(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電線電圧を降圧するネットワーク変圧器と該ネットワーク変圧器の二次側とネットワーク母線との間に設けられたプロテクタ遮断器とを有する受電回路を複数回線分備えたネットワーク受配電設備が、電源変電所から配電線遮断器を介して引き出された複数回線の配電線に接続されている配電系統の前記受配電設備側で前記配電線遮断器が開放されたことを検出する変電所配電線遮断器開放検出方法であって、
前記受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側を通過する電力を一定の時間毎に測定して、有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱを検出し、
特定の受電回路で検出された有効電力変動量ΔＰのみが他の受電回路で検出された有効電力変動量と符号が逆で、他の受電回路で検出された有効電力変動量よりも絶対値が大きく、かつ前記受配電設備の特定の受電回路で検出された無効電力変動量ΔＱのみが他の受電回路で検出された無効電力変動量と符号が逆で、他の受電回路で検出された無効電力変動量よりも絶対値が大きいときに、前記特定の受電回路が接続された回線の配電線遮断器が開放されていると判定することを特徴とする変電所配電線遮断器開放検出方法。
【請求項２】
配電線電圧を降圧するネットワーク変圧器と該ネットワーク変圧器の二次側とネットワーク母線との間に設けられたプロテクタ遮断器とを有する受電回路を複数回線分備えたネットワーク受配電設備が、電源変電所から配電線遮断器を介して引き出された複数回線の配電線に接続されている配電系統の前記受配電設備側で前記配電線遮断器が開放されたことを検出する変電所配電線遮断器開放検出方法であって、
前記受配電設備で検出し得る特定の電気的変量を入力変数として、入力変数と各回線の配電線遮断器の開閉状態に対応する出力値との間の関係を与える判別関数を各回線の配電線遮断器毎に作成しておき、
前記受配電設備内で前記入力変数とした電気的変量を一定の時間毎に検出して、検出した電気的変量を各判別関数の入力変数に代入することにより前記判別関数の出力値を演算し、
演算された各判別関数の出力値から各回線の配電線遮断器が開放されているか否かを判定することを特徴とする変電所配電線遮断器開放検出方法。
【請求項３】
前記判別関数は、前記受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側で測定した有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱを入力変数とするように構成される請求項２に記載の変電所配電線遮断器開放検出方法。
【請求項４】
前記判別関数は、前記受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側で測定した有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱとそれぞれのネットワーク変圧器の一次電圧の変動量ΔＶとを入力変数とするように構成される請求項２に記載の変電所配電線遮断器開放検出方法。
【請求項５】
前記判別関数は、前記受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側で測定した有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱを入力変数とするように構成される請求項２に記載の変電所配電線遮断器開放検出方法。
【請求項６】
前記判別関数は、前記受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側で測定した有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、有効電力変動量ΔＰ、無効電力変動量ΔＱ及びそれぞれのネットワーク変圧器の一次電圧の変動量ΔＶを入力変数とするように構成される請求項２に記載の変電所配電線遮断器開放検出方法。
【請求項７】
前記判別関数は、前記入力変数と複数の中間変数との間の関係を与える複数の中間層の多項関数式と前記複数の中間変数と前記出力値Ｓとの間の関係を与える１つの出力層の多項関数式とからなっている請求項２ないし６のいずれか一つに記載の変電所配電線遮断器開放検出方法。
【請求項８】
配電線電圧を降圧するネットワーク変圧器と該ネットワーク変圧器の二次側とネットワーク母線との間に設けられたプロテクタ遮断器とを有する受電回路を複数回線分備えたネットワーク受配電設備が、電源変電所から配電線遮断器を介して引き出された複数回線の配電線に接続されている配電系統の前記受配電設備側で前記配電線遮断器が開放されたことを検出する変電所配電線遮断器開放検出装置であって、
前記受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次電流及び前記ネットワーク母線の電圧をそれぞれサンプリングする電流検出部及び電圧検出部と、
前記電流検出部及び電圧検出部によりサンプリングされた二次電流及びネットワーク母線電圧を用いて前記受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側を通過する有効電力及び無効電力を演算して、演算された有効電力及び無効電力から有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱを検出する電力変動量演算部と、
特定の受電回路で検出された有効電力変動量ΔＰのみが他の受電回路で検出された有効電力変動量と符号が逆で、他の受電回路で検出された有効電力変動量よりも絶対値が大きく、かつ前記受配電設備の特定の受電回路で検出された無効電力変動量ΔＱのみが他の受電回路で検出された無効電力変動量と符号が逆で、他の受電回路で検出された無効電力変動量よりも絶対値が大きいときに、前記特定の受電回路が接続された回線の配電線遮断器が開放されていると判定する判定部とを備えたことを特徴とする変電所配電線遮断器開放検出装置。
【請求項９】
配電線電圧を降圧するネットワーク変圧器と該ネットワーク変圧器の二次側とネットワーク母線との間に設けられたプロテクタ遮断器とを有する受電回路を複数回線分備えたネットワーク受配電設備が、電源変電所から配電線遮断器を介して引き出された複数回線の配電線に接続されている配電系統の前記受配電設備側で前記配電線遮断器が開放されたことを検出する変電所配電線遮断器開放検出装置であって、
前記受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次電流及び前記ネットワーク母線の電圧をそれぞれサンプリングする電流検出部及び電圧検出部と、
前記電流検出部及び電圧検出部によりサンプリングされた二次電流及びネットワーク母線電圧を用いて前記受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側を通過する有効電力及び無効電力を演算するとともに、演算された有効電力及び無効電力から有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱを演算する演算部と、
少くとも前記演算部により演算された有効電力変動量及び無効電力変動量を入力変数とした場合に、該入力変数と各回線の配電線遮断器の開閉状態に対応する出力値との間の関係を与える多項式判別関数を記憶した判別関数記憶部と、
前記変動量を前記判別関数記憶部に記憶された判別関数の入力変数に代入することにより前記判別関数の出力値を演算する出力値演算部と、
