JPH0564373A - 電力系統の運用制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 調相設備の設置地点で系統の電圧、無効電力
のオンライン値を検出して変換する入力回路、この結果
を基に演算判定処理を行うデジタル処理回路と、これに
内蔵される処理プログラム、この結果を外部の調相設備
制御盤やタップ切り換え器制御盤とやりとりをして他の
電気所と情報交換するインターフェイス回路から構成さ
れている。処理プログラムは、系統の状態機器の運転状
況を入力とし、この値から系統背後のリアクタンスを推
定する部分、推定結果に基づいて現在の系統状態上、最
適の制御操作を演算判定して無効電力と電圧タップの操
作量を決定する部分、この結果を装置外部とインターフ
ェイスする部分とからなっている。 【効果】 調相設備の操作が時間的に古い給電指令所か
らの情報に多く頼ることなく、調相設備の操作が現場で
適切に行えるので、現地付近の系統の電圧、無効電力の
運用を最適に近付けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電力事業者や自家用
電力設備を有する事業者又は法人が運用する電力系統の
無効電力及び電圧を、適切な値に維持しつつかつ関係機
器に損傷を与えずに供給する調相設備とその近傍の電圧
調整機器についての電力系統の運用制御方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】送配電系統の負荷側には、送電力率を改
善し電圧を適正な値に保ち、効率的な電力輸送を行うた
めに、無効電力を系統に対して流入流出させるための調
相設備が、しばしば負荷に近接して設置される。

【０００３】一般に、送配電系統の末端負荷側の電圧降
下を補償し力率を適正な値に保ち、損失を提言するため
の電力用コンデンサや分路リアクトルは例えば図１９の
ような系統のモデルで使用される。

【０００４】この調相設備の使用と除外は、主として給
電指令所の指令に委ねられており、負荷供給変電所では
電力潮流と変圧器の無効電力潮流を打ち消すように時間
単位の予定を立てた上で投入除外されるが、通常系統が
比較的緩やかな変化であり、低い頻度の操作で支障ない
ので、判断から操作完了までの経過時間は問題がない。

【０００５】また、基幹系統の変電所では、系統電圧や
無効電力のバランスの調整のため、さらに送電損失低減
のために、系統を構成する変電所、開閉所から伝送され
た情報に基づき、給電指令所の電算機の支援により判断
決定された結果によったり、変電所での直接制御によっ
たりしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
電力系統の運用制御方法では、調相設備の操作は、変電
所あるいは給電所の電圧、無効電力制御機能に委ねられ
ている場合には、調相設備と変圧器タップの制御とはそ
れなりの協調制御となっている。

【０００７】系統の電圧と無効電力は、変圧器のタップ
によっても変化するものであるが、このようなタップ切
り換え器付き変圧器と、前述の調相設備とは必ず近くに
組合せ設置されているものではなく、また常に適当な容
量を装備しているとはかぎらない。

【０００８】また、このような電圧、無効電力の分布
は、地点毎に時々刻々変化しているから、その分布の姿
を一定の時間遅れをもって、給電指令所の情報として忠
実に収集把握することは、現在の技術設備を以ては困難
である。従って、緊急の場合の正確な現状確認は、電気
所の現場情報にはなく、制御も給電所への集中化一本で
は、緊急の事態にどうしても無理が生じる。

【０００９】さらに、調相設備は、その設置の目的や背
景の関係で地点毎の最大容量に対する容量調節幅が比率
として大きく、微調整の可能なものが系統全体の調相設
備に対する割合として比較的少ないので、系統運用の上
で固定的に用いられていることが多い。従って、系統の
状況変化が著しいときも、調相設備の投入開放の操作前
後の状況変化に注目することは少なく、調相設備単独と
して柔軟かつ弾力的な運用は、一般に行われていなかっ
た。

【００１０】従って、系統の変化が激しく、電圧の変動
が懸念される状況下で、調相設備の投入開放の効果を給
電指令所側で確認できない場合を生じ、操作調整の手順
を誤る懸念まで生じているという問題点があった。

【００１１】この発明は、前述した問題点を解決するた
めになされたもので、調相設備の投入開放の効果を確認
でき、以降の系統の電圧、無効電力の調整に適切な情報
を提供しうると共に、調相設備自体が現在の系統構成に
おいて、投入を繰り返したとき、異常現象を生じるか否
か警報しうるようにして、系統の弾力的な運用を実現す
ることができる電力系統の運用制御方法を得ることを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る電力系統の運用制御方法は、次に掲げる手段を備えた
ものである。 〔１〕 負荷地域に配備された調相設備の設置地点の電
圧、無効電力を現地で実時間計測するステップ。 〔２〕 この計測結果に基づいて系統背後のリアクタン
スを推定するステップ。 〔３〕 前記推定結果に基づいて前記調相設備の制御を
演算判定するステップ。

【００１３】この発明の請求項２に係る電力系統の運用
制御方法は、次に掲げる手段を備えたものである。 〔１〕 調相設備の近傍の電気所に配備された電圧調整
機器の設置地点の電圧、無効電力を現地で実時間計測す
るステップ。 〔２〕 この計測結果に基づいて系統背後のリアクタン
スを推定するステップ。 〔３〕 前記推定結果に基づいて前記電圧調整機器の制
御を演算判定するステップ。

【００１４】

【作用】この発明においては、調相設備の設置地点から
みた系統変化の状況から、系統背後の電源のもつ常数を
推定し、以て後続の系統操作を適切とするための情報を
生成する。調相設備の投入開放によって、系統の電圧、
無効電力は変化するが、その大きさは、系統の背後の強
さ弱さ加減によって決まる。一般に用いられる調相設備
は、投入開放によって供給、除外される無効電力量は電
圧に依存はするが、正確に計測できる。

【００１５】従って、背後系統の強さ弱さと電圧さえ決
まれば、調相設備の投入開放による系統状態量の変化は
算定できるし、逆にこの変化から背後系統の強さ弱さを
リアクタンスの形で推定できる。電圧、無効電力の変化
を計測すること、実時間計測量から系統背後のリアクタ
ンスを実時間推定することは、簡単な系統モデルを前提
とする限り、現在市販の部品回路を使用して、充分実用
的な結果が得られる。元来、調相設備は系統の無効電力
の分布を大幅に変化させうる以上、その操作により系統
の振る舞いの変化を即時かつ明確な情報として入手で
き、かつ利用できる筈である。

【００１６】

【実施例】この発明の実施例１の対象となる系統の構成
を図１に示す。同図において、調相設備の設置地点にお
いて、次の関係式が成立する。

【００１７】 ΔＶ＝−｛Ｘ₁Ｘ₂／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｑ＋｛Ｘ₂／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・ΔＶ₁＋ ｛Ｘ₁／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・ΔＶ₂ … 式１

【００１８】 ΔＱ＝｛Ｘ₁／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｑ＋｛１／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・ΔＶ₁−｛１／ （Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・ΔＶ₂ … 式２

【００１９】ここに、ΔＶは電圧の偏差、ΔＱは無効電
力の偏差、Δｑは調相設備の投入開放による無効電力の
変化分（変化幅）、ΔＶ₁、ΔＶ₂は系統背後の電源の電
圧の変化分（変化幅）、Ｘ₁、Ｘ₂は同じく山側、里側の
リアクタンスである。

【００２０】今、もし系統背後の電源の電圧に変化がな
いとすると、ΔＶ₁、ΔＶ₂は０であり、かつＸ₁、Ｘ₂は
一定であるから、

【００２１】 ΔＶ＝−Ｘ₁ΔＱ … 式３

【００２２】 ΔＶ＝Ｘ₂（ΔＱ＋Δｑ） … 式４

【００２３】となり、ΔＶ、ΔＱ、Δｑは計測可能だか
ら、両式からＸ₁、Ｘ₂が知れる。

【００２４】この系統で、今、背後の電源電圧に変動が
あったとすると、この地点では、ΔＶ、ΔＱは勾配１／
Ｘ₁の直線上を変化する。従って、調相設備の設置地点
で電圧ΔＶと無効電力ΔＱを計測できれば、その結果に
より、その地点において投入又は開放した調相設備の容
量Δｑとから、系統に対する調相設備の影響を把握可能
で、現時点で調相設備を操作して系統の運用状態を好ま
しい方向にあるいはその逆に推移させうることになるの
か、判断が可能となる。

