JP6164031B2 - 不平衡判定プログラム、不平衡判定方法および不平衡判定装置 - Google Patents

不平衡判定プログラム、不平衡判定方法および不平衡判定装置 Download PDF

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Description

本発明は、配電設備における不平衡判定プログラム、不平衡判定方法および不平衡判定装置に関する。
配電系統の高圧配電線は、例えば、三相３線方式が採用される。一般家庭に代表される低圧需要家は、高圧配電線から変圧器を介して電圧を下げて供給される。この際、変圧器は、高圧配電線の３線のうち任意の２線に接続される。この接続する部分を接続相という。
このため、高圧配電線では、変圧器の接続状況や負荷状況に応じて、例えば、三相３線方式の三相の各相の電圧に不平衡が発生して電圧変動幅が大きくなる場合があり、利用率の偏りも発生する場合がある。これを三相不平衡という。
この三相不平衡を特定するための方策が出されている。
たとえば特許文献１では、所定期間における、開閉器に設けた電圧測定器で測定した、２つの開閉器の電圧不平衡率差分と、その２つの開閉器の間にある各需要家の消費電力量とによって、三相配電線のいずれにおいて、電力不均衡の要因が発生しているか、を把握することができ、またどの需要家負荷が電力不均衡の原因となっているか、を判断することができることが記載されている。
また特許文献２では、区分開閉器に装着された三相側の配電線の各相の電流を検出する各相電流計測装置が測定した各相電流に基づき、各相電流の所定時間毎の大きさ及び変化の傾向を判別し、三相側配電線の各相の電流の不平衡を検出する手段が記載されている。
特開２０１１−１０１５６５号公報 特開２０１１−２１７４６５号公報
しかし、特許文献１、特許文献２とも、変圧器を特定することはできない。
１つの側面では、本発明は、不平衡の発生を把握させることができる不平衡判定プログラム、不平衡判定方法および不平衡判定装置を提供することを目的とする。
一態様の不平衡判定プログラムは、三相３線方式を用いた送電経路における各相の電圧値の変動状況を分析する処理を実行させる。判定プログラムは、相間の電圧値の乖離度が所定の基準を超える箇所が存在するか否か判定する処理を実行させる。不平衡判定プログラムは、判定結果を出力する処理を実行させる。
不平衡の発生を把握させることができる。
図１は、判定装置の機能的構成を示すブロック図である。 図２は、配電系統を構成する設備の一例を示す図である。 図３は、配電系統情報により示される配電系統の接続関係の一例を模式的に示した図である。 図４は、配電系統情報により示される配電系統の接続関係の一例を模式的に示した図である。 図５Ａは、配電系統の接続関係をグラフ構造で示した図である。 図５Ｂは、配電系統の接続関係をグラフ構造で示した図である。 図６は、最も相関が高い時間変化パターンを特定する流れの一例を示す図である。 図７は、最も相関が高い時間変化パターンを特定する流れの他の一例を示す図である。 図８は、接続相情報のデータ構成の一例を示す図である。 図９は、バンク＃１〜＃６の高圧線への結線状態を模式的に示した図である。 図１０は、配電用変電所およびバンク＃１〜＃６での高圧線の各相の電圧の一例を示す図である。 図１１は、配電系統の各相の電圧値を表示したグラフの一例を示す図である。 図１２は、接続相を更新する流れの一例を示す図である。 図１３は、バンク＃１〜＃６の高圧線への結線状態を模式的に示した図である。 図１４は、配電用変電所およびバンク＃１〜＃６での高圧線の各相の電圧の一例を示す図である。 図１５は、配電系統の各相の電圧値を表示したグラフの一例を示す図である。 図１６は、判定処理の手順を示すフローチャートである。 図１７は、判定プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。
以下に添付図面を参照して本願に係る不平衡判定プログラム、不平衡判定方法および不平衡判定装置について説明する。なお、この実施例は開示の技術を限定するものではない。そして、各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
［判定装置の構成］
図１は、判定装置の機能的構成を示すブロック図である。図１に示す判定装置１０は、配電系統の相毎の電圧を算出して不平衡の発生を判定する判定処理を実行するものである。
かかる判定装置１０の一態様としては、上記の判定処理を実行するＷｅｂサーバとして実装することとしてもよいし、また、上記の判定処理に関するサービスをアウトソーシングにより提供するクラウドとして実装することもできる。他の一態様としては、パッケージソフトウェアやオンラインソフトウェアとして提供される判定処理プログラムを所望のコンピュータにプリインストール又はインストールさせることによっても実装できる。
図１に示すように、判定装置１０は、所定のネットワークを介して、クライアント端末１１、スマートメータ１２、送電元１３に設けられた装置などの他の装置との間で通信可能に接続される。かかるネットワークには、有線または無線を問わず、インターネット（Internet）、ＬＡＮ（Local Area Network）やＶＰＮ（Virtual Private Network）などの任意の種類の通信網を採用できる。なお、上記のクライアント端末１１及びスマートメータ１２は、それぞれ任意の台数接続することができる。
