管理支援装置の制御方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a distribution system management support apparatus, a control method for a distribution system management support apparatus, and a program.
電力会社は、需要家に提供する電力の品質の維持向上に日々努めている。例えば電力会社は、各需要家に提供される電力の電圧を規定の範囲内に維持するために、配電用変電所から延設される配電線での電圧降下を考慮し、変電所での送出電圧の調整や、柱上変圧器における変圧比の調整、ShR(Shunt Reactor)やSSR(Step Switched Reactor)、SSC(Step Switched Capacitor)等の電圧調整装置の設置や調整等を行っている。
このような配電線の電圧は、配電用変電所からの亘長、季節による要因(夏季、冬季、長期連休期間等)に加え、日々の気象条件、電力需要等、様々な要因によって大きく変動する。
そのため電力会社は、毎年、前年度の実績や、季節要因、気象予報、電力需要予測等を様々に考慮しつつ、次年度の変電所の送出電圧や電圧調整装置の設置要否、柱上変圧器の変圧比の変更要否等に関する計画を策定し、実施している。
配電線の電圧を管理する技術に関しては、様々な技術が開発されている(例えば特許文献1参照)。
Electric power companies are making daily efforts to maintain and improve the quality of electric power provided to consumers. For example, in order to maintain the voltage of power provided to each customer within the specified range, the power company considers the voltage drop in the distribution line extending from the distribution substation and sends it at the substation. Adjustment of voltage, adjustment of transformation ratio in pole transformer, installation and adjustment of voltage regulators such as ShR (Shunt Reactor), SSR (Step Switched Reactor), and SSC (Step Switched Capacitor) are performed.
The voltage of such distribution lines varies greatly depending on various factors such as daily weather conditions and power demand, in addition to the length from the distribution substation and seasonal factors (summer, winter, long holidays, etc.) .
For this reason, every year, the power company considers the performance of the previous year, seasonal factors, weather forecasts, power demand forecasts, etc. A plan for the necessity of changing the transformer ratio is formulated and implemented.
Various technologies have been developed for managing the voltage of distribution lines (see, for example, Patent Document 1).
需要家に提供される電力の電圧は法令により定められているので、上記のような計画を策定するに際しては、電力需要や気象条件等がどのように変動したとしても、需要家に提供される電力の電圧が規定電圧範囲を逸脱しないようにする必要がある。 Since the voltage of power provided to consumers is stipulated by laws and regulations, when formulating the above plan, it will be provided to consumers no matter how the power demand or weather conditions change. It is necessary to prevent the power voltage from deviating from the specified voltage range.
そのため、上記施策の内容は、過去に発生した電圧変動の最大値及び最小値を基準にして決定されており、そのため、電圧調整装置などの各種電力設備が大量に設置され、また各柱上変圧器の変圧比の変更工事も増加している。 For this reason, the contents of the above measures are determined based on the maximum and minimum values of voltage fluctuations that have occurred in the past. Therefore, a large amount of various power facilities such as voltage regulators are installed, and Construction work for changing the transformer ratio is also increasing.
さらに近年、太陽光発電や風力発電等の自然エネルギーを利用した発電設備を初めとする各種自家発電設備の普及に伴い、配電線に様々な分散型電源が導入されており、配電線の電圧の変動幅の拡大や、電圧変動予測の困難性が増している。 Furthermore, in recent years, with the spread of various private power generation facilities, including power generation facilities that use natural energy such as solar power generation and wind power generation, various distributed power sources have been introduced into the distribution lines. Difficulty in expanding fluctuation ranges and predicting voltage fluctuations is increasing.
そのため、配電線の各地点における電圧を規定電圧範囲内に維持するための各種施策を策定するにあたり、単に過去の電圧変動の最大値や最小値を基準にするのではなく、過去の電圧変動の分布状況を統計的に分析し、より合理的に施策内容を策定することを可能とする技術が求められている。 Therefore, in developing various measures to maintain the voltage at each point on the distribution line within the specified voltage range, it is not simply based on the maximum and minimum values of past voltage fluctuations. There is a need for a technology that can statistically analyze the distribution situation and formulate the contents of measures more rationally.
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、配電線の各地点における電圧を規定電圧範囲内に維持するための施策の策定を支援する配電系統管理支援装置、配電系統管理支援装置の制御方法及びプログラムを提供することを一つの目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a distribution system management support apparatus and a distribution system management support apparatus that support the formulation of measures for maintaining the voltage at each point of the distribution line within the specified voltage range. One object is to provide a method and a program.
一つの側面に係る配電系統管理支援装置は、配電用変電所から延設される配電線における電圧の管理を支援する配電系統管理支援装置であって、前記配電線に配置される複数の計測器から、電圧、電流及び力率を含む計測データを所定時間毎に取得する計測データ取得部と、前記配電線における前記計測器で挟まれる区間内で消費あるいは生成された電力を、前記区間を挟む前記計測器からそれぞれ取得した前記計測データに基づいて算出する電力算出部と、前記配電線の前記各区間における前記電力の算出値を、日時を示す情報と対応付けて記憶する電力情報記憶部と、所定の条件に該当する前記日時における前記各区間の電力の算出値を、前記区間毎に前記電力情報記憶部から抽出し、前記区間毎に、前記電力の分布状況を示す統計値を算出する電力分布算出部と、前記区間毎に算出した前記電力の分布状況を示す統計値に基づいて、前記配電線の各地点における電圧の分布状況を示す統計値を算出する電圧分布算出部と、前記電圧の分布状況を示す統計値を出力する電圧分布出力部と、を備える。 A distribution system management support apparatus according to one aspect is a distribution system management support apparatus that supports the management of voltage in a distribution line extending from a distribution substation, and a plurality of measuring instruments arranged on the distribution line From the measurement data acquisition unit that acquires measurement data including voltage, current, and power factor every predetermined time, and the power consumed or generated in the section sandwiched by the measuring instrument in the distribution line A power calculation unit that calculates based on the measurement data respectively acquired from the measuring device, and a power information storage unit that stores the calculated value of the power in each section of the distribution line in association with information indicating date and time; The calculated power value of each section at the date and time corresponding to a predetermined condition is extracted from the power information storage unit for each section, and a statistical value indicating the distribution status of the power for each section is obtained. A power distribution calculation unit that outputs, a voltage distribution calculation unit that calculates a statistical value indicating a voltage distribution state at each point of the distribution line, based on a statistical value indicating a distribution state of the power calculated for each section; And a voltage distribution output unit that outputs a statistical value indicating the voltage distribution state.
