(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアルタイムに配電線フィーダ遮断器を流れる電流値を入力し、当該配電線フィーダ遮断器に接続している配電線各所の区間の電流値を推定する配電系統の監視装置において、前記配電線各所の地点に対応して当該区間電流の推定値をオペレータが入力する手段と、この入力された推定値をもとに各配電線の電流推定値を補正する手段とを備えたことを特徴とする配電系統の監視装置。
【請求項２】
リアルタイムに配電線フィーダ遮断器を流れる電流値を入力し、当該配電線フィーダ遮断器に接続している配電線各所の区間の電流値を推定する配電系統の監視装置において、前記配電線各所の任意の地点に夫々設けた電流検出センサ，電圧検出センサ，位相角検出センサ及び前記配電線各所の地点に対応して当該区間電流の推定値をオペレータが入力する手段と、前記各センサ及びオペレータが入力する手段による任意の地点の区間電流の推定値をもとに、予め決められた補正手段によって前記配電線各所の電流値を補正する電流値補正手段を備えたことを特徴とする配電系統の監視装置。
【請求項３】
リアルタイムに配電線フィーダ遮断器を流れる電流値を入力し、当該配電線フィーダ遮断器に接続している配電線各所の区間の電流値を推定する配電系統の監視装置において、前記入力した配電線フィーダ遮断器を流れる電流値及び入力した配電線フィーダ遮断器に接続している配電線各所の電流値を保存する手段と、前記保存した電流値をもとに配電線フィーダ遮断器を流れる電流値と配電線各所の電流値との相関関係を求める手段と、この相関関係より任意時点の配電線各所の電流推定値を補正する手段とを備えたことを特徴とする配電系統の監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配電系統における配電線の監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
配電系統においては、配電線各所の電流値を計測し、この計測値が許容範囲内におさまっているか否かを常時監視し、許容範囲を逸脱するような場合には警報を発したり、更にはこの逸脱を解消するための対策制御を実施している。
【０００３】
図11は配電線系統網３を示す図であり、これによって従来技術を説明する。図11は母線（ＢＵＳ）から配電線フィーダ遮断器（ＦＣＢ）を介して配電線が導出され、この配電線は常閉区分開閉器（ＳＷ）にて複数区間Ｋｉ（ｉ＝１〜11）に区分されている。
【０００４】
なお、配電線区間Ｋｉはこれに対応する負荷（以下、区間電流値ｋｉと称す）を持っている。本来であれば配電線フィーダ遮断器に流れる電流（以下、ＦＣＢ電流値と称す）や、その下位系統に接続している配電線区間の全てに電流センサを設置し、この測定値により配電系統網の電流監視をすべきである。
【０００５】
しかし、実際には電流センサを設置している個所は設備費を抑えるために極めて少ないばかりか、電流センサを設置せず、人間系により必要の都度計測される運用となっている。従って、何等かの方法で区間電流値ｋｉを推定する必要がある。
【０００６】
従来、この区間負荷ｋｉを推定する方法として、以下のようになされていた。ある時点のＦＣＢ電流値をＩＦＣＢ、区間負荷ｋｉを測定したとき(1) 式が成立する。これによりＦＣＢ電流値に対する区間負荷ｋｉの占める割合（以下、配分係数αｉと称す）を求めると(2) 式となる。
【０００７】
【数１】
0003808550.tif 000002
【０００８】
次に、上のＦＣＢ電流が測定され、かつ区間電流ｋｉが測定されない時間帯を考える。この時のＦＣＢ電流ＩＦＣＢ′だけが得られたとしたとき、区間電流ｋｉを(3) 式で推定している。ここで、区間電流推定値をｋｉ′とする。つまり、測定できた時点で求めた区間電流に対する配分係数αｉを使用して、任意の時点の区間電流推定値ｋｉ′を得ている。
【数２】
ｋｉ′＝αｉ×ＩＦＣＢ′      ………………(3)
【０００９】
