JP5420618B2

JP5420618B2 - 進相コンデンサ開放支援システム

Info

Publication number: JP5420618B2
Application number: JP2011234166A
Authority: JP
Inventors: 秀央馬場
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2031-10-25
Also published as: JP2013093962A

Description

この発明は、配電系統の電圧が適正に維持されるように進相コンデンサの開放を支援する、進相コンデンサ開放支援システムに関する。

例えば、高圧の需要家においては、遅れ力率である負荷に対する力率を改善するために、受電設備に進相コンデンサが設置されている場合がある。しかし、進相コンデンサが契約電力に対して過大であったり、負荷が軽い時間帯でも進相コンデンサが系統に接続されたままであったりすることで、進相無効電力によって高圧系統（例えば、６．６ｋＶ）の電圧が上昇する傾向がある。この結果、配電用変圧器の電圧調整範囲の下限に至り、規定・規制された電圧を維持できないバンクが、将来的に多くなってくるおそれがある。また、近年、太陽光発電の導入が進み、その結果電圧上昇を防止するために、太陽光発電の出力を抑制しなければならないケースが発生している。

このような電圧上昇に対して、これまで、電力会社が自動電圧調整装置や分路リアクトル装置（Ｓｈｒ）を設置し、力率を適正に保つように対応してきた。しかしながら、電力品質向上への社会的要請のさらなる高まりや、新エネルギーの連系数がさらに増加すること、などが予測され、自動電圧調整装置などの設置のみでは、将来対応しきれないおそれがある。

このような背景の下、配電系統の電圧を適正に維持するには、進相コンデンサを適正に開放することが重要である。一方、所定の時間帯には進相コンデンサを投入し、所定の時間帯ではなく、かつ、構内高圧母線の電圧値が所定の電圧上限を逸脱している場合には、進相コンデンサを開放する、という進相コンデンサ制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１１−０５０１２３号公報

ところで、進相コンデンサは、需要家が所有、管理するものであり、電力会社などが勝手に制御することはできない。すなわち、進相コンデンサの開放が必要な場合には、予めその需要家に進相コンデンサの開放を依頼・交渉しなければならず、開放を許可した需要家の進相コンデンサのみを、開放することができる。

また、従来、開放すべき進相コンデンサの選択は、担当者の知識や経験などに基づいて行われていたため、適正な選択になっていなかったり、担当者によって選択精度にバラツキが生じたりするおそれがあった。

そこでこの発明は、適正な進相コンデンサの開放を支援することができる、進相コンデンサ開放支援システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、配電線の複数の箇所に配設され、少なくとも該箇所の電圧を測定する測定手段と、進相コンデンサの容量や配設位置などのコンデンサ情報を記憶したコンデンサデータベースと、進相コンデンサを管理する需要家との、該進相コンデンサの開放に関する交渉履歴を記憶した履歴データベースと、配電線の系統図や変電所からの送り出し電圧、前記各測定手段による測定結果、前記コンデンサデータベースのコンデンサ情報などの算出要件データと、前記履歴データベースの交渉履歴とに基づいて、配電系統の電圧を所定値に維持するために開放が必要な進相コンデンサであって、該需要家が開放を拒否していない進相コンデンサを選択する選択手段と、を備えることを特徴とする進相コンデンサ開放支援システムである。

この発明によれば、各測定手段によって配電線の複数の箇所の電圧が測定され、また、需要家との交渉履歴が履歴データベースに記憶される。そして、選択手段によって、算出要件データと交渉履歴とに基づいて、配電系統の電圧を所定値に維持するために開放が必要な進相コンデンサであって、需要家が開放を拒否していない進相コンデンサが選択される。

