(57)【要約】【課題】配電線の電圧が許容範囲に納まるように制御する。【解決手段】配電線上の上流側の電圧調整器と下流側の電圧調整器との間で生じる電力変化量を勘案して上流側の電圧調整器へタップ指令を制御するので、簡単な手法で効率的に配電線の電圧を許容範囲に納めることができる。  また、配電線上の上流側の電圧調整器の状態を推定して下流側の電圧調整器へのタップ指令を制御するので、上流側の電圧調整器の自律制御に追随した下流側の電圧調整器の制御が可能となり、以って配電線の電圧を許容範囲に納めることができる。【選択図】図４
2014093804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変圧用のタップを有する電圧調整器を配電線に複数擁し、該配電線の電圧が許容範囲に納まるように前記電圧調整器を制御する電圧制御装置であって、
前記配電線の上流側に設置された第１の電圧調整器に入力される第1の電圧を検出する第１の検出手段と、
前記第1の電圧を前記第１の電圧調整器のタップにて変圧後の値が前記許容範囲に納まる第１のタップを抽出する第１の抽出手段と、
前記第１のタップにより変圧された電圧と、前記第１の電圧調整器の下流にある第２の電圧調整器までの電圧変化量とに基づき前記第２の電圧調整器に入力される電圧の内、前記許容範囲に納まる第２の電圧を判定する第１の判定手段と、
前記第２の電圧を、前記第２の電圧調整器のタップにて変圧後に前記許容範囲に納まる第２のタップを全て抽出する第２の抽出手段と、
前記第２のタップにより変圧された電圧と、前記配電線の末端に至るまでの電圧変化量とに基づいた該末端における電圧の内、前記許容範囲に納まる第３の電圧を判定する第２の判定手段と、
前記第３の電圧となる前記第１のタップの内、前記第２の判定手段により定まる前記第１のタップに切り換える指令を前記第１の電圧調整器に与える指令手段とを有すること
を特徴とする電圧制御装置。
【請求項２】
前記第１の判定手段において、
前記第２の電圧調整器までの電圧変化量は、
前記第１の電圧調整器と前記第２の電圧調整器との間の配電線による電圧降下量と、
前記第１の電圧調整器と前記第２の電圧調整器との間に接続される負荷がある場合は電圧降下量と、
前記第１の電圧調整器と前記第２の電圧調整器との間に接続される電源がある場合は電圧上昇量と、
を合算し求めること
を特徴とする請求項１に記載の電圧制御装置。
【請求項３】
前記第２の判定手段において、
前記末端に至るまでの電圧変化量は、
前記第２の電圧調整器と前記末端との間の配電線による電圧降下量と、
前記第２の電圧調整器と前記末端との間に接続される負荷がある場合は電圧降下量と、
前記第２の電圧調整器と前記末端との間に接続される電源がある場合は電圧上昇量と、
を合算し求めること
を特徴とする請求項１に記載の電圧制御装置。
【請求項４】
変圧用のタップを有する電圧調整器を配電線に複数擁し、該配電線の電圧が許容範囲に納まるように前記電圧調整器を制御する制御方法であって、
前記配電線の上流側に設置された第１の電圧調整器に入力される第1の電圧を検出する第１の検出ステップと、
前記第1の電圧を前記第１の電圧調整器のタップにて変圧後の値が前記許容範囲に納まる第１のタップを抽出する第１の抽出ステップと、
前記第１のタップにより変圧された電圧と、前記第１の電圧調整器の下流にある第２の電圧調整器までの電圧変化量とに基づき前記第２の電圧調整器に入力される電圧の内、前記許容範囲に納まる第２の電圧を判定する第１の判定ステップと、
前記第２の電圧を、前記第２の電圧調整器のタップにて変圧後に前記許容範囲に納まる第２のタップを全て抽出する第２の抽出ステップと、
前記第２のタップにより変圧された電圧と、前記配電線の末端に至るまでの電圧変化量とに基づいた該末端における電圧の内、前記許容範囲に納まる第３の電圧を判定する第２の判定ステップと、
前記第３の電圧となる前記第１のタップの内、前記第２の判定ステップにより定まる前記第１のタップに切り換る指令を前記第１の電圧調整器に与える指令ステップと
を特徴とする電圧制御方法。
【請求項５】
前記第１の判定ステップは、前記第１の電圧調整器から前記第２の電圧調整器への前記配電線上において、電圧が許容範囲に納まる場合に前記第２の電圧として判定すること
を特徴とする請求項４に記載の電圧制御方法。
【請求項６】
前記第２の判定ステップは、前記第２の電圧調整器から前記末端への前記配電線上において、電圧が許容範囲に納まる場合に前記第３の電圧として判定すること
を特徴とする請求項４又は請求項５に記載の電圧制御方法。
【請求項７】
前記第１の判定ステップは、前記第２の電圧調整器に入力される電圧が前記許容範囲に納まるか複数の電圧を判定する場合は、許容上限値から許容下限値に向って電圧が減る方向あるいは許容下限値から許容上限値に向って電圧が増える方向で前記第２の電圧調整器に入力される電圧を逐次判定し、許容範囲外に至った時点で判定を終了すること
を特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の電圧制御方法。
【請求項８】
前記第２の判定ステップは、前記末端の電圧が前記許容範囲に納まるか複数の電圧を判定する場合は、許容上限値から許容下限値に向って電圧が減る方向あるいは許容下限値から許容上限値に向って電圧が増える方向で前記末端の電圧を逐次判定し、許容範囲外に至った時点で判定を終了すること
を特徴とする請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載の電圧制御方法。
集中制御型SVR 
【請求項９】
変圧用のタップを有する電圧調整器を配電線に複数擁し、該配電線の電圧が許容範囲に納まるように前記電圧調整器を制御する電圧制御装置であって、
前記配電線の上流側に設置された第１の電圧調整器に入力される第1の電圧を検出する第１の検出手段と、
前記配電線の下流側に設置された第２の電圧調整器に入力される第２の電圧を検出する第２の検出手段と、
前記第1の電圧を前記第１の電圧調整器のタップにて変圧した電圧と、前記第１の電圧調整器の下流にある第２の電圧調整器までの電圧変化量とに基づき前記第２の電圧調整器に入力される電圧の予測値として第３の電圧を算出する算出手段と、
前記第２の電圧の値と前記第３の電圧の値とが最も近い前記第１の電圧調整器の第１のタップを判定するタップ判定手段と、
前記第１の電圧の値の変化に伴い、前記第１のタップが第２のタップに切り換わるか否かを判定するタップ切換判定手段と、
前記切り換わりが発生すると判定した場合、前記第２のタップに切り換わった際の前記第３の電圧を、前記第２の電圧調整器のタップにて変圧後に前記許容範囲に納まる第３のタップを抽出するタップ抽出手段と、
前記第３のタップにより変圧された前記第３の電圧と、前記配電線の末端に至るまでの電圧変化量とに基づいた該末端における電圧の内、前記許容範囲に納まる第４の電圧を判定する電圧判定手段と、
前記第４の電圧となる前記第３のタップの内、前記電圧判定手段により定まる前記第３のタップに切り換える指令を前記第２の電圧調整器に与える指令手段とを有すること
を特徴とする電圧制御装置。
【請求項１０】
前記第２の算出手段において、
前記末端に至るまでの電圧変化量は、
