WO2015029227A1 - 電圧制御装置および電圧監視機器 - Google Patents

電圧制御装置および電圧監視機器 Download PDF

Info

Publication number
WO2015029227A1
WO2015029227A1 PCT/JP2013/073368 JP2013073368W WO2015029227A1 WO 2015029227 A1 WO2015029227 A1 WO 2015029227A1 JP 2013073368 W JP2013073368 W JP 2013073368W WO 2015029227 A1 WO2015029227 A1 WO 2015029227A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage
change
cooperative
cvc
target
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/073368
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
板屋 伸彦
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to CN201380079119.6A priority Critical patent/CN105493382B/zh
Priority to JP2014506681A priority patent/JP5538639B1/ja
Priority to PCT/JP2013/073368 priority patent/WO2015029227A1/ja
Priority to US14/911,698 priority patent/US10090679B2/en
Publication of WO2015029227A1 publication Critical patent/WO2015029227A1/ja
Priority to HK16108703.3A priority patent/HK1220814A1/zh

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H02J13/00034Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving an electric power substation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/70Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y04S10/123Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving renewable energy sources
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/30State monitoring, e.g. fault, temperature monitoring, insulator monitoring, corona discharge

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

 本発明に係る電圧制御装置1Bは、複数の配電線が接続されている母線の電圧を変更する電圧制御装置1Aを、母線の電圧が目標電圧範囲に入るように制御する電圧調整部52と、配電線に接続された電圧制御機器を制御する電圧制御装置または配電線に設置され設置箇所の電圧を計測する電圧監視機器との間で通信する通信処理部54と、電圧監視機器から目標電圧範囲の変更依頼を受信した場合に、変更依頼を送信した電圧監視機器が接続されている配電線とは別の配電線に接続されている電圧監視機器に対して目標電圧範囲を変更してよいかどうかを問合せる変更可否確認を通信処理部54を介して送信し、変更可否確認に対する応答に基づいて、目標電圧範囲を変更するか否かを決定する目標電圧範囲変更依頼処理部51dと、目標電圧範囲変更依頼処理部51dが変更すると決定した場合に目標電圧範囲を変更する目標電圧範囲変更処理部51bと、を備える。

