JP7173292B2 - 事故点標定装置、事故点標定システム、事故点標定方法及びプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、送配電網の事故点を標定する事故点標定装置、事故点標定システム、事故点標定方法及び事故点標定用プログラムに関する。
樹木や鳥獣の接触や、機器の故障、落雷などによって、送配電網に異常な電流が流れる事故が発生する場合がある。これらの異常電流から、送配電網の安全を保つため、開閉器等が動作すると、停電が発生してしまう。停電は、人々の生活や経済活動に与える影響が大きく、いち早く復旧する必要がある。そのために、事故の位置をすばやく特定し、事故の原因を取り除き、安全を確保することが必要となる。
そこで、事故点を特定する方法として、事故の発生の際に発生するサージ電流を、事故点を挟む２か所の測定器で測定し、その到達時間差から事故点標定を行う方法が提案されている（特許文献１）。この方法は、サージ電流の伝播速度が高速のため、２点の計測器の精度の高い時刻同期と高サンプリングレートを必要とする。そのため、高精度の時刻同期をとる機器と高サンプリング数のＡ／Ｄ変換器などが必要となる。
ほかにも、配電線路と対地間にコンデンサを設置し、そのコンデンサに流れる電流波形の傾きから地絡点を求める方法が提案されている(特許文献２)。この方法は、設置したコンデンサの容量と配線のインダクタンスにより発生する電流の立ち上がりから地絡点を標定する方法である。そのため、対地間にコンデンサを設置し、各配線のインダクタンスを求めておく必要がある。したがって、これらの方法では、多大な設置コストが掛かってしまうといった問題があった。
上記の設置コストの問題を解決するため、事故発生後の配電系統における共振周波数から地絡点を標定する方法も提案されている（特許文献３）。この方法では、配電系統のモデルを作成し、各地点で地絡が発生した場合の共振周波数をあらかじめ計算しておき、実際の地絡で観測された共振周波数と比較することで、標定を実施している。
しかしながら、あらかじめシミュレーションで共振周波数を求める方法（特許文献３）では、日々変化する送配電網の特性の変化や、天候の変化など周囲の状況の変化により、共振周波数が変化してしまう。それゆえに、標定精度が劣化してしまうといった問題があった。
本発明の目的は、日々変化する送配電網の特性の変化に対応し、高精度の事故点標定を実現する事故点標定装置、事故点標定システム、事故点標定方法、及び事故点標定用プログラムを提供することにある。
本発明の一態様にかかる事故点標定装置は、事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出部と、
送配電網の事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する事故後モデル分析部と、
を備える。
送配電網の事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する事故後モデル分析部と、
を備える。
本発明の一態様にかかる事故点標定装置は、事故前と事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出部と、
前記事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成する事故前モデル分析部と、
前記事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する事故後モデル分析部と、
を備える。
前記事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成する事故前モデル分析部と、
前記事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する事故後モデル分析部と、
を備える。
本発明の一態様にかかる事故点標定システムは、上記事故点標定装置と、
前記送配電網に設けられた開閉器に接続され、事故前の波形を収集する開閉器情報取得部と、を備える。
前記送配電網に設けられた開閉器に接続され、事故前の波形を収集する開閉器情報取得部と、を備える。
本発明の一態様にかかる事故点標定方法は、コンピュータによって、
事故後の周波数特性を算出し、
送配電網の事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する。
事故後の周波数特性を算出し、
送配電網の事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する。
本発明の一態様にかかる事故点標定方法は、コンピュータによって、
事故前と事故後の周波数特性を算出し、
事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成し、
事故後の周波数特性と一致するように送配電網の前記事故前モデルに事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、前記事故後モデルから、事故点を標定する。
事故前と事故後の周波数特性を算出し、
事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成し、
事故後の周波数特性と一致するように送配電網の前記事故前モデルに事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、前記事故後モデルから、事故点を標定する。
本発明の一態様にかかる事故点標定用プログラムは、事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出処理と、
送配電網の事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する事故後モデル分析処理と、
をコンピュータに実行させる。
送配電網の事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する事故後モデル分析処理と、
をコンピュータに実行させる。
本発明の一態様にかかる事故点標定用プログラムは、事故前と事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出処理と、