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。 In addition, the problems disclosed by the present application and the solutions thereof will be clarified by the description in the column of the embodiment for carrying out the invention and the description of the drawings.
配電線の各地点における電圧を規定電圧範囲内に維持するための各種施策を策定する際に、より合理的に施策内容を策定することが可能となる。 When formulating various measures for maintaining the voltage at each point of the distribution line within the specified voltage range, it becomes possible to formulate the measure contents more rationally.
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。 At least the following matters will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
===全体構成例===
本実施形態に係る配電系統管理支援装置100を含む、配電系統制御システム1000の全体構成を図1に示す。
=== Example of Overall Configuration ===
An overall configuration of a power distribution
<配電系統制御システム>
本実施形態に係る配電系統制御システム1000は、変圧器200と、高圧母線210と、遮断器230と、配電線220と、計測機能付き開閉器240と、開閉器250と、配電系統管理支援装置100と、を備えて構成される。
<Distribution system control system>
The distribution
<変圧器、高圧母線、遮断器>
変圧器200、高圧母線210及び遮断器230は、配電用変電所内に設置される装置である。
<Transformers, high voltage busbars, circuit breakers>
The
変圧器200は、送電線(不図示)から送電されてくる電力を受けて、所定の高電圧(例えば6600ボルト。以下、送出電圧とも記す)の電力に変換して出力する装置である。変圧器200の送出電圧は、変圧器200に対して所定の設定作業を行うことにより設定することが可能である。また変圧器200は、所定の日時になると、送出電圧を事前に定められた設定値に切り替えて出力することができる。例えば変圧器200は、夏季の昼間のように電力需要が増加する時期には高めの送出電圧を出力し、春季や秋季の夜間のように電力需要が低下する時期には低めの送出電圧を出力する。
The
高圧母線210は、変圧器200から出力される電力を遮断器230に供給するための電力伝送路である。
The
遮断器230は、変圧器200から出力された電力を配電線220に出力する。配電用変電所内には複数の遮断器230が設けられており、変圧器200から出力された電力は、各遮断器230を介して複数の配電線220に出力される。
The
<配電線、計測機能付き開閉器、開閉器>
配電線220は、遮断器230から出力された電力を、電力の需要家に供給するための電力伝送路である。遮断器230から出力された電力は、配電線220の経路上の各地点において、電柱等に設置される柱上変圧器(不図示)によりそれぞれ低圧(例えば定格100ボルト)の電力に変換されて、各需要家に供給される。
<Distribution lines, switches with measuring function, switches>
The
なお、配電線220の経路上における電圧は、配電線220自体のインピーダンスや経路上の様々な負荷の影響を受けて、遮断器230からの距離(亘長)が増加するにつれて低下する傾向がある。そのため、各柱上変圧器での変圧比は、需要家に供給される2次側の電圧が、法令で定められた規定電圧範囲内に収まるようにそれぞれ調整されている。この規定電圧範囲は、定格100ボルトの場合は101ボルト±6ボルト(95ボルト〜107ボルト)と規定されている。
The voltage on the route of the
図1においては、配電線220の地点A260及び地点B260において、柱上変圧器の変圧比が変更されていることが示されている。また詳細は後述するが、以下の説明において、遮断器230から地点A260までの区間を6600タップ区間、地点A260から地点B260までの区間を6450タップ区間、地点B260以降の区間を6300タップ区間とも記す。
In FIG. 1, it is shown that the transformation ratio of the pole transformer is changed at the points A260 and B260 of the
上記のように、配電線220の電圧は、配電線220に内在するインピーダンスや、各需要家設備の稼働状況、気象条件、季節、太陽光発電設備等の各種自家発電装置からの逆潮流などの影響を受けて様々に変化する。そのため電力会社は、毎年、配電用変電所からの送出電圧の調整や柱上変圧器における変圧比の調整をはじめ、配電線220の経路上への電圧調整装置(ShRやSSR等)の設置などの実施計画を策定し、実施計画に従って電力系統に対する制御を行うことによって、需要家に提供される電圧の維持を図っている。
As described above, the voltage of the
次に、配電線220の経路上の各地点には、例えば電柱上に計測機能付き開閉器240や開閉器250が設置されている。計測機能付き開閉器240及び開閉器250は、配電線220を流れる電流を遮断する機能を有する。計測機能付き開閉器240は、開閉器250としての機能に加えて、配電線220の電流や電圧、力率等を計測し、計測により得られた計測データを出力する機能を有している。
Next, at each point on the route of the
詳しくは後述するが、本実施形態においては、各計測機能付き開閉器240は、通信ネットワーク300を介して、配電系統管理支援装置100に通信可能に接続されている。そして各地点の計測機能付き開閉器240は、計測地点における電流、電圧、力率等を、計測データとして配電系統管理支援装置100に送信する。
As will be described in detail later, in this embodiment, each
図1に示す例では、地点10、地点20、地点30に計測機能付き開閉器240が設置されている様子が示されている。
In the example illustrated in FIG. 1, a state in which the
<配電系統管理支援装置>
配電系統管理支援装置100は、配電線220の各地点に設置される計測機能付き開閉器240から、各計測地点における電流、電圧、力率等の計測データを所定時間毎に取得し、各計測地点において時間と共に変動する電圧の分布を統計的に分析するためのコンピュータである。
<Distribution system management support device>
The distribution system
配電系統管理支援装置100の構成について、図2に示すハードウェア構成図を参照しながら説明する。また、配電系統管理支援装置100の各機能を実現させるためのプログラムやテーブルを図3〜図9に示す。
The configuration of the distribution system
配電系統管理支援装置100は、CPU(Central Processing Unit)110、メモリ120、通信I/F(インタフェース)130、記憶装置140、入力I/F150、出力I/F160、を備える。また、配電系統管理支援装置100は記録媒体読取装置190と接続されている。
The distribution system
