JPH1146445A - 調相設備制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回路電圧の異常上昇を伴うことなく力率の改善
を図ることができる調相設備制御方法を提供する。 【解決手段】配電線２から検出される回路電圧及び高調
波含有量の内の少なくとも一方と無効電力とを前件部変
数とし、無効電力に対する不感帯を定めるために用いる
感度補正係数を後件部変数とした複数のファジィルール
を用いてファジィ推論を行うファジィ推論部１０を設け
る。配電線２から随時検出される無効電力の検出値と回
路電圧または高調波含有量の検出値とに対応した感度補
正係数の値をファジィ推論部１０から出力させ、この感
度補正係数を用いて無効電力の不感帯を定めることによ
り、回路電圧を異常上昇させることなく、また高調波の
含有量を抑制しつつ力率の改善を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、受配電設備に設け
る調相設備の電力用コンデンサの投入及び開放を制御す
る調相設備制御方法及び該方法を実施するために用いる
制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】受配電設備においては、その負荷力率を
改善し、変圧器利用率の向上と電力損失の低減とを図る
ために調相設備を設置している。一般に受配電設備に設
置される調相設備は電力用コンデンサと、該電力用コン
デンサの配電線への投入と配電線からの開放とを行わせ
る開閉装置と、自動力率調整器とを備えていて、配電線
から検出される無効電力が所定の不感帯を超えた時に自
動力率調整器から開閉装置に投入指令または開路指令を
与えて、コンデンサの投入または開放を行わせるように
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】配電線に電力用コンデ
ンサを投入すると、電源のリアクタンスの影響を受けて
回路電圧が変化するが、従来の調相設備では、力率の改
善のみを目的としてコンデンサの投入及び開放の制御を
行っていたため、コンデンサの投入量または開放量によ
っては、回路電圧が上昇し過ぎたり低下し過ぎたりする
ことがあり、負荷に悪影響を及ぼすおそれがあった。

【０００４】即ち、負荷設備に供給される電圧が過大に
なると、負荷の種類によっては消費電力が増加すると同
時に、負荷自身の温度が上昇して、その寿命が短くなる
おそれがある。逆に負荷に供給される電圧が低すぎた場
合には、負荷の性能を十分に発揮させることができなく
なる。

【０００５】また、電力用コンデンサは負荷設備等から
発生する高調波を吸収する機能を有しているが、従来は
もっぱら力率の改善を目的としてコンデンサの投入及び
開放を制御しており、高調波を抑制することは考慮して
いなかったため、回路電圧に含まれる高調波の含有率を
低減させる効果を調相設備に期待することはできなかっ
た。

【０００６】本発明の目的は、回路電圧の変化を抑制し
つつ力率の改善を図ることができるようにした、調相設
備制御方法及び該制御方法を実施するために用いる調相
設備制御装置を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、力率の改善を図ると
ともに、回路電圧中の高調波含有量の低減をも図ること
ができるようにした調相設備制御方法及び該制御方法を
実施する制御装置を提供することにある。

【０００８】本発明の更に他の目的は、回路電圧の変化
を抑制しつつ力率の改善を図るとともに、回路電圧中の
高調波含有量の低減をも図ることができるようにした調
相設備制御方法及び該制御方法を実施する制御装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、配電線から検
出される無効電力が不感帯を逸脱して遅相側または進相
側に変化したときに配電線に接続された調相設備の電力
用コンデンサの投入または開放を行わせることにより無
効電力を不感帯内に収めるように制御する調相設備制御
方法、及び該方法を実施するために用いる制御装置に係
わるものである。

【００１０】本発明に係わる制御方法おいては、配電線
から検出される回路電圧及び該回路電圧中の高調波含有
量の内の少なくとも一方と無効電力とを配電線の状態を
示す状態情報として該状態情報を前件部変数とするとと
もに不感帯を設定するために用いる不感帯設定用変数を
後件部変数として各変数の状態を複数のファジィラベル
により段階的に表現した複数のファジィルールと、前件
部変数が各ファジィラベルの概念に適合する度合いを規
定するメンバシップ関数と、後件部変数が各ファジィラ
ベルに適合する度合いを規定するメンバシップ関数とを
用いてファジィ推論を行うことにより前件部変数の値に
適合した後件部変数の値を出力するファジィ推論手段を
設ける。そして、配電線から随時検出される状態情報の
検出値をファジィ推論手段に入力して、検出された状態
情報の検出値に対応した不感帯設定用変数の値をファジ
ィ推論手段から出力させ、該ファジィ推論手段から出力
される不感帯設定用変数の値を用いて不感帯を定めるよ
うにする。

