JP2928074B2 - 配電線負荷融通計算融通パターン探索方式 - Google Patents

配電線負荷融通計算融通パターン探索方式

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JP2928074B2 JP5335935A JP33593593A JP2928074B2 JP 2928074 B2 JP2928074 B2 JP 2928074B2 JP 5335935 A JP5335935 A JP 5335935A JP 33593593 A JP33593593 A JP 33593593A JP 2928074 B2 JP2928074 B2 JP 2928074B2
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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は電力系統の操作装置に
係り、特に被融通区間に対し他の健全な配電線から融通
送電を行う場合に、制約条件を満たす配電系統の形態を
計算し、計算結果に基づいて操作する配電線負荷融通計
算融通パターン探索方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は、例えば特開昭63−24523
7号公報に示された従来の電力系統の操作装置を説明す
るための配電系統の系統構成図であり、図6において、
SS1,SS2は配電変電所であり、通常変圧器を介し
て母線からフィーダ(配電線)しゃ断器CBiを介して
配電線Fiを導出している。この配電線Fiは、複数の
区間開閉器Siによりそれぞれ配電区間K1,K2,K
3…,Kxに区分されると共に、他の配電線にも連けい
されるように構成されている。
【0003】一方、各フィーダにはフィーダ電流(配電
線導出部の電流)を検出するために変流器とフィーダ電
流測定器が設けられ、これら電流測定器の出力信号およ
びフィーダしゃ断器CBや区分開閉器または連系開閉器
S等の開閉器の開閉状態信号などのオンライン情報は、
信号伝送装置を構成するテレコン子局およびテレコン親
局を介して制御所内の操作装置の監視盤および融通送電
操作器に入力される。
【0004】監視盤は、配電系統の現在時点の開閉状
態,フィーダ電流等を表示し、融通送電操作器(電子計
算機等のディジタル演算装置で構成されている)融通送
電操作器は、そのメモリ部に前記信号伝送装置から得ら
れるオンライン情報を記憶する他、各配電区間、例えば
K1,K2,K3…毎に予定された区間負荷電流値を記
憶している。
【0005】なお、区間負荷電流は信号伝送装置を介し
てオンライン情報として取り込むことも可能である。
【0006】融通送電操作器は、配電系統に事故が発生
した場合、過負荷を検出した場合、更にオペレータの指
示に基づく作業停電を行う場合に、予め記憶されている
情報とオンライン情報とから、融通送電のための計算
(以下、融通計算と称する)を行い、その計算結果を信
号伝送装置を介して開閉器へ制御信号として送出する。
【0007】この融通計算とは、与えられた制約条件
で、ある1つ以上の停電区間と配電系統の状態(区分開
閉器と区間のつながりを示す情報、すなわち、ある配電
区間の両端に接続されている区間開閉器のどちらが始端
でどちらが終端であるかという情報や、開閉器の開閉状
態信号、更には変圧器や配電線の電流,各配電区間の負
荷電流)を基にして、健全な配電線から融通送電の対象
となっている停電区間群に対し、融通送電するために制
約条件を満足させる開閉器操作手順を求める計算をい
う。
【0008】なお、この制約条件とは、例えば配電線の
電圧降下が許容範囲内であるとか、配電線に過電流を生
じさせないこと、等をいう。
【0009】ここで、従来の融通送電操作器の機能(融
通計算)について図6乃至図7の配電系統図を参照しな
がら説明する。図6は健全時の系統構成図を示し、K
2,K3,K4が後に停電区間となる配電区間群であ
る。
【0010】今、配電区間K2,K3,K4は全て配電
F1から送電されており、これら配電区間K2,K
3,K4に隣接する配電線F2,F3,F4の予備力
は、それぞれF2:50〔A〕,F3:60〔A〕,F
4:10〔A〕であると仮定する。
【0011】なお、図中、配電線を区間に分割する区分
開閉器は三角形で示し、配電線相互間を連系する連系開
閉器は丸で示し、そのシンボルを黒で示したものは閉状
態、白で示したものは開状態を示す。
【0012】図6の状態において、配電線F1の配電区
間K1に事故が発生したとか、あるいは配電線F1が過
負荷となり、配電区間K2,K3,K4に送電すること
ができず、開閉器S1を開いた場合には、図7に示すよ
うに配電区間K2,K3,K4が全て停電する。
