專利名稱：配電線路監(jiān)控裝置和方法及存儲(chǔ)線路監(jiān)控軟件的存儲(chǔ)媒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)監(jiān)控配電線路的技術(shù)的改進(jìn)，特別涉及以低成本正確地測(cè)量配電線路的各個(gè)區(qū)間的負(fù)荷的技術(shù)。
在以往，作為從供給側(cè)向需求側(cè)傳輸商業(yè)用電力的送配電設(shè)備的一部分，設(shè)有以向普通的需求側(cè)供給電力為目的的配電線路，這樣的配電線路一般是從設(shè)在配電用的變電所的變壓器的副邊側(cè)引出，一直到供給對(duì)象的地域，設(shè)置在地下管線內(nèi)或以架空狀設(shè)在電線桿上。另外，一條配電線路被適當(dāng)?shù)胤指顬楦鱾€(gè)部分(區(qū)間)，通過(guò)將各區(qū)間用常閉開(kāi)關(guān)連接，向配電線路終端供給電力。在這里，常閉開(kāi)關(guān)是指以長(zhǎng)時(shí)間閉合狀態(tài)工作的開(kāi)關(guān)，它架設(shè)在例如電線桿上。
另外，在很多情況下，從變壓器的副邊側(cè)引出多根配電線路，在這些配電線路之間，或從互不相同的變電所的變壓器引出的配電線路之間，設(shè)置有以長(zhǎng)時(shí)間斷開(kāi)狀態(tài)工作的開(kāi)關(guān)(稱為常開(kāi)開(kāi)關(guān))。
該常開(kāi)開(kāi)關(guān)在不同系統(tǒng)的配電線路區(qū)間之間，使電流流過(guò)或斷開(kāi)，例如，如果在一邊的配電線路區(qū)間發(fā)生停電，通過(guò)將該區(qū)間和另一個(gè)系統(tǒng)的區(qū)間連接的常開(kāi)開(kāi)關(guān)的“閉合操作”，以能向停電的區(qū)間傳送電力的狀態(tài)進(jìn)行連接。這樣，可以從其它的系統(tǒng)向某個(gè)配電線路系統(tǒng)停電的區(qū)間傳送電力，以下稱其為“互換”。
在這些常閉開(kāi)關(guān)和常開(kāi)開(kāi)關(guān)中設(shè)有開(kāi)關(guān)子單元。這些開(kāi)關(guān)子單元是用于由控制用計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的裝置，控制用計(jì)算機(jī)設(shè)置在管理運(yùn)用配電線路的經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所。開(kāi)關(guān)子單元通過(guò)與電力線不同設(shè)置的通信線路即傳輸線路與上述控制用計(jì)算機(jī)連接。這些開(kāi)關(guān)子單元通過(guò)經(jīng)常向控制用計(jì)算機(jī)傳送配電線路的開(kāi)關(guān)的閉合斷開(kāi)等狀態(tài)，能夠瞬時(shí)進(jìn)行各區(qū)間的充電狀態(tài)、停電狀態(tài)的判定，并能根據(jù)從控制用計(jì)算機(jī)和操作盤等傳來(lái)的信號(hào)，進(jìn)行必要的開(kāi)關(guān)的遠(yuǎn)程控制操作。
在這里，用圖16～19說(shuō)明上述進(jìn)行配電線路的監(jiān)控的現(xiàn)有的技術(shù)。在該例中，配電線路監(jiān)控裝置包括對(duì)每個(gè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行監(jiān)控的開(kāi)關(guān)子單元、用于收集電力供給側(cè)的變電所的設(shè)備狀態(tài)的變電所子單元、通過(guò)這些開(kāi)關(guān)子單元和變電所子單元監(jiān)控配電線路整體的控制用計(jì)算機(jī)。
在這里，圖16表示各開(kāi)關(guān)子單元的結(jié)構(gòu)，圖17表示變電所子單元的結(jié)構(gòu)，圖18表示包含開(kāi)關(guān)子單元17和變電所子單元25的配電線路整體的結(jié)構(gòu)，圖19表示利用變電所子單元25和開(kāi)關(guān)子單元17監(jiān)控配電線路的配電線路監(jiān)控裝置。
其中，圖16所示開(kāi)關(guān)11具體在圖18中相當(dāng)于常閉開(kāi)關(guān)320和常開(kāi)開(kāi)關(guān)321。而在圖18中，表示的是從FCB221到常開(kāi)開(kāi)關(guān)321的配電線路F11(32)、和從FCB222到常開(kāi)開(kāi)關(guān)321的配電線路F12(33)。
如圖16所示，在各開(kāi)關(guān)11的兩側(cè)連接有6．6KV的高壓配電線路(A相12、B相13和C相14)，為了確保向開(kāi)關(guān)11和開(kāi)關(guān)子單元17供給電源，設(shè)置有一組控制用變壓器15、16，使得只要有任一側(cè)的電源即可動(dòng)作，將從6．6KV下降到100V的電力，供給用于開(kāi)關(guān)子單元17的電源裝置111。
各開(kāi)關(guān)子單元17被賦予用于識(shí)別的各個(gè)固定的地址，從圖19所示控制用計(jì)算機(jī)34將含有地址的查詢用信號(hào)通過(guò)傳送線路113發(fā)送，向具有該地址的開(kāi)關(guān)子單元17傳送數(shù)據(jù)請(qǐng)求信息或開(kāi)關(guān)控制請(qǐng)求信息等必要的數(shù)據(jù)。
其中，在例如接收數(shù)據(jù)請(qǐng)求信息的該開(kāi)關(guān)子單元17中，開(kāi)關(guān)11的狀態(tài)通過(guò)開(kāi)關(guān)子單元17的輸入輸出部18被送入傳送數(shù)據(jù)生成部110，在變換為一定的傳送格式后，送給由網(wǎng)絡(luò)電路和其驅(qū)動(dòng)器等構(gòu)成的信號(hào)傳送部112，通過(guò)傳送線路113傳送給控制用計(jì)算機(jī)34。
例如，對(duì)于配電線路電壓值，通過(guò)變頻器和模擬數(shù)字變換器(以下稱為AD變換器)19，將控制用變壓器15、16的副邊側(cè)的交流電壓變換為數(shù)字值后，通過(guò)信號(hào)傳送部112向控制用計(jì)算機(jī)34傳送。另外，輸入輸出部18不但能從開(kāi)關(guān)獲得信息，而且具有對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作的功能。
另一方面，在圖19所示控制用計(jì)算機(jī)34中，通過(guò)配電用變壓器(即變電所組(bank))21的副邊側(cè)母線和開(kāi)關(guān)連接的配電線路區(qū)間的相互連接關(guān)系，預(yù)先在系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)38中注冊(cè)并被保存。在控制用計(jì)算機(jī)34中，將從開(kāi)關(guān)子單元17傳送來(lái)的開(kāi)關(guān)的閉合斷開(kāi)的信息由開(kāi)關(guān)閉合斷開(kāi)輸入部36接收，并存儲(chǔ)在開(kāi)關(guān)狀態(tài)文件37中。
對(duì)各區(qū)間充電即電力來(lái)到的狀態(tài)或停電的判斷，是通過(guò)啟動(dòng)區(qū)間充停電判定部39，按照下述方式進(jìn)行的。即，對(duì)于各個(gè)區(qū)間，如果與某一個(gè)充電區(qū)間連接的閉合狀態(tài)的開(kāi)關(guān)有一個(gè)以上，則區(qū)間充停電判定部39判斷該區(qū)間為充電，如果完全沒(méi)有則為停電，這樣生成各個(gè)配電線路區(qū)間的充停電狀態(tài)，存儲(chǔ)在區(qū)間充停電文件310中。
為了進(jìn)行上述處理，控制用計(jì)算機(jī)34的傳送控制部35利用存儲(chǔ)在系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)38中所有的開(kāi)關(guān)子單元的地址，以一定周期向所有的開(kāi)關(guān)子單元17傳送查詢信號(hào)，取得所有的開(kāi)關(guān)例如320、321等的狀態(tài)。
