(57)【要約】【課題】集中電圧制御対象の電圧制御機器と集中電圧制御対象外の電圧制御機器とが混在する場合であっても、系統電圧を適正に電圧管理幅内に維持できる電圧監視制御装置を提供すること。【解決手段】この電圧監視制御装置（１）は、第１の電圧制御機器の機器設置点から収集した情報に基づいて機器設置点の情報が収集されていない第２の電圧制御機器の情報を推定する状態推定手段（１１）と、第２の電圧制御機器の自端動作を推定する動作推定手段（１２）と、自端動作によって発生すると予想される電圧変動を集中電圧制御の電圧変動幅に反映させる集中電圧制御手段（１３）と、を具備する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔で指令を受けて動作が制御される第１の電圧制御機器と、遠隔で指令を与えられずに自端の情報に基づいて動作する第２の電圧制御機器とが設置された配電系統の電圧を制御する電圧監視制御装置であって、
前記第１の電圧制御機器を含む機器設置点から収集した情報に基づいて、機器設置点の情報が収集されていない前記第２の電圧制御機器の機器設置点の情報を推定する状態推定手段と、
前記状態推定手段で推定された前記第２の電圧制御機器の機器設置点の情報から当該第２の電圧制御機器の動作又は状態を推定する動作推定手段と、
前記動作推定手段で推定された前記第２の電圧制御機器の動作又は状態を反映させた集中電圧制御により前記第１の電圧制御機器を制御する集中電圧制御手段と、を具備したことを特徴とする電圧監視制御装置。
【請求項２】
前記集中電圧制御手段は、前記第２の電圧制御機器が前記第１の電圧制御機器の上位に設置される場合、前記動作推定手段で推定された前記第２の電圧制御機器の動作を実行しても、前記第１の電圧制御機器より下位区間の電圧が電圧管理幅内に維持されるように前記第１の電圧制御機器を制御することを特徴とする請求項１記載の電圧監視制御装置。
【請求項３】
前記集中電圧制御手段は、前記第２の電圧制御機器が前記第１の電圧制御機器の下位に設置される場合、前記動作推定手段で推定された前記第２の電圧制御機器の状態から前記第２の電圧制御機器に制御余裕が無く、かつ前記第２の電圧制御機器より下位区間の電圧が電圧管理幅から逸脱することが推定されるならば、前記第１の電圧制御機器に前記下位区間の電圧逸脱を回避する動作をとらせることを特徴とする請求項１記載の電圧監視制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電系統に設置される複数の電圧制御機器を集中電圧制御する電圧監視制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
配電系統の制御では、一般需要家の受電端の電圧を電圧管理幅（１０１±６Ｖ）に維持することが電力事業者に義務付けられている。近年、太陽光発電（ＰＶ：PhotoVolatic  generation）等の分散型電源が普及しているが、大量のＰＶが配電系統に連系すると系統への逆潮流が発生し、配電線の電圧が上昇する現象が発生する。このため、従来のローカル電圧制御では電圧を管理幅内に維持することが困難になってきている。そこで、配電系統における各点の情報を収集し、配電系統全体の電圧の適正化を図る集中電圧制御方式が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