【００２５】例えば、電圧が適当な値の時に調相設備を
投入してもかえって電圧と無効電力の偏差が共に増加す
ることになり、タップ切り換え器付き変圧器を操作する
必要を生じる可能性が出て来る。また、調相設備を投入
開放しても、電圧、無効電力の片方しか偏差が減少せ
ず、結局タップ切り換え器付き変圧器の操作を必要とす
ることになる。このような場合の調相設備の投入開放を
制限することにより、電圧、無効電力の状態を系統運用
上好ましい方向に保つ。その詳細については後述する。

【００２６】上記の式３、式４によれば、系統上タップ
切り換え器付き変圧器が自電気所になくても、その設置
地点までのリアクタンスを予め知っておくことにより、
その地点でタップ切り換え器を操作したときの電圧や無
効電力の変化を推定することができる。

【００２７】例えば、図２において、タップ切り換え器
付き変圧器の設置地点までのリアクタンスＸ₀を既知と
すると、前記変圧器の設置地点Ｓでは、

【００２８】 Ｘ₁’＝Ｘ₁＋Ｘ₀ … 式５

【００２９】 Ｘ₂’＝Ｘ₂−Ｘ₀ … 式６

【００３０】を系統背後のＸ₁、Ｘ₂として用いて、タッ
プ切り換え器付き変圧器の設置地点Ｓの電圧や無効電力
の変化分ΔＶ’、ΔＱ’は下記の式で与えられる。

【００３１】 ΔＶ’＝｛（Ｘ₂−Ｘ₀）／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｎ＋｛（Ｘ₂−Ｘ₀）／（Ｘ₁＋ Ｘ₂）｝・（Ｘ₁＋Ｘ₀）・Δｑ’＋｛（Ｘ₂−Ｘ₀）／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・ΔＶ₁＋｛ （Ｘ₂−Ｘ₀）／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・ΔＶ₂ … 式７

【００３２】 ΔＱ’＝｛１／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｎ＋｛（Ｘ₁＋Ｘ₀）／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δ ｑ’＋｛１／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・（ΔＶ₁−ΔＶ₂） … 式８

【００３３】ここで、Δｑ’はタップ切り換え器付き変
圧器の設置地点に併置した調相設備の容量変化分である
が、ここには存在しないので０となり、書き換えると以
下のようになる。但し、隣接電気所の調相設備の供給す
る無効電力Δｑの寄与があるのでその分だけ考慮する必
要がある。

【００３４】 ΔＶ’＝｛（Ｘ₂−Ｘ₀）／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｎ＋｛（Ｘ₂−Ｘ₀）／（Ｘ₁＋ Ｘ₂）｝・ΔＶ₁＋｛（Ｘ₁＋Ｘ₀）／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・ΔＶ₂ … 式９

【００３５】 ΔＱ’＝｛１／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・（Δｎ＋ΔＶ₁−ΔＶ₂）＋｛Ｘ₁／（Ｘ₁＋Ｘ₂ ）｝・Δｑ … 式１０

【００３６】上記の式９、式１０と式１、式２とを使っ
てさらに簡単にすれば、調相設備の設置地点の電圧、無
効電力とタップ切り換え器付き変圧器の設置地点のそれ
との関係は、下記のように書き直せる。

【００３７】 ΔＶ＝ΔＶ’＋Ｘ₀ΔＱ−｛（Ｘ₂−Ｘ₀）／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｎ… 式１１

【００３８】 ΔＱ＝ΔＱ’−｛１／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｎ … 式１２

【００３９】 ΔＶ’＝ΔＶ−Ｘ₀ΔＱ＋｛（Ｘ₂−Ｘ₀）／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｎ… 式１３

【００４０】 ΔＱ’＝ΔＱ＋｛１／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｎ … 式１４

【００４１】この両式からΔＱを消去すると、

【００４２】 ΔＶ’＋Ｘ₀ΔＱ’＝ΔＶ＋｛Ｘ₂／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｎ … 式１５

【００４３】 ΔＱ’＝ΔＱ＋｛１／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｎ … 式１６

【００４４】となり、上記の両式から右辺が決まれば、
当然左辺の諸量も求まる。変圧器のタップだけが変化し
たとき、ΔＶ’、ΔＱ’の間には、

【００４５】 ΔＶ’＝（Ｘ₂−Ｘ₀）・ΔＱ’ … 式１７

【００４６】が成立するから、タップが変化したときの
効果は、調相設備とタップ切り換え器付き変圧器の間の
距離だけ減ることになる。

【００４７】すなわち、調相設備の設置地点で操作をし
ないときに、タップ切り換え器付き変圧器の設置地点で
変圧器のタップを変更したら、上記の各式から前記設置
地点のΔＶ’、ΔＱ’が調相設備の設置地点の側で推定
できて、タップ切り換え器付き変圧器の設置地点のΔ
Ｖ、ΔＱを管理することができるし、系統運用上好まし
い、変圧器のタップの操作必要量も把握できる。

【００４８】従って、調相設備の設置地点からみた系統
情報しかない場合でも、系統の構成が確定されており、
電気的距離が知れられていたら、タップ切り換え器付き
変圧器の設置地点での電圧の調整と、追随して変化する
無効電力管理につき、調相設備の設置地点の系統の状態
量の情報を利用して最適指針を設定できる。

【００４９】このために必要な情報は両電気所間の電気
的距離であるから、系統の電圧や電流のように変動は少
なく、これらをたとえ給電指令所や他の電気所からオン
ラインで伝送したとしても、系統の電圧電流や無効電力
をそのまま伝送する場合に比し、情報伝送量は遥かに少
なくて済む。

【００５０】従って、この推定は実用的に可能な時間間
隔の範囲内で、有効に実施できる。特に、このような推
定は、例えば図２に示すように系統が放射状の場合に
は、簡単に適用できて効果的である。

【００５１】以上のように、系統の電圧、無効電力の状
況を無効電力供給設備の現場で計測し、現場で必要な推
定演算をして、この結果を以下の電圧の調整と無効電力
の運用制御に活用して、系統の運用を最適化する。

【００５２】調相設備の最適操作、及び関連して行うタ
ップ切り換え器付き変圧器の追随操作の詳細を図３を参
照しながら説明する。

【００５３】図３において、ΔＶ、ΔＱを各々横軸、縦
軸にとり、電力コンデンサ、分路リアクトル等の調相設
備の動作領域を図示している。原点を含み各象限に頂点
をもつ四角形Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の内部は、ΔＶ及
びΔＱの許容変動領域（不感帯域）を表す。従って、無
操作である。この頂点Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を通る２
組の平行２直線を引き、頂点Ａ１及びＡ３を通り勾配が
−１／Ｘ₁であるものをＱ１２、Ｑ１４及びＱ３２、Ｑ
３４とし、頂点Ａ２及びＡ４を通り勾配１／Ｘ₂である
ものをＮ２１、Ｎ２２及びＮ４１、Ｎ４２とする。

【００５４】以上のように四角形Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ
４とこれに接する直線群Ｎ２１、Ｎ２２、Ｎ４１、Ｎ４
２、Ｑ１２、Ｑ１４、Ｑ３２、Ｑ３４とにより、ΔＶ−
ΔＱ平面は図３に示すように、ＯＰ、Ｔ、Ｗ、Ｌの４種
１２個の領域に分割される。以下、各々の場合につい
て、望ましい動作を説明する。

