特表 2022-505260 配電ネットワーク上のパワーアイランド検出方法及びシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-14

(54)【発明の名称】配電ネットワーク上のパワーアイランド検出方法及びシステム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20220106BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20220106BHJP

【ＦＩ】

H02J3/38 180

H02J3/38 130

H02J3/38 160

H02J13/00 301A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021521222

(86)(22)【出願日】2019-10-16

(85)【翻訳文提出日】2021-06-01

(86)【国際出願番号】 EP2019078061

(87)【国際公開番号】W WO2020079065

(87)【国際公開日】2020-04-23

(31)【優先権主張番号】18201133.8

(32)【優先日】2018-10-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520143823

【氏名又は名称】エレクトリシティ ノース ウェスト プロパティ リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】特許業務法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】コックス，スティーブ

【テーマコード（参考）】

5G064

5G066

【Ｆターム（参考）】

5G064AA04

5G064AB05

5G064AC09

5G064CB03

5G064CB08

5G064DA03

5G066AE01

5G066AE05

5G066AE09

5G066HA11

5G066HB02

5G066HB04

5G066HB06

(57)【要約】

１つ以上の変電所から供給された電力に需要家を接続する複数の配電線と、関連配電線に沿って電力の伝送を接続かつ切断するようにそれぞれ操作可能な複数の回路遮断器及び／又はスイッチであって、それぞれが、回路遮断器及び／又はスイッチの状態を監視システムに通信するように操作可能な通信装置と関連付けられる、回路遮断器及び／又はスイッチと、配電ネットワークに電力を提供するために、配電ネットワーク内で配電線にそれぞれが接続されている１つ以上の埋込発電機と、を備えるタイプの配電ネットワーク内のパワーアイランドを検出する方法であって、監視システムにおいて、各回路遮断器及び／又はスイッチの状態を含む配電ネットワークの接続性を表すデータを格納するステップと、監視システムにおいて、関連回路遮断器及び／又はスイッチが切断されたという、通信装置からの情報を受信するステップと、監視システムにおいて、配電ネットワークの接続性を表すデータを用いて、回路遮断器及び／又はスイッチの切断が、結果として、配電ネットワークの一部分が、１つ以上の変電所に電気的に接続されたままである配電ネットワークの残余から電気的に切断されることをもたらしたか否かを判断するステップと、かつ配電ネットワークの切断部分を、配電ネットワーク内のパワーアイランドとして識別するステップとを含む、方法を提供する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

１つ以上の変電所から供給された電力に需要家を接続する複数の配電線と、
関連配電線に沿って電力の伝送を接続かつ切断するようにそれぞれ操作可能な複数の回路遮断器及び／又はスイッチであって、それぞれが、前記回路遮断器及び／前記又はスイッチの状態を監視システムに通信するように操作可能な通信装置と関連付けられる、回路遮断器及び／又はスイッチと、
配電ネットワークに電力を提供するために、前記配電ネットワーク内で配電線にそれぞれが接続されている１つ以上の埋込発電機と
を備えるタイプの配電ネットワーク内のパワーアイランドを検出する方法であって、
前記監視システムにおいて、各回路遮断器及び／又はスイッチの状態を含む前記配電ネットワークの接続性を表すデータを格納するステップと、
前記監視システムにおいて、関連回路遮断器及び／又はスイッチが切断されたという、通信装置からの情報を受信するステップと、
前記監視システムにおいて、前記配電ネットワークの接続性を表す前記データを用いて、前記回路遮断器及び／又は前記スイッチの切断が、結果として、前記配電ネットワークの一部分が、前記１つ以上の変電所に電気的に接続されたままである前記配電ネットワークの残余から電気的に切断されることをもたらしたか否かを判断し、かつ前記配電ネットワークの前記切断部分を、前記配電ネットワーク内のパワーアイランドとして識別するステップと
を含む、方法。

【請求項2】

関連回路遮断器及び／又はスイッチが切断されたという、通信装置からの情報を受信する前記ステップが、前記回路遮断器及び／又は前記スイッチに関連付けられた前記配電線が電気的に切断されたことを反映するために、前記配電ネットワークの接続性を表す前記格納されたデータを更新することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記配電ネットワークの当該部分の作動パラメータを測定し、かつ当該測定されたパラメータを閾値と比較して、又は前記パラメータの変化率を閾値と比較して、パワーアイランドであると判断された前記配電ネットワークの前記一部分に作動障害が発生したか否かを判断することをさらに含み、前記作動パラメータは、前記ネットワークの当該部分に提供される前記電力の電圧、電流、位相角、又は周波数のうちの一つである、先行する請求項のいずれかに記載の方法。