集中電圧制御方式では、配電系統における機器設置点から通信ネットワークを介して各種情報を収集する必要がある。この情報収集の周期が長い（例えば数十分など）場合、太陽光発電の急峻な電圧変動には対応できない。しかし、周期が短い（例えば数秒など）と、通信負荷が増大するため、設備投資が膨大となる。よって、ある程度の周期（１分〜５分程度）で情報収集がなされると想定される。したがって、集中電圧制御方式では、次の集中電圧制御が実行されるまでの時間（１分〜５分程度）でどの程度電圧が変動するかを予測し、その電圧変動幅が電圧管理幅に収まるよう各電圧制御機器の制御を決定する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４３６７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の方法では、電圧制御機器は全て集中電圧制御システムに接続されており、制御状態を集中電圧制御システムが得ることができるとともに、電圧制御機器へ指令配信も可能という前提でシステムが作られている。
【０００６】
しかしながら、既存の配電系統へ集中電圧制御システムを導入することを考えた場合、全ての電圧制御機器が通信可能ではなく、通信不可能な制御機器が系統に設置されていることも十分に考えられる。集中電圧制御において、これら通信不可能な制御機器の動作を考慮しないと、互いに逆方向に動作するなど悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、配電系統に集中電圧制御対象の電圧制御機器と集中電圧制御対象外の電圧制御機器とが混在する場合であっても、系統電圧を適正に電圧管理幅内に維持できる電圧監視制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様の電圧監視制御装置は、遠隔で指令を受けて動作が制御される第１の電圧制御機器と、遠隔で指令を与えられずに自端の情報に基づいて動作する第２の電圧制御機器とが設置された配電系統の電圧を制御する電圧監視制御装置であって、前記第１の電圧制御機器を含む機器設置点から収集した情報に基づいて、機器設置点の情報が収集されていない前記第２の電圧制御機器の機器設置点の情報を推定する状態推定手段と、前記状態推定手段で推定された前記第２の電圧制御機器の機器設置点の情報から当該第２の電圧制御機器の動作又は状態を推定する動作推定手段と、前記動作推定手段で推定された前記第２の電圧制御機器の動作又は状態を反映させた集中電圧制御により前記第１の電圧制御機器を制御する集中電圧制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、配電系統に集中電圧制御対象の電圧制御機器と集中電圧制御対象外の電圧制御機器とが混在する場合であっても、系統電圧を適正に電圧管理幅内に維持できる電圧監視制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】配電系統電圧制御システムの全体図である。
【図２】実施の形態に係る電圧監視制御装置の機能ブロック図である。
【図３】ＬＲＴの自端動作について説明するための動作説明図である。
【図４】図４Ａは自端動作における機器設置点での目標電圧の変動を示す図、図４Ｂは積算時間とタップ切替動作を説明するためのタイミング図である。
【図５】制御不可機器が制御機器の上位に設置された電力系統を示す図である。
【図６】図６ＡはＳＶＲ及びＴＶＲの電圧プロファイルを示す図、図６ＢはＳＶＲが自端動作で電圧を上げた場合の電圧プロファイルを示す図、図６Ｃは予めＴＶＲのタップ位置を下げた場合の電圧プロファイルを示す図である。
【図７】制御不可機器が制御機器の下位に設置された電力系統を示す図である。
