特開 2024-167809 監視制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024167809

(43)【公開日】2024-12-04

(54)【発明の名称】監視制御システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/12 20060101AFI20241127BHJP

   H02J 3/00 20060101ALI20241127BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20241127BHJP

【ＦＩ】

H02J3/12

H02J3/00 170

H02J13/00 301A

H02J13/00 311R

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023084153

(22)【出願日】2023-05-22

(71)【出願人】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】小藤 健太郎

【テーマコード（参考）】

5G064

5G066

【Ｆターム（参考）】

5G064AA04

5G064AB05

5G064AC05

5G064AC09

5G064CB03

5G064CB08

5G064DA03

5G066AA03

5G066AE01

5G066AE05

5G066AE09

5G066DA01

(57)【要約】

【課題】本開示は、設定情報又は接続情報の変更に対応可能な監視制御システムを提供する。
【解決手段】高圧配電系統と低圧配電系統とを接続し、前記高圧配電系統と前記低圧配電系統との間における電圧の変換を行う複数の柱上変圧器と、前記複数の柱上変圧器の少なくともいずれかに接続する複数のスマートメータと、を含む配電系統を監視及び制御する監視制御システムであって、前記複数の柱上変圧器のそれぞれにおけるタップ電圧に関する設定情報及び前記複数のスマートメータのそれぞれが接続する前記柱上変圧器に関する接続情報の少なくともいずれかを推定する制御部を備える監視制御システム。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

高圧配電系統と低圧配電系統とを接続し、前記高圧配電系統と前記低圧配電系統との間における電圧の変換を行う複数の柱上変圧器と、前記複数の柱上変圧器の少なくともいずれかに接続する複数のスマートメータと、を含む配電系統を監視及び制御する監視制御システムであって、
前記複数の柱上変圧器のそれぞれにおけるタップ電圧に関する設定情報及び前記複数のスマートメータのそれぞれが接続する前記柱上変圧器に関する接続情報の少なくともいずれかを推定する制御部を備える、
監視制御システム。

【請求項2】

前記制御部は、前記低圧配電系統における第１電力データ及び前記高圧配電系統における第２電力データに基づいて、前記設定情報を推定する、
請求項１に記載の監視制御システム。

【請求項3】

前記制御部は、前記複数の柱上変圧器における第１柱上変圧器について、前記第１柱上変圧器と接続する第１スマートメータが計測する前記第１電力データと、前記第２電力データとに基づいて、前記第１柱上変圧器に関する前記設定情報を推定する、
請求項２に記載の監視制御システム。

【請求項4】

前記配電系統は、前記高圧配電系統に、センサ開閉器を備え、
前記制御部は、前記センサ開閉器が計測する前記第２電力データに基づいて、前記設定情報を推定する、
請求項３に記載の監視制御システム。

【請求項5】

前記制御部は、前記複数のスマートメータのそれぞれの位置情報と、前記複数のスマートメータのそれぞれが計測した第１電力データと、に基づいて、前記複数のスマートメータのそれぞれをクラスタリングし、
前記制御部は、前記複数のスマートメータについてクラスタリングした結果に基づいて、前記接続情報を推定する、
請求項１に記載の監視制御システム。

【請求項6】

前記設定情報と、前記接続情報と、を記憶するデータベースを更に備え、
前記制御部は、推定した前記設定情報及び前記接続情報の少なくともいずれかに基づいて、前記データベースに記憶された前記設定情報及び前記接続情報の少なくともいずれかを更新する、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の監視制御システム。

【請求項7】

前記設定情報と、前記接続情報と、を記憶するデータベースを更に備え、
推定した前記設定情報が前記データベースに記憶された前記設定情報と異なる場合、又は、推定した前記接続情報が前記データベースに記憶された前記接続情報と異なる場合、前記制御部は、推定した前記設定情報又は前記接続情報に関連する前記柱上変圧器及び前記スマートメータを表示部に提示する、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の監視制御システム。

【請求項8】

前記制御部は、前記配電系統に接続され、前記配電系統における電力を制御する制御機器を制御する、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の監視制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、監視制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、配電系統のフィーダ電圧が、配電用変電所からの線路長が長くなるに従って送出電圧から降下することが開示されている。また、特許文献１には、柱上変圧器のタップは、二次側電圧（需要家への供給電圧）が所定の基準電圧範囲内となるよう当該電圧降下に応じて選定されていることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－０９５４６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

配電系統における管理及び制御を行う監視制御システムが求められている。配電系統を制御するために、例えば、柱上変圧器におけるタップ設定の情報である設定情報及び柱上変圧器に接続されている需要者の情報である接続情報が用いられる。設定情報及び接続情報は、例えば、運用を行っている間に、使用状態に応じて変更される場合がある。

【0005】

本開示は、設定情報又は接続情報の変更に対応可能な監視制御システムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一の態様によれば、高圧配電系統と低圧配電系統とを接続し、前記高圧配電系統と前記低圧配電系統との間における電圧の変換を行う複数の柱上変圧器と、前記複数の柱上変圧器の少なくともいずれかに接続する複数のスマートメータと、を含む配電系統を監視及び制御する監視制御システムであって、前記複数の柱上変圧器のそれぞれにおけるタップ電圧に関する設定情報及び前記複数のスマートメータのそれぞれが接続する前記柱上変圧器に関する接続情報の少なくともいずれかを推定する制御部を備える監視制御システムを提供する。