演算された出力値から各回線の配電線遮断器が開放されているか否かを判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする変電所配電線遮断器開放検出装置。
【請求項１０】
前記判別関数は、前記有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱの外に、更にネットワーク変圧器の一次電圧の変動量ΔＶを入力変数とするように構成されている請求項９に記載の変電所配電線遮断器開放検出装置。
【請求項１１】
前記判別関数は、前記有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱの外に、更に前記受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側を通過する有効電力Ｐ、無効電力Ｑを入力変数とするように構成されている請求項９に記載の変電所配電線遮断器開放検出装置。
【請求項１２】
前記演算部は、前記ネットワーク変圧器の一次側電圧の変動量ΔＶを更に演算するように構成され、
前記判別関数は、前記有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱの外に、更に前記受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側を通過する有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、及びそれぞれのネットワーク変圧器の一次電圧の変動量ΔＶを入力変数とするように構成されている請求項９に記載の変電所配電線遮断器開放検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源変電所の変圧器から配電線遮断器を通して引き出された配電線にネットワーク受配電設備が接続されている配電系統において、電源変電所の配電線遮断器が開放されたことを受配電設備側で検出する変電所配電線遮断器開放検出方法及び該方法を実施するために用いる変電所配電線遮断器開放検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
配電系統においては、電源変電所から配電線遮断器を通して引き出された複数の配電線にネットワーク受配電設備や本予備受配電設備（常用予備受配電設備とも呼ばれる。）などの様々な受配電設備が接続されている。また最近では、配電系統に、自家発電設備や太陽光発電設備などの分散型電源が接続されるため、該分散型電源を配電系統と連系させることが必要になっている。
【０００３】
なお本明細書において「ネットワーク受配電設備」（単に受配電設備ともいう。）は配電線の電圧を降圧するネットワーク変圧器と、該ネットワーク変圧器の二次側とネットワーク母線との間に設けられるプロテクタ遮断器とを複数回線分備えた受配電設備である。ネットワーク受配電設備としては、ビル等に設置されるスポットネットワーク受配電設備と、一定の市街地域に電力を供給する目的で設置されるレギュラーネットワーク受配電設備とがあるが、本明細書でいう「ネットワーク変圧器」はこれら双方を包含する。
【０００４】
このような配電系統において、特定の配電線の点検や工事を行なう際には、該配電線と電源変電所の変圧器との間に設けられた配電線遮断器を開く必要がある。また配電線の工事や点検を行なうために配電線遮断器を開いた際には、作業の安全上、その遮断器につながる配電線を無電圧状態にする必要がある。
【０００５】
ところが、配電系統にネットワーク受配電設備が設けられている場合には、複数の配電線の間が受配電設備内の回路を通して相互に接続されているため、ある回線の配電線を電源変電所の変圧器から切り離しても、他回線の配電線から受配電設備内のネットワーク母線とネットワーク変圧器とを通して、逆電力の潮流が起る。
【０００６】
ネットワーク受配電設備では、切り離された配電線につながるネットワーク変圧器の二次側で検出した変圧器の励磁電流と配電線の対地静電容量を通して流れる充電電流との合成電流をネットワーク変圧器の二次側で検出して、逆電力の潮流が生じたことを検出するネットワーク継電器を各ネットワーク変圧器に対して設けて、該ネットワーク継電器により所定の位相及びしきい値以上の逆電力の潮流が検出されたときに、ネットワーク変圧器の二次側に設けられたプロテクタ遮断器を開くことにより、直ちにその回線を電源変電所につながる配電線から切り離して、逆電力の潮流を遮断するようにしている。
【０００７】
なお本明細書においては、「受配電設備」なる語を、配電系統の末端の需要家に設置される「受電設備」、及び需要家よりも上位の個所に設置されて二次側に更に配電回路が接続される「配電設備」の双方を含む語として用いている。すなわち、本明細書において「受配電設備」は、上記の意味での受電設備及び配電設備のいずれであってもよい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ネットワーク受配電設備が設置されている配電系統においては、受配電設備内で電力用変圧器を通して逆電力の潮流が生じたことが検出されたときにその電力用変圧器に対して直列に接続された遮断器を開いて、電源変電所の変圧器から切り離された配電線につながる受配電設備内の回線を該配電線から切り離すようにしている。
【０００９】
ところが、配電線に分散型電源が連系されていると、配電線遮断器を開いて該配電線を電源変電所から切り離した際に、切り離された配電線につながる電力用変圧器の一次側から二次側に電力の潮流が生じることがあり、切り離された配電線につながる電力用変圧器を通して起る逆電力の潮流を検出できないことがある。このような場合には、従来のネットワーク継電器でプロテクタ遮断器を動作させることはできないため、電源変電所から切り離された配電線につながる受配電設備内の回線を該配電線から切り離すことができない。
【００１０】
また配電線に分散型電源が連系されている場合、または本予備受配電設備が接続されている場合には、負荷のバランス状態により、ある配電線側から各受配電設備の電力用変圧器を通して他の配電線側に逆電力の潮流が起ることがある。このような定常時の逆電力の潮流に応答して受配電設備のプロテクタ遮断器が遮断動作を行なうことは避ける必要があるため、系統に分散型電源が連系している場合等の逆電力の潮流が発生し易い系統条件の下では、受配電設備内で逆電力の潮流を検出している継電器のしきい値を高く設定して、受配電設備の遮断器の動作に抑制をかける必要がある。
【００１１】
しかしながら、配電線遮断器が開いたときに電力用変圧器の励磁電流と配電線の対地静電容量を通して流れる充電電流との合成電流は極めて小さいため、受電設備内の逆電力検出用の継電器のしきい値を高く設定すると、電力用変圧器を通して配電線側に流れる逆電力を検出することができなくなることがあり、電源変電所から切り離された配電線につながる受配電設備内の回線を該配電線から切り離すことができなくなることがある。その結果、他の配電線から切り離された配電線に給電され続けることになり、工事、点検等を行なうことができなくなる。上記のような事態を避けるためには、ネットワーク継電器とは異なる方式によりネットワーク受配電設備側で配電線遮断器が開放したことを検出できるようにしておいて、配電線遮断器の開放が検出されたときに、その回線のプロテクタ遮断器の開放により電源変電所の変圧器から切り離された配電線につながる受配電設備内の回線を該配電線から切り離す必要がある。
【００１２】
