WO2024176331A1 - 自立電力系統管理装置および自立電力系統システム - Google Patents

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WO2024176331A1
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closing
switch
sectional
switches
power system
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航輝 松本
禎之 井上
ルティカナンダン マノハル
啓史 松田
由宇 川井
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote monitoring or remote control of equipment in a power distribution network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/04—Arrangements for connecting networks of the same frequency but supplied from different sources
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for feeding a single network from two or more generators or sources in parallel; Arrangements for feeding already energised networks from additional generators or sources in parallel

Definitions

  • This disclosure relates to an autonomous power system management device that manages the operating state of an autonomously operated power system, and an autonomous power system that includes the device.
  • Patent Document 1 explains technology related to the procedures for starting up an independent power system and the control method thereof.
  • the voltage source power supply which is responsible for maintaining the system voltage, is started, and then the power supply area is expanded by sequentially turning on the transmission and distribution sections separated by sectionalizing switches installed in the transmission and distribution network.
  • the present disclosure is intended to solve the above problems, and aims to provide an autonomous power system management device and an autonomous power system that can prevent power supply protection shutdowns and excessive drops in system voltage caused by magnetizing inrush currents to transformers that occur when section switches are closed.
  • An independent power system management device manages the operational state of an independent power system that is disconnected from a main power system and operated independently, the independent power system including at least one voltage source power supply that functions to maintain a system voltage, a connection to a power transmission and distribution network that forms a network that electrically connects the voltage source power supply to each consumer, and a plurality of section switches that divide the power transmission and distribution network.
  • the independent power system management device includes a closing order determination unit that determines the order in which the plurality of section switches are closed when the independent power system restores power from a power outage based on route information of the power transmission and distribution network, capacity information of the transformers included in each power transmission and distribution section, and capacity information of each voltage source power supply, and a closing command unit that gives closing commands to the plurality of section switches in accordance with the order determined by the closing order determination unit.
  • the closing order determination unit determines the closing priority of the sectional switch based on information on the total capacity of the transformer group included in the transmission/distribution section and the total capacity of the voltage source power source that is already electrically connected to the sectional switch.
  • An independent power system includes an independent power system that is disconnected from a main power system and operated independently, and an independent power system management device that manages the operating state of the independent power system.
  • the independent power system includes at least one voltage source power source that functions to maintain the system voltage, and includes a connection state with a transmission and distribution network that forms a network that electrically connects the voltage source power source and each consumer to each other, as well as a plurality of section switches that divide the transmission and distribution network.
  • the independent power system management device includes a closing order determination unit that determines the closing order of the plurality of section switches when the independent power system restores power from a power outage based on route information of the transmission and distribution network, capacity information of the transformers included in each transmission and distribution section, and capacity information of each voltage source power source, and a closing command unit that gives closing commands to the plurality of section switches in accordance with the order determined by the closing order determination unit.
  • the closing order determination unit determines the closing priority of the sectional switch based on information on the total capacity value of the transformer group included in the transmission/distribution section and the total capacity value of the voltage source power source that is already electrically connected to the sectional switch.
  • the autonomous power system management device and autonomous power system disclosed herein can prevent power supply protection shutdowns and excessive drops in system voltage caused by magnetizing inrush currents in transformers that occur when section switches are closed.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an entire independent power system managed by an independent power system management device according to an embodiment.
  • 1 is a diagram showing an internal configuration of an independent power system management apparatus 101 according to an embodiment.
  • 11 is a flow diagram illustrating a determination sequence when determining the closing order of section switches in a closing order determination unit 202 according to the embodiment.
  • FIG. FIG. 11 is a diagram (part 1) for explaining a flow of determining a putting-in order by a putting-in order determination unit 202 according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram (part 2) illustrating a flow of determining the putting-in order by the putting-in order determination unit 202 according to the embodiment.
  • 11 is a diagram illustrating an example of a loading sequence table according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an independent power system managed by an independent power system management device according to an embodiment.
  • the independent power system management device 101 is a device that collects information on the operating state of the independent power system, performs necessary calculation processing, and transmits commands to each component in order to manage the operating state of the independent power system. The detailed configuration and operation will be described later.
  • the power generation and substation facilities 102a to 102c are facilities that have power sources that supply power to the independent power system, and are connected to each other via a power transmission and distribution network.
  • the power generation and substation facilities 102 may be distribution substations, mega solar facilities, wind power plants, or battery storage facilities.
  • the voltage source power supplies 103a to 103c are power supplies capable of maintaining the system voltage, and may be rotating machine generators, or a combination of a power conversion device that implements control to maintain the AC system side voltage and a DC power supply.
  • the DC power supply may be a storage battery, a solar panel, or a rectified output from a wind power generator.
  • there is at least one voltage source power supply in the independent power system and any number of voltage source power supplies may be more than one.
  • a function for synchronizing the voltage phases of the multiple voltage source power supplies is required, and this function may be realized by the oscillation characteristics of the rotating machine generator, or may be realized by a power conversion device that simulates operating characteristics similar to the oscillation characteristics of the rotating machine generator.
  • the distributed power sources 104a to 104g are current source power sources that do not have the ability to maintain the grid voltage, but read the phase of the grid voltage and control the current flowing in and out while following it, and may be a storage battery system, a solar power generation system, or a wind power generation system. In the configuration according to the first embodiment, there may be multiple distributed power sources 104a to 104g, or none at all.
  • Transformers 105a to 105j are interconnection transformers installed between the voltage source power sources 103a to 103c and the distributed power sources 104a to 104g and the power transmission and distribution network.
  • the switches 106a to 106j are power supply switches that determine the connection state between the voltage source power sources 103a to 103c and the distributed power sources 104a to 104g and the power transmission and distribution network in the power generation and substation facilities 102a to 102c. Note that all elements described as switches may be circuit breakers.
  • Switches 107a-107c are sectional switches that determine the connection state between power generation/substation facilities 102a-102c and the power transmission/distribution network.
  • switches 107a-107c desirably have a synchronization function.
  • the synchronization function refers to a function that suppresses inrush current caused by the difference in voltage between both ends when the switch is closed by operating the switch so that it is allowed to be closed only when certain conditions are satisfied regarding the difference in amplitude, phase, and frequency of the voltages at both ends when voltages supplied by different voltage source power sources are applied to both ends of the switch when the switch is closed from the cutoff state.
  • Switches 108a to 108f are section switches installed to separate and manage the power transmission and distribution network of the autonomous power system.
  • Transformers 109a to 109f are transformers installed so that consumers can receive voltage from the power transmission and distribution network, and may be pole-mounted transformers that are generally installed on the power distribution network, or receiving transformers that are installed on the premises of high-voltage consumers. While one transformer is shown per distribution section in FIG. 1, there may be multiple transformers or no transformers at all within one distribution section.
  • the SVR110 is an automatic voltage regulator (Step Voltage Regulator), an autotransformer that adjusts voltage according to tide flow conditions by switching between multiple taps with different transformation ratios.
  • Switch 111 is a switch that determines the connection state between the independent power system and the main grid, and is always in a disconnected state when operating independently, and is connected when operating in a grid-connected state with the main grid.
  • the power generation and substation facility 102a is used as an example.
  • the switch 107a is set to an off state and isolated from the power transmission and distribution network.
  • the voltage source power supply 103a is started up to output a voltage.
  • the voltage source power supply 103a may perform a soft start.
  • a soft start refers to a startup method that avoids a sudden change in output voltage by gradually increasing the amplitude of the output AC voltage of the voltage source power supply from 0 to the rated voltage in a ramp or step-like manner over a period of several seconds to several minutes. If the switches 106a to 106d are turned on after the voltage source power supply 103a is started, a voltage may be suddenly applied to the transformers 105b to 105d, causing an excitation inrush current. To avoid this, the switches 106a to 106d may be turned on before the voltage source power supply 103a is soft-started. In this way, the change in the voltage applied to the transformers 105b to 105d also becomes gentle, and the occurrence of excitation inrush current can be suppressed.
  • the interconnected operation of the distributed power sources 104a to 104c may or may not be started as necessary. This completes the start-up of the system within the power generation and substation facility 102a. In the same manner, the on-site systems of the power generation and substation facilities 102b and 102c can be started.
  • sectional switches 107a to 107c and 108a to 108f are closed in sequence.
  • the section to which voltage is supplied is expanded.
  • the autonomous power system management device 101 determines and distributes the order in which the section switches are closed in this process.
  • This excitation inrush current is shared and supplied by all voltage source power sources electrically connected to the transformer, but if the current borne by a certain voltage source power source is excessive compared to the capacity of the voltage source power source, there is a possibility that the voltage source power source will be stopped for overcurrent protection or a momentary voltage drop that deviates from the quality standard will occur. Therefore, in the embodiment, a method for determining the order in which sectional switches are closed is provided so that the voltage source power source can supply the excitation inrush current generated in the transformer when the sectional switch is closed with as much leeway as possible.
  • the order in which the sectional switches are closed is determined so that the total capacity of the voltage source power supplies that will supply the magnetizing inrush current is greater than the total rated capacity of the transformers in which magnetizing inrush current may occur when the sectional switches are closed.
  • the method for determining the order in which the sectional switches are closed is described in more detail below.
  • FIG. 2 is a diagram showing the internal configuration of the independent power system management device 101 according to the embodiment. The configuration and operation of the independent power system management device 101 will be described with reference to FIG. 2.
  • the power transmission and distribution system configuration information 201 includes information on the route of the power transmission and distribution system, the installation position of each section switch, the connection position and capacity of the transformers connected to each section, and the installation position and capacity of each voltage source power source.
  • the independent power system management device 101 may, as an example, include an internal storage unit that stores the power transmission and distribution system configuration information 201, or it may be stored in an external storage medium and called up as needed.
