(57)【要約】【課題】電力系統に多段に直列に配置された電圧調整器において、通信を用いずに連係して動作させることができ、相対的に変電所側の電圧調整器の動作が、相対的に末端側の電圧調整器の動作に与える影響を低減させることができる電圧調整器、および電圧調整システムを提供する。【解決手段】電力系統に接続され、変圧器二次側の電圧を調整するタップを備える電圧調整器であって、所定周期での時間フレームを生成する時間フレーム生成部と、電力系統における自己の電圧調整器の設置位置の情報を保持する位置保持部と、時間フレーム内の設置位置の情報で定まる動作タイミングにおいてタップを調整するタップ動作ゲート部を備えることを特徴とする電力系統の電圧調整器。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に接続され、変圧器二次側の電圧を調整するタップを備える電力系統の電圧調整器であって、
所定周期での時間フレームを生成する時間フレーム生成部と、電力系統における自己の電圧調整器の設置位置の情報を保持する位置保持部と、前記時間フレーム内の前記設置位置の情報で定まる動作タイミングにおいて前記タップを調整するタップ動作ゲート部を備えることを特徴とする電力系統の電圧調整器。
【請求項２】
請求項１に記載の電力系統の電圧調整器であって、
外部からの電波を受信する外部時刻同期手段を備え、外部からの電波で定まる時刻を用いて電圧調整器における時刻を調整することを特徴とする電力系統の電圧調整器。
【請求項３】
請求項１に記載の電力系統の電圧調整器であって、
変圧器一次側の電圧を計測する計測手段を備え、前記時間フレーム内に変圧器一次側の電圧が急変するタイミングの時間情報を用いて、前記時間フレームの開始時刻を調整することを特徴とする電力系統の電圧調整器。
【請求項４】
請求項３に記載の電力系統の電圧調整器であって、
前記時間フレーム内に変圧器一次側の電圧が急変するタイミングの時間情報を複数組記憶し、前記時間フレーム内における急変するタイミングの時間情報と、自己の電圧調整器の前記設置位置の情報とから前記時間フレームの開始時刻を調整することを特徴とする電力系統の電圧調整器。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電力系統の電圧調整器が、電力系統に複数台直列接続されて構成された電力系統の電圧調整システムであって、
複数台直列接続された電圧調整器は、所定精度内に同期した時間フレームを各々の電圧調整器が共有し、変電所側の第1の電圧調整器の前記動作タイミングは、前記第1の電圧調整器よりも負荷側に設置された第２の電圧調整器における前記動作タイミングに対して、前記時間フレーム内でより早い時刻に設定したことを特徴する電力系統の電圧調整システム。
【請求項６】
請求項５に記載の電力系統の電圧調整システムであって、
各々の電圧調整器が共有する前記時間フレームの相対精度維持のために、ＧＰＳや標準電波の受信機能を備えることを特徴とする電力系統の電圧調整システム。
【請求項７】
請求項５に記載の電力系統の電圧調整システムであって、
各々の電圧調整器が共有する前記時間フレームの相対精度維持のため、電圧調整器が自局にて計測される電力系統の電圧等を取得し、電圧等の計測値から自局と他局の時刻のずれを算出し、算出した時刻のずれ量にもとづき自局の時刻を修正する機能を有することを特徴とする系統の電力系統の電圧調整システム。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の電力系統の電圧調整システムであって、
電圧調整器において前記タップの機械的切り替え機構への電子的動作指令の発令から機械的機構の動作が完了するまでの遅れ時間を保持し、共有する前記時間フレーム中の動作タイミングと機械的動作との時間差を縮小する方向で前記遅れ時間の補償を行う機能を有することを特徴とする電力系統の電圧調整システム。
【請求項９】
上記請求項５、７、８のいずれか１項に記載の電力系統の電圧調整システムであって、
電圧調整器に電圧調整のためのタップ切り替え動作を共有する時間フレームに同期して行うモードと、行わないモードの切り替え機能を有することを特徴とする電力系統の電圧調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統の電圧調整器、および電圧調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統に多段に設置された電圧調整器ＳＶＲに関し、協調的に動作させる方式として、特許文献１に記載の手法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第０５４３６７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の方式では、複数の電圧調整器ＳＶＲを協調させるために、通信を使用している。しかしながら、現状必ずしも全ての電圧調整器ＳＶＲが通信に対応しているとは限らない。加えて、通信路の敷設にはコストを要する。現実的な手順として、電圧調整器ＳＶＲのリプレース時に通信に対応させる場合でも、リプレースが一巡するには相当程度の期間がかかる。よって昨今の再生可能エネルギの急増に対応することは困難である。
【０００５】
以上のことから本発明においては、電力系統に多段に直列に配置された電圧調整器において、通信を用いずに連係して動作させることができ、相対的に変電所側の電圧調整器の動作が、相対的に末端側の電圧調整器の動作に与える影響を低減させることができる電圧調整器、および電圧調整システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上のことから本発明は、「電力系統に接続され、変圧器二次側の電圧を調整するタップを備える電圧調整器であって、所定周期での時間フレームを生成する時間フレーム生成部と、電力系統における自己の電圧調整器の設置位置の情報を保持する位置保持部と、時間フレーム内の設置位置の情報で定まる動作タイミングにおいてタップを調整するタップ動作ゲート部を備えることを特徴とする電力系統の電圧調整器」のように構成したものである。
【０００７】
また本発明は、「電圧調整器が、電力系統に複数台直列接続されて構成された電力系統の電圧調整システムであって、複数台直列接続された電圧調整器は、所定精度内に同期した時間フレームを各々の電圧調整器が共有し、変電所側の第1の電圧調整器の前記動作タイミングは、前記第1の電圧調整器よりも負荷側に設置された第２の電圧調整器における前記動作タイミングに対して、前記時間フレーム内でより早い時刻に設定したことを特徴する電力系統の電圧調整システム」のように構成したものである。
【発明の効果】
【０００８】
電力系統に多段に直列に配置された電圧調整器において、通信を用いずに連係して動作させることができ、相対的に変電所側の電圧調整器の動作が、相対的に末端側の電圧調整器の動作に与える影響を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明が適用される典型的な配電電力系統の構成と各部電圧の関係を示す図。
【図２】上流側ＳＶＲ動作の影響による下流側ＳＶＲの無駄動作の例を示す図。
【図３】上流側のＳＶＲの動作を待って下流側のＳＶＲが動作する場合の例を示す図。
【図４】時間フレームの共有による複数ＳＶＲの協調動作の考え方の例を示す図。
【図５】時間フレーム内の構成例を示す図。
【図６】外部時刻同期手段を用いる電力系統の構成例を示す図。
【図７】外部時刻同期手段を用いる電圧調整器ＳＶＲの構成例を示す図。
【図８】内蔵の計時手段を用いる電力系統の構成例を示す図。
【図９】内蔵の計時手段を用いる電圧調整器ＳＶＲの構成例を示す図。
【図１０】時刻設定／相対時刻修正部の構成例を示す図。
【図１１】上流側タップ切り替えタイミング検出部６７２における処理の一例を示す図。
【図１２】タップ切り替えタイミング蓄積部６７３の動作の一例を示す図。
【図１３】時刻のずれの修正前後での時間フレームの関係を、最上流と２番目の電圧調整器ＳＶＲについて示した図。
【図１４】最上流から３番目以降の電圧調整器ＳＶＲ３の時刻のずれの修正手順を説明する図。
【図１５】最上流から３番目以降のＳＶＲで観測されるタップ切り替えタイミングの蓄積例を示す図。
【図１６】時刻のずれの修正手法を示すフロー。
【図１７】時刻のずれが少ない場合やコールドスタートでない場合の時刻の修正例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下図を用いて、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明に係る電力系統の電圧調整器、および電圧調整システムが適用される典型的な電力系統の構成と各部電圧の関係を示した図である。本発明が適用される典型的な電力系統においては、電圧調整器ＳＶＲが直列に多段に設置された系統を構成している。
【００１２】