本発明の目的は、配電系統の受配電設備側で配電線遮断器が開かれたことを検出する変電所配電線遮断器開放検出方法を提案することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、上記の方法を実施するために用いる変電所配電線遮断器開放検出装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる検出方法は、配電線電圧を降圧するネットワーク変圧器と該ネットワーク変圧器の二次側とネットワーク母線との間に設けられたプロテクタ遮断器とを有する受電回路を複数回線分備えたネットワーク受配電設備が、電源変電所から配電線遮断器を介して引き出された複数回線の配電線に接続されている配電系統の受配電設備側で配電線遮断器が開放されたことを検出する方法である。  本発明においては、変電所において配電線遮断器が開放されたときに、受配電設備で計測される種々の電気的変量（電圧、電流、電力等）の内、特定の電気的変量に顕著な変化が生じることに着目して、配電線遮断器の開放現象と強い相関関係を有する電気的変量を選択して常時計測し、計測された電気的変量の変化が所定の判定条件または判定式を満たしたときに、配電線遮断器が開放されたと判定する。
【００１５】
本発明者は、種々の解析を行った結果、ネットワーク受配電設備において計測される電気的変量の内、配電線遮断器の開放条件と最も強い相関関係を有するものは、ネットワーク変圧器の二次側を通過する有効電力の変動量（有効電力変動量という。）ΔＰと無効電力の変動量（無効電力変動量という。）ΔＱとであることを見出した。変電所で特定の回線の配電線遮断器が開放されると、受配電設備では、配電線遮断器が開放された回線のネットワーク変圧器の二次側で計測した有効電力変動量及び無効電力変動量が他の回線のネットワーク変圧器の二次側で計測した有効電力変動量及び無効電力変動量との関係で特有の変化を示す。
【００１６】
本願の第１の発明はこの点を利用したもので、本発明においては、受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側を通過する電力を一定の時間毎に測定して、有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱを検出し、特定の受電回路で検出された有効電力変動量ΔＰのみが他の受電回路で検出された有効電力変動量と符号が逆で、他の受電回路で検出された有効電力変動量よりも絶対値が大きく、かつ特定の受電回路で検出された無効電力変動量ΔＱのみが他の受電回路で検出された無効電力変動量と符号が逆で、他の受電回路で検出された無効電力変動量よりも絶対値が大きいときに、その特定の受電回路が接続された回線の配電線遮断器が開放されていると判定する。
【００１７】
また本願第２の発明では、受配電設備で検出し得る特定の電気的変量を入力変数として、入力変数と各回線の配電線遮断器の開閉状態に対応する出力値との間の関係を与える判別関数を各回線の配電線遮断器毎に作成しておく。そして、受配電設備内で入力変数とした電気的変量を一定の時間毎に検出して、検出した電気的変量を判別関数の入力変数に代入することにより各回線の配電線遮断器用の判別関数の出力値を演算し、演算された出力値から各回線の配電線遮断器が開放されているか否かを判定する。
【００１８】
上記判別関数は、受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側で測定した有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱを入力変数とするように構成することができる。
【００１９】
上記判別関数はまた、受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側で測定した有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱとそれぞれのネットワーク変圧器の一次電圧の変動量ΔＶとを入力変数とするように構成することができる。
【００２０】
上記判別関数はまた、受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側を通過する有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、有効電力の変動量ΔＰ及び無効電力の変動量ΔＱを入力変数とするように構成することができる。
【００２１】
上記判別関数はまた、受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側を通過する有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、有効電力変動量ΔＰ、無効電力変動量ΔＱ及びそれぞれのネットワーク変圧器の一次電圧の変動量ΔＶを入力変数とするように構成できる。
【００２２】
上記判別関数は、入力変数と複数の中間変数との間の関係を与える複数の中間層の多項関数式と複数の中間変数と出力値Ｓとの間の関係を与える１つの出力層の多項関数式とにより構成するのが好ましい。
【００２３】
このような判別関数を用いると、ニューラルネットワークの技法により、教師データに基づいて学習をさせながら、関数式の各項の係数や定数を決めることができるため、判定の確度を高くすることができる。
【００２４】
ニューラルネットワークの技法による場合、コンピュータ上で多項判別関数を生成するためのツールとして、既存の判別関数同定ツール（ソフトウェア）が市販されているため、これらのツールを用いて適確な判別関数を比較的容易に生成することができる。
【００２５】
配電線遮断器が開放されているか否かを判定する場合、判別関数の出力値は０または１の値をとればよいため、中間層及び出力層を構成する関数としては、シグモイド関数のように０または１に収束する関数を用いるのが好ましい。
【００２６】
なお上記判別関数は、必ずしもニューラルネットワークの技法を用いて生成する必要はなく、最小自乗法や、線形計画法等の技法を用いて生成してもよい。
【００２７】
上記の各検出方法によれば、受配電設備側で変電所の配電線遮断器が開放されたことを検出することができるため、変電所から各受配電設備に配電線遮断器の状態情報を転送したり、プロテクタ遮断器の開放指令を与えたりすることなく、各受配電設備側での判断で、配電線遮断器が開放された回線のプロテクタ遮断器を開くことができる。
【００２８】
また本発明は、電源変電所に対して特別の工事を行うことなく実施できるので、既設の配電系統にも容易に適用することができる。
【００２９】
更に本発明の検出方法を採用すれば、ネットワーク配電系統に本予備負荷が混在している場合でも受配電設備側で配電線遮断器の開放を検出して、プロテクタ遮断器を的確に動作させることができるため、本予備負荷に対する制限を大幅に緩和して、配電線路の有効利用を図ることができる。
【００３０】
また上記の検出方法を採用すれば、ネットワーク配電系統に分散型電源が接続されている場合でも、各受配電設備で配電線遮断器の開放を検出して、プロテクタ遮断器を開くことができるため、変電所から各受配電設備へ情報を転送するシステム等の高価なシステムを導入することなく、配電系統への分散型電源の連系を可能にすることができる利点がある。
【００３１】
本発明によればまた、上記の各検出方法を実施するために用いる変電所配電線遮断器開放検出装置が提供される。
【００３２】
