JP6129679B2 - 電力系統安定化システム、及び電力系統安定化方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、電力系統安定化システム、及び電力系統安定化方法に関する。

電力系統に落雷などの事故が発生した場合、事故除去リレーシステムによって高速かつ最小範囲での事故除去が行われ、系統への影響は最小限に抑えられる。

しかし、事故除去リレーシステムの動作にもかかわらず、遮断器不動作などによる事故除去時間の遅延、広範囲な事故遮断、ルート断事故などの重大事故の発生などに起因して事故除去後の系統構成が大幅に変化したりする場合には、潮流急変、大幅な需給アンバランスなどを引き起こし、系統の異常現象が発生する場合がある。

これを放置すると、発生した異常現象が電力系統全体へ波及して大停電に拡大する恐れがあるため、このような異常現象の発生を未然に防止したり、系統全体への波及拡大を防止したりする事故波及防止リレーシステムがある。

事故波及防止リレーシステムは、通称、電力系統安定化システムあるいは電力系統安定化装置と呼ばれ、対象とする電力系統における異常現象（脱調現象、周波数異常、電圧異常、過負荷）に応じてそれを防止する制御を行う。

電力系統安定化システムは中央制御装置と事故検出端末装置と制御端末装置で構成されることが多い。事故検出端末装置は変電所など、制御端末装置は発電所などにそれぞれ設置されることが多い。また、中央制御装置は他の装置との通信が可能な箇所に設置され、事故検出端末装置や制御端末装置と同じ場所に設置されることもある。さらには、中央制御装置に事故検出端末装置や制御端末装置の機能を含めて構成することもある。

母線事故時には、事故検出端末装置は母線保護リレーから動作情報を入力して事故を検出し、中央制御装置へ母線事故情報を送信する。その後、発電所に設置された制御端末装置は中央制御装置から制御指令を受信して発電機遮断等の制御を行う。

また、事故検出端末装置では母線保護リレーから入力した母線Ｘ事故、母線Ｙ事故の動作信号より両母線事故または片母線事故の判定を行い、母線事故情報を中央制御装置に出力する。従来の中央制御装置の制御対象決定ロジックでは、中央制御装置は、事故が発生した母線の変電所等に設置された事故検出端末装置から受信した母線事故情報を制御テーブルに記録された制御内容と照合して制御対象を決定し、制御端末装置に制御指令を出力する。

特開平９−５６０６９号公報

母線事故が生じると母線保護リレーが作動し、事故母線が遮断される。電力系統安定化システムは母線保護リレーの動作情報を用いて変電所に設置されている事故検出端末装置で母線事故を検出し、電力系統の安定度維持に必要な制御を行う。しかし、従来の電力系統安定化システムでは事故検出端末装置の不良が発生した場合や、事故検出端末装置と中央制御装置との間で伝送不良が発生した場合、当該変電所での母線事故検出ができないという問題点があった。

本発明の実施形態の目的は、母線事故が発生した変電所に設置された事故検出端末装置や事故検出端末装置と中央制御装置との間の伝送が不良であっても母線事故を検出して制御を行える電力系統安定化システム、及び電力系統安定化方法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の実施形態に係る電力系統安定化システムは、以下の構成を備える。
（ａ）電気所の送電線に設置された遮断器の開閉情報および変流器の電流値に基づいて、前記送電線で当該電気所と繋がる電気所のうち、当該電気所に隣接する電気所で発生した母線事故を検出する事故検出端末装置。
（ｂ）前記隣接電気所母線事故の検出情報に基づいて母線事故の発生箇所を特定し、特定した発生箇所に基づいて、制御対象を決定する中央制御装置。

また、電力系統安定化方法も本発明の実施形態の一態様である。

第１の実施形態の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態の中央制御装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態の事故検出端末装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態の母線事故種別判定部での母線事故の種別判定方法を示すブロック図である。 第１の実施形態の隣接変電所母線事故判定部での隣接変電所母線事故の判定方法を示すブロック図である。 第１の実施形態において母線事故が発生した場合の各変電所における遮断器の状態と、送電線Ｌ１，Ｌ２に流れる電流を示した図である。 第１の実施形態の中央制御装置４において、母線事故の発生箇所の特定の手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る電力系統安定化システムを示すブロック図である。 第２の実施形態の母線事故発生箇所特定部において、事故発生箇所の判定方法を示すブロック図である。 第２の実施形態の中央制御装置４において、母線事故の発生箇所の特定の手順を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る電力系統安定化システムを示すブロック図である。 第３の実施形態に係る事故検出端末装置２の構成を示すブロック図である。 第３の実施形態の母線事故発生箇所特定部において、事故発生箇所の判定方法を示すブロック図である。 第３の実施形態において、隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）（Ｌ２）と、事故種別の関係を示す相関関係を示す図である。 第３の実施形態のケース１のパターンを示す図である。 第３の実施形態のケース５のパターンを示す図である。 第３の実施形態のケース６のパターンを示す図である。 第３の実施形態のケース８のパターンを示す図である。 第４の実施形態に係る電力系統安定化システムを示すブロック図である。 第４の実施形態の中央制御装置の構成を示すブロック図である。 第４の実施形態の母線事故発生箇所特定部において、事故発生箇所の判定方法を示すブロック図である。 第４の実施形態の中央制御装置４において、母線事故の発生箇所の特定の手順を示すフローチャートである。

［第１の実施形態］
本実施形態に係る電力系統安定化システムについて、図１を参照しつつ、詳細に説明する。本実施形態の電力系統安定化システムでは、電力系統１において事故が発生した場合に事故波及防止のために、複数の変電所に事故検出端末装置２が配置される。この事故検出端末装置２は、電力系統１内の隣接する変電所にそれぞれ設置され、電力系統１の母線３において事故が発生した際に、母線事故が発生した変電所に隣接する変電所に設置された事故検出端末装置２が観測した遮断器ＣＢの開閉情報と変流器ＣＴの電流値に基づいて電力系統１内の母線事故を検出する。隣接する変電所とは、該当する２つの変電所間に、他の電気所が設置されず、該当する２つの変電所間を送電線で接続する変電所である。