前記第２の電圧調整器と前記末端との間の配電線による電圧降下量と、
前記第２の電圧調整器と前記末端との間に接続される負荷がある場合は電圧降下量と、
前記第２の電圧調整器と前記末端との間に接続される電源がある場合は電圧上昇量と、
を合算し求めること
を特徴とする請求項９に記載の電圧制御装置。
【請求項１１】
変圧用のタップを有する電圧調整器を配電線に複数擁し、該配電線の電圧が許容範囲に納まるように前記電圧調整器を制御する制御方法であって、
前記配電線の上流側に設置された第１の電圧調整器に入力される第1の電圧を検出する第１の検出ステップと、
前記配電線の下流側に設置された第２の電圧調整器に入力される第２の電圧を検出する第２の検出ステップと、
前記第1の電圧を前記第１の電圧調整器のタップにて変圧した電圧と、前記第１の電圧調整器の下流にある第２の電圧調整器までの電圧変化量とに基づき前記第２の電圧調整器に入力される電圧の予測値として第３の電圧を算出する算出ステップと、
前記第２の電圧の値と前記第３の電圧の値とが最も近い前記第１の電圧調整器の第１のタップを判定するタップ判定ステップと、
前記第１の電圧の値の変化に伴い、前記第１のタップが第２のタップに切り換わるか否かを判定するタップ切換判定ステップと、
前記切り換わりが発生すると判定した場合、前記第２のタップに切り換わった際の前記第３の電圧を、前記第２の電圧調整器のタップにて変圧後に前記許容範囲に納まる第３のタップを抽出する抽出ステップと、
前記第３のタップにより変圧された前記第３の電圧と、前記配電線の末端に至るまでの電圧変化量とに基づいた該末端における電圧の内、前記許容範囲に納まる第４の電圧を判定する電圧判定ステップと、
前記第４の電圧となる前記第３のタップの内、前記電圧判定手段により定まる前記第３のタップに切り換える指令を前記第２の電圧調整器に与える指令ステップとを有すること
を特徴とする電圧制御方法。
【請求項１２】
前記タップ切換判定ステップは、
前記第１の電圧の値の変化が、前記第１の電圧調整器の第１のタップを切り換えた際の電力変化の半分より大きいか否かにより判定する変化量判定ステップを更に有すること
を特徴とする請求項１１に記載の電圧制御方法。
【請求項１３】
前記タップ切換判定ステップは、
前記第１の電圧の値の変化が、動作時限より大きいか判定する変化量判定ステップを更に有すること
を特徴とする請求項１１に記載の電圧制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電線の電圧が許容範囲に納まるように電圧制御する方法に関し、特に電圧調整器を制御する電圧制御装置及び電圧制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力の需要と供給とを実現するシステムを、総じて“電力系統”と呼称する。これは電力を需要家に供給する発電・変電・送電・配電等を具備したシステムである。一般的には、供給側は電力会社、需要家は工場・家庭等を指す。発電、変電、送電の技術は本発明の特徴に関係しないので、ここでは詳しい説明を省略するが、エネルギー変換によって発生させた電力を非常に高電圧な状態に変電し、その後送電網に送出する。送電された電力は、一次変電所、二次変電所等を経由し遠隔地に送電される。一方で、これら送電された電力を需要家に分配するまでを“配電系統”と呼称する。日本国内においては配電用変電所を経て主に６．６ｋＶに変圧され、その後需要家の近くに設置されている柱上変圧器により１００〜２００Ｖ程度の低圧に変圧された後に各需要家の受電端を経て施設内に引き込まれる。
【０００３】
ところで各需要家の受電端における電圧は、１０１Ｖ±６Ｖや２０２±２０Ｖの範囲に納まるように配電することが電気事業法にて定められている。そこで配電系統においては、電圧がこれらの範囲（実際には柱上変圧器を経る前の６．６ｋＶ換算）に納まるように様々な機器が用いられる。この種の機器として例えば、配電用変電所における負荷時タップ切換変圧器（Load Ratio control Transformer：ＬＲＴ）や配電系統内の配電線に設置するステップ式電圧調整器（Step Voltage Regulator：ＳＶＲ)は、いずれも電圧の変圧を目的としたものである。また、静止型無効電力補償装置（Static Var Compensator：ＳＶＣ）は、高速で連続的な電圧補償を目的としたものである。因みに、ステップ式電圧調整器は内部の機械的な接点であるタップを切り換えることにより電圧を変圧する機器であるが、所定の電圧変化に応じて自動的に切り換わるのが一般的である。このようなＳＶＲを“自律制御型ＳＶＲ”と呼ぶものとする。一方で、電圧制御装置により集中管理され、その指令によってタップを切り換えることが可能なＳＶＲを“集中制御型ＳＶＲ”と呼ぶものとする。図２を用いてＳＶＲの基本構造を、図３を用いて自律制御型ＳＶＲのタップ切り換わり動作について説明する。
【０００４】
図２は、ＳＶＲの基本部分であるタップ構造の一例を示した図である。その基本原理は、共通の巻線部分を有する一次巻線、二次巻線により電圧の昇圧／降圧を実現するものである（単巻変圧器と呼称する）。このような基本原理に基づいて動作するＳＶＲにおいて電力損失等が無い理想状態だとすると、入力電圧Ｖ１、出力電圧Ｖ２、一次巻数ｎ１、二次巻数ｎ２との間には、［Ｖ２／Ｖ１＝ｎ２／ｎ１＝γ］の関係が成り立つ。例えば二次巻数ｎ２をタップＴ４に固定し、一次巻数ｎ１でタップＴ４を選択すると、巻数比が“１”になる。従って、電圧比γ＝１となり、一次側と二次側とにおける電圧は等しくなる。ここでタップＴ５〜Ｔ８を選択するとγ＞１となり出力電圧Ｖ２は昇圧し、逆にタップＴ０〜Ｔ３を選択すると、γ＜１となり出力電圧Ｖ２は降圧する。
【０００５】
図２の例では９つのタップ（タップＴ０〜Ｔ８）を有しているが、タップの個数は様々である。これらのタップは電圧比γ順に１段ずつ並んでおり、切り換え開閉器ＳＷ１、タップ切り換え器ＳＷ２により切り換えを実現する。また、ＳＶＲには負荷電流が流れている場合が多いので抵抗器等を設け、切り換え開閉器ＳＷ１の切り換え時に循環電流が流れないように構成する。
【０００６】
図３は、自律制御型ＳＶＲのタップ切り換え動作について示した図である。特にどのような判定に基づいて自動的にタップを切り換えるかについて、関係する諸量の流れを示すことにより説明する。
【０００７】
始めに比較器は、ＳＶＲへの入力電力Ｖｉｎ（ブロックＢ３００）と、不感帯上限値Ｖｕｐｐｅｒ／不感帯下限値Ｖｌｏｗｅｒ（ブロックＢ３１０）との大小関係を比較し、結果を信号として出力する（ブロックＢ３２０）。ここで、不感帯上限値Ｖｕｐｐｅｒ／不感帯下限値Ｖｌｏｗｅｒは一種の閾値で、ＳＶＲの機械制御が過剰（過敏）にならないようにするのが目的である。不感帯は電圧の許容範囲よりも狭く設定する。例えば、電圧の許容範囲の上下限値に対し、［許容上限値＞不感帯上限値Ｖｕｐｐｅｒ、不感帯下限値Ｖｌｏｗｅｒ＞許容下限値］が成り立つように設定する。
【０００８】