【請求項4】

作動パラメータを測定することは、 前記又は各値を閾値と比較し、又は当該パラメー
タの前記変化率を閾値と比較することによって、前記配電ネットワークの当該部分の前記作動パラメータの１つ以上を監視し、かつ
前記作動パラメータの１つ以上が、その関連する閾値を上回った場合に、かかる場合において、パワーアイランドの前記検出の後、作動障害と判断し、
かつ、作動障害であるとの判断に反応して、ルーチンを開始すること
を含む、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

パワーアイランドが形成されたと判断してから、ルーチンを開始するステップをさらに含む、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。

【請求項6】

前記ルーチンは、パワーアイランドであると判断された前記配電ネットワークの前記一部分に電気的に接続された１つ以上の埋込発電機を切断することを含む、請求項４又は請求項５に記載の方法。

【請求項7】

複数の埋込発電機が前記パワーアイランドに電気的に接続され、かつ前記埋込発電機を
切断することが、前記パワーアイランドの前記配電線から前記埋込発電機を切断するために、前記複数の埋込発電機のそれぞれに関連付けられた前記継電器又はその他の制御装置を、略同時に又は逐次的に操作することを含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

１つ以上の変電所から供給された電力に需要家を接続する複数の配電線と、
関連配電線に沿って電力の伝送を接続かつ切断するようにそれぞれ操作可能な複数の回路遮断器及び／又はスイッチと、
配電ネットワークに電力を提供するために、前記配電ネットワーク内で配電線にそれぞれが接続されている１つ以上の埋込発電機と
を備えるタイプの配電ネットワーク内のパワーアイランドを検出するシステムであって、
各回路遮断器及び／又はスイッチの状態を含む前記配電ネットワークの接続性を表すデータを格納するように構成され、かつ前記回路遮断器及び／又は前記スイッチの前記状態を示す情報を受信するように構成された、監視システムと、
それぞれが１つ以上の回路遮断器及び／又はスイッチに関連付けられた複数の通信装置であって、前記監視システムに対して、その関連回路遮断器及び／又はスイッチの前記状態を通信するように操作可能な、複数の通信装置と
を備える、システムであり、
前記監視システムは、回路遮断器及び／又はスイッチの前記切断を示す情報の受信に反応して、前記配電ネットワークの接続性を表す前記データを用いて、前記配電ネットワークの一部分が、前記１つ以上の変電所に電気的に接続されたままである前記配電ネットワークの残余から電気的に切断されたか否かを判断し、かつ前記配電ネットワークの前記切断部分を、前記配電ネットワーク内のパワーアイランドとして識別するように構成された、システム。

【請求項9】

前記監視システムは、関連回路遮断器及び／又はスイッチが切断されたという、通信装置からの情報の受信に反応して、前記回路遮断器及び／又は前記スイッチに関連付けられた前記配電線が電気的に切断されたことを反映するために、前記配電ネットワークの接続性を表す前記格納されたデータを更新するように構成された、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記配電ネットワークのそれぞれ関連した部分に各々接続された複数の測定装置であって、それぞれが、前記配電ネットワークの当該関連部分の作動パラメータを測定するように操作可能である、複数の測定装置をさらに備えるシステムであって、前記作動パラメータは、前記ネットワークの当該部分に提供された前記電力の電圧、電流、位相角、又は周波数のうちの一つであり、
前記システムは、前記作動パラメータが閾値と比較され、又は前記作動パラメータの前記変化率が閾値と比較されるように、パワーアイランドであると識別された前記配電ネットワークの前記一部分に関連付けられた前記測定装置の１つ以上を監視し、パワーアイランドであると判断された前記配電ネットワークの前記一部分に作動障害が発生したか否かを判断し、かつ前記配電ネットワークの当該部分に作動障害が発生したとの判断に反応して、ルーチンを開始するように構成された、請求項１２又は請求項１３に記載のシステム。

【請求項11】

前記監視システムは、パワーアイランドが識別されたことに反応してルーチンを開始するように構成された、請求項８又は請求項９に記載のシステム。

【請求項12】

前記監視システムは、前記ルーチンが開始された場合、パワーアイランドであると判断された前記配電ネットワークの前記一部分に電気的に接続された１つ以上の埋込発電機に通信して、当該発電機が前記配電ネットワークから切断されるように構成された、請求項
１０又は請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

オペレータディスプレイ及び入力装置を提供するオペレータステーションをさらに備えるシステムであって、前記ルーチンは、前記監視システムをして、前記オペレータディスプレイによりエラーメッセージを表示させることと、前記入力装置を介したオペレータからの入力の受信に反応して、パワーアイランドであると判断された前記配電ネットワークの前記一部分に電気的に接続された１つ以上の埋込発電機と通信して、前記発電機を前記配電ネットワークから切断させることとを含む、請求項１１又は請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