（全体構成）
図１は、本実施形態に係る電力系統安定化システムを示すブロック図である。図１に示すように、電力系統１は、発電機Ｇで発電した電力を母線３ａ，３ｂ，３ｃを介して送電する。この母線３は電力系統１に複数存在し、母線３間は送電線Ｌ１，Ｌ２により接続されている。送電線Ｌ１，Ｌ２の接続部分には、母線３を有する変電所Ａｓｓ、変電所Ｂｓｓ、変電所Ｃｓｓが設けられる。このうち、変電所Ａｓｓと変電所Ｂｓｓ、及び、変電所Ｂｓｓと変電所Ｃｓｓは、隣接する変電所であり、変電所Ａｓｓと変電所Ｃｓｓは、隣接する変電所ではない。

各変電所には、事故検出端末装置２ａ，２ｂ，２ｃが設置される。事故検出端末装置２ａ，２ｂ，２ｃは、変電所に設けられた母線保護リレー２１と、遮断器ＣＢと、変流器ＣＴと接続される。事故検出端末装置２ａ，２ｂ，２ｃには、母線保護リレー２１の作動情報、遮断器ＣＢの開閉情報、変流器ＣＴにおける電流値が入力する。各変電所に設けられた事故検出端末装置２ａ，２ｂ，２ｃは、母線保護リレー２１の作動情報に基づいて、当該変電所における母線事故を検出する。また、遮断器ＣＢ及び変流器ＣＴは、変電所内の送電線Ｌ１，Ｌ２に配置され、事故検出端末装置２ａ，２ｂ，２ｃは、変電所の遮断器ＣＢの開閉情報及び変流器ＣＴの電流値により、隣接する変電所の母線事故である隣接変電所母線事故を検出する。検出結果は、母線事故情報、または、隣接変電所母線事故情報として中央制御装置４に対して出力する。

例えば、変電所Ｂｓｓの母線３ｂにおいて、事故が発生した場合には、変電所Ｂｓｓの事故検出端末装置２ｂでは、当該変電所に配置された母線保護リレー２１の作動情報に基づいて、母線事故を検出する。また、変電所Ｂｓｓに隣接する変電所Ａｓｓ及び変電所Ｃｓｓでは、それぞれの変電所の遮断器ＣＢの開閉情報及び変流器ＣＴの電流値より、事故検出端末装置２ａ，２ｃは隣接変電所母線事故を検出する。中央制御装置４では、変電所Ｂｓｓからの母線事故情報、または、変電所Ａｓｓ及び変電所Ｃｓｓからの隣接変電所母線事故情報に基づいて変電所Ｂｓｓにおける母線事故を検出する。

（事故検出端末装置２）
図３は、各変電所に設置される事故端末検出装置２の構成を示すブロック図である。事故端末検出装置２は、設置される変電所内の母線保護リレー２１の情報に基づいて変電所における母線事故を検出する。また、事故端末検出装置２は、設置される変電所内の遮断器ＣＢの開閉情報および変流器ＣＴの電流値より、隣接する変電所における母線事故の検出を行う。事故検出端末装置２は、母線事故検出部２２、隣接変電所母線事故検出部２３、信号出力部２４を備える。

母線事故検出部２２は、事故端末検出装置２が設置される変電所の母線３に発生した母線事故を検出する。母線事故検出部２２は、変電所に設置された母線保護リレー２１と接続され、この母線保護リレー２１の作動情報に基づいて、母線事故の検出を行う。通常母線３は、２つの母線３Ｘ，３Ｙとからなり、母線事故検出部２２は、各母線における事故母線をそれぞれ検出し、それにより、片母線事故か両母線事故かの母線事故種別の判定を行う。母線事故検出部２２は、事故母線検出部２５と、母線事故種別判定部２６を備える。

事故母線検出部２５は、事故母線の検出を行う。事故母線検出部２５は、母線Ｘと母線Ｙを保護する母線保護リレー２１と接続される。母線事故が発生した際に、母線保護リレー２１の作動情報により、母線Ｘの事故であるか、母線Ｙの事故であるかを検出する。検出結果は、母線事故種別判定部２６に出力される。

母線事故種別判定部２６は、図４に示すように、事故母線検出部２５からの情報に基づいて、発生した母線事故の種別の判定を行う。事故母線検出部２５から母線Ｘの事故情報と母線Ｙの事故情報が入力した場合には、両母線事故と判定し、母線Ｘの事故情報または母線Ｙの事故情報のいずれか片方が入力した場合には、片母線事故と判定する。判定結果は、信号出力部２４に対して出力される。

隣接変電所母線事故検出部２３は、遮断器ＣＢの開閉情報および変流器ＣＴの電流値に基づいて、隣接する変電所の母線事故の検出を行う。隣接変電所母線事故検出部２３は、遮断器情報検出部２７と、電流検出部２８と、隣接変電所母線事故判定部２９を備える。遮断器情報検出部２７及び電流検出部２８は、当該事故端末検出装置２が設置される変電所に設置された遮断器ＣＢ及び変流器ＣＴと接続され、これらの情報に基づいて、隣接変電所における母線事故を検出する。

遮断器情報検出部２７は、当該変電所における遮断器ＣＢの入／切状態を監視し、遮断器ＣＢが「入」状態か「切」状態かを検出する。電流検出部２８は、当該変電所の送電線Ｌ１，Ｌ２における電流を計測し、送電線Ｌ１，Ｌ２に流れる電流が０となる「電流無し」を検出する。なお，「電流無し」とは電流が予め設定された値より小さい状態のことをいう。遮断器情報検出部２７及び電流検出部２８における検出方法は、種々の方法が利用できる。