【００１１】本発明に係わる調相設備制御装置は、配電
線の回路電圧及び該回路電圧中の高調波含有量の内の少
なくとも一方と配電線を流れる無効電力とを配電線の状
態を示す状態情報として検出する状態情報検出部と、状
態情報検出部から随時得られる状態情報に対応した無効
電力の不感帯を定める不感帯設定手段と、状態情報検出
部から検出された無効電力が設定された不感帯を逸脱し
て遅相側または進相側に変化したときに配電線に接続さ
れる調相設備の電力用コンデンサの投入または開放を指
令する指令信号を出力する出力制御部とを設けることに
より構成される。

【００１２】上記不感帯設定手段は、状態情報検出部か
ら得られる状態情報を前件部変数とするとともに前記不
感帯を設定するために用いる不感帯設定用変数を後件部
変数として各変数の状態を複数のファジィラベルを用い
て段階的に表現した複数のファジィルールと、前件部変
数が各ファジィラベルの概念に適合する度合いを規定す
るメンバシップ関数と、前記後件部変数が各ファジィラ
ベルの概念に適合する度合いを規定するメンバシップ関
数とを用いてファジィ推論を行うことにより、随時入力
される状態情報の検出値に対応した不感帯設定用変数の
値を出力するファジィ推論部と、ファジィ推論部から出
力された不感帯設定用変数の値を用いて前記不感帯を定
めるための演算処理を少なくとも行う演算部とを備える
ことにより構成される。

【００１３】上記のように、回路電圧及び高調波含有量
の内の少なくとも一方と無効電力とを配電線の状態を示
す状態情報として該状態情報を前件部変数とするととも
に、不感帯を設定するために用いる不感帯設定用変数を
後件部変数とした複数のファジィルールと、前件部変数
が各ファジィラベルが持つ概念に適合する度合いを規定
するメンバシップ関数と、後件部変数が各ファジィラベ
ルが持つ概念に適合する度合いを規定するメンバシップ
関数とを用いてファジィ推論を行うことにより状態情報
の検出値に対応した不感帯設定用変数の値を求めて、該
不感帯設定用変数の値に基づいて不感帯を設定するよう
にすると、回路電圧の変化を抑制しつつ無効電力を不感
帯内に収める制御を行わせることができるため、無効電
力の低減のみを目的とした調整を行うことにより回路電
圧が過度に上昇したり低下したりするのを防ぐことがで
きる。

【００１４】また前件部変数とする状態情報として高調
波成分含有量を取り入れた場合には、力率を改善すると
同時に、回路電圧に含まれる高調波含有量が多いとき
に、電力用コンデンサの投入量を増加させて、その低減
を図ることができる。

【００１５】不感帯を設定するためには、その進相側及
び遅相側の閾値を定める必要がある。本発明において
は、ファジィ推論の結果に基づいて不感帯の進相側及び
遅相側の閾値をその時々の配電線の状態に対応した値に
設定する。なお不感帯を定めるに当り、不感帯の幅は常
に一定としても良く、配電線の状態に応じて適宜に変化
させるようにしてもよい。

【００１６】上記不感帯設定用変数は、不感帯を定める
ために用いることができる数値であればよい。この不感
帯設定用変数は、設定しようとする不感帯そのものを表
わす数値であってもよく、不感帯を間接的に規定する数
値であってもよい。例えば、不感帯の幅を一定とし、不
感帯の進相側及び遅相側の閾値を所定の無効電力値だけ
進相側または遅相側に移動させることにより、その時々
の配電線の状況に対応した不感帯を設定する場合には、
基準となる不感帯の移動量に感度補正係数Ｋfを乗じる
ことにより不感帯の移動量を演算して、演算された移動
量だけ不感帯を進相側または遅相側に移動させることに
より、不感帯を配電線の状態に対応させる方法をとるこ
とができるが、この場合、感度補正係数Ｋf を不感帯設
定用変数として用いることができる。