事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成する事故前モデル分析処理と、
事故後の周波数特性と一致するように送配電網の前記事故前モデルに事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、前記事故後モデルから、事故点を標定する事故後モデル分析処理と、
をコンピュータに実行させる。
事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成する事故前モデル分析処理と、
事故後の周波数特性と一致するように送配電網の前記事故前モデルに事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、前記事故後モデルから、事故点を標定する事故後モデル分析処理と、
をコンピュータに実行させる。
本発明によれば、高精度で事故点を標定する事故点標定装置、事故点標定システム、事故点標定方法、及び事故点標定用プログラムを提供することができる。
まず、本発明の実施形態の概要を説明する。
本発明は、送配電網の一区間内に地点事故が発生した時、その事故発生地点を推定する事故点標定に関するものである。送配電網の周波数特性を算出する際に、送配電線の線種や長さ、接続情報などや、トランスの容量、接続されている負荷情報などの系統情報に基づき、モデルを作成する。このモデルは、電気回路の動作を模擬するシミュレーションで用いられ、各地点の電流、電圧の挙動を再現するためのモデルである。これらは、部品（例えば、トランス、電源、配線等）の電気特性を表す部品のモデルとそれらを組み合わせて回路網(ここでは送配電網)の特性を再現するモデルがある。言い換えると、本明細書における事故前モデル及び事故後モデルは、部品の電気特性を表すモデルを組み合わせることによって構成される。事故点のモデルは、事故点における電気的挙動を表すモデルを表す。このとき、単位長さあたりの対地キャパシタンスやインダクタンスなどのパラメータは、送配電網の線種だけによらず、周囲の環境によっても変化してしまう。そのため、これらのパラメータは、天候による地面の乾燥状態や、樹木状態によって日々変化するため、事前に求めることが難しい。したがって、これらのパラメータを正確に推定することは難しく、正確な値は未知のパラメータのままとなる。そこで、このような未知パラメータを、事故前の波形に現れる実際の周波数特性から、フィッティングすることで求め、モデルの精度を高めることができる。さらにモデルの精度を高めた上で、事故点のモデルを追加した事故後モデルでフィッティングを行うことで、高精度で事故点を標定することができる。
本発明は、送配電網の一区間内に地点事故が発生した時、その事故発生地点を推定する事故点標定に関するものである。送配電網の周波数特性を算出する際に、送配電線の線種や長さ、接続情報などや、トランスの容量、接続されている負荷情報などの系統情報に基づき、モデルを作成する。このモデルは、電気回路の動作を模擬するシミュレーションで用いられ、各地点の電流、電圧の挙動を再現するためのモデルである。これらは、部品（例えば、トランス、電源、配線等）の電気特性を表す部品のモデルとそれらを組み合わせて回路網(ここでは送配電網)の特性を再現するモデルがある。言い換えると、本明細書における事故前モデル及び事故後モデルは、部品の電気特性を表すモデルを組み合わせることによって構成される。事故点のモデルは、事故点における電気的挙動を表すモデルを表す。このとき、単位長さあたりの対地キャパシタンスやインダクタンスなどのパラメータは、送配電網の線種だけによらず、周囲の環境によっても変化してしまう。そのため、これらのパラメータは、天候による地面の乾燥状態や、樹木状態によって日々変化するため、事前に求めることが難しい。したがって、これらのパラメータを正確に推定することは難しく、正確な値は未知のパラメータのままとなる。そこで、このような未知パラメータを、事故前の波形に現れる実際の周波数特性から、フィッティングすることで求め、モデルの精度を高めることができる。さらにモデルの精度を高めた上で、事故点のモデルを追加した事故後モデルでフィッティングを行うことで、高精度で事故点を標定することができる。
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載および図面は、適宜、簡略化されている。
＜＜実施の形態１＞＞
図１を参照して本発明の実施の形態１を説明する。
事故点標定装置１００は、事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出部１０１と、送配電網の事故前モデルに、事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する事故後モデル分析部１０３と、を備える。
図１を参照して本発明の実施の形態１を説明する。
事故点標定装置１００は、事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出部１０１と、送配電網の事故前モデルに、事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する事故後モデル分析部１０３と、を備える。
以上、本実施の形態によれば、高精度で事故点を標定することができる。
＜＜実施の形態２＞＞
図２を参照して本発明の実施の形態２を説明する。
事故点標定装置１００は、事故前と事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出部１０１と、事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成する事故前モデル分析部１０２と、事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する事故後モデル分析部１０３と、を備える。
図２を参照して本発明の実施の形態２を説明する。
