JP2011205859A - Load estimating method of transformer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、変圧器の最大負荷を推定する負荷推定方法に関する。 The present invention relates to a load estimation method for estimating a maximum load of a transformer.
変電所等から家庭や工場に電力を供給する高圧配電線路には変圧器が設置されている。変圧器は、高圧配電線路に印加された交流6.6kVの高圧電力を、家庭や工場で利用可能な100Vや200Vの低圧電力に変成(変圧)する。一般的な変圧器としては、市街地等において電柱上に設置される柱上変圧器がよく知られている。また近年は市街地の景観を向上するために電線類地中化も進められており、地上設置型の変圧器も設置されるようになってきている。 Transformers are installed in the high-voltage distribution lines that supply power from substations to homes and factories. The transformer transforms (transforms) AC 6.6 kV high-voltage power applied to the high-voltage distribution line into low-voltage power of 100 V or 200 V that can be used in homes and factories. As a general transformer, a pole transformer installed on a utility pole in an urban area or the like is well known. In recent years, undergrounding of electric wires has been promoted in order to improve the cityscape, and ground-mounted transformers have also been installed.
一般に1つの変圧器に接続された配電線路は複数個所で分岐し、住宅や商業施設等(需要家)に電力を供給している。この1つの変圧器から供給される需要家の範囲(地域)は、バンクと呼ばれる。これらの需要家が電力を使用すると、変圧器には負荷が生じる。変圧器の負荷は、負荷電流値(A)として計測することができる。例えば任意に抽出された変圧器に電流計を設置し、所定の単位時間ごとにその電流計付き変圧器に生じた負荷電流値(A)を計測し、その負荷電流値(A)を事業所などに設置されているサーバ等に送信することで、データの蓄積や分析が行われている。そのような分析の1つとして、計測した負荷電流値(A)を標本として、電流計のついていない変圧器に対しても、負荷を推定することが可能となっている。 In general, a distribution line connected to one transformer is branched at a plurality of locations to supply power to houses, commercial facilities, etc. (customers). The range (region) of customers supplied from this single transformer is called a bank. When these consumers use electricity, the transformer is loaded. The load of the transformer can be measured as a load current value (A). For example, an ammeter is installed in an arbitrarily extracted transformer, and the load current value (A) generated in the transformer with the ammeter is measured every predetermined unit time. Data is accumulated and analyzed by transmitting to a server installed in the network. As one of such analyses, it is possible to estimate the load even for a transformer without an ammeter using the measured load current value (A) as a sample.
上記の需要家の消費電力が増大し、変圧器の負荷が許容範囲を超えると、変圧器は過負荷の状態となる。過負荷となった変圧器は、内部温度の上昇に伴って耐用年数が短縮し、さらに過度な負荷が生じた場合は故障を起こしてしまう。過負荷の発生は、予め容量が十分に大きい変圧器を選定して設置することで防止可能である。しかし変圧器は、その容量の増大に伴って装置価格および設置費用が増大する。そのため過負荷を懸念して、過剰な尤度の容量の変圧器を選定することは不経済である。つまり変圧器は発生し得る最大負荷を的確に把握し、その最大負荷を過不足なく許容できる容量のものを選定する必要がある。 When the power consumption of the consumer increases and the transformer load exceeds the allowable range, the transformer is overloaded. Overloaded transformers have a reduced service life as the internal temperature rises, and if an excessive load occurs, they will fail. The occurrence of overload can be prevented by selecting and installing a transformer having a sufficiently large capacity in advance. However, transformers increase in equipment price and installation cost as their capacity increases. For this reason, it is uneconomical to select a transformer with a capacity with an excessive likelihood in consideration of overload. In other words, it is necessary to accurately grasp the maximum load that can be generated and to select a transformer that can tolerate the maximum load without excess or deficiency.
従来から変圧器に発生し得る最大負荷を推定するための様々な方法が提案されている。例えば、変圧器により電力が供給される需要家の契約容量および需要種別(業種)から変圧器の最大負荷を求める方法が普及している。この方法はkW法とも呼ばれ、需要家の契約容量および業種と、変圧器の最大負荷との間における相関関係を利用した方法である。 Conventionally, various methods have been proposed for estimating the maximum load that can be generated in a transformer. For example, a method for obtaining the maximum load of a transformer from the contracted capacity and the demand type (industry) of a customer who is supplied with electric power by a transformer is widespread. This method is also called a kW method, and uses a correlation between the contracted capacity and type of business of the consumer and the maximum load of the transformer.
