(57)【要約】      （修正有）【課題】送配電網において、電力を復旧する結果として電力障害を連鎖発生する危険性及び付加的な網再構築の必要性を減少させる逆供給経路を識別する電力を復旧するシステムを提供する。【解決手段】予測される負荷に基づいて電力を復旧する方法が記載される。この方法は、配電網の範囲内の少なくとも一つの地域を識別するステップと、少なくとも一つの地域の第一のエネルギ需要を予想するステップとを含んでいる。この方法はまた、少なくとも一つの地域のための少なくとも一つの代替電源を識別するステップと、少なくとも一つの代替電源から少なくとも一つの地域へ電力を供給することが可能な配電網の範囲内の少なくとも一つのスイッチを識別するステップと、少なくとも一つの地域への電力を復旧するための復旧計画を生成するステップとを含んでいる。【選択図】図３
2014138553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電網への電力を復旧するのに用いられるシステムであって、
前記配電網についての予測情報を生成するように構成されている予測システムと、
前記配電網に結合された故障検知、分離、及び回復（ＦＤＩＲ）システムと
を備えており、該ＦＤＩＲシステムは、
前記配電網における少なくとも一つの地域についての故障情報を生成し、
前記予測システムから予測情報を受け取り、
前記少なくとも一つの地域のための少なくとも一つの代替電源を識別して、
前記故障情報及び前記予測情報に基づいて復旧計画を生成する
ように構成されている、システム。
【請求項２】
前記ＦＤＩＲシステムに結合された需要応答システムをさらに含んでおり、前記ＦＤＩＲシステムは、負荷低減要求を前記需要応答システムへ送信するようにさらに構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記需要応答システムは、前記負荷低減要求に基づいて少なくとも一つの需要家負荷低減要求を少なくとも一つの需要家拠点へ送信するように構成されており、前記需要家負荷低減要求は、需要家負荷を減少させることが可能である、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ＦＤＩＲシステムは、前記予測情報に基づいて前記負荷低減要求を生成するようにさらに構成されている、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記ＦＤＩＲシステムに結合されて、前記地域、前記配電網、及び地図を表示するように構成されている表示器をさらに含んでいる請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記予測システムは、利用履歴情報を用いて前記配電網についての予測情報を生成するようにさらに構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記復旧計画は、前記配電網におけるスイッチの集合を含んでいる、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記復旧計画は、前記配電網における前記スイッチの集合の各々を開閉する予め決められた順序をさらに含んでいる、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
配電網に結合された電力復旧システムと共に用いられる故障検知、分離、及び回復（ＦＤＩＲ）システムであって、
前記配電網における少なくとも一つの地域についての故障情報を生成し、
前記配電網についての予測情報を受け取り、
前記少なくとも一つの地域のための少なくとも一つの代替電源を識別して、
前記故障情報及び前記予測情報に基づいて復旧計画を生成する
ように構成されている故障検知、分離、及び回復（ＦＤＩＲ）システム。
【請求項１０】
前記制御ＦＤＩＲは、負荷低減要求を需要応答システムへ送信するようにさらに構成されている、請求項９に記載の故障検知、分離、及び回復（ＦＤＩＲ）システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の分野は一般的には、電気の発電及び送電に関し、さらに具体的には、予測される負荷に基づいて電力を復旧する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の配電網は、故障又は他の電力障害の後に故障を分離して電力を復旧するために用いられる故障検知、分離、及び回復（ＦＤＩＲ）システムを含んでいる。公知のシステムは、現在の負荷情報に基づいて復旧計画を生成する。
【発明の概要】
【０００３】
しかしながら、負荷は短時間内に変化し得るため、かかる計画は一般的には限定される。例えば、負荷が変化すると、変化した負荷を収容するためにさらなる網再構築が必要とされる。
【０００４】
加えて、故障前の網トポロジィに依存して、代替電源から一連のスイッチを通じて１又は複数の切り離された負荷まで電力が流れ得るような１よりも多い代替経路、又は逆供給経路が識別される場合がある。従って、電力を復旧する結果として電力障害を連鎖発生する危険性及び付加的な網再構築の必要性を減少させる逆供給経路を識別する電力を復旧するシステムが必要とされる。
【０００５】
一実施形態では、配電網への電力を復旧するシステムが提供される。このシステムは、配電網についての予測情報を生成するように構成されている予測システムと、配電網に結合された故障検知、分離、及び回復（ＦＤＩＲ）システムとを含んでいる。ＦＤＩＲシステムは、当該ＦＤＩＲシステムから配電網における少なくとも一つの地域（ゾーン）についての故障情報を生成し、上述の予測システムから予測情報を受け取り、少なくとも一つの地域のための少なくとも一つの代替電源を識別して、故障情報及び予測情報に基づいて復旧計画を生成するように構成されている。
【０００６】