事故点標定装置１００は、事故前と事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出部１０１と、事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成する事故前モデル分析部１０２と、事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する事故後モデル分析部１０３と、を備える。
以上、本実施の形態によれば、高精度で事故点を標定することができる。
＜＜実施の形態３＞＞
図３を参照して、本発明の実施の形態３にかかる事故点標定システムの構成を説明する。事故点標定システムは、事故点標定装置１００と、入力部１１０と、記憶部１２０と、出力部１３０と、を備える。
図３を参照して、本発明の実施の形態３にかかる事故点標定システムの構成を説明する。事故点標定システムは、事故点標定装置１００と、入力部１１０と、記憶部１２０と、出力部１３０と、を備える。
事故点標定装置１００は、コンピュータによって実現されており、例えば、演算処理等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによって実行される演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）からなるメモリ、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部（Ｉ／Ｆ）、などからなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。ＣＰＵ、メモリ、及びインターフェイス部は、データバスなどを介して相互に接続されている。
入力部１１０は、送配電網の電流の変化を示す電流波形を入力する。この電流波形は、送配電網の周波数特性が得られれば良いため、サージ法のような高サンプリングのＡ／Ｄ(Analog/Digital)変換器は不要である。出力部１３０は、事故点標定装置により標定された事故点を表示するものであり、例えば、液晶ディスプレイやプリンタなどとすることができる。
事故点標定装置１００は、細分化された処理のそれぞれを実行する機能演算部としての機能も担う。事故点標定装置１００は、周波数特性算出部１０１と、事故前モデル分析部１０２と、事故後モデル分析部１０３と、を含む。
周波数特性算出部１０１は、送配電網から入力された事故前後の電流波形を元に、事故前と事故後のそれぞれの実際の周波数特性を算出する。
事故前モデル分析部１０２は、事故が発生した送配電系統の配線の種類や長さ、接続情報やトランスなどの情報を元に、送配電系統の各部品のモデル（例えば、電源、トランス、配線等のモデル）を組み合わせて、事故前のシミュレーションモデルを構築する。このとき、各部品のモデルで変化するパラメータの部分は、未知パラメータとして設定する。その後、このモデルを用いたシミュレーションで得られる周波数特性と、周波数特性算出部１０１で求めた実際の事故前の周波数特性が近づくように、未知パラメータを変化させる。これを繰り返し、シミュレーションモデルの周波数特性を、周波数特性算出部１０１により算出された実際の周波数特性に合わせる（パラメータフィッティングと称される）。
事故後モデル分析部１０３は、事故前モデル分析部１０２で作成し、未知パラメータをフィッティングした事故前モデルに、事故点（事故位置とも呼ばれる）と事故の特性のパラメータ（たとえば、地絡事故のモデルの場合は大地までの抵抗といったような事故点の挙動を再現するパラメータ）とを未知パラメータとした事故点のモデル（部品のモデル）を追加して、事故後モデルを作成する。周波数特性算出部１０１で求めた事故後の実際の周波数特性に合うように、事故後モデルの未知パラメータを変化させて、シミュレーションを繰り返す。これにより、事故前の実際の周波数特性データを用いてフィッティングを行い、モデルの精度を向上した上で、事故前後で変化する事故点のモデルのパラメータを精度良く求めることができる。結果的に、高精度で事故点を標定することができる。
＜動作＞
次に、図４のフローチャートを参照して本実施の形態の周波数特性算出部１０１の動作について詳細に説明する。まず、入力された波形を事故前の波形と事故後の波形に分割する（ステップＳ１０１）。次に、事故前の波形について周波数特性を算出する（ステップ１０２）。この周波数特性の算出は、一例として、波形をフーリエ変換することで求めることができる。ほかにも、最大エントロピー法による周波数解析を行う方法もある。さらに、事故後の波形についても、周波数特性を算出する（ステップ１０３）。同様に、事故後の周波数特性も、フーリエ変換や最大エントロピー法などにより算出することができる。
次に、図４のフローチャートを参照して本実施の形態の周波数特性算出部１０１の動作について詳細に説明する。まず、入力された波形を事故前の波形と事故後の波形に分割する（ステップＳ１０１）。次に、事故前の波形について周波数特性を算出する（ステップ１０２）。この周波数特性の算出は、一例として、波形をフーリエ変換することで求めることができる。ほかにも、最大エントロピー法による周波数解析を行う方法もある。さらに、事故後の波形についても、周波数特性を算出する（ステップ１０３）。同様に、事故後の周波数特性も、フーリエ変換や最大エントロピー法などにより算出することができる。
次に、図５のフローチャートを参照して本実施の形態の事故前モデル分析部１０２の動作について詳細に説明する。まず、事故の発生した送配電系統の情報に関するデータを配電網データベース１２０より、読み取る（ステップＳ２０１）。このとき、各配線の線種や長さ、トランスの情報、接続されている負荷情報及び各部品の接続情報などの送配電系統の情報を取得する。次に、各部品のモデルを組み合わせて、事故前のシミュレーションモデルを構築する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０１で取得した情報を元に、送配電系統の各部品に適合したシミュレーションモデル（部品のモデル）を当てはめ、各部品の接続情報に従って各部品のシミュレーションモデルを接続する。このとき、部品のシミュレーションモデルで、変化する可能性のある特性部分には、未知パラメータが設定される。次に、未知パラメータについて、事故前の実際の周波数特性と一致するようにパラメータフィッティングを実施する（ステップＳ２０３）。