【００５５】(ａ)領域ＯＰ 頂点Ａ１、Ａ３を通るＱ１２、Ｑ１４、Ｑ３２、Ｑ３４
とＮ２１、Ｎ２２、Ｎ４１、Ｎ４２とで囲まれた２つの
領域であるが、ここでは調相設備を適宜操作するだけで
四角形Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の中へΔＶ、ΔＱを収め
得る。

【００５６】(ｂ)領域Ｔ 四角形の各頂点を通り、互いに平行な２組８本の直線で
囲まれた平行四辺形Ｐ１２、Ｐ２３、Ｐ３４、Ｐ４１と
矩形Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の間に挟まれた４つの領域
はΔＶ、ΔＱのいずれか一方が許容幅に入らない場合だ
が、調相設備だけでも比較的少量の調整だけで、矩形Ａ
１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の中に収め得る。但し、調整が微
細であるから一応操作するものとし、試行とする。

【００５７】(ｃ)領域Ｗ 領域ＯＰとΔＱ軸に関してほぼ対称な位置にある領域で
主として第１象限、第３象限に存在する。この領域では
主としてタップ切り換え器付き変圧器のタップ操作によ
って調整する。しかし、調相設備だけでは後述のＬ領域
にしか入れられないから、変圧器のタップ操作に期待す
ることになり、他所の操作を待つことになる。この領域
で調相設備の操作を誤ると系統電圧が変化しすぎたり、
無効電力が増え過ぎたりして、系統の電圧、無効電力の
運用に混乱を来すが、この発明によれば、行き過ぎ操作
を未然に防止できる。

【００５８】(ｄ)領域Ｌ 上記以外の領域で四角形Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を含ま
ず、ΔＶ、ΔＱ軸の近くにあり、ΔＶ、ΔＱの片方が他
方に比してかなり小さい場合もある。この場合には、調
相設備を操作しても他のＬ領域かＷ領域に入るだけで操
作の効果がないから、ロックとする。

【００５９】タップ切り換え器付き変圧器のタップ操作
を行えば、調相設備の設置側で解消できない偏差を解消
できる場合がある。 (ａ)領域Ｗ タップ操作によって生じる（ΔＶ、ΔＱ）の変化は第
１、第３象限となるから、領域Ｗの中に入った場合、こ
れを原点側に戻す作用がある。但し、その作用は調相設
備、タップ切り換え器付き変圧器間の電気的距離Ｘ₀だ
け減殺されて、同じ無効電力変化分に対してＸ₂−Ｘ₀／
Ｘ₂の電圧変化分しか生じない。また、調相設備の操作
を行うと、操作により生じた変化分は調相設備の設置側
でもタップ切り換え器付き変圧器の設置側でも同じ値が
観測されて、変圧器のタップ操作により生じる無効電力
の変化分とは分離される。

【００６０】(ｂ)領域Ｌ タップ操作によって適当なΔＶ、ΔＱの変化が起これ
ば、調相設備側でいう領域Ｌに隣合う領域ＯＰの中に入
る。この変化は調相設備側で観測して調相設備を操作す
れば、図３の第２象限、第４象限に主に存在する領域Ｏ
Ｐで調相設備の無効電力がＱ１２、Ｑ１４又はＱ３２、
Ｑ３４に平行に変化して図３の領域Ｔが不感帯域の四角
形Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の中に入れられる。

【００６１】(ｃ)領域Ｔ 領域Ｔは比較的狭いことが普通なので、調相設備の操作
では不感帯域の中に追い込めないことが有り得る。この
ときは、タップ操作によれば領域ＴにあるΔＶ、ΔＱを
不感帯域の中に追い込む操作が期待できる。

【００６２】タップ切り換え器付き変圧器のタップ操作
から見た、後述する実施例２のΔＶ、ΔＱ平面上の動作
領域を、図４に示す。この場合は調相設備の開閉操作か
ら見た図３と比較して以下の点が特徴として挙げられ
る。 (ア)領域ＯＰと領域Ｗとが反対になっている。 (イ)不感帯域と領域ＯＰ、Ｔ、Ｗ、Ｌを分ける４組の直
線の内、Ｎ２１’、Ｎ２３’、Ｎ４１’、Ｎ４３’はそ
の傾きが前述の通り大きくなり、

【００６３】 ΔＱ／ΔＶ＝１／（Ｘ₂−Ｘ₀） … 式１８

【００６４】となる。Ｑ１２’、Ｑ１４’、Ｑ３２’、
Ｑ３４’はその傾きが図３のそれと同じで以下のように
なる。

【００６５】 ΔＱ／ΔＶ＝−１／Ｘ₁ … 式１９

【００６６】この発明では、従来の操作のように、電圧
の大きさや無効電力の大きさだけに着目した単純な調相
設備や独立したタップ切り換え器付き変圧器の操作調整
ではなく、調相設備の操作を、ΔＶ、ΔＱの値に応じ想
定される幾つかの異なった操作の内、そのときの系統運
用の状態からみて最適な処置となるような操作を選択す
べく、演算判定を行うことを提案する。従って、従来の
ような経験に基づいた単純な操作が行われる機会は限定
される。

【００６７】その上、外部の電気所で、タップ切り換え
器付き変圧器のタップ操作を行えば、自所の調相設備の
操作と組合せて、その操作は現在問題としている局地系
統の運用にとって最適となるように、広域的総合的な演
算判定を行うようにしている。従って、系統運用上以前
より広い範囲を対象とし、現場の各地点のΔＶ、ΔＱを
より好ましい状態に、調整することができる。

【００６８】系統運用上、タップ切り換え器付き変圧器
と調相設備とを同一場所の施設として取り扱い、ΔＶ、
ΔＱを関連ずけて調整するいわゆる電圧、無効電力制御
は、系統運用技術の常識であるが、この発明では、互い
に離れた位置に配置されている調相設備とタップ切り換
え器付き変圧器とを、系統運用上組合せて操作調整する
ものとして取り扱い、かつ両者が設置されている電気所
の間で行う情報交換を、最も簡素かつ少量で済ますよう
にした点が特徴的である。

【００６９】実施例１．この発明の実施例１のための構
成を図５を参照しながら説明する。図５は、この発明の
実施例１のための構成を示す図である。なお、各図中、
同一符号は同一又は相当部分を示す。

【００７０】図５において、１及び２は電気所背後の電
源系統、３はここに設置されているが電圧調整機能を有
しない変圧器、４は調相設備が接続されている母線、４
１は母線４に接続された進み無効電力供給用の電力用コ
ンデンサ群、４２は同じく遅れ無効電力供給用の分路リ
アクトル群である。また、５１は山側系統用の計器用変
圧器又はＰＤ、５２は里側系統用の計器用変圧器又はＰ
Ｄ、６１は系統を貫流する無効電力測定用の計器用変流
器、６２は調相設備４１、４２から供給される無効電力
測定用の計器用変流器である。さらに、７はこの実施例
１の骨子をなす調相設備の運用制御方法を実現する装
置、８１はこの装置７からの出力によって付勢される電
力用コンデンサ制御盤ＳＣＣ、８２は同じく分路リアク
トル制御盤ＳｈＲＣである。

【００７１】装置７において、７１ａ及び７１ｂは無効
電力／直流電圧変換器ＱＣで、各々系統を貫流し又は調
相設備から供給される無効電力を計測するために系統か
ら電圧電流を導入する。７２は交流電圧／直流電圧変換
器ＶＣ、７４ａ、７４ｂ及び７４ｃは各変換器の出力を
受けてその値を記憶保持するサンプルホールドアンプＳ
Ｈである。また、７６は上記サンプルホールドアンプＳ
Ｈの出力を切り換えるマルチプレクサＭＰＸである。７
７はＡ／Ｄ変換器ＡＤＣであって、マルチプレクサ７６
を経由したサンプルホールドアンプＳＨの出力電圧を受
け、デジタル値のビット並列信号に変換するいわゆるＡ
／Ｄ変換器である。

