JP2013128345A - 信号生成装置、プログラム、信号生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電圧調整装置のタップ切換回数を抑制しつつ、系統電圧が適正範囲から逸脱することを防止する。
【解決手段】信号生成装置は、所定位置の現在の電圧を所定範囲内の電圧とすることが可能なタップの切り換え範囲と、複数のタップのそれぞれのタップの位置のうち、所定位置の現在の電圧を所定範囲内の所定レベルとするためのタップの第１の位置と、タップの切り換え回数を抑制するための所定の計画に基づいて得られるタップの第２の位置と、現在選択されているタップの第３の位置とを取得する取得部と、第１〜第３の位置のうち、第１の位置と、第２及び第３の位置のうち少なくとも何れか一方の位置とがタップの切り換え範囲に含まれている場合、第１〜第３の位置のうち、所定位置の電圧が最も高くなる位置と所定位置の電圧が最も低くなる位置との間の位置のタップを、電圧調整装置に選択させるための指示信号を生成する生成部と、を備える。
【選択図】図１４

Description

本発明は、信号生成装置、プログラム、及び信号生成方法に関する。

電気事業法施行規則では、各需要家の受電端電圧を１０１±６Ｖ、或いは２０２±２０Ｖの範囲に維持するよう定めている。また高圧以上の系統については、法的規則は無いものの、電力会社が適正電圧を維持する役割を担っている。例えば、配電系統では、電圧を適正範囲に維持するため、各種電圧調整機器が設置されている。電圧調整機器は、負荷時タップ切換変圧器（ＬＲＴ：Load Ratio Control Transformer）やステップ式自動電圧調整器（ＳＶＲ：Step Voltage Regulator）といった変圧器の変圧比操作により電圧を調整する機器と、電力用コンデンサ、分路リアクトル、ＳＶＣ（Static Var Compensator）といった無効電力の操作により電圧を調整する機器とに大きく分けられる。現在、これらの電圧調整機器はそれぞれ自端の情報に基づいて動作している（自端電圧制御）。

しかし、自端電圧制御では配電系統電圧の全体最適化は困難であるため、今後配電系統に太陽光発電（ＰＶ:Photovoltaics）等の自然エネルギーを活用した分散型電源の導入が進むと、逆潮流や出力変動により電圧が適正範囲を逸脱する恐れがある。

そこで、監視制御装置が対象となる系統内のセンサ及び電圧調整機器と通信手段を介してつながり、監視制御装置で系統及び機器の情報を一括収集し、その情報を元に演算をして制御指令値を導出し、導出した制御指令値を各電圧調整機器に送信し、各電圧調整機器は監視制御装置からの制御指令値に基づいて動作することで配電系統電圧の全体最適化を図る集中電圧制御が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

ところで、電圧調整機器の内、ＬＲＴ、ＳＶＲは特に広範囲、且つ長周期の負荷・分散型電源出力変動に対する電圧調整に優れており、配電系統の電圧調整において主要な電圧調整機器と位置づけられている。しかし一方で、タップ切換が実行されると、タップ切換器の接点の磨耗等により機器寿命が短くなるという問題がある。

そこで、ＬＲＴ、ＳＶＲが対象とする制御範囲について、将来の各時間断面における各需要家の消費電力、各分散型電源の発電電力の予測値に基づき、配電系統各点の電圧を適正範囲に収めるという制約の元、ＬＲＴ、ＳＶＲのタップ切換回数の低減を実現するタップ推移（タップ計画値）を導出し、タップ計画値に基づいて制御する方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

特開２００８−２７８６５８号公報 特開２００９−６５７８８号公報

林泰弘、外３名、「分散型電源が連系された配電系統における最適送出し電圧の決定手法」電気学会誌Ｂ、２００５年、１２５巻、９号、８４６−８５４頁

ＬＲＴ、ＳＶＲを含む集中電圧制御においては、例えば、特許文献１及び特許文献２の技術を用いて、常に配電系統各点の電圧が適正範囲の中心に近づくようにタップ切換を行うと、タップ切換回数が増加する場合がある。

一方、例えば、非特許文献１に記載された様に、タップ切換回数の低減を考慮したタップ計画値に基づいてＬＲＴ、ＳＶＲを操作すると、負荷・分散型電源出力予測が外れた場合、配電系統電圧が適正範囲を逸脱する懸念がある。

上述の通り、各時間断面での配電系統電圧の適正範囲逸脱防止と、長期的時間断面でのタップ切換回数低減は時間断面によっては相反する要求となる場合がある。しかし、相反する要求となった場合でも、状況に応じて適切にタップ指令値を導出する手法は確立されていないのが現状である。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、電圧調整装置のタップ切換回数を抑制しつつ、系統電圧が適正範囲から逸脱することを防止することが可能な信号生成装置、プログラム、及び信号生成方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一つの側面に係る、電力系統の所定位置の電圧を昇圧または降圧すべく複数のタップを切り換える電圧調整装置に前記複数のタップの何れかを選択させるための指示信号を生成する信号生成装置は、前記所定位置の現在の電圧を所定範囲内の電圧とすることが可能な前記タップの切り換え範囲と、前記複数のタップのそれぞれのタップの位置のうち、前記所定位置の現在の電圧を前記所定範囲内の所定レベルとするための前記タップの第１の位置と、前記タップの切り換え回数を抑制するための所定の計画に基づいて得られる前記タップの第２の位置と、現在選択されている前記タップの第３の位置とを取得する取得部と、前記第１〜第３の位置のうち、前記第１の位置と、前記第２及び第３の位置のうち少なくとも何れか一方の位置とが前記タップの前記切り換え範囲に含まれている場合、前記第１〜第３の位置のうち、前記所定位置の電圧が最も高くなる位置と前記所定位置の電圧が最も低くなる位置との間の位置の前記タップを、前記電圧調整装置に選択させるための前記指示信号を生成する生成部と、を備える。

