JP7236977B2 - 配電系統の監視制御システム - Google Patents

Description

本発明は、配電系統の監視制御システムに関する。

配電系統内の配電線において過負荷状態が継続すると、電線の溶断によって系統事故に繋がる可能性がある。このため、過負荷状態に突入した際は、迅速に、その解消操作を実行することが必要である。

従来は、監視制御システムが配電線始端の過負荷状態をアラートすると、システム運転員が、当該アラートの確認後、送電経路の変更計画を立案し、立案された計画に沿った制御指示を区分開閉器へ送ることによって、電線の過負荷解消が試みられることが一般的であった。

これに対して、特開平６－１８９４５５号公報（特許文献１）には、配電系統に対応して設けられた系統監視制御装置によって、配電系統の状態に合わせて当該系統を最適な状態に監視制御するための配電系統監視制御方法が記載されている。

特許文献１によれば、配電線路の電気量に関する系統情報が計測子局によってリアルタイムで計測されて、系統監視制御装置に収集される。系統監視制御装置では、使用電力実績量とリアルタイムで計測された電圧及び電流のデータとを基に、送電対象区間の負荷電力量が推定される。更に、系統監視制御装置において、当該推定結果から送電対象区間に対する送電経路が決定されて、この決定に従った送電経路に関連する開閉手段の開閉を制御することで、配電系統の状態の変化に合わせた送電経路を選択して送電を行うことができる。

特開平６－１８９４５５号公報

近年、太陽光発電（ＰＶ：PhotoVoltaics）、蓄電池搭載の電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）、及び、据置型の蓄電池等を始めとする分散電源の導入が拡大されている。これに伴い、配電線内の一部区間において電力流通が完結する割合が増加する傾向にある。

この結果、特許文献１のような系統監視制御装置による配電系統の一元的な集中管理では、当該一部区間での局所的な過負荷状態への対応が遅れることが懸念される。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、配電系統での局所的な過負荷状態を自動的に解消することによって、過負荷を要因とする系統事故の可能性を低減させて、供給信頼度を向上することである。

本発明のある局面では、変電所から送電される配電線に、複数の遠制開閉器を含む複数の開閉器が介挿接続された配電系統の監視制御システムは、１つ又は複数の変電所（又は配電塔）に対応して配置されて複数の開閉器の開閉を制御する機能を有する配電自動化制御装置と、複数の遠制開閉器の各々に対応して配置された配電子局とを備える。配電子局は、通信回路と、開閉器制御回路と、計測器と、過負荷解消制御装置とを含む。通信回路は、他の配電子局及び配電自動化制御装置を含む通信網を形成する。開閉器制御回路は、複数の遠制開閉器のうちの対応する遠制開閉器の開閉制御信号を生成する。計測器は、対応する遠制開閉器の通過電流等を計測する。過負荷解消制御装置は、対応する遠制開閉器が配置された区間での過負荷及び過負荷予兆を自律的に解消する。過負荷解消制御装置は、計測器による計測値に基づき区間での過負荷及び過負荷予兆の少なくとも一方を検出する手段と、過負荷及び過負荷予兆の少なくとも一方が検出されたときに、過負荷及び将来過負荷を解消するために、通信網を介して取得された情報を用いて、複数の開閉器のうちの予め定められた近隣の一部の開閉器と、対応する遠制開閉器の開閉変更手順を決定する手段とを有する。そして、一部の開閉器及び対応する遠制開閉器の開閉は、開閉変更手順に従って制御される。

本発明によれば、配電子局に配置された過負荷解消制御装置によって過負荷状態の検知及び予測に基づく開閉器の制御を行なうことができるので、配電系統での局所的な過負荷状態を配電子局側で自動的に解消することができる。これにより、過負荷を要因とする系統事故の可能性を低減させて、供給信頼度を向上させることが可能である。

本実施の形態に係る配電系統の監視制御システムが適用される配電系統の概略構成図である。 本実施の形態に係る配電系統の監視制御システムの概略構成を説明するブロック図である。 図２に示された制御装置のハードウェア構成例を説明するブロック図である。 図２に示された過負荷検出部による制御処理の一例を説明するフローチャートである。 図２に示された過負荷予測部による制御処理の一例を説明するフローチャートである。 過負荷予測部による電流推移予測の例を説明するための概念図である。 図２に示された系統切替計算部による制御処理の演算の一例を説明するフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、図中の同一又は相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。