図12は従来の監視装置１の構成図である。配電線系統網３からＦＣＢの電流値ＩＦＣＢを監視装置１の電流値入力手段10により取込み、更に、配電線系統網の系統接続の情報（以下、配電系統情報と称す）を系統情報入力手段11により取込む。
【００１０】
取込んだＦＣＢ電流値及び配電系統情報をもとに、電流値推定手段12において前述の計算方法により、配電線各所の区間電流値を推定する。推定した配電線各所の区間電流値を、電流値判定手段13により許容値を逸脱してないかをチェックし、逸脱している場合は警報出力手段14により、表示装置２に対して警報出力を行なう。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記説明から明らかなようにえ、(1) ，(3) 式による配電線各所の区間電流の推定値ｋｉ′は、概要は把握できるとは言え、精度に問題がある。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、配電線各所の区間電流が常時計測されない場合であっても、区間電流値の和がフィーダ遮断器を流れる電流と一致するような区間電流推定値を得ることのできる配電系統の監視装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の［請求項１］に係る配電系統の監視装置は、リアルタイムに配電線フィーダ遮断器を流れる電流値を入力し、当該配電線フィーダ遮断器に接続している配電線各所の区間の電流値を推定する配電系統の監視装置において、前記配電線各所の地点に対応して当該区間電流の推定値をオペレータが入力する手段と、この入力された推定値をもとに各配電線の電流推定値を補正する手段とを備えた。
【００１６】
本発明の［請求項２］に係る配電系統の監視装置は、リアルタイムに配電線フィーダ遮断器を流れる電流値を入力し、当該配電線フィーダ遮断器に接続している配電線各所の区間の電流値を推定する配電系統の監視装置において、前記配電線各所の任意の地点に夫々設けた電流検出センサ，電圧検出センサ，位相角検出センサ及び前記配電線各所の地点に対応して当該区間電流の推定値をオペレータが入力する手段と、前記各センサ及びオペレータが入力する手段による任意の地点の区間電流の推定値をもとに、予め決められた補正手段によって前記配電線各所の電流値を補正する電流値補正手段を備えた。
【００１７】
本発明の［請求項３］に係る配電系統の監視装置は、リアルタイムに配電線フィーダ遮断器を流れる電流値を入力し、当該配電線フィーダ遮断器に接続している配電線各所の区間の電流値を推定する配電系統の監視装置において、前記入力した配電線フィーダ遮断器を流れる電流値及び入力した配電線フィーダ遮断器に接続している配電線各所の電流値を保存する手段と、前記保存した電流値をもとに配電線フィーダ遮断器を流れる電流値と配電線各所の電流値との相関関係を求める手段と、この相関関係より任意時点の配電線各所の電流推定値を補正する手段とを備えた。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は第１の実施の形態を示す配電系統図であり、図１において図11と同一機の部分については同一符号を付して説明を省略する。本配電系統における特徴部分は、例えば区間Ｋ１１に電流計測センサ（センサ２）を設けて、ここでの計測電流を監視装置に導入した点である。
【００１９】
図２は監視装置１の詳細構成図であり、図２において図12と同一機の部分については同一符号を付して説明を省略する。図２において新たに付加されたものは、配電線系統網に設置された電流検出センサからの区間電流測定値ｋｉを取込む区間電流値入力手段15と、区間電流推定値ｋｉ′を補正する電流値補正手段16であり、前記した電流計測値ｋ１１を区間電流値入力手段15によって入力し、これをもとに電流値補正手段16にて、以下に示す他の区間電流推定値ｋｉ′を得るものである。
【００２０】
