WO2022044169A1 - 直流配電システム、制御装置、異常検知方法、及びプログラム - Google Patents

直流配電システム、制御装置、異常検知方法、及びプログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2022044169A1
WO2022044169A1 PCT/JP2020/032212 JP2020032212W WO2022044169A1 WO 2022044169 A1 WO2022044169 A1 WO 2022044169A1 JP 2020032212 W JP2020032212 W JP 2020032212W WO 2022044169 A1 WO2022044169 A1 WO 2022044169A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power
sum
distribution
base
control device
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/032212
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
直樹 花岡
英俊 高田
憲光 田中
尚倫 中村
Original Assignee
日本電信電話株式会社
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 日本電信電話株式会社 filed Critical 日本電信電話株式会社
Priority to PCT/JP2020/032212 priority Critical patent/WO2022044169A1/ja
Priority to JP2022544972A priority patent/JP7435800B2/ja
Priority to US18/042,486 priority patent/US20230327424A1/en
Publication of WO2022044169A1 publication Critical patent/WO2022044169A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G01R19/2513Arrangements for monitoring electric power systems, e.g. power lines or loads; Logging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/42Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to product of voltage and current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/28Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a technique for detecting an accident such as a ground fault or a short circuit that has occurred in a power distribution system.
  • a distance relay eg, a more relay described in Non-Patent Document 1
  • the distance relay operates when the voltage and current are input quantities and the function of the ratio of voltage and current becomes a predetermined value or less. This ratio is called the impedance seen by the relay.
  • high-voltage DC distribution systems have been introduced in order to reduce the power loss of the entire system and save energy.
  • power is distributed by a high voltage such as 380V.
  • Non-Patent Document 1 Since the direct current used in the high-voltage direct current distribution system does not have a reactance component, a distance relay such as the mo-relay described in Non-Patent Document 1 cannot be used. Further, there is no distance relay for high voltage DC distribution such as 380V on the market.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a technique capable of detecting an abnormality generated in a DC power distribution system.
  • a DC distribution system that distributes power by direct current from a base on the distribution side to one or more bases on the power receiving side via a distribution network.
  • a calculation unit that calculates the sum of the power on the power receiving side, which is the sum, and the sum of the losses between the base on the distribution side and the base on the power receiving side of one or more.
  • a DC distribution system including a control unit for detecting an abnormality in the distribution network is provided by comparing the sum of powers on the output side with the sum of powers on the power receiving side and the sum of losses.
  • the DC distribution system in the present embodiment is a high voltage DC distribution system that distributes power with a high voltage DC such as 380V.
  • a high voltage DC such as 380V.
  • distribution at high voltage is an example.
  • the present invention is applicable not only to the high voltage DC distribution system but also to the DC distribution system in general.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a DC power distribution system according to the present embodiment.
  • the power distribution system in the present embodiment is a system that distributes electric power by direct current from the base A to a plurality of bases.
  • Each of the bases A to D is a building such as a communication building, but is not limited to the building.
  • the converter 10 is provided at the base A on the distribution side. More specifically, for example, a rectifier that converts commercial power (alternating current) into direct current is provided in front of the converter 10.
  • the base B, the base C, and the base D on the power receiving side are provided with a converter 20B, a converter 20C, and a converter 20D.
  • Each converter is a DC / DC converter, which is a device that converts the magnitude of DC voltage.
  • a load such as a server is connected under the converter at the base on the power receiving side.
  • the power receiving base may be equipped with an inverter (DC / AC) instead of the converter.
  • DC / AC DC / AC
  • the base on the power receiving side is provided with a converter.
  • each converter or inverter has an insulation function and a gate block function.
  • the converter 10 at the base A and the converter 20 at each base are connected by a distribution line, and a direct current is distributed from the converter 10 at the base A to the converter 20 at each base.
  • Distribution lines in a DC distribution system may be referred to as a "distribution network.”
  • the base A is equipped with a control device 100
  • the bases B to D are equipped with a control device 200B, a control device 200C, and a control device 200D, respectively.
  • control device 200 When the control device on the power receiving side does not distinguish between bases, it is described as "control device 200".
  • the control device 100 and each control device 200 are connected by a communication network.
  • the control device 100 may be a device inside the converter 10 or a device outside the converter 10. Further, the control device 100 may be provided outside the base A.
  • the control device 200 at each site on the power receiving side may be a device inside the converter 20 or a device outside the converter 20. Further, the control device 200 may be provided outside the base. Further, instead of providing a control device for each base, one control device may be provided for a plurality of bases.
  • the learning device 300 is provided.
  • the learning device 300 may be installed anywhere, and for example, a virtual machine on the cloud may be used as the learning device 300.
  • the learning device 300 is connected to the control device 100 via a communication network.
  • the learning device 300 may be further connected to the control device 200 at each site on the power receiving side via a communication network.
  • the control device 100 or the control device 200 may function as the learning device 300.
  • the converter 10 on the power distribution side and each converter 20 on the power receiving side are equipped with an ammeter and a voltmeter (collectively referred to as measuring instruments).
  • the measuring instrument may be provided inside the converters 10 and 20, or may be provided outside.
  • FIG. 2 is a diagram showing the connection of distribution lines.
  • the distribution side base A (converter 10)
  • the distribution line from the output side of the converter 10 is branched and extends to three power receiving side bases. Since the three power receiving side bases are connected in parallel to the output side distribution line, the voltage on the output side of the converter 10 is equally applied to the three branched distribution lines.
  • the control device 100 is provided at the base A on the power distribution side, and the control devices 200B to 200D are provided at the base on the power receiving side.
  • the main body that performs the process of detecting an abnormality such as an accident may be the control device 100 on the power distribution side or the control device 200 on the power receiving side. Then, it is assumed that the control device 100 on the power distribution side performs a process of detecting an abnormality such as an accident.
  • the control device 100 at the base A on the distribution side acquires the voltage value and the current value on the secondary side (output side) of the converter 10 by acquiring the value of the measuring instrument.
  • the control device 200 at each base on the power receiving side acquires the voltage value and the current value on the primary side (input side) of the converter 20 by acquiring the value of the measuring instrument.
  • the control device 200 of each base on the power receiving side transmits the acquired voltage value and current value of the primary side (input side) of the converter 20 to the control device 200 of the base A via the communication network.
  • the control device 200 performs abnormality detection (for example, short circuit detection, ground fault detection) in the distribution network based on the voltage value and current value on the distribution side and the voltage value and current value of each base on the power receiving side.
  • abnormality detection for example, short circuit detection, ground fault detection
  • the method of abnormality detection will be described later.