Description

電圧制御装置および電圧監視機器
 本発明は、配電系統の電圧を制御する電圧制御装置および電圧監視機器に関する。
 配電系統は、一般に高圧系統(通常は6600V)と低圧系統(例えば100V~200V)とを含んで構成され、一般需要家の受電端はこの低圧系統に接続されている。電力事業者は、一般需要家の受電端での電圧を適正範囲内(例えば100Vの受電の場合、当該電圧を95V~107V)に維持することが義務付けられている。そのため、電力事業者は、高圧系統に接続された電圧制御機器(例えば、LRT(Load Ratio Control Transformer:負荷時タップ切替器付変圧器)またはSVR(Step Voltage Regulator:ステップ電圧調整器)等)の制御量を調整することにより、一般需要家の受電端での適正電圧の維持を図っている。なお、電圧制御機器はこれと一体化されまたはこれに併設された電圧制御装置によりその電圧の制御がなされる。
 LRTまたはSVR等の変圧器型の電圧制御機器は、LDC(Line Drop Compensator)制御に基づくタップ操作により負荷側の電圧を変化させ、負荷側の全地点での電圧を適正範囲内に収めることを目的として設置される。ここで、LDC制御とは、電圧制御機器にて計測された電圧および電流情報を用い、電流が大きいほど配電線末端の電圧が下がるという推定に基づいて、負荷側の全地点での電圧を適正範囲内に収めるための妥当な負荷側の電圧を算出するものである。なお、変圧器型の電圧制御機器は、機器磨耗を防ぐために、一般に1日平均30タップ以下までのタップ位置の変更に抑える必要がある。
 ところで、LDC制御は、配電系統の負荷分布が一様、すなわち、時間経過に伴って配電系統各点での電圧が同方向に変化することを前提になされている。しかし、近年、電気の使い方の多様化、太陽光発電等による分散型電源の普及により、配電系統の負荷分布が時間経過に伴って非一様に大きく変動する傾向にあるため、電圧制御機器にて計測された電圧および電流情報だけでは配電系統全体の電圧状況を推定することが困難となってきており、適正電圧の維持が課題となってきている。
 このため、配電系統各点での電圧および電流の計測情報を、通信ネットワークを介していわゆる中央装置(集中電圧制御装置)に集約させて一括把握し、中央装置(集中電圧制御装置)から各電圧制御装置へ目標電圧を指令する仕組みが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
 また、雲の流れによる太陽光発電量変化に伴う電圧の急激な変動に対応するため、SVC(Static Var Compensator:静止型無効電力補償装置)または太陽光発電用等のパワーコンディショナ(以下、「PCS(Power Conditioning System)」という。)などの無効電力調整型の電圧制御機器の配電系統への適用も検討されている。無効電力調整型の電圧制御機器については、容量(VA)を大きくするとコストも設置場所も大きくなるため、配電系統においては単体では大きな電圧変動対応には向かず、秒単位の電圧変動を吸収することがその使い方の基本となる。
 ただし、小容量であっても、複数の無効電力調整型の電圧制御機器を中央装置(集中電圧制御装置)から協調動作させることによって、例えば1分以上の時間オーダーの大きな電圧変動への対応も期待されている。例えば、PCSが太陽光発電用に必須であれば、複数のPCSに対してこのような協調制御を活用することによって、別途SVCを設置する等の電圧問題の追加対策が不要になることも期待される。
 このように、一つの配電線に複数の電圧制御機器が設置される状況では、電圧制御機器間の協調動作を実現するためにも、中央装置(集中電圧制御装置)にて配電系統全体の電圧状況を把握した上で、中央装置(集中電圧制御装置)から各電圧制御装置へ適切な指令を送る仕組みを配電系統へ適用することが期待されている。
 しかしながら、中央装置(集中電圧制御装置)は、配電系統各点での電圧および電流情報を定期的に収集する必要があり、その情報量は膨大であるため、数十秒~数分で大きく電圧が変動するケースに対応するためには、光などの高速通信ネットワークが必要となる。また、中央装置(集中電圧制御装置)にも高速サーバ等が必要となる。さらにまた、中央装置(集中電圧制御装置)の設置場所を確保し、運用かつ維持し、電圧制御機器などの設備が変更されることに合わせて設備を変更することなどが必要となり、導入にあたっては規模のメリットが必要で、例えば、都道府県ごと程度にシステムを設置する必要がある。
 一方で、実際に中央装置(集中電圧制御装置)を用いた集中電圧制御を必要とする配電系統は現時点では限られており、今後20年でかなり増加することが予想されるが、それでも配電系統全体における割合は一部に留まると見込まれる。
 このため、中央装置(集中電圧制御装置)および高速通信ネットワークを用いることなく、小規模から始めることができ大規模になっても使用できるものであり、かつ、運用維持コストの小さな電圧制御方式が求められている。その方法として、複数の電圧制御装置間を少ない情報量で通信することにより、電圧制御装置間の協調動作を実現する、自立協調型配電系統電圧制御装置が考えられる。
特開平11-289663号公報
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、配電系統における電圧制御の安定化を実現する電圧制御装置および配電系統電圧制御システムを得ることを目的とする。
 本発明に係る電圧制御装置は、複数の配電線が接続されている母線の電圧を変更する電圧制御装置を、前記母線の電圧が目標電圧範囲に入るように制御する電圧調整部と、前記配電線に接続された電圧制御機器を制御する電圧制御装置または前記配電線に設置され設置箇所の電圧を計測する電圧計測装置である電圧監視機器との間で通信する通信処理部と、前記電圧監視機器から前記目標電圧範囲の変更依頼を受信した場合に、当該変更依頼を送信した前記電圧監視機器が接続されている配電線とは別の配電線に接続されている前記電圧監視機器に対して前記目標電圧範囲を変更してよいかどうかを問合せる変更可否確認を前記通信処理部を介して送信し、前記変更可否確認に対する前記電圧監視機器からの応答に基づいて、前記目標電圧範囲を変更するか否かを決定する目標電圧範囲変更依頼処理部と、前記目標電圧範囲変更依頼処理部が変更すると決定した場合に前記目標電圧範囲を変更する目標電圧範囲変更処理部と、を備えるものである。
 この発明によれば、ハンチング現象の発生を防止し、安定した電圧制御を実現できるという効果を奏する。
図1は、実施の形態に係る配電系統電圧制御システムの構成の一例を示した図である。 図2は、協調型電圧計測装置(CVS)8の構成の一例を示した図である。 図3は、協調型電圧制御装置(CVC)12の構成の一例を示した図である。 図4は、協調型電圧制御装置(CVC)7の構成の一例を示した図である。 図5は、協調型電圧制御装置(CVC)1Bの構成の一例を示した図である。 図6は、目標電圧範囲変更依頼の発行処理を示したフローチャートである。 図7は、目標電圧範囲変更依頼を受けた協調型電圧制御装置(CVC)の目標電圧範囲の変更処理を示したフローチャートである。 図8は、協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)間の通信経路(論理ネットワーク)の一例を示した図である。 図9は、協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)間のリレー方式での通信の一例を示した図である。 図10は、協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)間で問合せおよび応答をリレー方式で通信する経路の一例を示した図である。 図11は、目標電圧範囲変更依頼を受けた協調型電圧制御装置(CVC)1Bの目標電圧範囲の変更処理を示したフローチャートである。 図12は、目標電圧範囲を変更しても問題ないか否かの問合せを受けた場合の協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)の動作例を示したフローチャートである。
 以下に、本発明に係る電圧制御装置、電圧監視機器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
 図1は、本実施の形態に係る配電系統電圧制御システムの構成の一例を示した図である。図1において、配電用変圧器1は、例えば変電所に設置され、負荷電流を流した状態で二次側電圧を変更できるLRT(Load Ratio Control Transformer:負荷時タップ切替器付変圧器)1AおよびこのLRT1Aのタップ位置を調整することによりLRT1Aを制御する協調型電圧制御装置(CVC:Cooperative Voltage Controller)1Bを備えてなる。
 配電用変圧器1の二次側には母線29が接続され、母線29には配電線2-1および2-2が接続されている。配電線2-1および2-2は、高圧系統(電圧レベルが6600V)の高圧配電線である。なお、図1では、2本の配電線2-1および2-2を記載しているが、3本以上としてもよい。配電線2-1は、その一端が遮断器3-1を介して母線29に接続され、配電線2-2は、その一端が遮断器3-2を介して母線29に接続されている。
 配電線2-1には、協調型電圧計測装置(CVS:Cooperative Voltage Sensor)8,10,17,21が接続されている。協調型電圧計測装置(CVS)8,10,17,21は、それぞれその設置箇所(自端)における電圧を計測することができる。なお、本実施の形態では、配電系統の電圧制御は電流計測値を用いることなく電圧計測値のみを用いてなされる。これは近年の太陽光発電等の分散型電源の普及により、計測点によっては電流計測値が非常に小さくなる可能性があり、電流計測値には非常に大きな誤差が含まれる可能性があるからである。協調型電圧計測装置(CVS)8,10,17,21はそれぞれ例えばネットワークケーブル31を介して通信ネットワーク30に接続されている。
 配電線2-1には、電圧制御機器として例えば電圧降下補償用のSVR(Step Voltage Regulator:ステップ電圧調整器)6が接続されている。SVR6には、これを制御する協調型電圧制御装置(CVC)7が接続されている。協調型電圧制御装置(CVC)7は、例えばSVR6と一体的にまたは併設することができる。協調型電圧制御装置(CVC)7は、SVR6の制御量を調整することにより、具体的にはタップ位置を調整することにより、SVR6を制御する。SVR6は、配電線2-1におけるその設置箇所(自端)において例えば電圧および電流の双方を計測している。協調型電圧制御装置(CVC)7は、例えばネットワークケーブル31を介して通信ネットワーク30に接続されている。
 配電線2-1には、電圧制御機器として例えば静止型無効電力補償装置(SVC:Static Var Compensator)22が接続されている。静止型無効電力補償装置(SVC)22には、これを制御する協調型電圧制御装置(CVC)23が接続されている。協調型電圧制御装置(CVC)23は、静止型無効電力補償装置(SVC)22と一体的にまたは併設することができる。協調型電圧制御装置(CVC)23は、静止型無効電力補償装置(SVC)22の制御量を調整することにより、具体的には無効電力出力を調整することにより、静止型無効電力補償装置(SVC)22を制御する。静止型無効電力補償装置(SVC)22は、配電線2-1におけるその設置箇所(自端)において例えば電圧および電流の双方を計測している。協調型電圧制御装置(CVC)23は、例えばネットワークケーブル31を介して通信ネットワーク30に接続されている。
 配電線2-1の線路上には例えば開閉器15が設けられている。開閉器15が閉じた状態では、配電線2-1の開閉器15よりも上流側(配電用変圧器がある側、すなわち電源側)と下流側(負荷側)とが電気的に接続された状態となるが、開閉器15が開いた状態では、下流側は上流側から切り離された状態となる。開閉器15には、接続制御装置(CC:Connection Controller)16が接続されている。接続制御装置(CC)16は、例えばネットワークケーブル31を介して通信ネットワーク30に接続されている。接続制御装置(CC)16は、開閉器15が開いた状態では、後述の協調型電圧制御装置(CVC)12,19間の通信を遮断するが、開閉器15が閉じた状態では、協調型電圧制御装置(CVC)12,19間の通信を中継する。すなわち、接続制御装置(CC)16は、通信を遮断する機能および中継する機能を有し、開閉器15の開閉状態を協調型電圧制御装置(CVC)12,19間の通信経路に反映する。
 配電線2-1には、変圧器4を介して配電線2-1よりも低圧の配電線32が接続され、配電線32には例えば協調型電圧計測装置(CVS)9が接続されている。配電線32は、電圧レベルが例えば100V~200Vの低圧配電線である。協調型電圧計測装置(CVS)9は例えばネットワークケーブル31を介して通信ネットワーク30に接続されている。また、配電線32には負荷5が接続されている。
 配電線2-1には、変圧器14を介して配電線2-1よりも低圧の配電線33が接続されている。配電線33には電圧制御機器としての例えば太陽光発電用のパワーコンディショナ11(以下、「PCS(Power Conditioning System)11」という。)が接続されている。PCS11には、これを制御する協調型電圧制御装置(CVC)12と発電源である太陽電池(PV)が接続されている。協調型電圧制御装置(CVC)12は、例えばPCS11と一体的にまたは併設することができる。協調型電圧制御装置(CVC)12は、PCS11の制御量を調整することにより、具体的にはPCSが出力する無効電力量を調整することにより、PCS11を制御する。PCS11は、配電線33におけるその設置箇所(自端)において例えば電圧および電流の双方を計測している。協調型電圧制御装置(CVC)12は、例えばネットワークケーブル31を介して通信ネットワーク30に接続されている。
