特許第6596857号(P6596857)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特許6596857配電系統制御装置、配電系統制御装置の制御方法及びプログラム
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(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】6596857
(24)【登録日】2019年10月11日
(45)【発行日】2019年10月30日
(54)【発明の名称】配電系統制御装置、配電系統制御装置の制御方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
   H02J 13/00 20060101AFI20191021BHJP
   H02J 3/00 20060101ALI20191021BHJP
   H02J 3/38 20060101ALI20191021BHJP
【FI】
   H02J13/00 311S
   H02J3/00
   H02J3/38 110
【請求項の数】7
【全頁数】18
(21)【出願番号】特願2015-55104(P2015-55104)
(22)【出願日】2015年3月18日
(65)【公開番号】特開2016-178724(P2016-178724A)
(43)【公開日】2016年10月6日
【審査請求日】2018年3月8日
(73)【特許権者】
【識別番号】000211307
【氏名又は名称】中国電力株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000176
【氏名又は名称】一色国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】柴丸 昇
(72)【発明者】
【氏名】八田 浩一
(72)【発明者】
【氏名】田部 守
【審査官】 坂東 博司
(56)【参考文献】
【文献】 特開2001−103681(JP,A)
【文献】 特開2012−023946(JP,A)
【文献】 特開2003−189472(JP,A)
【文献】 特開2007−129852(JP,A)
【文献】 特開2010−262468(JP,A)
【文献】 特開2015−204687(JP,A)
【文献】 国際公開第2014/203376(WO,A1)
【文献】 米国特許出願公開第2013/0325402(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H02J 13/00
H02J 3/00
H02J 3/38
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1配電線及び第2配電線が連系用開閉器を介して接続されて構成される配電系統において前記第1配電線が停電した場合に、前記第2配電線から前記第1配電線に電力を融通するための制御を行う配電系統制御装置であって、
前記第2配電線へ電力を供給する配電用変電所から前記第2配電線へ供給可能な電流の上限値を記憶する上限値記憶部と、
前記配電系統に設置されている分散型電源の発電能力を示す情報と、前記分散型電源が設置されている場所を示す情報と、を含む分散型電源情報を記憶する分散型電源情報記憶部と、
前記配電系統に設置される複数の開閉器及び前記連系用開閉器によって区分されてなる前記配電系統の各区間の消費電流を求めるための計測データを、前記配電系統に設置される複数の計測器から、第1所定時間毎に取得する計測データ取得部と、
前記第1配電線が停電した場合に、前記計測データを用いて、前記第2配電線の各区間の消費電流を求める第2配電線負荷算出部と、
前記第1配電線が停電した場合に、前記第1配電線が停電する前の前記計測データと、前記分散型電源情報と、を用いて、前記分散型電源が前記第1配電線に連系していない場合の前記第1配電線の各区間の消費電流を求める第1配電線負荷算出部と、
前記第1配電線が停電した場合に、前記第2配電線の各区間の消費電流の合計と、前記第2配電線から電力の融通を受ける前記第1配電線における一つ以上の区間から構成される第1電力融通区間内の各区間の、前記分散型電源が連系していない場合の消費電流の合計と、の和が、前記上限値を超えないように、前記第1電力融通区間を設定する融通区間設定部と、
前記第1電力融通区間に電力が融通されるように、前記複数の開閉器及び前記連系用開閉器を制御する開閉器制御部と、
を備え、
前記計測データ取得部は、前記第1電力融通区間への電力の融通が開始された後に、前記第1電力融通区間内に設置されている前記分散型電源が遅れて前記第1配電線に連系してくる際に、第2所定時間の間だけ、前記計測データを取得する間隔を前記第1所定時間よりも短い第3所定時間に切り替える
ことを特徴とする配電系統制御装置。
【請求項2】
請求項1に記載の配電系統制御装置であって、
前記第1配電線負荷算出部は、さらに、前記分散型電源が前記第1配電線に連系した後に計測された前記計測データを用いて、前記分散型電源が前記第1配電線に連系している場合における前記第1電力融通区間内の各区間の消費電流を求め、
前記融通区間設定部は、前記第2配電線の各区間の消費電流の合計と、前記第1電力融通区間を含む第2電力融通区間内の各区間の消費電流の合計と、の和が、前記上限値を超えないように、前記第2電力融通区間を設定し、
前記開閉器制御部は、前記第2電力融通区間に電力が融通されるように、前記複数の開閉器及び前記連系用開閉器を制御する
ことを特徴とする配電系統制御装置。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の配電系統制御装置であって、