電圧調整装置のタップ切換回数を抑制しつつ、系統電圧が適正範囲から逸脱することを防止することが可能な信号生成装置、プログラム、及び信号生成方法を提供することができる。

電力系統１０の概要を示す図である。 ＬＲＴ２０の概要を説明するための図である。 指令値生成装置６０の構成の一例を示す図である。 指令値生成装置６０に実現される機能ブロックを示す図である。 タップ最適値、タップ計画値、タップ現在値の内、選択可能タップの中に唯一タップ最適値のみが存在した状態を説明するための図である。 タップ最適値がタップ指令値となる場合の一例を示す図である。 タップ最適値がタップ指令値となる場合の一例を示す図である。 タップ計画値がタップ指令値となる場合の一例を示す図である。 タップ計画値がタップ指令値となる場合の一例を示す図である。 タップ現在値がタップ指令値となる場合の一例を示す図である。 タップ現在値がタップ指令値となる場合の一例を示す図である。 タップ最適値及びタップ現在値の値がタップ指令値となる場合の一例を示す図である。 タップ計画値、タップ最適値及びタップ現在値の値がタップ指令値となる場合の一例を示す図である。 指令値生成装置６０で実行される処理の一例を示すフローチャートである。 指令値生成装置６０が適用される電力系統１１の概要を示す図である。 指令値生成装置６０において得られる選択可能タップ、タップ最適値、タップ計画値、及びタップ指令値の時間推移の一例を示す図である。 指令値生成装置６０において得られる選択可能タップ、タップ最適値、タップ計画値、及びタップ指令値の時間推移の一例を示す図である。 指令値生成装置６５に実現される機能ブロックを示す図である。 タップ指令値がシフトされる状態を説明するための図である。 タップ指令値が変化しない状態を説明するための図である。 指令値生成装置６５で実行される処理の一例を示すフローチャートである。 指令値生成装置６５において得られる選択可能タップ、タップ最適値、タップ計画値、及びタップ指令値の時間推移の一例を示す図である。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

＜＜電力系統１０の概要について＞＞
図１は、電力系統１０の概要を示す図である。電力系統１０は、母線１５、ＬＲＴ２０、ＳＶＲ２１，２２、センサ開閉器３０〜３９、変圧器４０〜４８、負荷（需要家負荷）５０〜５３、電源（分散型電源）５５〜５８、及び指令値生成装置６０〜６２を含んで構成される。

ＬＲＴ２０は、送電系統からの電圧を変圧して母線１５に供給する。母線１５とＳＶＲ２１との間には、センサ開閉器３０〜３２が設けられて、母線１５とＳＶＲ２２との間には、センサ開閉器３３〜３５が設けられている。

センサ開閉器３０〜３９は、電流センサ及び電圧センサ（不図示）を備えた開閉器である。なお、ここでは、センサ開閉器３０〜３９の全ては投入されている（閉じられている）こととする。したがって、電力系統１０には、負荷５０〜５３のそれぞれは変圧器４０〜４３を介して接続され、電源５５〜５８のそれぞれは変圧器４５〜４８を介して接続されることになる。なお、電源５５〜５８は、例えば、太陽光発電設備や風力発電設備等である。

図２は、ＬＲＴ２０の概要を説明するための図である。ＬＲＴ２０は、配電線８０，８１、調整変圧器８２、負荷時タップ切換器８３、及び駆動機器８４を含んで構成される。

配電線８０は、調整変圧器８２の１次側に接続される電線であり、送電系統からの電圧が印加される。配電線８１は、調整変圧器８２の２次側（母線１５側）に接続される電線である。調整変圧器８２は、例えば、１０のタップｔ１〜ｔ１０を有する単巻変圧器である。

負荷時タップ切換器８３は、調整変圧器８２のタップを切り換える機器である。本実施形態では、負荷時タップ切換器８３が、例えばタップをタップｔ１０からｔ１方向へと切り換えると、配電線８１の電圧は昇圧される。一方、負荷時タップ切換器８３が、タップをタップｔ１からｔ１０方向へと切り換えると、配電線８１の電圧は降圧される。

駆動機器８４は、指令値生成装置６０からのタップ指令値に基づいて、負荷時タップ切換器８３にタップの切り換え動作をさせるための機器である。例えば、タップｔ５を選択させるためのタップ指令値Ｓ１が入力されると、駆動機器８４は、タップｔ５が選択されるよう負荷時タップ切換器８３を制御する。

なお、本実施形態におけるＳＶＲ２１，２２は、ＬＲＴ２０と同様であるため、詳細な説明は省略する。ただし、ＳＶＲ２１は、指令値生成装置６１からのタップ指令値Ｓ２に基づいて動作し、ＳＶＲ２２は、指令値生成装置６２からのタップ指令値Ｓ３に基づいて動作する。

指令値生成装置６０（信号生成装置）は、例えば、電力系統１０に分散配置されたセンサ開閉器３０〜３５からの出力（電流、電圧）や、負荷５０，５１の消費電力、電源５５，５６の発電量等に基づいて、ＬＲＴ２０のタップ位置を指示するためのタップ指令値Ｓ１（指示信号）を出力する。指令値生成装置６０は、例えば図３に示すように、記憶装置９０、及びＣＰＵ９１を含んで構成される。