【００７２】また、７８はマイクロコントローラＭＣＵ
であって、内部にＣＰＵ、メモリ、タイマ、入出力ポー
トを内蔵し、Ａ／Ｄ変換器７７の出力を入出力ポートか
ら取り込み、後述するように、演算判定処理を行ってか
ら、電力用コンデンサ制御盤８１や分路リアクトル制御
盤８２に与える操作指令を出力する。７９ａ及び７９ｂ
は装置７の外部へのインターフェイス回路であって、マ
イクロコントローラ７８からの出力を電力用コンデンサ
制御盤８１や分路リアクトル制御盤８２へ与えるための
絶縁と増幅を行う。

【００７３】つぎに、前述した実施例１の動作を図６か
ら図１１までを参照しながら説明する。図６〜図１１
は、この発明の実施例１の動作を示すフローチャートで
ある。本フローチャートは大別して３つの部分からな
る。第１は調相設備の操作によって系統背後のリアクタ
ンスを推定する部分、第２は系統のΔＶ、ΔＱを検出し
て調相設備をどのように操作するかを演算判定する部
分、第３は操作内容が定まってからの出力動作を行う部
分である。

【００７４】最初に、第１の部分の動作を説明する。装
置を起動してまず諸テーブルのデータをクリアして初期
化する。次に電圧、無効電力の値を読み込み、一定時間
経過後再度読み込みを行う。ここで２回のデータを比較
し、ほぼ同じ値で適当な範囲に入っていれば、さらに計
時を行った後、３回目の読み込みとチェックを行う（ス
テップＳ１〜Ｓ１０）。

【００７５】３回目の読み込みとチェックが良好であれ
ばその後これら３個のデータから下記の式により、リア
クタンスＸ₁、Ｘ₂が適当な範囲にあるかを判別する。

【００７６】 Ｘ₁＝（ΔＶ₁−ΔＶ）／ΔＱ … 式２０

【００７７】 Ｘ₂＝（ΔＶ−ΔＶ₂）／ΔＱ … 式２１

【００７８】ここで、ΔＶ₁、ΔＶ₂は系統背後の電源電
圧の変動であるが、系統の運用上電圧の目標幅が決まっ
ているから、計測した３個のデータから得たΔＶ、ΔＱ
の差分値２組からＸ₁、Ｘ₂の範囲が２つ求まり、系統リ
アクタンスのだいたいの範囲が求められる（ステップＳ
１１）。

【００７９】次に、対象としている調相設備の一部適当
な容量を投入開放して電圧、無効電力を変化させる。直
後にΔＶ、ΔＱを測定して上一定時間後ΔＶ、ΔＱを測
定する。適当な時間後であれば、調相設備主機器の操作
は完了しているから、系統の電圧、無効電力も変化して
おり、再度ΔＶ、ΔＱを測定したらこの差分は調相設備
の操作による無効電力の供給量の変化分Δｑに基づく変
化である（ステップＳ１２〜Ｓ１７）。このΔＶ、ΔＱ
の差分が適当な値であれば、この計測結果を用いて系統
のリアクタンスを推定する（ステップＳ１８）。

【００８０】ここで得られたリアクタンスＸ₁、Ｘ₂が適
当な値かどうかを判別し適当であれば以下の本格操作に
移る（ステップＳ１９）。Δｑを動かしてリアクタンス
Ｘ₁、Ｘ₂を推定する手順は上記の試推定と同じである
（ステップＳ２０〜Ｓ２６）。この値と試推定のリアク
タンス値と比較して適当な値であれば、この値をリアク
タンスＸ₁、Ｘ₂として設定する（ステップＳ２７）。

【００８１】以上で得られた系統背後の定数を用いて以
下、調相設備の制御操作に移る。まず、制御に先立ち電
圧、無効電力を測定する。次に、一定時限後の電圧、無
効電力を再測定し、両者がほぼ同一の値であれば、現在
の系統のΔＶ、ΔＱの値として確定させる。また、この
２回の値に大きな相違があるときは、系統条件が変動中
であると見て、再度、電圧、無効電力の読み込みに移る
（ステップＳ２８〜Ｓ３２）。この値を現在の系統状態
量として制御に必要な諸判定式を満足するか演算を行
い、制御領域のどの部分に入るかを判定する（ステップ
Ｓ３３）。ここで用いる判定式は、領域に応じて以下の
関係を満足するものである。なお、ΔＶ_L+、ΔＶ_L-は電
圧偏差のプラス、マイナスの許容限界、ΔＱ_L+、ΔＱ_L-
は無効電力偏差のプラス、マイナスの許容限界を表す。

【００８２】(ａ)領域Ｌ その１（第１、第２象限） ΔＱ−ΔＱ_L+≧（１／Ｘ₂）・（ΔＶ−ΔＶ_L-） … 式２２ かつ ΔＱ−ΔＱ_L+≧−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ−ΔＶ_L+） … 式２３

【００８３】その２（第２、第３象限） ΔＱ−ΔＱ_L+≧（１／Ｘ₂）・（ΔＶ−ΔＶ_L-） … 式２４ かつ ΔＱ−ΔＱ_L-≧−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ−ΔＶ_L-） … 式２５

【００８４】その３（第３、第４象限） ΔＱ−ΔＱ_L-≦（１／Ｘ₂）・（ΔＶ−ΔＶ_L+） … 式２６ かつ ΔＱ−ΔＱ_L-≦−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ−ΔＶ_L-） … 式２７

【００８５】その４（第４、第１象限） ΔＱ−ΔＱ_L-≦（１／Ｘ₂）・（ΔＶ−ΔＶ_L+） … 式２８ かつ ΔＱ−ΔＱ_L+≧−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ−ΔＶ_L+） … 式２９ 以上４組（各組２本）の直線で囲まれる４つの領域。

【００８６】(ｂ)領域Ｗ その１ ΔＱ−ΔＱ_L+≦（１／Ｘ₂）・（ΔＶ−ΔＶ_L-） … 式３０ かつ ΔＱ−ΔＱ_L-≧（１／Ｘ₂）・（ΔＶ−ΔＶ_L+） … 式３１ かつ ΔＱ−ΔＱ_L+≧−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ−ΔＶ_L+） … 式３２

【００８７】その２ ΔＱ−ΔＱ_L+≦（１／Ｘ₂）・（ΔＶ−ΔＶ_L-） … 式３３ かつ ΔＱ−ΔＱ_L-≧（１／Ｘ₂）・（ΔＶ−ΔＶ_L+） … 式３４ かつ ΔＱ−ΔＱ_L-≦−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ−ΔＶ_L-） … 式３５ 以上２組（各組３本）の直線群で囲まれる一辺開放の台
形領域２つ。

【００８８】(ｃ)領域Ｔ ΔＱ−ΔＱ_L+≦（１／Ｘ₂）・（ΔＶ−ΔＶ_L-） … 式３６ ΔＱ−ΔＱ_L-≧（１／Ｘ₂）・（ΔＶ−ΔＶ_L+） … 式３７ ΔＱ−ΔＱ_L+≦−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ−ΔＶ_L+） … 式３８ ΔＱ−ΔＱ_L-≧−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ−ΔＶ_L-） … 式３９ ΔＱ≧ΔＱ_L+又はΔＱ≦ΔＱ_L- … 式４０ ΔＶ≧ΔＶ_L+又はΔＶ≧ΔＶ_L- … 式４１ 以上４本の直線で囲まれた梯形の内部で矩形Ａ１、Ａ
２、Ａ３、Ａ４の外側にある部分。

【００８９】(ｄ)領域ＯＰ その１ ΔＱ−ΔＱ_L+≦−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ−ΔＶ_L+） … 式４２ かつ ΔＱ−ΔＱ_L-≧−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ−ΔＶ_L-） … 式４３ かつ ΔＱ−ΔＱ_L+≧（１／Ｘ₂）・（ΔＶ−ΔＶ_L-） … 式４４