まず本発明について使用する電圧調整器ＳＶＲについて明確にすると、これは変圧器の二次巻線数をタップにより切り替え可能ないわゆるタップ付変圧器というべきものであり、具体的には配電線路上に設置される自動電圧調整器ＳＶＲ（Ｓｔｅｐ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）、あるいは変電所出口に設置される負荷時タップ切り替え変圧器ＬＲＴ（Ｌｏａｄ  Ｒａｔｉｏ  ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）がこれに相当する。本発明においては、電圧調整器ＳＶＲとして説明するが、ＬＲＴを含んでも同様の効果が得られる。
【００１３】
実施例１においては、本発明に係る電力系統の電圧調整システムの基本的な考え方について説明する。電圧調整システムは、直列に接続された複数の電圧調整器ＳＶＲにより構成されている。
【００１４】
図１において、図示しない発電所や送電線を経由して変電所１０２に到達した電力Ｐは、配電線１０５を通して需要家Ｌに配分される。また、配電線１０５には太陽光発電ＰＶなどの分散電源が連系されることもある。分散電源からの潮流Ｐｐｖは電力Ｐとは逆方向であり、変電所１０２側に向かう。
【００１５】
いま仮に配電線１０５に需要家Ｌの負荷のみが連系されているとした場合の電圧の分布は、図１下のようになる。同図横軸は、変電所１０２からの距離で、便宜的に図１上の系統上の位置と符合しているとする。同図縦軸は電圧Ｖである。いま電圧調整器ＳＶＲが無いか、もしくは電圧調整器ＳＶＲのタップが素通し位置にあるとすると、電力系統の電圧ＶはＶ０のように変電所側から末端にかけて低下していく。これは、系統のインピーダンスと電流に応じた電圧降下による。
【００１６】
上記の電圧降下の影響を軽減するには、電圧調整器ＳＶＲを用い、タップ位置を適宜調整することで、同図電圧Ｖ１のように電圧を上昇させる必要がある。同プロットは、電圧調整器ＳＶＲ１による調整の結果を示しているが、同様の調整を末端側の電圧調整器ＳＶＲ２、ＳＶＲ３に対しても実施することで、系統全体の電圧を所定の範囲に調整することができる。
【００１７】
ここで、図１下の調整後電圧Ｖ１のプロットをみると、変電所１０２に近い上流側の電圧調整器ＳＶＲ１による電圧調整の影響は、相対的に末端側の電圧調整器ＳＶＲ２やＳＶＲ３に及んでいることがわかる。よって、相対的に末端側（以降、負荷の方向を基準とし、便宜的に下流側と記載）の電圧調整器ＳＶＲは、相対的に変電所側（同じく上流側と記載）の電圧調整器ＳＶＲによる電圧調整の影響を、常に受け続けることになる。
【００１８】
上流側の電圧調整器ＳＶＲの動作が下流側の電圧調整器ＳＶＲの動作に影響を与える例を、図２に示す。図２において横軸は時間ｔ、縦軸は電圧調整器ＳＶＲのタップＴｐの相対的な位置を示すものとする。Ｔｐ１は電圧調整器ＳＶＲ１（上流側）のタップ動作の例である。同じくＴｐ２は、電圧調整器ＳＶＲ２（下流側）のタップ動作の例である。同図では、説明のために、タップ位置を相対的に上げ操作か、下げ操作かの２タップのみで示す。またタップ上げで電圧調整器ＳＶＲの二次側の電圧が上がるものとする。
【００１９】
図２の例では、最上流の電圧調整器ＳＶＲ１について、自局による電圧調整範囲（電圧調整器ＳＶＲ１から電圧調整器ＳＶＲ２までの区間、以降電圧調整器ＳＶＲ１の所管区間と表記）が所定の電圧値に達したことを契機に、時刻ｔ２のタイミングでタップの上げ動作をしたとする。
【００２０】
またこの例では、電圧調整器ＳＶＲ１のタップの上げ動作に先立ち、下流側の電圧調整器ＳＶＲ２において、時間的に先行する時刻ｔ１のタイミングで既に上げ動作をしていた場合を想定する。この結果、電圧調整器ＳＶＲ２より下流側の電圧は、既に電圧調整器ＳＶＲ２により上昇した電圧と、新たに加わる電圧調整器ＳＶＲ１による上昇分により、必要以上に電圧が上昇することとなる。よって、電圧調整器ＳＶＲ２は、所定の時限が経過した後、時刻ｔ３のタイミングで、タップ下げ動作を行うことになる。以上から、電圧調整器ＳＶＲ２は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間は、所管区間の電圧を適正化する方向で動作しているものの、時刻ｔ２から時刻ｔ３までは、所管の電圧を逸脱させる方向に動作してしまっていることになる。
【００２１】
ここでもし、図３に示すように、上流側の電圧調整器ＳＶＲ１の動作を待ってから、下流側の電圧調整器ＳＶＲ２が動作することが可能な場合を考えてみる。図３の想定例では例えば、電圧調整器ＳＶＲ１が、時刻ｔ２のタイミングで動作することを、電圧調整器ＳＶＲ２が感知できるとする。この想定例によれば、電圧調整器ＳＶＲ２は、時刻ｔ１のタイミングで実施しようとしていたタップ上げ動作を、一例として時刻ｔ４のタイミングまで延期する対応をとることが出来る。その結果、電圧調整器ＳＶＲ２は、実際に電圧調整器ＳＶＲ１によるタップ上げが時刻ｔ２のタイミングで実施されたことを確認したうえで、時刻ｔ４のタイミングによるタップ上げを抑止することが出来る。その結果、タップＴｐ２の動作のように電圧調整器ＳＶＲ２の無駄動作（図２の時刻ｔ１でタップ上げ動作を行いその直後の時刻ｔ３でタップ下げ動作を行う一連の動作）を回避できる。ここで、電圧調整器ＳＶＲ２の動作時限(タップ動作の契機となる閾値を超えてから実際にタップ動作を行うまでの時間)を電圧調整器ＳＶＲ１の動作時限より、十分に長くすることでも、前記の回避動作と類似の効果を得ることができる。しかし、電圧調整器ＳＶＲの直列段数が増えるにつれ、下流側の動作時限は相対的に長くなっていくため、太陽光発電ＰＶ等による急峻な電圧変動への対応が遅れることになる。
【００２２】
上記のような動作ステップを経ることが出来れば、電圧調整器ＳＶＲ２の無駄な動作を抑止することができる。電圧調整器ＳＶＲ２の所管の電圧は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間は逸脱する可能性があるものの、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間は、適正な電圧範囲に収めることが出来る。機械的な切り替え構造を有する電圧調整器ＳＶＲは、タップ切り替え動作の回数に制限があるため、前記の手順で、特に、無駄な動作を低減できるとすると、電圧調整器ＳＶＲの寿命の観点からも有用である。
【００２３】
前述したように、上流側の電圧調整器ＳＶＲの動作を、下流側の電圧調整器ＳＶＲが前もって感知するには、従来は通信による情報の交換が必要であった。しかし、前述のように通信路の敷設には多大なコストがかかるため、短期間では実施しにくい状況である。
【００２４】
そこで、本発明では、前述した機能、下流側の電圧調整器ＳＶＲにおいて上流側の電圧調整器ＳＶＲの動作を検知する手段を、通信を用いずに実現する方法を提供する。
【００２５】
好ましくは、上記機能の実現のために、電圧調整器ＳＶＲに追加するハードウェアを最小限とできる方式を提供する。またより好ましくは、ソフトウェアの改造のみで実施できる手法を提供する。
【００２６】
図４に、前述の機能を実現する手法としての、時間フレームの共有による複数の電圧調整器ＳＶＲの協調動作の考え方の例を示す。
【００２７】
図４は、図２、図３の表記に、さらに周期的に繰り返す時間フレームＴｆを記述したものである。図の例では、時間長がＴｆである連続する３つの時間フレームＴｆｍ−１、Ｔｆｍ、Ｔｆｍ＋１を例示している。
【００２８】
これらの時間フレームＴｆは、対象の電力系統で、直列の接続関係となる複数の電圧調整器ＳＶＲ間で、所定の時間的精度内で共有される。直列の接続関係とは、ある上流側の電圧調整器ＳＶＲのタップ動作により、一次側の電圧が影響を受ける接続関係にあるものを指す。所定精度とは、時間フレームＴｆの開始時刻のずれや、時間フレームＴｆの長さのずれが、上記直列の接続関係となる複数の電圧調整器ＳＶＲ間で所定の値以内となることである。所定の値とは、一例として１秒から数秒などである。電圧調整器ＳＶＲの直列数や時計の精度、時刻同期の周期、電圧調整器ＳＶＲの機械要素の動作遅れ時間のばらつきなどで、前記、所定精度の値は変わりうる。
【００２９】
この説明からも明らかなように、本発明では複数の電圧調整器ＳＶＲ間での時間フレームＴｆの共有は、基本的に非同期で行われ、通常動作時における同期化のための通信設備などを備えていない。複数の電圧調整器ＳＶＲ間では所定精度の範囲内で時間フレームの共有による協調動作が実現されるという関係にある。前記所定精度内に時間フレームを維持するには、後述する同報的な時刻同期手段や電圧調整器ＳＶＲが自局にて計測している系統の電圧計測値等の特徴を用いる。
【００３０】