【発明の効果】

【0007】

本開示の監視制御システムによれば、設定情報又は接続情報の変更に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本実施形態に係る監視制御システムの概略を示す図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る監視制御システムの機能構成について説明する図である。

【図3】図３は、本実施形態に係る監視制御システムにおける制御部のハードウエア構成について説明する図である。

【図4】図４は、本実施形態に係る監視制御システムにおける処理について説明する図である。

【図5】図５は、低圧配電系統における電圧降下対策について説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0010】

なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の又は対応する機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する場合がある。また、理解を容易にするために、図面における各部の縮尺は、実際とは異なる場合がある。

【0011】

本実施形態に係る監視制御システムについて説明する。本実施形態に係る監視制御システムは、配電系統を監視及び制御する。本実施形態に係る監視制御システムが監視及び制御する配電系統は、複数の柱上変圧器と、複数のスマートメータと、を含む。複数の柱上変圧器のそれぞれは、高圧配電系統と低圧配電系統とを接続し、高圧配電系統と低圧配電系統との間における電圧の変換を行う。また、複数のスマートメータのそれぞれは、複数の柱上変圧器の少なくともいずれかに接続する。本実施形態に係る監視制御システムは制御部を備える。制御部は、複数の柱上変圧器のそれぞれにおけるタップ電圧に関する設定情報及び複数のスマートメータのそれぞれが接続する柱上変圧器に関する接続情報の少なくともいずれかを推定する。

【0012】

本実施形態に係る監視制御システムについて、例を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る監視制御システムの一例である監視制御システム１の概略を示す図である。

【0013】

監視制御システム１は、例えば、一般家庭、事業者に例示される需要者Ｈに、適正な電圧で電力を供給するように、配電系統を監視及び制御する。監視制御システム１が監視する配電系統は、配電用変圧器１０から、フィーダ遮断器１３を介して電力が供給される高圧配電系統ＨＬと、柱上変圧器１１により電圧変換されて電力が供給される低圧配電系統ＬＬと、を含む。

【0014】

監視制御システム１は、制御部２０を備える。監視制御システム１における制御部２０は、配電系統に設置される制御機器を制御する。制御部２０は、配電用変圧器１０と、高圧自動電圧調整器１４と、無効電力補償器１６と、を制御する。なお、監視制御システム１における制御部２０が制御する制御機器の例として、配電用変圧器１０、高圧自動電圧調整器１４及び無効電力補償器１６について説明するが、制御部２０が制御する制御機器は、上記の例に限らない。

【0015】

また、制御部２０は、配電系統に設置される計測機器から計測結果を取得する。制御部２０は、スマートメータ１２において測定した低圧配電系統ＬＬにおける電力データ（第１電力データ）と、センサ開閉器１５において測定した高圧配電系統ＨＬにおける電力データ（第２電力データ）と、を取得する。なお、監視制御システム１における制御部２０が計測結果を取得する計測機器の例として、スマートメータ１２及びセンサ開閉器１５について説明するが、制御部２０が計測結果を取得する計測機器は、上記の例に限らない。

【0016】

さらに、制御部２０は、配電系統に設置される計測機器が計測した計測結果に基づいて、制御機器を制御する。制御部２０は、低圧配電系統ＬＬにおける電力データ及び高圧配電系統ＨＬにおける電力データに基づいて、配電用変圧器１０、高圧自動電圧調整器１４及び無効電力補償器１６のそれぞれを制御する。

【0017】

［配電用変圧器１０］
配電用変圧器１０は、変電所において、電圧が６０キロボルト以上である特別高圧と呼ばれる電力を、電圧が例えば６６００ボルトである高圧と呼ばれる電力に降圧する変圧器である。配電用変圧器１０は、降圧する電圧を調整が可能である。

【0018】

配電用変圧器１０は、例えば、負荷時タップ切換変圧器（ＬＲＴ：Ｌｏａｄ Ｒａｔｉｏ ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｒａｎｓｆｏｍｅｒ）である。制御部２０は、タップを離散的に変更することにより、配電用変圧器１０における変圧比を変更する。制御部２０は、配電用変圧器１０に、タップ値を直接指令してもよいし、タップの上げ下げを指令してもよい。また、制御部２０は、配電用変圧器１０に、ＬＤＣ（Ｌｉｎｅ ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｒｏｐ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）整定値、例えば、ベクトルＬＤＣの場合はレジスタンス及びリアクタンス、スカラーＬＤＣの場合はインピーダンス、を指令してもよい。

【0019】

［柱上変圧器１１］
柱上変圧器１１は、高圧配電系統ＨＬと低圧配電系統ＬＬとを接続し、高圧配電系統ＨＬと低圧配電系統ＬＬとの間における電圧の変換を行う。柱上変圧器１１は、複数のタップを備える。柱上変圧器１１は、高圧配電系統ＨＬにおける電圧に応じて、複数のタップのいずれかを選択して用いられる。柱上変圧器１１において、選択されたタップに関する情報は、タップ電圧に関する設定情報として記録される。