  • the closing sequence determination unit 202 determines the closing sequence of each sectional switch installed in the power transmission and distribution network based on at least the power transmission and distribution system configuration information 201, and transmits this to the closing command unit 203 as closing sequence information 204.
  • the closing command unit 203 transmits a closing command 205 to each section switch based on the input closing sequence information 204.
  • the closing command 205 may be transmitted via an electrical communication line or wirelessly.
  • the command may also pass through a relay device on the path until it reaches the section switch, or through another management device that performs different processing.
  • the independent power system management device 101 may, of course, also include in parallel a section that performs processing different from the processing described in this disclosure, such as determining the power value to be output by each distributed power source connected to the independent power system and whether to operate or stop the distributed power source, and transmitting an output power command value and an operation/stop command to each power source.
  • FIG. 3 is a flow diagram illustrating the determination sequence when determining the closing order of the section switches in the closing order determination unit 202 according to the embodiment.
  • the closing order of the sectional switches is determined so as to observe the following rules, which provides the effect of preventing overcurrent protection shutdown of the voltage source power source and excessive momentary voltage drops caused by excitation inrush currents to the transformer.
  • Rules R1-R5 for determining the closing sequence of the sectional switches are defined as follows: Rule R1: A switch with no voltage on either side shall not be closed.
  • Rule R3 When a switch with voltage applied to both sides is closed, it must be closed synchronously.
  • Rule R4 If the sum of the "number of times synchronization has already been performed" and the "number of switches with synchronization function that have not been closed” is equal to the number of voltage source power sources included in the autonomous power system (N) - 1, normal closing of switches with synchronization function that have not been closed is prohibited.
  • the X value is the total capacity of the group of transformers included in the transmission and distribution section to which voltage is newly applied by closing the target sectional switch, divided by the total capacity of the voltage source power sources that are already electrically connected to the sectional switch.
  • Rule R1 First, even if a sectional switch with no voltage on both sides is closed, the power supply section does not expand. Also, when other sectional switches are closed normally in a subsequent process, the area to which voltage is applied at the same time becomes wider, so the number of transformers to which voltage is applied at one time increases, which may be disadvantageous in terms of the amount of magnetizing inrush current generated. The constraint to avoid this is rule R1.
  • Rule R2 is a characteristic element of the present disclosure.
  • a section switch When a section switch is normally turned on, a new voltage is applied to the transformer, generating an excitation inrush current, which is supplied by the voltage source power supply.
  • the amount of excitation inrush current generated by a transformer is proportional to the rated capacity of the transformer if the voltage phase, residual magnetic flux, and excitation characteristics are the same.
  • the power supply supplies the total value.
  • there is a limit value of the current that can be supplied to all power supplies, and in order to prevent equipment from breaking down when this limit is reached, a certain overcurrent tolerance is set, and if this limit is exceeded, the equipment is generally stopped to protect it.
  • the overcurrent tolerance of a voltage source power supply varies greatly depending on whether it is a rotating machine power supply or an inverter power supply, it is proportional to the rated capacity if it is the same type of power supply.
  • the current is shared and supplied according to the ratio of their rated capacities, the ratio of the impedance of the distribution line, etc. Therefore, the smaller the X value, i.e., the value obtained by dividing the total capacity of the transformer group to which the voltage is newly applied by the total capacity of the voltage source power source, the less likely it is to cause an overcurrent protection stop and a voltage drop, since each voltage source power source can supply current with a margin relative to its own rating.
  • the threshold value in advance.
  • the amount of excitation inrush current generated in a transformer varies each time depending on the voltage phase, residual magnetic flux, and excitation characteristics, so it is desirable to assume the most severe conditions, and derive in advance an upper limit value of the X value by desk calculation or simulation such that the current supplied by the voltage source power source falls within the allowable range even under these conditions, and the amount of voltage drop falls within the allowable range, and set this as the threshold value.
  • Rule R3 restricts the operation to always synchronize when paths of voltages supplied from different voltage source power sources join together. If a switch is closed when the voltages at both ends of a switch that is not closed are significantly different, an inrush current or a sudden voltage fluctuation occurs, so this rule reflects the need to synchronize as a countermeasure against this.
  • Rule R4 is a constraint that takes into consideration the fact that, in satisfying rule R3, synchronization can only be performed by sectional switches having a synchronization function. If synchronization is always performed when electrical paths connected from different voltage source power sources join together, synchronization must be performed a total of N-1 times to complete the connection of all sections of an autonomous power system that includes N voltage source power sources. However, since synchronization can only be performed by sectional switches having a synchronization function, in any given situation, it is necessary to satisfy (number of times synchronization has already been performed) + (number of sectional switches having a synchronization function that have not yet been activated) ⁇ N-1.
  • Rule R4 has the effect of preventing situations in which rule R3 cannot be satisfied.
  • Rule R5 As long as rule R2 exists, it is desirable to determine the input sequence so as to reduce the X value. In order to reduce the X value, it is desirable to increase the total capacity of the voltage source power supplies that supply the magnetizing inrush current, since the total capacity of the transformers in a certain section has already been determined by the equipment configuration. In other words, it is desirable to first ensure that multiple voltage source power supplies are connected in parallel. Since performing synchronous input is synonymous with connecting different voltage source power supplies in parallel, giving priority to synchronous input over normal input has the effect of reducing the X value.
  • Figure 3 shows a sequence for determining the switch closing order that complies with the above rules R1-R5.
  • the closing sequence determination unit 202 executes the voltage rise operation for each internal system of the facility (step S0). Note that in this example, a case where the voltage rise operation for each internal system of the facility is executed is described, but the rise operation may be actually executed after the switch closing sequence is determined.
  • the turn-on sequence determination unit 202 initializes the turn-on sequence table (step S2).
  • the turn-on sequence table is a table in which the turn-on sequence of the section switches is arranged in order from the beginning, and contents are added and deleted each time processing is performed.
  • the closing sequence determination unit 202 updates the virtual voltage application area based on the closing state of each sectional switch in the closing sequence table (step S4).
  • the closing sequence determination unit 202 refers to information in the current contents of the closing sequence table as to whether each sectional switch has been closed or not, and confirms and updates which area in the power transmission and distribution network has voltage applied to it.
  • the closing order determination unit 202 identifies sectional switches that are candidates for closing according to the updated voltage application area (step S6). Specifically, the closing order determination unit 202 identifies all sectional switches that have not been closed and have voltage applied to at least one side, and designates them as sectional switches that are candidates for closing. Rule R1 is observed by selecting the sectional switches to be closed from the sectional switches that are candidates for closing determined in this way.
  • the closing order determination unit 202 specifies a sectional switch capable of being closed in synchronization from among the identified sectional switches that are candidates for closing (step S8). Specifically, the closing order determination unit 202 specifies a sectional switch that has voltage applied to both sides and has a synchronous closing function from among the sectional switches that are candidates for closing. Rule R3 is observed by selecting a sectional switch to be closed in synchronization from among the sectional switches that can be closed in synchronization.
  • the closing sequence determination unit 202 calculates the X value (step S9).
  • the X value is the total capacity of the transformers included in the transmission and distribution section to which a new voltage is applied by closing the target sectional switch, divided by the total capacity of the voltage source power sources that are already electrically connected to the sectional switch.
  • the closing order determination unit 202 designates all sectional switches that satisfy X value ⁇ threshold as sectional switches that can be closed normally (step S10). Specifically, the closing order determination unit 202 designates all sectional switches that have voltage applied to only one side and satisfy X value ⁇ threshold as sectional switches that can be closed normally among the sectional switches that are candidates for closing. Rule R2 is observed by selecting sectional switches to be closed normally from among the sectional switches that can be closed normally.
  • the closing sequence determination unit 202 determines whether there are any section switches that can be closed synchronously (step S12).
  • step S12 if the closing sequence determination unit 202 determines that there are sectional switches that can be synchronized (YES in step S12), it selects one of the sectional switches that can be synchronized and adds it to the closing sequence table (synchronized closing).
  • the closing sequence determination unit 202 determines that there are sectional switches that can be synchronized (YES in step S12)
  • it may be selected randomly from among all sectional switches that can be synchronized, or it may be selected according to some rule, such as ascending order of management numbers.
  • step S16 the closing sequence determination unit 202 determines whether all section switches have been added to the closing sequence table (step S16).
  • the closing order determination unit 202 determines in step S16 that all sectional switches have been added to the closing order table (YES in step S16), it confirms the closing order (step S30). After the closing order of all sectional switches has been determined, it actually outputs a closing command. This is because there is a possibility that, by closing a certain sectional switch first, a situation may arise in which there are sectional switches that have not been closed in a subsequent process but there are no sectional switches that can be closed, and it may be necessary to return to the previous state. In other words, the closing order determination unit 202 generates a closing order table in which it has been confirmed that it is possible to close all sectional switches, and then outputs it to the closing command unit 203.
  • the input sequence determination unit 202 ends the process. In other words, it outputs the confirmed input sequence table to the input command unit 203 as input sequence information 204.
  • step S16 if the closing sequence determination unit 202 determines that not all sectional switches have been added to the closing sequence table (NO in step S16), it returns to step S4 and repeats the above process until all sectional switches have been added to the closing sequence table.
  • step S12 determines in step S12 that there are no sectional switches that can be closed synchronously (NO in step S12), it determines whether there are any sectional switches that can be closed normally (step S18).
  • step S18 the closing sequence determination unit 202 determines that there are no section switches that can be closed normally (NO in step S18), the process returns to step S2. In other words, the closing sequence table is initialized.
