JP5393934B1 - 電圧監視制御装置、電圧制御装置および電圧監視制御方法 - Google Patents

Abstract

配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器にそれぞれ接続され、集中制御周期ごとに更新される電圧上限値および電圧下限値の範囲内に当該電圧制御機器の制御する電圧値が維持されるように集中制御周期よりも短周期のローカル制御周期で当該電圧制御機器の制御量を調整するローカル電圧制御装置と、通信ネットワークで接続された集中電圧制御装置８であって、電圧制御機器の一定時間あたりのタップ位置変更回数をローカル電圧制御装置から受信する送受信部２６と、変圧器型の電圧制御機器のタップ位置変更回数が閾値以上である場合に不感帯幅を増加させる不感帯幅更新部２３と、ローカル電圧制御装置ごとに電圧上限値および電圧下限値を決定して指令し、変圧器型の電圧制御機器の電圧上限値および電圧下限値を不感帯幅に基づいて決定する電圧上下限値決定部２５と、を備える。

Description

本発明は、電圧監視制御装置、電圧制御装置および電圧監視制御方法に関する。

配電系統は、一般に高圧系統（例えば３３００Ｖ〜６６００Ｖ）と低圧系統（例えば１００Ｖ〜２００Ｖ）とから構成され、一般需要家の受電端はこの低圧系統に接続されている。電力事業者は、一般需要家の受電端の電圧を適正範囲内に維持（例えば１００Ｖの受電の場合、電圧を９５Ｖ〜１０７Ｖに維持する。）することが義務付けられている。そのため、電力事業者は、高圧系統に接続された電圧制御機器（例えば、ＬＲＴ（Load Ratio Control Transformer：負荷時タップ切替器付変圧器）またはＳＶＲ（Step Voltage Regulator：ステップ電圧調整器）等）の制御量を調整すること（例えばタップを操作すること）により、一般需要家の受電端での電圧維持を図っている。なお、以下では、特に断らない限り、配電系統はその高圧系統を指すものとする。

従来、配電系統の電圧制御については、例えばＬＲＴまたはＳＶＲなどの変圧器型の電圧制御機器を、当該電圧制御機器と一体化されまたは当該電圧制御装置に併設されるとともに、当該電圧制御機器の設置点付近での計測情報（電圧および潮流）に基づいて自立分散型で電圧制御するローカル電圧制御装置が一般に普及している。なお、電圧制御機器としては、上記変圧器型のものの他、自動で動作または不動作を切替える機能を持つ調相設備（進相コンデンサ、分路リアクトル等）、ＳＶＣ（Static Var Compensator：静止型無効電力補償装置）、または無効電力調整機能付のＰＣＳ（Power Conditioning System：パワーコンディショナ）等の無効電力制御型のものが知られており、これらの電圧制御機器にそれぞれ対応するローカル電圧制御装置も実用化段階に入っている。ここで、ＰＣＳは、例えば太陽光発電用パワーコンディショナであり、太陽光発電設備または蓄電池と配電系統とを接続するものである。

これらのローカル電圧制御装置は、配電系統の負荷分布の変動が一様、すなわち、時間経過に伴って配電系統各点の電圧が同方向に変化することを前提に構成されている。しかしながら、近年、電気の使い方の多様化、および太陽光発電等による分散型電源の普及等により、配電系統の負荷分布が時間経過に伴って非一様に大きく変動する傾向にあるため、従来の配電系統の電圧制御では適正電圧の維持が困難となってきている。

このため、自立分散型の電圧制御方式に代わり、配電系統の電圧を系統全体で整合の取れた形で集中制御することが提案されている（集中制御方式）。具体的には、配電系統内の複数地点での計測情報（電圧および潮流）を専用のネットワークを使って集中電圧制御装置に集め、この集中電圧制御装置はこれらの計測情報に基づいて各電圧制御機器の制御量（無効電力等）を決定し、集中電圧制御装置から各電圧制御機器にその制御量が自動で遠隔指令される仕組みが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−３２２４０４号公報

ところが、近年、太陽光発電による分散型電源の低圧系統連系が年々増大しつつあり、例えば晴天時の雲の流れによる日射量急変により太陽光発電量が大きく変化し、これによる配電系統の電圧変化が無視できないレベルに達することが想定される。集中電圧制御装置では、配電系統各点の電圧および潮流の計測情報を収集して各電圧制御機器に最適な制御を割り当てるが、最適制御の立案は、その時点での電圧および潮流の計測情報に基づいて行われるため、太陽光発電が低圧系統に大量に連系される場合には、以下のような問題が懸念される。
（１）計測監視周期を長く（例えば数十分程度）すると、雲の流れによる日射量急変により太陽光発電量が大きく変化した場合など、急激な電圧変動に追従できない。
（２）逆に、計測監視周期を短く（例えば数分以下程度）すると、計測監視のための通信負荷が増大するため、通信ネットワークへの設備投資が膨大となる。

一方、変圧器型のローカル電圧制御装置では、電圧上限値と電圧下限値の間に電圧を収めるようタップ位置を制御する。このため、変圧器型のローカル電圧制御装置の電圧上限値と電圧下限値との差が小さい場合、ローカル電圧制御装置によるタップ位置の変更が高頻度となり、タップ装置の寿命を縮めるという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、通信負荷を増大させることなく、配電系統の電圧変動にも追従して電圧を維持するとともに、タップ位置変更回数を低減することができる電圧監視制御装置、電圧制御装置および電圧監視制御方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、高圧系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器、にそれぞれ接続され、第１の周期ごとに更新される電圧上限値および電圧下限値の範囲内に当該電圧制御機器が制御する電圧値が維持されるように前記第１の周期よりも短周期の第２の周期で当該電圧制御機器の制御量を調整する複数のローカル電圧制御装置と、通信ネットワークを介してそれぞれ接続された電圧監視制御装置であって、前記ローカル電圧制御装置から送信された前記ローカル電圧制御装置の接続する前記電圧制御機器のうちタップ位置を変更することにより電圧を制御する変圧器型の電圧制御機器について決められた時間内のタップ位置の変更回数または一定時間あたりの前記変更回数を受信する送受信部と、前記変圧器型の電圧制御機器について、当該電圧制御機器の前記電圧上限値および前記電圧下限値の間の範囲の幅である不感帯幅を、決められた時間内の前記変更回数または一定時間あたりの前記変更回数が閾値以上である場合に前記不感帯幅を増加させる不感帯幅更新部と、前記各ローカル電圧制御装置において前記第１の周期ごとに更新される前記電圧上限値および前記電圧下限値を決定して、当該電圧上限値および電圧下限値を前記各ローカル電圧制御装置に前記通信ネットワークを介してそれぞれ指令する電圧上下限値決定部と、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、通信負荷を増大させることなく、配電系統の電圧変動にも追従して電圧を維持するとともに、タップ位置変更回数を低減することができる、という効果を奏する。

図１は、本発明にかかる実施の形態の配電系統電圧制御システムの構成の一例を示した図である。 図２は、集中電圧制御装置の内部構成の一例を示した図である。 図３は、不感帯幅を説明するための図である。 図４は、不感帯幅の制御の概念を説明するための図である。 図５は、実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。 図６は、図５のステップＳ１０４の処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 図７は、実施の形態の不感帯幅を更新する手順の一例を示すフローチャートである。

