電壓監(jiān)視控制裝置及電壓監(jiān)視控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電壓監(jiān)視控制裝置及電壓監(jiān)視控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]配電系統(tǒng)一般由高壓系統(tǒng)(通常為6600V)和低壓系統(tǒng)(例如100V?200V)構(gòu)成，一般家庭的受電端與該低壓系統(tǒng)相連接。電力公司負(fù)有將一般家庭的受電端的電壓維持在適當(dāng)范圍(例如在接受100V供電的情況下，將電壓維持在95V?107V)的義務(wù)。為此，電力公司通過(guò)調(diào)整連接至高壓系統(tǒng)的電壓控制設(shè)備(例如，LRT (Load Rat1 ControlTransformer:帶負(fù)載時(shí)抽頭切換器的變壓器)或SVR (Step Voltage Regulator:階躍電壓調(diào)整器)等)的控制量(例如對(duì)抽頭進(jìn)行操作)來(lái)力圖維持一般家庭的受電端處的電壓。另外，下文中，若沒(méi)有特別指出，配電系統(tǒng)指的是該高壓系統(tǒng)。
[0003]以往，關(guān)于配電系統(tǒng)的電壓控制，通常情況下普遍使用本地電壓控制裝置，該本地電壓控制裝置與例如LRT或SVR等變壓器型的電壓控制設(shè)備設(shè)置為一體，或與該電壓控制裝置同時(shí)設(shè)置，基于在該電壓控制設(shè)備的設(shè)置部位附近的測(cè)量信息(電壓及潮流)，以自主分布的方式進(jìn)行電壓控制。然而，近年來(lái)，由于電力的使用方式的多樣化、以及基于太陽(yáng)能發(fā)電等的分布式電源的普及等，配電系統(tǒng)的負(fù)載分布隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)而趨于發(fā)生非均勻的大幅變動(dòng)，因此，利用現(xiàn)有配電系統(tǒng)的電壓控制來(lái)維持適當(dāng)電壓變得較為困難。
[0004]因此，提出了以在整個(gè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)調(diào)整的方式對(duì)配電系統(tǒng)的電壓進(jìn)行集中控制(集中控制方式)，來(lái)取代自主分布式的電壓控制方式。具體而言，提出了下述方案:使用專(zhuān)用的網(wǎng)絡(luò)將配電系統(tǒng)內(nèi)多個(gè)地點(diǎn)的測(cè)量信息(電壓及潮流)集中到集中電壓控制裝置，該集中電壓控制裝置基于這些測(cè)量信息決定各電壓控制設(shè)備的控制量，由集中電壓控制裝置自動(dòng)地將該控制量遠(yuǎn)程地指令給各電壓控制設(shè)備(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利特開(kāi)平9-322404號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0006]然而，近年來(lái)，基于太陽(yáng)能發(fā)電的分布型電源與低壓系統(tǒng)的互連每年都在不斷增多，例如，設(shè)想太陽(yáng)光發(fā)電量因晴天時(shí)云的流動(dòng)導(dǎo)致的日照量急速變化而發(fā)生大幅變化，因此帶來(lái)的配電系統(tǒng)的電壓變化會(huì)達(dá)到不可忽視的程度。在集中電壓控制裝置中，采集配電系統(tǒng)各點(diǎn)的電壓及潮流的測(cè)量信息，向各電壓控制設(shè)備分配最適合的控制，但最適合的控制的確立是基于該時(shí)刻的電壓和潮流的測(cè)量信息來(lái)進(jìn)行的，因此，當(dāng)大量的基于太陽(yáng)能發(fā)電的設(shè)備與低壓系統(tǒng)互連的情況下，有可能產(chǎn)生下述問(wèn)題。
(1)若加長(zhǎng)測(cè)量監(jiān)視周期(例如幾十分鐘左右)，則在太陽(yáng)光發(fā)電量因云的流動(dòng)帶來(lái)的日照量急速變化而發(fā)生了大幅變化的情況等下，無(wú)法追蹤急劇的電壓變動(dòng)。 (2)相反，若縮短測(cè)量監(jiān)視周期(例如，以秒為單位)，則由于用于進(jìn)行測(cè)量監(jiān)視的通信負(fù)荷增大，因此，對(duì)于通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備投資將變得十分膨大。
[0007]如上所述，若考慮到通信負(fù)荷而限制測(cè)量信息的獲取周期，則將難以實(shí)現(xiàn)集中電壓控制裝置對(duì)電壓的短周期變動(dòng)(例如，60秒以下)進(jìn)行直接控制。此外，在變壓器型的電壓控制設(shè)備中，由于通過(guò)抽頭位置的變更來(lái)控制電壓，因此，存在抽頭位置的變更次數(shù)會(huì)導(dǎo)致抽頭裝置的壽命變短的問(wèn)題。另一方面，在SVC(Static Var Compensator:靜止型無(wú)功功率補(bǔ)償裝置)、或帶無(wú)功功率調(diào)整功能的PCS (Power Condit1ning System:功率調(diào)節(jié)器)等無(wú)功功率控制型的電壓控制設(shè)備中，能夠通過(guò)本地控制來(lái)抑制短周期的電壓變動(dòng)。