次に、図６のフローチャートを参照して、本実施の形態のパラメータフィッティング（ステップＳ２０３）について詳細に説明する。まず、未知パラメータに仮値を設定する（ステップＳ３０１）。この仮値は、例えば、モデルに標準値として入っている値を用いてもよい。あるいは、仮値は、以前のシミュレーションで求めた値を用いてもよい。つぎに、周波数特性を求めるために周波数特性シミュレーションを実施する（ステップＳ３０２）。このシミュレーションは、例えば、ＥＭＴＰ（Electromagnetic Transients Program）や、ＳＰＩＣＥ（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）などを用いることができる。このとき、一例として、各負荷の消費電流を雑音源として時間解析を実行し、フーリエ変換などを用いて周波数特性を求める方法がある。他にも、インパルス応答やステップ応答から周波数特性を求めてもよい。また、負荷を信号源とし、小信号解析によって周波数特性を求めてもよい。
次に、周波数特性算出部１０１で求めた事故前の実際の周波数特性と、周波数特性シミュレーション（ステップＳ３０２）で求めた周波数特性を比較し、周波数誤差を求める。この周波数誤差は、各周波数での振幅値の差分を取り、それらを合計したものを用いてもよい。他にも、各周波数での振幅値の差分をとる前に、振幅値を対数として計算してもよい。また、各周波数のピークを求め、それらの周波数のピーク差を誤差としてもよい。この誤差が、設定された目標値より小さいときは（ステップＳ３０３にてＮＯ）、変数を出力する（ステップＳ３０５）。一方、目標値より大きいときは（ステップＳ３０３にてＹＥＳ）、未知パラメータを修正（ステップＳ３０４）し、再度、周波数特性シミュレーションを行う（ステップＳ３０２）。ステップＳ３０４では、最適化問題のアルゴリズムを用いて、パラメータの変数を修正する。最適化問題のアルゴリズムとしては、例えば、ネルダーミード法や、遺伝的アルゴリズム、粒子群最適化などを用いることができる。
次に、図７のフローチャートを参照して、本実施形態の事故後モデル分析部１０３の動作を説明する。まず、事故前モデル分析部１０２でフィッティングしたモデルに、事故点モデルを追加する（ステップＳ４０１）。事故点モデルは、例えば、地絡のモデルとして、抵抗やエアギャップのモデルとすることができ、抵抗やエアギャップ及び送配電網の接続点と抵抗値などとを未知パラメータとして設定することができる。また、切断のモデルとして、送電網の一部を切断するモデルや、雷のモデルのように電圧を印加するモデルも用いることができる。モデル選択も含めて未知パラメータとし、フィッティングさせてもよい。次に、パラメータフィッティングを実施する（ステップＳ４０２）。このステップＳ４０２では、ステップＳ２０３と同じように最適化を用いてパラメータを求める。未知パラメータについて、事故後の実際の周波数特性と一致するようにパラメータフィッティングを実施する。
＜効果＞
作成されたモデルの未知パラメータを、事故前の波形に現れる周波数特性から、フィッティングすることで求め、モデルの精度を高めることができる。さらにモデルの精度を高めた上で、事故点のモデルを追加した事故後モデルでフィッティングを行うことで、高精度で事故点を標定することができる。
作成されたモデルの未知パラメータを、事故前の波形に現れる周波数特性から、フィッティングすることで求め、モデルの精度を高めることができる。さらにモデルの精度を高めた上で、事故点のモデルを追加した事故後モデルでフィッティングを行うことで、高精度で事故点を標定することができる。
＜＜実施の形態４＞＞
次に、図８を参照して本発明の実施の形態４を詳細に説明する。図８では、実施の形態３と同一の構成要素は、図３と同一の符号を付し、適宜説明を省略する。本実施の形態では、実施の形態３から、周波数特性算出部１０１と、事故後モデル分析部１０３がそれぞれ周波数特性算出部２０１と、事故後及び切断後モデル分析部２０３に変更されているため、以下では、この変更部分について詳しく説明する。
次に、図８を参照して本発明の実施の形態４を詳細に説明する。図８では、実施の形態３と同一の構成要素は、図３と同一の符号を付し、適宜説明を省略する。本実施の形態では、実施の形態３から、周波数特性算出部１０１と、事故後モデル分析部１０３がそれぞれ周波数特性算出部２０１と、事故後及び切断後モデル分析部２０３に変更されているため、以下では、この変更部分について詳しく説明する。
本実施形態の周波数特性算出部２０１は、実施の形態３の周波数特性算出部１０１と同様に、事故前と事故後の周波数特性を算出する。さらに、本実施形態の周波数特性算出部２０１は、事故発生後、送配電網に設けられた開閉器（図示せず）により事故点が切り離された後の電流波形の周波数特性も計算する。また、事故後及び切断後モデル分析部２０３は、事故後モデル分析部１０３で作成する事故後のモデルに加え、開閉器による切断後のモデルを作成し、このモデルにも事故点のモデルを加える。これにより、事故後の開閉器による切断前のモデル、及び事故後の開閉器による切断後のモデルが作成される。事故後の開閉器による切断前のモデルによる周波数特性と、周波数特性算出部２０１で計算した事故発生後の開閉器切断前の周波数特性が一致するように、また、事故後の開閉器による切断後のモデルによる周波数特性と周波数特性算出部２０１で計算した事故後の開閉器による切断後の周波数特性が一致するように、事故点とその事故の特性を現すパラメータのフィッティングを行う。
＜効果＞
本実施形態では、送配電網に設けられた開閉器の切断後のモデルも含めてフィッティングを行っている。開閉器で切断された後の送配電網は、事故点から開閉器までの部分に限定されるので、周波数特性に影響を与える要素が少なくなる。そのため、より高い精度で事故点を標定することができる。
本実施形態では、送配電網に設けられた開閉器の切断後のモデルも含めてフィッティングを行っている。開閉器で切断された後の送配電網は、事故点から開閉器までの部分に限定されるので、周波数特性に影響を与える要素が少なくなる。そのため、より高い精度で事故点を標定することができる。
＜＜実施の形態５＞＞
次に、図９を参照して本発明の実施の形態５を詳細に説明する。
図９では、実施の形態３と同一の構成要素は、図３と同一の符号を付し、適宜説明を省略する。図９を参照すると、実施の形態３や実施の形態４の入力部１１０に対し、本実施形態の入力部３１０は、事故前モデル分析部１０２のみに接続されている。また、本実施形態では、周波数特性算出部１０１に接続された開閉器情報取得部３１１が追加されている。