  • the control device 200 detects an abnormality in the distribution network, for example, it displays an alarm at the bases A to D, operates the gate block function of the converter 10, and stops the distribution of power to the bases B to D. To execute.
  • control device 100 A configuration example of the control device 100, the control device 200, and the learning device 300 in the DC power distribution system shown in FIG. 1 will be described. As described above, the configuration will be described by taking as an example the case where the control device 100 performs the abnormality detection process and the control device 200 performs monitoring, display, and the like.
  • FIG. 3 shows a configuration example of the control device 100.
  • the control device 100 includes a monitoring unit 110, a calculation unit 120, a control unit 130, a storage unit 140, a display unit 150, and a communication unit 160.
  • the outline of the functions of each part is as follows.
  • the monitoring unit 110 reads the values of the ammeter and the voltmeter built in the converter 10 on the distribution side or provided outside the converter 10 on the distribution side and connected to the distribution line.
  • the calculation unit 120 calculates the wiring resistance, the sum of power, the sum of losses, etc., and the control unit 130 determines the presence or absence of an abnormality (accident, etc.) based on the calculation result of the calculation unit 120, and controls the alarm display and gate block. And so on. Details of the processing of the calculation unit 120 and the control unit 130 will be described later.
  • the calculation unit 120 and the control unit 130 may be integrally configured as a "control unit".
  • the storage unit 140 stores the calculation result of the calculation unit 120 such as the wiring resistance.
  • the storage unit 140 may store information such as a current value, a voltage value, a power value, and a loss of each path at each base.
  • the communication unit 160 receives the current value and the voltage value on the input side of the converter 20 of each base on the power receiving side from the control device 200 at each base on the power receiving side. Further, the communication unit 160 can transmit the current value, the voltage value, the calculation result (wiring resistance, wiring loss, etc.) to the learning device 300.
  • the display unit 150 displays the determination result by the control unit 130.
  • the display unit 160 may be a lamp such as an LED on the exterior of the converter 10, and in that case, for example, when an abnormality is detected, the lamp is turned on. Further, the display unit 160 may transmit a signal to the monitoring system that monitors each base.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the control device 200 at each base on the power receiving side.
  • the control device 200 includes a communication unit 210, a display unit 220, a control unit 230, and a monitoring unit 240.
  • the monitoring unit 240 reads the values of the ammeter and the voltmeter built in the converter 20 or provided outside the converter 20 and connected to the distribution line.
  • the communication unit 210 transmits the current value and the voltage value acquired by the monitoring unit 240 to the control device 100 of the base A. Further, the communication unit 210 receives the abnormality detection result obtained by the control device 100.
  • the control unit 230 controls the converter 20 to operate the gate block function, for example, when it receives a result of abnormality from the control device 100.
  • the display unit 220 displays the abnormality detection result received from the communication unit 210. Further, the display unit 220 may be a lamp such as an LED on the exterior of the converter 20, and in that case, for example, when an abnormality is detected, the lamp is turned on. Further, the display unit 220 may transmit a signal to the monitoring system that monitors each base.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the learning device 300.
  • the learning device 300 has a communication unit 310, a storage unit 320, and a learning unit 330.
  • the communication unit 310 receives learning data (eg, values obtained from the measuring instrument, wiring resistance, wiring loss, etc., and event data corresponding to these (eg, short-circuited on the route to the base C)) from the control device 100 or the like. Then, the learning data is stored in the storage unit 320.
  • the learning unit 330 performs learning using the learning data. For example, as will be described later, the model of the neural network is trained.
  • the communication unit 3100 transmits the trained model to the control device 100 and the like.
  • the control devices 100 and 200 and the learning device 300 can all be realized by, for example, causing a computer to execute a program.
  • This computer may be a physical computer or a virtual machine.
  • the device uses hardware resources such as a CPU and memory built in the computer to execute a program corresponding to the processing performed by the device. It is possible to achieve it.
  • the above program can be recorded on a computer-readable recording medium (portable memory, etc.), stored, and distributed. It is also possible to provide the above program through a network such as the Internet or e-mail.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the above computer.
  • the computer of FIG. 6 has a drive device 1000, an auxiliary storage device 1002, a memory device 1003, a CPU 1004, an interface device 1005, a display device 1006, an input device 1007, an output device 1008, and the like, which are connected to each other by a bus B, respectively.
  • the program that realizes the processing on the computer is provided by, for example, a recording medium 1001 such as a CD-ROM or a memory card.
  • a recording medium 1001 such as a CD-ROM or a memory card.
  • the program is installed in the auxiliary storage device 1002 from the recording medium 1001 via the drive device 1000.
  • the program does not necessarily have to be installed from the recording medium 1001, and may be downloaded from another computer via the network.
  • the auxiliary storage device 1002 stores the installed program and also stores necessary files, data, and the like.
  • the memory device 1003 reads and stores the program from the auxiliary storage device 1002 when there is an instruction to start the program.
  • the CPU 1004 realizes the function related to the device according to the program stored in the memory device 1003.
  • the interface device 1005 is used as an interface for connecting to a network, and functions as a transmitting unit and a receiving unit.
  • the display device 1006 displays a GUI (Graphical User Interface) or the like by a program.
  • the input device 1007 is composed of a keyboard, a mouse, buttons, a touch panel, and the like, and is used for inputting various operation instructions.
  • the output device 1008 outputs the calculation result.
  • the flowchart of FIG. 7 is executed periodically (eg, 1 ms interval, 1 second interval, several second interval, 1 minute interval, etc.), and each time the flowchart of FIG. 7 is executed, the current obtained from the measuring instrument is executed.
  • the value, the voltage value, and the calculation result are stored in the storage unit 140 together with the time stamp.
  • the monitoring unit 110 acquires the voltage value and the current value on the output side of the converter 10 on the distribution side by reading the values of the ammeter and the voltmeter on the distribution side. Further, the communication unit 160 receives the voltage value and the current value on the input side of the converter 20 on the power receiving side acquired at each base on the power receiving side.
  • the calculation unit 120 calculates the power value (distribution power value) on the distribution side from the voltage value (distribution voltage value) and the current value (distribution current value) on the distribution side, and the voltage value (power receiving voltage value) of each base on the power receiving side. ) And the current value (received current value), the power value (received power value) of each base on the receiving side is calculated.
  • the received current values of the base B, the base C, and the base D are I 2b , I 2c , and I 2d
  • the received voltage values of the base B, the base C, and the base D are V 2b , V 2c , respectively.
  • V 2d the received power values P 2b , P 2c , and P 2d of each of the base B, the base C, and the base D are calculated as follows.
  • the calculation unit 120 calculates the sum of power on the distribution side and the power reception side, respectively.
  • the power value on the distribution side (the power value before branching into three) is one , so the sum of power is P1 described above.