次に比較の結果は、時間単位で積算や積分される（ブロックＢ３３０）。ここでは、入力電圧Ｖｉｎが不感帯上限値Ｖｕｐｐｅｒ／不感帯下限値Ｖｌｏｗｅｒを超えた／下回わった単位時間の累計を積算と呼ぶ。また、入力電圧Ｖｉｎが不感帯上限値Ｖｕｐｐｅｒ／不感帯下限値Ｖｌｏｗｅｒを超えた／下回わった時間における度合い（電圧と不感帯の値との比率）の累計を積分と呼ぶ。前者の単位は“秒”、後者の単位は“％秒”となる。これらと比較する値を閾値Ｔ、Ｋとする。閾値Ｔは積算との比較、閾値Ｋは積分との比較の為に設け、予めＳＶＲに設定しておく（ブロックＢ３４０）。
【０００９】
次いで比較器（スイッチ）は、積算された値(信号)と閾値Ｔとを、或いは積分された値(信号)と閾値Ｋとを比較する。積算或いは積分の値が閾値を超過している場合、タップを上げ／下げする信号を出力する（ブロックＢ３５０）。入力電圧Ｖｉｎが不感帯上限値Ｖｕｐｐｅｒを超えている場合で、積算或いは積分の値が閾値を超過する場合は電圧が高いので、タップを下げる信号（ＤＯＷＮ）を出力する。また、入力電圧Ｖｉｎが不感帯下限値Ｖｌｏｗｅｒを下回わる場合で、積算或いは積分の値が閾値を超過する場合は電圧が低いので、タップを上げる信号（ＵＰ）を出力する。ＳＶＲのタップは、これらの信号に基づいて切り換えられる（ブロックＢ３６０）。
【００１０】
尚、電圧制御装置がこれらの信号を出力しＳＶＲのタップ切り換えるのが、集中制御型ＳＶＲである（ブロックＢ３７０）。
上記、ＳＶＲについて構造と動作とについて説明したが、ＬＲＴもタップ切換変圧器であり、基本構造はＳＶＲと同様である。また、タップ切り換えによって電圧を制御できると言う点で相違は無い。
【００１１】
これらの機器を協調制御し、以って配電系統の電圧を適正範囲に制御する方法は従来より考案されている。例えば、下記の特許文献１の従来技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−２６９７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら上記特許文献１の従来技術では、機器の協調制御が十分であるとは言えない。従来技術に記載の配電系統情報監視において、各制御機器の電圧や電力等の情報が検出・収集出来ない場合の制御は不十分である。また、実際には配電系統は非常に長く、これらに設置される各制御機器に対し計測機器を備えるのは現実的でない。既設の設備の場合、新たに電圧等の検出装置やセンサを設置出来ない場合も想定される。設置できた場合でもセンサの故障や回線異常等により、各制御機器の情報の一部が収集できない場合は十分に考えられる。
【００１４】
加えて近年では、需要家において太陽光発電（Photovoltaic power generation：ＰＶ）等の発電設備が導入され配電線の上流から下流に向けて電圧降下だけではなく、電圧上昇も発生し得る。つまり、従来は配線長と需要家の負荷などによる電圧降下が推定し易く、電圧調整器においてはタップの選択が限定的であった。今後は電圧調整器のタップの選択が多岐に亘ることが想定され、または配電系統内に電圧調整器が複数ある場合の制御は複雑になる。
【００１５】
本発明の課題は、配電線の電圧が許容範囲に納まるように電圧制御する方法に関し、特に複数の電圧調整器を有する場合の電圧制御装置及び電圧制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題を達成するために、請求項１に記載の電圧制御装置によれば、変圧用のタップを有する電圧調整器を配電線に複数擁し、該配電線の電圧が許容範囲に納まるように前記電圧調整器を制御する電圧制御装置であって、前記配電線の上流側に設置された第１の電圧調整器に入力される第1の電圧を検出する第１の検出手段と、前記第1の電圧を前記第１の電圧調整器のタップにて変圧後の値が前記許容範囲に納まる第１のタップを抽出する第１の抽出手段と、前記第１のタップにより変圧された電圧と、前記第１の電圧調整器の下流にある第２の電圧調整器までの電圧変化量とに基づき前記第２の電圧調整器に入力される電圧の内、前記許容範囲に納まる第２の電圧を判定する第１の判定手段と、前記第２の電圧を、前記第２の電圧調整器のタップにて変圧後に前記許容範囲に納まる第２のタップを全て抽出する第２の抽出手段と、前記第２のタップにより変圧された電圧と、前記配電線の末端に至るまでの電圧変化量とに基づいた該末端における電圧の内、前記許容範囲に納まる第３の電圧を判定する第２の判定手段と、前記第３の電圧となる前記第１のタップの内、前記第２の判定手段により定まる前記第１のタップに切り換える指令を前記第１の電圧調整器に与える指令手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項２に記載の電圧制御装置によれば、前記第１の判定手段において、前記第２の電圧調整器までの電圧変化量は、前記第１の電圧調整器と前記第２の電圧調整器との間の配電線による電圧変化量と、前記第１の電圧調整器と前記第２の電圧調整器との間に接続される負荷がある場合は電圧変化量と、前記第１の電圧調整器と前記第２の電圧調整器との間に接続される電源がある場合は電圧変化量と、を合算し求めることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項３に記載の電圧制御装置によれば、前記第２の判定手段において、前記末端に至るまでの電圧変化量は、前記第２の電圧調整器と前記末端との間の配電線による電圧変化量と、前記第２の電圧調整器と前記末端との間に接続される負荷がある場合は電圧変化量と、前記第２の電圧調整器と前記末端との間に接続される電源がある場合は電圧変化量と、を合算し求めることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項４に記載の電圧制御方法によれば、変圧用のタップを有する電圧調整器を配電線に複数擁し、該配電線の電圧が許容範囲に納まるように前記電圧調整器を制御する制御方法であって、前記配電線の上流側に設置された第１の電圧調整器に入力される第1の電圧を検出する第１の検出ステップと、前記第1の電圧を前記第１の電圧調整器のタップにて変圧後の値が前記許容範囲に納まる第１のタップを抽出する第１の抽出ステップと、前記第１のタップにより変圧された電圧と、前記第１の電圧調整器の下流にある第２の電圧調整器までの電圧変化量とに基づき前記第２の電圧調整器に入力される電圧の内、前記許容範囲に納まる第２の電圧を判定する第１の判定ステップと、前記第２の電圧を、前記第２の電圧調整器のタップにて変圧後に前記許容範囲に納まる第２のタップを全て抽出する第２の抽出ステップと、前記第２のタップにより変圧された電圧と、前記配電線の末端に至るまでの電圧変化量とに基づいた該末端における電圧の内、前記許容範囲に納まる第３の電圧を判定する第２の判定ステップと、前記第３の電圧となる前記第１のタップの内、前記第２の判定ステップにより定まる前記第１のタップに切り換る指令を前記第１の電圧調整器に与える指令ステップとを特徴とする。
【００２０】
