電壓監(jiān)視控制系統(tǒng)、電壓監(jiān)視控制裝置、測量裝置和電壓監(jiān)視控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電壓監(jiān)視控制系統(tǒng)、電壓監(jiān)視控制裝置、測量裝置和電壓監(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6600V)和低壓系統(tǒng)(例如100V?200V)構(gòu)成，普通用戶的進(jìn)電端連接到該低壓系統(tǒng)。電力運(yùn)營商有義務(wù)將普通用戶的進(jìn)電端的電壓保持在適當(dāng)范圍(例如在進(jìn)電電壓為100V時(shí)將電壓保持在95V?107V)。因此，電力運(yùn)營商通過調(diào)整連接到高壓系統(tǒng)的電壓控制設(shè)備(例如，LRT(Load Rat1 Control Transformer:附有負(fù)載時(shí)抽頭切換器的變壓器)或SVR(St印Voltage Regulator:階躍電壓調(diào)整器)等)的控制量(例如通過操作抽頭)來實(shí)現(xiàn)普通用戶的進(jìn)電端的電壓保持。再有，除非另有說明，下文出現(xiàn)的配電系統(tǒng)均指這種高壓系統(tǒng)。
[0003]一直以來，對(duì)于配電系統(tǒng)的電壓控制，例如將LRT或SVR等變壓器型電壓控制設(shè)備與該電壓控制設(shè)備一體化或?qū)⑵洳⑴旁O(shè)置于該電壓控制裝置，同時(shí)在基于該電壓控制設(shè)備的設(shè)置地點(diǎn)附近的測量信息(電壓和潮流(power flow))以自立分散方式進(jìn)行電壓控制的本地電壓控制裝置已經(jīng)廣泛普及。然而，近年由于用電方式的多樣化和太陽能發(fā)電等導(dǎo)致的分散式電源的普及等，配電系統(tǒng)的負(fù)載分布有隨著時(shí)間推移而非一致地大幅變動(dòng)的傾向，已經(jīng)難以通過傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)的電壓控制來保持適當(dāng)電壓。
[0004]因此，取代自立分散式的電壓控制方式，提出了對(duì)配電系統(tǒng)的電壓以在系統(tǒng)總體得到調(diào)整的方式進(jìn)行集中控制的方案(集中控制方式)。具體而言，提出了這樣的結(jié)構(gòu):將位于配電系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)地點(diǎn)的測量信息(電壓和潮流)使用專門的網(wǎng)絡(luò)收集到集中電壓控制裝置，該集中電壓控制裝置基于這些測量信息來確定各電壓控制設(shè)備的控制量，并將此控制量從集中電壓控制裝置自動(dòng)地通過遠(yuǎn)程指令發(fā)送到各電壓控制設(shè)備(例如，參見專利文獻(xiàn)1)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:特開平9-322404號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0006]然而，近年來與通過太陽能發(fā)電的分散式電源的低壓系統(tǒng)的連接在逐年增大，可以預(yù)想的是例如由于晴天時(shí)云的流動(dòng)所導(dǎo)致的太陽輻射量急劇變化，使得太陽能發(fā)電量變化很大，將使配電系統(tǒng)的電壓變化達(dá)到不能無視的程度。集中電壓控制裝置收集配電系統(tǒng)各點(diǎn)處的電壓和潮流的測量信息，并將最佳的控制分配給各電壓控制設(shè)備，而由于最佳控制的方案要基于當(dāng)時(shí)時(shí)刻的電壓和潮流的測量信息來進(jìn)行，因此，如果太陽能發(fā)電被大量地連接到低壓系統(tǒng)，則有出現(xiàn)如下問題的可能性。
(1)如果將測量監(jiān)視周期加長(例如幾十分鐘左右)，則在由于云的流動(dòng)導(dǎo)致的太陽輻射量急劇變化而使太陽能發(fā)電量變化很大等情況下，無法追蹤急劇的電壓變動(dòng)。
(2)相反地，如果將測量監(jiān)視周期縮短(例如以秒為單位)，則由于測量監(jiān)視用的通信負(fù)載增大，使得對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的投資變得龐大。
[0007]另一方面，變壓器型電壓控制設(shè)備是通過變更抽頭位置來控制電壓的，難以去除短周期(例如幾秒到幾十秒的周期)的電壓變動(dòng)(以下稱為短周期變動(dòng))。