このうち、クライアント端末１１は、外部から判定装置１０を操作するための端末装置である。かかるクライアント端末１１の一例としては、パーソナルコンピュータ（ＰＣ：Personal Computer）を始めとする固定端末の他、携帯電話機、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの移動体端末も採用できる。なお、クライアント端末１１は、電気事業者の所属員、例えば配電部門の担当者や管理者等によって利用される。
スマートメータ１２は、通信機能付きの電力の計量器である。かかるスマートメータ１２は、需要家の分電盤等に接続される。一態様としては、スマートメータ１２は、一定期間、例えば、３０分間ごとに需要家の負荷設備が使用する電力を計量する。このとき、スマートメータ１２は、負荷設備によって使用された電力を累積して計量する。以下では、累積して計量された負荷設備の電力使用値のことを「電力使用量」と記載する場合がある。その上で、スマートメータ１２は、電力使用量および計測日時を判定装置１０へ送信する。この計測日時は、例えば、電力使用量を計測した期間が終了した日時とする。なお、ここでは、スマートメータが電力使用量を一定期間ごとにアップロードする例を説明したが、電力使用量を間欠的にアップロードすることもできる。また、スマートメータ１２は、電力使用量を能動的にアップロードするのではなく、判定装置１０からのリクエストに応答して電力使用量をアップロードすることもできる。
送電元１３は、配電系統に電力を配電する電力施設である。送電元１３としては、例えば、発電所、変電所、高圧配電線の任意の場所などが挙げられる。本実施例では、後述する配電用変電所から引き出されている高圧配電線が送電元１３に該当する。送電元１３に設けられた装置は、配電系統に配電する電圧および電圧の計測日時を周期的に判定装置１０へ送信する。例えば、送電元１３に設けられた装置は、三相３線方式の配電系統の３線にそれぞれ配電する電圧値を計測日時と共に周期的に判定装置１０へ送信する。なお、送電元１３に設けられた装置は、所定期間毎に、所定期間内の複数の時刻での配電系統に配電する電圧の情報を送信してもよい。また、例えば、送電元１３に設けられた装置は、一定期間、例えば、スマートメータ１２が電力使用量をアップロードする３０分間ごとに配電系統に配電する電圧および電圧の計測日時を判定装置１０へ送信してもよい。
判定装置１０は、通信Ｉ／Ｆ（interface）部２０と、表示部２１と、入力部２２と、記憶部２３と、制御部２４とを有する。なお、判定装置１０は、図１に示した機能部以外にも既知のコンピュータが有する各種の機能部を有することとしてもかまわない。
通信Ｉ／Ｆ部２０は、他の装置、例えばクライアント端末１１やスマートメータ１２、送電元１３に設けられた装置との間で通信制御を行うインタフェースである。かかる通信Ｉ／Ｆ部２０の一態様としては、ＬＡＮカードなどのネットワークインタフェースカードを採用できる。例えば、通信Ｉ／Ｆ部２０は、クライアント端末１１から各種情報、例えば各種の指示情報を受信したり、あるいは判定装置１０から各種画面の画像データをクライアント端末１１へ通知したりする。
表示部２１は、各種情報を表示する表示デバイスである。表示部２１としては、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）などの表示デバイスが挙げられる。表示部２１は、各種情報を表示する。例えば、表示部２１は、後述する調査対象指定画面や劣化箇所画面を含む各種画面を表示する。
入力部２２は、各種の情報を入力する入力デバイスである。例えば、入力部２２としては、マウスやキーボードなどの入力デバイスが挙げられる。入力部２２は、システムを管理する管理者などからの操作入力を受付け、受付けた操作内容を示す操作情報を制御部２４に入力する。
記憶部２３は、制御部２４で実行されるＯＳ（Operating System）や後述の判定処理を行うプログラムなどの各種プログラムを記憶する記憶デバイスである。記憶部２３の一態様としては、フラッシュメモリなどの半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置が挙げられる。なお、記憶部２３は、上記の種類の記憶装置に限定されるものではなく、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）であってもよい。
記憶部２３は、制御部２４で実行されるプログラムに用いられるデータの一例として、配電系統情報３０と、配電電圧情報３１と、使用電力情報３２と、接続相情報３３とを記憶する。なお、上記に例示した情報以外にも、他の電子データを併せて記憶することもできる。
ここで、配電系統を構成する設備には、１つの位置に紐付く設備「ユニット（unit）」と、２つの位置に紐付く設備「スパン（span）」とがある。図２は、配電系統を構成する設備の一例を示す図である。ユニットの一例としては、電柱Ｐ、開閉器ＳＷ、柱上変圧器ＴＲなどが挙げられる。この他、図示されていない配電用変電所、ＳＶＲ（Step Voltage Regulator）や各種の計器、例えばスマートメータ１２、さらには、地中の設備であるマンホールやハンドホールなどもユニットの範疇に含まれる。