また例えば、特許文献1には、日負荷計測データを持つ(ロードサーベイ計量器を持つ)計測需要家と持たない非計測需要家とが混在する配電系統における変圧器負荷想定方法が開示されている。ロードサーベイ計量器とは、住宅の分電盤等に取り付けられ、需要家の所定時間ごとの消費電力を計測してサーバ等へ計測データを送信する装置である。特許文献1では、ロードサーベイ計量器を持たない非計測需要家であっても、電力量計(電気メータ)から検針される月間電力消費量の変動パターンから、電力消費量が類似する計測需要家を特定し、その計測需要家の日負荷計測データをもとに需要家の日負荷を総合して求めている。そして、変圧器ごとの日負荷および所定期間の負荷を想定(推定)している。
Further, for example,
特許文献1の方法によれば、発生し得る変圧器の最大負荷を推定することも可能である。しかし、特許文献1の方法はロードサーベイ計量器の存在が前提となっており、さらには負荷推定の精度は、ロードサーベイ計量器の普及率に依存すると考えられる。例えば、非計測需要家については、月間電力消費量の変動パターンから類似する計測需要家を見つけて日負荷計測データを推定している。そのため、非計測需要家と同様の電力消費量の計測需要家が多数存在していることが前提であり、特許文献1の方法による変圧器の負荷の推定は、その精度の向上に限界がある。
According to the method of
一方、上述したkW法は、変圧器の最大負荷を求めるにあたって、専用の計器を必要としない点において容易に実施可能な方法である。しかし、契約容量と業種のみから最大負荷を推定すると、地域や各需要家の特性により、実際に発生する最大負荷との間には誤差が生じる可能性がある。この場合、誤差分を考慮して推定値よりも大きめに最大負荷を設定する必要があるため、さらに最適化を行う余地があった。 On the other hand, the kW method described above is a method that can be easily implemented in that it does not require a dedicated instrument when determining the maximum load of the transformer. However, if the maximum load is estimated only from the contract capacity and the type of industry, there is a possibility that an error may occur between the maximum load actually generated due to the characteristics of the region and each customer. In this case, since it is necessary to set the maximum load larger than the estimated value in consideration of the error, there is room for further optimization.
本発明は、このような課題に鑑み、既設の計器を用いて、精度の高い最大負荷の推定が可能な変圧器の負荷推定方法を提供することを目的としている。 In view of such problems, an object of the present invention is to provide a transformer load estimation method capable of estimating the maximum load with high accuracy using an existing meter.
上記課題を解決するために発明者らは鋭意検討し、kW法によって求めた変圧器の最大負荷と実際に発生する最大負荷との誤差は、需要家の生活行動に左右される点に着目した。そして、需要家の生活行動は、電気メータから検針可能な電気使用量となって表れること、および電気使用量と最大負荷との間には相関性があることから、電気使用量の標準的な量(推定値)に対する誤差と、最大負荷の推定値に対する誤差との間にも相関性があることを見出し、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above problems, the inventors have intensively studied and focused on the fact that the error between the maximum load of the transformer determined by the kW method and the maximum load actually generated depends on the living behavior of the consumer. . The consumer's daily behavior is expressed as the amount of electricity that can be measured from the electricity meter, and there is a correlation between the amount of electricity used and the maximum load. It has been found that there is a correlation between the error with respect to the quantity (estimated value) and the error with respect to the estimated value of the maximum load, and the present invention has been completed.