以下に、本発明にかかる電圧監視制御装置、電圧制御装置および電圧監視制御方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明にかかる実施の形態の配電系統電圧制御システムの構成の一例を示した図である。図１において、電圧制御機器１は例えば変電所に設置された配電用変圧器としてのＬＲＴ（Load Ratio Control Transformer：負荷時タップ切替器付変圧器）である。電圧制御機器１にはローカル電圧制御装置１１が接続されており、ローカル電圧制御装置１１は電圧制御機器１を制御する。ローカル電圧制御装置（電圧制御装置）１１は、例えば電圧制御機器１と一体的にまたは併設することができる。ローカル電圧制御装置１１は、電圧制御機器１の制御量を調整することにより、具体的にはタップ位置を調整することにより、電圧制御機器１を制御する。また、ローカル電圧制御装置１１は、通信機能を有し、通信ネットワーク７に接続されている。

電圧制御機器１の二次側には母線２が接続されている。母線２には例えば２本の配電線４−１，４−２が並列に接続されている。配電線４−１，４−２は、高圧系統（電圧レベルが例えば３３００Ｖ〜６６００Ｖ）の配電線である。

配電線４−１は、その一端が遮断器３−１を介して母線２に接続されている。配電線４−１上の複数箇所には、配電線４−１の電圧および潮流を計測する電圧潮流計測装置１０がそれぞれ設置されている。すなわち、電圧潮流計測装置１０は、配電線４−１に接続され、その接続箇所における電圧および潮流を計測し、その計測値を計測情報として出力する。電圧潮流計測装置１０は通信機能を有し、通信ネットワーク７に接続されている。電圧潮流計測装置１０は、通信ネットワーク７を介して、例えば定期的に計測情報を集中電圧制御装置８に送信する。

また、配電線４−１上には、電圧降下補償用のＳＶＲ（Step Voltage Regulator：ステップ電圧調整器）である電圧制御機器５が接続されている。この電圧制御機器５には、電圧制御機器５を制御するローカル電圧制御装置１５が接続されている。ローカル電圧制御装置１５は、例えば電圧制御機器５と一体的にまたは併設することができる。ローカル電圧制御装置１５は、電圧制御機器５の制御量を調整することにより、具体的にはタップ位置を調整することにより、電圧制御機器５を制御する。また、ローカル電圧制御装置１５は、通信機能を有し、通信ネットワーク７に接続されている。

また、配電線４−１上には、静止型無効電力補償装置（ＳＶＣ：Static Var Compensator）である電圧制御機器６が接続されている。この電圧制御機器６には、電圧制御機器６を制御するローカル電圧制御装置１６が接続されている。ローカル電圧制御装置１６は、例えば電圧制御機器６と一体的にまたは併設することができる。ローカル電圧制御装置１６は、電圧制御機器６の制御量を調整することにより、具体的には無効電力出力を調整することにより、電圧制御機器６を制御する。また、ローカル電圧制御装置１６は、通信機能を有し、通信ネットワーク７に接続されている。

配電線４−２は、その一端が遮断器３−２を介して母線２に接続されている。配電線４−２上の複数個所には、配電線４−１と同様に、配電線４−２の電圧および潮流を計測する電圧潮流計測装置１０がそれぞれ設置されている。

配電線４−１，４−２は高圧系統の配電線であり、図示は省略しているが、配電線４−１，４−２にはそれぞれ変圧器を介して低圧系統（電圧レベルが例えば１００Ｖ〜２００Ｖ）を構成する低圧配電線が接続されている。低圧配電線には負荷が接続されるが、さらに太陽光発電装置などの分散型電源が接続される。すなわち、本実施の形態は、低圧系統に分散型電源が連系されているものとする。ただし、本実施の形態は、低圧系統に分散型電源が含まれていない場合でも適用することができる。以下、特に断らない限り、配電系統とは高圧系統を意味するものとする。なお、以下では、分散型電源として例えば太陽光発電装置を例に説明する。また、配電系統の電圧制御とは、高圧系統の電圧制御を意味する。この配電系統は、電圧制御機器１，５，６、ローカル電圧制御装置１１，１５，１６、母線２、遮断器３−１，３−２、配電線４−１，４−２、および電圧潮流計測装置１０を備えて構成される。

なお、図示例では、母線２に接続される配電線数を例えば２本としているが、この例に限定されない。また、電圧制御機器の設置台数も図示例に限定されない。また、電圧制御機器は、図１に例示したＬＲＴ，ＳＶＲ，ＳＶＣ等の他、例えば、ＳｈＲ分路リアクトル（Shunt Reactor：ＳｈＲ）、無効電力調整機能付のＰＣＳ（Power Conditioning System：パワーコンディショナ）などを構成に応じて設けることができる。

集中電圧制御装置（電圧監視制御装置）８は、通信ネットワーク７を介して、ローカル電圧制御装置１１，１５，１６および複数個の電圧潮流計測装置１０とそれぞれ接続されている。通信ネットワーク７は、例えば専用のネットワークであり、配電系統を監視制御することを目的として配設されている。集中電圧制御装置８は、例えば電圧潮流計測装置１０から送信された計測情報に基づき、各ローカル電圧制御装置が制御する目標となる電圧範囲を規定する電圧上限値および電圧下限値（以下、電圧上下限値ともいう。）を例えば集中制御周期（例えば１時間周期）で決定し、通信ネットワーク７を介して各ローカル電圧制御装置に対して電圧上下限値を個別に指令する。また、集中電圧制御装置８は、タップ位置を制御することにより電圧を調整する変圧器型の電圧制御装置に接続されるローカル電圧制御装置１１、１５から制御結果情報を取得し、制御結果情報に基づいて電圧上限値と電圧下限値の差を決める不感帯幅を調整する。

各ローカル電圧制御装置は、集中電圧制御装置８からの電圧上下限値の指令に基づき、当該電圧上下限値の間に電圧を維持するようにその制御対象である電圧制御機器を制御する。各ローカル電圧制御装置は、集中電圧制御装置８からの電圧上下限値の指令を受けるごとに、電圧上限値および電圧下限値を更新し設定する。例えば、ローカル電圧制御装置１１は、集中電圧制御装置８から指令された電圧上下限値に基づき、当該電圧上下限値が適用される集中制御周期の期間内においては、電圧制御機器１の二次側の電圧が当該電圧上下限値の間（制御目標電圧範囲内）に収まるように電圧制御機器１の制御量（タップ位置の変更量）を集中制御周期よりも短いローカル制御周期（第２の周期）で調整する。また、例えば、ローカル電圧制御装置１６は、集中電圧制御装置８から指令された電圧上下限値に基づき、当該電圧上下限値が適用される集中制御周期の期間内においては、電圧制御機器６が配電系統と連系する点での電圧が当該電圧上下限値の間（制御目標電圧範囲内）に収まるように電圧制御機器６の制御量を集中制御周期（第１の周期）よりも短いローカル制御周期（第２の周期）で調整する。

さらに、ローカル電圧制御装置のうち、タップ位置を制御することにより電圧を調整する変圧器型の電圧制御機器（図１の例では、電圧制御機器１および電圧制御機器５）では、制御結果としてタップ位置の変更回数を記録しておき、至近の過去の決められた時間（例えば、１日）内のタップ位置の変更回数を通信ネットワーク７経由で集中電圧制御装置８へ送信する。すなわち、ローカル電圧制御装置のうち、タップ位置を制御することにより電圧を調整する変圧器型の電圧制御機器（図１の例では、電圧制御機器１および電圧制御機器５）は、集中電圧制御装置８から指令された電圧上下限値に基づきローカル制御周期で制御対象の電圧制御機器の制御量を調整する制御部と、電圧制御機器における一定時間あたりのタップ位置の変更回数を計数して、この変更回数を集中電圧制御装置８へ送信する制御結果送信部と、を備える。