CPU110は配電系統管理支援装置100の全体の制御を司るもので、記憶装置140に記憶された配電系統管理支援プログラム600をメモリ120に読み出して実行することにより、配電系統管理支援装置100としての各種機能を実現する。
The
記録媒体読取装置240は、記録媒体800に記録されているプログラムやデータの読み取りや書き込みを行うための装置である。読み取られたプログラムやデータはメモリ120や記憶装置140に格納される。
The recording
記録媒体800としてはフレキシブルディスクや磁気テープ、光磁気ディスク、半導体メモリ等を用いることができる。
As the
入力I/F150は、入力装置170と接続されている。入力装置170はオペレータ等による配電系統管理支援装置100へのデータ入力等のために用いられる装置でありユーザインタフェースとして機能する。入力装置170としては例えばキーボードやマウス等を用いることができる。
The input I /
出力I/F160は、出力装置180と接続されている。出力装置180は情報を外部に出力するための装置でありユーザインタフェースとして機能する。出力装置180としては例えばディスプレイやプリンタ等を用いることができる。
The output I /
通信I/F130は通信を行うための装置である。通信I/F130は、例えばネットワーク300を介して計測機能付き開閉器240と接続され、計測機能付き開閉器240が計測した配電線220の電圧や電流、力率等の計測データを受信する。また、通信I/F130は、ネットワーク300を介して他のコンピュータと通信可能に接続されるようにしても良い。
The communication I /
記憶装置140は例えばハードディスク装置により構成される。図3に示すように、記憶装置140には配電系統管理支援プログラム600、計測データ格納テーブル700、区間電力格納テーブル(電力情報記憶部)710、状況別区間電力格納テーブル720、状況別系統電圧格納テーブル730、気象情報格納テーブル740、変圧比管理テーブル750が記憶される。これらの各テーブルについては、以下の説明において詳細に説明する。
The
===処理の流れ===
次に、本実施形態に係る配電系統管理支援装置100により実行される処理の流れについて、図10〜図12に示すフローチャートに従って詳細に説明する。
=== Flow of processing ===
Next, the flow of processing executed by the power distribution system
<計測データ取得処理>
まず配電系統管理支援装置100により行われる計測データ取得処理について、図10を参照しながら説明する。
<Measurement data acquisition process>
First, measurement data acquisition processing performed by the distribution system
配電系統管理支援装置100は、所定の計測データ取得時刻が到来したか否かを監視している(S1000)。本実施形態においては、定期的(たとえば毎時0分及び30分)に、配電系統管理支援装置100は、ネットワーク300に接続された各計測機能付き開閉器240に対して、計測データの取得要求を送信する。そして各計測機能付き開閉器240は、この取得要求に応じて、配電線220における電圧、電流、及び力率を含む各種の値を計測する。そして各計測機能付き開閉器240は、電圧、電流、及び力率を含む計測データを配電系統管理支援装置100に送信する。配電系統管理支援装置100は、各計測機能付き開閉器240から送信されてくる計測データを受信する(S1010)。
The distribution system
この各計測機能付き開閉器240から送信されてくる計測データには、計測機能付き開閉器240が計測した配電線220の電圧、電流及び力率の他に、例えば、計測機能付き開閉器240が設置される地点を示す情報(以下、地点情報とも記す)や計測日時を示す情報等が含まれていても良い。
The measurement data transmitted from each
次に配電系統管理支援装置100は、各計測機能付き開閉器240から取得した計測データを、取得日時を示す情報及び地点情報と対応付けて、計測データ格納テーブル700に記録する(S1020)。計測データ格納テーブル700にこれらの情報が記憶されている様子を図4に示す。
Next, the distribution system
図4に示すように、計測データ格納テーブル700は、配電系統管理支援装置100が計測機能付き開閉器240から取得した計測データを、取得した日時を示す情報(例えば、月日、曜日、時刻)と対応付けて記憶する。図4に示されているように本実施形態に係る配電系統管理支援装置100は、30分ごとに計測機能付き開閉器240から計測データを取得する。
As illustrated in FIG. 4, the measurement data storage table 700 includes information indicating the date and time when the measurement data acquired by the distribution system
図10に戻って、配電系統管理支援装置100は、配電線220で隣接する計測機能付き開閉器240から取得したそれぞれの計測データに基づいて、これらの計測機能付き開閉器240の間で挟まれる区間で消費または生成される有効電力P及び無効電力Qを算出する(S1030)。
Returning to FIG. 10, the power distribution system
配電系統管理支援装置100は、配電線220において隣接する計測機能付き開閉器240の間で挟まれる全ての区間について有効電力Pと無効電力Qとを算出し、計測データの取得日時を示す情報及び区間を示す識別情報(以下、区間情報とも記す)と対応付けて、区間電力格納テーブル710に記録する(S1040)。なお、区間情報は、例えば区間の両端の地点における地点情報に基づいて生成される(例えば地点10と地点20とで挟まれる区間の区間情報を区間12とする。)。区間電力格納テーブル710にこれらの情報が記録されている様子を図5に示す。
The power distribution system
区間電力格納テーブル710は、配電線220で隣接する地点間(区間)において消費あるいは生成された有効電力P(kVA)と、無効電力Q(kvar)を、日時を示す情報と対応付けて記憶する。
The section power storage table 710 stores active power P (kVA) and reactive power Q (kvar) consumed or generated between adjacent points (sections) on the
各区間における有効電力P及び無効電力Qは、隣接する2つの地点における電圧、電流、力率の計測データを計測データ格納テーブル700から取得し、これらの計測データに基づいて算出することができる。 The active power P and the reactive power Q in each section can be calculated based on the measurement data storage table 700 by acquiring measurement data of voltage, current, and power factor at two adjacent points.
そして区間に流入した電力よりも流出した電力の方が小さい場合には、当該区間内において新たに生成された電力よりも消費された電力のほうが大きく、当該区間におけるトータルとしては電力が消費されたことになる。 And when the outflow power is smaller than the inflow power into the section, the consumed power is larger than the newly generated power in the section, and the power is consumed as the total in the section. It will be.
