(57)【要約】【課題】  本発明は、分散型電源装置が混在する配電系統の電力品質を、既存のシステムを活用して監視制御することが可能な配電系統監視制御システム、系統監視機能付電力量計を提供することを目的とする。【解決手段】  配電線路と、分散型電源装置と、分散型電源装置の電力品質を測定する第１の系統制御用電力量計と、分散型電源装置からの電力の供給を受ける需要家の負荷と、需要家の負荷の電力品質を測定する第２の系統制御電力量計と、配電線路の配電系統制御装置のネットワークとを備え、第１及び前記第２の系統制御用電力量計は、測定した電力品質データを配電系統制御装置に送信し、電力品質データに異状値が発生している場合、異常値の原因を特定し、前記分散型電源装置または前記需要家の負荷に備えられる系統制御用電力量計に警告通知するようにしたことを特徴とする。【選択図】  図１
2005261152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散型電源装置の配電系統監視制御システムであって、
配電系統の配電線路と、
前記配電線路に新たに装備される分散型電源装置と、
前記分散型電源装置で授受する電力品質を測定する第１の系統制御監視機能付電力量計と、
前記配電線路に接続され、前記分散型電源装置の需要家の負荷と、
前記需要家の負荷電力の電力品質を測定する第２の系統制御監視機能付電力量計と、
前記第１及び前記第２の系統制御監視機能付電力量計の備える通信端末と前記配電線路の配電系統制御装置とを接続するネットワークと、
前記配電系統制御装置で制御される配電電力授受装置を装備する配電用変電所とを
備え、
前記第１及び前記第２の系統制御監視機能付電力量計は、測定した電力品質データを前記配電系統制御装置に送信し、
前記配電系統制御装置は、前記電力品質データに異状値が発生している場合、その原因が前記分散型電源装置または前記需要家負荷にあると判断した場合には、前記ネットワークを介して、前記第１または前記第２の系統制御監視機能付電力量計に通知するようにしたことを特徴とする配電系統監視制御システム。
【請求項２】
前記配電系統監視機能付電力量計は、売電契約に基づく電力量測定手段と前記電力品質判定手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の配電系統監視制御システム。
【請求項３】
前記配電系統監視機能付電力量計は、売電契約に基づく電力量測定手段と、前記電力品質測定手段と、前記電力品質判定手段の出力信号に異状が検出された時、その電力品質データを優先して送信する通信手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の配電系統監視制御システム。
【請求項４】
売電契約される電力量を測定する電力量測定回路と、
前記電力の電力品質測定回路と、
前記電力の電力品質判定回路と、
前記電力量測定回路及び前記電力品質測定回路の出力信号を送信し、前記電力品質判定回路が品質異状を検出したとき、前記電力品質測定回路の出力信号を優先して送信する優先度選択回路を備えた通信制御回路とを
備え、
電力量測定と電力品質測定を同時に測定し、電力品質異状時の電力品質出力信号を優先して送信するようにしたことを特徴とする系統監視機能付電力量計。
【請求項５】
前記電力品質判定回路は、少なくとも、前記配電線路の電圧、電流、周波数、有効・無効電力量及び高調波電流の測定手段を備えたことを特徴とする系統監視機能付電力量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電系統監視制御システム、系統監視機能付電力量計に係わり、特に分散型電源を装備したときの電力品質を監視制御する配電系統監視制御システム、系統監視機能付電力量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の送配電系統の制御は電力会社が単独で行う監視制御システムとして構成されていた。この配電系統監視制御システムの従来例について、図４を参照して説明する。
【０００３】
同図において、図示しない上位送電系統の送電用変電所から送電された電力は、配電用変電所１０の変圧器２０経由し、配電線路１によって離散した地域の夫々の変圧器１１、１４を介して電力授受装置１２、１５に配電される。
【０００４】
電力授受装置１２、１５には、夫々系統制御センサ１３、１６が装備され、夫々変圧器１１、１４を介して授受される電力の電力品質データを測定し、ネットワーク８を介して配電変電所１０の配電系統監視制御装置１０ｃに送信される。