隣接変電所母線事故判定部２９は、隣接変電所母線事故が発生したか否かの判定を行う。隣接変電所母線事故判定部２９は、図５に示すように、遮断器ＣＢ「入」状態と「電流無し」との両方を検出した場合には、隣接変電所において母線事故が発生したと判定する。判定結果は、信号出力部２４に対して出力される。

信号出力部２４は、母線事故検出部２２で検出した母線事故に基づく母線事故情報、及び、隣接変電所母線事故検出部２３で検出した隣接変電所母線事故に基づく隣接変電所母線事故情報を中央制御装置４に対して出力する。信号出力部２４は、中央制御装置４と通信ネットワークまたは通信回線を介して接続する。

（中央制御装置４）
中央制御装置４は、事故検出端末装置２の信号出力部２４から出力した母線事故情報及び隣接変電所母線事故情報に基づいて、電力系統１内で発生した母線事故の発生箇所の特定を行い、特定した発生箇所に基づいて制御対象を決定する。制御対象は、発電機Ｇなどであり，中央制御装置４は、制御を行う制御端末装置５に対して制御指令の出力を行う。中央制御装置４は通信ネットワークまたは通信回線を介して、制御端末装置５と接続する。図２は、中央制御装置４の構成を示すブロック図である。中央制御装置４は、図２に示すように、母線事故発生箇所特定部４１、制御対象決定部４２、制御テーブル４３とを備える。

母線事故発生箇所特定部４１は、受信した隣接変電所母線事故情報に基づいて、電力系統１内の、どの母線で事故が発生したかを特定する。特定方法としては、電力系統内の２つの変電所で隣接する変電所の母線事故を検出し、その２つの変電所のいずれにも隣接する変電所がある場合には、隣接する変電所の母線事故を検出した２つの変電所と隣接する変電所において母線事故が発生したとする。隣接変電所の母線事故の検出は、変電所より隣接変電所母線事故情報を受信することで行う。すなわち、母線事故発生箇所特定部４１では、変電所Ａｓｓからの隣接変電所母線事故情報と、変電所Ｃｓｓからの隣接変電所母線事故情報とを受信した場合には、変電所Ａｓｓと変電所Ｃｓｓのそれぞれに隣接する変電所である変電所Ｂｓｓで母線事故が発生したと特定する。特定した箇所は、制御対象決定部４２に対して出力される。

制御対象決定部４２では、事故母線事故情報に基づく母線事故発生箇所、または、隣接変電所母線事故情報に基づき特定した母線事故発生箇所と、制御テーブル４３に記憶してある母線事故のパターンと制御対象の対応関係を照合して制御対象を決定する。決定した制御対象を制御する制御端末装置５に対し制御指令を送信する。このような、中央制御装置４は、たとえば、事故検出端末装置２若しくは制御端末装置５と同じ場所に設置される場合もある。

制御端末装置５は、たとえば、図１に示すように、発電機Ｇが接続された発電所の遮断器ＣＢ、電流計測器、電圧計測器等に接続されている。これにより、制御端末装置５は、中央制御装置４から受信した制御指令に基づいて、遮断器ＣＢへ遮断指令を出力し、発電機Ｇの解列等の制御を行うことができる。このような制御端末装置５は、発電所に設置されることが多い。

（作用）
本実施形態の構成を有する電力系統安定化システムでは、各変電所に設置された事故検出端末装置２ａ，２ｂ，２ｃからの隣接変電所母線事故に基づいて電力系統１に発生した母線事故の検出を行う。

図６は、変電所Ｂｓｓにおいて、母線事故が発生した場合の各変電所における遮断器ＣＢの状態と、送電線Ｌ１，Ｌ２に流れる電流を示した図である。また、図７は、中央制御装置４において、監視する電力系統１において変電所Ｂｓｓの母線３ｂにおいて事故が発生した場合の母線事故の発生箇所の特定の手順を示すフローチャートである。

初めに、変電所Ｂｓｓの母線３ｂにおいて、母線Ｘおよび母線Ｙにまたがる事故すなわち両母線事故が発生したとする（Ｓ１０１）。この場合、図６に示すように、変電所Ｂｓｓでは、母線事故の発生に伴い、母線３ｂと接続する送電線Ｌ１，Ｌ２に設置させた遮断器ＣＢが切状態となる。一方、変電所Ａｓｓの送電線に設置された遮断器ＣＢは、変電所Ａｓｓでは事故が発生していないので、入状態のままである。同様に、変電所Ｃｓｓの送電線に設置された遮断器ＣＢは、入状態である（Ｓ１０２）。

この時、変電所Ｂｓｓで遮断器ＣＢが切状態となると、送電線Ｌ１，Ｌ２には電流が流れなくなる。変電所Ａｓｓの送電線Ｌ１，Ｌ２で検出される電流は０となり、「電流無し」となる。同様に、変電所Ｃｓｓの送電線Ｌ１で検出される電流は０となり、「電流無し」となる（Ｓ１０３）。

変電所Ａｓｓに設置された事故検出端末装置２ａの隣接変電所母線事故検出部２３では、変電所Ａｓｓの遮断器ＣＢが「入」状態、且つ「電流無し」より、隣接変電所母線事故を検出し、その情報を中央制御装置４に対して出力する。同様に、変電所Ｃｓｓに設置された事故検出端末装置２ｃの隣接変電所母線事故検出部２３では、変電所Ｃｓｓの遮断器ＣＢが「入」状態、且つ「電流無し」より、隣接変電所母線事故を検出し、その情報を中央制御装置４に対して出力する（Ｓ１０４）。

