JP6751335B2 - 系統電圧調整システム、系統電圧調整方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
図1、図2を参照しつつ、本実施形態に係る系統電圧調整システム10が電圧を調整する電力系統100および配電線110について説明する。図1は、本実施形態に係る電力系統100の一例を示す電力系統図である。図2は、本実施形態に係る電力系統100に含まれる配電線110の一例を示す系統図である。なお、説明の便宜上、図1では、負荷時タップ切換変圧器130を「LRT」として示し、自動電圧調整器140を「SVR」として示し、進相コンデンサ150を「SSC」として示し、分路リアクトル160を「SSR」として示すこととする。また、図2では、センサー装置210を「S」と示す。センサー装置210は、その地点における配電線110の有効電力、無効電力、電圧および電流(以下、「電気諸量」と称する。)などを計測するとともに、通信回線220を介して電気諸量を示す情報を系統電圧調整システム10に送信する装置である。なお、センサー装置210とは、電力系統100に単独に配置されている装置のみを示すものではなく、例えば区分開閉器190、進相コンデンサ150または分路リアクトル160などに内蔵されている装置であってもよい。また、図1および図2には、系統電圧調整システム10を説明するために必要な機器のみを示しているが、実際の電力系統100および配電線110には多数の区分開閉器190、電力負荷120、保護継電器(不図示)などが接続されている。
図3を参照しつつ、本実施形態に係る系統電圧調整システム10について説明する。図3は、本実施形態に係る系統電圧調整システム10の装置構成の一例を示す図である。
図3を参照しつつ、演算処理装置11について説明する。
図4を参照しつつ、潮流計算部11Aの機能について説明する。図4は、本実施形態に係る配電線110の電圧降下曲線の一例を示す図である。
図5を参照しつつ、電圧感度係数算出部11Bの機能について説明する。図5は、本実施形態に係る電圧感度テーブル12Aの構成例を示す図である。
図6を参照しつつ、データ生成部11Cの機能について説明する。図6は、本実施形態に係る配電線110に供給される無効電力の大きさに応じた電圧降下曲線の一例を示す図である。
図7、図8、図9、図10を参照しつつ、調整電圧算定部11Dの機能について説明する。図7は、本実施形態に係る配電線110に無効電力を供給しない状態で電圧調整をしたときの電圧降下曲線の一例を示す図である。図8は、本実施形態に係る配電線110に200kvarの進み無効電力を供給した状態で電圧調整をしたときの電圧降下曲線の一例を示す図である。図9は、本実施形態に係る配電線110に400kvarの進み無効電力を供給した状態で電圧調整をしたときの電圧降下曲線の一例を示す図である。図10は、本実施形態に係る配電線110に600kvarの進み無効電力を供給した状態で電圧調整をしたときの電圧降下曲線の一例を示す図である。
図7、図8、図9、図10を参照しつつ、上下限余裕算定部11Eの機能について説明する。
図7、図8、図9、図10を参照しつつ、無効電力特定部11Fの機能について説明する。
図11を参照しつつ、目標電圧算出部11Gの機能について説明する。図11は、本実施形態に係る各測定時刻での到達電圧に基づいて算出される目標電圧の一例を示す図である。
重回帰分析部11Hの機能について、以下のとおり説明する。
同様にして、上記における過去の所定の時刻とは異なる過去の所定の時刻について、有効電力Psvrと、通過無効電力Qsvrと、調整電圧Vrefと、を最適電圧算定モデルに代入する。これを繰り返すことにより、複数の最適電圧算定モデルが生成される。そして、重回帰分析部11Hは、複数の最適電圧算定モデルに対して重回帰分析を実行する。これにより、回帰定数Vrefと、変化行係数A1,A2と、が算出されることにより、最適電圧予測式が生成される。つまり、系統電圧調整システム10は、負荷時タップ切換変圧器130または自動電圧調整器140の少なくとも一方を通過する有効電力および無効電力を最適電圧算定式に代入することにより、上限値余裕と下限値余裕との和が最も大きくなるような最適電圧を特定できる。
図5、図12、図13を参照しつつ、記憶装置12について説明する。図12は、本実施形態に係る地点情報テーブル12Bの構成例を示す図である。図13は、本実施形態に係る算出結果テーブル12Cの構成例を示す図である。
図14を参照しつつ、系統電圧調整システム10の処理手順について説明する。図14は、本実施形態に係る系統電圧調整システム10の処理手順を示すフローチャートである。