【００９０】その２ ΔＱ−ΔＱ_L+≦−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ−ΔＶ_L+） … 式４５ かつ ΔＱ−ΔＱ_L-≧−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ−ΔＶ_L-） … 式４６ かつ ΔＱ−ΔＱ_L-≦（１／Ｘ₂）・（ΔＶ−ΔＶ_L+） … 式４７ 以上２組（各組３本）の直線群で囲まれた台形領域２
つ。

【００９１】予め設定された系統電圧の許容上下限と無
効電力の許容幅推定した系統背後のリアクタンスとか
ら、式２０から式４７までの各定数は確定する。現在生
じている電圧、無効電力の偏差ΔＶ、ΔＱを解消するた
めの、必要な制御量は以下の通りとなる。

【００９２】(ａ)領域Ｔ 領域Ｔで制御してメリットがあるのは、 ΔＱに対しては、０＜ΔＱ≦ΔＱ_L+ … 式４８ 又は、０＜ΔＱ≦−ΔＱ_L- … 式４９ ΔＶに対しては、０＜ΔＶ≦ΔＶ_L+ … 式５０ 又は、０＜ΔＶ≦−ΔＶ_L- … 式５１ を満足するΔＱ、ΔＶの組合せがみつかることである。

【００９３】系統の変動がなければ、タップ操作による
電圧、無効電力の変化は下記となる。 ΔＶ＝−｛Ｘ₁Ｘ₂／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｑ … 式５２ ΔＱ＝＋｛Ｘ₁／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｑ … 式５３

【００９４】その１（第１、第２象限）［Δｑは−］ ・ΔＱが大のとき ΔＱ−ΔＱ_L+≧−（１／Ｘ₁）・ΔＶ … 式５４ −（ΔＱ’−ΔＱ_L+’）≦｛Ｘ₁／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｑ … 式５５

【００９５】・ΔＱが中のとき ΔＱ−ΔＱ_L-≦−（１／Ｘ₁）・ΔＶ≦ΔＱ−ΔＱ_L+ … 式５６ ΔＶ≦｛Ｘ₁／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｑ≦０ … 式５７

【００９６】・ΔＱが小のとき ΔＱ−ΔＱ_L-≧−（１／Ｘ₁）・ΔＶ … 式５８ −（ΔＱ−ΔＱ_L-）≦｛Ｘ₁／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｑ≦０ … 式５９

【００９７】その２（第２、第３象限）［Δｑは−］ ・ΔＱが大のとき ΔＱ−ΔＱ_L-≧−（１／Ｘ₁）・ΔＶ … 式６０ ΔＶ≦｛Ｘ₁／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｑ≦０ … 式６１

【００９８】・ΔＱが小のとき ΔＱ−ΔＱ_L-≦−（１／Ｘ₁）・ΔＶ … 式６２ ０≦｛Ｘ₁／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｑ≦−（ΔＱ−ΔＱ_L-） … 式６３

【００９９】その３（第３、第４象限）［Δｑは＋］ ・ΔＱが大のとき ΔＱ−ΔＱ_L+≦−（１／Ｘ₁）・ΔＶ … 式６４ ｛Ｘ₁／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｑ≦−（ΔＱ−ΔＱ_L+） … 式６５

【０１００】・ΔＱが中のとき ΔＱ−ΔＱ_L-≦−（１／Ｘ₁）・ΔＶ≦ΔＱ−ΔＱ_L+ … 式６６ ｛Ｘ₁／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｑ≧−ΔＶ … 式６７

【０１０１】・ΔＱが小のとき ΔＱ−ΔＱ_L-≦−（１／Ｘ₁）・ΔＶ … 式６８ ｛Ｘ₁／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｑ≦−（ΔＱ−ΔＱ_L-） … 式６９

【０１０２】その４（第４、第１象限）［Δｑは＋］ ・ΔＱが大のとき ΔＱ−ΔＱ_L-≧−（１／Ｘ₁）・ΔＶ … 式７０ ｛Ｘ₁／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｑ≦−（ΔＱ−ΔＱ_L-） … 式７１

【０１０３】・ΔＱが小のとき ΔＱ−ΔＱ_L-≦−（１／Ｘ₁）・ΔＶ … 式７２ ｛Ｘ₁／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｑ≧ΔＶ … 式７３

【０１０４】以上の各式を解いて満足するΔｑを求め
る。但し、この値を満足する領域は狭いので解が存在し
ないことも有り得る。

【０１０５】(ｂ)領域ＯＰ この場合には下記の式をΔｑについて解いて、満足する
Δｑを求める。 ・ΔＱが正のとき −｛Ｘ₁Ｘ₂／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｑ≧−ΔＶ … 式７４ かつ ｛Ｘ₁／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｑ≦−（ΔＱ−ΔＱ_L+） … 式７５

【０１０６】・ΔＱが負のとき −｛Ｘ₁Ｘ₂／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｑ≦ΔＶ … 式７６ かつ ｛Ｘ₁／（Ｘ₁＋Ｘ₂）｝・Δｑ≧−（ΔＱ−ΔＱ_L-） … 式７７

【０１０７】ΔＶ、ΔＱの所定の変域を満たす任意の値
について、どの制御の種類が対応し、どの位のΔｑを開
閉する必要があるかが、総てつくされていることにな
る。

【０１０８】次に、制御用計測として読み込んだΔＶ、
ΔＱの値が、上記で算出した各判定式のどの組合せを満
足しているかを判定し、従って制御必要量としてどの程
度の調相設備の開閉が必要かを決定する。まず、ΔＶ、
ΔＱが領域Ｌに属しているかを式２２から式２９により
判定する。これが満足されるときは出力「Ｌ」を発する
（ステップＳ３５、Ｓ３６）。

【０１０９】次に、ΔＶ、ΔＱが領域Ｗに属しているか
を、式３０から式３５により判定する。これが満足され
るときは出力「Ｗ」を発する（ステップＳ３７、Ｓ３
８）。

【０１１０】さらに、ΔＶ、ΔＱが領域Ｔに属している
かを、式３６から式４１により判定する。これが満足さ
れるときは出力「Ｔ」を発する（ステップＳ３９、Ｓ４
０ａ、Ｓ４０ｂ）。

【０１１１】最後に、ΔＶ、ΔＱが領域ＯＰに属してい
るかを、式４２から式４７により判定する。これが満足
されるときは出力「ＯＰ」を発する（ステップＳ４１、
Ｓ４２ａ、Ｓ４２ｂ）。

【０１１２】上記出力の種類によっては出力操作完了ま
での所要時間が異なるから、これをタイマテーブルを参
照の上決定する（ステップＳ４３）。次に、この値に応
じてタイマを起動し、出力操作に応じた時間を計時の
後、確認のため電圧、無効電力を読込む（ステップＳ４
４〜Ｓ４６）。

【０１１３】この結果、ΔＶ、ΔＱが妥当でなければ、
異常記録１（データ異常）を出力する。また、異常でな
ければ次の推定に移る（ステップＳ４７、Ｓ４８）。Δ
Ｖ、ΔＱが妥当な場合には機器の操作によって生じたΔ
Ｖ、ΔＱであるから、与えたΔｑから系統リアクタンス
Ｘ₁、Ｘ₂を推定する。その方法はステップＳ２６に示す
ものと同じである（ステップＳ４９）。

【０１１４】この結果が異常の場合は異常記録２（推定
異常）を出力する。正常であれば前のリアクタンス
Ｘ₁、Ｘ₂を今回推定したリアクタンス値で置き換える
（ステップＳ５０〜Ｓ５２）。最後に、電圧、無効電力
の最終読み込みを行い、ΔＶ、ΔＱが適当な値であれば
動作出力記録を、不適当であれば系統変動の旨を記録出
力する（ステップＳ５３〜Ｓ５６）。