スパンの一例としては、配電用変電所および柱上変圧器ＴＲの間で高圧電力が配電される高圧系統に敷設される電線ＷＨ、いわゆる「高圧線」が挙げられる。スパンの他の一例としては、柱上変圧器ＴＲおよび需要家の負荷設備の間で低圧電力が配電される低圧系統のうち柱上変圧器ＴＲ及び引込線の区間に敷設される電線ＷＬ、いわゆる「低圧線」が挙げられる。また、スパンの他の一例としては、引込線および負荷設備の区間に敷設される電線、いわゆる「引込線」などが挙げられる。スパンの更なる一例としては、地中に埋め込まれたケーブルが挙げられる。なお、高圧線ＷＨ及び低圧線ＷＬなどの電線Ｗについては、電柱Ｐに架設される単位の本数、例えば３本や２本を１つにまとめてスパンとして扱うことができる。
図１に戻り、配電系統情報３０は、配電系統を構成するユニットやスパンなどの各設備に関する情報を記憶したデータである。例えば、配電系統情報３０には、配電系統を構成する各設備の接続関係や、位置、種類、仕様、属性に関する情報が記憶されている。なお、配電系統情報３０は、複数のテーブルによって構成されてもよい。例えば、配電系統情報３０は、設備の接続関係を記憶したテーブルと、設備の位置を記憶したテーブルと、設備の種類、仕様、属性を記憶したテーブルに分かれて構成されてもよい。
配電系統情報３０に記憶する属性としては、例えば、スパンの場合、スパンの型番、太さ、材質、径間、単位（ｍ）当たりの抵抗値や単位（ｍ）当たりのリアクタンス値などが挙げられる。また、属性としては、ユニットの場合、ユニットの型番や性能、例えばユニットが変圧器である場合には変圧器の容量や電圧比などの電気的特性が挙げられる。かかる属性の情報は、例えば、配電系統の電圧の計算に用いられる。
また、例えば、配電系統情報３０には、配電系統を構成する各設備に関連付けて位置情報が記憶される。例えば、配電系統情報３０には、ユニットの場合、１つの位置情報、スパンの場合、２つの位置情報が関連付けて記憶されている。
本実施例では、配電系統を構成する設備の接続関係を、互いの設備が電気的に接続される接続点「ノード（node）」と、複数の接続点によって定まる設備「ブランチ（branch）」とによって管理している。
ノードの一例としては、図２中の拡大図Ｄ１に示す高圧線ＷＨと開閉器ＳＷとの接続点、高圧線ＷＨと柱上変圧器ＴＲとの接続点、柱上変圧器ＴＲと低圧線ＷＬとの接続点が挙げられる。この他、図２中の拡大図Ｄ２に示す高圧線ＷＨ２１ａと高圧線ＷＨ２１ｂとが接続される点もノードの範疇に含まれる。具体的には、高圧線ＷＨ２１ａ及び高圧線ＷＨ２１ｂが通り装柱の電柱Ｐに架設されている場合にも、高圧線ＷＨ２１ａ及び高圧線ＷＨ２１ｂ間が電気的に接続されているものとみなし、高圧線ＷＨ同士が接続される点を仮想的なノードとして扱われる。
ブランチの一例としては、図２に示す電柱Ｐ、高圧線ＷＨ、開閉器ＳＷ、柱上変圧器ＴＲ、低圧線ＷＬなどの各種の設備が挙げられる。この他、図示されていない配電用変電所、引込線、スマートメータ１２や負荷設備などもブランチの範疇に含まれる。これら配電用変電所や負荷設備などの端点に位置する設備は、１つしかノードを持たない場合がある。
図１に戻り、配電系統情報３０には、配電系統を構成する各設備に関連付けて、当該設備のノード、ブランチの識別情報が記憶されている。このノード、ブランチの識別情報を辿ることにより、配電系統を構成する各設備の接続関係を求めることができる。
図３および図４は、配電系統情報により示される配電系統の接続関係の一例を模式的に示した図である。図３の例には、配電用変電所ＳＳと、高圧線ＷＨと、６本の低圧線ＷＬ１〜ＷＬ６の接続関係の一例が模式的に示されている。高圧線ＷＨは、配電用変電所ＳＳに接続され、３本の電線により三相３線方式で高圧電力が配電される。高圧線ＷＨは、電柱Ｐに架設されており、柱上変圧器ＴＲ１〜ＴＲ６を介して低圧線ＷＬ１〜ＷＬ６と接続されている。以下では、柱上変圧器ＴＲ１〜ＴＲ６をバンク＃１〜＃６とも表記する。柱上変圧器ＴＲ１〜ＴＲ６は、高圧線ＷＨの３本の電線のうち２本の電線に接続され、高圧電力を所定の電圧を下げた低圧電力を低圧線ＷＬに配電する。低圧線ＷＬも、電柱Ｐに架設されており、電柱Ｐにおいて引込線が接続され、引込線を介して需要家に電力が供給される。図３の例では、低圧線ＷＬ６に引込線ＡＬが接続され、引込線ＡＬを介して需要家に電力が供給される。
図４の例には、低圧線と需要家の接続関係の一例が模式的に示されている。低圧線ＷＬ１〜ＷＬ６には、不図示の引込線ＡＬを介してそれぞれ需要家が接続されている。例えば、図４の例では、低圧線ＷＬ１の電柱Ｐ１において契約アンペアが６０Ａの需要家が６戸接続され、低圧線ＷＬ１の電柱Ｐ２において契約アンペアが６０Ａの需要家が５戸接続されている。また、低圧線ＷＬ１の電柱Ｐ３において契約アンペアが６０Ａの需要家が６戸接続され、低圧線ＷＬ１の電柱Ｐ４において契約アンペアが６０Ａの需要家が５戸接続され、低圧線ＷＬ１の電柱Ｐ５において契約アンペアが６０Ａの需要家が６戸接続されている。図４には、変圧器（バンク）単位での接続された需要家数が示されている。
