特許 6069060 自動電圧調整器の送電状態判定装置及び送電状態判定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6069060

(24)【登録日】2017年1月6日

(45)【発行日】2017年1月25日

(54)【発明の名称】自動電圧調整器の送電状態判定装置及び送電状態判定方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/12 20060101AFI20170116BHJP

【ＦＩ】

   H02J3/12

【請求項の数】10

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2013-60174(P2013-60174)

(22)【出願日】2013年3月22日

(65)【公開番号】特開2014-187781(P2014-187781A)

(43)【公開日】2014年10月2日

【審査請求日】2016年2月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】514105011

【氏名又は名称】株式会社東光高岳

(74)【代理人】

【識別番号】100072604

【弁理士】

【氏名又は名称】有我 軍一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100140501

【弁理士】

【氏名又は名称】有我 栄一郎

(72)【発明者】

【氏名】加藤 松吉

(72)【発明者】

【氏名】茂木 規行

(72)【発明者】

【氏名】袴田 朝丈

【審査官】 坂本 聡生

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２９５７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２０４５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２６８７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２４６６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−６６７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ３／００−５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

配電系統に設置された負荷時タップ切換式の自動電圧調整器の一次側及び二次側のいずれに電源が接続されているかを検出して、該配電系統が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかを判定する送電状態判定装置であって、
前記自動電圧調整器の一次側電圧及び二次側電圧をそれぞれ計測する一次側電圧計測部及び二次側電圧計測部と、
前記一次側電圧及び前記二次側電圧の所定時間区間における平均値をそれぞれ算出する第１の平均処理部及び第２の平均処理部と、
前記第１の平均処理部により算出された前記一次側電圧の平均値を用いて、前記自動電圧調整器のタップ切換が行われた時点から所定時間後における前記一次側電圧の平均値と前記自動電圧調整器のタップ切換が行われた時点から所定時間前における前記一次側電圧の平均値の差である第１の電圧変化分を算出する第１の電圧変化分算出処理部と、
前記第２の平均処理部により算出された前記二次側電圧の平均値を用いて、前記自動電圧調整器のタップ切換が行われた時点から所定時間後における前記二次側電圧の平均値と前記自動電圧調整器のタップ切換が行われた時点から所定時間前における前記二次側電圧の平均値の差である第２の電圧変化分を算出する第２の電圧変化分算出処理部と、
前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分に基づいて、前記配電系統が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかを判定する送電状態判定処理部とを備えることを特徴とする送電状態判定装置。

【請求項2】

前記第１の平均処理部及び第２の平均処理部が、それぞれ前記一次側電圧及び前記二次側電圧の移動平均値を算出することを特徴とする請求項１に記載の送電状態判定装置。

【請求項3】

前記第１の平均処理部及び第２の平均処理部が、それぞれ前記一次側電圧及び前記二次側電圧の期間平均値を算出することを特徴とする請求項１に記載の送電状態判定装置。

【請求項4】

前記送電状態判定処理部は、前記自動電圧調整器のタップ切換の方向と、前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分の符号と、該前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分の大きさとの関係に応じて、前記配電系統が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかを判定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の送電状態判定装置。

【請求項5】

前記送電状態判定処理部は、前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分の符号と、該前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分の大きさとの関係が、前記自動電圧調整器のタップ切換の方向から想定される関係と一致しない場合には、前記配電系統が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかについての判定を保留することを特徴とする請求項４に記載の送電状態判定装置。

【請求項6】

配電系統に設置された負荷時タップ切換式の自動電圧調整器の一次側及び二次側のいずれに電源が接続されているかを検出して、該配電系統が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかを判定する送電状態判定方法であって、
前記自動電圧調整器の一次側電圧及び二次側電圧をそれぞれ計測する一次側電圧計測段階及び二次側電圧計測段階と、
前記一次側電圧及び前記二次側電圧の所定時間区間における平均値をそれぞれ算出する第１の平均処理段階及び第２の平均処理段階と、
前記第１の平均処理段階により算出された前記一次側電圧の平均値を用いて、前記自動電圧調整器のタップ切換が行われた時点から所定時間後における前記一次側電圧の平均値と前記自動電圧調整器のタップ切換が行われた時点から所定時間前における前記一次側電圧の平均値の差である第１の電圧変化分を算出する第１の電圧変化分算出処理段階と、
前記第２の平均処理段階により算出された前記二次側電圧の平均値を用いて、前記自動電圧調整器のタップ切換が行われた時点から所定時間後における前記二次側電圧の平均値と前記自動電圧調整器のタップ切換が行われた時点から所定時間前における前記二次側電圧の平均値の差である第２の電圧変化分を算出する第２の電圧変化分算出処理段階と、
前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分に基づいて、前記配電系統が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかを判定する送電状態判定処理段階とを備えることを特徴とする送電状態判定方法。

【請求項7】

前記第１の平均処理段階及び第２の平均処理段階が、それぞれ前記一次側電圧及び前記二次側電圧の移動平均値を算出することを特徴とする請求項６に記載の送電状態判定方法。

【請求項8】

前記第１の平均処理段階及び第２の平均処理段階が、それぞれ前記一次側電圧及び前記二次側電圧の期間平均値を算出することを特徴とする請求項６に記載の送電状態判定方法。

【請求項9】

前記送電状態判定処理段階は、前記自動電圧調整器のタップ切換の方向と、前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分の符号と、該前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分の大きさとの関係に応じて、前記配電系統が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかを判定することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の送電状態判定方法。

【請求項10】

前記送電状態判定処理段階は、前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分の符号と、該前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分の大きさとの関係が、前記自動電圧調整器のタップ切換の方向から想定される関係と一致しない場合には、前記配電系統が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかについての判定を保留することを特徴とする請求項９に記載の送電状態判定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動電圧調整器の送電状態判定装置及び送電状態判定方法に関し、特に配電系統に設置された自動電圧調整器の一次側及び二次側のいずれに電源が接続されているかを検出して、自動電圧調整器が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかを判定する自動電圧調整器の送電状態判定装置及び送電状態判定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、家庭用太陽光発電（ＰＶ：Photovoltaic power generation）システム等をはじめとする分散型電源が普及しつつあり、地球環境の維持に寄与することが期待されている。しかしながら、この分散型電源は、配電系統に接続されると電力の需要と供給の流れを局所的に逆転させ、配電系統に電力の逆潮流を招くことがある。

【0003】

一方、配電系統では、順方向の潮流における電圧降下が想定されていて、その電圧降下分を補うように、供給側の電圧を予め高く設定している。しかしながら、逆潮流が生じると、想定された電圧降下が無くなるため、分散型電源が配電系統に接続された地点の電圧が局所的に上昇することになる。

【0004】

この局所的な電圧上昇が、その周囲へ波及して配電系統の途中における線間電圧を上昇させることがある。線間電圧の上昇の程度が規定の許容範囲を逸脱するとさまざまな障害の原因になる。このため自動電圧調整器（ＳＶＲ：Step Voltage Regulator）などの電圧調整機器が、配電系統における送電地点と需要家の受電地点との間のフィーダに介在するように設けられている。ＳＶＲは、配電系統の電圧を制御して、配電系統の電圧が昇圧方向及び降圧方向にどのように変化しても、需要家の受電地点における受電電圧が規定の許容範囲に収まるようにしている。

【0005】

ＳＶＲにより電圧調整を行う場合、配電系統の各部の電圧が異常になるのを防ぐために、ＳＶＲの一次側と二次側のいずれに配電用変電所が接続されているかを判定する必要がある。なお、表１に示すように、ＳＶＲの一次側に配電用変電所（配変Ａ）が接続されている送電状態を「順送電」、ＳＶＲの二次側に配電用変電所（配変Ｂ）が接続されている送電状態を「逆送電」、ＳＶＲの一次側から二次側に電力が通過する電力潮流を「順潮流」、ＳＶＲの二次側から一次側に電力が通過する電力潮流を「逆潮流」という。

