(57)【要約】  配電系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する電圧制御機器をそれぞれ制御する複数のローカル電圧制御装置と通信ネットワークを介して接続された集中電圧制御装置（８）であって、配電線の各点における電圧の計測値に基づいて、複数の電圧制御機器のうち制御対象の電圧制御機器である第１の電圧制御機器のそれぞれにおける制御量を算出する電圧分布決定部（２４）と、制御量に基づいて前記複数のローカル電圧制御装置のそれぞれへ指令する指令値を生成するタップ位置決定部（２５）と、複数の電圧制御機器のそれぞれが、指令値に従った制御を行ってない電圧制御機器である第２の電圧制御機器であるか否かを判別し、第２の電圧制御機器を除いた複数の電圧制御機器を第１の電圧制御機器に設定する制御状態判定部（２６）と、を備える。
2018078846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器をそれぞれ制御する複数のローカル電圧制御装置と通信ネットワークを介して接続された集中電圧制御装置であって、
前記配電線の各点における電圧の計測値に基づいて、前記複数の電圧制御機器のうち制御対象の前記電圧制御機器である第１の電圧制御機器のそれぞれにおける制御量を算出する算出部と、
前記制御量に基づいて前記複数のローカル電圧制御装置のそれぞれへ指令する指令値を生成する生成部と、
前記複数の電圧制御機器のそれぞれが、前記指令値に従った制御を行ってない前記電圧制御機器である第２の電圧制御機器であるか否かを判別し、前記第２の電圧制御機器を除いた前記複数の電圧制御機器を前記第１の電圧制御機器に設定する判別部と、
を備えることを特徴とする集中電圧制御装置。
【請求項２】
前記指令値は、タップ位置の変更量であり、
前記判別部は、前記生成部により、連続して一定回数以上同一の前記指令値が生成された場合に、該指令値に対応する前記電圧制御機器を前記第２の電圧制御機器であると判別することを特徴とする請求項１に記載の集中電圧制御装置。
【請求項３】
前記指令値は、電圧の上限値および下限値を示す情報であり、
前記判別部は、適正電圧範囲からの電圧の逸脱量が改善されていない配電系統内の位置を求め、前記位置に対応する前記電圧制御機器を前記第２の電圧制御機器であると判別することを特徴とする請求項１に記載の集中電圧制御装置。
【請求項４】
前記判別部は、第２の電圧制御機器であると判別されてから一定時間が経過した前記電圧制御機器を、前記第１の電圧制御機器に設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の集中電圧制御装置。
【請求項５】
前記複数のローカル電圧制御装置は、制御対象の前記電圧制御機器において設定されているタップ位置を前記集中電圧制御装置へ送信する前記ローカル電圧制御装置である第１の装置と、制御対象の前記電圧制御機器において設定されているタップ位置を前記集中電圧制御装置へ送信しない前記ローカル電圧制御装置である第２の装置と、を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の集中電圧制御装置。
【請求項６】
配電系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器と、
前記複数の電圧制御機器をそれぞれ制御する複数のローカル電圧制御装置と、
前記複数のローカル電圧制御装置と通信ネットワークを介して接続された集中電圧制御装置と、
を備え、
前記集中電圧制御装置は、
前記配電線の各点における電圧の計測値に基づいて、前記複数の電圧制御機器のうち制御対象の前記電圧制御機器である第１の電圧制御機器のそれぞれにおける制御量を算出する算出部と、
前記制御量に基づいて前記複数のローカル電圧制御装置のそれぞれへ指令する指令値を生成する生成部と、
前記複数の電圧制御機器のそれぞれが、前記指令値に従った制御を行ってない前記電圧制御機器である第２の電圧制御機器であるか否かを判別し、前記第２の電圧制御機器を除いた前記複数の電圧制御機器を前記第１の電圧制御機器に設定する判別部と、
を備えることを特徴とする集中電圧制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電系統の電圧を制御する集中電圧制御装置および集中電圧制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
配電系統は、一般に高圧系統と低圧系統とから構成され、一般需要家の受電端はこの低圧系統に接続されている。電力事業者は、一般需要家の受電端の電圧を適正電圧範囲に維持することが義務付けられている。一例として、１００Ｖの受電の場合、電圧を９５Ｖ〜１０７Ｖに維持することが義務付けられている。このため、電力事業者は、高圧系統に接続された電圧制御機器の制御量を調整することにより、一般需要家の受電端での電圧維持を図っている。なお、以下では、特に断らない限り、配電系統は高圧系統を指すものとする。【０００３】
従来、配電系統の電圧制御においては、電圧制御機器を、当該電圧制御機器と一体化されまたは当該電圧制御機器に併設されるとともに当該電圧制御機器の設置点付近での計測情報に基づいて自立分散型で電圧制御するローカル電圧制御装置が一般に普及している。【０００４】
近年、電気の使い方の多様化、および太陽光発電をはじめとした分散型電源の普及等により、配電系統の負荷分布が時間経過に伴って非一様に大きく変動する傾向にあるため、従来の配電系統の電圧制御では適正電圧の維持が困難となってきている。【０００５】
このため、自立分散型の電圧制御方式に代わり、配電系統の電圧を系統全体で整合の取れた形で集中制御する方式（以下、集中制御方式という）が提案されている。例えば、特許文献１には、集中電圧制御装置である中央装置が、配電系統内の電圧制御機器であるローカル装置の調整量を算出し、調整量を制御信号として各ローカル装置へ送信する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２８９６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の技術によれば、集中電圧制御装置が各電圧制御機器に対して送信する制御信号が正しかった場合でも、電圧制御機器において正しく制御が行われない場合がある。電圧制御機器において正しく制御が行われない要因の例としては、電圧制御機器が制御限界に達している場合、電圧制御機器の故障、電圧制御機器に接続するローカル電圧制御装置の故障、または集中電圧制御装置とローカル電圧制御装置との間の通信回線の障害等が考えられる。電圧制御機器が制御限界に達している場合とは、例えば変圧器型の電圧制御機器においてタップ値の上限または下限に達している状態、または無効電力調整型の電圧制御機器が最大容量の無効電力を出力している状態である。【０００８】
電圧制御機器において正しく制御が行われない場合、集中電圧制御装置が制御信号を送信しても、配電系統の電圧違反が解消しない。また、他の電圧制御機器により電圧違反が解消する可能性があっても、集中電圧制御装置は、正しく制御が行われない電圧制御機器を用いて電圧違反を除去するように調整量を算出するため、結果として電圧違反が長期化するという問題点があった。【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電圧違反の長期化を抑制することができる集中電圧制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、配電系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器をそれぞれ制御する複数のローカル電圧制御装置と通信ネットワークを介して接続された集中電圧制御装置である。この集中電圧制御装置は、配電線の各点における電圧の計測値に基づいて、複数の電圧制御機器のうち制御対象の電圧制御機器である第１の電圧制御機器のそれぞれにおける制御量を算出する算出部と、制御量に基づいて複数のローカル電圧制御装置のそれぞれへ指令する指令値を生成する生成部と、を備える。さらに、この集中電圧制御装置は、複数の電圧制御機器のそれぞれが、指令値に従った制御を行ってない電圧制御機器である第２の電圧制御機器であるか否かを判別し、第２の電圧制御機器を除いた複数の電圧制御機器を第１の電圧制御機器に設定する判別部、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる集中電圧制御装置は、電圧違反の長期化を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１にかかる集中電圧制御システムの構成の一例を示す図
【図２】実施の形態１の集中電圧制御装置の構成例を示す図
【図３】実施の形態１の計算機システムの構成例を示す図
【図４】実施の形態１の集中電圧制御処理手順の一例を示すフローチャート
