(57)【要約】【課題】電力系統の各変電所を分散制御することができる電力系統の制御方法を提供する。【解決手段】複数の変電所Ａ〜Ｔを送電端側から受電端側まで接続した電力系統１０にて、複数の変電所Ａ〜Ｔの各々に制御装置を付加し、各変電所Ａ〜Ｔの送電端における有効電力および無効電力を各変電所Ａ〜Ｔの負荷とし、前記制御装置が各変電所Ａ〜Ｔの負荷を受電端側から順次送電端側まで算出し、ついで、各変電所Ａ〜Ｔにおいて前記算出した負荷を供給できる送電電圧を算出し、さらに、前記算出した各変電所Ａ〜Ｔの送電電圧が所定の範囲から外れるときに、各変電所Ａ〜Ｔの隣の変電所に対し電圧調整および調相設備の調整運転を依頼して前記送電電圧を前記所定の範囲に収める。【選択図】図１
2010057311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の変電所を送電端側から受電端側まで接続した電力系統において、
前記複数の変電所の各々に制御装置を付加し、
前記各変電所の送電端における有効電力および無効電力を前記各変電所の負荷とし、
前記制御装置が前記各変電所の負荷を受電端側から順次送電端側まで算出し、ついで、前記各変電所において前記算出した負荷を供給できる送電電圧を算出し、
さらに、前記算出した各変電所の送電電圧が所定の範囲から外れるときに、前記各変電所の隣の変電所に対し電圧調整および調相設備の調整運転を依頼して前記送電電圧を前記所定の範囲に収めることを特徴とする電力系統の各変電所の分散制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の電力系統の各変電所の分散制御方法において、
前記算出した各変電所の送電電圧が所定の範囲から外れるときに、前記各変電所の制御装置が前記各変電所の電圧調整および調相設備の調整を行うと共に、前記調整が前記各変電所内のみで実施できない場合、前記各変電所の隣の変電所に対し電圧調整および調相設備の調整運転を依頼して前記送電電圧を前記所定の範囲に収めることを特徴とする電力系統の各変電所の分散制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電力系統の各変電所の分散制御方法において、
前記受電側の変電所の負荷を増減する場合に事前に、前記受電側の変電所の制御装置により、前記受電側の変電所の負荷並びに送電側の変電所と前記受電側の変電所とを接続する送電線の電気定数を基にして、前記受電側の変電所に送電する送電側の変電所の送電端における負荷を算出し、算出した負荷の値を前記送電側の変電所の制御装置に通報し、
前記負荷の算出並びに通報を順次前記送電端側の変電所まで繰り返し、
つぎに、前記送電端側の変電所の制御装置により、前記通報された負荷を供給できる前記送電端側の変電所の送電端の電圧を受電側の変電所の制御装置に通報し、前記電圧の通報を前記負荷を増減する受電側の変電所まで繰り返すことを特徴とする電力系統の各変電所の分散制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統の各変電所の分散制御方法に関し、特に電力系統の各変電所の送電電圧等を分散制御する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力系統を制御する方法として、電力系統を集中制御する方法がある（例えば非特許文献１、２、特許文献１参照）。
電力系統を集中制御する場合には、情報を中央に集中させるので、系統構成の状態全体を把握（開閉器の開閉状況を確認し、計算機の中に系統の情報を収集）し、解析し、つぎの状態を決定することになる。そのため、すべての情報を元に行列計算を行い、解を求めることになる。そして、再計算を毎回行うので、精度は高くなる。
この場合には、放射状の電力系統において、送電線故障が発生した場合、その送電線路から末端側まで停電する。このため、この停電を復旧させるには、別の電力系統に接続することになるため、故障復旧の際には、新たな接続先の選定を行うが、この時、過負荷の有無や電力系統の末端までの電圧が規定値内に抑えられることを検討しなければならない。