もう一つの実施形態では、配電網に結合された電力復旧システムと共に用いられる故障検知、分離、及び回復（ＦＤＩＲ）システムが提供される。このＦＤＩＲシステムは、配電網における少なくとも一つの地域についての故障情報を生成し、配電系統についての予測情報を受け取り、少なくとも一つの地域のための少なくとも一つの代替電源を識別して、故障情報及び予測情報に基づいて復旧計画を生成するように構成されている。
【０００７】
さらにもう一つの実施形態では、配電網への電力を復旧する方法が提供される。この方法は、配電網の範囲内の少なくとも一つの地域を識別するステップと、少なくとも一つの地域の第一のエネルギ需要を予想するステップと、少なくとも一つの地域のための少なくとも一つの代替電源を識別するステップと、少なくとも一つの代替電源から少なくとも一つの地域へ電力を供給することが可能な配電網の範囲内の少なくとも一つのスイッチを識別するステップと、少なくとも一つの地域への電力を復旧するための復旧計画を生成するステップとを含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】配電網の一例のブロック図である。
【図２】図１の網と共に用いられ得る予測に基づく電力復旧システムの一例のブロック図である。
【図３】図２の電力復旧システムを用いる方法の一例を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本書に記載される各実施形態は、配電網と共に用いられる電力復旧システムの一例を含んでいる。本書に記載されるこれらの実施形態は、予測されるエネルギ負荷に基づいて網の給電停止（de-energized）部分の電力復旧の管理を容易にする。
【００１０】
本書に記載されるこれらの実施形態の技術的効果としては、（ａ）配電網の範囲内の少なくとも一つの地域を識別すること、（ｂ）少なくとも一つの地域のエネルギ需要を予想すること、（ｃ）少なくとも一つの地域のための少なくとも一つの代替電源を識別すること（ｄ）少なくとも一つの代替電源から少なくとも一つの地域へ電力を供給することが可能な配電網の範囲内の少なくとも一つのスイッチを識別すること、及び（ｅ）少なくとも一つの地域への電力を復旧する復旧計画を生成することが少なくとも挙げられる。
【００１１】
先ず図１を参照すると、配電網の一例が参照番号１００に全体的に示されている。配電網１００は複数の変電所１０、２０及び３０を含んでおり、これらの変電所の各々に、参照番号１１、１２、１３、２１、２２及び３１として示される１又は複数の送電線が付設されている。変電所の一例は、電力を１又は複数の送電系統（例えば高電圧送電線又は網）から網１００の１又は複数の地域へ伝達するように構成されている配電変電所を含んでいる。各々の変電所１０、２０及び３０が、１又は複数の電源又は送電線１１、１２、１３、２１、２２及び３１を含んでいる。各々の変電所１０、２０、３０はまた、１又は複数の回路遮断器すなわち変電所回路遮断器（又は単純に「遮断器」）３０１、３１１、３１６、３２７、３２８、及び３４０を含んでいてよく、これらの遮断器の各々が、送電線１１、１２、１３、２１、２２及び３１の一つに接続されている。本文の便宜のために、変電所遮断器を「ルート（root）」とも呼ぶ場合がある。本書で用いられる「送電線（feeder）」との用語は、電力を網１００の１又は複数の部分に与える配電線又は他の導体を指す。図１に示す実施形態の例では、変電所１０には送電線１１、１２及び１３が付設されており、これらの送電線の各々が、それぞれ遮断器３０１、３１６、及び３２８に接続されている。変電所２０には送電線２１及び２２が付設されており、これらの送電線の各々が、それぞれ遮断器３１１及び３２７に接続されている。変電所３０には送電線３１が付設されており、この送電線は遮断器３４０に接続されている。この例では三つの変電所のみを図示しているが、網１００は任意の数の変電所を含んでいてよく、これらの変電所の各々が任意の数の送電線を含んでいてよい。
【００１２】
実施形態のこの例では、網１００は、エネルギ伝送を制御するように構成されているコンピュータ・システム３６０を含んでいる。コンピュータ・システム３６０は、網１００の内部に含まれているものとして図示されているが、網１００の外部に位置して（例えば遠隔に配置される）網１００と連絡していてもよい。さらに、コンピュータ・システムとして記載されているが、コンピュータ・システム３６０は、網１００が本書に記載されるように作用することを可能にする任意の適当な処理装置であってよい。例えば、コンピュータ・システム３６０は、協働するように構成されている複数の処理装置を含み得る。
【００１３】
一実施形態では、配電網１００は、階層的な送配電網の一部である。送電網は高レベル階層に位置して、配電網１００に電力を供給する。変電所１０、２０、３０は中間レベル階層に位置して、送配電網の低レベル階層に位置する複数の現場装置に接続される。一実施形態では、制御器は少なくとも変電所のレベルにある階層レベルすなわち中間レベル階層に位置し、「現場内（in field）」位置を含むさらに低い階層レベルよりも高い階層にある。
【００１４】
網１００は、例えば、低レベル階層に位置する複数のノード３０１〜３４０を含んでおり、これらのノードの各々が網１００のトポロジィを生成して、１又は複数の送電線の各部分を接続している。「ノード」との用語は、網１００における任意のアドレス指定可能な点を指す。ノード３０１〜３４０は、回路スプリット、センサ若しくは他の測定点のような任意の形式の現場装置、及び／又は回路遮断器、再閉路器（recloser）、若しくは断路器（sectionalizer）のような制御自在型スイッチを含み得る。一実施形態では、ノードは、ローカルな制御器を含まない装置のような「非インテリジェント」型現場装置を含んでいる。現場装置は、例えば現場敷設装置であってよい。制御自在型スイッチは通常閉又は通常開の何れであってもよい。ノード３０１〜３４０は、能動型又は受動型の何れの特徴のものであってもよい。「能動型ノード」は、トポロジィ変化を起こすように制御され得る任意のノードを指す。能動型ノードは再閉路器、回路遮断器及び制御自在型スイッチ（例えば遠隔制御自在型スイッチを含む）を含んでおり、これらの装置は断路及び復旧に関連する自動化機能を全く有する必要はない。また、能動型ノードは、三相制御又は個別相制御が可能であってよい。「受動型ノード」は、網スプリット又は任意の非制御自在の項目を含むノードを指し、トポロジィ変化を生じない。受動型ノードは、網地域の範囲内での経路再設定の可能性による負荷容量の考慮のため所在確認され得る。ノードはまた、網において形成されている回路が多数の付加的な回路に分割されるような様々な分岐を画定し得る。分岐は、単相分岐又は多相分岐として生じ得る。関連する変電所遮断器側に位置して分割が生じているノードは「分岐ルート」とも記載される。
