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公開番号2025064002
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2023173351
出願日2023-10-05
発明の名称電力系統監視装置および方法
出願人株式会社日立製作所,関西電力送配電株式会社
代理人ポレール弁理士法人
主分類G01R 31/08 20200101AFI20250410BHJP(測定;試験)
要約【課題】簡易な装置構成で精度の高い標定が可能になる効果が得られる電力系統監視装置および方法を得る。
【解決手段】電力系統におけるサージを用いて事故点(あるいは予兆点)を標定する電力系統監視装置であって、電力系統を伝播するサージ波形を計測して計測波形を得る第1の手段、電力系統の事故点に関わる条件を設定して電力系統を伝播するサージの推定波形を得る第2の手段、計測波形と推定波形が第1の手段に到着する時刻が最も合致する条件を算出する第3の手段、算出した条件から事故点の標定結果を出力する第4の手段を備えることを特徴とする電力系統監視装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電力系統におけるサージを用いて事故点（あるいは予兆点）を標定する電力系統監視装置であって、
電力系統を伝播するサージ波形を計測して計測波形を得る第１の手段、
前記電力系統の事故点に関わる条件を設定して前記電力系統を伝播するサージの推定波形を得る第２の手段、
前記計測波形と前記推定波形が前記第１の手段に到着する時刻が最も合致する前記条件を算出する第３の手段、
該算出した前記条件から事故点の標定結果を出力する第４の手段を備えることを特徴とする電力系統監視装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力系統監視装置であって、
前記第１の手段は、電力系統の幹線もしくは分岐線に配置したＮ（Ｎ≧２）台の計測機器であり、前記計測機器で挟まれた電力系統の線路区間について事故点を標定することを特徴とする電力系統監視装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電力系統監視装置であって、
前記第２の手段は、サージ発生点、サージの発生時刻、サージの伝播速度を条件として、計測機器に到達するサージの立ち上がり波形を生成することを特徴とする電力系統監視装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電力系統監視装置であって、
前記第３の手段は、前記第１の手段を用いて計測した前記計測波形と、電力系統の第二の手段で生成した推定波形について、両者の立ち上がり波形の差異が最も小さくなる前記条件を算出することを特徴とする電力系統監視装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電力系統監視装置であって、
線種に関わるサージの伝播速度の比率を取得し、もしくは記憶する手段を備え、前記推定波形を生成する条件とすることを特徴とする電力系統監視装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電力系統監視装置であって、
Ｎ台の前記第１の手段で検出した計測波形について有効無効を判定する手段を備え、有効であれば標定を実施し、無効であれば標定を実施しないことを特徴とする電力系統監視装置。
【請求項７】
請求項１に記載の電力系統監視装置であって、
標定結果を線路方向の確率分布として表記し、電力系統に関わる関連情報を線路方向の確率分布として表記し、両者の確率分布を確率計算することで線路方向の確率分布を算出することを特徴とする電力系統監視装置。
【請求項８】
請求項１に記載の電力系統監視装置であって、
標定結果を時間方向の継続時間あるいは繰り返し回数について計数し、該計数の結果を線路方向の確率分布として表記し、電力系統に関わる関連情報を線路方向の確率分布として表記し、両者の確率分布を確率計算することで線路方向の確率分布を算出することを特徴とする電力系統監視装置。
【請求項９】
請求項１に記載の電力系統監視装置であって、
電力系統に関わる関連情報を入出力するインタフェースを備えることを特徴とする電力系統監視装置。
【請求項１０】
計算機を用いて、電力系統におけるサージから事故点（あるいは予兆点）を標定する電力系統監視方法であって、
計算機は、電力系統に設置された計測機器で計測した、電力系統を伝播するサージ波形を計測波形として得る入力部と、前記計測波形を記憶する記憶部と、演算部を備え、
