(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電線路に配置される開閉器を介してフィーダからの電力を負荷に供給する配電系統の運用方法であって、
第１のフィーダから誘導性の複数の前記負荷に電力が供給される前記配電線路における電圧を取得し、
前記電圧が所定の上限値以上である場合に、前記複数の負荷のうち進相コンデンサが設置された負荷に対して前記第１のフィーダとは異なる第２のフィーダから電力が供給されるように前記開閉器を制御すること、
を特徴とする配電系統運用方法。
【請求項２】
請求項１に記載の配電系統運用方法であって、
前記電圧が前記上限値以上である場合に、前記第１のフィーダからの送出電圧を下げることができるときは、前記送出電圧を下げるように前記第１のフィーダを制御すること、
を特徴とする配電系統運用方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の配電系統運用方法であって、
前記第２のフィーダが複数存在する場合に、前記第２のフィーダのそれぞれについて、前記第２のフィーダから前記負荷に電力が供給されたときの電力損失を算出し、前記電力損失に応じて、前記負荷に電力を供給する前記第２のフィーダを決定し、前記決定した第２のフィーダから前記負荷に電力が供給されるように前記開閉器を制御すること、
を特徴とする配電系統運用方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の配電系統運用方法であって、
前記第２のフィーダに接続されている配電線における負荷容量を算出し、前記負荷容量が所定の最大値を超えているときは、前記第２のフィーダから電力が供給されている負荷のいずれかに、前記第１及び第２のフィーダとは異なる第３のフィーダから供給されるように前記開閉器を制御すること、
を特徴とする配電系統運用方法。
【請求項５】
配電線路に配置される開閉器を介してフィーダからの電力を負荷に供給する配電系統を運用する装置であって、
第１のフィーダから誘導性の複数の前記負荷に電力が供給される前記配電線路における電圧を取得する電圧取得部と、
前記電圧が所定の上限値以上である場合に、前記複数の負荷のうち進相コンデンサが設置された負荷に対して前記第１のフィーダとは異なる第２のフィーダから電力が供給されるように前記開閉器を制御する開閉器制御部と、
を備えることを特徴とする配電系統運用装置。
【請求項６】
配電線路に配置される開閉器を介してフィーダからの電力を負荷に供給する配電系統を運用するためのプログラムであって、
コンピュータに、
第１のフィーダから誘導性の複数の前記負荷に電力が供給される前記配電線路における電圧を取得するステップと、
前記電圧が所定の上限値以上である場合に、前記複数の負荷のうち進相コンデンサが設置された負荷に対して前記第１のフィーダとは異なる第２のフィーダから電力が供給されるように前記開閉器を制御するステップと、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電系統運用方法、配電系統運用装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
配電系統から受電する需要家側で進相コンデンサなどを設置することにより力率の向上が図られている。多くの誘導負荷が稼働する重負荷時には、系統負荷全体としては遅れ力率となるが、夜間や休日などのように誘導負荷が稼働しない軽負荷時には、進相コンデンサなどのために系統負荷の力率が進み力率となり、フェランチ効果が発生し、配電線の電圧が過度に上昇する電圧逸脱の状態になることがある。電圧逸脱が発生した場合には、フィーダからその配電線への送出電圧を下げることにより、電圧を適正範囲に収めることが行われている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−６５８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、フィーダからの送出電圧も所定の適正範囲で運用される必要があり、下限の送出電圧になってしまった場合には、フィーダからの送出電圧の調整による電圧逸脱の解消はできない。
【０００５】
本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、電圧逸脱を改善することのできる配電系統運用方法、配電系統運用装置及びプログラ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】