【図５】図４のステップＳ１２の処理の詳細を説明するためのフローチャート
【図６】実施の形態１のタップ位置情報の構成例を示す図
【図７】実施の形態１の制御状態判定部が実施する制御状態判定処理の手順の一例を示すフローチャート
【図８】実施の形態２にかかる集中電圧制御装置の構成例を示す図
【図９】実施の形態２の集中電圧制御処理手順の一例を示すフローチャート
【図１０】電圧制御責任範囲の一例を示す図
【図１１】実施の形態２の制御状態判定部における制御状態判定処理手順の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態にかかる集中電圧制御装置および集中電圧制御システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる集中電圧制御システムの構成の一例を示す図である。図１において、電圧制御機器１は変圧器型の電圧制御機器であり、例えば変電所に設置された配電用変圧器としてのＬＲＴ（Load  Ratio  control  Transformer：負荷時タップ切替器付変圧器）である。電圧制御機器１にはローカル電圧制御装置１１が接続されており、ローカル電圧制御装置１１は電圧制御機器１を制御する。ローカル電圧制御装置１１は、電圧制御機器１と一体的にまたは併設することができる。ローカル電圧制御装置１１は、電圧制御機器１の制御量を調整することにより、具体的にはタップ位置を調整することにより、電圧制御機器１を制御する。また、ローカル電圧制御装置１１は、通信機能を有し、通信ネットワーク９に接続されている。
【００１５】
電圧制御機器１の二次側には母線２が接続されている。母線２には２本の配電線４−１，４−２が並列に接続されている。配電線４−１，４−２は、高圧系統の配電線である。
【００１６】
配電線４−１は、一端が遮断器３−１を介して母線２に接続されている。配電線４−１上の複数箇所には、配電線４−１の電圧および潮流を計測する高圧側計測装置である電圧潮流計測装置１０がそれぞれ設置されている。すなわち、電圧潮流計測装置１０は、配電線４−１に接続され、接続箇所における電圧および潮流を計測し、その計測値を例えば統計処理等により処理した結果を計測情報として出力する。電圧潮流計測装置１０は通信機能を有し、通信ネットワーク９に接続されている。電圧潮流計測装置１０は、通信ネットワーク９を介して、例えば定期的に電圧および潮流の計測結果である計測情報を集中電圧制御装置８に送信する。電圧潮流計測装置１０が計測情報を送信する周期は、例えば１分である。集中電圧制御装置８は、対象とする系統範囲について目標とする電圧分布および目標となる電圧分布になる各電圧制御機器の動作状態を決め、各電圧制御機器に指令値を与える。なお、集中電圧制御装置８は、対象とする系統範囲を所管する営業所または制御所などに設置することができる。
【００１７】
また、配電線４−１上には、変圧器型の電圧制御機器であるＳＶＲ（Step  Voltage  Regulator：ステップ電圧調整器）である電圧制御機器５，６が接続されている。この電圧制御機器５には、電圧制御機器５を制御するローカル電圧制御装置１５が接続されている。ローカル電圧制御装置１５は、電圧制御機器５と一体的にまたは併設することができる。ローカル電圧制御装置１５は、電圧制御機器５の制御量を調整することにより、具体的にはタップ位置を調整することにより、電圧制御機器５を制御する。同様に、電圧制御機器６には、電圧制御機器６を制御するローカル電圧制御装置１６が接続されている。ローカル電圧制御装置１６は電圧制御機器６を制御する。また、ローカル電圧制御装置１５，１６は、通信機能を有し、通信ネットワーク９に接続されている。
【００１８】
変圧器型の電圧制御機器を制御するローカル電圧制御装置すなわちローカル電圧制御装置１１，１５，１６は、自身が制御する電圧制御機器に設定されているタップ位置を送信可能なローカル電圧制御装置であってもよいし、自身が制御する電圧制御機器に設定されているタップ位置を送信しないローカル電圧制御装置であってもよい。ローカル電圧制御装置１１，１５，１６のうち一部装置がタップ位置を送信可能なローカル電圧制御装置であり、残りの装置がタップ位置を送信しないローカル電圧制御装置であってもよい。すなわち、複数のローカル電圧制御装置であるローカル電圧制御装置１１，１５，１６は、制御対象の電圧制御機器において設定されているタップ位置を集中電圧制御装置８へ送信するローカル電圧制御装置である第１の装置と、制御対象の電圧制御機器において設定されているタップ位置を集中電圧制御装置８へ送信しないローカル電圧制御装置である第２の装置と、を含んでいてもよい。ローカル電圧制御装置１１，１５，１６が、タップ位置を送信する場合、例えば１分周期でタップ位置を集中電圧制御装置８へ送信する。タップ位置を送信する周期は１分に限定されない。
【００１９】
また、配電線４−２上には、静止型無効電力補償装置（ＳＶＣ：Static  Var  Compensator）である電圧制御機器７が接続されている。この電圧制御機器７には、電圧制御機器７を制御するローカル電圧制御装置１７が接続されている。ローカル電圧制御装置１７は、例えば電圧制御機器７と一体的にまたは併設することができる。ローカル電圧制御装置１７は、電圧制御機器７の制御量を調整することにより、具体的には無効電力出力を調整することにより、電圧制御機器７を制御する。
【００２０】
配電線４−２は、その一端が遮断器３−２を介して母線２に接続されている。配電線４−２上の複数箇所には、配電線４−１と同様に、配電線４−２の電圧および潮流を計測する電圧潮流計測装置１０がそれぞれ設置されている。
【００２１】
図１においては図示を省略しているが、低圧配電線には負荷が接続され、さらに太陽光発電装置をはじめとした発電機および蓄電池などの分散型電源も接続される。ただし、本実施の形態は、低圧配電線に分散型電源が接続されていない場合でも適用することができる。以下、配電系統の電圧制御とは、高圧系統の電圧制御を意味する。
【００２２】
なお、図１に示した構成例では、母線２に接続される配電線数を２本としているが、高圧系統の配電線の数は２本に限定されない。また、電圧制御機器の設置台数、電圧潮流計測装置１０の数も図示例に限定されない。また、図１に示した構成例では、集中電圧制御装置８による制御対象の電圧制御機器として、無効電力調整型の電圧制御機器も含まれる例を示しているが、集中電圧制御装置８による制御対象の電圧制御機器に無効電力調整型の電圧制御機器が含まれていなくてもよい。
【００２３】
集中電圧制御装置８は、通信ネットワーク９を介して、ローカル電圧制御装置１１，１５，１６，１７、および電圧潮流計測装置１０とそれぞれ接続されている。通信ネットワーク９は、例えば専用のネットワークであり、配電系統を監視制御することを目的として配設されている。すなわち、集中電圧制御装置８は、高圧系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器をそれぞれ制御する複数のローカル電圧制御装置と通信ネットワーク９を介して接続されている。集中電圧制御装置８は、電圧潮流計測装置１０から送信された計測情報に基づき、各ローカル電圧制御装置が制御する制御量を集中電圧制御周期で決定し、通信ネットワーク９を介して各ローカル電圧制御装置に対してそれぞれ個別に指令するすなわち送信する。これにより、集中電圧制御装置８は、高圧配電線の電圧を制御する電圧制御機器を制御する。集中電圧制御周期は、どのように設定されてもよいが、以下では集中電圧制御周期は２分であるとして説明する。集中電圧制御装置８は、変圧器型の電圧制御機器を制御するローカル電圧制御装置、すなわち、図１の例では、ローカル電圧制御装置１１、ローカル電圧制御装置１５およびローカル電圧制御装置１６に対して、タップ位置を決定し、決定したタップ位置に基づいて指令値を指令する。本実施の形態では、変圧器型の電圧制御機器を制御するローカル電圧制御装置に指令する指令値は、タップ位置の変更量である。また、集中電圧制御装置８は、無効電力調整型の電圧制御機器を制御するローカル電圧制御装置すなわち図１の例ではローカル電圧制御装置１７に対して、指令値として無効電力量を指令する。
【００２４】
なお、集中電圧制御装置８は、集中電圧制御周期ごとに決定したタップ位置が、前回指令した指令値と変わらない場合には、指令値を指令しないようにしてもよい。または、集中電圧制御装置８は、集中電圧制御周期ごとに決定したタップ位置が、前回算出されたタップ位置と変わらない場合には、指令値すなわちタップ位置の変更量を０として指令するようにしてもよい。
【００２５】
変圧器型の電圧制御機器を制御する各ローカル電圧制御装置は、集中電圧制御装置８からの指令に基づき、電圧制御機器を制御する。詳細には、各ローカル電圧制御装置は、集中電圧制御装置８から指令されたタップ位置の変更量に基づいて、タップ位置を変更する。タップ位置の変更量が０の場合は、各ローカル電圧制御装置は、タップ位置を変更しない。
【００２６】