【００１７】ファジィ推論の方法としては、各ファジィ
ルールの前件部変数の論理積（ＭＩＮ）をとることによ
り各ルールの前件部の評価値ｒi を求めた後、その評価
値ｒi と同じルールの後件部変数のファジィ集合との論
理積をとることにより得たファジィ集合を各ルールの結
論とし、すべてのファジィルールについて求めた結論の
論理和（ＭＡＸ）をルール群の結論のファジィ集合とす
る方法（ＭＩＮ・ＭＡＸ法）や、各ファジィルールの前
件部変数の論理積（ＭＩＮ）をとることにより各ルール
の前件部の評価値ｒi を求めた後、その評価値ｒi と同
じルールの後件部変数のファジィ集合との代数積をとる
ことにより得たファジィ集合を各ルールの結論とし、す
べてのファジィルールの結論の論理和（ＭＡＸ）をルー
ル群の結論のファジィ集合とする方法等、種々の方法が
知られているが、本発明を実施するに当っては適正な結
果が得られる方法を選択して用いればよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の制御方法を適用
する調相設備と、本発明の制御方法を実施する制御装置
の構成例を示したもので、同図において、１は変圧器、
２は変圧器１の二次側に接続された配電線、３は複数個
設けられたコンデンサバンクである。各コンデンサバン
ク３は、基本的には電力用コンデンサＣとそれに直列に
接続された直列リアクトルＬs とにより構成されるが、
遅相無効電力の調整要求量が大きい場合には、並列リア
クトル（図示せず。）を更に備えることもある。各コン
デンサバンク３は、開閉器ＳＷを介して配電線２に接続
されていて、各開閉器ＳＷを投入及び遮断することによ
り、各コンデンサバンク３を配電線２に投入したり、配
電線２から開放したりするようになっている。一連のコ
ンデンサバンク３，３，…と配電線２との間に設けられ
た開閉器ＳＷ，ＳＷ，…により開閉装置４が構成されて
いる。

【００１９】５は配電線２の無効電力を検出する無効電
力検出部、６は配電線２の回路電圧を検出する電圧検出
部、７は回路電圧の高調波含有量を検出する高調波検出
部で、無効電力検出部５には、配電線２に取り付けられ
た変流器８及び計器用変圧器９の出力が入力され、電圧
検出部６及び高調波検出部７には、計器用変圧器９の出
力が入力されている。

【００２０】無効電力検出部５、電圧検出部６及び高調
波検出部７の出力は、ファジィ推論部１０に入力され、
ファジィ推論部１０の出力は無効電力検出部５の出力と
ともに演算部１１に入力されている。また演算部１１の
出力は出力制御部１２に入力され、出力制御部１２から
開閉装置４の所定の開閉器ＳＷに投入指令及び開放指令
が与えられるようになっている。

【００２１】ファジィ推論部１０は、無効電力検出部５
により検出された無効電力と電圧検出部６により検出さ
れた回路電圧と高調波検出部７により検出された高調波
含有量とを前件部変数とし、無効電力の不感帯を設定す
るために用いる不感帯設定用変数を後件部変数とする複
数のファジィルールと、前件部変数とファジィラベルと
の関係を規定するメンバシップ関数と、後件部変数とフ
ァジィラベルとの関係を規定するメンバシップ関数とを
用いてファジィ推論を行うことにより、回路電圧の異常
な変化を抑制し、かつ回路電圧中の高調波含有量の低減
を図りつつ、無効電力を不感帯内に収めるように、コン
デンサの投入または開放を行わせるべく、随時入力され
る無効電力、回路電圧及び高調波含有量の検出値に対応
した不感帯設定用変数の値を演算する。

【００２２】演算部１１は、ファジィ推論部１０から与
えられる不感帯設定用変数の値を用いて不感帯を定める
ために必要な演算処理を行う部分で、不感帯設定用変数
の値が変更されたときに、不感帯の進相側及び遅相側の
閾値を変更するための処理を行う。例えば、不感帯の幅
を一定とし、その進相側及び遅相側の閾値を移動させる
ことにより不感帯を適宜に変更する方法をとる場合に
は、ファジィ推論部１０から、不感帯の各閾値の基準移
動量に乗じる感度補正係数Ｋf の値を出力させ、演算部
１１では、該感度補正係数Ｋf を基準移動量に乗じる演
算を行って、不感帯の各閾値の移動量を演算する。演算
部１１はまた、無効電力検出部５により検出されている
無効電力が設定された不感帯（随時変更される）から逸
脱しているか否かを判定する。

【００２３】出力制御部１２は、演算部１１で行われた
判定の結果、検出されている無効電力が不感帯より遅相
側に逸脱していることが検出された場合には、開閉装置
４に投入指令を与えて１つの開閉器ＳＷを投入し、１つ
のコンデンサバンクを投入する。１つのコンデンサバン
クを投入した後、未だ検出されている無効電力が不感帯
より遅相側に逸脱している場合には、更に次のコンデン
サバンクを投入する。また検出されている無効電力が不
感帯より進相側に逸脱していることが検出された場合に
は、開閉装置４に開放指令を与えて既に投入されている
コンデンサバンクの１つを開放し、その結果未だ無効電
力が不感帯より進相側に逸脱している場合には、更に投
入されているコンデンサバンクを開放する。これらの動
作により、無効電力を不感帯内に収めるように制御す
る。