  • the sum of power on the distribution side is set to P 1 by adding the respective voltage values x current values. Calculated.
  • the sum of power on the receiving side is calculated by ⁇ P 2n .
  • indicates the sum of the number of bases on the power receiving side. In the example of FIG. 1, it is calculated as follows.
  • the value of the wiring resistance here is stored in the storage unit 140 and notified to the control unit 130.
  • the control unit 130 compares the calculated wiring resistance with the past wiring resistance stored in the storage unit 140, and if the difference is larger than the threshold value, instructs the display unit 150 to output an alarm.
  • the display unit 150 outputs an alarm.
  • the control unit 130 when the control unit 130 detects that the value obtained by subtracting the current R c from the R c at the time of the previous calculation is larger than the threshold value, the control unit 130 sets the distribution line between the base A and the base C.
  • the display unit 150 is instructed to output an alarm indicating that there is an abnormality, and the display unit 150 outputs the alarm. Further, even if the communication unit 160 transmits a signal indicating that there is an abnormality in the distribution line between the base A and the base C to the control device 200 of each base, the same alarm is displayed at each base. good.
  • the arithmetic unit 120 first obtains the total loss.
  • the total loss is calculated by ⁇ L n .
  • is the sum of the number of bases on the power receiving side. In the example of FIG. 1, it is calculated as follows.
  • the calculation unit 120 totals the sum of power and the sum of loss on the power receiving side. In the example of FIG. 1, it is calculated as follows.
  • the "match” here is not limited to an exact match, and may be regarded as a "match” if the difference is within a predetermined threshold value. That is, assuming that the threshold value is TH, S105 may determine whether or not “
  • the process ends.
  • the display unit 150 may display information indicating that the determination is normal. If the determination result in S105 is No, the process proceeds to S106.
  • control unit 130 determines that there is an abnormality in the distribution network, instructs the display unit 150 to output an alarm indicating that there is an abnormality in the distribution network, and the display unit 150 outputs the alarm. Further, the communication unit 160 may transmit a signal indicating that there is an abnormality in the distribution network to the control device 200 at each site to display a similar alarm at each site.
  • control device 100 may stop the power distribution by operating the gate block of the converter 10 on the power distribution side.
  • the learning device 300 learns as described below, resulting in an abnormality. It is also possible to perform detection.
  • the control device 200 transmits the calculated wiring resistance or wiring loss to the learning device 300, and the learning device 300 learns the relationship between the value and the generated event from the received value and the generated event.
  • the learning method is not limited to a specific method, but for example, a neural network model may be used.
  • a neural network model may be used.
  • an example of learning about short circuits and ground faults in the configuration of FIG. 1 will be described.
  • data when an abnormality occurs in a certain path in the distribution network here, for example, the wiring resistance and wiring loss of each of the path b, the path c, and the path d, and what kind of abnormality occurred in which route. Information
  • the learning data may be obtained by computer simulation or the like.
  • the learning device 300 inputs the wiring resistance and wiring loss of each of the learning data of the path b, the path c, and the path d into the model, and the output corresponding to the data becomes a correct event (eg, a short circuit in the path c). Learn the parameters of the model so that it becomes. Then, the trained model is stored in the storage unit 140 of the control device 200.
  • the control unit 130 of the control device 200 inputs the calculated wiring resistance and wiring loss to the model, and can determine the presence or absence of an abnormality from the output from the model.
  • wiring resistance and wiring loss are used for learning, but this is an example. Learning may be performed using other values (eg, distribution voltage, distribution current, received voltage and received current at each site).
  • Topic example In the present embodiment, an example of one base to multiple bases has been described, but the technique according to the present invention can be applied not only to one base to multiple bases but also to a DC power distribution system having a topology of multiple bases to multiple bases. be. Further, the technique according to the present invention has (a) a line topology in which a plurality of bases are connected in a straight line, and (b) a star topology in which each base is connected around a hub base, as shown in FIGS. 8 and 9.
  • short circuits and ground faults can be detected without using a special relay to protect the DC power grid. It can also be used in combination with a protective element such as a fuse or MCCB.
  • a protective element such as a fuse or MCCB.
  • the resistance value and wiring loss of the distribution line can be saved as data, a model can be constructed by learning, and secondary use can be realized.
  • it can be used for multiple-to-multiple power distribution and various topologies, and since each base is connected by a network, it is possible to know the power information of all bases in detail. In addition, the status can be monitored without stopping the power supply.
  • This specification discloses at least the following items of the DC power distribution system, the control device, the abnormality detection method, and the program.
  • (Section 1) A DC distribution system that distributes DC power from a distribution-side base to one or more power-receiving bases via a distribution network. Measuring instruments provided at each of the distribution side base and one or more power receiving side bases, Equipped with a control device, The control device is The voltage value and current value measured by the measuring instrument are acquired, and the sum of the output side power, which is the sum of the powers output from the distribution side base, and the power input to the one or more power receiving side bases.
  • a calculation unit that calculates the sum of the power on the power receiving side, which is the sum, and the sum of the losses between the base on the distribution side and the base on the power receiving side of one or more.
  • a DC power distribution system including a control unit that detects an abnormality in the distribution network by comparing the sum of power on the output side with the sum of power on the power receiving side and the sum of losses. (Section 2) The DC distribution system according to paragraph 1, wherein the control unit determines that an abnormality has occurred in the distribution network when the sum of the output side power, the sum of the power on the receiving side, and the sum of the losses do not match. ..
  • (Section 3) Using the wiring resistance and wiring loss for each route calculated by the calculation unit and the event that occurred in the distribution network, the relationship between the wiring resistance and wiring loss for each route and the event that occurred in the distribution network is modeled.
  • (Section 4) A control device that detects anomalies in a DC distribution system that distributes DC power from a distribution-side base to one or more power-receiving bases via a distribution network. The voltage value and current value measured by the measuring instruments provided in each of the distribution side base and one or more power receiving side bases are acquired, and the output is the sum of the electric power output from the distribution side base.
  • the calculation unit to calculate and A control device including a control unit that detects an abnormality in the distribution network by comparing the sum of power on the output side with the sum of power on the power receiving side and the sum of losses. (Section 5) This is an abnormality detection method executed by a control device in a DC distribution system that distributes power from a distribution-side base to one or more power-receiving bases via a distribution network.
  • Steps to calculate and An abnormality detection method comprising a step of detecting an abnormality in the distribution network by comparing the sum of powers on the output side with the sum of powers on the power receiving side and the sum of losses.