接著說(shuō)明通過(guò)以上處理對(duì)停電區(qū)間進(jìn)行檢測(cè)互換的例子。即當(dāng)前，當(dāng)某個(gè)配電線路區(qū)間例如圖18的2區(qū)(3、19)發(fā)生接地或短路等故障時(shí)，一般是設(shè)在變電所的再閉路裝置31動(dòng)作，設(shè)置在事故發(fā)生區(qū)間的電源側(cè)即變電所的常閉開(kāi)關(guān)320成為斷開(kāi)狀態(tài)。由此，包括作為該配電線路的事故區(qū)間的2區(qū)的相反側(cè)，即所謂負(fù)荷側(cè)的區(qū)間的3區(qū)至5區(qū)成為停電狀態(tài)，連接這些區(qū)間的常閉開(kāi)關(guān)320一般為所謂的無(wú)電壓開(kāi)放狀態(tài)。
為了檢測(cè)這樣的狀態(tài)，控制用計(jì)算機(jī)34的開(kāi)關(guān)狀態(tài)輸入部36根據(jù)從變電所子單元25和開(kāi)關(guān)子單元17傳送來(lái)的開(kāi)關(guān)的信息，以一定周期，例如以20秒至30秒左右的周期向開(kāi)關(guān)狀態(tài)文件37輸入開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，根據(jù)該開(kāi)關(guān)狀態(tài)文件37和系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)38，區(qū)間充停電判定部39制作區(qū)間充停電文件310。
在這里，對(duì)于圖20所示系統(tǒng)，在圖21中表示開(kāi)關(guān)狀態(tài)文件37的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，在圖22中表示區(qū)間充停電文件的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，在圖23中表示系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)38的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。
另一方面，在控制用計(jì)算機(jī)34中，對(duì)于配電線路送出的電流等，也通過(guò)例如電流傳感器23和變電所子單元25，以一定周期被配電線路電流收集處理部314收集，存儲(chǔ)在配電線路電流文件315中。然后，區(qū)間負(fù)荷計(jì)算部317根據(jù)該配電線路電流文件315和區(qū)間比例分配值文件316，計(jì)算所有的區(qū)間負(fù)荷，存儲(chǔ)在區(qū)間負(fù)荷文件318中。關(guān)于比例分配的計(jì)算將在后面敘述。
在互換程序制作部311，對(duì)于停電區(qū)間中該事故區(qū)間2區(qū)以外的所謂健全停電區(qū)間的3區(qū)至5區(qū)，生成用于進(jìn)行互換的開(kāi)關(guān)操作程序，存儲(chǔ)在操作程序文件312中。
該開(kāi)關(guān)操作程序是一種用于進(jìn)行下述操作的操作程序，即例如首先通過(guò)使常開(kāi)開(kāi)關(guān)321“接通操作”使5區(qū)成為充電狀態(tài)，接著使與成為充電狀態(tài)的5區(qū)相接的無(wú)電壓開(kāi)放狀態(tài)的開(kāi)關(guān)“接通操作”，使4區(qū)成為充電狀態(tài)，并依次進(jìn)行必要的接通操作。這樣制作的開(kāi)關(guān)操作程序的結(jié)構(gòu)例子如圖24所示。
在這種情況下，作為上述互換操作對(duì)象的開(kāi)關(guān)和區(qū)間，是以下列基準(zhǔn)而被選擇。即，上述互換的結(jié)果，使得互換源的配電線路即上述例子中的配電線路F12(33)的負(fù)荷增大，但即使是互換源的配電線路等，電力量也不能超過(guò)供給限度的許可值。因此，為了利用存儲(chǔ)在配電線路電流文件315中的互換源配電線路(33)的電流值、和存儲(chǔ)在區(qū)間負(fù)荷文件318中的接收互換側(cè)的配電線路即在上述例子中的F11(32)的各區(qū)間負(fù)荷，在互換源配電線路33的許可值的范圍內(nèi)進(jìn)行互換，對(duì)互換對(duì)象區(qū)間和相應(yīng)的操作對(duì)象開(kāi)關(guān)進(jìn)行選擇，將結(jié)果存儲(chǔ)在操作程序文件312中。
當(dāng)這樣的操作程序被制作出來(lái)時(shí)，接著遠(yuǎn)程操作處理部313從操作程序文件312取出最初的操作對(duì)象開(kāi)關(guān)。并從開(kāi)關(guān)狀態(tài)文件37取出該開(kāi)關(guān)相應(yīng)的地址，通過(guò)傳送控制部35和傳送線路113，向相應(yīng)于該地址的開(kāi)關(guān)子單元傳遞操作信號(hào)。并根據(jù)該信號(hào)進(jìn)行開(kāi)關(guān)的接通和斷開(kāi)的操作，從而進(jìn)行來(lái)自其它配電線路的互換，解除停電狀態(tài)。
但是，為了在事故發(fā)生時(shí)根據(jù)上述程序接收來(lái)自例如另一個(gè)配電線路33的適當(dāng)?shù)幕Q，對(duì)于產(chǎn)生事故成為互換對(duì)象的配電線路32中的健全的停電區(qū)間3區(qū)至5區(qū)，用控制用計(jì)算機(jī)34正確把握事故發(fā)生前區(qū)間的負(fù)荷是一個(gè)很重要的條件。
即，當(dāng)實(shí)際的負(fù)荷大于控制用計(jì)算機(jī)34控制的互換對(duì)象區(qū)間的3區(qū)至5區(qū)的區(qū)間負(fù)荷時(shí)，常開(kāi)開(kāi)關(guān)321和5區(qū)、4區(qū)的開(kāi)關(guān)接通產(chǎn)生的互換操作實(shí)施會(huì)使互換源配電線路33成為超負(fù)荷狀態(tài)，由互換源配電線路33的變電所開(kāi)關(guān)的超負(fù)荷的關(guān)斷，會(huì)引起互換源配電線路33的整個(gè)區(qū)間的新的停電。這樣，預(yù)先正確地把握配電線路各區(qū)間的負(fù)荷是一個(gè)極為重要的基本條件。
為此，一般在所有的開(kāi)關(guān)上設(shè)置用于直接測(cè)量通過(guò)電流的電流傳感器(以下稱為CT)，經(jīng)常以一定的周期測(cè)量電流，并通過(guò)開(kāi)關(guān)子單元送給控制用計(jì)算機(jī)。但是，這樣的傳感器一般價(jià)格很貴，在許多開(kāi)關(guān)子單元上都安裝需要很高的費(fèi)用，因此顯得不實(shí)際。
例如，在這樣的情況下，對(duì)于配電線路區(qū)間負(fù)荷，在6．6KVd高壓的配電線路裝上光傳感器等CT進(jìn)行測(cè)量，但此時(shí)，由于需要在高電壓部設(shè)置CT，因此裝置難以實(shí)現(xiàn)小型化，不利于成本的下降。
因而，在以往，設(shè)置只測(cè)量變電所的配電線路引出部的電流的功能，對(duì)于配電線路的各個(gè)區(qū)間的負(fù)荷，通過(guò)預(yù)先對(duì)每個(gè)配電線路設(shè)定的一定的比例分配率進(jìn)行推測(cè)計(jì)算。在這種現(xiàn)有技術(shù)中，配電線路引出部的通過(guò)電流例如由配電線路的電流傳感器23測(cè)量，通過(guò)變電所子單元25的AD變換機(jī)28從傳送數(shù)據(jù)生成部26向傳送控制部210傳遞，通過(guò)傳送線路113向控制用計(jì)算機(jī)34傳送。
另外，在控制用計(jì)算機(jī)34中，預(yù)先將各配電線路的區(qū)間的比例分配值放置在區(qū)間比例分配值文件316，將取得的配電線路的電流值存儲(chǔ)在配電線路電流文件315。在比例分配的區(qū)間負(fù)荷計(jì)算部317中，根據(jù)區(qū)間比例分配值文件316和配電線路電流文件315計(jì)算配電線路的各區(qū)間的負(fù)荷，將其結(jié)果存儲(chǔ)在區(qū)間負(fù)荷文件318中。在這里，圖25表示配電線路電流文件315的結(jié)構(gòu)的例子，圖26表示區(qū)間比例分配值文件316的結(jié)構(gòu)的例子，圖27表示區(qū)間負(fù)荷文件318的結(jié)構(gòu)的例子。