記憶装置９０は、ＣＰＵ９１が実行するプログラムデータや、各種データを記憶する。ＣＰＵ９１は、記憶装置９０に記憶されるプログラムデータを実行することにより、指令値生成装置６０に各種機能ブロックを実現する。具体的には、指令値生成装置６０には、図４に示すように、算出部１００、及び指令値出力部１０１が実現される。

算出部１００は、例えば、ＬＲＴ２０におけるタップの位置に関する各種値を算出する。算出部１００は、選択可能タップ算出部１１０、最適値算出部１１１、及び計画値算出部１１２を含んで構成される。

選択可能タップ算出部１１０は、ＬＲＴ２０が選択可能タップの範囲を算出する。ここで、選択可能タップとは、ＬＲＴ２０が対象とする制御範囲について、現在の各需要家（負荷５０，５１）の消費電力、各分散型電源（電源５５，５６）の発電電力を計測、或いは推定し、ＬＲＴ２０のタップを操作した時に、そのＬＲＴ２０が対象とする制御範囲において、各地点電圧が適正範囲に維持できるか否かを判断し、現時点において適正範囲を維持できると判断したタップの候補（複数の場合もある）である。なお、ＬＲＴ２０のタップをどのように操作しても各地点電圧のいずれかが適正範囲を逸脱するような場合は、逸脱量が最小となるタップを選択するなど、各時間断面で選択可能タップは必ず１段以上存在することとする。また、適正範囲（所定範囲）に維持すべく各地点（所定位置）の電圧は、例えば、負荷５０の受電電圧（負荷５０が変圧器４０を介してセンサ開閉器３０，３１の送電線に接続されるノードの電圧）等である。また、選択可能タップ導出方法については、例えば、非特許文献１に開示されている。

最適値算出部１１１は、ＬＲＴ２０が選択可能なタップの中で最適なタップの位置（第１の位置）を示すタップ最適値を算出する。ここで、タップ最適値とは、ＬＲＴ２０が対象とする制御範囲について、現在の各需要家（負荷５０，５１）の消費電力、各分散型電源（電源５５，５６）の発電電力を計測、或いは推定し、適正電圧の維持を考慮して現時点での最適なタップ位置を求めたものである。但し、時々刻々と変化する各需要家の消費電力、各分散型電源の発電電力によっては、タップ最適値が頻繁に変化することになり、タップ切換回数の観点で問題となる場合がある。なお、タップ最適値は必ず選択可能タップの中に含まれることとする。例えば、ＬＲＴ２０のタップをどのように操作しても各地点の電圧のいずれか適正範囲を逸脱するような場合は、選択可能タップとした唯一のタップ位置をタップ最適値として選択する。また、ＬＲＴ２０において最適なタップの位置が選択されている場合、負荷５０の受電電圧は、例えば適正範囲（所定範囲）の中心レベルとなる。なお、タップ最適値導出方法については、例えば、特許文献１、特許文献２に開示されている。

計画値算出部１１２は、タップの切り換え回数を抑制するための所定の計画に基づいて、タップの位置（第２の位置）を示すタップ計画値を算出する。タップ計画値とは、ＬＲＴ２０が対象とする制御範囲について、今後の各需要家（負荷５０，５１）の消費電力、各分散型電源（電源５５，５６）の発電電力を予測し、適正電圧の維持、タップ切換え回数の低減などを考慮して長期的視点から最適なタップ推移を求めたものである。なお、制御においては該当時間断面のタップ計画値を使用する。但し、現時点で該当するタップ計画値を選択しても、予測が外れる場合などがあるため、各地点電圧が適正範囲に維持できるとは限らない。即ち選択可能タップの中にタップ計画値が含まれるとは限らない。なお、タップ計画値導出方法については、例えば、非特許文献１に開示されている。また、タップ計画値はプリセットされる場合（プロコン方式）、スケジュールとして与えられる場合、予測に基づいて随時求める場合（毎日や毎時）がある。計画値算出部１１２は、例えば、プロコン方式に基づいて計画値を算出する。

＜＜＜タップ指令値導出方法について＞＞＞
ここで、算出部１００で算出された選択可能タップ、タップ最適値、及びタップ計画値と、タップ現在値とに基づいて、タップの指令値（ＬＲＴ２０に選択させるタップの位置）の導出方法（選択方法）について説明する。なお、タップ現在値とは、ＬＲＴ２０における現時点のタップ位置（第３の位置）を示す値である。タップ現在値をタップ指令値として選択し続ければ、タップ切換回数は最小となる。但し、各需要家（負荷５０，５１）の消費電力、各分散型電源（電源５５，５６）の発電電力は時々刻々と変化するため、現時点でタップ現在値を選択しても、各地点電圧が適正範囲に維持できるとは限らない。即ち選択可能タップの中にタップ現在値が含まれるとは限らない。

図５は、タップ最適値、タップ計画値、タップ現在値の内、選択可能タップの中に唯一タップ最適値のみが存在した状態を説明するための図である。図５においては、例えば、選択可能タップはｔ３〜ｔ５であり、タップ現在値はタップｔ２であり、タップ最適値はタップｔ４であり、タップ計画値はタップｔ６であることとする。このような場合、タップ最適値をタップ指令値として選択する。なぜならば、選択可能タップでないタップ候補値を選択すると、各地点の電圧が適正範囲を維持できないためである。