【0020】

［スマートメータ１２］
スマートメータ１２は、低圧配電系統ＬＬにおける電力データを測定する。スマートメータ１２は、例えば、有効電力量、無効電力量、電圧を測定する。スマートメータ１２が、需要者Ｈにおける電力データを、短い周期、例えば、５分から３０分、で測定することにより、配電系統をより精密に制御できる。

【0021】

スマートメータ１２は、需要者Ｈのそれぞれに設置される。各需要者Ｈにおけるスマートメータ１２から出力される電力データは、一度、スマートメータ管理装置１７により集約される。そして、スマートメータ管理装置１７において集約された電力データは、制御部２０に送られる。

【0022】

［フィーダ遮断器１３］
フィーダ遮断器１３は、変電所において、予め定められた電流値を超える電流を検知したときに、線路を開放して電力を遮断する。

【0023】

［高圧自動電圧調整器１４］
高圧自動電圧調整器１４は、高圧配電系統ＨＬにおける電圧が規定の電圧範囲に納まるように調整する。高圧自動電圧調整器１４は、高圧配電系統ＨＬにおける線路の途中に直列に接続される。高圧自動電圧調整器１４は、例えば、自動電圧調整器（ＳＶＲ：Ｓｔｅｐ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）、サイリスタ式自動電圧調整器（ＴＶＲ：Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ ｔｙｐｅ ｓｔｅｐ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）である。制御部２０は、高圧自動電圧調整器１４におけるタップを離散的に変更することにより、高圧自動電圧調整器１４における変圧比を変更する。

【0024】

制御部２０は、高圧自動電圧調整器１４に、タップ値を直接指令してもよいし、タップの上げ下げを指令してもよい。また、制御部２０は、高圧自動電圧調整器１４に、ＬＤＣ整定値、例えば、ベクトルＬＤＣの場合はレジスタンス及びリアクタンス、スカラーＬＤＣの場合はインピーダンス、を指令してもよい。

【0025】

［センサ開閉器１５］
センサ開閉器１５は、内蔵のセンサにより、例えば、高圧配電系統ＨＬにおける電圧を電力データとして計測する。また、センサ開閉器１５は、高圧配電系統ＨＬにおける経路を開放又は接続する。

【0026】

センサ開閉器１５で測定した電力データは、制御部２０に送信される。制御部２０は、センサ開閉器１５から、高圧配電系統ＨＬにおける電力データを取得する。

【0027】

［無効電力補償器１６］
無効電力補償器１６は、負荷状態において無効電力を変化させて、無効電力補償を行う。無効電力補償器１６は、高圧配電系統ＨＬにおける線路の途中に並列に接続される。無効電力補償器１６は、例えば、静止型無効電力補償装置（ＳＶＣ：Ｓｔａｔｉｃ Ｖａｒ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ）である。制御部２０は、無効電力補償器１６によって高圧配電系統ＨＬに無効電力を供給又は消費することにより、高圧配電系統ＨＬにおける電圧を調整する。

【0028】

［スマートメータ管理装置１７］
スマートメータ管理装置１７は、複数のスマートメータ１２における測定結果を取得する。そして、スマートメータ管理装置１７は、取得した複数のスマートメータ１２における測定結果を、制御部２０に送信する。

【0029】

なお、制御部２０が制御する制御機器は、上記の例に限らない。例えば、制御部２０は、直並列形の総合電力潮流制御装置（ＵＰＦＣ：Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を制御することにより、高圧配電系統ＨＬにおける電圧を制御してもよい。また、例えば、制御部２０は、ＡＶＲ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）付きの柱上変圧器を制御することにより、高圧配電系統ＨＬにおける電圧に基づいて、低圧配電系統ＬＬが所望の電圧になるように制御してもよい。

【0030】

例えば、制御部２０は、分路リアクトル（ＳＳＲ：Ｓｔｅｐ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｅａｃｔｏｒ）、力率改善コンデンサ（ＳＳＣ：Ｓｔｅｐ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）を制御することにより、高圧配電系統ＨＬにおける電圧を制御してもよい。制御部２０は、分路リアクトル（ＳＳＲ）又は力率改善コンデンサ（ＳＳＣ）に、スイッチのオン指令又はオフ指令を指示して制御してもよい。

【0031】

例えば、制御部２０は、分散電源におけるパワーコンディショナ（ＰＣＳ：Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を制御することにより、高圧配電系統ＨＬにおける電圧を制御してもよい。制御部２０は、分散電源におけるパワーコンディショナ（ＰＣＳ）に、無効電力指令を指令して制御してもよいし、力率を指令して制御してもよい。

【0032】

制御部２０が制御機器に指示する指令は上記に限らず、例えば、不感帯、動作時限、スロープリアクトル（ドループ）を、制御機器に指令してもよい。

【0033】

［制御部２０］
制御部２０について説明する。図２は、本実施形態に係る監視制御システムの一例である監視制御システム１における制御部２０の機能構成について説明する図である。なお、図２において、制御部２０に関連する要素についても記載している。