次に、図９を参照して本発明の実施の形態５を詳細に説明する。
図９では、実施の形態３と同一の構成要素は、図３と同一の符号を付し、適宜説明を省略する。図９を参照すると、実施の形態３や実施の形態４の入力部１１０に対し、本実施形態の入力部３１０は、事故前モデル分析部１０２のみに接続されている。また、本実施形態では、周波数特性算出部１０１に接続された開閉器情報取得部３１１が追加されている。
開閉器情報取得部３１１は、送配電網に設けられた開閉器に接続されており、定期的に電流波形を観測し、開閉器（図示せず）が過電流や地絡電流を検出した際にも、電流波形を取得し、記憶する。開閉器情報取得部３１１は、この電流波形のデータを、事故点標定装置１００からの要求があった場合に、周波数特性算出部１０１に渡すことで、本実施形態の事故点標定動作を実現する。また、開閉器情報取得部３１１は、周波数特性算出部１０１と、事故前モデル分析部１０２の機能を果たすこともできる。すなわち、開閉器情報取得部３１１は、事故前の周波数特性を算出するとともに、事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成することもできる。
＜効果＞
本実施形態では、開閉器情報取得部３１１で、事故が発生していないときの電流波形も定期的に取得することで、事故前の特性を確実に取得することができる。また、事故発生前にも事故前モデルを作成し分析することで、事故発生後すぐに、事故後モデルを作成し分析することができるため、短時間で事故点標定の結果が出力することができる。
本実施形態では、開閉器情報取得部３１１で、事故が発生していないときの電流波形も定期的に取得することで、事故前の特性を確実に取得することができる。また、事故発生前にも事故前モデルを作成し分析することで、事故発生後すぐに、事故後モデルを作成し分析することができるため、短時間で事故点標定の結果が出力することができる。
＜＜実施の形態６＞＞
次に、図１０を参照して本発明の実施の形態６を詳細に説明する。
図１０では、実施の形態５と同一の構成要素は、図９と同一の符号を付し、適宜説明を省略する。図１０を参照すると、実施の形態５の開閉器情報取得部３１１に対し、本実施形態の開閉器情報取得部４１１は、事故前周波数特性算出部４０１０と、事故前モデル分析部４０２とを含む。また、本実施形態では、周波数特性算出部１０１に代えて、事故後周波数特性算出部４０１１が追加されている。なお、開閉器情報取得部４１１は、コンピュータにより実現され、例えば、演算処理等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによって実行される演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）からなるメモリ、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部（Ｉ／Ｆ）、などからなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。ＣＰＵ、メモリ、及びインターフェイス部は、データバスなどを介して相互に接続されている。
次に、図１０を参照して本発明の実施の形態６を詳細に説明する。
図１０では、実施の形態５と同一の構成要素は、図９と同一の符号を付し、適宜説明を省略する。図１０を参照すると、実施の形態５の開閉器情報取得部３１１に対し、本実施形態の開閉器情報取得部４１１は、事故前周波数特性算出部４０１０と、事故前モデル分析部４０２とを含む。また、本実施形態では、周波数特性算出部１０１に代えて、事故後周波数特性算出部４０１１が追加されている。なお、開閉器情報取得部４１１は、コンピュータにより実現され、例えば、演算処理等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによって実行される演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）からなるメモリ、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部（Ｉ／Ｆ）、などからなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。ＣＰＵ、メモリ、及びインターフェイス部は、データバスなどを介して相互に接続されている。
開閉器情報取得部４１１は、送配電網に設けられた開閉器（図示せず）に接続されており、定期的に電流波形を観測し、開閉器（図示せず）が過電流や地絡電流を検出した際にも、電流波形を取得し、記憶する。開閉器情報取得部４１１は、事故前の周波数特性を算出するとともに、事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成することもできる。
＜効果＞
本実施形態では、開閉器情報取得部３１１で、事故が発生していないときの電流波形も定期的に取得することで、事故前の特性を確実に取得することができる。また、事故発生前にも事故前モデルを作成し分析することで、事故発生後すぐに、事故後モデルを作成し分析することができるため、短時間で事故点標定の結果が出力することができる。
本実施形態では、開閉器情報取得部３１１で、事故が発生していないときの電流波形も定期的に取得することで、事故前の特性を確実に取得することができる。また、事故発生前にも事故前モデルを作成し分析することで、事故発生後すぐに、事故後モデルを作成し分析することができるため、短時間で事故点標定の結果が出力することができる。
＜実施例＞
次に、図９を用いて、具体的な実施例を用いて本発明を実施するための形態の動作を説明する。開閉器情報取得部１１１は、過電流や地絡電流を検出して、送配電網を切断する開閉器（図示せず）に接続されている。開閉器では、送配電線に流れる電流をモニタしているため、この電流データを開閉器情報取得部１１１は取得している。また、開閉器情報取得部１１１は１台とは限らず、送配電網の複数の切断器のそれぞれに対応して接続され得る。また、この開閉器情報取得部１１１は、通信線で事故点標定装置１００と接続されている。