【００２４】図１に示した例では、無効電力検出部５
と、電圧検出部６と、高調波検出部７とにより、無効電
力、回路電圧及び回路電圧中の高調波含有量を配電線の
状態を示す状態情報として検出する状態情報検出部１３
が構成され、ファジィ推論部１０と演算部１１とによ
り、無効電力に対する不感帯を設定する不感帯設定部１
４が構成されている。

【００２５】前述のように、不感帯を設定するために
は、不感帯の進相側及び遅相側の閾値を定める必要があ
る。本発明においては、ファジィ推論の結果に基づい
て、不感帯の進相側の閾値及び遅相側の閾値のそれぞれ
を適宜に変更するようにすることができるが、以下に示
す例では、不感帯の幅を一定とし、配電線の状態に応じ
て不感帯の進相側の閾値及び遅相側の閾値を進相側また
は遅相側に同じ無効電力値だけ移動させることにより、
その時々の配電線の状態に対応した（回路電圧の変化を
抑制し、高調波含有量の低減を図りつつ無効電力を所定
の範囲に収めるために必要な）不感帯を設定するように
する。

【００２６】この場合、不感帯を設定するための不感帯
設定用変数としては、不感帯の移動量そのものを用いる
こともできるが、以下の説明では、不感帯の進相側また
は遅相側への移動量を定めるために感度補正係数Ｋf を
用いて、該感度補正係数Ｋfを基準移動量Ｐo に乗じる
ことにより不感帯の移動量を演算するものとする。

【００２７】また無効電力Ｐf は、調相設備の１コンデ
ンサバンクの容量Ｐc （調相設備で１回に投入するコン
デンサ容量）を基準にして正規化して％表示する。即
ち、実際の無効電力をＰx とした場合、無効電力Ｐf
を、Ｐf ＝（Ｐx ／Ｐc ）×１００［％］で表わす。

【００２８】ここで、無効電力の進相側への不感帯幅及
び遅相側への不感帯幅をそれぞれ＋Ｐa ［％］及び−Ｐ
a ［％］とする場合には、正負の符号をとる感度補正係
数Ｋf と、常に正の符号をとる基準移動量Ｐo ＝Ｐa ／
Ｋf ［％］とを用いて、Ｐs＝Ｋf ×Ｐo により、不感
帯の進相側または遅相側への移動量Ｐs を演算する。そ
して、演算されたＰs が正の場合には進相側にＰs
［％］だけ不感帯（±Ｐa％の幅を有する）を移動さ
せ、演算されたＰs が負の場合には遅相側にＰs ［％］
だけ不感帯を移動させる。

【００２９】例えば初期値として、進相側及び遅相側の
不感帯の幅をともにＰa ＝１００［％］（１コンデンサ
バンクの容量分）とする場合には、不感帯の基準変更量
Ｐoを２５（＝１００／４）［％］とし、ファジィ推論
により求められた感度補正係数Ｋf が０の場合には、図
２（Ａ）に示すように、不感帯の移動量を零として、無
効電力Ｐf の零点を中心に不感帯（±１００［％］）を
設定する。

【００３０】またＫf ＝＋４．０の場合には、図２
（Ｂ）に示すように、不感帯を進相側に１００（Ｋf ×
Ｐo ＝２５×４．０）［％］移動させ、Ｋf ＝−４．０
の場合には、図２（Ｃ）に示すように、不感帯を遅相側
に１００（Ｋf ×Ｐo ＝２５×４．０）［％］移動させ
る。

【００３１】ここで、不感帯が図２（Ａ）に示したよう
に設定される場合には、無効電力Ｐf が−１００［％］
を超えているとき（１コンデンサバンクの容量に相当す
る大きさを超える遅相無効電力が生じているとき）に開
閉装置４に投入指令を与えて１つのコンデンサバンク３
を配電線に投入する。このコンデンサバンクの投入後、
再びファジィ推論により新たな感度補正係数を演算し、
その感度補正係数に基づいて新たな不感帯を設定する。
検出されている無効電力が新たな不感帯より遅相側に逸
脱している場合には、再び開閉装置４に投入指令を与え
て１つのコンデンサバンク３を投入する。

【００３２】また検出されている無効電力が不感帯より
進相側に逸脱している場合、例えば、図２（Ｂ）に示す
ようにＫf ＝４．０である場合に、２００［％］を超え
る進相無効電力が生じたときには、開閉装置４に開放指
令を与えて既に投入されているコンデンサバンクの内の
１つを配電線２から切り離す。