【0034】

制御部２０は、電力データ取得部２１と、設定情報更新部２２と、システム制御部２３と、データベース２５と、機器接続部２７と、表示制御部２８と、を備える。

【0035】

（電力データ取得部２１）
電力データ取得部２１は、計測機器から配電系統における測定データを取得する。電力データ取得部２１は、スマートメータ１２から低圧配電系統ＬＬにおける電力データを取得する。より具体的には、電力データ取得部２１は、スマートメータ管理装置１７から、スマートメータ１２において測定した低圧配電系統ＬＬにおける電力データを取得する。また、電力データ取得部２１は、センサ開閉器１５から高圧配電系統ＨＬにおける電力データを取得する。電力データ取得部２１は、機器接続部２７を介して、スマートメータ管理装置１７及びセンサ開閉器１５のそれぞれから電力データを取得する。

【0036】

（設定情報更新部２２）
設定情報更新部２２は、電力データ取得部２１により取得した低圧配電系統ＬＬにおける電力データ及び高圧配電系統ＨＬにおける電力データに基づいて、後述する設定情報２５ａ及び接続情報２５ｂのそれぞれを推定する。そして、設定情報更新部２２は、推定した設定情報２５ａ及び接続情報２５ｂのそれぞれに基づいて、データベース２５に記憶している設定情報２５ａ及び接続情報２５ｂのそれぞれを更新する。

【0037】

（システム制御部２３）
システム制御部２３は、電力データ取得部２１により取得した低圧配電系統ＬＬにおける電力データ及び高圧配電系統ＨＬにおける電力データと、設定情報２５ａ及び接続情報２５ｂと、に基づいて、制御機器を制御する。

【0038】

（データベース２５）
データベース２５は、処理に必要なデータを保存する。データベース２５は、複数の柱上変圧器１１のそれぞれにおけるタップ電圧に関する設定情報２５ａと、複数のスマートメータ１２のそれぞれが接続する柱上変圧器に関する接続情報２５ｂと、を少なくとも記憶する。

【0039】

複数の柱上変圧器１１のそれぞれにおけるタップ電圧に関する設定情報２５ａは、複数の柱上変圧器１１のそれぞれにおいて、どのタップ電圧に設定したかを示す情報である。

【0040】

複数のスマートメータ１２のそれぞれが接続する柱上変圧器に関する接続情報２５ｂは、複数のスマートメータ１２のそれぞれがどの柱上変圧器に接続しているかを示す情報である。

【0041】

（機器接続部２７）
機器接続部２７は、制御部２０に接続する制御機器及び計測機器と接続して、通信を行う。

【0042】

具体的に説明すると、機器接続部２７は、配電用変圧器１０、高圧自動電圧調整器１４及び無効電力補償器１６のそれぞれに接続する。機器接続部２７は、配電用変圧器１０、高圧自動電圧調整器１４及び無効電力補償器１６のそれぞれに、制御指令等を送信する。また、機器接続部２７は、センサ開閉器１５及びスマートメータ管理装置１７のそれぞれに接続する。機器接続部２７は、センサ開閉器１５及びスマートメータ管理装置１７のそれぞれから、測定結果等を受信する。

【0043】

（表示制御部２８）
表示制御部２８は、結果等を表示するためのデータを作成する。そして、表示制御部２８は、表示部３０を所望の表示を行うように制御する。

【0044】

次に、制御部２０のハードウエア構成について説明する。図３は、本実施形態に係る監視制御システムの一例である監視制御システム１における制御部２０のハードウエア構成について説明する図である。

【0045】

制御部２０は、例えば、プログラム処理装置、いわゆる、コンピュータによって実現される。制御部２０は、例えば、図３に示すハードウエア構成により実現される。

【0046】

制御部２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０ｂ及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０ｃを備える。また、制御部２０は、ストレージＩ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）２０ｄ、通信Ｉ／Ｆ２０ｅ、外部Ｉ／Ｆ２０ｆ及び表示Ｉ／Ｆ２０ｇを備える。ＣＰＵ２０ａ、ＲＡＭ２０ｂ、ＲＯＭ２０ｃ、ストレージＩ／Ｆ２０ｄ、外部Ｉ／Ｆ２０ｆ及び表示Ｉ／Ｆ２０ｇのそれぞれは、バスＢに接続する。

【0047】

ストレージＩ／Ｆ２０ｄには、例えば、記憶媒体２０Ｓが接続される。外部Ｉ／Ｆ２０ｆには、制御機器と、計測機器と、が接続される。

【0048】

ＣＰＵ２０ａは、ＲＯＭ２０ｃや記憶媒体２０Ｓなどの記憶装置からプログラム（アプリ、アプリケーション）をＲＡＭ２０ｂ上に読み出し、処理を実行する演算装置である。

【0049】

ＲＡＭ２０ｂは、例えば、プログラム（アプリ、アプリケーション）等を一時保持する揮発性の半導体メモリである。

【0050】

ＲＯＭ２０ｃは、例えば、電源を切ってもプログラム（アプリ、アプリケーション）等を保持することができる不揮発性の半導体メモリである。ＲＯＭ２０ｃには、起動時に実行されるＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）などのプログラム、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）設定やネットワーク設定などの各種設定が格納されている。