  • the switching order determination unit 202 may store the list of the switching order table before initialization in order to avoid repeating the same process, and may perform control to specify an order other than that. In other words, if a situation arises in which there are sectional switches that have not been switched on but no sectional switches that can be switched on, the determination is to be restarted from the beginning. In this way, the determination can be repeated until the switching order for all sectional switches is determined.
  • step S18 if the closing order determination unit 202 determines that there are sectional switches that can be closed normally (YES in step S18), it selects one of the sectional switches that can be closed normally (step S20).
  • selecting one of the sectional switches that can be closed normally it may be selected randomly from among all sectional switches that can be closed normally, or it may be selected according to some rule, such as ascending order of management numbers.
  • the closing sequence determination unit 202 determines whether the selected section switches that can be closed normally have a synchronous closing function (step S22).
  • step S22 if the closing sequence determination unit 202 determines that the selected normally openable section switch does not have a synchronous closing function (NO in step S22), it adds the selected normally installable section switch to the closing sequence table (normal closing) (step S28).
  • step S22 if the closing order determination unit 202 determines that the selected section switch that can be normally closed has a synchronization closing function (YES in step S22), it determines whether or not the condition of "number of synchronization closings + number of section switches that can be synchronized but have not been closed >N-1" is satisfied (step S24).
  • step S24 if the closing sequence determination unit 202 determines that the condition of "number of synchronous closings + number of sectional switches that can be closed and that have not been closed > N-1" is met (YES in step S24), the process proceeds to step S28, where the selected sectional switches that can be normally installed are added to the closing sequence table (normal closing). Subsequent processing is similar.
  • step S24 if the closing sequence determination unit 202 determines that the condition of "number of times to close the synchronization + number of section switches that can be closed but have not been closed > N-1" is not met (NO in step S24), the process proceeds to step S26.
  • step S26 the insertion sequence determination unit 202 excludes the selected section switches that can be normally installed. Then, the process returns to step S20 and the above process is repeated.
  • FIG. 4 is a diagram (part 1) for explaining the flow of determining the closing order by the closing order determination unit 202 according to the embodiment. Note that in this explanation, it is assumed that the sectional switches 107a to 107c have a synchronous closing function, and the sectional switches 108a to 108f do not have a synchronous closing function.
  • step S0 the power-on sequence determination unit 202 executes the voltage startup operation for each facility's internal system. This applies voltage to one side of the sectional switches 107a, 107b, and 107c.
  • step S2 the supply sequence determination unit 202 initializes the supply sequence table.
  • step S4 the supply sequence determination unit 202 updates the virtual voltage application area.
  • sectional switches 107a, 107b, and 107c are candidates for normal switching. Note that sectional switches 107a, 107b, and 107c satisfy the condition that X value is less than the threshold value.
  • step S20 it is assumed that the section switch 107b that can be normally closed is selected.
  • the selected section switch 107b has a synchronization function, so proceed to step S24.
  • step S24 the section switch 107b selected because it satisfies the condition of "number of times to synchronize + number of section switches that can be synchronized but not yet switched on > N-1" is added to the switching order table (normal switching). Then, the process returns to step S4.
  • the closing sequence determination unit 202 updates the virtual voltage application area.
  • sectional switches 107a, 107c, and 108c are candidates for normal closing. Note that sectional switches 107a, 107b, and 108c are assumed to satisfy the condition that X value is less than the threshold value.
  • step S20 it is assumed that the section switch 107a that can be normally closed is selected.
  • the selected section switch 107a has a synchronization function, so proceed to step S24.
  • step S24 the section switch 107a selected because it does not satisfy the condition of "number of times synchronized + number of unsynchronized section switch units that can be synchronized > N-1" is excluded from the section switches that can be normally switched on. Then, proceed to step S20.
  • step S20 it is assumed that the normally openable section switch 107c is selected again.
  • the selected section switch 107c has a synchronization function, so proceed to step S24.
  • step S24 the section switch 107c selected because it does not satisfy the condition "number of times synchronized + number of unsynchronized section switch units that can be synchronized > N-1" is excluded from the section switches that can be normally switched on. Then, proceed to step S20.
  • step S20 it is assumed that the normally openable section switch 108c is selected again.
  • the selected section switch 108c does not have a synchronization function, so proceed to step S28.
  • Section switch 108c is added to the closing sequence table (normal closing). Then, the process returns to step S4.
  • the closing sequence determination unit 202 updates the virtual voltage application area.
  • sectional switches 107a, 107c, 108b, 108e, and 108f are candidates for normal switching.
  • sectional switches 107a, 107c, 108b, and 108f are assumed to satisfy X value ⁇ threshold.
  • sectional switch 108e is assumed to not satisfy X value ⁇ threshold.
  • step S20 it is assumed that the section switch 108f that can be normally closed is selected.
  • the selected section switch 108f does not have a synchronization function, so proceed to step S28.
  • Section switch 108f is added to the closing sequence table (normal closing). Then, the process returns to step S4.
  • the closing sequence determination unit 202 updates the virtual voltage application area.
  • sectional switch 107c capable of synchronous switching and sectional switches 107a, 108b, and 108e are candidates for normal switching. Note that sectional switches 107a, 108b, and 108e are assumed to satisfy the condition that X value is less than the threshold value.
  • step S12 since there is a sectional switch 107c that can be synchronized, the sectional switch 107c is added to the closing sequence table (synchronized closing). Then, the process returns to step S4.
  • the closing sequence determination unit 202 updates the virtual voltage application area.
  • sectional switches 107a and 108b are candidates for normal switching. Note that sectional switches 107a and 108b satisfy X value ⁇ threshold. Meanwhile, sectional switch 108e does not satisfy X value ⁇ threshold.
  • step S20 it is assumed that the section switch 108b that can be normally closed is selected.
  • the selected section switch 108b does not have a synchronization function, so proceed to step S28.
  • Section switch 108b is added to the closing sequence table (normal closing). Then, the process returns to step S4.
  • the closing sequence determination unit 202 updates the virtual voltage application area.
  • sectional switches 107a and 108a are candidates for normal switching. Note that sectional switches 107a and 108a satisfy the condition X value ⁇ threshold. Meanwhile, sectional switch 108e does not satisfy the condition X value ⁇ threshold.
  • step S20 it is assumed that the section switch 108a that can be normally closed is selected.
  • the selected section switch 108a does not have a synchronization function, so proceed to step S28.
  • Section switch 108a is added to the closing sequence table (normal closing). Then, the process returns to step S4.
  • the closing sequence determination unit 202 updates the virtual voltage application area.
  • FIG. 5 is a diagram (part 2) explaining the flow of determining the input order by the input order determination unit 202 according to the embodiment.
  • FIG. 5(A) a case is shown in which there is a sectional switch 107a that can be synchronized. Note that the sectional switch 107a satisfies X value ⁇ threshold. On the other hand, the sectional switch 108e does not satisfy X value ⁇ threshold.
  • step S12 since there is a sectional switch 107a that can be synchronized, the sectional switch 107a is added to the closing sequence table (synchronized closing). Then, the process returns to step S4.
  • the closing sequence determination unit 202 updates the virtual voltage application area.
  • sectional switch 108e is the candidate for normal switching. Note that sectional switch 108e satisfies X value ⁇ threshold.
  • step S20 it is assumed that the section switch 108e that can be normally closed is selected.
  • the selected section switch 108e does not have a synchronization function, so proceed to step S28.
  • Section switch 108e is added to the closing sequence table (normal closing). Then, the process returns to step S4.
  • the closing sequence determination unit 202 updates the virtual voltage application area.
  • sectional switch 108d is the candidate for normal switching. Note that sectional switch 108d satisfies X value ⁇ threshold.
  • step S20 it is assumed that the section switch 108d that can be normally closed is selected.
  • the selected section switch 108d does not have a synchronization function, so proceed to step S28.
  • the section switch 108d is added to the closing sequence table (normal closing). As a result, all the sectioning switches are added to the closing sequence table as shown in Fig. 5(D), and the process is then completed.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a loading sequence table according to the embodiment. 6 shows a case where the following sections are added to the closing sequence: sectional switch 107b (normal closing) as the first, sectional switch 108c (normal closing) as the second, sectional switch 108f (normal closing) as the third, sectional switch 107c (synchronized closing) as the fourth, sectional switch 108b (normal closing) as the fifth, sectional switch 108a (normal closing) as the sixth, sectional switch 107a (synchronized closing) as the seventh, sectional switch 108e (normal closing) as the eighth, and sectional switch 108d (normal closing) as the ninth.
  • this closing sequence table is an example, and the closing sequence may be based on other combinations according to the above flow.
  • the autonomous power system management device which manages the closing order of the sectional switches according to the method for determining the closing order of the sectional switches described above, has the effect of preventing overcurrent protection stoppage of the voltage source power supply that supplies the excitation inrush current that flows into the transformer when the sectional switches are closed and preventing excessive momentary voltage drops in the transmission and distribution system when starting up the autonomous power system from a power outage state.
  • the sectional switch whose X value is smaller than the threshold value is preferentially closed, but this is not limited to the above.
  • the closing priority of the sectional switch may be determined by another method using information on the total capacity value of the transformer group included in the transmission/distribution section and the total capacity value of the voltage source power sources already electrically connected to the sectional switch. For example, the closing priority may be determined by determining whether the difference obtained by subtracting the total capacity value of the transformer group included in the transmission/distribution section from the total capacity value of the voltage source power sources already electrically connected to the sectional switch is greater than a certain threshold value.
  • 101 Independent power system management device 102, 102a, 102b, 102c Substation facility, 103, 103a, 103b, 103c Voltage source power source, 104, 104a, 104c, 104g Distributed power source, 107a, 107b, 107c, 108a, 108b, 108c, 108d, 108e, 108f section switch, 201 power transmission and distribution system configuration information, 202 closing order determining unit, 203 closing command unit.

