(57)【要約】【課題】電力系統の操作をする際に、その操作がされた場合の状態に応じて自動的に系統操作をすることができる電力監視制御システムを提供することである。【解決手段】電力系統に設けられた遮断器に対する操作を指示する前に、該操作を実行した場合の系統の電気諸量を計算する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に設けられた遮断器に対する操作を指示する前に、該操作を実行した場合の系統の電気諸量を計算することを特徴とする電力監視制御システム。
【請求項２】
前記電気諸量の計算結果が予め定めた規定値内であった場合に、該遮断器に対する操作を指示することを特徴とする請求項１に記載の電力監視制御システム。
【請求項３】
前記電気諸量の計算結果をオペレータに対して出力することを特徴とする請求項１に記載の電力監視制御システム。
【請求項４】
前記遮断器に対する操作を指示した後、該指示に基づいて操作が実行された旨のアンサー信号を受信したときに、次の遮断器操作に移行することを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の電力監視制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電力監視制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電力需要家は、電力会社からの電力すなわち商用系統の電力を受電する受電設備を設け、この受電設備によって得た電力を自家設備の負荷に供給し、自家設備の負荷の駆動、運用を行っていた。
【０００３】
また、需要家自身が発電機等の自家発電設備を用意し、この自家発電設備を商用系統に連系することによって、自家設備の負荷の消費電力の一部をまかなうようにした自家発電システムも利用され始めている。
【０００４】
このように、最近では需要家ごとに様々な形態の電力系統設備が用いられ、その系統の連系に関する管理、運用も非常に複雑なものとなってきている。
【０００５】
そこで、このような状況に対応するものとして、電力監視制御システムが従来から知られている。
【０００６】
特許文献１には、従来の電力監視制御システムの一例としての電力系統用ディジタル制御装置が開示されている。この電力系統用ディジタル制御装置では、２系統の異なる電力線の間に設けた遮断器を制御する際に、この２系統の電力線の電圧差、周波数差、位相差等が所定値以下であるタイミングで遮断器を投入するように制御するようにしている。
【０００７】
さらに、従来の電力監視制御システムとしては、たとえば遮断器を操作することによる、各電力系統の連系や切り離しを行う系統操作を、中央の操作室に設けた制御端末装置からの制御信号によって行うようにし、操作室から集中操作ができるようにしたものが知られている。
【０００８】
このような電力監視制御システムでは、電力系統操作を進める上で、各操作が確実に実行されたことを確認する必要があり、従来は、現場の機器（たとえば遮断器）の近傍に配置された人員がこれを確認し、電話等の通信手段によって操作室に対して確認結果の連絡を行っていた。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−３２２９０９号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の電力監視制御システムには以下のような問題点があった。
【００１０】
たとえば、特許文献１に記載の発明は、遮断器を投入する際に、連系する系統どうしの同期がとれた状態で投入するよう制御するものであり、遮断器の「開」操作に関しては考慮されていないものであった。このため、電力系統の構成によっては遮断器操作の影響で電力系統の地絡や短絡、停電等の事故やトラブルが発生してしまうおそれがあった。
【００１１】
また、現実の電力系統設備には複数の遮断器が設けられており、この複数の遮断器を順番に連続的に「入」操作したり、「開」操作したりする作業、たとえば保守、点検作業が発生する。
【００１２】
このような状況において、上述のような従来の電力監視制御システムでは、１つの遮断器の操作のたびに、遮断器の動作に連動して点灯するランプ等によってその遮断器の動作確認を操作員が行わなければならず、このために各遮断器盤の近傍に操作員が待機していなければならない。特に遮断器盤を有する変電室が数ヶ所にわたる場合にはその変電室ごとに人員が必要であり、省力化が難しいという問題があった。