此時(shí)，區(qū)間的負(fù)荷通過(guò)下式計(jì)算區(qū)間負(fù)荷=(配電線路電流值)×(區(qū)間比例分配值(％))／100…(第1式)區(qū)間比例分配值是指在一個(gè)配電線路的全負(fù)荷中該區(qū)間的負(fù)荷所占的百分比。
但是，一般來(lái)說(shuō)，與配電線路區(qū)間連接的接收電力側(cè)的負(fù)荷隨著時(shí)間隨機(jī)變化，其值為不確定。因此，對(duì)于根據(jù)每個(gè)區(qū)間預(yù)先設(shè)定的比例分配值進(jìn)行的上述計(jì)算，要正確地把握隨時(shí)間變化的區(qū)間負(fù)荷很困難，其結(jié)果有時(shí)難以進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕Q處理。
例如，當(dāng)預(yù)測(cè)的停電區(qū)間的負(fù)荷比實(shí)際負(fù)荷低時(shí)，有可能產(chǎn)生互換源的停電，另一方面，當(dāng)預(yù)測(cè)的停電區(qū)間的負(fù)荷比實(shí)際負(fù)荷高時(shí)，本來(lái)可以恢復(fù)正常的區(qū)間有可能繼續(xù)停電。
而且，社會(huì)對(duì)引入多種電源的需求很大，配電線路有時(shí)與小容量的分散電源例如利用太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)等自然力量的發(fā)電裝置連接。但是，由于測(cè)量這些發(fā)電機(jī)的輸出電流的CT比發(fā)電機(jī)本身價(jià)格高，因此實(shí)際上極少使用。
其結(jié)果，會(huì)產(chǎn)生這樣的配電線路的引出部測(cè)量的電流值小于與該配電線路連接的所有發(fā)電機(jī)輸出的總和的現(xiàn)象。因此，對(duì)于利用配電線路引出電流的測(cè)量結(jié)果計(jì)算每個(gè)區(qū)間的負(fù)荷的現(xiàn)有技術(shù)，要正確把握配電線路各區(qū)間的負(fù)荷是很困難的。
此時(shí)，例如，當(dāng)晴天時(shí)某個(gè)配電線路發(fā)生停電時(shí)，與該配電線路連接的發(fā)電裝置的發(fā)電量的表觀配電線路負(fù)荷變小，這個(gè)減少的部分成為超負(fù)荷，有可能產(chǎn)生互換源停電。
本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種以低成本正確地測(cè)量配電線路的各區(qū)間的負(fù)荷的技術(shù)，即配電線路監(jiān)控裝置和方法及存儲(chǔ)配電線路監(jiān)控用軟件的存儲(chǔ)媒體。本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過(guò)簡(jiǎn)易地推測(cè)設(shè)在區(qū)間的太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)等利用自然力的發(fā)電裝置的輸出，能夠正確地把握該區(qū)間的負(fù)荷。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案本發(fā)明的配電線路監(jiān)控裝置，其特征在于，包括測(cè)量裝置，測(cè)量將配電線路分為各區(qū)間的各個(gè)開(kāi)關(guān)的電壓，并使各個(gè)開(kāi)關(guān)的相位在各個(gè)開(kāi)關(guān)間相互同步后進(jìn)行測(cè)量；計(jì)算裝置，根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的各區(qū)間的阻抗值和上述測(cè)量的結(jié)果，計(jì)算區(qū)間的通過(guò)電流，以及根據(jù)通過(guò)閉合狀態(tài)的開(kāi)關(guān)相互連接的各區(qū)間的各個(gè)通過(guò)電流的差，求出區(qū)間的負(fù)荷。
本發(fā)明的配電線路監(jiān)控方法，其特征在于，包括以下步驟測(cè)量將配電線路分為各區(qū)間的各個(gè)開(kāi)關(guān)的電壓，并使各個(gè)開(kāi)關(guān)的相位在各個(gè)開(kāi)關(guān)間相互同步后進(jìn)行測(cè)量；
根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的各區(qū)間的阻抗值和上述測(cè)量的結(jié)果，計(jì)算區(qū)間的通過(guò)電流，以及根據(jù)通過(guò)閉合狀態(tài)的開(kāi)關(guān)相互而連接的各區(qū)間的通過(guò)電流的差，求出區(qū)間的負(fù)荷。
本發(fā)明的存儲(chǔ)媒體，存儲(chǔ)用于利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控配電線路的配電線路監(jiān)控用軟件，其特征在于，該軟件在上述計(jì)算機(jī)中，測(cè)量將配電線路分為各區(qū)間的各個(gè)開(kāi)關(guān)的電壓，并使各個(gè)開(kāi)關(guān)的相位在各個(gè)開(kāi)關(guān)間相互同步后進(jìn)行測(cè)量；根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的各區(qū)間的阻抗值和上述測(cè)量的結(jié)果，計(jì)算區(qū)間的通過(guò)電流，以及根據(jù)通過(guò)閉合狀態(tài)的開(kāi)關(guān)相互連接的各區(qū)間的各通過(guò)電流的差，求出區(qū)間的負(fù)荷。
在本發(fā)明中，即使不在所有的開(kāi)關(guān)設(shè)置CT，也可以低成本和高精度地求出隨時(shí)間變化的區(qū)間的負(fù)荷。具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)將區(qū)間負(fù)荷和線路電容分為兩部分、向各個(gè)電力接收側(cè)(流入側(cè))和供給側(cè)(流出側(cè))集中的模式，使用電力的流入側(cè)和流出側(cè)的電壓值、相位差和兩端間的阻抗，可以計(jì)算流過(guò)區(qū)間的電力。而且，各區(qū)間固有的負(fù)荷可以根據(jù)電源側(cè)區(qū)間的電流和負(fù)荷側(cè)區(qū)間的電流的差來(lái)計(jì)算。這樣求出的區(qū)間的負(fù)荷與以往的比例分配計(jì)算求出的值相比，精度大大提高，另外，如果利用能夠從開(kāi)關(guān)子單元的控制用變壓器中容易地取出的低壓電源，計(jì)算配電線路區(qū)間負(fù)荷的話，可以使裝置小型化并大幅降低成本。
本發(fā)明的配電線路監(jiān)控裝置，其特征在于，包括測(cè)量裝置，測(cè)量將配電線路分為各區(qū)間的各個(gè)開(kāi)關(guān)的電壓；計(jì)算裝置，根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的各區(qū)間的阻抗值和上述測(cè)量的結(jié)果，計(jì)算各區(qū)間的各通過(guò)電流，以及根據(jù)通過(guò)閉合狀態(tài)的開(kāi)關(guān)相互連接的各區(qū)間的各通過(guò)電流的差，求出區(qū)間的負(fù)荷。
在本發(fā)明中，可以根據(jù)開(kāi)關(guān)的電壓簡(jiǎn)單地求出區(qū)間的通過(guò)電流和負(fù)荷。
本發(fā)明的配電線路監(jiān)控裝置還包括根據(jù)求出的上述負(fù)荷，生成用于互換的開(kāi)關(guān)操作程序的裝置。
本發(fā)明的配電線路監(jiān)控方法還包括根據(jù)求出的上述負(fù)荷，生成用于互換的開(kāi)關(guān)操作程序的步驟。
在本發(fā)明中，由于能夠正確地求出事故發(fā)生前的區(qū)間的負(fù)荷，并據(jù)此生成用于互換的開(kāi)關(guān)操作程序，所以能夠進(jìn)行高精度的合適的自動(dòng)互換處理。
本發(fā)明的配電線路監(jiān)控裝置，包括通過(guò)向分別監(jiān)視多個(gè)開(kāi)關(guān)的各開(kāi)關(guān)子單元傳送具有配電線路供給的電流的整數(shù)倍的頻率的同步用信號(hào)，來(lái)得到上述同步的裝置。