図１は、本実施の形態に係る配電系統の監視制御システムが適用される配電系統の概略構成図である。

図１を参照して、配電系統５は、変電所（又は、配電塔）１０と、変電所開閉器１５と、配電線１６，１７と、配電線１６に設けられた複数の遠制開閉器２０ｘ，２０ｙ，２０ｚと、遠制開閉器３０と、遠制開閉器２０ｘ，２０ｙ，２０ｚにそれぞれ対応して設けられた配電子局１００ｘ、１００ｙ、及び、１００ｚとを備える。遠制開閉器２０ｘ，２０ｙ，２０ｚは、通常「閉」状態として運用される。尚、本実施の形態では「変電所」は、変電所又は配電塔を意味するものとする。

配電線１６は、配電線間の遠制開閉器３０を経由して、隣の配電線１７と接続される。配電線１７に対しては、図示しない他の経路によって電力が供給されている。即ち、配電線１７に対しては、配電線１６と共通の変電所１０から電力が供給されてもよいが、異なる変電所（図示せず）から電力が供給されてもよい。遠制開閉器３０の開閉は、配電子局１００ａによって制御される。遠制開閉器３０は、通常「開」状態として運用される。尚、本実施の形態では、上述した動作の違いから、遠制開閉器２０ｘ，２０ｙ，２０ｚ及び遠制開閉器３０に異なる符号を付しているが、両者は、共通の機器によって構成することができ、モードによって管理される。

変電所開閉器１５は、変電所１０及び配電線１６の間に接続される。変電所開閉器１５には過負荷リレー（図示せず）が内蔵されており、過電流を検出すると、変電所開閉器１５の開放により、変電所１０から配電線１６全体への送電が停止される。配電線１６には、複数の遠制開閉器２０ｘ，２０ｙ，２０ｚが介挿接続される。

遠制開閉器２０ｘ，２０ｙ，２０ｚは、例えば、電柱毎の柱上開閉器によって構成される。配電子局１００ｘ，１００ｙ，１００ｚは、例えば、遠制子局によって構成される。遠制開閉器２０ｘの開閉は、配電子局１００ｘによって制御され、遠制開閉器２０ｙの開閉は、配電子局１００ｙによって制御され、遠制開閉器２０ｚの開閉は、配電子局１００ｚによって制御される。

配電線１６は、複数の遠制開閉器２０ｘ，２０ｙ，２０ｚによって送電を遮断可能な複数の区間を有する。図１の例では、配電線１６は、遠制開閉器２０ｘ及び２０ｙの間の区間１６ｘ、遠制開閉器２０ｙ及び２０ｚの間の区間１６ｙ、並びに、遠制開閉器２０ｚ及び遠制開閉器３０の間の区間１６ｚを有する。

更に、図１の例では、区間１６ｘには、分散電源４０ｘが接続され、区間１６ｙには、分散電源４０ｙが接続され、区間１６ｚには、分散電源４０ｚが接続される。分散電源４０ｘはＰＶであり、分散電源４０ｙ，４０ｚは、蓄電池を搭載したＥＶであるものとする。

次に、図１の例を用いて、分散電源の影響で発生する配電系統の局所的な過負荷状態について説明する。

まず、通常の送電状態では、変電所開閉器１５及び遠制開閉器２０ｘ～２０ｙの各々が閉成される一方で、遠制開閉器３０が開放されている。これにより、分散電源４０ｘ，４０ｙ，４０ｚは、配電線１６との間で電力を授受する。又、配電線１６の許容負荷電流量を、仮に、４００［Ａ］とする。

ここで、分散電源４０ｘ（ＰＶ）の発電により、分散電源４０ｘから配電線１６に２００［Ａ］の電流が供給される一方で、分散電源４０ｙ（ＥＶ）及び４０ｚ（ＥＶ）では、車載蓄電池の充電のために、配電線１６から分散電源４０ｙ及び４０ｚのそれぞれに、２００［Ａ］及び３００［Ａ］の電流が供給されるものとする。