故障復旧以外では、同じアルゴリズムを使用して、常時の系統状態を余裕のある状態にもってゆくことができ、変電所間の負荷、送電電圧等の問い合わせの重要度を適切に管理し、問い合わせに使用するデータを一元管理することになる。
【非特許文献１】近藤潤次、安芸裕久、山口浩、村田晃伸、石井格著、「階層的協調制御による配電系統の電圧調節」電学論Ｂ１２６巻１０号、２００６年社団法人電気学会発行
【非特許文献２】糟谷武則、井上汎、小田博史、飯塚茂著、「地方供給系統における事故時復旧操作方式の開発」電学論Ｂ、１０９巻４号、平成元年社団法人電気学会発行
【特許文献１】特開２００２−１６５３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述の集中制御方法では、管理する電力系統のすべての情報が必要という問題がある。さらに、情報が一極集中となるため、中央となる部分の装置の動作に対する信頼性は非常に高くなければならない。
また、集中制御の場合には、すべての情報が収集されているため、分散制御と同様な計算もアルゴリズムを組み込めば可能となるが、多くの変電所を集中制御するためには、システムが複雑化し設備の構成（建設）や設備の更新および保守が困難になると考えられる。すなわち、基本的なアルゴリズムは単純でありながら、それを構成する方法が複雑化し問題が発生する懸念がある。
そこで、本発明の課題は、上述の問題を解決し、中央となる部分にすべての情報を収集するのではなく、電力系統の各変電所の送電電圧等を分散制御することができる電力系統の各変電所の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、複数の変電所を送電端側から受電端側まで接続した電力系統において、前記複数の変電所の各々に制御装置を付加し、前記各変電所の送電端における有効電力および無効電力を前記各変電所の負荷とし、前記制御装置が前記各変電所の負荷を受電端側から順次送電端側まで算出し、ついで、前記各変電所において前記算出した負荷を供給できる送電電圧を算出し、さらに、前記算出した各変電所の送電電圧が所定の範囲から外れるときに、前記各変電所の隣の変電所に対し電圧調整および調相設備の調整運転を依頼して前記送電電圧を前記所定の範囲に収めることを特徴とする電力系統の各変電所の分散制御方法である。
【０００５】
請求項１記載の発明により、複数の変電所を送電端側から受電端側まで接続した電力系統において、前記複数の変電所に付加された制御装置が前記各変電所の負荷を受電端側から順次送電端側まで算出し、ついで、前記各変電所において前記算出した負荷を供給できる送電電圧を算出する。さらに、前記算出した各変電所の送電電圧が所定の範囲から外れるときに、前記各変電所の隣の変電所に対し電圧調整および調相設備の調整運転を依頼して前記送電電圧を所定の範囲に収める。このため、各変電所の送電電圧を常に所定の範囲に収めることができる。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電力系統の各変電所の分散制御方法において、前記算出した各変電所の送電電圧が所定の範囲から外れるときに、前記各変電所の制御装置が前記各変電所の電圧調整および調相設備の調整を行うと共に、前記調整が前記各変電所内のみで実施できない場合、前記各変電所の隣の変電所に対し電圧調整および調相設備の調整運転を依頼して前記送電電圧を前記所定の範囲に収めることを特徴とする電力系統の各変電所の分散制御方法である。
【０００７】
請求項２記載の発明により、前記算出した各変電所の送電電圧が所定の範囲から外れるときに、前記各変電所自体の電圧調整および調相設備の調整により前記各変電所の送電電圧を所定の範囲に収めることができる場合には、隣の変電所に電圧調整および調相設備の調整を依頼する必要がない。
【０００８】