図２は、集中電圧制御装置８の内部構成の一例を示した図である。図２に示すように、集中電圧制御装置８は、制御部２０と、この制御部２０に接続された記憶部２７と、制御部２０、記憶部２７、および通信ネットワーク７に接続された送受信部２６とを備えている。

制御部２０は、その機能構成として、負荷発電量予測部２１、負荷発電量予測値補正部２２、不感帯幅更新部２３、最適電圧分布決定部２４、および電圧上下限値決定部２５を備えている。負荷発電量予測部２１は、翌日などの将来の配電系統の負荷／発電量分布を例えば集中制御周期（例えば１時間周期）で予測する。なお、負荷／発電量分布を予測する方法の詳細については後述する。負荷発電量予測値補正部２２は、集中制御周期の期間内における負荷／発電量分布の予測値を、その直前の集中制御周期の期間内における負荷／発電量分布の実績値と当該期間内におけるその予測値との比較結果に基づいて補正する。ここで、負荷／発電量分布の実績値は、計測情報（電圧および潮流）に基づいて算出される。

不感帯幅更新部２３は、制御結果情報に基づいて変圧器型の電圧制御機器（電圧制御機器１，５）の不感帯幅を更新する。具体的には、送受信部２６がローカル電圧制御装置１１、１５から制御結果情報を受信し、不感帯幅更新部２３に渡し、不感帯幅更新部２３が制御結果情報等に基づいて不感帯幅を更新する。不感帯幅の更新については後述する。

最適電圧分布決定部２４は、補正された負荷／発電量分布の予測値に基づいて潮流計算を行うとともに、変圧器型の電圧制御機器の不感帯幅を考慮して配電系統の電圧分布を評価する評価関数の値を最良にする最良解を探索することにより、当該集中制御周期の期間内の最適電圧分布および各電圧制御機器の最適制御量を決定する。

電圧上下限値決定部２５は、決定された最適電圧分布に基づき、当該集中制御周期の期間内における各ローカル電圧制御装置の制御目標電圧範囲の上限および下限である電圧上下限値を決定し、通信ネットワーク７を介してこれを各ローカル電圧制御装置に指令する。なお、電圧上下限値決定部２５による電圧上下限値を決定する処理の詳細については後述するが、概略は次の通りである。

まず、電圧上下限値決定部２５は、ローカル電圧制御装置ごとに予め割り当てられた電圧制御責任範囲に関する情報を記憶部２７から取得する。ここで、電圧制御責任範囲は、配電線４−１または４−２上の範囲（または区間）であって、当該範囲内における電圧の制御について、当該範囲を割り当てられたローカル電圧制御装置またはこれに接続された電圧制御機器がその責任を負う範囲である。

無効電力制御型の電圧制御機器は、当該電圧制御機器の電源側（上流側）に変圧器型の電圧制御機器が存在する場合には、この変圧器型の電圧制御機器の変圧器の負荷側（下流側）までの範囲、および、当該電圧制御機器の負荷側（下流側）の範囲を電圧制御責任範囲とし、負荷側（下流側）にさらに別の電圧制御機器が存在する場合は、当該別の電圧制御機器の電源側（上流側）までを電圧制御責任範囲に含める。変圧器型の電圧制御機器は、例えば当該変圧器の負荷側（下流側）を電圧制御責任範囲とするが、負荷側に別の電圧制御機器が存在する場合は、当該別の電圧制御機器の電源側（上流側）までをその電圧制御責任範囲とする。なお、電圧制御責任範囲の設定方法は上記の例に限定されない。

また、電圧制御責任範囲ごとに、適正電圧範囲が予め設定されている。この適正電圧範囲は、高圧系統が維持すべき適正な電圧範囲である。電圧制御機器の最適電圧は、その電圧制御責任範囲の適正電圧範囲内に入るように求められる。最適電圧と適正電圧の下限値との差分を電圧下限余裕量と呼び、適正電圧の上限値と最適電圧との差分を電圧上限余裕量と呼ぶ。電圧上下限値決定部２５は、変圧器型の電圧制御機器を制御するローカル電圧制御装置に対しては、最適電圧と不感帯幅に基づいて電圧上下限値を決定する。また、電圧上下限値決定部２５は、無効電力調整型の電圧制御機器を制御するローカル電圧制御装置に対して、電圧下限余裕量と電圧上限余裕量とに基づいて以下のように決定する。その電圧制御責任範囲内における電圧上限余裕量のうちから最小のものを選択し、その電圧制御責任範囲内における電圧下限余裕量のうちから最小のものを選択する。電圧制御機器の最適電圧に電圧制御責任範囲内で最小の電圧上限余裕量を加えたものを制御目標電圧範囲の電圧上限値とし、電圧制御機器の最適電圧から電圧制御責任範囲内で最小の電圧下限余裕量を差し引いたものを制御目標電圧範囲の電圧下限値として決定する。

集中電圧制御装置８は、例えばＣＰＵ、メモリ、ハードディスク等の記憶装置、および通信機能を備えたサーバとして構成することができる。制御部２０は、メモリに記憶された制御プログラムにしたがって制御処理を行うＣＰＵによって実現される。記憶部２７は、メモリおよび記憶装置等を総括的に表している。送受信部２６は通信機能を表している。なお、集中電圧制御装置８は、例えば変電所に設置することができる。

変圧器型の電圧制御機器では、一般に、制御の目標値となる電圧に対して上下に等しい幅の不感帯を設定して、上側または下側の不感帯に電圧が収まるよう制御する。本実施の形態では、電圧上限値と電圧下限値の間の範囲の幅である不感帯幅を変圧器型の電圧制御機器ごとに設定し、この不感帯幅を考慮して最適電圧分布が決定される。したがって、変圧器型の電圧制御機器については、電圧上限値は、最適電圧に不感帯幅の半分を加えたものとなり、電圧下限値は最適電圧から不感帯幅の半分を減じたものとなる。

本実施の形態では、最適電圧分布を求めて、その結果に基づいて各ローカル電圧制御装置の制御目標電圧範囲の上限および下限である電圧上下限値を決定する。各ローカル電圧制御装置は、この電圧上下限値に基づいて制御を実施する。変圧器型の電圧制御機器では、タップ位置を操作することにより電圧を制御する。従って、電圧上限値と電圧下限値の差が小さい場合、タップ位置の変更回数が多くなり、タップ装置の寿命を縮めることになる。そこで、本実施の形態では、タップ位置の変更回数が多くなりすぎないよう不感帯幅を適切な値となるよう制御する。

図３は、不感帯幅を説明するための図である。図３は、変圧器型の各電圧制御機器の２次側電圧を示している。不感帯幅は、電圧上限値と電圧下限値の間の範囲の幅である。最適電圧に対して上下に不感帯幅の半分が設定されて、電圧上限値と電圧下限値が決まる。図４は、不感帯幅の制御の概念を説明するための図である。図４では、各電圧制御機器（変圧器）のローカル電圧制御装置による制御例を２次側電圧の時間変化により示している。

図４に示すように、適正電圧からの逸脱量（違反量）が、閾値に達すると、ローカル電圧制御装置は、２次側電圧を下げる方向にタップ位置を１タップ変更する。不感帯幅を小さくすると、図４に示すような違反量が閾値に達する頻度が増え、タップ位置の変更回数が多くなる。このため、本実施の形態では、集中電圧制御装置８が、各ローカル電圧制御装置から制御結果情報としてタップ位置の変更回数を取得し、一定時間あたりのタップ位置の変更回数が閾値以上となった場合、不感帯幅を広げる（増加させる）。