次に、中央制御装置４では、２つの変電所Ａｓｓ，Ｃｓｓから隣接変電所母線事故情報が入力した場合には、母線事故発生箇所特定部４１において、その２つの変電所Ａｓｓ，Ｃｓｓに隣接する変電所である変電所Ｂｓｓにおいて、母線事故が発生したと特定する（Ｓ１０５）。

（効果）
本実施形態の電力系統安定化システムでは、母線事故が発生した変電所に隣接する変電所に設置された事故検出端末装置２からの情報に基づいて、母線事故の検出を行う。そして、検出した母線事故の発生箇所に応じて、制御を行う。

そのため、母線事故が発生した変電所に設置された事故検出端末装置２の不具合や、事故検出端末装置２と中央制御装置４の間に伝送不良が生じた場合においても、電力系統１内で発生した母線事故を検出することができる。

また、本実施形態の電力系統安定化システムでは、隣接変電所の母線事故を、遮断器ＣＢの開閉情報と、送電線に流れる電流に基づいて検出する。遮断器ＣＢの「切」情報を条件に入れているため、送電線事故と区別することが可能である。

さらに、本実施形態では、変電所に設置された母線保護リレー２１を用いて母線事故検出部２２により、当該変電所の母線３での事故を検出するように構成したが、母線事故検出部２２自体を設けることなく、隣接変電所母線事故情報のみに基づいて、電力系統１内の母線事故を検出するようにしても良い。

また、本実施形態では、３つの変電所が連なる電力系統を用いて説明したが、変電所に限られず、開閉所、発電所、変換所等あらゆる電気所でも同様である。

また、本実施形態では、隣接する変電所での母線事故を隣接変電所母線事故として検出を行ったが、隣接する電気所の種類に合わせて、隣接電気所母線事故として検出できる。その際、電気所の種類に応じて、隣接開閉所母線事故、隣接発電所母線事故、隣接変換所母線事故とすることもできる。

［第２の実施形態］
本実施形態の電力系統安定化システムは、母線事故が発生した変電所に設置された事故検出端末装置２の故障、及び、事故検出端末装置２からの伝送不良を監視する。母線事故が発生した変電所の事故検出端末装置２が正常に作動し、且つ、その事故検出端末装置２から正常に伝送が行われる場合には、事故が発生した変電所に設けられた事故検出端末装置２からの母線事故情報に基づいて、電力系統１内の母線事故を検出する。

（構成）
本実施形態に係る電力系統安定化システムについて、図８を参照しつつ、詳細に説明する。図８に示すように、本実施形態の電力系統安定化システムは、第１の実施形態の中央制御装置４に、各変電所に設置された事故検出端末装置２が故障であるかを検出する故障検出部４４、及び、各事故検出端末装置２から中央制御装置４に対する情報の伝送の不良を検出する伝送不良検出部４５を更に備えるものである。

故障検出部４４は、各変電所に設置された事故検出端末装置２の故障を検出する。検出方法は、各変電所に設置された事故検出端末装置２から装置情報を送信させ、その情報に基づいて装置故障を検出したり、中央制御装置４から通信網を介して各変電所の事故検出端末装置２と接続し、故障を検出しても良い。

伝送不良検出部４５は、各変電所に設置された事故検出端末装置２からの伝送不良を検出する。検出方法は、各変電所に設置された事故検出端末装置２との通信が途絶えたことを中央制御装置４の監視機能で検出，あるいは，事故検出端末装置２の監視機能で検出した伝送不良を信号を事故検出端末装置２から送信させて検出する。また、中央制御装置４から通信網を介して各変電所の事故検出端末装置２に対して信号を出力し、その信号の伝送状態により、伝送不良を検出しても良い。

中央制御装置４は、母線事故情報、隣接変電所母線事故情報、母線事故が発生した変電所に設置された事故検出端末装置２の故障及び伝送不良に基づいて、電力系統１内で発生した母線事故の発生箇所の特定を行い、その箇所に応じて制御端末装置５に対して制御指令の出力を行う。

母線事故発生箇所特定部４１は、受信した隣接変電所母線事故情報に基づいて、電力系統１内の、どの母線３で事故が発生したかを特定するが、特定した母線事故の発生箇所の情報を制御対象決定部４２に出力する条件として、図９に示すように、母線事故が発生した変電所に設置された事故検出端末装置２の故障、及び、事故検出端末装置２からの伝送不良を加える。例えば、変電所Ｂｓｓにおいて、母線事故が発生した場合に、母線事故発生箇所特定部４１は、変電所Ａｓｓ、Ｃｓｓからの隣接変電所母線事故情報に基づいて、母線事故の発生箇所を変電所Ｂｓｓと特定する。この情報を、出力する条件として、変電所Ｂｓｓの事故検出端末装置２ｂの故障、または、変電所Ｂｓｓの事故検出端末装置２ｂにおける伝送不良のいずれかを加える。

（作用）
本実施形態の構成を有する電力系統安定化システムでは、母線事故が発生した場合において、母線事故が発生した変電所に設置した事故検出端末装置２の故障、及び、その事故検出端末装置２からの伝送不良を考慮し、隣接変電所母線事故情報に基づく制御指令の出力を行う。

図１０は、中央制御装置４において、監視する電力系統１において変電所Ｂｓｓの母線３ｂにおいて事故が発生した場合の検出の手順を示すフローチャートである。

初めに、変電所Ｂｓｓの母線３ｂにおいて、事故が発生したとする（Ｓ２０１）。故障検出部４４は、変電所Ｂｓｓの事故検出端末装置２ｂに故障の有無を検出する（Ｓ２０２）。故障が無い場合（Ｓ２０２のＮ）には、伝送不良検出部４５は、変電所Ｂｓｓの事故検出端末装置２ｂの伝送不良の有無を検出する（Ｓ２０３）。伝送不良が無い場合（Ｓ２０３のＮ）には、中央制御装置４は、変電所Ｂｓｓからの母線事故情報に基づいて、母線事故の発生箇所を特定する（Ｓ２０４）。