図５Ａ、図５Ｂは、配電系統の接続関係をグラフ構造で示した図である。図５Ａ、図５Ｂの例には、図３、図４に示される配電系統の接続関係がグラフ構造で示されている。図５Ａ、図５Ｂの例には、各設備と、それぞれの接続点であるノードやブランチが示されている。また、図５Ａ、図５Ｂの例では、ノード、ブランチに対応付けてそれぞれに付与された識別情報であるＩＤが示されている。ここで、図５Ａ、図５Ｂの例では、配電用変電所を表す「ＳＳ」、電柱を表す「ＰＯ」や需要家を表す「ＬＬ」などの設備の種別を識別可能な文字列を頭に付加してノードのＩＤを示している。例えば、高圧線ＷＨは、ＩＤ「SS001N01」のノードで配電用変電所が接続されている。また、高圧線ＷＨは、ＩＤ「PO0001B11」、「PO0002B21」、「PO0003B31」、「PO0004B41」、「PO0005B51」、「PO0006B61」のノードでそれぞれ柱上変圧器ＴＲ１〜ＴＲ６と接続されている。柱上変圧器ＴＲ１〜ＴＲ６は、それぞれ低圧線ＷＬを介して需要家と接続されている。例えば、柱上変圧器ＴＲ１は、ＩＤ「PO0001B12」のノードで低圧線ＷＬに接続されている。低圧線ＷＬは、図５Ａ中の拡大図Ｄ３に示すように、ＩＤ「PO0007B13」のノードで引込線ＡＬ１〜ＡＬ６に接続されている。引込線ＡＬ１〜ＡＬ６は、ＩＤ「LL0702B01」、「LL0801B01」、「LL0802B01」、「LL0901B01」、「LL0902B01」、「LL1001B01」のノードでそれぞれ需要家と接続されている。
図１に戻り、配電電圧情報３１は、配電系統に配電される電力に関する各種情報を記憶したデータである。例えば、配電電圧情報３１は、送電元１３として配電用変電所ＳＳや高圧配電線に設けられた装置から周期的にアップロードされる配電系統への配電の電圧および計測日時に関する情報が記憶される。
使用電力情報３２は、需要家に設置されたスマートメータ１２から受信した電力に関する各種情報を記憶したデータである。例えば、使用電力情報３２は、スマートメータ１２から周期的に通知される需要家の使用電力の情報および計測日時に関する情報が記憶される。
なお、記憶部２３に記憶される情報のうち上記の配電系統情報３０、配電電圧情報３１および使用電力情報３２以外の接続相情報３３については、これらの情報を生成、取得、あるいは使用する機能部の説明に合わせて後述する。
制御部２４は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する。制御部２４は、図１に示すように、取得部４０と、特定部４１と、第１判定部４２と、分析部４３と、第２判定部４４と、出力部４５と、変更部４６と、を有する。
取得部４０は、各種情報を取得する処理部である。例えば、取得部４０は、配電系統の電圧の情報として、配電用変電所ＳＳから引き出された高圧配電線の電圧を取得する。一態様としては、取得部４０は、配電用変電所ＳＳから引き出された高圧配電線に設けられた装置からアップデートされた配電系統の３線の配電の電圧および電圧の計測日時を取得する。なお、計測日時は、データがアップロードされた日時としてもよい。取得部４０は、取得した配電の電圧および電圧の計測日時を配電電圧情報３１に追加登録する。
また、例えば、取得部４０は、電力消費設備の負荷情報として、スマートメータ１２の電力使用量および計測日時を取得する。一態様としては、取得部４０は、各需要家の負荷設備に接続されたスマートメータ１２からアップデートされた電力使用量および計測日時を取得する。なお、計測日時は、データがアップロードされた日時としてもよい。取得部４０は、スマートメータ１２が接続されている負荷設備の設備ＩＤ、電力使用量および計測日時を使用電力情報３２に追加登録する。例えば、各スマートメータ１２が一定期間、例えば、３０分間ごとに電力使用量をアップデートする場合を想定する。使用電力情報３２には、所定期間毎に取得された電力消費設備の負荷情報が記憶される。例えば、使用電力情報３２には、１つのスマートメータ１２につき、スマートメータ１２に電力使用量の検針結果を通知させる検針間隔と、使用電力情報３２及び判定装置１０間の伝送遅延時間との和に相当する時間の周期でデータが登録される。
ここで、柱上変圧器ＴＲなどの変圧器は、三相３線方式の高圧線ＷＨの３線のうち２線に接続され、接続された２線の電力を所定の電圧を変圧した低圧電力を低圧線ＷＬに配電する。需要家には、変圧器により変圧された低圧電力が低圧線ＷＬを介して配電される。よって、特定の需要家で多く電力が消費された場合や、変圧器が、高圧線ＷＨの３線のうち、特定の２線に接続されている場合、高圧線ＷＨの三相の電圧に三相不平衡が発生する。また、需要家に設けられたスマートメータ１２からのアップロードされる使用電力情報３２から求まる電力使用量は、高圧線ＷＨの３線のうち、需要家へ低圧電力を配電する低圧線ＷＬが接続された２線の相の電力使用量を同様のパターンで変化する。
特定部４１は、各種の特定を行う処理部である。例えば、特定部４１は、配電電圧情報３１から、高圧線ＷＨの３線に配電される三相についての電圧の時間変化パターンを特定する。また、特定部４１は、使用電力情報３２から、需要家における低圧線ＷＬの電力使用量の時間変化を特定する。
例えば、最初に、特定部４１は、各ノードにおける電力使用量を算出する。一態様としては、特定部４１は、スマートメータ１２からアップロードされた電力使用量に関する履歴が使用電力情報３２に更新された場合に、配電系統別に需要家のノードから変電所が持つノードへ向けて各ノードにおける電力使用量を合算する処理を起動する。
また、特定部４１は、配電電圧情報３１に基づき、配電用変電所ＳＳから引き出された高圧線ＷＨの三相の時間変化パターンを特定する。