【表1】

【0006】

従来は、分散型電源による逆潮流がないものとし、電力の逆潮流が生じたことを検出する逆流継電器（６７リレー）により、順送電と逆送電を判定していた。しかしながら、上記の分散型電源の導入により、順送電でありながら逆潮流が発生したり、逆送電でありながら順潮流が発生したりする状況が見られるようになってきた。

【0007】

そこで、ＳＶＲのタップ切換前後の一次側及び二次側の電圧変化を求め、電圧変化が小さい方の側に電力供給源が接続されていると判定する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0008】

特許文献１に開示された装置は、ＳＶＲで電力の逆潮流が生じたことを検出する電力逆潮流検出装置としての逆流継電器（６７リレー）と、ＳＶＲの一次側及び二次側の電圧にそれぞれ比例した検出信号電圧を出力する第１の電圧検出装置及び第２の電圧検出装置と、第１の電圧検出装置及び第２の電圧検出装置から出力された一次側の配電線電圧及び二次側の配電線電圧を与えるアナログ信号を第１及び第２のデジタル信号に変換して、これらのデジタル信号を出力する第１及び第２のＡ／Ｄ変換器と、マイクロコンピュータと、を備える。

【0009】

ここで、マイクロコンピュータは、ＳＶＲのタップ切換前後の一次側の電圧の差分を第１の電圧変化分として算出するとともに、ＳＶＲのタップ切換前後の二次側の電圧の差分を第２の電圧変化分として算出する。

【0010】

さらに、マイクロコンピュータは、逆流継電器によりＳＶＲで電力の逆潮流が生じていることが検出されている状態で第１の電圧変化分が第２の電圧変化分よりも大きいと判定されたときに、ＳＶＲの一次側が電力供給源から切り離されて二次側が他系統の電力供給源に接続される系統切換が行われたことに起因して電力の逆潮流が生じていると判定する。一方、マイクロコンピュータは、逆流継電器によりＳＶＲで電力の逆潮流が生じていることが検出されている状態で第２の電圧変化分が第１の電圧変化分よりも大きいと判定されたときに、ＳＶＲの一次側が電力供給源に接続されて分散型電源が二次側で連系していることに起因して電力の逆潮流が生じていると判定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特許第３９９２２１２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

しかしながら、特許文献１に開示された方法においては、系統電圧が変化した場合には、タップ切換による電圧変化分を正しく求めることができなくなる。これにより、順送電と逆送電の判定が正しく行われない事態が生じるという問題がある。

【0013】

本発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、系統電圧が変化した場合であっても、ＳＶＲの一次側と二次側のいずれに配電用変電所などの電源が接続されているかを判定することが可能な自動電圧調整器の送電状態判定装置及び送電状態判定方法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】

【0014】

本発明に係る自動電圧調整器の送電状態判定装置は、配電系統に設置された負荷時タップ切換式の自動電圧調整器の一次側及び二次側のいずれに電源が接続されているかを検出して、該配電系統が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかを判定する送電状態判定装置であって、前記自動電圧調整器の一次側電圧及び二次側電圧をそれぞれ計測する一次側電圧計測部及び二次側電圧計測部と、前記一次側電圧及び前記二次側電圧の所定時間区間における平均値をそれぞれ算出する第１の平均処理部及び第２の平均処理部と、前記第１の平均処理部により算出された前記一次側電圧の平均値を用いて、前記自動電圧調整器のタップ切換が行われた時点から所定時間後における前記一次側電圧の平均値と前記自動電圧調整器のタップ切換が行われた時点から所定時間前における前記一次側電圧の平均値の差である第１の電圧変化分を算出する第１の電圧変化分算出処理部と、前記第２の平均処理部により算出された前記二次側電圧の平均値を用いて、前記自動電圧調整器のタップ切換が行われた時点から所定時間後における前記二次側電圧の平均値と前記自動電圧調整器のタップ切換が行われた時点から所定時間前における前記二次側電圧の平均値の差である第２の電圧変化分を算出する第２の電圧変化分算出処理部と、前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分に基づいて、前記配電系統が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかを判定する送電状態判定処理部とを備えることを特徴とする。

【0015】

この送電状態判定装置によると、自動電圧調整器の一次側電圧及び二次側電圧の所定時間区間における平均値に基づいてタップ切換前後の一次側電圧及び二次側電圧の電圧変化分を算出することにより、系統電圧が変化した場合であっても、自動電圧調整器の一次側と二次側のいずれに配電用変電所などの電源が接続されているかを判定することができる。

【0016】

この送電状態判定装置は、前記第１の平均処理部及び第２の平均処理部が、それぞれ前記一次側電圧及び前記二次側電圧の移動平均値を算出するものであってもよい。

【0017】

この送電状態判定装置によると、系統電圧の変動が大きい場合であっても、自動電圧調整器が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかについての判定を精度よく行うことができる。

【0018】

この送電状態判定装置は、前記第１の平均処理部及び第２の平均処理部が、それぞれ前記一次側電圧及び前記二次側電圧の期間平均値を算出するものであってもよい。

【0019】

この送電状態判定装置によると、系統電圧の変動が大きい場合であっても、自動電圧調整器が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかについての判定を精度よく行うことができる。

【0020】

この送電状態判定装置は、前記送電状態判定処理部が、前記自動電圧調整器のタップ切換の方向と、前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分の符号と、該前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分の大きさとの関係に応じて、前記配電系統が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかを判定するものであってもよい。

【0021】

この送電状態判定装置によると、系統電圧の変動が大きい場合であっても、自動電圧調整器が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかについての判定を精度よく行うことができる。

【0022】

この送電状態判定装置は、前記送電状態判定処理部が、前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分の符号と、該前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分の大きさとの関係が、前記自動電圧調整器のタップ切換の方向から想定される関係と一致しない場合には、前記配電系統が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかについての判定を保留するものであってもよい。

【0023】

この送電状態判定装置によると、系統電圧の変動が大きい場合であっても、自動電圧調整器の送電状態についての誤判定を防止することができる。

【0024】

また、本発明に係る自動電圧調整器の送電状態判定方法は、配電系統に設置された負荷時タップ切換式の自動電圧調整器の一次側及び二次側のいずれに電源が接続されているかを検出して、該配電系統が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかを判定する送電状態判定方法であって、前記自動電圧調整器の一次側電圧及び二次側電圧をそれぞれ計測する一次側電圧計測段階及び二次側電圧計測段階と、前記一次側電圧及び前記二次側電圧の所定時間区間における平均値をそれぞれ算出する第１の平均処理段階及び第２の平均処理段階と、前記第１の平均処理段階により算出された前記一次側電圧の平均値を用いて、前記自動電圧調整器のタップ切換が行われた時点から所定時間後における前記一次側電圧の平均値と前記自動電圧調整器のタップ切換が行われた時点から所定時間前における前記一次側電圧の平均値の差である第１の電圧変化分を算出する第１の電圧変化分算出処理段階と、前記第２の平均処理段階により算出された前記二次側電圧の平均値を用いて、前記自動電圧調整器のタップ切換が行われた時点から所定時間後における前記二次側電圧の平均値と前記自動電圧調整器のタップ切換が行われた時点から所定時間前における前記二次側電圧の平均値の差である第２の電圧変化分を算出する第２の電圧変化分算出処理段階と、前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分に基づいて、前記配電系統が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかを判定する送電状態判定処理段階とを備えることを特徴とする。

【0025】

この送電状態判定方法によると、自動電圧調整器の一次側電圧及び二次側電圧の所定時間区間における平均値に基づいてタップ切換前後の一次側電圧及び二次側電圧の電圧変化分を算出することにより、系統電圧が変化した場合であっても、自動電圧調整器の一次側と二次側のいずれに配電用変電所などの電源が接続されているかを判定することができる。