Abstract

配電側の拠点から、1以上の受電側の拠点に対して配電網を介して直流で配電を行う直流配電システムであって、前記配電側の拠点と前記1以上の受電側の拠点のそれぞれに備えられた計測器と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記計測器により計測された電圧値及び電流値を取得し、前記配電側の拠点から出力される電力の和である出力側電力和と、前記1以上の受電側の拠点に入力される電力の和である受電側電力和と、前記配電側の拠点と前記1以上の受電側の拠点との間の損失和とを算出する演算部と、前記出力側電力和と、前記受電側電力和及び前記損失和の合計とを比較することにより、前記配電網の異常を検出する制御部とを備える。

Description

直流配電システム、制御装置、異常検知方法、及びプログラム
 本発明は、配電システムにおいて発生した地絡や短絡等の事故を検出する技術に関連するものである。
 配電システムにおいては、地絡や短絡等の事故を検出した場合に、電源装置からの配電を停止する等の対応をとることが必要である。
 地絡や短絡等の事故を検出するための装置の一例として、交流の変電所の送電端等において、距離継電器(例:非特許文献1に記載のモーリレー)が使用されている。距離継電器は、電圧及び電流を入力量とし、電圧と電流の比の関数が所定値以下となったときに動作する。この比は、継電器の見るインピーダンスと呼ばれる。
 ところで、通信ビルやデータセンタ等では、システム全体の電力損失を低減して、省エネルギー化を図るために、高電圧直流配電システムが導入されている。高電圧直流配電システムでは、例えば380Vといった高電圧により配電が行われる。
用語解説(第22回テーマ:モーリレー), 電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)132巻(2012)8号、https://www.jstage.jst.go.jp/article/ieejpes/132/8/132_NL8_6/_pdf
 高電圧直流配電システムにおいて使用される直流にはリアクタンス分が無いため、非特許文献1に記載のモーリレーのような距離継電器は使用できない。また、380Vといった高電圧の直流配電用の距離継電器は市場に存在しない。
 本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、直流配電システムにおいて発生した異常を検出することを可能とする技術を提供することを目的とする。
 開示の技術によれば、配電側の拠点から、1以上の受電側の拠点に対して配電網を介して直流で配電を行う直流配電システムであって、
 前記配電側の拠点と前記1以上の受電側の拠点のそれぞれに備えられた計測器と、
 制御装置と、を備え、
 前記制御装置は、
 前記計測器により計測された電圧値及び電流値を取得し、前記配電側の拠点から出力される電力の和である出力側電力和と、前記1以上の受電側の拠点に入力される電力の和である受電側電力和と、前記配電側の拠点と前記1以上の受電側の拠点との間の損失和とを算出する演算部と、
 前記出力側電力和と、前記受電側電力和及び前記損失和の合計とを比較することにより、前記配電網の異常を検出する制御部と
 を備える直流配電システムが提供される。
 開示の技術によれば、直流配電システムにおいて発生した異常を検出することが可能となる。
システムの構成例を示す図である。 接続例を示す図である。 制御装置100の構成例を示す図である。 制御装置200の構成例を示す図である。 学習装置300の構成例を示す図である。 装置のハードウェア構成例を示す図である。 処理の手順を示すフローチャートを示す図である。 トポロジの例を示す図である。 トポロジの例を示す図である。
 以下、図面を参照して本発明の実施の形態(本実施の形態)を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。
 本実施の形態における直流配電システムは、例えば380Vといった高電圧の直流で配電を行う高電圧直流配電システムであることを想定している。ただし、高電圧で配電を行うことは一例である。また、本発明は、高電圧直流配電システムに限らずに、直流配電システム全般に適用可能である。
 (システム構成例)
 図1に、本実施の形態における直流配電システムの構成例を示す。本実施の形態における配電システムは、拠点Aから複数の拠点へ直流で電力の配電を行うシステムである。図1に示す例では、受電側の拠点として拠点B、拠点C、拠点Dの3つの拠点が存在する。拠点A~Dはそれぞれ、例えば通信ビル等の建物であるが、建物に限定されない。
 図1に示すように、配電側の拠点Aにコンバータ10が備えられている。より詳細には、例えば、コンバータ10の前段に商用電力(交流)を直流に変換する整流装置が備えられている。受電側の拠点B、拠点C、拠点Dには、コンバータ20B、コンバータ20C、コンバータ20Dが備えられている。各コンバータはDC/DCコンバータであり、直流の電圧の大きさを変換する装置である。受電側の拠点のコンバータの配下には、例えばサーバ等の負荷が接続されている。
 受電側の拠点については、コンバータに代えて、インバータ(DC/AC)が備えられてもよい。本実施の形態では、受電側の拠点はコンバータを備えるものとして説明する。図示のとおり、各コンバータ(又はインバータ)は、絶縁機能、及びゲートブロック機能を有している。
 なお、受電側のコンバータについて、拠点を区別しない場合には、「コンバータ20」と記載する。
 拠点Aのコンバータ10と各拠点のコンバータ20との間は配電線で接続されており、拠点Aのコンバータ10から各拠点のコンバータ20に対して直流電流が配電される。直流配電システムにおける配電線を「配電網」と呼ぶ場合がある。
 拠点Aには制御装置100が備えられ、拠点B~拠点Dにはそれぞれ、制御装置200B、制御装置200C、制御装置200Dが備えられている。なお、受電側の制御装置について、拠点を区別しない場合には、「制御装置200」と記載する。制御装置100と各制御装置200との間は通信ネットワークで接続されている。
 制御装置100は、コンバータ10内部の装置であってもよいし、コンバータ10外部の装置であってもよい。また、制御装置100は、拠点Aの外部に備えられていてもよい。受電側の各拠点の制御装置200は、コンバータ20内部の装置であってもよいし、コンバータ20外部の装置であってもよい。また、制御装置200は、拠点の外部に備えられていてもよい。また、拠点毎に制御装置を備えることに代えて、複数拠点に対して1つの制御装置を備えることとしてもよい。
 図1に示すとおり、学習装置300が備えられている。学習装置300はどこに設置してもよく、例えば、クラウド上の仮想マシンを学習装置300として使用してもよい。学習装置300は、制御装置100と通信ネットワークを介して接続されている。学習装置300は更に、受電側の各拠点の制御装置200と通信ネットワークを介して接続されてもよい。なお、制御装置100又は制御装置200が学習装置300として機能してもよい。
 配電側のコンバータ10、及び受電側の各コンバータ20には、電流計と電圧計(これらを総称して計測器と呼び)が備えられている。計測器はコンバータ10、20の内部に備えられていてもよいし、外部に備えられていてもよい。
 図2は、配電線の接続を示す図である。図2に示すように、配電側の拠点A(コンバータ10)において、コンバータ10の出力側からの配電線が分岐して、3つの受電側拠点に延びる構成をとっている。3つの受電側拠点は、出力側の配電線に対して並列に接続されているので、コンバータ10の出力側の電圧は、分岐した3つの配電線に等しくかかる。コンバータ10の出力側から出力される電流Iは、電流Ib、Ic、Idに分岐する。配電網が正常であれば、I=Ib+Ic+Idの関係がある。
 (動作概要)
 図1に示したように、本実施の形態では、配電側の拠点Aに制御装置100が備えられ、受電側の拠点に制御装置200B~200Dが備えられる。本発明に係る技術により、事故等の異常を検出する処理を行う主体は、配電側の制御装置100であってもよいし、受電側の制御装置200であってもよいが、本実施の形態では、配電側の制御装置100が事故等の異常を検出する処理を行うものとして説明を行う。
 配電側の拠点Aの制御装置100は、計測器の値を取得することで、コンバータ10の2次側(出力側)の電圧値と電流値を取得する。
 受電側の各拠点の制御装置200は、計測器の値を取得することで、コンバータ20の1次側(入力側)の電圧値と電流値を取得する。受電側の各拠点の制御装置200は、取得したコンバータ20の1次側(入力側)の電圧値と電流値を、通信ネットワークを介して拠点Aの制御装置200に送信する。
 制御装置200は、配電側の電圧値と電流値、及び、受電側の各拠点の電圧値と電流値とに基づいて、配電網における異常検知(例えば、短絡検知、地絡検知)を行う。異常検知の方法については後述する。制御装置200は、配電網の異常を検知した場合、例えば、拠点A~Dにおいてアラームを表示させたり、コンバータ10のゲートブロック機能を動作させ、拠点B~Dへの配電を停止させる等の処理を実行する。
 (制御装置100の構成例)