【0013】すると、融通送電操作器は、停電区間群K
2,K3,K4の区間負荷の大きさ(K2:30
〔A〕,K3:20〔A〕,K4:10〔A〕),これ
ら配電区間群に隣接する配電線の予備力(K2:50
〔A〕,F3:60〔A〕,F4:10〔A〕),開閉
器S1〜S4の状態信号のオンライン情報を基に融通計
算を行う。
【0014】従来の融通計算は、停電区間群に隣接する
配電線の系統構成を変更せずに、現状の系統構成のまま
融通送電して予備力があるか否かの計算を行い、予備力
があると判断された健全な配電線から停電区間に対して
融通送電するものであった。
【0015】以下、かかる融通計算について表を用いて
説明する。
【0016】まず、停電区間K2,K3,K4への融通
計算を開始するにあたり、停電区間K2,K3,K4に
直接接続される開閉器S2〜S4,S18〜S20を仮
想的に全て開状態にしておく。つぎに、停電区間K2,
K3,K4を区間負荷の小さい順に並べる(表1)。
【0017】
【表1】
【0018】そして、配電線F2〜F4が実際の配電区
間相互の接続状態を無視して区間負荷の大きさのみを判
断要素として停電区間K2〜K4に送電したと仮定した
場合、それぞれの配電線F2〜F4が幾つの区間数まで
送電できるかについて判断する。この判断結果を表2に
示す。
【0019】
【表2】
【0020】そして、与えられた停電区間数をa(この
場合a=3)とし、(1)式a≧a1 +a2 +a3 =Σ
aiを用いて、各配電線の送電区間数aiの組み合わせ
を求め、これを表3とする。 但し、0≦a1 ≦a1 max 0≦a2 ≦a2 max 0≦a3 ≦a3 max
【0021】
【表3】
【0022】表3からa1 ,a2 ,a3 それぞれの組み
合わせのケースについて、系統のつながり上の制約条件
および融通すべき区間の負荷合計が、融通側配電線F2
〜F4の予備力を越えない範囲で融通区間を決定する。
この決定された融通区間の組み合わせをパターン化して
表4に示す。
【0023】
【表4】
【0024】なお、表4のうち、パターン(6),
(9),(18)のように、1つの区間K2〜K4が同
時に2つの配電線から融通送電される場合は実用解では
ないので、*印を付けて以後の計算にはこれを除外す
る。
【0025】次に、各パターンが制約条件(例えば供給
支障の最小化,融通後の各配電線の予備力の均平度KP
の最小化)に合致するか否かの評価を行う。評価のため
の指標は表5に示す通りである。尚、前記均平度KP
次の(2)式から求める。
【0026】
【数1】
【0027】
【表5】
【0028】この表5からわかるように、2つの制約条
件のうち供給支障最小を第1優先の制約条件とし、均平
度KP を第2位の制約条件としたとき、パターン(1
0)が最適解となる。
【0029】以上の融通計算の結果に基づいて、融通送
電後の予備力がそれぞれF2:20〔A〕,F3:30
〔A〕,F4:10〔A〕となるように、開閉器S4,
S18および開閉器S19を閉させるように融通送電操
作器は操作指令を信号伝送装置を介して開閉器へ出力す
る。このときの系統構成図は図8に示す通り、配電区間
K2は配電線F2から、配電区間K3およびK4は配電
線F3から融通送電される。
【0030】
【発明が解決しようとする課題】従来の配電線負荷融通
計算融通パターン探索方式は、以上のように構成されて
いるので、極めて単純な配電系統でありながら評価すべ
きパターン数が17もある。そして実系統で最適解を求
めようとした場合、複雑な配電系統のため数10万〜数
100万の融通パターンを評価する必要があり、この評
価をオペレータが行うことは不可能である。
【0031】また、上記数10万〜数100万の融通パ
ターンを全てメモリに記憶させることは、メモリ容量が
大型化するので実用的でなく、例え融通パターンを生成
する都度、前回求めた解と比較し小さい方の均平度のパ
ターンを残すようにしても処理時間が膨大になるなどの
問題点があった。
【0032】また、融通操作を実施する際に、 (1)手動操作が必要な開閉器よりも遠隔制御可能な開
閉器操作をしたい。 (2)被融通区間と異なる上位系統のフィーダからより
も、被融通区間と同一の上位系統のフィーダから融通可
能な開閉器操作をしたい。 (3)できれば玉突き操作の無い開閉器操作をしたい。 など様々な融通操作の質に関する要求、およびその要求
間の優先順位が業務別(事故復旧,過負荷解消操作な
ど)、融通規模別(配電線事故,変電所事故など)、地
域別(都市部,郡部など)に存在するが、それらの個々
の優先順位の設定に対応できる融通計算に用いる電力系
統の操作装置は見当たらないなどの問題点があった。
【0033】更に、組合わせを作成する方法では、玉突
き融通が必要な場合には玉突き融通のための特殊処理が
必要であるが、融通計算の中に解の質の評価が盛り込む