請求項２の発明は、請求項１に記載の進相コンデンサ開放支援システムにおいて、前記進相コンデンサの開閉状態を監視可能で、前記選択手段は、前記各進相コンデンサの開閉状態に基づいて、前記進相コンデンサを選択する、ことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の進相コンデンサ開放支援システムにおいて、前記選択手段は、電圧が高いノードから進相コンデンサの容量が大きい順に進相コンデンサを選択するか、容量が過剰な進相コンデンサを優先的に選択するか、を含む選択優先度を選択可能となっている、ことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、配電系統の電圧を所定値に維持するために開放が必要な進相コンデンサが自動で選択されるため、担当者が選択する場合に比べて、選択業務が適正化かつ迅速化・効率化される。しかも、需要家が開放を拒否していない進相コンデンサが選択されるため、開放を拒否している需要家に対して開放を依頼・交渉する、という非効率な業務を回避することができる。

さらに、各測定手段で測定された電圧値・実測値に基づいて、進相コンデンサが選択されるため、より適正な進相コンデンサを選択することができる。これらの結果、進相コンデンサの開放業務を適正かつ迅速・効率的に行うことが可能となる。

請求項２の発明によれば、各進相コンデンサの開閉状態に基づいて、開放すべき進相コンデンサが選択されるため、実情に合ったより適正な進相コンデンサを選択することができるとともに、既に開放している進相コンデンサを選択することがなく、開放業務をより適正化、効率化することが可能となる。

請求項３の発明によれば、選択優先度を選択可能なため、配電系統や需要家の状況などに応じて選択優先度を選択することで、より適正な進相コンデンサを選択することが可能となる。

この発明の実施の形態に係る進相コンデンサ開放支援システムを示す概略構成図である。図１のシステムのセンタサーバの概略構成ブロック図である。図２のセンタサーバの選択タスクのフローチャートである。図３の選択タスクにおける開放数最少モードのフローチャートである。図３の選択タスクにおける過剰ＳＣ優先モードのフローチャートである。図１のシステムによる業務手順を示すフローチャートである。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

図１は、この発明の実施の形態に係る進相コンデンサ開放支援システム１を示す概略構成図である。この進相コンデンサ開放支援システム１は、配電系統の電圧が適正に維持されるように進相コンデンサＳＣの開放を支援するシステムであり、複数の測定器（測定手段）２とセンタサーバ３とが通信可能に接続されている。また、進相コンデンサＳＣは、通信機能を有し、開閉状態・状況が逐次センタサーバ３に送信され、センタサーバ３にて各進相コンデンサＳＣの開閉状態がリアルタイムに監視可能となっている。

測定器２は、配電線１００の複数の箇所に配設され、配設箇所における電圧や電流を測定する機器であり、測定結果を逐次・リアルタイムにセンタサーバ３に送信する通信機能を備えている。

センタサーバ３は、変電所１０１のサーバや営業サーバ４、配電サーバ５とも通信可能に接続されている。ここで、営業サーバ４は、需要家や進相コンデンサＳＣに関する情報などを管理するサーバであり、進相コンデンサＳＣの新設、撤去などの情報が逐次記憶され、後述するように、こられの情報がセンタサーバ３に記憶されるようになっている。また、配電サーバ５は、配電線１００に関する情報などを管理するサーバであり、配電線１００の新設・増設、変更などの情報が逐次記憶され、後述するように、こられの情報がセンタサーバ３に記憶されるようになっている。

センタサーバ３は、図２に示すように、主として、コンデンサデータベース３１と、配電データベース３２と、履歴データベース３３と、入力部３４と、記憶部３５と、選択タスク（選択手段）３６と、これらを管理、制御する中央処理部３７とを備えている。

コンデンサデータベース３１は、進相コンデンサＳＣの識別情報や容量、配設位置、この進相コンデンサＳＣを所有する需要家、この需要家の契約電力、などのコンデンサ情報を記憶するデータベースである。このコンデンサ情報は、進相コンデンサＳＣが新設、撤去などされるたびに、更新されるようになっている。すなわち、進相コンデンサＳＣが新設、撤去などされ、その情報が営業サーバ４に登録、記憶されると、営業サーバ４からセンタサーバ３に情報が送信され、コンデンサ情報が更新されることで、コンデンサデータベース３１には、常に最新のコンデンサ情報が記憶されている。