次に選択可能タップの中に、タップ最適値、タップ計画値、タップ現在値の何れか複数のタップ候補値が存在した場合について述べる。

まず、図６に示す様に、中央に位置するタップ候補値がタップ最適値の場合を考える。ここでは、例えば、選択可能タップはｔ３〜ｔ６であり、タップ現在値はタップｔ３であり、タップ最適値はタップｔ４であり、タップ計画値はタップｔ５であることとする。この場合、タップ現在値と比較し、現時点での最適値（タップ最適値）と、長期的な最適値（タップ計画値）が同一タップ方向（タップｔ１０の方向、例えば降圧方向）にあることから、タップ最適値、タップ計画値のいずれかを選択すべきである。タップ計画値を選択すべきか否かについては今後の推移を見て判断することとし、本ケースでは現時点での最適値であるタップ最適値を選択する。なお、図６では、タップ最適値、タップ計画値がタップｔ１０方向（降圧方向）にあることしたが、例えば、図７に示すように、タップｔ１方向（昇圧方向）にある場合であっても、同様である。つまり、図７の場合であっても、現時点での最適値であるタップ最適値を選択する。

次に、図８に示す様に、中央に位置するタップ候補値がタップ計画値の場合を考える。なお、以下の図８等では、便宜上各値（例えば、タップ最適値）に対するタップの位置（例えば、ｔ５等）は省略されているが、前述した図６等と同様である。この場合、タップ現在値と比較し、現時点での最適値（タップ最適値）と、長期的な最適値（タップ計画値）が同一タップ方向にあることから、タップ最適値、タップ計画値のいずれかを選択すべきである。タップ最適値を選択すると長期的に見て過制御となり、タップ切換回数が増大する可能性があることから、本ケースでは長期的な最適値であるタップ計画値を選択する。また、図９の場合も図８の場合と同様に、長期的な最適値であるタップ計画値を選択する。

最後に、図１０，１１に示す様に、中央に位置するタップ候補値がタップ現在値の場合を考える。この場合、現時点での最適値（タップ最適値）と、長期的な最適値（タップ計画値）が異なるタップ方向にあり、トレンドが判断できないことからタップ現在値を選択する。

上記の結果をまとめると、選択可能タップの中に、タップ最適値、タップ計画値、タップ現在値の何れか複数のタップ候補値が存在した場合、タップ最適値、タップ計画値、タップ現在値の内、タップ位置が中央に位置するタップ候補値を選択する。つまり、ＬＲＴ２０の２次側の電圧を最も高くする値と、ＬＲＴ２０の２次側の電圧を最も低くする値との間の値が選択される。なお、ここでは、図６〜図１１では、選択可能タップの中に、タップ最適値、タップ計画値、タップ現在値の３つが含まれていることとしたが、例えば、選択可能タップの中に、タップ計画値及びタップ現在値のうちの何れか一方の値と、タップ最適値との２つが含まれている場合も同様である。

なお、図１２，１３に示す様に、選択可能タップの中に、タップ最適値、タップ計画値、タップ現在値の何れか複数が存在し、そのタップ候補値の内、２つ以上が同一のタップ値に重なっている場合は、重なったタップ候補値を中央値とみなして、そのタップ候補値を選択する。つまり、例えば、図１２の場合には、タップ最適値、タップ現在値がタップ指令値として選択される。

＜＜＜タップ指令値を導出する機能ブロックについて＞＞＞
図４の指令値生成装置６０に実現される指令値出力部１０１は、前述したタップ指令値の導出方法を実行し、タップ指令値に応じたタップをＬＲＴ２０に選択させるためのタップ指令値Ｓ１を出力する。指令値出力部１０１は、取得部１２０、判定部１２１，１２２、選択部１２３、及び出力部１２４を含んで構成される。

取得部１２０は、算出部１００で算出された選択可能タップ、タップ最適値、及びタップ計画値と、タップ現在値とを取得する。

判定部１２１（第１判定部）は、選択可能タップ（選択可能なタップの切り換え範囲）にタップ最適値のみが存在するか否かを判定する。

判定部１２２（第２判定部）は、選択可能タップに複数の値が含まれている場合、タップ最適値、タップ計画値、タップ現在値のそれぞれが異なる値であるか、つまり、タップ最適値、タップ計画値、タップ現在値のうち、複数の値が同じであるか否かを判定する。

選択部１２３（生成部）は、取得部１２０で取得された値や判定部１２１，１２２の判定結果を用いつつ、前述したタップ指令値を導出方法に基づいてタップ指令値を選択する。

出力部１２４は、選択部１２３で選択されたタップ指令値をタップ指令値Ｓ１としてＬＲＴ２０に出力する。

＜＜＜指令値生成装置６０の実行する処理の一例について＞＞＞
図１４は、ＬＲＴ２０に対し、指令値生成装置６０がタップ指令値Ｓ１を出力する際に実行する処理の一例を示す図である。

まず、取得部１２０は、算出部１００で算出された選択可能タップ、タップ最適値、及びタップ計画値と、タップ現在値とを取得する（Ｓ１００）。そして、判定部１２１は、選択可能タップ（選択可能なタップの切り換え範囲）にタップ最適値のみが存在するか否かを判定する（Ｓ１０１）。選択可能タップにタップ最適値のみが存在する場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、選択部１２３は、タップ最適値をタップ指令値として選択する（Ｓ１０２）。一方、選択可能タップにタップ最適値以外の値が存在する場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、判定部１２２は、タップ最適値、タップ計画値、タップ現在値に同じ値（重複値）があるか否かを判定する（Ｓ１０３）。そして、重複値がない場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、選択部１２３は、タップ最適値のタップ位置、タップ計画値のタップ位置、タップ現在値のタップ位置のうち、中央のタップ位置の値をタップ指令値として選択する（Ｓ１０４）。また、重複値がある場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、選択部１２３は、重複値の値をタップ指令値として選択する（Ｓ１０５）。そして、出力部１２４は、選択部１２３で選択されたタップ指令値をタップ指令値Ｓ１としてＬＲＴ２０に出力する（Ｓ１０６）。この結果、ＬＲＴ２０は、タップ指令値Ｓ１で指定されるタップを選択することになる。