【００１３】
また、このように１つの遮断器操作のたびにその確認を操作員が行う従来の電力監視制御システムの場合、１ステップすなわち１つの遮断器の操作ごとに操作員による確認作業が必要で、その都度に電話等の通信手段によって操作室に対して確認結果の連絡をする必要があるため、系統操作に要する時間が長くなってしまうという問題もあった。
【００１４】
さらに、上述のように従来の電力監視制御システムでは、遮断器操作による電力系統への影響についてまでは考慮することができず、場合によっては遮断器操作の影響で系統の地絡や短絡、停電等の事故やトラブルが発生してしまうおそれもあり、信頼性の面でも十分とは言い難いものであった。
【００１５】
本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、電力系統の操作をする際に、その操作がされた場合の状態に応じて自動的に系統操作をすることができる電力監視制御システムを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、電力系統に設けられた遮断器に対する操作を指示する前に、該操作を実行した場合の系統の電気諸量を計算することを特徴とする。
【００１７】
また本発明は請求項１に記載の発明において、前記電気諸量の計算結果が予め定めた規定値内であった場合に、該遮断器に対する操作を指示することを特徴とする。
【００１８】
また本発明は請求項１に記載の発明において、前記電気諸量の計算結果をオペレータに対して出力することを特徴とする。
【００１９】
また本発明は請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の発明において、前記遮断器に対する操作を指示した後、該指示に基づいて操作が実行された旨のアンサー信号を受信したときに、次の遮断器操作に移行することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明による電力監視制御システムの一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態の電力監視制御システムにおける制御端末装置１は、オペレータが操作指示や情報入力等を行うための入力手段１１と、オペレータに対して情報の画面表示等を行う出力手段１２と、電力系統の構成や各種定数（線路定数等）等を記憶する記憶手段１３と、外部と通信するための通信手段１４と、全体の制御を行う制御手段１５とを有して構成され、後に図２に示すような電力系統の遮断器の入開制御を行うＩＦリレー１６に対して、通信手段１４を介して制御信号１７を送信することによって、遮断器の操作を行う。
【００２３】
なお、入力手段１１としてはキーボードやマウス、ペン入力等のいかなる入力手段をも用いることができ、また出力手段１２としてはディスプレイ装置やプリンタや音声出力装置等のいかなる出力手段をも用いることができる。
【００２４】
図２は、図１に示した電力監視制御システムが適用される電力系統の一例を示すブロック図である。
【００２５】
図２に示す電力系統において、１９および２０は発電機等の電力源であり、この電力系統に電力を供給する。
【００２６】
また、２１〜３０は遮断器であり、図中、白丸で示す遮断器はその遮断器が開状態であることを示し、黒丸で示す遮断器はその遮断器が入状態であることを示す。すなわち、図２においては、遮断器２７および２８は開状態であり、遮断器２１〜２６、２９および３０は入状態である。
【００２７】
さらに、３１および３２はこの電力系統に接続された負荷であり、この負荷３１、３２には電力源１９や２０からの電力が供給されて駆動される。図２の状態では、遮断器２２、２４、２６および３０を介する経路によって負荷３２に対して電力が供給される。
【００２８】
なお、図２において、破線の矩形で示す３３は、以降の説明における点検対象範囲を示すものである。
【００２９】
次に、本実施の形態の動作について、制御端末装置１の制御手段１５におけるソフトウェア処理である図３のフローチャートを参照しながら詳しく説明する。
【００３０】
図３は、図１に示した電力監視制御システムの制御端末装置１による処理のフローチャートを示す図である。
【００３１】
電力系統に設けられた各種回路等の保守、点検等のためには、点検対象範囲を電力系統から遮断するなどの準備を行う必要が生じる場合がある。以下の説明では、このような場合を例にして説明する。