【０１１５】以上により明らかなように、調相設備の開
閉に際し、系統の背後リアクタンスを推定しつつ、電圧
を適正な範囲に維持するに必要な無効電力を算定して上
で供給するため、この供給の過不足による電圧の上がり
過ぎ、下がり過ぎを予防できる。特に、これを中央に置
かれた自動給電システムと連動させれば、上記電圧調整
の行き過ぎの是正が更に適切に実施できることが期待さ
れる。

【０１１６】実施例２．この発明の実施例２のための構
成を図１２を参照しながら説明する。図１２は、この発
明の実施例２のための構成を示す図である。

【０１１７】図１２において、１及び２は電源系統、３
はタップ切り換え器付き変圧器、３１は変圧器３の高圧
側のタップ切り換え器である。また、５は系統電圧を計
測するための計器用変圧器であり、６は系統の複数の電
源の間を貫流する無効電力を計測するための計器用変流
器であり、各々の２次側は後述する制御装置に接続され
ている。８はタップ切り換え器付き変圧器３のタップを
制御するタップ切り換え器制御盤であり、タップ切り換
え器本体に付属している。９は遠方監視制御装置の子局
又は遠方計測装置（いわゆるテレメータ）の子局であ
る。

【０１１８】制御装置７Ａは、この構成の中核となるも
ので以下に詳細を説明する。７２及び７１は計器用変成
器の２次側の電圧と電流から電圧、無効電力に比例した
直流電圧を導出する電圧変換器及び無効電力変換器、７
３はタップ切り換え器制御盤８経由で変圧器３のタップ
位置の情報を入力するレベル変換器、７４ｃ及び７４ｂ
は変換器７２、７１の出力を保持記憶するサンプルホー
ルドアンプ、７５はレベル変換器７３の出力を保持する
論理回路である。７６は７４ｃ、７４ｂの出力を切り換
えるマルチプレクサ、７７はマルチプレクサ７６のアナ
ログ出力をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器、７８は
Ａ／Ｄ変換器７７及び論理回路７５の出力を受けるマイ
クロコントローラである。７９はマイクロコントローラ
７８の出力を受けてこれを増幅し、タップ切り換え器制
御盤８に操作出力を与えるインターフェイス回路であ
る。また、マイクロコントローラ７８は子局９と入出力
をやりとりして自電気所外部と協調した動作が行えるよ
うにするものである。

【０１１９】まず、この発明の実施例２の動作特性を図
４を参照しながら説明する。すでに概略を説明したが、
図４において、ΔＶ’、ΔＱ’として図３の電気所での
電圧と無効電力の基準値からの偏差をとり座標平面上に
示す。この平面上に電圧、無効電力の許容変動幅を設定
して定まる四角形Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４と、この四角
形の辺Ａ１、Ａ４とＡ２、Ａ３とを延長して縦軸に平行
な直線２本を引く。四角形の頂点Ａ２、Ａ４を通り勾配
１／Ｘ₂’の２組の直線群Ｎ２１’、Ｎ２３’及びＮ４
１’、Ｎ４３’を引く。同じく頂点Ａ１、Ａ３を通り勾
配−１／Ｘ₁の２組の直線群Ｑ１２’、Ｑ１４’及びＱ
３２’、Ｑ３４’を引く。これら６組の直線群により区
分される領域を以下のように定義する。

【０１２０】(１)領域ＯＰ 直線群Ｎ２１’、Ｎ４１’、Ｑ１２’、Ｑ１４’及び直
線群Ｎ２３’、Ｎ４３’、Ｑ３２’、Ｑ３４’によって
囲まれた２つの領域。

【０１２１】(２)領域Ｔ 直線群Ｎ２１’、Ｎ２３’、Ｎ４１’、Ｎ４３’、Ｑ１
２’、Ｑ１４’、Ｑ３２’、Ｑ３４’で囲まれた平行四
辺形Ｐ１２’、Ｐ２３’、Ｐ３４’、Ｐ４１’と矩形Ａ
１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の間に挟まれた４つの三角形の内
部。

【０１２２】(３)領域Ｗ 直線群Ｑ１２’、Ｑ３２’、Ｎ２１’、Ｎ２３’及び直
線群Ｑ１４’、Ｑ３４’、Ｎ４１’、Ｎ４３’によって
囲まれた２つの領域。

【０１２３】(４)領域Ｌ ２組の直線群Ｑ３２’、Ｎ２３’及びＮ４１’、Ｑ１
４’によって囲まれた２つの領域。さらに、直線Ｎ２
１’と直線Ｑ１２’及び直線Ｎ４３’と直線Ｑ３４’に
よって囲まれた２つの領域。以上合計４組の領域。

【０１２４】なお、直線Ａ１、Ａ４の延長、直線Ａ２、
Ａ３の延長によって挟まれた帯状の領域中、２組の直線
群Ｎ２１’、Ｑ１２’及びＮ４３’、Ｑ３４’によって
切りとられた後の原点より遠い方の正負縦軸の回りの部
分は通常不感帯域として扱うが、この方式では領域Ｗに
相対する性質の領域として取り扱うので、結局上記の４
つの領域となる。

【０１２５】以上の動作領域の設定を前提として、以下
に実施例２の動作を図１３から図１８までを参照しなが
ら説明する。図１３〜図１８は、この発明の実施例２の
動作を示すフローチャートである。

【０１２６】図１３及び図１４において、ステップＴ１
〜Ｔ１１は図６及び図７のステップＳ１〜Ｓ１１の動作
と同一である。次に、自電気所にあるタップ切り換え器
付き変圧器のタップを変更してΔＶ、ΔＱの変化を発生
させる（ステップＴ１２）。以下、ステップＴ１３〜Ｔ
１８において、リアクタンスＸ₁、Ｘ₂’を推定する。こ
の部分の動作の詳細は図７及び図８のステップＳ１３〜
Ｓ１８と同一である。ここで得られたリアクタンス値が
適当であれば、以下の本操作に移り、そうでなければス
テップＴ１２の再度試推定に戻る（ステップＴ１９）。

【０１２７】引き続き、ステップＴ２０〜Ｔ２７におい
て、リアクタンスの本格推定を行うが、この詳細は図８
及び図９のステップＳ２０〜Ｓ２７と同一である。以上
で系統背後のリアクタンスＸ₁、Ｘ₂’が推定できたの
で、次の制御操作に移る。

【０１２８】まず、ステップＴ２８〜Ｔ３２において、
電圧、無効電力の現在最新値の読み込みを行う。この詳
細は、図９ステップＳ２８〜Ｓ３２と同一である。次
に、制御領域の判定式の設定演算を行う（ステップＴ３
３）。

【０１２９】(１)領域Ｌ その１（第１、第２象限） ΔＱ’−ΔＱ_L+’≧（１／Ｘ₂’）・（ΔＶ’−ΔＶ_L-’） … 式７８ かつ ΔＱ’−ΔＱ_L+’≧−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ’−ΔＶ_L+’） … 式７９

【０１３０】その２（第２、第３象限） ΔＱ’−ΔＱ_L+’≧（１／Ｘ₂’）・（ΔＶ’−ΔＶ_L-’） … 式８０ かつ ΔＱ’−ΔＱ_L-’≧−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ’−ΔＶ_L-’） … 式８１

【０１３１】その３（第３、第４象限） ΔＱ’−ΔＱ_L-’≦（１／Ｘ₂’）・（ΔＶ’−ΔＶ_L+’） … 式８２ かつ ΔＱ’−ΔＱ_L-’≦−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ’−ΔＶ_L-’） … 式８３

【０１３２】その４（第４、第１象限） ΔＱ’−ΔＱ_L-’≦（１／Ｘ₂’）・（ΔＶ’−ΔＶ_L+’） … 式８４ かつ ΔＱ’−ΔＱ_L+’≧−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ’−ΔＶ_L+’） … 式８５ 以上、４組（各組２本）の直線で囲まれる４つの領域。
図３の領域Ｌと同じである。