【００１５】
網１００は、関連する「レイアウト」又は「トポロジィ」を画定し、これらの用語は、静的地理的分布、並びに網１００でのノードの数、形式、及び分布を含めた網の接続の分布を指す。また、網１００を１又は複数の「区画（セグメント）」に分割してもよく、この用語は、単一のノード、接続されたノード群、及び／又は重要な能動型網ノード若しくは受動型網ノードの間に位置する送電線の部分を指す。レイアウトに依存して、区画は、多数の変電所に跨がって多数の送電線からの電力を受け入れることが可能であり得る。各々の区画が、関連する構成設定された「負荷容量」を有することができ、この負荷容量は、当該区画によって扱われ得る最大負荷を表わす。
【００１６】
図１に戻り、この実施形態の例では、ノード３０１〜３４０は、受動型網ノード、通常閉スイッチ、通常開スイッチ、及びセンサを含んでいる。ノードの数に対して予め構成設定される限度はない。ノード３０２、３０３、３０７、３０９、３１７、３１９、３２１、３２５、３２６、３２９、３３３、３３４、及び３３８は通常閉スイッチであって、例えば故障区画を分離するために開かれ得る。ノード３０５、３１２、３１３、３２３、３３５、及び３３７は通常開スイッチであって、交差送電（cross power transmission）を防いで網１００の各地域を画定するように作用する。ノード３０４、３０６、３０８、３１０、３１５、３１８、３２０、３２２、３２４、３３０、３３２、３３６、及び３３９は受動型網ノードであり、ノード３１４及び３３１はセンサである。本実施形態に示されている網１００のレイアウト、並びにノードの形式及び数の特定の構成は例示するものに過ぎない。本書に記載されるシステム及び方法は、所望の任意のトポロジィ、並びに任意の数、形式及び構成のノードを有する任意の配電網に適用可能である。
【００１７】
網１００はまた、複数の地域を含んでおり、これらの地域の各々に個々の送電線によって供給を行なうことができ、またこれらの地域の各々が、関連するレイアウト又はトポロジィを有する。「地域（zone）」との用語は、遮断器、スイッチ、及び再閉路器のような有限数の能動型ノードを付設した配電下位網を言う。地域を「電力エリア」又は「セクタ」とも呼ぶ。区画が地域と同じであってもよい。地域のトポロジィは、制御器及び／若しくは制御器の電源に接続された又はこれらと連絡しているノードの数、形式、及び相対的な位置を指す。各々の地域に、個々の送電線又は多数の送電線が付設され得る。一実施形態では、各々の地域は、単一の送電線に接続された変電所の単一の遮断器と全ての通常開スイッチとの間の区画の全てを含んでいる。地域の「エッジ」は、変電所の遮断器及び通常開スイッチを指す。図１の実施形態の例では、網１００は六つの地域２１１、２１２、２１３、２２１、２２２、及び２３０を含んでおり、各々の地域に個々の送電線が付設されて、これらの地域は変電所遮断器及び少なくとも一つの通常開スイッチによって境界付けられている。地域のエッジを画定して隣接する地域を共に接続している通常開スイッチのようなノードを「エッジ・ノード」とも呼ぶ。図１に示される地域は例示するものに過ぎず、付加的な地域が地域２１１、２１２、２１３、２２１、２２２、及び２３０の一部又は全てを含む網１００の範囲内に画定され得ることを認められたい。さらに具体的には、網１００の範囲内での故障の結果として、網１００のトポロジィを調節して、網１００の範囲内の各地域を画定し直すことができ、このことについては後にあらためて説明する。
【００１８】
網１００での様々なノード、変電所、又は他の構成要素の相対的な位置は互いに関して記載されており、他のノード、遮断器、送電線、又は変電所に関する網経路での位置に関して記載され得る。例えば、第二のノードに対して「前方」若しくは「前」、第二のノードに「先立つ」、及び／又は第二のノードの「上流」と記載される第一のノードは、遮断器から地域のエッジへ向けて回路経路を構成解析したときに第一のノードが第二のノードの前に位置している、すなわち第一のノードが遮断器又は変電所と第二のノードとの間に位置していることを示す。同様に、「次のノード」、第二のノードの「後方」若しくは「後」、又は第二のノードの「下流」と記載される第一のノードは、遮断器から地域のエッジへ向けて回路経路を構成解析したときに第一のノードが第二のノードに続いている、すなわち第一のノードが第二のノードと地域エッジ・ノードとの間に位置していることを示す。
【００１９】
各々の変電所１０、２０、及び３０が、例えば中間レベル階層に位置するそれぞれの制御器１０１、１０２、及び１０３を含んでおり、様々な網ノードを制御している。各々の制御器１０１、１０２、及び１０３がコンピュータ・システム３６０と結合して連絡している。図１に示すように、制御器１０１は変電所１０に含まれ、制御器１０２は変電所２０に含まれ、制御器１０３は変電所３０に含まれている。一実施形態では、各々の制御器１０１、１０２、及び１０３は配電自動化（ＤＡ）制御器である。本実施形態では、各々の変電所が一つの制御器を含んでいる。しかしながら、変電所は所望があれば１よりも多い制御器を含んでいてよい。各々の制御器１０１、１０２、及び１０３はまた、必要に応じて監視制御及びデータ取得（ＳＣＡＤＡ）遠隔端末ユニット（ＲＴＵ）として作用するものであってもよい。各々の制御器１０１、１０２、及び１０３は、それぞれの変電所から給電される電力区画に位置する能動型ノード及びセンサと、予め構成設定されており一実施形態では動的に変更不能なクライアント−サーバ（マスタ−スレーブ）関係として連絡する。各々の制御器１０１、１０２、及び１０３は、予め構成設定された設定を用いずに他の制御器を自動的に発見して、アド・ホックなデータ交換を確立することが可能である。一実施形態では、制御器とノードとの間の連絡は、ＩＰ型サービスによって達成される。