【0026】

この送電状態判定方法は、前記第１の平均処理段階及び第２の平均処理段階が、それぞれ前記一次側電圧及び前記二次側電圧の移動平均値を算出するものであってもよい。

【0027】

この送電状態判定方法によると、系統電圧の変動が大きい場合であっても、自動電圧調整器が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかについての判定を精度よく行うことができる。

【0028】

この送電状態判定方法は、前記第１の平均処理段階及び第２の平均処理段階が、それぞれ前記一次側電圧及び前記二次側電圧の期間平均値を算出するものであってもよい。

【0029】

この送電状態判定方法によると、系統電圧の変動が大きい場合であっても、自動電圧調整器が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかについての判定を精度よく行うことができる。

【0030】

この送電状態判定方法は、前記送電状態判定処理段階が、前記自動電圧調整器のタップ切換の方向と、前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分の符号と、該前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分の大きさとの関係に応じて、前記配電系統が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかを判定するものであってもよい。

【0031】

この送電状態判定方法によると、系統電圧の変動が大きい場合であっても、自動電圧調整器が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかについての判定を精度よく行うことができる。

【0032】

この送電状態判定方法は、前記送電状態判定処理段階が、前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分の符号と、該前記第１の電圧変化分及び前記第２の電圧変化分の大きさとの関係が、前記自動電圧調整器のタップ切換の方向から想定される関係と一致しない場合には、前記配電系統が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかについての判定を保留するものであってもよい。

【0033】

この送電状態判定方法によると、系統電圧の変動が大きい場合であっても、自動電圧調整器の送電状態についての誤判定を防止することができる。

【発明の効果】

【0034】

本発明によれば、自動電圧調整器の一次側電圧及び二次側電圧の所定時間区間における平均値に基づいてタップ切換前後の一次側電圧及び二次側電圧の電圧変化分を算出することにより、系統電圧が変化した場合であっても、自動電圧調整器の一次側と二次側のいずれに配電用変電所などの電源が接続されているかを判定することが可能な自動電圧調整器の送電状態判定装置及び送電状態判定方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明の第１の実施形態としての自動電圧調整器の送電状態判定装置の構成図である。

【図2】本発明の第１の実施形態としての自動電圧調整器の送電状態判定装置の制御部が有する送電状態判定部の構成図である。

【図3】本発明の第１の実施形態としての自動電圧調整器の送電状態判定装置のマイクロコンピュータが実行する処理の構成図である。

【図4】本発明の第１の実施形態としての自動電圧調整器の送電状態判定装置のマイクロコンピュータが実行するＮ秒移動平均処理を説明するグラフである。

【図5】本発明の第１の実施形態としての自動電圧調整器の送電状態判定装置のマイクロコンピュータが実行する電圧変化分算出処理を説明するグラフである。

【図6】本発明の第１の実施形態としての自動電圧調整器の送電状態判定装置の制御部が実行する処理を説明するためのフローチャートである。

【図7】図６のフローチャートにおける処理を詳細に説明するためのフローチャートである。

【図8】本発明の第１の実施形態としての自動電圧調整器の送電状態判定装置を用いて、一次側電圧及び二次側電圧の１秒平均値を算出した結果を示すグラフ（その１）である。

【図9】本発明の第１の実施形態としての自動電圧調整器の送電状態判定装置を用いて、一次側電圧及び二次側電圧の５秒移動平均値を算出した結果を示すグラフ（その１）である。

【図10】本発明の第１の実施形態としての自動電圧調整器の送電状態判定装置を用いて、一次側電圧及び二次側電圧の１秒平均値を算出した結果を示すグラフ（その２）である。

【図11】本発明の第１の実施形態としての自動電圧調整器の送電状態判定装置を用いて、一次側電圧及び二次側電圧の５秒移動平均値を算出した結果を示すグラフ（その２）である。

【図12】本発明の第２の実施形態としての自動電圧調整器の送電状態判定装置のマイクロコンピュータが実行する処理の構成図である。

【図13】本発明の第２の実施形態としての自動電圧調整器の送電状態判定装置のマイクロコンピュータが実行するＴ秒平均処理を説明するグラフである。

【図14】本発明の第２の実施形態としての自動電圧調整器の送電状態判定装置のマイクロコンピュータが実行する処理を詳細に説明するためのフローチャートである。

【図15】系統電圧が変動している状況における移動平均処理後の一次側電圧及び二次側電圧の様相の例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、本発明に係る自動電圧調整器の送電状態判定装置及び送電状態判定方法の実施形態について、図面を用いて説明する。

【0037】

（第１の実施形態）
＜送電状態判定装置＞
まず、本発明の第１の実施形態としての送電状態判定装置の構成について説明する。図１に示すように、本実施形態の送電状態判定装置１０は、一次側の配電線１ｕ，１ｖ，１ｗと二次側の配電線２ｕ，２ｖ，２ｗに接続される自動電圧調整器（ＳＶＲ：Step Voltage Regulator）２０と、ＳＶＲ２０の動作を制御する制御部３０とを備える。

【0038】

ＳＶＲ２０は、タップｔ_ｕ１〜ｔ_ｕ９，ｔ_ｖ１〜ｔ_ｖ９，ｔ_ｗ１〜ｔ_ｗ９を有する調整変圧器２１と、制御部３０からの制御信号に応じて調整変圧器２１のタップｔ_ｕ１〜ｔ_ｕ９，ｔ_ｖ１〜ｔ_ｖ９，ｔ_ｗ１〜ｔ_ｗ９を切り換える負荷時タップ切換部２２と、Ｕ相の配電線１ｕとＷ相の配電線１ｗとの間の電圧（以下、「一次側電圧」という）を検出する第１の計器用変圧器ＶＴ_１と、ｕ相の配電線２ｕとｗ相の配電線２ｗとの間の電圧（以下、「二次側電圧」という）を検出する第２の計器用変圧器ＶＴ_２と、１８０度位相を反転させた配電線１ｕの電流と配電線１ｗの電流との合成電流を検出する変流器ＣＴ_ｕ１，ＣＴ_ｗ１と、１８０度位相を反転させた配電線２ｕの電流と配電線２ｗの電流との合成電流を検出する変流器ＣＴ_ｕ２，ＣＴ_ｗ２とを主に備える。

【0039】

制御部３０は、第１の計器用変圧器ＶＴ_１から出力された一次側電圧を計測する一次側電圧計測部３１と、第２の計器用変圧器ＶＴ_２から出力された二次側電圧を計測する二次側電圧計測部３２と、変流器ＣＴ_ｕ１，ＣＴ_ｗ１から出力された一次側の合成電流を計測する一次側電流計測部３３と、変流器ＣＴ_ｕ２，ＣＴ_ｗ２から出力された二次側の合成電流を計測する二次側電流計測部３４と、一次側電圧計測部３１及び一次側電流計測部３３の計測結果に基づいて、ＳＶＲ２０のタップ切換を行うためのタップ切換指令Ｖ_ｔａを発生する一次側電圧調整部３５と、二次側電圧計測部３２及び二次側電流計測部３４の計測結果に基づいて、ＳＶＲ２０のタップ切換を行うためのタップ切換指令Ｖ_ｔｂを発生する二次側電圧調整部３６と、後述する電圧調整モードに応じて、タップ切換指令Ｖ_ｔａ，Ｖ_ｔｂのいずれかを選択して、ＳＶＲ２０の負荷時タップ切換部２２にタップ切換信号Ｖ_ｔを出力する動作モード切換部３７と、一次側電圧計測部３１及び二次側電圧計測部３２の計測結果に基づいて、送電状態が順送電及び逆送電のいずれであるかを判定し、その判定結果に応じた送電状態判定信号Ｖ_ｊを動作モード切換部３７に出力する送電状態判定部３８とを備える。

【0040】

さらに、制御部３０は、二次側電圧計測部３２及び二次側電流計測部３４（あるいは一次側電圧計測部３１及び一次側電流計測部３３）の計測結果を受けて、ＳＶＲ２０で電力の逆潮流が生じているか否かを検出する逆流継電器３９を備えていてもよい。逆流継電器３９の検出信号は、送電状態判定部３８に出力されるようになっている。