[0008]另外，如上所述，考慮通信負(fù)載而對(duì)測量信息的取得周期加以限制，集中電壓控制裝置便不能掌握電壓的短周期變動(dòng)。因此，如果集中電壓控制裝置通過基于測量信息的最佳控制的方案來求出變壓器型電壓控制設(shè)備的最佳電壓，并將該最佳電壓作為控制量向變壓器型電壓控制設(shè)備進(jìn)行指令，會(huì)有發(fā)生電壓因短周期變動(dòng)而超出適當(dāng)范圍的可能。為了避免這樣的電壓超出適當(dāng)范圍的情況，可以考慮如下方法:集中電壓控制裝置對(duì)通過最佳控制的方案求出的最佳電壓考慮預(yù)先確定的裕量來求出電壓范圍(電壓上限值和電壓下限值)，并將電壓范圍作為指令發(fā)送給變壓器型電壓控制設(shè)備。
[0009]然而，由于集中電壓控制裝置如上述所述那樣因通信負(fù)載問題而不能掌握實(shí)際的短周期變動(dòng)，因此，無法考慮實(shí)際的短周期變動(dòng)來設(shè)定裕量。因此，存在這樣的問題:當(dāng)電壓的實(shí)際短周期變動(dòng)大于裕量時(shí)，配電系統(tǒng)內(nèi)的電壓有可能會(huì)超出適當(dāng)范圍。另一方面，如果將裕量設(shè)得過大，則有可能在最佳控制的方案中無法求出用來使電壓收斂于適當(dāng)范圍內(nèi)的控制量的解。
[0010]并且，考慮到配電系統(tǒng)內(nèi)短周期變動(dòng)的大小因地點(diǎn)而異，存在裕量的適當(dāng)值因變壓器型電壓控制設(shè)備的不同而不同的可能性。然而，集中電壓控制裝置如上述所述那樣無法基于實(shí)際的短周期變動(dòng)來確定裕量。因此，會(huì)出現(xiàn)與實(shí)際運(yùn)行的短周期變動(dòng)大小相比裕量取得過多的地點(diǎn)，另一方面可能出現(xiàn)裕量過少的地點(diǎn)，存在電壓超出適當(dāng)范圍的可能性。
[0011]本發(fā)明鑒于上述情況而設(shè)計(jì)，其目的在于做到在不使通信負(fù)載增大的情況下追蹤配電系統(tǒng)的電壓變動(dòng)以保持電壓，并且向變壓器型電壓控制設(shè)備指令適當(dāng)電壓范圍。
解決技術(shù)問題的手段
[0012]為了解決上述的技術(shù)問題以達(dá)成目的，本發(fā)明的特征在于包括:與高壓系統(tǒng)的配電線連接的、控制該配電線的電壓的多個(gè)電壓控制設(shè)備；調(diào)整所述電壓控制設(shè)備的控制量以使該電壓控制設(shè)備控制的電壓值維持在每隔第一周期更新的電壓上限值和電壓下限值的范圍內(nèi)的多個(gè)本地電壓控制裝置；與所述配電線連接的、以短于所述第一周期的第二周期測量該配電線的電壓并每隔長于所述第二周期的第三周期基于所測的電壓算出并發(fā)送表示所述電壓的變動(dòng)幅度的變動(dòng)幅度信息的測量裝置；以及經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)與所述本地電壓控制裝置和所述測量裝置相連接的集中電壓控制裝置，所述集中電壓控制裝置包括:經(jīng)由所述通信網(wǎng)絡(luò)與所述本地電壓控制裝置通信并經(jīng)由所述通信網(wǎng)絡(luò)從所述測量裝置接收所述變動(dòng)幅度信息的發(fā)送接收單元；基于所述變動(dòng)幅度信息算出所述第一周期內(nèi)的所述電壓的變動(dòng)幅度的電壓變動(dòng)幅度計(jì)算單元；基于所述電壓變動(dòng)幅度計(jì)算單元算出的所述變動(dòng)幅度確定相對(duì)于到適當(dāng)電壓范圍上限為止的裕度的第一閾值和相對(duì)于到適當(dāng)電壓范圍下限為止的裕度的第二閾值，并基于到所述上限為止的裕度與所述第一閾值之差、和到所述下限為止的裕度與所述第二閾值之差來確定向各所述本地電壓控制裝置指令的控制目標(biāo)值的控制目標(biāo)電壓確定單元；以及基于所述控制目標(biāo)值來確定通過發(fā)送接收單元分別發(fā)送給各所述本地電壓控制裝置的電壓上限值和電壓下限值的電壓上下限值確定單元。
發(fā)明的效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明，可取得如下效果:能夠不增大通信負(fù)載地追蹤配電系統(tǒng)的電壓變動(dòng)來保持電壓，同時(shí)向變壓器型電壓控制設(shè)備指令適當(dāng)電壓范圍。
【附圖說明】
[0014]圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的實(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是表示電壓測量和電壓的變動(dòng)幅度計(jì)算的概念的圖。
圖4是表示關(guān)于被數(shù)據(jù)庫化的信息的處理過程的一個(gè)示例的流程圖。