さらに、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の電力系統の各変電所の分散制御方法において、前記受電側（受電端側を含む。）の変電所の負荷を増減する場合に事前に、前記受電側の変電所の制御装置により、前記受電側の変電所の負荷並びに送電側の変電所と前記受電側の変電所とを接続する送電線の電気定数を基にして、前記受電側の変電所に送電する送電側の変電所の送電端における負荷を算出し、算出した負荷の値を前記送電側の変電所の制御装置に通報し、前記負荷の算出並びに通報を順次前記送電端側の変電所まで繰り返し、つぎに、前記送電端側の変電所の制御装置により、前記通報された負荷を供給できる前記送電端側の変電所の送電端の電圧を受電側の変電所の制御装置に通報し、前記電圧の通報を前記負荷を増減する受電側の変電所まで繰り返すことを特徴とする電力系統の各変電所の分散制御方法である。
【０００９】
請求項３記載の発明により、前記受電側の変電所の負荷を増減する場合に事前に、前記受電側の変電所の制御装置により、前記受電側の変電所の負荷並びに送電側の変電所と前記受電側の変電所とを接続する送電線の電気定数を基にして、前記受電側の変電所に送電する送電側の変電所の送電端における負荷を算出する。このため、変電所の負荷を増減する場合に、その負荷を増減する変電所側にて前記負荷の増減による各変電所の送電電圧が所定の範囲内に収まるかどうか事前に検討することができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、電力系統の各変電所の必要となる情報（負荷および送電電圧）のみを必要となる各変電所に対して伝達し、その情報に必要の都度新たな情報を加えて関連する箇所のみで計算を行う。その結果、複数の停電箇所が発生した場合や故障前とは別の電力系統に接続変更する際にも、関連する箇所で必要な計算のみを行えるため、複数の故障が発生しても復旧に関する計算が単純なルールでおよそ同時に可能となる。また、中央に相当する部分がないため、計算が集中しない。
また、各変電所の分散制御では情報を個別に管理するので、各変電所の制御装置の複雑化を防ぐことができる。また、各変電所の制御装置はおよそ同じものになる。
このため、各変電所運用の自動化をし、各変電所運用コストの低減を図り、電力系統の故障復旧の高速化および電力システムのロバスト性の向上を図ることができる。
さらに、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果とともに、速やかに各変電所の送電電圧を所定の範囲に収めることができる場合がある。
さらに、請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の発明の効果とともに、電力系統の各変電所の負荷を増減する場合に、その負荷の増減が可能かどうか事前に検討することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明における実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る電力系統の概略を示す配線図であり、図２は図１の電力系統における変電所の回路図である。さらに、図３は図１の詳細を示す配線図であり、図４は本発明の各変電所の制御方法を示すフローチャートであり、図５は異常電圧や復旧操作等のときのフローチャートを示す。
【００１２】
図１に示す複数の変電所Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｓ、Ｔを送電端側から受電端側まで接続した電力系統１０の各変電所Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｓ、Ｔの分散制御方法は、以下のとおりである。なおここで、変電所Ｓ、Ｔは送電端側の変電所であり、変電所Ａ、Ｂ、Ｃは受電側の変電所である。変電所Ｓの変圧器２０ｓの二次側は開閉器２２ｓ、送電線４１および開閉器２１ａを順次経由して変電所Ａの変圧器２０ａの一次側に接続されている。さらに、変電所Ａの変圧器２０ａの一次側は開閉器２２ａ、送電線４２および開閉器２１ｂを順次経由して変電所Ｂの変圧器２０ｂの一次側に接続されている。さらに、変電所Ｂの変圧器２０ｂの一次側は開閉器２２ｂ、送電線４３および開閉器２１ｃを順次経由して変電所Ｃの変圧器２０ｃの一次側に接続されている。
また、変電所Ｔの変圧器２０ｔの二次側は開閉器２１ｔ、送電線４４および開閉器２２ｃを順次経由して変電所Ｃの変圧器２０ｃの一次側に接続されている。