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Abstract

自立電力系統管理装置は、送配電網の経路情報と、各送配電区間に含まれる変圧器の容量情報と、各電圧源電源の容量情報とに基づき、自立電力系統が停電状態から復電する際の複数の区分開閉器の投入順序を決定する投入順序決定部と、投入順序決定部が決定した順序に従って複数の区分開閉器に投入指令を与える投入指令部とを備える。投入順序決定部は、未投入の区分開閉器のうち、ある区分開閉器を投入することで新たに電圧が印加される送配電区間が存在する場合に、送配電区間に含まれる変圧器群の容量合計値と、当該区分開閉器と既に電気的に接続状態にある電圧源電源の容量合計値の情報とに基づいて、当該区分開閉器の投入優先順位を決定する。

Description

自立電力系統管理装置および自立電力系統システム
　本開示は、自立的に運用される電力系統の運転状態を管理する自立電力系統管理装置およびその装置を含む自立電力系統システムに関する。
　災害により一部地域の電力網が基幹系統から孤立した場合や、基幹系統が大規模停電した場合においても、各需要家への電力供給を継続させるため、特定の地域範囲を基幹系統から一時的に独立させ、地域内の太陽光発電設備、風力発電設備、系統用蓄電池、非常用発電機等を活用して自立的な電力系統を構築・運用する、地域マイクログリッドが注目されている。
　自立的な電力系統の運用を開始する際には、停電状態から電力系統内の各電源を起動し、系統電圧が全域へ行き渡った状態へと立ち上げる必要がある。この時、送配電網は通常運用時と同一の設備を流用することが想定されるが、一般に送配電網には一定程度の間隔をおいて区分開閉器が設置されており、この区分開閉器の開閉により電源からの供給電圧が印加される区域をコントロールする。従って、停電状態からの立ち上げ時には、電源起動後、電源に近い位置の区分開閉器から順次投入していき、給電エリアを拡大することが想定される。この点で、特許文献１では、自立電力系統の立ち上げ時の手順やその制御方法に関する技術が説明されている。
特開２００６－１２１８４６号公報
　自立電力系統を停電状態から立ち上げる際、系統電圧を維持する役割を担う電圧源電源を起動後、送配電網に配置された区分開閉器によって区分けされた送配電区間を順次投入することで給電エリアを拡大する。
　この場合において、区分開閉器の投入直後には、新規の投入区間に含まれる複数の柱上変圧器に対してそれぞれ自己定格電流の数倍～１０倍程度にのぼる励磁突入電流が流入することが知られている。電圧源電源は、この励磁突入電流の合計値を供給する。このとき、特に電圧源電源としてインバータ型電源が用いられている場合には、回転機電源に比べ過電流耐量が小さく、過電流に対する保護停止機能が働いて再停電に陥る可能性や、インバータ型電源に備えられた電流を抑制する制御が働くことで電圧が低下し、需要家に品質基準を逸脱した電圧を供給してしまい悪影響を与える可能性がある。
　本開示は、上記の課題を解決するためのものであって、区分開閉器の投入時に発生する変圧器への励磁突入電流による電源の保護停止や系統電圧の過度な低下を予防可能な自立電力系統管理装置および自立電力系統システムを提供することを目的とする。
　ある実施の形態に従う自立電力系統管理装置は、基幹電力系統から解列されて独立的に運用される自立電力系統の運用状態を管理する自立電力系統管理装置において、自立電力系統は、系統電圧を維持するように機能する電圧源電源を少なくとも１台含むとともに、電圧源電源と各需要家とを相互に電気的に接続するネットワークを形成する送配電網との接続ならびに送配電網を区分けする複数の区分開閉器とを含む。自立電力系統管理装置は、送配電網の経路情報と、各送配電区間に含まれる変圧器の容量情報と、各電圧源電源の容量情報とに基づき、自立電力系統が停電状態から復電する際の複数の区分開閉器の投入順序を決定する投入順序決定部と、投入順序決定部が決定した順序に従って複数の区分開閉器に投入指令を与える投入指令部とを備える。投入順序決定部は、未投入の区分開閉器のうち、ある区分開閉器を投入することで新たに電圧が印加される送配電区間が存在する場合に、送配電区間に含まれる変圧器群の容量合計値と、当該区分開閉器と既に電気的に接続状態にある電圧源電源の容量合計値の情報とに基づいて、当該区分開閉器の投入優先順位を決定する。
　ある実施の形態に従う自立電力系統システムは、基幹電力系統から解列されて独立的に運用される自立電力系統と、自立電力系統の運用状態を管理する自立電力系統管理装置とを備える。自立電力系統は、系統電圧を維持するように機能する電圧源電源を少なくとも１台含むとともに、電圧源電源と各需要家とを相互に電気的に接続するネットワークを形成する送配電網との接続状態ならびに送配電網を区分けする複数の区分開閉器とを含む。自立電力系統管理装置は、送配電網の経路情報と、各送配電区間に含まれる変圧器の容量情報と、各電圧源電源の容量情報とに基づき、自立電力系統が停電状態から復電する際の複数の区分開閉器の投入順序を決定する投入順序決定部と、投入順序決定部が決定した順序に従って複数の区分開閉器に投入指令を与える投入指令部とを含む。投入順序決定部が、未投入の区分開閉器のうち、ある区分開閉器を投入することで新たに電圧が印加される送配電区間が存在する場合に、送配電区間に含まれる変圧器群の容量合計値と、当該区分開閉器と既に電気的に接続状態にある電圧源電源の容量合計値の情報とに基づいて、当該区分開閉器の投入優先順位を決定する。
　本開示に従う自立電力系統管理装置および自立電力系統システムは、区分開閉器の投入時に発生する変圧器への励磁突入電流による電源の保護停止や系統電圧の過度な低下を予防可能である。
実施の形態に従う自立電力系統管理装置が管理する自立電力系統全体の構成を示す図である。 実施の形態に従う自立電力系統管理装置１０１の内部構成を示した図である。 実施形態に従う投入順序決定部２０２における区分開閉器の投入順序を決定する際の判定シーケンスについて説明するフロー図である。 実施形態に従う投入順序決定部２０２による投入順序の決定の流れについて説明する図（その１）である。 実施形態に従う投入順序決定部２０２による投入順序の決定の流れについて説明する図（その２）である。 実施の形態に従う投入順序表の一例について説明する図である。
　実施の形態１．
　図１は、実施の形態に従う自立電力系統管理装置が管理する自立電力系統全体の構成を示す図である。
　図１を参照して、自立電力系統の構成要素と動作について説明する。
　自立電力系統管理装置１０１は、自立電力系統の運転状態を管理すべく、自立電力系統の運転状態に関する情報を収集し、必要な演算処理を行い、各構成要素に指令を送信する装置である。詳細な構成及び動作は後述する。
　発電・変電施設１０２ａ～１０２ｃ（以下、総称して発電・変電施設１０２とも称する）は、自立電力系統に対して電力を供給する電源を有する施設であり、これらが送配電網を介して相互に接続される。発電・変電施設１０２は、配電用変電所でもよく、メガソーラー施設でもよく、風力発電所でもよく、蓄電池施設でもよい。
　電圧源電源１０３ａ～１０３ｃ（以下、総称して電圧源電源１０３とも称する）は、系統電圧を維持する能力を有した電源であり、回転機発電機でもよく、交流系統側電圧を保つ制御を実装した電力変換装置と直流電源の組み合わせでもよい。直流電源は、蓄電池でもよく、太陽光発電パネルでもよく、風力発電機からの出力を整流したものでもよい。実施の形態１に従う構成では、自立電力系統内に電圧源電源が少なくとも１台存在することとし、１台以上であれば何台でもよい。電圧源電源が２台以上存在する場合、複数の電圧源電源の電圧位相の同期をとる機能が必要であり、この機能は回転機発電機の動揺特性によって実現されてもよく、回転機発電機の動揺特性に類する動作特性を模擬的に実装した電力変換装置によって実現されてもよい。
　分散電源１０４ａ～１０４ｇ（以下、総称して分散電源１０４とも称する）は、系統電圧を維持する能力を持たず、系統電圧の位相を読み取りこれに追従しながら流出入する電流を制御する電流源電源であり、蓄電池システムでもよく、太陽光発電システムでもよく、風力発電システムでもよい。実施の形態１に従う構成では、分散電源１０４ａ～１０４ｇは複数台存在していても、１台も存在しなくてもよい。
　変圧器１０５ａ～１０５ｊ（以下、総称して変圧器１０５とも称する）は、電圧源電源１０３ａ～１０３ｃ及び分散電源１０４ａ～１０４ｇと送配電網との間に設置される連系変圧器である。
　開閉器１０６ａ～１０６ｊ（以下、総称して開閉器１０６とも称する）は、発電・変電施設１０２ａ～１０２ｃ内において電圧源電源１０３ａ～１０３ｃ及び分散電源１０４ａ～１０４ｇと送配電網との接続状態を決定する電源用開閉器である。なお、開閉器と記載する要素は、すべて遮断器でもよい。
　開閉器１０７ａ～１０７ｃ（以下、総称して開閉器１０７とも称する）は、発電・変電施設１０２ａ～１０２ｃと送配電網との間の接続状態を決定する区分開閉器である。実施の形態１に係る構成では、開閉器１０７ａ～１０７ｃは同期投入機能を有することが望ましい。同期投入機能とは、開閉器を遮断状態から投入する場合において、異なる電圧源電源によって供給される電圧が開閉器の両端にそれぞれ印加されている状態において、両端の電圧の振幅、位相、周波数の差分に関する一定の条件を満たした場合にのみ投入を許可するよう動作させることで、開閉器投入時の両端の電圧の差に起因する突入電流を抑制する機能を指す。
　開閉器１０８ａ～１０８ｆ（以下、総称して開閉器１０８とも称する）は、自立電力系統の送配電網を区分けし管理するために設置される区分開閉器である。