また、請求項５に記載の電圧制御方法によれば、前記第１の判定ステップは、前記第１の電圧調整器から前記第２の電圧調整器への前記配電線上において、電圧が許容範囲に納まる場合に前記第２の電圧として判定することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項６に記載の電圧制御方法によれば、前記第２の判定ステップは、前記第２の電圧調整器から前記末端への前記配電線上において、電圧が許容範囲に納まる場合に前記第３の電圧として判定することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項７に記載の電圧制御方法によれば、前記第１の判定ステップは、前記第２の電圧調整器に入力される電圧が前記許容範囲に納まるか複数の電圧を判定する場合は、許容上限値から許容下限値に向って電圧が減る方向あるいは許容下限値から許容上限値に向って電圧が増える方向で前記第２の電圧調整器に入力される電圧を逐次判定し、許容範囲外に至った時点で判定を終了することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項８に記載の電圧制御方法によれば、前記第２の判定ステップは、前記末端の電圧が前記許容範囲に納まるか複数の電圧を判定する場合は、許容上限値から許容下限値に向って電圧が減る方向あるいは許容下限値から許容上限値に向って電圧が増える方向で前記末端の電圧を逐次判定し、許容範囲外に至った時点で判定を終了することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項９に記載の電圧制御装置によれば、変圧用のタップを有する電圧調整器を配電線に複数擁し、該配電線の電圧が許容範囲に納まるように前記電圧調整器を制御する電圧制御装置であって、前記配電線の上流側に設置された第１の電圧調整器に入力される第1の電圧を検出する第１の検出手段と、前記配電線の下流側に設置された第２の電圧調整器に入力される第２の電圧を検出する第２の検出手段と、前記第1の電圧を前記第１の電圧調整器のタップにて変圧した電圧と、前記第１の電圧調整器の下流にある第２の電圧調整器までの電圧変化量とに基づき前記第２の電圧調整器に入力される電圧の予測値として第３の電圧を算出する算出手段と、前記第２の電圧の値と前記第３の電圧の値とが最も近い前記第１の電圧調整器の第１のタップを判定するタップ判定手段と、前記第１の電圧の値の変化に伴い、前記第１のタップが第２のタップに切り換わるか否かを判定するタップ切換判定手段と、前記切り換わりが発生すると判定した場合、前記第２のタップに切り換わった際の前記第３の電圧を、前記第２の電圧調整器のタップにて変圧後に前記許容範囲に納まる第３のタップを抽出するタップ抽出手段と、前記第３のタップにより変圧された前記第３の電圧と、前記配電線の末端に至るまでの電圧変化量とに基づいた該末端における電圧の内、前記許容範囲に納まる第４の電圧を判定する電圧判定手段と、前記第４の電圧となる前記第３のタップの内、前記電圧判定手段により定まる前記第３のタップに切り換える指令を前記第２の電圧調整器に与える指令手段とを有することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１０に記載の電圧制御装置によれば、前記第２の算出手段において、前記末端に至るまでの電圧変化量は、前記第２の電圧調整器と前記末端との間の配電線による電圧変化量と、前記第２の電圧調整器と前記末端との間に接続される負荷がある場合は電圧変化量と、前記第２の電圧調整器と前記末端との間に接続される電源がある場合は電圧変化量と、を合算し求めることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１１に記載の電圧制御方法によれば、変圧用のタップを有する電圧調整器を配電線に複数擁し、該配電線の電圧が許容範囲に納まるように前記電圧調整器を制御する制御方法であって、前記配電線の上流側に設置された第１の電圧調整器に入力される第1の電圧を検出する第１の検出ステップと、前記配電線の下流側に設置された第２の電圧調整器に入力される第２の電圧を検出する第２の検出ステップと、前記第1の電圧を前記第１の電圧調整器のタップにて変圧した電圧と、前記第１の電圧調整器の下流にある第２の電圧調整器までの電圧変化量とに基づき前記第２の電圧調整器に入力される電圧の予測値として第３の電圧を算出する算出ステップと、前記第２の電圧の値と前記第３の電圧の値とが最も近い前記第１の電圧調整器の第１のタップを判定するタップ判定ステップと、前記第１の電圧の値の変化に伴い、前記第１のタップが第２のタップに切り換わるか否かを判定するタップ切換判定ステップと、前記切り換わりが発生すると判定した場合、前記第２のタップに切り換わった際の前記第３の電圧を、前記第２の電圧調整器のタップにて変圧後に前記許容範囲に納まる第３のタップを抽出する抽出ステップと、前記第３のタップにより変圧された前記第３の電圧と、前記配電線の末端に至るまでの電圧変化量とに基づいた該末端における電圧の内、前記許容範囲に納まる第４の電圧を判定する電圧判定ステップと、前記第４の電圧となる前記第３のタップの内、前記電圧判定手段により定まる前記第３のタップに切り換える指令を前記第２の電圧調整器に与える指令ステップとを有することを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１２に記載の電圧制御方法によれば、前記タップ切換判定ステップは、前記第１の電圧の値の変化が、前記第１の電圧調整器の第１のタップを切り換えた際の電力変化の半分より大きいか否かにより判定する変化量判定ステップを更に有することを特徴とする。
【００２８】
また、請求項１３に記載の電圧制御方法によれば、前記タップ切換判定ステップは、前記第１の電圧の値の変化が、動作時限より大きいか判定する変化量判定ステップを更に有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の電圧制御装置及び制御方法によれば、配電線上に複数の電圧調整器を有する場合において、配電線上の上流側の電圧調整器と下流側の電圧調整器との間で生じる電力変化量に応じて上流側の電圧調整器へのタップ指令を制御するので、簡単な手法で効率的に配電線の電圧を許容範囲に納めることができる。
【００３０】
また、本発明の電圧制御装置及び制御方法は、配電線上の上流側の電圧調整器のタップ状態を推定して下流側の電圧調整器へのタップ指令を制御するので、上流側の電圧調整器の自律制御に追随した下流側の電圧調整器の制御が可能となり、以って配電線の電圧を許容範囲に納めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に関わる概略構成図である。
【図２】電圧調整器（ＳＶＲ）のタップ構造の一例を示す図である。
【図３】タップ制御の機能ブロック図（自律制御型SVR）である。
【図４】配電系統の構成の一例(集中制御型SVR-自律制御型SVR)及びその系統電圧の振る舞い、その１を示す図である。
【図５】配電系統の構成の一例(集中制御型SVR-自律制御型SVR)及びその系統電圧の振る舞い、その２を示す図である。
【図６】制御のフローチャート（自律制御型SVR−集中制御型SVR）である。
【図７】配電系統の構成の一例(自律制御型SVR-集中制御型SVR)及びその系統電圧の振る舞い、その１を示す図である。
【図８】配電系統の構成の一例(自律制御型SVR-集中制御型SVR)及びその系統電圧の振る舞い、その２を示す図である。
【図９】本発明の配電系統の構成の一例を示す図である。