一方、変電所Ｂｓｓの事故検出端末装置２ｂに故障があった場合（Ｓ２０２のＹ）または、変電所Ｂｓｓの事故検出端末装置２ｂに伝送不良があった場合（Ｓ２０３のＹ）は、隣接する２つ変電所である変電所Ａｓｓ，変電所Ｃｓｓからの隣接変電所母線事故情報に基づいて、変電所Ｂｓｓにおいて、母線事故が発生したとする（Ｓ２０５〜２０８）。

（効果）
本実施形態の電力系統安定化システムでは、母線事故が発生した変電所に設置した事故検出端末装置２が正常に母線事故を検出し、その情報を中央制御装置４に伝送できる場合には、母線事故が発生した変電所からの母線事故情報に基づいて制御を行う。

これにより、隣接変電所母線事故情報による不要な応動を抑えることができると共に、必要な場合には、隣接変電所母線事故情報に基づいた制御を行うことができるので、電力系統１内で発生した母線事故を正確に検出することができる。

［第３の実施形態］
本実施形態に係る電力系統安定化システムについて、図１１，１２を参照しつつ、詳細に説明する。本実施形態は、第１の実施形態の事故検出端末装置２において、変電所の送電線ごとに隣接変電所母線事故検出部２３（Ｌ１）（Ｌ２）を設けるものである。

（構成）
図１１は、本実施形態に係る電力系統安定化システムを示すブロック図である。各変電所の母線は、母線Ｘと母線Ｙの２つの母線からなる。たとえば、各変電所では、母線Ｘと送電線Ｌ１とを接続し、母線Ｙと送電線Ｌ２を接続した状態で運用を行なう。この送電線Ｌ１とＬ２は、各変電所間を接続する。変電所では、送電線Ｌ１と送電線Ｌ２のそれぞれに遮断器ＣＢ及び変流器ＣＴを備える。また、変電所が２つの変電所と隣接する場合には、それぞれの送電線Ｌ１と送電線Ｌ２に遮断器ＣＢ及び変流器ＣＴを備える。例えば、変電所Ａｓｓと変電所Ｃｓｓと隣接する変電所Ｂｓｓの場合に、変電所Ａｓｓと接続する送電線Ｌ１と、変電所Ｃｓｓと接続する送電線Ｌ１とに遮断器ＣＢ及び変流器ＣＴが設置され、同様に、変電所Ａｓｓと接続する送電線Ｌ２と、変電所Ｃｓｓと接続する送電線Ｌ２とに遮断器ＣＢ及び変流器ＣＴが設置される。

（事故検出端末装置２）
図１２は、本実施形態の事故検出端末装置２の構成を示すブロック図である。本実施形態の事故検出端末装置２は、母線事故検出部２２、事故情報送信部２４に加えて、送電線Ｌ１及び送電線Ｌ２毎に、隣接変電所母線事故検出部２３を備える。

隣接変電所母線事故検出部２３（Ｌ１）は、送電線Ｌ１に設置される遮断器ＣＢ及び変流器ＣＴの情報に基づいて、送電線Ｌ１が接続する隣接変電所の母線Ｘの母線事故を検出する。検出結果は、送電線Ｌ１に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）として出力される。

隣接変電所母線事故検出部２３（Ｌ２）は、送電線Ｌ２に設置されて遮断器ＣＢ及び変流器ＣＴの情報に基づいて、送電線Ｌ２が接続する隣接変電所の母線Ｙの母線事故を検出する。検出結果は、送電線Ｌ２に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ２）として出力される。

中央制御装置４は、図１３に示すように、母線事故情報及び隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）（Ｌ２）に基づいて、電力系統内で発生した母線事故の発生箇所の特定及び種別の特定を行う。その箇所及び種別に応じて制御機器端末に対して制御指令の出力を行う。母線事故の種別とは、母線３が母線Ｘ及び母線Ｙの２つの母線により構成させる場合に、母線Ｘ及び母線Ｙのいずれの母線、または、母線Ｘ及び母線Ｙの両方の母線で事故が起きたかを示す種別である。母線Ｘまたは母線Ｙのいずれか片方の母線で事故が発生した場合には「片母線事故」とする。母線Ｘ及び母線Ｙの両方の母線で事故が発生した場合には「両母線事故」とする。

（作用）
図１４は、変電所Ｂｓｓの母線で母線事故が発生した際に、その母線事故の種類と、変電所Ａｓｓ及び変電所Ｃｓｓで検出した送電線Ｌ１，Ｌ２に設置された遮断器ＣＢの開閉情報及び変流器ＣＴの電流値に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）（Ｌ２）との相関関係の例を示す図である。

ケース１は、変電所Ａｓｓの送電線Ｌ１，Ｌ２に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）（Ｌ２）、及び、変電所Ｃｓｓの送電線Ｌ１，Ｌ２に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）（Ｌ２）はいずれも検出されない場合で、図１５に示すように、変電所Ｂｓｓで母線事故の発生は検出されない。

ケース２は、変電所Ａｓｓの送電線Ｌ１に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）のみが検出される。このケースでは、変電所Ｃｓｓの送電線Ｌ１に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）が検出されていない。この場合は、２つの隣接した変電所において、隣接変電所母線事故情報が検出された場合に該当しないため、変電所Ｂｓｓで母線事故の発生は検出されない。