このとき、変電所開閉器１５、遠制開閉器２０ｘ、及び、遠制開閉器２０ｚの各々では、配電線１６の許容負荷電流量（４００［Ａ］）よりも小さい、３００［Ａ］の電流が計測される。従って、変電所開閉器１５の過負荷リレーは作動しない。しかしながら、遠制開閉器２０ｙでは、配電線１６の許容負荷電流量（４００［Ａ］）よりも大きい、５００［Ａ］の電流が流れることになり、局所的な過負荷状態が発生する。この状態が継続すると、過負荷による電線の溶断等の系統事故の発生が懸念される。

例えば、遠制開閉器３０を閉成し、遠制開閉器２０ｙを開放することにより、分散電源（ＥＶ）４０ｚについては、配電線１６から切り離して、隣の配電線１７から送電するように移行することで、配電線１６での局所的な過負荷状態に対応することができる。

しかしながら、上述したような局所的な過負荷状態に対応するための制御、上記の例では、遠制開閉器３０を閉成し、遠制開閉器２０ｙを開放する制御を、変電所１０及び配電系統監視制御装置側で一元的に管理する構成では、局所的な過負荷状態の検出及びその対応に遅れが生じることが懸念される。従って、本実施の形態に係る配電系統の制御では、以下に説明する制御構成とすることにより、局所的な過負荷状態を自律的に解消するための制御機能を、配電子局１００（配電子局１００ａ及び１００ｘ～１００ｚを総称するもの）側に具備させる。尚、遠制開閉器３０を閉成するタイミングでは両配電線１６，１７がループ状態になるため、実際には、ループ可否判定計算を実施の上、ループ可の場合のみ、この後の処理が進められる。

図２は、本実施の形態に係る配電系統の監視制御システムの概略構成を説明するブロック図である。

図２を参照して、配電子局１００は、過負荷解消制御装置１１０（以下、単に制御装置１１０とも称する）と、通信回路１６０と、計測器１７０と、開閉器制御回路１８０とを含む。図１に示された配電子局１００ｘ，１００ｙ，１００ｚは、同様の構成を有している。配電自動化制御装置５０は、１つ又は複数の変電所１０単位での配電制御のために設けられるが、通常、複数の変電所１０（図１）に対して設けられる。配電自動化制御装置５０は、監視部５２、通信回路５４，及び、過負荷解消制御部５６を含む。配電自動化制御装置５０には、オペレータに相当するシステム運転員が配置されてもよい。一方で、各配電子局１００は無人で自動的に動作する。

各配電子局１００の通信回路１６０は、他の配電子局１００及び配電自動化制御装置５０との間の通信機能を有する通信モジュールによって構成される。通信回路１６０が、他の配電子局１００及び配電自動化制御装置５０を含む通信網を形成することにより、各配電子局１００及び配電自動化制御装置５０の間で、データ及び情報を送受信する通信網７０を形成することができる。

各配電子局１００の構成を更に説明する。計測器１７０は、対応する遠制開閉器２０（遠制開閉器２０ｘ，２０ｙ，２０ｚを総称するもの）又は遠制開閉器３０が配置された配電線１６上の物理量（例えば、電圧及び電流）を検出するセンサを総称するものである。

開閉器制御回路１８０は、対応する遠制開閉器２０又は遠制開閉器３０の開閉を制御する信号を生成して、当該遠制開閉器２０又は遠制開閉器３０へ出力する。即ち、各遠制開閉器２０及び遠制開閉器３０は、それぞれに対応する配電子局１００によって開閉制御される。基本的な遠隔制御機能として、開閉器制御回路１８０は、配電自動化制御装置５０からの制御指示に応じて、遠制開閉器２０又は遠制開閉器３０の開閉制御信号を生成する。更に、本実施の形態では、制御装置１１０からの制御指示にも応じて、遠制開閉器２０又は遠制開閉器３０の開閉制御信号を生成することができる。

制御装置１１０は、過負荷検出部１２０、系統切替計算部１３０、及び、過負荷予測部１４０を有する。例えば、制御装置１１０は、図３に示されたハードウェア構成を有する計算機によって構成することができる。

図３を参照して、制御装置１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を有する演算部１１２と、メモリを有する記憶部１１４と、キーボード等で構成される入力部１１５と、表示部１１６と、インタフェース１１８とを有する。演算部１１２、記憶部１１４、入力部１１５、表示部１１６、及び、インタフェース１１８は、バス１１１を経由して、相互にデータの授受が可能である。