【図１０】本発明の電圧制御装置の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
（基本構成）
図１は、本発明の一実施形態に関わる概略構成図である。まず配電系統における各制御機器の設置状態と基本的な役割について説明する。配電線４０には、ＬＲＴ６０、ＳＶＲ７０、ＳＶＣ８０、センサ１００が接続されており、更に柱上変圧器１１０の低圧側には需要家１２０、１２２、１２４やＰＶ９０、９２が接続されている。配電用変電所のＬＲＴ６０（負荷時タップ切換変圧器）は、不図示の上位系統から送電されてきた電力（６６ｋＶ）を６．６ｋＶ等に変圧し、各需要家の受電端における電圧を規程範囲内に納める。ＳＶＲ７０（ステップ式電圧調整器）による電圧調整やＳＶＣ８０（静止型無効電力補償装置）による無効電力を調整することによって、柱上変圧器１１０は電圧を１００／２００Ｖに変圧し各需要家１２０、１２２、１２４の受電端に電力を供給する役割を担う。尚、配電線４０には蓄電池５０が設置される場合もあり、必要に応じて電力を充放電する。また、ＰＶ９０（太陽光発電）を有する需要家１２２が存在する場合や、ＰＶ９０と発電機とを有する需要家１２４が存在する場合がある。更に配電線４０には、需要家ではなく地域レベルの比較的大きな規模で電力を発電するＰＶ９２が存在する場合もある。即ち、配電線４０は給電側から需要家への一方的な電力の流れだけでなく、需要家から配電線４０に電力供給される場合もある。尚、以降の説明でＰＶ９０やＰＶ９２、或いは発電機等を発電要素と呼ぶ場合もある。
【００３３】
配電線４０の電圧状態等の検出するセンサ１００は、電圧、電流、電力等の検出器である。配電系統・監視制御室の電圧制御装置１０は、ネットワーク２０、通信線３０を介して配電線４０の状態（センサ１００等）を監視制御する。また電圧制御装置１０は、ネットワーク２０、通信線３０を介しＳＶＲ７０に指令を送る。尚、電圧制御装置１０は入出力インターフェースを有する一般的な電算機の構成で構わないが、その構成の一例については後述する。尚、ＳＶＲ７０の装置内部にセンサ１００を具備しても構わないが、以降の説明においては電圧制御装置１０からの指令をＳＶＲ７０に与える一方、ＳＶＲ７０の状態値はセンサ１００を経由して取得する構成とする。
【００３４】
ところで、配電線４０において、送電に比べると狭いエリアとは言え、その亘長
は非常に長いものとなる。この為、従来技術に記載されているような試験・実証実験等の特殊な状況を除いて、配電線上の各需要家との全ての分岐箇所にセンサ１００を設置したり、これらのセンサ１００や全てのＳＶＲ７０等に対し通信線３０を接続するのは現実的ではない。加えて既設設備の場合、保守面や安全面等の側面により、これらセンサ１００や通信線３０を設置することができない場合もある。実際、ＳＶＲ７０は機器外部からの指令に基づかず、自律的に制御される機器として機能する場合が一般的である。そこで、以降の説明でもこのようなＳＶＲ７０を“自律制御型ＳＶＲ”と呼ぶものとする。一方で、電圧制御装置１０からの指令によっても動作可能なＳＶＲ７０を“集中制御型ＳＶＲ”と呼ぶものとする。両者の基本構造に相違点は無く、機器外部からの指令を受けることができるかできないかについてのみ差異を有する。
【００３５】
さて、電圧制御装置１０の構成の一例について、図１０を用いて説明する。電圧制御装置１０は、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、Ｉ／Ｆ１４、入力装置１５、出力装置１６等から構成される。これらは、バスや通信線等により接続されている。入力装置１５から入力されたデータは、Ｉ／Ｆ１４及びバス／通信線を介してＲＡＭ１２等の記憶装置に格納される。また、入力装置１５にて作成したプログラムもＩ／Ｆ１４及びバス／通信線を介してＲＡＭ１２等の記憶装置に格納される。このプログラムは、既存（所定）の演算プログラム等を利用しても良い。このような演算プログラムは、ＲＯＭ１３に格納されている。ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１２に格納された実行プログラムを実行する。この実行結果は、Ｉ／Ｆ１４を介して出力装置１６に、或いは接続されているネットワーク２０を介して不図示の出力装置に出力される。ここで、ＣＰＵ１１は中央演算処理装置であり各種演算や制御処理等を行なう。ＲＡＭ１２やＲＯＭ１３は記憶装置であるが、読み書き可能なＲＡＭ１２と、読み込み専用のＲＯＭ１３とがある。これらの記憶装置は、ＣＰＵ１１との通信／処理速度等に応じて使い分けたり、必要に応じて複数有しても構わない。
【００３６】
電圧制御装置１０には、入力装置１５を介して、例えば後述する配電系統の構成や必要な処理ステップ（プログラム）が入力される。これらの構成やプログラムはＲＡＭ１２に格納される。また、ＲＡＭ１２にはＩ／Ｆ１４を介して配電系統の所定の値（検出値等）が格納される。ＣＰＵ１１は、これらＲＡＭ１２に格納されたプログラムや検出値等を用いてプログラムに応じた処理を実行する。そしてＣＰＵ１１は処理結果（指令）をＩ／Ｆ１４を介してネットワーク２０に送出する。送出された指令がＳＶＲ７０のタップの指示値の場合、ＳＶＲ７０は該当するタップを選択する。
【００３７】
尚、ここでは入力装置１５、出力装置１６を含めて電圧制御装置１０を構成しているがあくまでも一例であり、組み込み済の所定のプログラムを実行制御するだけの場合、電圧制御装置１０には入力装置１５、出力装置１６が無くても構わない。いずれにせよ所定の情報に基づき、制御対象へ指令を与えることにより電圧を制御するのが、電圧制御装置１０の役割である。
（実施例１）
図４、図５を用いて、本発明の実施例１を具体的に説明する。図４（ａ）は配電系統の構成の一例であり、配電系統に接続されている各制御機器や負荷等を簡略化して描いた図である。また図４（ｂ）は、発明の主要部分（一点鎖線で囲んだ部分）に関し電圧の振る舞いを表す。
【００３８】
図４に示す通り、配電線４０には、その上流側に集中制御型ＳＶＲ（第１の電圧調整器）が、下流側に自律制御型ＳＶＲ（第２の電圧調整器）が設置されている。また配電線４０には、集中制御型ＳＶＲの入力電圧Ｖｉｎ１（第１の電圧）を検出するセンサとしてセンサＳ１（第１の検出手段）が、集中制御型ＳＶＲと自律制御型ＳＶＲとの間で需要家への配電分岐点にセンサＳ２が、自律制御型ＳＶＲの下流で需要家への配電分岐点にセンサＳ３がそれぞれ設置されている。尚、センサＳ２、Ｓ３は必須では無い。図４、５の説明では、図２で示したＳＶＲ７０の両端のタップであるタップＴ０及びタップＴ８を中心に説明する。
【００３９】
本実施例１では、下流側のＳＶＲ７０の振る舞いを推定した上で上流側のＳＶＲ７０にタップ指令を与え配電線の電圧を制御する。この場合、上流側の取り得るタップ値に対し下流側の取り得るタップ値の組み合わせ全て（図２の場合、９×９＝８１通り）に対し推定してから有効なタップを選択する方法も考え得るが、計算時間に無駄が多い。そこで、電圧制御装置１０は以下の順序にて効果的に有効なタップを選択し指令を与える。
（１）集中制御型ＳＶＲへの入力電圧Ｖｉｎ１をセンサＳ１が検出する。尚、センサＳ１を集中制御型ＳＶＲ内に組み込んでも構わない。また、入力電圧の計測手法は他の既知の手法を用いて実現しても構わない。