 配電線2-1には、変圧器24を介して配電線2-1よりも低圧の配電線34が接続されている。配電線34は低圧配電線であるが、その電圧レベルは配電線32と同レベルでもよいし、それよりも高くてもよい。配電線34には電圧制御機器としての例えば太陽光発電用のパワーコンディショナ18(以下、「PCS(Power Conditioning System)18」という。)が接続されている。PCS18には、これを制御する協調型電圧制御装置(CVC)19と発電源(PV)が接続されている。協調型電圧制御装置(CVC)19は、PCS18と一体的にまたは併設することができる。協調型電圧制御装置(CVC)19は、PCS18の制御量を調整することにより、具体的には無効電力出力を調整することにより、PCS18を制御する。PCS18は、配電線34におけるその設置箇所(自端)において例えば電圧および電流の双方を計測している。協調型電圧制御装置(CVC)19は、例えばネットワークケーブル31を介して通信ネットワーク30に接続されている。
 配電線2-2には、協調型電圧計測装置(CVS)35,36が接続されている。協調型電圧計測装置(CVS)35,36は、それぞれその設置箇所(自端)における電圧を計測することができる。また、協調型電圧計測装置(CVS)35,36はそれぞれ例えばネットワークケーブル31を介して通信ネットワーク30に接続されている。
 配電線2-2には、SVR26が接続されている。SVR26には、これを制御する協調型電圧制御装置(CVC)27が接続されている。協調型電圧制御装置(CVC)27は、例えばSVR26と一体的にまたは併設することができる。協調型電圧制御装置(CVC)27は、SVR26の制御量を調整することにより、具体的にはタップ位置を調整することにより、SVR26を制御する。SVR26は、配電線2-2におけるその設置箇所(自端)において例えば電圧および電流の双方を計測している。協調型電圧制御装置(CVC)27は、例えばネットワークケーブル31を介して通信ネットワーク30に接続されている。
 配電線2-2には、静止型無効電力補償装置(SVC)37が接続されている。静止型無効電力補償装置(SVC)37には、これを制御する協調型電圧制御装置(CVC)38が接続されている。協調型電圧制御装置(CVC)38は、例えば静止型無効電力補償装置(SVC)37と一体的にまたは併設することができる。協調型電圧制御装置(CVC)38は、静止型無効電力補償装置(SVC)37の制御量を調整することにより、具体的には無効電力出力を調整することにより、静止型無効電力補償装置(SVC)37を制御する。静止型無効電力補償装置(SVC)37は、配電線2-2におけるその設置箇所(自端)において例えば電圧および電流の双方を計測している。協調型電圧制御装置(CVC)38は、例えばネットワークケーブル31を介して通信ネットワーク30に接続されている。
 なお、SVR6および協調型電圧制御装置(CVC)7は、PCS11および協調型電圧制御装置(CVC)12、PCS18および協調型電圧制御装置(CVC)19、静止型無効電力補償装置(SVC)22および協調型電圧制御装置(CVC)23、並びに、協調型電圧計測装置(CVS)8,9,10,17,21よりも、電源側に配置されている。SVR26および協調型電圧制御装置(CVC)27は、静止型無効電力補償装置(SVC)37および協調型電圧制御装置(CVC)38、並びに、協調型電圧計測装置(CVS)35,36よりも、電源側に配置されている。また、図1では、負荷5が変圧器4を介して配電線2-1または2-2に接続されることを示している。
 このように、協調型電圧制御装置(CVC)は、変圧器型の電圧制御機器(LRT1A,SVR6,SVR26)に指令を与える変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)1B,7,27と、無効電力調整型の電圧制御機器(PCS11,PCS18,SVC22,SVC37)に指令を与える無効電力調整型の協調型電圧制御装置(CVC)12,19,23,38に大別される。なお、図1は、協調型電圧制御装置(CVC)の配置構成の一例を示したものである。変圧器型の電圧制御機器は、タップ位置の変更により負荷側の電圧を一律に上下させるが、電源側については電圧をほとんど上下させない電圧制御特性を持つ。無効電力調整型の電圧制御機器は、無効電力制御により負荷側の電圧を一律に上下させるとともに、電源側については配電用変圧器1からの線路インピーダンスに比例して電圧を上下させる電圧制御特性を持つ。このため、無効電力調整型の電圧制御機器は、配電用変圧器1に近いほど、同じ無効電力変化に対する電圧の変化幅が小さくなる。
 次に、協調型電圧計測装置(CVS)8,9,10,17,21,35,36の各構成について説明する。なお、以下では、例えば協調型電圧計測装置(CVS)8について説明するが、協調型電圧計測装置(CVS)9,10,17,21,35,36についても同様である。協調型電圧計測装置(CVS)8は、電圧の計測、編集、監視、および目標電圧範囲変更依頼を出す等をすることができる。ここで、計測は、自端での電圧を計測することであり、編集は、例えば電圧移動平均値を算出すること等であり、監視は、電圧の変動を監視することである。また、目標電圧範囲変更依頼は、後述するように、最新の電圧移動平均値が適正電圧上下限値の範囲内から逸脱したときに発行される。
 図2は、協調型電圧計測装置(CVS)8の構成の一例を示した図である。図2に示すように、協調型電圧計測装置(CVS)8は、電圧計測部40、電圧監視部41、演算処理部42、記憶部43、および通信処理部44を備えている。
 電圧計測部40は、配電線2-1に接続されて、接続された箇所の配電線2-1の電圧を例えば一定周期ごとに計測する。
 電圧監視部41は、電圧計測部40で計測された電圧計測値(V)を例えば一定周期ごとに取得し、これを演算処理部42に送出する。
 演算処理部42は、各種の演算処理等を実行する。具体的には、演算処理部42は、電圧監視部41から最新の電圧計測値を取得するごとに、これを電圧計測値43cとして記憶部43に保存する。電圧計測値43cは例えば一定時間保存される。また、演算処理部42は、電圧監視部41から最新の電圧計測値を取得するごとに、一般に、記憶部43に既に保存されている過去の電圧計測値43cおよび最新の電圧計測値43cを用いて電圧移動平均値43bを算出し、この電圧移動平均値43bを記憶部43に保存する。ここで、電圧移動平均値43bは最新の電圧計測時点を基準として過去一定時間における電圧計測値43cの平均値であり、過去の電圧計測値43cおよび最新の電圧計測値43cを用いて算出される。電圧移動平均値43bは例えば一定時間保存される。また、記憶部43には、適正電圧上下限値43aが予め記憶されている。適正電圧上下限値43aは、適正電圧上限値および適正電圧下限値からなり、協調型電圧計測装置(CVS)8の電圧計測地点を含む配電線2-1の決められた区間について維持すべき適正電圧範囲を規定するものである。なお、適正電圧上下限値43aは、時間的にも可変に設定され得る。
 演算処理部42は、上記の演算処理機能の他、目標電圧範囲変更依頼を発行する機能を有する。すなわち、演算処理部42は、目標電圧範囲変更依頼情報生成部42aを備えており、これにより、最新の電圧移動平均値43bが適正電圧上下限値43aの範囲内から逸脱したときに、目標電圧範囲変更依頼情報を生成する。ここで、適正電圧上下限値43aの範囲内からの逸脱の判定に際して、電圧移動平均値43b以外を使用してもよい。例えば、周期的に電圧を計測して、適正電圧上下限値の範囲内からの逸脱が連続して決められた回数以上である場合を異常と判定してもよい。逸脱したが秒単位で逸脱が解消した場合は逸脱と判定せず、ある程度長い期間で逸脱が発生している場合に逸脱と判定できる方法であれば、どのような判定方法でもよい。
 また、演算処理部42は、変更受容判断部42bを有する。変更受容判断部42bは、LRT1Aを制御する協調型電圧制御装置(CVC:Cooperative Voltage Controller)1Bが目標電圧範囲を変更する前に送信する変更可否確認を受信に対して、受容する、受容しないを少なくとも含む選択肢のいずれかである受容判断を決める。
 演算処理部42は、この目標電圧範囲変更依頼情報を予め定められた協調型電圧制御装置(CVC)、協調型電圧計測装置(CVS)8の場合には協調型電圧制御装置(CVC)12へ通信処理部44を介して送信する。通信処理部44は、ネットワークケーブル31に接続されて通信処理を実行する。なお、目標電圧範囲変更依頼情報は、電圧の変更量と変更方向で構成される。変更方向は増加または減少を表すものである。後述するように、各協調型電圧制御装置(CVC)は、それぞれ目標電圧範囲として目標電圧上下限値が設定され、自端の電圧が自己の目標電圧上下限値の範囲内に維持されるように電圧制御を実施しており、目標電圧範囲変更依頼を受けると、その依頼内容に応じて目標電圧上下限値を変更し再設定する。目標電圧範囲としては、目標電圧上限値または目標電圧下限値と幅など、別の形で表現してもよい。
 以上の構成は、協調型電圧計測装置(CVS)10,17,21についても同様である。また、図2において、配電線2-1を配電線32に変更すれば、協調型電圧計測装置(CVS)9についても同様の構成が成り立ち、配電線2-1を配電線2-2に変更すれば、協調型電圧計測装置(CVS)35,36についても同様の構成が成り立つ。
 次に、協調型電圧制御装置(CVC)1B,7,12,19,23,27,38の構成について説明する。協調型電圧制御装置(CVC)1B,7,12,19,23,27,38は、それぞれ電圧制御機器(LRT1A,SVR6,PCS11,PCS18,SVC22,SVR26,SVC37)からの電圧計測値の収集、編集、監視、および電圧制御機器への目標電圧値指令等を行う。また、協調型電圧制御装置(CVC)12,19,23,38は、目標電圧範囲変更を依頼する機能を有する。ただし、協調型電圧制御装置(CVC)1B,7,27は目標電圧範囲変更を依頼する機能を有さない。ここで、収集は、電圧制御機器が例えば一定周期ごとに計測した自端の電圧計測値を電圧制御機器から取得することであり、編集は、収集した電圧計測値を用いて例えば電圧移動平均値を算出すること等であり、監視は、自端の電圧変動を監視することである。目標電圧値指令は、自端の電圧が目標電圧上下限値の範囲内に収まるように電圧制御機器に対して出力される制御指令である。目標電圧範囲変更依頼は、例えば最新の電圧移動平均値が適正電圧上下限値の範囲内から逸脱したときに発行される。
 次に、無効電力調整型の協調型電圧制御装置(CVC)12,19,23,38の構成について説明する。以下では、例えば協調型電圧制御装置(CVC)12の構成について説明するが、協調型電圧制御装置(CVC)19,23,38についても同様である。
 図3は、協調型電圧制御装置(CVC)12の構成の一例を示した図である。図3に示すように、協調型電圧制御装置(CVC)12は、電圧監視部60、演算処理部61、電圧調整部62、記憶部63、および通信処理部64を備えている。
 電圧監視部60は、PCS11で計測された電圧計測値(V)を例えば一定周期ごとに取得し、これを演算処理部61に送出する。
 演算処理部61は、各種の演算処理等を実行する。具体的には、演算処理部61は、電圧監視部60から最新の電圧計測値を取得するごとに、これを電圧計測値63dとして記憶部63に保存する。電圧計測値63dは例えば一定時間保存される。また、演算処理部61は、電圧監視部60から最新の電圧計測値を取得するごとに、一般に、記憶部63に既に保存されている過去の電圧計測値63dおよび最新の電圧計測値63dを用いて例えば電圧移動平均値63bを算出し、この電圧移動平均値63bを記憶部63に保存する。ここで、電圧移動平均値63bは最新の電圧計測時点を基準として過去一定時間における電圧計測値63dの平均値であり、過去の電圧計測値63dおよび最新の電圧計測値63dを用いて算出される。電圧移動平均値63bは例えば一定時間保存される。また、記憶部63には、適正電圧上下限値63aが予め記憶されている。適正電圧上下限値63aは、適正電圧上限値および適正電圧下限値からなり、PCS11の電圧計測地点を含む配電線33の決められた区間について維持すべき適正電圧範囲を規定する。なお、適正電圧上下限値63aは、時間的にも可変に設定され得る。また、記憶部63には、目標電圧上下限値63cが予め記憶されている。目標電圧上下限値63cは、目標電圧上限値および目標電圧下限値からなり、協調型電圧制御装置(CVC)12の目標電圧範囲を規定する。
 演算処理部61は、目標電圧範囲変更依頼情報生成部61aを有する。目標電圧範囲変更依頼情報生成部61aは、例えば最新の電圧移動平均値63bが適正電圧上下限値63aの範囲内から逸脱したときに、目標電圧範囲変更依頼情報を生成する。ここで、適正電圧上下限値63aの範囲内からの逸脱の判定に際して、電圧移動平均値63b以外の電圧平均値を用いることもできるし、あるいは、自端(設置箇所)の電圧を用いることもできる。目標電圧範囲変更依頼情報は、電圧の変更量と変更方向で構成される。演算処理部61は、この目標電圧範囲変更依頼情報を予め定められた協調型電圧制御装置(CVC)、協調型電圧制御装置(CVC)12の場合には協調型電圧制御装置(CVC)1Bに通信処理部64を介して送信する。通信処理部64は、ネットワークケーブル31に接続されて通信処理を実行する。
 演算処理部61は、目標電圧範囲変更処理部61bを有する。目標電圧範囲変更処理部61bは、他の協調型電圧制御装置(CVC)、または協調型電圧計測装置(CVS)から目標電圧範囲変更依頼情報を受信したときに、目標電圧範囲変更依頼情報に含まれる電圧変更量と変更方向とに基づいて記憶部63に記憶された目標電圧上下限値63cを更新し再設定し得る。なお、協調型電圧制御装置(CVC)の通信処理部54は、ある装置から受信した目標電圧範囲変更依頼情報を別の装置に転送することができる。
 また、演算処理部61は、協調型電圧計測装置(CVS)と同様な変更受容判断部61cを有する。
 電圧調整部62は、電圧監視部60から出力された電圧計測値が目標電圧上下限値63cの範囲内にあるか否かを判定し、電圧計測値が目標電圧上下限値63cの範囲から逸脱している場合には、目標電圧上下限値63cの範囲内に電圧が維持されるようにPCS11が出力する無効電力を制御する。PCS11は、電圧調整部62の制御にしたがって無効電力Qを生成することで電圧を制御する。無効電力Qは、例えば、配電系統に無効電力を送り出す場合を負の値、配電系統から無効電力を吸い込む場合を正の値として定義される。負の無効電力を発生する、すなわち配電系統に無効電力を送り出すことで、電圧を上げることができる。正の無効電力を発生する、すなわち配電系統から無効電力を吸い込むことで、電圧を下げることができる。
 次に、変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)7の構成について説明する。図4は、協調型電圧制御装置(CVC)7の構成の一例を示した図である。図4に示すように、協調型電圧制御装置(CVC)7は、電圧監視部50、演算処理部51、電圧調整部52、記憶部53、および通信処理部54を備えている。