次に、図９を用いて、具体的な実施例を用いて本発明を実施するための形態の動作を説明する。開閉器情報取得部１１１は、過電流や地絡電流を検出して、送配電網を切断する開閉器（図示せず）に接続されている。開閉器では、送配電線に流れる電流をモニタしているため、この電流データを開閉器情報取得部１１１は取得している。また、開閉器情報取得部１１１は１台とは限らず、送配電網の複数の切断器のそれぞれに対応して接続され得る。また、この開閉器情報取得部１１１は、通信線で事故点標定装置１００と接続されている。
送配電網系統にある開閉器情報取得部１１１は、各地点の電流波形を定期的に取得し、事故点標定装置１００に送信する。事故点標定装置１００では、各地点の波形を受け取り、周波数特性算出部１０１で、周波数特性を算出する。この周波数特性の算出は、フーリエ変換を用いて実施する。この際に、交流電源の周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）とその高調波の信号は、フィルターによって排除しておく。
次に、事故前モデル分析部１０２にて算出した事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを構築し、未知パラメータについてはパラメータフィッティングを行う。具体的には、まず、送配電網の各部品のモデルを配電網データベース１２０から、読み取る。配電網の線種や長さにより規定され、分布常数回路で構成された各部品のモデルが作られる。この各部品のモデルが、送配電系統の接続情報によって、つなぎ合わされる。また、この配線モデルの単位長さあたりの抵抗、インダクタンス、キャパシタンス、コンダクタンスは、線種にあわせた標準値が設定されているが、変更できる値は、未知パラメータとして設定されている。また、各地点での電力消費者のモデル（消費する電力消費量に合わせたモデル）が負荷として接続されており、電力消費量に合わせたピンクノイズを発生する信号源として設定する。
次に、未知パラメータを最適化するパラメータとし、最適化アルゴリズムを用いて求める。最適化のプログラムを元に、最適化する変数を未知パラメータとし、関数に、その変数を元にシミュレーションを実施する。周波数特性算出部１０１で算出した各地点の周波数特性の振幅とシミュレーションで求めた各地点の振幅を比較し、その誤差を合計した結果を出力する。この誤差を最小化するようにアルゴリズムを動作させる。シミュレーションは、ＥＭＴＰもしくは、ＳＰＩＣＥを用いて過渡解析を実施し、その結果をフーリエ変換して求める。そして、このパラメータを保持しておく。
次に、開閉器が過電流や地絡電流を検出し、事故が発生したときに、開閉器情報取得部１１１は、送配電網系統からの電流波形を取得し、事故点標定装置１００に送信する。その波形を周波数特性算出部１０１で算出し、事故後モデル分析部１０３に送る。
次に、事故後モデル分析部１０３は、事故前モデル分析部１０２で用いたモデルと、フィッティングしたパラメータを用いて、このモデルに事故点のモデルを加えて最適化する。事故点のモデルは、位置パラメータにより接続する送配電網のノードを変更するようになっている抵抗のモデルで、位置パラメータと、抵抗値を未知パラメータとして設定する。この後、最適化のプログラムにこのモデルを渡し、最適化を実施する。最後に、位置パラメータから実際の位置を計算し、出力部１３０に渡す。最後に、出力部１３０にて、画面上の地図上に事故点で表示する。
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray（登録商標） Disc）、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。以上で説明した複数の例は、適宜組み合わせて実施されることもできる。
さらに、上述した様々な実施の形態において、事故点標定装置における処理の手順を説明したように、本開示は事故点標定方法としての形態も採り得る。この事故点標定方法は、次のステップを含む。事故点標定方法は、事故後の周波数特性を算出するステップと、送配電網の事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定するステップと、を含む。あるいは、事故点標定方法は、事故前と事故後の周波数特性を算出するステップと、前記事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成するステップと、前記事故後の周波数特性と一致するように送配電網の前記事故前モデルに事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、前記事故後モデルから、事故点を標定するステップとを含む。なお、その他の例については、上述した様々な実施の形態で説明した通りである。また、事故点標定プログラムは、コンピュータにこのような事故点標定方法を実行させるためのプログラムである。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出部と、
送配電網の事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する事故後モデル分析部と、
を備える、事故点標定装置。
（付記２）
前記事故後モデル分析部は、事故後に、前記送配電網に設けられた開閉器により、事故点が切断される前と切断された後の両方のモデルで、前記事故後の周波数特性と一致するようにフィッティングする、付記１に記載の事故点標定装置。
（付記３）
事故前と事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出部と、
前記事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成する事故前モデル分析部と、
前記事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する事故後モデル分析部と、
を備える、事故点標定装置。
（付記４）
前記事故前モデル分析部は、前記送配電網の配線の特性を未知パラメータとした前記事故前モデルを、前記事故前の周波数特性と一致するようにフィッティングする、付記３に記載の事故点標定装置。
（付記５）