配電データベース３２は、配電線１００の系統図や設備情報などを記憶したデータベースであり、配電線１００が新設、変更などされるたびに、更新されるようになっている。すなわち、配電線１００が新設、変更などされ、その情報が配電サーバ５に登録、記憶されると、配電サーバ５からセンタサーバ３に情報が送信され、配電データベース３２には、常に最新の情報が記憶される。

このように、この実施の形態では、営業サーバ４および配電サーバ５から送信された情報に基づいて、データベース３１、３２を構築するようになっているが、営業サーバ４および配電サーバ５内のデータベースをデータベース３１、３２とし、このデータベースを必要に応じてアクセスするようにしてもよい。

履歴データベース３３は、進相コンデンサＳＣを所有、管理する需要家との、進相コンデンサＳＣの開放に関する交渉履歴、状況を記憶したデータベースである。すなわち、過去に交渉を行った需要家に対しては、その交渉日、交渉結果（開放の可否）などが時系列に記憶され、過去に交渉を行っていない需要家に対しては、交渉を行っていない旨が記憶されている。ここで、過去の交渉で開放を許可した旨の交渉結果が記憶されている場合と、交渉を行っていない旨が記憶されている場合とが、後述する「需要家が開放を拒否していない」場合に該当する。つまり、過去の交渉で開放を拒否した旨の交渉結果が記憶されていなければ、交渉可能とする。このような履歴データベース３３への情報は、後述するようにして交渉が完了するごとに、入力、更新されるようになっている。

入力部３４は、後述する選択タスク３６を起動したり、電圧範囲を設定したりするインターフェイスであり、また、記憶部３５は、後述する選択タスク３６による選択過程や選択結果などを記憶するメモリである。

選択タスク３６は、算出要件データと履歴データベース３３の交渉履歴とに基づいて、配電系統の電圧を所定値・適正値に維持するために開放が必要な進相コンデンサＳＣであって、需要家が開放を拒否していない進相コンデンサＳＣを選択するタスク・プログラムである。ここで、算出要件データには、配電データベース３２に記憶された配電系統図や、変電所１０１のサーバから受信した変電所１０１からの送り出し電圧、各測定器２による測定結果、コンデンサデータベース３１のコンデンサ情報など、後述する算出、選択に必要な情報・データである。

具体的には、図３に示すように、まず、対象となる電圧範囲を設定する、設定待ちとなり（ステップＳ１）、電圧範囲が設定されると、想定潮流を設定する、設定待ちとなる（ステップＳ２）。ここで、各測定器２で測定された電流値を用いる場合には、ステップＳ２を省略してもよい。

次に、想定潮流が設定されると、進相コンデンサの選択モード（選択優先度）を選択する、選択待ちとなる（ステップＳ３）。ここで、この実施の形態では、次の３つのモードを選択できるようになっている。

開放数最少モード：電圧が最も高いノード（開閉器の配設範囲）から進相コンデンサの容量が大きい順に進相コンデンサを選択する（開放数・交渉数を最少にする）モード。

過剰ＳＣ優先モード：容量が過剰な進相コンデンサを優先的に選択する（進相コンデンサを適正容量にすることを主眼にした）モード。

送電損失最小モード：送電損失が最小になるように進相コンデンサを選択するモード。

そして、選択モードが選択されると、選択されたモードに従って、開放すべき進相コンデンサＳＣの一覧表を作成する（ステップＳ４）。

具体的には、開放数最少モードが選択されると、図４に示すように、まず、各測定器２による測定結果に基づいて、電圧値が所定値よりも逸脱・オーバーしているノードのなかから、最も逸脱しているノードを選択する（ステップＳ１１）。次に、選択したノード中で最大容量の進相コンデンサＳＣを、コンデンサデータベース３１のコンデンサ情報に基づいて選択する（ステップＳ１２）。この際、実際に（既に）開放されている進相コンデンサＳＣを除いて選択する。そして、選択した進相コンデンサＳＣの識別情報に選択フラグを付して、記憶部３５に記憶する。