【0041】

一次側電圧調整部３５は、後述する一次側電圧調整モードにおいて一次側電圧を目標電圧に保つように、タップ切換指令Ｖ_ｔａを発生するようになっている。同様に、二次側電圧調整部３６は、後述する二次側電圧調整モードにおいて二次側電圧を目標電圧に保つように、タップ切換指令Ｖ_ｔｂを発生するようになっている。

【0042】

動作モード切換部３７は、送電状態判定部３８から出力される送電状態判定信号Ｖ_ｊに応じて、一次側電圧調整部３５及び二次側電圧調整部３６から出力されたタップ切換指令Ｖ_ｔａ，Ｖ_ｔｂのいずれかを選択し、選択したタップ切換指令をタップ切換信号Ｖ_ｔとしてＳＶＲ２０の負荷時タップ切換部２２及び後述する送電状態判定部３８に出力するようになっている。

【0043】

負荷時タップ切換部２２は、動作モード切換部３７から出力されたタップ切換信号Ｖ_ｔをトリガとして調整変圧器２１のタップを切り換えて一次側電圧または二次側電圧を目標電圧に保つように電圧調整を行うようになっている。

【0044】

＜送電状態判定部＞
図２に示すように、送電状態判定部３８は、電圧入力部４１，４２と、Ａ／Ｄ変換部４３，４４と、マイクロコンピュータ４５と、制御信号出力部４６とを含む。

【0045】

電圧入力部４１，４２は、一次側電圧計測部３１から出力された一次側電圧、及び二次側電圧計測部３２から出力された二次側電圧のそれぞれをレベル変換してフィルタ処理するようになっている。

【0046】

Ａ／Ｄ変換部４３は、電圧入力部４１を介して一次側電圧計測部３１から入力された一次側電圧を与えるアナログ信号に対して、その瞬時値を所定のサンプリング周期でアナログ／デジタル変換し、得られたデジタル信号を一次側電圧データとして出力するようになっている。

【0047】

同様に、Ａ／Ｄ変換部４４は、電圧入力部４２を介して二次側電圧計測部３２から入力された二次側電圧を与えるアナログ信号をデジタル信号に変換し、このデジタル信号を二次側電圧データとして出力するようになっている。

【0048】

マイクロコンピュータ４５は、Ａ／Ｄ変換部４３，４４から出力されたデジタル信号と、動作モード切換部３７から出力されたタップ切換信号Ｖ_ｔと、逆流継電器３９から出力された逆潮流検出信号が入力されるようになっており、これらの信号に基づいて後述する処理を行った後に、制御信号出力部４６を介して制御信号（送電状態判定信号Ｖ_ｊ）を動作モード切換部３７に出力するようになっている。

【0049】

＜マイクロコンピュータの処理＞
図３に示すように、マイクロコンピュータ４５は、所定のプログラムを実行することにより、第１及び第２の実効値変換処理部５１，５２と、第１及び第２の平均処理部５３，５４と、第１及び第２の電圧変化処理部５５，５６と、送電状態判定処理部５７とをソフトウエア的に構成する。

【0050】

第１の実効値変換処理部５１は、一次側電圧計測部３１からＡ／Ｄ変換部４３を介して出力された一次側電圧データに対して実効値変換を行うようになっている。同様に、第２の実効値変換処理部５２は、二次側電圧計測部３２からＡ／Ｄ変換部４４を介して出力された二次側電圧データに対して実効値変換を行うようになっている。

【0051】

第１の平均処理部５３は、第１の実効値変換処理部５１により実効値変換された一次側電圧データの所定時間区間における平均値を算出するようになっている。また、第２の平均処理部５４は、第２の実効値変換処理部５２により実効値変換された二次側電圧データの所定時間区間における平均値を算出するようになっている。

【0052】

第１の電圧変化分算出処理部５５は、第１の平均処理部５３により得られた一次側電圧データの平均値を用いて、ＳＶＲ２０のタップ切換前後の電圧変化分を算出するようになっている。同様に、第２の電圧変化分算出処理部５６は、第２の平均処理部５４により得られた二次側電圧データの平均値を用いて、ＳＶＲ２０のタップ切換前後の電圧変化分を算出するようになっている。

【0053】

送電状態判定処理部５７は、第１及び第２の電圧変化分算出処理部５５，５６によりそれぞれ算出された電圧変化分に基づいて、送電状態が順送電及び逆送電のいずれであるかを判定するようになっている。

【0054】

＜平均処理と電圧変化分算出処理＞
次に、第１及び第２の平均処理部５３，５４並びに第１及び第２の電圧変化分算出処理部５５，５６が実行する処理の内容について説明する。従来は、タップ切換前後の電圧変化分を求める際に、電圧データの１秒平均値が用いられていた。しかしながら、系統電圧は秒単位で変動しているため、従来のように電圧データの１秒平均値を用いる構成では、系統電圧の変動により送電状態を誤判定し易いという問題があった。

【0055】

これを踏まえて本実施形態においては、第１及び第２の平均処理部５３，５４が一次側電圧データ及び二次側電圧データの１秒平均値を常時Ｎ秒移動平均処理し、第１及び第２の電圧変化分算出処理部５５，５６が第１及び第２の平均処理部５３，５４から出力されたＮ秒移動平均値を用いてタップ切換前後の電圧変化分を求める構成としている。これにより、系統電圧の変動の影響を小さくすることが可能となる。ここで、Ｎ秒は例えば５秒程度であるとする。

【0056】

第１の平均処理部５３は、１秒平均処理部５３ａと、Ｎ秒移動平均処理部５３ｂとを含む。１秒平均処理部５３ａは、第１の実効値変換処理部５１により実効値変換された一次側電圧データの１秒間分のデータの平均値である１秒平均値Ｖ_１＿ｎを算出するようになっている。

【0057】

図４及び数１に示すように、Ｎ秒移動平均処理部５３ｂは、１秒平均処理部５３ａにより算出された１秒平均値Ｖ_１＿ｎのＮ秒移動平均値Ｖ_１ａ＿ｎを算出する。

【数1】

【0058】

同様に、第２の平均処理部５４は、１秒平均処理部５４ａと、Ｎ秒移動平均処理部５４ｂとを含む。１秒平均処理部５４ａは、第２の実効値変換処理部５２により実効値変換された二次側電圧データの１秒間分のデータの平均値である１秒平均値Ｖ_２＿ｎを算出するようになっている。Ｎ秒移動平均処理部５４ｂは、１秒平均処理部５４ａにより算出された１秒平均値Ｖ_２＿ｎのＮ秒移動平均値Ｖ_２ａ＿ｎを数２に従って算出する。

【数2】

【0059】

図５及び数３に示すように、第１の電圧変化分算出処理部５５は、第１の平均処理部５３から出力されたＮ秒移動平均値Ｖ_{１ａ＿ｔ１}，Ｖ_{１ａ＿ｔ２}を用いてタップ切換前後の一次側の電圧変化分ΔＶ_１を算出するようになっている。ここで、Ｖ_{１ａ＿ｔ１}はタップ切換が行われた時刻のｔ_１秒前の一次側のＮ秒移動平均値であり、Ｖ_{１ａ＿ｔ２}はタップ切換が行われた時刻のｔ_２秒後の一次側のＮ秒移動平均値である。

【数3】

【0060】

同様に、第２の電圧変化分算出処理部５６は、第２の平均処理部５４から出力されたＮ秒移動平均値Ｖ_{２ａ＿ｔ１}，Ｖ_{２ａ＿ｔ２}を用いてタップ切換前後の二次側の電圧変化分ΔＶ_２を数４に従って算出する。ここで、Ｖ_{２ａ＿ｔ１}はタップ切換が行われた時刻のｔ_１秒前の二次側のＮ秒移動平均値であり、Ｖ_{２ａ＿ｔ２}はタップ切換が行われた時刻のｔ_２秒後の二次側のＮ秒移動平均値である。