例えば、演算部１１２が記憶部１１４に予め格納されたプログラムを実行することによるソフトウェア処理によって、後述する、過負荷検出部１２０、系統切替計算部１３０、及び、過負荷予測部１４０の機能を実現することが可能である。

尚、入力部１１５及び表示部１１６は、作業員が制御装置１１０の起動或いはメンテナンス等の処理を行うためのものであって、常備される必要はない。即ち、入力部１１５及び表示部１１６は、取り付け、及び、取り外し可能な態様で設けることができる。尚、各配電子局１００の制御装置１１０は、作業員からの入力指示に拠らず、後述する過負荷解消のための制御を自動的かつ継続的に実行する点を確認的に記載する。

過負荷検出部１２０は、計測器１７０による各種計測値に基づき、過負荷を検出する。

図４には、過負荷検出部１２０による制御処理の一例を説明するフローチャートが示される。制御装置１１０（演算部１１２）が図４に示した制御処理を周期的に実行することにより、過負荷検出部１２０の機能を実現することができる。

図４を参照して、過負荷検出部１２０は、ステップ（以下、単に「Ｓ」と表記する）１１０により、計測器１７０によって計測された、対応の遠制開閉器２０の配置個所における配電線１６の通過電流の計測値Ｉ（以下、「電流計測値Ｉ」とも称する）を取得する。取得された電流計測値Ｉは、Ｓ１２０により、予め定められた判定値Ｉｔと比較される。判定値Ｉｔは、配電線１６の許容負荷電流量（例えば、上述の４００［Ａ］）に対応して定めることができる。

更に、過負荷検出部１２０は、Ｉ＞Ｉｔが検出されると（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）には、Ｓ１３０により、Ｉ＞Ｉｔの状態が予め定められた判定時間Ｔｔｈ（例えば、数［ｓ］程度）継続しているか否かを判定する。例えば、Ｓ１２０がＮＯ判定とされる毎にカウント値がクリアされるタイマを用いて、Ｓ１３０の判定を実行することが可能である。過負荷検出部１２０は、Ｉ＞Ｉｔの状態が判定時間Ｔｔｈ連続すると（Ｓ１３０のＹＥＳ判定時）、Ｓ１４０により、過負荷を検出する。

一方で、過負荷検出部１２０は、Ｉ＜Ｉｔが検出されないとき（Ｓ１２０のＮＯ判定時）、及び、Ｉ＞Ｉｔの継続時間がＴｔｈに達していないとき（Ｓ１３０のＮＯ判定時）には、Ｓ１５０により、過負荷を検出することなく、当該周期の処理を終了する。Ｓ１４０又はＳ１５０の処理後、一定時間が経過すると、次の周期の処理が起動される。この際に、Ｓ１３０のＮＯ判定時には、上記タイマによる計時が継続された状態が維持されたままで、次の周期の処理が起動される。

図４の制御処理により、図１で説明した例では、遠制開閉器２０ｙの配電子局１００ｙにおいて、５００［Ａ］の電流が継続して計測されたことに応じて、過負荷が検出される。一方で、２００［Ａ］の電流が通過する遠制開閉器２０ｘの配電子局１００ｘ、及び、３００［Ａ］の電流が通過する遠制開閉器２０ｚの配電子局１００ｚでは、過負荷は検出されない。

再び、図２を参照して、過負荷予測部１４０は、計測器１７０による各種計測値に基づき、過負荷予兆を検出する。

図５には、過負荷予測部１４０による制御処理の一例を説明するフローチャートが示される。制御装置１１０（演算部１１２）が図５に示した制御処理を周期的に実行することにより、過負荷予測部１４０の機能を実現することができる。

図５を参照して、過負荷予測部１４０は、Ｓ１１０（図４）と同様のＳ２１０により、現在周期での電流計測値Ｉを計測器１７０から取得する。更に、過負荷予測部１４０は、現在周期までの電流計測値の履歴に基づいて、電流推移を予測する。

図６は、Ｓ２２０での電流推移予測の例を説明するための概念図である。

図６を参照して、現在の周期に相当する時刻ｔ０において、過去のＮ１周期（Ｎ１：正の整数）分の電流計測値Ｉの推移から、過去の電流推移実績１４５を参照して、以降のＮ２周期（Ｎ２：正の整数）での電流最大予測値Ｉｍａｘが算出される。