【００２０】
各々の制御器１０１、１０２、及び１０３は、送電線又は他の電源に接続された少なくとも一つの地域を制御する。一実施形態では、地域は、自身のそれぞれの送電線及び／又は遮断器によって画定され、１又は複数のそれぞれの開スイッチによってさらに画定され得る。図１に示す例では、網１００は、地域２１１、２１２、２１３、２２１、２２２、及び２３０に分割されている。地域２１１は、遮断器３０１及び通常開スイッチ３０５及び３１２によって画定されるエッジを有し、地域２１２は、遮断器３１６及び通常開スイッチ３１２、３２３、及び３３７によって画定されるエッジを有し、地域２１３は、遮断器３２８及び通常開スイッチ３３５によって画定されるエッジを有する。地域２１１、２１２、及び２１３は制御器１０１によって制御される。地域２２１は、遮断器３１１及び通常開スイッチ３０５及び３１３によって画定されるエッジを有し、地域２２２は、遮断器３２７及び通常開スイッチ３１３及び３２３によって画定されるエッジを有する。地域２２１及び２２２は制御器１０２によって制御される。地域２３０は、遮断器３４０及び通常開スイッチ３３５及び３３７によって画定されるエッジを有し、制御器１０３によって制御される。
【００２１】
図２は、網１００と共に用いられ得る予測方式の電力復旧システム４００の一例のブロック図である。電力復旧システム４００は、故障検知、分離、及び回復（ＦＤＩＲ）システム４０５と、予測システム４１５とを含んでいる。実施形態のこの例では、ＦＤＩＲシステム４０５はコンピュータ・システム３６０である。代替的には、コンピュータ・システム３６０は、１又は複数のＦＤＩＲシステム４０５及び予測システム４１５を含んでいる。例えば、システム４０５及び４１５は各々、１又は複数の処理装置を用いたコンピュータ・システム３６０において具現化され得る。
【００２２】
実施形態のこの例では、ＦＤＩＲシステム４０５は、故障検知エンジン４０６と、該故障検知エンジン４０６に結合された故障分離エンジン４０７とを含んでいる。故障分離エンジン４０７は、例えば、給電停止地域を分離するのに用いられるスイッチのように、故障検知エンジン４０６から網１００の範囲内の給電停止地域についての情報を含む故障分離情報４２０を生成する。「給電停止地域」は、エネルギ需要がエネルギ供給を上回った網１００の地域又は部分を指し、限定しないが、停電状態若しくは電力削減状態、故障状態、及び／又は任意の異常動作条件にある地域を含む。「給電停止地域」は、図１に示す地域の１又は複数を必ずしも指す訳ではない。寧ろ、給電停止地域は、ノード及び／又はエッジによって画定されることが可能な網１００の任意の部分であってよい。ＦＤＩＲシステム４０５は、網１００における給電停止地域を解析して各々の給電停止地域毎に復旧計画４３０を生成する復旧エンジン４２５を含んでいる。故障分離エンジン４０７からの故障分離情報４２０を網トポロジィ情報４３５及び実時間網測定４４０と組み合わせて用いて、復旧エンジン４２５は給電停止地域４４５を解析する。
【００２３】
実施形態のこの例では、復旧エンジン４２５は、網１００から網１００のトポロジィを表わす網トポロジィ情報４３５を入力として受け取る。代替的には、ＦＤＩＲシステム４０５が網１００の予め決められたトポロジィ表現を含んでいる。トポロジィ情報４３５は、網１００の各地域の間の接続を含む各々の地域の定義を含んでいる。トポロジィ情報４３５は、地域及び／又はスイッチを節点とし、地域同士の間を辺として含むグラフとして表わされ得る。実時間網測定４４０は、現在の負荷のような制御器１０１、１０２、１０３、及び／又はセンサ３１４、３３１からのデータを含み得る。
【００２４】
復旧エンジン４２５は、給電停止地域４４５の識別内容を代替電源エンジン４５０及び予測システム４１５へ送信する。実施形態のこの例では、代替電源エンジン４５０はコンピュータ・システム３６０を用いて具現化される。代替的には、電源エンジン４５０は、独立したコンピュータ・システムにおいて且つ／又は予測システム４１５と共に具現化され得る。電源エンジン４５０は、各々の給電停止地域４４５を解析して、地域４４５に隣接する地域のような少なくとも一つの代替電源４５５を、各々の給電停止地域４４５について現在利用不能な電源の代替として決定する。各々の代替電源４５５は、スイッチ（１又は複数）、及び当該スイッチを通して利用可能な電力量によって識別され、このスイッチは、代替電源４５５から給電停止地域４４５へ電力を流すことを可能にするように閉じられなければならない。代替電源４５５は、例えば地域２１１、２１２、２１３、２２１、２２２、及び２３０を含み得る。
【００２５】
予測システム４１５は、各々の給電停止地域４４５及び／又は各々の代替電源４５５毎に負荷を予想する。予測システム４１５は、見積もられた負荷又は需要を含む予測負荷情報４６０を復旧エンジン４２５へ送信する。予測負荷情報４６０は、利用履歴、予め決められた予定利用（例えば会議及び／又はスポーツ競技会）、並びに天気予報等に基づくものであってよい。また、予測負荷情報４６０は、数時間、数日のような予め決められた時間間隔、及び／又は給電停止地域４４５が正常動作状態に復旧されるまでの推定時間に基づくものであってもよい。
【００２６】