本発明に係わる検出装置は、受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次電流（プロテクタ遮断器の通過電流）及びネットワーク母線の電圧をそれぞれサンプリングする電流検出部及び二次電圧検出部と、これら電流検出部及び電圧検出部によりサンプリングされた二次電流及びネットワーク母線電圧を用いて受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側を通過する有効電力及び無効電力を演算して、演算された有効電力及び無効電力から有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱを検出する電力変動量演算部と、特定の受電回路で検出された有効電力変動量ΔＰのみが他の受電回路で検出された有効電力変動量と符号が逆で、他の受電回路で検出された有効電力変動量よりも絶対値が大きく、かつ受配電設備の特定の受電回路で検出された無効電力変動量ΔＱのみが他の受電回路で検出された無効電力変動量と符号が逆で、他の受電回路で検出された無効電力変動量よりも絶対値が大きいときに、特定の受電回路が接続された回線の配電線遮断器が開放されていると判定する判定部とを備えることにより構成される。
【００３３】
本発明に係わる検出装置はまた、受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次電流及びネットワーク母線の電圧をそれぞれサンプリングする電流検出部及び電圧検出部と、電流検出部及び電圧検出部によりサンプリングされた二次電流及びネットワーク母線電圧を用いて受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側を通過する有効電力及び無効電力を演算するとともに、演算された有効電力及び無効電力から有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱを演算する演算部と、少くとも演算部により演算された有効電力変動量及び無効電力変動量を入力変数として、該入力変数と各回線の配電線遮断器の開閉状態に対応する出力値との間の関係を与える多項式判別関数を記憶した判別関数記憶部と、変動量を判別関数記憶部に記憶された判別関数の入力変数に代入することにより判別関数の出力値を演算する出力値演算部と、演算された判別関数の出力値から各回線の配電線遮断器が開放されているか否かを判定する判定部とを備えた構成とすることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用する受配電設備が設けられた配電系統の構成例を示したもので、同図においてＳ／Ｓは変電所の電源、ＳＴｒ1 ないしＳＴｒ3 は変電所の電源変圧器、Ｂ1 ないしＢ3 は変圧器ＳＴｒ1 ないしＳＴｒ3 の二次側につながる変電所母線、ＢＣＢ12及びＢＣＢ23はそれぞれ母線Ｂ1 ，Ｂ2 間及びＢ2 ，Ｂ3 間を連絡する母線連絡用遮断器、Ｆ1 ないしＦ3 は変電所母線Ｂ1 ないしＢ3 にそれぞれ配電線遮断器ＦＣＢ1 ないしＦＣＢ3 を介して接続された第１ないし第３の回線の配電線である。配電線Ｆ1 ないしＦ3 には変電所の変圧器ＳＴｒ1 ないしＳＴｒ3 から２０ＫＶ級の特別高圧の電圧が印加されている。
【００３５】
ＳＮＷａないしＳＮＷｃは配電線Ｆ1 〜Ｆ3 に接続されたスポットネットワーク受配電設備で、各受配電設備は、配電線Ｆ1 〜Ｆ3 にそれぞれ一端が接続された第１ないし第３の回線用の受電回路Ａ1 ないしＡ3 と、第１ないし第３の回線用の受電回路Ａ1 ないしＡ3 の他端側に接続されたネットワーク母線ＮＷＢとを備えている。
【００３６】
ネットワーク母線ＮＷＢには、配電線Ｆ1 ないしＦ3 の特別高圧の電圧（例えば２２ＫＶ）を受電回路Ａ1 ないしＡ3 のネットワーク変圧器ＮＴｒ1 ないしＮＴｒ3 により降圧して得た電圧（例えば４００Ｖ）が印加されている。
【００３７】
各回線用の受電回路は配電線電圧を降圧するネットワーク変圧器ＮＴｒ1 〜ＮＴｒ3 と、変圧器ＮＴｒ1 ないしＮＴｒ3 の二次側とネットワーク母線ＮＷＢとの間に設けられたプロテクタ遮断器ＰＣＢ1 ないしＰＣＢ3 とを備えていて、受電回路Ａ1 ないしＡ3 のネットワーク変圧器の一次側が配電線Ｆ1 ないしＦ3 に接続されている。
【００３８】
なお実際のネットワーク受配電設備においては、各受電回路が、ネットワーク変圧器の一次側と配電線との間に挿入される断路器や、プロテクタ遮断器を制御するネットワーク継電器や、ネットワーク変圧器の二次側とプロテクタ遮断器との間に挿入されるプロテクタヒューズや、ネットワーク変圧器の二次電流及び二次電圧をそれぞれ検出する変流器及び計器用変圧器等を更に備えているが、ネットワーク受配電設備の構成は既に周知であるので、その詳細な説明は省略する。またＤは、配電線Ｆ1 に接続された単相本予備受配電設備で、この設備は、変圧器ＤＴｒと、本予備負荷Ｌと、分散型電源（自家発電設備等）Ｇo とを有している。
【００３９】
また図示の例では、受配電設備ＳＮＷｂのネットワーク母線ＮＷＢに太陽光発電装置等の分散型電源Ｇ1 が接続されている。
【００４０】
図１に示したような配電系統において、例えば第１の回線の配電線Ｆ1 の点検や工事を行なう際には、変電所の配電線遮断器ＦＣＢ1 を開放して配電線Ｆ1 を変電所母線Ｂ1 から切り離す。このように、第１の回線の配電線遮断器ＦＣＢ1 が開かれて、配電線Ｆ1 が変電所母線Ｂ1 から切り離されたとき、他回線の配電線Ｆ2 及びＦ3 側から、受配電設備ＳＮＷａ〜ＳＮＷｃ内の受電回路Ａ2 及びＡ3 とネットワーク母線ＮＷＢとを通して配電線Ｆ1 につながるネットワーク変圧器ＮＴｒ1 に電流が流れ込み、該変圧器ＮＴｒ1 の二次側から一次側に電力の逆潮流が生じる。このとき、各受配電設備の受電回路Ａ1 のネットワーク継電器（図示せず。）は、変圧器ＮＴｒ1 の励磁電流と、ネットワーク母線ＮＷＢ側から変圧器ＮＴｒ1 を通して配電線Ｆ1 の対地静電容量に流れる充電電流との合成電流と、変圧器ＮＴｒ1 の二次側の電圧とを検出して逆電力の潮流を検出し、プロテクタ遮断器ＰＣＢ１を開く。
【００４１】
図１に示した受配電設備において、逆電力に対するネットワーク継電器のしきい値を低くしておくと、ネットワーク母線に分散型電源Ｇ1 が接続されている場合に、該分散型電源からネットワーク母線とネットワーク変圧器とを通して配電線側に逆電力の潮流が生じたときにもプロテクタ遮断器が遮断動作を行なってしまう。このように定常時の逆電力の潮流に応答して受配電設備内の遮断器が遮断動作を行なうことは避ける必要がある。
【００４２】
従って、図１に示したような配電系統では、受配電設備内で逆電力の潮流を検出しているネットワーク継電器のしきい値を高く設定して、プロテクタ遮断器の動作に抑制をかける必要がある。
【００４３】
また図１に示すように配電線Ｆ1 に分散型電源Ｇo が接続されている場合には、系統の負荷のバランス状態によっては、配電線遮断器ＦＣＢ1 が開いたときに、分散型電源Ｇo から配電線Ｆ1 を通して受電回路Ａ1 のネットワーク変圧器ＮＷＴｒ1 に流れ込む電力の方が、ネットワーク母線ＮＷＢ側からネットワーク変圧器ＮＷＴｒ1 に流れ込む電力よりも大きいことがあり得る。このような場合には、受電回路Ａ1 のネットワーク継電器がプロテクタ遮断器ＰＣＢ1 を開くことができないため、配電線遮断器ＦＣＢ1 が開いた際に、ネットワーク母線ＮＷＢを配電線Ｆ1 から切り離すことができなくなる。
【００４４】
本発明においては、このような問題が生じるのを防ぐために、各ネットワーク受配電設備内で電源変電所の配電線遮断器ＦＣＢ1 〜ＦＣＢ3 が開いたことを検出することができるようにする。
【００４５】
図２は、３回線分の受電回路Ａ1 ないしＡ3 を有するスポットネットワーク受配電設備の構成を概略的に示したものである。同図においてＶN は、ネットワーク母線の電圧、Ｉ1 ないしＩ3 はそれぞれプロテクタ遮断器ＰＣＢ1 ないしＰＣＢ3 の通過電流、Ｐ1 ないしＰ3 はそれぞれプロテクタ遮断器ＰＣＢ1 ないしＰＣＢ3 の通過電力の有効分、ΔＰ1 ないしΔＰ3 はこれらの有効電力の変動量（瞬時的な変化量）である。またＱ1 ないしＱ3 はプロテクタ遮断器ＰＣＢ1 ないしＰＣＢ3 の通過電力の無効分、ΔＱ1 ないしΔＱ3 はこれらの無効電力の変動量であり、ΔＶ1 ないしΔＶ3 は、それぞれネットワーク変圧器ＮＴｒ1 ないしＮＴｒ3 の一次側電圧の変動量である。
