(57)【要約】【課題】分散電源を含む設備増強時の配電系統の電力品質を予想し、事前に電力の良否を判定することで、種々の障害を未然に防止すること。【解決手段】配電系統電力品質判定装置において、配電線における分散電源の接続位置を特定する系統構成データと分散電源の導入予定データをもとにして配電線における分散電源導入予定の接続位置を特定する分散電源導入模擬データファイル４１を作成し、このファイルを用いて配電系統状態を模擬し、この模擬した配電系統状態の電力品質を判定する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散電源を有する配電系統に適用され、この配電系統を構成する機器の入／切等の系統状態と前記配電系統の電気情報とを遠方監視制御手段を介して入力し、入力された系統状態と電気情報から前記配電系統の電力品質を演算し当該演算結果と監視基準値とをもとに電力品質を判定する電力品質判定手段を有する監視制御用計算機と、前記電力品質判定手段による判定結果を表示し前記監視制御用計算機へ操作指示を出力する表示操作装置とを備えた配電系統電力品質判定装置であって、前記監視制御用計算機は、配電線における分散電源の接続位置を特定する系統構成データファイルと、分散電源導入予定データを入力する導入予定データ入力手段と、当該手段により入力されたデータと前記系統構成データファイルをもとに配電線における分散電源導入予定の接続位置を特定する導入模擬データファイルを作成し、この導入模擬データファイルを用いて配電系統状態を模擬する系統構成模擬手段とを備え、前記電力品質判定手段は前記系統構成模擬手段の模擬結果をもとに分散電源の導入後の電力品質を判定することを特徴とする配電系統電力品質判定装置。
【請求項２】
配電系統の構成の変更情報を入力する系統変更入力手段と、前記系統構成データファイルと前記系統変更入力手段により入力された変更情報をもとに将来の系統を作成する将来系統作成手段とを備え、前記電力品質判定手段は前記将来系統作成手段により作成された将来の系統の電力品質を判定することを特徴とする請求項１記載の配電系統電力品質判定装置。
【請求項３】
前記変更情報はそれぞれ識別情報を付された複数の変更情報であって、それぞれの変更情報に対して前記将来系統作成手段により将来の系統を作成すると共に前記電力品質判定手段により電力品質を判定可能とし、それぞれの変更情報に対応して作成された将来の系統の情報もしくは電力品質の判定結果は再利用あるいは再変更可能に構成されたことを特徴とする請求項２記載の配電系統電力品質判定装置。
【請求項４】
電力品質の監視基準値または監視要否が設定可能な監視項目設定内容ファイルを備え、前記電力品質判定手段は、この監視項目設定内容ファイルに基づき電力品質を判定することを特徴とする請求項１記載の配電系統電力品質判定装置。
【請求項５】
電力品質が監視基準値を逸脱した場合の対策情報を保存した対策候補ファイルと、前記電力品質判定手段による判定の結果、電力品質が監視基準値を逸脱した場合は前記対策候補ファイルから候補を選定し、当該選定結果を通知する対策候補通知手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の配電系統電力品質判定装置。
【請求項６】
前記対策候補ファイルは電圧調整装置を設置する対策を含み、当該対策が選択された場合、電圧変動不良地点および電圧変動不良範囲の情報より電圧調整装置の設置位置を決定し、次に前記電圧調整装置のタップ値を演算する電圧調整装置位置算定手段を備えたことを特徴とする請求項５記載の配電系統電力品質判定装置。
【請求項７】
電源供給ルートの変更の指定に基づいて系統切替手順を切替手順ファイルとして作成する系統切替手順作成手段と、前記電力品質判定手段による判定の結果、電力品質が監視基準値を逸脱した場合に前記切替手順ファイルに基づき模擬的に系統を切り替える系統切替手順実行手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の配電系統電力品質判定装置。
【請求項８】
表示操作装置を介して系統の切替手順情報を入力する系統切替手順入力手段と、この系統切替手順入力手段により入力された切替手順情報をもとに切替手順の整合性を判定する系統切替手順判定手段とを備え、前記系統切替手順作成手段は前記系統切替手順判定手段により整合性ありとなった場合に前記切替手順ファイルを作成することを特徴とする請求項７記載の配電系統電力品質判定装置。
【請求項９】
分散電源の種類と容量を含む情報をパターンとして登録する分散電源パターン登録手段と、この分散電源パターン登録手段により登録されたパターンを選択することにより分散電源を設定する手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の配電系統電力品質判定装置。
【請求項１０】
前記電気情報をもとに作成された負荷実績データファイルを備え、前記電力品質判定手段は前記負荷実績データファイルの実績値を用いて電力品質の判定をすることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一に記載の配電系統電力品質判定装置。
【請求項１１】
前記各手段を必要に応じて活殺する機能活殺手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一に記載の配電系統電力品質判定装置。
【請求項１２】
分散電源を有する配電系統に適用され、この配電系統を構成する機器の入／切等の系統状態と前記配電系統の電気情報とを遠方監視制御手段を介して入力し前記配電系統の監視制御を行う監視制御用計算機のプログラムであって、配電線における分散電源の接続位置を特定する系統構成データを保存する処理と、分散電源導入予定データを入力する処理と、前記系統構成データと前記分散電源導入予定データとをもとに配電線における分散電源導入予定の接続位置を特定する導入模擬データを作成する処理と、この導入模擬データを用いて配電系統状態を模擬する処理と、前記電気情報を用いて模擬された配電系統の電力品質を演算し当該演算結果と監視基準値とをもとに電力品質を判定する処理とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配電系統に分散電源が連係された系統において、電力品質の良否を判定する配電系統電力品質判定装置およびプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、配電系統電力品質判定装置は、変電所から需要家への潮流を監視し、収集した電流データと電圧データから電力の品質の良否を判定するのが一般的である。