続いて、選択した進相コンデンサＳＣを開放した場合における無効電力を算出、集計して（ステップＳ１３）、配電系統の各電圧を算出する（ステップＳ１４）。ここで、このような算出は、従来から通常行われる手法（例えば、単位法による換算を利用した演算）によって行われる。さらに、算出に際しては、各進相コンデンサＳＣの開閉状況を考慮して算出する。すなわち、開放状態の進相コンデンサＳＣに対しては、開放されているものとし、投入状態の進相コンデンサＳＣに対しては、開放されていないものとして、算出を行う。そして、算出した電圧値が所定値・規定値内である場合（ステップＳ１５で「Ｙ」の場合）には、処理を終了し、規定値内でない場合（ステップＳ１５で「Ｎ」の場合）には、ステップＳ１１に戻って同様の処理を繰り返す。

このとき、ステップＳ１２においては、記憶部３５に選択フラグが付されていない進相コンデンサＳＣ、つまり既に選択されていない進相コンデンサＳＣを選択する。このような処理を繰り返すことで、開放が必要な進相コンデンサＳＣの一覧表・リストが作成、記憶される。

また、過剰ＳＣ優先モードが選択されると、図５に示すように、まず、各測定器２による測定結果に基づいて、電圧値が最も高いノードを選択し（ステップＳ２１）、このノードのなかで、容量が過剰である進相コンデンサＳＣが存在するか否かを、コンデンサデータベース３１のコンデンサ情報に基づいて判定する（ステップＳ２２）。具体的には、例えば、進相コンデンサＳＣの総容量が契約電力の１／３以上であるか否かで判断する。そして、容量が過剰な進相コンデンサＳＣがない場合には、選択したノードの識別情報に選択フラグを付して、記憶部３５に記憶する（ステップＳ２３）。
一方、容量が過剰な進相コンデンサＳＣがある場合には、過剰な進相コンデンサＳＣのなかから最も容量が大きい進相コンデンサＳＣを、コンデンサ情報に基づいて選択する（ステップＳ２４）。そして、選択した進相コンデンサＳＣの識別情報に選択フラグを付して、記憶部３５に記憶する。

続いて、選択した進相コンデンサＳＣを開放した場合における無効電力を算出、集計して（ステップＳ２５）、配電系統の各電圧を算出する（ステップＳ２６）。そして、算出した電圧値が所定値・規定値内である場合（ステップＳ２７で「Ｙ」の場合）には、処理を終了し、規定値内でない場合（ステップＳ２７で「Ｎ」の場合）には、すべてのノードに対する処理が終了したか否かを判断する（ステップＳ２８）。

すなわち、全ノードの識別情報が、選択フラグが付されて記憶部３５に記憶されているか否かを判断し、記憶されていない場合（ステップＳ２８で「Ｎ」の場合）には、ステップＳ２１に戻って同様の処理を繰り返す。このとき、ステップＳ２１においては、記憶部３５に選択フラグが付されていないノード、つまり既に処理されていないノードを選択する。また、ステップＳ２２においては、既に選択された（選択フラグが付されている）進相コンデンサＳＣの容量を差し引いた容量に基づいて、過剰な進相コンデンサＳＣの有無を判断する。さらに、ステップＳ２４においては、記憶部３５に選択フラグが付されていない進相コンデンサＳＣ、つまり既に選択されていない進相コンデンサＳＣを選択する。このような処理を繰り返すことで、開放が必要な進相コンデンサＳＣの一覧表・リストが作成、記憶される。