　変圧器１０９ａ～１０９ｆ（以下、総称して変圧器１０９とも称する）は、送配電網から需要家が電圧を受電するために設置される変圧器であり、一般に配電網に設置される柱上変圧器でもよく、高圧需要家が構内に設置する受電変圧器でもよい。図１においては一つの配電区間につき一つの変圧器を図示しているが、変圧器は一つの配電区間内に複数台存在してもよく、一台も存在しなくてもよい。
　ＳＶＲ１１０は、自動電圧調整器(Step　Voltage　Regulator)であり、変圧比の異なる複数のタップを切り替えることで潮流状態に応じて電圧を調整する単巻変圧器である。
　開閉器１１１は、自立電力系統と基幹系統との接続状態を決定する開閉器であり、自立的な運用を行う場合は常に遮断状態であり、基幹系統との連系運用を行う場合に接続される。
　図１を参照して、実施の形態に従う停電状態から自立電力系統を立ち上げる際の手順について説明する。
　第一に、発電・変電施設１０２ａ～１０２ｃ内部の系統を、運転状態へと立ち上げる。発電・変電施設１０２ａ構内を例として説明する。発電・変電施設１０２ａ構内の立ち上げ中においては、開閉器１０７ａを遮断状態とし、送配電網から分離することとする。電圧源電源１０３ａを起動し、電圧を出力する。このとき、電圧源電源１０３ａの出力端に接続される変圧器１０５ａに急激に電圧が印加され励磁突入電流が発生することを回避するため、電圧源電源１０３ａは、ソフトスタートを行ってもよい。ソフトスタートとは、電圧源電源の出力交流電圧の振幅を０から定格電圧まで、ランプ状あるいは階段状に数秒～数分程度かけて次第に上げていくことで、出力電圧の急激な変化を避ける起動方法を指す。電圧源電源１０３ａを立ち上げ後に開閉器１０６ａ～１０６ｄを投入すると、変圧器１０５ｂ～１０５ｄに対して急激に電圧が印加され励磁突入電流が発生する場合があるため、これを回避するために電圧源電源１０３ａをソフトスタートする前に開閉器１０６ａ～１０６ｄを投入しておいてもよい。このようにすることで、変圧器１０５ｂ～１０５ｄに対して印加される電圧の変化も緩やかになり、励磁突入電流の発生を抑制できる効果がある。電圧源電源１０３ａの出力電圧が定格電圧まで上昇し安定した後、分散電源１０４ａ～１０４ｃの連系運転をそれぞれ必要に応じて開始してもよく、開始しなくてもよい。以上により、発電・変電施設１０２ａ内系統の立ち上げが完了する。同様にして、発電・変電施設１０２ｂ及び１０２ｃの構内系統を立ち上げることができる。
　第二に、区分開閉器１０７ａ～１０７ｃ及び１０８ａ～１０８ｆを順次投入する。電圧が供給される区間を拡大する。
　実施形態においては、本工程における区分開閉器の投入順序を自立電力系統管理装置１０１において決定し配信する方法について説明する。
　一般に、ある区分開閉器を投入したことによって新たに電圧が印加される区間がある場合、開閉器投入時に当該区間に接続されている変圧器に急激に電圧がかかるため、励磁突入電流が発生する場合がある。励磁突入電流の発生量は、印加される瞬間の電圧の位相、変圧器の残留磁束、変圧器の持つ励磁特性などによって都度異なるが、最悪条件では変圧器の定格容量の数倍～十数倍程度の電流が流入することとなる。この励磁突入電流は、当該変圧器と電気的に接続される全ての電圧源電源が分担して供給することとなるが、ある電圧源電源が負担する電流が電圧源電源の容量に対して過大である場合、当該電圧源電源の過電流保護停止や、品質基準を逸脱した瞬時電圧低下が発生する可能性がある。そこで、実施の形態においては、区分開閉器の投入時に変圧器において発生する励磁突入電流を、電圧源電源が可能な限り余裕をもって供給できるような区分開閉器の投入順序の決定方法を提供する。より具体的には、区分開閉器が投入されることによって励磁突入電流が発生しうる変圧器の定格容量の合計値に対して、その励磁突入電流を供給することとなる電圧源電源の合計容量値が大きくなるように区分開閉器の投入順序を決定する。このような区分開閉器の投入順序の決定方法について、以下においてより詳しく説明する。
　図２は、実施の形態に従う自立電力系統管理装置１０１の内部構成を示した図である。図２を参照して、自立電力系統管理装置１０１の構成と動作について説明する。
　送配電系統構成情報２０１は、送配電系統の経路情報、各区分開閉器の設置位置、各区間に接続される変圧器の接続位置及び容量、各電圧源電源の設置位置及び容量の情報を含む情報である。
　自立電力系統管理装置１０１は、一例として内部に設けられた記憶部を含み、当該記憶部に当該送配電系統構成情報２０１を保存していてもよく、外部の記憶媒体に保存して必要に応じて呼び出す形でもよい。
　投入順序決定部２０２は、少なくとも送配電系統構成情報２０１に基づき、送配電網に設置されている各区分開閉器の投入順序を決定し、これを投入順序情報２０４として投入指令部２０３に伝達する。
　投入指令部２０３は、入力された投入順序情報２０４に基づき、各区分開閉器に投入指令２０５を送信する。投入指令２０５の送信は、電気的な通信線を介して送信されてもよく、無線通信によって送信されてもよい。また、区分開閉器に指令が到達するまでの経路において中継を行う装置や異なる処理を行う別の管理装置を経由してもよい。
　自立電力系統管理装置１０１は、上記の構成要素のほかに、例えば自立電力系統に接続される各分散電源の出力すべき電力値や運転/停止の別を決定し、出力電力指令値や運転/停止指令を各電源に送信する処理など、本開示において述べる処理とは異なる処理を行う部分が並列的に含まれていてもよいことは言うまでもない。
　図３は、実施形態に従う投入順序決定部２０２における区分開閉器の投入順序を決定する際の判定シーケンスについて説明するフロー図である。
　図３を参照して、投入順序の具体的な決定方法について説明する。
　以下の説明では、未投入であり片側のみに電圧が印加されておりもう片側が無電圧である区分開閉器を投入することを「通常投入」とよぶ。また、未投入であり両側に電圧が印加されている区分開閉器を、両端子電圧の振幅・位相等の同期を確認した状態で投入することを「同期投入」とよぶ。
　まず、図３の判定シーケンスの背景として想定した、区分開閉器の投入順序の決定時のルールについて説明する。
　本実施形態においては、以下のルールが守られるように区分開閉器の投入順序を決定することで、変圧器への励磁突入電流に起因する電圧源電源の過電流保護停止や過度な瞬時電圧低下を予防する効果が得られる。
　区分開閉器の投入順序の決定時のルールＲ１－Ｒ５について以下のとおり定める。
　ルールＲ１：両側ともに無電圧である開閉器は投入しない。
　ルールＲ２：片側のみに電圧が印加されておりもう片側が無電圧である開閉器を投入する時は、Ｘ値＜一定の閾値を満たす場合にのみ投入する。
　ルールＲ３：両側ともに電圧が印加されている開閉器を投入する時は、同期投入する。
　ルールＲ４：「既に同期投入を行った回数」と「同期投入機能を有する未投入の開閉器の台数」の合計が、自立電力系統に含まれる電圧源電源の台数（Ｎ）－１に等しい場合は、同期投入機能を有する未投入の開閉器を通常投入することを禁止する。
　ルールＲ５：同期投入が可能な開閉器と、通常投入が可能な開閉器がともに存在するときは、同期投入が可能な開閉器を優先的に投入する。
　ここで、Ｘ値とは、対象となる区分開閉器を投入することで新たに電圧が印加される送配電区間に含まれる変圧器群の容量合計値を、区分開閉器と既に電気的に接続状態にある電圧源電源の容量合計値で除した値である。
　上記のルールの各項の設定目的とその効果について説明する。
　（１）ルールＲ１
　第一に、両側が無電圧である区分開閉器を投入しても電力供給区間が拡大しない。また、その後の工程において他の区分開閉器を通常投入した際に新たに同時に電圧が印加される範囲が広くなるため、一度に電圧がかかる変圧器の台数が増加し、励磁突入電流の発生量の面で不利となる場合がある。これを回避するための制約がルールＲ１となる。
　（２）ルールＲ２
　ルールＲ２は、本開示の特徴となる要素である。区分開閉器を通常投入すると、新たに変圧器に電圧が印加され励磁突入電流が発生し、これを電圧源電源が供給する。一般に、変圧器の励磁突入電流の発生量は、電圧位相や残留磁束、励磁特性が同一条件であれば変圧器の定格容量に比例する。また、並列して接続される複数の変圧器において同時に励磁突入電流が発生するときは、その合計値を電源が供給することとなる。一方、全ての電源には供給できる電流の限界値が存在し、これに至って機器が故障することを避けるために、一定の過電流耐量を設け、これを逸脱した場合には機器を保護するために停止させることが一般的である。電圧源電源の過電流耐量は、回転機電源かインバータ系電源かの別により大きく異なるものの、同一種の電源であれば定格容量に比例する。また、電圧源電源が複数並列している場合は、その定格容量の比や、配電線のインピーダンスの比等に応じて、分担して電流を供給する。したがって、Ｘ値、すなわち、新たに電圧が印加される変圧器群の容量合計値を、電圧源電源の容量合計値で除した値が小さいほど、各電圧源電源は自己定格に対して余裕を持った電流供給が可能であるため、過電流保護停止に至りにくく、電圧低下も発生しにくい。そこで、Ｘ値が一定の閾値より小さい区分開閉器のみを通常投入するように制限することにより、電圧源電源の過電流保護停止や過度な電圧低下を予防できる効果が得られる。閾値は、事前に決定しておくことが望ましい。前述の通り、変圧器での励磁突入電流の発生量は、電圧位相や残留磁束、励磁特性によって都度ばらつくため、最も過酷な条件を想定したうえで、この条件においても電圧源電源の供給する電流が許容範囲に入り、かつ、電圧低下の量が許容範囲に収まるようなＸ値の上限値を、机上計算またはシミュレーションによって事前に導出し、これを閾値として設定しておくことが望ましい。