また、変圧器２０ａには調相装置２３ａ（例えばコンデンサ）が接続され、変圧器２０ｃには調相装置２３ｃ（例えばコンデンサ）が接続されている。
【００１３】
そして、複数の変電所Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｓ、Ｔの各々に制御装置３０（図２参照）を付加し、各変電所Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｓ、Ｔの送電端における有効電力Ｐおよび無効電力Ｑを各変電所Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｓ、Ｔの負荷とし、制御装置３０が各変電所Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｓ、Ｔの負荷を受電端側から順次送電端側まで算出する。
ついで、各変電所Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｓ、Ｔにおいて前記算出した負荷を供給できる送電電圧（実効値）を算出し、さらに、前記算出した各変電所Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｓ、Ｔの送電電圧が所定の範囲から外れるときに、各変電所Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｓ、Ｔの制御装置３０が電圧調整および調相設備の調整を行い前記送電電圧を所定の範囲に収めようとするが、これができない場合、各変電所Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｓ、Ｔの隣の変電所に対し電圧調整および調相設備２３ａ、２３ｃの調整運転を依頼して前記送電電圧を前記所定の範囲に収める。具体的には、例えば変電所Ｂの隣の変電所は変電所Ａおよび変電所Ｃである。
【００１４】
さらに、前記受電端側の変電所Ａ、Ｂ、Ｃの負荷を増減する場合に事前に、前記受電端側の変電所Ａ、Ｂ、Ｃの制御装置３０により、前記受電側の変電所Ａ、Ｂ、Ｃの負荷並びに送電側の変電所（Ｓ、Ｔ等）と受電側の変電所Ａ、Ｂ、Ｃとを接続する送電線４１、４２、４３、４４の電気定数を基にして、前記受電端側の変電所Ａ、Ｂ、Ｃに送電する送電側の変電所（Ｓ、Ｔ等）の送電端における負荷を算出する。なお、送電線４１、４２、４３、４４の電気定数は抵抗Ｒ、インダクタンスＬおよび静電容量Ｃである。
そして、算出した負荷の値を送電側の変電所（Ｓ、Ｔ等）の制御装置３０に通報し、前記負荷の算出並びに通報を順次前記送電端側の変電所Ｓ、Ｔまで繰り返し、つぎに、送電端側の変電所（Ｓ、Ｔ等）の制御装置３０により、前記通報された負荷を供給できる送電端側の変電所（Ｓ、Ｔ等）の送電端の電圧を受電側の変電所Ａ、Ｂ、Ｃの制御装置３０に通報し、前記電圧の通報を受電端側の変電所Ａ、Ｂ、Ｃまで繰り返す。
【００１５】
具体的には図２に示すように、例えば変電所Ａにおいては，送電線４１、４７はそれぞれ複数の送電線を並列に配設したものである。なお、送電線４７は変電所Ａの負荷に送電する送電線である。このため、変圧器２０ａも複数の変圧器を並列に配設したものである。このようにすると、電力系統１０の故障時の復旧が容易なり、また、送電先が異なる場合に対応することが容易になる。送電線４１を構成する複数の送電線は一次母線４１ａで互いに接続され、送電線４７を構成する複数の送電線は二次母線４７ａで互いに接続されている。そして、開閉器２１ａは一次母線４１ａの両側の開閉器２１ａｕ、２１ａｖ、２１ａｘ、２１ａｙからなり、送電線４７の開閉器２４ｕ、２４ｖ、２４ｘ、２４ｙは二次母線４７ａの両側に配設されている。また、計器用変流器５１、５２、５５、５６が一次母線４１ａの両側において送電線４１に配設され、計器用変流器５３、５４、５７、５８が二次母線４７ａの両側において送電線４７に配設されている。さらに、一次母線４１ａには計器用変圧器６１が接続され、二次母線４７ａには計器用変圧器６２が接続されている。また、二次母線４７ａには開閉器２３ｘを介して調相設備２３ａが接続され、調相設備２３ａに流れる電流を検出する計器用変流器５９が配設されている。