【図８】図８ＡはＴＶＲが制御限界の場合の電圧プロファイルを示す図、図８ＢはＳＶＲが集中電圧制御で電圧を下げた場合の電圧プロファイルを示す図、図８ＣはＳＶＲとＴＶＲが同時にタップ位置を下げた場合の電圧プロファイルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本実施の形態の電圧監視制御装置について説明する。図１は配電系統電圧制御システムの全体図である。図１に示す配電系統電圧制御システムは、集中電圧制御システムが組み込まれ系統電圧を制御する電圧監視制御装置１と、配電系統に設置された負荷時タップ切替変圧器（以下、ＬＲＴ（Load Ratio Transfer）という）２と、ＬＲＴ２の下位に設置された自動電圧調整器（以下、ＳＶＲ（Step Voltage Regulator）という）３と、ＳＶＲ３の下位に設置されたサイリスタ式自動電圧調整器（以下、ＴＶＲ（Thyristor Voltage Regulator）という）４と、電圧監視制御装置１とＬＲＴ２及びＴＶＲ４との間を接続する通信ネットワーク５と、を備えている。通信ネットワーク５を介して電圧監視制御装置１と接続されたＬＲＴ２及びＴＶＲ４は、電圧監視制御装置１から遠隔で指令を受けて動作が制御される第１の電圧制御機器を構成する。電圧監視制御装置１と接続されていないＳＶＲ３は、電圧監視制御装置１から遠隔で指令を与えられずに自端の情報に基づいて動作する第２の電圧制御機器を構成する。本実施の形態において、遠隔で指令を受けて動作が制御される第１の電圧制御機器のことを制御機器と呼び、遠隔で指令を与えられずに自端の情報に基づいて動作する第２の電圧制御機器のことを制御不可機器と呼ぶこととする。
【００１２】
ＬＲＴ２は、例えば変電所に設置される配電用変圧器であり、機械式のタップ切替機構を有するステップ型電圧調整器である。変圧器の負荷をかけた状態で、巻線のタップ位置を切り替えることで、送電線あるいは配電線の電圧を調整する。ＳＶＲ３は、配電線の電圧降下又は電圧上昇を補償するため、系統の途中に直列に設置され、自動的に変圧器のタップ位置を切り替えるステップ型電圧調整器である。ＴＶＲ４は、サイリスタによる切替機構を有するステップ型電圧調整器であり、タップ切替えを機械的な接点で行わないことから高速のタップ切替えが可能であると共に機械的接点の消耗の心配が無い。
【００１３】
図１において制御機器となるＬＲＴ２及びＴＶＲ４は、機器設置点の情報を所定周期で通信ネットワーク５を介して電圧監視制御装置１へ送信する。機器設置点の情報は、例えば機器設置点の電圧情報及び制御機器を通過する電流情報等の計測情報と、制御機器の現在のタップ位置等の機器制御量とを含むことができる。本例では制御機器となるＬＲＴ２及びＴＶＲ４は、電圧監視制御装置１が集中電圧制御の下で決定した指令値（例えタップ位置等の整定値）が配信される。図１において制御機器となるＬＲＴ２及びＴＶＲ４は、機器制御量は現在のタップ位置で報告され、整定値はタップ位置で指示される。このため、電圧監視制御装置１と制御機器との間では、機器制御量及び整定値（指令値）としてタップ位置の情報がやり取りされるが、制御方法によっては、不感帯、線路抵抗、線路リアクトル、動作時限などの情報をやり取りしても良い。
【００１４】
図１において制御不可機器となるＳＶＲ３は、通信ネットワーク５を介して電圧監視制御装置１と接続されていない。このため、ＳＶＲ３は、電圧監視制御装置１から遠隔で指令を与えられずに、自端の情報に基づいて自端動作して自端電圧を制御する。なお、制御機器が通信ネットワーク５を介して電圧監視制御装置１と接続された状態であっても通信が遮断された状態、又は通信機能は維持されているが電圧監視制御装置１による集中電圧制御下から外れた状態である場合も制御不可機器として扱うことができる。