【００３２】
本実施の形態の電力監視制御システムでは、このような保守、点検時等の準備のための電力系統操作を自動で行うことができる。すなわち本実施の形態では、電力系統のどの遮断器を操作してその次にどの遮断器を操作するといった手順を、系統操作ガイダンスとして予め記憶手段１３に記憶しておき、制御手段１５がこの系統操作ガイダンスを記憶手段１３から読み出して、読み出した系統操作ガイダンスに沿って系統操作を自動的に行う。
【００３３】
制御手段１５では、オペレータによる入力手段１１からの制御開始指示を受けて記憶手段１３から系統操作ガイダンスを読み出し、この読み出した系統操作ガイダンスに従って操作する遮断器を決定する。
【００３４】
続いて、また記憶手段１３から現在の電力系統の構成や接続状態、電力系統データ（線路定数等）を読み出し（Ａ−１）、その遮断器の操作を実行した場合の電力系統の状態すなわち各部の電気諸量（たとえば電流、電圧等）を計算する（Ａ−２）。
【００３５】
記憶手段１３には、電力系統の各位置の電気諸量の許容される規定値も記憶してあり、制御手段１５では、この規定値を記憶手段１３から読み出して、ステップ（Ａ−２）で計算した電気諸量が記憶手段１３から読み出した規定値内であるかどうかをチェックする（Ａ−３）。
【００３６】
ステップ（Ａ−３）において遮断器操作を実行した場合の電気諸量が規定値を逸脱するとされたときには、ステップ（Ａ−５）へと進み、その旨を出力手段１２によってオペレータに通知する。
【００３７】
ステップ（Ａ−３）において遮断器操作を実行した場合の電気諸量が規定値内であるとされたときには、その遮断器操作を実行するように、ＩＦリレー１６に対して、通信手段１４を介して制御信号１７を送信する（Ａ−４）。これを受けたＩＦリレー１６では、遮断器を指示どおりに操作するとともにその実行完了のアンサー信号を制御端末装置１に返す。
【００３８】
制御端末装置１の制御手段１５では、ステップ（Ａ−６）において、通信手段１４を介してアンサー信号を受信できない場合には、その旨を出力手段１２によってオペレータに通知する（Ａ−５）。
【００３９】
また、制御端末装置１の制御手段１５では、ステップ（Ａ−６）において通信手段１４を介してアンサー信号を受信したならば、記憶手段１３に記憶してある、現在の電力系統の構成や接続状態、電力系統データ（線路定数等）を更新するとともに、先に記憶手段１３から読み出した系統操作ガイダンスに従って、まだ操作する遮断器が存在するかどうかをチェックし（Ａ−７）、まだ操作がある場合には、ステップ（Ａ−１）に戻って処理を続行する。
【００４０】
ここで、具体的な操作について説明する。
【００４１】
今回、図２に示した点検対象範囲３３の点検を行うために、この点検対象範囲３３を電力系統から遮断するための操作を行うものとする。
【００４２】
この場合、記憶手段１３に記憶された系統操作ガイダンスには、遮断器２７を入状態にし、遮断器２８を入状態にし、遮断器２６を開状態にし、遮断器２４を開状態にし、遮断器２２を開状態にするよう手順が定められている。
【００４３】
制御手段１５ではこの系統操作ガイダンスに従って遮断器の操作を行うことによって、系統操作を正しく行うことができ、負荷３１や負荷３２に影響を与えることなく、点検対象範囲３３を電力系統から遮断することができる。
【００４４】
ところで、万が一、系統操作ガイダンスに記載の手順が誤っていたり、何らかの要因によって、上述の正しい手順の中の「遮断器２８を入状態」にする操作が抜けてしまったとする。この場合、制御手段１５では、「遮断器２７を入状態」にする操作を実行した後に、「遮断器２６を開状態」にする操作について図３のフローチャートを進めることになる。
【００４５】
ここで、「遮断器２７を入状態」にした後に、「遮断器２８を入状態」にせずに「遮断器２６を開状態」にする操作は、ステップ（Ａ−３）の判断で、負荷３２への電力供給がされず、部分停電を引き起こしてしまうことが判明する。従って、本実施の形態では、このステップ（Ａ−３）からステップ（Ａ−５）へと進むことによって、部分停電を引き起こしてしまう操作を行うことなく、オペレータに通知することができ、オペレータはこれを受けて原因を究明し、系統操作ガイダンスを改正するなどして、正しい処理、操作を実施させることができる。
【００４６】