 図1に示した直流配電システムにおける制御装置100、制御装置200、及び学習装置300の構成例を説明する。上述したように、制御装置100が異常検知処理を行い、制御装置200は、監視、表示等を行う場合を例として構成を説明する。
 図3に、制御装置100の構成例を示す。図3に示すとおり、制御装置100は、監視部110、演算部120、制御部130、記憶部140、表示部150、通信部160を有する。各部の機能概要は下記のとおりである。
 監視部110は、配電側のコンバータ10に内蔵された、あるいは、配電側のコンバータ10の外側に備えられた、配電線に接続されている電流計及び電圧計の値を読み取る。演算部120は、配線抵抗、電力和、損失和等を算出し、制御部130は、演算部120による演算結果に基づいて、異常(事故等)の有無を判定し、アラーム表示・ゲートブロック制御等を行う。演算部120及び制御部130の処理の詳細は後述する。なお、演算部120及び制御部130が「制御部」として一体で構成されてもよい。
 記憶部140は、配線抵抗等の演算部120による演算結果を記憶する。記憶部140は、各拠点の電流値、電圧値、電力値、各経路の損失等の情報を記憶してもよい。
 通信部160は、受電側の各拠点の制御装置200から、受電側の各拠点のコンバータ20の入力側の電流値と電圧値を受信する。また、通信部160は、電流値、電圧値、演算結果(配線抵抗、配線損失等)等を学習装置300に送信することができる。
 表示部150は、制御部130による判定結果を表示する。また、表示部160は、コンバータ10の外装のLED等のランプであってもよく、その場合、例えば異常検知がなされたときに、ランプを点灯させる。また、表示部160は、各拠点を監視する監視システムに信号を送信してもよい。
 図4は、受電側の各拠点の制御装置200の構成例を示す図である。図4に示すように、制御装置200は、通信部210、表示部220、制御部230、監視部240を有する。
 監視部240は、コンバータ20に内蔵された、又は、コンバータ20の外部に備えられた、配電線に接続されている電流計及び電圧計の値を読み取る。通信部210は、監視部240により取得された電流値及び電圧値を、拠点Aの制御装置100に送信する。また、通信部210は、制御装置100で得られた異常検知結果を受信する。
 制御部230は、例えば、制御装置100から異常であるとの結果を受信した場合に、コンバータ20に対してゲートブロック機能を動作させる等の制御を行う。
 表示部220は、通信部210から受信した異常検知結果を表示する。また、表示部220は、コンバータ20の外装のLED等のランプであってもよく、その場合、例えば異常検知がなされたときに、ランプを点灯させる。また、表示部220は、各拠点を監視する監視システムに信号を送信してもよい。
 図5は、学習装置300の構成例を示す図である。図5に示すように、学習装置300は、通信部310、記憶部320、学習部330を有する。通信部310は、制御装置100等から学習データ(例:計測器から得た値、配線抵抗、配線損失等と、これらに対応する事象データ(例:拠点Cへの経路で短絡))を受信し、当該学習データを記憶部320に格納する。学習部330は、学習データを用いて学習を行う。例えば、後述するように、ニューラルネットワークのモデルの学習を行う。通信部3100は、学習済みのモデルを制御装置100等に送信する。
 <ハードウェア構成例>
 制御装置100、200、学習装置300はいずれも、例えば、コンピュータにプログラムを実行させることにより実現できる。このコンピュータは、物理的なコンピュータであってもよいし、仮想マシンであってもよい。
 すなわち、当該装置(制御装置100、200、学習装置300)は、コンピュータに内蔵されるCPUやメモリ等のハードウェア資源を用いて、当該装置で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体(可搬メモリ等)に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メール等、ネットワークを通して提供することも可能である。
 図6は、上記コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。図6のコンピュータは、それぞれバスBで相互に接続されているドライブ装置1000、補助記憶装置1002、メモリ装置1003、CPU1004、インタフェース装置1005、表示装置1006、入力装置1007、出力装置1008等を有する。
 当該コンピュータでの処理を実現するプログラムは、例えば、CD-ROM又はメモリカード等の記録媒体1001によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体1001がドライブ装置1000にセットされると、プログラムが記録媒体1001からドライブ装置1000を介して補助記憶装置1002にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体1001より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置1002は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。
 メモリ装置1003は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置1002からプログラムを読み出して格納する。CPU1004は、メモリ装置1003に格納されたプログラムに従って、当該装置に係る機能を実現する。インタフェース装置1005は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられ、送信部及び受信部として機能する。表示装置1006はプログラムによるGUI(Graphical User Interface)等を表示する。入力装置1007はキーボード及びマウス、ボタン、又はタッチパネル等で構成され、様々な操作指示を入力させるために用いられる。出力装置1008は演算結果を出力する。
 (動作フロー)
 次に、図7のフローチャートを参照して、配電側の拠点に設置された制御装置100により異常検知を行う際の動作を詳細に説明する。図7のフローチャートは、定期的(例:1ms秒間隔、1秒間隔、数秒間隔、1分間隔等)に実行されており、図7のフローチャートが実行される度に、計測器から得た電流値と電圧値、演算結果(配線抵抗、損失等)が、記憶部140にタイムスタンプとともに格納される。
 <S101>
 監視部110は、配電側の電流計及び電圧計の値を読み取ることで、配電側のコンバータ10の出力側の電圧値と電流値を取得する。また、通信部160は、受電側の各拠点で取得された、受電側のコンバータ20の入力側の電圧値と電流値を受信する。
 演算部120は、配電側の電圧値(配電電圧値)と電流値(配電電流値)から配電側の電力値(配電電力値)を算出し、受電側の各拠点の電圧値(受電電圧値)と電流値(受電電流値)から、受電側の各拠点の電力値(受電電力値)を算出する。
 配電側の電圧値、電流値、電力値をそれぞれV、I、Pとすると、
 P=V×I
によりPが算出される。
 受電側の拠点nの電圧値、電流値、電力値をそれぞれV2n、I2n、P2nとすると、
 P2n=V2n×I2n
によりP2nが算出される。図1の例では、拠点B、拠点C、拠点Dそれぞれの受電電流値をI2b、I2c、I2dとし、拠点B、拠点C、拠点Dそれぞれの受電電圧値をV2b、V2c、V2dとすると、拠点B、拠点C、拠点Dそれぞれの受電電力値P2b、P2c、P2dは、下記のとおりに算出される。
 P2b=V2b×I2b
 P2c=V2c×I2c
 P2d=V2d×I2d
 更に、演算部120は、配電側と受電側の電力和をそれぞれ算出する。本実施の形態では、配電側の電力値(3つに分岐する前の電力値)は1つなので、電力和は前述したPである。なお、配電側で3つに分岐した後の電圧値、電流値を用いて電力和を算出する場合は、それぞれの電圧値×電流値を足し合わせることで、配電側の電力和がPとして算出される。
 受電側の電力和は、ΣP2nで算出される。Σは受電側の拠点数分の和を示す。図1の例では、下記のとおりに算出される。
 ΣP2n=P2b+P2c+P2d
 <S102>
 S102において、演算部120は、配電側拠点から受電側の各拠点への配電線の各経路(経路n)についての配線抵抗を算出する。配電側の拠点と受電側の拠点nとの間の配線抵抗をRとすると、R
 R=(V-V2n)/I2n
により算出される。つまり、配電側拠点から受電側拠点nへの経路nの電圧降下を、当該経路nを流れる電流の値で割った結果がRとなる。図1の例では、下記のとおりに算出される。
 R=(V-V2b)/I2b
 R=(V-V2c)/I2c
 R=(V-V2d)/I2d
 ここでの配線抵抗の値は、記憶部140に格納されるとともに、制御部130に通知される。制御部130は、算出した配線抵抗と、記憶部140に格納されている過去の配線抵抗とを比較し、差が閾値よりも大きい場合には、アラームを出力するよう表示部150に指示し、表示部150がアラームを出力する。