なお、ここでは、指令値生成装置６０の詳細について説明したが、例えば、指令値生成装置６１，６２も同様である。つまり、指令値生成装置６１，６２も、指令値生成装置６０と同様の処理を実行し、タップ指令値Ｓ２，Ｓ３をＳＶＲ２１，２２のそれぞれに出力する。このため、ＳＶＲ２１，２２も、タップ指令値Ｓ１，Ｓ２で指定されるタップを選択することになる。

＜＜＜電力系統１１に指令値生成装置６０を適用した実施例＞＞＞
図１５は、指令値生成装置６０を電力系統１１に適用した実施例を示す図である。電力系統１１には、図１の電力系統１０で設けられたＳＶＲ２１，２２が設置されていないこととする。また、電力系統１１の各ブロックは、電力系統１０の各ブロックと同様であるため詳細な説明は省略する。ただし、指令値生成装置６０には、電力系統１１におけるセンサ開閉器３０〜３９からの情報（電圧、電流）と、負荷５０〜５３の情報（消費電力等）、電源５５〜５８の情報（発電量等）が入力される。そして、指令値生成装置６０は、入力される各種情報を用いて図１４に例示した処理を実行し、タップ指令値を生成する。

図１６は、指令値生成装置６０において得られる選択可能タップ、タップ最適値、タップ計画値、タップ現在値、及びタップ指令値の時間推移を示す図である。ここで、選択可能タップは、黒枠（例えば、時刻Ｔ１のタップｔ５〜ｔ７）で表され、タップ最適値は二重丸で表され、タップ計画値は丸で表され、タップ指令値は黒丸で表されている。また、タップ指令値は、次の時刻のタップ現在値となる。さらに、タップ最適値は、選択可能なタップの切り換え範囲（選択可能タップ）の中心値となる。

例えば、時刻Ｔ２では、タップ最適値、タップ計画値、タップ現在値（時刻Ｔ１のタップ指令値）の全てが同じ値“６”（タップｔ６を示す値）であるため、時刻Ｔ２のタップ指令値も“６”となる。このため、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３に変化した際には、タップ現在値は“６”となる。ただし、時刻Ｔ３で得られたタップ最適値、タップ計画値はともに“４”であるため、結果的にタップ指令値は“４”となる。このように、各時刻において、タップ最適値、タップ計画値、タップ現在値（前の時刻のタップ指令値）に基づいて、タップ指令値が選択される。

図１６に示す通り、タップ指令値は何れの時間断面でも選択可能タップ範囲内であることから、配電系統各点の電圧が適正範囲に維持できる。更には選択可能タップの中でも上下に余裕を持ったタップ位置を選択することで、適正範囲上下限に対する電圧裕度を確保できる。

また、タップ最適値のタップ切換回数は、合計１２回である。なお、１２回は、時刻Ｔ２からＴ３に２回、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６に１回、時刻Ｔ６から時刻Ｔ７に１回、時刻Ｔ８から時刻Ｔ９に１回、時刻Ｔ９から時刻Ｔ１０に１回、時刻Ｔ１０〜時刻Ｔ１５のそれぞれの６回の合計である。一方、タップ指令値のタップ切換回数は６回であり、タップ切り換え回数が低減できる。

図１７は、現在の各需要家の消費電力、各分散型電源の発電電力の予測精度が悪い場合のタップ計画値と、それに基づくタップ指令値の変化を示す図である。つまり、図１７のタップ計画値は、図１６のタップ計画値よりも、タップの切り換え回数が少なくなるよう求められた値である。なお、ここでは、タップ計画値として常に“６”が出力されることとする。

図１７に示す通り、タップ指令値は何れの時間断面でも選択可能タップ範囲内であることから、配電系統各点の電圧が適正範囲に維持できる。

また、タップ最適値のタップ切換回数１２回に対し、タップ指令値のタップ切り換え回数は６回であり、タップ計画値の精度が若干低い場合であっても、タップ切り換え回数が低減できる。

＝＝＝指令値生成装置の他の実施形態＝＝＝
図１７の結果より、選択可能タップの上下端のタップ位置をタップ指令値として選択する時間断面（例えば、時刻Ｔ３，Ｔ１０，Ｔ１５）があることが分かる。これは、配電系統各点の電圧は適正範囲に収まっているものの、適正範囲上下限に対する電圧裕度が厳しくなっていることを示している。この現象は、タップ計画値の精度が低い場合に生じやすい。図１８に示す指令値生成装置６５は、電圧裕度が厳しくなることを防ぐことが可能なタップ指令値を生成する装置である。

指令値生成装置６５には、指令値生成装置６０で実現される指令値出力部１０１の代わりに、指令値出力部１０５が実現される。なお、図１８と図４とを比較すると、指令値出力部１０５において、判定部１３０，１３１及び補正部１３２が設けられている以外は同じである。