【００４６】
ネットワーク受配電設備では、ネットワーク母線に計器用変圧器ＰＴが接続され、ネットワーク変圧器の二次側とプロテクタ遮断器との間を接続する導体に変流器ＣＴ1 ないしＣＴ3 がそれぞれ取り付けられているため、これらの出力を所定のサンプリング周期でサンプリングすることにより、ネットワーク母線の電圧ＶN とプロテクタ遮断器の通過電流Ｉ1 ないしＩ3 とを常時監視することができる。
【００４７】
また上記ネットワーク母線の電圧ＶN と第１ないし第３の回線の変圧器ＮＴｒ1 ないしＮＴｒ3 のインピーダンスＺT1ないしＺT3と、第１ないし第３の回線のプロテクタ遮断器の通過電流Ｉ1 ないしＩ3 とにより、第１ないし第３の回線のネットワーク変圧器の一次電圧Ｖ1 ないしＶ3 を演算することができ、電圧ＶN の最新のサンプリング値により演算されたＶ1 ないしＶ3 と所定時間前にサンプリングされたＶN のサンプリング値により演算されたＶ1 ないしＶ3 とのそれぞれの差をとることにより、ΔＶ1 ないしΔＶ3 を演算することができる。
【００４８】
更に、ネットワーク母線電圧ＶN と第１の回線のプロテクタ遮断器通過電流Ｉ1 とにより、第１の回線のネットワーク変圧器の通過電力の有効分Ｐ1 及び無効分Ｑ1 を演算することができ、ネットワーク母線電圧ＶN 及びプロテクタ遮断器通過電流Ｉ1 の最新のサンプリング値から演算されたＰ1 及びＱ1 と、所定時間前にサンプリングされたＶN 及びＩ1 のサンプリング値から演算されたＰ1 及びＱ1 との差をとることにより、ΔＰ1 及びΔＱ1 を演算することができる。同様にして、Ｐ2 ，Ｑ2 ，ΔＰ2 及びΔＱ2 とＰ3 ，Ｑ3 ，ΔＰ3 及びΔＱ3 とを演算することができる。
【００４９】
受配電設備内で計測し得る上記電気的変量（測定値から演算により求められるものを含む。）のそれぞれについて、配電線遮断器の開放の検出に用いる変数としての有用性を評価したところ、以下の結果が得られた。
【００５０】
ａ．プロテクタ遮断器を通過する有効電力Ｐ（現在値）及び無効電力Ｑ（現在値）
プロテクタ遮断器を通過する有効電力Ｐ及び無効電力Ｑは、変電所の配電線遮断器の開放によって、回線間のバランスが大きく崩れ、また自所の受配電設備の負荷電力や本予備負荷電力により大きな影響を受けるため、配電線遮断器の開放を検出する変数として有用である。
【００５１】
ｂ．プロテクタ遮断器を通過する有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱ
ΔＰ及びΔＱは、変電所の配電線遮断器の開放の前後の循環電流の変化により現れる。また配電線遮断器の開放時には電源インピーダンスが大きく変化し、これによりΔＰ及びΔＱが大きく変化するする。したがって、ΔＰ及びΔＱは配電線遮断器の開放を検出するために用いる変数として極めて有用である。
【００５２】
ｃ．ネットワーク変圧器の一次電圧
系統電圧は１００％±数％の範囲に保たれるように制御されており、ネットワーク変圧器の一次電圧と変電所の配電線遮断器の開放現象との相関よりも、ネットワーク変圧器の一次電圧と変電所の変圧器のタップ切換現象等との相関の方が強いため、ネットワーク変圧器の一次電圧は、配電線遮断器の開放を検出するために用いる変数としては適当でない。
【００５３】
ｄ．ネットワーク変圧器の一次電圧の変動量ΔＶ
ネットワーク変圧器の一次電圧の変動量ΔＶは、変電所の配電線遮断器の開放の前後の循環電流の変化により現れ、また配電線遮断器の開放時の電源インピーダンスの変化により変化するため、配電線遮断器の開放を検出するために用いる変数として有用である。しかし系統電圧は１００％±数％の範囲に保たれるように制御されているので、配電線遮断器が開いてもΔＶは余り大きい値はとらない。従ってこのΔＶのみで配電線遮断器の開放を判定することはできない。
【００５４】
ｅ．プロテクタ遮断器の通過電流
プロテクタ遮断器の通過電流（ベクトル量）は、変電所の配電線遮断器の開放により大きく変化するが、その位相角の評価が難しいため、配電線遮断器の開放の検出のために用いる変数としては余り適さない。
【００５５】
上記の評価の結果から、受配電設備で計測し得る電気的変量のうち、ネットワーク変圧器の一次電圧変動量ΔＶ（図２の例ではΔＶ1 ないしΔＶ3 ）と、プロテクタ遮断器を通過する有効電力Ｐ（図２の例ではＰ1 ないしＰ3 ）及び無効電力Ｑ（図２の例ではＱ1 ないしＱ3 ）と、有効電力変動量ΔＰ（図２の例ではΔＰ1 ないしΔＰ3 ）及び無効電力変動量ΔＱ（図２の例ではΔＱ1 ないしΔＱ3 ）との５種類の電気的変量を配電線遮断器の開放の検出のために用いる変数として選定した。
【００５６】
図２に示したように受配電設備が３回線の受電回路を含む場合、変数の数は１５個となり、受配電設備が４回線の受電回路を含む場合、変数の数が２０個となる。
【００５７】
３回線の受電回路を有するネットワーク受配電設備が接続された一般的なネットワーク配電系統において、配電系統で種々の変動現象が生じたときに受配電設備内で観測される変数の変化傾向をまとめた図表を図３に示した。同図において１Ｌないし３Ｌはそれぞれ第１の回線ないし第３の回線を意味する。表中の数値は、第１ないし第３回線でそれぞれ計測された同種の計測量の内、最もおおきいものを１００（または−１００）とし、他の同種の計測量を相対値で示した。また各数値に付した符号は、回線間での方向の違いを示すもので、系統で起きる実際の計測量の符号とは異なる。表中の数値「０」は、計測量が小さいために回線間の計測量に有意な差がないものを含む。また表中の「＊」及び空欄は、不定値（１００〜−１００の間のいかなる値をもとり得ること）を意味する。表の右端の「検出」の欄は、表の左端の欄に示された各系統現象が生じたときに自回線の配電線遮断器が開放されたか否かを示す。
【００５８】
また図３の図表の左端欄に示された系統現象の内、「自回線ＦＣＢ開放」は、自回線（同図の場合は第１の回線）の配電線遮断器が開放されたことを示し、「他回線ＦＣＢ開放」は、他回線（同図の場合は第２の回線または第３の回線）の配電線遮断器が開放されたことを示す。更に「自回線本予備負荷変動」及び「他回線本予備負荷変動」はそれぞれ、自回線の配電線に接続された本予備負荷及び他回線に接続された本予備負荷が変動したことを示す。また「自所ＳＮＷ負荷変動」及び「他所ＳＮＷ負荷変動」はそれぞれ、自所の受配電設備のネットワーク負荷及び他の受配電設備のネットワーク負荷に変動が生じたことを意味する。また「母線連絡ＣＢの開閉操作」は、図１に示した母線連絡用遮断器ＢＣＢ12またはＢＣＢ23の開閉操作が行われたことを示し、「母線分割時の本予備負荷変動」は、母線連絡用遮断器を開いている状態で本予備負荷の変動が生じたことを示している。
【００５９】
図３から、特定の回線の配電線遮断器が開放されたときには、受配電設備内でΔＰ及びΔＱに以下に示す変化が生じることが分かる。
【００６０】
イ．配電線遮断器が開放された回線の受電回路で検出された有効電力変動量ΔＰのみが他の受電回路で検出された有効電力変動量と符号が逆で、他の受電回路で検出された有効電力変動量よりも絶対値が大きい。
【００６１】
ロ．配電線遮断器が開放された回線の受電回路で検出された無効電力変動量ΔＱのみが他の受電回路で検出された無効電力変動量と符号が逆で、他の受電回路で検出された無効電力変動量よりも絶対値が大きい。
【００６２】