（２）電圧制御装置１０は、判定箇所Ａにおける電圧Ｖａを求める。例えば、タップＴ０により入力電圧が５％降圧し、タップＴ８により入力電圧が５％昇圧する場合、判定箇所Ａの電圧Ｖａは１．０５Ｖｉｎ１〜０．９５Ｖｉｎ１の範囲となる。
（３）電圧制御装置１０は、判定箇所Ａの電圧Ｖａが電圧の許容範囲（許容上限値〜許容下限値の間）に納まる集中制御型ＳＶＲのタップを全て抽出する（第１の抽出手段）。図４（ｂ）の場合はタップＴ８、Ｔ０が抽出される。
（４）電圧制御装置１０は、判定箇所Ａにおける電圧Ｖａが判定箇所Ｂまでにどのように変化するか推定する。推定に際しては、少なくとも３つの要素を加味する。１つ目は判定箇所Ａから判定箇所Ｂまでの配電線４０自体による電圧変化量、２つ目は判定箇所Ａから判定箇所Ｂまでの間に接続される需要家の電力消費に伴う電圧変化量、３つ目は判定箇所Ａから判定箇所Ｂまでの間に接続されるＰＶ等の発電による電圧変化量である。これらの諸量は、予め推定ができる。１つ目は、配電線長や電線の抵抗値等の物理量により予め求めておく。２つ目は、季節や時間帯や温度等により若干の変化があるものの、過去の統計を解析しておくことにより予め推定できる。３つ目は、季節や時間帯や温度等、天気予報等より日照量を推量し予め推定できる。電圧制御装置１０は、このようにして求めた電圧変化量を合算し、凡その電圧の変化カーブを推定する。尚、このような推定方法については上記に限定するものでなく、既知の手法に基づいても構わない。例えば、電圧制御装置１０は、負荷状態推定や潮流計算を用いて判定箇所Ａと判定箇所Ｂとの間における電圧の変化の様相を推定し、これらが許容範囲に納まっているか否かを判定に用いても構わない。図４の場合、判定箇所Ａから判定箇所Ｂまでの間に需要家への配電分岐が二箇所あるが、センサＳ２のある分岐点では発電要素の無い需要家が受電しており緩やかに電圧が降下し、判定箇所Ｂ近傍の分岐点では比較的大きな規模の発電要素により給電され、電圧が上昇することが設備の状況により計算され推定された一例である。この電圧変化分をＶａｂとする。
（５）電圧制御装置１０は、判定箇所Ｂに入力される電圧Ｖｉｎ２（第２の電圧）を求める。先の電圧Ｖａ（１．０５Ｖｉｎ１〜０．９５Ｖｉｎ１）に電圧変化分Ｖａｂが加算され、Ｖｉｎ２＝Ｖａ＋Ｖａｂ＝１．０５Ｖｉｎ１＋Ｖａｂ〜０．９５Ｖｉｎ１＋Ｖａｂとなる。
（６）電圧制御装置１０は、判定箇所Ｂの電圧Ｖｂが電圧の許容範囲に納まる（第１の判定手段）自律制御型ＳＶＲのタップを全て抽出する（第２の抽出手段）。電圧制御装置１０がタップを抽出する場合において、上述の（３）で抽出した上流側の集中制御型ＳＶＲのタップに対し、下流側の自律制御型ＳＶＲのタップをそれぞれ求める。上流側の集中制御型ＳＶＲのタップが異なれば、同じ自律制御型ＳＶＲのタップであっても、当然、許容範囲に納まる場合や納まらない場合等の差異が生じる場合もある。以降の説明では混同を避けるため、上流側の集中制御型ＳＶＲのタップをＴ０〜Ｔ８、下流側の自律制御型ＳＶＲのタップをＴＴ０〜ＴＴ８と表記する。また電圧制御装置１０が抽出した集中制御型ＳＶＲのタップ、自律制御型ＳＶＲのタップ組み合わせを、（集中制御型ＳＶＲのタップ、自律制御型ＳＶＲのタップ）で表記する。例えば、集中制御型ＳＶＲでタップＴ８を、自律制御型ＳＶＲでタップＴＴ８を抽出した場合、その組み合わせとして（タップＴ８、タップＴＴ８）と表記する。
【００４０】
ここで、例えば、タップＴＴ０により入力電圧が５％降圧し、タップＴＴ８により入力電圧が５％昇圧する場合、判定箇所Ｂの電圧Ｖｂは１．０５Ｖｉｎ２〜０．９５Ｖｉｎ２の範囲となる。図４（ｂ）の場合は、上流の集中制御型ＳＶＲのタップＴ８の場合の自律制御型ＳＶＲのタップではタップＴＴ８は許容上限値を逸脱するが、タップＴＴ０は許容範囲に納まる。即ち、判定箇所Ｂにおいて、（タップＴ８、タップＴＴ８）は逸脱し、（タップＴ８、タップＴＴ０）は納まっている。また、上流の集中制御型ＳＶＲのタップＴ０の場合の自律制御型ＳＶＲのタップでは、タップＴＴ８〜ＴＴ０は全て許容範囲に納まる。
【００４１】
ここで、例えば、（タップＴ０、タップＴＴ０）の場合における判定箇所Ｂの電圧推定値は、Ｖｂ＝（０．９５Ｖｉｎ１＋Ｖａｂ）×０．９５となる。
（７）電圧制御装置１０は、上述の（４）と同様の手法で、判定箇所Ｂにおける電圧Ｖｂが、判定箇所Ｃ（末端）までにどのように変化するか推定する。ここで言う“末端”とは配電線下流方向の任意の箇所を定めて構わない。更に下流にＳＶＲ７０がある場合、これを対象としても構わない。いずれにせよ、末端までに設置されている上述の３つの要素により電圧の昇圧／降圧を推定する。図４の場合、判定箇所Ｂから判定箇所Ｃまでの間に需要家への配電の分岐する箇所あるが、このセンサＳ３の設置されている分岐点において発電要素により給電され、緩やかに電圧が上昇し、判定箇所Ｃより下流においても比較的大きな規模の発電要素により更に給電され、電圧がかなり上昇することが既設の情報と計算とにより推定された一例である。この判定箇所Ｂから判定箇所Ｃまでの電圧変化分をＶｂｃとする。
（８）電圧制御装置１０は、判定箇所Ｃに入力される電圧Ｖｉｎ３を求める。先の電圧Ｖｂ（１．０５Ｖｉｎ２〜０．９５Ｖｉｎ２）に電圧変化分Ｖｂｃが加算され、Ｖｉｎ３＝Ｖｂ＋Ｖｂｃ＝［（１．０５Ｖｉｎ１＋Ｖａｂ〜０．９５Ｖｉｎ１＋Ｖａｂ）×１．０５＋Ｖｂｃ］〜［（１．０５Ｖｉｎ１＋Ｖａｂ〜０．９５Ｖｉｎ１＋Ｖａｂ）×０．９５＋Ｖｂｃ］となる。電圧制御装置１０は、これらＶｉｎ３の内、判定箇所Ｃの電圧Ｖｃが許容範囲に納まる電圧（第３の電圧）を全て求める（第２の判定手段）。判定箇所Ｂにおいて電圧が許容範囲に納まったタップが対象なので、（タップＴ８、タップＴＴ８）を除いた組み合わせが全て対象となる。これらの組み合わせの判定箇所Ｂの電圧ＶｂにＶｂｃを加算したものが図４（ｂ）の例となる。例えば、（タップＴ０、タップＴＴ０）はＶｃ＝Ｖｂ＋Ｖｂｃ＝（０．９５Ｖｉｎ１＋Ｖａｂ）×０．９５＋Ｖｂｃであり、この場合のＶｃは判定箇所Ｃにおいて許容範囲に納まる。ここでは図を分かり易くする為、判定箇所Ｃにおいて許容範囲に納まるタップの組み合わせを用いた電圧の振る舞いに関し実線にて表す。また、判定箇所Ｃにおいて電圧が許容範囲を逸脱した場合は点線で表す。
（９）電圧制御装置１０は、上記（１）〜（８）により求まった実線部分を有する集中制御型ＳＶＲのタップ値を電圧制御装置１０から指令する（指令手段）。尚、このようなタップ値が複数ある場合も想定される。また、上流の集中制御型ＳＶＲのタップ値が有効な場合でも、下流の自律制御型ＳＶＲのタップの選択次第では最終的に判定箇所Ｃで逸脱の可能性がある場合は、上流の集中制御型ＳＶＲのタップ値を選択する際の重み情報を付与しても構わない。例えば、電圧制御装置１０は上流の集中制御型ＳＶＲにおいて、下流の自律制御型ＳＶＲのタップの有効な個数を計上してタップの指令を判定する。「上流の集中制御型ＳＶＲのあるタップにおいて下流の自律制御型ＳＶＲで有効なタップが９個」の場合と、「上流の集中制御型ＳＶＲの他のタップにおいて下流の自律制御型ＳＶＲで有効なタップが３個の場合」とでは、前者の「下流の自律制御型ＳＶＲで有効なタップが９個を有する上流の集中制御型ＳＶＲのタップ」を優先する。