復旧エンジン４２５は、予測システム４１５からの予測負荷情報４６０を、ＦＤＩＲシステム４０５に入力された復旧規準４６５と組み合わせて解析して、各々の給電停止地域４４５毎に電力復旧計画４３０を生成する。代替的には、各々の給電停止地域４４５毎に１又は複数の計画４３０を生成してもよい。電力復旧計画４３０は、修正されるべきスイッチ、及びスイッチを修正する順序を含む。復旧規準４６５は、少なくとも一つのヒューマン・インタフェイス装置４７０を用いて、又は網（不図示）を用いてＦＤＩＲシステム４０５に接続された遠隔システム（不図示）を用いて、ＦＤＩＲシステム４０５に入力されてもよい。ヒューマン・インタフェイス装置４７０は、例えばキーボード、マウス、タッチスクリーン、又はＦＤＩＲシステム４０５が本書に記載されるように作用することを可能にする他の任意のヒューマン・インタフェイス装置であってよい。復旧規準４６５としては、限定しないが電力復旧されるべき需要家の数、需要家の相対的な重要性、及び／又は要求されるスイッチ開閉ステップ数の要件等が含まれ得る。
【００２７】
実施形態のこの例では、電力復旧システム４００は需要応答発生システム４７５を含んでいる。需要応答発生システム４７５は網１００に結合された１又は複数の需要家拠点（不図示）と連絡して、一定の地域、例えば給電停止地域４４５及び／又は代替電源４５５の範囲内での負荷を低減する。さらに具体的には、復旧エンジン４２５は、電力復旧計画４３０に基づく負荷低減要求４８０を需要応答発生システム４７５へ送信することができる。需要応答発生システム４７５は、負荷低減要求４８０に基づいて、何れの需要家拠点が需要家負荷低減要求４８５を受けるかを決定する。例えば、負荷低減要求４８０は、１又は複数の需要家拠点を指定してもよいし、地域４４５又は電源４５５についての目標負荷を指定してもよい。需要家負荷低減要求４８５は、需要家拠点に設けられている末端利用者のメータ又はスマート機器のような需要家需要応答システム（不図示）へ送信される。需要家需要応答システムは、需要家負荷低減要求４８５に応答して需要家拠点での需要家負荷を選択的に低減し又は切断するように構成されている。
【００２８】
例えば、負荷低減要求４８０は、計画４３０におけるスイッチが、予測される負荷を供給するのに十分な容量を有しているか否か、及び／又は計画４３０における代替電源４５５が、給電停止地域４４５での最大負荷について十分な電力を有しているか否かに基づいて生成され得る。さらに具体的には、負荷低減要求４８０は、負荷低減が、給電停止地域４４５及び／又は代替電源４５５において生ずべきであることを示すことができる。
【００２９】
実施形態のこの例では、ＦＤＩＲシステム４０５は表示器４６０を含んでいる。ＦＤＩＲシステム４０５は、表示器４９０を用いて、給電停止地域４４５、代替電源エリア４５５、及び／又は地域４４５とエリア４５５とを接続するスイッチの多次元視覚化を表示するように構成されている。例えば、トポロジィ４３５が、対応する地図の上部に表示され得る。給電停止地域４４５及び／又は代替電源エリア４５５が、トポロジィ４３５及び地図の上部に表示され得る。ＦＤＩＲシステム４０５の操作者は、ヒューマン・インタフェイス装置４７０を用いて、ＦＤＩＲシステム４０５からの付加的な情報を表示せよと要求することができる。例えば、操作者が表示されたスイッチをクリックすると、表示器４９０はスイッチの現在容量を表示することができる。もう一つの例としては、操作者が表示された地域をクリックすると、表示された地域の現在負荷及び／又は予測負荷を表示することができる。
【００３０】
ＦＤＩＲシステム４０５は、復旧計画４３０に含まれるスイッチに命令を選択的に送信する。さらに具体的には、計画４３０によって指定された順序で、ＦＤＩＲシステム４０５は計画４３０に従って動作状態（すなわち開、閉、入、及び切等）を変化させることをスイッチに指示する。ＦＤＩＲシステム４０５は、制御器１０１、１０２、及び／又は１０３を介してスイッチと連絡することができる。代替的には、ＦＤＩＲシステム４０５は、表示器４９０を用いて計画（１又は複数）４３０を表示する。さらに具体的には、計画４３０の各々のステップは、操作者が負荷潮流、及び計画４３０の連鎖的影響等を視認し得るように選択的に表示され得る。例えば、操作者は、各々のステップを視覚化するように計画４３０を順方向又は反対方向に「再生」することができる。操作者は、計画４３０の１若しくは複数のステップ及び／又は１若しくは複数の計画４３０をインタフェイス装置４７０を用いて選択的に実行することができる。
【００３１】
電力復旧システム４００の一つの可能な動作を示すために、故障がノード３１８に生じてスイッチ３１２、３２３、及び３３７が開いた例を挙げる。故障は故障検知エンジン４０６によって検出されて、分離エンジン４０７に連絡される。分離エンジン４０７は、スイッチ３１７、３１９、及び３２１を開くことにより故障を分離する。従って、地域２１２は、ノード３１８を含む分離された故障エリアと、送電線１２から電力を受けることができるエリアと、ノード３２０を含む停電地域と、３２２を含む停電地域との四つの地域に実効的に分割される。復旧エンジン４２５はスイッチ３２３を閉じて、これによりノード３２２を地域２２２と結合することにより、ノード３２２への電力を復旧する計画４３０を生成することができる。同様に、復旧エンジン４２５は、スイッチ状態を変化させ、且つ／又は需要応答事象又は需要家負荷低減要求を生成することにより、ノード３２２への電力を復旧する計画４３０を生成することができる。
【００３２】