ケース３は、変電所Ａｓｓの送電線Ｌ１，Ｌ２に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）（Ｌ２）が検出される。このケースでは、変電所Ｃｓｓの送電線Ｌ１，Ｌ２に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）（Ｌ２）が検出されていない。この場合は、２つの隣接した変電所において、隣接変電所母線事故情報が検出された場合に該当しないため、変電所Ｂｓｓで母線事故の発生は検出されない。

ケース４は、変電所Ａｓｓの送電線Ｌ１，Ｌ２に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）（Ｌ２）が検出される。このケースでは、変電所Ｃｓｓの送電線Ｌ１に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）が検出される。この場合は、２つの隣接した変電所において、隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）が検出された場合に該当し、送電線Ｌ１が接続する母線事故が発生したと判定し、片母線事故として検出する。

ケース５は、変電所Ａｓｓの送電線Ｌ１，Ｌ２に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）（Ｌ２）が検出される。このケースでは、変電所Ｃｓｓの送電線Ｌ１，Ｌ２に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）（Ｌ２）が検出される。この場合は、２つの隣接した変電所において、隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）（Ｌ２）が検出された場合に該当し、図１６に示すように、送電線Ｌ１，送電線Ｌ２が接続する母線事故が共に発生したと判定し、両母線事故として検出する。

ケース６は、変電所Ａｓｓの送電線Ｌ１に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）が検出される。このケースでは、変電所Ｃｓｓの送電線Ｌ１に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）が検出される。この場合は、２つの隣接した変電所において、隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）が検出された場合に該当し、図１７に示すように、送電線Ｌ１が接続する母線事故が発生したと判定し、片母線事故として検出する。

ケース７は、変電所Ａｓｓの送電線Ｌ２に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ２）が検出される。このケースでは、変電所Ｃｓｓの送電線Ｌ２に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ２）が検出される。この場合は、２つの隣接した変電所において、隣接変電所母線事故情報（Ｌ２）が検出された場合に該当し、送電線Ｌ２が接続する母線事故が発生したと判定し、片母線事故として検出する。

ケース８は、変電所Ａｓｓの送電線Ｌ１に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）が検出される。このケースでは、変電所Ｃｓｓの送電線Ｌ２に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ２）が検出される。この場合は、２つの隣接した変電所において、隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）（Ｌ２）が検出された場合に該当し、図１８に示すように、送電線Ｌ１，Ｌ２のいずれかが接続する母線事故が発生したと判定し、片母線事故として検出する。なお，各変電所の母線と送電線の接続状態を事故検出端末装置から中央制御装置へ送信し，Ｂｓｓにおいて送電線Ｌ１と送電線２Ｌが同じ母線に接続していることを条件に加えた上で，片母線事故として検出することも可能である。

ケース９は、変電所Ａｓｓの送電線Ｌ２に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ２）が検出される。このケースでは、変電所Ｃｓｓの送電線Ｌ１に基づく隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）が検出される。この場合は、２つの隣接した変電所において、隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）（Ｌ２）が検出された場合に該当し、送電線Ｌ１，Ｌ２のいずれかが接続する母線事故が発生したと判定し、片母線事故として検出する。なお，各変電所の母線と送電線の接続状態を事故検出端末装置から中央制御装置へ送信し，Ｂｓｓにおいて送電線Ｌ１と送電線２Ｌが同じ母線に接続していることを条件に加えた上で，片母線事故として検出することも可能である。

（効果）
本実施形態の電力系統安定化システムでは、事故検出端末装置からの送電線Ｌ１，Ｌ２の隣接変電所母線事故情報（Ｌ１）（Ｌ２）に基づいて電力系統に発生した母線事故の検出を行うことにより、母線事故の発生箇所だけでなく、発生した母線事故の種別を特定することができる。これにより、母線事故の種別に合わせた制御が可能となるため、過剰制御を防止し、電力系統における適正な制御を実現することが可能となる。

また、本実施形態では、隣接する変電所で母線Ｘを送電線Ｌ１と接続させ、母線Ｙを送電線Ｌ２と接続させるとしたが、隣接する変電所で母線Ｘを送電線Ｌ２と接続させ、母線Ｙを送電線Ｌ１と接続させても良い。つまり、母線と接続する送電線の組み合わせは限定されない。さらに、１つの母線に対して、１つの送電線が接続する場合だけでなく、１つの母線に対して２つの送電線が接続される場合にも対応できる。例えば、隣接変電所で母線Ｘに対して送電線Ｌ１と送電線Ｌ２とが接続する場合に、変電所内の送電線Ｌ１と送電線Ｌ２とにそれぞれ設置された遮断器ＣＢと変流器ＣＴの情報に基づいて、隣接する変電所の母線Ｘの片母線事故を両母線事故として検出しても良い。

［第４の実施形態］
本実施形態に係る電力系統安定化システムについて、図１９を参照しつつ、詳細に説明する。本実施形態は、送電線Ｌ１，Ｌ２の端部に設けられ隣接する変電所が１つのみの変電所で発生した母線事故を、隣接する１つの変電所から出力される隣接変電所母線事故情報のみで検出を行う。例えば、図１９に示すように、変電所Ｄｓｓに設けられた事故検出端末装置２ｄからの隣接変電所母線事故情報に基づいて、変電所Ｅｓｓにおいて発生した母線事故の検出を行う。

（構成）
本実施形態は、図２０に示すように、第１の実施形態の中央制御装置４に、各変電所に設置された事故検出端末装置２から伝送される隣接変電所母線事故情報を使用するか、除外するかの運用設定を設定する運用設定部４６を備える。運用設定部４６は、各変電所に設置された事故検出端末装置２ごとに、伝送される隣接変電所母線事故情報を「使用」するか「除外」するかの運用設定を行う。

運用設定部４６において、「使用」と設定された場合には、その変電所からの隣接変電所母線事故情報に基づいて、母線事故の検出を行う。「除外」と設定した場合には、除外と設定した変電所に配置された事故検出端末装置２から、隣接変電所母線事故情報が送信されているものとする。