一方、不感帯幅を小さくしすぎると、適正電圧からの逸脱（電圧違反）が生じやすくなる。したがって、電圧違反が生じた場合には、集中電圧制御装置８は、不感帯幅を狭める。また、タップ位置の変更操作自身によるタップ変更のハンチング（例えば、電圧上限値違反回避のためにタップ操作で電圧を下げると電圧下限値違反となるような状況）を避けるために、不感帯幅は最低でも、１タップ変更による電圧変動分は必要である。

不感帯幅の標準値（初期値）は、例えば、電圧違反を検出して１タップ操作により最適電圧付近に戻るように、１タップ変更による電圧変動分の２倍に等しい値とすることができる。また、不感帯幅を１タップ変更による電圧変動分の４倍まで大きくすると、電圧違反検出から最適電圧まで持ってくるのに２タップ変更が必要となる。したがって、１タップずつの変更を前提とすると、不感帯幅の最大値は１タップ変更による電圧変動分の４倍と設定することができる。しかしながら、不感帯幅の最大値は、配電系統の電圧変動、実際の制御方法等に依存するため、不感帯幅の最大値の決定方法はこれに限定されない。また、不感帯幅の最大値を定めなくてもよい。

また、不感帯幅を大きく設定すると、最適電圧分布の計算において解が求められないことがある。このような場合には、不感帯幅を狭める。

不感帯幅の広げ方および狭め方に特に限定はないが、例えば一定量単位で広げるまたは狭めることができる。これに限らず、一度に最大値まで広げる、一度に最小値まで狭める等の方法としてもよいし、1.1倍に広げる、0.9倍に狭める等のように広げるまたは狭めるための一定の比率を予め規定しておいてもよい。不感帯幅の更新周期（第３の周期）は、例えば、１日としてもよいし、１週間としてもよいし、１時間としてもよく、集中制御周期と一致していてもよいし一致していなくてもよい。不感帯幅の更新周期を短く設定する場合（例えば、１時間）は、１回に不感帯幅を広げる量は小さくしておくことが望ましい。

また、変圧器型の電圧制御装置を制御する各ローカル電圧制御装置は、決められた時間である所定時間（例えば、１日）内のタップ位置の変更回数を送信するが、所定時間は不感帯幅の更新周期以下であればよく、所定時間と不感帯幅の更新周期は一致していてもよいし一致していなくてもよい。例えば、所定時間と不感帯幅の更新周期とをともに１日とすることができる。他のデータを送信する際に、タップ位置の変更回数も同時に送信してもよい。所定時間は、常に一定でも良いし、変化してもよい。例えば、１日に２回、１０時と２０時などに定時送信する場合は、１４時間内または１０時間内のタップの変更回数を送信してもよい。一定時間あたりの変更回数を送信してもよい。

次に、図５を参照して、本実施の形態の動作について説明する。図５は、本実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。

まず、電圧潮流計測装置１０は、それぞれ設置点における電圧および潮流を定期的に計測し、電圧および潮流データを保存している。電圧潮流計測装置１０は、それぞれ計測した電圧および潮流データの例えば１０分間の平均値を、通信ネットワーク７を介して集中電圧制御装置８へ送信する。集中電圧制御装置８は、電圧および潮流データの１０分間の平均値を送受信部２６により受信した後、隣り合う計測点間で潮流平均値の差分をとることなどにより、配電系統各点における負荷／発電量を求めることができ、これを負荷発電量データとして記憶部２７に保存する。ここで、負荷／発電量（負荷発電量データ）は、例えば純粋な負荷から発電量を差し引いた量に相当するものであり、負荷と発電量とのバランスにより正または負の値を取り得る。つまり、負荷／発電量（負荷発電量データ）は、配電系統各点における純粋な負荷と発電量との差分に相当する。負荷発電量データは、定期的に保存され、データベース化されている。

次に、図５に示すように、負荷発電量予測部２１は、記憶部２７に保存された配電系統各点の負荷発電量データから、例えば翌日１時間ごとの配電系統の負荷／発電量分布を予測する（ステップＳ１０１）。

この際、具体的には、例えば、負荷発電量予測部２１は、負荷と発電量を分離して予測するため、まず、快晴時間帯の負荷発電量データのみを使用し、これから理論発電量（太陽光発電定格容量、太陽光パネル設置角、緯度、日時、予想気温、および発電効率から算出）を除いて純粋な負荷である実績負荷を算出する。

続いて、負荷発電量予測部２１は、実績負荷を複数日集め、同一曜日（平日／休日区分）、同一時間帯の負荷と気温との相関を求め、この相関と翌日の予想気温から翌日１時間ごとの配電系統各点の負荷を予測する。また、翌日の発電量については理論発電量とし、負荷発電量予測部２１は、予測負荷から予測発電量を差し引いて、翌日１時間ごとの配電系統各点の負荷発電量データを作成する。

なお、本実施の形態では、例えば毎日、翌日の１時間ごとの負荷／発電量分布を予測するとしたが、これに限らず、例えば将来の一定期間ごとの負荷／発電量分布を予測するとしてもよい。なお、この１時間または一定期間が上述した集中制御周期に相当する。また、負荷／発電量の予測が例えば１時間ごとであるのに対して、電圧および潮流の計測値は１時間の平均値ではなく例えば１０分間の平均値とするのは、同一曜日（平日／休日区分）、同一時間帯の負荷と気温との相関を求めるにあたって、計測データ数を増やすことにより相関の精度を上げるためと、１時間の中での負荷の変動具合を把握するためである。これは、後述する図６のＳ３０１の各電圧制御機器の制御限界の設定において、負荷変動の大きな時間帯を把握するために使用可能である。ただし、電圧および潮流の計測値を例えば１時間の平均値としても構わない。

次に、負荷発電量予測値補正部２２は、将来１時間の配電系統の負荷／発電量の予測値を補正する（ステップＳ１０２）。具体的には、負荷発電量予測値補正部２２は、過去１時間の配電系統各点の負荷／発電量の平均値について、実績値（実際の計測値に基づいて算出される）と予測値とを比較してその比率を求め、この比率を将来１時間の負荷／発電量の予測値に乗ずることにより、将来１時間の系統各点の負荷／発電量の予測値を補正する。これにより、予測値の精度が向上することが期待される。

次に、不感帯幅更新部２３は、各ローカル電圧制御装置からの動作実績（制御結果情報）と、最適電圧分布の計算状況とに応じて、ローカル電圧制御装置ごとに不感帯幅を更新する（ステップＳ１０３）。具体的には、上述したように、制御結果情報であるタップ位置の決められた時間内の変更回数または一定時間あたりの変更回数が閾値以上の場合、不感帯幅を広げ、最適電圧分布の計算により解が無い場合（設定した不感帯幅が確保できない場合）、不感帯幅を狭める。なお、設定した不感帯幅が確保できない場合とは、正確には、変圧器の不感帯幅の範囲内となっても下流の点で電圧違反が発生することを示す。この場合の電圧違反量が一定値以上となる場合、最適電圧分布の計算により解が無いと判断し、不感帯幅を狭める。また、上述したように、不感帯幅には、最小値と最大値を設定しておくことができる。上記のように各ローカル電圧制御装置からの制御結果情報と、最適電圧分布の計算状況とに応じて求めた不感帯幅が最小値を下回る場合は、不感帯幅を最小値に設定し、逆に最大値を上回る場合は、不感帯幅を最大値に設定してもよい。なお、各ローカル電圧制御装置からの制御結果情報が取得できない場合には、ステップＳ１０３では、不感帯幅を変更しない。なお、各ローカル電圧制御装置からの制御結果情報が取得できない場合に、不感帯幅を標準値に設定してもよい。標準値は上述したとおり、例えば、１タップ変更による電圧変動分に等しい値である。

