(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に設置される電圧調整機器の制御に係る整定値を算出する電圧調整機器の整定値算出装置において、
前記電力系統に設置される計測機器から実測データを収集する計測値収集部と、
所定の運用期間における複数の負荷断面の実測データに基づいて潮流計算を行い、前記潮流計算の結果に基づいて前記整定値の制約条件を求め、前記制約条件を満たす前記運用期間を算出する整定値運用期間算出計算部と、
前記で算出した各運用期間の制約条件に基づいて前記整定値を算出する整定値算出計算部と、
を備えることを特徴とする電圧調整機器の整定値算出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電圧調整機器の整定値算出装置は、
前記実測データを保存する計測値記憶部を更に備え、
前記整定値運用期間算出計算部は、
前記計測値記憶部に保存される実測データ、及び前記実測データから推定した値に基づいて前記潮流計算を行うことを特徴とする電圧調整機器の整定値算出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電圧調整機器の整定値算出装置において、
前記整定値運用期間算出計算部は、
前記電圧調整機器が管理する電力系統の電圧管理範囲の各点における電圧、前記各点における上限電圧及び下限電圧を前記潮流計算によって求め、
各点における前記上限電圧と前記電圧との差分の最小値から上限電圧尤度、及び前記電圧と前記下限電圧との差分の最小値から下限電圧尤度を求め、前記上限電圧尤度及び前記下限電圧尤度に基づいて前記電圧調整機器の送出電圧の範囲を規定する前記制約条件を求めること
を特徴とする電圧調整機器の整定値算出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電圧調整機器の整定値算出装置において、
前記潮流計算の結果には、前記電圧調整機器の通過電流、前記電圧調整機器の力率、前記電圧調整機器の送出電圧、前記電圧調整機器が管理する電力系統の電圧管理範囲の各点における電圧、前記各点における上限電圧、及び前記各点における下限電圧が含まれることを特徴とする電圧調整機器の整定値算出装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電圧調整機器の整定値算出装置において、
前記整定値運用期間算出計算部は、
所定の運用期間において前記制約条件を満たす場合は、前記所定の運用期間を拡大した運用期間で再度前記制約条件の計算を行うことを特徴とする電圧調整機器の整定値算出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電圧調整機器の整定値算出装置において、
前記整定値運用期間算出計算部は、
前記拡大した運用期間において前記制約条件を満たさない場合は、一つの前記整定値を算出する運用期間を前記所定の運用期間と決定し、新たな前記整定値を算出する運用期間について、前記制約条件の計算を行うことを特徴とする電圧調整機器の整定値算出装置。
【請求項７】
請求項５に記載の電圧調整機器の整定値算出装置において、
前記整定値運用期間算出計算部は、
前記拡大した運用期間において前記制約条件を満たす場合は、前記拡大した運用期間をさらに拡大した運用期間で再度前記制約条件の計算を行うことを特徴とする電圧調整機器の整定値算出装置。
【請求項８】
請求項１に記載の電圧調整機器の整定値算出装置は、
前記電力系統の接続情報、線路インピーダンスを含む系統情報を保存する系統情報記憶部を更に備えることを特徴とする電圧調整機器の整定値算出装置。
【請求項９】
請求項１に記載の電圧調整機器の整定値算出装置において、
前記整定値には、ＬＤＣ抵抗値Ｚ及びＬＤＣ基準電圧Ｖｒｅｆを含むことを特徴とする電圧調整機器の整定値算出装置。
【請求項１０】
電力系統に設置される電圧調整機器の制御に係る整定値を算出する電圧調整機器の整定値算出方法において、
前記電力系統に設置される計測機器から実測データを収集し、所定の運用期間における複数の負荷断面の実測データに基づいて潮流計算を行い、前記潮流計算の結果に基づいて前記整定値の制約条件を求め、前記制約条件を満たす前記運用期間を算出し、前記で算出した各運用期間の制約条件に基づいて前記整定値を算出することを特徴とする電圧調整機器の整定値算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧自動調整器の整定値を設定する電圧自動調整器の整定値算出装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
配電系統の電圧は、配電用変電所の変圧器（ＬＲＴ：Ｌｏａｄ  Ｒａｔｉｏ  Ｔａｐ‐ｃｈａｎｇｅｒ）のタップ切替や電圧自動調整器（ＳＶＲ：Ｓｔｅｐ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）のタップ切替によって制御される。これらの装置には、系統の電圧低下を補償するようにＬＲＴ、ＳＶＲの二次側電圧（出力電圧）を決定する制御装置であるＬＤＣ（Ｌｉｎｅ Ｄｒｏｐ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ）が設置されている。このＬＤＣのパラメータの決定手法として、次のような手法が示されている。