さらにもう一つの例として、上の例に続くが、地域２２２が、例えばノード３２２にエネルギを供給するには不十分な電力を有していることが予測システム４１５及び／又は復旧エンジン４２５によって決定されたためスイッチ３２３が閉じられない場合には、復旧エンジン４２５は、限定しないが地域２２２を分割するためにスイッチ３２６を開くこと、需要応答発生システム４７５を用いてノード３２４を含む地域２２２の分割エリアの負荷を低下させると共に地域２２１の負荷を低下させること、スイッチ３１３及び３２３を閉じてノード３２２及び３２４を地域２２１と結合することの１又は複数を含む計画４３０を生成することができる。以上の例は、説明のためのみのものであって、これにより制限を意図するものではない。しかしながら、以上の例から、復旧計画４３０は、一つの地域から給電停止地域へ電力を供給するために単にスイッチを閉じるという命令に留まらないものを含み得ることを認められたい。寧ろ、地域は復旧エンジン４２５によって再構築されることができ、故障前の構成に限定されない。
【００３３】
図３は、電力復旧システム４００を用いる方法の一例を示す流れ図５００である。一実施形態では、流れ図５００の各ステップは、コンピュータ可読の媒体に記憶されたコンピュータ実行可能なコードとして具現化され得る。代替的には又は加えて、処理装置が流れ図５００の各ステップを実行するように構成されていてもよい。給電停止地域を識別した５０５後に、給電停止地域への給電停止を起こした故障又は障害の前に給電停止地域に電力を供給していた電源から給電停止地域への電力を復旧する推定時間Ｔを算出する５１０。換言すると、時間Ｔは、給電停止地域を正常に復旧するのに必要とされる時間の推定値である。時間Ｔは、システム４００によって算出されてもよいし、操作者によってシステム４００又はＦＤＩＲシステム４０５に入力されてもよい。
【００３４】
例えば予測システム４１５を用いて、時間Ｔについて給電停止地域についての予測需要又は予測負荷を生成する５１５。時間Ｔにわたる給電停止地域についての最大予測需要を識別する５２０。識別された最大予測需要に安全余裕を加算する５２５。安全余裕は、最大予測需要の５％、１０％、１５％、２０％、又は２５％のような百分率であってもよいし、予め決められたワット数及び／又はアンペア数であってもよい。
【００３５】
例えば代替電源エンジン４５０を用いて、給電停止地域のための代替電源を識別する５３０。例えば予測システム４１５を用いて、時間Ｔについての各々の代替電源毎の予測需要を生成する５３５。各々の代替電源毎の最大予測需要を識別する５４０。各々の代替電源毎の識別された最大予測需要に安全余裕を加算する５４５。
【００３６】
給電停止地域及び代替電源についての予測需要は、例えば実時間測定システム４４０からの現在の測定、例えば一日の時刻による負荷変化のような履歴値見積もり、及び／又は例えば多数の故障が網１００の様々な地域に生じ得る暴風雨時のような他の発令構成計画に基づくものであってよく、一つの故障の復旧は、他の地域において電力を復旧するのに利用可能な負荷に影響を及ぼし得る。時間Ｔについて１よりも多い予測が生成される場合もあり５１５、５３５、この場合には、全ての予測の中で最大のものを給電停止地域について識別し５２０、且つ／又は代替電源について識別する５４０。
【００３７】
各々の代替電源から給電停止地域に電力を供給するために用いられるべきスイッチを識別する５５０。各々の識別されたスイッチについての最大の現在電力容量を決定する５５５。一実施形態では、容量検査アルゴリズムを用いて実際の電源容量を算出する。ＦＤＩＲシステム４０５は、実時間測定システム４４０、並びに／又は制御器１０１、１０２及び／若しくは１０３と連絡して、識別されたスイッチの実際の電源容量限度を取得することができる。さらに具体的には、システム４００は、ＦＤＩＲシステム４０５を用いて、例えば電力潮流及び偶発事故解析を用いて実時間測定を解析することにより、実際の電源容量限度を決定することができる。かかる実時間測定を用いて、システム４００は、時間Ｔ又は他の何らかの期間について各々の識別されたスイッチについての実際の容量限度を予想することができる。もう一つの実施形態では、実測容量又は算出容量ではなく各々の識別されたスイッチの定格最大容量を用いる。各々の識別されたスイッチの最大容量に安全余裕を加算する５６０。例えば、最大容量を実際の最大容量又は定格最大容量の一定百分率だけ減少させることができる。
【００３８】
電力復旧システム４００は、例えば復旧エンジン４２５及び／又はＦＤＩＲシステム４０５を用いて、給電停止地域の最大需要が識別された代替電源によって供給され得るか否かを、各々の代替電源の最大需要及び各々の識別されたスイッチの最大容量に基づいて決定する５６５。給電停止地域の最大需要が供給され得る場合には、復旧計画を生成する５７０。復旧計画は、代替電源の１又は複数から給電停止地域に電力を供給するために開かなければならない又は閉じなければならない識別されたスイッチ、及びスイッチを開閉する順序を含んでいる。代替電源、スイッチ、及びスイッチ開閉順序の選択は、給電停止地域の電力増強時に電力障害が連鎖発生する危険性を低下させることを容易にする。電力復旧システム４００が代替電源を用いて代替電源が供給し得るよりも大きい負荷を供給することを試みた場合には、網１００は電圧降下を蒙る場合があり、このことがさらに、電圧の急激な低下又は電力潮流不能化のきっかけとなる場合がある。かかる状態は、実時間測定システム４４０から復旧エンジン４２５に戻して連絡されて、新たな計画を生成するのに用いることができる。
【００３９】
しかしながら、代替電源又は識別されたスイッチが給電停止地域の最大予測需要を満たすことができない場合には、電力復旧システム４００は、給電停止地域の最大予測需要を満たすために給電停止地域及び／又は代替電源において減少させる必要のある負荷の量を決定する５７５ことができる。決定された減少させるべき負荷量に基づいて、負荷低減要求、例えば負荷低減要求４８０を生成する５８０。負荷低減要求は、例えば需要応答システム４７５を介して需要家拠点に送信されて、給電停止地域及び／又は代替電源において負荷を減少させることができる。負荷低減要求によって減少させられた予測需要に基づいて、スイッチ開閉計画を生成する５８５。さらに具体的には、スイッチ開閉計画は、需要家拠点に送られる負荷低減要求のタイミングをスイッチ開閉動作と連動させる予定を含み得る。
【００４０】