【数4】

【0061】

＜送電状態判定方法＞
次に、本実施形態の送電状態判定方法について説明する。図６は、送電状態判定装置１０の制御部３０が実行する送電状態判定プログラムのフローチャートである。

【0062】

まず、ステップＳ１では、制御部３０は、一次側電圧計測部３１によりＳＶＲ２０の一次側電圧を検出するとともに、二次側電圧計測部３２によりＳＶＲ２０の二次側電圧を検出する。

【0063】

次に、ステップＳ２では、制御部３０は、一次側電圧計測部３１からＡ／Ｄ変換部４３を介して出力された一次側電圧データに対して、第１の実効値変換処理部５１により実効値変換を行う。同様に、制御部３０は、二次側電圧計測部３２からＡ／Ｄ変換部４４を介して出力された一次側電圧データに対して、第２の実効値変換処理部５２により実効値変換を行う。

【0064】

次に、ステップＳ３では、制御部３０は、１秒平均処理部５３ａにより、第１の実効値変換処理部５１により実効値変換された一次側電圧データの１秒平均値Ｖ_１＿ｎを算出する。同様に、制御部３０は、１秒平均処理部５４ａにより、第２の実効値変換処理部５２により実効値変換された二次側電圧データの１秒平均値Ｖ_２＿ｎを算出する。

【0065】

次に、ステップＳ４では、制御部３０は、Ｎ秒移動平均処理部５３ｂにより、１秒平均処理部５３ａにより算出された１秒平均値Ｖ_１＿ｎのＮ秒移動平均値Ｖ_１ａ＿ｎを算出する。同様に、制御部３０は、Ｎ秒移動平均処理部５４ｂにより、１秒平均処理部５４ａにより算出された１秒平均値Ｖ_２＿ｎのＮ秒移動平均値Ｖ_２ａ＿ｎを算出する。

【0066】

なお、ステップＳ１からステップＳ４までの処理は、次のステップＳ５の処理とは関係なく、常時行うものとする。

【0067】

次に、ステップＳ５では、制御部３０は、第１及び第２の電圧変化分算出処理部５５，５６によりそれぞれ算出された電圧変化分ΔＶ_１，ΔＶ_２に基づいて、送電状態判定処理部５７により送電状態が順送電及び逆送電のいずれであるかを判定する。

【0068】

＜ステップＳ５の処理＞
次に、図６のフローチャートのステップＳ５の処理の詳細について説明する。図７は、制御部３０が備える送電状態判定部３８のマイクロコンピュータ４５が実行する処理のフローチャートである。

【0069】

まず、ステップＳ１１では、マイクロコンピュータ４５は、ＳＶＲ２０のタップ切換が行われたことを示すタップ切換信号Ｖ_ｔを動作モード切換部３７が発生したか否かを判定する。動作モード切換部３７がタップ切換信号Ｖ_ｔを発生した場合には、マイクロコンピュータ４５はステップＳ１２の処理を実行する。一方、動作モード切換部３７がタップ切換信号Ｖ_ｔを発生していない場合には、マイクロコンピュータ４５は再びステップＳ１１の処理を実行する。

【0070】

次に、ステップＳ１２では、マイクロコンピュータ４５は、第１の電圧変化分算出処理部５５により、第１の平均処理部５３から出力されたＮ秒移動平均値Ｖ_{１ａ＿ｔ１}，Ｖ_{１ａ＿ｔ２}を用いてタップ切換前後の一次側の電圧変化分ΔＶ_１を算出する。同様に、マイクロコンピュータ４５は、第２の電圧変化分算出処理部５６により、第２の平均処理部５４から出力されたＮ秒移動平均値Ｖ_{２ａ＿ｔ１}，Ｖ_{２ａ＿ｔ２}を用いてタップ切換前後の二次側の電圧変化分ΔＶ_２を算出する。

【0071】

次に、ステップＳ１３では、マイクロコンピュータ４５は、一次側の電圧変化分ΔＶ_１の絶対値｜ΔＶ_１｜が二次側の電圧変化分ΔＶ_２の絶対値｜ΔＶ_２｜よりも小さいか否かを判定する。一次側の電圧変化分の絶対値｜ΔＶ_１｜が二次側の電圧変化分の絶対値｜ΔＶ_２｜よりも小さい場合、すなわち、順送電の場合には、マイクロコンピュータ４５は、ステップＳ１４の処理を実行する。一方、一次側の電圧変化分の絶対値｜ΔＶ_１｜が二次側の電圧変化分の絶対値｜ΔＶ_２｜よりも小さくない場合、すなわち、順送電ではない場合には、マイクロコンピュータ４５はステップＳ１５の処理を実行する。

【0072】

次に、ステップＳ１４では、マイクロコンピュータ４５は、動作モード切換部３７に送電状態判定信号Ｖ_ｊを出力し、ＳＶＲ２０の動作モードを二次側電圧調整モードに設定する。これにより、ＳＶＲ２０の二次側電圧調整部３６が発生したタップ切換指令Ｖ_ｔｂが負荷時タップ切換部２２に出力される。マイクロコンピュータ４５は、ステップＳ１４においてＳＶＲ２０の動作モードを二次側電圧調整モードに設定した後、再びステップＳ１１の処理を実行する。

【0073】

次に、ステップＳ１５では、マイクロコンピュータ４５は、一次側の電圧変化分の絶対値｜ΔＶ_１｜が二次側の電圧変化分の絶対値｜ΔＶ_２｜よりも大きいか否かを判定する。一次側の電圧変化分の絶対値｜ΔＶ_１｜が二次側の電圧変化分の絶対値｜ΔＶ_２｜よりも大きい場合、すなわち、逆送電の場合には、マイクロコンピュータ４５は、ステップＳ１６の処理を実行する。一方、一次側の電圧変化分の絶対値｜ΔＶ_１｜が二次側の電圧変化分の絶対値｜ΔＶ_２｜よりも大きくない場合、すなわち、逆送電ではない場合には、マイクロコンピュータ４５は、現在の動作モードを維持して再びステップＳ１１の処理を実行する。

【0074】

次に、ステップＳ１６では、マイクロコンピュータ４５は、動作モード切換部３７に送電状態判定信号Ｖ_ｊを出力し、ＳＶＲ２０の動作モードを一次側電圧調整モードに設定する。これにより、ＳＶＲ２０の一次側電圧調整部３５が発生したタップ切換指令Ｖ_ｔａが負荷時タップ切換部２２に出力される。マイクロコンピュータ４５は、ステップＳ１６においてＳＶＲ２０の動作モードを一次側電圧調整モードに設定した後、再びステップＳ１１の処理を実行する。

【0075】

なお、ＳＶＲ２０が逆流継電器３９を備えており、配電系統がほぼ常時順送電状態である配電系統運用であれば、図７のフローチャートのステップＳ１１の処理の前に、ＳＶＲ２０で逆潮流が生じたことを示す逆潮流検出信号を逆流継電器３９が発生したか否かを判定する処理を追加してもよい（ステップＳ０）。これにより、配電系統がほぼ常時順送電状態である配電系統運用において、誤判定の影響を小さくすることが可能となる。

【0076】

具体的には、逆流継電器３９が逆潮流検出信号を発生した場合には、マイクロコンピュータ４５はステップＳ１１の処理を実行する。一方、逆流継電器３９が逆潮流検出信号を発生していない場合、すなわち順潮流の場合には、マイクロコンピュータ４５は再びステップＳ１１の処理を実行する。

【0077】

＜測定結果＞
次に、本実施形態の送電状態判定装置１０を用いた測定結果について、図８〜図１１を参照しながら説明する。図８〜図１１は、系統電圧が変動している状況でタップ切換が行われた場合における、ＳＶＲ２０の一次側及び二次側の電圧の様相を示している。測定条件は以下に示すとおりである。