図２は、集中電圧制御装置８の構成例を示す図である。図２に示すように、集中電圧制御装置８は、制御部２０と、記憶部２７と、制御部２０、記憶部２７および通信ネットワーク９に接続されて各ローカル電圧制御装置と通信する送受信部２８とを備えている。
【００２７】
制御部２０は、計測制御部２１、負荷発電量予測部２２、負荷発電量予測値補正部２３、電圧分布決定部２４、タップ位置決定部２５および制御状態判定部２６を備えている。計測制御部２１は、電圧潮流計測装置１０から受信した計測情報を記憶部２７へ格納するとともに、負荷発電量予測値補正部２３へ出力する。負荷発電量予測部２２は、翌日などの将来の一定期間の配電系統の負荷／発電量分布を、例えば１時間ごとのプロファイルとして予測する。負荷／発電量とは、純粋な負荷から発電量を差し引いた量に相当する。負荷／発電量は、正の値の場合に負荷量であり、負の値の場合に発電量となる。なお、負荷／発電量分布を予測する方法の詳細については後述する。負荷発電量予測値補正部２３は、集中電圧制御周期の期間内における負荷／発電量分布の予測値を、その直前の集中電圧制御周期の期間内における負荷／発電量分布の実績値と当該期間内におけるその予測値との比較結果に基づいて補正する。ここで、負荷／発電量分布の実績値は、計測情報に基づいて算出される。
【００２８】
電圧分布決定部２４は、補正された負荷／発電量分布の予測値に基づいて潮流計算を行うとともに、記憶部２７に格納された計測情報を用いて、配電系統の電圧分布を評価する評価関数の値を最良にする最良解を探索することにより、当該集中電圧制御周期の期間内の最適電圧分布および各電圧制御機器の最適制御量を決定する。すなわち、算出部である電圧分布決定部２４は、配電線の各点における電圧の計測値に基づいて、前記複数の電圧制御機器のうち制御対象の前記電圧制御機器である第１の電圧制御機器のそれぞれにおける制御量を算出する。なお、最適電圧分布とは、制約条件を満たしかつ評価関数が最適となる系統各点での電圧分布である。最適制御量とは、最適電圧分布が実現されるように各電圧制御機器に指令される制御量である。無効電力調整型の電圧制御機器に対応するローカル電圧制御装置に対する最適制御量は、該電圧制御機器が出力する無効電力量である。無効電力調整型の電圧制御機器に対応するローカル電圧制御装置に対する指令値は、この制御量そのものである。変圧器型の電圧制御機器に対応するローカル電圧制御装置に対する最適制御量は、タップ位置である。
【００２９】
タップ位置決定部２５は、最適電圧制御量に基づいて、変圧器型の電圧制御機器に対応するローカル電圧制御装置に対する指令値を決定し、指令値を送受信部２８経由で各ローカル電圧制御装置へ指令する。この指令値は、変圧器型の電圧制御機器に対応するローカル電圧制御装置の場合、タップ位置の変更量である。すなわち、生成部であるタップ位置決定部２５は、制御量に基づいて複数のローカル電圧制御装置のそれぞれへ指令する指令値を生成する。記憶部２７には、後述するように、変圧器型の電圧制御機器に対応するローカル電圧制御装置ごとに、現在該電圧制御機器において設定されているタップ位置が記憶されている。タップ位置決定部２５は、変圧器型の電圧制御機器に対応するローカル電圧制御装置ごとに、最適制御量と記憶部２７に記憶されているタップ位置との差に基づいて、タップ位置の変更量を決定する。記憶部２７に記憶されるタップ位置は、タップ位置を送信可能であるローカル電圧制御装置については、該ローカル電圧制御装置から受信したタップ位置である。タップ位置を送信しないローカル電圧制御装置については、記憶部２７に記憶されるタップ位置は、初期値はニュートラルの位置であり、指令値が送信されるたびに指令値に応じて更新される。
【００３０】
制御状態判定部２６は、タップ位置決定部２５により決定された指令値に基づいて、各電圧制御機器が正常であるか否かを判定し、正常でないと判定した場合、該電圧制御機器を制御対象からはずす。すなわち、判別部である制御状態判定部２６は、複数の電圧制御機器のそれぞれが、指令値に従った制御を行ってない電圧制御機器である第２の電圧制御機器であるか否かを判別し、第２の電圧制御機器を除いた複数の電圧制御機器を第１の電圧制御機器に設定する。
【００３１】
記憶部２７には、配電系統の各点の高圧適正電圧範囲の上下限値が記憶されている。また、記憶部２７には、配電系統に接続される各電圧制御機器の制御限界も記憶されている。さらに、上述したように、記憶部２７には、変圧器型の電圧制御機器に対応するローカル電圧制御装置ごとのタップ位置も記憶される。
【００３２】
集中電圧制御装置８は、具体的には、計算機システム、すなわちコンピュータである。この計算機システム上で集中電圧制御プログラムが実行されることにより、計算機システムが集中電圧制御装置８として機能する。図３は、本実施の形態の計算機システムの構成例を示す図である。図３に示すように、この計算機システムは、制御部１０１と入力部１０２と記憶部１０３と表示部１０４と通信部１０５と出力部１０６とを備え、これらはシステムバス１０７を介して接続されている。
【００３３】
図３において、制御部１０１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等のプロセッサであり、本実施の形態の集中電圧制御プログラムを実行する。入力部１０２は、たとえばキーボードおよびマウスなどで構成され、計算機システムのユーザーが、各種情報の入力を行うために使用する。記憶部１０３は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）などの各種メモリおよびハードディスクなどのストレージデバイスを含み、上記制御部１０１が実行すべきプログラム、処理の過程で得られた必要なデータ、などを記憶する。また、記憶部１０３は、プログラムの一時的な記憶領域としても使用される。表示部１０４は、ディスプレイ、ＬＣＤ（液晶表示パネル）などで構成され、計算機システムのユーザーに対して各種画面を表示する。通信部１０５は、通信処理を実施する送信機および受信機である。なお、図３は、一例であり、計算機システムの構成は図３の例に限定されない。
【００３４】
ここで、本実施の形態の集中電圧制御プログラムが実行可能な状態になるまでの計算機システムの動作例について説明する。上述した構成をとる計算機システムには、たとえば、図示しないＣＤ（Compact  Disc）−ＲＯＭまたはＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）−ＲＯＭドライブにセットされたＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭから、集中電圧制御プログラムが記憶部１０３にインストールされる。そして、集中電圧制御プログラムの実行時に、記憶部１０３から読み出された集中電圧制御プログラムが記憶部１０３の所定の場所に格納される。この状態で、制御部１０１は、記憶部１０３に格納されたプログラムに従って、本実施の形態の集中電圧制御処理を実行する。
【００３５】
なお、本実施の形態においては、ＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭを記録媒体として、集中電圧制御処理を記述したプログラムを提供しているが、これに限らず、計算機システムの構成、提供するプログラムの容量などに応じて、たとえば、通信部１０５を経由してインターネットなどの伝送媒体により提供されたプログラムを用いることとしてもよい。
【００３６】
図２に示した制御部２０は、図３の制御部１０１により実現される。図２に示した記憶部２７は、図３に示した記憶部１０３の一部である。図２に示した送受信部２８は、図３に示した通信部１０５に相当する。
【００３７】
次に、本実施の形態の集中電圧制御装置８における集中電圧制御について説明する。図４は、本実施の形態の集中電圧制御処理手順の一例を示すフローチャートである。本実施の形態では、１日ごとに、将来の配電系統の負荷／発電量分布を予測する。なお、ここでは、１日ごとに、将来の配電系統の負荷／発電量分布を予測する例を示すが、１日ごとの替わりに半日ごとまたは数日ごとなどであってもよく、将来の配電系統の負荷／発電量分布を予測する単位は１日ごとに限定されない。ここでは、１日ごとに将来の配電系統の負荷／発電量分布を予測することとする。
【００３８】
図４に示すように、負荷発電量予測部２２は、記憶部２７に保存された配電系統各点の負荷発電量データから、翌日の例えば１時間ごとの配電系統の負荷／発電量分布と短周期変動を予測する（ステップＳ１０）。なお、負荷発電量予測部２２は、過去に受信し、記憶部２７に格納されている電圧潮流計測装置１０から受信した計測情報に基づいて、隣り合う計測点間で潮流の平均値の差分をとることなどにより、配電系統各点における負荷／発電量を求める。この配電系統各点における負荷／発電量を負荷発電量データとして記憶部２７に保存しておくとする。負荷発電量データは、計測情報に基づいて適宜更新される。負荷発電量データは、計測情報に基づいて算出されなくてもよく、例えば、配電線のどの部分にどの設備および負荷が配置されるかを示す設備データ、各負荷に対応する契約電力、太陽光発電設備のパネル容量などに基づいて算出されたモデルに基づいて決定されてもよい。
