电压监视控制系统、电压监视控制装置、测量装置和电压监视控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电压监视控制系统、电压监视控制装置、测量装置和电压监视控制方法。
【背景技术】
[0002]配电系统一般由高压系统(通常6600V)和低压系统(例如100V?200V)构成，普通用户的进电端连接到该低压系统。电力运营商有义务将普通用户的进电端的电压保持在适当范围(例如在进电电压为100V时将电压保持在95V?107V)。因此，电力运营商通过调整连接到高压系统的电压控制设备(例如，LRT(Load Rat1 Control Transformer:附有负载时抽头切换器的变压器)或SVR(St印Voltage Regulator:阶跃电压调整器)等)的控制量(例如通过操作抽头)来实现普通用户的进电端的电压保持。再有，除非另有说明，下文出现的配电系统均指这种高压系统。
[0003]一直以来，对于配电系统的电压控制，例如将LRT或SVR等变压器型电压控制设备与该电压控制设备一体化或将其并排设置于该电压控制装置，同时在基于该电压控制设备的设置地点附近的测量信息(电压和潮流(power flow))以自立分散方式进行电压控制的本地电压控制装置已经广泛普及。然而，近年由于用电方式的多样化和太阳能发电等导致的分散式电源的普及等，配电系统的负载分布有随着时间推移而非一致地大幅变动的倾向，已经难以通过传统的配电系统的电压控制来保持适当电压。
[0004]因此，取代自立分散式的电压控制方式，提出了对配电系统的电压以在系统总体得到调整的方式进行集中控制的方案(集中控制方式)。具体而言，提出了这样的结构:将位于配电系统内的多个地点的测量信息(电压和潮流)使用专门的网络收集到集中电压控制装置，该集中电压控制装置基于这些测量信息来确定各电压控制设备的控制量，并将此控制量从集中电压控制装置自动地通过远程指令发送到各电压控制设备(例如，参见专利文献1)。
现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1:特开平9-322404号公报
【发明内容】
发明要解决的技术问题
[0006]然而，近年来与通过太阳能发电的分散式电源的低压系统的连接在逐年增大，可以预想的是例如由于晴天时云的流动所导致的太阳辐射量急剧变化，使得太阳能发电量变化很大，将使配电系统的电压变化达到不能无视的程度。集中电压控制装置收集配电系统各点处的电压和潮流的测量信息，并将最佳的控制分配给各电压控制设备，而由于最佳控制的方案要基于当时时刻的电压和潮流的测量信息来进行，因此，如果太阳能发电被大量地连接到低压系统，则有出现如下问题的可能性。
(1)如果将测量监视周期加长(例如几十分钟左右)，则在由于云的流动导致的太阳辐射量急剧变化而使太阳能发电量变化很大等情况下，无法追踪急剧的电压变动。
(2)相反地，如果将测量监视周期缩短(例如以秒为单位)，则由于测量监视用的通信负载增大，使得对通信网络设备的投资变得庞大。
[0007]另一方面，变压器型电压控制设备是通过变更抽头位置来控制电压的，难以去除短周期(例如几秒到几十秒的周期)的电压变动(以下称为短周期变动)。
[0008]另外，如上所述，考虑通信负载而对测量信息的取得周期加以限制，集中电压控制装置便不能掌握电压的短周期变动。因此，如果集中电压控制装置通过基于测量信息的最佳控制的方案来求出变压器型电压控制设备的最佳电压，并将该最佳电压作为控制量向变压器型电压控制设备进行指令，会有发生电压因短周期变动而超出适当范围的可能。为了避免这样的电压超出适当范围的情况，可以考虑如下方法:集中电压控制装置对通过最佳控制的方案求出的最佳电压考虑预先确定的裕量来求出电压范围(电压上限值和电压下限值)，并将电压范围作为指令发送给变压器型电压控制设备。
[0009]然而，由于集中电压控制装置如上述所述那样因通信负载问题而不能掌握实际的短周期变动，因此，无法考虑实际的短周期变动来设定裕量。因此，存在这样的问题:当电压的实际短周期变动大于裕量时，配电系统内的电压有可能会超出适当范围。另一方面，如果将裕量设得过大，则有可能在最佳控制的方案中无法求出用来使电压收敛于适当范围内的控制量的解。
[0010]并且，考虑到配电系统内短周期变动的大小因地点而异，存在裕量的适当值因变压器型电压控制设备的不同而不同的可能性。然而，集中电压控制装置如上述所述那样无法基于实际的短周期变动来确定裕量。因此，会出现与实际运行的短周期变动大小相比裕量取得过多的地点，另一方面可能出现裕量过少的地点，存在电压超出适当范围的可能性。
[0011]本发明鉴于上述情况而设计，其目的在于做到在不使通信负载增大的情况下追踪配电系统的电压变动以保持电压，并且向变压器型电压控制设备指令适当电压范围。
解决技术问题的手段