メモリと、
プロセッサと、
データを送受信するように構成された通信装置と
を有する監視装置を提供する監視システムであって、
前記監視装置は、
配電ネットワーク上の複数の回路遮断器及び／又はスイッチの状態を含む前記配電ネットワークの接続性を表すデータを前記メモリに格納し、
回路遮断器及び／又はスイッチの切断を示す情報の受信に反応して、前記配電ネットワークの接続性を表す前記データを用いて、前記配電ネットワークの一部分が、前記配電ネットワークの残余から電気的に切断されたか否かを判断し、かつ前記配電ネットワークの前記切断部分を、前記配電ネットワーク内のパワーアイランドとして識別する
ように構成された、監視システム。

【請求項15】

指示がコンピュータ上で実行された場合、前記コンピュータをして、
配電ネットワーク上の複数の回路遮断器及び／又はスイッチの状態を含む前記配電ネットワークの接続性を表すデータをメモリに格納し、
回路遮断器及び／又はスイッチの切断を示す情報の受信に反応して、前記配電ネットワークの接続性を表す前記データを用いて、前記配電ネットワークの一部分が、前記配電ネットワークの残余から電気的に切断されたか否かを判断し、かつ
前記配電ネットワークの前記切断部分を、前記配電ネットワーク内のパワーアイランドとして識別する
ステップを実行させる指示を含む、コンピュータプログラム製品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、配電ネットワーク上のパワーアイランド検出システム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

配電ネットワークは、かなりの量の埋込発電を含む場合が多い。埋込発電（分配又は分散発電ともいう）は、伝送ネットワークに接続されるよりも、むしろ配電ネットワークに接続される発電能力である。

【0003】

埋込発電は、例えば、ウィンドファーム、太陽熱発電所、水力発電所、及び熱併給形コンバインド発電プラントを含む、多くの種類の発電機を含む。埋込発電は、例えば、ソーラーパネルなどによる、住宅地に設置された発電機を用いた需要家発電も包含する。

【0004】

ネットワークの一部分における埋込発電量が、そのネットワークの当該部分における需要と厳密に一致している場合、ネットワーク回路障害が発生したときは、例えば、当該部分は効果的に自給自足できる。ネットワークの当該部分が、周囲の同期電気システムから切断された場合、当該部分における需要家への電力供給は、従って、埋込発電によって維持することができる。この場合、このプロセスは安定したパワーアイランドを形成することができ、当該パワーアイランドにおいて、グリッドの一部分は、グリッドの残余から切断される。これは通常であれば不利な点であり、例えば、グリッドの当該部分（「アイランド」）で供給される電力の周波数は、周囲のシステムによって規制されない。

【0005】

これらのパワーアイランドは、需要家及びネットワークオペレータに対して安全性リスクを示す。例えば、切断されたグリッドの部分は、そのアース接続を失う場合がある。そのため、可及的速やかにパワーアイランドを検出し、かつグリッドの当該部分における埋込発電が、速やかに切断されるか又はその他の態様でシャットダウンされることを確保する必要がある。

【0006】

状況次第では、安全性の問題が生じない場合（すなわち、グリッドの当該部分が積極的に監視され、かつ現動作状態によって一切リスクが課されない場合）、電力が、周囲のネットワークに再同期可能となるまで、グリッドの当該部分内の需要家に供給され続けるように、パワーアイランドが維持されることが望ましい場合がある。

【0007】

パワーアイランドを検出し、かつ関連埋込発電のシャットダウンを制御するための従来の方法は、各埋込発電機を制御する回路遮断器又はスイッチ上の又は近くの電子又は電気機械式継電器を使用することによるものである。これらの継電器のうち、周波数変化率
（ＲｏＣｏＦ）を検出し、又は発電機でのベクトル偏移（ＶＳ）を測定するものがある。パワーアイランドは、これらの測定に基づいて検出できる。例えば、周波数の急激な変化又は発電機での電圧及び／又は電流のフェーズにおける急変は、配電ネットワークの残余からグリッドの一部分が切断されることによって引き起こされ得る。

【0008】

このような状態が検出された場合、継電器は、各埋込発電機をグリッドのグリッド隔離部分（別の呼び方では「アイランド」ともいう）にそれぞれ接続する各回路遮断器又はスイッチを開く。パワーアイランドへの発電入力の進行性消失は、アイランド内の急速かつ全体的な電力の消失をもたらす。発電がシャットダウン又は切断されると、その後、パワーアイランドは周囲の同期ネットワークから再通電され、かつ需要と発電が再接続される。