そして、特定部４１は、同一期間について、特定した高圧線ＷＨの三相の時間変化パターンと需要家における低圧線ＷＬの電力使用量の時間変化パターンとの相関を求める。例えば、特定部４１は、一日についての高圧線ＷＨの三相の時間変化パターンと需要家における低圧線ＷＬの電力使用量の時間変化パターンとの相関を求める。なお、相関を求める時間変化パターンの期間は、一日に限定されず、１年以上の長期の情報が取得可能な場合は、１月、１週間等の時間単位に区切って判定することも可能である。これは、他の相の時間変化パターンが一時的に類似したパターンになる場合でも、他の相も接続された需要家の負荷状況に応じて時間変化パターンが変化するため、長期的に類似したパターンとなるケースは稀であるためである。
そして、特定部４１は、特定した高圧線ＷＨの三相の時間変化パターンのうち、需要家における低圧線ＷＬの電力使用量の時間変化パターンと最も相関が高い時間変化パターンを特定する。
図６は、最も相関が高い時間変化パターンを特定する流れの一例を示す図である。例えば、特定部４１は、高圧線ＷＨの３線の電線１〜３のうち、電線１と電線２間の電圧をＡ相、電線２と電線３間の電圧をＢ相、電線３と電線１間の電圧をＣ相として、使用電力情報３２からＡ相、Ｂ相、Ｃ相の電圧の時間変化パターンを特定する。図６の例には、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の電圧の時間変化パターンの一例が示されている。
また、特定部４１は、使用電力情報３２から、需要家における低圧線ＷＬの電力使用量の時間変化パターンを特定する。ここで、同一の低圧線ＷＬに接続された複数の需要家からスマートメータ１２の情報が得られる場合、使用電力情報３２から同一の低圧線ＷＬに接続された各需要家における低圧線ＷＬの電力使用量を求める。そして、特定部４１は、それぞれの需要家における低圧線ＷＬの電力使用量を合算し、合算された値の時間変化パターンを計測する。この低圧線ＷＬの電力使用量の時間変化パターンは、低圧線ＷＬが接続された変圧器（バンク）における電力使用量の時間変化パターンと対応する、図６の例には、バンク＃１〜＃６における時間変化パターンの一例が示されている。
特定部４１は、同一期間について、特定した高圧線ＷＨのＡ相、Ｂ相、Ｃ相の時間変化パターンのうち、需要家における低圧線ＷＬの電力使用量の時間変化パターンと最も相関が高い時間変化パターンを特定する。
第１判定部４２は、各種の判定を行う処理部である。例えば、第１判定部４２は、最も相関が高い時間変化パターンに対応する相を、高圧線ＷＨに変圧器が接続されて低圧線ＷＬへ分岐させる際の接続相と判定する。図６の例には、バンク＃１〜＃６の接続相を判定した結果の一例が示されている。例えば、バンク＃１は、接続相がＣ相と判定されている。第１判定部４２は、相関値が接続相とみなす所定の許容値よりも低い場合、接続相を判定不能としてもよい。この場合、別な期間の時間変化パターンで判定を行ってもよい。図６の例では、バンク＃５は、一旦、判定不能と判定されているが、別な期間の時間変化パターンで接続相がＣ相と判定されている。このように、判定装置１０は、変圧器の接続相を特定できる。
なお、本実施例では、電力使用量の時間変化パターンから接続相を判定する場合について説明したが、電圧または電流の時間変化パターンから接続相を判定してもよい。例えば、特定部４１は、使用電力情報３２に記憶された各需要家の使用電力を、それぞれの需要家の引込線の規格の電圧と使用電力の計測期間とでそれぞれ除算することにより計測期間に流れた平均の電流値を算出できる。この場合も、同一の分岐した送電経路に接続される複数の需要家から消費電力または電流が得られる場合、消費電力または電流を合算し、合算された値から時間変化パターンを計測してもよい。また、例えば、バンク＃１〜＃６の電圧の時間変化パターンと、高圧線ＷＨのＡ相、Ｂ相、Ｃ相の電流の時間変化パターンとの相関から接続相を判定してもよい。この場合、電流と電圧は、逆の変化をするため、一方の時間変化パターンの上下を反転させて使用する。図７は、最も相関が高い時間変化パターンを特定する流れの他の一例を示す図である。図７の例では、高圧線ＷＨのＡ相、Ｂ相、Ｃ相の電流の時間変化パターンのうち、バンク＃１〜＃６の電圧の時間変化パターンと最も相関が高い時間変化パターンの相を接続相と判定している。
第１判定部４２は、判定結果を接続相情報３３に格納する。図８は、接続相情報のデータ構成の一例を示す図である。図８には、バンク＃１〜＃６にそれぞれ対応付けて接続相が記憶されている。このように変圧器の接続相を特定することにより、配電系統の各ノードの電圧や電流をより精度よく求めることができる。
なお、本実施例では、時間変化パターンの相関性から変圧器の接続相を特定して接続相情報３３に変圧器の接続相を登録する場合について説明したが、他の手法により接続相情報３３に変圧器の接続相を登録してもよい。例えば、配電系統を管理する管理者が変圧器の接続相を目視により確認してクライアント端末１１から変圧器の接続相を登録してもよい。
図９は、バンク＃１〜＃６の高圧線への結線状態を模式的に示した図である。バンク＃１は、配電用変電所ＳＳに接続された電線１〜３の高圧線ＷＨのうち、電線１と電線３間のＣ相に接続されている。バンク＃２、＃５、＃６は、電線１と電線２間のＡ相に接続されている。バンク＃３、＃４は、電線２と電線３間のＢ相に接続されている。
分析部４３は、各種の分析を行う処理部である。例えば、分析部４３は、接続相情報３３に記憶された変圧器の接続相の情報も加味して、配電系統の各相の電圧値の変動状況を分析する処理部である。分析部４３は、記憶部２３から電圧の計算に用いる情報を読み出す。例えば、分析部４３は、配電電圧情報３１から変電所から配電系統の３線に送出される送出電力の電圧を読み出す。また、分析部４３は、配電系統情報３０から変圧器の電圧比、さらには、電線が持つ抵抗やリアクタンスなどを取得する。さらに、特定部４１は、使用電力情報３２から各需要家の負荷設備における電力使用量を読み出す。