一方、全ノードに対する処理が終了しても、電圧値が規定値を満たさない場合（ステップＳ２８で「Ｙ」の場合）、つまり、進相コンデンサＳＣの開放量が足りない場合には、開放数最少モードが選択された場合の処理（図４の処理）を行う（ステップＳ２９）ものである。これにより、過剰ＳＣ優先モードによって選択された進相コンデンサＳＣと、開放数最少モードによって選択された進相コンデンサＳＣとを含む、一覧表・リストが作成、記憶される。

このようにして一覧表が作成されると、一覧表の修正が必要か否かを判断する（ステップＳ５）。ここで、この実施の形態で一覧表の修正が必要な場合とは、一覧表中の進相コンデンサＳＣの需要家が、過去の交渉で進相コンデンサＳＣの開放を拒否している場合である。具体的には、履歴データベース３３の交渉履歴に、一覧表中の進相コンデンサＳＣの需要家のなかで、開放を拒否した旨の交渉結果が記憶された需要家があるか否かを検索する。

そして、修正が必要でない場合には、選択タスク３６を終了し、修正が必要な場合には、新たな進相コンデンサＳＣを選択する（ステップＳ６）。すなわち、一覧表から当該進相コンデンサＳＣを削除するとともに、上記のステップＳ１２やステップＳ２４と同様にして、次に容量が大きい進相コンデンサＳＣを選択する。このとき、記憶部３５に選択フラグが付されていない進相コンデンサＳＣを選択し、選択した進相コンデンサＳＣの識別情報に選択フラグを付して、記憶部３５に記憶する。ここで，ステップＳ６の進相コンデンサＳＣの選択は、進相コンデンサの一覧表を表示させ、その中から選択してもよい。

続いて、選択した進相コンデンサＳＣを開放した場合における無効電力を算出、集計して（ステップＳ７）、配電系統の各電圧を算出する（ステップＳ８）。そして、算出した電圧値が所定値・規定値内である場合（ステップＳ９で「Ｙ」の場合）には、ステップＳ５に戻って一覧表の修正がさらに必要か否かを判断して、同様の処理を繰り返す。一方、規定値内でない場合（ステップＳ９で「Ｎ」の場合）には、ステップＳ６に戻ってさらに新たな進相コンデンサＳＣを選択して、同様の処理を繰り返すものである。

次に、このような構成の進相コンデンサ開放支援システム１の作用や、進相コンデンサの開放業務などについて説明する。

例えば、配電線１００において電圧が所定値・規定値よりも高くなる事象が発生した場合に、図６に示すように、選択タスク３６を起動することで、上記のようにして、開放が必要な進相コンデンサＳＣの一覧表・リストが作成される（ステップＳ３１）。次に、作成された一覧表の進相コンデンサＳＣの需要家に対して、進相コンデンサＳＣの開放が依頼・交渉され（ステップＳ３２）、その交渉結果が、履歴データベース３３に入力、記憶される（ステップＳ３３）。そして、交渉の結果（開放の有無）に基づいて算出された電圧が、規定値内である場合（ステップＳ３４で「Ｙ」の場合）には、業務・処理が終了し、規定値内でない場合（ステップＳ３４で「Ｎ」の場合）には、ステップＳ３１に戻って、同様の処理が繰り返されるものである。

ここで、ステップＳ３２の交渉やステップＳ３３の記憶、ステップＳ３４の算出、判定を、システムで自動的に行ってもよい。すなわち、インターネットや電話回線などを介して自動的に依頼・交渉を行い、その結果を履歴データベース３３に記憶し、算出、判定するようにしてもよい。これにより、一連の開放業務を、人を介さずにシステムで自動的に行えるものである。

以上のように、この進相コンデンサ開放支援システム１によれば、配電系統の電圧を適正に維持するために開放が必要な進相コンデンサＳＣが自動で選択されるため、担当者が選択する場合に比べて、選択業務が適正化かつ迅速化・効率化される。しかも、需要家が開放を拒否していない進相コンデンサＳＣが選択されるため、開放を拒否している需要家に対して開放を依頼・交渉する、という非効率な業務を回避することができる。