本發(fā)明的配電線路監(jiān)控方法，包括通過(guò)向分別監(jiān)視多個(gè)開(kāi)關(guān)的各開(kāi)關(guān)子單元傳送具有配電線路供給的電流的整數(shù)倍的頻率的同步用信號(hào)，來(lái)得到上述的同步的步驟。
在本發(fā)明中，通過(guò)以具有配電電流的整數(shù)倍頻率的信號(hào)為基準(zhǔn)，可以使正確地測(cè)定通過(guò)各開(kāi)關(guān)的電壓的相位變得容易。例如，在將這樣的同步用信號(hào)從控制用計(jì)算機(jī)向各開(kāi)關(guān)子單元發(fā)送時(shí)，發(fā)送可以采用用于監(jiān)控的傳送線路等。而且，被傳送的同步用信號(hào)可以是配電線路供給的電流的頻率即商用頻率的整數(shù)倍，具體的頻率最好是例如與用于監(jiān)控的通信中用的其它的頻率不同的帶域。而且，如果用開(kāi)關(guān)子單元測(cè)量該同步用信號(hào)和配電線路供給的電壓的相位的差，則可以得到各區(qū)間兩端的開(kāi)關(guān)相互間的相位差。
本發(fā)明的配電線路監(jiān)控裝置，其特征在于，包括通過(guò)向分別監(jiān)視多個(gè)開(kāi)關(guān)的各開(kāi)關(guān)子單元無(wú)線傳送同步用信號(hào)，來(lái)得到上述的同步的裝置。
在本發(fā)明中，由于相位測(cè)量用的同步信號(hào)是無(wú)線傳送，所以可不需要網(wǎng)絡(luò)電纜等物理的傳送線路，能提高系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和成本的自由度。
本發(fā)明的配電線路監(jiān)控裝置，其特征在于，在至少一個(gè)上述區(qū)間，連接有上述自然力的發(fā)電裝置，且包括在包含上述區(qū)間的配電線路所對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)預(yù)先決定的至少一點(diǎn)處，測(cè)量上述自然力的裝置；根據(jù)計(jì)算出的上述自然力，計(jì)算上述發(fā)電裝置的輸出的裝置。
本發(fā)明的配電線路監(jiān)控方法，在至少一個(gè)上述區(qū)間，監(jiān)控與上述自然力的發(fā)電裝置連接的配電線路，包括在包含上述區(qū)間的配電線路所對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)預(yù)先決定的至少一點(diǎn)處，測(cè)量上述自然力的步驟；根據(jù)計(jì)算出的上述自然力，計(jì)算上述發(fā)電裝置的輸出的步驟。
在本發(fā)明中，可以通過(guò)低成本的裝置測(cè)量推定與配電線路區(qū)間連接的小容量的發(fā)電機(jī)等的輸出，再加上根據(jù)相位差等計(jì)算出的配電線路區(qū)間的負(fù)荷，可以容易地推定計(jì)算該區(qū)間消耗的正確的負(fù)荷。例如，考慮太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)的情況，一條配電線路在地理上被限定分布在狹窄的區(qū)域，可以認(rèn)為該區(qū)域內(nèi)的日照量幾乎相同，而且發(fā)電機(jī)的輸出與日照量成比例。因此，如果將區(qū)域內(nèi)各發(fā)電機(jī)的日照量和發(fā)電輸出的關(guān)系預(yù)先在控制用計(jì)算機(jī)中注冊(cè)，則可以根據(jù)測(cè)定的日照量計(jì)算和推定各個(gè)發(fā)電機(jī)的輸出，上述日照量是在代表該區(qū)域的至少一點(diǎn)即代表與配電線路對(duì)應(yīng)的區(qū)域的一點(diǎn)來(lái)測(cè)定的。
本發(fā)明的效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于能夠提供低成本且正確地測(cè)量配電線路的各區(qū)間的負(fù)荷的技術(shù)，即提供配電線路監(jiān)控裝置和方法及存儲(chǔ)配電線路監(jiān)控用軟件的存儲(chǔ)媒體，所以可以改善送配電的可靠性。
以下參照附圖詳細(xì)說(shuō)明
具體實(shí)施例方式圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的控制用計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)的功能框圖；圖2是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的開(kāi)關(guān)子單元的結(jié)構(gòu)的框圖3是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的開(kāi)關(guān)子單元的結(jié)構(gòu)的功能框圖；圖4是表示配電線路各區(qū)間上的電壓和相位的分布狀況的概念圖；圖5是在本發(fā)明的第1實(shí)施例中計(jì)算配電線路的各個(gè)區(qū)間的負(fù)荷的模式的例子的概念圖；圖6是在本發(fā)明的第1實(shí)施例中根據(jù)同步信號(hào)測(cè)量相位的狀態(tài)的概念圖；圖7是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的電壓相位值文件的結(jié)構(gòu)的例圖；圖8是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的區(qū)間阻抗文件的結(jié)構(gòu)例圖；圖9是在本發(fā)明的第2實(shí)施例中包括太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)的配電線路的結(jié)構(gòu)的框圖；圖10是在本發(fā)明的第2實(shí)施例中具有日照量傳感器的變電所子單元的結(jié)構(gòu)的功能框圖；圖11是本發(fā)明的第2實(shí)施例的控制用計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)的框圖；圖12是本發(fā)明的第2實(shí)施例的發(fā)電機(jī)的輸出特性的例圖；圖13是表示本發(fā)明的第2實(shí)施例的配電線路的大體結(jié)構(gòu)的框圖；圖14是表示本發(fā)明的第2實(shí)施例的發(fā)電機(jī)輸出值文件的結(jié)構(gòu)例圖；圖15是表示本發(fā)明的第2實(shí)施例的發(fā)電機(jī)所屬區(qū)間文件的結(jié)構(gòu)例圖；圖16是現(xiàn)有技術(shù)中開(kāi)關(guān)和開(kāi)關(guān)子單元的結(jié)構(gòu)的功能框圖；圖17是現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明的第1實(shí)施例的變電所子單元的結(jié)構(gòu)的功能框圖；圖18是現(xiàn)有的配電線路監(jiān)控裝置的配電線路的結(jié)構(gòu)的框圖19是現(xiàn)有技術(shù)的控制用計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)的功能框圖；圖20是現(xiàn)有的配電線路監(jiān)控裝置的一個(gè)例子的配電線路的大體結(jié)構(gòu)的框圖；圖21是現(xiàn)有的配電線路監(jiān)控裝置的一個(gè)例子的開(kāi)關(guān)狀態(tài)文件的結(jié)構(gòu)例圖；圖22是現(xiàn)有的配電線路監(jiān)控裝置的一個(gè)例子的區(qū)間充停電狀態(tài)文件的結(jié)構(gòu)例圖；圖23是現(xiàn)有的配電線路監(jiān)控裝置的一個(gè)例子的系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)例圖；圖24是現(xiàn)有的配電線路監(jiān)控裝置的一個(gè)例子的的操作程序文件的結(jié)構(gòu)例圖；圖25是現(xiàn)有的配電線路監(jiān)控裝置的一個(gè)例子的配電線路電流文件的結(jié)構(gòu)例圖；圖26是現(xiàn)有的配電線路監(jiān)控裝置的一個(gè)例子的區(qū)間比例分配值文件的結(jié)構(gòu)例圖；圖27是現(xiàn)有的配電線路監(jiān)控裝置的一個(gè)例子的區(qū)間負(fù)荷文件的結(jié)構(gòu)例圖。