したがって、各回線の受電回路で測定（演算により）されたΔＰ及びΔＱの２つの変数について、上記イの条件とロの条件との双方を満たしているか否かを判定するだけでも、各回線の配電線遮断器が開放されたか否かを高い確度で判定することができる。
【００６３】
即ち、受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側を通過する電力を一定の時間毎に測定して、有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱを検出し、特定の受電回路で検出された有効電力変動量ΔＰのみが他の受電回路で検出された有効電力変動量と符号が逆で、他の受電回路で検出された有効電力変動量よりも絶対値が大きく、かつ受配電設備の特定の受電回路で検出された無効電力変動量ΔＱのみが他の受電回路で検出された無効電力変動量と符号が逆で、他の受電回路で検出された無効電力変動量よりも絶対値が大きいときに、特定の受電回路が接続された回線の配電線遮断器が開放されていると判定することができる。
【００６４】
上記有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱは、ＶN 及びＩ1 の最新のサンプリング値から演算したＰ及びＱと所定時間前にサンプリングしたＶN 及びＩ1 から演算したＰ及びＱとの差をとることにより求めることができるが、この場合、判定の誤差を少くするためには、ＶN 及びＩ1 の最新のサンプリング値から演算したＰ及びＱと３回前にサンプリングされたＶN 及びＩ1 から演算したＰ及びＱとの差をとるようにするのが好ましい。
【００６５】
受配電設備において計測される電圧及び電流は、それぞれの基本波成分のみを取り出すためにフィルタに通され、更に演算により電力が求められるため、計測された電力のデータの変化は実系統での変化に対して遅れを有する。例えば、配電線遮断器が開放された際の実系統における有効電力Ｐの変化が図４（Ａ）であったとすると、計測値の変化は同図（Ｂ）のようになり、計測値には応答遅れτが生じる。そのため、サンプリング間隔（０．１sec ）が図示の通りであったとすると、最新のサンプリング値から演算された有効電力Ｐと１回前のサンプリング値から演算された有効電力Ｐとの差をとると、図４のａのように、変化を検出することができない。また図４のｂのように、最新のサンプリング値から演算された有効電力Ｐと２回前のサンプリング値から演算された有効電力Ｐとの差をとった場合にも変化の有無が曖昧になる。これに対し、図４のｃのように、最新のサンプリング値から演算された有効電力Ｐと３回前のサンプリング値から演算された有効電力Ｐとの差をとるようにすれば、有効電力の変化を確実にとらえることができる。
【００６６】
また図３から下記のことが言える。
【００６７】
（ａ）系統で変動が生じた場合、その変動の原因となる現象が生じた回線での変数の変動量（絶対値）が最も大きい。
【００６８】
（ｂ）母線連絡用遮断器の開閉操作は、変電所の変圧器バンク間の負荷アンバランス等の系統状態によっては、各変数に、配電線遮断器を開放した場合と同様なパターンの変化を生じさせる。
【００６９】
（ｃ）母線分割時に本予備負荷変動が生じたときには、系統の構成や本予備負荷の変動量等、系統状態によっては、各変数に、変電所の配電線遮断器の開放と同じパターンの変化が生じ得る。
【００７０】
（ｄ）配電線遮断器の通過電力が大きい状態で配電線遮断器が開放したときの変数の変化傾向は、他の系統変動現象が生じたときの変化傾向と異なる。
【００７１】
（ｅ）配電線遮断器の通過電力が小さい状態で配電線遮断器が開放したときの変数の変化傾向と自回線本予備負荷変動が生じたときの変数の変化傾向は、本予備負荷の変動量など系統状態によっては、同じ変化パターンを示す。
【００７２】
図３からは明らかでないが、ネットワーク配電系統に自家発電装置等の分散型電源が連系している場合、分散型電源による電力の逆潮流が生じたときには、変電所の配電線遮断器を通過する電力が小さくなることがあり、このような状態では、配電線遮断器が開放されても受配電設備側では電気的変量が僅かな変化しか示さない。
【００７３】
したがって、分散型電源や本予備受配電設備が混在しているネットワーク配電系統において、特定の電気的変量の変化にのみ着目して配電線遮断器の開放を検出しようとした場合には、配電線遮断器の開放を検出できないことがあり得る。
【００７４】
そこで、ネットワーク受配電設備で観測される電気的変量の内、変電所の配電線遮断器の開放現象と強い相関関係を有するもののすべてを変数として、配電線遮断器の開閉状態（Ｓ）を表す多項判別関数（ｆ）を生成して、観測された変数に対してこの判別関数の出力値を演算することにより、配電線遮断器の開放の有無を判別するようにするのが好ましい。このような判別関数を、ネットワーク受配電設備の責務の全範囲で成立させることができれば、配電線遮断器の開放を検出できない範囲を狭くすることができ、検出の信頼性を高めることができる。
【００７５】
前述のように、ΔＶ，Ｐ，Ｑ，ΔＰ及びΔＱを変数とする場合、ネットワーク受配電設備に３回線分の受電回路が設けられる場合の判別関数は下記のように表現できる。
【００７６】
Ｓ＝ｆ（ΔＶ1 ，Ｐ1 ，Ｑ1 ，ΔＰ1 ，ΔＱ1 ，ΔＶ2 ，Ｐ2 ，Ｑ2 ，ΔＰ2 ，ΔＱ2 ，ΔＶ3 ，Ｐ3 ，Ｑ3 ，ΔＰ3 ，ΔＱ3 ）      …（１）
上記の判別関数は、最小自乗法や、線形計画法等種々の技法を用いて生成することが考えられるが、多項判別関数を生成する技法としては、ニューラルネットワークの技法を応用することができ、しかも、ニューラルネットワークにおいては、コンピュータ上で動く各種の関数同定ツールが市販されているので、これを利用して判別関数を生成するのが便利である。
【００７７】
即ち、本発明においては、ニューラルネットワークを推論マシンとして用いるのではなく、多項判別関数の生成ツールとして用いている。
【００７８】
周知のように、ニューラルネットワークは、入力変数により構成される入力層と、中間変数により構成される中間層（中間出力）と出力値により構成される出力層との複数の階層構造を有しており、層間では適当な関数を用いて変数の変換を行う。入力層を構成する変数（ニューロン）の数は、入力として用いる変数の数（本発明においては５×回線数）により決まる。中間層は多段階に構成することもできるが、本実施形態では中間層を１つだけ設ける。中間層を構成する変数の数は任意であり、試行錯誤により最も誤差が少い出力値を得ることができる数に設定する。出力層を構成する出力（ニューロン）は判定が必要な事象の数だけ設ける。本発明の場合は、配電線遮断器が開いているか閉じているかを判定すればよく、出力値が１であるか０であるかにより判定できるため、出力層を構成するニューロンは１つだけ設ける。
【００７９】
ニューラルネットワークにより多項判別関数を生成する場合、先ず入力変数ｘi と中間変数ｔとの間の関係を与える関数ｔ＝ｆ（ｕ）を決め、各入力変数ｘi と中間変数ｕとの間の結びつきの強さを与える重み係数ｗi との積の和ｕ＝Σｗｉ×ｘi を変数として関数ｔ＝ｆ（ｕ）を求める。また中間層の各変数ｔと出力層の関数値との間の関係を与える関数Ｓ＝Ｆ（ｔ）を決め、その関数Ｓの各係数を求めて、多項判別式を生成する。
【００８０】
関数ｆ（ｕ）、Ｆ（ｔ）としては、任意の関数を用いることができるが、１または０の出力値を得る場合には、ステップ応答関数やシグモイド関数を用いる。一般には、扱い易さの点から、変化が滑らかで特異点を持たず、０または１に収束する特性を有するシグモイド関数を用いている。本実施形態では、ｆ（ｕ）及びＦ（ｔ）として下記のシグモイドログ関数を用いるものとする。
【００８１】
ｆ（ｕ）＝１／｛１＋exp （−ｕ）｝                            …（２）