【0078】

・使用試験データ：２種類（試験データＩ、試験データＩＩ）
・電源の位置：ＳＶＲ２０の二次側（逆送電）
・ｔ_１＝ｔ_２＝５秒
・タップ切換方向：一次側昇圧（図８、図９）、一次側降圧（図１０、図１１）
なお、一次側昇圧は、例えば、ＳＶＲ２０の一次巻線の巻数を大きくすることによって実現され、一次側降圧は、例えば、ＳＶＲ２０の一次巻線の巻数を小さくすることによって実現される。

【0079】

図８は、第１及び第２の平均処理部５３，５４において、試験データＩに対して１秒平均処理のみが行われた場合における、ＳＶＲ２０の一次側電圧の１秒平均値（太い実線）とＳＶＲ２０の二次側電圧の１秒平均値（細い実線）を示すグラフである。

【0080】

この例では、タップ切換時刻ｔ_０が１０：２４：１９、タップ切換前時刻（ｔ_０−ｔ_１）が１０：２４：１４、タップ切換後時刻（ｔ_０＋ｔ_２）が１０：２４：２４である。

【0081】

図８の例においては、タップ切換前時刻（ｔ_０−ｔ_１）における一次側電圧の１秒平均値Ｖ_１＿ｔ１、タップ切換後時刻（ｔ_０＋ｔ_２）における一次側電圧の１秒平均値Ｖ_１＿ｔ２、タップ切換前時刻（ｔ_０−ｔ_１）における二次側電圧の１秒平均値Ｖ_２＿ｔ１、タップ切換後時刻（ｔ_０＋ｔ_２）における二次側電圧の１秒平均値Ｖ_２＿ｔ２、一次側の電圧変化分ΔＶ_１、二次側の電圧変化分ΔＶ_２は、それぞれ表２の上段に示すとおりである。すなわち、タップ切換前後の電圧は、一次側が正側の方向、二次側が負側の方向に変化し、その絶対値の大小関係は、｜ΔＶ_１｜＜｜ΔＶ_２｜となる。

【表2】

【0082】

ここで、ΔＶ_１及びΔＶ_２は数５で与えられる。

【数5】

【0083】

したがって、図８の例では、一次側の電圧変化分の絶対値｜ΔＶ_１｜が二次側の電圧変化分の絶対値｜ΔＶ_２｜よりも小さくなるため、送電状態判定部３８は、送電状態を順送電と誤って判定することになる。これは、タップ切換による電圧変化に比べ、系統電圧の変動が大きいことによるものである。

【0084】

図９は、第１及び第２の平均処理部５３，５４において、試験データＩの１秒平均値に対して５秒移動平均処理が行われた場合における、ＳＶＲ２０の一次側電圧の５秒移動平均値（太い実線）とＳＶＲ２０の二次側電圧の５秒移動平均値（細い実線）を示すグラフである。

【0085】

この例では、図８に示した例と同様に、タップ切換時刻ｔ_０が１０：２４：１９、タップ切換前時刻（ｔ_０−ｔ_１）が１０：２４：１４、タップ切換後時刻（ｔ_０＋ｔ_２）が１０：２４：２４である。

【0086】

図９の例においては、タップ切換前時刻（ｔ_０−ｔ_１）における一次側電圧の５秒移動平均値Ｖ_{１ａ＿ｔ１}、タップ切換後時刻（ｔ_０＋ｔ_２）における一次側電圧の５秒移動平均値Ｖ_{１ａ＿ｔ２}、タップ切換前時刻（ｔ_０−ｔ_１）における二次側電圧の５秒移動平均値Ｖ_{２ａ＿ｔ１}、タップ切換後時刻（ｔ_０＋ｔ_２）における二次側電圧の５秒移動平均値Ｖ_{２ａ＿ｔ２}、一次側の電圧変化分ΔＶ_１、二次側の電圧変化分ΔＶ_２は、それぞれ表２の下段に示すとおりである。すなわち、タップ切換前後の電圧は、一次側が正側の方向、二次側が負側の方向に変化し、その絶対値の大小関係は、｜ΔＶ_１｜＞｜ΔＶ_２｜となる。

【0087】

したがって、図９の例では、一次側の電圧変化分の絶対値｜ΔＶ_１｜が二次側の電圧変化分の絶対値｜ΔＶ_２｜よりも大きくなるため、送電状態判定部３８は、送電状態を逆送電と正しく判定することになる。

【0088】

図１０は、第１及び第２の平均処理部５３，５４において、試験データＩＩに対して１秒平均処理のみが行われた場合における、ＳＶＲ２０の一次側電圧の１秒平均値（太い実線）とＳＶＲ２０の二次側電圧の１秒平均値（細い実線）の他の例を示すグラフである。

【0089】

この例では、タップ切換時刻ｔ_０が１１：０２：１１、タップ切換前時刻（ｔ_０−ｔ_１）が１１：０２：０６、タップ切換後時刻（ｔ_０＋ｔ_２）が１１：０２：１６である。

【0090】

図１０の例においては、タップ切換前時刻（ｔ_０−ｔ_１）における一次側電圧の１秒平均値Ｖ_１＿ｔ１、タップ切換後時刻（ｔ_０＋ｔ_２）における一次側電圧の１秒平均値Ｖ_１＿ｔ２、タップ切換前時刻（ｔ_０−ｔ_１）における二次側電圧の１秒平均値Ｖ_２＿ｔ１、タップ切換後時刻（ｔ_０＋ｔ_２）における二次側電圧の１秒平均値Ｖ_２＿ｔ２、一次側の電圧変化分ΔＶ_１、二次側の電圧変化分ΔＶ_２は、それぞれ表３の上段に示すとおりである。すなわち、タップ切換前後の電圧は、一次側、二次側ともに正側の方向に変化し、その絶対値の大小関係は、｜ΔＶ_１｜＜｜ΔＶ_２｜となる。

【表3】

【0091】

したがって、図１０の例では、一次側の電圧変化分の絶対値｜ΔＶ_１｜が二次側の電圧変化分の絶対値｜ΔＶ_２｜よりも小さくなるため、送電状態判定部３８は、送電状態を順送電と誤って判定することになる。これは、図８の例と同様に、タップ切換による電圧変化に比べ、系統電圧の変動が大きいことによるものである。

【0092】

図１１は、第１及び第２の平均処理部５３，５４において、試験データＩＩの１秒平均値に対して５秒移動平均処理が行われた場合における、ＳＶＲ２０の一次側電圧の５秒移動平均値（太い実線）とＳＶＲ２０の二次側電圧の５秒移動平均値（細い実線）を示すグラフである。

【0093】

この例では、図１０に示した例と同様に、タップ切換時刻ｔ_０が１１：０２：１１、タップ切換前時刻（ｔ_０−ｔ_１）が１１：０２：０６、タップ切換後時刻（ｔ_０＋ｔ_２）が１１：０２：１６である。

【0094】

図１１の例においては、タップ切換前時刻（ｔ_０−ｔ_１）における一次側電圧の５秒移動平均値Ｖ_{１ａ＿ｔ１}、タップ切換後時刻（ｔ_０＋ｔ_２）における一次側電圧の５秒移動平均値Ｖ_{１ａ＿ｔ２}、タップ切換前時刻（ｔ_０−ｔ_１）における二次側電圧の５秒移動平均値Ｖ_{２ａ＿ｔ１}、タップ切換後時刻（ｔ_０＋ｔ_２）における二次側電圧の５秒移動平均値Ｖ_{２ａ＿ｔ２}、一次側の電圧変化分ΔＶ_１、二次側の電圧変化分ΔＶ_２は、それぞれ表３の下段に示すとおりである。すなわち、タップ切換前後の電圧は、一次側が負側の方向、二次側が正側の方向に変化し、その絶対値の大小関係は、｜ΔＶ_１｜＞｜ΔＶ_２｜となる。