【０００５】
配電系統監視制御装置１０ｃでは、系統制御センサ１３及び１６からの電力品質データを受信し、さらに、この配電用変電所１０自身の配電電力を制御する配電系統センサ１０ｂからの電力品質データを受信し、配電電力授受装置１０ａを制御し、変圧器２０から配電され電力品質が所定の品質を確保できるように保証するように構成される。
【０００６】
また、配電系統監視制御装置１０ｃから系統制御センサ１３及び１６、または直接電力授受装置１２、１５に指令して、電力授受装置１２、１５によって配電線路１の電力品質を制御も行なう(例えば、特許文献１参照。)。
【０００７】
今後は、このような配電系統の監視制御システムは、電気事業法の改定に伴い、発電卸売市場が活発になり、各地域において風力発電、太陽光発電、電池に代表される分散型電源装置が大量に導入されることが予想されている。
【０００８】
ここで、系統制御センサ１３、１６及び配電系統制御センサ１０ｂで検出される電力品質データには、配電線路１で配電される各装置の授受電力入力端部での電圧、電流、有効・無効電力量、周波数、及び高調波電流のデータが含まれる。
【０００９】
この分散型電源装置は、運転の自由度が大きいため、定常時においても電圧品質の低下や、高調波電流の発生が懸念され、配電線路全体の電力品質が低下することが予想されるので、配電系統間での発電エネルギーと消費エネルギーのバランスを維持し、系統の制御を最適化する制御装置が知られている(例えば、特許文献２参照。)。
【特許文献１】特開平９−１５４２３５号公報
【特許文献２】特開平１１−１４６５６０号公報（第１ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述したように従来の配電系統の電力品質は、異なる発電事業者とその需要家負荷が、同じ配電線路を使用して事業を行うため、電力品質の低下があった場合、いずれの装置、設備に原因があるのかが特定できないため、対策が困難であるばかりか、配電系統全体が異常な状態で運転される問題がある。
【００１１】
また、新規参入する発電事業者が需要家との間において売買契約に基づく電力品質を確保するシステムを構築するには、多大のコストがかかる問題がある。
【００１２】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、発電事業者の分散型電源装置が混在する配電系統において、既存システムを活用して、配電系統の電力品質を監視し、電力品質の低下があった場合に、その装置を特定し、配電系統の電力品質を監視制御することが可能な配電系統監視制御システム、系統監視機能付電力量計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１の配電系統監視制御システムは、分散型電源装置の配電系統監視制御システムであって、配電系統の配電線路と、前記配電線路に新たに装備される分散型電源装置と、前記分散型電源装置で授受する電力品質を測定する第１の系統制御監視機能付電力量計と、前記配電線路に接続され、前記分散型電源装置の需要家の負荷と、前記需要家の負荷電力の電力品質を測定する第２の系統制御監視機能付電力量計と、前記第１及び前記第２の系統制御監視機能付電力量計の備える通信端末と前記配電線路の配電系統制御装置とを接続するネットワークと、前記配電系統制御装置で制御される配電電力授受装置を装備する配電用変電所とを備え、前記第１及び前記第２の系統制御監視機能付電力量計は、測定した電力品質データを前記配電系統制御装置に送信し、前記配電系統制御装置は、前記電力品質データに異状値が発生している場合、その原因が前記分散型電源装置または前記需要家負荷にあると判断した場合には、前記ネットワークを介して、前記第１または前記第２の系統制御監視機能付電力量計に通知するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の請求項４に係る配電系統監視機能付電力量計は、売電契約される電力量を測定する電力量測定回路と、前記電力の電力品質測定回路と、前記電力の電力品質判定回路と、前記電力量測定回路及び前記電力品質測定回路の出力信号を送信し、前記電力品質判定回路が品質異状を検出したとき、前記電力品質測定回路の出力信号を優先して送信する優先度選択回路を備えた通信制御回路とを備え、電力量測定と電力品質測定を同時に測定し、