なお、図５の例では、ステップＳ１０３で不感帯幅の更新を行っているが、不感帯幅の更新を行う周期は、集中制御周期（例えば１時間周期）と一致していなくてもよい。不感帯幅の更新を行う周期（不感帯幅更新周期）が集中制御周期と一致しない場合、不感帯幅更新部２３は、不感帯幅更新周期で不感帯幅の更新を行い、更新後の不感帯幅（最新の不感帯幅）を保持しておき、ステップＳ１０３（集中制御周期ごとに実施）では、最新の不感帯幅を最適電圧分布決定部２４へ入力すればよい。なお、不感帯幅更新周期は集中制御周期以上であることが望ましい。また、不感帯幅更新周期が集中制御周期より大きい場合、不感帯幅更新周期内の最適電圧分布の計算による電圧違反量の積算値（電圧違反積算値）を求め、電圧違反積算値が一定値以上となる場合に、不感帯幅を狭めるようにしてもよい。例えば、集中制御周期を１時間とし、不感帯幅更新周期を１日とする場合、電圧違反積算値は１時間ごとの計２４回の最適電圧分布の計算による電圧違反値の積算値となる。

次に、最適電圧分布決定部２４は、Ｓ１０２で作成した将来１時間の配電系統各点の補正後の負荷／発電量の予測値に基づき、将来１時間の配電系統の最適電圧分布を決定する（ステップＳ１０４）。この処理の詳細は、図６を用いて後述する。なお、Ｓ１０２の処理を省略し、最適電圧分布決定部２４が、Ｓ１０１で作成した将来１時間の配電系統各点の負荷／発電量の予測値に基づいて、将来１時間の配電系統の最適電圧分布を決定するようにしてもよい。また、Ｓ１０１では、負荷発電量予測部２１は、電圧潮流計測装置１０から送信された計測情報に基づいて将来１時間の負荷／発電量分布を予測しているが、これに限定されず、例えば負荷発電量データに関するデータベースを予め記憶部２７に格納するようにし、負荷発電量予測部２１が、このデータベースを参照して負荷／発電量分布を予測するようにしてもよい。この場合は、電圧潮流計測装置１０を設けなくともよく、Ｓ１０２の処理も省略される。

次に、電圧上下限値決定部２５は、配電系統の最適電圧分布に基づき、将来１時間の各ローカル電圧制御装置の電圧上限値および電圧下限値を算出する（ステップＳ１０５）。この処理の詳細は、図７を用いて後述する。

次に、電圧上下限値決定部２５は、各ローカル電圧制御装置に対して電圧上限値および電圧下限値を指令する（ステップＳ１０６）。なお、ＬＲＴの負荷側にＳＶＲが設置されている場合等（配電線４−１を参照）、電圧制御機器の下流側に別の電圧制御機器が設置されている場合には、先に下流側のローカル電圧制御装置に対して電圧上下限値を指令することとし、制御の順序を規定する。

各ローカル電圧制御装置は、集中電圧制御装置８からの電圧上下限値の指令に基づき、制御対象である各電圧制御機器の制御量の調整を行う。詳細には、各ローカル電圧制御装置は、電圧上下限値の間に電圧を維持するように、集中制御周期（１時間）よりも短周期のローカル制御周期で必要に応じて電圧制御機器の制御量を調整する。また、各ローカル電圧制御装置は、集中電圧制御装置８から集中制御周期で電圧上下限値の指令を受けるごとに、電圧上限値および電圧下限値を更新し設定する。

また、変圧器型の電圧制御機器を制御するローカル電圧制御装置は、電圧上下限値の間に電圧を維持するよう制御したことにより生じた所定時間のタップ位置変更回数を、制御結果情報として集中電圧制御装置８へ送信する。

次に、図５のステップＳ１０４の処理の詳細について、図６を参照して説明する。図６は、図５のステップＳ１０４の処理の詳細を説明するためのフローチャートであり、将来１時間の配電系統の最適電圧分布を計算するためのフローを表している。

まず、最適電圧分布決定部２４は、各電圧制御機器のローカル制御の余地を確保するため、各電圧制御機器の制御限界（変圧器型の電圧制御機器の場合は同じタップ位置を維持する範囲の上限および下限であるタップ上下限（不感帯）、無効電力制御型の電圧制御機器の場合は無効電力出力上下限）を設定する（ステップＳ３０１）。この際、最適電圧分布決定部２４は、大きな電圧変動が予想される時間帯、すなわち、負荷変動の大きな時間帯（例えば、朝、昼休み前後、点灯時間帯等）、および、発電変動の大きな時間帯（例えば、理論発電量が大きい昼間等）については、上昇または下降傾向などの変動の方向性も考慮の上、ローカル制御の余地を大きくとる。変圧器型の電圧制御機器のタップ上下限（不感帯）としては、不感帯幅更新部２３から入力される最新の不感帯幅を設定する。

次に、最適電圧分布決定部２４は、各電圧制御機器の制御量を初期設定する（ステップＳ３０２）。この際、最適電圧分布決定部２４は、変圧器型の電圧制御機器の場合はタップ位置を例えば１時間前の最適電圧分布計算時の算出値（ただし、前回算出値がない場合はニュートラル値）とし、無効電力制御型の電圧制御機器の場合は無効電力出力を例えば０（無し）とする。

次に、最適電圧分布決定部２４は、配電系統各点の負荷／発電分布の予測に基づき、設定された各電圧制御機器の制御量（タップ位置、無効電力量）での潮流計算を行い、配電系統各点の電圧を算出する（ステップＳ３０３）。

次に、最適電圧分布決定部２４は、潮流計算の結果に基づき配電系統の評価を行う（ステップＳ３０４）。具体的には、最適電圧分布決定部２４は、配電系統の評価項目について設定された評価関数（目的関数）の値を評価することにより、配電系統の評価を行う。ここで、第一優先の評価項目は、配電系統各点での電圧の適正電圧範囲（適正電圧上限値および適正電圧下限値）からの違反（逸脱）量である。すなわち、最適電圧分布は、第一に、配電系統各点での電圧の適正電圧範囲からの違反（逸脱）量の総和が最小となるように決定される。また、第二優先の評価項目は、例えば配電系統各点での電圧余裕（適正電圧上下限値までの余裕量）である。配電系統各点での電圧余裕が小さいと電圧制御機器の電圧上下限幅が小さくなり、僅かな電圧変動で頻繁に電圧制御機器が動作してしまう。従って、電圧余裕の総和が大きいほど高評価とする。第三優先の評価項目は、電圧制御機器の制御量のその初期設定値からの変化量の総和とすることができる。ここで、電圧制御機器の制御量のその初期設定値からの変化量は、無効電力制御型の電圧制御機器の場合は、無効電力出力量であり、変圧器型の電圧制御機器の場合は、タップ位置の初期設定タップ位置からの差である。当該変化量の総和を小さくすることにより、電圧制御機器の動作回数の低減につながる。さらに、第四優先の評価項目は、配電系統全体の送電ロス（有効電力ロス＋無効電力ロス）とすることができる。送電ロスが小さいほど高評価とする。なお、送電ロスは、有効電力ロスが大半を占め、電圧が高いほどロスが小さくなるが、その分、第二優先の配電系統各点での電圧余裕（上限値側）が小さくなるため、配電系統各点の電圧上下限にかなりの余裕がある場合に評価することの意味がある評価項目である。