【０００３】
図２２は従来の配電系統電力品質監視装置の機能構成図である。ここで、配電系統電力品質判定装置２０は、表示操作装置２２と監視制御用計算機２３から成り、監視制御用計算機２３は、系統状態監視手段２５、時刻同期手段３１、サンプリングデータ送信手段３２、サンプリングデータ受信手段３３、電力品質判定手段３４、警報出力手段３５、および、記憶装置２７で構成されている。そして、記憶装置２７は、機器ステータスファイル２８、電圧電流状態ファイル３７、および、電力品質基準ファイル３８を保存している。また、監視制御用計算機２３は、遠方監視制御装置（手段）２１を介して、開閉器子局３０と繋がっている。
【０００４】
図２３は機器ステータスファイル２８のデータ構造の説明図である。機器ステータスファイル２８は、機器番号（記号等を含む）とその機器の入／切状態が保存されている。図２４は電圧電流状態ファイル３７のデータ構造の説明図である。電圧電流状態ファイル３７は計測対象である機器番号とその機器の各時刻の電圧値と電流値が保存されている。図２５は電力品質基準ファイル３８のデータ構造の説明図である。電力品質基準ファイル３８は、品質監視項目とその基準値が対応付けられて保存されている。例えば、図２５の例では、品質監視項目として電圧ひずみ率は５％以内ならば電圧ひずみに関しては良、この値を逸脱すれば不良となる。
【０００５】
図２１は分散電源が連係された配電系統図である。図２１において、配電系統は、配電用変電所１内に設置されて上位電力系統からの供給電圧を配電電圧に変換する配電用変圧器２と、配電用変圧器２に接続された遮断器３と、遮断器３に接続された三相母線４と、三相母線４に遮断器５ａ、５ｂ、５ｃを介して接続された複数の配電線６ａ、６ｂ、６ｃを備えて構成されている。変電所の送り出し電圧は、線路電圧降下補償装置２ａにより、例えば重負荷時と軽負荷時で送り出し電圧が調整されて供給されている。
【０００６】
また、配電線６ａ、６ｂ、６ｃは配電網を構成するために樹枝状に接続されており、配電線６ａには配電区間を規定する開閉手段として開閉器７ａ、１８ａが設置されており、同様に配電線６ｂには開閉器７ｂ、１８ｂ、また、配電線６ｃには開閉器７ｃ、１８ｃが設置されている。更に各配電線６ａ、６ｂ、６ｃは各配電線間を連係する開閉器８ａ〜８ｃを介して接続されている。
【０００７】
通常、配電線を区分する開閉器は常時は閉状態で運用され、配電線間を連係する開閉器は常時は開状態で運用される。そして各開閉器の入り切りは、監視制御用計算機２３によって遠隔制御されるようになっている。なお、変電所からの亘長が長い配電線では、途中に電圧調整器１２が設置かれ、降下した線路電圧が引き上げられて送電されている。
【０００８】
配電線６ａ、６ｂの開閉器には、それぞれ線路電圧を計測するセンサ９ａ、９ｂが設置されていると共に、線路電流を計測するセンサ１０ａ、１０ｂも設置されている。センサ９ａ、９ｂとしては、例えば計器用変圧器が用いられ、センサ１０ａ、１０ｂとしては、例えば計器用変流器が用いられる。センサ９ａ、９ｂ、センサ１０ａ、１０ｂの出力は、遠方監視制御装置２１から順次要求されるポーリング要求の応答データ返送時の瞬時値データとして、計測子局１１ａ、１１ｂを経由して、通信線１３から遠方監視制御装置２１を介して監視制御用計算機２３に取り込まれる。遠方監視制御装置２１を介して収集された系統情報データは監視制御用計算機２３の系統状態監視手段２５により記憶装置２７の機器ステータスファイル２８に格納される。
【０００９】
なお、図２１では、センサや計測子局を配電線６ａ、６ｂに設置したものについて図示しているが、必要により配電線６ｃの指定の個所にセンサや計測子局が設置される。
【００１０】
また、図２１の配電線６ａには開閉器８ｆを介して分散電源１５が接続され、さらに負荷１６が接続されている。ここでは一例として分散電源１５が配電線６ａに接続されている場合について示しているが、分散電源１５は複数個接続されてもよい。
【００１１】
ここで、開閉器子局３０として、例えば計測子局１１ａの有する時刻同期手段３１は、計測点から電流電圧データを取り込む際に時刻情報を付加する。全系統のデータに時刻情報を付加することにより伝送遅れや取込み周期によるズレを補正して扱うことで系統状態を正確に把握することができる。
【００１２】
サンプリングデータ送信手段３２は、サンプリング周波数ｉで分解したＶ１〜Ｖｉ、Ａ１〜Ａｉの瞬時値をデジタルデータに変換する。
【００１３】
計測子局１１ａで入力された電流電圧データは、時刻同期手段３１により時刻情報が付され、サンプリングデータ送信手段３２によりデジタルデータに変換され、通信線（または通信ネットワーク）１３に送り出される。このデータは、遠方監視制御装置２１を介して監視制御用計算機２３のサンプリングデータ受信手段３３で受信され、受信データは電圧電流状態ファイル３７に保存される。同様に、開閉器の入／切状態も開閉器子局から遠方監視制御装置２１を介して入力され機器ステータスファイル２８に保存される。そして、この受信データをもとに電力品質判定手段３４により電力の品質が判定される。
【００１４】
電力品質判定手段３４は電力の品質として次の項目を計算する。
【００１５】
（１）電圧変動
計測した瞬時電圧波形から全波整流方式等により実効値を求め、常時電圧値からの差を算出する。
【００１６】
（２）周波数変動
計測した瞬時電圧波形の電圧零点から、ｎサイクル間の時間Ｔを求め、以下の式で電圧周波数を算出する。
【００１７】
Ｆ（周波数）　＝　ｎ／Ｔ　（Ｈｚ）
（３）電圧歪み率