 電圧監視部50は、SVR6で計測された電圧計測値(V)を例えば一定周期ごとに取得し、これを演算処理部51に送出する。
 演算処理部51は、各種の演算処理等を実行する。具体的には、演算処理部51は、電圧監視部50から最新の電圧計測値を取得するごとに、これを記憶部53に保存する(電圧計測値53d)。電圧計測値53dは例えば一定時間保存される。また、演算処理部51は、電圧監視部50から最新の電圧計測値を取得するごとに、一般に、記憶部53に既に保存されている過去の電圧計測値53dおよび最新の電圧計測値53dを用いて電圧移動平均値53bを算出し、この電圧移動平均値53bを、記憶部53に保存する。ここで、電圧移動平均値53bは最新の電圧計測時点を基準として過去一定時間における電圧計測値53dの平均値であり、過去の電圧計測値53dおよび最新の電圧計測値53dを用いて算出される。電圧移動平均値53bは例えば一定時間保存される。また、記憶部53には、適正電圧上下限値53aが予め記憶されている。適正電圧上下限値53aは、適正電圧上限値および適正電圧下限値からなり、SVR6の電圧計測地点を含む配電線2-1の決められた区間について維持すべき適正電圧範囲を規定する。なお、適正電圧上下限値53aは、時間的にも可変に設定され得る。また、記憶部53には、目標電圧上下限値53cが予め記憶されている。目標電圧上下限値53cは、目標電圧上限値および目標電圧下限値からなり、協調型電圧制御装置(CVC)7の目標電圧範囲を規定する。
 なお、変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)7についても、目標電圧範囲変更依頼情報生成部を設ける構成でもよい。以下では、変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)7は、みずからは目標電圧範囲変更依頼を発行しないし、中継もしないものとする。
 演算処理部51は、目標電圧範囲変更処理部51bを有する。目標電圧範囲変更処理部51bは、他の協調型電圧制御装置(CVC)、または協調型電圧計測装置(CVS)から目標電圧範囲変更依頼情報を受信したときに、目標電圧範囲変更依頼情報に含まれる電圧変更量と変更方向とに基づいて記憶部53に記憶された目標電圧上下限値53cを更新し再設定し得る。
 また、演算処理部51は、協調型電圧計測装置(CVS)及び無効電力調整型の協調型電圧制御装置(CVC)と同様な変更受容判断部51cを有する。
 目標電圧範囲変更処理部51bは、他の協調型電圧制御装置(CVC)、または協調型電圧計測装置(CVS)から目標電圧範囲変更依頼情報を受信し、目標電圧上下限値53cを変更する。
 電圧調整部52は、電圧監視部50から出力された電圧計測値が目標電圧上下限値53cの範囲内にあるか否かを判定し、電圧計測値が目標電圧上下限値53cの範囲から逸脱している場合には、目標電圧上下限値53cの範囲内に電圧が維持されるようにSVR6のタップ位置を調整する。SVR6は、電圧調整部52の制御にしたがってタップ位置Tを調整することで電圧を制御する。
 変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)7の構成について説明したが、変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)27の構成も同様である。
 以上の説明からわかるように、配電線に設置されている協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)は、自端の電圧を監視するとともに、例えば電圧移動平均値が適正範囲から逸脱したことを検出した場合には、目標電圧範囲変更依頼を発行するという共通の機能を有している。この共通機能に着目した場合、CVSとCVCを一纏めにして電圧監視機器と呼ぶことができる。
 次に、変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)1Bの構成について説明する。図5は変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)1Bの構成の一例を示した図である。図5と図4との比較からわかるように、変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)1Bは、変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)7,27(図4)と同様に目標電圧範囲変更依頼情報生成部51aを備えない。変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)1Bは、変更受容判断部51cを備えないが、その替わりに目標電圧範囲変更依頼処理部51dを備える。これ以外の部分については共通であるため、目標電圧範囲変更依頼処理部51d以外については説明を省略する。
 目標電圧範囲変更依頼処理部51dは、目標電圧範囲変更依頼情報(電圧の変更量と変更方向)を受信した場合、依頼内容に従って目標電圧範囲を変更しても問題ないかどうかを判断する。この判断を行うにあたっては、目標電圧範囲変更依頼情報が送信されてきた配電線とは別の配電線に接続する電圧監視機器(CVS,CVC)に対して目標電圧範囲を変更しても問題が無いかどうか問合せ、各装置からの応答内容に基づいて判断する。
 次に、本実施の形態に係る配電系統電圧制御システムの動作について説明する。まず、協調型電圧制御装置(CVC)の通常の電圧制御動作について説明する。
 無効電力調整型の協調型電圧制御装置(CVC)12,19,23,38の通常の電圧制御動作について説明する。なお、通常の電圧制御動作は、協調型電圧制御装置(CVC)12,19,23,38に共通するので、特に符号を付さずに説明する。無効電力調整型の協調型電圧制御装置(CVC)は、自端の電圧計測値を短周期(例えば100msec周期)で監視し、これと目標電圧値上下限値とを比較し、目標電圧値上下限値の範囲内からの電圧計測値の逸脱の有無を判定し、逸脱が継続する場合には制御量に逸脱量を加算または減算し、逸脱が無い場合には逸脱量をリセットし、逸脱量が予め定められた閾値を超えた場合には、電圧を目標電圧上下限値内に収めるべくPID(Proportional Integral Differential)制御によりPCS等の電圧制御機器に出力すべき無効電力量を指令する。なお、このような制御は電圧調整部62により実行される(図3)。
 無効電力調整型の協調型電圧制御装置(CVC)の目標電圧上下限値の初期値(目標電圧範囲変更依頼を受けていないときの値)は、自端の電圧計測値の移動平均値(例えば、1分間の電圧移動平均値)に、一定の不感帯幅(例えば、電圧移動平均値の0.5%)を加減算した値とする。これにより、目標電圧範囲変更依頼を受けていない状態では、正側および負側の無効電力の発生余力が十分にあり、無効電力調整型の協調型電圧制御装置(CVC)は自端の電圧急変を回避するように動作する。
 次に、変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)1B,7,27の通常の電圧制御動作について説明する。なお、通常の電圧制御動作は、協調型電圧制御装置(CVC)1B,7,27に共通するので、特に符号を付さずに説明する。変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)は、自端の電圧計測値を短周期(例えば1秒周期)で監視し、これと目標電圧値上下限値とを比較して逸脱の有無を判定し、逸脱が継続する場合には制御量に逸脱量を加算または減算し、逸脱が無い場合には逸脱量をリセットし、逸脱量が予め定められた閾値を超えた場合に、電圧を目標電圧上下限値内に収めるべくタップ位置を変更する指令を出す。なお、タップ動作回数を軽減するため、逸脱量を判定するための電圧積分量の閾値は無効電力調整型の協調型電圧制御装置(CVC)に比べて大きく設定する。なお、このような制御は電圧調整部52により実行される(図4,図5)。
 変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)の目標電圧上下限値の初期値(目標電圧範囲変更依頼を受けていないときの値)は、予め定められた値、もしくは、曜日・時間帯等に応じて定められた値に、一定の不感帯幅(例えば、定められた値の1%)を加減算した値とする。これにより、負荷側について目標電圧範囲変更依頼の無い通常状態での電圧維持を行う。
 次に、協調型電圧計測装置(CVS)または協調型電圧制御装置(CVC)が目標電圧範囲変更依頼を発行する動作について説明する。なお、変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)は目標電圧範囲変更依頼を発行しないため、協調型電圧制御装置(CVC)1B,7,27以外の協調型電圧制御装置(CVC)および協調型電圧計測装置(CVS)が以下の動作を実行する。
 まず、協調型電圧計測装置(CVS)または協調型電圧制御装置(CVC)の電圧監視機能について説明する。
 図6は、目標電圧範囲変更依頼の発行処理を示したフローチャートである。協調型電圧計測装置(CVS)または無効電力調整型の協調型電圧制御装置(CVC)は、自端の電圧計測値を一定周期ごと(例えば1秒周期ごと)に取得し、これを一定時間(例えば1分間)保存する(S1)。例えば協調型電圧計測装置(CVS)8では、電圧監視部41が自端の電圧計測値を一定周期ごとに取得し、この電圧計測値は記憶部43に一定時間保存される。例えば協調型電圧制御装置(CVC)12では、電圧監視部60が自端の電圧計測値を一定周期ごとに取得し、この電圧計測値は記憶部63に一定時間保存される。
 協調型電圧計測装置(CVS)または無効電力調整型の協調型電圧制御装置(CVC)は、電圧計測値を取得するたび(例えば1秒周期)に、電圧移動平均値(例えば至近の過去1分間の電圧移動平均値)を算出し、これを一定時間(例えば1分間)保存する(S2)。例えば協調型電圧計測装置(CVS)8では、目標電圧範囲変更依頼情報生成部42aが電圧移動平均値43bを算出し、これを記憶部43に一定時間保存する。例えば協調型電圧制御装置(CVC)12では、目標電圧範囲変更依頼情報生成部61aが電圧移動平均値63bを算出し、これを記憶部63に一定時間保存する。
 協調型電圧計測装置(CVS)または無効電力調整型の協調型電圧制御装置(CVC)は、適正電圧上下限値(適正電圧上限値と適正電圧下限値)を保持しており、一定周期ごと(例えば1分周期ごと)に、算出された最新の電圧移動平均値と適正電圧上下限値とを比較し(S3)、電圧移動平均値が適正電圧上下限値の範囲から逸脱した場合に(S4,No)、目標電圧値変更依頼を発行する(S5)。例えば協調型電圧計測装置(CVS)8では、目標電圧範囲変更依頼情報生成部42aが上記した比較処理を行い、電圧移動平均値43bが適正電圧上下限値43aの範囲内でない場合に目標電圧範囲変更依頼情報を生成する。例えば協調型電圧制御装置(CVC)12では、目標電圧範囲変更依頼情報生成部61aが上記した比較処理を行い、電圧移動平均値63bが適正電圧上下限値63aの範囲内でない場合に目標電圧範囲変更依頼情報を生成する。目標電圧範囲変更依頼情報は、電圧変更量と電圧変更方向(電圧の上げまたは下げ方向)に関する情報からなる。例えば、電圧移動平均値が適正電圧上限値を逸脱した場合、電圧変更方向は電圧を下げる方向である。電圧変更量は電圧階級の異なる装置間の通信を考慮し、基準電圧で正規化した百分率で与えることが妥当であり、例えば「逸脱量%+0.5%」程度を設定する。この場合、電圧変更量は、実質的には、最新の電圧移動平均値に対する逸脱量の割合として設定される。なお、電圧計測値の逸脱の判定に電圧移動平均値を使用する理由は、秒単位の髭状の電圧変化により一時的に電圧が適正電圧範囲を逸脱した場合に、無用な目標電圧範囲変更依頼の発行を避けるためである。なお、電圧移動平均値が適正電圧上下限値の範囲内の場合(S4,Yes)、S1に戻る。
 次に、目標電圧範囲変更依頼を受けた協調型電圧制御装置(CVC)の動作について説明する。なお、目標電圧範囲変更依頼を発行した協調型電圧制御装置(CVC)自身も、目標電圧範囲変更依頼を受けた協調型電圧制御装置(CVC)と同様の動作を行う。配電用変圧器1の協調型電圧制御装置(CVC)1Bが目標電圧範囲変更依頼を受けた場合の動作は一部異なるため、別途説明する。
 まず、無効電力調整型および変圧器型の双方に共通の動作について説明する。図7は、目標電圧範囲変更依頼を受けた協調型電圧制御装置(CVC)の目標電圧上下限値の変更処理を示したフローチャートである。
 まず、協調型電圧制御装置(CVC)は、目標電圧範囲変更依頼情報を協調型電圧計測装置(CVS)または他の協調型電圧制御装置(CVC)から受信する(S10)。
 次に、協調型電圧制御装置(CVC)は、目標電圧範囲変更依頼情報の内容が電圧を下げる依頼かあるいは上げる依頼かを判別する(S11)。例えば電圧を下げる依頼を受けた場合(S11,Yes)、協調型電圧制御装置(CVC)は、最新の電圧移動平均値を含めてその時点で保存されている複数の電圧移動平均値のうち最大の電圧移動平均値を選択し、これから電圧変更量を差し引いた値を新たな目標電圧上限値とする(S12)。このとき、目標電圧上下限値の幅は一定を保持するために、目標電圧下限値は、目標電圧上限値から不感帯幅を差し引いた値とする(S12)。ただし、このように定めた目標電圧下限値が、当該協調型電圧制御装置(CVC)の適正電圧下限値を下回る場合は(S13,No)、協調型電圧制御装置(CVC)は目標電圧上下限値の設定を行わず、依頼を破棄し、依頼を中継しない(S15)。上記のように定められた目標電圧下限値が適正電圧下限値以上の場合は(S13,Yes)、協調型電圧制御装置(CVC)は目標電圧上下限値の設定を行う(S14)。
 また、電圧を上げる依頼を受けた場合(S11,No)、協調型電圧制御装置(CVC)は、最新の電圧移動平均値を含めてその時点で保存されている複数の電圧移動平均値のうち最小の電圧移動平均値を選択し、これに電圧変更量を加えた値を新たな目標電圧下限値とする(S16)。このとき、目標電圧上下限値の幅は一定を保持するために、目標電圧上限値は、目標電圧下限値に不感帯幅を加えた値とする(S16)。ただし、このように定めた目標電圧上限値が、当該協調型電圧制御装置(CVC)の適正電圧上限値を上回る場合は(S17,No)、協調型電圧制御装置(CVC)は目標電圧上下限値の設定を行わず、依頼を破棄し、依頼を中継しない(S15)。つまり、変更後の目標電圧上下限値は、適正電圧範囲内である必要がある。上記のように定められた目標電圧上限値が適正電圧上限値を下回る場合は(S17,Yes)、協調型電圧制御装置(CVC)は目標電圧上下限値の設定を行う(S14)。