【００４２】
尚、上記（５）におけるＶｉｎ２の式、上記（８）におけるＶｉｎ３の式は、全てのタップに対する計算方法の一例を示す式である。これらの式を満たす場合でも、上記（３）、（６）において抽出されないタップは当然計算の対象外となる。
【００４３】
以上により、電圧制御装置１０が直接指令を与えることのできない自律制御型ＳＶＲを下流に有する場合でも、上流側の集中制御型ＳＶＲのタップ値を適確に指令することが可能になる。尚、上記の判定箇所Ａ、判定箇所Ｂ、判定箇所Ｃにおいて、電圧が許容範囲に納まるか逸脱するかの電圧制御装置１０による判定は、対象の値を全て判定しなくても良い。例えば、各判定箇所の許容上限値側、或いは許容下限値側のタップにおける電圧から順次判定し、逸脱が発生した以降のタップにおいては逸脱となるので、以降全てを逸脱と判定しても良い。
【００４４】
図５は図４の別の一例であり、発電要素による発電が殆ど生じていなかった場合を示す。判定箇所Ａと判定箇所Ａ’、判定箇所Ｂと判定箇所Ｂ’、判定箇所Ｃと判定箇所Ｃ’が夫々対応し、同様な手法で上流の集中制御型ＳＶＲの有効なタップ値を指令可能となる。図５（ｂ）の例では、集中制御型ＳＶＲの有効なタップＴ８〜Ｔ０の全てではあるが、タップＴ０に関しては判定箇所Ｃ’で許容下限値を（自律制御型ＳＶＲのタップの選択次第では）下回る可能性もあるので、選択しない方が好ましい。そこで、例えば上述の（９）の項目で説明した下流の自律制御型ＳＶＲのタップの有効な個数による判定を用いて構わない。
【００４５】
また、図４、５の一例のように、センサＳ２やセンサＳ３がある場合、これらの検出値を用いた判定を加えても構わない。例えば、判定箇所Ａ（Ａ’）や判定箇所Ｂ（Ｂ’）において電圧の許容範囲に納まっていても、その途中で逸脱する可能性がある。例えば、図４の場合、センサＳ２の箇所において最も電圧が低い傾向があり、センサＳ２の値が許容下限値を下回る場合のタップＴ８〜Ｔ０を選択しない（換言すれば、許容範囲に納まるタップを選択する）。許容上限値を上回る場合も同様である。
【００４６】
以上、上流側に集中制御型ＳＶＲ、下流側に自律制御型ＳＶＲが設定されている例に関して説明したが、本実施例は上流側、下流側がともに集中制御型ＳＶＲであっても適用できる。例えば、下流側の集中制御型ＳＶＲと電圧制御装置１０との間に通信障害が生じた際は、実質上、「上流側に集中制御型ＳＶＲ、下流側に自律制御型ＳＶＲ」が設置されているのと同義となる。電圧制御装置１０から下流側の集中制御型ＳＶＲへの指令を意図的に送信しない制御と見做すこともできる。
【００４７】
また本実施例では上流／下流の２段構成について説明したが、同様な処理を繰り返すことにより何段でも適用の拡張が可能である。例えば、図９（ａ）に示す構成で上流から順に「集中制御型ＳＶＲ−集中制御型ＳＶＲ−自律制御型ＳＶＲ」のような三段の場合、
図９（ｂ）に示す構成で上流から順に「集中制御型ＳＶＲ−集中制御型ＳＶＲ−集中制御型ＳＶＲ−自律制御型ＳＶＲ」のような四段の場合、図９（ｃ）に示す構成で上流から順に「集中制御型ＳＶＲ−自律制御型ＳＶＲ−集中制御型ＳＶＲ−自律制御型ＳＶＲ」のような四段の場合、いずれの場合でも適用可能である。但し、最上流のＳＶＲ７０には電圧制御装置から指令を出すので、電圧制御装置１０から指令を与える上流のＳＶＲ７０は集中制御型ＳＶＲとなる。
（実施例２）
図６〜８を用いて、本発明の実施例２を具体的に説明する。図７は配電系統の構成の一例であり、配電系統に接続されている各制御機器や負荷等を簡略化し描いた図である。また、発明の主要部分（一点鎖線で囲んだ部分）に関し電圧の振る舞いを表したのが図７（ｂ）、図８（ｃ）、（ｄ）になる。実施例１との主たる相違点は、上流側が自律制御型ＳＶＲである点にある。また、上流側に自律制御型ＳＶＲへの入力電圧だけではなく、下流側の集中制御型ＳＶＲへの入力電圧を検出しておく必要がある。これらの検出値を用いて自律制御型ＳＶＲの振る舞いを推定することにより、電圧制御装置１０は下流側の集中制御型ＳＶＲに適確な指令を与えることが可能となる。図６は、この一連の制御方法を示したフローチャートであり、電圧制御装置１０が主体となり実行する。
【００４８】
始めに電圧制御装置１０は、上流側の自律制御型ＳＶＲ、下流側の集中制御型ＳＶＲへの入力電圧をそれぞれ計測する。図７（ａ）に示す通り、各ＳＶＲ７０の直前のセンサＳ１、Ｓ３が電圧値を検出する（ステップＳ６００）。
【００４９】
次に電圧制御装置１０は、上流側の自律制御型ＳＶＲから出力された電圧が、この自律制御型ＳＶＲのタップの切り換えにより取り得る全ての電圧を求める。一方で、電圧制御装置１０は、上流側の自律制御型ＳＶＲから出力された電圧が、下流側の集中制御型ＳＶＲへ入力されるまでにどのように変化するか推定する。推定に際しては、実施例１と同様な手法で構わない。即ち、対象端子間における電力昇圧／降圧に関する既知の情報に基づいて推測する。自律制御型ＳＶＲのタップ毎の変圧後の電圧に、これらの電圧昇圧／降圧の値を合算することにより、下流側の集中制御型ＳＶＲへ入力される推定電圧が求まる。電圧制御装置１０は、この電圧と、ステップＳ６００で求めた下流側の集中制御型ＳＶＲへの入力電圧（センサＳ３の検出値）とを比較する。ここで、電圧制御装置１０は、センサＳ３の検出値に最も近い推定電圧を選ぶ。電圧制御装置１０は、この推定電圧におけるタップが現在の上流側の自律制御型ＳＶＲのタップ状態と判定する（ステップＳ６１０）。
【００５０】
ここで、電圧制御装置１０は、上流側の自律制御型ＳＶＲへの入力電圧の変化により自律制御型ＳＶＲのタップの切り換わりの有無を推定する。入力電圧が降下傾向にある場合、電圧制御装置１０は、電圧が許容範囲に納まるように上流側の自律制御型ＳＶＲのタップが一段高くなる(上昇側に切り換わる)ことが考えられる。また、入力電圧が上昇傾向にある場合、上流側の自律制御型ＳＶＲのタップが一段低くなる(下降側に切り換わる)と予測する（ステップＳ６２０）。ここで、どれ位の電圧変化があるとタップの切り換えになるかの判定は、例えば閾値を用いる。電圧制御装置１０は、ステップＳ６１０で求めた自律制御型ＳＶＲのタップの切り換えにより取り得る電圧において、タップを一つ切り換えた際に変化する電圧の値の半分を閾値とする。
【００５１】
上述のタップの切り換えが生じない場合（ステップＳ６３０；無）、電圧制御装置１０は下流側の集中制御型ＳＶＲの現状を維持とし、特に処理を行なわない（ステップＳ６５０）。一方でタップの切り換えが生じる場合（ステップＳ６３０；有）、電圧制御装置１０はステップＳ６２０の切り換えに応じて下流側の集中制御型ＳＶＲのタップに指令を与える（ステップＳ６４０）。
【００５２】
図７、８を用いて一連の動作の一例について説明する。尚、以降の説明では混同を避けるため、上流側の自律制御型ＳＶＲのタップをＴ０〜Ｔ８、下流側の集中制御型ＳＶＲのタップをＴＴ０〜ＴＴ８と表記する。また電圧制御装置１０が判定した自律制御型ＳＶＲのタップ、抽出した集中制御型ＳＶＲのタップの組み合わせを、（自律制御型ＳＶＲのタップ、集中制御型ＳＶＲのタップ）で表記する。例えば、自律制御型ＳＶＲでタップＴ２を、集中制御型ＳＶＲでタップＴＴ１を、判定／抽出した場合、その組み合わせとして（タップＴ２、タップＴＴ１）と表記する。