評価関数は、第一優先の評価項目について設定してもよいが、第一優先〜第四優先のうち２つ以上の項目について設定することもできる。この場合、各々の評価関数に重みを付けて和をとったものを全体の評価関数とする。さらに、配電系統に応じて高次の優先項目についても評価関数に含めることができる。評価関数は、例えば最小値をとるときに最も最適化（高評価）されるように構成することができる。

例えば、第一優先〜第四優先の全評価項目に基づいて評価関数を設定する場合、以下の式（１）のように評価関数を定めることができる。Wp，W1，W2，W3，W4は、重みを示す。
評価関数値 ＝ 配電系統各点の電圧上下限違反量の総和 × Wp
＋ 変圧器ごとに配電系統各点の上限側電圧余裕逸脱の最大値 × W1
＋ 変圧器ごとに配電系統各点の下限側電圧余裕逸脱の最大値 × W1
＋ 前回指令時からの変圧器目標電圧変更量 × W2
＋ 無効電力指令絶対値 × W3
＋ 送電ロス × W4 …（１）

次に、最適電圧分布決定部２４は、所定回数の探索を行ったか否かを判定し（ステップＳ３０５）、所定回数の探索を行った場合には（ステップＳ３０５ Ｙｅｓ）、処理を終了し、所定回数の探索を行っていない場合には（ステップＳ３０５ Ｎｏ）、ステップＳ３０６の処理に進む。

次に、ステップＳ３０６では、最適電圧分布決定部２４は、各電圧制御機器の制御量を例えば１単位変更（タップを例えば１段上げる／下げる、無効電力を定格の例えば５％増やす／減らす等）して配電系統各点の電圧算出（ステップＳ３０３と同様）および配電系統の評価（ステップＳ３０４と同様）を行い、これを全ての電圧制御機器について実施して評価結果を比較し、最も評価が改善するよう電圧制御機器の制御量を設定変更する（ステップＳ３０６）。最適化のアルゴリズムについては例えば特開２０１０−２５０５９９等に開示されている方法を用いることができる。なお、ＳＶＣの無効電力制御等、制御量を連続的に変更可能な電圧制御機器については、連続系最適化手法の１つである２次計画法により最適制御量を算出しても同等の効果が得られる。ステップＳ３０６の実施後は、ステップ３０５へ戻る。

なお、所定回数の探索を行い、最も評価が改善する制御量を設定した場合に、電圧違反が残存することもある。この場合、変圧器型の電圧制御装置の不感帯幅を狭めて、ステップＳ１０４を再実施してもよいし、ここではステップＳ１０４の再実施は行わず、前述したように、電圧違反量を積算値として記録しておき、電圧違反積算値が一定値以上となった場合に、不感帯幅を狭めるようにしてもよい。

以上のようにして、所定回数の探索の後、最適電圧分布決定部２４は、評価関数の値を最良にする最良解として、将来１時間の配電系統の最適電圧分布および各電圧制御機器の最適制御量を決定することができる。

次に、図５のＳ１０５の処理の詳細について説明する。まず、ローカル電圧制御装置１５については、制御対象が変圧器型の電圧制御機器であることから、最適電圧から不感帯幅の半分を減じた値を電圧下限値とし、最適電圧に不感帯幅の半分を加えた値が電圧上限値とする。変圧器型の電圧制御機器を制御する他のローカル電圧制御装置についても同様である。

無効電力制御型の電圧制御機器については、例えば、次のように、電圧制御責任範囲を設定して、電圧制御責任範囲内における、最適電圧と適正電圧の下限値Ｖ＿ｍｉｎとの差の絶対値である電圧下限余裕量のうちの最小の値（ｕｍ＿ｍｉｎ）、および最適電圧と適正電圧の上限値Ｖ＿ｍａｘとの差の絶対値である電圧上限余裕量のうちの最小の値（ｌｍ＿ｍｉｎ）に基づいて、電圧上下限値を決定することができる。

具体的には、無効電力制御型の電圧制御機器は、当該電圧制御機器の電源側（上流側）に変圧器型の電圧制御機器が存在する場合には、この変圧器型の電圧制御機器の変圧器の負荷側（下流側）までの範囲、および、当該電圧制御機器の負荷側（下流側）の範囲を電圧制御責任範囲とし、負荷側（下流側）にさらに別の電圧制御機器が存在する場合は、当該別の電圧制御機器の電源側（上流側）までを電圧制御責任範囲に含める。

例えば、ローカル電圧制御装置１６の電圧制御責任範囲は、電圧制御機器５の負荷側から電圧制御機器６の負荷側（下流側）の次の電圧制御機器（図示せず）までの範囲であり、配電線４−１に接続された低圧系統（図１では図示せず）を含む。ローカル電圧制御装置１６の電圧制御責任範囲のうちの最適電圧と適正電圧の下限値Ｖ＿ｍｉｎとの差の絶対値である電圧下限余裕量のうちの最小の値をｕｍ＿ｍｉｎとし、最適電圧と適正電圧の上限値Ｖ＿ｍａｘとの差の絶対値である電圧上限余裕量のうちの最小の値をｌｍ＿ｍｉｎとする。このとき、電圧上下限値決定部２５は、電圧制御機器６の最適電圧の値にｕｍ＿ｍｉｎを加えたものを制御目標電圧範囲の電圧上限値とし、電圧制御機器６の最適電圧の値からｌｍ＿ｍｉｎを差し引いたものを制御目標電圧範囲の電圧下限値とする。ここで、電圧制御機器６の最適電圧の値とは、電圧制御機器が無効電力補償型のものである場合、電圧制御機器６の配電系統連系点における最適電圧である。

このように、電圧制御機器６の設置箇所近傍における電圧上下限余裕量のみならず、その電圧制御責任範囲内の各点における電圧上下限余裕量も考慮して決定されているので、ローカル電圧制御装置１６自体は制御目標電圧範囲内で電圧制御機器６をローカル制御するにもかかわらず、広域の電圧制御責任範囲で適正電圧の維持が可能となる。

次に、本実施の形態の不感帯幅の更新方法について詳細に説明する。図７は、本実施の形態の不感帯幅更新手順の一例を示すフローチャートである。不感帯幅更新部２３は、一定の周期（不感帯幅更新周期）ごとに変圧器型の各電圧制御機器について図７の処理を実施する。

まず、不感帯幅更新部２３は、最適電圧分布の計算結果が、適正電圧範囲内であったか（電圧違反がなかった）否かを判断する（ステップＳ４０１）。適正電圧範囲内であったか否かは、１回（集中制御周期）の最適電圧分布の計算結果により、電圧違反が生じていないか否かにより適正電圧範囲内であったか否かを判断してもよいし、不感帯幅更新周期が集中制御周期より長い場合、前述したように電圧違反積算値を求めておき、電圧違反積算値が一定値（例えば、１００Ｖ）未満であるか否かにより適正電圧範囲内であったか否かを判断してもよい。また、最適電圧分布により得られる最適電圧が適正電圧範囲内であるか否かにより電圧違反がなかったか否かを判断してもよいし、最適電圧に対してある程度の余裕を加算（適正電圧範囲の上限値に近い場合）または減算（適正電圧範囲の下限値に近い場合）し、加算または減算後の値が適正電圧範囲内である否かにより電圧違反がなかったか否かを判断してもよい。