【００３９】
負荷発電量予測部２２は、実績負荷量を例えば複数日分集め、同一曜日または平日／休日の区分ごとに、同一時間帯の負荷量と気温との相関を求めておく。この相関は、回帰分析などにより求めた関係式、またはテーブルなどにより保持しておく。そして、負荷発電量予測部２２は、この相関と翌日の予想気温から翌日１時間ごとの配電系統各点の負荷量を予測する。また、翌日の発電量については、翌日の天候予測に基づいた理論発電量とし、負荷発電量予測部２２は、予測負荷量から予測発電量を差し引いて、翌日１時間ごとの配電系統各点の負荷発電量データを作成する。
【００４０】
次に、負荷発電量予測値補正部２３は、配電系統の負荷／発電量の予測値を補正する（ステップＳ１１）。具体的には、負荷発電量予測値補正部２３は、過去一定時間の配電系統各点の負荷／発電量の平均値について、最新の一定時間に電圧潮流計測装置１０から受信した計測情報に基づいて算出される実績値と予測値とを比較してその比率を求め、この比率を将来の一定時間の負荷／発電量の予測値に乗ずることにより、将来の一定時間の系統各点の負荷／発電量の予測値を補正する。上記の一定時間は、例えば集中電圧制御周期である。
【００４１】
次に、電圧分布決定部２４は、ステップＳ１１で作成した配電系統各点の補正後の負荷／発電量の予測値に基づき、将来の一定時間の配電系統の最適電圧分布を決定する（ステップＳ１２）。なお、ステップＳ１１の負荷／発電量の予測値を補正する処理を省略し、電圧分布決定部２４が、ステップＳ１０で作成した翌日の配電系統各点の負荷／発電量の予測値に基づいて、将来１時間の配電系統の最適電圧分布を決定するようにしてもよい。
【００４２】
次に、タップ位置決定部２５は、配電系統の最適電圧分布の算出の基になった制御量、すなわち最適制御量に基づいて、将来一定時間の各ローカル電圧制御装置に指令する指令値であるタップ位置の変更量を算出する（ステップＳ１３）。
【００４３】
次に、タップ位置決定部２５および電圧分布決定部２４は、電圧制御機器を制御する各ローカル電圧制御装置に対して指令値を指令し（ステップＳ１４）、ステップＳ１１へ戻る。具体的には、タップ位置決定部２５および電圧分布決定部２４は、指令値を、送受信部２８を介して各ローカル電圧制御装置へ送信する。上述したように、無効電力調整型の電圧制御機器を制御する各ローカル電圧制御装置に対する指令値は、無効電力量であり、変圧器型の電圧制御機器を制御する各ローカル電圧制御装置に対する指令値は、タップ位置の変更量である。ステップＳ１１からステップＳ１４は、集中電圧制御周期ごとに繰り返される。
【００４４】
次に、図４のステップＳ１２の処理の詳細について説明する。図５は、図４のステップＳ１２の処理の詳細を説明するためのフローチャートであり、将来一定時間の配電系統の最適電圧分布を計算するためのフローを表している。
【００４５】
まず、電圧分布決定部２４は、各電圧制御機器における制御限界、例えば変圧器型の電圧制御機器の場合はタップ上下限と電圧余裕に対する閾値とを設定する（ステップＳ２１）。ここでは、各電圧制御機器における制御限界は、記憶部２７に格納されているとする。電圧余裕に対する閾値は任意の値を設定することができる。また、電圧分布決定部２４は、各点の高圧適正電圧範囲の上下限値を記憶部２７から読み出す。
【００４６】
次に、電圧分布決定部２４は、各電圧制御機器の制御量を初期設定する（ステップＳ２２）。この際、電圧分布決定部２４は、電圧制御機器の制御量を例えば前回の最適電圧分布計算時の算出値とする。ただし、前回算出値がない場合は、電圧分布決定部２４は、制御量として、変圧器型の電圧制御機器についてはタップ位置をニュートラル値に設定し、無効電力調整型の電圧制御機器の場合は無効電力量を例えば０とする。
【００４７】
次に、電圧分布決定部２４は、配電系統各点の負荷／発電量分布の予測に基づき、設定された各電圧制御機器の制御量での潮流計算を行い、配電系統各点の電圧を算出する（ステップＳ２３）。
【００４８】
次に、電圧分布決定部２４は、潮流計算の結果に基づき配電系統の評価を行う（ステップＳ２４）。具体的には、電圧分布決定部２４は、配電系統の評価項目について設定された評価関数すなわち目的関数の値を評価することにより、配電系統の評価を行う。ここで、第一優先の評価項目は、配電系統各点での電圧の高圧適正電圧範囲（高圧適正電圧上限値および高圧適正電圧下限値）からの違反量すなわち逸脱量である。すなわち、最適電圧分布は、第一に、配電系統各点での電圧の適正電圧範囲からの違反量の総和が最小となるように決定される。
【００４９】
また、第二優先の評価項目は、例えば配電系統各点での電圧余裕、すなわち高圧適正電圧上下限値までの余裕量である。配電系統各点での電圧余裕が小さいと、僅かな電圧変動で適正電圧範囲から逸脱して頻繁に電圧制御機器が動作してしまう。従って、電圧余裕の総和が大きいほど高評価とする。最小値をとる場合に最適とする評価関数を使用する場合には、以下のように定義する電圧余裕減少量を用いて電圧余裕を評価する。電圧余裕減少量は、電圧余裕が十分に大きい場合にゼロになり、電圧余裕が小さくなるほど大きくなるように、以下の式（１）により計算する。
電圧余裕減少量＝閾値−電圧余裕    電圧余裕  ＜    閾値  の場合
電圧余裕減少量＝０                電圧余裕  ＞＝  閾値  の場合
…（１）
閾値は、ステップＳ２１で設定した値であり、例えば、適正電圧範囲の幅の２０％程度に定める。
【００５０】
電圧余裕＜閾値の場合で、電圧値が適正電圧範囲内である場合は、適正電圧範囲からの逸脱すなわち電圧違反とはならないものの、電圧余裕違反、すなわち短周期変動分の電圧余裕を確保できていない状態となるため、電圧余裕＞＝閾値であることが望ましい。
【００５１】
第三優先の評価項目は、電圧制御機器の制御量のその初期設定値からの変化量の総和とすることができる。ここで、電圧制御機器の制御量のその初期設定値からの変化量は、変圧器型の電圧制御機器の場合は、タップ位置の初期設定タップ位置からの差である。当該変化量の総和を小さくすることにより、電圧制御機器の動作回数の低減につながる。
【００５２】
さらに、第四優先の評価項目は、配電系統全体の送電ロス（有効電力ロス＋無効電力ロス）とすることができる。送電ロスが小さいほど高評価とする。なお、送電ロスは、有効電力ロスが大半を占め、電圧が高いほどロスが小さくなるが、その分、第二優先の配電系統各点での上限値側の電圧余裕が小さくなるため、配電系統各点の電圧上下限値にかなりの余裕がある場合に評価することの意味がある評価項目である。
【００５３】
評価関数は、第一優先の評価項目について設定してもよいが、第一優先から第四優先のうち２つ以上の項目について設定することもできる。この場合、各々の評価関数に重みを付けて和をとったものを全体の評価関数とする。さらに、配電系統に応じて高次の優先項目についても評価関数に含めることができる。評価関数は、例えば最小値をとるときに最も最適化（高評価）されるように構成することができる。
【００５４】
例えば、第一優先〜第四優先の全評価項目に基づいて評価関数を設定する場合、以下の式（２）のように評価関数を定めることができる。Wp，W1，W2，W3は、重み付け係数である。
評価関数値
＝  配電系統各点の電圧上下限違反量の総和  ×  Wp
＋  変圧器ごとの電圧制御責任範囲内の各点の
上限側電圧余裕減少量の最大値  ×  W1
＋  変圧器ごとの電圧制御責任範囲内の各点の
下限側電圧余裕減少量の最大値  ×  W1
＋  前回指令時からの変圧器目標電圧変更量  ×  W2
＋  送電ロス  ×  W3                              …（２）
【００５５】
図５の説明に戻り、電圧分布決定部２４は、一定回数の探索すなわち後述のステップＳ２６の探索、を行ったか否かを判定し（ステップＳ２５）、一定回数の探索を行った場合には（ステップＳ２５  Ｙｅｓ）、処理を終了し、一定回数の探索を行っていない場合には（ステップＳ２５  Ｎｏ）、ステップＳ２６の処理に進む。
【００５６】
次に、ステップＳ２６では、電圧分布決定部２４は、各電圧制御機器の制御量を例えば１単位変更して、ステップＳ２３と同様に配電系統各点の電圧算出、およびステップＳ２４と同様に配電系統の評価を行い、これを全ての電圧制御機器について実施して評価結果を比較し、最も評価が改善するよう電圧制御機器の制御量を設定変更する（ステップＳ２６）。制御量を１単位変更するとは、変圧器制御型の制御機器の場合は、タップを１段上げるまたは下げることであり、無効電力調整型の制御機器の場合は、無効電力量を一定量増加させるまたは減少させることである。最適化のアルゴリズムについては例えば特開２０１０−２５０５９９号公報等に開示されている方法を用いることができる。ステップＳ２６の実施後は、ステップＳ２５へ戻る。