本書に記載される方法及びシステムは、配電網への電力を復旧する効率及び費用効果の高い手段を提供する。開示されるシステムは、実行して成功する確率が高く、将来の再構築を殆ど必要としない復旧計画を生成し、このようにして、操作者介入の必要を少なくし、復旧計画を再計算しなければならない見込みを最小にする。結果は、さらに速やかな復旧時間、公益事業会社にとってさらに少ない不利益、及び配電網の最適化された再構築を含み得る。
【００４１】
本書で用いられる処理装置との用語は、中央処理ユニット、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、縮小命令セット回路（ＲＩＳＣ）、特定応用向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理回路、並びに本書に記載される作用を果たすことが可能な他の任意の回路、プロセッサ、及び／又はコンピュータを指す。
【００４２】
本書で用いられる「ソフトウェア」及び「ファームウェア」との用語は互換的であり、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、及び不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリを含めたメモリに実行のために記憶される任意のコンピュータ・プログラムを含んでいる。以上のメモリ形式は例示のためのみのものであり、従って、コンピュータ・プログラムの記憶に利用可能なメモリの形式について限定するものではない。
【００４３】
以上の明細書に基づいて認められるように、本開示の上述の各実施形態は、コンピュータ・ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はこれらの任意の組み合わせ若しくは部分集合を含むコンピュータ・プログラミング手法又はエンジニアリング手法を用いて具現化されることができ、この場合の技術的効果は、予測される負荷に基づいて電力を復旧する方法のためのものである。コンピュータ可読のコード手段を有する得られる任意のかかるプログラムは、１又は複数のコンピュータ可読の媒体の内部に実装され又は提供されることができ、これにより本開示の議論された各実施形態によるコンピュータ・プログラム・プロダクトすなわち製造品を作製する。コンピュータ可読の媒体は、例えば限定しないが固定式（ハード）ドライブ、ディスケット、光ディスク、磁気テープ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）のような半導体メモリ、並びに／又はインターネット若しくは他の通信網若しくは通信リンクのような任意の送受信媒体であってよい。コンピュータ・コードを含む製造品は、一つの媒体から直接コードを実行する、一つの媒体からもう一つの媒体へコードを複製する、又は網を介してコードを送信することにより、作製され且つ／又は利用され得る。
【００４４】
本書に図示され記載される本発明の各実施形態の動作の実行又は実施の順序は、特に記載のない限り本質的ではない。すなわち、これらの動作は、特に記載のない限り任意の順序で実行されてよく、本発明の各実施形態は、本書に開示されるものに付加的な動作を含んでいてもよいし、より少ない動作を含んでいてもよい。例えば、特定の動作をもう一つの動作の前に、同時に、又は後に実行し又は実施することも、本発明の各観点の範囲内にあると思量される。
【００４５】
この書面の記載は、最適な態様を含めて発明を開示し、また任意の装置又はシステムを製造して利用すること及び任意の組み込まれた方法を実行することを含めてあらゆる当業者が発明を実施することを可能にするように実例を用いている。特許付与可能な発明の範囲は特許請求の範囲によって画定されており、当業者に想到される他の実例を含み得る。かかる他の実例は、特許請求の範囲の書字言語に相違しない構造要素を有する場合、又は特許請求の範囲の書字言語と非実質的な相違を有する等価な構造要素を含む場合には、特許請求の範囲内にあるものとする。
【００４６】
最後に、本発明の代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
配電網への電力を復旧するのに用いられるシステムであって、
前記配電網についての予測情報を生成するように構成されている予測システムと、
前記配電網に結合された故障検知、分離、及び回復（ＦＤＩＲ）システムと
を備えており、該ＦＤＩＲシステムは、
前記配電網における少なくとも一つの地域についての故障情報を生成し、
前記予測システムから予測情報を受け取り、
前記少なくとも一つの地域のための少なくとも一つの代替電源を識別して、
前記故障情報及び前記予測情報に基づいて復旧計画を生成する
ように構成されている、システム。
［実施態様２］
前記ＦＤＩＲシステムに結合された需要応答システムをさらに含んでおり、前記ＦＤＩＲシステムは、負荷低減要求を前記需要応答システムへ送信するようにさらに構成されている、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様３］
前記需要応答システムは、前記負荷低減要求に基づいて少なくとも一つの需要家負荷低減要求を少なくとも一つの需要家拠点へ送信するように構成されており、前記需要家負荷低減要求は、需要家負荷を減少させることが可能である、実施態様２に記載のシステム。
［実施態様４］
前記ＦＤＩＲシステムは、前記予測情報に基づいて前記負荷低減要求を生成するようにさらに構成されている、実施態様３に記載のシステム。
［実施態様５］
前記ＦＤＩＲシステムに結合されて、前記地域、前記配電網、及び地図を表示するように構成されている表示器をさらに含んでいる実施態様１に記載のシステム。
［実施態様６］
前記予測システムは、利用履歴情報を用いて前記配電網についての予測情報を生成するようにさらに構成されている、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様７］