任意時点でのＦＣＢ電流をＩＦＣＢ″とし、同時点で計測可能な区間（以下、例として区間１１とする）の電流測定値ｋ１１″とすると(4) 式が成立する。ここで、ＩＦＣＢ′はＫ１１以外の区間電流推定値の和を意味する。従って、Ｋ１１以外の区間電流推定値は(5) 式となる。
【数３】
0003808550.tif 000003
【００２１】
本実施の形態によれば、従来装置の電流推定手段12で推定した区間電流推定値ｋｉ′に対し、区間電流入力手段15から入力した計測値ｋｉ″を優先して確定し、区間電流の合計値であるＩＦＣＢ′と、この計測値の差分を再度残りの区間電流推定値ｋｉ′に再配分することにより、区間電流推定値の和Σｋｉ′がＩＦＣＢの潮流値ＩＦＣＢ″と一致するような区間電流の推定が可能となる。
【００２２】
図３は第２の実施の形態を示す配電系統図であり、図３において図11と同一機の部分については同一符号を付して説明を省略する。本配電系統における特徴部分は、例えば区間Ｋ９に電圧計測センサ（センサ３）を設けて、ここでの計測電圧を監視装置に導入した点である。
【００２３】
図４は監視装置１の詳細構成図であり、図４において図12と同一機能部分については同一符号を付して説明を省略する。図４において新たに付加されたものは、配電線系統網に設置された電圧検出センサ（センサ３）からの区間電圧値を取込む区間電圧値入力手段17と、検出センサ設置個所以下の下位系統の区間電流推定値ｋｉ′を得る区間電流値推定手段18と、更に残りの区間電流推定値ｋｉ′を補正する電流値補正手段16である。そして、計測値ｖ９をもとに、区間Ｋ９以下の下位系統にある他の区間電流ｋｉ′を推定し、更に他の区間電流も補正するものである。
【００２４】
今、ある時点のＦＣＢ潮流ＩＦＣＢ，区間電流ｋｉに対し、この時の区間Ｋ９の電圧計測値がｖ９だったとする。次に任意時点でのＦＣＢ電流をＩＦＣＢ″、この時の区間Ｋ９の電圧計測値をｖ９″とし、又、ＦＣＢから区間Ｋ９までの線路抵抗をｒ９とした場合、区間Ｋ９以下の下位系統の区間電流（この例の場合ｋ９，ｋ１０，ｋ１１）の変化は(6) 式となる。
【００２５】
又、この変化は区間電流ｋ９，ｋ１０，ｋ１１の変化の合計である。従って、任意時点でのＦＣＢ電流ＩＦＣＢ″の時の区間Ｋ９，Ｋ１０，Ｋ１１の区間電流推定値ｋｉ′は(7) 式のように補正をかける。
【００２６】
【数４】
0003808550.tif 000004
【００２７】
更に、区間Ｋ９以下の下位系統に属さない区間電流（Ｋ９，Ｋ１０，Ｋ１１以外）は(8) ，(9) 式で推定できる。
【数５】
0003808550.tif 000005
【００２８】
本実施の形態によれば、従来装置の電流推定手段12で推定した区間電流推定値ｋｉ′に対し、区間電圧値入力手段17から入力した電圧測定値に基づき、計測電圧の変化に対応した補正をかけることにより、下位系統に属する区間電流の推定値ｋｉ′を得、更に区間電流の合計値であるＩＦＣＢ′と、この下位系統に属する区間電流推定値ｋｉ′の差分を再度残りの区間電流推定値ｋｉ′に再配分することにより、区間電流の和がＩＦＣＢの潮流値ＩＦＣＢ″と一致するような区間電流の推定が可能となる。
【００２９】
図５は第３の実施の形態を示す配電系統図であり、図５において図11と同一機能部分については同一符号を付して説明を省略する。本配電系統における特徴部分は、例えば区間Ｋ６に位相角計測センサ（センサ４）を設けて、ここでの計測位相角を監視装置１に導入した点である。
【００３０】
図６は監視装置１の詳細構成図であり、図６において図12と同一機能部分については同一符号を付して説明を省略する。図６において新たに付加されたものは、配電線系統網に設置された位相角検出センサからの区間位相角値を取込む区間位相角入力手段19と、検出センサ設置個所以下の下位系統の区間電流推定値ｋｉ′を得る区間電流値推定手段20と、更に残りの区間電流推定値ｋｉ′を補正する電流値補正手段16である。
【００３１】
今、ある時点のＦＣＢ潮流ＩＦＣＢ，区間電流ｋｉに対し、この時の区間Ｋ６の位相角値がθ６だったとする。又、任意時点でのＦＣＢ電流をＩＦＣＢ″、この時の区間Ｋ６の位相角計測値をθ６″とし、又、ＦＣＢから区間Ｋ６までの線路リアクタンスをＸ６とした場合、区間Ｋ６以下の下位系統の区間電流（この例の場合ｋ６，ｋ７，ｋ８）の変化は(10)式となる。