【００５７】
以上のようにして、所定回数の探索の後、電圧分布決定部２４は、評価関数の値を最良にする最良解として、将来一定時間の配電系統の最適電圧分布および各電圧制御機器の最適制御量を決定することができる。
【００５８】
次に、本実施の形態の制御状態判定処理について説明する。上述したように、集中電圧制御装置８が、各ローカル電圧制御装置に対して上述した評価関数を最小とするような制御量を指令したとしても、各電圧制御機器において電圧制御が正しく行われない場合がある。電圧制御機器において正しく制御が行われない要因の例としては、電圧制御機器が制御限界に達している場合、電圧制御機器の故障、電圧制御機器に接続するローカル電圧制御装置の故障、または集中電圧制御装置とローカル電圧制御装置との間の通信回線の障害等が考えられる。
【００５９】
このような場合、集中電圧制御装置８が、正しく制御が行われていない電圧制御機器を制御対象に含めたままで集中電圧制御を継続すると、電圧違反が長期間継続してしまう可能性がある。そこで、本実施の形態では、集中電圧制御装置８が、変圧器型の電圧制御機器に対して正しく制御が行われているか否かを判定し、正しく制御が行われていないと判定された電圧制御機器を集中電圧制御の対象からはずす処理である制御状態判定処理を実施する。正しく制御が行われていないと判定された電圧制御機器を集中電圧制御の対象からはずして集中電圧制御を行うことにより、他の電圧制御機器を用いて電圧違反を抑制した電圧制御を実現することができ、電圧違反が長期間継続してしまうことを避けることができる。
【００６０】
具体的には、集中電圧制御装置８は、記憶部２７に、変圧器型の電圧制御機器を制御するローカル電圧制御装置ごとの現在のタップ位置をタップ位置情報として記憶している。図６は、タップ位置情報の構成例を示す図である。図６に示すように、タップ位置情報は、ローカル電圧制御装置を識別する情報とタップ位置すなわち該ローカル電圧制御装置が制御する変圧器型の電圧制御機器に設定されているタップ位置とで構成される。例えば、図６に示すように、ローカル電圧制御装置１１を示す識別情報である１１とタップ位置である１とが記憶されている。これは、ローカル電圧制御装置１１が制御する電圧制御機器１は、タップ位置が１段目に設定されていることを示す。
【００６１】
各ローカル電圧制御装置がタップ位置を送信する場合には、記憶部２７にタップ情報として格納されている各ローカル電圧制御装置から送信されたタップ位置である。したがって、理想的には、これらのタップ位置は、集中電圧制御装置８が指令した指令値に従ったタップ位置である。しかしながら、タップ位置を送信しないローカル電圧制御装置も存在することもあり、このような場合、集中電圧制御装置８が把握しているタップ位置と実際のタップ位置が異なっている場合がある。さらに、タップ位置を送信するローカル電圧制御装置であっても通信エラーまたは装置の障害等により、正しいタップ位置を通知してこない可能性もある。また、上述したように正しく制御が行われていない電圧制御機器が存在する場合にも、この電圧制御機器については、集中電圧制御装置８が把握しているタップ位置と実際のタップ位置が異なっている場合がある。
【００６２】
このような場合、集中電圧制御装置８が現在把握している各ローカル電圧制御装置に対応するタップ位置をもとに、上記の最適電圧分布に基づいて指令値を送信しても、電圧違反が解消されない可能性がある。このため、本実施の形態では、集中電圧制御装置８が、変圧器型の電圧制御機器を制御するローカル電圧制御装置に対して、連続して規定の回数以上同一の指令値を算出した場合、該ローカル電圧制御装置に対応する電圧制御機器を制御対象からはずす。電圧制御機器を制御対象からはずした直後に、上述したステップＳ１１からステップＳ１４を再度実施してもよいし、電圧制御機器を制御対象からはずした後、次の集中電圧制御周期において上述したステップＳ１１からステップＳ１４を実施してもよい。
【００６３】
図７は、制御状態判定部２６が実施する制御状態判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。制御状態判定部２６は、上述したステップＳ１１からステップＳ１４が実施されて指令値が算出されるごとに、タップ位置決定部２５からローカル電圧制御装置ごとに指令値を取得して保持し、図７に示す処理をローカル電圧制御装置ごとすなわち電圧制御機器ごとに実施する。図７に示すように、制御状態判定部２６は、タップ位置決定部２５により算出された指令値すなわちタップ位置の変更量が、前回と同じであるか否かを判断する（ステップＳ３１）。
【００６４】
タップ位置の変更量が、前回と同じでない場合（ステップＳ３１  Ｎｏ）、制御状態判定部２６は、ｋを１に設定し（ステップＳ３２）、処理を終了する。ｋは、連続して同じ指令値が算出された回数を示す変数である。タップ位置の変更量が、前回と同じ場合（ステップＳ３１  Ｙｅｓ）、制御状態判定部２６は、ｋ＋１をｋに代入し（ステップＳ３３）、ｋがＮkであるか否かを判断する（ステップＳ３４）。Ｎkは、正しく制御が行われていない電圧制御機器を判別するために、連続して同一の指令値が算出される回数に対して設けられた閾値である。すなわち、連続してＮk回、同一の指令値が算出された場合に、対応する電圧制御機器は正しく制御が行われていないと判定される。連続してＮk回未満同一の指令値が算出された場合は、対応する電圧制御機器は正しく制御が行われていると判定される。
【００６５】
Ｎkの値としては、例えば５を設定することができるが、Ｎkの値は集中電圧制御周期にも依存するため、５に限定されず、集中電圧制御周期に応じて適切に設定されればよい。タップの変更回数は１日に数回から十数回が妥当であることから、１時間に１回程度までのタップの変更回数であれば正常である。これに対して、連続して５回同一の指令値が算出される場合、集中電圧制御周期２分×５＝１０分の間に、５回タップ値が変更されることを意味する。各ローカル電圧制御装置が指令値を受領してからタップ値が反映されるまでの時間は一般に１分程度以内であるから、タップ値の変更が配電系統各点の電圧に反映されて、計測情報として集中電圧制御装置８により受信されるまでの時間は、数分程度以内であると考えられる。したがって、１０分の間にタップ値を変更する指令値が算出され続ける場合は、正しく制御が行われていないと判断することができる。以上述べた各数値は、一例であり、指令値を受領してからタップ値が反映されて各点の電圧に反映されるまでの時間は各配電系統によって異なる可能性もあり、配電系統の特性に応じて、Ｎkの値は設定されればよい。
【００６６】
ｋがＮkである場合（ステップＳ３４  Ｙｅｓ）、制御状態判定部２６は、電圧制御機器を制御対象からはずし（ステップＳ３５）、運用者に対するアラームを発生させ（ステップＳ３６）、処理を終了する。運用者に対するアラームとしては、制御対象からはずされた電圧制御機器が異常である旨を示す画面の表示によるアラーム、制御対象からはずされた電圧制御機器が異常である旨を示す音声によるアラーム等が考えられる。ｋがＮkでない場合（ステップＳ３４  Ｎｏ）、制御状態判定部２６は、処理を終了する。
【００６７】
制御状態判定部２６は、ステップＳ３５で電圧制御機器を制御対象からはずした後、規定の時間以上経過した場合、再度、該電圧制御機器を制御対象に含めるようにしてもよい。
【００６８】
以上の処理を行うことにより、正しく制御が行われていない電圧制御機器を制御対象からはずすことができる。なお、上述した例では、連続して同一の指令値が算出された回数を用いて、正しく制御が行われていない制御機器を判別したが、この替わりに同一の指令値が一定時間以上継続して算出されたか否かに基づいて、正しく制御が行われていない制御機器を判別してもよい。すなわち、制御状態判定部２６は、第２の電圧制御機器であると判別されてから一定時間が経過した電圧制御機器を、第１の電圧制御機器に設定するようにしてもよい。
【００６９】
以上のように、本実施の形態では、集中電圧制御装置８が、変圧器型の電圧制御機器を制御するローカル電圧制御装置に対して同一の指令値が連続して算出された回数が閾値以上である場合、対応する電圧制御機器を制御対象からはずすようにした。これにより、電圧違反の長期化を抑制することができる。
【００７０】
実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２にかかる集中電圧制御装置の構成例を示す図である。本実施の形態の集中電圧制御システムの構成は、実施の形態１の集中電圧制御装置８の替わりに本実施の形態の集中電圧制御装置８ａを備える以外は、実施の形態１の集中電圧制御システムの構成と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００７１】