【００１６】
変電所Ａに付設された制御装置３０は、制御回路本体３１、第１開閉器操作回路３２、第２開閉器操作回路３３、第３開閉器操作回路３４、第１入力回路３５、第２入力回路３６、変圧器タップ制御回路３７および通信回路３８を備えている。
制御回路本体３１は制御用コンピュータと同様のものであり、入力手段、演算手段、記憶手段および表示手段を有し、前記入力手段はプログラムおよび送電線と変電所の機器に関する各種データ（定格容量、定格電圧、タップ数等、制御する機器の特性と送電線の許容電流、電気的特性になる。なお、条件により送電線の電気的特性は相対する変電所と同期計算して得ることもできる。）を記憶手段に入力し、前記記憶手段はプログラムおよび各種データを記憶し、前記演算手段は前記記憶手段に記憶されたプログラムおよび各種データにしたがって演算する。また、前記表示手段は必要に応じて各種演算結果等を表示する。前記演算結果にしたがって、制御回路本体３１は第１開閉器操作回路３２、第２開閉器操作回路３３、第３開閉器操作回路３４、第１入力回路３５、第２入力回路３６、変圧器タップ制御回路３７および通信回路３８を制御する。
【００１７】
なお、第１開閉器操作回路３２が開閉器２１ａｕ、２１ａｘを操作し、第２開閉器操作回路３３が開閉器２１ａｖ、２４ｕ、２１ａｙ、２４ｘを操作し、第３開閉器操作回路３４が開閉器２４ｖ、２４ｙ、２３ｘを操作する。また、第１入力変換器３５が計器用変流器５１、５２、５５、５６の出力を受けて送電線４１を流れる電流を検出し、第２入力変換器３６が計器用変流器５３、５４、５７、５８の出力を受けて送電線４２を流れる電流を検出する。なお、各入力変換器３５、３６は、測定した電圧と電流を制御回路本体３１で用いられる大きさに変換するとともに、有効電力および無効電力に変換する機能も有する。なお、前記有効電力および無効電力に変換する機能は制御回路本体３１内での演算で行うこともできる。
また、変圧器タップ制御回路３７が変圧器２０ａのタップ値を制御する。さらに、通信回路３８が他の変電所の制御装置３０と負荷および送電電圧のデータの通信（専用線、ＩＰ網、ＬＡＮ等による）をし、さらに必要に応じて隣の変電所にその変圧器タップの調整、調相設備の運転を依頼する。
【００１８】
図３は図１をさらに具体化した系統を示す。（なお、図１の開閉器２２ｃまたは開閉器２１ｔをオフにした状態である。）図３にて、例えば変電所Ｓは１５４ｋＶの電圧を受電し、７７ｋＶに電圧を下げている。変電所Ｓは７７ｋＶの送電電圧を送電線４１により変電所Ａに送電線４５により変電所Ｅにそれぞれ送電している。変電所Ａは７７ｋＶで受電するとともに、送電線４２により変電所Ｂへ７７ｋＶで送電している。同様に、変電所Ｂは送電線４３により変電所Ｃへ送電線４６により変電所Ｄへそれぞれ７７ｋＶで送電している。なお、変電所Ｓから変電所Ｅの図に等しく記している「各変負荷」１１、１２、１３、１４、１５、１６は、各変電所Ｓ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに変圧器があり、その変圧器を経由して７７ｋＶ以外の電圧で送っている負荷を示す。
【００１９】
変電所Ｓから変電所Ａ〜Ｅに送られる定格電圧は７７ｋＶであるが、実際には送電線４１〜４６上の電圧分布は異なる。この電圧分布は各変電所Ａ〜Ｅの負荷、変電所Ｓの変圧器２０ｓのタップと変電所Ａ〜Ｅの調相設備（コンデンサ、リアクトル等）の投入および開放で決まる。例えば、変電所Ｃの電圧は、変電所Ｃの負荷と変電所Ｂを経由して到達する電位により決まり、変電所Ｂの電圧は変電所Ｃおよび変電所Ｄへ７７ｋＶで送電している負荷と変電所Ｂの負荷、変電所Ａを経由して到達する電位で決まる。
変電所Ｃはさらに７７ｋＶで送電する先がないので、７７ｋＶの電圧は、規制する電圧の範囲（ここではとりあえず「定格電圧＋１０％」〜「定格電圧−１０％」とする。）にあればよい。しかし、変電所Ｂは変電所Ｃの電圧が規制する範囲にあるとともに、変電所Ｂ自らの電圧も規制の範囲内にしなければならない。同時に変電所Ｂの電圧は変電所Ｃの負荷にも左右されるので、変電所Ｃの負荷および電圧の状態を変電所Ｂに伝え、変電所Ｂではそれらの情報を元に自らが入るべき電圧の範囲を決めなければならない。