前記計測データ取得部は、前記第1電力融通区間への電力の融通が開始された後、第4所定時間が経過した時点から前記第2所定時間の間、前記計測データを取得する間隔を前記第1所定時間から前記第3所定時間に切り替える
ことを特徴とする配電系統制御装置。
【請求項4】
請求項1又は2に記載の配電系統制御装置であって、
前記計測データ取得部は、前記第1電力融通区間への電力の融通が開始された後、前記分散型電源に対して、前記第1配電線へ連系させるためのコマンドが出された時点から前記第2所定時間の間、前記計測データを取得する間隔を前記第1所定時間から前記第3所定時間に切り替える
ことを特徴とする配電系統制御装置。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれかに記載の配電系統制御装置であって、
前記開閉器制御部は、前記第2配電線から前記第1配電線に電力を融通する際には、前記連系用開閉器及び前記第1配電線内の前記各開閉器を、前記連系用開閉器からの隣接順に、第5所定時間間隔で閉状態に切り替える
ことを特徴とする配電系統制御装置。
【請求項6】
第1配電線及び第2配電線が連系用開閉器を介して接続されて構成される配電系統において前記第1配電線が停電した場合に、前記第2配電線から前記第1配電線に電力を融通するための制御を行う配電系統制御装置の制御方法であって、
前記配電系統制御装置は、前記第2配電線へ電力を供給する配電用変電所から前記第2配電線へ供給可能な電流の上限値を記憶し、
前記配電系統制御装置は、前記配電系統に設置されている分散型電源の発電能力を示す情報と、前記分散型電源が設置されている場所を示す情報と、を含む分散型電源情報を記憶し、
前記配電系統制御装置は、前記配電系統に設置される複数の開閉器及び前記連系用開閉器によって区分されてなる前記配電系統の各区間の消費電流を求めるための計測データを、前記配電系統に設置される複数の計測器から、第1所定時間毎に取得し、
前記配電系統制御装置は、前記第1配電線が停電した場合に、前記計測データを用いて、前記第2配電線の各区間の消費電流を求め、
前記配電系統制御装置は、前記第1配電線が停電した場合に、前記第1配電線が停電する前の前記計測データと、前記分散型電源情報と、を用いて、前記分散型電源が前記第1配電線に連系していない場合の前記第1配電線の各区間の消費電流を求め、
前記配電系統制御装置は、前記第1配電線が停電した場合に、前記第2配電線の各区間の消費電流の合計と、前記第2配電線から電力の融通を受ける前記第1配電線における一つ以上の区間から構成される第1電力融通区間内の各区間の、前記分散型電源が連系していない場合の消費電流の合計と、の和が、前記上限値を超えないように、前記第1電力融通区間を設定し、
前記配電系統制御装置は、前記第1電力融通区間に電力が融通されるように、前記複数の開閉器及び前記連系用開閉器を制御し、
前記配電系統制御装置は、前記第1電力融通区間への電力の融通が開始された後に、前記第1電力融通区間内に設置されている前記分散型電源が遅れて前記第1配電線に連系してくる際に、第2所定時間の間だけ、前記計測データを取得する間隔を前記第1所定時間よりも短い第3所定時間に切り替える
ことを特徴とする配電系統制御装置の制御方法。
【請求項7】
第1配電線及び第2配電線が連系用開閉器を介して接続されて構成される配電系統において前記第1配電線が停電した場合に、前記第2配電線から前記第1配電線に電力を融通するための制御を行う配電系統制御装置に、
前記第2配電線へ電力を供給する配電用変電所から前記第2配電線へ供給可能な電流の上限値を記憶する手順と、
前記配電系統に設置されている分散型電源の発電能力を示す情報と、前記分散型電源が設置されている場所を示す情報と、を含む分散型電源情報を記憶する手順と、
前記配電系統に設置される複数の開閉器及び前記連系用開閉器によって区分されてなる前記配電系統の各区間の消費電流を求めるための計測データを、前記配電系統に設置される複数の計測器から、第1所定時間毎に取得する手順と、
前記第1配電線が停電した場合に、前記計測データを用いて、前記第2配電線の各区間の消費電流を求める手順と、
前記第1配電線が停電した場合に、前記第1配電線が停電する前の前記計測データと、前記分散型電源情報と、を用いて、前記分散型電源が前記第1配電線に連系していない場合の前記第1配電線の各区間の消費電流を求める手順と、
前記第1配電線が停電した場合に、前記第2配電線の各区間の消費電流の合計と、前記第2配電線から電力の融通を受ける前記第1配電線における一つ以上の区間から構成される第1電力融通区間内の各区間の、前記分散型電源が連系していない場合の消費電流の合計と、の和が、前記上限値を超えないように、前記第1電力融通区間を設定する手順と、
前記第1電力融通区間に電力が融通されるように、前記複数の開閉器及び前記連系用開閉器を制御する手順と、
前記第1電力融通区間への電力の融通が開始された後に、前記第1電力融通区間内に設置されている前記分散型電源が遅れて前記第1配電線に連系してくる際に、第2所定時間の間だけ、前記計測データを取得する間隔を前記第1所定時間よりも短い第3所定時間に切り替える手順と、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、配電系統制御装置、配電系統制御装置の制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
配電系統には、需要家へ電力を安定供給するための様々な技術が用いられている。
【0003】