電力品質異状時の電力品質出力信号を優先して送信するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、配電系統の配電線路に新規に装備される分散型電源装置及びその需要家負荷の夫々に系統制御機能付電力量計を備え、従来の電力量の測定ネットワークを使用して、電力品質の異状値をこれらの系統制御機能付電力量計から配電変電所の配電系統制御装置に送信し、新規に配電線路に装備された分散型電源装置とその負荷の電力品質を常時監視し、電力品質の異常値から異常発生の原因となる装置を特定して、通知するようにしたので、多数の発電事業者の分散型電源装置が混在する配電系統において、電力品質の低下があった場合にその発生装置をすばやく特定することが可能な配電系統監視制御システムを提供することができる。
【００１６】
また、既存のネットワークを活用して、電力量と電力品質を同時に計測し、電力品質に異状があった場、優先して配電系統を管理する配電系統制御装置に送信するようにしたので、シンプルで配電系統の常時監視が可能な配電系統監視機能付電力量計を提供するができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明による実施例について、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明による配電系統監視制御システムの構成を示す図で、既存の配電システムの配電線路１に新規装備される分散型電源装置３とその需要家負荷(分散型電源装置３の負荷)６が装備された状態を示す。
【００１８】
まず、既存システムの構成について説明する。既存システムは、図示しない上位送電系統変電所から送電された電力を複数の配電変電所の一つである配電変電所１０と、この配電変電所１０に変圧器２０を経由して配電される複数の電力授受装置の一つである電力授受装置１２が変圧器１１を介して装備されている状態を図示している。
【００１９】
そして、配電変電所１０は、配電電力授受装置１０ａ、配電電力授受装置１０ａの授受端部における電力品質を検出する配電系統センサ１０ｂ及びこの配電変電所１０の電力品質を制御する配電系統監視制御装置１０ｃとから構成される。
【００２０】
また、配電線路１の電力品質は、電力授受装置１２の授受端部での電力品質を系統センサ１３で検出し、ネットワーク８を介して配電系統監視制御装置１０ｃに送信する。
【００２１】
即ち、既存配電システムは、配電系統センサ１０ｂと系統センサ１３から送信される電力品質データに基づいて、配電系統監視制御装置１０ｃがこの配電線路１の電力品質を統括して監視し、異状時には、配電電力授受装置１０ａ及び電力授受装置１２に指令して電力品質を制御している。
【００２２】
ここで、電力品質データとは、配電線路１の各点で測定される電圧、電流、無効・有効電力、周波数、高調波電流などの測定値を言う。
【００２３】
次に、配電線路１に売電業者とその需要家が装備する設備について説明する。配電線路１には、変圧器２を介して、分散型電源装置３が装備される。そしてこの授受端部には系統監視機能付電力量計４が設けられ、この出力はネットワーク８に接続されている。
【００２４】
同様に、この分散型電源装置３と売買契約した需要家負荷６は、変圧器５を介して受電し、その受電端部の電力品質は系統監視機能付電力量計７で測定され、この出力はネットワーク８に接続されている。
【００２５】
次に、このように構成された配電系統監視制御システムで使用される、系統監視機能付電力量計４（７）について図２を参照して説明する。
【００２６】
系統監視機能付電力量計４は、需要家との売買契約に基づく電力量を配電線路１の電力授受端部における電力量を計量する電力量測定回路４ａ、同じく、この電力授受端部における電力品質を測定する電力品質測定回路４ｂ、測定された電力品質データの品質の良否を判定する電力品質判定回路４ｃ、及び各回路で測定及び判定された電力量、電力品質データ、電力品質の良否判定出力を受信して、ネットワーク８を介して送信する通信制御回路４ｄとから構成される。
【００２７】
電力品質判定回路４ｃは、電力品質設定回路４ｃ１、電力品質設定回路４ｃ１の設定値と、電力品質測定回路４ｂの出力との比較を行い、所定の良否判定基準以内か否かを判定する比較判定回路４ｃ２とから構成される。
【００２８】