前記演算部は、前記電力系統の事故点に関わる条件を設定して前記電力系統を伝播するサージの推定波形を得、前記計測波形と前記推定波形が前記計測機器に到着する時刻が最も合致する前記条件を算出し、前記算出した前記条件から事故点の標定結果を得ることを特徴とする電力系統監視方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は電力系統における事故点を標定する電力系統監視装置および方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
電力系統は、電力の安定供給のために多くの手段と方法を組み合わせて構築し、運用されている大規模システムである。電力系統の状態は様々に変化することが知られており、電圧、電流、電力、周波数等の物理量による表記が行われている。系統状態は、系統構成で作られる面的な広がりを持ち、また時間的な変化を伴う。また系統連系する発電と負荷によって大きく変化する。エネルギーの供給は安定であるべきなので、定常状態を維持するように様々な機器を用いて制御されている。
【０００３】
電力供給に支障をもたらす事故が発生したとき、速やかに復旧作業を開始することは、供給信頼度を高めるために必須の要請である。このためには、事故内容（箇所、原因等）を速やかに把握することが求められる。現状は、事故が発生した現場で、人による確認作業によって事故点、事故原因を特定する場合がある。したがって事故点を特定するまでには、現場へ到着するまでの時間に加えて担当者の作業時間があり、ここには経験、知識、体調などの個人状況が入り込むことになる。
【０００４】
一方、近年になって、ネットワークとデジタル信号処理の進展により、電力系統にセンサを設置することで、センサ計測信号を用いて系統状態を推定する技術が多く提案されている。これらのなかで事故点を推定する技術は事故点標定と呼ばれ、サージ方式、周波数方式などの事故点標定方式が提案されている。
【０００５】
サージ方式は、線路を伝播するサージの到達時刻を計測して事故点を標定する技術である。サージは進行波とも呼ばれ、光に近い速度で伝播し、またインピーダンスが不整合となる点で反射することが知られている。このサージの波形をＡＤ変換器でサンプリングした計測波形を用いて、事故点を標定する事故点標定の提案がある。
【０００６】
例えば特許文献１では、事故時に発生したサージが線路伝搬に伴い減衰する場合にも精度よく事故点を標定できる方法を提供することを目的として、「電力を供給する線路に事故が発生したとき線路の両端のサージ波形を同期をとって測定して記憶し、記憶した線路の両端のサージ波形が最も類似する波形を取り出し、取り出した一方端のサージ波形の時刻と他方端のサージ波形の時刻との時間差を求め、その時間差に基づいて線路の一方端から事故点までの距離を求めて事故点を標定することを特徴とする事故点標定方法」としている。
【０００７】
また特許文献１では、事故時に発生したサージの伝播速度が不明の場合にも精度よく事故点を標定できる方法を提供することを目的として、「電力系統におけるサージを用いて事故点を標定する電力系統監視装置であって、電力系統を伝播するサージ波形を計測して計測波形を得る第１の手段、前記電力系統の系統構成情報と事故点情報に基づいて前記電力系統を伝播するサージ波形を模擬生成し模擬波形を得る第２の手段、前記計測波形と前記模擬波形の相似性を判断して事故点を標定する第３の手段、標定した前記事故点の標定結果を出力する第４の手段、を備えることを特徴とする電力系統監視装置」としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１２－１０８０１１号公報
特開２０２１－５０９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の技術は、電力系統の事故点で発生して伝播するサージを、線路上の複数箇所で到達時刻を計測して、事故点から計測点までの距離、サージの到達時間差、およびサージの伝播速度に基づく関係式を解くことで事故点を算出することを原理としている。しかし電力系統の計測信号は、ノイズ、高調波、線間クロストーク等により波形が歪むことがあり、サージの到達時刻を精度よく検出するのが困難な場合がある。
【００１０】
また事故点を算出するにはサージの伝播速度を必要とするが、サージの伝播速度は変化することが知られている。事前に測定した伝播速度を利用するならば、標定の誤差が発生することがある。解決策として、個々の線路のサージ伝播速度を計測する手段を用意する方法があるが、設備コストが増大することになる。
（【００１１】以降は省略されています）

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