【0095】

したがって、図１１の例では、一次側の電圧変化分の絶対値｜ΔＶ_１｜が二次側の電圧変化分の絶対値｜ΔＶ_２｜よりも大きくなるため、送電状態判定部３８は、送電状態を逆送電と正しく判定することになる。

【0096】

以上の結果から、系統電圧の変動が大きく、従来の電圧データの１秒平均値に基づいた送電状態の判定で誤判定が生じる場合であっても、本実施形態の送電状態判定装置及び送電状態判定方法は、一次側電圧データ及び二次側電圧データのＮ秒移動平均値に基づいて送電状態の判定を行うことにより、送電状態の判定の精度を改善することができる。

【0097】

なお、一次側電圧データ及び二次側電圧データの１秒平均値に基づいた送電状態の判定で正しい判定が得られた場合には、一次側電圧データ及び二次側電圧データの５秒移動平均値に基づいた送電状態の判定においても正しい判定が得られることは確認済みである。

【0098】

なお上記では、ｔ_１もｔ_２も５秒であるとしたが、ｔ_１，ｔ_２の値はこれに限定されず、例えば、ｔ_１の値を１秒、ｔ_２の値を２〜５秒あるいは５〜１０秒の範囲の値としてもよい。ただし、Ｎ秒移動平均のＮの値はｔ_２の値と同じにする。このように、タップ切換前時刻（ｔ_０−ｔ_１）からタップ切換後時刻（ｔ_０＋ｔ_２）までの時間（ｔ_１＋ｔ_２）を短縮することにより、あるいはＮの値を大きくすることにより、系統電圧の変動の影響をさらに小さくすることができる。

【0099】

以上説明したように、本実施形態によれば、自動電圧調整器の一次側電圧及び二次側電圧の所定時間区間における平均値に基づいてタップ切換前後の一次側電圧及び二次側電圧の電圧変化分を算出することにより、自動電圧調整器のタップ切換前後に系統電圧が変化した場合であっても、自動電圧調整器の一次側と二次側のいずれに配電用変電所などの電源が接続されているかを判定することが可能な自動電圧調整器の送電状態判定装置及び送電状態判定方法を提供することができる。

【0100】

（第２の実施形態）
続いて、本発明における第２の実施形態としての送電状態判定装置及び送電状態判定方法について図面を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成及び動作については適宜説明を省略する。

【0101】

本実施形態において、第１及び第２の平均処理部５３，５４並びに第１及び第２の電圧変化分算出処理部５５，５６が実行する処理の内容について説明する。

【0102】

第１及び第２の平均処理部５３，５４は、第１の実施形態では一次側電圧データ及び二次側電圧データの１秒平均値及びＮ秒移動平均値を算出するものであったが、本実施形態では一次側電圧データ及び二次側電圧データの期間平均値としてのＴ秒平均値を算出するようになっている。ここで、Ｔ秒は例えば３〜１０秒程度であるとする。

【0103】

すなわち、図１２に示すように第１の平均処理部５３，５４は、それぞれＴ秒平均処理部５３ｃ，５４ｃを含む。Ｔ秒平均処理部５３ｃは、タップ切換前時刻（ｔ_０−ｔ_１）及びタップ切換後時刻（ｔ_０＋ｔ_２）の近傍において、第１の実効値変換処理部５１により実効値変換された一次側電圧データのＴ秒間分のデータの平均値であるＴ秒平均値Ｖ_{１Ｔ＿ｔ１}，Ｖ_{１Ｔ＿ｔ２}を算出するようになっている。

【0104】

同様に、Ｔ秒平均処理部５４ｃは、タップ切換前時刻（ｔ_０−ｔ_１）及びタップ切換後時刻（ｔ_０＋ｔ_２）の近傍において、第２の実効値変換処理部５２により実効値変換された二次側電圧データのＴ秒間分のデータの平均値であるＴ秒平均値Ｖ_{２Ｔ＿ｔ１}，Ｖ_{２Ｔ＿ｔ２}を算出するようになっている。

【0105】

Ｔ秒平均処理部５３ｃは、図１３（ａ）に示すようにタップ切換前時刻ｔ_１（図１３の例ではタップ切換時刻をｔ_０＝０としている。）及びタップ切換後時刻ｔ_２からそれぞれ過去Ｔ秒の電圧データのＴ秒平均値を算出するものであってもよい。

【0106】

あるいは、Ｔ秒平均処理部５３ｃは、図１３（ｂ）に示すようにタップ切換前時刻ｔ_１から過去Ｔ秒の電圧データのＴ秒平均値を算出するとともに、タップ切換後時刻ｔ_２から未来のＴ秒の電圧データのＴ秒平均値を算出するものであってもよい。なお、Ｔ秒平均処理部５４ｃについても同様である。

【0107】

なお、タップ切換前時刻（ｔ_０−ｔ_１）及びタップ切換後時刻（ｔ_０＋ｔ_２）は、タップ切換時刻ｔ_０の前後５秒未満の時刻であってもよい。ただし、図１３（ａ）に示すようにタップ切換後時刻（ｔ_０＋ｔ_２）の時点から過去Ｔ秒の電圧データを用いてＴ秒平均値を算出する場合には、この過去Ｔ秒がタップ切換時刻ｔ_０よりも前の時刻までまたがらないように、ｔ_２−ｔ_０がＴよりも大きい必要がある。つまり、タップ切換時刻ｔ_０からタップ切換後時刻（ｔ_０＋ｔ_２）までの時間の短縮には限界がある。

【0108】

（第３の実施形態）
続いて、本発明における第３の実施形態としての送電状態判定装置及び送電状態判定方法について図面を参照しながら説明する。なお、第１及び第２の実施形態と同様の構成及び動作については適宜説明を省略する。

【0109】

図１４は、本実施形態の送電状態判定装置１０においてマイクロコンピュータ４５が実行する処理のフローチャートであり、図６のフローチャートのステップＳ５の処理の詳細を示すものである。なお、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２５の処理は、それぞれ図７のフローチャートのステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１６の処理と同様であるため、これらの処理の説明を省略する。

【0110】

マイクロコンピュータ４５のメモリ（図示せず）は、ＳＶＲ２０のタップ切換の方向と、一次側の電圧変化分ΔＶ_１及び二次側の電圧変化分ΔＶ_２の符号と、一次側の電圧変化分ΔＶ_１及び二次側の電圧変化分ΔＶ_２の大きさと、ＳＶＲ２０の送電状態の判定結果との対応を示すテーブルを記憶している。表４にこのテーブルの内容を示す。

【表4】

【0111】

ステップＳ２３では、マイクロコンピュータ４５は、表４に示したテーブルに基づいて、ＳＶＲ２０が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかを判定する処理を行う。

【0112】

表４において、パターン１，２，７，８，１１，１２，１４，１５、及び、パターン４（｜ΔＶ_１｜≦｜ΔＶ_２｜の場合）、パターン６（｜ΔＶ_１｜＝｜ΔＶ_２｜の場合）、パターン９（｜ΔＶ_１｜≧｜ΔＶ_２｜の場合）、パターン１３（｜ΔＶ_１｜≧｜ΔＶ_２｜の場合）、パターン１６（｜ΔＶ_１｜＝｜ΔＶ_２｜の場合）、パターン１８（｜ΔＶ_１｜≦｜ΔＶ_２｜の場合）は、一次側の電圧変化分ΔＶ_１及び二次側の電圧変化分ΔＶ_２の符号と、一次側の電圧変化分ΔＶ_１及び二次側の電圧変化分ΔＶ_２の大きさとの関係がＳＶＲ２０のタップ切換の方向から想定される関係と一致しないケース（判定保留）に該当する。

【0113】

系統電圧の変動を何らかの手段により完全に除去できるのであれば、上記の判定保留のパターンは生じないと考えられる。しかしながら、移動平均処理を行っても完全にその変動分を除去することができない場合や、求めた電圧変化分に計測誤差等に起因する誤差がある場合などには、表４に示す判定保留のパターンが生じることが予想される。