ｕ＝ｂ＋Σｗi ×ｘi                                       …（３）
シグモイドログ関数の値と入力ｕとの関係は、図５に示す通りで、入力ｕを＋無限大とすると１に収束し、ｕを−無限大とすると０に収束する。
【００８２】
前述のように、本実施形態では、入力変数として各回線毎に５種類の変数を用いるが、ここで各回線毎に用いる入力変数を改めて整理すると表１に示す通りである。なお表１においてＮＷ変圧器はネットワーク変圧器を意味する。
【００８３】
【表１】
0004519337.tif 000002
判別関数は３相の各相毎に生成することも考えられるが、Ｐ，Ｑ，ΔＰ，ΔＱについては３相の平均値を基準化したものを用い、ΔＶも各相の電圧値をスカラ量として扱って３相の平均をとったものを用いて、３相に共通の判別関数を生成するようにした方が、各相単位で判別関数を生成する場合よりも扱うデータの数が減り、矛盾データの発生が減少して、結果的にすべての事象に対して安全側に動作することが明らかになったので、３相のデータを一括して扱って３相に共通の判別式を生成するようにした。
【００８４】
表１に示したように、各入力変数の値として基準化した値を用いると、どの需要家でも使用できる検出装置を得ることができるため、この検出装置を用いて汎用性があるリレーを構成することができる。
【００８５】
発明者は、図１に示す標準的な構成を有するネットワーク配電系統について、各需要家での負荷条件及びその他の変動条件を設定し、ニューラルネットワークの汎用の判別関数同定ツールを用いて、判別関数を作成した。
【００８６】
判別関数を生成するに当っては先ず、設定した系統条件のすべてについて系統計算を行い、配電線遮断器の通過電力が微小となるために判定に役立たないと思われるデータを除外して、系統変動後のＶ，Ｐ，Ｑと系統変動前のＶ，Ｐ，ＱとからΔＶ、ΔＰ及びΔＱを各受配電設備の各回線毎に求めて、入力変数ΔＶ1 ，Ｐ1 ，Ｑ1 ，ΔＰ1 ，ΔＱ1 ，ΔＶ2 ，Ｐ2 ，Ｑ2 ，ΔＰ2 ，ΔＱ2 ，ΔＶ3 ，Ｐ3 ，Ｑ3 ，ΔＰ3 ，ΔＱ3 に対する教師データを作成した。
【００８７】
作成したΔＶ1 ，Ｐ1 ，Ｑ1 ，ΔＰ1 ，ΔＱ1 ，ΔＶ2 ，Ｐ2 ，Ｑ2 ，ΔＰ2 ，ΔＱ2 ，ΔＶ3 ，Ｐ3 ，Ｑ3 ，ΔＰ3 ，ΔＱ3 の教師データを判別関数に入力して前述の判別関数同定ツールにより、中間変数の数を種々変化させて、入力と出力との関係式の同定誤差を最小とするように反復計算を行わせ、その結果から収束性がよい中間層数を選択して判別関数を仮生成した。
【００８８】
一般には入力変数の数の１／２〜２倍程度の数の中間変数を用いるが、上記の計算の結果、中間層を構成する変数ｔを１４個とした場合、及び１９個とした場合に最も誤差が少いことが明らかになった。そこで、実施例では、１４個の中間変数ｔ1 〜ｔ14を用いることとした。
【００８９】
次いで、仮生成した判別関数に再度教師データを入力して反復計算を行わせ、配電線遮断器の開放の有無を判定する上で誤差が大きいデータを矛盾データとして選別し、選別した矛盾データを配電線遮断器の開放を示すデータとして扱ってもよいか否かを検討した。ここで矛盾データとは、配電線遮断器の開放現象に対して受配電設備内で観測される電気的変量と、配電線遮断器の開放以外の系統の変化に対して受配電設備内で観測される電気的変量とが類似する場合に得られるデータ（そのデータによっては配電線遮断器の開放と他の系統の変化とを区別できない場合）を言う。
【００９０】
次いで、実フィールドでの入力を考慮して、ΔＶ1 ，Ｐ1 ，Ｑ1 ，ΔＰ1 ，ΔＱ1 ，ΔＶ2 ，Ｐ2 ，Ｑ2 ，ΔＰ2 ，ΔＱ2 ，ΔＶ3 ，Ｐ3 ，Ｑ3 ，ΔＰ3 ，ΔＱ3 のそれぞれに対して用意された教師データに見なし誤差をランダムに重畳させて、追加教師データを作成し、これらを仮生成された判別関数に入力して、矛盾データを配電線遮断器の開放を示すデータとして安全側に用いることができる形で、本格的な判別関数を複数生成させた。
【００９１】
このようにして生成した複数の判別関数の中から、収束性が最もよく、再評価により適性出力が得られたものを最終的な判別関数とした。
【００９２】
図１に示すような標準的な配電系統に対して、上記のようにして作成した判別関数を示すと下記の（５）式の通りである。
【００９３】
Ｓ＝１／  ［１＋exp{−（44.318ｔ1 ＋2.314 ｔ2 ＋29.143ｔ3
−1.350 ｔ4 −28.734ｔ5 −69.008ｔ6 −2.146 ｔ7 −3.237 ｔ8
＋3.791 ｔ9 ＋14.682ｔ10＋1.709 ｔ11＋25.363ｔ12−23.075ｔ13
＋0.451 ｔ14＋27.8136 ）｝］                              …（４）
上記の式において中間変数ｔ1 〜ｔ14は、入力変数ΔＶ1 ，Ｐ1 ，Ｑ1 ，ΔＰ1 ，ΔＱ1 ，ΔＶ2 ，Ｐ2 ，Ｑ2 ，ΔＰ2 ，ΔＱ2 ，ΔＶ3 ，Ｐ3 ，Ｑ3 ，ΔＰ3 ，ΔＱ3 の関数で与えられる。ｔ1 〜ｔ14を与える関数を図６の図表にまとめて示した。
【００９４】
上記の判別式の出力値Ｓは、配電線遮断器が開放しているときに「０」の値（０．５未満の値を０とする。）をとり、配電線遮断器が閉路しているときには、「１」の値（０．５以上の値を１とする。）をとる。
【００９５】
各回線に対して上記の判別関数を作成しておいて、受配電設備の各回線の受電回路で測定された変数を各回線の判別関数に入力して出力値Ｓを求めることにより、各回線の配電線遮断器が開放されたか否かを検出することができる。
【００９６】
未学習データを用いて上記の判別関数による判定を試行したところ、受配電設備の責務の全範囲において、配電線遮断器の開放の判定を正しく行うことができることが確認された。
【００９７】
上記の例では、受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側で測定した有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、有効電力変動量ΔＰ、無効電力変動量ΔＱ及びそれぞれのネットワーク変圧器の一次電圧の変動量ΔＶを入力変数とするように判別関数を構成したが、これらの入力変数の内、配電線遮断器の開放現象を検出する上で最も有効なものは、前述のように、ΔＰとΔＱとであるので、各回線のΔＰ及びΔＱのみを入力変数とするように判別関数を構成することもできる。
【００９８】
またネットワーク変圧器の一次電圧は、配電線遮断器が開放しても余り大きな変化は示さないため、受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側で測定した有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱを入力変数とするように判別関数を構成してもよい。
【００９９】
図７は、本発明に係わる配電線遮断器開放検出装置１をネットワーク受配電設備に接続した状態を示している。
【０１００】
前述のように、有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱの関係から配電線遮断器の開放を検出する方法をとる場合、検出装置１は、図８に示すように、受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次電流Ｉ及びネットワーク母線電圧ＶN をそれぞれサンプリングする電流検出部１Ａ及び電圧検出部１Ｂと、電流検出部及び電圧検出部によりサンプリングされた二次電流及びネットワーク母線電圧を用いて受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次側を通過する有効電力Ｐ及び無効電力Ｑを演算して、演算された有効電力及び無効電力から有効電力変動量ΔＰ及び無効電力変動量ΔＱを検出する電力変動量演算部１Ｃと、特定の受電回路で検出された有効電力変動量ΔＰのみが他の受電回路で検出された有効電力変動量ΔＰと符号が逆で、他の受電回路で検出された有効電力変動量よりも絶対値が大きく、かつ受配電設備の特定の受電回路で検出された無効電力変動量ΔＱのみが他の受電回路で検出された無効電力変動量と符号が逆で、他の受電回路で検出された無効電力変動量よりも絶対値が大きいときに、特定の受電回路が接続された回線の配電線遮断器が開放されていると判定する判定部１Ｄとにより構成される。