以下參照


本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例一般可考慮為通過(guò)用嵌入的程序等軟件控制具有外圍設(shè)備的處理器即計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
此時(shí)的軟件包括本說(shuō)明書中記載的用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的程序編碼和必要的數(shù)據(jù)，與上述現(xiàn)有技術(shù)共同的部分采用在現(xiàn)有技術(shù)中說(shuō)明的方案。另外，該軟件通過(guò)利用構(gòu)成計(jì)算機(jī)的CPU等處理裝置、主存儲(chǔ)器和HDD等存儲(chǔ)裝置、操作盤和鍵盤等輸入裝置、顯示器和打印機(jī)等輸出裝置等物理資源，來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明和實(shí)施例的作用和效果。
但是，用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明和實(shí)施例的具體的軟件和硬件的結(jié)構(gòu)可以有很多種。例如，程序所使用的OS(操作系統(tǒng))、形式、方法、語(yǔ)言有多種，而單單是存儲(chǔ)上述軟件的CD-ROM的存儲(chǔ)媒體即可構(gòu)成本發(fā)明的一種實(shí)施形態(tài)。
本發(fā)明和實(shí)施例的功能的一部分可以用LSI等物理的電子線路來(lái)實(shí)現(xiàn)。如上所述，采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明和實(shí)施例的形式有多種多樣，所以利用實(shí)現(xiàn)本發(fā)明和實(shí)施例所包含的各種功能的假想電路單元，說(shuō)明本發(fā)明和實(shí)施例。
在各圖中，與以前已出現(xiàn)或已說(shuō)明的部件相同的部件，用同一符號(hào)表示，并省略其說(shuō)明。
1．第1實(shí)施例第1實(shí)施例表示以低成本且正確地測(cè)量配電線路的各區(qū)間的負(fù)荷的例子。
1-1、第1實(shí)施例的構(gòu)成第1實(shí)施例是對(duì)被從變電所引出的各開(kāi)關(guān)劃分為區(qū)間的配電線進(jìn)行監(jiān)控的配電線路監(jiān)控裝置，將圖1所示控制用計(jì)算機(jī)52通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)等傳送線路113(圖1和圖2)，與對(duì)應(yīng)于變電所而設(shè)置的變電所子單元25(圖2)、和對(duì)應(yīng)于各開(kāi)關(guān)而設(shè)置的各開(kāi)關(guān)子單元41(圖2)連接。
在這里，圖3是表示本實(shí)施例的開(kāi)關(guān)子單元41的結(jié)構(gòu)的框圖如圖所示，第1實(shí)施例的開(kāi)關(guān)子單元41是在圖16所示現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)子單元17的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)置同步檢測(cè)部42和電壓相位測(cè)量器43。該開(kāi)關(guān)子單元41的作用是根據(jù)從控制用計(jì)算機(jī)52(圖1)送來(lái)的同步信號(hào)，測(cè)量各開(kāi)關(guān)(圖2的320等)的配電線路電壓相位和同步用信號(hào)的相位差，并測(cè)量配電線路電壓值。
圖1是表示第1實(shí)施例的控制用計(jì)算機(jī)52的結(jié)構(gòu)的功能框圖，該控制用計(jì)算機(jī)52與圖19所示現(xiàn)有的控制用計(jì)算機(jī)34的結(jié)構(gòu)相比，用電壓相位收集部54、電壓相位值文件55、區(qū)間阻抗文件56和相位差的區(qū)間負(fù)荷計(jì)算部57，來(lái)代替區(qū)間比例分配值文件316和比例分配的區(qū)間負(fù)荷計(jì)算部317。該控制用計(jì)算機(jī)52用于收集開(kāi)關(guān)間的相位差和電壓值，測(cè)量通過(guò)區(qū)間的電流。另外，控制用計(jì)算機(jī)34還具有同步信號(hào)發(fā)生器58。
即，開(kāi)關(guān)子單元41的電壓相位測(cè)量器43(圖3)是用于測(cè)量將配電線路劃分為各區(qū)間的各個(gè)開(kāi)關(guān)的電壓，并測(cè)量各個(gè)開(kāi)關(guān)的相位的測(cè)量裝置。控制用計(jì)算機(jī)52的同步信號(hào)發(fā)生器58和開(kāi)關(guān)子單元41的同步檢測(cè)部42是通過(guò)從控制用計(jì)算機(jī)52向分別監(jiān)視多個(gè)開(kāi)關(guān)的各開(kāi)關(guān)子單元傳送同步信號(hào)，來(lái)得到上述同步的裝置，上述同步信號(hào)具有的頻率是配電線路供給的電流的頻率的整數(shù)倍。
控制用計(jì)算機(jī)52的區(qū)間阻抗文件56和相位差的區(qū)間負(fù)荷計(jì)算部57是這樣一種裝置根據(jù)對(duì)于預(yù)先存儲(chǔ)在區(qū)間阻抗文件56中的各區(qū)間的阻抗值、和由開(kāi)關(guān)子單元41測(cè)量、由電壓相位收集部54收集的相位等的測(cè)量結(jié)果，計(jì)算各區(qū)間的通過(guò)電流，并根據(jù)由閉合狀態(tài)的開(kāi)關(guān)而相互連接的各區(qū)間的通過(guò)電流的差，計(jì)算各個(gè)區(qū)間的負(fù)荷。
互換程序制作部311是一種根據(jù)求出的上述負(fù)荷、生成用于互換的開(kāi)關(guān)操作程序、保存在操作程序文件312的裝置，遠(yuǎn)程操作處理部313是一種根據(jù)保存在操作程序文件312中的開(kāi)關(guān)操作程序，向該開(kāi)關(guān)子單元41傳送開(kāi)關(guān)閉合操作等信號(hào)的裝置。
1-2．第1實(shí)施例的作用具有上述結(jié)構(gòu)的第1實(shí)施例具有下列作用。
1-2-1．計(jì)算的原理和作用的概略首先，在第1實(shí)施例中，說(shuō)明計(jì)算各區(qū)間的通過(guò)電流，根據(jù)這些通過(guò)電流計(jì)算各區(qū)間的負(fù)荷的計(jì)算原理，并概要說(shuō)明基于這些原理的第1實(shí)施例的作用。
即，對(duì)于各開(kāi)關(guān)，通過(guò)設(shè)在開(kāi)關(guān)子單元41的控制用變壓器15、16能夠容易地取出低壓電源。通過(guò)利用該低壓電源計(jì)算各配電線路區(qū)間的負(fù)荷，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化和大幅降低成本。另一方面，在配電線路中，用于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不是環(huán)狀而是樹狀，配電線路上的電壓、相位的分布朝著配電線路的終端側(cè)區(qū)間相位延遲按照θ1＜θ2＜θ3增大，而電壓的絕對(duì)值按照V1＞V2＞V3有變小的趨勢(shì)。圖4表示它的一般的狀態(tài)。
對(duì)于配電線路的一個(gè)區(qū)間，通過(guò)將區(qū)間負(fù)荷和線路分為兩部分、向電力供給接收側(cè)(流入側(cè))和供給側(cè)(流出側(cè))集中的模式，能夠計(jì)算流動(dòng)的電力。圖5表示它的形態(tài)。