【００３２】
又、この変化は区間電流ｋ６，ｋ７，ｋ８の変化の合計である。従って、任意時点でのＦＣＢ電流ＩＦＣＢ″の時の区間Ｋ６，Ｋ７，Ｋ８の区間電流推定値ｋｉ′は(11)式のように補正をかける。
【００３３】
【数６】
0003808550.tif 000006
【００３４】
更に区間Ｋ６以下の下位系統に属さない区間電流（Ｋ６，Ｋ７，Ｋ８以外）は(12)，(13)式で推定できる。
【数７】
0003808550.tif 000007
【００３５】
本実施の形態によれば、従来装置の電流推定手段12で推定した区間電流推定値に対し、区間位相角入力手段19から入力した計測値に基づき、計測位相角の変化に対応した補正をかけることにより、下位系統に属する区間電流推定値ｋｉ′を得、更に区間電流の合計値であるＩＦＣＢ′と、この下位系統に属する区間電流推定値ｋｉ′の差分を再度残りの区間電流推定値ｋｉ′に再配分することにより、区間電流の和がＩＦＣＢの潮流値ＩＦＣＢ″と一致するような区間電流の推定が可能となる。
【００３６】
図７は第４の実施の形態を示す配電系統図であり、図７において図11と同一機能部分については同一符号を付して説明を省略する。本配電系統における特徴部分は各計測センサの代替えとして、配電線各所の任意の地点に対応する入力装置４からのオペレータの推定値入力ポイントを備えることにより、この入力される区間電流の推定値を監視装置１に導入する構成とした。
【００３７】
図８は監視装置１の詳細構成図であり、図８において図12と同一機能部分については同一符号を付して説明を省略する。図８において新たに付加されたものは、区間電流推定値入力手段21と、これに入力するための入力装置４である。なお、既に説明した通り、配電線各所の任意の地点に対応する区間電流推定値ｋｉ′が前記入力装置４から入力される。
【００３８】
従って、前記第１，第２，第３の実施の形態で示した各区間Ｋ１１，Ｋ９，Ｋ６に対応した位置からの推定入力を入力装置４を介して監視装置１に入力する。区間Ｋ６に対応する地点の入力装置から設定される電流推定値をｋ６′とすると、この電流推定値ｋ６′をもとに、(14)，(15)式により他の区間電流ｋｉ′を推定するものである。なお、他の区間Ｋ９，Ｋ１１の場合も同様である。
【００３９】
【数８】
0003808550.tif 000008
【００４０】
本実施の形態によれば、従来装置の電流値推定手段12で推定した区間電流推定値に対し、区間電流推定値入力手段21から入力した推定値を優先して確定し、区間電流の和であるＩＦＣＢ′と区間電流推定値入力手段21から入力した推定値の差分を再度残りの区間電流値に再配分することにより、区間電流の和がＩＦＣＢの潮流値ＩＦＣＢ″と一致するような区間電流の推定が可能となる。
【００４１】
図９は第５の実施の形態を示す構成図である。本実施の形態では前記第１，第２，第３，第４の各実施の形態を合成して一体としたものである。
【００４２】
即ち、区間電流値入力手段15に対して電流検出センサからの検出電流を入力し（第１の実施の形態）、区間電圧値入力手段17に電圧検出センサからの検出電圧を入力すると共に、次段に設けた区間電流値推定手段18に接続し（第２の実施の形態）、区間位相角入力手段19に位相角検出センサからの検出位相を入力すると共に、次段に設けた区間電流値推定手段20に接続し（第３の実施の形態）、区間電流推定値入力手段21に入力装置４を介して区間電流推定値を入力（第４の実施の形態）したものである。そして、これらの測定値及び推定値をもとに、予め決められた補正優先手段22に従い、前記配電線各所の電流推定値を補正するものである。
【００４３】
今、例として図７に示す区間Ｋ１１に電流計測センサ，区間Ｋ９に電圧計測センサ，区間Ｋ６に位相角計測センサ、更に区間Ｋ７に入力装置から設定される電流推定値がある場合を説明する。決められた補正優先手段は、優先順序を下記とする。