また、区間に流入した電力よりも流出した電力の方が大きい場合には、当該区間内において消費された電力よりも新たに生成された電力のほうが大きく、当該区間内においてトータルとしては新たな電力が生成されたことになる。例えば当該区間内に大規模な太陽光発電設備等が設置されているような場合には、この太陽光発電設備により生成された電力が配電線220に流入することにより、当該区間に流入する電力よりも流出する電力の方が大きくなる。
In addition, when the outflow power is larger than the inflow power into the section, the newly generated power is larger than the power consumed in the section, and the total new power in the section Is generated. For example, when a large-scale photovoltaic power generation facility or the like is installed in the section, the power generated by the photovoltaic power generation facility flows into the
なお、区間を挟む計測機能付き開閉器240は必ずしも隣接している必要はない。例えば、地点10と地点30との間で区間13を形成して、この区間13において消費あるいは生成された有効電力P(kVA)と、無効電力Q(kvar)を算出するようにしても良い。
In addition, the
<状況別系統電圧算出処理>
次に配電系統管理支援装置100により行われる状況別系統電圧算出処理について、図11を参照しながら説明する。
<System voltage calculation processing by situation>
Next, a situation-specific system voltage calculation process performed by the distribution system
状況別系統電圧算出処理は、図5に示した区間電力格納テーブル710に格納された上記各区間の有効電力P及び無効電力Qの中から、所定の条件に該当する日時のデータを抽出し、それらのデータの分布状況を示す統計値を求め、さらにこれらの統計値から、配電線220の各地点における電圧の分布状況を示す統計値を求める処理である。
The situation-specific system voltage calculation process extracts data of date and time corresponding to a predetermined condition from the active power P and reactive power Q of each section stored in the section power storage table 710 shown in FIG. In this process, statistical values indicating the distribution status of the data are obtained, and further, statistical values indicating the voltage distribution status at each point of the
上記所定の条件を指定する際には、例えば「7月1日から9月30日までの毎日午前10時から15時の間」というように、日付及び時間を組み合わせて指定するようにすることもできるし、例えば曜日や天候(晴天、雨、曇り、雪、霧など)、気温(例えば最高気温が35℃以上など)、地域(地点10〜地点40の地域)など、様々に指定することが可能である。 When specifying the predetermined condition, it is possible to specify a combination of date and time, for example, “between 1 July and 15:00 every day from July 1 to September 30”. For example, the day of the week, the weather (sunny weather, rain, cloudy, snow, fog, etc.), temperature (for example, the maximum temperature is 35 ° C. or more, etc.), the region (the region from point 10 to point 40) can be specified in various ways. It is.
配電系統管理支援装置100は、まず、上記所定の条件を指定する情報を入力装置170から受け付ける(S2000)。
The distribution system
そうすると配電系統管理支援装置100は、区間電力格納テーブル710を参照し、上記条件に該当する日時情報と対応付けられているデータ(各区間の有効電力P及び無効電力Q)を抽出する(S2010)。
Then, the distribution system
なお、指定された条件の中に、天候による指定や気温による指定等が含まれている場合には、配電系統管理支援装置100は、図8に示す気象情報格納テーブル740を参照し、これらの天候や気温に該当する日時を特定したうえで、上記区間電力格納テーブル710を参照して、条件に該当する日時情報と対応付けられているデータを抽出する。
In addition, when the designation | designated conditions include designation | designated by weather, designation | designated by temperature, etc., the power distribution system
気象情報格納テーブル740は、図8に示すように、毎日所定時間ごとに観測された天候や気温等の気象データを記録したテーブルである。これらの気象データは、ネットワーク300を介して接続されている他のコンピュータ(不図示)から取得するようにしてもよいし、これらの気象データを観測する気象観測装置(不図示)からネットワーク300を介して取得するようにしてもよい。
As shown in FIG. 8, the weather information storage table 740 is a table that records weather data such as weather and temperature observed every predetermined time every day. These meteorological data may be acquired from another computer (not shown) connected via the
図11に戻って、配電系統管理支援装置100は、区間電力格納テーブル710から、上記条件に該当する日付及び時刻の有効電力P及び無効電力Qを抽出すると、これらの有効電力Pや無効電力Q各値の分布状況を示す統計値を区間毎に求める(S2020)。
Returning to FIG. 11, when the distribution system
各値の分布状況を示す統計値としては、例えば平均値や標準偏差、分散、最大値、最小値、最頻値、中央値など、様々な値を採用することができるが、平均値と標準偏差等ばらつきの程度を示す量を採用することにより、上記指定された条件下において各区間内で分布する有効電力P及び無効電力Qの各値に対する意義を、確率的見地から容易に理解することが可能となる。これにより、例えば配電系統に対する各種施策内容を検討する際に、配電線220の各地点の電力の変動を確率的な見地から考慮した上で、それぞれの施策の必要性の判断を容易化することが可能になる。
Various values such as average value, standard deviation, variance, maximum value, minimum value, mode value, and median value can be adopted as statistical values indicating the distribution status of each value. By using a quantity indicating the degree of variation such as deviation, the significance of each value of active power P and reactive power Q distributed in each section under the specified conditions can be easily understood from a probabilistic viewpoint. Is possible. This facilitates the determination of the necessity of each measure after considering the power fluctuations at each point of the
なお配電系統管理支援装置100は、各区間の有効電力Pや無効電力Qの各値の分布状況を示す統計値を求める際に、区間内の一部の有効電力Pや無効電力Qの値が、他の値から大きく(例えば所定値以上)かけ離れた値を有するような場合には、これらの一部の値を除去した上で上記統計値を算出するようにすることもできる。このようにすれば、例えば当該区間内の地域において一時的に発生した停電のような非常時の影響を、統計値から取り除くことが可能となり、より信頼度の高い統計値を得ることが可能となる。
When the distribution system
配電系統管理支援装置100は、上記のようにして算出した統計値を、状況別区間電力格納テーブル720に記録する(S2030)。
The distribution system
状況別区間電力格納テーブル720の一例を図6に示す。状況別区間電力格納テーブル720は、各区間における有効電力P及び無効電力Qの分布状況を示す統計値を記録したテーブルである。 An example of the situation-specific section power storage table 720 is shown in FIG. The section power storage table 720 according to the situation is a table in which statistical values indicating the distribution state of the active power P and the reactive power Q in each section are recorded.