【０００３】
特許文献１では計測データを利用し、ＳＶＲ通過有効電力Ｐｓｖｒ、無効電力Ｑｓｖｒに相当する計測データを基に、まず、分析対象期間内では配電系統の分析対象ノードの電圧上下限値範囲内となるような電圧自動調整器の出力電圧理想値Ｖｓを求め、次に、この理想値Ｖｓと配電系統の電気量の計測値との相関を重回帰分析することによって、電圧自動調整器の整定値を決定する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０‐２２０２８３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の方法を用いて、通年あるいは期間毎のＬＤＣ最適整定値を算出し、電圧余裕度の高くなる運用方法を見出すことができる。これに加えてさらに運用期間の分割を行うことで精度の高い運用を可能とすることができる。しかし、現在のところ運用期間の分割位置の決め方に関する方法はなく、また計画問題としても組み合わせ問題と定義され、既存手法による計算手法では分割位置の解を導出することは精度の点で課題がある。
【０００６】
本発明は、電圧調整機器を適切に運用可能な運用期間を決定し、各運用期間における整定値を求めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する為に本発明は、電力系統に設置される電圧調整機器の制御に係る整定値を算出する電圧調整機器の整定値算出装置において、前記電力系統に設置される計測機器から実測データを収集する計測値収集部と、所定の運用期間における複数の負荷断面の実測データに基づいて潮流計算を行い、前記潮流計算の結果に基づいて前記整定値の制約条件を求め、前記制約条件を満たす前記運用期間を算出する整定値運用期間算出計算部と、前記で算出した各運用期間の制約条件に基づいて前記整定値を算出する整定値算出計算部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明で分割した運用期間に基づき、各運用期間での適切な整定値で電圧調整機器を運用することにより、電圧を適正範囲内に収めた配電系統の運用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の関わるシステム構成例を示す。
【図２】整定値運用期間導出処理フローを示す。
【図３】送出電圧許容範囲説明図を示す。
【図４】運用期間決定イメージ図を示す。
【図５】各運用期間における整定値決定イメージ図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、電圧調整機器の整定値パラメータをＬＤＣ抵抗値Ｚ、ＬＤＣ基準電圧Ｖｒｅｆを例とし、本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
図１は、本発明が関わるシステム構成例である。
【００１２】
本発明を構成する電圧調整機器の整定値算出装置１０は、計測機器１０５から計測値収集部１０２が収集して計測値記憶部１０３に記録された実測データを用いて、整定値運用期間算出計算部１００が、時刻ｔの負荷断面において潮流計算等によって算出される電圧調整機器の通過電流Ｉｖｒ（ｔ）（ｖｒ：Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）、力率Ｐｈｖｒ（ｔ）、送出電圧Ｖｖｒ（ｔ）、電圧調整機器Ａ１０６が管理する電圧管理範囲１０８の各点ｉにおける電圧Ｖ（ｉ,ｔ）、各点における上限電圧ＶＵ（ｉ）、下限電圧ＶＬ（ｉ）を元に運用期間の分割を行うものである。
【００１３】
系統の接続情報や線路インピーダンスなどの潮流計算等に必要なデータは系統情報記憶部１０４に保存されているものとする。
【００１４】
整定値運用期間算出計算部１００が算出した結果を元に、整定値算出計算部１０１が各期間の最適整定値を算出し、自動又はユーザにより電圧調整機器Ａ１０６の整定を変更する。
【００１５】
整定値算出計算部１０１が算出した各期間の最適整定値を表示し、表示内容を確認したユーザが電圧調整機器Ａ１０６の整定値を変更する場合や、通信等を用いて直接電圧調整機器Ａ１０６に対して整定値変更の指令を行う場合等が考えられる。
【００１６】
尚、電圧調整機器の整定値算出装置１０は、ハードディスク、メモリ、ＣＰＵ、入出力装置、及び装置間を接続する通信バス等で構成される。
【００１７】
次に、整定値運用期間算出計算部１００における電圧調整機器Ａ１０６の整定値の運用期間の分割方法を図２に示し、主な処理手順を以下のステップ毎に説明する。
【００１８】
ステップ０でデータセットの作成を行う。
【００１９】