即利用電力的流入側(cè)和流出側(cè)的電壓值、相位差和兩端間的阻抗，流過(guò)兩端間的電力可表示為如下形式P=V1·V2·SIN(θ1-θ2)Z2/X+V12-V1·V2COS(θ1-θ2)Z2/R]]>(第2式)Q=-V1·V2·SIN(θ1-θ2)Z2/R+V12-V1·V2COS(θ1-θ2)Z2/X]]>(第3式)在這里，P流過(guò)區(qū)間的有效電力Q流過(guò)區(qū)間的無(wú)效電力V1流入側(cè)電壓V2流出側(cè)電壓θ1相對(duì)基準(zhǔn)的流入側(cè)電壓相位θ2相對(duì)基準(zhǔn)的流出側(cè)電壓相位R流入側(cè)-流出側(cè)間的阻抗值X流入側(cè)-流出側(cè)間的電感值Z2R^2+X^2流過(guò)區(qū)間的電流值可按下述公式計(jì)算。I=(P/V1)2+(Q/V1)2]]>(第4式)因此，為了達(dá)到測(cè)量各開(kāi)關(guān)的配電線路電壓和相位的功能，在開(kāi)關(guān)子單元41設(shè)置電壓相位測(cè)量器43和同步檢測(cè)部42，將它們的測(cè)量結(jié)果輸入控制用計(jì)算機(jī)52，該控制用計(jì)算機(jī)52預(yù)先將所有區(qū)間的阻抗注冊(cè)在區(qū)間阻抗文件56中，根據(jù)上述第2式至第4式計(jì)算流過(guò)各區(qū)間的電流值。某個(gè)區(qū)間固有的負(fù)荷可以通過(guò)計(jì)算對(duì)相鄰區(qū)間計(jì)算出的電流值的差來(lái)計(jì)算出。即可以將電源側(cè)區(qū)間電流和負(fù)荷側(cè)區(qū)間電流的差看作該電源側(cè)區(qū)間的負(fù)荷。
此時(shí)，為了得到區(qū)間兩端的相位差，需要取得用于用兩個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)進(jìn)行相位測(cè)量的正確的同步。為此，在第1實(shí)施例中，利用設(shè)在各開(kāi)關(guān)子單元41和控制用計(jì)算機(jī)52間的用于監(jiān)控的傳送線路113，傳送與監(jiān)控中使用的通信用的使用頻率不同帶域的測(cè)量同步用信號(hào)，用各開(kāi)關(guān)子單元測(cè)量該同步用信號(hào)和配電線路供給電壓的相位差，得到各區(qū)間兩端的開(kāi)關(guān)相互間的相位差。該同步用信號(hào)是頻率為配電線路供給的電壓的頻率即商用頻率的整數(shù)倍的信號(hào)。
1-2-2．相位測(cè)量即為了得到上述的同步，同步信號(hào)發(fā)生器58產(chǎn)生與控制用計(jì)算機(jī)52供給的商用電源51同步但為其整數(shù)倍的頻率的交流電壓信號(hào)，在傳送線路113重疊。在開(kāi)關(guān)子單元41接收該信號(hào)，由同步檢測(cè)部42根據(jù)從控制用計(jì)算機(jī)52的同步信號(hào)發(fā)生器58傳送的同步用信號(hào)，檢測(cè)同步用時(shí)間，將其通知電壓相位測(cè)量器43。
在電壓相位測(cè)量器43中，通過(guò)傳送數(shù)據(jù)生成部110，將與通過(guò)電源裝置111得到的高壓配電線路相位相同、根據(jù)控制用變壓器15、16的變壓比而變壓的副邊側(cè)低壓電壓(以下稱為電源電壓)的相位、和測(cè)量的電壓值，由信號(hào)傳送部112向控制用計(jì)算機(jī)52傳送。這樣的電壓的相位和相位差例如可以通過(guò)測(cè)量電源電壓的零點(diǎn)和同步用信號(hào)的零點(diǎn)的時(shí)間差來(lái)求出。
圖6表示其系統(tǒng)。該圖是表示在開(kāi)關(guān)子單元41中，根據(jù)同步用信號(hào)測(cè)量電源電壓的電壓和相位的狀態(tài)的概略圖。即，根據(jù)從傳送線路113傳送來(lái)的同步用信號(hào)的波形72，同步檢測(cè)部42檢測(cè)其零點(diǎn)。電壓相位測(cè)量器43除了測(cè)量作為測(cè)量對(duì)象的電源電壓V，還測(cè)量由同步檢測(cè)部42檢測(cè)出的同步用信號(hào)的零點(diǎn)和電源電壓的零點(diǎn)的偏差，作為相位角θ。這樣測(cè)量出的電壓和相位的信息，經(jīng)過(guò)傳送線路113傳送給控制用計(jì)算機(jī)52。
1-2-3．根據(jù)測(cè)量結(jié)果的計(jì)算在控制用計(jì)算機(jī)52中，由電壓相位收集部54收集由各區(qū)間兩端的開(kāi)關(guān)子單元41同時(shí)一起測(cè)量得到的電壓和相位值，存儲(chǔ)在電壓相位差文件55中。在這里，圖7表示在電壓相位值文件55存儲(chǔ)的相位角的狀態(tài)，圖8表示區(qū)間阻抗文件56的結(jié)構(gòu)。
在相位差的區(qū)間負(fù)荷計(jì)算部57中，根據(jù)阻抗文件56和電壓相位值文件55，計(jì)算各區(qū)間兩端的相位差，并利用電壓值和該區(qū)間的阻抗，根據(jù)第2式～第4式，計(jì)算區(qū)間的通過(guò)電流。然后，將通過(guò)閉合狀態(tài)的開(kāi)關(guān)連接的變電所側(cè)即電源側(cè)區(qū)間的通過(guò)電流和負(fù)荷側(cè)區(qū)間的通過(guò)電流的差，作為電源側(cè)區(qū)間的區(qū)間負(fù)荷，存儲(chǔ)在區(qū)間負(fù)荷文件318中。
1-2-4．互換程序的制作通過(guò)利用該區(qū)間負(fù)荷文件318，互換程序制作部311根據(jù)各區(qū)間的正確的負(fù)荷，可以生成沒(méi)有過(guò)量或不足的適當(dāng)?shù)幕Q程序，進(jìn)行最適合的互換。其結(jié)果，例如，可以避免因?qū)⑼ｋ妳^(qū)間的負(fù)荷預(yù)測(cè)的比實(shí)際的低而導(dǎo)致的互換源的停電的問(wèn)題，并可以避免因?qū)⑼ｋ妳^(qū)間的負(fù)荷預(yù)測(cè)的比實(shí)際的高而導(dǎo)致的本應(yīng)可以恢復(fù)卻持續(xù)停電的問(wèn)題。
1-2-5．同步的其它的例子為了得到開(kāi)關(guān)子單元的同步，可以考慮用無(wú)線傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。為了從發(fā)送局向接收局傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，可以利用對(duì)例如來(lái)自發(fā)送局的標(biāo)記或間隔(space)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，并加載到載波用的電波上的技術(shù)。
此時(shí)，具體來(lái)說(shuō)，為了使發(fā)送局和接收局同步，可考慮先發(fā)送一定期間的間隔信號(hào)，接著發(fā)送標(biāo)記信號(hào)。將這樣的技術(shù)用于第1實(shí)施例時(shí)，可以用開(kāi)關(guān)子單元接收從發(fā)送局傳送來(lái)的最初的間隔信號(hào)，在接收最初的標(biāo)記信號(hào)的時(shí)刻，可用各開(kāi)關(guān)子單元測(cè)量與配電線路供給電壓的零點(diǎn)的時(shí)間差。
1-3．第1實(shí)施例的效果如上所述，在第1實(shí)施例中，即使不在所有的開(kāi)關(guān)設(shè)置CT，可以低成本和高精度地求出隨時(shí)間變化的區(qū)間的負(fù)荷。具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)將區(qū)間負(fù)荷和線路電容分為兩部分，向各個(gè)電力接收側(cè)(流入側(cè))和供給側(cè)(流出側(cè))集中的模式，利用電力的流入側(cè)和流出側(cè)的電壓值、相位差和兩端間的阻抗，可以計(jì)算流過(guò)區(qū)間的電力，另外，可以根據(jù)電源側(cè)區(qū)間的電流和負(fù)荷側(cè)區(qū)間的電流的差計(jì)算各區(qū)間固有的負(fù)荷。這樣求出的區(qū)間的負(fù)荷與現(xiàn)有的比例分配計(jì)算求出的值相比精度大為提高，而且通過(guò)利用可以從開(kāi)關(guān)子單元的控制用變壓器容易地取出的低壓電壓來(lái)計(jì)算配電線路區(qū)間負(fù)荷，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化和大幅降低成本。