【0009】

この従来技術は、パワーアイランドが形成されたことを示すため、ＲｏＣｏＦもしくはベクトル偏移、又はその他の一次電気パラメータの検出に依存している。しかしながら、発電量と需要が厳密に一致している場合、パワーアイランドが形成されたことを示すのに十分なほどは、これらのパラメータの変化が生じないというリスクがある。その場合、継電器は、発電機を切断するように確実には動作しない場合があり、そしてＲｏＣｏＦ又はＶＳ継電器によって検出されずに、安定したパワーアイランドが形成されてしまう場合がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、従来技術に関連する１つ以上の課題に対処し、又はこれらを改善しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の第１の態様に従い、
１つ以上の変電所から供給された電力に需要家を接続する複数の配電線と、
関連配電線に沿って電力の伝送を接続かつ切断するようにそれぞれ操作可能な複数の回路遮断器及び／又はスイッチであって、それぞれが、回路遮断器及び／又はスイッチの状態を監視システムに通信するように操作可能な通信装置と関連付けられる、回路遮断器及び／又はスイッチと、
配電ネットワークに電力を提供するために、配電ネットワーク内で配電線にそれぞれが接続されている１つ以上の埋込発電機と
を備えるタイプの配電ネットワーク内のパワーアイランドを検出する方法であって、
監視システムにおいて、各回路遮断器又はスイッチの状態を含む配電ネットワークの接続性を表すデータを格納するステップと、
監視システムにおいて、関連回路遮断器又はスイッチが切断されたという、通信装置からの情報を受信するステップと、
監視システムにおいて、配電ネットワークの接続性を表すデータを用いて、回路遮断器及び／又はスイッチの切断が、結果として、配電ネットワークの一部分が、１つ以上の変電所に電気的に接続されたままである配電ネットワークの残余から電気的に切断されることをもたらしたか否かを判断し、かつ配電ネットワークの切断部分を、配電ネットワーク内のパワーアイランドとして識別するステップと
を含む、方法を提供する。

【0012】

関連回路遮断器又はスイッチが切断されたという、通信装置からの情報を受信するステップが、回路遮断器又はスイッチに関連付けられた配電線が電気的に切断されたことを反映するために、配電ネットワークの接続性を表す格納されたデータを更新することをさらに含んでよい。

【0013】

方法は、選択的に、配電ネットワークの当該部分の作動パラメータを測定し、かつ当該測定された当該パラメータを閾値と比較して、又はパラメータの変化率を閾値と比較して、パワーアイランドであると判断された配電ネットワークの一部分に作動障害が発生したか否かを判断することをさらに含んでよい。

【0014】

作動パラメータは、ネットワークの当該部分に提供される電力の電圧、電流、位相角、又は周波数のうちの一つであってよい。

【0015】

方法は、パワーアイランドが形成されたと判断した後、例えばシャットダウンルーチンなどのルーチンを開始することをさらに含んでよい。

【0016】

作動パラメータを測定することは、 前記又は各値を閾値と比較し、又は当該パラメー
タの変化率を閾値と比較することによって、配電ネットワークの当該部分の作動パラメータの１つ以上を監視し、かつ
作動パラメータの１つ以上が、その関連する閾値を上回った場合、かかる場合において、パワーアイランドの検出の後、作動障害と判断し、
かつ、作動障害であるとの判断に反応して、ルーチンを開始する
ことをさらに含んでよい。

【0017】

ルーチンは、パワーアイランドであると判断された配電ネットワークの一部分に電気的に接続された１つ以上の埋込発電機を切断することを含んでよい。

【0018】

ルーチンは、オペレータにエラーメッセージを通信し、かつオペレータからの入力の受信に反応して、パワーアイランドであると判断された配電ネットワークの一部分に電気的に接続された１つ以上の埋込発電機を切断する、監視システムを含んでよい。

【0019】

１つ以上の埋込発電機を切断することは、その関連配電線から埋込発電機を切断するために、前記又は各発電機に関連付けられた継電器又はその他の制御装置を操作することを含んでよい。

【0020】

複数の埋込発電機がパワーアイランドに電気的に接続されてよく、かつ埋込発電機を切断することが、
パワーアイランドの配電線から埋込発電機を切断するために、複数の埋込発電機のそれぞれに関連付けられた継電器を、実質的に同時に操作し、又は
パワーアイランドの配電線から埋込発電機を切断するために、複数の埋込発電機のそれぞれに関連付けられた継電器又はその他の制御装置を、逐次的に操作することを含んでよい。

【0021】

本発明の第２の態様に従い、
１つ以上の変電所から供給された電力に需要家を接続する複数の配電線と、
関連配電線に沿って電力の伝送を接続かつ切断するようにそれぞれ操作可能な複数の回路遮断器及び／又はスイッチと、
配電ネットワークに電力を提供するために、配電ネットワーク内で配電線にそれぞれが接続されている１つ以上の埋込発電機と
を備えるタイプの配電ネットワーク内のパワーアイランドを検出するシステムであって、
各回路遮断器又はスイッチの状態を含む配電ネットワークの接続性を表すデータを格納するように構成され、かつ回路遮断器又はスイッチの状態を示す情報を受信するように構成された、監視システムと、
それぞれが１つ以上の回路遮断器及び／又はスイッチに関連付けられた複数の通信装置であって、監視システムに対して、その関連回路遮断器又はスイッチの状態を通信するように操作可能な、複数の通信装置と
を備える、システムであり、
監視システムは、回路遮断器又はスイッチの切断を示す情報の受信に反応して、配電ネットワークの接続性を表すデータを用いて、配電ネットワークの一部分が、１つ以上の変電所に電気的に接続されたままである配電ネットワークの残余から電気的に切断されたか否かを判断し、かつ配電ネットワークの切断部分を、配電ネットワーク内のパワーアイランドとして識別するように構成された、システムを提供する。