判定部１３０（第３判定部）は、タップ指令値として選択可能タップの上下端のタップ位置が選択されているか否かを判定し、判定部１３１（第４判定部）は、選択可能タップが３段以上存在するか否かを判定する。

補正部１３２は、タップ指令値として選択可能タップの上下端のタップ位置が選択され、選択可能タップが３段以上存在している場合、選択部１２３で選択されたタップ指令値を補正する。具体的には、図１９に示すように、選択部１２３で選択されたタップ指令値を、選択可能タップの中心方向へ１タップ移動させた値をタップ指令値とする。また、補正部１３２は、図２０に示すように、選択可能タップが３段未満である場合には、選択部１２３で選択されたタップ指令値の補正を行わない。

出力部１２４は、選択部１２３で選択されたタップ指令値、または補正部１２３で補正されたタップ指令値を出力する。

＜＜＜指令値生成装置６５の実行する処理の一例について＞＞＞
図２１は、ＬＲＴ２０に対し、指令値生成装置６５がタップ指令値Ｓ１を出力する際に実行する処理の一例を示す図である。なお、ここで、処理Ｓ１００〜Ｓ１０５に関する説明は、前述の図１４で示した処理と同様であるため省略する。

まず、選択部１２３がタップ指令値を選択すると（処理Ｓ１０２，Ｓ１０４，Ｓ１０５）と、判定部１３０は、選択されたタップ指令値のタップ位置が、選択可能タップの上下端（両端）のタップ位置に相当するか否かを判定する（Ｓ２００）。選択されたタップ指令値のタップ位置が、選択可能タップの上下端のタップ位置である場合（Ｓ２００：ＮＯ）、判定部１３１は、選択可能タップが３段以上存在するか否かを判定する（Ｓ２０１）。そして、選択可能タップが３段以上存在する場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、補正部１３２は、選択されたタップ指令値を中心側にシフト（１タップ分移動）する（Ｓ２０２）。また、出力部１２４は、中心側にシフトされたタップ指令値をタップ指令値Ｓ１として出力する出力する（Ｓ２０３）。

一方、選択されたタップ指令値のタップ位置が、選択可能タップの上下端のタップ位置でない場合（Ｓ２００：ＮＯ）、または、選択可能タップが３段以上存在しない場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、出力部１２４は、選択部１２３で選択されたタップ指令値をタップ指令値Ｓ１として出力する（Ｓ２０３）。

このような処理が実行されることにより、タップ計画値の精度が低い場合でも、適正範囲上下限に対する電圧裕度を確保することが出来る。

＜＜＜電力系統１１に指令値生成装置６５を適用した実施例＞＞＞
ここで、指令値生成装置６５を、図１５に示す電力系統１１に適用した場合の実施例について説明する。

図２２は、指令値生成装置６５において得られる選択可能タップ、タップ最適値、タップ計画値、タップ現在値、及びタップ指令値の時間推移を示す図である。なお、ここでは、タップ計画値として常に“６”が出力されることとする。

図２２に示す通り、タップ指令値は何れの時間断面でも選択可能タップ範囲内であることから、配電系統各点の電圧は適正範囲に維持できる。また、図１７では選択可能タップの上下端をタップ指令値として選択することがあり、適正範囲に対する電圧裕度が厳しくなる時間断面が生じていたが、図２２では選択可能タップの上下端を可能な限り選択しないことで、タップ計画値の精度が若干低い場合であっても、適正範囲上下限に対する電圧裕度を確保できる。また、タップ最適値のタップ切換回数１２回に対し、タップ指令値のタップ切換回数は７回であり、タップ計画値の精度が若干低い場合であっても、タップ切換回数が低減できる。

以上、本実施形態の指令値生成装置６０，６５について説明した。指令値生成装置６０，６５は、ＬＶＲ２０（電圧調整装置）のタップ切換回数を抑制しつつ、系統電圧が適正範囲から逸脱することを防止することできる。

また、選択可能なタップの範囲にタップ最適値のみが含まれている場合、直ちにタップ最適値がタップ指令値として選択される。このため、ＣＰＵ９１の無駄な処理を抑制できる。

また、例えば、タップ最適値、タップ計画値、タップ現在値のうち、重複する値がある場合、重複する値がタップ指令値として選択される。したがって、このような場合であっても、ＬＶＲ２０のタップ切換回数を抑制しつつ、系統電圧が適正範囲から逸脱することを防止することできる。

また、選択されたタップ指令値のタップ位置が、選択可能タップの上下端のタップ位置である場合等においては、選択されたタップ指令値は中心側にシフトされる。このため、タップ計画値の精度が低い場合でも、適正範囲上下限に対する電圧裕度を確保することが出来る。

なお、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。

図１においては、ＳＶＲ２０，２１を制御するために指令値生成装置６１，６２が設けられたが、例えば、指令値生成装置６０に、全ての電圧調整装置（ＬＶＲ２０、ＳＶＲ２１，２２）を制御させても良い。つまり、一台の指令値生成装置６０で複数の電圧調整装置を制御しても良い。

１０，１１ 電力系統
１５ 母線
２０ ＬＲＴ
２１，２２ ＳＶＲ
３０〜３９ センサ開閉器
４０〜４８ 変圧器
５０〜５３ 負荷
５５〜５８ 電源
６０〜６２，６５ 指令値生成装置
８０，８１ 配電線
８２ 調整変圧器
８３ 負荷時タップ切換器
８４ 駆動機器
９０ 記憶装置
９１ ＣＰＵ
１００ 算出部
１０１ 指令値出力部
１１０ 選択可能タップ算出部
１１１ 最適値算出部
１１２ 計画値算出部
１２０ 取得部
１２１，１２２，１３０，１３１ 判定部
１２３ 選択部
１２４ 出力部
１３２ 補正部