【００２０】
つぎに、図４は、図３の各変電所Ｓ〜Ｅにおける電圧の範囲を求める基本的なアルゴリズムを示すフローチャートであり、各変電所の制御動作を示す。
「開始」（ステップＳ１）は負荷の変更（調相設備の投入および開放、故障復旧等に起因する負荷の追加および減少等）の際や、負荷の変動に起因する電圧の変更をトリガーとする。
【００２１】
図３を基にして図４のフローチャートの説明を以下のように行う。なお、図４のフローチャートを実行するプログラムは制御装置３０の制御回路本体３１の記憶手段に記憶されている。
１．制御装置３０の動作を開始して（ステップＳ１）、各変電所Ｓ〜Ｅが同一電圧で別の変電所に送電しているか判断する（ステップＳ２）。ここで、「同一電圧」とは、この例では変電所Ｓの変圧器２０ｓ（図１参照）で７７ｋＶをつくり、途中に変圧器を介さずに変電所Ａ〜Ｅへ送電し受電される７７ｋＶを示す。変電所Ｓ、Ａ、Ｂは同一電圧で送電している。一方、変電所Ｃ、Ｄ、Ｅは同一電圧で送電していない。
変電所Ｓで１５４ｋＶから７７ｋＶに降圧した電圧は、変電所Ｓ以外の変圧器を介さずに変電所Ａ〜Ｅの電源となるので、基本的には変電所Ｓから変電所Ａ〜Ｅへ送電される。そのため、変電所Ｅは変電所Ｓから、変電所Ｃと変電所Ｄは変電所Ｂから受電し、変電所Ｂは変電所Ａから、変電所Ａは変電所Ｓからそれぞれ受電する。すなわち、変電所Ｓ、Ａ、Ｂは同一電圧で別の変電所に送電しているが、変電所Ｃ、Ｄ、Ｅは自所の変圧器を介した負荷しか送電していないので、同一電圧で別の変電所に送電していない。
【００２２】
２．同一電圧で別の変電所に送電していない場合には、受電側電圧を最大および最小とも規制値とする（ステップＳ３）。
変電所Ｃ、Ｄ、Ｅはそれぞれ自所の変圧器を介して異なる電圧の負荷１４、１５、１６を持つのみのため、同一電圧で送電する先のない「末端の」変電所となる。そのため、自らの変電所の電圧が規制値にあればよい。解説のため、とりあえず決めた値から、最小電圧は「定格電圧−１０％」、最大電圧は「定格電圧＋１０％」となる。
変電所Ｂに着目して解説すると、同一電圧で送る変電所（下流の変電所）は変電所Ｃと変電所Ｄになる。変電所Ｃと変電所Ｄは末端の変電所であり、変電所Ｃおよび変電所Ｄの規制の範囲における最小電圧は変電所Ｃおよび変電所Ｄでは「定格電圧−１０％」となり、最大電圧は「定格電圧＋１０％」となる。変電所Ｂは、変電所Ｃ、Ｄまでの送電線４３、４６での電圧変化値を見越した値で電圧が規制される。
【００２３】
３．同一電圧で別の変電所に送電している場合には、送電している変電所からのデータを待つ（ステップＳ４）。
変電所Ｓ、Ａ、Ｂは別の変電所へ同一電圧で送電している。そのため、自所の電圧の範囲を定めるには、送電している先の電圧の範囲が必要である。この電圧の範囲のデータが伝えられるまで待つ。
【００２４】
４．下流の変電所から送られた電圧と規制値の最大値（複数の最大値のうち最も小さい値を選定する）および最小値（複数の最小値のうち最も大きい値を選定する）を選定する（ステップＳ５）。
先にも述べたように、変電所Ｃおよび変電所Ｄの規制の範囲における最小電圧は、変電所Ｃおよび変電所Ｄは「定格電圧−１０％」となる。変電所Ｃと変電所Ｄにはそれぞれの負荷がある。この負荷により変電所Ｂからの送電線により電圧が低下すると仮に考えると、変電所Ｂから送り出すべき電圧は、負荷から計算できる（後出の式（１）参照）。そのため、変電所Ｃと変電所Ｄの最小電圧を保つために、変電所Ｂに要求する最小電圧がそれぞれ計算でき、変電所Ｃもしくは変電所Ｄが変電所Ｂに要求する最小電圧のうち、高い電圧が変電所Ｂに要求される最小電圧となる。同様にして、変電所Ｂに要求される最大電圧も考える。
【００２５】
５．上位は異電圧か判断する（ステップＳ６）。
変電所Ｓは異電圧となる。変電所Ａ〜Ｅは異電圧とならない。同一電圧以外から受電しているか否かを判断する。変電所Ｓの場合、１５４ｋＶから７７ｋＶへ降圧し、７７ｋＶで送電しているので該当する。（変電所Ａ〜Ｅは７７ｋＶで受電し、それ以外の電圧でさらに負荷へ送電する。）上位が異電圧である場合、図４のフローチャートは終了する。
【００２６】