計測した瞬時電圧波形から対象次数の各高調波成分の実効値を求め、以下の式で算出する。
【００１８】
ＤＦ（歪み率）　＝　（対象次数の全高調波成分の実効値）／（基本波実効値）
（４）電圧・電流不平衡（逆相、零相分）
瞬時電圧または電流波形から、対象座標法の原理を用いて逆送成分、零相成分を算出する。
【００１９】
（５）電圧フリッカ
電圧１サイクル毎に実効値を計算し基準電圧からの変動分を、人がちらつきを感じて不快を感じる１０Ｈｚを中心に重み付けをした視感度フィルタを通して、１分間２乗積分した値を計算する。
【００２０】
電力品質判定手段３４は、以上の計算により得られた結果を電力品質基準ファイル３８と比較して、設定範囲を逸脱していれば警報出力手段３５を介して警報出力しオペレータに通知する。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の配電系統電力品質判定装置は、系統に分散電源が連係されることを想定しておらず、配電系統における電力の品質管理は、変電所から需要家への一方向の潮流だけを考慮して設計されている。
【００２２】
このため、分散電源が連係されて、逆潮流（分散電源の出力が同構内の電力需要よりも大きく、配電系統側へ電力が供給される状態）により電流の向きが通常考えられているものとは逆向きになると、配電線路における電圧降下の向きも逆となり、受電口における電圧が上昇し、適正値（例えば、低圧配電系統では、１０１±６Ｖ）を逸脱する可能性がある。
【００２３】
また、太陽光発電や燃料電池のような、直流で出力する分散電源では、配電系統に連係する際に、直流から交流に変換するための装置（インバータ）を介して連係するが、インバータ装置の原理上、高調波の発生を回避することはできない。これらの高調波は、個々の影響は小さくとも連係される分散電源の数が多くなることにより、別の個所でその影響（波形の相互干渉により状況が悪化する）が発生する可能性がある。高調波成分が多くなると、モーター用のブレーカや漏電遮断器が誤動作したり、テレビの画像がちらつくなどの種々の障害を引き起こすという問題が発生する。
【００２４】
このため従来技術では、分散電源による電力品質の低下を事前に予想することが困難であった。また、将来の設備増強や負荷の伸長などを反映した配電系統において想定される電力品質の良否も判定することができなかった。
【００２５】
本発明の目的は、設備増強や負荷の伸長などを反映した配電系統の電力品質を予想し、事前に電力の良否を判定することで、種々の障害を未然に防止することのできる配電系統電力品質判定装置およびプログラムを提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係わる配電系統電力品質判定装置は、分散電源を有する配電系統に適用され、この配電系統を構成する機器の入／切等の系統状態と前記配電系統の電気情報とを遠方監視制御手段を介して入力し、入力された系統状態と電気情報から前記配電系統の電力品質を演算し当該演算結果と監視基準値とをもとに電力品質を判定する電力品質判定手段を有する監視制御用計算機と、前記電力品質判定手段による判定結果を表示し前記監視制御用計算機へ操作指示を出力する表示操作装置とを備えた配電系統電力品質判定装置であって、前記監視制御用計算機は、配電線における分散電源の接続位置を特定する系統構成データファイルと、分散電源導入予定データを入力する導入予定データ入力手段と、当該手段により入力されたデータと前記系統構成データファイルをもとに配電線における分散電源導入予定の接続位置を特定する導入模擬データファイルを作成し、この導入模擬データファイルを用いて配電系統状態を模擬する系統構成模擬手段とを備え、前記電力品質判定手段は前記系統構成模擬手段の模擬結果をもとに分散電源の導入後の電力品質を判定することを特徴とする。
【００２７】
請求項１の発明に係わる配電系統電力品質判定装置では、分散電源の導入予定位置をオペレータが指示することにより一時的に系統状態を変更するとともにその系統での配電系統の状態を模擬し、模擬結果から分散電源の導入後の電力品質を判断する。
【００２８】
ここで、「電気情報」とは、電流や電圧データなどを意味するが、潮流から収集することのできる情報全てを意味する。従って、周波数データなども含まれる趣旨である。
【００２９】
請求項２の発明に係わる配電系統電力品質判定装置は、配電系統の構成の変更情報を入力する系統変更入力手段と、前記系統構成データファイルと前記系統変更入力手段により入力された変更情報をもとに将来の系統を作成する将来系統作成手段とを備えることを特徴とする。
【００３０】
請求項２の発明に係わる配電系統電力品質判定装置では、電力品質判定手段は将来系統作成手段により作成された将来の系統の電力品質を判定する。
【００３１】
請求項３の発明に係わる配電系統電力品質判定装置は、さらに複数の変更情報のそれぞれに識別情報を付し、各変更情報に対して将来系統作成手段により将来の系統を作成すると共に前記電力品質判定手段により電力品質を判定可能とし、各変更情報に対応して作成された将来の系統の情報もしくは電力品質の判定結果は再利用あるいは再変更可能に構成されたことを特徴とする。
【００３２】
請求項３の発明に係わる配電系統電力品質判定装置では、オペレータが指示した分散電源の導入対象である配電系統構成の変更情報から、将来の系統構成を作成し、作成した系統情報を一通り以上保存し、それらを再利用したり再変更したりして、該当の配電系統の電力品質を判断する。
【００３３】
請求項４の発明に係わる配電系統電力品質判定装置は、さらに電力品質の監視基準値または監視要否が設定可能な監視項目設定内容ファイルを備え、前記電力品質判定手段は、この監視項目設定内容ファイルに基づき電力品質を判定することを特徴とする。
【００３４】
請求項４の発明に係わる配電系統電力品質判定装置では、オペレータの要求により電力品質監視項目および監視基準値を任意の値に設定する。
【００３５】
請求項５の発明に係わる配電系統電力品質判定装置は、さらに電力品質が監視基準値を逸脱した場合の対策情報を保存した対策候補ファイルと、前記電力品質判定手段による判定の結果、電力品質が監視基準値を逸脱した場合は前記対策候補ファイルから候補を選定し、当該選定結果を通知する対策候補通知手段を備えたことを特徴とする。