 協調型電圧制御装置(CVC)は、目標電圧範囲変更依頼を受けてから目標電圧上下限値を変更した後、予め定められた電圧協調制御有効時間(例えば1時間)内は目標電圧上下限値を固定するが、電圧協調制御有効時間を経過した後は、目標電圧上下限値を初期値に戻す。
 また、協調型電圧制御装置(CVC)は、電圧協調制御有効時間内でも、新たな目標電圧範囲変更依頼が発生した場合には、後優先で目標電圧上下限値変更を行い、その変更時点からさらに電圧協調制御有効時間をカウントする。ただし、電圧協調動作の輻輳を避けるため、電圧協調制御を実施する装置ごとに重複動作禁止時間を定める。すなわち、協調型電圧計測装置(CVS)は、目標電圧範囲変更依頼を発行してから重複動作禁止時間(例えば10秒)経過前は新たな目標電圧範囲変更依頼を発行(送信)しない。無効電力調整型の協調型電圧制御装置(CVC)は、目標電圧範囲変更依頼発行(送信)から重複動作禁止時間(例えば1分)経過するまでは新たな目標電圧範囲変更依頼発行(送信)を行わない。無効電力調整型の協調型電圧制御装置(CVC)は、目標電圧範囲変更依頼受信から重複動作禁止時間(例えば1分)経過するまでは新たな目標電圧範囲変更依頼受信を行わない。変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)は、目標電圧範囲変更依頼発行(送信)から重複動作禁止時間(例えば30分)経過するまでは新たな目標電圧範囲変更依頼発行(送信)を行わない。変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)は、目標電圧範囲変更依頼受信から重複動作禁止時間(例えば30分)経過するまでは新たな目標電圧範囲変更依頼受信を行わない。なお、重複動作禁止時間は、電圧協調制御有効時間よりも短い。
 次に、目標電圧範囲変更依頼情報の伝送について説明する。目標電圧範囲変更依頼情報は、例えば装置間をリレー方式で伝送される。図8は、協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)間の通信経路(論理ネットワーク)の一例を示した図である。図8において、矢印は目標電圧範囲変更依頼情報の送信可能方向を表している。目標電圧範囲変更依頼情報が送信される範囲は、変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)を越えないように設定される。図8と図1との比較からわかるように、この論理ネットワークは、図1に示した配電系統における協調型電圧計測装置(CVS)群、協調型電圧制御装置(CVC)群、接続制御装置(CC)16、および配電線群の電気的な接続構成に対応したネットワーク構成を有している。つまり、協調型電圧計測装置(CVS)群、協調型電圧制御装置(CVC)群および接続制御装置(CC)16の配置構成は配電系統におけるこれらの接続関係に対応したものとなっている。
 協調型電圧計測装置(CVS)は、目標電圧範囲変更依頼情報を他から受信することはなく、みずから目標電圧範囲変更依頼を発行した場合は、その目標電圧範囲変更依頼情報を予め定められた1または複数の協調型電圧制御装置(CVC)に送信する。例えば、協調型電圧計測装置(CVS)21は、目標電圧範囲変更依頼情報を協調型電圧制御装置(CVC)23に送信する。例えば、協調型電圧計測装置(CVS)36は、目標電圧範囲変更依頼情報を協調型電圧制御装置(CVC)38に送信する。
 協調型電圧制御装置(CVC)は、目標電圧範囲変更依頼情報を他から受信した場合は、その目標電圧範囲変更依頼情報を予め定められた1または複数の別の協調型電圧制御装置(CVC)に送信することができる。ただし、協調型電圧制御装置(CVC)は、目標電圧範囲変更依頼情報を送信元に送信することはない。例えば、協調型電圧制御装置(CVC)23は、目標電圧範囲変更依頼情報を協調型電圧計測装置(CVS)21から受信した場合は、その目標電圧範囲変更依頼情報を協調型電圧計測装置(CVC)19に送信する。
 また、協調型電圧制御装置(CVC)は、みずから目標電圧範囲変更依頼を発行した場合は、その目標電圧範囲変更依頼情報を予め定められた1または複数の別の協調型電圧制御装置(CVC)に送信する。例えば、協調型電圧制御装置(CVC)19は、みずから目標電圧範囲変更依頼を発行した場合は、その目標電圧範囲変更依頼情報を協調型電圧制御装置(CVC)23に送信するとともに接続制御装置(CC)16を介して協調型電圧制御装置(CVC)7にも送信する。例えば、協調型電圧制御装置(CVC)38は、みずから目標電圧範囲変更依頼を発行した場合は、その目標電圧範囲変更依頼情報を協調型電圧制御装置(CVC)27と協調型電圧制御装置(CVC)1Bに送信する。
 図9は、協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)間のリレー方式での通信の一例を示した図である。図9では、例えば、協調型電圧計測装置(CVS)21が目標電圧範囲変更依頼を発行した場合を示している。協調型電圧計測装置(CVS)21は目標電圧範囲変更依頼情報を生成し、これを協調型電圧制御装置(CVC)23に送信する。協調型電圧制御装置(CVC)23は、受信した目標電圧範囲変更依頼情報を協調型電圧制御装置(CVC)19に送信する。協調型電圧制御装置(CVC)19は、受信した目標電圧範囲変更依頼情報を、接続制御装置(CC)16に送信する。接続制御装置(CC)16は、受信した目標電圧範囲変更依頼情報を、協調型電圧制御装置(CVC)7に送信する。つまり、協調型電圧制御装置(CVC)19は、受信した目標電圧範囲変更依頼情報を、接続制御装置(CC)16を介して協調型電圧制御装置(CVC)7に送信する。協調型電圧制御装置(CVC)7は、受信した目標電圧範囲変更依頼情報を協調型電圧制御装置(CVC)7を中継しない。このように、協調型電圧計測装置(CVS)21にて発行された目標電圧範囲変更依頼は、協調型電圧制御装置(CVC)および接続制御装置(CC)16により順次リレー方式で受け渡されて、変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)までの範囲にそれぞれ通知され行き渡ることとなる。
 なお、協調型電圧計測装置(CVS)、協調型電圧制御装置(CVC)、および接続制御装置(CC)16は、それぞれ、目標電圧範囲変更依頼の送信先のネットワークアドレスを保持している。ネットワークアドレスの設定は、目標電圧範囲変更依頼を中継して送信する範囲が変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)までの範囲に留まるようになされる。例えば、協調型電圧計測装置(CVS)21は、送信先として協調型電圧制御装置(CVC)23のネットワークアドレスを保持している。例えば、協調型電圧制御装置(CVC)19は、送信先として協調型電圧制御装置(CVC)23および接続制御装置(CC)16のそれぞれのネットワークアドレスを保持している。なお、協調型電圧制御装置(CVC)19は、みずから目標電圧範囲変更依頼を発行する場合および協調型電圧計測装置(CVS)17から目標電圧範囲変更依頼を受信した場合は、協調型電圧制御装置(CVC)23および接続制御装置(CC)16のネットワークアドレスを送信先として目標電圧範囲変更依頼を送出する。協調型電圧制御装置(CVC)23または接続制御装置(CC)16から目標電圧範囲変更依頼を受信した場合は、受信した目標電圧範囲変更依頼の送信元以外の他方のネットワークアドレスを送信先として目標電圧範囲変更依頼を送出する。
 なお、図8に示すように、論理ネットワークは、電気的な接続に基づいて、すなわち、電圧の上下が直接連動する1つの配電線について構成するが、開閉器または遮断器の開閉状態の変更により電気的な接続が変更になる可能性がある場合には、電気的な接続変更を目標電圧範囲変更依頼を中継して送信する範囲に反映するために接続制御装置(CC)16を設置する。開閉器または遮断器が投入されている場合には、接続制御装置(CC)16は目標電圧範囲変更依頼を中継し、開閉器または遮断器が開放されている場合には、接続制御装置(CC)16は目標電圧範囲変更依頼を破棄する。例えば、図1において、配電線2-1の開閉器15を開放し、配電線2-1の開閉器15より負荷側の系統部分を配電線2-2の系統部分と接続する場合もある。このような場合に、接続制御装置(CC)16により下流の範囲の電気的な接続の変更を通信経路に反映することで、目標電圧範囲変更依頼を中継する範囲が配電系統の接続を適切に反映したものとなり、電圧協調制御が実効的なものとなる。
 また、図8では、協調型電圧制御装置(CVC)1B,7,27から他の協調型電圧制御装置(CVC)へ向かう矢印は記載されていないが、これは前述したように、変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)は、みずからは目標電圧範囲変更依頼の発行を行わず、しかも、協調型電圧計測装置(CVS)から目標電圧範囲変更依頼情報を受信した場合でも、これを他の協調型電圧制御装置(CVC)に中継しないことを表している。
 次に、配電用変圧器1の協調型電圧制御装置(CVC)1Bが目標電圧範囲変更依頼を受けた場合の動作について説明する。
 協調型電圧制御装置(CVC)1Bは、他の協調型電圧制御装置(CVC)または協調型電圧計測装置(CVS)により発行された目標電圧範囲変更依頼を受信した場合、まず、依頼内容に従って目標電圧範囲を変更するか否かを判断する。これは、以下の理由による。
 図1に示したように、配電用変圧器1の二次側には母線29が接続され、母線29には配電線2-1および配電線2-2が接続されている。また、配電線2-1には発電源(PV)が接続されているが配電線2-2に接続されている発電源(PV)は存在しない。そのため、例えば、配電線2-1は発電源(PV)により末端電圧が上昇し、一方、配電線2-2は負荷のみが接続されているため末端電圧が下降しているようなケースとなり得る。一例を示すと、配電線2-1の協調型電圧計測装置(CVS)8が電圧上限違反を検出し、目標電圧範囲を下げる依頼(目標電圧範囲変更依頼)電圧低下依頼を送信した場合、この依頼を受けた協調型電圧制御装置(CVC)1Bは、依頼どおりに目標電圧上下限を下げることによりタップ操作を行うと、今度は配電線2-2側の協調型電圧計測装置(CVS)36が電圧下限逸脱を検出し、電圧上昇依頼を送信するといったハンチング現象が発生する恐れがある。このように、ある特定の配電線の系から受けた目標電圧範囲変更依頼にしたがって直ちに変更を行うと、動作が不安定になるとともに、タップ動作回数が不必要に増加してしまい、問題である。そのため、協調型電圧制御装置(CVC)1Bは、目標電圧範囲変更依頼を受信すると、目標電圧範囲を変更した後すぐに逆方向への目標電圧の変更を実施することを繰り返すハンチング現象が生じないかどうかを確認し、変更しても問題ないことが確認できる場合に、目標電圧範囲を変更する。
 具体的には、協調型電圧制御装置(CVC)1Bは、目標電圧範囲変更依頼を受信すると、依頼を送信してきた装置が接続されている配電線とは異なる配電線に接続されている協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)に対して目標電圧範囲を変更しても問題ないかどうかという変更可否確認を問合せ、その応答結果が受容するを示す場合には目標電圧範囲を変更し、受容しないを示す場合には目標電圧範囲を変更しない。例えば、協調型電圧制御装置(CVC)1Bは、目標電圧範囲を下げるように依頼する内容の目標電圧範囲変更依頼を配電線2-1に接続されている協調型電圧制御装置(CVC)から受信した場合、配電線2-2に接続されている協調型電圧制御装置(CVC)27,38および協調型電圧計測装置(CVS)35,36に対して、目標電圧範囲を下げても問題ないかどうかの問合せを目標電圧の変更量とともに送信する。その後、決められた時間内(例えば60秒以内)に否定応答(目標電圧の変更を受容しない旨の応答)を受信しなければ、目標電圧範囲を変更する。なお、協調型電圧制御装置(CVC)1Bから各装置への問合せ、および応答は、目標電圧範囲変更依頼と同様に中継される。図10は、協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)間で問合せおよび応答をリレー方式で通信する経路の一例を示した図である。図10において、矢印は、問合せ、および応答の送信可能方向を表している。問合せは上流(CVC1B)から他の装置(CVS,CVC)に向けた方向に中継され、応答は逆方向(CVC1Bに向けた方向)に中継される。変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)も、変更可否確認の問合せと応答は中継する。なお、変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)が、その電圧制御責任範囲に協調型電圧制御装置(CVC)1Bの目標電圧範囲の変更の影響を及ぼさないようにできるかどうか判断し、影響を及ぼさないようにできる場合は、変更可否確認の問合せと応答を中継しないようにしてもよい。
 目標電圧範囲変更依頼を受けた場合の協調型電圧制御装置(CVC)1Bの動作について、図11を用いて詳しく説明する。なお、図11は、目標電圧範囲変更依頼を受けた協調型電圧制御装置(CVC)1Bの目標電圧上下限値の変更処理を示したフローチャートである。協調型電圧制御装置(CVC)1B以外の協調型電圧制御装置(CVC)が目標電圧範囲変更依頼を受けた場合の動作を示したフローチャート(図7)と図11との比較からわかるように、図11に示したフローチャートは、図7に示したフローチャートに対してステップS31およびS32を追加するとともに、ステップS15をステップS33に置き換えたものである。これらのステップS31~S33以外は図7に示したフローチャートと共通であるため、共通部分の説明は省略する。