６．上位が異電圧でない場合、受電しているＰＱを元に、送電端の電圧を計算する（ステップＳ７）。
当該変電所の最大、最小電圧となる送電端の電圧を、それそれ後述する式（１）などを用いて計算する。（ここで、行う内容は４項の説明のためにすでに記述している）。
【００２７】
７．上位の変電所に送電端の最大電圧および最小電圧を送信する（ステップＳ８）。
送電端となる変電所に対し、当該変電所として必要な最小電圧および最大電圧となる電圧を図２の通信回路３８が送信する。
このフローチャートにより、末端となる変電所（図３における変電所Ｃ、変電所Ｄ、変電所Ｅ）から電源となる変電所（図３における変電所Ｓ）までの電圧の許容範囲が定まる。それぞれの変電所でこの電圧の許容範囲を逸脱する場合、同一系統内の自らの変電所よりも負荷側で電圧が規定の範囲から外れている可能性が高いことがわかることになる。（末端の変電所の最大電圧および最小電圧は規定の範囲の上限と下限になる。）
【００２８】
自らの変電所で電圧が規定の範囲を逸脱した場合、自らの変電所にある調相設備を調整操作して規定の範囲に収めるように動作するが、その結果自らの変電所の調相設備のみでは電圧を規定の範囲に収めることができなければ、隣の変電所へ電圧が前述の許容範囲に入るよう、調整操作を依頼する。
操作を依頼された変電所は、操作可能な調相設備を有する場合、調相操作を行う調相設備に対して後述の電力機器操作の可否判定を行い、その結果、操作可能の判定が出るが現状よりも改善するとの判定が出ればその操作を実行する。操作不可ならば、さらに隣の変電所へ電圧調整の依頼を行う。
操作の依頼を解除する方法。操作を依頼した変電所の電圧が規定の範囲に入ると共に、依頼により行った操作と拮抗する操作を行っても、電圧が許容範囲内に収まることが、後述の電力機器の可否判定により判った場合、依頼は解除されたとする。
この結果、依頼により操作された設備は、依頼とは無関係に設備を有する変電所が操作可能となる。
【００２９】
（変電所で許容できる最小電圧および最大電圧の計算）
例えば、制御装置３０が次の計算式を用いて送電線の受電側から送電側の電圧を求めることができる。この計算式は近似式であるが、厳密な式などでもよい。
【数１】
2010057311.tif 000003
ここで、Ｖｒは受電端の電圧、Ｖｓは送電端の電圧、Ｘは送電線のインダクタンス、Ｒは送電線のレジスタンス、Ｑｒは受電端における無効電力、Ｐｒは受電端における有効電力である。
【００３０】
（送電線の両端のＰＱおよび電圧の計算）
例えば、制御装置３０が次の式を用いて受電端電力（Ｓｒ＝Ｐｒ＋ｊＱｒ）から送電端電力（Ｓｓ＝Ｐｓ＋ｊＱｓ）を求める。
【数２】
2010057311.tif 000004
ここで、Ｖｒは受電端電圧、Ｚは送電線のインピーダンス（Ｚ＝Ｒ＋ｊＸ）を示す。
なお、電圧が変化するとＰＱも変化するが、この例では定電力負荷として扱う（これは、実情に合わせて変更することができる。）。
【００３１】
定電力負荷の場合、電圧が変わることで電流が変わり、その結果、電圧低下量も変化する。そのため、送電端のＰＱを求め、そのＰＱを元に受電端の電圧Ｖｒを計算する。この手法の場合、電圧と電力それぞれが変化するため、値が収束するまで繰り返し計算を要するが、実用上は往復もしくは２往復程度でよいと考えている。電圧計算は、例えば次のように行う。
【数３】
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Ｖｓは送電端電圧（式（２）で計算したもの）、Ｖｒは送電線の受電端側電圧、Ｓｓは送電線の送電端電力（潮流）で式（２）で計算したものである。
この結果、図１の場合、変電所Ｃから変電所Ｓまで電力（負荷）を合計し、その電力を元に変電所Ｓから変電所Ｃに対して逐次電圧を返す。
【００３２】
(電力機器操作の可否判定)
図５のフローチャートは異常電圧や復旧操作等のときの電力機器操作の可否判定の基本操作のフローチャートを示す。なお、図５のフローチャートを実行するプログラムは制御装置３０の制御回路本体３１の記憶手段に記憶されている。また、異常電圧は各変電所に設置した計器用変圧器６１、６２（図２参照）で測定できる。