【００３６】
請求項５の発明に係わる配電系統電力品質判定装置では、対象とする配電系統における電力品質が監視基準値を逸脱した場合に、あらかじめ設定された対策候補の中から候補を選定し、通知する。
【００３７】
請求項６の発明に係わる配電系統電力品質判定装置は、さらに対策候補ファイルは電圧調整装置を設置する対策を含み、当該対策が選択された場合、電圧変動不良地点および電圧変動不良範囲の情報より電圧調整装置の設置位置を決定し、次に前記電圧調整装置のタップ値を演算する電圧調整装置位置算定手段を備えたことを特徴とする。
【００３８】
請求項６の発明に係わる配電系統電力品質判定装置では、電圧調整器を設置する対策を選定した際に、電圧調整器の設置箇所およタップ値を算定するとともに、算定結果を表示・保存する。
【００３９】
請求項７の発明に係わる配電系統電力品質判定装置は、さらに、電源供給ルートの変更の指定に基づいて系統切替手順を切替手順ファイルとして作成する系統切替手順作成手段と、前記電力品質判定手段による判定の結果、電力品質が監視基準値を逸脱した場合に前記切替手順ファイルに基づき模擬的に系統を切り替える系統切替手順実行手段とを備えたことを特徴とする。
【００４０】
請求項７の発明に係わる配電系統電力品質判定装置では、対象とする配電系統における電力品質が監視基準値を逸脱した場合の対策として電源供給ルートの変更が必要な際に、系統の切替手順を作成し、その手順を模擬的に実行する。
【００４１】
請求項８の発明に係わる配電系統電力品質判定装置は、さらに、表示操作装置を介して系統の切替手順情報を入力する系統切替手順入力手段と、この系統切替手順入力手段により入力された切替手順情報をもとに切替手順の整合性を判定する系統切替手順判定手段とを備え、前記系統切替手順作成手段は前記系統切替手順判定手段により整合性ありとなった場合に前記切替手順ファイルを作成することを特徴とする。
【００４２】
請求項８の発明に係わる配電系統電力品質判定装置では、対象とする配電系統における電力品質が監視基準値を逸脱した場合の対策として電源供給ルートの変更が必要な際に、オペレータの要求により入力された系統の切替手順を表示保存するとともに、その手順の整合性を判断する。
【００４３】
請求項９の発明に係わる配電系統電力品質判定装置は、さらに分散電源の種類と容量を含む情報をパターンとして登録する分散電源パターン登録手段と、この分散電源パターン登録手段により登録されたパターンを選択することにより分散電源を設定する手段とを備えたことを特徴とする。
【００４４】
請求項９の発明に係わる配電系統電力品質判定装置では、導入する分散電源に関する情報を予めパターンとして登録しておき、登録パターンの候補の中から、分散電源を設定する。
【００４５】
請求項１０の発明に係わる配電系統電力品質判定装置は、前記電気情報をもとに作成された負荷実績データファイルを備え、前記電力品質判定手段は前記負荷実績データファイルの実績値を用いて電力品質の判定をすることを特徴とする。
【００４６】
請求項１０の発明に係わる配電系統電力品質判定装置では、負荷の実績データを電力品質算定時の系統負荷に関する管理情報として使用する。
【００４７】
請求項１１の発明に係わる配電系統電力品質判定装置は、前記各手段を必要に応じて活殺する機能活殺手段を備えたことを特徴とする。
【００４８】
請求項１２の発明に係わるプログラムは、分散電源を有する配電系統に適用され、この配電系統を構成する機器の入／切等の系統状態と前記配電系統の電気情報とを遠方監視制御手段を介して入力し前記配電系統の監視制御を行う監視制御用計算機のプログラムであって、配電線における分散電源の接続位置を特定する系統構成データを保存する処理と、分散電源導入予定データを入力する処理と、前記系統構成データと前記分散電源導入予定データとをもとに配電線における分散電源導入予定の接続位置を特定する導入模擬データを作成する処理と、この導入模擬データを用いて配電系統状態を模擬する処理と、前記電気情報を用いて模擬された配電系統の電力品質を演算し当該演算結果と監視基準値とをもとに電力品質を判定する処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図である。図１において、配電系統電力品質判定装置２０は、機器ステータスファイル２８、電圧電流状態ファイル３７、電力品質基準ファイル３８、系統構成データファイル３９、分散電源導入予定データファイル４０、分散電源導入模擬データファイル４１および電圧電流予測データファイル４２を有する記憶装置２７と、導入予定データ入力手段５１、系統構成模擬手段５２、電圧電流算出手段５３、電力品質判定手段３４および結果出力手段５４を有する監視制御用計算機２３、並びに表示操作装置２２から構成されている。なお、監視制御用計算機２３の各手段は、図示しない中央演算処理装置の機能として実行されるものである。
【００５０】
図１において、導入予定データ入力手段５１は、オペレータの要求により表示操作装置２２に表示した設定画面を通して設定された分散電源の導入予定データを取り込み、分散電源導入予定データファイル４０に格納する。ここで表示設定画面については特に規定しない。また、分散電源導入予定データの入力方法は、図面の自動読取などの方法によってもよい。
【００５１】
次に系統構成模擬手段５２は、系統構成データファイル３９と分散電源導入予定データファイル４０に格納された情報から、分散電源導入後の模擬系統情報を作成し、分散電源導入模擬データファイル４１に格納する。
【００５２】
図２に系統構成データファイル３９、図３に分散電源導入予定データファイル（以下、導入予定データファイル）４０、図４に分散電源導入模擬データファイル（以下、導入模擬データファイル）４１の構成例を示す。
【００５３】