【0022】

監視システムは、関連回路遮断器又はスイッチが切断されたという、通信装置からの情報の受信に反応して、回路遮断器又はスイッチに関連付けられた配電線が電気的に切断さ
れたことを反映するために、配電ネットワークの接続性を表す格納されたデータを更新するように構成されてよい。

【0023】

システムは、配電ネットワークの各関連した部分にそれぞれ接続された複数の測定装置であって、それぞれが、配電ネットワークの当該関連部分の作動パラメータを測定するように操作可能である、複数の測定装置をさらに備えてよい。

【0024】

作動パラメータは、ネットワークの当該部分に提供された電力の電圧、電流、位相角、又は周波数のうちの一つであってよい。

【0025】

システムは、作動パラメータが閾値と比較され、又は作動パラメータの変化率が閾値と比較されるように、パワーアイランドであると識別された配電ネットワークの一部分に関連付けられた測定装置の１つ以上を監視し、パワーアイランドであると判断された配電ネットワークの一部分に作動障害が発生したか否かを判断するように構成されてよい。

【0026】

監視システムは、パワーアイランドが識別されたことに反応して、ルーチンを開始するように構成されてよい。

【0027】

監視システムは、パワーアイランドであると判断された配電ネットワークの一部分に作動障害が発生したとの判断に反応して、ルーチンを開始するように構成されてよい。

【0028】

監視システムは、ルーチンが開始された場合、パワーアイランドであると判断された配電ネットワークの一部分に電気的に接続された１つ以上の埋込発電機に通信して、発電機が配電ネットワークから切断されるように構成されてよい。

【0029】

システムは、オペレータディスプレイ及び入力装置を提供するオペレータステーションをさらに備えてよく、ルーチンは、監視システムをして、オペレータディスプレイによりエラーメッセージを表示させることと、入力装置を介したオペレータからの入力の受信に反応して、パワーアイランドであると判断された配電ネットワークの一部分に電気的に接続された１つ以上の埋込発電機と通信して、当該発電機を配電ネットワークから切断させることとを含む。

【0030】

各埋込発電機は、関連する継電器を介してそのそれぞれの配電線に接続されてよく、かつ発電機への通信は、関連埋込発電機が配電ネットワークから切断されるように、継電器のうち１つ以上に通信することを含む。

【0031】

本発明の第３の態様に従い、
メモリと、
プロセッサと、
データを送受信するように構成された通信装置と
を有する監視装置を提供する監視システムであって、
監視装置は、
配電ネットワーク上の複数の回路遮断器及び／又はスイッチの状態を含む配電ネットワークの接続性を表すデータをメモリに格納し,
回路遮断器又はスイッチの切断を示す情報の受信に反応して、配電ネットワークの接続性を表すデータを用いて、配電ネットワークの一部分が、配電ネットワークの残余から電気的に切断されたか否かを判断し、かつ配電ネットワークの切断部分を、配電ネットワーク内のパワーアイランドとして識別する
ように構成された、監視システムを提供する。

【0032】

本発明の第４の態様に従い、
指示がコンピュータ上で実行された場合、コンピュータをして、
配電ネットワーク上の複数の回路遮断器及び／又はスイッチの状態を含む配電ネットワークの接続性を表すデータをメモリに格納し、
回路遮断器又はスイッチの切断を示す情報の受信に反応して、配電ネットワークの接続性を表すデータを用いて、配電ネットワークの一部分が、配電ネットワークの残余から電気的に切断されたか否かを判断し、かつ
配電ネットワークの切断部分を、配電ネットワーク内のパワーアイランドとして識別する
ステップを実行させる指示を含む、コンピュータプログラム製品を提供する。

【発明の効果】

【0033】

本発明は、上記従来技術に関連する１つ以上の課題に対処し、又はこれらを改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明に係る配電ネットワーク及び関連監視システムの一部分の図である。

【図2】本発明の実施形態に係る監視装置の図である。

【図3】ネットワーク内のパワーアイランドの存在を示す、図１の配電ネットワークの一部分の図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態の特徴を、一例としてのみ説明する。