適正電圧範囲内である場合（ステップＳ４０１ Ｙｅｓ）、処理対象の電圧制御装置のタップ位置変更回数（以下、タップ回数と略す）が、閾値以上であったか否かを判断する（ステップＳ４０２）。このタップ回数に対する閾値は、どのように設定してもよいが、例えば、１時間あたりに１回程度とすることができる。したがって、例えば、不感帯幅更新周期が１日である場合は、閾値は２４回程度となる。不感帯幅を１０時と２０時などのように１日の決まった時間に行う場合は、前回からの時間に応じて適切な閾値とするか、一定時間あたりのタップ回数に対する閾値とする。

タップ回数が閾値以上であった場合（ステップＳ４０２ Ｙｅｓ）、不感帯幅更新部２３は、処理対象の電圧制御装置の不感帯幅を広げる（ステップＳ４０３）。不感帯幅の広げ方は、前述したように様々な方法があるが、ここでは一例として一定量（例えば、１０Ｖ）増加させるとする。決められた時間内のタップ位置変更回数または一定時間あたりのタップ位置変更回数が閾値以上の場合に、不感帯幅を広くする。

不感帯幅を広げた後、不感帯幅更新部２３は、不感帯幅（広げた後の不感帯幅）が最大値以下であるか否かを判断する（ステップＳ４０４）。この最大値は、上述したように、例えば２タップ変更分程度の値とすることができる。不感帯幅が最大値以下である場合（ステップＳ４０４ Ｙｅｓ）、不感帯幅の値はそのままとして、処理を終了する。不感帯幅が最大値を超える場合（ステップＳ４０４ Ｎｏ）、不感帯幅更新部２３は、不感帯幅を最大値に設定し（ステップＳ４０５）、処理を終了する。

一方、ステップＳ４０１で、適正電圧範囲内でない場合（ステップＳ４０１ Ｎｏ）、不感帯幅更新部２３は、処理対象の電圧制御装置の不感帯幅を狭める（ステップＳ４０６）。不感帯幅の狭め方は、前述したように様々な方法があるが、ここでは一例として一定量（例えば、１０Ｖ）減少させるとする。

不感帯幅を狭めた後、不感帯幅更新部２３は、不感帯幅（狭めた後の不感帯幅）が最小値以上であるか否かを判断する（ステップＳ４０７）。不感帯幅が最小値以上である場合（ステップＳ４０７ Ｙｅｓ）、不感帯幅の値はそのままとして、処理を終了する。不感帯幅が最小値未満の場合（ステップＳ４０７ Ｎｏ）、不感帯幅更新部２３は、不感帯幅を最小値に設定し（ステップＳ４０８）、処理を終了する。

また、ステップＳ４０２で、タップ回数が閾値未満の場合（ステップＳ４０２ Ｎｏ）、不感帯幅更新部２３は、不感帯幅の値を変更せず、処理を終了する。

不感帯幅更新部２３は、以上の処理を変圧器型の電圧制御機器についてそれぞれ実施し、不感帯幅を更新する。適正電圧範囲内でかつタップ回数が閾値未満の場合は不感帯幅は実際には変更されない場合がある。この場合も含め、不感帯幅の更新処理が実施された後の不感帯幅を、更新後の不感帯幅という。不感帯幅更新部２３は、更新後の不感帯幅を保持しておき、集中制御周期ごとに実施される最適電圧分布の計算（図５のステップＳ１０４）の入力とする。また、変圧器型の電圧制御機器については電圧上下限値を算出する際に不感帯幅が反映され、電圧上下限値が各ローカル電圧制御装置へ送信されることにより、各ローカル電圧制御装置において不感帯幅が設定される。

なお、以上の例では、最適電圧分布の計算結果が、適正電圧範囲内でない場合に、不感帯幅を狭めるようにしたが、これに加えて、タップ回数が所定の下限値以下となる場合に、不感帯幅を狭めるようにしてもよい。

以上説明したように、本実施の形態では、変圧器型の電圧制御機器について不感帯幅を設定し、集中電圧制御装置８は、不感帯幅を反映させて将来の一定期間内（集中制御周期の期間内）の最適電圧分布を求める。そして、無効電力調整型の電圧制御機器については、この最適電圧分布と適正電圧範囲との関係に基づいてローカル電圧制御装置ごとにその電圧制御責任範囲内の各点における電圧上下限余裕量を加味して各ローカル電圧制御装置に対して指令する電圧上下限値を決定し、変圧器型の電圧制御機器については最適電圧と不感帯幅に基づいて電圧上下限値を決定している。また、集中電圧制御装置８は、変圧器型の電圧制御機器のタップ回数と最適電圧分布の計算結果における電圧違反の有無に基づいて不感帯幅を更新する。他方、ローカル電圧制御装置は、通信ネットワーク７を介して集中電圧制御装置８から指令された電圧上下限値に基づき、その制御対象である電圧制御機器の電圧を電圧上下限値の間に維持するように集中制御周期期間よりも短周期のローカル制御周期でその制御量を調整する。また、変圧器型の電圧制御機器を制御するローカル電圧制御装置は、制御結果情報として決められた時間内のタップ回数を集中電圧制御装置８へ送信する。このように、集中電圧制御装置８は各ローカル電圧制御装置に対して電圧上下限値の指令のみを行い、各ローカル電圧制御装置は集中電圧制御装置８からの指令に従って自立的にローカル制御をしており、集中電圧制御装置８による集中制御と各ローカル電圧制御装置によるローカル制御が役割分担されている。

これにより、電圧制御機器の制御自体はローカル電圧制御装置によりローカルに実施されるので、例えば太陽光発電量変化などの予測困難な要因による配電系統の電圧変動にも追従して電圧を維持することができる。すなわち、急激な電圧変動に対して集中電圧制御装置８との通信を待たずにローカル電圧制御装置だけで対応できるため、早期の電圧制御が可能である。

また、本実施の形態では、集中電圧制御装置８と各ローカル電圧制御装置との間の通信は例えば１時間である集中制御周期で行えばよいので、ローカル制御周期で電圧指令を送信する場合などと比較して、通信頻度が低減され、通信負荷を増大させることがない。

このように、本実施の形態によれば、通信負荷を増大させることなく、太陽光発電量変化などの予測困難な要因による配電系統の電圧変動にも追従して電圧を維持することができる。なお、集中電圧制御装置８における、無効電力型電圧制御機器についての電圧上下限値の決定方法は、本実施の形態以外の方法で決定するものであってもよい。その場合でも、上記のように集中電圧制御装置８による集中制御と各ローカル電圧制御装置によるローカル制御が役割分担される限りは、上記課題を達成可能である。ただし、本実施の形態のように電圧上下限値を決定することにより配電系統の電圧制御の信頼性が向上する。

また、本実施の形態では、変圧器型の電圧制御機器のタップ回数と最適電圧分布の計算結果における電圧違反の有無に基づいて不感帯幅を更新しているため、電圧違反の発生を抑えつつ、タップ回数の増加を抑えタップ装置の寿命を延ばすことができる。

なお、本実施の形態では、負荷／発電量の予測、および、ローカル電圧制御装置への電圧上下限値の指令を例えば１時間ごとに実施するとしたが、これに限定されず、例えば数十分（例えば３０分）乃至数時間ごと、あるいはそれ以上の時間間隔で実施することも可能である。さらに、ローカル電圧制御装置への電圧上下限値の指令の送信は、電圧上下限値が大きく変化した場合のみ実施することも可能である。これにより、通信負荷が一層低減される。