上記課題を解決するための本発明の主たる発明は、配電線路に配置される開閉器を介してフィーダからの電力を負荷に供給する配電系統の運用方法であって、第１のフィーダから誘導性の複数の前記負荷に電力が供給される前記配電線路における電圧を取得し、前記電圧が所定の上限値以上である場合に、前記複数の負荷のうち進相コンデンサが設置された負荷に対して前記第１のフィーダとは異なる第２のフィーダから電力が供給されるように前記開閉器を制御することとする。
【０００７】
本発明の配電系統運用方法によれば、例えばフェランチ効果などによって配電線路の電圧が所定の上限値を超えて上昇する電圧逸脱の状態になった場合に、負荷を他のフィーダに接続する負荷融通を行うことができる。進相コンデンサなどが設置された負荷が軽負荷となると進み力率となってフェランチ効果が発生するが、負荷融通によりその負荷が接続されるフィーダを変更することで、電圧逸脱を改善することができる。さらに、切り替え先のフィーダに他の誘導性の負荷が接続され遅れ力率となっている場合には、負荷融通によって力率を改善することができる。
【０００８】
また、本発明の配電系統運用方法では、前記電圧が前記上限値以上である場合に、前記第１のフィーダからの送出電圧を下げることができるときは、前記送出電圧を下げるように前記第１のフィーダを制御するようにしてもよい。  
この場合、フィーダの送出電圧を下げることができれば、フィーダの送出電圧を下げることにより電圧逸脱を改善することができる。したがって、負荷融通のように開閉器操作の手間をかけることなく電圧逸脱を改善することができる。
【０００９】
また、本発明の配電系統運用方法では、前記第２のフィーダが複数存在する場合に、前記第２のフィーダのそれぞれについて、前記第２のフィーダから前記負荷に電力が供給されたときの電力損失を算出し、前記電力損失に応じて、前記負荷に電力を供給する前記第２のフィーダを決定し、前記決定した第２のフィーダから前記負荷に電力が供給されるように前記開閉器を制御するようにしてもよい。  
この場合、電力損失の少ないフィーダに負荷融通することができるので、フィーダからの配電の効率を高めることができる。
【００１０】
また、本発明の配電系統運用方法では、前記第２のフィーダに接続されている配電線における負荷容量を算出し、前記負荷容量が所定の最大値を超えているときは、前記第２のフィーダから電力が供給されている負荷のいずれかに、前記第１及び第２のフィーダとは異なる第３のフィーダから供給されるように前記開閉器を制御するようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明の他の態様は、配電線路に配置される開閉器を介してフィーダからの電力を負荷に供給する配電系統を運用する装置であって、第１のフィーダから誘導性の複数の前記負荷に電力が供給される前記配電線路における電圧を取得する電圧取得部と、前記電圧が所定の上限値以上である場合に、前記複数の負荷のうち進相コンデンサが設置された負荷に対して前記第１のフィーダとは異なる第２のフィーダから電力が供給されるように前記開閉器を制御する開閉器制御部と、を備えることとする。
【００１２】
また、本発明の他の態様は、配電線路に配置される開閉器を介してフィーダからの電力を負荷に供給する配電系統を運用するためのプログラムであって、コンピュータに、第１のフィーダから誘導性の複数の前記負荷に電力が供給される前記配電線路における電圧を取得するステップと、前記電圧が所定の上限値以上である場合に、前記複数の負荷のうち進相コンデンサが設置された負荷に対して前記第１のフィーダとは異なる第２のフィーダから電力が供給されるように前記開閉器を制御するステップと、を実行させることとする。
【００１３】
その他本願が開示する課題やその解決方法については、発明の実施形態の欄及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電圧逸脱を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】配電系統１の一例を示す図である。
【図２】負荷融通をした場合の配電系統１の一例を示す図である。
【図３】玉突融通をした場合の配電系統１の一例を示す図である。
【図４】配電系統運用システムの全体構成を説明するための図である。
【図５】監視装置１０のハードウェア構成を示す図である。
【図６】監視装置１０のソフトウェア構成を示す図である。
【図７】電圧逸脱改善処理の流れを示す図である。
【図８】負荷融通処理の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る監視装置１０を含む配電系統運用システムについて説明する。本実施形態の配電系統運用システムは、配電系統１において、フェランチ効果により電圧が所定の最大値を超える状態（以下、「電圧逸脱」という。）が発生した場合に電圧逸脱を改善しようとするものである。本実施形態の配電系統運用システムでは、まずフィーダ１１のタップを操作することによりフィーダ１１からの送出電圧を下げ、フィーダ１１が送出電圧を下げることができない状態（「タップリミット」と呼ばれる。）の場合には、負荷３に電力を供給するフィーダ１１を変更すること（以下、「負荷融通」という。）により電圧逸脱の改善を図る。