 一例として、制御部130は、例えは、前回の算出時のRから今回のRを引いた値が、閾値よりも大きいことを検知すると、拠点Aと拠点Cとの間の配電線に異常があることを示すアラームを出力するよう表示部150に指示し、表示部150は当該アラームを出力する。また、通信部160が、拠点Aと拠点Cとの間の配電線に異常があることを示す信号を各拠点の制御装置200に送信し、各拠点において同様のアラームを表示させるようにしてもよい。
 <S103>
 S103において、演算部120は、経路毎の損失(配線損失)を算出する。配電側拠点から受電側の拠点nへの経路nの損失をLとすると、L
 L=I 2n×R
により算出される。図1の例では、下記のとおりに算出される。
 L=I 2b×R
 L=I 2c×R
 L=I 2d×R
 <S104>
 S104において、演算部120は、まず、損失の総和を求める。損失の総和は、ΣLにより算出される。Σは受電側拠点数分の和である。図1の例では、下記のとおりに算出される。
 ΣL=L+L+L
 続いて、演算部120は、受電側の電力和と損失和を合計する。図1の例では、下記のとおりに算出される。
 ΣP2n+ΣL=P2b+P2c+P2d+L+L+L
 <S105>
 制御部130は、出力側の電力和と、入力側の「電力和+損失和」とを比較して、一致するかどうかを判定する。つまり、「P=ΣP2n+ΣL」が成り立つかどうかを判定する。なお、ここでの「一致」は、完全一致に限られるわけではなく、予め定めた閾値以内の違いであれば、「一致」と見なすこととしてよい。つまり、閾値をTHとすると、S105は、「|P-(ΣP2n+ΣL)|<TH」を満たすかどうかを判定することであってもよい。
 S105での判定結果がYesであれば、処理を終了する。なお、S105での判定がYesである場合に、正常であることを示す情報を表示部150から表示してもよい。S105での判定結果がNoであればS106に進む。
 <S106>
 出力側の電力和と、入力側の「電力和+損失和」とは、配電網に異常がなければ一致するはずである。S105において、出力側の電力和と、入力側の「電力和+損失和」とが一致しなかった場合、配電網に異常があることを意味する。異常とは、例えば、地絡又は短絡等の事故である。
 S106において、制御部130は、配電網に異常があったと判断し、配電網に異常があることを示すアラームを出力するよう表示部150に指示し、表示部150は当該アラームを出力する。また、通信部160が、配電網に異常があることを示す信号を各拠点の制御装置200に送信し、各拠点において同様のアラームを表示させるようにしてもよい。
 また、制御装置100が、配電側のコンバータ10のゲートブロックを動作させることで、配電を停止してもよい。
 (学習について)
 上記のように、出力側の電力和と、入力側の「電力和+損失和」とを比較することにより異常検知を行うことの他、下記のように学習装置300が学習することで、異常検知を行うことも可能である。
 地絡、短絡等の異常が発生した場合、異常が発生した経路における配線抵抗あるいは配線損失等が変化する。そこで、制御装置200は、算出した配線抵抗あるいは配線損失を学習装置300に送信し、学習装置300は、受信した値と、発生した事象とから、値と発生した事象との関係を学習する。
 学習の手法は特定の方法に限られないが、例えば、ニューラルネットワークのモデルを用いてもよい。一例として、図1の構成における短絡及び地絡についての学習の例を説明する。まず、配電網におけるある経路で異常が生じた際のデータ(ここでは例として、経路b、経路c、経路dそれぞれの配線抵抗と配線損失、及び、どの経路でどのような異常が発生したかの情報)を学習データとして多数取得する。なお、学習データは、コンピュータシミュレーション等で得ることとしてもよい。
 学習装置300は、学習データである経路b、経路c、経路dそれぞれの配線抵抗と配線損失をモデルに入力し、そのデータに対応する出力が、正解の事象(例:経路cで短絡)になるようにモデルのパラメータを学習する。そして、学習済みのモデルを制御装置200の記憶部140に格納する。制御装置200の制御部130は、そのモデルに、算出した配線抵抗と配線損失を入力し、モデルからの出力により、異常の有無を判断できる。
 上記の例では、配線抵抗と配線損失を学習に用いることとしているが、これは例である。その他の値(例:配電電圧、配電電流、各拠点の受電電圧と受電電流)を用いて学習を行うこととしてもよい。
 (トポロジの例)
 本実施の形態では、1拠点対複数拠点の例を説明したが、本発明に係る技術は、1拠点対複数拠点以外にも、複数拠点対複数拠点のトポロジの直流配電システムにも適用可能である。また、本発明に係る技術は、図8、図9に示すような、(a)複数拠点を直線状に接続したライン型トポロジ、(b)ハブ拠点を中心に各拠点を接続したスター型トポロジ、(c)複数拠点をツリー状に接続したツリー型トポロジ、(d)複数拠点をリング状に接続したリング型トポロジ、(e)複数拠点をバス状に接続したバス型トポロジ、(f)複数拠点をメッシュに接続したメッシュ型トポロジ、(g)複数拠点をフルメッシュで接続したフルメッシュ型トポロジ等にも適用可能である。
 (実施の形態の効果)
 以上、説明したとおり、本実施の形態によれば、直流配電システムにおいて発生した異常を検出することが可能となる。
 また、直流配電網の保護のために特別な継電器を使用せずに、短絡、地絡事故を検出できる。ヒューズやMCCBなどの保護素子と併用することも可能である。また、配電線の抵抗値や配線損失をデータとして保存し、学習によりモデルを構築し、2次利用も実現できる。また、複数対複数の配電や様々なトポロジで活用でき、各拠点がネットワークで接続されているため、全ての拠点の電力情報を詳細に知ることができる。また、電源を停止せずに状態監視を行うことができる。
 (実施の形態のまとめ)
 本明細書には、少なくとも下記各項の直流配電システム、制御装置、異常検知方法、及びプログラムが開示されている。
(第1項)
 配電側の拠点から、1以上の受電側の拠点に対して配電網を介して直流で配電を行う直流配電システムであって、
 前記配電側の拠点と前記1以上の受電側の拠点のそれぞれに備えられた計測器と、
 制御装置と、を備え、
 前記制御装置は、
 前記計測器により計測された電圧値及び電流値を取得し、前記配電側の拠点から出力される電力の和である出力側電力和と、前記1以上の受電側の拠点に入力される電力の和である受電側電力和と、前記配電側の拠点と前記1以上の受電側の拠点との間の損失和とを算出する演算部と、
 前記出力側電力和と、前記受電側電力和及び前記損失和の合計とを比較することにより、前記配電網の異常を検出する制御部と
 を備える直流配電システム。
(第2項)
 前記制御部は、前記出力側電力和と、前記受電側電力和及び前記損失和の合計とが一致しない場合に、前記配電網に異常が発生したと判断する
 第1項に記載の直流配電システム。
(第3項)
 前記演算部により算出された経路毎の配線抵抗及び配線損失と、前記配電網に生じた事象とを用いて、経路毎の配線抵抗及び配線損失と前記配電網に生じた事象との関係をモデル化したモデルの学習を行う学習装置
 を更に備える第1項又は第2項に記載の直流配電システム。
(第4項)
 配電側の拠点から、1以上の受電側の拠点に対して配電網を介して直流で配電を行う直流配電システムにおける異常検知を行う制御装置であって、
 前記配電側の拠点と前記1以上の受電側の拠点のそれぞれに備えられた計測器により計測された電圧値及び電流値を取得し、前記配電側の拠点から出力される電力の和である出力側電力和と、前記1以上の受電側の拠点に入力される電力の和である受電側電力和と、前記配電側の拠点と前記1以上の受電側の拠点との間の損失和とを算出する演算部と、
 前記出力側電力和と、前記受電側電力和及び前記損失和の合計とを比較することにより、前記配電網の異常を検出する制御部と
 を備える制御装置。
(第5項)
 配電側の拠点から、1以上の受電側の拠点に対して配電網を介して直流で配電を行う直流配電システムにおける制御装置が実行する異常検知方法であって、
 前記配電側の拠点と前記1以上の受電側の拠点のそれぞれに備えられた計測器により計測された電圧値及び電流値を取得し、前記配電側の拠点から出力される電力の和である出力側電力和と、前記1以上の受電側の拠点に入力される電力の和である受電側電力和と、前記配電側の拠点と前記1以上の受電側の拠点との間の損失和とを算出するステップと、
 前記出力側電力和と、前記受電側電力和及び前記損失和の合計とを比較することにより、前記配電網の異常を検出するステップと
 を備える異常検知方法。
(第6項)
 コンピュータを、第4項に記載の制御装置における各部として機能させるためのプログラム。
 以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
10、20 コンバータ
100、200 制御装置
110、240 監視部
120 演算部
130、230 制御部
140 記憶部
150、220 表示部
160、210 通信部
300 学習装置
310 通信部
320 記憶部
330 学習部
1000 ドライブ装置
1001 記録媒体
1002 補助記憶装置
1003 メモリ装置
1004 CPU
1005 インタフェース装置
1006 表示装置
1007 入力装置