圖5是用于說明電壓控制的動(dòng)作的流程圖。
圖6是用于計(jì)算未來1小時(shí)的配電系統(tǒng)的最佳電壓分布的流程圖。
圖7用于說明圖5的步驟S14的處理細(xì)節(jié)的圖。
圖8是表示對(duì)一定期間內(nèi)的上側(cè)變動(dòng)幅度和太陽輻射量進(jìn)行標(biāo)繪的一個(gè)示例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下，參照附圖就本發(fā)明的電壓監(jiān)視控制系統(tǒng)、電壓監(jiān)視控制裝置、測量裝置和電壓監(jiān)視控制方法的實(shí)施方式作詳細(xì)說明。再有，本發(fā)明不受此實(shí)施方式的限定。
[0016]實(shí)施方式.圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的配電系統(tǒng)電壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一例的圖。圖1中，電壓控制設(shè)備1是例如設(shè)于變電所的、作為配電用變壓器的LRT(Load Rat1 ControlTransformer:附有負(fù)載時(shí)抽頭切換器的變壓器)。本地電壓控制裝置11被連接到電壓控制設(shè)備1，且該本地電壓控制裝置11對(duì)電壓控制設(shè)備1實(shí)施控制。本地電壓控制裝置(電壓控制裝置)11例如可以與電壓控制設(shè)備1形成為一體或并排設(shè)置。本地電壓控制裝置11通過調(diào)整電壓控制設(shè)備1的控制量、具體來說就是調(diào)整抽頭位置來控制電壓控制設(shè)備1。另夕卜，本地電壓控制裝置11具有通信功能，并被連接到通信網(wǎng)絡(luò)7。
[0017]在電壓控制設(shè)備1的次級(jí)側(cè)連接有母線2。母線2并聯(lián)連接例如2個(gè)配電線4-1、4-2。配電線4-1、4-2為高壓系統(tǒng)(電壓電平為6600V)的配電線。
[0018]配電線4-1的一端經(jīng)由斷路器3-1連接到母線2。在配電線4-1的多處分別設(shè)有測量配電線4-1的電壓和潮流的電壓潮流測量裝置10(測量裝置)。S卩，電壓潮流測量裝置10連接到配電線4-1，在它們的連接處測量電壓和潮流，并將通過例如統(tǒng)計(jì)處理等對(duì)這些測量值進(jìn)行處理的結(jié)果作為測量信息而輸出。另外，智能電表12(測量裝置)也被連接至配電線4-1。智能電表12測量與配電線4-1的連接處的電壓，并將通過例如統(tǒng)計(jì)處理等對(duì)這些測量值進(jìn)行處理的結(jié)果作為測量信息而輸出。電壓潮流測量裝置10和智能電表12具有通信功能，與通信網(wǎng)絡(luò)7連接。電壓潮流測量裝置10和智能電表12經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)7例如定期地向集中電壓控制裝置8發(fā)送測量信息。后文將闡述電壓潮流測量裝置10和智能電表12發(fā)送的測量信息。集中電壓控制裝置8針對(duì)作為對(duì)象的系統(tǒng)范圍來確定作為目標(biāo)的電壓分布和成為目標(biāo)的電壓分布的各電壓控制設(shè)備的動(dòng)作狀態(tài)，并將指令值提供給各電壓控制設(shè)備。再有，集中電壓控制裝置8可以在所管轄的營業(yè)所或控制站等處設(shè)置作為對(duì)象的系統(tǒng)范圍。
[0019]另外，在配電線4-1上連接有電壓降補(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、6。在電壓控制設(shè)備5上連接有對(duì)電壓控制設(shè)備5進(jìn)行控制的本地電壓控制裝置15。本地電壓控制裝置15例如可以與電壓控制設(shè)備5形成為一體或并排設(shè)置。本地電壓控制裝置15通過調(diào)整電壓控制設(shè)備5的控制量、具體說就是調(diào)整抽頭位置來控制電壓控制設(shè)備5。同樣地，電壓控制設(shè)備6上連接有對(duì)電壓控制設(shè)備6進(jìn)行控制的本地電壓控制裝置16。本地電壓控制裝置16對(duì)電壓控制設(shè)備6進(jìn)行控制。另外，本地電壓控制裝置15、16具有通信功能，并連接到通信網(wǎng)絡(luò)7。
[0020]配電線4-2的一端經(jīng)由斷路器3-2連接到母線2。與配電線4_1 一樣，配電線4_2的多處分別設(shè)有測量配電線4-2的電壓和潮流的電壓潮流測量裝置10。
[0021]配電線4-1、4_2是高壓系統(tǒng)的配電線，雖然省略了圖示