ことは事実上困難であるなどの問題点があった。
【0034】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、各融通点からの融通パターン
の組合せを作成しないようにして計算量を減少させるよ
うにし、また、設定に応じた優先度の高い融通パターン
から優先して探索できるようにする他、玉突き融通用の
特殊処理を必要とせずに融通計算を行うことができる配
電線負荷融通計算融通パターン探索方式を得ることを目
的とする。
【0035】
【課題を解決するための手段】この発明に係る配電線負
荷融通計算融通パターン探索方式は、監視制御手段の情
報と記憶手段に格納した情報とから融通パターン作成の
融通計算を実行し、予め設定された優先順位に従って制
約条件を満たす融通パターンを順次作成し、融通計算途
中で融通配電線が一時的に過負荷になっても許容して被
融通区間に優先順位の高い融通パターンからの探索を実
施し、過負荷状態の配電線に属する区間を新たに被融通
区間と見なし、該被融通区間に対して新たに融通パター
ンを探索し、また、同一優先度の開閉器からの融通パタ
ーンに対しては融通負荷量の大きい融通パターンから探
索する融通計算手段を備えたものである。
【0036】
【作用】この発明における融通計算手段は、融通計算を
実行するに当たり、融通計算途中で融通配電線が一時的
に過負荷になっても許容して被融通区間に優先順位の高
い融通パターンからの探索を実施し、過負荷状態の配電
線に属する区間を新たに被融通区間と見なし、該被融通
区間に対して新たに融通パターンを探索するものであ
り、予備力を越えない範囲で融通区間を決定するもので
はないので、融通する配電線と融通される被融通区間の
融通パターンの組合せを作成する必要がなく、計算処理
時間の短縮と融通操作や融通計算の解の質の向上とを可
能にする。
【0037】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明による配電線負荷融通計算融通パ
ターン探索方式の構成を示すブロック図で、図に於て、
1は後述する融通送電操作手段8の制御指令を夫々の区
分開閉器に出力するテレコン親局、2は配電系統の監視
情報を利用して必要時に配電系統の運用中に生ずる電力
の供給支障区間の計算制御を指示する他、テレコン親局
1に制御指令を出力する監視制御手段、3は前記監視制
御手段2が受信した監視情報記憶手段4に格納された基
準情報とより融通計算を実行する融通計算手段、5はオ
ペレータがデータ入力のために操作する操作手段、6は
融通可能区間や融通不能区間が発生した時にそれらの所
要区間や融通操作手段を出力表示する表示手段、7は表
示手段6に表示した所要事項を印字するプリント手段、
8は前記監視制御手段2及び融通計算手段3から成る融
通送電操作手段である。
【0038】さて、図1の融通計算手段において、融
通パターンの探索を以下の規則A〜Dに基づいて実施す
る。
【0039】規則A,計算途中で融通配電線が一時的に
過負荷になっても許容することを前提とし、被融通区間
に対して、優先順位の高い融通パターンから探索する。 規則B,融通計算の途中で融通をしたため一時的に過負
荷状態になった配電線に対しては、過負荷状態になって
いる配電線に属する区間全体を新たに被融通区間を見做
し、その被融通区間に対して新たに融通パターンを探索
する。 規則C,同一優先度の開閉器からの融通パターンにおい
ては、融通負荷量の大きい融通パターンから探索する。
ただし、融通計算の途中で一時的に過負荷状態になった
ために被融通区間と見做された場合は、過負荷が解消す
るのに必要最小限の融通負荷量を上限とする。 規則D,被融通区間を全部救済できる融通パターンを発
見すれば、それを解とし、融通計算を終了する。
【0040】さて、この発明による融通パターン探索の
方法を従来の技術の説明で用いた図6乃至図7の配電系
統図を参照しながら以下に説明する。まず、図6は健全
時の系統構成図を示し、配電区間K2,K3,K4が後
に停電区間となる配電区間群である。
【0041】今、配電区間K2,K3,K4は全て配電
線F1から送電されており、これら配電区間K2,K
3,K4に隣接する配電線F2,F3,F4の予備力
は、それぞれF2;50〔A〕,F3;60〔A〕,F
4;10〔A〕であると仮定する。
【0042】配電区間K2,K3,K4,K14,K1
5の区間負荷は、それぞれK2;30〔A〕,K3;2
0〔A〕,K4;10〔A〕,K14;20〔A〕,K
15;30〔A〕であると仮定する。
【0043】配電線F3に隣接する配電線F5の予備力
は、F5;50〔A〕であると仮定する。
【0044】配電線F1,F3,F4,F5の上位系統
は、全部同一であり、配電線F2の上位系統は、配電線
F1,F3,F4,F5とは異なると仮定する。