系統構成データファイル３９には、例えば各配電線に分散電源が設置されているかどうかの情報や、配電系統の構成機器の接続状態を示す情報が格納されている。導入予定データファイル４０は、分散電源導入予定の配電線名や設置箇所の前後に存在する既設の配電系統設備などの情報からなっている。系統構成模擬手段５２は、これらの情報から、導入模擬データファイル４１を作成する。導入模擬データファイル４１では、配電系統構成機器の接続情報に導入予定の分散電源が反映されている。
【００５４】
次に、電圧電流算出手段５３は、導入模擬データファイル４１に格納された系統における各計測点の電流・電圧値を計算し、電圧電流予測データファイル（以下、予測データファイル）４２に格納する。予測データファイル４２の構成は、電圧電流状態ファイル３７と同様である。
【００５５】
電力品質判定手段３４は、このようにして作成した分散電源導入模擬系統の電力品質を、予測データファイル４２の情報から算定し、結果を出力する。電力品質算出および基準値との整合性判定の方法については、すでに説明したものと同様なので省略する。
【００５６】
本実施の形態によれば、将来導入予定の分散電源に対しても、導入後の配電系統の電力品質を算定し、良否を判断することができる。
【００５７】
次に、第２の実施の形態を説明する。図５は、本発明の第２の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図である。第１の実施の形態との違いは、図１の監視制御用計算機１の導入予定データ入力手段５１と系統構成模擬手段５２に代えて、系統変更入力手段５５と将来系統作成手段５６を設け、記憶装置２７には、分散電源導入予定データファイル４０と分散電源導入模擬データファイル４１に代えて系統変更データファイル４３と将来系統データファイル４４を設けたことである。その他については、図１と同一であるので、同一要素には同一符号を付し、説明は省略する。
【００５８】
図５において、系統変更入力手段５５は、オペレータの要求により表示操作装置２２にて設定された、系統構成や設備情報の変更予定データを取り込み、系統変更データファイル４３に格納する。ここで変更予定データの設定方法については特に規定しない。設定画面からの入力のほか、図面の自動読取などの方法によってもよい。
【００５９】
次に将来系統作成手段５６は、系統構成データファイル３９と系統変更データファイル４３とから将来のある時点で予想される系統（将来系統）を作成する。図６に、系統変更データファイル４３の構成例を示す。系統変更データファイル４３には、その系統の指し示す日時を始め、その時点で追加・変更・撤去されている予定の配電系統構成設備の種類と名称、追加・変更される設備の詳細な設備情報などが含まれている。なお、日時とインデックスはデータを管理するための情報である。将来系統作成手段５６は、これらの情報から将来系統データファイル４４を作成する。将来系統データファイル４４は、系統構成データファイル３９と同様の系統構成情報を含む。次に電圧電流算出手段５３は、該当の将来系統の各計測点における電圧・電流情報を計算し、予測データファイル４２に格納する。図７は、その予測データファイル４２の構成例である。
【００６０】
次に、電力品質判定手段３４は、このようにして作成された将来系統データファイル４４および予測データファイル４２を用いて電力品質を算定し、結果を出力する。電力品質算定と整合性判定、結果の出力については、第１の実施の形態と同様なので省略する。
【００６１】
なお、上記で説明した系統変更データの入力、将来系統データファイル４４の作成およびその系統での電力品質の算定と結果の出力は、複数のケースに対して行なうことも可能である。その場合は、系統変更データに日付や一意の番号などからなる管理情報を付け、そこから作成される将来系統データ、電力品質分析結果にも同様の管理情報を付けて管理すればよい。
【００６２】
本実施の形態によれば、将来の系統変更時に発生しうる電力品質の変動を、事前に予測することができる。また、保存した将来の系統情報を再利用により繰返し変更・保存することにより、複数のケースについて電力品質を算出し、それらを比較検討することにより、より安定した配電系統の運用に寄与することができる。
【００６３】
次に、第３の実施の形態を説明する。図８は、本発明の第３の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図である。第１の実施の形態との違いは、図１の監視制御用計算機２３にさらに電力品質監視項目設定手段５７を設け、記憶装置２７に監視項目設定内容ファイル４５を設けたことである。その他については、図１と同一であるので、同一要素には同一符号を付し、説明は省略する。
【００６４】
図８において、電力品質監視項目設定手段５７は、オペレータからの要求により入力された電力品質監視項目の監視内容および監視基準値を取り込み、監視項目設定内容ファイル４５に格納する。図９は監視項目設定内容ファイル４５の構成例である。監視項目ごとに設定基準値と監視要否の情報を保存する。なお、設定内容の入力形式については特に規定しないが、表示操作装置２２に表示した画面からの入力のほか、媒体に記憶されたデータの読取などの方法によってもよい。
【００６５】
電力品質判定手段３４は、対象となる配電系統の電力品質を算定する際に、監視項目設定内容ファイル４５から各監視項目の監視要否および設定された監視基準値を取出し、電力品質の判定を行なう。
【００６６】
ここで、電力品質監視項目設定手段５７は、監視対象項目および監視基準値を複数の組合せについて設定し、保存することが可能である。複数の組合せで設定・保存を行う際には、監視項目設定内容ファイル４５の各設定内容に、一意の番号などの管理情報を付ける。電力品質判定手段３４が電力品質を算定する際には、この管理情報を指定すればよい。また、電力品質監視項目設定手段５７において前記管理情報を指定して設定内容を読み出すことにより、一度設定した内容の再利用が可能となる。
【００６７】
本実施の形態によれば、任意の監視項目をオペレータの要求により設定することで、状況に応じた電力品質の監視が可能となる。また、複数のケースを比較検討することにより、系統運用上、問題となりうる項目に着目して監視するなどの柔軟な運用が可能となる。
【００６８】