【０１３３】(２)領域Ｗ その１ ΔＱ’−ΔＱ_L+’≦−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ’−ΔＶ_L+’） … 式８６ かつ ΔＱ’−ΔＱ_L-’≧−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ’−ΔＶ_L-’） … 式８７ かつ ΔＱ’−ΔＱ_L’≧（１／Ｘ₂’）・（ΔＶ’−ΔＶ_L-’） … 式８８

【０１３４】その２ ΔＱ’−ΔＱ_L+’≦−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ’−ΔＶ_L+’） … 式８９ かつ ΔＱ’−ΔＱ_L-’≧−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ’−ΔＶ_L-’） … 式９０ かつ ΔＱ’−ΔＱ_L-’≦（１／Ｘ₂’）・（ΔＶ’−ΔＶ_L+’） … 式９１ 以上、２組（各組３本）の直線群で囲まれた台形領域２
つ。図３の領域ＯＰと類似である。

【０１３５】(３)領域Ｔ ΔＱ’−ΔＱ_L+’≦（１／Ｘ₂’）・（ΔＶ’−ΔＶ_L-’） … 式９２ ΔＱ’−ΔＱ_L-’≧（１／Ｘ₂’）・（ΔＶ’−ΔＶ_L+’） … 式９３ ΔＱ’−ΔＱ_L+’≦−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ’−ΔＶ_L+’） … 式９４ ΔＱ’−ΔＱ_L-’≧−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ’−ΔＶ_L-’） … 式９５ ΔＱ’≧ΔＱ_L+’又はΔＱ’≦ΔＱ_L-’ … 式９６ ΔＶ’≧ΔＶ_L+’又はΔＶ’≦ΔＶ_L-’ … 式９７ 以上、４本の直線で囲まれた梯形の内部で矩形Ａ１、Ａ
２、Ａ３、Ａ４の外側にある部分。図３の領域Ｔに類似
の部分である。

【０１３６】(４)領域ＯＰ その１ ΔＱ’−ΔＱ_L+’≦（１／Ｘ₂’）・（ΔＶ’−ΔＶ_L-’） … 式９８ かつ ΔＱ’−ΔＱ_L-’≧（１／Ｘ₂’）・（ΔＶ’−ΔＶ_L+’） … 式９９ かつ ΔＱ’−ΔＱ_L+’≧−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ’−ΔＶ_L+’） … 式１００

【０１３７】その２ ΔＱ’−ΔＱ_L+’≦（１／Ｘ₂’）・（ΔＶ’−ΔＶ_L-’） … 式１０１ かつ ΔＱ’−ΔＱ_L-’≧（１／Ｘ₂’）・（ΔＶ’−ΔＶ_L+’） … 式１０２ かつ ΔＱ’−ΔＱ_L-’≦−（１／Ｘ₁）・（ΔＶ’−ΔＶ_L-’） … 式１０３ 以上、２組の直線群で囲まれる一辺開放の台形領域２
つ。図３の領域Ｗと類似である。

【０１３８】上記で示した領域Ｗ、Ｌ、Ｔ、ＯＰを規定
する式７８〜式１０３の不等式群の全定数項を計算し
て、各不等式を定義する。各領域の形は図３のそれと類
似しているが、ここで用いる各直線の勾配と切片は一般
に実施例１のそれとは違うので、状態量や定数の記号を
別にしてある。

【０１３９】予め推定しておいた系統リアクタンスの値
を用いて、電圧、無効電力の基準値からの偏差を解消す
るために必要なタップの制御量は以下のように計算する
（ステップＴ３４）。なお、Δｎはタップ切り換え器付
き変圧器のタップ変化幅である。

【０１４０】(１)領域Ｔ 系統の変動がなければ、タップ操作による電圧、無効電
力の変化は下記に示すようになる。 ΔＶ’＝（Ｘ₂’／Ｘ₁＋Ｘ₂）・Δｎ … 式１０４ ΔＱ’＝（１／Ｘ₁＋Ｘ₂）・Δｎ … 式１０５

【０１４１】その１（第１、第２象限）［Δｎは−］ ・ΔＱが大のとき ΔＱ’−ΔＱ_L+’≧（１／Ｘ₂’）・ΔＶ … 式１０６ −（ΔＱ’−ΔＱ_L-’）≦（１／Ｘ₁＋Ｘ₂）・Δｎ≦０ … 式１０７

【０１４２】・ΔＱが中のとき ΔＱ’−ΔＱ_L-’≦（１／Ｘ₂’）・ΔＶ≦ΔＱ’−ΔＱ_L+’ … 式１０８ −ΔＶ’≦（Ｘ₂’／Ｘ₁＋Ｘ₂）・Δｎ≦０ … 式１０９

【０１４３】・ΔＱが小のとき ΔＱ’−ΔＱ_L-’≧（１／Ｘ₂’）・ΔＶ … 式１１０ −（ΔＱ’−ΔＱ_L-’）≦（１／Ｘ₁＋Ｘ₂）・Δｎ≦０ … 式１１１

【０１４４】その２（第２、第３象限）［Δｎは−］ ・ΔＱが大のとき ΔＱ’−ΔＱ_L+’≧（１／Ｘ₂’）・ΔＶ’ … 式１１２ −（ΔＱ’−ΔＱ_L+’）≧（１／Ｘ₁＋Ｘ₂）・Δｎ≧０ … 式１１３

【０１４５】・ΔＱが小のとき ΔＱ’−ΔＱ_L-’≦（１／Ｘ₂’）・ΔＶ’ … 式１１４ ０≦（Ｘ₂’／Ｘ₁＋Ｘ₂）・Δｎ≦−ΔＶ’ … 式１１５

【０１４６】その３（第３、第４象限）［Δｎは−］ ・ΔＱが大のとき ΔＱ’−ΔＱ_L+’≦（１／Ｘ₂’）・ΔＶ’ … 式１１６ （１／Ｘ₁＋Ｘ₂）・Δｎ≦−（ΔＱ’−ΔＱ_L+’） … 式１１７

【０１４７】・ΔＱが中のとき ΔＱ’−ΔＱ_L-’≦（１／Ｘ₂’）・ΔＶ’≦ΔＱ’−ΔＱ_L+’… 式１１８ （Ｘ₂’／Ｘ₁＋Ｘ₂）・Δｎ≦−ΔＶ’ … 式１１９

【０１４８】・ΔＱが小のとき ΔＱ’−ΔＱ_L-’≧（１／Ｘ₂’）・ΔＶ’ … 式１２０ （１／Ｘ₁＋Ｘ₂）・Δｎ≦−（ΔＱ’−ΔＱ_L-’） … 式１２１

【０１４９】その４（第４、第１象限）［Δｎは−］ ・ΔＱが大のとき ΔＱ’−ΔＱ_L-’≧（１／Ｘ₂’）・ΔＶ’ … 式１２２ −ΔＶ’≦（Ｘ₂’／Ｘ₁＋Ｘ₂）・Δｎ … 式１２３

【０１５０】・ΔＱが小のとき ΔＱ’−ΔＱ_L-’≦（１／Ｘ₂’）・ΔＶ’ … 式１２４ −（ΔＱ’−ΔＱ_L-’）≦（１／Ｘ₁＋Ｘ₂）・Δｎ … 式１２５

【０１５１】上記のその１からその４を満たすΔｎを求
めるため、上記一連の不等式のΔＶ、ΔＱに測定値を代
入してΔｎについて解く。

【０１５２】(２)領域ＯＰ タップの操作による電圧、無効電力の変化は、式１０
３、式１０４に示す通りであるから、タップの操作は以
下のようにする。 −（ΔＶ’−ΔＶ_L-’）≦（Ｘ₂’／Ｘ₁＋Ｘ₂）・Δｎ≦−（ΔＶ’−ΔＶ_L+ ’） … 式１２６