【0036】

図面を参照して、配電ネットワーク１０内のパワーアイランドを検出するための監視システムを説明する。配電ネットワーク１０の一部分が、図１及び図３にそれぞれ示されている。配電ネットワーク１０は、１つ以上の変電所３６から供給される電力に需要家１８を接続する複数の配電線１２（例えば、当該技術分野で既知の適切なケーブル敷設を備える）を提供するタイプのものである。電力は、発電所等で発電され、かつ伝送ネットワークを介して変電所３６へと送電される。この電力は、変電所３６の変圧器を介して、（伝送ネットワーク内の）高電圧から比較的低電圧へと下げられる。電力は、消費に備えてより低電圧にて配電線１２を通して変電所３６から需要家１８へと供給される。

【0037】

配電ネットワーク１０上の電力の需要家１８は、居住需要家、商業及び工業施設、又はその他あらゆる種類の電力消費実体を含み得る。

【0038】

ネットワーク内の障害を隔離可能にするために、複数のスイッチ又は回路遮断器１６が使用されて、必要であれば、配電ネットワーク１０の残余からそれぞれ隔離可能とされた複数の部分に配電ネットワーク１０を分割する。例えば、ネットワークに接続された多数の発電源によって、ネットワーク内で引き起こされた短絡電流の安全な遮断を可能にするため、上記回路遮断器１６が必要とされる。

【0039】

関連する配電線１２に沿って電力の伝送を接続かつ切断するように、各回路遮断器１６は操作可能である。正常動作では、回路遮断器１６が閉じられ、電力が配電線１２を介して通過して需要家まで到達できるようになる。回路遮断器を通して通過する過電流などの配電における障害が生じると、電流が回路遮断器を通して通過しないように、「トリップさせる」、すなわち、配電線１２を切断させてよい。回路遮断器１６は、障害状態を検出する機構及び配電線１２を通して通過する電力を切断する機構を提供する適切な既知のタイプのものでよい。

【0040】

検出された障害は、閾値を上回る電流のレベルと関連付けられてよく、又は高いもしくは低い電圧（もしくは位相角）もしくは周波数、又は電流、電圧もしくは周波数において検出された急激な変化と関連付けられてよい。

【0041】

配電ネットワーク１０は、配電ネットワーク１０に電力を提供するために、配電ネットワーク１０内の配電線１２にそれぞれ接続された１つ以上の埋込発電機１４を含む。このようにして、電力は、変電所３６を介して（すなわち、電力伝送ネットワークから）のみならず、配電ネットワーク１０自体内の発電機からも、配電ネットワークに供給される。かかる埋込発電機１４は、例えば、ウィンドファーム、太陽熱発電所、水力発電所、及び熱併給形コンバインド発電プラントを含み得る。埋込発電機１４はまた、例えば、ソーラーパネル又は風力発電機により、ネットワークに追加の電力を供給するように、住宅地又は商業施設内に設置されてもよい。

【0042】

配電ネットワーク１０の状態は、ネットワークの様々な部分における配電の特性を検出するために、様々なセンサの使用により注意深く監視される。例えば、電圧、電流及び周波数や、電圧のフェーズなどの要因も入念に監視される。障害が検出されると、配電ネットワーク１０の動作を監督する制御システム（図示せず）は、障害の原因（不具合のある又は破損した機器など）を隔離するために、ネットワークの１つ以上の部分を切断してもよい。その他の場合、回路遮断器１６は、配電線１２をネットワークから切断するために、障害の発生に反応して自動的にトリップしてもよい。

【0043】

１つ以上の回路遮断器１６が開かれた場合、回路遮断器１６を介して接続されたネットワークの一部分へと変電所３６から供給された電力は、ネットワークの残余から切断され得る。例えば、図３は、２つの回路遮断器１６’を切断した後、ネットワークの残余から切断されたネットワークの一部分を示している。各回路遮断器１６’は、回路遮断器’の切断状態を監視装置２２に伝える関連通信装置２０’を有する。配電ネットワークの残余から切断されたネットワークの一部分は、破線で囲まれている。当該部分内では、２つのグループの需要家用地１８が、配電線１２を介して埋込発電機１４に接続される。その発電機１４によって提供される埋込発電量が、需要家１８からのネットワークの当該部分における需要と厳密に一致する場合、ネットワークの当該部分は、変電所３６から切断されたにも拘わらず、効果的に自給自足し得る。

【0044】

ほとんどの状況で、ネットワークの当該部分の切断は、１つ以上センサ及びネットワークを監視する制御システムによって検出される。しかしながら、ネットワークの一部分のバランスが十分に取られていれば、当該部分における需要家への電力の供給は、埋込発電機１４によって維持され得る。このプロセスは、安定したパワーアイランドを形成し、かかるパワーアイランドにおいて、配電ネットワークの一部分は、配電ネットワークの残余から切断され、よってネットワークの残余が対象となるネットワーク全体のモニタリングによって監視されない。