【００１５】
図１において制御不可機器であるＳＶＲ３は、機器設置点の情報（電圧、電流等の計測情報及びタップ位置等の機器制御量）が通信ネットワーク５経由で電圧監視制御装置１へ送信されない。電圧監視制御装置１から集中電圧制御の下で決定した整定値（例えばタップ位置）等の指令を受けてタップ位置を遠隔で調整することもない。ＳＶＲ３は、機器設置点の計測情報及び機器制御量に基づいて、自端電圧が電圧管理幅から逸脱しないように自端動作により出力を制御する。
【００１６】
ＬＲＴ２の二次側には母線６が接続されている。母線６には複数本の配電線７が並列に接続されている（図１では１系統のみ示している）。配電線７の一端が開閉器８を介して母線６に接続されている。配電線７には、上記した通り、制御不可機器となるＳＶＲ３及び制御機器となるＴＶＲ４が接続されると共に、需要家９及びＰＶ１０が変圧器１１を介して接続される。なお、図示されていないが配電線７上に設定される複数の測定点には、センサ内蔵の開閉器、電圧潮流計等が設置されていて、それら測定点における情報（電圧および潮流）は通信ネットワーク５を介して定期的に電圧監視制御装置１に送信する。電圧監視制御装置１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、各電圧制御機器に整定値（指令値）を与える。
【００１７】
図２は電圧監視制御装置１の機能ブロックを示している。電圧監視制御装置１は、電力系統における制御不可機器であるＳＶＲ３の機器設置点の情報を推定する状態推定手段１１と、制御不可機器であるＳＶＲ３の動作又は状態を推定する動作推定手段１２と、制御機器であるＬＲＴ２及びＴＶＲ４を集中電圧制御する集中電圧制御手段１３と、を具備している。状態推定手段１１は、図１に示す電力系統図の系統構成情報、各電圧制御機器のシステム構成情報（制御限界であるタップ位置の上限／下限等）が予め記憶されている。状態推定手段１１は制御機器であるＬＲＴ２及びＴＶＲ４を含む制御機器の機器設置点の情報（計測情報等、機器制御情報）を通信ネットワーク５経由で収集し、制御機器の機器設置点の情報から制御不可機器であるＳＶＲ３の機器設置点の情報を推定する。動作推定手段１２は、制御不可機器が制御機器の上位に設置される場合（図５の電力系統図を参照）、状態推定手段１１で推定された制御不可機器であるＳＶＲ３の機器設置点の情報（電圧、電流、機器制御量）からＳＶＲ３の自端動作を推定する。また、動作推定手段１２は、制御不可機器が制御機器の下位に設置される場合（図７の電力系統図を参照）、状態推定手段１１で推定された制御不可機器（図７のＴＶＲ４）に隣接する制御機器からの制御機器情報（電圧、電流、位相等）から制御不可機器の状態（制御余裕の程度）を推定する。なお、制御不可機器を電力系統に設置する際に、制御不可機器の制御方法や指令値などを決定しているため、これらの情報に対応した機器制御量を予め電圧監視制御装置１の動作推定手段１２に記憶しておく。集中電圧制御手段１３は、動作推定手段１３で推定された制御不可機器であるＳＶＲ３の自端動作による電圧変動に対して配電系統の系統電圧が電圧管理幅内に維持される整定値を決定し制御機器であるＬＴＲ２及びＴＶＲ４に対して配信する。
【００１８】
電圧監視制御装置１は、電力系統に設置された制御機器から通信ネットワーク５を通して入力情報を収集する。電力系統に設置された制御機器は通信ネットワーク５に接続されていて、各制御機器の電圧及び又は電流をセンシングする機能を有する装置で構成される。電圧監視制御装置１が収集する入力情報は、制御機器であるＬＲＴ２，ＴＶＲ４、その他の制御機器（センサ内蔵の開閉器等）の機器設置点における電圧（Ｖ）、電流（Ｉ）等の計測情報と、制御機器であるＬＲＴ２，ＴＶＲ４のタップ位置等の機器制御量で構成される。