　（３）ルールＲ３
　ルールＲ３では、異なる電圧源電源から供給される電圧の経路どうしが合流する際に必ず同期投入を実施するよう制限している。未投入の開閉器の両端の電圧が大きく異なる状態で開閉器を投入すると、突入電流や急激な電圧変動が発生するため、この対策として同期投入を行うことを反映したルールとなる。
　（４）ルールＲ４
　ルールＲ４は、ルールＲ３を満足するうえで、同期投入機能を有した区分開閉器においてしか同期投入が実施できないことを考慮した制約である。異なる電圧源電源から接続される電気的経路どうしが合流する時には必ず同期投入を行うのであれば、電圧源電源をＮ台含む自立電力系統の全区域の接続を完了するには、同期投入を合計Ｎ－１回実施することが必要となる。しかしながら、同期投入機能を有した区分開閉器によってしか同期投入が実施できないため、任意の局面において、(既に同期投入を行った回数）＋（同期投入機能を有する未投入の区分開閉器台数）≧Ｎ－１が満たされる必要がある。
　上記の条件が満たされない場合には、同期投入の回数が不足し、全区域の接続を完了することができない。
　これを任意の局面において満たすためには、同期投入機能を有する区分開閉器を通常投入した場合、（同期投入機能を有する未投入の開閉器台数）が１減少することを考慮すると、（同期投入を行った回数）+（同期投入機能を有する未投入の区分開閉器台数）＝Ｎ－１となった場合には、同期投入機能を有する開閉器を通常投入することを禁止すればよい。
　ルールＲ４は、ルールＲ３が満たせなくなる局面が発生することを予防する効果がある。
　（５）ルールＲ５
　ルールＲ２が存在する以上、Ｘ値が小さくなるように投入順序を決定することが望ましい。Ｘ値を小さくするためには、ある区間に存在する変圧器の容量合計値は設備構成によって既に決定しているため、励磁突入電流を供給する電圧源電源の容量合計値を大きくすることが望ましい。すなわち、複数の電圧源電源を並列した状態を先に確保することが望ましい。同期投入を行うことは、異なる電圧源電源を並列することと同義であるため、通常投入よりも同期投入を優先的に実施することで、Ｘ値を小さくできる効果がある。
　図３には、以上のルールＲ１－Ｒ５を遵守した開閉器投入順序を決定するためのシーケンスが示されている。
　投入順序決定部２０２は、各施設内部系統の電圧立ち上げ動作を実行する（ステップＳ０）。なお、本例においては、各施設内部系統の電圧立ち上げ動作を実行する場合について説明するが、開閉器投入順序を決定した後に実際に立ち上げ動作を実行するようにしてもよい。
　次に、投入順序決定部２０２は、投入順序表を初期化する（ステップＳ２）。ここで、投入順序表とは、区分開閉器の投入順序を最初から順に整理したものであり、処理の都度、内容が追加・削除されていくものとする。
　次に、投入順序決定部２０２は、投入順序表の各区分開閉器の投入状態に基づいて仮想的な電圧印加区域を更新する（ステップＳ４）。投入順序決定部２０２は、現時点での投入順序表の内容において各区分開閉器が投入済みであるか未投入であるかの情報を参照して、送配電網内でどの区域に電圧が印加されているかを確認し、更新する。
　次に、投入順序決定部２０２は、更新された電圧印加区域に従って投入候補となる区分開閉器を特定する（ステップＳ６）。具体的には、投入順序決定部２０２は、未投入かつ少なくとも片側に電圧が印加されている区分開閉器を全て特定し、投入候補となる区分開閉器に指定する。このようにして決めた投入候補となる区分開閉器の中から投入する区分開閉器を選択することでルールＲ１が遵守される。
　次に、投入順序決定部２０２は、特定された投入候補となる区分開閉器の中から同期投入可能な区分開閉器を指定する（ステップＳ８）。具体的には、投入順序決定部２０２は、投入候補となる区分開閉器の中から両側に電圧が印加されており同期投入機能を有する区分開閉器を指定する。同期投入可能な区分開閉器の中から同期投入する区分開閉器を選択することで、ルールＲ３が遵守される。
　次に、投入順序決定部２０２は、Ｘ値を算出する（ステップＳ９）。Ｘ値とは、対象となる区分開閉器を投入することで新たに電圧が印加される送配電区間に含まれる変圧器群の容量合計値を、区分開閉器と既に電気的に接続状態にある電圧源電源の容量合計値で除した値である。
　次に、投入順序決定部２０２は、Ｘ値＜閾値を満たす区分開閉器を全て通常投入可能な区分開閉器に指定する（ステップＳ１０）。具体的には、投入順序決定部２０２は、投入候補となる区分開閉器のうち、片側のみに電圧が印加されており、Ｘ値＜閾値を満たす区分開閉器を全て通常投入可能な区分開閉器に指定する。通常投入可能な区分開閉器の中から通常投入する区分開閉器を選択することで、ルールＲ２が遵守される。
　次に、投入順序決定部２０２は、同期投入可能な区分開閉器が存在するか否かを判断する（ステップＳ１２）。
　ステップＳ１２において、投入順序決定部２０２は、同期投入可能な区分開閉器が存在すると判断した場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）には、同期投入可能な区分開閉器の１つを選択し、投入順序表（同期投入）に追加する。なお、同期投入可能な区分開閉器のいずれか１つを選択する際は、全ての同期投入可能な区分開閉器の中からランダムに選択してもよいし、管理番号の小さい順等何らかのルールに沿って選択してもよい。
　次に、ステップＳ１６において、投入順序決定部２０２は、全ての区分開閉器を投入順序表に追加したか否かを判断する（ステップＳ１６）。
　ステップＳ１６において、投入順序決定部２０２は、全ての区分開閉器を投入順序表に追加したと判断した場合（ステップＳ１６においてＹＥＳ）には、投入順序を確定する（ステップＳ３０）。全ての区分開閉器の投入順序を決定し終えてから、実際に投入指令を出力する。これは、ある区分開閉器を先に投入したことにより、その後の工程において未投入な区分開閉器が存在するにも関わらず投入可能な区分開閉器が存在しない局面が発生する場合があり、前状態に戻らざるを得ない状態に陥る可能性があるためである。すなわち、投入順序決定部２０２において、全ての区分開閉器を投入し終えることが可能であることが確認できた投入順序表を生成してから、投入指令部２０３に出力する。
　そして、投入順序決定部２０２は、処理を終了する。すなわち、確定した投入順序表を投入順序情報２０４として投入指令部２０３に出力する。
　一方、ステップＳ１６において、投入順序決定部２０２は、全ての区分開閉器を投入順序表に追加していないと判断した場合（ステップＳ１６においてＮＯ）には、ステップＳ４に戻り、全ての区分開閉器を投入順序表に追加するまで上記処理を繰り返す。
　一方、ステップＳ１２において、投入順序決定部２０２は、同期投入可能な区分開閉器が存在しないと判断した場合（ステップＳ１２においてＮＯ）には、通常投入可能な区分開閉器が存在するか否かを判断する（ステップＳ１８）。
　ステップＳ１８において、投入順序決定部２０２は、通常投入可能な区分開閉器が存在しないと判断した場合（ステップＳ１８においてＮＯ）には、ステップＳ２に戻る。すなわち、投入順序表を初期化する。
　すなわち、同期投入可能な区分開閉器もなく、通常投入可能な区分開閉器もない場合であるためのその場合には、投入順序が適切ではないためステップＳ２に戻る。なお、投入順序決定部２０２は、同様の処理を繰り返さないために初期化される前の投入順序表のリストを記憶しておいて当該順序を除く指定をするように制御してもよい。すなわち、未投入な区分開閉器が存在するにも関わらず投入可能な区分開閉器が存在しない状況に陥った場合は再度はじめから判定をやり直すこととする。このようにすることで、全区分開閉器の投入順序が決定するまで判定を繰り返すことができる。
　ステップＳ１８において、投入順序決定部２０２は、通常投入可能な区分開閉器が存在すると判断した場合（ステップＳ１８においてＹＥＳ）には、通常投入可能な区分開閉器の１つを選択する（ステップＳ２０）。なお、通常投入可能な区分開閉器のいずれか１つを選択する際は、全ての通常投入可能な区分開閉器の中からランダムに選択してもよいし、管理番号の小さい順等何らかのルールに沿って選択してもよい。
　次に、投入順序決定部２０２は、選択した通常投入可能な区分開閉器は同期投入機能を有しているか否かを判断する（ステップＳ２２）。
　ステップＳ２２において、投入順序決定部２０２は、選択した通常投入可能な区分開閉器は同期投入機能を有していないと判断した場合（ステップＳ２２においてＮＯ）には、選択した通常導入可能な区分開閉器を投入順序表（通常投入）に追加する（ステップＳ２８）。
　そして、ステップＳ１６に進む。以降の処理については同様である。
　一方、ステップＳ２２において、投入順序決定部２０２は、選択した通常投入可能な区分開閉器は同期投入機能を有していると判断した場合（ステップＳ２２においてＹＥＳ）には、同期投入回数＋未投入の同期投入可能な区分開閉器の台数＞Ｎ－１の条件を満たしているか否かを判断する（ステップＳ２４）。
　ステップＳ２４において、投入順序決定部２０２は、同期投入回数＋未投入の同期投入可能な区分開閉器の台数＞Ｎ－１の条件を満たしていると判断した場合（ステップＳ２４においてＹＥＳ）には、ステップＳ２８に進み、選択した通常導入可能な区分開閉器を投入順序表（通常投入）に追加する。以降の処理は同様である。
　一方、ステップＳ２４において、投入順序決定部２０２は、同期投入回数＋未投入の同期投入可能な区分開閉器の台数＞Ｎ－１の条件を満たしていないと判断した場合（ステップＳ２４においてＮＯ）には、ステップＳ２６に進む。