特別是，在第1實(shí)施例中，由于可以求出事故即將發(fā)生前的區(qū)間的負(fù)荷，并根據(jù)它制作用于互換的適當(dāng)?shù)拈_(kāi)關(guān)操作步驟，所以能夠進(jìn)行高精度的合適的自動(dòng)互換處理。
另外，在第1實(shí)施例中，通過(guò)以具有配電的電流整數(shù)倍的頻率的信號(hào)為基準(zhǔn)，可以容易地正確測(cè)定通過(guò)各開(kāi)關(guān)的電壓的相位。
如果通過(guò)上述的無(wú)線通信實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)子單元41間的同步，則可不需要網(wǎng)絡(luò)等物理的傳送線路，從而提高系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和成本的自由度。
2．第2實(shí)施例第2實(shí)施例是通過(guò)計(jì)算利用了太陽(yáng)能等自然力的發(fā)電裝置的輸出，正確地把握區(qū)間的負(fù)荷的例子。在第2實(shí)施例中的發(fā)電機(jī)，不是指變電所的供給側(cè)的發(fā)電機(jī)，而是指設(shè)在變電所需求側(cè)的太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)等的發(fā)電機(jī)。
2-1．第2實(shí)施例的構(gòu)成第2實(shí)施例具有與第1實(shí)施例大致相同的結(jié)構(gòu)，但在配電線路的2區(qū)和4區(qū)(圖9)，設(shè)置有相互間特性不同的太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)91、92，作為自然力的發(fā)電裝置。
第2實(shí)施例的變電所子單元251(圖10)是在第1實(shí)施例和現(xiàn)有技術(shù)的變電所子單元25的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，增加了日照量測(cè)定器的日照量傳感器81、數(shù)字變換器82。這些日照量傳感器81和數(shù)字變換器82是一種測(cè)量上述自然力的裝置。通過(guò)對(duì)應(yīng)于包含與發(fā)電裝置連接的區(qū)間的配電線路的區(qū)域內(nèi)預(yù)先決定的至少一點(diǎn)，來(lái)測(cè)量上述自然力。
即，其中的日照量傳感器81是通過(guò)將日照量變換為電信號(hào)而進(jìn)行測(cè)定的裝置，數(shù)字變換器82是將上述電信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)的裝置。
第2實(shí)施例的控制用計(jì)算機(jī)521(圖11)除了具有第1實(shí)施例的控制用計(jì)算機(jī)52的結(jié)構(gòu)(圖1)，還具有日照量取入處理部93、日照量和發(fā)電量的對(duì)應(yīng)值文件94、發(fā)電機(jī)所屬區(qū)間文件97。其中日照量取入處理部93是根據(jù)變電所子單元251測(cè)量的日照量，分別計(jì)算各太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)91、92的輸出的裝置。
對(duì)應(yīng)值文件94是一種根據(jù)以下設(shè)定的日照量和發(fā)電機(jī)輸出的對(duì)應(yīng)關(guān)系式，存儲(chǔ)從日照量取入處理部93調(diào)出的函數(shù)、和日照量取入處理部93參照的數(shù)值的對(duì)應(yīng)表等的文件。在這里，圖12(a)、(b)分別是表示發(fā)電機(jī)G1和G2的輸出特性和日照量的關(guān)系的一般的特性圖，各發(fā)電機(jī)的輸出即發(fā)電量在用G1、G2表示時(shí)，分別表示為如下形式公式3G1=F1(a)(第5式)
G2=F2(a)(第6式)其中，a表示日照量發(fā)電機(jī)所屬區(qū)間文件97是記錄各發(fā)電機(jī)91、92屬于哪個(gè)區(qū)間，即與哪個(gè)區(qū)間連接的文件。第2實(shí)施例的控制用計(jì)算機(jī)521是用區(qū)間負(fù)荷計(jì)算部96代替第1實(shí)施例的相位差的區(qū)間負(fù)荷計(jì)算部57。
該區(qū)間負(fù)荷計(jì)算部96不但與第1實(shí)施例同樣地進(jìn)行相位差的區(qū)間負(fù)荷的計(jì)算，還參照發(fā)電機(jī)輸出值文件95和發(fā)電機(jī)所屬區(qū)間文件97，輸出加上了與該區(qū)間連接的發(fā)電機(jī)的輸出值的區(qū)間的負(fù)荷。
2-2．第2實(shí)施例的作用上述第2實(shí)施例具有以下的作用。首先，配電線路引出電流在變電所子單元251，被CT即電流傳感器23測(cè)量。其次，與該太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)連接的配電線路所設(shè)置的區(qū)域的日照量，被在變電所子單元251設(shè)置的日照量傳感器81測(cè)定，其輸出值經(jīng)過(guò)數(shù)字變換器82變換后，通過(guò)傳送數(shù)據(jù)生成部26和傳送控制部210等的作用，從變電所子單元251以一定周期例如每10秒向控制用計(jì)算機(jī)521傳送。
控制用計(jì)算機(jī)521的日照量取入處理部93利用日照量和發(fā)電量的對(duì)應(yīng)值文件94，根據(jù)上述第5式和第6式，計(jì)算各發(fā)電機(jī)91、92的輸出值G1、G2，將其結(jié)果存儲(chǔ)在發(fā)電機(jī)輸出值文件95中。
區(qū)間負(fù)荷計(jì)算部96根據(jù)相位差的區(qū)間負(fù)荷計(jì)算部的計(jì)算結(jié)果，進(jìn)而通過(guò)發(fā)電機(jī)所屬區(qū)間文件97判定該區(qū)間存在的發(fā)電機(jī)，將該發(fā)電機(jī)的輸出值從發(fā)電機(jī)輸出值文件95取出，加上計(jì)算出的區(qū)間負(fù)荷，計(jì)算出正確的區(qū)間負(fù)荷，存儲(chǔ)在區(qū)間負(fù)荷文件38中。
即當(dāng)將各區(qū)間負(fù)荷的推定值用L1、L2、L3、L4表示時(shí)，正確的區(qū)間消費(fèi)負(fù)荷P1、P2、P3、P4由下式計(jì)算。
公式4P1=L1 (第7式)P2=L2-G1(第8式)
P3=L3 (第9式)P4=L4-G4(第10式)第2實(shí)施例的各發(fā)電機(jī)G1、G2如圖13所示，分別與配電線路F11的2區(qū)和4區(qū)連接時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出值文件95具有圖14所示的結(jié)構(gòu)，發(fā)電機(jī)所屬區(qū)間文件97具有圖15所示的結(jié)構(gòu)。
這樣，通過(guò)正確把握包括利用了自然力的發(fā)電裝置的發(fā)電量的真正的區(qū)間的負(fù)荷，例如將在晴天發(fā)生的停電變?yōu)殛幪彀l(fā)電裝置的發(fā)電量減少的狀態(tài)，能避免減少的部分成為超負(fù)荷，產(chǎn)生互換源停電的問(wèn)題。反之，也能避免雖然在晴天發(fā)電裝置的發(fā)電量夠用，但為了慎重將區(qū)間的負(fù)荷預(yù)測(cè)過(guò)多，使本來(lái)能夠恢復(fù)的區(qū)間的停電延長(zhǎng)的問(wèn)題。
2-3．第2實(shí)施例的效果如上所述，在第2實(shí)施例中，能夠通過(guò)低成本的裝置測(cè)量推斷與配電線路區(qū)間連接的小容量的發(fā)電機(jī)等的輸出，根據(jù)配電線路區(qū)間負(fù)荷的測(cè)量值，容易地推斷計(jì)算在該區(qū)間消耗的真的負(fù)荷。
3．其它的實(shí)施例本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，也包括下面列舉的其它的實(shí)施例。例如，用怎樣的形式和方法測(cè)量開(kāi)關(guān)的電壓和相位，根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算通過(guò)電流的具體的算法等都是自由的，而且，據(jù)此生成用于互換的開(kāi)關(guān)操作程序的方法和操作程序的形式等都是可自由決定的。