Claims (6)

  1.  配電側の拠点から、1以上の受電側の拠点に対して配電網を介して直流で配電を行う直流配電システムであって、
     前記配電側の拠点と前記1以上の受電側の拠点のそれぞれに備えられた計測器と、
     制御装置と、を備え、
     前記制御装置は、
     前記計測器により計測された電圧値及び電流値を取得し、前記配電側の拠点から出力される電力の和である出力側電力和と、前記1以上の受電側の拠点に入力される電力の和である受電側電力和と、前記配電側の拠点と前記1以上の受電側の拠点との間の損失和とを算出する演算部と、
     前記出力側電力和と、前記受電側電力和及び前記損失和の合計とを比較することにより、前記配電網の異常を検出する制御部と
     を備える直流配電システム。
  2.  前記制御部は、前記出力側電力和と、前記受電側電力和及び前記損失和の合計とが一致しない場合に、前記配電網に異常が発生したと判断する
     請求項1に記載の直流配電システム。
  3.  前記演算部により算出された経路毎の配線抵抗及び配線損失と、前記配電網に生じた事象とを用いて、経路毎の配線抵抗及び配線損失と前記配電網に生じた事象との関係をモデル化したモデルの学習を行う学習装置
     を更に備える請求項1又は2に記載の直流配電システム。
  4.  配電側の拠点から、1以上の受電側の拠点に対して配電網を介して直流で配電を行う直流配電システムにおける異常検知を行う制御装置であって、
     前記配電側の拠点と前記1以上の受電側の拠点のそれぞれに備えられた計測器により計測された電圧値及び電流値を取得し、前記配電側の拠点から出力される電力の和である出力側電力和と、前記1以上の受電側の拠点に入力される電力の和である受電側電力和と、前記配電側の拠点と前記1以上の受電側の拠点との間の損失和とを算出する演算部と、
     前記出力側電力和と、前記受電側電力和及び前記損失和の合計とを比較することにより、前記配電網の異常を検出する制御部と
     を備える制御装置。
  5.  配電側の拠点から、1以上の受電側の拠点に対して配電網を介して直流で配電を行う直流配電システムにおける制御装置が実行する異常検知方法であって、
     前記配電側の拠点と前記1以上の受電側の拠点のそれぞれに備えられた計測器により計測された電圧値及び電流値を取得し、前記配電側の拠点から出力される電力の和である出力側電力和と、前記1以上の受電側の拠点に入力される電力の和である受電側電力和と、前記配電側の拠点と前記1以上の受電側の拠点との間の損失和とを算出するステップと、
     前記出力側電力和と、前記受電側電力和及び前記損失和の合計とを比較することにより、前記配電網の異常を検出するステップと
     を備える異常検知方法。
  6.  コンピュータを、請求項4に記載の制御装置における各部として機能させるためのプログラム。
PCT/JP2020/032212 2020-08-26 2020-08-26 直流配電システム、制御装置、異常検知方法、及びプログラム WO2022044169A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/032212 WO2022044169A1 (ja) 2020-08-26 2020-08-26 直流配電システム、制御装置、異常検知方法、及びプログラム
JP2022544972A JP7435800B2 (ja) 2020-08-26 2020-08-26 直流配電システム、制御装置、異常検知方法、及びプログラム
US18/042,486 US20230327424A1 (en) 2020-08-26 2020-08-26 Direct current distribution system, control apparatus, anomaly detection method and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/032212 WO2022044169A1 (ja) 2020-08-26 2020-08-26 直流配電システム、制御装置、異常検知方法、及びプログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022044169A1 true WO2022044169A1 (ja) 2022-03-03