 協調型電圧制御装置(CVC)1Bは、ステップS13またはS17を実行し、目標電圧上下限値の設定(変更)が可能と判断した場合(S13でYes、またはS17でYes)、目標電圧範囲を変更しても問題ないか否かを、目標電圧範囲変更依頼の送信元装置が接続されている配電線以外の配電線に接続されている全ての協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)に対して問い合わせる(S31)。例えば、協調型電圧計測装置(CVS)12から目標電圧範囲変更依頼を受けた場合、協調型電圧制御装置(CVC)1Bは、目標電圧範囲を変更しても問題ないか否かを協調型電圧計測装置(CVS)35,36および協調型電圧制御装置(CVC)27,38に問い合わせる。なお、問い合わせる際には、変更内容を通知する。例えば、ステップS12またはS16で決定した目標電圧上下限値、すなわち、再設定する予定の目標電圧上下限値を通知してもよいし、もっと単純に、目標電圧上下限値を変更する方向(上げるのか、それとも下げるのか)を通知してもよい。その後、変更を受容しない旨の応答(問題ありを示す応答)を決められた時間(例えば60秒)以内に受信した場合(S32でYes)、協調型電圧制御装置(CVC)1Bは目標電圧上下限値の設定を行わない(S33)。これに対して、変更を受容しない旨の応答を受信しない場合(S32でNo)、協調型電圧制御装置(CVC)1Bは目標電圧上下限値の設定を行う(S14)。なお、ステップS31およびS32の処理は、例えば目標電圧範囲変更依頼処理部51dが行う。目標電圧上下限値の設定(変更)を行う否かの判断は、例えば目標電圧範囲変更処理部51bが行う。
 変更を受容しない旨の応答を決められた時間以内に受信したかどうかで目標電圧上下限値を変更するか否かを判断する構成としたこと、および、問合せを中継する構成としたことにより、協調型電圧制御装置(CVC)1Bは保持する情報を削減できる。すなわち、協調型電圧制御装置(CVC)1Bは直接の通信相手となる装置(図1の場合は協調型電圧制御装置(CVC)7および27)の情報のみを保持すればよく、配電系統電圧制御システム内の他の装置(CVS,CVC)の情報を保持する必要がなくなる。
 次に、協調型電圧制御装置(CVC)1Bから目標電圧上下限値を変更しても問題ないか否かの問合せを受けた場合の協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)の動作について説明する。
 図12は、目標電圧範囲を変更しても問題ないか否かの問合せを受けた場合の協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)の動作例を示したフローチャートである。これらの動作は主に、変更受容判断部42b、61c、51bによりなされる。
 まず、協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)は、目標電圧範囲を変更しても問題ないか否かの問合せとしての変更可否確認を受信する(S40)。
 次に、変更可否確認を受信した協調型電圧制御装置(CVC)は、必要に応じて変更可否確認を中継する(S41)。例えば、協調型電圧制御装置(CVC)12は、変更可否確認を上流の協調型電圧制御装置(CVC)1Bから受信すると、送信元の装置(CVC1B)以外の装置(CVS8,CVC7)へ転送する(図10参照)。なお、協調型電圧計測装置(CVS)が通信可能な相手は1台の協調型電圧制御装置(CVC)であるため、このステップS41は実行しない。
 次に、協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)は、変更可否確認に従った動作の実行(目標電圧範囲の変更)を受容可能かどうか判断する(ステップS42)。例えば、変更可否確認が示している動作(目標電圧範囲を全体的に上げる、または、下げる)が実行された後の監視する箇所(自端)の電圧である監視電圧を予測し、予測した自端の監視電圧(例えば電圧移動平均値)が適正電圧上下限値の範囲を逸脱する可能性が高い場合、すなわち、協調型電圧制御装置(CVC)1Bで目標電圧範囲が変更されることにより、今度は自装置が目標電圧範囲変更依頼(逆方向への変更依頼)を発行する可能性が高い場合には、受容不可能と判断する。
 受容不可能の場合(S42,No)、協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)は、目標電圧範囲の変更を受容しない旨の応答を送信する(S43)。一方、目標電圧範囲の変更を受容可能な場合には(S42でYes)、応答を送信しない(S44)。
 このように、目標電圧範囲の変更を受容不可能な場合にのみ応答を送信する構成とすることにより、協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)の処理負荷を軽減することができる。また、ネットワークのトラフィックが必要以上に増大するのを回避でき、システムを大規模化した場合にネットワークで輻輳が発生する確率の上昇を抑えることができる。
 なお、上述したように、協調型電圧制御装置(CVC)1Bは、問合せ(変更可否確認の送信)を行ってから決められた時間内に、1台以上の装置から目標電圧範囲の変更が受容不可能である旨の応答を受信すると、目標電圧範囲を変更しない。そのため、上記のステップS41で行うようにしている変更可否確認の中継は、ステップS42で目標電圧範囲の変更を受容可能と判断した後に行うようにしてもよい。自装置が変更を受容しない旨の応答を送信するのであれば、これを受信した協調型電圧制御装置(CVC)1Bは目標電圧範囲を変更しないことに決定するため、他の装置(CVS,CVC)が目標電圧範囲の変更が受容可能か否かをさらに判断する必要が無くなるためである。目標電圧範囲の変更を受容可能と判断した場合にのみ変更可否確認を中継する構成とした場合、協調型電圧制御装置(CVC)の処理負荷をさらに軽減できるとともに、ネットワークで輻輳が発生する確率をさらに低くできる。
 以上説明したように、本実施の形態によれば、同一の配電線に接続された変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)、無効電力調整型の協調型電圧制御装置(CVC)、協調型電圧計測装置(CVS)および配電用変圧器に設置された変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)間を通信可能に接続し、同一の配電線に接続された無効電力調整型の協調型電圧制御装置(CVC)および協調型電圧計測装置(CVS)のいずれかで目標電圧範囲変更依頼が発行された場合には、この目標電圧範囲変更依頼が通信によって変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)および無効電力調整型の協調型電圧制御装置(CVC)のすべてに行き渡るようにし、目標電圧範囲変更依頼を受けたすべての協調型電圧制御装置(CVC)が協調して電圧制御を行うようにしたので、従来のように中央装置(集中電圧制御装置)を用いることなく、複数の協調型電圧制御装置(CVC)間で協調した電圧制御を実現することができる。
 また、配電用変圧器に設置された変圧器型の協調型電圧制御装置(CVC)は、目標電圧範囲変更依頼を受けた場合、依頼元の装置が接続されている配電線とは異なる配電信に接続されて電圧を監視している協調型電圧制御装置(CVC)および協調型電圧計測装置(CVS)に対し、変更依頼に従って目標電圧範囲を変更しても問題が無いかどうかを問い合わせ、問題がない場合に目標電圧範囲を変更することとしたので、目標電圧の上昇を要求する変更依頼と目標電圧の下降を要求する変更依頼が頻発してしまうハンチング現象の発生を防止することができ、安定した制御を実現できる。
実施の形態2.
 本実施の形態では、配電用変圧器に設置された協調型電圧制御装置(CVC)の変形例について説明する。なお、配電系統電圧制御システムの構成などは実施の形態1と同様とする。
 実施の形態1において、協調型電圧制御装置(CVC)1Bは、目標電圧範囲変更依頼を受信した場合、依頼元の装置が接続されている配電線とは異なる配電線に接続されている協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)に対し、目標電圧範囲の変更を受容できるかどうかを問合せ、全ての装置が受容可能と判断した場合(決められた時間内に受容不可能を示す応答を送信してきた装置が一台も無い場合)、目標電圧範囲を変更することとした。また、問合せを受けた協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)は、変更を受容できない場合にのみ応答を送信することとした。しかし、この動作は、以下のように変更しても構わない。
(変形例1)
 協調型電圧制御装置(CVC)1Bから目標電圧範囲の変更を受容できるかどうかの問合せを受けた協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)は、変更を受容できる場合にもその旨を示す応答を送信し、協調型電圧制御装置(CVC)1Bは、決められた時間内に受信した応答が全て、受容可能を示している場合に目標電圧範囲を変更する。このような構成とした場合、制御の信頼性を高めることができる。変更可否確認を送信する電圧監視機器を管理する電圧監視機器管理部を備え、変更可否確認を送信した全ての電圧監視機器から変更を受容する応答を受け取った時点で、目標電圧範囲を変更すると判断するようにしてもよい。
(変形例2)
 協調型電圧制御装置(CVC)1Bから目標電圧範囲の変更を受容できるかどうかの問合せを受けた電圧監視機器である協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)は、変更を受容できる場合にもその旨を示す応答を送信し、協調型電圧制御装置(CVC)1Bは、決められた時間内に受信した応答のうち、受容可能を示す応答が一定の割合(例えば90%)を超えている場合に目標電圧範囲を変更する。また、協調型電圧制御装置(CVC)1Bは、目標電圧範囲の変更を受容できるかどうか問い合わせた各装置に対して、変更を実施したかどうかである変更実施結果を通知する。変更実施結果を受けた装置のうち、変更を受容できないと応答していた装置は、一定時間(例えば1時間)が経過するまでは目標電圧範囲変更依頼を発行しない。このような構成とした場合、より柔軟な制御を実現できる。また、変更が実施された後、変更を受容できないと応答していた装置は、決められた時間が経過するまで逆方向の目標電圧範囲変更依頼を発行しないので、ハンチング現象の発生を抑えることができる。電圧監視機器が返す受容判断として、「受容する」、「受容しない」に加えて、「望ましくないが受容する」を返すようにしてもよい。「望ましくないが受容する」という受容判断を返した電圧監視機器が存在する場合だけ、変更実施結果を送信するようにしてもよい。
(変形例3)
 協調型電圧制御装置(CVC)1Bから目標電圧範囲の変更を受容できるかどうかの問合せを受けた協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)は、変更を受容できる場合にもその旨を示す応答を送信し、協調型電圧制御装置(CVC)1Bは、決められた時間内に受信した応答のうち、受容可能を示す応答が一定の割合(例えば90%)を超えている場合に目標電圧範囲を変更する。また、協調型電圧制御装置(CVC)1Bは、目標電圧範囲の変更を受容できるかどうか問い合わせた各装置に対して、変更を実施したことを通知する。この通知を受けた装置のうち、変更を受容できないと応答していた装置は、決められた時間(例えば1時間)にわたって、電圧の適正範囲(適正電圧上下限値)を通常時よりも広げる。すなわち、適正電圧上限値をそれまでよりも大きな値にするとともに適正電圧下限値をそれまでよりも小さな値とする。このような構成とした場合、より柔軟な制御を実現できる。また、変更が実施された後、変更を受容できないと応答していた装置は、決められた時間が経過するまでの間は目標電圧範囲変更依頼を発行する確率が低下するので、ハンチング現象の発生を抑えることができる。なお、電圧の適正範囲を広げる際には、上限値または下限値の一方のみを変更するようにしても構わない。協調型電圧計測装置(CVS)は、例えば、目標電圧範囲を下げる変更を行ってもよいかの問い合わせを受け、変更を受容できない旨の応答を行ったにもかかわらず変更が実施された場合(変更実施が通知されてきた場合)、適正電圧下限値のみを一定時間にわたって、それまでよりも低い値に変更する。
(変形例4)
 上記の変形例2および3は、さらに、以下のように変形してもよい。
協調型電圧制御装置(CVC)1Bから目標電圧範囲の変更を受容できるかどうかの問合せを受けた協調型電圧計測装置(CVS)および協調型電圧制御装置(CVC)は、変更が実施されることにより、自端の電圧が適正電圧上下限値の範囲を逸脱する可能性が高いが法定電圧範囲(日本の場合は例えば95V~107Vの範囲)を逸脱する可能性は低い場合(第1のケース)には受容判断として「望ましくないが受容する」、自端の電圧が法定電圧範囲を逸脱する可能性が高い場合(第2のケース)には「受容しない」を送信する。協調型電圧制御装置(CVC)1Bは、「受容しない」を1つでも受信した場合、目標電圧範囲を変更しない。一方、「受容しない」を一つも受信しない場合は、上述したとおり、決められた時間内に受信した応答のうち、受容可能を示す応答が一定の割合(例えば90%)を超えている場合に目標電圧範囲を変更する。このような構成とした場合、柔軟な制御およびハンチング現象の回避が実現でき、さらに、法定電圧範囲から逸脱することのない信頼性の高い配電系統電圧制御システムを実現できる。
 以上のように、本発明は、集中電圧制御装置を必要としない配電系統電圧制御システムを実現する場合に有用である。
 1 配電用変圧器、1A LRT(負荷時タップ切替器付変圧器)、1B 協調型電圧制御装置(CVC)、2-1,2-2,32~34 配電線、3-1,3-2 遮断器、4,14,24 変圧器、5 負荷、6,26 SVR、7,12,19,23,27,38 協調型電圧制御装置(CVC)、8,9,10,17,21,35,36 協調型電圧計測装置(CVS)、11,18 パワーコンディショナ(PCS)、15 開閉器、16 接続制御装置(CC)、22,37 静止型無効電力補償装置(SVC)、29 母線、30 通信ネットワーク、31 ネットワークケーブル、40 電圧計測部、41,50,60 電圧監視部、42,61 演算処理部、42a 目標電圧範囲変更依頼情報生成部、42b,51c,61c 変更受容判断部、43,53,63 記憶部、43a,53a,63a 適正電圧上下限値、43b,53b,63b 電圧移動平均値、44,54,64 通信処理部、51 演算処理部、51b,61b 目標電圧範囲変更処理部、51d 目標電圧範囲変更依頼処理部、52 電圧調整部、53c,63c 目標電圧上下限値、43c,53d,63d 電圧計測値、61d 無効電力積分値算出部、62 電圧調整部。