すなわち上記課題を解決するために、本発明にかかる変圧器の負荷推定方法の代表的な構成は、変圧器の最大負荷を推定する負荷推定方法であって、個々の変圧器に接続される複数の需要家の契約容量と、複数の需要家において実際に使用された電気使用量を取得し、契約容量と電気使用量から契約容量と推定使用量との関係を示す使用量推定関数を導出し、多数の変圧器のうち、一部の電流計付き変圧器の各々に接続される複数の需要家の契約容量および業種から、各々の電流計付き変圧器の最大負荷を推定した負荷推定値を算出し、各々の電流計付き変圧器において測定した最大負荷である負荷実測値を取得し、各々の電流計付き変圧器について、負荷推定値と負荷実測値との誤差を示す負荷誤差を算出し、各々の電流計付き変圧器に接続される複数の需要家について使用量推定関数を用いて求めた推定使用量と電気使用量との誤差を示す使用量誤差を算出し、複数の電流計付き変圧器の負荷誤差と使用量誤差からこれらの関係を示す誤差関数を導出し、電流計のついていない変圧器についても、誤差関数を用いて負荷推定値を補正することを特徴とする。 That is, in order to solve the above problems, a representative configuration of a load estimation method for a transformer according to the present invention is a load estimation method for estimating a maximum load of a transformer, and includes a plurality of loads connected to individual transformers. The contract capacity of multiple customers and the electricity usage actually used by multiple consumers are obtained, and the usage estimation function that shows the relationship between the contract capacity and the estimated usage is derived from the contract capacity and the electricity usage. From the contract capacity and industry of multiple consumers connected to each of some of the transformers with ammeters, a load estimate that estimates the maximum load of each transformer with ammeters Calculate and obtain the actual load value that is the maximum load measured in each ammeter-equipped transformer, and calculate the load error indicating the error between the estimated load value and the actual load value for each ammeter-equipped transformer. Connected to each transformer with ammeter Calculate the usage error indicating the error between the estimated usage and the electricity usage calculated using the usage estimation function for multiple consumers, and use the load error and usage error of the transformer with multiple ammeters. An error function indicating these relationships is derived, and the estimated load value is corrected using the error function even for a transformer without an ammeter.
上記構成によれば、個々の需要家において実測した電気使用量を用いて変圧器の負荷推定値を補正するため、電流計のついていない変圧器についても新たな計器類を用いることなく、より精度の高い負荷推定が可能である。 According to the above configuration, the estimated load of the transformer is corrected using the electricity usage actually measured by each individual consumer. Therefore, a transformer with no ammeter is not used with new instruments, and more accurate. High load estimation is possible.
上記の変圧器の負荷推定方法は、過去の一定期間内に、電流計付き変圧器において負荷が最大であった月の電気使用量および負荷実測値を用いて使用量推定関数および誤差関数を導出してもよい。この構成であれば、個々の変圧器のバンクにおいて発生し得る最大負荷を推定することが可能である。これにより、例えば年間を通して最も最大負荷が増大する真夏または真冬を想定して変圧器を設置および管理することが可能となる。 The above-mentioned load estimation method for the transformer derives a usage estimation function and an error function using the electricity usage and the actual load measurement value for the month when the load was highest in the transformer with an ammeter within a certain past period. May be. With this configuration, it is possible to estimate the maximum load that can occur in the bank of individual transformers. Thereby, for example, it becomes possible to install and manage the transformer assuming midsummer or midwinter when the maximum load increases throughout the year.
上記の使用量推定関数または誤差関数は、一次関数であるとよい。これによれば、より簡素な処理で変圧器の最大負荷を推定することが可能となる。 The above usage amount estimation function or error function may be a linear function. According to this, it becomes possible to estimate the maximum load of the transformer with simpler processing.
本発明によれば、既設の計器を用いて、精度の高い最大負荷の推定が可能な変圧器の負荷推定方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the load estimation method of the transformer which can estimate the maximum load with high precision using an existing meter can be provided.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。係る実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are illustrated. Omitted.
(配電系統)
図1は、本実施形態にかかる変圧器の負荷推定方法が実施される配電系統100を説明する図である。図1に示すように、配電系統100は、変電所102から送り出された電流を複数の一般家庭104および商業施設106等の需要家に供給する。
(Distribution system)
FIG. 1 is a diagram for explaining a
配電系統100は、区間開閉器108によって複数の配電区間110に分割されている。区間開閉器108は、配電区間110内に事故が発生した場合に、その配電区間110への電力供給を停止する。一つの配電区間110には複数の変電所102から電線が接続されており、区間開閉器108を切り替えることによってその配電区間110への系統切替を行うことができる。例えば一方の変電所がメンテナンスする際や過負荷となった場合には、区間開閉器108を切り替えて、一部または全部の配電区間110に他の変電所102から電力を供給することができる。
The
配電区間110内において、需要家の手前には変圧器112が設けられる。変圧器112は、高圧配電線路に印加された交流の高圧電力を、一般家庭104等で利用可能な低圧電力に変成(変圧)する。1つの変圧器112には複数の需要家が接続している。各変圧器112と接続する需要家の範囲(地域)は、バンクと呼ばれる単位で表される。
Within the
本実施形態において、変圧器112は、電柱上に設けられる柱上変圧器を想定している。一般に、運用される全体の柱上変圧器のうち、一部の柱上変圧器(例えば総数の1/3000程度)には電流計が備えられている。本実施形態において、電流計付きの柱上変圧器を、電流計付き変圧器114として例示している。電流計付き変圧器114は、所定の単位時間ごとにその電流計付き変圧器114に生じた最大の負荷を、負荷電流値(A)として計測することができる。計測したデータは、事業所116に設置されたサーバ118へと送信され、蓄積される。サーバ118では、電流計付き変圧器114により計測した負荷を標本とした統計から、kW法に用いる契約容量と最大負荷の関係式を回帰分析によって求める。関係式が求まると、電流計の有無にかかわらず、変圧器112の負荷がkW法によって求められる。
In the present embodiment, the
(変圧器の負荷推定方法)
本実施形態による変圧器の負荷推定方法について説明する。本実施形態による変圧器の負荷推定方法では、需要家の生活行動を値に反映させ、より実測値に近い負荷の値を推定することができる。
(Transformer load estimation method)
A transformer load estimation method according to this embodiment will be described. In the transformer load estimation method according to the present embodiment, it is possible to estimate the load value closer to the actual measurement value by reflecting the daily behavior of the consumer in the value.