例えば、Ｎ１周期分のＮ１個の電流計測値を順に入力層に入力すると、電流最大予測値Ｉｍａｘが出力層に得られるニューラルネットワーク（図示せず）を構築することによって、電流最大予測値Ｉｍａｘを求めることが可能である。当該ニューラルネットワークのニューロン間の重み係数は、電流推移実績１４５に格納される電流実績を用いた学習によって最適値に設定することが可能である。このようにすると、ニューラルネットワークを用いる態様により、電流推移実績１４５の参照により、電流最大予測値Ｉｍａｘを求めることができる。尚、電流推移実績１４５は、配電系統５の実動作下での電流計測値Ｉを逐次取り込んで更新されてもよい。

再び図５を参照して、過負荷予測部１４０は、Ｓ２３０により、Ｓ２２０での電流推移予測に基づき、配電線１６の電流が基準値を超えそうであるか否かを判定する。例えば、上記の電流最大予測値ＩｍａｘがＳ１２０（図４）と同様の判定値Ｉｔよりも大きいときに、Ｓ２３０をＹＥＳ判定とし、そうでないとき（Ｉｍａｘ≦Ｉｔ）に、Ｓ２３０をＮＯ判定とすることができる。

過負荷予測部１４０は、Ｓ２３０のＹＥＳ判定時には、Ｓ２４０により、過負荷の予兆を検出する一方で、Ｓ２３０のＮＯ判定時には、Ｓ２５０により、過負荷の予兆を検出せずに当該周期の処理を終了する。Ｓ２４０又はＳ２５０の処理後、一定時間が経過すると、次の周期の処理が起動される。

図５の制御処理により、図１で説明した例では、天候変化等に応じて分散電源４０ｘ（ＰＶ）からの電流が増加することによって遠制開閉器２０ｙを流れる電流が増加する際に、当該電流が実際に４００［Ａ］に達する前に、過負荷予兆（即ち、将来過負荷）を検出することができる。

再び図２を参照して、過負荷検出部１２０又は過負荷予測部１４０によって、過負荷又は過負荷予兆が検出されると、系統切替計算部１３０の動作が開始される。

系統切替計算部１３０は、動作を開始すると、通信回路１６０及び通信網７０を介して、他の配電子局１００と通信し、他の配電子局１００での負荷状況及び他の遠制開閉器２０の開閉状態を考慮して、過負荷状態を解消又は予防するための制御を実行する。この際に、ネットワークに属する演算リソースを活用して、演算処理を分散することで、処理負荷の軽減、及び、処理の高速化を図ることも可能である。

図７は、系統切替計算部１３０による制御処理の演算の一例を説明するフローチャートである。制御装置１１０（演算部１１２）が、過負荷又は過負荷予兆の検出に応じて図７に示したシミュレーションを実行することにより、系統切替計算部１３０の機能を実現することができる。系統切替計算部１３０が出力したシミュレーション結果に基づいて、配電系統５の制御処理が実行される。

図７を参照して、系統切替計算部１３０は、Ｓ３１０により、予め定められた範囲内の近隣の配電子局１００との通信により、近隣の各配電子局１００での負荷状況（例えば、電流計測値Ｉ）及び遠制開閉器２０の開閉の情報を取得する。Ｓ３１０では、図１の遠制開閉器３０の制御装置（図示せず）、又は、配電自動化制御装置５０との通信により、それ以外の情報（例えば、図１の遠制開閉器３０の開閉状態）を取得することが可能である。

上述した図１の例では、配電子局１００ｙにおいて、遠制開閉器３０が「開」、遠制開閉器２０ｘ，２０ｚが「閉」である情報、及び、遠制開閉器２０ｘ，２０ｚでの電流計測値Ｉが、Ｓ３１０で収集される。

系統切替計算部１３０は、Ｓ３１０での通信により取得した情報を用いて、Ｓ４００により、過負荷解消のシミュレーション処理を実行する。Ｓ４００は、Ｓ４１０～Ｓ４５０のループ（ＬＯＯＰ）処理を含む。現在「開」の開閉器を「閉」することにより、負荷への送電負担を移動させて過負荷解消を図るため、当該ループ処理は、Ｓ３１０で取得した情報において、「開」の開閉器毎に実行される。