運用期間の分割を開始する日時を基点として、最小単位の運用期間Ｊ０（年間、月間、日間、時間など）に含まれる全ての時刻ｔの負荷断面において、過去の実測、又は推定値から潮流計算等を行い、Ｖｖｒ（ｔ）、Ｉｖｒ（ｔ）、Ｐｈｖｒ（ｔ）、Ｖ（ｉ,ｔ）、ＶＵ（ｉ）、ＶＬ（ｉ）のデータセットを作成する。
【００２０】
ステップ１で電圧尤度計算を行う。
【００２１】
運用期間Ｊ０に含まれる全ての負荷断面ｔにおける電圧管理範囲において、地点ｉのＶＵ（ｉ）とＶ（ｉ、ｔ）の差分の最小値を上限電圧尤度と定義し、ΔＶＵ（ｔ）と表す。また、地点ｉのＶ（ｉ、ｔ）とＶＬ（ｉ）の差分の最小値を下限電圧尤度と定義し、ΔＶＬ（ｔ）と表す。ΔＶＵ（ｔ）とΔＶＬ（ｔ）は下記のように計算することができる。
【００２２】
（数１）
ΔＶＵ（ｔ）＝ｍｉｎ（ＶＵ（ｉ）−Ｖ（ｉ,ｔ））
ΔＶＬ（ｔ）＝ｍｉｎ（Ｖ（ｉ,ｔ）−ＶＬ（ｉ））
【００２３】
ステップ２で電圧調整機器設置点における送出電圧許容範囲の算出を行う。
【００２４】
運用期間Ｊ０に含まれる全ての負荷断面ｔの電圧調整機器の設置点における電圧上下限に対する送出電圧許容範囲の上限Ｖｖｒｍａｘ（ｔ）と下限Ｖｖｒｍｉｎ（ｔ）は、ステップ１で算出した上限電圧尤度ΔＶＵ（ｔ）と下限電圧尤度ΔＶＬ（ｔ）を用いて、次のように計算することができる。
【００２５】
（数２）
Ｖｖｒｍａｘ（ｔ）＝Ｖｖｒ（ｔ） ＋ΔＶＵ（ｔ）  
Ｖｖｒｍｉｎ（ｔ）＝Ｖｖｒ（ｔ） −ΔＶＬ（ｔ）  
【００２６】
ステップ３で各負荷断面における不等式制約条件を設定する。
【００２７】
運用期間Ｊ０に含まれる全ての負荷断面ｔにおいて、整定値をＺ、Ｖｒｅｆと設定した場合の電圧調整機器が制御する送出電圧の想定値Ｖｖｒ´（ｔ）は、以下のように表すことができる。
【００２８】
（数３）
Ｖｖｒ´（ｔ）＝Ｚ×Ｉｖｒ（ｔ）＋Ｖｒｅｆ  
【００２９】
ここで、Ｖｖｒ´（ｔ）がステップ２で算出した送出電圧許容範囲内であれば、電圧維持が可能と見なし、整定値Ｚ、Ｖｒｅｆについて以下の不等式によって制約条件を設定する。
【００３０】
（数４）
Ｚ×Ｉｖｒ（ｔ）＋Ｖｒｅｆ＜Ｖｖｒｍａｘ（ｔ）
Ｚ×Ｉｖｒ（ｔ）＋Ｖｒｅｆ≧Ｖｖｒｍｉｎ（ｔ）
【００３１】
送出電圧許容範囲を示した図を図３に示す。
【００３２】
ステップ４で運用期間の決定を行う。
【００３３】
運用期間Ｊ０において、全ての負荷断面ｔにおける不等式制約を満たす整定値（Ｚ及びＶｒｅｆ）が存在しない場合、運用期間を短縮するか、系統対策により上下限電圧尤度を拡大させる必要があるため、処理を中断する。整定値が存在する場合、さらに運用期間を拡大して運用期間Ｊｋ＝Ｊｋ−１＋Ｎ（ｋ＝１、２、３…、Ｎは期間分割幅であり、年間、月間、日間、時間など)の全ての負荷断面ｔについて、ｋ＝１から順に制約条件を満たす整定値(Ｚ及びＶｒｅｆ)の有無の判定をステップ１〜ステップ３のＪ０をＪｋとして繰り返す。
【００３４】
ステップ５で次の運用期間の決定を行う。
【００３５】
運用期間Ｊｋ（ｋ＝１、２、３…）において、整定値が存在しない場合は運用期間Ｊｋ−１を一つの整定値で運用を行う期間と決定し、運用期間Ｊｋ−１の次の期間を新たな整定値で運用する検討対象の運用期間Ｊ０とし、以下ステップ０〜ステップ４を繰り返す。
【００３６】
運用期間Ｊ１と運用期間Ｊ２で運用期間を分割したイメージを図４に示す。
【００３７】
図４は、運用期間Ｊ０と運用期間Ｊ１を含めた送出電圧許容範囲、運用期間Ｊ２の送出電圧許容範囲を示している。尚、運用期間Ｊ０Ｊ１Ｊ２を含めた整定値の解は存在せず、このように期間分割を行うことで、適正電圧を維持する整定値の設定が可能となる。 
【００３８】
整定値算出計算部１０１で分割後の運用期間における整定値の決定を行う。
【００３９】
整定値の運用を分割した期間毎にステップ３で設定した制約条件下において、最適計算等で各運用期間における整定値を算出する。算出方法は、例えば特許文献１に記載された方法等を用いる。図５のように、運用期間Ｊ０と運用期間Ｊ１を含めた送出電圧許容範囲においては、整定値Ｚ１、Ｖｒｅｆ１を計算し、運用期間Ｊ２の送出電圧許容範囲においては、Ｚ２、Ｖｒｅｆ２を計算して求める。
【００４０】
以上のように、適性電圧内の制約条件を運用期間の分割の際の必要条件とし、それによって決定された各運用期間において制約条件内（適性電圧維持内）の電圧維持の指標に関わる目的関数を立てることで、必要最低限の整定値変更によって電力系統における電圧品質を向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【００４１】
１０    電圧調整機器の整定値算出装置
１００  整定値運用期間算出計算部 
１０１  整定値算出計算部 
１０２  計測値収集部 
１０３  計測値記憶部 
１０４  系統情報記憶部 
１０５  計測機器 
１０６  電圧調整機器Ａ
１０７  電圧調整機器Ｂ
１０８  電圧調整機器Ａの電圧管理範囲 
【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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