【0045】

この課題に対処するために、配電ネットワーク１０内のパワーアイランドを検出するシステムが提供される。このシステムは、一般的に監視装置２２を備える監視システムを提供する。監視装置という用語は、１つの装置に限定されることが意図されるが、例えば、ネットワーク上で接続された１つ以上の装置を含む。以下において「監視システム」及び「監視装置」という用語は置き換え可能に使用され、それぞれ１つ以上の装置を含むことを包含する。監視装置２２は、各回路遮断器１６、１６’の状態を含む配電ネットワーク１０の接続性を表すデータを格納するように構成され、かつ回路遮断器１６、１６’の状態を示す情報を受信するように構成される。

【0046】

本発明の実施形態において、監視装置２２は、例えば、設定及び作動パラメータ、又は
その他の操作又は履歴データを格納するための記憶装置３０を備える。監視装置２２は、メモリ２８と、プロセッサ３２と、通信を送受信するための通信ポート３４とを備える。

【0047】

各スイッチ又は回路遮断器１６は、通信装置２０に関連付けられる。一般的に、各回路遮断器１６は、それ自体の対応する通信装置２０に関連付けられるが、場合によっては多数のスイッチ又は回路遮断器１６が１つの通信装置２０に関連付けられてもよい。通信装置２０は、回路遮断器１６の状態が変化すると、監視システムの監視装置２２に情報を送信するように構成される。例えば、回路遮断器１６が切断状態にトリップされた場合、回路遮断器１６の状態が変化したことを示すために、情報が関連通信装置２０から送信されて、監視装置２２によって受信される。

【0048】

監視装置２２は、配電ネットワーク１０の接続性を表すデータを保存する。このデータは、そのメモリ２８に格納されてもよく、又は記憶装置３０に格納されてもよい。データは、ネットワーク内の各スイッチ及び／又は回路遮断器１６の状態を示すことを含み、かつ発電機１４と、変電所３６と、これらの要素を結合する配電線１２との間の接続に関係するデータを含み得る。接続性を表すデータが取る得る形態は多い。例えば、データは、配電線１２及び回路遮断器１６を表すエッジによって結合された、発電機１４、変電所３６及び需要家１８を含むネットワークの複数の部分に対応するノードを含むグラフ表示の形態を取り得る。回路遮断器が切断された場合、グラフの隣接するノード間で電気接続が一切提供されないことを反映するように、隣接するノードを接続する対応エッジが取り除かれるか、その他の方法で更新される。このようにして、グラフ自体の接続性は、配電ネットワーク１０上の構成要素の電気接続性を表すことができる。

【0049】

回路遮断器１６の切断を示す情報の受信に反応して、監視装置２２は、接続性の変更を反映するために、格納されたデータを更新してもよい。監視装置２２は、配電ネットワーク１０の一部分が、配電ネットワークの残余（すなわち、１つ以上の変電所３６に電気的に接続されたままの部分）から電気的に切断されたか否かを判断するために、配電ネットワークの接続性を表すデータを使用する。その際、監視装置２２はさらに、配電ネットワーク１０内のパワーアイランドとして配電ネットワークの切断部分１０も識別する。

【0050】

監視装置２２は、配電ネットワーク１０のいずれかの部分が切断されているか否かを判断するためにアルゴリズムを適用する。エッジ及びノードを含むグラフとして、配電ネットワーク１０の接続性を表すデータをモデル化することによって、当該グラフが接続されたグラフであるか否かを確証するために、かつ切断されたサブグラフを識別するために（例えば、切断された回路遮断器に隣接するノードから生じる幅優先探索又は深さ優先探索を用いて、又は当技術分野で既知である別の適切なアルゴリズムによって）、アルゴリズムを使用することができる。

【0051】

諸実施形態において、配電ネットワーク１０は、配電ネットワーク１０の各関連する部分に（すなわち、配電線１２に）それぞれ接続された複数の測定装置３８を含み得る。各測定装置３８は、ネットワークが正しく機能していることを保証するために、配電ネットワーク１０の当該関連部分の作動パラメータを測定するように操作可能である。作動パラメータは、ネットワークの当該部分に提供された電力の電圧、電流、位相角、又は周波数であってよい。

【0052】

諸実施形態において、監視装置２２は、ネットワークの当該部分が安定した状態を保っているか否かを判断するために、パワーアイランドとして識別された配電ネットワークの一部分に関連付けられた測定装置３８’の１つ以上を監視するように構成される。例えば、パワーアイランドとして識別された部分内の状態が、通常の作動パラメータの範囲内に含まれる場合、システムは、当該パワーアイランドを使用可能に維持するように作用して
もよい。言い換えると、作動パラメータが閾値と比較されて（又は作動パラメータの変化率が閾値と比較されて）障害が一切検出されなかった場合、パワーアイランドは安定していると判定され得る。それ以外の場合は、監視装置２２は、作動障害が発生したと判断する。

【0053】

諸実施形態において、システムは、作動障害が検出されるまで、パワーアイランドに電力が供給され続けるように作動してよく、当該作動障害が検出された時点で、ルーチンが開始される。その他の実施形態では、システムは、パワーアイランドが識別され次第速やかに、パワーアイランドが安定していると見なされるか否かに拘わらず、ルーチンを開始するように作動してもよい。