Ｓ４１０～Ｓ４５０のループ処理では、まず、Ｓ４２０により、序数パラメータｉと、各開閉器との対応付けが定義される。具体的には、ｉ＝０を初期値として、電源側（変電所１０及び変電所開閉器１５側）に向かってｉが順番に増加するように、ナンバリングが行われる。例えば、図１の構成では、遠制開閉器３０がｉ＝０とされ、以降、遠制開閉器２０ｚがｉ＝１、遠制開閉器２０ｙがｉ＝２、遠制開閉器２０ｘがｉ＝３とナンバリングされる。尚、上記のナンバリングは簡素化条件の下での一例に過ぎず、実際には、様々な条件下で適宜適切なナンバリングを行うことができる。

Ｓ４３０では、ｉ＝０の開閉器の状態を「開」から「閉」に変化させて、シミュレーションが開始される。シミュレーションは、Ｓ４４０～Ｓ４４８での、パラメータｋ（ｋ：自然数）を、１（初期値）からｎ（最終値）まで１つずつ増加させる繰り返し処理（ＦＯＲ）によって実行される。

Ｓ４４２では、「閉」状態でのｎ個の開閉器のうちのｉ＝ｋの開閉器が「開」された状態とされる。次に、Ｓ４４５により、Ｓ４４２での条件、即ち、ｉ＝０の開閉器を「閉」とし、ｉ＝ｋの開閉器を「開」とした状態でのシミュレーションにより、過負荷の有無が検出される。例えば、各開閉器での電流計測値Ｉを用いて、上記条件下での各開閉器での電流予測値を算出することで、過負荷の有無をシミュレーションすることができる。

Ｓ４４６では、Ｓ４４２で「閉」から「開」に変化させたｋ番目の開閉器の状態が、再び「閉」に戻される。そして、ｋを１増加させた後で、Ｓ４４２，Ｓ４４５，Ｓ４４６の処理が再び行われる。

このようにして、ｋを１からｎまで１ずつ増加させて、Ｓ４４２，Ｓ４４５，Ｓ４４６の処理が実行されることにより、各ループ処理において、ｋ＝１～ｎのそれぞれにおけるＳ４４５でのシミュレーション結果を記憶部１１４（図３）に保持することができる。尚、ここでは説明を簡略化するために、Ｓ４１０～Ｓ４５０によるＬＯＯＰ数は１であるものとする。

系統切替計算部１３０は、Ｓ５１０により、Ｓ４００でのシミュレーション結果に基づき処理を分岐させる。例えば、過負荷の検出数が０の場合、即ち、ｋ＝１～ｎのｎ個のシミュレーションのいずれでも過負荷が検出されなかった場合には、Ｓ５２０により、ｉ＝０の開閉器を「開」から「閉」に変更するとともに、ｉ＝１の開閉器（即ち、ｉ＝０の開閉器に対して電源側に隣接する開閉器）を「閉」から「開」に変更する手順が、過負荷を解消するための開閉変更手順として決定される。

又、系統切替計算部１３０は、過負荷の検出数が１から（ｎ－１）の場合、即ち、上記ｎ個のシミュレーションの少なくとも１個で過負荷が検出されなかった場合には、Ｓ５３０により、ｉ＝０の開閉器を「開」から「閉」に変更するとともに過負荷が検出されなかった開閉器のうちの序数パラメータｉが最小である開閉器を「閉」から「開」に変更する手順を、過負荷解消のための開閉変更手順として決定する。

一方で、系統切替計算部１３０は、過負荷の検出数がｎの場合、即ち、上記ｎ個のシミュレーションの全てで過負荷が検出された場合には、Ｓ６００により、再度シミュレーションにトライする。

Ｓ６００では、まず、Ｓ６１０により、Ｓ４３０で「閉」とされたｉ＝０の開閉器を「開」に戻した状態で、シミュレーションが開始される。これにより、過負荷解消のための開閉変更手順が見つけられなかった、ｉ＝０の開閉器が「閉」状態とされたＳ４００でのシミュレーションとは異なる条件でのシミュレーションが実行される。

Ｓ６００のシミュレーションでは、Ｓ６２０～Ｓ６５０での、パラメータｋ（ｋ：自然数）を、１からｎまで１つずつ増加させる繰り返し処理（ＦＯＲ）によって実行される。Ｓ６３０では、Ｓ４４２と同様に、「閉」状態のｎ個の開閉器のうちのｉ＝ｋの開閉器が「開」された状態として、Ｓ４４５と同様に過負荷の検出の有無が判定される（Ｓ６４０）。過負荷が検出されなかった場合（Ｓ６４０のＮＯ判定時）には、当該シミュレーション条件、即ち、ｉ＝０の開閉器を「開」に維持したままで、当該ｋ番目の開閉器（ｉ＝ｋ）を「閉」から「開」に変更する手順を、過負荷を解消するための開閉変更手順として決定して、処理が終了される。