【００４４】
優先１  入力装置から設定される電流推定値。
優先２  区間電流計測センサの測定値。
優先３  区間電圧計測センサの測定値。
優先４  区間位相角計測センサの測定値。
【００４５】
この場合、先ず区間Ｋ７の入力装置から設定される電流推定値ｋ７′を確定するために前記した(12)式より(16)式を得る。このときｋ７′は確定済みとする。次に優先２である区間電流の測定値ｋ１１″に基づく区間電流推定値ｋ１１′を確定するために(4) 式を用いて(17)，(18)式を得る。このときｋ１１′は確定済みとする。
【００４６】
【数９】
ＩＦＣＢ１′＝ＩＦＣＢ″−ｋ７′          …………(16)
ｋ１１′＝ｋ１１″          ……………………………(17)
ＩＦＣＢ２′＝ＩＦＣＢ１′−ｋ１１′      …………(18)
【００４７】
次に、優先３である区間電圧ｖ９″を用いて区間Ｋ９以下の下位系統の区間電流推定値を補正する。これは既に示した(6) ，(7) ，(8) 式に相当する下記の(19)，(20)，(21)式を用いる。このときｋ９′，ｋ１０′，ｋ１１′は確定済みとする。
【００４８】
【数１０】
0003808550.tif 000009
【００４９】
次に優先４である区間位相角θ６を用いて区間Ｋ６以下の下位系統の区間電流推定値を補正する。これは既に示した(10)，(11)，(12)式を用いる。このとき区間Ｋ１１の区間電流推定値は先に(18)式により確定済みとなっているため、Δ１６′から差し引いておく。
【００５０】
【数１１】
0003808550.tif 000010
【００５１】
このΔ１６′をもとに、下位系統の残りの区間電流ｋ６，ｋ８の補正をかける。最後に未確定の区間電流推定値は既に示した(5) 式を用いて補正をかける。
【数１２】
0003808550.tif 000011
【００５２】
本実施の形態によれば、従来装置の電流値推定手段12で推定した区間電流推定値ｋｉ′に対し、補正優先手段22で決定される順序に従い、区間電流センサによる測定値はそのまま使用し、かつ区間電圧センサからの測定値に基づき当該下位系統の区間電流に補正をかけると共に、区間位相角センサからの測定値に基づき当該下位系統の区間電流推定値ｋｉ′に補正をかけ、入力装置からの区間電流推定値も反映し、更に全区間電流推定値の合計はＩＦＣＢの潮流値ＩＦＣＢ″と一致するような区間電流の推定が可能となる。
【００５３】
図10は第６の実施の形態を示す構成図である。本実施の形態では配分係数αｉが時刻等により変化しないという前提を補正するものである。そこで新たに付加したものはデータ保存手段23と、相関式計算手段24と、配分係数補正手段25である。
【００５４】
従来技術の項で記述した(1) ，(2) 式によると、ある時点でＦＣＢ電流値ＩＦＣＢ及び区間電流値ｋｉが全て計測できたとすると、(1) 式と同様となり、これに対する配分係数αｉは(2) 式と同様となる。
【００５５】
そして考え方として次の通りである。一般に配電系統では、ＩＦＣＢは常時取込まれるものの、区間負荷ｋｉは全ての区間Ｋｉにわたり常時取込むことは希である。このため、既に説明した実施の形態に示されるように、部分的な測定値及び入力装置からの入力値を基に推定値補正がなされる。この場合、取込んだ電流測定値を基に統計手法によりαｉ値そのものを補正するようにしたものである。
【００５６】
今、過去に取込んだＦＣＢ電流値をＩＦＣＢｎ、区間電流値をｋｉ，ｎ（但し、ｎは過去の時系列の任意断面を意味する）とし、このＩＦＣＢｎとｋｉ，ｎの相関関係を回帰分析手法により求める方法を記述する。回帰分析は使用する回帰曲線により直線回帰，対数回帰，指数回帰等があるが、以下の説明では直線回帰関数を用いた方法で説明する。
【００５７】
又、数式の表記を簡略化のためｘ←ｋｉ，ｙ←ＩＦＣＢとする。回帰曲線は(27)式となり、回帰パラメータＡ，Ｂは過去に取込んだｎ個のデータを基に、以下の(28)，(29)式で求められる。
【００５８】
【数１３】
0003808550.tif 000012