図2は、従来のkW法により推定した変圧器の負荷を説明する図である。図2の横軸は、電流計付き変圧器により実際に測定された負荷実測値であり、kW法によって求めたい(推定したい)変圧器の負荷の値である。縦軸は、kW法によって推定した変圧器の負荷の値である。図2中のプロットは、ある1つの変圧器の負荷の値を示している。kW法は、前述したとおり、変圧器より電力が供給される需要家の契約容量および需要種別(業種)から変圧器の最大負荷を求める方法である。 FIG. 2 is a diagram illustrating the transformer load estimated by the conventional kW method. The horizontal axis in FIG. 2 is a load actual measurement value actually measured by a transformer with an ammeter, and is a value of a load of the transformer to be obtained (estimated) by the kW method. The vertical axis represents the load value of the transformer estimated by the kW method. The plot in FIG. 2 shows the load value of one transformer. As described above, the kW method is a method for obtaining the maximum load of the transformer from the contracted capacity and the demand type (industry) of the consumer supplied with power from the transformer.
kW法による負荷の推定が理想的な精度を有していた場合、負荷推定値と負荷実測値とは一致する。そして、複数の変圧器から取得した値のプロットは、例えば同一直線上(回帰曲線上)に位置する。しかし実際は需要家の生活行動には多様性があるため、需要家の契約容量および業種のみからの変圧器の負荷の推定には精度に限界がある。そのため、図2に示すように、(1)の契約容量から推定可能である負荷(回帰曲線上の値)と、電流計付き変圧器によって測定した負荷実測値(求めたい値)との間には、(2)の生活行動による誤差(負荷誤差)が生じる。 When the load estimation by the kW method has an ideal accuracy, the load estimated value and the load actual measurement value coincide with each other. And the plot of the value acquired from the some transformer is located on the same straight line (on a regression curve), for example. However, in reality, there are a variety of consumer lifestyles, so there is a limit to the accuracy in estimating the contract capacity of the consumer and the load on the transformer only from the industry. Therefore, as shown in FIG. 2, between the load that can be estimated from the contracted capacity in (1) (value on the regression curve) and the actual load value measured by the transformer with ammeter (value to be obtained). (2) causes an error (load error) due to daily activities.
図3は、需要家の電気使用量に表れる生活行動による誤差を説明する図である。図3の横軸は、住宅等に設置される需要家の電気メータから検針した、需要家の電気使用量である。縦軸は、kW法と同じく、需要家の契約容量および業種から推定可能な電気の使用量を示す推定使用量である。一般に、需要家の電気使用量は、契約容量および業種と相関があることから、それらの関係式(使用量推定関数)から推定使用量を得ることができる。図3は需要家単位で値を表して、プロットは一軒の需要家の電気の使用量を示している。 FIG. 3 is a diagram for explaining an error due to living behavior that appears in the electricity usage of a consumer. The horizontal axis in FIG. 3 represents the amount of electricity used by the consumer as measured from the electricity meter of the consumer installed in a house or the like. The vertical axis represents the estimated usage amount indicating the usage amount of electricity that can be estimated from the contract capacity of the customer and the type of industry, as in the kW method. Generally, since the electricity usage amount of a consumer has a correlation with the contract capacity and the type of business, the estimated usage amount can be obtained from their relational expression (usage amount estimation function). FIG. 3 shows values in units of consumers, and the plot shows the amount of electricity used by one consumer.