例えば、配電線で断線や短絡などの事故が発生すると、事故が発生した区間(事故区間)だけでなく、事故区間よりも下流側の事故に関係のない区間(健全区間)も変電所からの電力が届かなくなるが、これらの健全区間に対して他の配電線から電力を融通することで、停電する区間をなるべく小さくするような技術がある(例えば特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2003−189472号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながらこの場合、電力の融通を受ける区間で消費される電流を過少に見積もると、電力の融通を受けた側も、電力を融通した側もいずれも電力不足に陥り、双方とも電圧低下や停電等が発生する可能性がある。
【0006】
特に近年、太陽光発電や風力発電などの分散型電源が数多く配電線に連系しているが、これらの分散型電源は、停電とともに配電線から解列し、配電線が復電した後、所定のタイムラグの後に配電線に連系してくるため、各区間で消費される電流の見積もりは複雑である。
【0007】
しかも、電流を見積もる際に必要となる計測データは、15分あるいは1時間に1回程度の頻度でしか得ることができない場合がある。
【0008】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、第1配電線及び第2配電線が連系用開閉器を介して接続されて構成される配電系統において第1配電線が停電した場合に、第2配電線から第1配電線に電力を融通するための制御をより効率的に行うことを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
一つの側面に係る配電系統制御装置は、第1配電線及び第2配電線が連系用開閉器を介して接続されて構成される配電系統において前記第1配電線が停電した場合に、前記第2配電線から前記第1配電線に電力を融通するための制御を行う配電系統制御装置であって、前記第2配電線へ電力を供給する配電用変電所から前記第2配電線へ供給可能な電流の上限値を記憶する上限値記憶部と、前記配電系統に設置されている分散型電源の発電能力を示す情報と、前記分散型電源が設置されている場所を示す情報と、を含む分散型電源情報を記憶する分散型電源情報記憶部と、前記配電系統に設置される複数の開閉器及び前記連系用開閉器によって区分されてなる前記配電系統の各区間の消費電流を求めるための計測データを、前記配電系統に設置される複数の計測器から、第1所定時間毎に取得する計測データ取得部と、前記第1配電線が停電した場合に、前記計測データを用いて、前記第2配電線の各区間の消費電流を求める第2配電線負荷算出部と、前記第1配電線が停電した場合に、前記第1配電線が停電する前の前記計測データと、前記分散型電源情報と、を用いて、前記分散型電源が前記第1配電線に連系していない場合の前記第1配電線の各区間の消費電流を求める第1配電線負荷算出部と、前記第1配電線が停電した場合に、前記第2配電線の各区間の消費電流の合計と、前記第2配電線から電力の融通を受ける前記第1配電線における一つ以上の区間から構成される第1電力融通区間内の各区間の、前記分散型電源が連系していない場合の消費電流の合計と、の和が、前記上限値を超えないように、前記第1電力融通区間を設定する融通区間設定部と、前記第1電力融通区間に電力が融通されるように、前記複数の開閉器及び前記連系用開閉器を制御する開閉器制御部と、を備え、前記計測データ取得部は、前記第1電力融通区間への電力の融通が開始された後に、前記第1電力融通区間内に設置されている前記分散型電源が遅れて前記第1配電線に連系してくる際に、第2所定時間の間だけ、前記計測データを取得する間隔を前記第1所定時間よりも短い第3所定時間に切り替える。
【0010】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。
【発明の効果】
【0011】
第1配電線及び第2配電線が連系用開閉器を介して接続されて構成される配電系統において第1配電線が停電した場合に、第2配電線から第1配電線に電力を融通するための制御をより効率的に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】本実施形態に係る配電系統を示す図である。
図2】本実施形態に係る配電系統制御装置を示す図である。
図3】本実施形態に係る記憶装置を示す図である。
図4】本実施形態に係る上限値テーブルを示す図である。
図5】本実施形態に係る分散型電源情報テーブルを示す図である。
図6】本実施形態に係る計測データテーブルを示す図である。
図7】本実施形態に係る配電系統を示す図である。
図8】本実施形態に係る配電系統を示す図である。
図9】本実施形態に係る配電系統を示す図である。
図10】本実施形態に係る配電系統を示す図である。
図11】本実施形態に係る配電系統を示す図である。
図12】本実施形態に係る配電系統における電力の状態を示す図である。
図13】本実施形態に係る処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【0014】
本実施形態に係る配電系統1000の全体構成を図1に示す。本実施形態に係る配電系統1000は、配電用変電所500から延設する第1配電線700a及び第2配電線700bが、連系用開閉器400を介して接続されて構成される。
【0015】
配電用変電所500は、不図示の上位変電所から送電されてくる電力を、変圧器510により変圧した後、母線520に接続される第1遮断器(CB1とも記す)530a及び第2遮断器(CB2とも記す)530bを介して、それぞれ、第1配電線700a及び第2配電線700bに供給する。
【0016】
第1配電線700aは、第1遮断器530aから延設されてなり、第2配電線700bは、第2遮断器530bから延設されてなる。そして第1配電線700a及び第2配電線700bは、本実施形態においては、それぞれの末端にて連系用開閉器400を介して接続されている。
【0017】