以上説明したように、本実施形態に係る系統電圧調整システム10は、電圧を調整する負荷時タップ切換変圧器130と、負荷時タップ切換変圧器130の二次側に設けられて電圧を調整する自動電圧調整器140と、負荷時タップ切換変圧器130の二次側に設けられて無効電力を補償する進相コンデンサ150または分路リアクトル160と、負荷時タップ切換変圧器130の二次側に設けられる負荷と、が配電線110に接続される電力系統100において、負荷時タップ切換変圧器130および自動電圧調整器140から送出される電圧を調整する系統電圧調整システム10であって、負荷時タップ切換変圧器130と進相コンデンサ150または分路リアクトル160の間における配電線110の所定の地点において、進相コンデンサ150または分路リアクトル160が電力系統100の無効電力を補償するときに、無効電力の値に対応する電力系統100の電圧の値を示す電圧感度係数を予め記憶している記憶装置12と、負荷時タップ切換変圧器130から所定の地点までの距離と、所定の地点における電力系統100の無効電力の大きさに応じた電圧と、の関係を示す電圧降下曲線を生成するデータ生成部11Cと、電圧感度係数と、電圧降下曲線と、に基づいて、所定の地点における電圧が所定の電圧範囲に収まるような、負荷時タップ切換変圧器130または自動電圧調整器140の少なくとも一方から送出する調整電圧の値を算定する調整電圧算定部11Dと、を備える。本実施形態によれば、電圧感度係数を予め記憶している記憶装置12を用いることから、潮流計算をすることなく電圧降下曲線を生成することができるため処理時間の短縮を図れる。そして、進相コンデンサ150および分路リアクトル160の無効電力の大きさに応じて、所定の電圧範囲内に電圧が収まるように負荷時タップ切換変圧器130または自動電圧調整器140を調整することができるため、適正な電圧を維持できる。
<<電圧感度係数算出部11B>>
上記において、演算処理装置11が電圧感度係数算出部11Bの機能を有するように説明をしたが、これに限定されない。例えば、電圧感度係数算出部11Bの機能を有していなくてもよく、電圧感度係数が系統電圧調整システム10とは異なる通信可能な他の装置に予め計算されたデータとして電圧感度係数が格納されていればよい。
上記において、演算処理装置11が上下限余裕算定部11Eの機能を有するように説明したが、これに限定されない。例えば、上下限余裕算定部11Eの機能を有していなくてもよい。上下限余裕算出部11Eがない場合でも、潮流計算を要することなく構成されており、規定の範囲内に電圧を収められるように調整電圧算定部11Dが調整電圧を算定できるように構成されているためである。
上記において、演算処理装置11が無効電力特定部11Fの機能を有するように説明したが、これに限定されない。例えば、無効電力特定部11Fの機能を有していなくてもよい。無効電力特定部11Fがない場合でも、潮流計算を要することなく構成されており、規定の範囲内に電圧を収められるように調整電圧算定部11Dが調整電圧を算定できるように構成されているためである。
上記において、演算処理装置11が目標電圧算出部11Gの機能を有するように説明したが、これに限定されない。例えば、目標電圧算出部11Gの機能を有していなくてもよい。目標電圧算出部11Gがない場合でも、潮流計算を要することなく構成されており、規定の範囲内に電圧を収められるように調整電圧算定部11Dが調整電圧を算定できるように構成されているためである。
上記において、演算処理装置11が重回帰分析部11Hの機能を有するように説明したが、これに限定されない。例えば、重回帰分析部11Hの機能を有していなくてもよい。重回帰分析部11Hがない場合でも、潮流計算を要することなく構成されており、規定の範囲内に電圧を収められるように調整電圧算定部11Dが調整電圧を算定できるように構成されているためである。
11C データ生成部
11D 調整電圧算定部
11E 上下限余裕算定部
11F 無効電力特定部
11G 目標電圧算出部
11H 重回帰分析部
100 電力系統
110 配電線
120 電力負荷
130 負荷時タップ切換変圧器
140 自動電圧調整器
150 進相コンデンサ
160 分路リアクトル
Claims (7)
- 電圧を調整する第1電圧調整器と、前記第1電圧調整器の二次側に設けられて電圧を調整する第2電圧調整器と、前記第1電圧調整器の二次側に設けられて無効電力を補償する無効電力補償器と、前記第1電圧調整器の二次側に設けられる電力負荷と、が配電線に接続される電力系統において、前記第1電圧調整器および前記第2電圧調整器から送出される電圧を調整する系統電圧調整システムであって、
前記第1電圧調整器と前記無効電力補償器の間における前記配電線の所定の地点において、前記無効電力補償器が前記電力系統の無効電力を補償するときに、当該無効電力の値に対応する前記電力系統の電圧の値を示す電圧感度係数を予め記憶している記憶部と、
前記第1電圧調整器から前記所定の地点までの距離と、前記所定の地点における前記電力系統の無効電力の大きさに応じた電圧と、の関係を示すデータを生成するデータ生成部と、