【０１５３】領域Ｔと同様、上式を満足するΔｎを求め
るため、上記不等式に計測値を代入してΔｎについて解
く（ステップＴ３４）。以上で測定したいかなるΔＶ、
ΔＱの値に対しても採るべき制御戦略が設定できるか
ら、以下ではどの戦略を採るかを決定する。

【０１５４】図１７のステップＴ３５〜Ｔ４６におい
て、一部（ステップＴ４０、Ｔ４２）に出力の種類が少
ない点を除き、その趣旨、内容は図１０のステップＳ３
５〜Ｓ４６と同一である。また、ステップＴ４７〜Ｔ５
１は出力操作完了後の終了処理の一部であるが、この部
分も図１１のステップＳ４７〜Ｓ５１と同一である。

【０１５５】ステップＴ５２において、これらの操作に
よって得られた系統情報から調相設備が設置された隣電
気所のΔＶ、ΔＱの変化を推定する。最終部分に位置す
るステップＴ５４〜Ｔ５６は、図１１のステップＳ５４
〜Ｓ５６の趣旨、内容と同一である。最後に、ステップ
Ｔ５７において、操作の後の系統のΔＶ、ΔＱのネック
を解消するために、他電気所のタップ切り換え器付き変
圧器のタップを即応操作できて運用効果が上がる上、そ
のために電圧、無効電力等の時々刻々変化する系統状態
量の情報をいちいち交換しなくとも、両電気所で協調の
とれた操作が可能なことが明らかである。

【０１５６】この発明の実施例１は、従来、給電指令所
からの指令により現場で実施していた調相設備の投入開
放の操作に、現場で収集した系統の実時間情報を加えて
演算判定するので、現時点での判断が可能となり、調相
設備の使用除外に過不足を生じるのを防止し、より現実
に合った的確な操作を行うことができる。また、この発
明の実施例２は、判定により電圧、無効電力の運用が調
相設備だけでは不十分とされるとき、隣接した電気所の
タップ切り換え器付き変圧器のタップ操作を行う要否内
容が明らかになる他、同様な考え方でタップ切り換え操
作する側でも必要な情報が得られ的確な操作が可能とな
る。従って、従来、個別に運用されていた調相設備機器
と電圧調整機器とを総合して系統各部の電圧、無効電力
の運用を合理化することも期待される。

【０１５７】上述した各実施例を要約すると、系統の無
効電力と電圧の運用を適正化するために使用される調相
設備の運用制御を合理化するためで、従来のように給電
指令所からの遠隔操作指令に全面依存することを避け、
現場で推定した系統背後の状況に基づき調相設備の投入
開放を行うためのものである。

【０１５８】これら各実施例のための装置は、調相設備
の設置地点で系統の電圧、無効電力のオンライン値を検
出して変換する入力回路、この結果を基に演算判定処理
を行うデジタル処理回路と、これに内蔵される処理プロ
グラム、この結果を外部の調相設備制御盤やタップ切り
換え器制御盤とやりとりをして他の電気所と情報交換す
るインターフェイス回路から構成されている。

【０１５９】処理プログラムは、系統の状態機器の運転
状況を入力とし、この値から系統背後のリアクタンスを
推定する部分、推定結果に基づいて現在の系統状態上、
最適の制御操作を演算判定して無効電力と電圧タップの
操作量を決定する部分、この結果を装置外部とインター
フェイスする部分とからなっている。また、ほぼ類似の
構成により、調相設備の設置地点に近い電気所の変圧器
のタップを切り換え、調相設備の操作による電圧、無効
電力の調整の不足を補うようにもできる。

【０１６０】以上の構成により、この装置は、調相設備
の操作が時間的に古い給電指令所からの情報に多く頼る
ことなく、調相設備の操作が現場で適切に行える。さら
に、近接した電気所のタップ切り換え器付き変圧器のタ
ップ操作もこれに協調して行うことにより、調相設備の
効果と相俟って、現地付近の系統の電圧、無効電力の運
用を最適に近付けることができる。

【０１６１】

【発明の効果】この発明の請求項１に係る電力系統の運
用制御方法は、以上説明したとおり、負荷地域に配備さ
れた調相設備の設置地点の電圧、無効電力を現地で実時
間計測するステップと、この計測結果に基づいて系統背
後のリアクタンスを推定するステップと、前記推定結果
に基づいて前記調相設備の制御を演算判定するステップ
を含むので、調相設備の投入開放の効果を確認でき、以
降の系統の電圧、無効電力の調整に適切な情報を提供し
うると共に、調相設備自体が現在の系統構成において、
投入を繰り返したとき、異常現象を生じるか否か警報し
うるようにして、系統の弾力的な運用を実現することが
できるという効果を奏する。

【０１６２】この発明の請求項２に係る電力系統の運用
制御方法は、以上説明したとおり、調相設備の近傍の電
気所に配備された電圧調整機器の設置地点の電圧、無効
電力を現地で実時間計測するステップと、この計測結果
に基づいて系統背後のリアクタンスを推定するステップ
と、前記推定結果に基づいて前記電圧調整機器の制御を
演算判定するステップとを含むので、調相設備の投入開
放の効果を確認でき、以降の系統の電圧、無効電力の調
整に適切な情報を提供しうると共に、調相設備自体が現
在の系統構成において、投入を繰り返したとき、異常現
象を生じるか否か警報しうるようにして、系統の弾力的
な運用を実現することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１の対象となる系統を示す図
である。

【図２】この発明の実施例２の対象となる系統を示す図
である。

【図３】この発明の実施例１の動作特性を示す図であ
る。

【図４】この発明の実施例２の動作特性を示す図であ
る。

【図５】この発明の実施例１のための装置を示すブロッ
ク図である。

【図６】この発明の実施例１の動作を示すフローチャー
トである。

【図７】この発明の実施例１の動作を示すフローチャー
トである。

【図８】この発明の実施例１の動作を示すフローチャー
トである。

【図９】この発明の実施例１の動作を示すフローチャー
トである。

【図１０】この発明の実施例１の動作を示すフローチャ
ートである。

【図１１】この発明の実施例１の動作を示すフローチャ
ートである。

【図１２】この発明の実施例２のための装置を示すブロ
ック図である。

【図１３】この発明の実施例２の動作を示すフローチャ
ートである。

【図１４】この発明の実施例２の動作を示すフローチャ
ートである。

【図１５】この発明の実施例２の動作を示すフローチャ
ートである。

【図１６】この発明の実施例２の動作を示すフローチャ
ートである。

【図１７】この発明の実施例２の動作を示すフローチャ
ートである。

【図１８】この発明の実施例２の動作を示すフローチャ
ートである。

【図１９】従来の電力系統の運用制御方法の動作特性を
示す図である。

【符号の説明】

１ 電源系統 ２ 電源系統 ３ 変圧器 ４ 母線 ５、５１、５２ 計器用変圧器 ６、６１、６２ 計器用変流器 ７ 装置 ７Ａ 制御装置 ８ タップ切り換え器制御盤 ８１ 電力用コンデンサ制御盤 ８２ 分路リアクトル制御盤

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷地域に配備された調相設備の設置地
   点の電圧、無効電力を現地で実時間計測するステップ、
   この計測結果に基づいて系統背後のリアクタンスを推定
   するステップ、及び前記推定結果に基づいて前記調相設
   備の制御を演算判定するステップを含むことを特徴とす
   る電力系統の運用制御方法。
2. 【請求項２】 調相設備の近傍の電気所に配備された電
   圧調整機器の設置地点の電圧、無効電力を現地で実時間
   計測するステップ、この計測結果に基づいて系統背後の
   リアクタンスを推定するステップ、及び前記推定結果に
   基づいて前記電圧調整機器の制御を演算判定するステッ
   プを含むことを特徴とする電力系統の運用制御方法。