そして、分析部４３は、変圧器が接続相情報３３の接続相に接続されているものとして、読みだした各パラメータを用いて、配電系統の各ノードの相毎の電圧を算出する。かかる電圧の算出方法の一例としては、ＢＦＳを始め、Newton-Raphson法などの既知のアルゴリズムを適応的に採用できる。なお、分析部４３は、特定のノードについてのみ相毎の電圧を算出するものとしてもよい、例えば、分析部４３は、配電系統の高圧線ＷＨとバンク＃１〜＃６を接続するノードについて各相の電圧を算出するものとしてもよい。
また、分析部４３は、配電系統のうちスパンの設備の径間を合計して、各ノードまでの距離を算出する。例えば、分析部４３は、配電用変電所ＳＳからバンク＃１〜＃６までの距離を算出する。
図１０は、配電用変電所およびバンク＃１〜＃６での高圧線の各相の電圧の一例を示す図である。図１０の例には、配電用変電所ＳＳおよびバンク＃１〜＃６の相毎の電圧を算出した結果が示されている。また、図１０の例には、バンク＃１〜＃６の接続相が示されている。また、図１０の例には、配電用変電所ＳＳからバンク＃１〜＃６までの距離が示されている。
第２判定部４４は、各種の判定を行う処理部である。例えば、第２判定部４４は、分析部４３により算出された配電系統の各ノードの各相の電圧値から、ノード毎に相間の電圧値の乖離度が所定の基準を超える箇所が存在するか否か判定する。例えば、第２判定部４４は、相間の電圧値の乖離度として、各相の電圧値の差を算出し、電圧値の差が所定の基準を超える箇所が存在するか否か判定する。電圧値の差は、各相の間で全て求めもよい。また、電圧値の差は、電圧値が最大の相と、電圧値が最小の相との間でのみ求めるようにしてもよい。所定の基準は、例えば、許容する不平衡率に基づいて定められる。例えば、配電系統が６６００Ｖの系統であり、許容する不平衡率を１％とする場合、基準は、６６Ｖとする。また、第２判定部４４は、所定の箇所、例えば、高圧線と変圧器が接続するノードのみで判定を行うものとしてもよい。
出力部４５は、各種の出力を行う処理部である。例えば、出力部４５は、クライアント端末１１からの要求に応じて、第２判定部４４による判定結果を含む画面の画像情報を生成してクライアント端末１１へ出力して、クライアント端末１１に画面を表示させる。例えば、出力部４５は、距離順配電系統の各相の電圧値をグラフとして表示し、各相の電圧値の差が所定の基準を超える箇所を示した画面の画像情報を生成してクライアント端末１１へ出力する。
図１１は、配電系統の各相の電圧値を表示したグラフの一例を示す図である。図１１の例では、バンク＃１〜＃６の変圧器の電圧値を配電用変電所ＳＳからの距離順に並べて、電圧の変動状況を示したグラフが示されており、最初に基準を超える箇所に矢印７０が示されている。なお、出力部４５は、最初に基準を超える箇所が隣接する２つの変圧器の間にある場合に、該２つの変圧器のいずれかを該箇所に相当する変圧器として特定して表示させてもよい。例えば、配電系統の何れにおいても基準を超えることを許容しない場合、出力部４５は、最初に基準を超える箇所の配電の上流側の変圧器として特定して表示する。例えば、図１１の場合、出力部４５は、バンク＃４を接続相の変更対象と表示させてもよい。また、例えば、変圧器においては基準を超えることを許容せず、変圧器間においては基準を超えることを許容する場合、出力部４５は、最初に基準を超える箇所の配電の下流側の変圧器として特定して表示する。例えば、図１１の場合、出力部４５は、バンク＃５を接続相の変更対象と表示させてもよい。これにより、配電部門の担当者は、グラフを参照することにより、不平衡の発生を把握させることができる。例えば、配電部門の担当者は、図１１から、バンク＃５以降で各相の電圧値の差が基準を超えることが把握できる。また、配電部門の担当者は、接続相の変更対象とする変圧器を把握できる。
変更部４６は、各種の変更を受け付ける処理部である。例えば、変更部４６は、クライアント端末１１から接続相の変更の指示を受け付ける。配電部門の担当者は、不平衡を是正するため、クライアント端末１１からバンクの接続相の変更を指示する。例えば、図１１の例では、配電部門の担当者は、クライアント端末１１からバンク＃５の接続相の相Ａから相Ｃへ変更を指示する。変更部４６は、接続相情報３３の変圧器の接続相を読出し、読み出したデータにより示される変圧器の接続相のうち、変更が指示された接続相を更新する。
図１２は、接続相を更新する流れの一例を示す図である。例えば、バンク＃５の接続相の相Ａから相Ｃへ変更が指示された場合、バンク＃５の接続相を相Ａから相Ｃへ更新する。
そして、変更部４６は、変圧器が更新された接続相に接続されているものとして、分析部４３での処理と同様に、配電系統の各ノードの相毎の電圧を算出する。すなわち、変更部４６は、変圧器の接続相を変更した場合の配電系統の各ノードの相毎の電圧をシミュレーションする。
図１３は、バンク＃１〜＃６の高圧線への結線状態を模式的に示した図である。すなわち、変更部４６は、図１３に示すように、バンク＃５の接続相を相Ａから相Ｃへ変更して、配電系統の各ノードの相毎の電圧を算出する。例えば、変更部４６は、配電系統の高圧線ＷＨとバンク＃１〜＃６を接続するノードについて各相の電圧を算出する。