図８に示すように、本実施の形態の集中電圧制御装置８ａは、実施の形態１の制御部２０の替わりに制御部２０ａを備える以外は実施の形態１の集中電圧制御装置８と同様である。本実施の形態の制御部２０ａは、実施の形態１のタップ位置決定部２５、制御状態判定部２６の替わりにそれぞれ電圧上下限値決定部２９、制御状態判定部２６ａを備える以外は、実施の形態１の制御部２０と同様である。集中電圧制御装置８ａを実現する計算機システムの構成は、実施の形態１の集中電圧制御装置８を実現する計算機システムの構成と同様である。
【００７２】
実施の形態１では、集中電圧制御装置８が、指令値として各ローカル電圧制御装置が制御を行う制御量を指令した。これに対して、本実施の形態では制御量自体ではなく、指令値として、各ローカル電圧制御装置における電圧範囲を規定する電圧上限値および電圧下限値（以下、電圧上下限値ともいう）を指令する。なお、指令値は、電圧上限値および電圧下限値自体であってもよいし、電圧上限値および電圧下限値を示す情報であってもよい。例えば、制御目標値と不感値を指令値として指令してもよい。なお、電圧上限値および電圧下限値自体も電圧上限値および電圧下限値を示す情報に含まれる。
【００７３】
生成部である電圧上下限値決定部２９は、制御量に基づいて前記複数のローカル電圧制御装置のそれぞれへ指令する指令値を生成する。本実施の形態では、指令値は、電圧上限値および電圧下限値を示す情報である。また、判別部である制御状態判定部２６ａは、適正電圧範囲からの電圧の逸脱量が改善されていない配電系統内の位置を求め、この位置に対応する電圧制御機器を第２の電圧制御機器であると判別する。第２の電圧制御機器は、実施の形態１で述べたとおり、指令値に従った制御を行ってない前記電圧制御機器である。
【００７４】
変圧器型の電圧制御機器を制御する各ローカル電圧制御装置は、集中電圧制御装置８ａから指令された電圧上下限値に基づき、当該電圧上下限値の間に電圧を維持するように制御対象である電圧制御機器を制御する。各ローカル電圧制御装置は、集中電圧制御装置８ａからの電圧上下限値の指令を受けるごとに、電圧上限値および電圧下限値を更新し設定する。例えば、ローカル電圧制御装置１１は、集中電圧制御装置８ａから指令された電圧上下限値に基づき、当該電圧上下限値が適用される集中電圧制御周期の期間内においては、電圧制御機器１の二次側の電圧が当該電圧上下限値の間、すなわち制御目標電圧範囲内に収まるように電圧制御機器１の制御量すなわちタップ位置の変更量を集中電圧制御周期よりも短いローカル制御周期で調整する。本実施の形態では、集中電圧制御装置８ａが、このように、電圧上限値および電圧下限値を指令して、各ローカル電圧制御装置が集中電圧制御周期よりも短いローカル制御周期で制御を行うため、本実施の形態の集中電圧制御周期は、一般に実施の形態１の集中電圧制御周期より長く、例えば１時間とすることができる。ローカル制御周期は、例えば、１分から５分程度の値である。
【００７５】
図９は、本実施の形態の集中電圧制御処理手順の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１０〜ステップＳ１２は、実施の形態１と同様である。ステップＳ１２の後、電圧上下限値決定部２９は、配電系統の最適電圧分布に基づき、将来一定時間の各ローカル電圧制御装置の電圧上限値および電圧下限値を算出する（ステップＳ１３ａ）。一定時間は、例えば集中電圧周期である。
【００７６】
ここで、ステップＳ１３ａの処理の詳細について説明する。まず、変圧器型の電圧制御機器については、例えば、電圧制御責任範囲を設定して、電圧制御責任範囲内における、最適電圧と高圧適正電圧範囲の下限値ＶHminとの差の絶対値である電圧下限余裕量のうちの最小の値（ｌｍ＿ｍｉｎ）、および最適電圧と高圧適正電圧範囲の上限値ＶHmaxとの差の絶対値である電圧上限余裕量のうちの最小の値（ｕｍ＿ｍｉｎ）に基づいて、電圧上下限値を決定することができる。
【００７７】
具体的には、変圧器型の電圧制御機器は、当該電圧制御機器の負荷側（下流側）の範囲を電圧制御責任範囲とし、負荷側にさらに別の電圧制御機器が存在する場合は、当該別の電圧制御機器の電源側までを電圧制御責任範囲に含める。
【００７８】
また、無効電圧調整型の電圧制御機器は、当該電圧制御機器の電源側（上流側）のあらかじめ定められた範囲と当該電圧制御機器の負荷側の範囲とを電圧制御責任範囲とする。なお、例えば、電圧制御責任範囲は下流側の電圧制御機器から順に定めておく。
【００７９】
図１０は、電圧制御責任範囲の一例を示す図である。図１０は、図１に示した集中電圧制御システムのうち、配電線および電圧制御機器を図示し、その他の構成要素の図示を省略している。図１０の下部に示した矢印は、ステップＳ１２の最適電圧分布の算出において電圧が算出される配電系統の各点の一例を示している。図１０に示した電圧制御責任範囲Ｒ1は電圧制御機器１の電圧制御責任範囲であり、図１０に示した電圧制御責任範囲Ｒ2は電圧制御機器５の電圧制御責任範囲であり、図１０に示した電圧制御責任範囲Ｒ3は電圧制御機器６の電圧制御責任範囲であり、図１０に示した電圧制御責任範囲Ｒ4は電圧制御機器７の電圧制御責任範囲である。
【００８０】
図１０に示すように、変圧器型の電圧制御機器であるローカル電圧制御装置１１の電圧制御責任範囲は、電圧制御機器１の負荷側から電圧制御機器５および電圧制御機器７までの範囲であり、配電線４−１に接続された低圧系統（図１０では図示せず）を含む。ローカル電圧制御装置１１の電圧制御責任範囲のうちの最適電圧と高圧適正電圧の下限値ＶHminとの差の絶対値である電圧下限余裕量のうちの最小の値をｌｍ＿ｍｉｎとし、最適電圧と高圧適正電圧の上限値ＶHmaxとの差の絶対値である電圧上限余裕量のうちの最小の値をｕｍ＿ｍｉｎとする。このとき、電圧上下限値決定部２９は、電圧制御機器６の最適電圧の値にｕｍ＿ｍｉｎを加えたものを制御目標電圧範囲の電圧上限値とし、電圧制御機器１の最適電圧の値からｌｍ＿ｍｉｎを差し引いたものを制御目標電圧範囲の電圧下限値とする。
【００８１】
このように、電圧制御機器１の設置箇所近傍における電圧上下限余裕量のみならず、その電圧制御責任範囲内の各点における電圧上下限余裕量も考慮して決定されているので、ローカル電圧制御装置１１自体は制御目標電圧範囲内で電圧制御機器５をローカル制御するにもかかわらず、広域の電圧制御責任範囲で適正電圧の維持が可能となる。
【００８２】
図９の説明に戻り、次に、電圧上下限値決定部２９は、電圧制御機器を制御する各ローカル電圧制御装置に対して電圧上限値および電圧下限値を指令し（ステップＳ１４ａ）、ステップＳ１１へ戻る。本実施の形態では、変圧器型の電圧制御機器を制御するローカル電圧制御装置に指令される指令値、および無効電力調整型の電圧制御機器を制御するローカル電圧制御装置に指令される指令値は、ともに電圧上限値および電圧下限値である。
【００８３】
上述したように、本実施の形態では、実施の形態１と異なり、電圧上限値および電圧下限値を各ローカル電圧制御装置へ指令する。実施の形態１のようにタップ位置の変更量自体を指令するわけではないため、指令値すなわち電圧上限値および電圧下限値が同一の期間が長時間継続したとしても電圧制御機器は正しく制御を行っている可能性がある。このため、本実施の形態では、正しく制御が行われていない電圧制御機器を、電圧違反量が改善しているか否かによって判別する。制御状態判定部２６ａは、計測情報を受信するたびに図１１に示す処理を実施してもよい。
【００８４】
図１１は、本実施の形態の制御状態判定部２６ａにおける制御状態判定処理手順の一例を示すフローチャートである。制御状態判定部２６ａは、計測情報を受信するたびに図１１に示す処理を実施してもよいし、一定時間ごとに図１１に示す処理を行ってもよい。制御状態判定部２６ａは、電圧違反が有るか否かを判断する（ステップＳ４１）。制御状態判定部２６ａは、例えば、計測情報に基づいて、電圧違反が有るか否かを判断する。電圧違反が無い場合（ステップＳ４１  Ｎｏ）、制御状態判定部２６ａは、処理を終了する。
【００８５】
電圧違反が有る場合（ステップＳ４１  Ｙｅｓ）、制御状態判定部２６ａは、電圧違反が生じている位置に対応する電圧制御機器を決定する（ステップＳ４２）。具体的には、制御状態判定部２６ａは、電圧違反が生じている位置を、自身の電圧制御責任範囲に含む電圧制御機器を電圧違反が生じている位置に対応する電圧制御機器に決定する。
【００８６】
次に、制御状態判定部２６ａは、電圧違反が生じている位置における電圧違反量、すなわち適正電圧範囲（高圧適正電圧範囲）から逸脱している量を算出し、電圧違反量が改善しているか否かを判断する（ステップＳ４３）。具体的には、制御状態判定部２６ａは、電圧違反が生じた箇所と電圧違反量とを保持しておき、最新の電圧違反量Ｖａを同一位置の過去の違反量Ｖｂと比較し、両者の差の絶対値を算出する。制御状態判定部２６ａは、両者の差の絶対値が閾値以上である場合、電圧違反量が改善していると判断し、両者の差の絶対値が閾値未満の場合、電圧違反量が改善していないと判断する。または、両者の差の絶対値が、過去の違反量Ｖｂの一定比率以上である場合に、電圧違反量が改善していると判断するといったように他の方法で電圧違反量が改善しているか否かを判断してもよい。なお、制御状態判定部２６ａは、電圧違反量Ｖａと違反量Ｖｂとが向きの異なる違反である場合、すなわち一方が下限値を下回る違反であり他方が上限値を上回る違反である場合、には、ステップＳ４３では電圧違反量が改善していると判断する。過去の違反量としては、１回前に算出された電圧違反量であってもよいし、一定時間以上前の電圧違反量を用いてもよい。