すなわち、１つの操作（調相設備の投入、負荷設備の投入）を行う際に、事前にその操作を行った場合に電圧が適切な範囲にできるかを確認する方法を述べる。
基本的な動作は、図３を例にして、変電所Ｂに着目すると次のようになる。変電所Ｂは変電所Ｃおよび変電所Ｄから電圧の確認の問い合わせを受け、もしくは、電圧異常や復旧操作の発生により自ら必要に応じて電圧確認の問い合わせが発生した場合に開始する（ステップＳ１１）（問い合わせの条件は後述図５の説明に記述）。
その際、すでに別の問い合わせがでていない場合（ステップＳ１２）、または、すでに別の問い合わせがでていても優先度が競合しない場合（ステップＳ１３）には、前記操作によるＰＱの変化量を入手する（ステップＳ１５）。
また、すでに別の問い合わせがでていて（ステップＳ１２）、優先度が競合する場合（ステップＳ１３）には待機する（ステップＳ１４）。そして、待機の条件が解消した後に前記操作によるＰＱの変化量を入手する（ステップＳ１５）。
つぎに、受電端でのＰＱの積算をし（ステップＳ１６）、補助操作によるＱの調整をする（ステップＳ１７）。ここで、補助操作は調相設備の投入等である。
つぎに、送電端におけるＰＱの計算をし（ステップＳ１８）、上位の変電所へのＰＱの通知（問い合わせ）をし（ステップＳ１９）、上位の変電所からの回答を待つ（ステップＳ２０）。
【００３３】
例えば、変電所Ｂは変電所Ａへ条件となる「変電所Ａから変電所Ｂへの送電線の送電端での電力」を問い合わせとして通知し、その通知された電力を元に、変電所Ａは変電所Ｓから変電所Ａへの送電端の電力を計算、変電所Ｓへ問い合わせとして通知する。
変電所Ｓまで到達すると、通知されてきた電力と現状の電圧を基準として変電所Ｓの電圧を問い合わせ元に対して回答する。変電所Ｓに問い合わせをした変電所Ａでは、送電端電圧である変電所Ｓの電圧から、問い合わせを行った際の電力を用いて自所の電圧を計算し、変電所Ａへの問い合わせ元である変電所Ｂに自所の電圧（変電所Ｂから見ると送電端電圧になる。）を回答する。
このように繰り返し、問い合わせ元に電圧を返し（ステップＳ２４）、待機している問い合わせを差し戻す（ステップＳ２５）。
【００３４】
なお、回答を行う際に、回答する電圧が図４のフローチャートで求めた自所の最大および最小電圧を越えた場合は（ステップＳ２１）、自所の電圧を回答するのではなく、「操作不可」として、問い合わせを行うトリガとなった操作を行わないようにする（同様に、送電線等の送電容量を超過する電力を問い合わせとして受けた場合も「操作不可」として回答する）（ステップＳ２２）。
つぎの順位の待機データを処理し（ステップＳ２３）、操作によるＰＱの変化量を入手する（ステップＳ１５）。
【００３５】
なお、上記実施の形態において、変電所の数は図１および図３に示されたものに限定されない。
また、制御装置３０は各変電所に付設されている。
また、調相設備は各変電所の全てに配備する必要はなく、必要に応じて配備すればよい。前記調相設備は、コンデンサ、リアクトル、同期調相機（ロータリーコンデンサ）、静止型無効電力補償装置（ＳＶＣ）等である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態に係る電力系統の概略を示す配線図である。
【図２】図１の電力系統における変電所の回路図である。
【図３】図１の詳細を示す配線図である。
【図４】本発明の各変電所の制御方法を示すフローチャートである。
【図５】異常電圧や復旧操作等のときのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１０  電力系統
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｓ、Ｔ  変電所
Ｐ  有効電力
Ｑ  無効電力
２０ａ〜２０ｔ  変圧器
２３ａ、２３ｃ  調相設備
３０  制御装置
３７  変圧器タップ制御回路
３８  通信回路
４１〜４７  送電線
【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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