【0051】

ストレージＩ／Ｆ２０ｄは、記憶媒体２０Ｓなどの外部装置とのインタフェースである。制御部２０はストレージＩ／Ｆ２０ｄを利用して記憶媒体２０Ｓの読み取り及び書き込みを行うことができる。

【0052】

記憶媒体２０Ｓは、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）である。

【0053】

通信Ｉ／Ｆ２５ｉは、インターネットなどの外部のネットワークに接続するインタフェースである。通信Ｉ／Ｆ２５ｉは、例えば、有線の通信方式を用いて外部のネットワークに接続する。

【0054】

外部Ｉ／Ｆ２０ｆは、外部からの入力処理を行う。外部Ｉ／Ｆ２０ｆには、制御機器と、計測機器と、が接続される。具体的には、外部Ｉ／Ｆ２０ｆには、配電用変圧器１０、高圧自動電圧調整器１４、無効電力補償器１６、センサ開閉器１５及びスマートメータ管理装置１７のそれぞれが接続される。

【0055】

制御部２０における処理について説明する。

【0056】

（処理１）複数の柱上変圧器のそれぞれにおけるタップ電圧に関する設定情報２５ａ
配電系統において、配電線敷設時に計画した柱上変圧器のタップ電圧設定（タップ電圧初期計画）がある。柱上変圧器のタップ電圧設定（タップ電圧初期計画）は、例えば、「高圧配電線の潮流が順潮流である」ことを前提として設定される。

【0057】

柱上変圧器１１のタップ電圧設定は、例えば、配電変電所に近いエリアは高圧配電系統の電圧が高いことから、柱上変圧器タップの１次電圧を高く設定する（例えば、６７５０ボルト）。また、柱上変圧器のタップ電圧設定は、例えば、配電変電所から遠いエリアは高圧配電系統の電圧が低いことから、柱上変圧器タップの１次電圧を低く設定する（例えば、６４５０ボルト）。

【0058】

上述のように、柱上変圧器のタップ電圧設定を行うことにより、配電線途中の電圧調整機器の設置を少なくしつつ、低圧配電系統の電圧降下を抑えることができる。

【0059】

一方、初期計画から需要設備が変更したり、分散電源が新設又は撤去されたりすることによって、低圧配電系統における電圧が所望の範囲に収まらなくなる場合がある。低圧配電系統における電圧が所望の範囲に収まるように、現場作業員がタップ電圧設定を変更することがある。現場作業員が、例えば、低圧系統の需要家から要請を受けて、探索的にタップ電圧設定を変更するような場合、必ずしもタップ電圧設定の変更記録は残されないことがある。

【0060】

したがって、送配電事業者が初期計画段階で定めたタップ電圧設定と、送配電事業者が現在管理しているタップ電圧設定と、実際の柱上変圧器で設定されているタップ電圧設定とは局所的に乖離がある場合がある。

【0061】

配電変電所又は高圧配電線の線路途中に設置された電圧調整機器、例えば、配電用変圧器（ＬＲＴ）、自動電圧調整器（ＳＶＲ）、静止型無効電力補償装置（ＳＶＣ）、による電圧適正化を、監視制御システムが一括管理する集中電圧制御の普及が進められている。しかし、柱上変圧器のタップ電圧設定が初期計画のエリアから外れている場合又はタップ電圧設定の変更が記録されていない場合、低圧配電系統の電圧適正化が困難である。したがって、監視制御システムによる集中電圧制御機能は、高圧配電系統の電圧適正化に留まる場合がある。

【0062】

そこで、監視制御システム１において、集中電圧制御が低圧配電系統の電圧適正化を行うために、柱上変圧器１１のタップ電圧設定を適正に管理する必要がある。監視制御システム１において、柱上変圧器１１のタップ電圧設定を適正に管理するために、設定情報更新部２２は、柱上変圧器１１におけるタップ電圧設定を推定する。そして、設定情報更新部２２は、推定したタップ電圧設定に基づいて、複数の柱上変圧器のそれぞれにおけるタップ電圧に関する設定情報２５ａを更新する。

【0063】

具体的な処理について説明する。

【0064】

（ステップＳ１０）
設定情報更新部２２は、スマートメータ管理装置１７から、スマートメータ１２によって測定された低圧配電系統ＬＬにおける電力データ、より具体的には、電圧データを取得する。スマートメータ１２は、低圧需要家の系統電圧を送配電事業者に送信できるようになっている。

【0065】

（ステップＳ２０）
設定情報更新部２２は、センサ開閉器１５によって測定された高圧配電系統ＨＬにおける電力データ、より具体的には、電圧データを取得する。

【0066】

（ステップＳ３０）
設定情報更新部２２は、データベース２５から複数のスマートメータ１２のそれぞれが接続する柱上変圧器１１に関する接続情報２５ｂを取得する。

【0067】

（ステップＳ４０）
設定情報更新部２２は、高圧配電系統ＨＬにおける電圧値Ｖ１と、低圧配電系統ＬＬにおける電圧値Ｖ２との比率から柱上変圧器１１のタップ電圧設定を推定する。設定情報更新部２２が、複数の柱上変圧器１１における柱上変圧器Ａ（特許請求の範囲における第１柱上変圧器の一例）について、タップ電圧設定を推定する場合を例として説明する。設定情報更新部２２は、柱上変圧器Ａに関する高圧配電系統ＨＬにおける電圧値Ｖ１を取得する。そして、設定情報更新部２２は、複数のスマートメータ１２の中で、柱上変圧器Ａに接続するスマートメータＡ（特許請求の範囲における第１スマートメータの一例）を接続情報２５ｂから取得する。そして、スマートメータＡに関する低圧配電系統ＬＬにおける電圧値Ｖ２を取得する。そして、設定情報更新部２２は、電圧値Ｖ１と電圧値Ｖ２との比率から柱上変圧器Ａのタップ電圧設定を推定する。