また、通信制御回路４ｄは、予め設定されるこの系統監視機能付電力量計４の計器番号、入力された電力測定回路４ａ及び電力品質測定回路４ｂの出力データを定期的に送信する機能と、比較判定回路４ｃ２の出力が発生したときに優先して送信する機能とを備えた優先度選択回路４ｄ１を備えている。
【００２９】
次に、このように構成された配電系統監視制御システムの動作について、図３を参照して説明する。図３は、配電系統監視制御装置１０ｃの制御動作の例をフローチャートで示したものである。
【００３０】
配電系統監視制御装置１０ｃは、系統制御機能付電力量計４または７から電力品質異常値（優先度送信）の有無を判定する(ステップｓ１)。
【００３１】
次に、その異状値が、系統制御機能付電力量計４または７のいずれにも発生しているものか否かを判定する(ステップｓ２)。
【００３２】
双方に異状データが発生している場合には、電力品質データの対応する各項目を比較して、予め定めた配電線路１の使用条件を満たしているか否かを判定（ステップｓ３）し、その差が許容範囲内であれば自身の配電系統センサ１０ｂの電力品質データを参照し、配電電力授受装置１０ａに制御指令をする(ステップｓ４)。
【００３３】
そうでなければ、異状値を送信した系統監視機能付電力量計４または７に設備異状を警告し、制御指令を送信する（ステップｓ５）。
【００３４】
そして、この制御指令の結果、異常値が改善されるまで繰り返し監視し、改善されると、正常値範囲となったことを制御指令した各指令先に送信する(ステップｓ６)。
【００３５】
ステップｓ２において、異常値の優先送信が系統監視機能付電力量計４または７の一方のみからの場合は、配電系統センサ１０ｂの電力品質データを参照して異状の原因がその計測点にあることを確認して、異状値の修正制御を系統監視機能付電力量計４または７に警報指令する。
【００３６】
以上のような配電系統監視システムによれば、配電系統監視制御装置１０ｃは、常時以上を監視する必要がないので自身の制御動作に負担がかからない。
【００３７】
また、配電系統全体を監視して、発電業者とその需要家の負荷の使用状態が売買契約された範囲内のものであるか否かを、配電線路１の全体の電力需給状態から判断できるので、この配電経路１の異状とその対策を適切に指令できる。
【００３８】
また、系統制御機能付電力量計は、既存のネットワークを活用して、新規参入した売買契約者相互の電力量を相互で確認が可能であると同時に、異状時においては上位配電制御システム側と発電業者との相互支援が可能となる作用効果が期待できる。
【００３９】
なお、本発明は上記の実施例に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲で変形することも可能である。例えば、系統監視機能付電力量計は、配電系統監視制御装置１０ｃから制御指令を受信して、分散型電源装置の制御を行うようにすることも可能である。
【００４０】
この機能は、具体的には配電系統監視制御装置１０ｃをサーバとし、その端末機能、例えば、ブラウザ機能を夫々の系統監視機能付電力量計に備えれば、多様な分散型電源装置が装備される場合においても、この配電線路の電力品質を容易に制御できる配電系統監視制御システムを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の配電系統監視制御システムの構成を示すブロック図。
【図２】本発明の配電系統監視機能付電力量計の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の配電系統監視制御装置の制御動作の例示すフローチャート図。
【図４】従来の配電系統監視制御システムの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００４２】
１  配電線路
２、５  変圧器
３、６  分散型電源装置
４、７  系統監視機能付電力量計
４ａ  電力量測定回路
４ｂ  電力品質測定回路
４ｃ  電力品質判定回路
４ｃ１  電力品質設定回路
４ｃ２  比較判定回路
４ｄ  通信制御回路
４ｄ１  優先度選択回路
８  ネットワーク
１０  配電用変電所
１０ａ  配電電力授受装置
１０ｂ  配電系統センサ
１０ｃ  配電系統監視制御装置
１１、１４、２０  変圧器
１２、１５  電力授受装置
１３、１６  系統制御センサ
【図１】
2005261152.tif 000003
【図２】
2005261152.tif 000004
【図３】
2005261152.tif 000005
【図４】
2005261152.tif 000006