【００１９】
電圧監視制御装置１は、通信ネットワーク５を通して収集される入力情報を状態推定手段１１へ入力する。状態推定手段１１は、計測情報、機器制御量を入力とし、潮流計算に基づいた状態推定で、系統全体の電圧や電流を推定する。潮流計算とは、電力系統の構成や負荷で消費される有効電力や無効電力などを与え、系統各点の電圧や電流を計算するものである。状態推定とは、制御機器の機器設置点の電圧、電流などの計測情報から、制御不可機器の機器設置点等の計測点以外の電圧、電流、機器制御量（タップ位置）等の情報を推定するものである。潮流計算と状態推定の手法は本実施の形態では限定されない。例えば、制御機器の機器設置点の電圧、電流等と、潮流計算結果の電圧、電流情報との二乗誤差が最小となるよう、負荷の有効電力、無効電力の量を変化させつつ、潮流計算を繰り返し実行する方法などがある。状態推定手段１１は、制御不可機器であるＳＶＲ３の機器設置点における電圧、電流等の情報を推定し、推定した情報を制御機器情報として動作推定手段１２へ入力する。
【００２０】
動作推定手段１２は、制御不可機器が制御機器の上位に設置される場合（図５の電力系統図を参照）、状態推定手段１１から入力される制御不可機器であるＳＶＲ３の制御機器情報からＳＶＲ３が実行する自端動作を予測する。そして予測した自端動作を実行した場合にＳＶＲ３の制御量（タップ位置）がどのように変化する可能性があるか推定する。動作推定手段１２が推定したＳＶＲ３の制御量（タップ位置等）は集中電圧制御手段１３へ入力される。また、動作推定手段１２は、制御不可機器が制御機器の下位に設置される場合（図７の電力系統図を参照）、状態推定手段１１から入力される制御不可機器（図７のＴＶＲ４）を挟む上位及び下位の機器設置点の制御機器情報から制御不可機器（図７のＴＶＲ４）の状態（制御限界か否か）を推定する。動作推定手段１２が推定した制御不可機器（図７のＴＶＲ４）の状態は集中電圧制御手段１３へ入力される。
【００２１】
集中電圧制御手段１３は、制御不可機器が制御機器の上位に設置される場合、制御不可機器であるＳＶＲ３の制御量（タップ位置の推定変化）に基づいて、ＳＶＲ３のタップ位置が変化して電圧変動があっても、配電系統全体の電圧を電圧管理幅内に制御できるよう、制御機器であるＬＲＴ２、ＴＶＲ４の整定値及び制御量を決定する。集中電圧制御手段１３は、制御機器であるＬＲＴ２、ＴＶＲ４に対して決定した整定値、制御量を配信する。また、集中電圧制御手段１３は、制御不可機器が制御機器の下位に設置される場合、制御不可機器（図７のＴＶＲ４）の状態（制御限界か否か）に基づいて、制御機器（図７のＬＲＴ２、ＳＶＲ３）の整定値及び制御量を決定する。
【００２２】
次に、本実施の形態に係る電圧監視制御装置１の動作について具体的に説明する。
動作推定手段１２が制御不可機器であるＳＶＲ３の自端動作を推定する。まず、制御不可機器の基本的な自端動作について説明する。電圧制御機器の自端動作の制御モデルは、ＬＲＴ２、ＳＶＲ３、ＴＶＲ４で共通する。ここでは、ＬＲＴ２における自端動作を一例として説明するが、ＳＶＲ３、ＴＶＲ４における自端動作も概略同じである。図３に示すようにＬＲＴ２はバンクの送り出しに設置される変圧器であり、配電線７に直列に設置されている。ＬＲＴ２は１次側の変圧比がタップ位置で変更可能であり、ＬＲＴ２より下位の系統電圧を電圧管理幅内に制御するため、タップ位置を上下させる。電圧監視制御装置１による集中電圧制御から切り離された自端動作は、次のようになる。ＬＲＴ２の二次側となる機器設置点の自端電圧（Ｖｍ）、通過電流（Ｉｄ,Ｉｑ）を検出して入力とし、式（１）より目標電圧（Ｖtarget）を計算する。なお、「ｒ」はＬＲＴ２の二次側配電区間における配電線中間点までの線路抵抗、ｘは線路リアクトルである。