これにより、電圧調整器ＳＶＲ１が時刻ｔ２において時間フレームＴｆｍの開始時刻と認識し、時間長Ｔｆ経過後に時間フレームＴｆｍ＋１の開始時刻と認識しているとき、電圧調整器ＳＶＲ２もまた所定精度の範囲内において時刻ｔ２において時間フレームＴｆｍの開始時刻と認識し、時間長Ｔｆ経過後に時間フレームＴｆｍ＋１の開始時刻と認識している。この関係は、直列の接続関係となる複数の他の電圧調整器ＳＶＲについても共有されており、同様の時刻が認識され、時間フレーム開始が決定されている。尚、ここで時刻とは、前記時間フレームの、時間軸上での相対的な位置を複数の電圧調整器ＳＶＲで所定精度内で保持するに足る情報であればよい。よって日本標準時などの絶対時刻との同期は必ずしも必要ではない。また相対的な精度が保たれていればよいため、電源周波数同期などの手段を用いた場合等で長周期の揺らぎがあってもよい。
【００３１】
図４においてｔＳ１は、時間フレームＴｆ中の電圧調整器ＳＶＲ１動作の割り当てタイミングである。同様に時間Δｔ後の時刻ｔＳ２は時間フレームＴｆ中の電圧調整器ＳＶＲ２動作の割り当てタイミングである。電圧調整器ＳＶＲ３以降がある場合も、順次時間Δｔ後の時刻として、電圧調整器ＳＶＲ２動作の割り当てタイミングを同様に割り当てる。なお図４では、時間フレームＴｆ中の電圧調整器ＳＶＲ１動作の割り当てタイミングである、時間Δｔ後の時刻ｔＳ２が時刻ｔ４である場合を例示している。
【００３２】
このとき、多段に接続された電圧調整器ＳＶＲで、相対的に上流側（変電所側）の電圧調整器ＳＶＲの動作割り当てのタイミングを、時間フレームＴｆ中で相対的に早いタイミングに順次割り当てる。上記のような割り当てを行うことで、ある時刻の近傍で、相対的に下流側の電圧調整器ＳＶＲは、相対的に上流側の電圧調整器ＳＶＲの動作を待ってから動作を行うこととなる。上記上流側の動作を待った結果、上流側の動作方向が、動作を待機していた下流側の動作予定方向と同じであった場合、下流側は動作を行わずに済むことになる。
【００３３】
上記動作を図４において、より具体的に説明する。いま、電圧調整器ＳＶＲ１と電圧調整器ＳＶＲ２が直列に接続されている場合において、電圧調整器ＳＶＲ１が上流側とする。ここで、下流側の電圧調整器ＳＶＲ２がｔ１のタイミングでタップ上げの条件を満たしたとする。しかし、ｔ１のタイミングを含む時間フレームＴｆｍ−１中で、電圧調整器ＳＶＲ２の動作割り当てタイミングは既に過ぎているため、次の時間フレームＴｆｍまで待つことになる。ここで、タップ上げの条件を満たすとは、電圧が所定の閾値を超えた時間が、ある動作時限の間、継続した場合を指す。尚、前記の、ある動作時限とは、従来の電圧調整器ＳＶＲの動作時限と同様のものである。本発明では、従来の動作時限に加え、時間フレームの半分の時間が、動作時限の平均となる。よって、従来の動作時限に相当する量を設定する場合は、前記時間フレームによる延長分を差し引く。また、従来の動作時限に相当する量は、多段構成の下流側になるに従い、長くしていく必要はなく、同一値としても、前述の無駄動作回避の効果が得られる。また、下流側の動作時限を長くすると、無駄動作回避の効果がより高まるが、遅れ時間とのトレードオフとなる。
【００３４】
次の時間フレームＴｆｍにおいて、電圧調整器ＳＶＲ２が動作できるタイミングは、ｔ４であるが、同時刻より前のｔ２のタイミングにおいて上流側の電圧調整器ＳＶＲ１がタップ上げ動作を行っているため、電圧調整器ＳＶＲ２は動作を行わずに済むことになる。尚、ｔ２のタイミングで電圧調整器ＳＶＲ１が動作したことは、電圧調整器ＳＶＲ２においては、通信を用いずに系統の電圧から知ることができる。これは、図１の下図で示した通り、上流側の電圧調整器ＳＶＲによる電圧調整は、下流側の全ての電圧調整器ＳＶＲに影響する（系統の電圧を介し伝達される）ためである。
【００３５】
上記の例は、電圧調整器ＳＶＲの直列数が２の場合であるが、３以上の場合でも同様である。より具体的には、直列数が多い場合に本手法は、効果的に適用できる。これは、前述のように相対的に下流側の電圧調整器ＳＶＲは、相対的に上流側の電圧調整器ＳＶＲの動作の影響を受けるため、電圧調整器ＳＶＲの設置位置が下流側ほど、相対的に上流側となる電圧調整器ＳＶＲの数が増えるためである。従来は、多段に設置した電圧調整器ＳＶＲにおいては、下流側ほど、電圧の閾値を超えてから電圧調整器ＳＶＲが実際にタップ動作を行うまでの動作時限を長くすることで対応してきた。しかし、段数が多くなるほど、下流側の動作時限が累積的に長くなってしまうという課題があった。
【００３６】
本発明の方式は、ある電圧調整器ＳＶＲより下流側で分岐する場合でも同様に適用できる。分岐により、変電所側の電圧調整器ＳＶＲから数えた直列数が異なる場合でも同様に適用可能である。また、分岐により、上流側の電圧調整器ＳＶＲから数えた直列段数が同一となる電圧調整器ＳＶＲが複数となる場合がある。この場合、直列段数が同一となる複数の電圧調整器ＳＶＲに、時間フレーム中で同一のタイミングを動作に割り当てても良い。これは、互いに干渉しないためである。
【００３７】
図４では、時間フレームＴｆ中に割り当てられた電圧調整器ＳＶＲ動作の割り当てタイミングｔＳ１、ｔＳ２を、時間方向に幅のない線で、模式的に示した。しかるに実際には、電圧調整器ＳＶＲ動作の割り当てタイミングｔＳ１、ｔＳ２は、時間的な幅をもっている。
【００３８】
図５にその例として、時間フレームＴｆ内の構成の一例を示す。同図で電圧調整器ＳＶＲ動作の割り当てタイミングｔＳ１、ｔＳ２の前後には、複数の電圧調整器ＳＶＲの時刻のずれに対応できるよう、ガードタイムＴｇを設ける。また、ｔＳ１も、電圧調整器ＳＶＲの切り替え動作のずれに対応できるよう、ある程度の時間の幅Ｔｓｗを設ける。時間フレームＴｆ中の最初のガードタイムＴｇ１を設けずに、代わりに、時間フレームＴｆ間（例：Ｔｆｍ−１とＴｆｍ間）にガードタイムを設けてもよい。また、ガードタイムＴｇは、相対的に上流側の電圧調整器ＳＶＲのタップ切り替え動作の有無を、相対的に下流側の電圧調整器ＳＶＲにおいて判定できる時間より長いものとする。
【００３９】
更に、時間フレームＴｆ中の位置が遅くなるに従い、ガードタイムＴｇを長くしてもよい。これは、下流側の電圧調整器ＳＶＲは、上流側の電圧調整器ＳＶＲの動作時間のばらつきの影響を受けるためである。同様の理由で、電圧調整器ＳＶＲ動作の割り当てタイミングの期間の長さＴｓｗも、時間フレームＴｆ中の位置が遅くなるに従い、長くしてもよい。
【００４０】
但し、年単位や点検周期単位で時刻修正が不要な時計を利用する場合で、かつ時刻のスタンドアロンでの修正を行わない場合では、次の時刻修正の期日が近づくに従い、前述のガードタイムＴｇや、電圧調整器ＳＶＲ動作の割り当て期間Ｔｓｗを延ばし、相対時刻の精度の不確定性に対応してもよい。この場合、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲで、同期して、上記延長を行うよう、あらかじめスケジュールしておくのがよい。
【実施例２】
【００４１】
次に、前述の図４に示した時間フレームＴｆを、複数の電圧調整器ＳＶＲで共有する方法に関して説明する。本発明の前提は、電圧調整器ＳＶＲは通信を用いず、オフラインで動作することである。よって、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲに実装された計時手段（時計、ＲＴＣなど）において、時刻のずれが、所定の精度内であることが必要である。よって、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲ同士で、歩度（ｒａｔｅ、短時間の精度）が所定の範囲で一致していれば良く、絶対時刻とのずれの程度は不問としてよい。
【００４２】
このことから実施例２においては、外部時刻同期手段を用いて電圧調整システムを構成する複数の電圧調整器ＳＶＲ間の時刻を所定精度内に収める手法について説明する。
【００４３】
図６に外部時刻同期手段を用いる電力系統の構成例を示す。同図では、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲの時刻を所定精度内に収めるために、ＧＰＳや準天頂衛星など、時刻情報を含む信号を同報的に配信しているインフラ８４１を利用するものである。また、地上の局を用いる標準電波（例えばＪＪＹ）８４２を用いても良い。ＧＰＳや準天頂衛星などの周波数帯と、標準電波の周波数は異なるため、必要に応じ適宜選択してもよい。衛星は空が開けてない高架下や地下などでは使用しにくい。また地政学的リスクや、太陽フレアにより使用不能となる可能性もあるが、世界的に共通の仕様で使用できる。近年は運用主体が外国でなく、高仰角となる確率を高めた軌道のものもあるため、前記課題の一部には改善が見込まれる。標準電波は、搬送波の周波数が低いため、必要となる追加のハードウェアの規模を小さく出来る可能性がある。例えばソフトウェアでの復調も可能であるため、将来的にコントローラの処理能力が向上すれば、更にハードウェアの負担を減らせることになる。また、ＧＰＳ８４１や標準電波８４２は、波長が大幅に異なるため、アンテナに関する要件や受信状況も異なる。よって、電圧調整器ＳＶＲの設置環境に応じ、適宜選択できるようにしても良い。
【００４４】