【００１７】
図１は、配電系統１の一例を示す図である。配電系統１にはフィーダ１１が接続され、フィーダ１１からバンク１２に電力が供給される。フィーダ１２からの送出電圧はタップの操作により変更される。フィーダ１１は、送出電圧を変更するように指示するコマンド（以下、「タップ操作コマンド」という。）を外部から受信し、タップ操作コマンドに応じてタップを操作し、送出電圧を変更することが可能である。
【００１８】
配電線２には開閉器１３が配置される。開閉器１３を閉路（入）又は開路（切）に設定することにより、負荷３に電力を供給するフィーダ１１を変更可能である。開閉器１３は、開閉を指示するコマンド（以下、「開閉コマンド」という。）を外部から受信し、開閉コマンドに応じて入又は切に状態を変更可能である。また、開閉器１３は、配電線２の電圧を測定可能であり、測定した電圧を取得するためのコマンド（以下、「電圧取得コマンド」という。）を外部から受信し、電圧取得コマンドに応じて、測定した電圧を電圧取得コマンドの送信元に応答する。
【００１９】
配電線２には誘導性の負荷３が接続される。負荷３は、例えば工場に設置される電動機などである。負荷３の稼働時は遅れ力率となるので、工場などには進相コンデンサ（不図示）が設置され、これにより力率の向上が図られている。負荷３の一部または全部が稼働しない場合には、この進相コンデンサによって配電線２における力率が進んでしまい、フェランチ効果が発生し、負荷３が接続されるバンク１２の電圧が上昇する。  
例えば、図１に示す配電系統１の状態において、負荷Ａ（３）が稼働せず、負荷Ａ（３）に設置されている進相コンデンサによってフェランチ効果が発生した場合には、バンクＡ（１２）において電圧逸脱が発生しうる。バンクＡ（１２）に電圧逸脱が発生した場合、まずはフィーダＡ（１１）の送出電圧を下げる。フィーダＡ（１１）がタップリミットとなっている場合には、負荷Ａ（３）を異なるフィーダＢ（１１）又はフィーダＣ（１１）に負荷融通する。図２の例では、負荷Ａ（３）をフィーダＢ（１２）に負荷融通した状態を示している。開閉器３（１３）を切にするとともに、開閉器４（１３）を入にすることで、負荷Ａ（３）は、バンクＡ（２１）から切り離され、バンク２２に接続されて、フィーダＢ（１３）から電力が供給される。これにより、バンクＡ（１２）における電圧逸脱の改善が期待される。ここで、バンクＢ（１２）には負荷Ａ（３）が接続されることになるが、バンクＢ（１２）に接続されている負荷Ａ（３）及び負荷Ｂ（３）の負荷容量が所定の上限値を超えた場合には、負荷Ａ（３）又は負荷Ｂ（３）のいずれかをさらに他のフィーダ１１に負荷融通する。このように、連続的に負荷融通を行うことを「玉突融通」ともいう。図３の例では、開閉器６（１３）を切にするとともに、開閉器８（１３）を入にすることで、負荷Ｂ（３）は、バンクＢ（１２）から切り離され、バンクＣ（１２）に接続されて、フィーダＣ（１１）から電力が供給される。このようにして、バンクＢ（１２）における負荷容量が適正範囲に保たれるように制御する。
【００２０】
図４は、本実施形態の配電系統運用システムの構成例を示す図である。配電系統運用システムは、フィーダ１１、開閉器１３及び監視制御装置１０を含んで構成される。監視制御装置１０とフィーダ１１及び開閉器１３とは通信路５により通信可能に接続される。通信路５は、例えば、ＰＬＣ（Power Line Communication）により通信を行う場合には配電線２としてもよいし、配電線２とは別個に、例えばイーサネット（登録商標）や電話回線網、無線通信路、シリアルケーブルなどとしてもよい。
【００２１】
監視制御装置１０は、フィーダ１１を制御して、フィーダ１１からの送出電圧を変更する。本実施形態では、監視制御装置１０からフィーダ１１の制御は、通信路５を介してタップ操作コマンドをフィーダ１１に送信することにより行われる。  
監視制御装置１０は、開閉器１３が測定した電圧を取得可能であり、開閉器１３の開閉を制御可能である。本実施形態では、電圧の取得及び開閉器１３の開閉制御は、通信路５を介して電圧取得コマンドを開閉器１３に送信することにより行われる。
【００２２】