図１４は、配電用変電所およびバンク＃１〜＃６での高圧線の各相の電圧の一例を示す図である。図１４の例には、バンク＃５の接続相を相Ａから相Ｃへ変更して配電用変電所ＳＳおよびバンク＃１〜＃６の相毎の電圧を算出した結果が示されている。また、図１４の例には、図１０と同様に、バンク＃１〜＃６の接続相が示されている。また、図１４の例には、図１０と同様に、配電用変電所ＳＳからバンク＃１〜＃６までの距離が示されている。
変更部４６は、算出された配電系統の各相の電圧値をグラフとして表示した画面の画像情報を生成してクライアント端末１１へ出力する。
図１５は、配電系統の各相の電圧値を表示したグラフの一例を示す図である。図１１の例では、配電系統のバンク＃１〜＃６の接続点での各相の電圧値が表示されており、図１１と比較して、各相の電圧値の差が減少している。これにより、配電部門の担当者は、変圧器の接続相を変更した際の配電系統の各相の電圧の状態を把握でき、接続相を変更すべきか否かを判断できる。
なお、制御部２４には、各種の集積回路や電子回路を採用できる。また、制御部２４が有する機能部の一部を別の集積回路や電子回路とすることもできる。例えば、集積回路としては、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）が挙げられる。また、電子回路としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）などが挙げられる。
［処理の流れ］
続いて、本実施例に係る判定装置１０が不平衡の発生を判定する判定処理の流れについて説明する。図１６は、判定処理の手順を示すフローチャートである。この判定処理は、所定のタイミング、例えば、クライアント端末１１から判定が指示されたタイミングで処理が開始される。
図１６に示すように、分析部４３は、変圧器が接続相情報３３の接続相に接続されているものとして、配電系統の各ノードの相毎の電圧を算出し、各相の電圧値の変動状況を分析する（ステップＳ１０）。第２判定部４４は、分析部４３により算出された配電系統の各ノードの各相の電圧値から、ノード毎に相間の電圧値の乖離度が所定の基準を超える箇所が存在するか否か判定する（ステップＳ１１）。出力部４５は、第２判定部４４による判定結果を含む画面の画像情報を生成してクライアント端末１１へ出力し（ステップＳ１２）、クライアント端末１１に画面を表示させ、処理を終了する。なお、出力部４５は、基準を超える箇所に相当する変圧器を特定して出力してもよい。
［実施例１の効果］
上述してきたように、判定装置１０は、三相３線方式を用いた送電経路における各相の電圧値の変動状況を分析する。そして、判定装置１０は、相間の電圧値の乖離度が所定の基準を超える箇所が存在するか否か判定する。そして、判定装置１０は、判定結果を出力する。これにより、判定装置１０は、不平衡の発生を把握させることができる。さらに、不平衡の時系列での発生状況を把握させることができる。
また、判定装置１０は、基準を超えるか否かを判定する箇所を、変圧器の設置個所とする。これにより、判定装置１０は、何れの変圧器の設置個所で不平衡が発生しているかを把握させることができる。
また、判定装置１０は、三相３線方式を用いた送電経路における各相の電圧値の変動状況を、三相３線方式のいずれかの相の電圧値を変圧器における電圧値により分析する。そして、判定装置１０は、相間の電圧値の乖離度が所定の基準を超える箇所が存在するか否か判定し、存在する場合に、該箇所に相当する変圧器を特定して出力する。判定装置１０は、このように三相３線方式のいずれかの相の電圧値から、三相３線方式のいずれかの相の電圧値を分析することにより、三相３線方式の相の電圧値を精度よく分析でき、不平衡の発生を精度よく求めることができる。
また、判定装置１０は、基準を超える箇所が、隣接する２つの変圧器の間である場合に、該２つの変圧器のいずれかを該箇所に相当する変圧器として特定して出力する。これにより、判定装置１０は、不平衡を軽減するために接続相を変更すべき変圧器を把握させることができる。
また、判定装置１０は、変圧器の電圧値を送電元からの距離順に並べて、電圧の変動状況を示すグラフを作成する。これにより、判定装置１０は、距離に応じた各相の電圧の変動状況を把握させることができる。
また、判定装置１０は、変圧器の接続相を変更した場合の、配電系統の各ノードの相毎の電圧を計算することで、接続相変更時の距離に応じた各相の電圧の変動状況を把握させることができる。
さて、これまで開示の装置に関する実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、本発明に含まれる他の実施例を説明する。
例えば、上記の実施例では、相間の電圧値の乖離度が所定の基準を超える箇所を含んだ画面をクライアント端末１１へ出力する場合について説明したが、開示の装置はこれに限定されない。例えば、相間の電圧値の乖離度が所定の基準を超える箇所に関する情報を配電系統のメンテナンスを管理するシステムに出力してもよい。例えば、最初に基準を超える箇所が隣接する２つの変圧器の間にある場合に、２つの変圧器のいずれか変圧器に関する情報を接続相の変更を要する変圧器の情報として、メンテナンスを管理するシステムに出力してもよい。
［分散および統合］