図７は外部時刻同期手段を用いる電圧調整器ＳＶＲの構成例を示すブロック図である。ここで、６５０は、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲにおいて、個々の電圧調整器ＳＶＲが具備している制御部である。
【００４５】
個々の電圧調整器ＳＶＲには、制御部６５０のほかに、タップ付のトランスや、タップの切り替えのための機構部、冷却部などを含む。ここで、計測部６５５、通常の電圧調整機能（ＬＤＣ等）６５６、動作指令出力部６５７は従来の電圧調整器ＳＶＲの機能である。従来の電圧調整器ＳＶＲでは、計測部６５５で系統電圧や電流等を計測し、電圧調整機能６５６で計測結果にもとづき、ＬＤＣなどの方式を用いながら、自局のタップ動作を行うか否かの判定を行い、動作指令出力部６５７にて、判定結果にもとづきタップ切り替えの動作指令を、図示しない切り替え機構宛に出力する。
【００４６】
本実施例では、前記に加え、以下の機能をもつ制御部６５０を有する。時刻信号受信部６６１は、ＧＰＳや標準電波など時刻情報を同報的に配信している時刻信号を受信する。時計などの計時部６６２は、ＧＰＳ等による時刻修正と次の時刻修正の間、ローカルで水晶発信器等に基づき、時刻を刻む。また他のブロックからの、時刻の問い合わせに対し、現在時刻を応答する機能を有する。
【００４７】
計時部６６２の実現例としては、ＲＴＣ（Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｃｌｏｃｋ）などの専用の集積回路を用いる場合が多い。また、ＧＰＳにより適宜修正されたＲＴＣの時刻を適宜参照しつつも、コントローラのタイマー割り込み等のもとづく計時を、高頻度のタイミング管理に用いても良い。
【００４８】
時間フレーム生成部６６３は、図４に示した時間フレームＴｆを生成する。時間フレームＴｆの長さは、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲで同一とする。また各時間フレームＴｆの開始時刻は、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲ間で、所定の精度の範囲内で同期しているものとする。この同期には、計時部６６２からの同期した時刻を用いる。
【００４９】
時間フレームＴｆを短くすると、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲに関し、電圧超過によりタップ動作を行うまでの遅れ時間を短くすることが出来る。加えて、時間的に順次ずらして割り当てられる電圧調整器ＳＶＲの最大直列段数を多くすることが出来る。逆に、時間フレームＴｆを長くすると、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲ間の動作干渉を防止できる確率が高まる。よって、時間フレームＴｆの決定には、上記のトレードオフを考慮する。
【００５０】
直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲ中の位置の保持部６６４は、当該電圧調整器ＳＶＲを系統に設置する際に、設定する。これは、変電所直下の最上流の電圧調整器ＳＶＲから数えて何番目の電圧調整器ＳＶＲであるかの情報を保持する。例えば、対象の電圧調整器ＳＶＲが、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲである等の情報を保持する。
【００５１】
タップ動作ゲート部６６５は、通常の電圧調整機能（ＬＤＣ等）６５６の判定結果を動作指令出力部６５７から実際に出力するまでの間のゲートとして機能する。通常の電圧調整機能６５６でＬＤＣ等の通常の電圧調整機能によりタップ動作判定をした場合でも、タップ動作ゲート部６６５のゲート機能により、すぐには動作指令出力部６５７に伝達されない。
【００５２】
より詳しくは、ある時間フレームＴｆｍ−１中で電圧調整機能６５６がタップ動作判定をした場合、タップ動作ゲート部６６５においては、次の時間フレームＴｆｍまで当該動作判定を保留のまま保持し、時間フレームＴｆｍの当該電圧調整器ＳＶＲの動作割り当てタイミングの到来時までタップ動作の判定条件を継続的に満たしていれば、動作指令出力部６５７へ伝達する。逆に、動作割り当てタイミングの到来時に、上流側の電圧調整器ＳＶＲの動作等により、当該電圧調整器ＳＶＲにおいて電圧が規定範囲内に収まるなど、タップ動作の判定条件を満たさなくなった場合、タップ動作ゲート部６６５は電圧調整機能６５６からのタップ動作判定を動作指令出力部６５７へ伝達しない。
【００５３】
時間フレームＴｆｍの当該電圧調整器ＳＶＲの動作割り当てタイミングの一例としては、電圧調整器ＳＶＲ中の位置の保持部６６４で保持している直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲ中の位置が、最上流から２番目の場合、時間フレームＴｆの開始から８−１３秒の間などである。このケースでは、ガードタイムが１秒、電圧調整器ＳＶＲ動作の割り当て期間が各５秒の場合の例である。ガードタイムや動作割り当て期間は、時間フレームＴｆに収まるように、適宜調整してもよい。ガードタイムや動作割り当て期間を長くすると、上流側の電圧調整器ＳＶＲのタップ動作を、下流側の電圧調整器ＳＶＲで検知してから、実際にタップ動作を実行するか否かの判定を、安定して実施することが出来る。
【００５４】
図７の実施例において、従来の電圧調整器ＳＶＲとのハードウェア構成の最小限の違いは、時刻信号受信部６６１の追加である。他の時間フレーム生成部６６３、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲ中の位置の保持部６６４、タップ動作ゲート６６５の機能はソフトウェアで実現が可能である。時計機能６６２に関しても、従来の電圧調整器ＳＶＲ構成でＲＴＣ等が搭載されていない場合でも、時刻信号受信部６６１からの時刻同期を基準に、ＣＰＵやコントローラのボードのクロック等の分周にもとづくタイマー機能を併用すれば、足りる。
【００５５】
電圧調整器ＳＶＲのタップ切り替えは、ＴＶＲ等の電子素子を用いるものを除き、機械的機構により実現していると考えられる。一般に機械的動作は、電子的なそれと比較して、長い時間を要する。また、切り替え機構の差により、機械的遅れ時間に差が生じる場合も考えられる。そこで、タップ動作ゲート６６５では、前記機械的遅れ時間の補正を行った上で、タップ動作指令を出力するようにすると、自局電圧調整器ＳＶＲの動作割り当てタイミング内で、より確実に切り替えを行えるようになる。
【００５６】
よって、動作割り当てタイミングやガードタイムをより短くすることも可能となり、同一の時間フレーム内に割り当て可能な電圧調整器ＳＶＲ数の上限を増加させることが出来る。機械的遅れ時間の補正量は、電圧調整器ＳＶＲの機種毎に変えてもよい。これは、機構部が機種により異なる可能性があるためである。また、タップ位置ごとに、異なる補正時間を保持してもよい。自局に関し、タッブ動作指令の発行から、実際にタップ切り替えが完了するまでの時間は、自局にて計測可能であるため、例えば経年変化等に応じ、補正量を変えてもよい。温度その他の条件で遅れ時間が変わる場合も、同様である。
【実施例３】
【００５７】
実施例２は、時刻信号受信部６６１と、インフラとしての衛星や標準電波等が利用可能であることが前提であった。実施例３では、正確な時計を各々の電圧調整器ＳＶＲが内蔵することにより、所定精度内に同期した時間フレームを共有することについて説明する。
【００５８】
図８は、内蔵の計時手段を用いる電力系統の構成例を示す図である。同図のように、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲの各々に、内蔵の計時手段８５３（時計やタイマー）を設ける。内蔵の計時手段８５３は、少なくとも直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲ間で、相対的な歩度が、ほぼ等しいように、後述する手法等を用い、調整する。よって、内蔵の計時手段８５３は、必ずしも標準時刻（ＧＭＴ、ＪＳＴ）と同期している必要はない。内蔵の計時手段８５３の精度が確保できていれば、所定精度内に同期した時間フレームにもとづき、各々の電圧調整器ＳＶＲが、前述した所定のスケジュールにもとづいた動作を実行できる。
【００５９】
図９に内蔵の計時手段を用いる電圧調整器ＳＶＲの構成例を示すブロック図を示す。同図は、図７における時刻信号受信部６６１を、時刻設定／相対時刻修正部６６６に置き換えたものである。それ以外のブロックの動作に関しては、基本的に前出の図７における機能とほぼ同一であるので、重複する機能説明を割愛する。
【００６０】