Ｖtarget＝Ｖｍ−（Ｉｄ×ｒ＋Ｉｑ×ｘ）…式（１）
【００２３】
目標電圧（Ｖtarget）が電圧指令値（Ｖｒｅｆ）と比較し不感帯以上に差がある場合、式（２）のように不感帯を超えている時間を積算していく。また、目標電圧（Ｖtarget）が不感帯内に戻った場合、式（３）のように不感帯内にいる時間をマイナス値として積算し時間を減らしていく。
積算時間＝積算時間＋不感帯を超えた時間…式（２）
積算時間＝積算時間−不感帯内にいる時間…式（３）
【００２４】
具体的には、図４に示す区間Ｄ１、Ｄ３のように、目標電圧（Ｖtarget）が電圧指令値（Ｖｒｅｆ）を基準として不感帯を超えている状態で積算時間は増加する。ＬＲＴ２は、積算時間が閾値として設定した動作時限を超えた場合、タップを１段切り替える。図４ではタップ切替えにより目標電圧（Ｖtarget）が電圧指令値（Ｖｒｅｆ）を基準として不感帯内に戻っている。図４に示す区間Ｄ２のように、目標電圧（Ｖtarget）が電圧指令値（Ｖｒｅｆ）を基準として不感帯内に戻っている状態では積算時間は減少する。
【００２５】
ＬＲＴ２は、上記自端動作により、目標電圧（Ｖtarget）を電圧管理幅内に維持している。ＳＶＲ３、ＴＶＲ４はＬＲＴ２と同様のタップ切替式の変圧器であるので、ＬＲＴ２と同様の自端動作になる。但し、ＬＲＴ２とＳＶＲ３は配電系統での設置位置に差が存在し（ＳＶＲ３以下には複数の配電線は設置されない（分岐線は存在する））、タップ１段で変更される変圧比がＳＶＲ３の方が大きいという差が存在する。
【００２６】
次に、電力系統において制御不可機器（ＳＶＲ３）が制御機器（ＴＶＲ４）よりも上位に設置された場合の具体的な動作について説明する。制御不可機器が制御機器の上位にある場合、制御不可機器の動作が制御機器へと影響する。そのため、制御不可機器が動作する方向、制御量を推定し、その動作があっても、電圧を管理幅内に制御できる位置に、制御機器を制御する。
【００２７】
図５にＳＶＲ３が制御不可機器であり、ＴＶＲ４が制御機器である電力系統を示す。ＬＲＴ２及びＴＶＲ４は電圧監視制御装置１から遠隔で制御可能であり、ＳＶＲ３は、例えば通信機能がないために電圧監視制御装置１の集中電圧制御から外れて自端動作するものとする。また、図６Ａから図６Ｃは、横軸がＬＲＴ２，ＳＶＲ３，ＴＶＲ４の設置位置に対応した距離を示しており、縦軸が各位置における電圧を示している。図６Ａには制御不可機器であるＳＶＲ３が自端動作した場合の電圧プロファイルを示している。この電圧プロファイルは、状態推定により推定されたものである。ＳＶＲ３の目標電圧は、ＳＶＲ区間の中間点における目標電圧であり、図６Ａに示す通り、現在の電圧より上方に設定されているものとする。現在の電圧が不感帯を下回っているため、ＳＶＲ３による自端動作では電圧が上側へ移動するようにタップ位置を切り替える可能性が高い。
【００２８】
かかる状態において、状態推定手段１２が制御不可機器であるＳＶＲ３以下の電圧を推定する。ＳＶＲ３の設定した目標電圧よりも現在の電圧が低いため、ＳＶＲ３が自端動作で電圧を上げる方向にタップ位置を変化させる可能性が高い。図６Ｂに点線で示すＳＶＲ区間のように、ＳＶＲ３が自端動作で電圧を上げる方向にタップ位置を変化させると、下位のＴＶＲ４が電圧制御するＴＶＲ区間の電圧も上がる。このため、図６Ｂに点線で示すＴＶＲ区間のように、ＳＶＲ区間よりも下位のＴＶＲ区間において電圧逸脱（電圧管理幅を上回る）が発生する可能性がある。
【００２９】