【００８７】
電圧違反量が改善していない場合（ステップＳ４３  Ｎｏ）、制御状態判定部２６ａは、電圧違反量が改善していない状態が一定時間以上継続しているか否かを判断する（ステップＳ４４）。この一定時間は任意に設定可能であるが、例えば１０分とすることができる。
【００８８】
電圧違反量が改善していない状態が一定時間以上継続している場合（ステップＳ４４  Ｙｅｓ）、制御状態判定部２６ａは、対応する電圧制御機器を制御対象からはずし（ステップＳ４５）、運用者に対するアラームを発生させ（ステップＳ４６）、処理を終了する。ステップＳ４１でＮｏの場合、ステップＳ４３でＹｅｓの場合、およびステップＳ４４でＮｏの場合は、制御状態判定部２６ａは、処理を終了する。
【００８９】
制御状態判定部２６ａは、ステップＳ４５で電圧制御機器を制御対象からはずした後、規定の時間以上経過した場合、再度、該電圧制御機器を制御対象に含めるようにしてもよい。
【００９０】
集中電圧制御装置８ａが、指令した指令値に基づいて各ローカル電圧制御装置が電圧制御機器を制御した場合には、電圧違反量は改善されるはずである。しかしながら、実施の形態１で述べた通りなんらかの理由で電圧制御機器において正しく制御が行われない可能性がある。このような場合、電圧違反量は改善されない。本実施の形態では、集中電圧制御装置８ａが、電圧違反量は改善されない状態が一定時間以上継続した場合に、電圧制御機器を制御対象からはずすようにした。その後、集中電圧制御装置８ａは、該電圧制御機器を制御対象からはずして集中電圧制御を行うため、他の電圧制御機器により電圧違反が改善される。これにより、電圧違反の長期化を抑制することができる。なお、上記実施の形態では高圧系統を例に説明したが、本願発明は低圧系統にも同様に適用できる。
【００９１】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１，５，６，７  電圧制御機器、２  母線、３−１，３−２  遮断器、４−１，４−２  配電線、８，８ａ  集中電圧制御装置、９  通信ネットワーク、１０  電圧潮流計測装置、１１，１５，１６，１７  ローカル電圧制御装置、２０，２０ａ  制御部、２１  計測制御部、２２  負荷発電量予測部、２３  負荷発電量予測値補正部、２４  電圧分布決定部、２５  タップ位置決定部、２６，２６ａ  制御状態判定部、２７  記憶部、２８  送受信部、２９  電圧上下限値決定部。
【図１】
2018078846.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成29年2月1日(2017.2.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器をそれぞれ制御する複数のローカル電圧制御装置と通信ネットワークを介して接続された集中電圧制御装置であって、
前記配電線の各点における電圧の計測値に基づいて、前記複数の電圧制御機器のうち制御対象の前記電圧制御機器である第１の電圧制御機器のそれぞれにおける制御量を算出する算出部と、
前記制御量に基づいて前記複数のローカル電圧制御装置のそれぞれへ指令する指令値を生成する生成部と、
前記複数の電圧制御機器のそれぞれが、前記指令値に従った制御を行ってない前記電圧制御機器である第２の電圧制御機器であるか否かを前記指令値に基づき判別し、前記第２の電圧制御機器を除いた前記複数の電圧制御機器を前記第１の電圧制御機器に設定する判別部と、
を備えることを特徴とする集中電圧制御装置。
【請求項２】
前記指令値は、タップ位置の変更量であり、
前記判別部は、前記生成部により、連続して一定回数以上同一の前記指令値が生成された場合に、該指令値に対応する前記電圧制御機器を前記第２の電圧制御機器であると判別することを特徴とする請求項１に記載の集中電圧制御装置。
【請求項３】
配電系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器をそれぞれ制御する複数のローカル電圧制御装置と通信ネットワークを介して接続された集中電圧制御装置であって、
前記配電線の各点における電圧の計測値に基づいて、前記複数の電圧制御機器のうち制御対象の前記電圧制御機器である第１の電圧制御機器のそれぞれにおける制御量を算出する算出部と、
前記制御量に基づいて前記複数のローカル電圧制御装置のそれぞれへ指令する指令値を生成する生成部と、
前記複数の電圧制御機器のそれぞれが、前記指令値に従った制御を行ってない前記電圧制御機器である第２の電圧制御機器であるか否かを前記指令値の変化に基づき判別し、前記第２の電圧制御機器を除いた前記複数の電圧制御機器を前記第１の電圧制御機器に設定する判別部と、
を備え、
前記指令値は、電圧の上限値および下限値を示す情報であり、
前記判別部は、適正電圧範囲からの電圧の逸脱量が改善されていない配電系統内の位置を求め、前記位置に対応する前記電圧制御機器を前記第２の電圧制御機器であると判別することを特徴とする集中電圧制御装置。
【請求項４】
配電系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器をそれぞれ制御する複数のローカル電圧制御装置と通信ネットワークを介して接続された集中電圧制御装置であって、
前記配電線の各点における電圧の計測値に基づいて、前記複数の電圧制御機器のうち制御対象の前記電圧制御機器である第１の電圧制御機器のそれぞれにおける制御量を算出する算出部と、
前記制御量に基づいて前記複数のローカル電圧制御装置のそれぞれへ指令する指令値を生成する生成部と、
前記複数の電圧制御機器のそれぞれが、前記指令値に従った制御を行ってない前記電圧制御機器である第２の電圧制御機器であるか否かを前記指令値の変化に基づき判別し、前記第２の電圧制御機器を除いた前記複数の電圧制御機器を前記第１の電圧制御機器に設定する判別部と、
を備え、
前記判別部は、第２の電圧制御機器であると判別されてから一定時間が経過した前記電圧制御機器を、前記第１の電圧制御機器に設定することを特徴とする集中電圧制御装置。
【請求項５】
前記複数のローカル電圧制御装置は、制御対象の前記電圧制御機器において設定されているタップ位置を前記集中電圧制御装置へ送信する前記ローカル電圧制御装置である第１の装置と、制御対象の前記電圧制御機器において設定されているタップ位置を前記集中電圧制御装置へ送信しない前記ローカル電圧制御装置である第２の装置と、を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の集中電圧制御装置。
【請求項６】
配電系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器と、
前記複数の電圧制御機器をそれぞれ制御する複数のローカル電圧制御装置と、
前記複数のローカル電圧制御装置と通信ネットワークを介して接続された集中電圧制御装置と、
を備え、
前記集中電圧制御装置は、
前記配電線の各点における電圧の計測値に基づいて、前記複数の電圧制御機器のうち制御対象の前記電圧制御機器である第１の電圧制御機器のそれぞれにおける制御量を算出する算出部と、
前記制御量に基づいて前記複数のローカル電圧制御装置のそれぞれへ指令する指令値を生成する生成部と、
前記複数の電圧制御機器のそれぞれが、前記指令値に従った制御を行ってない前記電圧制御機器である第２の電圧制御機器であるか否かを前記指令値に基づき判別し、前記第２の電圧制御機器を除いた前記複数の電圧制御機器を前記第１の電圧制御機器に設定する判別部と、
を備えることを特徴とする集中電圧制御システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、配電系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器をそれぞれ制御する複数のローカル電圧制御装置と通信ネットワークを介して接続された集中電圧制御装置である。この集中電圧制御装置は、配電線の各点における電圧の計測値に基づいて、複数の電圧制御機器のうち制御対象の電圧制御機器である第１の電圧制御機器のそれぞれにおける制御量を算出する算出部と、制御量に基づいて複数のローカル電圧制御装置のそれぞれへ指令する指令値を生成する生成部と、を備える。さらに、この集中電圧制御装置は、複数の電圧制御機器のそれぞれが、指令値に従った制御を行ってない電圧制御機器である第２の電圧制御機器であるか否かを指令値に基づき判別し、第２の電圧制御機器を除いた複数の電圧制御機器を第１の電圧制御機器に設定する判別部、を備える。