第1配電線700a及び第2配電線700bは、それぞれ複数の開閉器300を有している。本実施形態では、第1配電線700aは、7つの開閉器300を有しており、第1遮断器530aに近い方から順に、これらの開閉器300を、N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7とも表す。また第2配電線700bは、3つの開閉器300を有しており、第2遮断器530bに近い方から順に、これらの開閉器300を、N9、N10、N11とも表す。
【0018】
なお、第1配電線700aと第2配電線700bとを接続する連系用開閉器400は、N8とも表す。
【0019】
また第1配電線700a及び第2配電線700bは、それぞれ、開閉器300及び連系用開閉器400によって複数の区間に区分されている。
【0020】
本実施形態では、第1配電線700aは、第1遮断器530aに近い順に、第1区間(S1)から第8区間(S8)までの8つの区間に区分され、第2配電線700bは、第2遮断器530bに近い順に、第9区間(S9)から第12区間(S12)までの4つの区間に区分されている。
【0021】
また、本実施形態に係る配電系統1000において用いられる遮断器530、開閉器300及び連系用開閉器400はいずれも、電流や電圧、力率等の所定の計測データを測定可能な計測器を有しており、所定時間(後述する第1所定時間あるいは第3所定時間)毎に計測データを配電系統制御装置100に送信する。詳細は後述するが、第1所定時間は例えば1時間であり、第3所定時間は例えば10秒である。
【0022】
そして配電系統制御装置100はこれらの計測データを上記所定時間毎(1時間毎あるいは10秒毎)に取得して、日時情報と対応付けて記録している。そして配電系統制御装置100は、これらの計測データを用いて各区間で消費される電流を求める。なお、各区間で消費される電流のことを、以下の説明において各区間の負荷とも記す。
【0023】
図1に示す例では、区間S1の負荷は50A(アンペア)、区間S2の負荷は50A(アンペア)、区間S3の負荷は20A(アンペア)、区間S4の負荷は20A(アンペア)、区間S5の負荷は10A(アンペア)、区間S6の負荷は20A(アンペア)、区間S7の負荷は20A(アンペア)、区間S8の負荷は10A(アンペア)、区間S9の負荷は50A(アンペア)、区間S10の負荷は50A(アンペア)、区間S11の負荷は50A(アンペア)、区間S12の負荷は50A(アンペア)である。なお、本実施形態では電流を負荷として説明するが、電力(電流×電圧)を負荷としても良い。
【0024】
また区間S3〜S8には、それぞれ分散型電源200(G3〜G8)が設置されている。分散型電源200が設置されている区間における負荷は、分散型電源200からの電力供給を受ける分(電流が区間に流入する分)、見かけ上減少する。例えば、計測データから求めた区間S3の負荷は、上記のように20A(アンペア)であるが、分散型電源(G3)200が発電することにより生じた30A(アンペア)分だけ、見かけ上の負荷が減少している。そのため、区間S3における需要家の実際の負荷(実負荷)は50A(アンペア)である。
【0025】
分散型電源200が連系する他の区間における負荷も同様に、計測データを用いて求めた負荷は見かけの負荷であり、実際の需要家の負荷(実負荷)は、分散型電源200が発電した分だけより大きな値になる。
【0026】
ここで、図1に示すように、第1遮断器530aには最大420A(アンペア)の電流を流すことが可能であるが、現時点での第1配電線700aの各区間(S1〜S8)の見かけの負荷の合計は200A(アンペア)である。また第2遮断器530bも、最大420A(アンペア)の電流を流すことが可能である。そして第2配電線700bの現時点での各区間(S9〜S12)の見かけの負荷の合計は200A(アンペア)である。
【0027】
次に、本実施形態に係る配電系統制御装置100の構成を図2に示す。
【0028】
配電系統制御装置100は、CPU(Central Processing Unit)110、メモリ120、通信装置130、記憶装置140、入力装置150、出力装置160、及び記録媒体読取装置170を備える。
【0029】
CPU110は配電系統制御装置100の全体の制御を司るもので、記憶装置140に記憶された制御プログラム600をメモリ120に読み出して実行することにより、配電系統制御装置100としての各種機能を実現する。例えば、上限値記憶部、分散型電源情報記憶部、計測データ取得部、第1配電線負荷算出部、第2配電線負荷算出部、融通区間設定部、開閉器制御部が実現される。
【0030】
記録媒体読取装置170は、記録媒体800に記録されている制御プログラム600や各種データの読み取りや書き込みを行うための装置である。読み取られた制御プログラム600やデータはメモリ120や記憶装置140に格納される。
【0031】
記録媒体800としてはフレキシブルディスクや磁気テープ、光磁気ディスク、半導体メモリ等を用いることができる。
【0032】
入力装置150は、オペレータ等による配電系統制御装置100へのデータ入力等のために用いられる装置でありユーザインタフェースとして機能する。入力装置150としては例えばキーボードやマウス等を用いることができる。
【0033】
出力装置160は、情報を外部に出力するための装置でありユーザインタフェースとして機能する。出力装置160としては例えばディスプレイやプリンタ等を用いることができる。
【0034】
通信装置130は通信を行うための装置である。通信装置130は、例えば遮断器530や開閉器300、連系用開閉器400から所定時間毎(1時間毎あるいは10秒毎)に送られてくる計測データを受信する。また、通信装置130は、インターネット等の通信網を介して他のコンピュータと通信可能に接続されるようにしても良い。
【0035】