前記周波数特性算出部は、高調波を排除した後、波形をフーリエ変換することにより周波数特性を算出する、付記１～４のいずれか一項に記載の事故点標定装置。
（付記６）
付記１～５のいずれか一項に記載の事故点標定装置と、
前記送配電網に設けられた開閉器に接続され、事故前の波形を取得する開閉器情報取得部と、を備える、事故点標定システム。
（付記７）
前記開閉器情報取得部は、事故前の周波数特性を算出し、前記事故前の周波数特性と一致するように送電網の事故前モデルを作成する、付記６に記載の事故点標定システム。
（付記８）
コンピュータによって、
事故後の周波数特性を算出し、
送配電網の事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する、
事故点標定方法。
（付記９）
事故後に、前記送配電網に設けられた開閉器により、事故点が切断される前と切断された後の両方のモデルで、前記事故後の周波数特性と一致するようにフィッティングする、付記８に記載の事故点標定方法。
（付記１０）
コンピュータによって、
事故前と事故後の周波数特性を算出し、
前記事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成し、
前記事故後の周波数特性と一致するように送配電網の前記事故前モデルに事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し
前記事故後モデルから、事故点を標定する、事故点標定方法。
（付記１１）
前記送配電網の配線の特性を未知パラメータとした前記事故前モデルを、前記事故前の周波数特性と一致するようにフィッティングする、付記１０に記載の事故点標定方法。
（付記１２）
事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出処理と、
送配電網の事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する事故後モデル分析処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
（付記１３）
事故前と事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出処理と、
事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成する事故前モデル分析処理と、
事故後の周波数特性と一致するように送配電網の前記事故前モデルに事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、前記事故後モデルから、事故点を標定する事故後モデル分析処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
（付記１）
事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出部と、
送配電網の事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する事故後モデル分析部と、
を備える、事故点標定装置。
（付記２）
前記事故後モデル分析部は、事故後に、前記送配電網に設けられた開閉器により、事故点が切断される前と切断された後の両方のモデルで、前記事故後の周波数特性と一致するようにフィッティングする、付記１に記載の事故点標定装置。
（付記３）
事故前と事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出部と、
前記事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成する事故前モデル分析部と、
前記事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する事故後モデル分析部と、
を備える、事故点標定装置。
（付記４）
前記事故前モデル分析部は、前記送配電網の配線の特性を未知パラメータとした前記事故前モデルを、前記事故前の周波数特性と一致するようにフィッティングする、付記３に記載の事故点標定装置。
（付記５）
前記周波数特性算出部は、高調波を排除した後、波形をフーリエ変換することにより周波数特性を算出する、付記１～４のいずれか一項に記載の事故点標定装置。
（付記６）
付記１～５のいずれか一項に記載の事故点標定装置と、
前記送配電網に設けられた開閉器に接続され、事故前の波形を取得する開閉器情報取得部と、を備える、事故点標定システム。
（付記７）
前記開閉器情報取得部は、事故前の周波数特性を算出し、前記事故前の周波数特性と一致するように送電網の事故前モデルを作成する、付記６に記載の事故点標定システム。
（付記８）
コンピュータによって、
事故後の周波数特性を算出し、
送配電網の事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する、
事故点標定方法。
（付記９）
事故後に、前記送配電網に設けられた開閉器により、事故点が切断される前と切断された後の両方のモデルで、前記事故後の周波数特性と一致するようにフィッティングする、付記８に記載の事故点標定方法。
（付記１０）
コンピュータによって、
事故前と事故後の周波数特性を算出し、
前記事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成し、
前記事故後の周波数特性と一致するように送配電網の前記事故前モデルに事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し
前記事故後モデルから、事故点を標定する、事故点標定方法。
（付記１１）
前記送配電網の配線の特性を未知パラメータとした前記事故前モデルを、前記事故前の周波数特性と一致するようにフィッティングする、付記１０に記載の事故点標定方法。
（付記１２）
事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出処理と、
送配電網の事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する事故後モデル分析処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
（付記１３）