【００３３】以下、ファジィ推論により感度補正係数Ｋ
f を求める過程を、ＭＩＮ・ＭＡＸ法による場合を例に
とって説明する。

【００３４】ファジィ推論を行うに当たっては、入力す
る情報の状態の程度と結論として得ようとする変数の大
きさの程度を段階的に表現するために、特定の概念を有
する複数のファジィラベルを用いる。無効電力Ｐf 、回
路電圧Ｖf 、高調波含有量Ｈ及び感度補正係数Ｋf のそ
れぞれの大きさの程度を表現するために用いるファジィ
ラベルの一例を示すと例えば表１の通りである。

【００３５】

【表１】 表１に示した例では、無効電力Ｐf 、回路電圧Ｖf 及び
高調波含有量Ｈに対して５段階の異なる概念を有するフ
ァジィラベルＰＢ，ＰＭ，ＺＥ，ＮＭ，ＮＢを用いてそ
れぞれの大きさの程度を表している。また感度補正係数
Ｋf についてはＰＢ，ＰＭ，ＰＳ，ＺＥ，ＮＳ，ＮＭ，
ＮＢの７段階のファジィラベルを用いてその大きさの程
度を表現している。これらのファジィラベルは、ほぼ同
じような概念を表すために用いられるが、それぞれの細
かい意味は、使用される変数ごとに相違する。例えば、
無効電力に対して用いられるＰＭは、無効電力が「やや
遅相」であることを意味し、回路電圧に対して用いられ
るＰＭは、回路電圧が「やや低い」ことを意味し、高調
波含有量に対して用いられるＰＭは、高調波含有量が
「やや少ない」ことを意味する。また感度補正係数Ｋf
について用いられるＰＭは、該感度補正係数が「大き
い」ことを意味する。

【００３６】ファジィ推論を行う場合には、上記の各変
数が各ファジィラベルの概念に適合する度合い（適合
度）μとの間の関係を規定する関数（メンバシップ関数
と呼ばれる。）を用意するとともに、Ｉｆ Ａ ｉｓ
Ｂ ａｎｄ Ｃ ｉｓ Ｄ，ａｎｄ…，ｔｈｅｎ Ｘ
ｉｓ Ｙ．のようなＩｆ〜ｔｈｅｎ形式のファジィルー
ルを経験則を加味して複数個作成する。

【００３７】このＩｆ〜ｔｈｅｎ形式のファジィルール
においては、Ｉｆに続く条件部を「前件部」と呼び、ｔ
ｈｅｎに続く結論部を「後件部」と呼ぶ。本明細書で
は、前件部を構成する変数を前件部変数と呼び、後件部
を構成する変数を後件部変数と呼ぶ。

【００３８】本発明においては、配電線から検出される
回路電圧及び高調波含有量の内の少なくとも一方と無効
電力とを配電線の状態を示す状態情報として該状態情報
を前件部変数とし、不感帯を設定するために用いる不感
帯設定用変数を後件部変数として、各変数の状態を複数
のファジィラベルを用いて段階的に表現することによ
り、複数のファジィルールを作成する。

【００３９】本発明で用いるメンバシップ関数の一例を
図３ないし図６に示した。図３は定格電圧に対して正規
化して％表示された回路電圧Ｖf とファジィラベルＰ
Ｂ，ＰＭ，ＺＥ，ＮＭ及びＮＢとの関係を規定するメン
バシップ関数を示し、図４は１コンデンサバンクの容量
を基準にして正規化した無効電力Ｐf とファジィラベル
ＰＢ，ＰＭ，ＺＥ，ＮＭ及びＮＢとの関係を規定するメ
ンバシップ関数を示している。また図５は高調波含有量
ＨとファジィラベルＰＢ，ＰＭ，ＺＥ，ＮＭ及びＮＢと
の関係を規定するメンバシップ関数を示し、図６は感度
補正係数Ｋf とファジィラベルＰＢ，ＰＭ，ＰＳ，Ｚ
Ｅ，ＮＳ，ＮＭ，ＮＢとの関係を示すメンバシップ関数
を示している。これらの例では、無効電力、回路電圧及
び高調波含有量に対して用いるラベルＰＢのメンバシッ
プ関数、並びに感度補正係数Ｋf に対して用いるラベル
ＮＢのメンバシップ関数としてＺ形の関数が用いられ、
無効電力、回路電圧及び高調波含有量に対して用いるラ
ベルＮＢのメンバシップ関数、並びに感度補正係数Ｋf
に対して用いるラベルＰＢのメンバシップ関数としてＳ
形の関数が用いられている。また無効電力、回路電圧及
び高調波含有量に対して用いるラベルＰＭ，ＺＥ，ＮＭ
のメンバシップ関数、並びに感度補正係数Ｋf に対して
用いるラベルＰＭ，ＰＳ，ＺＥ，ＮＳ，ＮＭのメンバシ
ップ関数として三角形のメンバシップ関数が用いられて
いる。