また、通信障害等により集中電圧制御装置８から集中制御周期で電圧上下限値指令が受信できないローカル電圧制御装置が発生する場合に備え、集中電圧制御装置８からローカル電圧制御装置へ事前に電圧上下限値を多時間断面分（例えば、翌日１日分）送信し、ローカル電圧制御装置でこれを記憶しておくことも可能である。この場合、あるローカル電圧制御装置の通信異常時に、当該ローカル電圧制御装置はこの記憶された電圧上下限値に基づいて動作することができ、また、集中電圧制御装置８では、当該ローカル電圧制御装置の動作を推定できる。なお、この場合は、図５のステップＳ１０２の処理は省略される。

以上のように、本発明にかかる電圧監視制御装置、電圧制御装置および電圧監視制御方法は、配電系統の電圧を制御する配電系統の電圧を制御するシステムに有用である。

１，５，６ 電圧制御機器、２ 母線、３−１，３−２ 遮断器、４−１，４−２ 配電線、７ 通信ネットワーク、８ 集中電圧制御装置、１０ 電圧潮流計測装置、１１，１５，１６ ローカル電圧制御装置、２０ 制御部、２１ 負荷発電量予測部、２２ 負荷発電量予測値補正部、２３ 不感帯幅更新部、２４ 最適電圧分布決定部、２５ 電圧上下限値決定部２５ 送受信部、２７ 記憶部。

Claims (12)

1. 高圧系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器、にそれぞれ接続され、第１の周期ごとに更新される電圧上限値および電圧下限値の範囲内に当該電圧制御機器が制御する電圧値が維持されるように前記第１の周期よりも短周期の第２の周期で当該電圧制御機器の制御量を調整する複数のローカル電圧制御装置と、通信ネットワークを介してそれぞれ接続された電圧監視制御装置であって、
   前記ローカル電圧制御装置から送信された前記ローカル電圧制御装置の接続する前記電圧制御機器のうちタップ位置を変更することにより電圧を制御する変圧器型の電圧制御機器について決められた時間内のタップ位置の変更回数または一定時間あたりの前記変更回数を受信する送受信部と、
   前記変圧器型の電圧制御機器について、当該電圧制御機器の前記電圧上限値および前記電圧下限値の間の範囲の幅である不感帯幅を、決められた時間内の前記変更回数または一定時間あたりの前記変更回数が閾値以上である場合に前記不感帯幅を増加させる不感帯幅更新部と、
   前記各ローカル電圧制御装置において前記第１の周期ごとに更新される前記電圧上限値および前記電圧下限値を決定して、当該電圧上限値および電圧下限値を前記各ローカル電圧制御装置に前記通信ネットワークを介してそれぞれ指令する電圧上下限値決定部と、
   を備えた電圧監視制御装置。
2. 前記不感帯幅更新部は、前記不感帯幅に予め定めた一定量を加算することにより、前記不感帯幅を増加させることを特徴とする請求項１に記載の電圧監視制御装置。
3. 前記不感帯幅更新部は、前記不感帯幅に対して予め定めた一定比率を乗算することにより、前記不感帯幅を増加させることを特徴とする請求項１に記載の電圧監視制御装置。
4. 前記不感帯幅更新部は、前記変更回数が、予め定めた下限値以下である場合に、前記不感帯幅を減少させることを特徴とする請求項１、２または３に記載の電圧監視制御装置。
5. 配電系統の各点における純粋な負荷と発電量との差分を表す負荷発電量分布を前記第１の周期で予測する負荷発電量予測部と、
   この負荷発電量予測部により予測された負荷発電量分布に基づいて潮流計算を行うとともに、前記配電系統の評価項目について設定された評価関数の値を最良にする最良解を探索することにより、前記第１の周期の期間内の最適電圧分布を決定する最適電圧分布決定部と、
   を備え、
   前記不感帯幅更新部は、前記最適電圧分布に基づいて適正電圧範囲外となる電圧の逸脱量の積算量である電圧違反積算量を求め、前記電圧違反積算量が一定量以上となる場合に前記不感帯幅を減少させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の電圧監視制御装置。
6. 前記不感帯幅更新部は、前記不感帯幅から予め定めた一定量を減算することにより、前記不感帯幅を減少させることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電圧監視制御装置。
7. 前記不感帯幅更新部は、前記不感帯幅に対して予め定めた一定比率を乗算することにより、前記不感帯幅を減少させることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電圧監視制御装置。
8. 不感帯幅更新部は、前記第１の周期以上の長さの第３の周期で前記不感帯幅を更新することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の電圧監視制御装置。
9. 前記第１の周期は、数十分乃至数時間であり、前記第３の周期は１日であることを特徴とする請求項８に記載の電圧監視制御装置。
10. 前記決められた時間は、１日であることを特徴とする請求項９に記載の電圧監視制御装置。
11. 高圧系統の配電線に接続されタップ位置を変更することにより当該配電線の電圧を制御する電圧制御機器と接続されるとともに、通信ネットワークを介して接続される電圧監視制御装置と接続される電圧制御装置であって、
    前記電圧制御機器における決められた時間内のタップ位置の変更回数を計数し、決められた時間内の前記変更回数または一定時間あたりの前記変更回数を前記電圧監視制御装置へ送信する制御結果送信部と、
    前記電圧監視制御装置から第１の周期ごとに受信する、前記電圧監視制御装置が前記変更回数に基づいて決定した電圧上限値および電圧下限値の範囲内に前記電圧制御機器の制御する電圧値が維持されるように前記第１の周期よりも短周期の第２の周期で前記電圧制御機器の制御量を調整する制御部と、
    を備えた電圧制御装置。
12. 高圧系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器と、前記各電圧制御機器にそれぞれ接続され、当該電圧制御機器の制御する電圧値が維持されるように当該電圧制御機器の制御量を調整するローカル電圧制御装置と、電圧監視制御装置と、前記電圧監視制御装置と前記ローカル電圧制御装置をそれぞれ接続する通信ネットワークとを備える配電システムにおける電圧監視制御方法であって、
    前記電圧監視制御装置が、第１の周期ごとに、前記各ローカル電圧制御装置における制御範囲を示す電圧上限値および電圧下限値を決定して、当該電圧上限値および電圧下限値を前記各ローカル電圧制御装置に前記通信ネットワークを介してそれぞれ指令する電圧上下限値決定ステップと、
    前記ローカル電圧制御装置が、自身の制御対象の電圧制御機器が制御する電圧値が前記電圧上限値および前記電圧下限値の範囲内に維持されるように前記第１の周期よりも短周期の第２の周期で当該電圧制御機器の制御量を調整するローカル制御ステップと、
    前記電圧制御機器のうちタップ位置を変更することにより電圧を制御する変圧器型の電圧制御機器に接続する前記ローカル電圧制御装置が、自身が接続される電圧制御機器における決められた時間内のタップ位置の変更回数を計数し、決められた時間内の前記変更回数または一定時間あたりの前記変更回数を前記電圧監視制御装置へ送信する送信ステップと、
    前記電圧監視制御装置が、前記電圧制御機器のうちタップ位置を変更することにより電圧を制御する変圧器型の電圧制御機器について、決められた時間内の前記変更回数または一定時間あたりの前記変更回数が閾値以上である場合に前記電圧制御機器の前記電圧上限値および前記電圧下限値の間の範囲の幅である不感帯幅を増加させる不感帯幅更新ステップと、
    を含むことを特徴とする電圧監視制御方法。

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