図５は、監視制御装置１０のハードウェア構成を示す図である。監視制御装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、メモリ１０２、記憶装置１０３、通信インタフェース１０４、入力装置１０５、出力装置２０６を備える。記憶装置１０３は、各種のデータやプログラムを記憶する、例えば、ハードディスクドライブやフラッシュメモリなどである。ＣＰＵ１０１は、記憶装置１０３に記憶されているプログラムをメモリ１０２に読み出して実行することにより各種の機能を実現する。通信インタフェース１０４は、通信路５に接続するためのインタフェースであり、例えば、電力線に接続するためのＰＬＣアダプタや、電話回線網に接続するためのモデム、イーサネット（登録商標）に接続するためのアダプタ、無線通信路に接続するための無線通信機、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルを接続するためのコネクタなどである。入力装置１０５は、データの入力を受け付ける、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、マイクロフォンなどである。出力装置１０５は、データを出力する、例えばディスプレイやプリンタ、スピーカなどである。
【００２３】
図６は、監視制御装置１０のソフトウェア構成を示す図である。監視制御装置１０は、電圧監視部１１１、電力損失算出部１１２、開閉パターン決定部１１３、開閉器制御部１１４，タップ制御部１１５を備える。なお、電圧監視部１１１、電力損失算出部１１２、開閉パターン決定部１１３、開閉器制御部１１４、タップ制御部１１４はＣＰＵ１０１が記憶装置１０３に記憶されているプログラムをメモリ１０２に読み出して実行することにより実現される。
【００２４】
電圧監視部１１１は、開閉器１３が測定する電圧を取得する。上述したように、電圧監視部１１１は、例えば電圧取得コマンドを開閉器１３に送信し、開閉器１３から応答される電圧を受信することにより、開閉器１３が測定する電圧を取得する。なお、電圧監視部１１１は、入の状態の開閉器１３からのみ電圧を取得するものとする。また、電圧監視部１１１は、定期的に入の状態の各開閉器１３から電圧を取得しているものとする。
【００２５】
電力損失算出部１１２は、バンク１２における電力損失を算出する。電力損失の算出処理には周知の手法を用いる。
【００２６】
開閉パターン決定部１１３は、負荷融通に係る切り替え先のフィーダ１１を決定し、決定したフィーダ１１から負荷３に電力を供給させるように系統を切り替えるための開閉器１２の開閉操作を行うパターン（以下、「開閉パターン」という。）を決定する。開閉パターン決定部１１３は、例えば、供給信頼度の要求や電力設備の運用制約を満たすように系統を切り替えることが可能な開閉器１２の状態の変化（系統切り替え計画）を開閉パターンとして作成することができる。なお、開閉パターンの作成には周知の手法を用いることができる。
【００２７】
開閉パターン決定部１１３は、開閉パターンを作成することができた、すなわち、供給信頼度の要求や電力設備の運用制約を満たすように負荷融通のできるフィーダ１１のうちの１つを切り替え先として決定する。本実施形態では、フィーダ１１を切り替えた場合のバンク１２における電力損失を電力損失算出部１１２が算出し、開閉パターン決定部１１３は、電力損失の最も少ないバンク１２に電力を供給するフィーダ１１を切り替え先として選択するものとする。また、開閉パターン決定部１１３は、負荷融通後にバンク１２の負荷容量を算出し、負荷容量が所定の上限を超えている場合には、玉突融通を行う。なお、負荷容量の上限は、フィーダ１１毎に設定されているものとする。
【００２８】
開閉器制御部１１４は、開閉パターン決定部１１３により決定された開閉パターンに従って、開閉器１３の開閉制御を行う。上述したように、本実施形態では、開閉器制御部１１４は、開閉コマンドを開閉器１３に送信することにより開閉器１３の開閉を制御する。
【００２９】
タップ制御部１１５は、フィーダ１１からの送出電圧を変更する。上述したように、本実施形態では、タップ制御部１１５は、タップ操作コマンドをフィーダ１１に送信することによりフィーダ１１からの送出電圧を制御する。
【００３０】
図７は、電圧逸脱の改善を図る処理の流れを示す図である。図７の処理は、電圧監視部１１１が、開閉器１３のいずれかにおいて電圧逸脱を検知した場合に実行される。  
電圧監視部１１１は、電圧逸脱を検知した開閉器１３（以下、「逸脱開閉器１３」という。）に電力を供給しているフィーダ１１（以下、「逸脱フィーダ１１」という。）を特定し（Ｓ２０１）、逸脱開閉器１３が属するバンク１２に接続されている負荷３（以下、「融通負荷３」という。）を特定する（Ｓ２０２）。タップ制御部１１５は、逸脱フィーダ１１がタップリミットの状態であるかどうかを判定する（Ｓ２０３）。逸脱フィーダ１１がタップリミットでなければ（Ｓ２０３：ＮＯ）、タップ制御部１１５は、現在の送出電圧を下げるように、フィーダ１１を制御して（Ｓ２０４）処理を終了する。