図９の実施例３では、時計６６２は、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲ間で、少なくとも相対精度が確保できるものを用いる必要がある。一例として、水晶発振子による時計の高精度版が挙げられる。腕時計等では、消費電力を考慮し、発振周波数の低い発振子を用いる必要があったが、電圧調整器ＳＶＲにおいては、前記条件の重要度は低い。よって、より高い周波数の水晶発振子を用いることが出来る。加えて、水晶発振子の精度の最も影響を及ぼす温度を、継続的にモニタすることで、適宜、温度特性を補正するなども行える。相当程度の期間、時刻修正を実施しなくても、スタンドアロンで、ある程度の精度で時刻を刻むことが可能である。
【００６１】
電圧調整器ＳＶＲの初期起動時と、点検時等に時刻修正を行うことを前提とする前記ケースでは、時刻設定／相対時刻修正部６６６は、例えばマニュアルで、時刻を修正する機能を提供する。必須でないものの時刻設定／相対時刻修正部６６６は、現在の設定時刻を確認できる機能を有していてもよい。また、柱上など、必ずしもアクセスが容易でない場合も想定し、地上から修正できるようにしてもよい。上記修正を、有線ではなく、ハードウェアが多少増加してしまうが、近距離無線モジュールを適用してもよい。
【００６２】
図９の実施例３では、精度の高い時計６６２を利用し、時刻の修正は、点検時等の比較的長い周期で行う方式であった。よって、時刻設定／相対時刻修正部６６６は、電圧調整器ＳＶＲの設置時や点検時に時刻の設定に使用する。しかし、精度の高い時計６６２を用いた場合でも、長期の停電など、バックアップ電源で長期間動作した場合は、精度が確保できない場合が考えられる。また、半導体製品は、放射線や電磁ノイズによりビット反転（ソフトエラー等）を起こす可能性も０ではない。
【００６３】
よって、前述した点検の間隔より、相当程度、短い周期で時刻を修正できると、利点が多い。短い周期で時刻の修正が可能であれば、精度の高い時計６６２を用いる必要が無くなり、ハードウェアのコスト低減や、従来のコントロールボードの流用などの適用も可能となる。加えて、精度の高い時計６６２のバックアップ電源の消耗等の不具合で、現在の時刻情報が消失したコールドスタートの条件でも、自律的に時刻の同期（、修正）ができるようになる。また、バックアップ電源そのものを不要とすることも出来る。加えてバックアップ電源そのものや、ＲＴＣのような時計機能も不要とすることも可能である。
【実施例４】
【００６４】
実施例３で述べたように、電圧調整器ＳＶＲの時計６６２の時刻修正は点検の間隔より、相当程度、短い周期で時刻を修正できることが望ましい。
【００６５】
然るにＲＴＣをもたない場合、前述した短時間の精度が在る程度確保されているタイマー機能を活用し、時刻設定／相対時刻修正部６６６が相対時刻を修正できる機能を有すれば、一連の実施例における中核要素である、同期した時間フレームを実現できる。
【００６６】
実施例４では、図９の時刻設定／相対時刻修正部６６６が、ＧＰＳや標準電波、ＮＴＰのような外部時刻同期手段に寄らずに、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲ間の物理量に従って、相対時刻を修正する手法について、説明する。
【００６７】
図１０は、実施例４を実現するための時刻設定／相対時刻修正部６６６の構成例を示す図である。実施例４においてその他の構成は、図９と同じである。
【００６８】
図１０において、上流側タップ切り替えタイミング検出部６７２は、自局より上流側の電圧調整器ＳＶＲが切り替え動作を行ったタイミングを、自局の上流側の物理量である一次側電圧の計測値を処理し、検出する。ここでは一次側電圧の急増をもってタップ上げと判断し、一次側電圧の急減をもってタップ下げと判断してその検知タイミングを把握する。
【００６９】
次に、タップ切り替えタイミング蓄積部６７３では、前述のタップ切り替え動作のタイミングを、ある程度の期間につき蓄積する。時間ずれ量検出部６７４は、タップ切り替えタイミング蓄積部６７３にて蓄積した切り替えタイミングのデータから、自局の時間フレームＴｆと、上流側の電圧調整器ＳＶＲの時間フレームＴｆの時間のずれ量を検出する。検出された時間フレームのずれ量は、時間フレームずれ量保持部６７５に保持される。
【００７０】
ここで時間フレームのずれ量は、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲのうち最上流の電圧調整器ＳＶＲ１における時間フレームを基準とする。しかし、電圧調整器ＳＶＲの時間フレームの基準は、相互に通信路等を介して確認することはできない。よって、実際に自局の時間フレームのずれ量は、自局内の時計（ＲＴＣ、システムクロックの分周等にもとづくローカルでの計時）との相対的なずれを示す。当然、自局内の時計は、誤差があり、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲの最上流の電圧調整器ＳＶＲ１との時刻の誤差は、多少の増減はあるものの、時間とともに累積していく。
【００７１】
このことから実施例４においては、時間フレームずれ量補正要否判定部６７６において、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲの時間フレームの基準となる電圧調整器ＳＶＲの時刻とのずれ量が、所定の閾値を超えたか否かを判定する。ずれ量の閾値の一例として、前述のガードタイム８１３の半分などが採用可能である。
【００７２】
閾値越えを判定するには、前述した上流側タップ切り替えタイミング検出部６７２から時間フレームずれ量保持部６７５の処理を、常時あるいは、所定の頻度で実行する。所定の頻度の一例として、時間フレームの基準の電圧調整器ＳＶＲと自局の時間フレームのずれ量が、時間フレームずれ量補正要否判定部６７６にて補正要と判定するずれ量の半分や７割程度となる期間などがある。但し、前記期間からは、タップ切り替えタイミング蓄積部６７３にて、切り替えタイミングを蓄積する期間を差引くため、差引いた値が０以下の場合、上流側タップ切り替えタイミング検出部６７２から時間フレームずれ量保持部６７５の処理は常時実行することとなる。
【００７３】
上流側タップ切り替えタイミング検出部６７２における処理の一例を、図１１を用いて説明する。ここで、本手法は、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲのうち、少なくとも最上流のものではなく、最上流から下流側の電圧調整器ＳＶＲのうちのどれかの動作を示すものとする。尚、最上流の電圧調整器ＳＶＲ１は、時間フレームの基準とすることが多く、基本的には、時間フレームのずれの補正は不要である。これは、下流側の電圧調整器ＳＶＲが、以降に示す手順を実行することで、最上流の電圧調整器ＳＶＲ１の時間フレームとの相対誤差を修正するためである。
【００７４】
図１１において、縦軸は電圧、横軸は時間を示している。この図で、まず（ａ）は、対象となる電圧調整器ＳＶＲの一次側（上流側）の電圧の時間推移を示している。なお、以降（ｄ）まで、横軸の時間軸は共通とする。
【００７５】
（ａ）の一次側（上流側）電圧は、電力系統の状態推移に応じて微少変動をしているが、時刻ｔｍにおいて急減し、時刻ｔｎにおいて急増している。これらの変化はその変動幅や急峻な変化の度合いなどから上流側電圧調整器ＳＶＲにおけるタップの上げ下げを反映したものと考えることができる。急減が電圧下げ方向にタップを切り替えたタイミングであり、同じく、急増は電圧上げ方向にタップを切り替えたタイミングである。
【００７６】
これらの電圧計測値について、時間差分をとったものが、図１１の（ｂ）である。差分時間は、タップの切り替えを有意に検出できる長さに調整する。次に、図１１の（ｃ）のように、時間差分の絶対値をとり、更に閾値判定を行う。閾値は、上流側の電圧調整器ＳＶＲの動作により変動する電圧幅を参考に決定する。一例として、電圧幅の、８割などである。また、同一の時間差分内で、上流側の電圧調整器ＳＶＲが２台以上同時に動作したことを検出するための閾値を設けてもよい。
【００７７】
次に、図１１の（ｄ）のように、電圧調整器ＳＶＲの切り替え動作の、有りと無しに対応し、二値化する。複数台同時の閾値を設けた場合は、三値化以上としてもよい。以上のような手順で、上流側タップ切り替えタイミング検出部６７２は上流側タップ切り替えタイミングを検出する。
【００７８】
尚、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲの最上流のものを、時間フレームの基準とする。また、前記最上流の電圧調整器ＳＶＲ１のタップ切り替え動作の頻度が著しく低い場合は、ある程度の頻度でタップ切り替え動作を行っているより下流側の電圧調整器ＳＶＲを基準としてもよい。例えば、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２を時間フレームの基準としても、最上流の電圧調整器ＳＶＲ１の動作頻度が著しく低ければ、実質的に影響はほとんどない。
【００７９】