図6に示す例では、7月から8月の毎日10時から15時における各区間での有効電力P及び無効電力Qの平均値及び標準偏差等が記録されると共に、7月から8月の毎日15時から18時における各区間での有効電力P及び無効電力Qの平均値及び標準偏差等も記録されている。 In the example shown in FIG. 6, the average value and standard deviation of the active power P and the reactive power Q in each section from 10:00 to 15:00 every day from July to August are recorded, and from July to August The average value and standard deviation of active power P and reactive power Q in each section from 15:00 to 18:00 every day are also recorded.
次に配電系統管理支援装置100は、状況別区間電力格納テーブル720に記録した各区間の有効電力P及び無効電力Qの分布状況を示す統計値に基づいて、配電線220の各地点における電圧の分布状況を示す統計値を算出する(S2040)。
Next, the distribution system
配電系統管理支援装置100は、配電線220の各区間における有効電力P、無効電力Q及び各区間の負荷に基づいて潮流計算を行うことにより、各地点における電圧の分布状況を求めることができる。
The distribution system
潮流計算は、例えば各地点における電圧の平均値や標準偏差等を未知変数とする連立一次方程式を、各区間における有効電力Pの平均値と無効電力Qの平均値と、各区間に設置されている各種電力設備等の負荷と、を用いて解くことにより行うことができる。 The tidal current calculation is, for example, a simultaneous linear equation with the average value and standard deviation of the voltage at each point as unknown variables, the average value of active power P and the average value of reactive power Q in each section, and installed in each section. It can be performed by solving the load using various electric power facilities.
配電系統管理支援装置100は、このようにして配電線220の各地点における電圧の平均値と標準偏差等、すなわち電圧の分布状況を示す統計値を求めることができる。そして配電系統管理支援装置100は、配電線220の各地点における電圧の分布状況を示す統計値を状況別系統電圧格納テーブル730に格納する(S2050)。
In this way, the distribution system
状況別系統電圧格納テーブル730の一例を図7に示す。状況別系統電圧格納テーブル730は、配電線220の各地点における電圧Vの分布状況を示す統計値を記録したテーブルである。
An example of the system voltage storage table 730 for each situation is shown in FIG. The situation-specific system voltage storage table 730 is a table in which statistical values indicating the distribution situation of the voltage V at each point of the
図7に示す例では、7月から8月の毎日10時から15時における各地点での電圧Vの平均値及び標準偏差等が記録されると共に、7月から8月の毎日15時から18時における各地点での電圧Vの平均値及び標準偏差等も状況別系統電圧格納テーブル730に記録されている。 In the example shown in FIG. 7, the average value and standard deviation of the voltage V at each point from 10:00 to 15:00 every day from July to August are recorded, and from 15:00 to 18 every day from July to August. The average value and standard deviation of the voltage V at each point at the time are also recorded in the system voltage storage table 730 for each situation.
このように、状況別系統電圧格納テーブル730に、配電線220の各地点における電圧Vの平均値と標準偏差等を記録しておくようにすることにより、配電系統に対する各種施策内容を検討する際に、これらのデータを参照することで、配電線220の各地点の電圧の変動を確率的な見地から考慮した上で、それぞれの施策の必要性を判断することが可能になる。
As described above, when the average value and standard deviation of the voltage V at each point of the
配電系統管理支援装置100は、状況別系統電圧格納テーブル730に記録されたデータを様々な形式で出力することができる。例えば、配電系統管理支援装置100は、状況別系統電圧格納テーブル730に記録された数値データをプリンタやモニタ等の出力装置180に出力することもできるし、通信可能に接続された他のコンピュータに送信することもできる。
The distribution system
あるいは、例えば図13に示すように、配電系統管理支援装置100は、横軸を配電用変電所からの距離(亘長)とし、縦軸を電圧とした2次元平面上に、状況別系統電圧格納テーブル730に記憶されている配電線220の各地点における電圧の平均値と標準偏差等とをプロットすることによりグラフを生成して、出力装置180から出力したり、他のコンピュータに送信したりすることもできる。
Alternatively, for example, as shown in FIG. 13, the distribution system
なお図13に示すグラフにおいて、実線は各地点における電圧の平均値をつないだ線であり、点線は平均値と標準偏差等との加算値及び減算値をつないだ線である。 In the graph shown in FIG. 13, the solid line is a line connecting the average values of the voltages at each point, and the dotted line is a line connecting the addition value and the subtraction value between the average value and the standard deviation.
このようなグラフ形式にすることにより、配電線220の各地点の電圧の変動を確率的な見地から検討することを容易化することが可能となる。
By using such a graph format, it becomes possible to easily examine the voltage fluctuation at each point of the
<系統電圧判定処理>
次に配電系統管理支援装置100により行われる系統電圧判定処理について、図12を参照しながら説明する。系統電圧判定処理は、配電線220の各地点における電圧が、許容範囲を逸脱するか否かを判定する処理である。
<System voltage judgment processing>
Next, system voltage determination processing performed by the distribution system
配電系統管理支援装置100はまず、状況別系統電圧格納テーブル730から、配電線220の各地点における電圧Vの分布状況を示す統計値を読みだす(S3000)。
First, the distribution system
また配電系統管理装置100は、変圧比管理テーブル750から、各地点に配置される柱上変圧器に設定されている変圧比を読みだす(S3010)。
In addition, the power distribution
変圧比管理テーブル750の一例を図9に示す。変圧比管理テーブル750は、配電線220の各地点に設置されている柱上変圧器に設定されている変圧比を記録したテーブルである。
An example of the transformation ratio management table 750 is shown in FIG. The transformation ratio management table 750 is a table that records the transformation ratio set in the pole transformer installed at each point of the
図9に示す例では、地点A260より変電所側(図1に示す6600タップ区間)に設置される柱上変圧器は、6600ボルトを101ボルトに変圧する変圧比が設定されていることを示す。また、地点A260と地点B260の間(図1に示す6450タップ区間)に設置される柱上変圧器は、6450ボルトを101ボルトに変圧する変圧比が設定されていることを示す。 In the example shown in FIG. 9, the pole transformer installed on the substation side (6600 tap section shown in FIG. 1) from the point A260 indicates that the transformation ratio for transforming 6600 volts to 101 volts is set. . Moreover, the pole transformer installed between the point A260 and the point B260 (the 6450 tap section shown in FIG. 1) indicates that a transformation ratio for transforming 6450 volts to 101 volts is set.