また、各測定器２で測定された電圧値・実測値に基づいて、進相コンデンサＳＣが選択されるため、より適正な進相コンデンサＳＣを選択することができる。しかも、各進相コンデンサＳＣの実際の開閉状況に基づいて、開放すべき進相コンデンサＳＣが選択されるため、実情に合ったより適正な進相コンデンサＳＣを選択することができるとともに、既に開放している進相コンデンサＳＣを選択することがない。

さらに、選択タスク３６で選択モードを選択可能なため、配電系統や需要家の状況などに応じて選択モードを選択することで、より適正な進相コンデンサＳＣを選択することが可能となる。しかも、コンデンサデータベース３１や配電データベース３２には、常に最新の情報が記憶され、この最新の情報に基づいて進相コンデンサＳＣが選択されるため、最新の実情に合ったより適正な進相コンデンサＳＣを選択することができる。

これらの結果、進相コンデンサＳＣの開放業務が支援され、開放業務を適正かつ迅速・効率的に行うことが可能となる。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、コンデンサデータベース３１と履歴データベース３３とを分けているが、例えば、コンデンサデータベース３１のコンデンサ情報に交渉履歴を含めるようにしてもよい。また、選択タスク３６では、一旦一覧表を作成した後に、交渉履歴に基づいて修正が必要か否か、つまり、需要家が開放を拒否していないか否か、を判断している。これに対して、一覧表を作成する際、つまり、上記のステップＳ１２やステップＳ２４などで進相コンデンサＳＣを選択する際に、需要家が開放を拒否していないか否かを判断してもよい。

さらに、配電線１００の電圧が上昇した場合に選択タスク３６を起動するケースを説明したが、その他のケースの場合に、選択タスク３６を起動してもよい。例えば、将来の進相無効電力の増加や太陽光発電の増加などを見込んで、選択タスク３６を起動して、開放が必要な進相コンデンサＳＣの一覧表を作成してもよい。この場合、設定する電圧範囲や想定潮流などは、進相無効電力の増加などを見込んで設定する。なお、ここで将来の想定潮流や進相無効電力の増加は，過去の実績からシステムで自動的に予測し、設定してもよい。これにより、将来の進相無効電力の増加などを見込んで、計画的に進相コンデンサＳＣの開放交渉などを進めることが可能となる。

１進相コンデンサ開放支援システム
２測定器（測定手段）
３センタサーバ
３１コンデンサデータベース
３２配電データベース
３３履歴データベース
３４入力部
３５記憶部
３６選択タスク（選択手段）
４営業サーバ
５配電サーバ
１００配電線
１０１変電所
ＳＣ進相コンデンサ

Claims

配電線の複数の箇所に配設され、少なくとも該箇所の電圧を測定する測定手段と、
進相コンデンサの容量や配設位置などのコンデンサ情報を記憶したコンデンサデータベースと、
進相コンデンサを管理する需要家との、該進相コンデンサの開放に関する交渉履歴を記憶した履歴データベースと、
配電線の系統図や変電所からの送り出し電圧、前記各測定手段による測定結果、前記コンデンサデータベースのコンデンサ情報などの算出要件データと、前記履歴データベースの交渉履歴とに基づいて、配電系統の電圧を所定値に維持するために開放が必要な進相コンデンサであって、該需要家が開放を拒否していない進相コンデンサを選択する選択手段と、
を備えることを特徴とする進相コンデンサ開放支援システム。
前記進相コンデンサの開閉状態を監視可能で、
前記選択手段は、前記各進相コンデンサの開閉状態に基づいて、前記進相コンデンサを選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載の進相コンデンサ開放支援システム。
前記選択手段は、電圧が高いノードから進相コンデンサの容量が大きい順に進相コンデンサを選択するか、容量が過剰な進相コンデンサを優先的に選択するか、を含む選択優先度を選択可能となっている、
ことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の進相コンデンサ開放支援システム。