次に、タップ切り替えタイミング蓄積部６７３の動作を、図１２を用いて説明する。ここでは、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲのうち、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２の動作の例で説明するが、より下流側の電圧調整器ＳＶＲについても、類似の手順を適用できる。なお図１２の横軸は時間を示している。
【００８０】
また、コールドスタート後のように、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲにおいて、同期が取れていない状態であるとする。
【００８１】
図１２において、二点鎖線で示す時刻は、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２における時間フレーム開始時刻を表している。従って、二点鎖線で示す時刻の間の時間幅が最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲにおける時間フレームＴｆｋの長さを表している。ここではｋが最上流から２番目であることを示している。
【００８２】
図１２の最上部に示す６８５は二値化後のタップ切り替えタイミングであり、図１１の（ｄ）に相当するものを、累積期間にわたり並べたものである。よって、６８５の横方向の軸は、時間に相当する。なおタップ切り替えは、すべての時間フレームＴｆにおいて生じるものではないが、ここでは説明の都合上、タップ切り替えを生じた時間フレームＴｆのみを６８６として記述している。タップ切り替えを生じた時間フレームＴｆが、図示の例では、Ｔｆｋ＋１、Ｔｆｋ＋ｒ、Ｔｆｋ＋ｓ、Ｔｆｋ＋ｕとして例示されている。
【００８３】
この図において、タップ切り替えタイミング６８５とタップ切り替えを生じた時間フレームＴｆ６８６の時間軸は、対応しているものとする。タップ切り替えタイミング６８５とタップ切り替えを生じた時間フレームＴｆ６８６に交わる二点鎖線は、時間フレームの境界である（ガードタイムは省略している）。
【００８４】
タップ切り替えタイミング蓄積部６７３では、６８７に示すように、時間フレーム単位で、対応するタップ切り替えタイミングの二値化値を累積していく。累積後の二値化値は、例えば６８８のようになる。累積された複数のタップ切り替えタイミングは、当該電圧調整器ＳＶＲにおける時間フレーム長との関係で把握され、時間フレームの先頭時刻からの遅れ時間との関係で時刻把握がされる。
【００８５】
ここでは、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲのうち、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２での動作のため、累積後の二値化値には、１本のピーク６８９のみが生じる。なおより下流側においては、上流側のすべての複数の電圧調整器ＳＶＲにおけるタップ操作の影響を受けるので、フレームの先頭時刻からの遅れ時間が相違する複数のタップ切り替えタイミングを検知することになる。図１２の６９２は、この場合に検知される複数のタップ切り替えタイミングを例示している。ここでは、開始時刻からの遅れ時間が小さい順に、より上流側の電圧調整器ＳＶＲにおけるタップ切り替えタイミングが生じるように設定されている。このことから、どのタイミングのものが、上流側のどの電圧調整器ＳＶＲに対応しているものかが把握可能である。
【００８６】
尚、最上流の電圧調整器ＳＶＲ１以外に、変電所のＬＲＴや更に上位の電圧調整機構、または下流側も含む系統的に近隣のコンデンサなどの投入により、ステップ状に電圧が変化し、図１１の（ｃ）の閾値を超えることで、６８８の累積値に含まれることが考えられる(ここでは、ＬＲＴは時間フレームと同期する動作を行っていない場合とする)。しかし、ＬＲＴ等の電圧調整機構の動作は、必ずしも、時間フレームに同期してはいない。よって、累積値６８８の上では、分散した分布となり、ピークを形成しないと考えられる。従って、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２においては、最上流のタップ切り換え動作のタイミングを、検出可能である。
【００８７】
いま、電圧調整器ＳＶＲの動作タイミングが６９２のように割り当てられていたとする。ここでは、基準となる時間フレームＴｆｖにおいて、複数の電圧調整器ＳＶＲの動作タイミングが上流側から順次発生すること、並びに各電圧調整器ＳＶＲの動作タイミングについて、時間フレームＴｆｖの開始時刻からの遅れ時間があらかじめ把握されていることを示している。例えば最上流の電圧調整器ＳＶＲ１のタップ切り替え動作による動作タイミングは、時間フレームＴｆｖの開始時刻からの遅れ時間がΔｔ１の時刻である。
【００８８】
従って仮に、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２の時間フレームの時間のずれが無い場合には、最上流の電圧調整器ＳＶＲ１のタップ切り替え動作によるピークは、累積値６８８で作成した時間フレームの６９０の位置に現れるはずである。６９０の位置とは、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２の時間フレームＴｆの開始時刻からの遅れ時間がΔｔ１の時刻である。
【００８９】
しかし、タップ切り替えタイミングを蓄積していった結果、ピークは６８９の位置に現れた。両者のずれｔｅの分だけ、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２の時間フレームをずらせば、最上流の電圧調整器ＳＶＲ１の時間フレームとのずれを修正することができる。修正後の累積値は６９１のようになる。
【００９０】
前述の時刻のずれの修正前後での時間フレームの関係を、最上流の電圧調整器ＳＶＲ１と、時刻修正の対象とした最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２について示したものが図１３である。
【００９１】
図１３において、６９７は最上流の電圧調整器ＳＶＲ１の時間フレームと切り替え動作タイミングであり、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲ間で共有する時間フレームの基準とするものである。尚、最上流の電圧調整器ＳＶＲ１における切り替え動作タイミングの累積に関しては、以降も含め、電圧調整器ＳＶＲ１の二次側の電圧を用いたものとする。尚、電圧調整器ＳＶＲ１は、自局の切り替えタイミングの累積をおこなう必要はない。６９７はあくまでもタイミングのずれがない場合の例示として用いている。一方、最上位より下流側の電圧調整器ＳＶＲにおいて観測される、上流側の切り替え動作タイミングの累積は、一次側電圧を用いたものとする。
【００９２】
ＧＰＳなどの、外部時刻同期手段を用いない場合、絶対時刻とのずれは不問であるため、例えば最上流の電圧調整器ＳＶＲ１においては、常に自局の時間のずれが無いものとして動作してかまわない。但し、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲ以外の器との連係動作が必要な場合はこの限りではない。
【００９３】
また図１３において、６９８は時刻のずれの修正対象である最上流から２番目の時間フレームと、上流側電圧調整器ＳＶＲ１の切り替えタイミングの相対的な関係を示している。６９９は、ずれの修正前の時間フレームと対応する切り替えタイミングの累積値、７００はずれの修正後の時間フレームと対応する切り替えタイミングの累積値である。
【００９４】
最上流の電圧調整器ＳＶＲ１が７０１に示すタイミングおいて時間フレームを開始しているのにもかかわらず、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２においては、６９９の時刻のずれの修正前、７０２のタイミングで時間フレームを開始している。よって、最上流の電圧調整器ＳＶＲ１が、時間フレーム中の正しいタイミング７０３でタップ切り替え動作を行っているにもかかわらず、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２においては、７０４のタイミングで動作しているように観測される。
【００９５】
よって、最上流の割り当てタイミングとして本来観測されるべきタイミング７０５との差ｔｅ（ｔｉｍｅ  ｅｒｒｏｒ）が、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２の時刻のずれである。よって、前記ｔｅの分だけ、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２の時間フレームの開始を修正する。修正の結果、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２においては、最上流の電圧調整器ＳＶＲ１のタップ切り替えタイミングが、７０６の位置で観測されるようになり、最上流の電圧調整器ＳＶＲ１と、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２の時刻のずれの修正が完了したことを確認できる。