次に、第４の実施の形態を説明する。図１０は、本発明の第４の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図である。第１の実施の形態との違いは、図１の監視制御用計算機２３にさらに対策候補通知手段５８を設け、記憶装置２７に対策候補ファイル４６を設けたことである。その他については、図１と同一であるので、同一要素には同一符号を付し、説明は省略する。
【００６９】
図１０において、電力品質判定手段３４の判定の結果、監視基準値を逸脱すると、対策候補通知手段５８が起動される。対策候補通知手段５８は、逸脱している監視項目について対策候補ファイル４６から対策候補を選定し、選定した候補を電力品質の判定結果とともに結果出力手段５４によってオペレータに通知する。ここで通知方法については特に規定しない。表示操作装置２２への画面表示のほか、音声や印字によってもよい。
【００７０】
図１１は対策候補ファイル４６の構成例である。品質監視項目ごとに対策候補が設定されている。また、対策候補ファイル４６には、同一監視項目に対して複数対策内容を格納することも可能である。この場合の対策候補の通知は格納されている複数の対策候補または最有力候補を選択して通知する。最有力候補の選定方法としては逸脱値から判断して選定するなどの方法が考えられる。
【００７１】
本実施の形態によれば、対象となる配電系統の電力品質が基準値を逸脱することが予想される場合の、必要な対策の候補をオペレータに提示することができ、適切な系統運用の計画を支援することができる。
【００７２】
次に、第５の実施の形態を説明する。図１２は、本発明の第５の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図である。第４の実施の形態との違いは、図１０の監視制御用計算機２３にさらに系統切替手順作成手段５９と系統切替手順実行手段６０を設け、記憶装置２７に切替手順ファイル４７を設けたことである。その他については、図１０と同一であるので、同一要素には同一符号を付し、説明は省略する。
【００７３】
図１２において、系統切替手順作成手段５９は、オペレータからの要求により表示操作装置２２に表示した切替系統手順作成画面から、選定された電源供給ルート変更の指定により実施され、系統の切替手順を作成して、切替手順ファイル４７に格納する。具体的な系統切替手順の計算方法としては、融通計算、ロスミニマム計算などがある。図１３は切替手順ファイル４７の構成例である。供給ルートの変更候補ごとに機器の操作手順が設定されている。
【００７４】
切替手順が作成されるとオペレータの指示により手順の実行が指示され、系統切替手順実行手段６０が起動される。系統切替手順実行手段６０は、この切替手順にもとづいて、系統切替の操作を行う。系統切替手順実行手段６０は、供給ルートを変更する手順を切替手順ファイル４７から取り出し、その手順の操作方向に従い、系統構成データファイル３９および機器ステータスファイル２８の状態を随時更新して切替手順を模擬的に実行する。これを作成手順数だけ実施し、系統の切替操作を完了させる。
【００７５】
また、ここで、電圧電流算出手段５３は、機器ステータスファイル２８および系統構成データファイル３９に格納されている切替手順模擬実行後の配電系統の各計測点での電圧・電流値を計算して予測データファイル４２に格納し、電力品質判定手段３４によって切替後の系統における電力品質を判定することもできる。
【００７６】
本実施の形態によれば、配電系統の電力品質について、監視基準値を逸脱した場合の対策として供給ルートを変更する対策を実施する場合に、適切な切替手順を作成して切替後の電力品質を再評価することにより、適切な系統運用の計画を支援することができる。
【００７７】
次に、第６の実施の形態を説明する。図１４は、本発明の第６の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図である。第５の実施の形態との違いは、図１２の監視制御用計算機２３にさらに系統切替手順入力手段６１と系統切替手順判定手段６２を設けたことである。その他については、図１２と同一であるので、同一要素には同一符号を付し、説明は省略する。
【００７８】
図１４において、系統切替手順入力手段（以下、入力手段）６１は、対策候補通知手段５８の結果により電源供給ルートの変更が必要な場合に、オペレータからの要求により表示装置装置２２を介して系統切替手順の作成に必要な情報を入力する。切替手順の作成に必要な情報とは、切替時に操作予定の機器や、操作内容などである。オペレータは、系統切替に必要な数だけの操作機器と操作内容を、順次入力する。
【００７９】
次に、系統切替手順判定手段６２は、入力手段６１から入力された情報から、作成しようとしている切替手順の整合性を判断し、判断結果を通知する。整合性判断の条件としては、手順実行によって停電が発生する、電力品質が改善されない、ループ系統を形成する、などがあるが、このほか系統運用上必要な任意の条件を追加してもよい。
【００８０】
整合性判断の結果が良であれば、その手順を実行することが可能となり、オペレータの指示により手順を模擬的に実行する。切替手順の模擬的実行の方法については、第５の実施の形態と同様であるので説明は省略する。判断結果が不良の場合は、その旨をオペレータに通知し、入力手段６１はオペレータ要求により手順情報の入力を再度実施する。
【００８１】
また、入力手段６１は、系統切替手順作成手段（以下、作成手段）５９が作成した系統切替手順を、オペレータの要求により修正することができる。入力手段６１は、作成手段５９が作成し切替手順ファイル４７に格納した手順情報を、オペレータの入力内容に従って修正する。手順情報入力後の整合性判断および該当手順の実行については、上記の説明と同様である。
【００８２】
本実施の形態によれば、対象となる配電系統の電力品質が監視基準値を逸脱することが予想される場合の対策として供給ルートを変更する場合に、オペレータの任意に切替手順を作成することができ、適切な系統運用の計画を支援することができる。
【００８３】