【0068】

（ステップＳ５０）
設定情報更新部２２は、推定したタップ電圧設定により、設定情報２５ａを更新する。設定情報２５ａを更新する場合、例えば、設定情報更新部２２は、データベース２５に保存している設定情報２５ａにおけるタップ電圧設定と、ステップＳ４０において推定したタップ電圧設定とを比較する。そして、設定情報更新部２２は、データベース２５に保存している設定情報２５ａにおけるタップ電圧設定と、ステップＳ４０において推定したタップ電圧設定とが所定の値離れていた場合に、設定情報２５ａを更新してもよい。

【0069】

具体的な例について説明する。例えば、図１における柱上変圧器１１ａにおいて、タップ電圧設定が６７５０ボルトとして管理されているとする。言い換えると、柱上変圧器１１ａにおけるタップ電圧設定の管理値が６７５０ボルトとする。一方、柱上変圧器１１ａにおける実際のタップ電圧設定は、６６００ボルトとする。

【0070】

ステップＳ４０において、設定情報更新部２２が、高圧配電系統ＨＬにおける電圧値Ｖ１と、低圧配電系統ＬＬにおける電圧値Ｖ２との比率から柱上変圧器１１ａのタップ電圧設定を推定する。柱上変圧器１１ａにおいて、電圧値Ｖ１と電圧値Ｖ２の比率から、タップ電圧設定が６７５０ボルトを含む所定の範囲内、例えば、６７５０±７５ボルトであれば、設定情報更新部２２は、設定情報２５ａにおけるタップ電圧設定は適正であると判断する。

【0071】

一方、柱上変圧器１１ａにおいて、電圧値Ｖ１と電圧値Ｖ２の比率から、タップ電圧設定が６７５０ボルトを含む所定の範囲外であれば、設定情報更新部２２は、設定情報２５ａにおけるタップ電圧設定は適正ではないと判断する。そして、設定情報更新部２２は、設定情報２５ａにおけるタップ電圧設定を、ステップＳ４０において推定したタップ電圧設定に更新する。

【0072】

なお、上記の例では、設定情報更新部２２が、設定情報２５ａにおけるタップ電圧設定を更新しているが、管理者が、設定情報２５ａにおけるタップ電圧設定を変更してもよい。例えば、データベース２５に保存している設定情報２５ａにおけるタップ電圧設定と、ステップＳ４０において推定したタップ電圧設定とが所定の値離れている柱上変圧器１１を、表示部３０を介して、管理者（ユーザ）に提示してもよい。管理者（ユーザ）は、表示部３０に提示された柱上変圧器１１について、データベース２５に保存している設定情報２５ａを変更してもよい。例えば、管理者（ユーザ）は、表示部３０に提示された柱上変圧器１１について、実際の設定を確認後、データベース２５に保存している設定情報２５ａを変更してもよい。言い換えると、監視制御システム１は、管理者（ユーザ）に対して、設定を変更するように支援するようにしてもよい。

【0073】

本実施形態に係る監視制御システムによれば、柱上変圧器におけるタップ電圧設定を推定することによって、実際の柱上変圧器におけるタップ電圧設定を導出できる。実際の柱上変圧器におけるタップ電圧設定を導出することにより、本実施形態に係る監視制御システムは、低圧配電系統の電圧を把握することができる。そして、本実施形態に係る監視制御システムは、高圧配電系統及び低圧配電系統のそれぞれにおいて、電圧適正化できる。

【0074】

（処理２）複数のスマートメータのそれぞれが接続する柱上変圧器に関する接続情報２５ｂ
高圧配電系統に設置された柱上変圧器と、低圧配電系統との対応関係は、記録されていない場合がある。例えば、低圧配電系統の負荷又は分散電源出力が新設される場合、既設の柱上変圧器の定格容量を上回る場合がある。既設の柱上変圧器の定格容量を上回る場合、例えば、柱上変圧器を新設し、低圧配電系統を分割する場合がある。

【0075】

例えば、柱上変圧器を新設し、低圧配電系統を分割する場合、現場作業員の判断で系統分割の作業を行うと、系統分割作業がすべて情報システムに正確に記録されているとは限らない。対応する接続関係データ（エリアデータ）の不整合があると、配電系統集中電圧制御が適正電圧を維持できないおそれがある。