【００９６】
次に、図１４を用い、最上流から３番目以降の電圧調整器ＳＶＲ３の時刻のずれの修正手順を説明する。なお図１４では、最上流から３番目以降の電圧調整器ＳＶＲにおける処理７１１を図１３に追記している。
【００９７】
図１４において、７１１は、最上流から３番目の時間フレームと電圧調整器ＳＶＲ３の切り替えタイミングの相対的関係である。最上流から３番目の電圧調整器ＳＶＲ３においては、時間フレームの開始タイミングが７１０であるとする。このとき、最上流から３番目の電圧調整器ＳＶＲ３において時刻のずれの修正前に観測される最上流の電圧調整器ＳＶＲ１の動作タイミングは７１２の位置に累積されたものとする。またこのとき、最上流から３番目の電圧調整器ＳＶＲ３においては、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２の動作も検出してしまう。
【００９８】
しかし、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２において、時間フレームのずれの修正前の場合、時間フレームに同期しないタイミングで、タップ切り替え動作を行うようにする。その結果、最上流から３番目の電圧調整器ＳＶＲ３において観測される最上流から２番目のタップ切り替えタイミングは、時間フレーム中の複数の箇所に分散されるようになる。よって、最上流から３番目の電圧調整器ＳＶＲ３では、明確な度数の累積をもつ最上流の電圧調整器ＳＶＲ１の動作のみを検出できる。
【００９９】
図１５は、最上流から３番目以降のＳＶＲで観測されるタップ切り替えタイミングの蓄積例を示す図である。
【０１００】
図１５の（ａ）は、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２において観測されるタップ切り替えタイミングの累積値である。これは、図１２の６８８に相当する。いま、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２の時間フレームのずれが修正される前の段階だとすると、最上流の電圧調整器ＳＶＲ１の切り替えタイミングの累積値は、７２０のような位置に集積（非分散）する。また、７２１はＬＲＴその他の電圧調整であり、時間フレームと非同期のため、７２１のように分布は分散する。
【０１０１】
図１５の（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、最上流から３番目の電圧調整器ＳＶＲ３において観測されるタップ切り替えタイミング等の累積値である。
【０１０２】
図１５の（ｂ）において、最上流から３番目の電圧調整器ＳＶＲ３においては、最上流の電圧調整器ＳＶＲ１の切り替えタイミングは、７２２のような位置に集積（非分散）する。いま、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２の時間フレームのずれが修正される前の段階だとすると、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２の切り替えタイミングの累積値は、７２４のように分散した分布となる。同じく、ＬＲＴ等に由来する累積値も、７２３のように分散して分布する。
【０１０３】
次に、最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２の時間のずれが修正されたとする。このとき、最上流から３番目の電圧調整器ＳＶＲ３にて観測される切り替えタイミングの累積値は、図１５の（ｃ）のようになる。最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２の切り替えタイミングも、７２５のように所定の位置に集積（非分散で）分布するようになる。最上流から３番目の電圧調整器ＳＶＲ３においては、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲのうち、自局が３番目であることを位置保持部６６４に保持した情報から、覚知しているため、この段階で、自局より上流側全ての電圧調整器ＳＶＲの時刻のずれが修正されたことを判定できる。つまり、自局が最上流よりn番目の電圧調整器ＳＶＲの場合、n-1個のピークが、タップ切り替えタイミングの累積値に観測されたことをもって、自局より上流側の全ての電圧調整器ＳＶＲの時刻のずれが修正されたことを検知できる。
【０１０４】
最上流から３番目の電圧調整器ＳＶＲ３においては、自局より上流側の全ての電圧調整器ＳＶＲの時刻のずれが修正されたことを確認後、自局の時刻ずれを修正する。修正方法は図１２や図１３で説明した方法と同様である。修正後、最上流から３番目の電圧調整器ＳＶＲ３にて観測される切り替えタイミングの累積値は図１５の（ｄ）のようになる。
【０１０５】
最上流から４番目以降の電圧調整器ＳＶＲ４についても、同様の処理を繰り返すことで、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲの全ての時刻のずれを修正できる。
【０１０６】
上記手法では、時間フレームの長さそのものの精度、特に各電圧調整器ＳＶＲ間の相対精度が、切り替えタイミングの累積を行っている期間、ある程度保たれていることを前提としている。上記相対精度を確保するには、ローカルの水晶発信器に温度係数の小さいものを選択する等のほか、系統の周波数に同期させる手法も適用できる。適切なフィルタ等を介し、交流周波数に同期させると、少なくとも前記各電圧調整器ＳＶＲにおいて、相対的な時間の精度確保が重要な場合に好適である。
【０１０７】
図１６に時刻のずれの修正手法のフローを示す。まず処理ステップＳ４５５で時刻のずれの修正の要否を判定する。判定の基準としては、コールドスタートを検出した（長期停電後、その他の例外事象等）、手動や自動タイマーによる時刻同期の開始などがある。
【０１０８】
判定要である場合、次に処理ステップＳ４５６において、自局が直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲのうちの最上流の電圧調整器ＳＶＲ１か否かを判定する。この判定には、位置保持部６６４に保持した情報を用いる。もし最上流であった場合は、自局が時間フレームの基準となるため、時刻同期を行わず終了する。
【０１０９】
もし、最上流ではなかった場合処理ステップＳ４５７において、タップ切り替えタイミングの累積を開始する。これは、図１２の累積値６８８を求める操作を開始することである。同じく処理ステップＳ４５７において、自局より下流側の電圧調整器ＳＶＲに対し、自局がまだ時刻ずれの修正が完了していない旨を明示するため、時間フレームとは非同期でタップ切り替えを行うモードに移行する。
【０１１０】
次に処理ステップＳ４５８において、前記累積値が十分に蓄積できているかを確認する。具体的には、累積値のピーク６８９、７２５のような自局より上流側の切り替えに関し明確なピークを確認できるようになった場合、処理ステップＳ４５９において累積値の分析を行う。
【０１１１】
分析の結果、自局より上流の電圧調整器ＳＶＲについて、時刻のずれの修正が完了したと処理ステップＳ４６０にて判断した場合、具体的には、自局が最上流より３番目の電圧調整器ＳＶＲ３であり、自局より上流側の電圧調整器ＳＶＲ１、ＳＶＲ２の切り替えタイミングに相当するピークが２本（自局は３番目のため、自局より上流側の電圧調整器ＳＶＲは２台）確認できれば、処理ステップＳ４６１において時刻のずれ量（図１３のｔｅなど）を算出し、自局の時刻のずれを修正する。加えて、自局のタップ切り替えを時間フレームと同期して行うモードに復帰する。
【０１１２】
図１７に時刻のずれが少ない場合やコールドスタートでない場合の時刻修正の例を示す。時刻のずれが７０１と７０２に示すように少ない場合、７０４最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲにおいて観測される最上流の電圧調整器ＳＶＲ１の動作タイミングは、時間フレーム中の位置はおよそ正しいものの、７０４に示すように分布が太くなる（観測時間幅が広い）。
【０１１３】
このような場合には、累積期間の初期と末期での分布の位置から時間のずれ量を算出し、自局の時刻を補正する。例えば、末期で７０４の位置が時間フレーム中で早まる方向にｔｅだけシフトしていた場合、自局の時間フレームの開始をｔｅだけ遅くする方向で修正する。前記機能を実現するためには、タップ切り替えタイミングの累積を常時、、タイマー等を用いて間欠的に行うとよい。また、前記のようなコールドスタートでない時刻の微修正においては、図１６の処理ステップＳ４５７に示したような、修正期間中の自局のタップ切り替えタイミングの非同期化モードへの移行は行わなくてよい。これにより、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲでの協調動作が維持できる期間を増やすことが出来る。