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月2日(2017.5.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器をそれぞれ制御する複数のローカル電圧制御装置と通信ネットワークを介して接続された集中電圧制御装置であって、
前記配電線の各点における電圧の計測値に基づいて、前記複数の電圧制御機器のうち制御対象の前記電圧制御機器である第１の電圧制御機器のそれぞれにおける制御量を算出する算出部と、
前記制御量に基づいて前記複数のローカル電圧制御装置のそれぞれへ指令する指令値を生成する生成部と、
前記複数の電圧制御機器のそれぞれが、前記指令値に従った制御を行ってない前記電圧制御機器である第２の電圧制御機器であるか否かを前記指令値に基づき判別し、前記第２の電圧制御機器を除いた前記複数の電圧制御機器を前記第１の電圧制御機器に設定する判別部と、
を備え、
前記指令値は、タップ位置の変更量であり、
前記判別部は、前記生成部により、連続して一定回数以上同一の前記指令値が生成された場合に、該指令値に対応する前記電圧制御機器を前記第２の電圧制御機器であると判別することを特徴とする集中電圧制御装置。
【請求項２】
配電系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器をそれぞれ制御する複数のローカル電圧制御装置と通信ネットワークを介して接続された集中電圧制御装置であって、
前記配電線の各点における電圧の計測値に基づいて、前記複数の電圧制御機器のうち制御対象の前記電圧制御機器である第１の電圧制御機器のそれぞれにおける制御量を算出する算出部と、
前記制御量に基づいて前記複数のローカル電圧制御装置のそれぞれへ指令する指令値を生成する生成部と、
前記複数の電圧制御機器のそれぞれが、前記指令値に従った制御を行ってない前記電圧制御機器である第２の電圧制御機器であるか否かを前記指令値の変化に基づき判別し、前記第２の電圧制御機器を除いた前記複数の電圧制御機器を前記第１の電圧制御機器に設定する判別部と、
を備え、
前記指令値は、電圧の上限値および下限値を示す情報であり、
前記判別部は、適正電圧範囲からの電圧の逸脱量が改善されていない配電系統内の位置を求め、前記位置に対応する前記電圧制御機器を前記第２の電圧制御機器であると判別することを特徴とする集中電圧制御装置。
【請求項３】
配電系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器をそれぞれ制御する複数のローカル電圧制御装置と通信ネットワークを介して接続された集中電圧制御装置であって、
前記配電線の各点における電圧の計測値に基づいて、前記複数の電圧制御機器のうち制御対象の前記電圧制御機器である第１の電圧制御機器のそれぞれにおける制御量を算出する算出部と、
前記制御量に基づいて前記複数のローカル電圧制御装置のそれぞれへ指令する指令値を生成する生成部と、
前記複数の電圧制御機器のそれぞれが、前記指令値に従った制御を行ってない前記電圧制御機器である第２の電圧制御機器であるか否かを前記指令値の変化に基づき判別し、前記第２の電圧制御機器を除いた前記複数の電圧制御機器を前記第１の電圧制御機器に設定する判別部と、
を備え、
前記判別部は、第２の電圧制御機器であると判別されてから一定時間が経過した前記電圧制御機器を、前記第１の電圧制御機器に設定することを特徴とする集中電圧制御装置。
【請求項４】
前記複数のローカル電圧制御装置は、制御対象の前記電圧制御機器において設定されているタップ位置を前記集中電圧制御装置へ送信する前記ローカル電圧制御装置である第１の装置と、制御対象の前記電圧制御機器において設定されているタップ位置を前記集中電圧制御装置へ送信しない前記ローカル電圧制御装置である第２の装置と、を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の集中電圧制御装置。
【請求項５】
配電系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器と、
前記複数の電圧制御機器をそれぞれ制御する複数のローカル電圧制御装置と、
前記複数のローカル電圧制御装置と通信ネットワークを介して接続された集中電圧制御装置と、
を備え、
前記集中電圧制御装置は、
前記配電線の各点における電圧の計測値に基づいて、前記複数の電圧制御機器のうち制御対象の前記電圧制御機器である第１の電圧制御機器のそれぞれにおける制御量を算出する算出部と、
前記制御量に基づいて前記複数のローカル電圧制御装置のそれぞれへ指令する指令値を生成する生成部と、
前記複数の電圧制御機器のそれぞれが、前記指令値に従った制御を行ってない前記電圧制御機器である第２の電圧制御機器であるか否かを前記指令値に基づき判別し、前記第２の電圧制御機器を除いた前記複数の電圧制御機器を前記第１の電圧制御機器に設定する判別部と、
を備え、
前記指令値は、タップ位置の変更量であり、
前記判別部は、前記生成部により、連続して一定回数以上同一の前記指令値が生成された場合に、該指令値に対応する前記電圧制御機器を前記第２の電圧制御機器であると判別することを特徴とする集中電圧制御システム。
【請求項６】
配電系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器と、
前記複数の電圧制御機器をそれぞれ制御する複数のローカル電圧制御装置と、
前記複数のローカル電圧制御装置と通信ネットワークを介して接続された集中電圧制御装置と、
を備え、
前記集中電圧制御装置は、
前記配電線の各点における電圧の計測値に基づいて、前記複数の電圧制御機器のうち制御対象の前記電圧制御機器である第１の電圧制御機器のそれぞれにおける制御量を算出する算出部と、
前記制御量に基づいて前記複数のローカル電圧制御装置のそれぞれへ指令する指令値を生成する生成部と、
前記複数の電圧制御機器のそれぞれが、前記指令値に従った制御を行ってない前記電圧制御機器である第２の電圧制御機器であるか否かを前記指令値の変化に基づき判別し、前記第２の電圧制御機器を除いた前記複数の電圧制御機器を前記第１の電圧制御機器に設定する判別部と、
を備え、
前記指令値は、電圧の上限値および下限値を示す情報であり、
前記判別部は、適正電圧範囲からの電圧の逸脱量が改善されていない配電系統内の位置を求め、前記位置に対応する前記電圧制御機器を前記第２の電圧制御機器であると判別することを特徴とする集中電圧制御システム。
【請求項７】
配電系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器と、
前記複数の電圧制御機器をそれぞれ制御する複数のローカル電圧制御装置と、
前記複数のローカル電圧制御装置と通信ネットワークを介して接続された集中電圧制御装置と、
を備え、
前記集中電圧制御装置は、
前記配電線の各点における電圧の計測値に基づいて、前記複数の電圧制御機器のうち制御対象の前記電圧制御機器である第１の電圧制御機器のそれぞれにおける制御量を算出する算出部と、
前記制御量に基づいて前記複数のローカル電圧制御装置のそれぞれへ指令する指令値を生成する生成部と、
前記複数の電圧制御機器のそれぞれが、前記指令値に従った制御を行ってない前記電圧制御機器である第２の電圧制御機器であるか否かを前記指令値の変化に基づき判別し、前記第２の電圧制御機器を除いた前記複数の電圧制御機器を前記第１の電圧制御機器に設定する判別部と、
を備え、
前記判別部は、第２の電圧制御機器であると判別されてから一定時間が経過した前記電圧制御機器を、前記第１の電圧制御機器に設定することを特徴とする集中電圧制御システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、配電系統の配電線に接続され当該配電線の電圧を制御する複数の電圧制御機器をそれぞれ制御する複数のローカル電圧制御装置と通信ネットワークを介して接続された集中電圧制御装置である。この集中電圧制御装置は、配電線の各点における電圧の計測値に基づいて、複数の電圧制御機器のうち制御対象の電圧制御機器である第１の電圧制御機器のそれぞれにおける制御量を算出する算出部と、制御量に基づいて複数のローカル電圧制御装置のそれぞれへ指令する指令値を生成する生成部と、を備える。さらに、この集中電圧制御装置は、複数の電圧制御機器のそれぞれが、指令値に従った制御を行ってない電圧制御機器である第２の電圧制御機器であるか否かを指令値に基づき判別し、第２の電圧制御機器を除いた複数の電圧制御機器を第１の電圧制御機器に設定する判別部、を備え、指令値は、タップ位置の変更量であり、判別部は、生成部により、連続して一定回数以上同一の指令値が生成された場合に、該指令値に対応する電圧制御機器を第２の電圧制御機器であると判別する。
【国際調査報告】
2018078846.tif 000014
2018078846.tif 000015
2018078846.tif 000016
2018078846.tif 000017