[0012]为了解决上述的技术问题以达成目的，本发明的特征在于包括:与高压系统的配电线连接的、控制该配电线的电压的多个电压控制设备；调整所述电压控制设备的控制量以使该电压控制设备控制的电压值维持在每隔第一周期更新的电压上限值和电压下限值的范围内的多个本地电压控制装置；与所述配电线连接的、以短于所述第一周期的第二周期测量该配电线的电压并每隔长于所述第二周期的第三周期基于所测的电压算出并发送表示所述电压的变动幅度的变动幅度信息的测量装置；以及经由通信网络与所述本地电压控制装置和所述测量装置相连接的集中电压控制装置，所述集中电压控制装置包括:经由所述通信网络与所述本地电压控制装置通信并经由所述通信网络从所述测量装置接收所述变动幅度信息的发送接收单元；基于所述变动幅度信息算出所述第一周期内的所述电压的变动幅度的电压变动幅度计算单元；基于所述电压变动幅度计算单元算出的所述变动幅度确定相对于到适当电压范围上限为止的裕度的第一阈值和相对于到适当电压范围下限为止的裕度的第二阈值，并基于到所述上限为止的裕度与所述第一阈值之差、和到所述下限为止的裕度与所述第二阈值之差来确定向各所述本地电压控制装置指令的控制目标值的控制目标电压确定单元；以及基于所述控制目标值来确定通过发送接收单元分别发送给各所述本地电压控制装置的电压上限值和电压下限值的电压上下限值确定单元。
发明的效果
[0013]根据本发明，可取得如下效果:能够不增大通信负载地追踪配电系统的电压变动来保持电压，同时向变压器型电压控制设备指令适当电压范围。
【附图说明】
[0014]图1是表示根据本发明的实施方式的配电系统电压控制系统的结构的一个示例的图。
图2是表示集中电压控制装置的内部结构的一个示例的图。
图3是表示电压测量和电压的变动幅度计算的概念的图。
图4是表示关于被数据库化的信息的处理过程的一个示例的流程图。
图5是用于说明电压控制的动作的流程图。
图6是用于计算未来1小时的配电系统的最佳电压分布的流程图。
图7用于说明图5的步骤S14的处理细节的图。
图8是表示对一定期间内的上侧变动幅度和太阳辐射量进行标绘的一个示例的图。
【具体实施方式】
[0015]以下，参照附图就本发明的电压监视控制系统、电压监视控制装置、测量装置和电压监视控制方法的实施方式作详细说明。再有，本发明不受此实施方式的限定。
[0016]实施方式.图1是表示根据本发明的实施方式的配电系统电压控制系统的结构的一例的图。图1中，电压控制设备1是例如设于变电所的、作为配电用变压器的LRT(Load Rat1 ControlTransformer:附有负载时抽头切换器的变压器)。本地电压控制装置11被连接到电压控制设备1，且该本地电压控制装置11对电压控制设备1实施控制。本地电压控制装置(电压控制装置)11例如可以与电压控制设备1形成为一体或并排设置。本地电压控制装置11通过调整电压控制设备1的控制量、具体来说就是调整抽头位置来控制电压控制设备1。另夕卜，本地电压控制装置11具有通信功能，并被连接到通信网络7。
[0017]在电压控制设备1的次级侧连接有母线2。母线2并联连接例如2个配电线4-1、4-2。配电线4-1、4-2为高压系统(电压电平为6600V)的配电线。
[0018]配电线4-1的一端经由断路器3-1连接到母线2。在配电线4-1的多处分别设有测量配电线4-1的电压和潮流的电压潮流测量装置10(测量装置)。S卩，电压潮流测量装置10连接到配电线4-1，在它们的连接处测量电压和潮流，并将通过例如统计处理等对这些测量值进行处理的结果作为测量信息而输出。另外，智能电表12(测量装置)也被连接至配电线4-1。智能电表12测量与配电线4-1的连接处的电压，并将通过例如统计处理等对这些测量值进行处理的结果作为测量信息而输出。电压潮流测量装置10和智能电表12具有通信功能，与通信网络7连接。电压潮流测量装置10和智能电表12经由通信网络7例如定期地向集中电压控制装置8发送测量信息。后文将阐述电压潮流测量装置10和智能电表12发送的测量信息。集中电压控制装置8针对作为对象的系统范围来确定作为目标的电压分布和成为目标的电压分布的各电压控制设备的动作状态，并将指令值提供给各电压控制设备。再有，集中电压控制装置8可以在所管辖的营业所或控制站等处设置作为对象的系统范围。
[0019]另外，在配电线4-1上连接有电压降补偿用的SVR (Step Voltage Regulator:阶跃电压调整器)即电压控制设备5、6。在电压控制设备5上连接有对电压控制设备5进行控制的本地电压控制装置15。本地电压控制装置15例如可以与电压控制设备5形成为一体或并排设置。本地电压控制装置15通过调整电压控制设备5的控制量、具体说就是调整抽头位置来控制电压控制设备5。同样地，电压控制设备6上连接有对电压控制设备6进行控制的本地电压控制装置16。本地电压控制装置16对电压控制设备6进行控制。另外，本地电压控制装置15、16具有通信功能，并连接到通信网络7。
[0020]配电线4-2的一端经由断路器3-2连接到母线2。与配电线4_1 一样，配电线4_2的多处分别设有测量配电线4-2的电压和潮流的电压潮流测量装置10。
[0021]配电线4-1、4_2是高压系统的配电线，虽然省略了图示