そこで、動作推定手段１２は、状態推定手段１２によるＳＶＲ３以下の電圧推定結果を受けて、ＳＶＲ３の設定した目標電圧よりも現在の電圧が低ければ、ＳＶＲ３が自端動作で電圧を上げる方向にタップ位置を変化させると推定し、ＳＶＲ３について推定した制御量（タップ位置、タップ切り替え方向等）を集中電圧制御手段１３へ入力する。具体的には、ＴＶＲ区間の最大電圧と電圧管理幅上限までの電圧差が、制御不可機器（ＳＶＲ３）のタップ１段分の電圧変化分×ａよりも少ない場合は、制御機器（ＴＶＲ４）のタップ位置を下げる（電圧を下げる方向）。ここで、係数ａは通常は１であり、ＴＶＲ区間の電圧幅が大きい場合は、１より小さい数字に設定する。係数ａは需要家９の負荷変動とＰＶ１０の最大発電量から最適値に設定すすることが望ましい。以上のように、制御不可機器（例えば図５のＳＶＲ３）が現在の状態から自端動作したと仮定した場合の電圧変動幅を、最大で制御不可機器（例えば図５のＳＶＲ３）のタップ１段分とし、タップ１段分だけ電圧変動しても電圧管理幅から電圧逸脱しないようにしている。これにより、需要家９による電力変動を過去の使用履歴から予測し、ＰＶ１０による電力変動を気象情報から予測して、電圧変動下限値と上限値を定め、その電圧変動幅が電圧管理幅に収まるように制御する集中電圧制御システムに比べて、高い精度で制御不可機器の機器設置点の情報（電力変動）を予測でき、推定される制御不可機器の動作を踏まえて、制御機器に対する集中電圧制御が可能になる。集中電圧制御手段１３は、ＳＶＲ３よりも下位に設置されたＴＶＲ４の制御量又は整定値（タップ位置等）を決める。図６Ｃに示すように、集中電圧制御手段１３は、動作推定手段１２で推定した制御不可機器であるＳＶＲ３の制御量から、ＴＶＲ区間の電圧が電圧管理幅を上回ると推定される場合、制御機器であるＴＶＲ４のタップ位置をＴＶＲ区間の電圧を下げるように決定する。この制御によって、制御不可機器であるＳＶＲ３が自端動作によりＳＶＲ以下の電圧が上がる方向へタップ位置を切り替えても、ＴＶＲ４のタップ位置がＴＶＲ区間の電圧を下げる方向に切り替えられ、ＴＶＲ区間の電圧が管理幅内に維持される。
【００３０】
次に、電力系統において制御不可機器よりも上位に制御機器が設置された状態での具体的な動作について説明する。制御不可機器が制御機器の下位にある場合、制御機器の動作が制御不可機器へと影響する。制御不可機器より下位の区間で電圧逸脱が発生しそうな場合に上位の制御機器で電圧逸脱を回避しようとしても、制御不可機器は自端で電圧を制御するため、上位の制御機器の動作を打ち消す可能性がある。よって制御不可機器の状態（制御余裕の程度）を推定し、制御余裕がなく、かつ電圧逸脱をしそうな場合にのみ、上位の制御機器が下位の制御不可機器を助けるよう動作するものとする。
【００３１】
図７はＬＲＴ２及びＳＶＲ３が制御機器であり、ＴＶＲ４が制御不可機器である電力系統を示す。ＬＲＴ２及びＳＶＲ３は電圧監視制御装置１から制御可能であり、ＴＶＲ４は、例えば通信機能がないために電圧監視制御装置１の集中電圧制御から外れて自端動作するものとする。また、図８Ａから図８Ｃは、横軸がＬＲＴ２，ＳＶＲ３，ＴＶＲ４の設置位置に対応した距離を示しており、縦軸が各位置における電圧を示している。図８ＡにはＴＶＲ４が自端動作した場合の電圧プロファイルを示している。ＴＶＲ４の目標電圧は、ＴＶＲ区間の中間点における目標電圧であり、図８Ａに図示する通り、現在の電圧より下方に設定されているものとする。不感帯を超えているため、ＴＶＲ４は電圧を下げる方向にタップ位置を切り替える可能性が高い状態である。
【００３２】