Claims (12)

  1.  複数の配電線が接続されている母線の電圧を変更する電圧制御装置を、前記母線の電圧が目標電圧範囲に入るように制御する電圧調整部と、
     前記配電線に接続された電圧制御機器を制御する電圧制御装置または前記配電線に設置され設置箇所の電圧を計測する電圧計測装置である電圧監視機器との間で通信する通信処理部と、
     前記電圧監視機器から前記目標電圧範囲の変更依頼を受信した場合に、当該変更依頼を送信した前記電圧監視機器が接続されている配電線とは別の配電線に接続されている前記電圧監視機器に対して前記目標電圧範囲を変更してよいかどうかを問合せる変更可否確認を前記通信処理部を介して送信し、前記変更可否確認に対する前記電圧監視機器からの応答に基づいて、前記目標電圧範囲を変更するか否かを決定する目標電圧範囲変更依頼処理部と、
     前記目標電圧範囲変更依頼処理部が変更すると決定した場合に前記目標電圧範囲を変更する目標電圧範囲変更処理部と、
     を備えることを特徴とする電圧制御装置。
  2.  前記目標電圧範囲変更依頼処理部は、変更を受容しない応答を受信した時点で、前記目標電圧範囲を変更しないと判断することを特徴とする請求項1に記載の電圧制御装置。
  3.  前記目標電圧範囲変更依頼処理部は、変更を受容しない応答を受信することなく前記変更可否確認を送信してから決められた時間が経過した場合に、前記目標電圧範囲を変更すると判断することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電圧制御装置。
  4.  前記目標電圧範囲変更依頼処理部は、前記変更可否確認を送信してから決められた時間が経過するまでの間に受け取った応答のうち、変更を受容する応答の数が受け取った全応答の一定の割合を超えている場合に、前記目標電圧範囲を変更すると判断することを特徴とする請求項1に記載の電圧制御装置。
  5.  前記変更可否確認を送信する前記電圧監視機器を管理する電圧監視機器管理部を備え、
     前記目標電圧範囲変更依頼処理部は、前記変更可否確認を送信した全ての前記電圧監視機器から変更を受容する応答を受け取った時点で、前記目標電圧範囲を変更すると判断することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電圧制御装置。
  6.  目標電圧範囲を変更したかどうかである変更実施結果を前記通信処理部を介して送信する変更実施結果通知部を備えることを特徴とする請求項1に記載の電圧制御装置。
  7.  前記変更可否確認を受信した前記電圧監視機器が、受容する、望まないが受容する、受容しないのいずれかを返し、
     前記変更実施結果通知部は、望まないが受容すると応答した前記電圧監視機器が存在する場合だけ、前記変更実施結果を送信することを特徴とする請求項6に記載の電圧制御装置。
  8.  複数の配電線が接続する母線の電圧を変更する電圧制御機器を前記母線の電圧が目標電圧範囲内になるように制御する電圧制御装置から送信された前記目標電圧範囲の変更可否確認に対して、受容する、受容しないを少なくとも含む選択肢のいずれかである受容判断を決める変更受容判断部と、
     前記変更可否確認を受信し、前記変更受容判断部が決めた前記受容判断を前記電圧制御装置に送信する通信処理部とを備えた電圧監視機器。
  9.  監視する箇所の電圧である監視電圧が適正電圧範囲から逸脱した場合に、前記電圧制御装置に対して前記目標電圧範囲の変更を依頼するために前記通信処理部から送信される目標電圧範囲変更依頼情報を生成する目標電圧範囲変更依頼情報生成部を備え、
     変更したという前記変更実施結果を前記通信処理部が受信してから決められた時間が経過するまでは、前記変更実施結果と逆方向の前記目標電圧範囲変更依頼情報を送信しないことを特徴とする請求項8に記載の電圧監視機器。
  10.  前記変更受容判断部が、前記変更可否確認に含まれる変化方向と電圧変更量に基づいて変更実施後の前記監視電圧を予測し、予測された前記監視電圧が前記適正電圧範囲から逸脱する場合に受容しないと判断することを特徴とする請求項8または請求項9に記載の電圧監視機器。
  11.  前記変更受容判断部が、前記変更可否確認に含まれる変化方向と電圧変更量に基づいて変更実施後の前記監視電圧を予測し、予測された前記監視電圧が法定電圧範囲から逸脱する場合に受容しないと判断することを特徴とする請求項8または請求項9に記載の電圧監視機器。
  12.  前記変更受容判断部が、前記変更可否確認に含まれる変化方向と電圧変更量に基づいて変更実施後の前記監視電圧を予測し、予測された前記監視電圧が前記法定電圧範囲内であり、予測された前記監視電圧が適正電圧範囲から逸脱する場合に、望ましくないが受容すると判断することを特徴とする請求項11に記載の電圧監視機器。
PCT/JP2013/073368 2013-08-30 2013-08-30 電圧制御装置および電圧監視機器 WO2015029227A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201380079119.6A CN105493382B (zh) 2013-08-30 2013-08-30 电压控制装置及电压监视设备
JP2014506681A JP5538639B1 (ja) 2013-08-30 2013-08-30 電圧制御装置および電圧監視機器
PCT/JP2013/073368 WO2015029227A1 (ja) 2013-08-30 2013-08-30 電圧制御装置および電圧監視機器
US14/911,698 US10090679B2 (en) 2013-08-30 2013-08-30 Voltage controller and voltage monitoring device
HK16108703.3A HK1220814A1 (zh) 2013-08-30 2016-07-20 電壓控制裝置及電壓監視設備