[0008]因此，可考慮在預(yù)計(jì)存在高頻度且較大的電壓變動(dòng)的配電線中變壓器型的電壓控制設(shè)備的下游(負(fù)載側(cè))設(shè)置無(wú)功功率控制型的電壓控制設(shè)備，吸收短周期的電壓變化，并利用變壓器型的電壓控制設(shè)備來(lái)吸收較平緩的電壓變化。
[0009]變壓器型的電壓控制設(shè)備中，可考慮采用下述方式:若脫離作為目標(biāo)的控制范圍沒(méi)有持續(xù)一定時(shí)間(例如，90秒)，則不進(jìn)行抽頭動(dòng)作，從而使得抽頭裝置不會(huì)頻繁地進(jìn)行動(dòng)作。然而，若該時(shí)間常數(shù)設(shè)得過(guò)大，則從電壓的適當(dāng)范圍脫離的情況(電壓越限)會(huì)持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間或經(jīng)常發(fā)生。因此，存在以下問(wèn)題，即:為了在頻繁發(fā)生較大的電壓變動(dòng)的條件下可靠地抑制變壓器型的電壓控制設(shè)備的抽頭變更次數(shù)，需要設(shè)置高價(jià)的大容量的無(wú)功功率控制型的電壓控制設(shè)備。
[0010]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于，在不增大通信負(fù)荷的情況下，能夠追蹤配電系統(tǒng)的電壓變動(dòng)從而將電壓維持在適當(dāng)范圍，并且能夠抑制成本、抑制變壓器型的電壓控制設(shè)備的抽頭變更次數(shù)。
解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
[0011]為了解決上述問(wèn)題，達(dá)成目的，本發(fā)明的電壓監(jiān)視控制裝置通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)分別與第1本地電壓控制裝置及第2本地電壓控制裝置相連，所述第1本地電壓控制裝置與連接至高壓系統(tǒng)的配電線且對(duì)該配電線的電壓進(jìn)行控制的變壓器型的電壓控制設(shè)備相連，以比第1周期要短的第2周期對(duì)該電壓控制設(shè)備的控制量進(jìn)行調(diào)整，以使得該電壓控制設(shè)備進(jìn)行控制的電壓值被維持在按所述第1周期進(jìn)行更新的電壓上限值及電壓下限值的范圍內(nèi)，所述第2本地電壓控制裝置與控制配電線的電壓的無(wú)功功率調(diào)整型的電壓控制設(shè)備相連，以比所述第1周期要短的第3周期對(duì)該電壓控制設(shè)備的控制量進(jìn)行調(diào)整，該電壓監(jiān)視控制裝置的特征在于，包括:負(fù)載發(fā)電量預(yù)測(cè)部，該負(fù)載發(fā)電量預(yù)測(cè)部在平均負(fù)載量和平均發(fā)電量的條件下、最小負(fù)載量和最大發(fā)電量的條件下、以及最大負(fù)載量和最小發(fā)電量的條件下，以所述第1周期分別對(duì)配電系統(tǒng)的各點(diǎn)處的表示純負(fù)載與發(fā)電量的差分的負(fù)載發(fā)電量分布進(jìn)行預(yù)測(cè)；電壓變動(dòng)幅度預(yù)測(cè)部，該電壓變動(dòng)幅度預(yù)測(cè)部基于所述負(fù)載發(fā)電量分布，對(duì)所述第1周期內(nèi)的所述電壓的電壓變動(dòng)幅度進(jìn)行預(yù)測(cè)；控制目標(biāo)電壓決定部，該控制目標(biāo)電壓決定部基于所述電壓變動(dòng)幅度預(yù)測(cè)部所預(yù)測(cè)到的所述電壓變動(dòng)幅度來(lái)決定針對(duì)到適當(dāng)電壓范圍的上限為止的裕度的第1閾值、以及針對(duì)到適當(dāng)電壓范圍的下限為止的裕度的第2閾值，并基于到所述上限為止的裕度與所述第1閾值的差、以及到所述下限為止的裕度與所述第2閾值的差，來(lái)決定向所述第1本地電壓控制裝置進(jìn)行指令的控制目標(biāo)值；電壓上下限值決定部，該電壓上下限值決定部基于所述控制目標(biāo)值來(lái)決定所述電壓上限值和所述電壓下限值；以及收發(fā)部，該收發(fā)部經(jīng)由所述通信網(wǎng)絡(luò)將所述電壓上限值及所述電壓下限值發(fā)送給所述第1本地電壓控制裝置。
發(fā)明效果