契約容量および業種からの電気使用量の推定が理想的な精度を有していた場合、推定使用量と電気使用量とは一致する。しかし、変圧器負荷推定の場合と同様に、需要家の生活行動の多様性のため、契約容量および業種からの電気使用量の推定には精度に限界がある。そして需要家の生活行動は、推定使用量および電気使用量との間にも誤差となって表れる。図3では、(3)の契約容量から推定可能である推定使用量(回帰曲線上の値)と、電気メータから検針した電気使用量との間に、(4)の生活行動による誤差(使用量誤差)が生じる。 If the estimation of electricity usage from contracted capacity and industry has an ideal accuracy, the estimated usage and electricity usage match. However, as in the case of transformer load estimation, there is a limit to the accuracy in estimating contract capacity and electricity usage due to the diversity of consumer behavior. And a consumer's living behavior also appears as an error between the estimated usage amount and the electricity usage amount. In FIG. 3, between the estimated usage (value on the regression curve) that can be estimated from the contracted capacity in (3) and the electrical usage measured from the electric meter, the error (use) due to living behavior in (4) Amount error).
ここで、負荷誤差と使用量誤差とは、ともに需要家の生活行動から生じる誤差であることから、負荷誤差と使用量誤差とには相関関係があることが推測される。例えば、図4は、使用量誤差と負荷誤差との相関関係を例示する図である。図4は変圧器単位で値を表していて、使用量誤差も需要家単位ではなく変圧器単位として示している。図4に例示するように、使用量誤差と負荷誤差との相関関係は、回帰曲線(直線を含む)およびその回帰式(誤差関数)として求めることができる。以下に説明する本実施形態にかかる変圧器の負荷推定方法では、この使用量誤差と負荷誤差との誤差関数を求め、この誤差関数を用いてkW法によって推定した負荷推定値を補正する。これにより、需要家の生活行動を反映させた、実負荷に即したより精度の高い負荷推定を可能にしている。 Here, since the load error and the usage error are both errors caused by the daily behavior of the consumer, it is estimated that there is a correlation between the load error and the usage error. For example, FIG. 4 is a diagram illustrating the correlation between usage error and load error. FIG. 4 shows values in transformer units, and the usage error is shown in transformer units, not in consumer units. As illustrated in FIG. 4, the correlation between the usage error and the load error can be obtained as a regression curve (including a straight line) and its regression equation (error function). In the transformer load estimation method according to the present embodiment described below, an error function between the usage error and the load error is obtained, and the estimated load value estimated by the kW method is corrected using the error function. As a result, it is possible to estimate the load with higher accuracy according to the actual load, reflecting the daily behavior of the consumer.
図5は、本実施形態の変圧器の負荷推定方法を実行する変圧器負荷推定装置の構成を示すブロック図であり、図6は本実施形態の変圧器の負荷推定方法を示すフローチャートである。以下、図1および図5を参照しながら、図6のフローチャートについて説明する。 FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a transformer load estimation device that executes the transformer load estimation method of the present embodiment, and FIG. 6 is a flowchart illustrating the transformer load estimation method of the present embodiment. Hereinafter, the flowchart of FIG. 6 will be described with reference to FIGS. 1 and 5.
図5に示す変圧器負荷推定装置(以下、負荷推定装置120と記載する)は、現在のバンクにおいて変圧器112に発生し得る最大負荷を推定する。この最大負荷の推定は、例えば所定の月を想定して行うことができる。これにより、変圧器112に発生し得る将来の負荷を予測することもできる。なお、以下の説明においては特に言及しない限り、変圧器112には電流計付き変圧器114も含まれるものとする。
A transformer load estimation device (hereinafter referred to as a load estimation device 120) shown in FIG. 5 estimates the maximum load that can be generated in the
負荷推定装置120は、制御部122を備えている。制御部122は、中央処理装置(CPU)を含む半導体集積回路により負荷推定装置120の全体の機能を管理および制御する。
The
入力部124は、キーボードやマウスやタッチパネル、ファイル入出力装置やネットワークを通じたデータ通信等、外部からの情報を取り入れる種々の装置より構成される。
The
出力部126は、内部の情報を外部へ出力する役割を担う。具体的には、例えば、出力部126は、ディスプレイやプリンタ等で構成され、使用者に情報を表示したり印刷したりする。また、出力部126は、出力内容をデータとして記録媒体に保存することもでき、さらにネットワークを通じたデータ通信やウェブ表示なども行うことができる。
The
データテーブル128は、ROM、RAM、EEPROM、不揮発性RAM、フラッシュメモリ、HDD等で構成される。データテーブル128は、需要家から取得した後述する各項目のデータを記録することができる。 The data table 128 includes a ROM, a RAM, an EEPROM, a nonvolatile RAM, a flash memory, an HDD, and the like. The data table 128 can record data of each item described later acquired from the consumer.