【0114】

このため、ステップＳ２３では、一次側の電圧変化分ΔＶ_１及び二次側の電圧変化分ΔＶ_２の符号と、一次側の電圧変化分ΔＶ_１及び二次側の電圧変化分ΔＶ_２の大きさとの関係がＳＶＲ２０のタップ切換の方向から想定される関係と一致しない場合には、ＳＶＲ２０が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかについての判定を保留とする処理が行われる。これにより、誤判定を極力減少させ、判定精度の向上を図ることが可能となる。

【0115】

＜送電状態の判定＞
図１５（ａ）、図１５（ｂ）は、系統電圧が変動している状況における移動平均処理後のＳＶＲ２０の一次側電圧及び二次側電圧の様相の例を示したものである。図１５（ａ）、図１５（ｂ）の例では、ＳＶＲ２０の一次側に電源が接続された順送電の状態において、ＳＶＲ２０の一次巻線の巻数が減少する方向にタップ切換が行われている。ただし、図１５（ａ）の例と図１５（ｂ）の例では、系統電圧変動の様相が相違している。

【0116】

図１５（ａ）の例の場合、タップ切換前後の電圧変化は、一次側、二次側ともに正側の方向に変化し、その絶対値の大小関係は、｜ΔＶ_１｜＜｜ΔＶ_２｜である。これは、表４に示したパターン９の｜ΔＶ_１｜＜｜ΔＶ_２｜に該当する。このとき、マイクロコンピュータ４５は、送電状態が順送電の状態であると判定し、ステップＳ２４の処理を実行する。

【0117】

図１５（ｂ）の例の場合、タップ切換前後の電圧変化は、一次側が負側の方向、二次側が正側の方向に変化し、その絶対値の大小関係は、｜ΔＶ_１｜＜｜ΔＶ_２｜である。これは、表４に示したパターン６の｜ΔＶ_１｜＜｜ΔＶ_２｜に該当する。

【0118】

しかしながら、｜ΔＶ_１｜と｜ΔＶ_２｜の相違は小さいため、系統電圧の変動に対する移動平均処理の変動除去性能や計測誤差等により、場合によってはステップＳ２２において｜ΔＶ_１｜＝｜ΔＶ_２｜となるΔＶ_１及びΔＶ_２が誤って算出され得る。これは、表４に示したパターン６の｜ΔＶ_１｜＝｜ΔＶ_２｜に該当する。

【0119】

そこで、図１５（ｂ）の例において、マイクロコンピュータ４５は、｜ΔＶ_１｜＜｜ΔＶ_２｜の場合には、送電状態が順送電の状態であると判定し、ステップＳ２４の処理を実行する。一方、マイクロコンピュータ４５は、｜ΔＶ_１｜＝｜ΔＶ_２｜の場合には、送電状態の判定を保留とし、現在の動作モードを維持してステップＳ２１の処理を再び実行する。

【0120】

他の例としては、例えば、ＳＶＲ２０の一次側に電源が接続されている順送電の状態で、ＳＶＲ２０の一次巻線の巻数が小さくなる側にタップ切換が行われた場合には、系統電圧が変化しなければ、ＳＶＲ２０の一次側電圧はほとんど変化せず、ＳＶＲ２０の二次側電圧が増加する。これは、表４に示したパターン３に該当する。このとき、マイクロコンピュータ４５は、送電状態が順送電の状態であると判定し、ステップＳ２４の処理を実行する。

【0121】

一方、ＳＶＲ２０の二次側に電源が接続されている逆送電の状態で、ＳＶＲ２０の一次巻線の巻数が大きくなる側にタップ切換が行われた場合には、系統電圧が変化しなければ、ＳＶＲ２０の二次側電圧はほとんど変化せず、ＳＶＲ２０の一次側電圧が増加する。これは、表４に示したパターン１７に該当する。このとき、マイクロコンピュータ４５は、送電状態が逆送電の状態であると判定し、ステップＳ２５の処理を実行する。

【0122】

これに対して、タップ切換が行われたにも拘らずＳＶＲ２０の一次側電圧も二次側電圧もともにほとんど変化しない場合には、系統電圧の変化があった可能性が高い。これは、表４に示したパターン２，１１に該当する。このときマイクロコンピュータ４５は、送電状態の判定を保留とし、現在の動作モードを維持してステップＳ２１の処理を再び実行する。

【0123】

また、順送電の状態でＳＶＲ２０の一次巻線の巻数が小さくなる側にタップ切換が行われた場合に、ＳＶＲ２０の一次側電圧がほとんど変化せず、ＳＶＲ２０の二次側電圧が減少する場合にも、系統電圧の変化があった可能性が高い。これは、表４に示したパターン１に該当する。このときもマイクロコンピュータ４５は、送電状態の判定を保留とし、現在の動作モードを維持してステップＳ２１の処理を再び実行する。

【0124】

一方、逆送電の状態でＳＶＲ２０の一次巻線の巻数が大きくなる側にタップ切換が行われた場合に、ＳＶＲ２０の二次側電圧がほとんど変化せず、ＳＶＲ２０の一次側電圧が減少する場合にも、系統電圧の変化があった可能性が高い。これは、表４に示したパターン１４に該当する。このときもマイクロコンピュータ４５は、送電状態の判定を保留とし、現在の動作モードを維持してステップＳ２１の処理を再び実行する。

【0125】

なお、第１の実施形態で示した図９の測定結果（移動平均処理後）は、パターン１６の「ΔＶ_１＞ΔＶ_２」に該当する（電源位置がＳＶＲ２０の二次側）。また、図１１の測定結果（移動平均処理後）は、パターン６の「ΔＶ_１＞ΔＶ_２」に該当する（電源位置がＳＶＲ２０の二次側）。

【0126】

なお、第１の実施形態と同様に、ＳＶＲ２０が逆流継電器３９を備えており、配電系統がほぼ常時順送電状態である配電系統運用であれば、図１４のフローチャートのステップＳ２１の処理の前に、ＳＶＲ２０で逆潮流が生じたことを示す逆潮流検出信号を逆流継電器３９が発生したか否かを判定する処理を追加してもよい。

【0127】

以上説明したように、本実施形態によれば、系統電圧の変動が大きい場合であっても、自動電圧調整器が順送電及び逆送電のいずれの状態にあるかについての判定を精度よく行うことができるとともに、送電状態についての誤判定を防止することができる自動電圧調整器の送電状態判定装置及び送電状態判定方法を提供することができる。

【符号の説明】

【0128】

１０ 送電状態判定装置
２０ ＳＶＲ
２１ 調整変圧器
２２ 負荷時タップ切換部
３０ 制御部
３１ 一次側電圧計測部
３２ 二次側電圧計測部
３３ 一次側電流計測部
３４ 二次側電流計測部
３５ 一次側電圧調整部
３６ 二次側電圧調整部
３７ 動作モード切換部
３８ 送電状態判定部
３９ 逆流継電器
４１，４２ 電圧入力部
４３，４４ Ａ／Ｄ変換部
４５ マイクロコンピュータ
４６ 制御信号出力部
５１ 第１の実効値変換処理部
５２ 第２の実効値変換処理部
５３ 第１の平均処理部
５４ 第２の平均処理部
５３ａ，５４ａ １秒平均処理部
５３ｂ，５４ｂ Ｎ秒移動平均処理部
５３ｃ，５４ｃ Ｔ秒平均処理部
５５ 第１の電圧変化分算出処理部
５６ 第２の電圧変化分算出処理部
５７ 送電状態判定処理部
１ｕ，１ｖ，１ｗ 配電線
２ｕ，２ｖ，２ｗ 配電線
ＣＴ_ｕ１，ＣＴ_ｗ１，ＣＴ_ｕ２，ＣＴ_ｗ２ 変流器
ＶＴ_１ 第１の計器用変圧器
ＶＴ_２ 第２の計器用変圧器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】