事故前と事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出処理と、
事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成する事故前モデル分析処理と、
事故後の周波数特性と一致するように送配電網の前記事故前モデルに事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、前記事故後モデルから、事故点を標定する事故後モデル分析処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
本発明によれば、送配電網の事故点標定を実施する用途に適用できる。
１００ 事故点標定装置
１０１ 周波数特性算出部
１０２ 事故前モデル分析部
１０３ 事故後モデル分析部
１１０ 入力部
１２０ 記憶部
１３０ 出力部
２０１ 周波数特性算出部
２０３ 事故後及び切断後モデル分析部
３１０ 入力部
３１１ 開閉器情報取得部
４０１０ 事故前周波数特性算出部
４０１１ 事故後周波数特性算出部
４０２ 事故前モデル分析部
４１１ 開閉器情報取得部
１０１ 周波数特性算出部
１０２ 事故前モデル分析部
１０３ 事故後モデル分析部
１１０ 入力部
１２０ 記憶部
１３０ 出力部
２０１ 周波数特性算出部
２０３ 事故後及び切断後モデル分析部
３１０ 入力部
３１１ 開閉器情報取得部
４０１０ 事故前周波数特性算出部
４０１１ 事故後周波数特性算出部
４０２ 事故前モデル分析部
４１１ 開閉器情報取得部
Claims (8)
- 事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出部と、
送配電網の事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する事故後モデル分析部であって、事故後に、前記送配電網に設けられた開閉器により、事故点が切断される前と切断された後の両方のモデルで、前記事故後の周波数特性と一致するようにフィッティングする事故後モデル分析部と、を備える事故点標定装置。 - 事故前と事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出部と、
前記事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成する事故前モデル分析部であって、前記送配電網の配線の特性を未知パラメータとした前記事故前モデルを、前記事故前の周波数特性と一致するようにフィッティングする事故前モデル分析部と、
前記事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定する事故後モデル分析部と、を備える事故点標定装置。 - 請求項１又は２に記載の事故点標定装置と、
前記送配電網に設けられた開閉器に接続され、事故前の波形を取得する開閉器情報取得部と、を備える、事故点標定システム。 - 前記開閉器情報取得部は、事故前の周波数特性を算出し、前記事故前の周波数特性と一致するように送電網の事故前モデルを作成する、請求項３に記載の事故点標定システム。
- 事故後の周波数特性を算出し、
送配電網の事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定することであって、事故後に、前記送配電網に設けられた開閉器により、事故点が切断される前と切断された後の両方のモデルで、前記事故後の周波数特性と一致するようにフィッティングする、
事故点標定方法。 - 事故前と事故後の周波数特性を算出し、
前記事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成し、前記送配電網の配線の特性を未知パラメータとした前記事故前モデルを、前記事故前の周波数特性と一致するようにフィッティングし、
前記事故後の周波数特性と一致するように送配電網の前記事故前モデルに事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し
前記事故後モデルから、事故点を標定する、事故点標定方法。 - 事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出処理と、
送配電網の事故前モデルに、前記事故後の周波数特性と一致するように事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、事故点を標定することであって、事故後に、前記送配電網に設けられた開閉器により、事故点が切断される前と切断された後の両方のモデルで、前記事故後の周波数特性と一致するようにフィッティングする、事故後モデル分析処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。 - 事故前と事故後の周波数特性を算出する周波数特性算出処理と、
事故前の周波数特性と一致するように送配電網の事故前モデルを作成することであって、前記送配電網の配線の特性を未知パラメータとした前記事故前モデルを、前記事故前の周波数特性と一致するようにフィッティングする事故前モデル分析処理と、
事故後の周波数特性と一致するように送配電網の前記事故前モデルに事故点のモデルを追加して、事故後モデルを作成し、前記事故後モデルから、事故点を標定する事故後モデル分析処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
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2019
- 2019-03-26 JP JP2021508483A patent/JP7173292B2/ja active Active
- 2019-03-26 WO PCT/JP2019/012924 patent/WO2020194521A1/ja active Application Filing
- 2019-03-26 US US17/440,392 patent/US20220163582A1/en not_active Abandoned
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