これに対して、過負荷が検出された場合（Ｓ６４０のＹＥＳ判定時）には、ｋを１増加させた後で、Ｓ６３０，Ｓ６４０の処理が再度行われる。ｉ＝１～ｎのいずれにおいても過負荷が検出される（Ｓ６４０がＹＥＳ判定）と、Ｓ６５０により繰り返し（ＦＯＲ）処理が終了される。この場合には、系統切替計算部１３０は、Ｓ６６０により、配電子局１００単体での過負荷解消制御では、過負荷を解消するための開閉変更手順が決定できなかった旨、即ち、配電子局１００側では過負荷解消制御が困難であった旨の情報を、配電自動化制御装置５０へ送信して処理を終了する。尚、ＬＯＯＰ数（Ｓ４１０）が複数であるときには、すべてのループにおいて、過負荷の検出数がｎであり、かつ、Ｓ６００のシミュレーションによって過負荷を解消するための開閉変更手順が決定できなかったときに、Ｓ６６０が実行される。尚、今回の例では、元の系統状態からなるべく変化がないように開閉切替対象を判定したが、過負荷を解消するための開閉変更手順は、実際の各系統での運用上のポリシーに基づいて適宜判定することが可能である。

再び図２を参照して、配電子局１００の制御装置１１０において、過負荷検出部１２０又は過負荷予測部１４０により過負荷又は過負荷予兆が検出されると、系統切替計算部１３０によって、Ｓ５２０、Ｓ５３０、又は、Ｓ６４０（図７）で決められた開閉変更手順に従って開閉器（遠制開閉器２０及び遠制開閉器３０）を制御するための制御指令が発出される。当該制御指令に従って、該当の遠制開閉器２０は、開閉器制御回路１８０によって開閉制御される。又、近隣の配電子局１００に対応する遠制開閉器２０及び３０については、通信網７０を経由して、近隣の配電子局１００に当該制御指令が伝送されることを通じて、上記系統切替計算部１３０によって決められた開閉変更手順に従って、それらの開閉を制御することができる。

尚、各配電子局１００及び配電自動化制御装置５０の連携機能により、各遠制開閉器２０及び３０の開閉状態は、通信網７０及び通信回路５４を介して、配電自動化制御装置５０内の監視部５２に対して通知されている。これにより、配電自動化制御装置５０のオペレータに相当するシステム運転員は、各配電子局１００が自律的に過負荷を自動解消した制御結果、及び、電力供給の状況を確認できるようになっている。

反対に、通信網７０及び通信回路５４を介して、配電自動化制御装置５０が有している配電系統の情報を、各配電子局１００に伝送することも可能である。これにより、各配電子局１００による過負荷解消制御を、より効率的に実行することも可能である。例えば、配電系統内での現在の各開閉器の状態及び負荷状況を、配電自動化制御装置５０から各配電子局１００へ常時伝送することにより、Ｓ３１０（図７）での、近隣の各配電子局１００からの情報を取得に相当する処理を、より高速に完了することが可能となる。

又、配電自動化制御装置５０内にも、過負荷解消制御部５６が配置されている。過負荷解消制御部５６は、系統切替計算部１３０と同様に、過負荷を解消するための開閉器の開閉変更手順を決定する機能を有するが、制御対象とする開閉器の範囲が、各配電子局１００の系統切替計算部１３０よりも広い。

上述のように、各配電子局１００の系統切替計算部１３０によって制御手順が決定される開閉器は、当該配電子局１００の近隣の予め定められた一定範囲内の遠制開閉器２０及び遠制開閉器３０に限定される一方で、過負荷解消制御部５６は、配電系統内のより広い範囲内（例えば、変電所１０からの送電範囲全体）の遠制開閉器２０及び遠制開閉器３０を対象として、過負荷解消のための開閉変更手順を決定することが可能である。これにより、図７のＳ６６０により、過負荷又は過負荷予兆が検出された配電子局１００から、過負荷解消のための制御手順が決定できなかった旨の情報が通知された場合には、過負荷解消制御部５６によって、過負荷解消のための制御を実行することが可能である。