中央制御装置４は、図２１に示すように、母線事故情報、隣接変電所母線事故情報、及び、運用設定に基づいて、電力系統１内で発生した母線事故の発生箇所の特定を行い、その箇所に応じて制御端末装置５に対して制御指令の出力を行う。

母線事故発生箇所特定部４１は、受信した隣接変電所母線事故情報に基づいて、電力系統１内の、どの母線３で事故が発生したかを特定する。その際、ある変電所の運用が除外設定されていた場合には、その変電所から隣接変電所母線事故情報が受信されているとする。そして、運用が除外設定した変電所と、隣接変電所母線事故を検出した変電所とに隣接する変電所において母線事故が発生したと特定する。例えば、変電所Ａｓｓ〜Ｅｓｓが設置される電力系統では、運用設定部４６において、変電所Ａｓｓ〜Ｅｓｓの運用設定を「使用」と設定する。変電所Ｅｓｓは、変電所Ｄｓｓのみに隣接するが、変電所Ｅｓｓに隣接する仮想の変電所Ｆｓｓが、電力系統１に設けられるとし、変電所Ｆｓｓの運用設定を「除外」と設定する。母線事故発生箇所特定部４１では、変電所Ｅｓｓにおいて、母線事故が発生した場合には、変電所Ｄｓｓと変電所Ｆｓｓの隣接変電所母線事故情報に基づいて、変電所Ｅｓｓで母線事故が発生したと特定する。

（作用）
本実施形態の構成を有する電力系統安定化システムでは、送電線Ｌ１，Ｌ２の端部に設けられ隣接する変電所が１つのみの変電所においても、隣接する変電所からの隣接変電所母線事故情報に基づいて、母線事故を検出する。

図２２は、送電線の端部に設けられる変電所Ｅｓｓにおいて、母線事故が発生した場合に、変電所Ｄｓｓの事故検出端末装置２ｄから出力される隣接変電所母線事故情報に基づいて、母線事故を検出する場合のフローチャートである。

中央制御装置４では、どの変電所からの隣接変電所母線事故情報を使用するかの運用設定を予め行う（Ｓ４０１）。変電所Ｅｓｓが変電所Ｄｓｓのみと隣接する場合、変電所Ｄｓｓの隣接変電所母線事故情報を「使用」と設定する。さらに、仮想の変電所Ｆｓｓの隣接変電所母線事故情報を「除外」と設定する。変電所Ｆｓｓとは、実際には存在しないが、変電所Ｄｓｓと共に変電所Ｅｓｓに隣接する変電所である。

設定後、変電所Ｅｓｓの母線において、両母線事故が発生したとする（Ｓ４０２）。変電所Ｅｓｓでは、母線３の事故の発生に伴い、母線Ｘと接続する送電線Ｌ１，Ｌ２に設置させた遮断器ＣＢが切状態となる。一方、変電所Ｄｓｓの送電線Ｌ１，Ｌ２に設置された遮断器ＣＢは、変電所Ｄｓｓの母線では事故が発生していないので、入状態である（Ｓ４０３）。この時、変電所Ｅｓｓで遮断器ＣＴが切状態となると、送電線Ｌ１，Ｌ２には電流が流れなくなる。そのため、変電所Ｄｓｓの送電線Ｌ１，Ｌ２で検出される電流は「電流無し」となる（Ｓ４０４）。

変電所Ｄｓｓに設置された事故検出端末装置２ｄでは、変電所Ｄｓｓの遮断器ＣＢが「入」状態、且つ「電流無し」より、隣接変電所母線事故を検出し、その情報を中央制御装置４に対して出力する（Ｓ４０５）。

中央制御装置４では、変電所Ｄｓｓからの隣接変電所母線事故情報と、設定した運用情報に基づいて、変電所Ｅｓｓにおける母線事故を検出する（Ｓ４０６）。

（効果）
本実施形態の電力系統安定化システムでは、末端の変電所においても隣接する変電所で検出する隣接変電所母線事故情報に基づいて、母線事故の検出を行うことが可能となる。

本実施形態では、電力系統において隣接する変電所が１つの変電所で発生した母線事故を、その隣接する変電所に設けられた事故検出端末装置２からの隣接変電所母線事故情報に基づいて検出を行った。しかしながら、例えば、隣接する変電所が複数ある場合にでも、隣接する変電所が１つの変電所からの隣接変電所母線事故情報に基づいて検出することができる。すなわち、変電所Ｄｓｓに事故検出端末装置２が設置されない場合に、運用設定部４６において、変電所Ｄｓｓの運用設定を「除外」と設定する。この場合において、変電所Ｂｓｓからの隣接変電所母線事故情報が入力した場合には、母線事故発生箇所特定部４１は、変電所Ｄｓｓからも隣接変電所母線事故情報を受信したとし、変電所Ｃｓｓにおいて母線事故が発生したと特定する。

［他の実施形態］
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、本実施形態では、隣接変電所母線事故を検出するために、送電線に流れる電流０を条件としたが、変電所に設置された遮断器ＣＢの開閉情報と変流器ＣＴの電流情報を利用するならば、他の条件も利用することができる。一例としては、各変電所に設けた送電線の有効電力を計測し、その有効電力が０と遮断器ＣＢが「入」状態の場合に、隣接変電所母線事故を検出とすることができる。有効電力は当該送電線の電流と当該送電線が接続する母線の電圧を用いて演算できる。