Claims (12)

1. 電力系統の所定位置の電圧を昇圧または降圧すべく複数のタップを切り換える電圧調整装置に前記複数のタップの何れかを選択させるための指示信号を生成する信号生成装置であって、
   前記所定位置の現在の電圧を所定範囲内の電圧とすることが可能な前記タップの切り換え範囲と、前記複数のタップのそれぞれのタップの位置のうち、前記所定位置の現在の電圧を前記所定範囲内の所定レベルとするための前記タップの第１の位置と、前記タップの切り換え回数を抑制するための所定の計画に基づいて得られる前記タップの第２の位置と、現在選択されている前記タップの第３の位置とを取得する取得部と、
   前記第１〜第３の位置のうち、前記第１の位置と、前記第２及び第３の位置のうち少なくとも何れか一方の位置とが前記タップの前記切り換え範囲に含まれている場合、前記第１〜第３の位置のうち、前記所定位置の電圧が最も高くなる位置と前記所定位置の電圧が最も低くなる位置との間の位置の前記タップを、前記電圧調整装置に選択させるための前記指示信号を生成する生成部と、
   を備えることを特徴とする信号生成装置。
2. 請求項１の信号生成装置であって、
   前記第１〜第３の位置のうち、前記第１の位置以外の位置が前記タップの切り換え範囲に含まれているか否かを判定する第１判定部を更に備え、
   前記生成部は、
   前記タップの切り換え範囲に前記第１の位置以外の位置が含まれていないことを前記第１判定部が判定すると、前記第１の位置の前記タップを前記電圧調整装置に選択させるための前記指示信号を生成し、前記タップの切り換え範囲に前記第１の位置以外の位置が含まれていることを前記第１判定部が判定すると、前記第１〜第３の位置のうち、前記所定位置の電圧が最も高くなる位置と前記所定位置の電圧が最も低くなる位置との間の位置の前記タップを前記電圧調整装置に選択させるための前記指示信号を生成すること、
   を特徴とする信号生成装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の信号生成装置であって、
   前記タップの切り換え範囲に前記第１の位置以外の位置が含まれていることを前記第１判定部が判定すると、前記第１〜第３の位置のうち少なくとも何れか２つの位置が同じ位置であるか否かを判定する第２判定部を更に備え、
   前記生成部は、
   前記第１〜第３の位置のうち少なくとも何れか２つの位置が前記同じ位置であると前記第２判定部が判定すると、前記同じ位置の前記タップを前記電圧調整装置に選択させるための前記指示信号を生成し、前記第１〜第３の位置のうち少なくとも何れか２つの位置が同じ位置でないと前記第２判定部が判定すると、前記第１〜第３の位置のうち、前記所定位置の電圧が最も高くなる位置と前記所定位置の電圧が最も低くなる位置との間の位置の前記タップを前記電圧調整装置に選択させるための前記指示信号を生成すること、
   を特徴とする信号生成装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の信号生成装置であって、
   前記生成部からの前記指示信号に基づいて前記電圧調整装置で選択される前記タップの位置が、前記切り換え範囲における両端の位置であるかを判定する第３判定部と、
   前記切り換え範囲が３つ以上の位置を含むか否かを判定する第４判定部と、
   前記生成部からの前記指示信号に基づいて前記電圧調整装置で選択される前記タップの位置が前記両端の位置であり、前記切り換え範囲が３つ以上の位置を含む場合、前記電圧調整装置で選択される前記タップの位置が前記切り換え範囲の中心側にシフトされるよう、前記生成部の前記指示信号を補正する補正部と、
   を備えることを特徴とする信号生成装置。
5. 電力系統の所定位置の電圧を昇圧または降圧すべく複数のタップを切り換える電圧調整装置に前記複数のタップの何れかを選択させるための指示信号を生成するコンピュータに、
   前記所定位置の現在の電圧を所定範囲内の電圧とすることが可能な前記タップの切り換え範囲と、前記複数のタップのそれぞれのタップの位置のうち、前記所定位置の現在の電圧を前記所定範囲内の所定レベルとするための前記タップの第１の位置と、前記タップの切り換え回数を抑制するための所定の計画に基づいて得られる前記タップの第２の位置と、現在選択されている前記タップの第３の位置とを取得する機能と、
   前記第１〜第３の位置のうち、前記第１の位置と前記第２及び第３の位置のうち少なくとも何れか一方の位置とが前記タップの前記切り換え範囲に含まれている場合、前記第１〜第３の位置のうち、前記所定位置の電圧が最も高くなる位置と前記所定位置の電圧が最も低くなる位置との間の位置の前記タップを、前記電圧調整装置に選択させるための前記指示信号を生成する機能と、
   を実現させるプログラム。
6. 請求項５に記載のプログラムであって、
   前記指示信号を生成する機能は、
   前記第１〜第３の位置のうち、前記第１の位置以外の位置が前記タップの切り換え範囲に含まれているか否かを判定する第１機能と、
   前記タップの切り換え範囲に前記第１の位置以外の位置が含まれていないことが判定されると、前記第１の位置の前記タップを前記電圧調整装置に選択させるための前記指示信号を生成する第２機能と、
   前記タップの切り換え範囲に前記第１の位置以外の位置が含まれていることが判定されると、前記第１〜第３の位置のうち、前記所定位置の電圧が最も高くなる位置と前記所定位置の電圧が最も低くなる位置との間の位置の前記タップを前記電圧調整装置に選択させるための前記指示信号を生成する第３機能と、