【０１１４】
また、前記のような時刻の微修正においては、最上流から３番目以降の電圧調整器ＳＶＲについても、常に最上流の電圧調整器ＳＶＲ１の切り替えタイミングの分布（図１７の７０４）を基準に合わせるようにする。常に最上流を基準とすることで、最上流以外の電圧調整器ＳＶＲの時刻のずれの状態に影響を受けない修正が可能となる。
【０１１５】
前述の実施例では、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲに関し、その全てで時間フレームを共有し、協調動作を行う手法を示したが、前記直列の電圧調整器ＳＶＲのうち、必ずしも全ての電圧調整器ＳＶＲについて、協調動作をさせなくてもよい。例えば４直列のうち、３つにつき、協調動作をさせても、前述した協調動作の利点を享受できる。
【０１１６】
前記の実施例においては、全ての電圧調整器ＳＶＲがオフラインの例で示したが、一部の電圧調整器ＳＶＲがオンライン（通信を利用可能）であることを、妨げない。
【０１１７】
一部の電圧調整器ＳＶＲがオンラインで中央の電圧管理システムから統合的に制御されている場合でも、本実施例の時間フレームを用いる方式と併用してもよい。
【０１１８】
また全ての電圧調整器ＳＶＲがオンラインで遠隔整定が可能な場合でも、遠隔で実行する内容が、整定値の変更や計測値の送受信であり、直列の電圧調整器ＳＶＲの連係動作に関連していないなどの場合も、本実施例の時間フレームを用いる方式を適用すれば、協調動作が可能となる。
【０１１９】
本実施例の利点のひとつは、時間フレームの共有することにより、複雑なアルゴリズムの適用無しに、直列接続関係にある電圧調整器ＳＶＲを協調動作させることが可能である点である。これは、多くの計測値の収集と、複雑になりがちなアルゴリズムの実装が必要な、中央の電圧管理システムの構築が不要であることを意味する。よって、中央の電圧管理システムを構築するに足る過去データの蓄積が無い場合や、系統各所からの計測値を高頻度で遅れなく取得できる設備環境が整っていない場合でも適用可能である。
【０１２０】
本発明での時間フレームを共有した協調動作の利点は、多段構成での下流側で動作時限が長くなり過ぎることを防止できる以外に、次の利点がある。これは、上流側電圧調整器ＳＶＲのタップ動作に関する情報を、下流側電圧調整器ＳＶＲで推定できる点である。この推定した情報に基づいて、下流側での動作を変えるなどの応用展開がはかれる。例えば、上流側の電圧調整器ＳＶＲのタップ張り付きや、ハンチング等を推定できるため、それに基づいて下流側では不感帯幅を変える、動作時限を変える等の制御に結びつけることが可能である。前記推定で得られる上流側のタップ位置は、ある程度の期間中に動作した相対位置である。しかし、より高い精度でタップ動作のタイミングを調整できる場合、自局への動作割り当てタイミング中で、更にタップ動作に微小なずれをタップ位置に応じ加えることで、下流側の電圧調整器ＳＶＲに明示的にタップ位置を知らせることが可能である。
【０１２１】
前記の実施例において、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲのうちの一部が、有線、無線を問わずネットワークが接続可能な場合は、ｎｔｐなどで時刻を同期させてもよい。但しｎｔｐは、ｕｄｐやｉｐ等、必要とされるプロトコルスタックの規模や消費リソースが大きい。よって、時刻同期以外で既にｕｄｐ等を導入している場合に流用することが現実的である。また、上記の場合、時間フレームの基準とする電圧調整器ＳＶＲを、直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲのうちの最上流に限らず、通信を介して時刻同期がとれている電圧調整器ＳＶＲを基準としてもよい。
【符号の説明】
【０１２２】
１０２：変電所
１０５：配電線
Ｓ４５５−Ｓ４６１：時刻ずれ修正の処理ステップ
ＳＶＲ：電圧調整器
Ｖ０：電圧調整器ＳＶＲなし又は電圧調整器ＳＶＲのタップが素通しとした場合の電圧分布の例
Ｖ１：電圧調整器ＳＶＲ１による電圧の調整を行った場合の電圧分布の例
６５０：個々の電圧調整器ＳＶＲの制御部
６５５：系統電圧等の計測部
６５６：通常の電圧調整機能（通常の電圧調整器ＳＶＲのタップ動作決定機能部）
６５７：動作指令出力部
６６１：時刻信号受信部
６６２：時計（計時部、時刻情報保持部）
６６３：時間フレーム生成部
６６４：直列に接続された関係にある複数の電圧調整器ＳＶＲ中の位置の保持部
６６５：タップ動作ゲート部
６６６：時刻設定／相対時刻修正部
６７２：上流側タップ切り替えタイミング検出部
６７３：タップ切り替えタイミング蓄積部
６７４：時間ずれ量検出部
６７５：時間フレームずれ量保持部
６７６：時間フレームずれ量補正要否判定部
ｔｍ：上流側タップ切り替えタイミング（電圧下げ方向）
ｔｎ：上流側タップ切り替えタイミング（電圧上げ方向）
６８５：二値化後のタップ切り替えタイミング
６８６：時間フレーム
６８７：時間フレーム単位での累積
６８８：累積した時間フレーム内でのタップ切り替えの合算
６８９：累積値のピーク
６９０：時間のずれが無い場合の累積値のピーク
６９１：時間のずれの修正後の累積値
６９２：電圧調整器ＳＶＲの動作タイミングの割り当て
６９７：最上流の電圧調整器ＳＶＲ１の時間フレームと切り替え動作タイミング
６９８：時刻のずれの修正対象である最上流から２番目の時間フレームと上流側電圧調整器ＳＶＲ１の切り替えタイミングの相対的関係
６９９：ずれの修正前の時間フレーム
７００：ずれの修正後の時間フレーム
７０１：最上流の電圧調整器ＳＶＲ１の時間フレームの開始タイミング
７０２：最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２の時間フレームの開始タイミング
７０３：最上流の電圧調整器ＳＶＲ１の切り替え動作タイミング
７０４：最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２において観測される最上流の電圧調整器ＳＶＲ１の動作タイミング
７０５：最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２において時刻のずれが無い場合に観測される最上流の電圧調整器ＳＶＲ１の動作タイミング
７０６：最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２において時刻のずれの修正後に観測される最上流の電圧調整器ＳＶＲ１の動作タイミング
７１０：最上流から３番目の電圧調整器ＳＶＲ３の時間フレームの開始タイミング
７１１：最上流から３番目の時間フレームと電圧調整器ＳＶＲ３の切り替えタイミングの相対的関係
７１２：最上流から３番目の電圧調整器ＳＶＲ３において時刻のずれの修正後に観測される最上流の電圧調整器ＳＶＲ１の動作タイミング
７２０：最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２で観測される最上流の電圧調整器ＳＶＲ１の切り替えタイミングの累積値（非分散）
７２１：最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２で観測される最上流の電圧調整器ＳＶＲ１以外による電圧調整の累積値（分散）
７２２：最上流から３番目の電圧調整器ＳＶＲ３で観測される最上流の電圧調整器ＳＶＲ１の切り替えタイミングの累積値（非分散）
７２３：最上流から３番目の電圧調整器ＳＶＲ３で観測される最上流の電圧調整器ＳＶＲ１以外による電圧調整の累積値（分散）
７２４：最上流から３番目の電圧調整器ＳＶＲ３で観測される最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２による電圧調整の累積値（分散、時間ずれ補正前のため）
７２５：最上流から３番目の電圧調整器ＳＶＲ３で観測される最上流から２番目の電圧調整器ＳＶＲ２による電圧調整の累積値（非分散、時間ずれ補正後のため）
Ｔｐ１：電圧調整器ＳＶＲ１（上流側）のタップ位置
ｔ２：電圧調整器ＳＶＲ１のタップ上げ動作時刻
ｔ１：電圧調整器ＳＶＲ２のタップ上げ動作時刻
ｔ３：電圧調整器ＳＶＲ２のタップ下げ動作時刻
Ｔｐ２：電圧調整器ＳＶＲ２のタップ位置
ｔ４：電圧調整器ＳＶＲ２のタップ上げ動作の抑止時刻
Ｔｆ：時間フレーム
ｔｓ１：時間フレーム中の電圧調整器ＳＶＲ１動作の割り当てタイミング
ｔｓ２：時間フレーム中の電圧調整器ＳＶＲ２動作の割り当てタイミング
Ｔｇ：時間フレーム中のガードタイム
８４１：ＧＰＳや準天頂衛星などの時刻情報を含む衛星
８４２：ＪＪＹなどの標準電波
８５３：内蔵の計時手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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