また、図示した各装置の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、上記実施例の取得部４０、特定部４１、第１判定部４２、分析部４３、第２判定部４４、出力部４５および変更部４６を判定装置１０の外部装置としてネットワーク経由で接続するようにしてもよい。また、取得部４０、特定部４１、第１判定部４２、分析部４３、第２判定部４４、出力部４５および変更部４６を別の装置がそれぞれ有し、ネットワーク接続されて協働することで、上記の判定装置１０の機能を実現するようにしてもよい。
［判定プログラム］
また、上記の実施例で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図１７を用いて、上記の実施例と同様の機能を有する判定プログラムを実行するコンピュータの一例について説明する。図１７は、判定プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。
図１７に示すように、コンピュータ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１０、ＲＯＭ（Read Only Memory）３２０、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）３３０、ＲＡＭ（Random Access Memory）３４０を有する。これら３１０〜３４０の各部は、バス４００を介して接続される。
ＲＯＭ３２０には上記実施例の各処理部と同様の機能を発揮する判定プログラム３２０ａが予め記憶される。例えば、上記実施例の取得部４０、特定部４１、第１判定部４２、分析部４３、第２判定部４４、出力部４５および変更部４６と同様の機能を発揮する判定プログラム３２０ａを記憶させる。なお、判定プログラム３２０ａについては、適宜分離しても良い。
そして、ＣＰＵ３１０が、判定プログラム３２０ａをＲＯＭ３２０から読み出して実行することで、上記実施例と同様の動作を実行する。すなわち、判定プログラム３２０ａは、取得部４０、特定部４１、第１判定部４２、分析部４３、第２判定部４４、出力部４５および変更部４６と同様の動作を実行する。
なお、上記した判定プログラム３２０ａについては、必ずしも最初からＲＯＭ３２０に記憶させることを要しない。判定プログラム３２０ａはＨＤＤ３３０に記憶させてもよい。
例えば、コンピュータ３００に挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」にプログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ３００がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。
さらには、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介してコンピュータ３００に接続される「他のコンピュータ（またはサーバ）」などにプログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ３００がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。
１０ 判定装置
１２ スマートメータ
１３ 送電元
２３ 記憶部
２４ 制御部
３０ 配電系統情報
３１ 配電電圧情報
３２ 使用電力情報
３３ 接続相情報
４０ 取得部
４１ 特定部
４２ 第１判定部
４３ 分析部
４４ 第２判定部
４５ 出力部
４６ 変更部

Claims (6)

  1. 三相３線方式を用いた送電経路における各相の電圧値の変動状況を、前記三相３線方式のいずれかの相の電圧値を変圧器における電圧値により分析し、
    相間の電圧値の乖離度が所定の基準を超える箇所が存在するか否か判定し、
    存在する場合に、該箇所に相当する前記変圧器を特定して、
    判定結果を出力する、
    処理を実行させる不平衡判定プログラム。
  2. 前記箇所は、前記変圧器の設置個所を含む、
    ことを特徴とする請求項１記載の不平衡判定プログラム。
  3. 前記箇所は、隣接する２つの変圧器の間である場合に、該２つの変圧器のいずれかを該箇所に相当する変圧器として特定して出力する
    ことを特徴とする請求項１記載の不平衡判定プログラム。
  4. 変圧器の一次側の電圧値を送電元からの距離順、あるいは接続順に並べて、電圧の変動状況を示すグラフを作成する
    ことを特徴とする請求項１記載の不平衡判定プログラム。
  5. 三相３線方式を用いた送電経路における各相の電圧値の変動状況を、前記三相３線方式のいずれかの相の電圧値を変圧器における電圧値により分析し、
    相間の電圧値の乖離度が所定の基準を超える箇所が存在するか否か判定し、
    存在する場合に、該箇所に相当する前記変圧器を特定して、
    判定結果を出力する、
    処理を実行する不平衡判定方法。
  6. 三相３線方式を用いた送電経路における各相の電圧値の変動状況を、前記三相３線方式のいずれかの相の電圧値を変圧器における電圧値により分析する分析部と、
    前記分析部により分析結果から相間の電圧値の乖離度が所定の基準を超える箇所が存在するか否か判定する判定部と、
    前記判定部が所定の基準を超える箇所が存在すると判定した場合に、該箇所に相当する前記変圧器を特定する特定部と、
    前記判定部による判定結果を出力する出力部と、
    を有することを特徴とする不平衡判定装置。
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