【0045】開閉器S19は遠隔制御が不可能な連系開
閉器、開閉器S1〜S18,連系開閉器S20,S21
は遠隔制御が可能な開閉器と仮定する。
【0046】また、融通パターンの優先項目として、以
下の(1)〜(3)の項目が優先順位で設定されている
とする。
【0047】優先順位1,(1)手動操作が必要な開閉
器よりも遠隔制御可能な開閉器操作をしたい。 優先順位2,(2)被融通区間と異なる上位系統のフィ
ーダからよりも被融通区間と同一の上位系統のフィーダ
から融通可能な開閉器操作をしたい。 優先順位3,(3)できれば玉突き操作の無い開閉器操
作をしたい。
【0048】図7の停電時の系統図において、被融通区
間は配電区間K2,K3,K4なので、この区間を救済
する融通パターンとして使用可能な開閉器は連系開閉器
のS18,S19,S20の3個である。これらの開閉
器が優先項目を満足するか否かを示したのが表6であ
る。
【0049】
【表6】
【0050】探索する融通パターンの融通点は規則Aに
より連系開閉器S20,S18,S19の順になる。
【0051】次に開閉器S20からの融通については、
規則Cにより開閉器S20から配電区間K2,K3,K
4全部への融通が優先される。この状態が図2である。
この状態では、配電線F4が融通のため50A過負荷を
生じているので、規則Bにより配電区間K2〜K4,K
11〜K15が被融通区間となり、この区間に対して融
通パターンが探索される。
【0052】被融通区間は配電区間K2〜K4,K11
〜K15なのでこの区間を救済する融通パターンとして
使用可能な連系開閉器は、S18,S19,S21の3
個である。
【0053】これらの開閉器が優先項目を満足するか否
かを示したのが表7である。
【0054】
【表7】
【0055】探索する融通パターンの融通点は規則Aに
より連系開閉器S21,S18,S19の順になる。
【0056】次に連系開閉器S21からの融通について
は、規則Cにより配電線Fが50A過負荷なので配電
区間K14,K15の上限値50Aを融通する融通パタ
ーンから探索される。
【0057】この状態を図3に示す。図3においては、
どの配電線も過負荷を発生していないため、他の電圧降
下などの制約条件に合格すれば、規則Dにより、この融
通パターンを解として出力する。
【0058】上記実施例の優先項目として以下の(1)
〜(3)の項目が優先順位として設定されている場合の
動作を図7の停電時の系統図を参照して説明する。 優先順位1,(3)できれば玉突き操作の無い開閉器操
作をしたい。 優先順位2,(2)被融通区間と異なる上位系統のフィ
ーダからよりも被融通区間と同一の上位系統のフィーダ
から融通可能な開閉器操作をしたい。 優先順位3,(1)手動操作が必要な開閉器よりも遠隔
制御可能な開閉器操作をしたい。
【0059】図7において、被融通区間は配電区間K
2,K3,K4なのでこの区間を救済する融通パターン
として使用可能な連系開閉器はS18,S19,S20
の3個である。
【0060】これらの連系開閉器が優先項目を満足する
か否かを示したのが表8である。
【0061】
【表8】
【0062】探索する融通パターンの融通点は規則Aに
より連系開閉器S20,S19,S18の順になる。
【0063】次に連系開閉器S20からの融通について
は、規則Cにより連系開閉器S20から配電区間K2,
K3,K4全部への融通が優先されるこの状態が図4で
ある。図4では、配電線F4が融通のため50A過負荷
を生じているので、規則Bにより配電区間K2〜K4,
K11〜K15が被融通区間となり、この区間に対して
融通パターンが探索される。
【0064】被融通区間は配電区間K2〜K4,K11
〜K15なのでこの区間を救済する融通パターンとし
て、使用可能な連系開閉器は、S18,S19,S21
の3個である。
【0065】これらの連系開閉器が優先項目を満足する
か否かを示したのが表9である。
【0066】
【表9】
【0067】探索する融通パターンの融通点は規則Aに
より連系開閉器S19,S18S21の順になる。
【0068】次に連系開閉器S19からの融通について
は規則Cにより配電線F4が50A過負荷なので配電区
間K2,K3の上限値50Aを融通する融通パターンか
ら探索される。
【0069】この状態を図5に示す。図5においてはど
の配電線も過負荷を発生していないため、他の電圧降下
などの制約条件に合格すれば規則Dによりこの融通パタ
ーンを解として出力する。
【0070】なお、上記2つの実施例では優先項目とし
て3項目を記載したが、たとえば、以下の(4)〜(1
4)の項目について優先順位を設定するようにしても良
い。
【0071】(4)常時開状態の開閉器よりも常時閉状
態の開閉器を融通点開閉器として使用したい。 (5)被融通区間が属する配電線と同一の配電線から融