【００４０】表２に、本発明で用いるファジィルールを
規定するルールマトリックスの一例を示した。

【００４１】

【表２】 表２に示した例では、説明を簡単にするために、配電線
の状態を示す状態情報として、無効電力Ｐf と回路電圧
Ｖf とを用いている。表２において、ｒ1 ，ｒ2 ，…ｒ
25は、それぞれルール１、ルール２、…ルール２５を意
味し、ｒ1 〜ｒ25のそれぞれの下に記載されたＫf ＝Ｐ
Ｂ，…は後件部を構成する結論を示している。このルー
ルマトリックスにおいて、第１行目に記載された「低
い、ＰＢ」、「やや低い、ＰＭ」、…は、回路電圧につ
いての前件部の命題を示し、第１列目に記載された「遅
相、ＰＢ」、「やや遅相、ＰＭ」、…などの記載は、無
効電力についての前件部の命題を示している。また各行
と各列とが交差する部分に、各行の左端に示された命題
と各列の上端に示された命題とを前件部とするルールの
後件部の結論とが示されている。表２のルールマトリッ
クスに示された一連のファジィルールをＩｆ〜ｔｈｅｎ
形式の文に書き下すと以下の通りである。

【００４２】 ルール １：If Ｖf is ＰＢ and Ｐf is ＰＢ then Ｋf is ＰＢ． ルール ２：If Ｖf is ＰＭ and Ｐf is ＰＢ then Ｋf is ＰＢ． ルール ３：If Ｖf is ＺＥ and Ｐf is ＰＢ then Ｋf is ＰＭ． ルール ４：If Ｖf is ＮＭ and Ｐf is ＰＢ then Ｋf is ＰＳ． ルール ５：If Ｖf is ＮＢ and Ｐf is ＰＢ then Ｋf is ＺＥ． ルール ６：If Ｖf is ＰＢ and Ｐf is ＰＭ then Ｋf is ＰＢ． ルール ７：If Ｖf is ＰＭ and Ｐf is ＰＭ then Ｋf is ＰＭ． ルール ８：If Ｖf is ＺＥ and Ｐf is ＰＭ then Ｋf is ＰＳ． ルール ９：If Ｖf is ＮＭ and Ｐf is ＰＭ then Ｋf is ＺＥ． ルール１０：If Ｖf is ＮＢ and Ｐf is ＰＭ then Ｋf is ＮＳ． …… …… ルール２５：If Ｖf is ＮＢ and Ｐf is ＮＢ then Ｋf is ＮＢ． 上記のように、回路電圧と無効電力との２つの変数を前
件部変数とし、感度補正係数Ｋf を後件部変数としてフ
ァジィルールを作成する場合には、図３に示したよう
に、回路電圧Ｖf がファジィラベルＰＢ，ＰＭ，ＺＥ，
ＮＭ，ＮＢのそれぞれの概念に適合する度合いを規定す
るメンバシップ関数と、図４に示したように、無効電力
Ｐf がファジィラベルＰＢ，ＰＭ，ＺＥ，ＮＭ，ＮＢの
それぞれの概念に適合する度合いを規程するメンバシッ
プ関数と、図６に示したように、感度補正係数Ｋf がフ
ァジィラベルＮＢ，ＮＭ，ＮＳ，ＺＥ，ＰＳ，ＰＭ及び
ＰＢのそれぞれの概念に適合する度合いを規程するメン
バシップ関数とを用いて、ＭＩＮ・ＭＡＸ法を適用する
ことにより、感度補正係数Ｋf を求める。

【００４３】今、回路電圧Ｖf が約９８［％］であった
とすると、図３に示すように、回路電圧のファジィラベ
ルＰＭの概念に対する適合度μは０．６であり、ファジ
ィラベルＺＥの概念に対する適合度μは０．３５であ
る。回路電圧のその他のファジィラベルの概念に対する
適合度はすべて０である。

【００４４】また無効電力Ｐf が−２５［％］であった
とすると、図４に示すように、ファジィラベルＰＭの概
念に対するＰf の適合度は０．５であり、ファジィラベ
ルＺＥの概念に対するＰf の適合度も０．５である。無
効電力の他のファジィラベルの概念に対する適合度は０
である。