記憶装置140は例えばハードディスク装置により構成される。図3に示すように、記憶装置140には制御プログラム600、上限値テーブル610、分散型電源情報テーブル620、計測データテーブル630が記憶されている。
【0036】
本実施形態に係る上限値テーブル610を図4に示す。上限値テーブル610は、配電用変電所500から第1配電線700a、第2配電線700bへ供給可能な電流の上限値を記憶する。本実施形態では、第1遮断器530a及び第2遮断器530b共に420Aを超える電流が流れるとトリップするため、上限値テーブル610には、第1配電線700a、第2配電線700bへ供給可能な電流の上限値として420A(アンペア)が設定されている。もちろんこの上限値を、電流から電力に換算して上限値テーブル610に記憶しても良い。
【0037】
次に、分散型電源情報テーブル620を図5に示す。分散型電源情報テーブル620は、配電系統1000に設置されている分散型電源200の発電能力を示す情報と、分散型電源200が設置されている場所を示す情報と、を含む分散型電源情報を記憶する。
【0038】
分散型電源情報テーブル620は、”識別情報”欄、”発電能力”欄、”設置場所”欄を有する。
【0039】
”識別情報”欄には、配電系統1000に設置されている分散型電源200の識別情報が記憶されている。
【0040】
”発電能力”欄には、分散型電源200の発電能力を示す情報が記憶される。分散型電源200の発電能力としては、例えば、分散型電源200の定格出力電流値を用いることもできるし、あるいは、直近の所定時間(例えば1時間)における分散型電源200の出力電流の移動平均値とすることもできる。後者とした場合は、配電系統制御装置100は、各分散型電源200から出力電流値を所定時間毎(例えば10分毎)に取得するように構成される。また分散型電源200の発電能力を示す情報としては、定格出力電力値あるいは出力電力の移動平均値を用いても良い。
【0041】
”設置場所”欄には、分散型電源200が設置されている場所を示す情報が記録される。本実施形態では、分散型電源200が設置されている配電線700上の区間を示す情報によって、分散型電源200の設置位置が特定されている。
【0042】
次に、計測データテーブル630を図6に示す。計測データテーブル630は、遮断器530、開閉器300及び連系用開閉器400からそれぞれ所定時間(第1所定時間あるいは第3所定時間)毎に送信されてくる計測データを、日時情報と対応付けて記憶するテーブルである。なお本実施形態に係る計測データテーブル630は、遮断器530、開閉器300及び連系用開閉器400から取得した計測データをそれぞれ個別のテーブルにおいて日時情報と対応付けて記録している。
【0043】
また計測データには、電流の他、電圧、力率、電力、断線の有無を示す情報などを含んでも良い。
【0044】
次に、第1配電線700aが事故により停電した場合に、本実施形態に係る配電系統制御装置100が、第2配電線700bから第1配電線700aに電力を融通するための制御を行う際の処理の流れを、図7図13を参照しながら説明する。
【0045】
本実施形態では、区間S2において地絡が発生したと仮定する。
【0046】
まず図7及び図13に示すように、区間S2で地絡が発生すると、第1配電線700a上の各開閉器300(N1〜N7)はそれぞれ電路を遮断する。また区間S3〜S8に連系している分散型電源200(G3〜G8)が解列する。
【0047】
そして配電系統制御装置100は、事故が発生した区間(事故区間)を特定する制御を行う(S1000)。具体的には、配電系統制御装置100は、第1配電線700a上の各開閉器300(N1〜N7)を制御して、第1配電線700aを再閉路、及び再々閉路することにより、区間S2で事故が発生したことを特定する。
【0048】
そして配電系統制御装置100は、区間S2を第1配電線700aから隔離するべく、開閉器300(N1)と、開閉器300(N2)を切ロック状態に切り替える。
【0049】
この時点では、第1配電線700aの区間S2〜S8が停電する。なお図7図11において、配電線700が破線で示される区間は停電中であることを表す。
【0050】
次に配電系統制御装置100は、図8及び図13に示すように、第2配電線700bから電力の融通を受ける第1配電線700a上の一つ以上の区間から構成される第1電力融通区間を特定し、この第1電力融通区間に電力を融通するように制御を行う(S1010〜S1060)。図8に示す例では、第1電力融通区間は区間S5〜S8に設定されるが、以下に具体的に説明する。
【0051】
まず配電系統制御装置100は上限値テーブル610を参照し、配電用変電所500から第2配電線700bへ供給可能な電流の上限値を取得する(S1010)。この上限値は420A(アンペア)である。
【0052】
また配電系統制御装置100は、分散型電源情報テーブル620を参照し、第1配電線700aに設置されている分散型電源200の設置場所と発電能力を取得する(S1020)。
【0053】
そして配電系統制御装置100は、計測データテーブル630を参照し、第2配電線700bに設置されている遮断器530b、開閉器300及び連系用開閉器400によって計測された最新の計測データを取得し、この計測データを用いて、第2配電線700bの各区間における負荷を求める(S1030)。例えば配電系統制御装置100は、第2配電線700b上で隣り合う2つの開閉器300又は遮断器530においてそれぞれ計測された電流値の差分を算出することで、これらの開閉器300で挟まれる区間で消費される電流値を、その区間における負荷として算出する。
【0054】
図1に示されているように、区間S9で消費される電流値は50A(アンペア)であり、区間S10で消費される電流値も50A(アンペア)であり、区間S11で消費される電流値も50A(アンペア)であり、区間S12で消費される電流値も50A(アンペア)である。