【0076】

そこで、監視制御システム１において、集中電圧制御が低圧配電系統の電圧適正化を行うために、柱上変圧器１１とスマートメータ１２との接続関係を推定する。監視制御システム１において、柱上変圧器１１とスマートメータ１２との接続関係を推定するために、設定情報更新部２２は、複数のスマートメータ１２と、柱上変圧器１１との接続関係を推定する。

【0077】

具体的な処理について説明する。

【0078】

（ステップＳ１１０）
設定情報更新部２２は、複数のスマートメータ１２のそれぞれが設置されている地理的な位置情報を取得する。設定情報更新部２２は、例えば、複数のスマートメータ１２のそれぞれが設置されている緯度及び経度の情報を取得する。

【0079】

（ステップＳ１２０）
設定情報更新部２２は、複数のスマートメータ１２のそれぞれにおける電力データ、具体的には、電圧データ、を取得する。

【0080】

（ステップＳ１３０）
設定情報更新部２２は、位置情報と、電圧データと、に基づいて、複数のスマートメータ１２に対してクラスタリング（教師なし学習）を行う。そして、設定情報更新部２２は、同じ柱上変圧器タップ電圧のエリアをグループ化する。設定情報更新部２２が、位置情報と、電圧データと、に基づいてクラスタリングするのは、スマートメータの位置が近いと、同じ柱上変圧器又は同じ柱上変圧器タップ電圧設定エリアに属する可能性が高いという先見情報に基づく。

【0081】

図４は、本実施形態に係る監視制御システムの一例である監視制御システム１における処理について説明する図である。図４の横軸は、スマートメータ１２の位置情報（ＸＹ座標）を示す。図４の縦軸は、スマートメータ１２において測定した電圧データを示す。図４における点Ｐは、複数のスマートメータ１２のそれぞれをプロットした点を示す。線Ｃ１、線Ｃ２、線Ｃ３及び線Ｃ４のそれぞれは、クラスタリングしたグループを示す。

【0082】

図４に示すように、設定情報更新部２２は、スマートメータ１２における位置及び電圧値のそれぞれが近い場合に、同じグループであると判定する。同じグループと判定されたスマートメータ１２は、同じ柱上変圧器１１に接続されていると判断する。

【0083】

（ステップＳ１４０）
設定情報更新部２２は、クラスタリングしたグループに基づいて、接続情報２５ｂを更新する。接続情報２５ｂを更新する場合、例えば、設定情報更新部２２は、データベース２５に保存している接続情報２５ｂにおける柱上変圧器１１とスマートメータ１２との接続情報と、ステップＳ１４０において推定した接続情報とを比較する。そして、設定情報更新部２２は、データベース２５に保存している接続情報２５ｂにおける柱上変圧器１１とスマートメータ１２との接続情報と、ステップＳ１４０において推定した接続情報とが異なっていた場合に、接続情報２５ｂを更新してもよい。

【0084】

なお、実際の柱上変圧器１１と、スマートメータ１２との接続において、同じタップ電圧設定である複数の柱上変圧器１１を、一つの仮想的な柱上変圧器１１としてまとめてもよい。同じタップ電圧設定である複数台の柱上変圧器１１を一つの柱上変圧器１１としても、監視制御システム１は電圧制御できる。

【0085】

本実施形態に係る監視制御システムによれば、柱上変圧器とスマートメータとの接続関係を推定できる。実際の柱上変圧器とスマートメータとの接続関係を導出することにより、本実施形態に係る監視制御システムは、制御機器を適正に制御できる。そして、本実施形態に係る監視制御システムは、高圧配電系統及び低圧配電系統のそれぞれにおいて、電圧適正化できる。

【0086】

（処理３）低圧配電系統ＬＬにおける電圧降下対策
上述の例では、低圧配電系統ＬＬ等において電圧降下の影響を考慮していない。また、上述の例では、逆潮流の場合、低圧配電系統ＬＬ等において電圧上昇の影響を考慮していない。

【0087】

そこで、設定情報更新部２２は、スマートメータ１２が測定した有効電力データ及び無効電力データを用いて、柱上変圧器１１からスマートメータ１２までの低圧配電系統ＬＬにおける電圧降下又は電圧上昇を計算する。設定情報更新部２２が低圧配電系統ＬＬにおける電圧降下又は電圧上昇を計算することにより、スマートメータ１２における電圧データを柱上変圧器の低圧送り出し電圧又は高圧に基づいて補正して精度を向上できる。設定情報更新部２２が低圧配電系統ＬＬにおける電圧降下又は電圧上昇を計算することにより、スマートメータ１２における低圧末端を柱上変圧器低圧送り出し電圧又は高圧（柱上変圧器１次側電圧）に基づいて補正して精度を向上できる。

【0088】

図５は、低圧配電系統における電圧降下対策について説明する図である。なお、図５において、簡単のために、高圧配電系統ＨＬ及び低圧配電系統ＬＬにおける配線を１本の線で表示しているが、実際は三相高圧及び単相２線式である。

【0089】

柱上変圧器１１における２次側電圧を補正するために、通常は低圧配電系統ＬＬにおけるインピーダンスＩＮＰ１を用いる。設定情報更新部２２は、例えば、柱上変圧器１１における巻き線抵抗及び漏れインダクタンスを考慮したインピーダンスＩＮＰ２（低圧換算）をインピーダンスＩＮＰ１に加算してもよい。