【００４５】ここで、ルール１〜２５のそれぞれについ
て、前件部変数のファジィラベルの概念に対する適合度
の最小値を前件部の評価値ｒi として求める。前件部の
評価値ｒi が０以外の値を示すルールは、ルール７，
８，１２，１３のみであり、その他のルールでは、前件
部の評価値ｒi が０になる。

【００４６】このようにして各ルールの前件部の評価値
ｒi を求めた後、各ルールの後件部の結論を与えるファ
ジィラベルについてのメンバシップ関数を、そのルール
の前件部の評価値ｒi により裁断し（論理積を求め）、
該メンバシップ関数の評価値ｒi から上の部分を除去し
て各ルールの結論としてのファジィ集合を求める。

【００４７】上記の例につき具体的に示すと、ルール７
は、「If Ｖf is ＰＭ and Ｐfis ＰＭ then Ｋf
is ＰＭ．」であるが、この場合、回路電圧Ｖf のＰ
Ｍに対する適合度は０．６、無効電力Ｐf のＰＭに対す
る適合度は０．５である。これらの内、小さい方の適合
度０．５をルール７の前件部の評価値ｒi とし、図７
（Ａ）に示すように、ルール７の後件部の結論を与える
ラベルＰＭのメンバシップ関数を、前件部の評価値ｒi
＝０．５のところで裁断して、０．５から上の部分を除
去することにより、ルール７の結論としてのファジィ集
合Ｍ7 （図７Ａに斜線を施して示した部分）を求める。

【００４８】ルール８は、「If Ｖf is ＺＥ and Ｐ
f is ＰＭ then Ｋf is ＰＳ．」であるが、ここで
Ｖf のＺＥに対する適合度は０．３５であり、Ｐf のＰ
Ｍに対する適合度は０．５である。これらの適合度の
内、小さい方「０．３５」をルール８の前件部の評価値
ｒi とし、図７（Ｂ）に示すように、後件部の結論を与
えるラベルＰＳのメンバシップ関数を前件部の評価値ｒ
i ＝０．３５のところで裁断して、ルール８の結論とし
てのファジィ集合Ｍ8 を求める。

【００４９】ルール１２は、「If Ｖf is ＰＭ and
Ｐf is ＺＥ then Ｋf is ＰＳ．」であるが、ここ
でＶf のＰＭに対する適合度は０．６であり、Ｐf のＺ
Ｅに対する適合度は０．５である。これらの適合度の
内、小さい方「０．５」をルール１２の前件部の評価値
ｒi とし、図７（Ｃ）に示すように、ルール１２後件部
の結論を与えるラベルＰＳのメンバシップ関数を前件部
の評価値０．５のところで裁断して、ルール１２の結論
としてのファジィ集合Ｍ12を求める。

【００５０】ルール１３は、「If Ｖf is ＺＥ and
Ｐf is ＺＥ then Ｋf is ＺＥ．」であり、ここで
Ｖf のＺＥに対する適合度は０．３５、Ｐf のＺＥに対
する適合度は０．５である。これらの適合度の内、小さ
い方「０．３５」をルール１３の前件部の評価値ｒi と
し、図７（Ｄ）に示すように、後件部の結論を与えるラ
ベルＺＥのメンバシップ関数を前件部の評価値０．３５
のところで裁断して、ルール１３の結論としてのファジ
ィ集合Ｍ13を求める。

【００５１】その他のルールでは前件部の評価値が０で
あるので、その評価値により後件部の結論を与えるメン
バシップ関数を裁断すると、ルールの結論としてのファ
ジィ集合は零になる。

【００５２】全てのルールについて結論としてのファジ
ィ集合を求めた後、求められたファジィ集合の論理和を
とって結論としてのファジィ集合を求める。上記の例で
は、図７（Ａ）ないし（Ｄ）に斜線で示したファジィ集
合Ｍ7 ，Ｍ8 ，Ｍ12，Ｍ13の論理和をとることにより、
図６に斜線で示したように、結論としてのファジィ集合
Ｍを求める。

【００５３】次いで、このファジィ集合Ｍの重心Ｇを求
めて非ファジィ化し、この重心Ｇに相当する感度補正係
数Ｋf を推論結果として出力する。このようにして得ら
れた感度補正係数Ｋf を基準移動量（上記の例では２５
［％］）に乗じることにより、不感帯の移動量を求めて
新たな不感帯を設定する。