【0055】
同様に配電系統制御装置100は、計測データテーブル630を参照し、第1配電線700aに設置されている遮断器530b、開閉器300及び連系用開閉器400にて計測された、停電発生前の直近の計測データを取得し、この計測データを用いて、第1配電線700aの各区間における停電発生直前の負荷を求める(S1040)。
【0056】
図1に示されているように、停電直前に区間S1で消費されていた電流値は50A(アンペア)であり、区間S2で消費されていた電流値も50A(アンペア)であり、区間S3で消費されていた電流値は20A(アンペア)であり、区間S4で消費されていた電流値は20A(アンペア)であり、区間S5で消費されていた電流値は10A(アンペア)であり、区間S6で消費されていた電流値は20A(アンペア)であり、区間S7で消費されていた電流値は20A(アンペア)であり、区間S8で消費されていた電流値は10A(アンペア)である。
【0057】
そして配電系統制御装置100は、第2配電線700bの各区間における負荷(消費電流値)の合計と、第1配電線700aにおける第1電力融通区間内の各区間における負荷(消費電流値)の合計と、の和が、上限値(420A)を超えないように、第1電力融通区間を定める(S1050)。
【0058】
図8に示す例では、第2遮断器530bを流すことができる電流の最大値は420A(アンペア)であり、第2配電線700bの各区間(S9〜S12)における負荷(電流値)の合計が200A(アンペア)であるから、第1電力融通区間には、最大で220A(アンペア)まで融通することができる。
【0059】
一方で上述したように、第1配電線700aの区間S1〜S8では、停電直前にそれぞれ、50A、50A、20A、20A、10A、20A、20A、10Aの電流が消費されていた。
【0060】
しかしながらここで、配電系統制御装置100は、分散型電源情報を参照することにより、区間S3〜S8には分散型電源200が設置されていることがわかるから、これらの分散型電源200から各区間に供給されていた電流値(発電能力)をそれぞれ加えることで、停電直前における第1配電線700aの各区間での実負荷、つまり、分散型電源200が第1配電線700aに連系していない場合の第1配電線700aの各区間における負荷を求める。
【0061】
具体的には、配電系統制御装置100は、第1配電線700aの区間S1〜S8の実負荷を、それぞれ、50A、50A、50(20+30)A、50(20+30)A、50(10+40)A、50(20+30)A、50(20+30)A、50(10+40)Aと算出する。
【0062】
そして配電系統制御装置100は、連系用開閉器400に接続されている区間S8から順に第1配電線700aの各区間における実負荷を積算していき、この積算値が220A(アンペア)を超えずに最大となる時の区間として区間S8〜S5までの4つの区間を特定し、これらの区間を第1電力融通区間と定める。
【0063】
そして配電系統制御装置100は、第1電力融通区間に第2配電線700bから電力が融通されるように、連系用開閉器400及び開閉器300を制御する(S1060)。
【0064】
具体的には、配電系統制御装置100は、まず、第1電力融通区間の境界となる開閉器300(N4)を切ロックにする。そして配電系統制御装置100は、連系用開閉器400(N8)を投入して、区間S8に電力を融通する。そして配電系統制御装置100は、所定時間(第5所定時間。例えば10秒)後に開閉器300(N7)を投入し、区間S7に電力を融通する。続いて、配電系統制御装置100は、さらに所定時間(第5所定時間。例えば10秒)後に開閉器300(N6)を投入し、区間S6に電力を融通する。最後に配電系統制御装置100は、さらに所定時間(第5所定時間。例えば10秒)後に開閉器300(N5)を投入し、区間S5に電力を融通する。
【0065】
このようにして配電系統制御装置100は、第2配電線700bから第1配電線700aに電力を融通する際には、連系用開閉器400及び第1配電線700a内の各開閉器300を、連系用開閉器400から隣接順に、10秒(第5所定時間)間隔で閉状態に切り替える。
【0066】
このような態様により、第2配電線700bから第1電力融通区間に電力を融通する際に、配電用変電所500に生じる負荷(電流)の急激な変動を防止できる。そしてそのため、配電用変電所500を保護できるとともに、配電系統1000の安全性及び信頼性を向上させることも可能となる。
【0067】
このようにして配電系統制御装置100は、第2配電線700bから第1電力融通区間に電力を融通する。第1電力融通区間に電力が融通されている状態が図8に示されている。
【0068】
なお図8に示すように、この時点では、第1電力融通区間内に設けられている分散型電源200(G8、G7、G6、G5)は第1配電線700aに連系していない。通常、分散型電源200は、低圧の場合は配電線700が復電してから所定時間(第4所定時間。例えば3分)が経過した後に配電線700に連系し、高圧の場合は、分散型電源200に別途の操作指令(コマンド)が出された後に配電線700に連系するようになっているためである。
【0069】
逆に言えば、第1電力融通区間に電力が融通された後、第1電力融通区間内に設置されている分散型電源200(G8、G7、G6、G5)は、遅れて第1配電線700aに連系してくる。そうすると、第1電力融通区間内の各区間(S8〜S5)における見かけの負荷が小さくなる。その様子が図9に示されている。
【0070】