而且，在例如第2實(shí)施例中，是以太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)為對(duì)象，但如同在例如設(shè)置了風(fēng)力發(fā)電機(jī)且與配電線路連接的情況那樣，在使用利用了自然力的其它種類的發(fā)電裝置的情況也得到同樣的作用和效果。
另外，例如可以對(duì)開(kāi)關(guān)不測(cè)量相位而測(cè)量電壓，根據(jù)該電壓簡(jiǎn)單地求出通過(guò)的電流和負(fù)荷。此時(shí)的計(jì)算公式如下所示。
公式5I=V1-V2R2+X2]]>(第11式)其中V1流入側(cè)電壓V2流出側(cè)電壓R流入側(cè)-流出側(cè)間的電阻值X流入側(cè)-流出側(cè)間的阻抗值。
本發(fā)明的效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于能夠提供低成本且正確地測(cè)量配電線路的各區(qū)間的負(fù)荷的技術(shù)，即提供配電線路監(jiān)控裝置和方法及存儲(chǔ)配電線路監(jiān)控用軟件的存儲(chǔ)媒體，所以可以改善送配電的可靠性。
權(quán)利要求
1．一種配電線路監(jiān)控裝置，其特征在于包括測(cè)量裝置，測(cè)量將配電線路分為各區(qū)間的各個(gè)開(kāi)關(guān)的電壓，并使各個(gè)開(kāi)關(guān)的相位在各個(gè)開(kāi)關(guān)間相互同步后進(jìn)行測(cè)量；計(jì)算裝置，根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的各區(qū)間的阻抗值和上述測(cè)量的結(jié)果，計(jì)算區(qū)間的通過(guò)電流，以及根據(jù)通過(guò)閉合狀態(tài)的開(kāi)關(guān)相互連接的各區(qū)間的各個(gè)通過(guò)電流的差，求出區(qū)間的負(fù)荷。
2．一種配電線路監(jiān)控裝置，其特征在于包括測(cè)量裝置，測(cè)量將配電線路分為各區(qū)間的各個(gè)開(kāi)關(guān)的電壓；計(jì)算裝置，根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的各區(qū)間的阻抗值和上述測(cè)量的結(jié)果，計(jì)算各區(qū)間的各通過(guò)電流，以及根據(jù)通過(guò)閉合狀態(tài)的開(kāi)關(guān)相互連接的各區(qū)間的各通過(guò)電流的差，求出區(qū)間的負(fù)荷。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的配電線路監(jiān)控裝置，其特征在于包括根據(jù)求出的上述負(fù)荷，生成用于互換的開(kāi)關(guān)操作程序的裝置。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的配電線路監(jiān)控裝置，其特征在于包括通過(guò)向分別監(jiān)視多個(gè)開(kāi)關(guān)的各開(kāi)關(guān)子單元，傳送具有配電線路供給的電流的整數(shù)倍的頻率的同步用信號(hào)，來(lái)取得上述同步的裝置。
5．根據(jù)權(quán)利要求1或3或4中的任一項(xiàng)所述的配電線路監(jiān)視控制裝置，其特征在于包括通過(guò)向分別監(jiān)視多個(gè)開(kāi)關(guān)的各開(kāi)關(guān)子單元無(wú)線傳送同步用信號(hào)，來(lái)取得上述同步的裝置。
6．根據(jù)權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)所述的配電線路監(jiān)控裝置，其特征在于，在至少一個(gè)上述區(qū)間，連接有上述自然力的發(fā)電裝置，且包括在包含上述區(qū)間的配電線路所對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)預(yù)先決定的至少一點(diǎn)處，測(cè)量上述自然力的裝置；根據(jù)計(jì)算出的上述自然力，計(jì)算上述發(fā)電裝置的輸出的裝置。
7．一種配電線路監(jiān)控方法，其特征在于，包括以下步驟測(cè)量將配電線路分為各區(qū)間的各個(gè)開(kāi)關(guān)的電壓，并使各個(gè)開(kāi)關(guān)的相位在各個(gè)開(kāi)關(guān)間相互同步后進(jìn)行測(cè)量；根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的各區(qū)間的阻抗值和上述測(cè)量的結(jié)果，計(jì)算區(qū)間的通過(guò)電流，以及根據(jù)通過(guò)閉合狀態(tài)的開(kāi)關(guān)相互連接的各區(qū)間的各通過(guò)電流的差，求出區(qū)間的負(fù)荷。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的配電線路監(jiān)控方法，其特征在于，包括根據(jù)求出的上述負(fù)荷，生成用于互換的開(kāi)關(guān)操作程序的步驟。
9．根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的配電線路監(jiān)控裝置，其特征在于包括通過(guò)向分別監(jiān)視多個(gè)開(kāi)關(guān)的各開(kāi)關(guān)子單元、傳送具有配電線路供給的電流的整數(shù)倍的頻率的同步用信號(hào)，來(lái)得到上述的同步的步驟。
10．根據(jù)權(quán)利要求7至9的任一項(xiàng)所述的配電線路監(jiān)控裝置，其特征在于，在至少一個(gè)上述區(qū)間，連接有上述自然力的發(fā)電裝置，且包括在包含上述區(qū)間的配電線路所對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)預(yù)先決定的至少一點(diǎn)處，測(cè)量上述自然力的步驟；根據(jù)計(jì)算出的上述自然力，計(jì)算上述發(fā)電裝置的輸出的裝置。
11．一種存儲(chǔ)媒體，存儲(chǔ)用于利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控配電線路的配電線路監(jiān)控用軟件，其特征在于，該軟件在上述計(jì)算機(jī)中，測(cè)量將配電線路分為各區(qū)間的各個(gè)開(kāi)關(guān)的電壓，并使各個(gè)開(kāi)關(guān)的相位在各個(gè)開(kāi)關(guān)間相互同步后進(jìn)行測(cè)量；根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的各區(qū)間的阻抗值和上述測(cè)量的結(jié)果，計(jì)算區(qū)間的通過(guò)電流，以及根據(jù)通過(guò)閉合狀態(tài)的開(kāi)關(guān)相互連接的各區(qū)間的各通過(guò)電流的差，求出區(qū)間的負(fù)荷。
全文摘要
一種配電線路監(jiān)控裝置和方法及存儲(chǔ)線路監(jiān)控軟件的存儲(chǔ)媒體,其可以低成本正確測(cè)量配電線路的各區(qū)間的負(fù)荷,在控制用計(jì)算機(jī)中,由電壓相位收集部收集由開(kāi)關(guān)子單元同時(shí)測(cè)量得到的電壓和相位值,存儲(chǔ)在電壓相位差文件中。在區(qū)間負(fù)荷計(jì)算部中,計(jì)算各區(qū)間兩端的相位差,并利用電壓值和該區(qū)間的阻抗,計(jì)算區(qū)間的通過(guò)電流。并將電源側(cè)區(qū)間的通過(guò)電流和負(fù)荷側(cè)區(qū)間的通過(guò)電流的差作為電源側(cè)區(qū)間的區(qū)間負(fù)荷,存儲(chǔ)在區(qū)間負(fù)荷文件中。
文檔編號(hào)H02J13/00GK1292590SQ0012990
公開(kāi)日2001年4月25日 申請(qǐng)日期2000年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月29日
發(fā)明者小林昭二 申請(qǐng)人:東芝株式會(huì)社