[0012]根據(jù)本發(fā)明，獲得下述效果:能夠在不增大通信負(fù)荷的情況下，追蹤配電系統(tǒng)的電壓變動(dòng)從而將電壓維持在適當(dāng)范圍，并且能夠抑制成本、抑制變壓器型的電壓控制設(shè)備的抽頭變更次數(shù)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是表示本發(fā)明所涉及的實(shí)施方式的配電系統(tǒng)電壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例的圖。
圖2是表示集中電壓控制裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例的圖。
圖3是用于說(shuō)明實(shí)施方式的電壓控制動(dòng)作的流程圖。
圖4是表示無(wú)功功率調(diào)整型電壓控制設(shè)備所進(jìn)行的電壓補(bǔ)償?shù)囊粋€(gè)示例的圖。
圖5是用于說(shuō)明實(shí)施方式的上側(cè)電壓變動(dòng)幅度、下側(cè)電壓變動(dòng)幅度的設(shè)定方法的圖。
圖6是用于對(duì)將來(lái)1小時(shí)的配電系統(tǒng)的最佳電壓分布進(jìn)行計(jì)算的流程圖。
圖7是用于詳細(xì)說(shuō)明圖3的步驟S14的處理的圖。
圖8是表示無(wú)功功率調(diào)整型電壓控制設(shè)備中的電壓控制的一個(gè)示例的圖。
圖9是表示無(wú)功功率調(diào)整型電壓控制設(shè)備的電壓補(bǔ)償能力產(chǎn)生裕度的示例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面，基于附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明所涉及的電壓監(jiān)視控制裝置及電壓監(jiān)視控制方法的實(shí)施方式。此外，本發(fā)明并不由本實(shí)施方式所限制。
[0015]實(shí)施方式.圖1是表示本發(fā)明所涉及的實(shí)施方式的配電系統(tǒng)電壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例的圖。圖1中，電壓控制設(shè)備1例如是變電所所設(shè)置的作為配電用變壓器的LRT(Load Rat1Control Transformer:帶負(fù)載時(shí)抽頭切換器的變壓器)。電壓控制設(shè)備1與本地電壓控制裝置11相連，本地電壓控制裝置11對(duì)電壓控制設(shè)備1進(jìn)行控制。本地電壓控制裝置(電壓控制裝置)11例如能夠與電壓控制設(shè)備1設(shè)置為一體，或者與該電壓控制設(shè)備1同時(shí)設(shè)置。本地電壓控制裝置11通過(guò)調(diào)整電壓控制設(shè)備1的控制量來(lái)控制電壓控制設(shè)備1，具體而言，通過(guò)調(diào)整抽頭位置來(lái)控制電壓控制設(shè)備1。此外，本地電壓控制裝置11具有通信功能，與通信網(wǎng)絡(luò)7相連。
[0016]電壓控制設(shè)備1的二次側(cè)連接有母線2。母線2上例如并聯(lián)連接有兩根配電線4-1、4-2。配電線4-1、4-2是高壓系統(tǒng)(電壓電平為6600V)的配電線。
[0017]配電線4-1的一端經(jīng)由斷路器3-1與母線2相連接。配電線4-1上的多個(gè)部位分別設(shè)置有用于對(duì)配電線4-1的電壓及潮流進(jìn)行測(cè)量的電壓潮流測(cè)量裝置10。S卩，電壓潮流測(cè)量裝置10與配電線4-1相連，對(duì)其連接部位處的電壓及潮流進(jìn)行測(cè)量，并將該測(cè)量值作為測(cè)量信息進(jìn)行輸出。電壓潮流測(cè)量裝置10例如每隔一定周期(例如，每隔1秒)測(cè)量電壓及潮流，將測(cè)量得到的結(jié)果的規(guī)定時(shí)間(例如，1分鐘時(shí)間)的平均值作為測(cè)量信息進(jìn)行發(fā)送。電壓潮流測(cè)量裝置10具有通信功能，與通信網(wǎng)絡(luò)7相連。電壓潮流測(cè)量裝置10通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)7，例如定期地將測(cè)量信息發(fā)送給集中電壓控制裝置8。集中電壓控制裝置8針對(duì)作為對(duì)象的系統(tǒng)范圍決定作為目標(biāo)的電壓分布以及成為目標(biāo)電壓分布的各電壓控制設(shè)備的動(dòng)作狀態(tài)，并向各電壓控制設(shè)備提供指令值。另外，集中電壓控制裝置8可設(shè)置于管轄作為對(duì)象的系統(tǒng)范圍的營(yíng)業(yè)所或控制站等。
[0018]此外，在配電線4-1上還連接有電壓下降補(bǔ)償用的SVR(Step Voltage Regulator:階躍電壓調(diào)整器)即電壓控制設(shè)備5。該電壓控制設(shè)備5與控制電壓控制設(shè)備5的本地電壓控制裝置15相連接。本地電壓控制裝置15例如能夠與電壓控制設(shè)備5設(shè)置為一體，或者與該電壓控制設(shè)備5同時(shí)設(shè)置。本地電壓控制裝置15通過(guò)調(diào)整電壓控