この場合、例えば地点A260より変電所側における配電線220の電圧の変動範囲が6208ボルトから6992ボルトであれば、地点A260より変電所側の柱上変圧器の2次側から出力される電圧は95ボルトから107ボルトの範囲に収まるため、需要家に提供する電圧を、法令により定められている基準(101ボルト±6ボルト)内に収めることができる。従って、地点A260より変電所側においては、配電線220の電圧の許容範囲は6208ボルトから6992ボルトとなる。
In this case, for example, if the fluctuation range of the voltage of the
同様に、地点A260と地点B260の間における配電線220の電圧の変動範囲が6067ボルトから6833ボルトであれば、地点A260と地点B260の間の柱上変圧器の2次側から出力される電圧を95ボルトから107ボルトの範囲に収めることができる。従って、地点A260と地点B260の間においては、配電線220の電圧の許容範囲は6067ボルトから6833ボルトとなる。
Similarly, if the voltage fluctuation range of the
なお配電線220の電圧の許容範囲は、法定の基準範囲(例えば101ボルト±6ボルト)を基に算出するのみならず、この法定の基準範囲よりも厳しい基準(例えば101ボルト±4ボルトなど)を基に算出することもできる。
Note that the allowable voltage range of the
次に配電系統管理支援装置100は、配電線220の各地点での電圧変動範囲が、上記許容範囲を逸脱するか否かを判定する(S3020)。この判定は、各地点での電圧の平均値と標準偏差等との加算値及び減算値が、各地点での電圧の許容範囲内であるか否かにより行うことができる。
Next, the distribution system
配電線220のすべての地点において、配電線220の電圧の変動範囲が許容範囲を逸脱しない場合には、S3030において"NO"に進み、逸脱は生じない旨を出力する(S3040)。
When the voltage fluctuation range of the
一方、いずれかの地点において、配電線220の電圧の変動範囲が許容範囲を逸脱する場合には、S3030において"Yes"に進む。そして、配電系統管理支援装置100は、逸脱が生じている地点での逸脱量を算出する。逸脱が生じている地点における電圧の平均値と標準偏差等との加算値がその地点における電圧の許容範囲の上限値を超えている場合には、上記加算値と上記上限値との差分を逸脱量として算出する。また、逸脱が生じている地点における電圧の平均値と標準偏差等との減算値がその地点における電圧の許容範囲の下限値を下回っている場合には、上記減算値と上記下限値との差分を逸脱量として算出する。
On the other hand, if the voltage fluctuation range of the
図14に、配電線220の各地点での電圧変動範囲が各地点での許容範囲を逸脱するか否かを判定する際の様子を示す。図14において、階段状に示される実線は、各地点における電圧の許容範囲の上限値及び下限値を示す。また2本の破線は、各地点における電圧の変動範囲を表し、これら2本の破線で挟まれる実線は各地点における電圧の平均値を表す。電圧の変動範囲は、電圧の平均値に対して標準偏差等を加算した値及び減算した値により求めている。
FIG. 14 shows a state in which it is determined whether the voltage fluctuation range at each point of the
電圧の変動範囲は、電圧の平均値に対して標準偏差等を加減算した値の範囲とするのみならず、電圧の平均値に対して標準偏差等を所定数倍(例えば2倍)した値を加減算した値の範囲とすることもできる。 The voltage fluctuation range is not only a range of values obtained by adding or subtracting standard deviation to the average value of voltage, but also a value obtained by multiplying the average value of voltage by a predetermined number of times (for example, twice). It can also be a range of values obtained by addition / subtraction.
図14に示す例では、ある地点において、その地点の電圧の平均値から標準偏差等を減算した値が、電圧の許容範囲の下限値を下回っていることを示している。そしてその逸脱量はVdボルトであることが示されている。 In the example shown in FIG. 14, at a certain point, the value obtained by subtracting the standard deviation or the like from the average value of the voltage at that point is below the lower limit value of the allowable voltage range. It is shown that the deviation amount is Vd volts.
図12に戻って、このような逸脱が生じる場合には、配電系統管理支援装置100は、S3030において"Yes"に進み、逸脱量を算出すると共に(S3050)、逸脱が生じる旨の情報や逸脱が生じる地点、逸脱量等の情報を出力する(S3060)。
Returning to FIG. 12, when such a deviation occurs, the distribution system
これにより、配電系統に対する各種施策内容を検討する際に、配電線220の各地点の電圧の変動を確率的な見地から考慮した上で、それぞれの施策の必要性を判断することが可能になる。
This makes it possible to determine the necessity of each measure after considering the fluctuation of the voltage at each point of the
またさらに、本実施形態に係る配電系統管理支援装置100は、上記のように電圧の逸脱が生じることを検出した場合に、この電圧の逸脱を解消する施策の効果をシミュレーションすることもできる。
Furthermore, when the distribution system
この場合配電系統管理支援装置100は、変電所送出電圧(たとえば上記逸脱量から想定される値を加減する等)を変更し、状況別区間電力格納テーブル720に記録されている各区間の有効電力、無効電力から各地点における電圧の平均値と標準偏差等を、算出する(S3070,S3080)。
In this case, the distribution system
そして配電系統管理支援装置100は、変更後の各地点における電圧の平均値と、標準偏差等とを用いて、再び、配電線220の各地点での電圧変動範囲が、電圧の許容範囲を逸脱するか否かを判定する(S3090)。
Then, the distribution system
そして逸脱が生じなければ、S3100において"NO"に進み、配電用変電所における送出電圧を上記変更量Vd(逸脱量)だけ変更することにより対策が可能であることを出力する(S3110)。配電用変電所における送出電圧V0を上記逸脱量Vdだけ変更することにより対策を行った場合の様子を図15に示す。 If no deviation occurs, the process proceeds to “NO” in S3100 and outputs that the countermeasure can be taken by changing the transmission voltage at the distribution substation by the change amount Vd (deviation amount) (S3110). FIG. 15 shows a situation in which countermeasures are taken by changing the transmission voltage V0 at the distribution substation by the deviation Vd.