続いて、本発明の別の実施の形態について説明する。図１に示した構成はこの実施の形態においても同様であるので、図１を参照して説明する。
【００４７】
図４は、図１に示した電力監視制御システムの制御端末装置１による処理のフローチャートを示す図であり、図３とは別の実施の形態のフローチャートを示す図である。
【００４８】
この実施の形態でも、系統操作ガイダンスを予め記憶手段１３に記憶しておき、制御手段１５がこの系統操作ガイダンスを記憶手段１３から読み出して、読み出した系統操作ガイダンスに沿って系統操作を行う点は同様である。
【００４９】
制御手段１５では、記憶手段１３から読み出した系統操作ガイダンスに従って操作する遮断器を決定し、また記憶手段１３から現在の電力系統の構成や接続状態、電力系統データ（線路定数等）を読み出し（Ｂ−１）、その遮断器の操作を実行した場合の電力系統の状態すなわち各部の電気諸量を計算する（Ｂ−２）。
【００５０】
本実施の形態では、ステップ（Ｂ−２）で計算した、各部の電気諸量を出力手段１２によってオペレータに通知する（Ｂ−３）。
【００５１】
オペレータは、通知された電気諸量を参照し、当該遮断器の操作を実行してもかまわないかどうかを判断し、操作を実行してもよい場合には、入力手段１１によってその旨を入力する。
【００５２】
制御手段１５では、オペレータからの入力を参照し、当該遮断器の操作許可が入力された場合には、その遮断器操作を実行するように、ＩＦリレー１６に対して、通信手段１４を介して制御信号１７を送信する（Ｂ−５）。これを受けたＩＦリレー１６では、遮断器を指示どおりに操作するとともにその実行完了のアンサー信号を制御端末装置１に返す。
【００５３】
制御端末装置１の制御手段１５では、ステップ（Ｂ−６）において、通信手段１４を介してアンサー信号を受信できない場合には、その旨を出力手段１２によってオペレータに通知する（Ｂ−７）。
【００５４】
また、制御端末装置１の制御手段１５では、ステップ（Ｂ−６）において通信手段１４を介してアンサー信号を受信したならば、記憶手段１３に記憶してある、現在の電力系統の構成や接続状態、電力系統データ（線路定数等）を更新するとともに、先に記憶手段１３から読み出した系統操作ガイダンスに従って、まだ操作する遮断器が存在するかどうかをチェックし（Ｂ−８）、まだ操作がある場合には、ステップ（Ａ−１）に戻って処理を続行する。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電力系統の操作をする際に、その操作がされた場合の状態に応じて自動的に系統操作をすることができる電力監視制御システムを提供することができる。
【００５６】
また本発明によれば、電力監視制御システムが自動的に系統操作を実施するため、人員は、中央の操作室の制御端末装置にて制御開始指示を実行するのみでよく、また、動作確認も現場からの信号情報（アンサー信号）によって確認するため、現場への人員配置が不要となり、省力化を図ることができるとともに、系統操作時間の短縮も図ることができる。
【００５７】
さらに本発明によれば、各操作ごとに操作後の系統の構成や接続状態、電力系統データ（線路定数等）を確認するため、事故、トラブル等を回避可能となり、信頼性向上も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電力監視制御システムの一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した電力監視制御システムが適用される電力系統の一例を示すブロック図である。
【図３】図１に示した電力監視制御システムの制御端末装置１による処理のフローチャートを示す図である。
【図４】図１に示した電力監視制御システムの制御端末装置１による処理のフローチャートを示す図であり、図３とは別の実施の形態のフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１  制御端末装置
１１  入力手段
１２  出力手段
１３  記憶手段
１４  通信手段
１５  制御手段
１６  ＩＦリレー
１７  制御信号
１９、２０  電力源
２１〜３０  遮断器
３１、３２  負荷
３３  点検対象範囲
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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