　ステップＳ２６において、投入順序決定部２０２は、選択した通常導入可能な区分開閉器を除外する。そして、ステップＳ２０に戻り、上記処理を繰り返す。
　すなわち、同期投入回数＋未投入の同期投入可能な区分開閉器台数＞Ｎ－１のときは選択された区分開閉器の通常投入を許可するが、同期投入回数＋未投入の同期投入可能な区分開閉器台数＝Ｎ－１のときは、選択した区分開閉器を通常投入可能な区分開閉器から除外して再度ステップＳ２０の処理を実行する。このようにすることで、同期投入機能を有する区分開閉器の台数が不足することを予防し、ルールＲ３及びＲ４を遵守できる。
　図４は、実施形態に従う投入順序決定部２０２による投入順序の決定の流れについて説明する図（その１）である。なお、今回の説明では、区分開閉器１０７ａ～１０７ｃは同期投入機能を持ち、区分開閉器１０８ａ～１０８ｆは同期投入機能を持たないものとする。
　ステップＳ０において、投入順序決定部２０２は、各施設内部系統の電圧立ち上げ動作を実行する。これにより、区分開閉器１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃの片側に電圧が印加される。
　次に、ステップＳ２において、投入順序決定部２０２は、投入順序表を初期化する。また、ステップＳ４において、投入順序決定部２０２は、仮想的な電圧印加区域を更新する。
　図４（Ａ）を参照して、同期投入可能な区分開閉器は存在せず、区分開閉器１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃが通常投入候補となる場合が示されている。なお、区分開閉器１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃはＸ値＜閾値を満たしているものとする。
　そして、ステップＳ２０において、通常投入可能な区分開閉器１０７ｂが選択されたものとする。
　この場合、選択した区分開閉器１０７ｂは、同期投入機能を有するためステップＳ２４に進む。
　そして、ステップＳ２４において、同期投入回数＋未投入の同期投入可能区分開閉器台数＞Ｎ－１の条件を満たすため選択した区分開閉器１０７ｂは、投入順序表（通常投入）に追加される。そして、再びステップＳ４に戻る。
　そして、区分開閉器１０７ｂが投入状態となるため、投入順序決定部２０２は、仮想的な電圧印加区域を更新する。
　これにより、図４（Ｂ）を参照して、同期投入可能な区分開閉器は存在せず、区分開閉器１０７ａ，１０７ｃ，１０８ｃが通常投入候補となる場合が示されている。なお、区分開閉器１０７ａ，１０７ｂ，１０８ｃはＸ値＜閾値を満たしているものとする。
　そして、ステップＳ２０において、通常投入可能な区分開閉器１０７ａが選択されたものとする。
　この場合、選択した区分開閉器１０７ａは、同期投入機能を有するためステップＳ２４に進む。
　そして、ステップＳ２４において、同期投入回数＋未投入の同期投入可能区分開閉器台数＞Ｎ－１の条件を満たさないため選択した区分開閉器１０７ａは、通常投入可能な区分開閉器から除外される。そして、ステップＳ２０に進む。
　そして、再びステップＳ２０において、通常投入可能な区分開閉器１０７ｃが選択されたものとする。
　この場合、選択した区分開閉器１０７ｃは、同期投入機能を有するためステップＳ２４に進む。
　そして、ステップＳ２４において、同期投入回数＋未投入の同期投入可能区分開閉器台数＞Ｎ－１の条件を満たさないため選択した区分開閉器１０７ｃは、通常投入可能な区分開閉器から除外される。そして、ステップＳ２０に進む。
　そして、再びステップＳ２０において、通常投入可能な区分開閉器１０８ｃが選択されたものとする。
　この場合、選択した区分開閉器１０８ｃは、同期投入機能がないためステップＳ２８に進む。
　区分開閉器１０８ｃは、投入順序表（通常投入）に追加される。そして、再びステップＳ４に戻る。
　そして、区分開閉器１０８ｃが投入状態となるため、投入順序決定部２０２は、仮想的な電圧印加区域を更新する。
　これにより、図４（Ｃ）を参照して、同期投入可能な区分開閉器は存在せず、区分開閉器１０７ａ，１０７ｃ，１０８ｂ，１０８ｅ，１０８ｆが通常投入候補となる場合が示されている。なお、区分開閉器１０７ａ，１０７ｃ，１０８ｂ，１０８ｆはＸ値＜閾値を満たしているものとする。一方、区分開閉器１０８ｅはＸ値＜閾値を満たしていないものとする。
　そして、ステップＳ２０において、通常投入可能な区分開閉器１０８ｆが選択されたものとする。
　この場合、選択した区分開閉器１０８ｆは、同期投入機能がないためステップＳ２８に進む。
　区分開閉器１０８ｆは、投入順序表（通常投入）に追加される。そして、再びステップＳ４に戻る。
　そして、区分開閉器１０８ｆが投入状態となるため、投入順序決定部２０２は、仮想的な電圧印加区域を更新する。
　これにより、図４（Ｄ）を参照して、同期投入可能な区分開閉器１０７ｃと、区分開閉器１０７ａ，１０８ｂ，１０８ｅが通常投入候補となる場合が示されている。なお、区分開閉器１０７ａ，１０８ｂ，１０８ｅはＸ値＜閾値を満たしているものとする。
　この場合、ステップＳ１２において、同期投入可能な区分開閉器１０７ｃがあるため区分開閉器１０７ｃは、投入順序表（同期投入）に追加される。そして、再びステップＳ４に戻る。
　そして、区分開閉器１０７ｃが投入状態となるため、投入順序決定部２０２は、仮想的な電圧印加区域を更新する。
　これにより、図４（Ｅ）を参照して、同期投入可能な区分開閉器は存在せず、区分開閉器１０７ａ，１０８ｂが通常投入候補となる場合が示されている。なお、区分開閉器１０７ａ，１０８ｂはＸ値＜閾値を満たしているものとする。一方、区分開閉器１０８ｅはＸ値＜閾値を満たしていないものとする。
　そして、ステップＳ２０において、通常投入可能な区分開閉器１０８ｂが選択されたものとする。
　この場合、選択した区分開閉器１０８ｂは、同期投入機能がないためステップＳ２８に進む。
　区分開閉器１０８ｂは、投入順序表（通常投入）に追加される。そして、再びステップＳ４に戻る。
　そして、区分開閉器１０８ｂが投入状態となるため、投入順序決定部２０２は、仮想的な電圧印加区域を更新する。
　これにより、図４（Ｆ）を参照して、同期投入可能な区分開閉器は存在せず、区分開閉器１０７ａ，１０８ａが通常投入候補となる場合が示されている。なお、区分開閉器１０７ａ，１０８ａはＸ値＜閾値を満たしているものとする。一方、区分開閉器１０８ｅはＸ値＜閾値を満たしていないものとする。
　そして、ステップＳ２０において、通常投入可能な区分開閉器１０８ａが選択されたものとする。
　この場合、選択した区分開閉器１０８ａは、同期投入機能がないためステップＳ２８に進む。
　区分開閉器１０８ａは、投入順序表（通常投入）に追加される。そして、再びステップＳ４に戻る。
　そして、区分開閉器１０８ａが投入状態となるため、投入順序決定部２０２は、仮想的な電圧印加区域を更新する。
　図５は、実施形態に従う投入順序決定部２０２による投入順序の決定の流れについて説明する図（その２）である。
　図５（Ａ）を参照して、同期投入可能な区分開閉器１０７ａがある場合が示されている。なお、区分開閉器１０７ａはＸ値＜閾値を満たしているものとする。一方、区分開閉器１０８ｅはＸ値＜閾値を満たしていないものとする。
　この場合、ステップＳ１２において、同期投入可能な区分開閉器１０７ａがあるため区分開閉器１０７ａは、投入順序表（同期投入）に追加される。そして、再びステップＳ４に戻る。
　そして、区分開閉器１０７ａが投入状態となるため、投入順序決定部２０２は、仮想的な電圧印加区域を更新する。
　図５（Ｂ）を参照して、同期投入可能な区分開閉器は存在せず、区分開閉器１０８ｅが通常投入候補となる場合が示されている。なお、区分開閉器１０８ｅはＸ値＜閾値を満たしているものとする。
　そして、ステップＳ２０において、通常投入可能な区分開閉器１０８ｅが選択されたものとする。
　この場合、選択した区分開閉器１０８ｅは、同期投入機能がないためステップＳ２８に進む。
　区分開閉器１０８ｅは、投入順序表（通常投入）に追加される。そして、再びステップＳ４に戻る。
　そして、区分開閉器１０８ｅが投入状態となるため、投入順序決定部２０２は、仮想的な電圧印加区域を更新する。
　図５（Ｃ）を参照して、同期投入可能な区分開閉器は存在せず、区分開閉器１０８ｄが通常投入候補となる場合が示されている。なお、区分開閉器１０８ｄはＸ値＜閾値を満たしているものとする。
　そして、ステップＳ２０において、通常投入可能な区分開閉器１０８ｄが選択されたものとする。
　この場合、選択した区分開閉器１０８ｄは、同期投入機能がないためステップＳ２８に進む。
　区分開閉器１０８ｄは、投入順序表（通常投入）に追加される。
　これにより、図５（Ｄ）に示されるように全ての区分開閉器が投入順序表に追加された状態となる。これにより処理を終了する。
　図６は、実施の形態に従う投入順序表の一例について説明する図である。
　図６を参照して、投入順序の１番目として区分開閉器１０７ｂ（通常投入）、２番目として区分開閉器１０８ｃ（通常投入）、３番目として区分開閉器１０８ｆ（通常投入）、４番目として区分開閉器１０７ｃ（同期投入）、５番目として区分開閉器１０８ｂ（通常投入）、６番目として区分開閉器１０８ａ（通常投入）、７番目として区分開閉器１０７ａ（同期投入）、８番目として区分開閉器１０８ｅ（通常投入）、９番目として区分開閉器１０８ｄ（通常投入）が追加された場合が示されている。なお、当該投入順序表は一例であり、上記フローにしたがって他の組み合わせに基づく投入順序ともなり得る。
　上記で説明した区分開閉器の投入順序の決定方法にしたがって区分開閉器の投入順序を管理する自立電力系統管理装置によれば、自立電力系統を停電状態から立ち上げる際に、区分開閉器の投入時に変圧器へ流入する励磁突入電流を供給する電圧源電源の過電流保護停止の発生や送配電系統の過度な瞬時電圧低下を予防できる効果が得られる。