図15に示すように、配電用変電所における送出電圧V0をV0+Vdに変更することにより、配電線220の各地点における電圧変動範囲は電圧許容範囲内に収まるようにすることができる。なお、ここでは送出電圧を逸脱量Vdだけ変更するとしているが、必ずしも変更する送出電圧と逸脱量は一致するとは限らないので、配電系統管理支援装置100は上記逸脱を解消できる送出電圧の範囲を算出してもよい。
As shown in FIG. 15, by changing the transmission voltage V0 at the distribution substation to V0 + Vd, the voltage fluctuation range at each point of the
一方、配電用変電所の送出電圧を変更してしまうと、他の地点において新たに逸脱が生じてしまうような場合には、S3100において"NO"に進み、配電系統管理支援装置100は、逸脱が生じる個々の地点での個別対応によって、逸脱を解消するべき旨を出力する(S3120)。この場合の施策としては、例えば、逸脱発生地点における柱上変圧器の変圧比を個別に変更することや、逸脱発生地点付近の配電線220に電圧調整装置(ShRやSSR)を設置することが想定される。
On the other hand, if the transmission voltage of the distribution substation is changed and a new departure occurs at another point, the process proceeds to “NO” in S3100, and the distribution system
以上本実施形態について説明したが、本実施形態に係る配電系統管理支援装置100によれば、配電線220の各地点における電圧を規定電圧範囲内に維持するための各種施策を策定する際に、より合理的に施策内容を策定することが可能となる。特に、配電系統に対する各種施策内容を検討する際に、配電線220の各地点の電圧の変動を確率的な見地から考慮した上で、それぞれの施策の必要性を判断することが可能になる。
Although the present embodiment has been described above, according to the distribution system
また、工場等の大口需要家の稼働状況や、気温、太陽光発電装置による発電状況等は配電線220の電圧を大きく変動させるが、本実施形態においては、配電線220の電圧に特定の変動をもたらす、日時や曜日、天候等の様々な条件を指定して抽出したデータを用いて配電線220の電圧の変動範囲を算出しているので、配電線220の各地点の電圧の変動範囲を、それぞれの状況に応じて正確に求めることができる。
In addition, the operating status of large-scale customers such as factories, the temperature, the power generation status by the solar power generation device, and the like greatly fluctuate the voltage of the
また、配電線220の各地点の電圧の変動範囲を算出する際に、配電線220で消費あるいは生成される有効電力P及び無効電力Qを考慮して算出しているので、配電線220に接続されているモータ等の各種電力消費装置や発電装置の容量成分や誘導成分の影響を正確に反映することもできる。
In addition, when calculating the voltage fluctuation range at each point of the
以上本実施形態について説明したが、前述した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。 Although the present embodiment has been described above, the above-described embodiment of the present invention is intended to facilitate understanding of the present invention and is not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and equivalents thereof are also included in the present invention.
100 配電系統管理支援装置
110 CPU
120 メモリ
130 通信I/F
140 記憶装置
150 入力I/F
160 出力I/F
170 入力装置
180 出力装置
190 記録媒体読取装置
200 変圧器
210 高圧母線
220 配電線
230 遮断器
240 計測機能付き開閉器
250 開閉器
260 タップ変更点
300 通信ネットワーク
600 配電系統管理支援プログラム
700 計測データ格納テーブル
710 区間電力格納テーブル
720 状況別区間電力格納テーブル
730 状況別系統電圧格納テーブル
740 気象情報格納テーブル
750 変圧比管理テーブル
760 状況分類定義テーブル
800 記録媒体
1000 配電系統制御システム
100 Power Distribution System
120
140
160 Output I / F
170
Claims (8)
前記配電線に配置される複数の計測器から、電圧、電流及び力率を含む計測データを所定時間毎に取得する計測データ取得部と、
前記配電線における前記計測器で挟まれる区間内で消費あるいは生成された電力を、前記区間を挟む前記計測器からそれぞれ取得した前記計測データに基づいて算出する電力算出部と、
前記配電線の前記各区間における前記電力の算出値を、日時を示す情報と対応付けて記憶する電力情報記憶部と、
所定の条件に該当する前記日時における前記各区間の電力の算出値を、前記区間毎に前記電力情報記憶部から抽出し、前記区間毎に、前記電力の分布状況を示す統計値を算出する電力分布算出部と、
前記区間毎に算出した前記電力の分布状況を示す統計値に基づいて、前記配電線の各地点における電圧の分布状況を示す統計値を算出する電圧分布算出部と、
前記電圧の分布状況を示す統計値を出力する電圧分布出力部と、
を備えることを特徴とする配電系統管理支援装置。 A distribution system management support device that supports voltage management in a distribution line extending from a distribution substation,
From a plurality of measuring instruments arranged on the distribution line, a measurement data acquisition unit that acquires measurement data including voltage, current, and power factor every predetermined time;
A power calculator that calculates power consumed or generated in a section sandwiched between the measuring devices in the distribution line based on the measurement data respectively acquired from the measuring devices sandwiching the section;
A power information storage unit for storing the calculated value of the power in each section of the distribution line in association with information indicating date and time;
The calculated power value of each section at the date and time corresponding to a predetermined condition is extracted from the power information storage unit for each section, and the power for calculating the statistical value indicating the power distribution status for each section A distribution calculator;
Based on a statistical value indicating the distribution status of the power calculated for each section, a voltage distribution calculation unit that calculates a statistical value indicating a voltage distribution status at each point of the distribution line;
A voltage distribution output unit that outputs a statistical value indicating the voltage distribution state;
A distribution system management support apparatus comprising:
前記電力の分布状況を示す統計値は、前記電力の平均値と、前記電力のばらつきの程度を示す量とを含み、
前記電圧の分布状況を示す統計値は、前記電圧の平均値と、前記電圧のばらつきの程度を示す量とを含むことを特徴とする配電系統管理支援装置。 The distribution system management support device according to claim 1,
The statistical value indicating the power distribution state includes an average value of the power and an amount indicating the degree of variation of the power,
The distribution system management support apparatus, wherein the statistical value indicating the voltage distribution state includes an average value of the voltage and an amount indicating a degree of variation of the voltage.