通可能な開閉器操作をしたい。 (6)被融通区間が属するバンクと同一のバンクに属す
る配電線から融通可能な開閉器操作をしたい。 (7)被融通区間が属する変電所と同一の変電所に属す
る配電線から融通可能な開閉器操作をしたい。 (8)電圧の高い配電線から融通したい。 (9)電圧の高い融通点開閉器から融通したい。 (10)予備力の大きい配電線から融通したい。 (11)予備力の大きい融通点開閉器から融通したい。 (12)被融通区間のできるだけ電源側に隣接する融通点
開閉器から融通したい。 (13)融通する配電線のできるだけ電源側に隣接する融
通点開閉器から融通したい。 (14)重要度が大きい被融通区間へ融通する開閉器操作
をしたい。
【0072】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、監視
制御手段の情報と記憶手段に格納した情報とから融通パ
ターン作成の融通計算を実行し、予め設定された優先順
位に従って制約条件を満たす融通パターンを順次作成
し、融通計算途中で融通配電線が一時的に過負荷になっ
ても許容して被融通区間に優先順位の高い融通パターン
からの探索を実施し、過負荷状態の配電線に属する区間
を新たに被融通区間と見なし、該被融通区間に対して新
たに融通パターンを探索し、また、同一優先度の開閉器
からの融通パターンに対しては融通負荷量の大きい融通
パターンから探索する融通計算手段を有する構成とした
ので、制約条件を満足する融通パターンを設定された優
先順位に順次作成することができると共に、予備力を越
えない範囲で融通区間を決定するものではないので、融
通する配電線と融通される被融通区間の融通パターンの
組合せを作成する必要がなく、計算処理時間の大幅短縮
と設定された優先条件に応じた高品質の融通パターンの
解が得られる他、玉突き融通用の特殊計算処理を必要と
しない融通計算を実行できる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による配電線自動運用装置
の構成を示すブロック図である。
【図2】この発明の一実施例による融通計算途中の系統
構成図である。
【図3】この発明の一実施例による融通送電後の系統構
成図である。
【図4】この発明の別の実施例による融通計算途中の系
統構成図である。
【図5】この発明の別の実施例による融通送電後の系統
構成図である。
【図6】健全時の系統図である。
【図7】停電時の系統構成図である。
【図8】従来の融通送電後の系統構成図である。
【符号の説明】
1 テレコン親局 2 監視制御手段 3 融通計算手段 4 記憶手段 5 操作手段
フロントページの続き (73)特許権者 000006013 三菱電機株式会社 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 (72)発明者 小野 朗 大阪市北区中之島三丁目3番22号 関西 電力株式会社内 (72)発明者 畑 義幸 大阪市北区中之島三丁目3番22号 関西 電力株式会社内 (72)発明者 野口 好朗 神戸市兵庫区和田崎町1丁目1番2号 三菱電機株式会社 制御製作所内 (72)発明者 福本 佳弘 神戸市兵庫区和田崎町1丁目1番2号 三菱電機株式会社 制御製作所内 (56)参考文献 特開 昭62−254621(JP,A) 特開 平5−146074(JP,A) 特開 平5−199656(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02J 3/00 - 5/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配電系統の監視情報から供給支障区間の
    計算制御を指示し、その計算結果をテレコン親局に指令
    する監視制御手段と、前記監視制御手段へ電力融通に必
    要なデータや融通パターン作成の制約条件を入力する操
    作手段と、前記監視制御手段の情報と記憶手段に格納し
    た情報とから融通パターン作成の融通計算を実行し、予
    め設定された優先順位に従って制約条件を満たす融通パ
    ターンを順次作成し、前記融通計算途中で融通配電線が
    一時的に過負荷になっても許容して被融通区間に優先順
    位の高い融通パターンからの探索を実施し、前記過負荷
    状態の配電線に属する区間を新たに被融通区間と見な
    し、該被融通区間に対して新たに融通パターンを探索
    し、また、同一優先度の開閉器からの融通パターンに対
    しては融通負荷量の大きい融通パターンから探索する融
    通計算手段とを備えた配電線負荷融通計算融通パターン
    探索方式。
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