【０１０１】
上記電力変動量演算部１Ｃ及び判定部１Ｄはコンピュータにより実現することができる。
【０１０２】
また前述の判別関数を用いて配電線遮断器の開放を検出する場合、検出装置１は、図９に示すように、受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の二次電流Ｉ1 〜Ｉ3 及びネットワーク母線電圧ＶN をそれぞれサンプリングする電流検出部１Ａ及び電圧検出部１Ｂと、電流検出部１Ａ及び電圧検出部１Ｂによりサンプリングされた二次電流及びネットワーク母線電圧を用いて、受配電設備を構成する複数回線分の受電回路のそれぞれのネットワーク変圧器の一次側電圧の変動量ΔＶ1 〜ΔＶ3 と、二次側を通過する有効電力Ｐ1 〜Ｐ3 及び無効電力Ｑ1 〜Ｑ3 と、有効電力変動量ΔＰ1 〜ΔＰ3 及び無効電力変動量ΔＱ1 〜ΔＱ3 とを演算する演算部１Ｃ´と、入力変数と各回線の配電線遮断器の開閉状態に対応する出力値Ｓとの間の関係を与える多項式判別関数を記憶した判別関数記憶部１Ｅと、演算部により演算された変動量ΔＶ1 〜ΔＶ3 と、二次側を通過する有効電力Ｐ1 〜Ｐ3 及び無効電力Ｑ1 〜Ｑ3 と、有効電力変動量ΔＰ1 〜ΔＰ3 及び無効電力変動量ΔＱ1 〜ΔＱ3 とを判別関数の入力変数に代入することにより判別関数の出力値を演算する出力値演算部１Ｆと、演算された出力値から各回線の配電線遮断器が開放されているか否かを判定す判定部１Ｄ´とにより構成される。
【０１０３】
上記電流検出部１Ａは、図２に示した変流器ＣＴ1 ないしＣＴ3 と、該変流器の出力を演算処理に適した信号に変換する回路とにより構成される。
【０１０４】
上記のように、ΔＰ及びΔＱの関係から配電線遮断器の開放を検出する方法、または判別関数から配電線遮断器の開放を検出する方法の一連の処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートを図１０に示した。
【０１０５】
図１０のアルゴリズムに従う場合には、先ずステップ１において、電流検出部及び電圧検出部が一定時間毎にサンプリングしたネットワーク変圧器の二次電流（プロテクタ遮断器の通過電流）のデータとネットワーク母線電圧のデータとを保存する。次いでステップ２においてプロテクタ遮断器が開いているか否かを判定し、開いていない場合には、ステップ３に進んで前述したΔＰ，ΔＱによる開放判定処理または判別関数による開放判定処理を行う。この開放判定処理の過程でコンピュータが実行するプログラムにより、コンピュータ上に図８に示した検出装置または図９に示した検出装置が構成される。
【０１０６】
次いでステップ４において、開放判定処理の判定結果を判別し、配電線遮断器が開放されたと判定されたときには、ステップ５に進んで開放カウンタをインクリメントする。次にステップ６において開放カウンタの計数値が２に等しいか否かを判定し、その計数値が２に等しくない場合（配電線遮断器が開放されたとの判定が２回行われていない場合）には、ステップ７をスキップする。配電線遮断器が開放されたとの判定が２回行われて、ステップ６において開放カウンタの計数値が２に等しいと判定されたときには、ステップ７に進んでプロテクタ遮断器開放処理を行う。この過程が再判定起動指令を発生することに相当する。ステップ２においてプロテクタ遮断器が開いていると判定されたとき、及びステップ４において配電線遮断器が開放されていないと判定されたときには、ステップ８に進んで開放カウンタをリセットするとともに、ステップ１に戻って図１０に示した一連の処理を反復して行わせる。
【０１０７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、受配電設備側で変電所の配電線遮断器が開放されたことを検出することができるため、変電所から各受配電設備に配電線遮断器の状態情報を転送したり、プロテクタ遮断器の開放指令を与えたりすることなく、各受配電設備側での判断で、配電線遮断器が開放された回線のプロテクタ遮断器を開くことができる利点がある。
【０１０８】
また本発明によれば、各受配電設備内から電圧、電流情報を取得することにより変電所の配電線遮断器の開放を検出できるため、配電線及び変電所内の工事を要することなく、既設の配電系統に適用することができる利点がある。
【０１０９】
更に本発明の検出方法を採用すれば、ネットワーク配電系統に本予備負荷が混在している場合でも受配電設備側で配電線遮断器の開放を検出して、プロテクタ遮断器を的確に動作させることができるため、本予備負荷に対する制限を大幅に緩和して、配電線路の有効利用を図ることができる。
【０１１０】
また上記の検出方法を採用すれば、ネットワーク配電系統に分散型電源が接続されている場合でも、各受配電設備で配電線遮断器の開放を検出して、プロテクタ遮断器を開くことができるため、変電所から各受配電設備へ情報を転送するシステム等の高価なシステムを導入することなく、配電系統への分散型電源の連系を可能にすることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する系統の構成の一例を示した回路図である。
【図２】受配電設備が２回線の受電回路を有している場合に受配電設備内で検出し得る電気的変量を示した説明図であ。
【図３】受配電設備内で測定し得る電気的変量と系統の変動現象との関係を検証した結果を示した図表である。
【図４】有効電力変動量を求める際のサンプリング値の用い方の違いによる効果の相違を説明するための説明図である。
【図５】本発明の実施形態で用いる判別関数を生成する際に用いるシグモイド関数の入力と出力との関係を示した線図である。
【図６】本発明の実施形態において生成された判別関数の中間層を構成する中間変数を示した図表である。
【図７】本発明に係わる検出装置をネットワーク受配電設備に接続した状態を示した構成図である。
【図８】本発明に係わる検出方法のうち、有効電力変動量及び無効電力変動量を用いて配電線遮断器の開放を検出する方法を実施する検出装置の構成を示したブロック図である。
【図９】本発明に係わる検出方法のうち、判別関数を用いて配電線遮断器の開放を検出する方法を実施する検出装置の構成を示したブロック図である。
【図１０】本発明に係わる検出方法において、ΔＰ及びΔＱの関係または判別関数を用いて配電線遮断器の開放の有無を判別した後、更に系統インピーダンスを用いて配電線遮断器の開放の有無を際判定する場合の処理のアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
Ｓ／Ｓ…変電所、Ｂ1 〜Ｂ3 …変電所母線、ＦＣＢ1 〜ＦＣＢ3 …配電線遮断器、Ｆ1 〜Ｆ3 …配電線、ＳＮＷａ〜ＳＮＷｃ…ネットワーク受配電設備、ＮＴｒ1 〜ＮＴｒ3 …ネットワーク変圧器、ＰＣＢ1 〜ＰＣＢ3 …プロテクタ遮断器、ＮＷＢ…ネットワーク母線。
【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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