【0054】

シャットダウンルーチンが開始された場合、監視装置は、パワーアイランド内の１つ以上の埋込発電機１４を配電ネットワーク１０から切断させるために、これらの発電機１４に情報を伝達する。各発電機１４は、継電器２４又はその他の制御装置を介して配電ネットワーク１０に接続される。各継電器は、関連中継通信装置２６を有し、この関連中継通信装置２６は、監視装置２２と通信するように操作可能であり、かつ配電ネットワーク１０から発電機１４を接続又は切断するために、継電器２４を作動させるように操作可能である。埋込発電機１４への情報伝達は、配電線１２から発電機１４を切断するように継電器２４を操作するために、発電機の継電器２４と関連付けられた中継通信装置２４に情報を送信することを伴う。複数の発電機１４は、パワーアイランド全体を通して同時に切断されてよい （すなわち、アイランドを形成すると見なされたネットワークの一部分に接
続されたすべての発電機１４）。あるいは、複数の発電機１４は順次切断されてよい。各発電機のネットワークへの発電入力によって、又はその他あらゆる手段によって、そのシーケンスを決定してよい。

【0055】

諸実施形態において、システムは、監視装置２２に通信可能に接続されたオペレータステーション４０を含む。オペレータステーション４０は、オペレータがネットワークの性能の態様を閲覧して制御できるように、オペレータディスプレイ４２及び入力装置４４を提供する。

【0056】

諸実施形態において、ルーチンは、オペレータにエラーが知らされるように、監視システムがオペレータディスプレイ４２を介してエラーメッセージを表示させることを伴う。諸実施形態において、監視装置２２は、ルーチンが起動されたという追加の警告を提供してよく、当該警告は、例えば、アラームを鳴らすことを含み得る。オペレータは、入力装置４４を介して応答を入力してもよく、当該応答は、パワーアイランドであると判断された配電ネットワーク１０の一部分に電気接続された１つ以上の埋込発電機１４に対して監視装置２２を介して伝達されたコマンドを含み得る。この伝達は、例えば、関連継電器２４を操作することによって、上記発電機１４を配電ネットワーク１０から切断させることができる。

【0057】

諸実施形態において、ネットワーク上で検出された障害が解決されると、オペレータは、埋込発電機１４が配電ネットワーク１０に再接続可能であると決定してよい。オペレータは、各埋込発電機１４に対して（すなわち、発電機１４をネットワークに接続させる継電器２４に関連付けられた中継通信装置２６に対して）情報を送信して、継電器２４を接続状態にリセットさせてよい。諸実施形態において、埋込発電機１４に再接続するように継電器２４をリセットするこのプロセスは、ネットワークが再度正常に動作している（すなわち、何も障害が検出されない）ことを示す測定装置３８’からの読込をトリガとして、監視システム自体によって制御されてよい。

【0058】

監視装置２２は、そのプロセッサ３２上で指示が実行された場合、監視装置２２をして
以下に説明するステップを実行させる指示を含むコンピュータプログラム製品を、自らのメモリ２８に格納する。言い換えると、大まかに言うと、監視装置２２は、回路遮断器１６の状態を含む配電ネットワーク１０の接続性を表すデータを、自らのメモリ２８に格納する。その後、監視装置は、回路遮断器１６の切断を示す情報の受信に反応して、配電ネットワーク１０の接続性を表すデータを用いて、配電ネットワーク１０の一部分が、配電ネットワーク１０の残余から電気的に切断されたか否かを判断する。このようにしてパワーアイランドが検出された場合、監視装置２２は、配電ネットワークの切断部分を識別し、その後、記載の通りルーチンを開始し（オペレータディスプレイ４０を介してオペレータに通知することを伴い得る）、又はパワーアイランドが安定していると判定される限り、パワーアイランドが自給自足可能に発電継続可能とすることを含み得る。

【0059】

本明細書では本発明の諸実施形態の例について説明してきたが、異なる実施形態の特徴は、別段の記載がない限りに、互いに組合せたり、互いに分離されたり、又はいかなる組合せであってもよいことが理解されるべきである。

【0060】

本明細書及び請求項において、「備える／含む」及び「備え／含み」並びにこれらの変異形の用語は、特定の特徴、ステップ又は整数が含まれることを意味する。これらの用語は、その他の特徴、ステップ又は構成要素の存在を除外するとは解釈されない。

【0061】

その特定の形態で表現され、又は開示された機能を実施するための手段、もしくは開示された結果を達成するための方法もしくはプロセスに関して、適宜に、上記説明又は以下の請求項又は添付の図面で開示される特徴は、別個に又はかかる特徴のあらゆる組合せで、本発明を多様な形態で実現するために利用されてよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】