かかる状態において、状態推定手段１２がＴＶＲ４以下のＴＶＲ区間の電圧を推定する。制御不可機器であるＴＶＲ４の目標電圧よりも現在の電圧が高いと推定される。一方、動作推定手段１２は、ＴＶＲ４のタップ位置を推定している。制御不可機器であるＴＶＲ４のタップ位置は、ＴＶＲ４を挟んで設置される上位側の機器設置点（図７におけるＳＶＲ３）の情報（電流、電流、位相等）と、下位側の機器設定（例えば図示していないセンサ付き開閉器）の情報（電流、電流、位相等）とから推定できる。図８Ａに示す例では、ＴＶＲ４はタップ位置をこれ以上は下げられない最小タップ位置（制御限界）であると推定している。図８Ｂに示すように、動作推定手段１２は、ＴＶＲ４の目標電圧よりも現在の電圧が高いと推定されていて、かつ、ＴＶＲ４が最小タップ位置（制御限界）であると推定される場合は、上位のＳＶＲ３に対してタップ位置を下げる方向に切り替える整定値（タップ位置）を決定する。これにより、図８Ｂに点線で示すようにＳＶＲ区間及びＴＶＲ区間の電圧が下げられる。
【００３３】
ここで、ＴＶＲ４の目標電圧よりも現在の電圧が高いと推定されているが、ＴＶＲ４が最小タップ位置（制御限界）でないと推定された場合の動作について説明する。図８Ｃに示すように、ＴＶＲ４が制御限界でなく制御に余裕がある場合（さらにタップ位置を下げられる場合）、ＳＶＲ３が電圧を下げる方向にタップ位置を切り替えるのと同時に、ＴＶＲ４が自端動作によりさらにＴＶＲ区間の電圧を下げる方向にタップ位置を切り替えことになる。その結果、図８Ｃに２点鎖線で示すようにＴＶＲ４の目標電圧よりも現在の電圧が不感帯を超えて低くなり、次回の制御では逆方向となるＴＶＲ区間の電圧を上げる方向に制御することになる。
【００３４】
そこで、動作推定手段１２は、ＴＶＲ４のタップ位置を推定しており、タップ位置が制御限界でないと推定される場合は、ＳＶＲ３による電圧制御を制限して、ＴＶＲ４の自端動作に任せることとする。
【００３５】
以上により、本実施の形態によれば、集中電圧制御対象となる制御機器と集中電圧制御の対象から外れた制御不可機器とが混在した環境であっても、互いに悪影響を及ばさない集中電圧制御を実施し、電圧を管理幅内に制御することができる。
【００３６】
また、本実施の形態によれば、制御機器から通信ネットワーク５を介して収集される情報（電圧、電流、タップ位置等）から制御不可機器の機器設置点の情報を推定するので、需要家９による電力変動を過去の使用履歴から予測し、ＰＶ１０による電力変動を気象情報から予測する集中電圧制御システムに比べて、高い精度で制御不可機器の機器設置点の情報（電力変動）を予測でき、推定される制御不可機器の動作を踏まえて、制御機器に対する集中電圧制御が可能になる。
【００３７】
なお、上記本実施の形態において、制御機器または制御不可機器となる電圧制御機器は、ＬＲＴ，ＳＶＲ，ＴＶＲに限定されるものではない。電力系統に設置されて電圧を制御できる機器であれば良く、ステップ的なタップ切替ではなく、連続型の電圧制御が可能な機器であってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１  電圧監視制御装置
２  負荷時タップ切替変圧器（ＬＲＴ）
３  自動電圧調整器（ＳＶＲ）
４  サイリスタ式自動電圧調整器（ＴＶＲ）
５  通信ネットワーク
６  母線
７  配電線
８  センサ内蔵の開閉器
９  需要家
１０  ＰＶ
１１  状態推定手段
１２  動作推定手段
１３  集中電圧制御手段
【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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