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/073368 WO2015029227A1 (ja) 2013-08-30 2013-08-30 電圧制御装置および電圧監視機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015029227A1 true WO2015029227A1 (ja) 2015-03-05

Family

ID=51409441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/073368 WO2015029227A1 (ja) 2013-08-30 2013-08-30 電圧制御装置および電圧監視機器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10090679B2 (ja)
JP (1) JP5538639B1 (ja)
CN (1) CN105493382B (ja)
HK (1) HK1220814A1 (ja)
WO (1) WO2015029227A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3297114A1 (en) * 2016-09-19 2018-03-21 General Electric Company System and method for regulation of voltage on an electric power system
WO2018063753A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-05 Intel Corporation Processor voltage control using running average value
JP6537761B1 (ja) * 2019-01-11 2019-07-03 三菱電機株式会社 電力変換システムおよび電力変換装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9979192B2 (en) * 2014-07-29 2018-05-22 General Electric Company System and method for controlling a power distribution network
JP6478588B2 (ja) * 2014-11-26 2019-03-06 三菱電機株式会社 電圧制御装置および電圧計測装置
US10185295B2 (en) * 2015-09-30 2019-01-22 Osram Sylvania Inc. Dynamic control of switching frequency in a switch mode power converter
DE102016116589A1 (de) * 2016-09-06 2018-03-08 Innogy Se Verfahren und System zur dezentralen Weitbereichsregelung
CN106853775B (zh) * 2016-12-15 2019-03-01 广东高标电子科技有限公司 飞车保护的启动方法及装置
CN114144970B (zh) * 2019-07-23 2024-01-16 三菱电机株式会社 电力变换装置
CN113131612B (zh) * 2021-03-24 2023-06-27 上海康达电力安装工程有限公司 智能配电监测方法、系统、智能终端及存储介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006325380A (ja) * 2005-05-17 2006-11-30 Keiichi Sato 電圧・無効電力制御システム及び電圧・無効電力制御方法
WO2013065114A1 (ja) * 2011-10-31 2013-05-10 三菱電機株式会社 配電系統電圧制御システム、配電系統電圧制御方法、及び集中電圧制御装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05292670A (ja) 1992-04-10 1993-11-05 Hitachi Ltd 配電系統分散電源制御システム
JP3044640B2 (ja) 1993-03-12 2000-05-22 株式会社日立製作所 電圧調整装置の監視制御システム
JP3455805B2 (ja) 1994-06-02 2003-10-14 株式会社日立製作所 高圧配電線の電圧制御方法および装置
JP3722908B2 (ja) 1996-05-31 2005-11-30 関西電力株式会社 配電系統制御装置
JP3526513B2 (ja) 1997-06-30 2004-05-17 株式会社東芝 自動電圧調整装置
JP3825171B2 (ja) 1998-04-06 2006-09-20 関西電力株式会社 配電系統制御システム
JP3426961B2 (ja) 1998-05-11 2003-07-14 株式会社キューキ 自律型配電線電圧調整装置及びそれを用いた高圧配電線の電圧制御方法
US6909942B2 (en) 2002-02-25 2005-06-21 General Electric Company Method for power distribution system components identification, characterization and rating
JP4019150B2 (ja) 2004-03-17 2007-12-12 独立行政法人産業技術総合研究所 配電系統情報監視システム
JP4498247B2 (ja) 2005-09-08 2010-07-07 財団法人電力中央研究所 配電系統の電圧制御方法、装置並びにプログラム
JP5302700B2 (ja) 2009-02-04 2013-10-02 三菱電機株式会社 配電系統の電圧監視制御システムによる電圧監視制御方法
US9329619B1 (en) * 2009-04-06 2016-05-03 Dynamics Inc. Cards with power management
CN102122819A (zh) 2010-12-16 2011-07-13 天津工业大学 可用于微电网的有载调压变压器控制器
US8812167B2 (en) * 2011-04-19 2014-08-19 General Electric Company Volt/var switch plan
US20130311792A1 (en) * 2012-05-18 2013-11-21 Prahallada PONNATHOTA Voltage scaling architecture on system-on-chip platform
JP6040569B2 (ja) * 2012-05-22 2016-12-07 ソニー株式会社 制御システム
CN104303392A (zh) * 2012-05-22 2015-01-21 索尼公司 控制系统
US9178356B2 (en) * 2012-08-29 2015-11-03 Robert L. Bryson Low voltage solar electric energy distribution
US9678520B2 (en) * 2013-03-15 2017-06-13 Dominion Resources, Inc. Electric power system control with planning of energy demand and energy efficiency using AMI-based data analysis
US9170642B2 (en) * 2013-03-21 2015-10-27 Applied Micro Circuits Corporation Dynamic power control

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006325380A (ja) * 2005-05-17 2006-11-30 Keiichi Sato 電圧・無効電力制御システム及び電圧・無効電力制御方法
WO2013065114A1 (ja) * 2011-10-31 2013-05-10 三菱電機株式会社 配電系統電圧制御システム、配電系統電圧制御方法、及び集中電圧制御装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3297114A1 (en) * 2016-09-19 2018-03-21 General Electric Company System and method for regulation of voltage on an electric power system
US10048709B2 (en) 2016-09-19 2018-08-14 General Electric Company System and method for regulation of voltage on an electric power system
WO2018063753A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-05 Intel Corporation Processor voltage control using running average value
US10228755B2 (en) 2016-09-30 2019-03-12 Intel Corporation Processor voltage control using running average value
JP6537761B1 (ja) * 2019-01-11 2019-07-03 三菱電機株式会社 電力変換システムおよび電力変換装置
WO2020144841A1 (ja) * 2019-01-11 2020-07-16 三菱電機株式会社 電力変換システムおよび電力変換装置

Also Published As

Publication number Publication date
HK1220814A1 (zh) 2017-05-12
CN105493382B (zh) 2018-04-27
US10090679B2 (en) 2018-10-02
JP5538639B1 (ja) 2014-07-02
US20160233681A1 (en) 2016-08-11
JPWO2015029227A1 (ja) 2017-03-02
CN105493382A (zh) 2016-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5538639B1 (ja) 電圧制御装置および電圧監視機器
JP5389303B1 (ja) 配電系統電圧制御システム及び電圧制御装置
JP5710082B1 (ja) 変圧器型の電圧制御装置、無効電力調整型の電圧制御装置、および配電系統電圧制御システム
US10348128B2 (en) Voltage control device and voltage measurement device
JP5393934B1 (ja) 電圧監視制御装置、電圧制御装置および電圧監視制御方法
US11322940B2 (en) System for frequency regulation on a power distribution network
WO2015022746A1 (ja) 電圧監視制御装置および電圧制御装置
Ardakanian et al. Realtime distributed congestion control for electrical vehicle charging
JP6478588B2 (ja) 電圧制御装置および電圧計測装置
JP5269524B2 (ja) 電力系統の各変電所の分散制御方法
JP2016182021A (ja) 無効電力協調制御装置および電力制御システム
KR102496049B1 (ko) 상위 계통 전압 조정 대응형 부하 예측 모델 기반의 전압 최적화 제어를 통한 보전 전압 강하를 위한 전압 제어 장치
US20200373758A1 (en) System for frequency regulation on a power distribution network
JP6627560B2 (ja) 自律分散型電圧制御方式および同方式における隣接機器の検出方法
US11309734B2 (en) System for controlling power consumption on a distribution grid
US20200313459A1 (en) Network management
JP7005444B2 (ja) サーバ装置、制御システム、及び制御方法
WO2016121014A1 (ja) 電圧制御装置および電圧制御装置の制御方法
JP2014116876A (ja) 通信端末、通信システム及び通信方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201380079119.6

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014506681

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13892127

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14911698

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13892127

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1