Family

ID=80352891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/032212 WO2022044169A1 (ja) 2020-08-26 2020-08-26 直流配電システム、制御装置、異常検知方法、及びプログラム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230327424A1 (ja)
JP (1) JP7435800B2 (ja)
WO (1) WO2022044169A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05268717A (ja) * 1992-01-23 1993-10-15 Toshiba Corp 直流送電線の保護継電装置
JP2001251751A (ja) * 2000-03-03 2001-09-14 Kansai Electric Power Co Inc:The 直流送電系統の保護継電装置
JP2006288099A (ja) * 2005-04-01 2006-10-19 Hitachi Ltd 直流送電システムの保護装置
JP2018161027A (ja) * 2017-03-22 2018-10-11 矢崎総業株式会社 電力供給システム

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5268717B2 (ja) 2009-03-10 2013-08-21 日本発條株式会社 大気接合用ろう材及び接合体

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05268717A (ja) * 1992-01-23 1993-10-15 Toshiba Corp 直流送電線の保護継電装置
JP2001251751A (ja) * 2000-03-03 2001-09-14 Kansai Electric Power Co Inc:The 直流送電系統の保護継電装置
JP2006288099A (ja) * 2005-04-01 2006-10-19 Hitachi Ltd 直流送電システムの保護装置
JP2018161027A (ja) * 2017-03-22 2018-10-11 矢崎総業株式会社 電力供給システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP7435800B2 (ja) 2024-02-21
JPWO2022044169A1 (ja) 2022-03-03
US20230327424A1 (en) 2023-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102707113B (zh) 用于检测电功率的盗用和状态的系统、方法及设备
US20150115741A1 (en) Ac power over ethernet
CN109494689B (zh) 用于配电系统中的接地故障检测的方法和系统
CN104380554A (zh) 能量供应网中的故障识别
EP2725372B1 (en) System and method of determination of connectivity resistance of power generating component
Bindhu et al. Effective automatic fault detection in transmission lines by hybrid model of authorization and distance calculation through impedance variation
Torshizi et al. An adaptive characteristic for overcurrent relays considering uncertainty in presence of distributed generation
Mirsaeidi et al. Review and analysis of existing protection strategies for micro-grids
CN106033894B (zh) 判断特高压直流多落点电网稳定性的方法
CN104520724B (zh) 测量中性点对地电压的系统和方法
Mousavi et al. Wide area backup protection scheme for distance relays considering the uncertainty of network protection
EP4206699A1 (en) Abnormality detection device, abnormality detection method, and program
Poudel et al. Zonal machine learning-based protection for distribution systems
WO2022044169A1 (ja) 直流配電システム、制御装置、異常検知方法、及びプログラム
WO2014185921A1 (en) Systems and methods for meter placement in power grid networks
KR101988670B1 (ko) 배전계통의 상태추정 장치
Ramirez et al. Monitoring voltage collapse margin with synchrophasors across transmission corridors with multiple lines and multiple contingencies
JP4444574B2 (ja) 開閉設備内の変流器の妥当性検査のための方法、コンピュータプログラム及び装置、ならびに該装置を有する開閉設備
CN110596529A (zh) 柔性直流电网对地绝缘故障检测装置及系统
EP3460935A1 (en) Method and system for feeder protection in electrical power network
JP6411830B2 (ja) 電力システム、小出力発電ユニット、および、蓄電ユニット
Antony et al. Optimal locations for PMUs maintaining observability in power systems
Abubakar et al. Optimization of power quality monitors in transmission system network
Alobaid et al. A Comprehensive Review and Assessment of Islanding Detection Techniques for PV Systems
US20230187924A1 (en) Power supply system, ground fault detection method and program

Legal Events

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

Ref document number: 20951423

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022544972

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20951423

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1