前記復旧計画は、前記配電網におけるスイッチの集合を含んでいる、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様８］
前記復旧計画は、前記配電網における前記スイッチの集合の各々を開閉する予め決められた順序をさらに含んでいる、実施態様７に記載のシステム。
［実施態様９］
配電網に結合された電力復旧システムと共に用いられる故障検知、分離、及び回復（ＦＤＩＲ）システムであって、
前記配電網における少なくとも一つの地域についての故障情報を生成し、
前記配電網についての予測情報を受け取り、
前記少なくとも一つの地域のための少なくとも一つの代替電源を識別して、
前記故障情報及び前記予測情報に基づいて復旧計画を生成する
ように構成されている故障検知、分離、及び回復（ＦＤＩＲ）システム。
［実施態様１０］
前記制御ＦＤＩＲは、負荷低減要求を需要応答システムへ送信するようにさらに構成されている、実施態様９に記載の故障検知、分離、及び回復（ＦＤＩＲ）システム。
［実施態様１１］
前記需要応答システムは、前記負荷低減要求に基づいて少なくとも一つの需要家負荷低減要求を少なくとも一つの需要家拠点へ送信するように構成されており、前記需要家負荷低減要求は、需要家負荷を減少させることが可能である、実施態様１０に記載の故障検知、分離、及び回復（ＦＤＩＲ）システム。
［実施態様１２］
前記予測情報に基づいて前記負荷低減要求を生成するようにさらに構成されている実施態様１１に記載の故障検知、分離、及び回復（ＦＤＩＲ）システム。
［実施態様１３］
前記地域、前記配電網、及び地図を表示するように構成されている表示器をさらに含んでいる実施態様９に記載の故障検知、分離、及び回復（ＦＤＩＲ）システム。
［実施態様１４］
前記予測情報は利用履歴情報に基づいている、実施態様９に記載の故障検知、分離、及び回復（ＦＤＩＲ）システム。
［実施態様１５］
前記復旧計画は、前記配電網におけるスイッチの集合を含んでいる、実施態様９に記載の故障検知、分離、及び回復（ＦＤＩＲ）システム。
［実施態様１６］
前記復旧計画は、前記配電網における前記スイッチの集合の各々を開閉する予め決められた順序をさらに含んでいる、実施態様５に記載の故障検知、分離、及び回復（ＦＤＩＲ）システム。
［実施態様１７］
配電網への電力を復旧する方法であって、
前記配電網の範囲内の少なくとも一つの地域を識別するステップと、
該少なくとも一つの地域の第一のエネルギ需要を予想するステップと、
前記少なくとも一つの地域のための少なくとも一つの代替電源を識別するステップと、
前記少なくとも一つの代替電源から前記少なくとも一つの地域へ電力を供給することが可能な前記配電網の範囲内の少なくとも一つのスイッチを識別するステップと、
前記少なくとも一つの地域への電力を復旧する復旧計画を生成するステップと
を備えた方法。
［実施態様１８］
前記少なくとも一つの地域の前記エネルギ需要が、前記少なくとも一つのスイッチの最大現在送電容量よりも大きいか否かを決定するステップをさらに含んでいる実施態様１７に記載の方法。
［実施態様１９］
前記少なくとも一つの地域の前記エネルギ需要が前記少なくとも一つのスイッチの最大現在送電容量よりも大きい場合には負荷低減要求を生成するステップをさらに含んでいる実施態様１８に記載の方法。
［実施態様２０］
前記少なくとも一つの代替電源の第二のエネルギ需要を予想するステップをさらに含んでいる実施態様１７に記載の方法。
【符号の説明】
【００４７】
１００：配電網
１０１、１０２、１０３：制御器
２１１、２１２、２１３、２２１、２２２、２３０：地域
３０１、３１１、３１６、３２７、３２８、３４０：遮断器
３０２、３０３、３０４、３０６、３０７、３０８、３０９、３１０、３１４、３１５、３１７、３１８、３１９、３２０、３２１、３２２、３２４、３２５、３２６、３２９、３３０、３３１、３３２、３３３、３３４、３３６、３３８、３３９：ノード
３０５、３１２、３１３、３２３、３３５、３３７：ノード（スイッチ）
３６０：コンピュータ・システム
４００：電力復旧システム
４０５：ＦＤＩＲシステム
４０６：故障検知エンジン
４０７：分離エンジン
４１５：予測システム
４２０：故障分離情報
４２５：復旧エンジン
４３０：計画
４３５：トポロジィ
４４０：時間網測定
４４５：給電停止地域
４５０：電源エンジン
４５５：代替電源
４６０：予測負荷情報
４６５：復旧規準
４７０：ヒューマン・インタフェイス装置
４７５：需要応答発生システム
４８０：負荷低減要求
４８５：需要家負荷低減要求
４９０：表示器
５００：流れ図
５０５：給電停止地域を識別する
５１０：給電停止地域を正常に戻すための推定時間（Ｔ１）を算出する
５１５：Ｔ１での給電停止地域についての需要を予想する
５２０：Ｔ１での給電停止地域における最大需要を求める
５２５：最大需要に安全余裕を加算する
５３０：給電停止地域に電力を供給する代替電源を識別する
５３５：Ｔ１での代替電源についての需要を予測する
５４０：Ｔ１での代替電源における最大需要を求める
５４５：最大需要に安全余裕を加算する
５５０：代替電源について給電停止地域を電力増強するために用いられるべきスイッチを識別する
５５５：識別されたスイッチについて最大現在送電容量を求める
５６０：最大容量に安全余裕を加算する
５６５：代替電源（最大需要）及びスイッチの最大容量によって給電停止地域を最大需要について電力増強することができるか？
５７０：電力を復元するためのスイッチ開閉計画を生成する
５７５：給電停止地域を電力増強するために給電停止地域及び／又は識別された代替電源においてどれだけの負荷を減少させる必要があるかを決定する
５８０：負荷を減少させるための需要応答事象を生成する
５８５：需要応答事象によってスイッチ開閉計画を生成する
【図１】
2014138553.tif 000003
【図２】
2014138553.tif 000004
【図３】
2014138553.tif 000005