図9に示すように、第1配電線700aの区間S8〜S5におけるそれぞれの分散型電源200(G8〜G5)が第1配電線700aに連系すると、各区間S8〜S5における見かけの消費電流がそれぞれ10A(アンペア)、20A、20A、10Aに減少する。そして、第2遮断器530bを通過する電流値が260Aに減少する。そのため、第1電力融通区間内の分散型電源200が第1配電線700aに連系してくる結果、第2配電線700bから電力を融通できる区間を拡大できる可能性がある。
【0071】
そこで本実施形態に係る配電系統制御装置100は、分散型電源200が第1配電線700aに連系した後に、分散型電源200の連系後に計測された計測データを計測データテーブル630からさらに取得して、分散型電源200が第1配電線700aに連系している場合における第1電力融通区間内の各区間(S8〜S5)における負荷を求める(S1070)。
【0072】
本実施形態においては、分散型電源200が第1配電線700aに連系している場合における第1電力融通区間内の各区間(S8〜S5)における負荷(電流値)は、上述したように、10A(アンペア)、20A、20A、10Aであり、合計で60Aである。
【0073】
そして、この電流値を、第2配電線700bの各区間(S9〜S12)を流れる電流値の合計である200Aと合算すると260Aになるから、第2遮断器530bがトリップする電流値である420Aとの差は160Aとなる。
【0074】
そこで配電系統制御装置100は、第2配電線700bの各区間における負荷(消費電流値)の合計(200A)と、第1配電線700aにおける上記第1電力融通区間を含む第2電力融通区間内の各区間における負荷(消費電流値)の合計と、の和が、上限値(420A)を超えないように、第2電力融通区間を定める(S1080)。
【0075】
配電系統制御装置100は、第1電力融通区間を求めた時と同様にして、第2電力融通区間として、区間S8〜S3までの6つの区間を第2電力融通区間と定める。
【0076】
そして配電系統制御装置100は、第2電力融通区間に第2配電線700bから電力が融通されるように、連系用開閉器400及び開閉器300を制御する(S1090)。
【0077】
具体的には、配電系統制御装置100は、まず、第2融通区間の境界となる開閉器300(N2)を切ロックにする。そして配電系統制御装置100は、開閉器300(N4)を投入し、区間S4に電力を融通する。続いて、配電系統制御装置100は、所定時間後(第5所定時間。例えば10秒)に開閉器300(N3)を投入し、区間S3に電力を融通する。
【0078】
このようにして配電系統制御装置100は、第2配電線700bから第2電力融通区間に電力を融通する。第2電力融通区間に電力が融通されている状態が図10に示されている。
【0079】
そして区間S4及び区間S3に設置されている分散型電源200(G4、G3)が、第2電力融通区間に電力が融通された後に遅れて第1配電線700aに連系してくる。その様子が図11に示されている。
【0080】
このように、本実施形態に係る配電系統制御装置100は、第1配電線700aが停電した場合に、まず第1電力融通区間を定めて第1配電線700aへの電力の融通を行い、その後、第1電力融通区間内に設置されている分散型電源200が第1電力融通区間に連系した後に、電力の融通を行う区間を第2電力融通区間に拡張するようにしている。
【0081】
このような態様により、第1配電線700aに事故が発生した場合に、停電する区間を減少させ、事故の影響を最小限に抑制することができる。そして需要家への電力安定供給を促進することが可能となる。
【0082】
なお、第1電力融通区間から第2電力融通区間への電力融通区間の拡張は、なるべく早いタイミングで行われる方が望ましい。そのため、本実施形態に係る配電系統制御装置100は、以下に記すように、分散型電源200が第1電力融通区間に連系した後の計測データをいち早く取得するようにしている。
【0083】
具体的には、配電系統制御装置100は、第1電力融通区間への電力の融通が開始された後、第1電力融通区間内の分散型電源200が遅れて第1配電線700aに連系してくる際に、第2所定時間(例えば1分)の間だけ、計測データを取得する間隔を通常の第1所定時間(例えば1時間)よりも短い第3所定時間(例えば10秒)に切り替える。
【0084】
例えば配電線制御装置100は、遮断器530、開閉器300及び連系用開閉器400のそれぞれに対して所定のコマンドを送信し、計測データの計測タイミングを10秒間隔に切替えさせるとともに、計測データを10秒間隔で送信させるようにする。あるいは、遮断器530、開閉器300及び連系用開閉器400に予め、配電線700の復電後所定時間の間だけ計測データの計測タイミングを10秒間隔に切り替えるような機能を設けておく。
【0085】
このような態様により、配電系統制御装置100は、分散型電源200が第1電力融通区間に連系した後の計測データをいち早く取得し、第1電力融通区間内の各区間の負荷をいち早く求めることが可能となるため、第2電力融通区間をいち早く定めることが可能となる。つまり配電系統制御装置100は、第2配電線700bから第1配電線700aに電力を融通するための制御をより効率的に行うことが可能になる。
【0086】
また第2所定時間が経過すると、計測データの取得間隔は再び第1所定時間に戻るため、計測データの量が膨大になりすぎて、これらの計測データの管理負担が増大することを防止することも可能となる。
【0087】
なお、本実施形態に係る分散型電源200は、復電後3分すると配電線700に連系する。そのため本実施形態に係る配電系統制御装置100は、第1電力融通区間への電力融通開始後、分散型電源200が配電線700に連系する30秒前の2分30秒(第4所定時間)が経過した時点から、分散型電源200が配電線700に連系した30秒後の3分30秒が経過するまでの1分(第2所定時間)の間だけ、計測データを取得する間隔を通常の第1所定時間(例えば1時間)よりも短い第3所定時間(例えば10秒)に切り替える。