前記電圧感度係数と、前記データと、に基づいて、前記所定の地点における電圧が所定の電圧範囲に収まるような、前記第1電圧調整器から送出する第1電圧または前記第2電圧調整器から送出する第2電圧の少なくとも一方の値を算定する調整電圧算定部と、
を備えることを特徴とする系統電圧調整システム。 - 前記所定の地点における電圧が前記所定の電圧範囲に収まるように、前記データの電圧の上限値と前記所定の電圧範囲の上限値との差を示す上限余裕値と、前記データの電圧の下限値と前記所定の電圧範囲の下限値との差を示す下限余裕値と、を算定する上下限余裕算定部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の系統電圧調整システム。 - 前記第1電圧調整器から送出する前記第1電圧または前記第2電圧調整器から送出する前記第2電圧の少なくとも一方が送出されたときに、前記第2電圧調整器の二次側において、前記データの電圧の上限値と前記所定の電圧範囲の上限値との差を示す上限余裕値と、前記データの電圧の下限値と前記所定の電圧範囲の下限値との差を示す下限余裕値と、の和が最も大きくなるように、前記無効電力補償器の無効電力の値を特定する無効電力特定部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の系統電圧調整システム。 - 前記第1電圧調整器から送出する前記第1電圧または前記第2電圧調整器から送出する前記第2電圧の少なくとも一方が送出されたときに、前記上限余裕値と、前記下限余裕値と、の和が最も大きくなるように、前記無効電力補償器が設けられる地点において、所定の時間帯での所定の電圧の平均値を示す目標電圧を算出する目標電圧算出部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載の系統電圧調整システム。 - 前記電力系統の有効電力を示す値と、前記電力系統の無効電力と前記無効電力補償器で補償する無効電力とを合算した無効電力を示す値と、前記第1電圧または前記第2電圧の少なくとも一方を示す値と、に基づいて重回帰分析することにより、第1電圧調整器から送出する第3電圧または第2電圧調整器から送出する第4電圧の少なくとも一方の最適な値を示す最適電圧を算出する回帰式を導出する重回帰分析部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の系統電圧調整システム。 - 電圧を調整する第1電圧調整器と、前記第1電圧調整器の二次側に設けられて電圧を調整する第2電圧調整器と、前記第1電圧調整器の二次側に設けられて無効電力を補償する無効電力補償器と、前記第1電圧調整器の二次側に設けられる電力負荷と、が配電線に接続される電力系統において、前記第1電圧調整器および前記第2電圧調整器から送出される電圧を調整する系統電圧調整方法であって、
前記第1電圧調整器と前記無効電力補償器の間における前記配電線の所定の地点において、前記無効電力補償器が前記電力系統の無効電力を補償するときに、当該無効電力の値に対応する前記電力系統の電圧の値を示す電圧感度係数を予め記憶して、
前記第1電圧調整器から前記所定の地点までの距離と、前記所定の地点における前記電力系統の無効電力の大きさに応じた電圧と、の関係を示すデータを生成し、
前記電圧感度係数と、前記データと、に基づいて、前記所定の地点における電圧が所定の電圧範囲に収まるような、前記第1電圧調整器から送出する第1電圧または前記第2電圧調整器から送出する第2電圧の少なくとも一方の値を算定する、
ことを特徴とする系統電圧調整方法。 - 電圧を調整する第1電圧調整器と、前記第1電圧調整器の二次側に設けられて電圧を調整する第2電圧調整器と、前記第1電圧調整器の二次側に設けられて無効電力を補償する無効電力補償器と、前記第1電圧調整器の二次側に設けられる電力負荷と、が配電線に接続される電力系統において、前記第1電圧調整器および前記第2電圧調整器から送出される電圧を調整する系統電圧調整システムに、
前記第1電圧調整器と前記無効電力補償器の間における前記配電線の所定の地点において、前記無効電力補償器が前記電力系統の無効電力を補償するときに、当該無効電力の値に対応する前記電力系統の電圧の値を示す電圧感度係数を予め記憶する機能と、
前記第1電圧調整器から前記所定の地点までの距離と、前記所定の地点における前記電力系統の無効電力の大きさに応じた電圧と、の関係を示すデータを生成する機能と、
前記電圧感度係数と、前記データと、に基づいて、前記所定の地点における電圧が所定の電圧範囲に収まるような、前記第1電圧調整器から送出する第1電圧または前記第2電圧調整器から送出する第2電圧の少なくとも一方の値を算定する機能と、
を実行させるプログラム
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