【００５３】
図７（ａ）に示す構成において、センサＳ１は上流側の自律制御型ＳＶＲ（第１の電圧調整器）の入力電圧Ｖｉｎ１（第１の電圧）を、センサＳ３は下流側の集中制御型ＳＶＲ（第２の電圧調整器）の入力電圧Ｖｉｎ２（第２の電圧）を検出する（ステップＳ６００）。ここでは図７（ｂ）に示す通り、上流側の自律制御型ＳＶＲと下流側の集中制御型ＳＶＲとの間で電圧昇圧／降圧に関する既知の情報に基づいて一定量電圧が昇圧すると推定され、入力電圧Ｖｉｎ１をタップＴ２で変圧しこの昇圧分を合算（算出手段）した電圧（第３の電圧）と、入力電圧Ｖｉｎ２とが最も近いので、電圧制御装置１０は、上流側の自律制御型ＳＶＲはタップＴ２（第１のタップ）であると判定（タップ判定手段）する（ステップＳ６１０）。ここで図７（ｂ）では、下流側の集中制御型ＳＶＲはタップＴＴ１にて制御している。
【００５４】
今後、上流側の自律制御型ＳＶＲでタップを一つ切り換えた分に相当する電圧の降圧が見込まれる場合、電圧制御装置１０は、電圧が許容範囲に納まるように上流側の自律制御型ＳＶＲのタップは切り換わると予測（タップ切換判定手段）する（ステップＳ６２０、ステップＳ６３０；有）。図８（ｃ）は、電圧を上昇させるようにタップＴ２（第１のタップ）からタップＴ３（第２のタップ）に切り換わった場合の電圧の振る舞いを示したものである。
【００５５】
この切り換わりの予測に基づいて、電圧制御装置１０から下流側の集中制御型ＳＶＲへの指令（指令手段）を与える。尚、集中制御型ＳＶＲへの指令（タップの指定）方法自体は、上述の実施例１と同じ手法であって構わない。或いは負荷状態推定や潮流計算を用いた方法であっても構わない。実施例１と実施例２との相違点は、入力電圧に基づいて集中制御型ＳＶＲのタップの指令を与えるのではなく、入力電圧が上流側の自律制御型ＳＶＲが切り換わる事を予測し、その予測に基づいた入力電圧を用いて集中制御型ＳＶＲのタップの指令を与える点にある。図８（ｃ）において、Ｖｉｎ２’は、この予測に基づいた入力電圧を示す。
【００５６】
実施例２での集中制御型ＳＶＲへの指令（タップの指定）方法について説明する。
（１）電圧制御装置１０は、判定箇所Ｂにおける電圧Ｖｂを求める。例えば、タップＴ０により入力電圧が５％降圧し、タップＴ８により入力電圧が５％昇圧する場合、判定箇所Ｂの電圧Ｖｂは１．０５Ｖｉｎ２’〜０．９５Ｖｉｎ２’の範囲となる。
（２）電圧制御装置１０は、判定箇所Ｂの電圧Ｖｂが電圧の許容範囲（許容上限値〜許容下限値の間）に納まる集中制御型ＳＶＲのタップ（第３のタップ）を全て抽出（タップ抽出手段）する。図８（ｃ）の場合はタップＴＴ８〜ＴＴ０の全てが抽出されるが、以降ではタップＴＴ２〜ＴＴ０について説明する。
（３）電圧制御装置１０は、判定箇所Ｂにおける電圧Ｖｂが、判定箇所Ｃまでにどのように変化するか推定する。推定に際しては、上述の実施例１と同様に少なくとも３つの要素を加味する。１つ目は判定箇所Ｂから判定箇所Ｃまでの配電線４０自体による電圧変化量、２つ目は判定箇所Ｂから判定箇所Ｃまでの間に接続される需要家の電力消費に伴う電圧変化量、３つ目は判定箇所Ｂから判定箇所Ｃまでの間に接続されるＰＶ等の発電による電圧変化量である。これらの諸量は、予め推定ができる。１つ目は、配電線長や電線の抵抗値等の物理量により予め求めておく。２つ目は、季節や時間帯や温度等により若干の変化があるものの、過去の統計を解析しておくことにより予め推定できる。３つ目は、季節や時間帯や温度等、天気予報等より日照量を推量し予め推定できる。電圧制御装置１０は、このようにして求めた電圧変化量を合算し、凡その電圧の変化カーブを推定する。これら推定に関しては実施例1で述べた方法と同様で構わない。図８（ｃ）の場合、判定箇所Ｂから判定箇所Ｃまでの間に需要家への配電分岐が一箇所あるが、このセンサＳ４のある分岐点では比較的大きな規模の発電要素により給電され、電圧が上昇することが設備の状況により計算され推定された一例である。この電圧変化分をＶｂｃとする。
（４）電圧制御装置１０は、判定箇所Ｃにおける電圧Ｖｃ（第４の電圧）を求める。判定箇所Ｂにおいて電圧が許容範囲に納まったタップが対象なので、全てのタップが対象となるが、ここではタップＴＴ２〜ＴＴ０について説明する。判定箇所Ｃの電圧ＶｂにＶｂｃを加算したものが図８（ｃ）の例となる。例えば、タップＴＴ０はＶｃ＝Ｖｂ＋Ｖｂｃ＝Ｖｉｎ２’×０．９５＋Ｖｂｃが図８（ｃ）の判定箇所Ｃにおける電圧Ｖｃで、判定箇所Ｃにおいて電圧は許容範囲に納まる。同様に判定箇所ＣにおいてＶｃ（タップＴ１、ＴＴ２）も電圧は許容範囲に納まる。
【００５７】
上述の通り、タップＴＴ２〜ＴＴ０のいずれの場合でも電圧は許容範囲に納まるが、電圧制御装置１０は、上流側の自律制御型ＳＶＲでタップを一つ切り換える前である図７（ｂ）と、切り換え後の図８（ｃ）の場合とを比べる。すると、集中制御型ＳＶＲのタップＴＴ１を選択した場合、双方とも電圧は許容範囲に納まるものの、前者より後者の方が許容範囲の上限値に近づいている。そこで、図８（ｄ）に示す通り、集中制御型ＳＶＲのタップＴＴ１をタップＴＴ０に切りか変えた方が系の安定に好ましい。この判定方法は既知の手法を用いて構わないが、例えば電圧は許容範囲の中央値により近くなるタップを選択するように電圧制御装置１０は指令を与える。
【００５８】
以上のように電圧制御装置１０は、実施例１または実施例２の手法を用いることにより、配電線上の複数の電圧調整器のタップ指令を適切に与えるので、簡単な手法で効率的に配電線の電圧を許容範囲に納めることができる。またこれらの実施例は組み合わせて実施することも可能である。例えば、上流側から「自律制御型ＳＶＲ−集中制御型ＳＶＲ−自律制御型ＳＶＲ」で配置されている場合、中流にある集中制御型ＳＶＲに指令を与える際に、実施例１を用いて下流側を考慮したタップ値を選択し、加えて実施例２を用いて上流側を考慮したタップ値を選択が可能になるので、本発明によれば配電系統全体をより考慮した制御が可能になる。
【００５９】
尚、本実施例では、ＳＶＲ７０に関して説明したが、ＬＲＴ６０もタップ切換変圧器であり、基本構造はＳＶＲ７０と同様である。また、タップ切り換えによって電圧を制御できると言う点で相違は無い。そこで、自律制御型ＬＲＴや集中制御型ＬＲＴに対してもＳＶＲの実施例と同様に本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  電圧制御装置
１１  ＣＰＵ
１２  ＲＡＭ
１３  ＲＯＭ
１４  Ｉ／Ｆ
１５  入力装置
１６  出力装置
２０  ネットワーク
３０  通信線
４０  配電線
５０  蓄電池
６０  ＬＲＴ（負荷時タップ切換変圧器）
７０  ＳＶＲ（ステップ式電圧調整器）
８０  ＳＶＣ（静止型無効電力補償装置）
９０、９２  ＰＶ（太陽光発電）
１００、Ｓ１〜Ｓ４  センサ（検出器）
１１０  柱上変圧器
１２０、１２２、１２４  需要家
Ｔ０〜Ｔ８、ＴＴ０〜ＴＴ８  タップ
ＳＷ１  切り換え開閉器
ＳＷ２  タップ切り換え器
【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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