【0088】
このような態様によれば、配電系統制御装置100は、分散型電源200が配電線700に連系する前後における計測データを取得することが可能となる。このため、配電系統制御装置100は、計測データの値が変化する前後の様子を捉えることで、分散型電源200が配電線700に確かに連系したことを把握することが可能になるとともに、分散型電源200が連系した後の第1電力融通区間の負荷をいち早く知ることが可能となる。
【0089】
もちろん、計測データの取得間隔を第3所定時間に切り替える期間(第2所定時間)は、上記のように分散型電源200が配電線700に連系する時点を挟むような期間としても良いが、分散型電源200が配電線700に連系した後に始まる期間であっても良い。
【0090】
また高圧の場合は、分散型電源200は、別途の操作指令(コマンド)が出されることにより配電線700に連系する。この場合は、配電系統制御装置100は、第1電力融通区間への電力融通開始後、分散型電源200に対して第1配電線700aに連系させるためのコマンドが出された時点から第2所定期間(1分)の間だけ、計測データを取得する間隔を通常の第1所定時間(例えば1時間)よりも短い第3所定時間(例えば10秒)に切り替える。分散型電源200に出される上記コマンドは、配電系統制御装置100が通信装置130を介して分散型電源200に送信するようにしても良いし、別途の不図示の装置が分散型電源200に送信しても良い。後者の場合、配電系統制御装置100は、コマンドが出されたことを上記別途の装置から通信装置130を介して取得する。
【0091】
このような態様によれば、分散型電源200が高圧の場合であっても、分散型電源200が連系した後の第1電力融通区間の負荷をいち早く知ることが可能となる。
【0092】
図12に、第1配電線700a内の第1電力融通区間に電力の融通を開始してから、電力の融通範囲を第2電力融通区間に拡張し、そして第2電力融通区間内の分散型電源200が第1配電線700aに連系するまでの、配電系統1000における電力の状態を時系列に表した図を示す。
【0093】
図12において(A)は、配電系統制御装置100が、連系用開閉器(N8)400、及び第1電力融通区間内の3つの開閉器(N7、N6、N5)300を、連系用開閉器400から隣接順に、10秒間隔で閉状態に切り替えるように制御する際の電力の状態を表している。これにより第2配電線700bから第1電力融通区間内の各区間に電力が段階的に融通される。
【0094】
また図12において(B)は、第1電力融通区間内の分散型電源(G8、G7、G6、G5)200が、それぞれ復電後3分が経過してから第1配電線700aに連系してくる際の電力の状態を表している。
【0095】
また図12において(C)は、配電系統制御装置100が、計測データを10秒間隔(第3所定時間毎)に取得していることを表している。
【0096】
また図12において(D)は、配電系統制御装置100が、電力の融通区間を第1電力融通区間から第2電力融通区間に拡張するために、各区間の負荷の計算を行っていることを表している。
【0097】
また図12において(E)は、第1電力融通区間には含まれないが第2電力融通区間には含まれる区間(S4、S3)内の2つの開閉器(N4、N3)300を、連系用開閉器400からの隣接順に、10秒間隔で閉状態に切り替えるように制御する際の電力の状態を表している。これにより第2配電線700bから第2電力融通区間内の各区間に電力が段階的に融通される。
【0098】
また図12において(F)は、第2電力融通区間内の分散型電源(G4、G3)200が、それぞれ復電後3分が経過してから第1配電線700aに連系してくる際の電力の状態を表している。
【0099】
また図12において(G)は、配電系統制御装置100が、計測データを10秒間隔(第3所定時間毎)に取得していることを表している。
【0100】
以後、配電系統制御装置100は、各区間の負荷を再度計算し、電力の融通区間を第2電力融通区間から、第2電力融通区間を含む第3電力融通区間に拡張するようにしても良い。
【0101】
以上、本実施形態に係る配電系統制御装置100、配電系統制御装置100の制御方法及び制御プログラム600によれば、第1配電線700aに事故が発生した場合に、第2配電線700bから第1配電線700aの第1電力融通区間に電力を融通できるとともに、分散型電源200が第1電力融通区間に連系した後の計測データをいち早く取得し、第1電力融通区間内の各区間の負荷をいち早く求めることで、第1電力融通区間を拡張した第2電力融通区間をいち早く定めることが可能となる。
【0102】
これにより、第2配電線700bから第1配電線700aに電力を融通するための制御をより効率的に行うことが可能になる。例えば、いち早く停電する区間を減少させることができるため、事故の影響を最小限に抑制することができ、そして需要家への電力安定供給を促進することが可能となる。
【0103】
なお上述した実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【符号の説明】
【0104】
100 配電系統制御装置
110 CPU
120 メモリ
130 通信装置
140 記憶装置
150 入力装置
160 出力装置
170 記録媒体読取装置
200 分散型電源
300 開閉器
400 連系用開閉器
500 配電用変電所
510 変圧器
520 母線
530 遮断器
600 制御プログラム
610 上限値テーブル
620 分散型電源情報テーブル
630 計測データテーブル
700 配電線
800 記録媒体
1000 配電系統
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