   を含むことを特徴とするプログラム。
7. 請求項５または請求項６に記載のプログラムであって、
   前記第３機能は、
   前記タップの切り換え範囲に前記第１の位置以外の位置が含まれていることが前記第１ステップで判定されると、前記第１〜第３の位置のうち少なくとも何れか２つの位置が同じ位置であるか否かを判定する第４機能と、
   前記第１〜第３の位置のうち少なくとも何れか２つの位置が前記同じ位置であると判定されると、前記同じ位置の前記タップを前記電圧調整装置に選択させるための前記指示信号を生成する第５機能と、
   前記第１〜第３の位置のうち少なくとも何れか２つの位置が同じ位置でないと判定されると、前記第１〜第３の位置のうち、前記所定位置の電圧が最も高くなる位置と前記所定位置の電圧が最も低くなる位置との間の位置の前記タップを前記電圧調整装置に選択させるための前記指示信号を生成する第６機能と、
   を含むことを特徴とするプログラム。
8. 請求項５〜７の何れか一項に記載のプログラムであって、
   前記コンピュータに、
   前記指示信号に基づいて前記電圧調整装置で選択される前記タップの位置が、前記切り換え範囲における両端の位置であるかを判定する機能と、
   前記切り換え範囲が３つ以上の位置を含むか否かを判定する機能と、
   前記指示信号に基づいて前記電圧調整装置で選択される前記タップの位置が前記両端の位置であり、前記切り換え範囲が３つ以上の位置を含む場合、前記電圧調整装置で選択される前記タップの位置が前記切り換え範囲の中心側にシフトされるよう、前記指示信号を補正する機能と、
   を更に実現させることを特徴とするプログラム。
9. 電力系統の所定位置の電圧を昇圧または降圧すべく複数のタップを切り換える電圧調整装置に対し、前記複数のタップの何れかを選択させるための指示信号を生成する信号生成方法であって、
   前記所定位置の現在の電圧を所定範囲内の電圧とすることが可能な前記タップの切り換え範囲と、前記複数のタップのそれぞれのタップの位置のうち、前記所定位置の現在の電圧を前記所定範囲内の所定レベルとするための前記タップの第１の位置と、前記タップの切り換え回数を抑制するための所定の計画に基づいて得られる前記タップの第２の位置と、現在選択されている前記タップの第３の位置とを取得する取得ステップと、
   前記第１〜第３の位置のうち、前記第１の位置と前記第２及び第３の位置のうち少なくとも何れか一方の位置とが前記タップの前記切り換え範囲に含まれている場合、前記第１〜第３の位置のうち、前記所定位置の電圧が最も高くなる位置と前記所定位置の電圧が最も低くなる位置との間の位置の前記タップを、前記電圧調整装置に選択させる前記指示信号を生成する生成ステップと、
   を含むことを特徴とする信号生成方法。
10. 請求項９の信号生成方法であって、
    前記生成ステップは、
    前記第１〜第３の位置のうち、前記第１の位置以外の位置が前記タップの切り換え範囲に含まれているか否かを判定する第１ステップと、
    前記タップの切り換え範囲に前記第１の位置以外の位置が含まれていないことが前記第１ステップで判定されると、前記第１の位置の前記タップを前記電圧調整装置に選択させるための前記指示信号を生成する第２ステップと、
    前記タップの切り換え範囲に前記第１の位置以外の位置が含まれていることが前記第１ステップで判定されると、前記第１〜第３の位置のうち、前記所定位置の電圧が最も高くなる位置と前記所定位置の電圧が最も低くなる位置との間の位置の前記タップを前記電圧調整装置に選択させるための前記指示信号を生成する第３ステップと、
    を含むことを特徴とする信号生成方法。
11. 請求項１０の信号生成方法であって、
    前記第３ステップは、
    前記タップの切り換え範囲に前記第１の位置以外の位置が含まれていることが前記第１ステップで判定されると、前記第１〜第３の位置のうち少なくとも何れか２つの位置が同じ位置であるか否かを判定する第４ステップと、
    前記第１〜第３の位置のうち少なくとも何れか２つの位置が前記同じ位置であると前記第４ステップで判定されると、前記同じ位置の前記タップを前記電圧調整装置に選択させるための前記指示信号を生成する第５ステップと、
    前記第１〜第３の位置のうち少なくとも何れか２つの位置が同じ位置でないと前記第４ステップで判定されると、前記第１〜第３の位置のうち、前記所定位置の電圧が最も高くなる位置と前記所定位置の電圧が最も低くなる位置との間の位置の前記タップを前記電圧調整装置に選択させるための前記指示信号を生成する第６ステップと、
    を含むこと、
    を特徴とする信号生成方法。
12. 請求項９〜１１の何れか一項に記載の信号生成方法であって、
    前記指示信号に基づいて前記電圧調整装置で選択される前記タップの位置が、前記切り換え範囲における両端の位置であるかを判定する第１判定ステップと、
    前記切り換え範囲が３つ以上の位置を含むか否かを判定する第２判定ステップと、
    前記指示信号に基づいて前記電圧調整装置で選択される前記タップの位置が前記両端の位置であり、前記切り換え範囲が３つ以上の位置を含む場合、前記電圧調整装置で選択される前記タップの位置が前記切り換え範囲の中心側にシフトされるよう、前記指示信号を補正する補正ステップと、
    を更に含むことを特徴とする信号生成方法。

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