以上説明したように、本実施の形態に係る配電系統の監視制御システムによれば、各遠制開閉器を制御するための配電子局毎に、過負荷又は過負荷予兆の監視機能、及び、過負荷解消のための一部の開閉器の開閉変更手順を決定する機能を具備させることにより、局所的な過負荷状態への対応力を高めることができる。これにより、分散電源が接続された配電系統における局所的な過負荷状態を配電子局側で自動的に解消することによって、過負荷を要因とする系統事故の可能性を低減させて、供給信頼度を向上させることが可能である。又、局所的な過負荷への対応力の向上により、配電線における容量マージンの削減を図ることが可能になるので、電力系統設備の合理化にも寄与することが可能である。

尚、本実施の形態では、各配電子局１００の制御装置１１０において、過負荷検出部１２０及び過負荷予測部１４０の両方が設けられる例を説明したが、過負荷検出部１２０及び過負荷予測部１４０の少なくとも一方を設けることで、上述した、系統切替計算部１３０を起動することが可能である。

又、配電系統５の構成において、配置される遠制開閉器２０及び遠制開閉器３０、並びに、配電線の個数は任意であり、手動の開閉器が追加配置されてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

５ 配電系統、１０ 変電所、１５ 変電所開閉器、１６，１７ 配電線、１６ｘ，１６ｙ，１６ｚ 区間（配電線上）、２０，２０ｘ，２０ｙ，２０ｚ 遠制開閉器、３０ 遠制開閉器（配電線間）、４０ｘ，４０ｙ，４０ｚ 分散電源、５０ 配電自動化制御装置、５２ 監視部、５４，１６０ 通信回路、５６ 過負荷解消制御部、７０ 通信網、１００，１００ａ，１００ｘ，１００ｙ，１００ｚ 配電子局、１１０ 過負荷解消制御装置、１１１ バス、１１２ 演算部、１１４ 記憶部、１１５ 入力部、１１６ 表示部、１１８ インタフェース、１２０ 過負荷検出部、１３０ 系統切替計算部、１４０ 過負荷予測部、１４５ 電流推移実績、１７０ 計測器、１８０ 開閉器制御回路、Ｉ 電流計測値、Ｉｍａｘ 電流最大予測値。

Claims (3)

1. 変電所から送電される配電線に、複数の遠制開閉器を含む複数の開閉器が介挿接続された配電系統の監視制御システムであって、
   １つ又は複数の前記変電所に対応して配置され、前記複数の開閉器の開閉を制御する機能を有する配電自動化制御装置と、
   前記複数の遠制開閉器の各々に対応して配置された配電子局とを備え、
   前記配電子局は、
   他の前記配電子局及び前記配電自動化制御装置を含む通信網を形成するための通信回路と、
   前記複数の遠制開閉器のうちの対応する遠制開閉器の開閉制御信号を生成する開閉器制御回路と、
   前記対応する遠制開閉器の通過電流を計測する計測器と、
   前記対応する遠制開閉器が配置された区間での過負荷及び過負荷予兆を自律的に解消するための過負荷解消制御装置とを含み、
   前記過負荷解消制御装置は、
   前記計測器による計測値に基づき、前記区間での前記過負荷及び前記過負荷予兆の少なくとも一方を検出する手段と、
   前記過負荷及び前記過負荷予兆の少なくとも一方が検出されたときに、過負荷及び将来過負荷を解消するために、前記通信網を介して取得された情報を用いて、前記複数の開閉器のうちの予め定められた近隣の一部の開閉器及び前記対応する遠制開閉器の開閉変更手順を決定する手段とを有し、
   前記一部の開閉器及び前記対応する遠制開閉器の開閉は、前記開閉変更手順に従って制御される、配電系統の監視制御システム。
2. 前記情報は、前記一部の開閉器の前記通過電流及び開閉状態を含む、請求項１記載の配電系統の監視制御システム。
3. 前記過負荷解消制御装置は、前記一部の開閉器及び前記対応する遠制開閉器の制御によって過負荷を解消する前記開閉変更手順が決定できないときは、前記配電自動化制御装置に当該開閉変更手順を決定できなかったことを通知する、請求項１又は２に記載の配電系統の監視制御システム。
   

Images