次に、第７の実施の形態を説明する。図１５は、本発明の第７の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図である。第４の実施の形態との違いは、図１０の監視制御用計算機２３にさらに電圧調整器位置算定手段（以下、ＳＶＲ位置算定手段）６３を設け、記憶装置２７に電圧調整器位置ファイル（以下、ＳＶＲ位置ファイル）４８を設けたことである。その他については、図１０と同一であるので、同一要素には同一符号を付し、説明は省略する。
【００８４】
図１５において、ＳＶＲ位置算定手段６３は、対策候補通知手段５８の結果により電圧調整器（以下ＳＶＲ）の設置が必要な場合に、電力品質の分析結果にもとづいてＳＶＲの設置位置および必要なタップ値（ＳＶＲのタップ値）を算定する。
【００８５】
図１６は、ＳＶＲ位置算定手段の処理手順のフローチャートである。ＳＶＲ位置算定手段６３は、電圧変動の判定結果が不良となっている地点を検索（ＳＴＥＰ１）し、電圧変動が不良となる系統上の範囲を特定する（ＳＴＥＰ２）。次に、その範囲を取り囲むことができる系統上の地点をＳＶＲの設置位置と判断する（ＳＴＥＰ３）。設置するＳＶＲでのタップ値は、設置位置にもっとも近い地点での逸脱幅と、その系統の負荷側での最大の逸脱幅との差をとることにより決定することができる（ＳＴＥＰ４）。同様にして、１台のＳＶＲで該当の逸脱幅を補償できない場合の複数のＳＶＲ設置位置を算定することもできる。
【００８６】
本実施の形態によれば、配電系統の電力品質について、ＳＶＲの設置が必要な場合には、その設置位置およびタップ値を算出することができ、安定した系統運用に対する適切な支援を行うことができる。
【００８７】
次に、第８の実施の形態を説明する。図１７は、本発明の第８の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図である。第１の実施の形態との違いは、図１の監視制御用計算機２３にさらに分散電源パターン登録手段６４を設け、記憶装置２７に分散電源パターン情報ファイル４９を設けたことである。その他については、図１と同一であるので、同一要素には同一符号を付し、説明は省略する。
【００８８】
図１７において、分散電源パターン登録手段（以下、パターン登録手段）６４は、オペレータの要求により表示操作装置２２にて設定された、分散電源の種類や容量についてのパターン情報を取込む。ここでパターン情報の設定方法については特に規定しないが、表示操作装置２２に表示する設定画面からの入力のほか、あらかじめ作成された電子ファイルの読取などの方法によってもよい。
【００８９】
次にパターン登録手段６４は、入力情報から分散電源のパターンを作成して分散電源パターン情報ファイル（以下、パターン情報ファイル）４９に格納する。図１８は、パターン情報ファイル４９の構成例である。分散電源に関する情報としては、機器の種類、発電容量、出力特性、運転時間、季節変動の有無などがあり、これらには、機器の種類によってある程度特定される情報もある。例えば、太陽光発電の場合は運転時間が日中に限られるなどである。パターン登録手段６４はこのような情報を例えば機器種別ごとのパターン情報と判断し、パターンを作成する。また、運転時期など、設置箇所の諸条件によって個別に変化する情報については、パターンの構成要素からは除外するなどして、パターン情報に、より一般性をもたせることも可能である。
【００９０】
なお、配電系統への分散電源導入時には、パターン情報ファイル４９に登録されたパターン番号を指定した後、不足している情報があればその情報を追加するようにしてもよい。
【００９１】
本実施の形態によれば、分散電源に関する情報を予めパターンとして登録しておくことにより、分散電源の情報入力時の手間が省けるとともに入力の誤りを防ぐことができ、配電系統の電力品質評価時の運用を支援することができる。
【００９２】
次に、第９の実施の形態を説明する。図１９は、本発明の第９の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図である。第１の実施の形態との違いは、図１の記憶装置２７の電圧電流状態ファイル３７に代えて、負荷実績データファイル５０を設けたことである。その他については、図１と同一であるので、同一要素には同一符号を付し、説明は省略する。
【００９３】
図１９において、電圧電流算定手段５３は、負荷実績データ５０に保存された負荷実績と分散電源導入模擬データファイル４１の系統情報から、該当の系統状態における電圧・電流を算出し、電圧電流予測データファイル４２に格納する。電力品質判定手段３４は、この予測データファイル４２を用いて電力品質に関する計算を実施し、電力品質基準ファイル３８の監視項目毎の基準値と比較して対象とする配電系統の電力品質の良否を判定する。
【００９４】
ここで、負荷実績データ５０は、第１の実施の形態における電圧電流状態ファイル３７と同様の構成であり、両者の違いは、電圧電流状態ファイル３７が、系統上の各計測機器から所定の方法で収集した最新の情報を格納しているのに対し、負荷実績データ５０は、一定期間に亘って収集した各計測データを所定ルールに則って加工した情報を格納している点である。ここで、負荷実績データの収集および加工の方法としては、各季節（夏季、冬季、その他）の平日と休日でそれぞれ５日間収集した計測値の平均値または最大値をその５日間の実績データとして保存し、順次更新するなどが考えられる。この場合は、負荷実績データ５０としては、合計６種類のデータが存在することになる。
【００９５】
また、第２の実施の形態で説明したような、将来の設備の追加変更を反映した場合の負荷実績データは、想定される伸び率や需要家などの増加による負荷の増分を上記の実績データに加算すればよい。
【００９６】
電圧電流算出手段５３は、これら負荷実績データ５０の中から、分析対象の配電系統において最適なものを選定して、電力品質の算定に使用する。対象系統に最適な負荷実績データの選定方法は、例えば、分散電源の導入予定時期など、季節や休平日を特定できる情報による。季節などを特定できる情報がないような場合には、電力品質判定開始時に、オペレータ要求により使用する負荷実績データを指定することでもよい。
【００９７】