【００５９】
従って、ＦＣＢ電流測定値ＩＦＣＢ″の時の回帰式を基にした区間電流の推定値ｋｉ′は(30)式となる。以上は区間Ｋｉに対する回帰分析である。これを必要な全区間ｉ＝１〜Ｉ実施する。従って、回帰分析による配分係数推定値αｉ′は(31)式となる。この配分係数αｉ′と従来の配分係数αｉとの指数平滑を実施すると(32)式となる。
【００６０】
【数１４】
0003808550.tif 000013
【００６１】
本実施の形態によれば、任意の時点ｎで取込んだＦＣＢ電流値ＩＦＣＢｎ、区間電流値ｋｉ，ｎ及びその時の系統情報をデータ保存手段により時系列的に保存し、このデータを基に相関式計算手段24において前述の(27)〜(31)式で表される計算式により配分係数推定値αｉ′を求める。
【００６２】
更に配分係数補正手段25により、この配分係数推定値αｉ′と従来手段である電流値推定手段12から求められる配分係数αｉとの指数平滑処理を前述(32)式で求めることにより、時刻等で変化しないことを前提とした従来技術に対し、過去の計測データのばらつきを回帰分析手法により補正することにより、時刻等の変化を考慮した区間電流の補正を可能とすることができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば配電線系統網のように、配電線各所の区間電流が常時計測されない場合においても、任意時点で計測された電流値，電圧値，位相角値を使い、更に、オペレータが入力する推定値を基に、区間電流値の和がフィーダ遮断器を流れる電流ＩＦＣＢ″と一致するような区間電流推定値ｋｉ′を得ることができる。更に、過去の計測できた計測値を用いて回帰分析手法により、時刻等における計測値のばらつきを吸収した区間電流推定値ｋｉ′を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態を示す配電線系統図。
【図２】本発明に係る配電系統の監視装置の第１の形態を示す構成図。
【図３】第２の実施の形態を示す配電線系統図。
【図４】本発明に係る配電系統の監視装置の第２の形態を示す構成図。
【図５】第３の実施の形態を示す配電線系統図。
【図６】本発明に係る配電系統の監視装置の第３の形態を示す構成図。
【図７】第４の実施の形態を示す配電線系統図。
【図８】本発明に係る配電系統の監視装置の第４の形態を示す構成図。
【図９】本発明に係る配電系統の監視装置の第５の形態を示す構成図。
【図１０】本発明に係る配電系統の監視装置の第６の形態を示す構成図。
【図１１】従来例を説明するための配電線系統図。
【図１２】従来の監視装置の構成例図。
【符号の説明】
１    監視装置
２    表示装置
３    配電線系統網
４    入力装置
10    電流値入力手段
11    系統情報入力手段
12    電流値推定手段
13    電流値判定手段
14    警報出力手段
15    区間電流値入力手段
16    電流値補正手段
17    区間電圧値入力手段
18    区間電流値推定手段
19    区間位相角入力手段
20    区間電流値推定手段
21    区間電流推定値入力手段
22    補正優先手段
23    データ保存手段
24    相関式計算手段
25    配分係数補正手段
【図１】
0003808550.tif 000014
【図２】
0003808550.tif 000015
【図３】
0003808550.tif 000016
【図４】
0003808550.tif 000017
【図５】
0003808550.tif 000018
【図６】
0003808550.tif 000019
【図７】
0003808550.tif 000020
【図８】
0003808550.tif 000021
【図９】
0003808550.tif 000022
【図１０】
0003808550.tif 000023
【図１１】
0003808550.tif 000024
【図１２】
0003808550.tif 000025