【0090】

例えば、電圧補正値をＶｃ、負荷電流における電流値をＩ１、スマートメータ１２における電圧測定値をＶ１とすると、下記の式１を満たす。

【0091】

Ｖｃ ＝（ＩＮＰ１＋ＩＮＰ２）×Ｉ１＋Ｖ１ ・・・ 式１

【0092】

インピーダンス及び負荷電流のそれぞれは、絶対値（実効値）で計算してもよいし、有効分及び無効分のそれぞれを考慮した複素数計算であってもよい。

【0093】

例えば、絶対値計算（実効値）の場合、以下の式の通りである。なお、スマートメータを略してＳＭとして示す。

【0094】

負荷電流 ＝ √（ＳＭ有効電力の２乗＋ＳＭ無効電力の２乗）÷ＳＭ電圧
インピーダンス ＝ √（抵抗の２乗 ＋ インダクタンスの２乗）
電圧補正値 ＝ インピーダンス×負荷電流＋ＳＭ電圧

【0095】

例えば、複素数計算の場合、以下の式の通りである。

【0096】

負荷電流 ＝ （ＳＭ有効電力÷ＳＭ電圧）－ｊ ×（ＳＭ無効電力÷ＳＭ電圧）
インピーダンス ＝ 抵抗 ＋ ｊ×インダクタンス
電圧補正値 ＝ ｜インピーダンス×負荷電流＋ＳＭ電圧｜
ただし、ｊは虚数単位である。｜ ｜は絶対値を示す。

【0097】

（処理４）情報の更新支援
柱上変圧器のタップ電圧設定が実地と合わない箇所について、エリアデータを修正する又は現地のタップ電圧設定をデータに合わせる工事の計画をすることで、より電圧適正化を行うことが求められている。

【0098】

監視制御システム１は、内部に記録された柱上変圧器１１と複数のスマートメータ１２との接続関係に基づいて、複数のスマートメータ１２のそれぞれについて、スマートメータ１２が設置される低圧配電系統ＬＬの上位柱上変圧器のタップ電圧設定を取得する。また、監視制御システム１は、複数のスマートメータ１２のそれぞれについて、スマートメータ１２が設置される低圧配電系統ＬＬにおける上位柱上変圧器の近傍の高圧配電線電圧を取得する。

【0099】

そして、監視制御システム１は、高圧配電線電圧をタップ電圧設定で除して低圧電圧に換算し、低圧電圧換算値と各スマートメータ１２における電圧値とを比較する。

【0100】

監視制御システム１は、低圧電圧換算値と各スマートメータ１２における電圧値との差が閾値を超えた場合、当該スマートメータ１２及び柱上変圧器の判定箇所を、表示部３０に表示する。該当箇所を表示部３０に表示することにより、送配電事業者が調査すべき実地場所を把握できる。また、該当箇所を表示部３０に表示することにより、送配電事業者が効率的な調査及びデータ修正ができる。

【0101】

なお、監視制御システム１は、下記のようにして、高圧配電線電圧を取得する。

【0102】

・柱上変圧器１１を設置した点の近傍におけるセンサ開閉器１５のデータ
・柱上変圧器１１を設置した点の近傍におけるフィーダ遮断器１３のデータ
・高圧配電線の電圧、電流、位相等の電力データから、監視制御システム１が潮流計算等を行ない、柱上変圧器１１の設置した点における高圧電圧を推定したデータ

【0103】

また、監視制御システム１は、下記のようにして、低圧配電線電圧を取得する。

【0104】

例えば、高圧配電系統における電圧値が６８００ボルト、タップ電圧設定が６６００ボルト、低圧定格電圧を１０１ボルト、とすると、低圧配電系統ＬＬにおける電圧値Ｖ２は、下記のようになる。

【0105】

Ｖ２ ＝ ６８００／６６００×１０１
＝ １０４．１ ボルト

【0106】

なお、ここで、タップ電圧設定はタップ電圧設定推定値ではなく、推定前のタップ電圧設定値である。

【0107】

なお、上記の動作例は、本実施形態に係る監視制御システムにおける動作の一例であって、本実施形態に係る監視制御システムは、上記の動作に限定されない。また、上記の動作例で示した数値についても、本実施形態に係る監視制御システムにおける動作を説明するために例として用いる数値であって、本実施形態に係る監視制御システムにおける動作は、当該数値に限定されない。

【0108】

以上、監視制御システムを実施形態により説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本開示の範囲内で可能である。

【符号の説明】

【0109】

１ 監視制御システム
１０ 配電用変圧器
１１ 柱上変圧器
１２ スマートメータ
１３ フィーダ遮断器
１４ 高圧自動電圧調整器
１５ センサ開閉器
１６ 無効電力補償器
１７ スマートメータ管理装置
２０ 制御部
２１ 電力データ取得部
２２ 設定情報更新部
２３ システム制御部
２５ データベース
２５ａ 設定情報
２５ｂ 接続情報
２７ 機器接続部
２８ 表示制御部
３０ 表示部
Ｈ 需要者
ＨＬ 高圧配電系統
ＬＬ 低圧配電系統

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】