また、変電所の信号出力部２４と中央制御装置４及び制御端末装置５と中央制御装置４とが通信ネットワークまたは通信回線を利用して接続するとしたが、接続方法としては、特に限定しない。通信ネットワーク、通信回線は、情報のやりとりが可能な伝送路を広く含む。伝送路としては、有線若しくは無線のあらゆる伝送媒体を適用可能であり、どのようなＬＡＮやＷＡＮを経由するか若しくは経由しないかは問わない。たとえば、電力線搬送（ＰＬＣ方式）なども適用可能である。通信プロトコルについても、現在又は将来において利用可能なあらゆるものを適用可能である。現在の標準的なインターネットプロトコル（ＩＰ４）でも、次世代のプロトコルＩＰ６でも、独自のプロトコルであってもよい。

また、本実施形態では、電力系統内に電気所として変電所同士が隣接したが、隣接する電気所の種類は、変電所同士のように同一でなくても良い。すなわち、変電所が開閉所と発電所とに隣接している場合には、変電所の母線で発生した母線事故を、変電所に隣接する開閉所、及び発電所に設けた事故検出端末装置で検出することも可能である。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１ 電力系統
２，２ａ〜２ｅ 事故検出端末装置
２１ 母線保護リレー
２２ 母線事故検出部
２３ 隣接変電所母線事故検出部
２４ 信号出力部
２５ 事故母線検出部
２６ 母線事故種別判定部
２７ 遮断器情報検出部
２８ 電流検出部
２９ 隣接変電所母線事故判定部
３ 母線
４ 中央制御装置
４１ 母線事故発生箇所特定部
４２ 制御対象決定部
４３ 制御テーブル
４４ 故障検出部
４５ 伝送不良検出部
４６ 運用設定部
５ 制御端末装置
Ａｓｓ〜Ｆｓｓ 変電所
ＣＢ 遮断器
ＣＴ 変流器
Ｇ 発電機

Claims (9)

1. 電気所の送電線に設置された遮断器の開閉情報および変流器の電流値に基づいて、前記送電線で当該電気所と繋がる電気所のうち、当該電気所に隣接する電気所で発生した隣接電気所母線事故を検出する事故検出端末装置と、
   前記隣接電気所母線事故の検出情報に基づいて母線事故の発生箇所を特定し、特定した発生箇所に基づいて、制御対象を決定する中央制御装置と、
   を備える電力系統安定化システム。
2. 当該電気所に設置された遮断器の「入」情報及び変流器の「電流無し」情報に基づいて、前記隣接電気所母線事故を検出する隣接電気所母線事故検出部を備える請求項１に記載の電力系統安定化システム。
3. 電力系統内の２か所の電気所で前記隣接電気所母線事故を検出し、前記２か所の電気所いずれにも隣接する電気所において母線事故が発生したと特定する母線事故発生箇所特定部を備える請求項１または請求項２に記載の電力系統安定化システム。
4. 当該事故検出端末装置の故障を検出する故障検出部と、
   当該事故検出端末装置と中央制御装置との間の伝送不良を検出する伝送不良検出部と、
   設置された電気所に設けられた保護リレーの作動情報に基づいて、当該電気所で発生した母線事故を検出する母線事故検出部と、
   を備え、
   前記故障検出部による故障及び前記伝送不良検出部による伝送不良が検出されない場合には、
   前記母線事故検出部で検出した母線事故に基づいて、電力系統内の母線事故の発生箇所を特定する母線事故発生箇所特定部を備える請求項１乃至３の何れか１項に記載の電力系統安定化システム。
5. 送電線Ｌ１に流れる電流を遮断する遮断器と、送電線Ｌ１に流れる電流を検出する変流器と、
   送電線Ｌ２に流れる電流を遮断する遮断器と、送電線Ｌ２に流れる電流を検出する変流器と、
   前記送電線Ｌ１に流れる電流を遮断する遮断器の「入」情報及び送電線Ｌ１に流れる「電流無し」情報に基づいて、隣接電気所母線事故を検出する隣接電気所母線事故検出部Ｌ１と、
   前記送電線Ｌ２に流れる電流を遮断する遮断器の「入」情報及び送電線Ｌ２に流れる「電流無し」情報に基づいて、隣接電気所母線事故を検出する隣接電気所母線事故検出部Ｌ２と、
   を備える請求項１乃至４の何れか１項に記載の電力系統安定化システム。
6. 前記母線は、２組の母線Ｘと母線Ｙとからなり、
   隣接電気所母線事故検出部Ｌ１では、隣接電気所の母線Ｘ、母線Ｙのうちいずれかで発生した隣接電気所母線事故の検出を行い、
   隣接電気所母線事故検出部Ｌ２では、前記隣接電気所母線事故検出部Ｌ１で検出を行わない母線で発生した隣接電気所母線事故の検出を行う請求項５に記載の電力系統安定化システム。
7. 前記隣接電気所母線事故検出部Ｌ１で検出した隣接電気所母線事故と、前記隣接電気所母線事故検出部Ｌ２で検出した隣接電気所母線事故に基づいて、
   電力系統内の母線事故の発生箇所と共に、その母線事故が片母線事故か両母線事故かの特定をする母線事故発生箇所特定部を備える請求項６に記載の電力系統安定化システム。
8. 各電気所からの隣接電気所母線事故の運用の設定を行う運用設定部を設け、
   前記運用設定部において隣接電気所母線事故の運用の除外設定した電気所と、隣接電気所母線事故を検出した電気所と、に隣接する電気所において、母線事故が発生したと特定する母線事故発生箇所特定部を備える請求項１乃至６の何れか１項に記載の電力系統安定化システム。
9. 電気所の送電線に設置された遮断器の開閉情報および変流器の電流値に基づいて、前記送電線で当該電気所と繋がる電気所のうち、当該電気所に隣接する電気所で発生した隣接電気所母線事故を検出する検出ステップと、
   前記隣接電気所母線事故に基づいて母線事故の発生箇所を特定する特定ステップと、
   特定した発生箇所に基づいて、制御対象を決定する制御ステップと、
   を含む電力系統安定化方法。

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