【００３１】
逸脱フィーダ１１がタップリミットである場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、開閉パターン決定部１１３は、負荷融通可能なフィーダ１１を探索する（Ｓ２０５）。負荷融通可能なフィーダ１１が存在しなければ（Ｓ２０６：ＮＯ）、処理を終了する。負荷融通可能なフィーダ１１があれば（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、図８に示す負荷融通処理を行う（Ｓ２０７）。
【００３２】
図８に示すように、電力損失算出部１１２は、負荷融通可能なフィーダ１１のそれぞれについて、当該フィーダ１１から逸脱負荷３までの系統における電力損失を算出する（Ｓ２２１）。開閉パターン決定部１１３は、電力損失の最も少ないフィーダ１１を融通先のフィーダ１１（以下、「融通先フィーダ１１」という。）として決定し（Ｓ２２２）、逸脱負荷３に融通先フィーダ１１を接続するための開閉パターンを決定する（Ｓ２２３）。開閉器制御部１１４は、決定された開閉パターンに従って開閉器１３の開閉を制御して負荷融通を行う（Ｓ２２４）。
【００３３】
図７に戻り、開閉パターン決定部１１３は、負荷融通後の、融通先フィーダ１１が属するバンク１２の負荷容量を算出し（Ｓ２０８）、負荷容量が所定の上限値を超えている場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、負荷融通可能な他のフィーダ１１を探索する（Ｓ２１０）。負荷融通可能なフィーダ１１があれば（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、再度図８の負荷融通処理を行う（Ｓ２１２）。
【００３４】
以上のようにして、本実施形態の配電系統運用システムでは、電圧逸脱が発生した場合に、まずフィーダ１１の送出電圧を下げて、電圧逸脱の改善を図っている。
【００３５】
また、本実施形態の配電系統運用システムでは、フィーダ１１の送出電圧を下げることができない場合には負荷融通を行っている。したがって、進相コンデンサを原因とするフェランチ効果により電圧逸脱が発生している場合には、その進相コンデンサを設置している負荷をフィーダ１１から切り離すことにより、電圧逸脱を改善することができる。よって、フィーダ１１がタップリミットとなっても、電圧逸脱を改善することができる。また、他の誘導性の負荷３が接続されるバンク１２に負荷融通が行われた場合には、進相コンデンサによってそのバンク１２における力率を改善することもできる。
【００３６】
また、本実施形態の配電系統運用システムでは、融通先のバンク１２において負荷容量が上限値を超えた場合には玉突融通を行っている。これにより、負荷容量を適正範囲に収めるように電力系統を運用することができる。
【００３７】
以上、本実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
【００３８】
例えば、本実施形態では、開閉器１３において配電線２の電圧を測定するものとしたが、電力量計や電圧センサを配電線２に設置し、監視制御装置２０が電力量計や電圧センサから電圧を取得するようにしてもよい。
【００３９】
また、本実施形態では、監視制御装置２０から電圧取得コマンドを開閉器１３に送信することで電圧を取得するものとしたが、開閉器１３が定期的に電圧を測定する度に測定した電圧を監視制御装置２０に送信するようにしてもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、図７のステップＳ２１１において負荷融通可能なフィーダ１１がない場合には処理を終了するものとしたが、当初の電圧逸脱の状態に戻すようにしてもよい。この場合、開閉パターン決定部１１３は、逸脱フィーダ１１を融通先フィーダ１１として、図８のステップＳ２２３の処理を行い、開閉器制御部１１４がステップＳ２２４の処理を行うようにする。
【符号の説明】
【００４１】
１      配電系統
２      配電線
３、４  負荷
５      通信路
１０    監視制御装置
１１    フィーダ
１２    バンク
１３    開閉器
１０１  ＣＰＵ
１０２  メモリ
１０３  記憶装置
１０４  通信インタフェース
１０５  入力装置
１０６  出力装置
１１１  電圧監視部
１１２  電力損失算出部
１１３  開閉パターン決定部
１１４  開閉器制御部
１１５  タップ制御部
【図１】
0005461446.tif 000002
【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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