前記配電線の前記地点ごとに、前記電圧の平均値と前記電圧のばらつきの程度を示す量との加算値及び減算値が、需要家に供給される電圧を規定の範囲内に収めるべく定められた前記配電線の電圧の許容範囲内であるか否かを判定する判定部と、
前記判定の結果を出力する判定結果出力部と、
をさらに備えることを特徴とする配電系統管理支援装置。 The distribution system management support device according to claim 2,
For each point of the distribution line, an added value and a subtracted value of the average value of the voltage and an amount indicating the degree of variation in the voltage are determined so that the voltage supplied to the consumer falls within a specified range. A determination unit that determines whether the voltage of the distribution line is within an allowable range;
A determination result output unit for outputting the result of the determination;
The distribution system management support apparatus further comprising:
前記判定部は、前記加算値または前記減算値が前記配電線の電圧の許容範囲から逸脱する場合には、前記加算値または前記減算値の前記許容範囲からの逸脱量を算出し、
前記判定結果出力部は、前記逸脱量を出力する
ことを特徴とする配電系統管理支援装置。 The distribution system management support device according to claim 3,
The determination unit, when the addition value or the subtraction value deviates from the allowable range of the voltage of the distribution line, calculates a deviation amount from the allowable range of the addition value or the subtraction value,
The determination result output unit outputs the deviation amount.
前記電力算出部によって算出される前記各区間で消費あるいは生成される電力は、前記各区間で消費あるいは生成される有効電力及び無効電力を含む
ことを特徴とする配電系統管理支援装置。 A distribution system management support apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The distribution system management support apparatus characterized in that the power consumed or generated in each section calculated by the power calculation unit includes active power and reactive power consumed or generated in each section.
前記電力分布算出部は、前記所定の条件の中に気象条件が含まれている場合には、所定時間毎に観測された気象データを参照して前記気象条件に該当する日時を特定し、前記所定の条件に該当する日時における前記各区間の電力の算出値を、前記区間毎に前記電力情報記憶部から抽出し、前記区間毎に、前記電力の分布状況を示す統計値を算出する When the weather condition is included in the predetermined condition, the power distribution calculation unit refers to the weather data observed every predetermined time, identifies the date and time corresponding to the weather condition, A calculated value of power in each section at a date and time corresponding to a predetermined condition is extracted from the power information storage unit for each section, and a statistical value indicating the distribution status of the power is calculated for each section.
ことを特徴とする配電系統管理支援装置。A distribution system management support device characterized by that.
前記配電系統管理支援装置が、前記配電線に配置される複数の計測器から、電圧、電流及び力率を含む計測データを所定時間毎に取得し、
前記配電系統管理支援装置が、前記配電線における前記計測器で挟まれる区間内で消費あるいは生成された電力を、前記区間を挟む前記計測器からそれぞれ取得した前記計測データに基づいて算出し、
前記配電系統管理支援装置が、前記配電線の前記各区間における前記電力の算出値を、日時を示す情報と対応付けて電力情報記憶部に記憶し、
前記配電系統管理支援装置が、所定の条件に該当する前記日時における前記電力の算出値を、前記区間毎に前記電力情報記憶部から抽出し、
前記配電系統管理支援装置が、前記区間毎に、前記電力の分布状況を示す統計値を算出し、
前記配電系統管理支援装置が、前記各区間の前記電力の統計値に基づいて、前記配電線の各地点における電圧の分布状況を示す統計値を算出し、
前記配電系統管理支援装置が、前記電圧の分布状況を示す統計値を出力する
ことを特徴とする配電系統管理支援装置の制御方法。 A control method of a distribution system management support device that supports voltage management in a distribution line extending from a distribution substation,
The distribution system management support device acquires measurement data including voltage, current, and power factor every predetermined time from a plurality of measuring instruments arranged on the distribution line,
The power distribution system management support device calculates the power consumed or generated in the section sandwiched by the measuring instrument in the distribution line based on the measurement data respectively acquired from the measuring instrument sandwiching the section,
The distribution system management support device stores the calculated value of the power in each section of the distribution line in a power information storage unit in association with information indicating date and time,
The distribution system management support device extracts the calculated value of the power at the date and time corresponding to a predetermined condition from the power information storage unit for each section,
The distribution system management support device calculates, for each section, a statistical value indicating the distribution status of the power,
The distribution system management support device calculates a statistical value indicating a voltage distribution state at each point of the distribution line based on the statistical value of the power in each section,
The distribution system management support apparatus outputs a statistical value indicating a distribution state of the voltage, and controls the distribution system management support apparatus.
前記配電線に配置される複数の計測器から、電圧、電流及び力率を含む計測データを所定時間毎に取得する手順と、
前記配電線における前記計測器で挟まれる区間内で消費あるいは生成された電力を、前記区間を挟む前記計測器からそれぞれ取得した前記計測データに基づいて算出する手順と、
前記配電線の前記各区間における前記電力の算出値を、日時を示す情報と対応付けて電力情報記憶部に記憶する手順と、
所定の条件に該当する前記日時における前記電力の算出値を、前記区間毎に前記電力情報記憶部から抽出する手順と、
前記区間毎に、前記電力の分布状況を示す統計値を算出する手順と、
前記各区間の前記電力の統計値に基づいて、前記配電線の各地点における電圧の分布状況を示す統計値を算出する手順と、
前記電圧の分布状況を示す統計値を出力する手順と、
を実行させるプログラム。 In the distribution system management support device that supports the voltage management in the distribution line extending from the distribution substation,
A procedure for acquiring measurement data including voltage, current, and power factor at predetermined intervals from a plurality of measuring instruments arranged on the distribution line;
A procedure for calculating the power consumed or generated in the section sandwiched by the measuring instrument in the distribution line based on the measurement data respectively acquired from the measuring instrument sandwiching the section;
A procedure for storing the calculated value of the power in each section of the distribution line in a power information storage unit in association with information indicating date and time,
A procedure for extracting the calculated value of the power at the date and time corresponding to a predetermined condition from the power information storage unit for each section;
A procedure for calculating a statistical value indicating the distribution status of the power for each section;
A procedure for calculating a statistical value indicating a voltage distribution state at each point of the distribution line based on the statistical value of the power in each section;
A procedure for outputting a statistical value indicating the distribution state of the voltage;
A program that executes
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