【００５４】上記の例では、演算部１１で無効電力検出
部５により検出されている無効電力が設定された不感帯
から逸脱しているか否かを判定したが、この判定は出力
制御部１２で行ってもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、回路電
圧及び高調波含有量の少なくとも一方と無効電力とをフ
ァジィルールの前件部変数とし、無効電力の不感帯を定
めるために用いる不感帯設定用変数をファジィルールの
後件部変数として、ファジィ推論を行うことにより、配
電線の状態に対応した不感帯を定めるようにしたので、
回路電圧の変化を抑制しつつ無効電力を適値に調整して
力率の改善を図ることができ、変圧器の利用率の向上と
電力損失の低減とを図ることができる。また回路電圧の
変化抑制効果により、負荷設備の消費電力の増加、寿命
の短縮、または性能の低下等が生じるのを防ぐことがで
きる。

【００５６】更に本発明において、無効電力とともに高
調波含有量をファジィルールの前件部変数として用いた
場合には、力率の調整を行うと同時に高調波成分の低減
をも図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が対象とする調相設備の構成の概略と、
本発明に係わる調相設備制御装置の構成例とを示したブ
ロック図である。

【図２】（Ａ）ないし（Ｃ）は、無効電力に対して設定
する不感帯を説明する説明図である。

【図３】ファジィ推論を行う際に用いるメンバシップ関
数を示した線図である。

【図４】ファジィ推論を行う際に用いる他のメンバシッ
プ関数を示した線図である。

【図５】ファジィ推論を行う際に用いる更に他のメンバ
シップ関数を示した線図である。

【図６】ファジィ推論を行う際に用いる更に他のメンバ
シップ関数を示した線図である。

【図７】（Ａ）ないし（Ｄ）はファジィ推論の過程を説
明する説明図である。

【符号の説明】

１ 変圧器 ２ 配電線 ３ コンデンサバンク ４ 開閉装置 ５ 無効電力検出部 ６ 電圧検出部 ７ 高調波検出部 ８ 変流器 ９ 計器用変圧器 Ｃ コンデンサ Ｌs 直列リアクトル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配電線から検出される無効電力が不感帯
   を逸脱して遅相側または進相側に変化したときに前記配
   電線に接続された調相設備の電力用コンデンサの投入ま
   たは開放を行わせることにより前記無効電力を前記不感
   帯内に収めるように制御する調相設備制御方法におい
   て、 前記配電線から検出される回路電圧及び該回路電圧中の
   高調波含有量の内の少なくとも一方と無効電力とを前記
   配電線の状態を示す状態情報として該状態情報を前件部
   変数とするとともに前記不感帯を定めるために用いる不
   感帯設定用変数を後件部変数として各変数の状態を複数
   のファジィラベルにより段階的に表現した複数のファジ
   ィルールと、前記前件部変数が各ファジィラベルの概念
   に適合する度合いを規定するメンバシップ関数と、前記
   後件部変数が各ファジィラベルの概念に適合する度合い
   を規定するメンバシップ関数とを用いてファジィ推論を
   行うことにより前記前件部変数の値に適合した後件部変
   数の値を出力するファジィ推論手段を設け、 前記配電線から随時検出される状態情報の検出値を前記
   ファジィ推論手段に入力して、検出された状態情報の検
   出値に対応した不感帯設定用変数の値を前記ファジィ推
   論手段から出力させ、 前記ファジィ推論手段から出力される不感帯設定用変数
   の値を用いて前記不感帯を定めることを特徴とする調相
   設備制御方法。
2. 【請求項２】 配電線の回路電圧及び該回路電圧中の高
   調波含有量の内の少なくとも一方と無効電力とを前記配
   電線の状態を示す状態情報として検出する状態情報検出
   部と、 前記状態情報検出部から随時得られる状態情報に対応し
   た無効電力の不感帯を定める不感帯設定手段と、 前記状態情報検出部から検出された無効電力が前記不感
   帯を逸脱して遅相側または進相側に変化したときに前記
   配電線に接続された調相設備の電力用コンデンサの投入
   または開放を指令する指令信号を出力する出力制御部と
   を具備し、 前記不感帯設定手段は、 前記状態情報検出部から得られる状態情報を前件部変数
   とするとともに前記不感帯を設定するために用いる不感
   帯設定用変数を後件部変数として各変数の状態を複数の
   ファジィラベルを用いて段階的に表現した複数のファジ
   ィルールと、前記前件部変数が各ファジィラベルの概念
   に適合する度合いを規定するメンバシップ関数と、前記
   後件部変数が各ファジィラベルの概念に適合する度合い
   を規定するメンバシップ関数とを用いてファジィ推論を
   行うことにより、随時入力される状態情報の検出値に対
   応した不感帯設定用変数の値を出力するファジィ推論部
   と、 前記ファジィ推論部から出力された不感帯設定用変数の
   値を用いて前記不感帯を定めるための演算処理を少なく
   とも行う演算部とを備えていることを特徴とする調相設
   備制御装置。