本実施の形態によれば、分散電源の導入予定や系統の変更予定などを反映した将来の系統に対する電力品質をより柔軟に分析することができる。
【００９８】
次に、第１０の実施の形態を説明する。図２０は、本発明の第１０の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図である。第１の実施の形態との違いは、図１の監視制御用計算機２３にさらに機能活殺手段６５を設けたことである。その他については、図１と同一であるので、同一要素には同一符号を付し、説明は省略する。なお、図示しないが、監視制御計算機２３は、第１から第９の実施の形態で述べた全ての手段を有しているものとする。
【００９９】
図２０において、機能活殺手段６５は、第１から９に述べた各手段を予めあるいはオペレータの指示により活殺する。
【０１００】
本実施の形態によれば、配電系統電力品質監視装置の機能の中で必要なもののみを動作させることができ、状況に応じた電力品質の分析が行えるとともに、処理時間や記憶装置の容量などを節減することができる。
【０１０１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の配電系統電力品質判定装置およびプログラムにおいては、分散電源を含む設備増強や負荷の伸長などを反映した配電系統の電力品質を予想し、事前に電力の良否を判定することで、種々の障害を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図。
【図２】図１の系統構成データファイルのデータ構造を示すもので、図２（ａ）は分散電源の有無情報の説明図、図２（ｂ）は設備の接続情報の説明図。
【図３】図１の分散電源導入予定データファイルのデータ構造の説明図。
【図４】図１の分散電源導入模擬データファイルのデータ構造を示すもので、図４（ａ）は分散電源の有無情報の説明図、図４（ｂ）は設備の接続情報の説明図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図。
【図６】図５の系統変更データファイルのデータ構造の説明図。
【図７】図５の電圧電流予測データファイルのデータ構造の説明図。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図。
【図９】図８の監視項目設定内容ファイルのデータ構造の説明図。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図。
【図１１】図１０の対策候補ファイルのデータ構造の説明図。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図。
【図１３】図１２の切替手順ファイルのデータ構造の説明図。
【図１４】本発明の第６の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図。
【図１５】本発明の第７の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図。
【図１６】図１５のＳＶＲ位置算定手段の処理手順のフローチャート。
【図１７】本発明の第８の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図。
【図１８】図１７の分散電源パターン情報ファイルのデータ構造の説明図。
【図１９】本発明の第９の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図。
【図２０】本発明の第１０の実施の形態に係わる配電系統電力品質判定装置の機能構成図。
【図２１】分散電源が連係された配電系統図。
【図２２】従来の配電系統電力品質判定装置の機能構成図。
【図２３】図２２の機器ステータスファイルのデータ構造の説明図。
【図２４】図２２の電圧電流状態ファイルのデータ構造の説明図。
【図２５】図２２の電力品質基準ファイルのデータ構造の説明図。
【符号の説明】
１…配電変電所、２…配電用変圧器、２ａ…線路電圧降下補償装置
３、５ａ、５ｂ、５ｃ…遮断器、４…三相母線
６ａ、６ｂ、６ｃ…配電線
７ａ、７ｂ、７ｃ、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｆ、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…開閉器９ａ、９ｂ…電圧センサ、１０ａ、１０ｂ…電流センサ
１１ａ、１１ｂ…計測子局、１２…電圧調整器（ＳＶＲ）、１３…通信線
１５…分散電源、１６…負荷、２０…配電系統電力品質判定装置
２１…遠方監視制御装置、２２…表示操作装置、２３…監視制御用計算機
２７…記憶装置、２８…機器ステータスファイル
３０…開閉器子局、３１…時刻同期手段、３２…サンプリングデータ送信手段
３３…サンプリングデータ受信手段、３４…電力品質判定手段
３５…警報出力手段、３７…電圧電流状態ファイル
３８…電力品質基準ファイル、３９…系統構成データファイル
４０…分散電源導入予定データファイル
４１…分散電源導入模擬データファイル
４２…電圧電流予測データファイル、４３…系統変更データファイル
４４…将来系統データファイル、４５…監視項目設定内容ファイル
４６…対策候補ファイル、４７…切替手順ファイル
４８…ＳＶＲ位置ファイル、４９…分散電源パターン情報ファイル
５０…負荷実績データファイル、５１…導入予定データ入力手段
５２…系統構成模擬手段、５３…電圧電流算出手段、５４…結果出力手段
５５…系統変更入力手段、５６…将来系統作成手段
５７…電力品質監視項目設定手段、５８…対策候補通知手段
５９…系統切替手順作成手段、６０…系統切替手順実行手段
６１…系統切替手順入力手段、６２…系統切替手順判定手段
６３…ＳＶＲ位置算定手段、６４…分散電源パターン登録手段
６５…機能活殺手段
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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