　なお、どのように選択し直しても、未投入な区分開閉器が存在するにも関わらず投入可能な区分開閉器が存在しない状況に途中で陥る場合は、そもそも送配電区間に存在する変圧器の容量に対して電圧源電源の容量が不足していることを意味するため、電源の増強や開閉器の増設を行う必要があり、本開示での管理対象とはしない。
　上記実施の形態では、Ｘ値が閾値より小さい区分開閉器を優先的に投入するが、これに限らない。未投入の区分開閉器のうちのいずれかを投入することで新たに電圧が印加される送配電区間が存在する場合において、当該送配電区間に含まれる変圧器群の容量合計値と、当該区分開閉器と既に電気的に接続状態にある電圧源電源の容量合計値の情報とを用いた他の方法により、区分開閉器の投入優先順位を決定してもよい。例えば、当該区分開閉器と既に電気的に接続状態にある電圧源電源の容量合計値から、当該送配電区間に含まれる変圧器群の容量合計値を引いた差分が一定の閾値より大きいことをもって投入優先順位を決定してもよい。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。さらに、複数の実施の形態を好適に組み合わせることも問題無いことは言うまでもなく、実施の形態ごとの効果をより高めることで効率的かつ、経済的な活用をするのが望ましい。
　本開示の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１０１　自立電力系統管理装置、１０２，１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ　変電施設、１０３，１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ　電圧源電源、１０４，１０４ａ，１０４ｃ，１０４ｇ　分散電源、１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄ，１０８ｅ，１０８ｆ　区分開閉器、２０１　送配電系統構成情報、２０２　投入順序決定部、２０３　投入指令部。

Claims (8)

  1. 　基幹電力系統から解列されて独立的に運用される自立電力系統の運用状態を管理する自立電力系統管理装置において、
    　前記自立電力系統は、系統電圧を維持するように機能する電圧源電源を少なくとも１台含むとともに、前記電圧源電源と各需要家とを相互に電気的に接続するネットワークを形成する送配電網との接続ならびに前記送配電網を区分けする複数の区分開閉器とを含み、
    　前記自立電力系統管理装置は、
    　前記送配電網の経路情報と、各送配電区間に含まれる変圧器の容量情報と、各前記電圧源電源の容量情報とに基づき、前記自立電力系統が停電状態から復電する際の前記複数の区分開閉器の投入順序を決定する投入順序決定部と、
    　前記投入順序決定部が決定した順序に従って前記複数の区分開閉器に投入指令を与える投入指令部とを備え、
    　前記投入順序決定部は、未投入の区分開閉器のうち、ある区分開閉器を投入することで新たに電圧が印加される送配電区間が存在する場合に、前記送配電区間に含まれる変圧器群の容量合計値と、当該区分開閉器と既に電気的に接続状態にある電圧源電源の容量合計値の情報とに基づいて、当該区分開閉器の投入優先順位を決定する、自立電力系統管理装置。
  2. 　前記投入順序決定部は、未投入の区分開閉器のうち、ある区分開閉器を投入することで新たに電圧が印加される送配電区間が存在する場合に、前記送配電区間に含まれる変圧器群の容量合計値を、当該区分開閉器と既に電気的に接続状態にある電圧源電源の容量合計値で除した値が、あらかじめ定めた閾値より小さくなる当該区分開閉器を通常投入可能開閉器とし、前記通常投入可能開閉器をその他の区分開閉器より優先的に投入するように投入順序を決定する、請求項１記載の自立電力系統管理装置。
  3. 　前記投入順序決定部は、未投入の区分開閉器のうち、ある区分開閉器の両端子に電圧が印加されており、かつ同期投入機能を有している当該区分開閉器を、同期投入可能開閉器とし、前記同期投入可能開閉器をその他の区分開閉器より優先的に投入するように投入順序を決定する、請求項２記載の自立電力系統管理装置。
  4. 　前記投入順序決定部は、前記同期投入可能開閉器と、前記通常投入可能開閉器とがともに存在するとき、前記同期投入可能開閉器を優先的に投入するように投入順序を決定する、請求項３記載の自立電力系統管理装置。
  5. 　前記自立電力系統に、前記電圧源電源が少なくとも２台以上含まれ、
    　前記投入順序決定部は、任意の電圧源電源から電気的に接続されている経路と異なる任意の電圧源電源から電気的に接続されている経路とがある区分開閉器の投入によって接続されるとき、前記区分開閉器は同期投入機能を有する区分開閉器となるように投入順序を決定する、請求項１～４のいずれか一項に記載の自立電力系統管理装置。
  6. 　前記投入順序決定部は、前記自立電力系統に含まれる同期投入機能を有する開閉器のうち、前記自立電力系統に含まれる電圧源電源の総台数から１を減じた数と同じ台数は同期投入を行うように投入順序を決定する、請求項５記載の自立電力系統管理装置。
  7. 　前記電圧源電源は、同期発電機の動作特性を模擬した制御を行うインバータ電源である、請求項１記載の自立電力系統管理装置。
  8. 　基幹電力系統から解列されて独立的に運用される自立電力系統と、
    　前記自立電力系統の運用状態を管理する自立電力系統管理装置とを備え、
    　前記自立電力系統は、系統電圧を維持するように機能する電圧源電源を少なくとも１台含むとともに、前記電圧源電源と各需要家とを相互に電気的に接続するネットワークを形成する送配電網との接続状態ならびに前記送配電網を区分けする複数の区分開閉器とを含み、
    　前記自立電力系統管理装置は、
    　前記送配電網の経路情報と、各送配電区間に含まれる変圧器の容量情報と、各前記電圧源電源の容量情報とに基づき、前記自立電力系統が停電状態から復電する際の前記複数の区分開閉器の投入順序を決定する投入順序決定部と、
    　前記投入順序決定部が決定した順序に従って前記複数の区分開閉器に投入指令を与える投入指令部とを含み、
    　前記投入順序決定部が、未投入の区分開閉器のうち、ある区分開閉器を投入することで新たに電圧が印加される送配電区間が存在する場合に、前記送配電区間に含まれる変圧器群の容量合計値と、当該区分開閉器と既に電気的に接続状態にある電圧源電源の容量合計値の情報とに基づいて、当該区分開閉器の投入優先順位を決定する、自立電力系統システム。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009148098A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Toshiba Corp 配電線自動制御システム、並びに配電線自動制御方法およびプログラム
JP2012090386A (ja) * 2010-10-18 2012-05-10 Chugoku Electric Power Co Inc:The 配電線転負荷可否判定システム
JP2022169170A (ja) * 2021-04-27 2022-11-09 株式会社日立製作所 単独運転系統構成装置、単独運転系統構成システム、および単独運転系統構成方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06319229A (ja) * 1993-04-30 1994-11-15 Fuji Electric Co Ltd 自動力率調整装置
JP2006121846A (ja) * 2004-10-22 2006-05-11 Toshiba Corp 系統併入システム
JP2011114956A (ja) * 2009-11-27 2011-06-09 Hitachi Ltd マイクログリッドの安定運転制御装置
WO2016021179A1 (ja) * 2014-08-04 2016-02-11 日本電気株式会社 分散電源システム、局制御装置、制御方法およびプログラムが記憶された記憶媒体
CN110266044B (zh) * 2019-06-24 2021-12-07 国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院 一种基于储能变流器的微电网并网控制系统及方法
CN110707759B (zh) * 2019-11-07 2021-04-30 北京四方继保自动化股份有限公司 一种风电高比例电网安全稳定控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009148098A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Toshiba Corp 配電線自動制御システム、並びに配電線自動制御方法およびプログラム
JP2012090386A (ja) * 2010-10-18 2012-05-10 Chugoku Electric Power Co Inc:The 配電線転負荷可否判定システム
JP2022169170A (ja) * 2021-04-27 2022-11-09 株式会社日立製作所 単独運転系統構成装置、単独運転系統構成システム、および単独運転系統構成方法

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