図6に示す変圧器の負荷推定方法では、ステップ200において、まず制御部122は、各々の変圧器112に接続される複数の需要家の契約容量と、複数の需要家において実際に使用された電気の使用量である電気使用量、およびその変圧器112の負荷実測値を取得して、データテーブル128に記録する。契約容量は、変更がなければ需要家との契約時の値を使用することができる。電気使用量については、月ごとの電気メータの検針値により得られる月間電気使用量から取得することができる。変圧器112の負荷実測値は、電流計付き変圧器114の電流計が計測した月間の最大負荷から取得される。
In the transformer load estimation method shown in FIG. 6, in
図7はデータテーブル128に記録されるデータを例示する図である。図7(a)は需要家データ、図7(b)は一部の電流計付き変圧器データ、図7(c)は残りの大多数の変圧器データ(電流計なし)を例示している。図7(a)に例示するように、ステップ200において取得した需要家それぞれの契約容量と電気使用量は、日時(月)およびバンクごとに需要家のID(identification number)とともに記録される。需要家データには、需要家の業種も記録される。また、図7(b)に例示するように、ステップ200において取得した変圧器112の負荷実測値は、日時(月)やバンク、および変圧器IDとともに記録される。変圧器データには、変圧器112の容量等も記録される。また、図7(c)に例示する変圧器データ(電流計なし)には、負荷実測値以外の図7(b)と同様の項目のデータが記録される。
FIG. 7 is a diagram illustrating data recorded in the data table 128. FIG. 7 (a) illustrates customer data, FIG. 7 (b) illustrates some transformer data with ammeter, and FIG. 7 (c) illustrates the majority of remaining transformer data (without ammeter). . As illustrated in FIG. 7A, the contracted capacity and the electricity usage of each consumer acquired in
上記の需要家データおよび変圧器データのフレームは、例えば月単位で作成することができる。また需要家データのフレームは、バンクごとに作成することもできる。そしてデータテーブル128は、需要家データおよび変圧器データのフレームに対し、時系列に沿った現在までの複数のフレームを蓄積することができる。 The frame of the customer data and the transformer data can be created, for example, on a monthly basis. A customer data frame can be created for each bank. The data table 128 can store a plurality of frames up to the present along the time series for the frames of the customer data and the transformer data.
なおデータテーブル128に記録される上記データの各項目の値は、負荷推定装置120の使用者の入力により取得してもよく、あらかじめ他の装置や他の機関で蓄積したデータからデータテーブル128に格納して取得してもよい。また、ステップ200の処理は、外部からの入力を待たずに定期的に行われる処理としてもよい。
The value of each item of the data recorded in the data table 128 may be acquired by the input of the user of the
図5に示すデータ抽出部130は、データベースエンジンであって、データテーブル128から所定の条件に基づいて該当するデータ(レコード)を抽出することができる。図6のステップ202において、データ抽出部130は、データテーブル128の需要家データおよび変圧器データから、所定の日時(例えば月単位)のデータを抽出する。例えば、所定の日時(月)における需要家ごとの契約容量、業種、電気使用量、および変圧器112の負荷実測値を抽出する。これらのデータの抽出は、所定の配電区間110における複数のバンクに対して行われる。
The
ステップ202においてデータ抽出部130が抽出するデータは、過去の一定期間内に、電流計付き変圧器114が備えられたバンクにおいて負荷が最大であった月から抽出するとよい。これにより、個々の変圧器112のバンクにおいて発生し得る最大負荷を推定することが可能である。なお、データ抽出部130は、過去の一定期間内に、電気使用量が最大であった月からデータを抽出してもよい。これによっても、個々の変圧器112のバンクにおいて発生し得る最大負荷を間接的に推定することが可能である。また、データ抽出部130は、使用者による日時(月)の指定を受けてデータを抽出することも可能である。
The data extracted by the
ステップ204において、関数導出部132(図5参照)は、ステップ202においてデータ抽出部130が抽出した契約容量および電気使用量から、契約容量と推定使用量との関係を示す使用量推定関数を導出する。
In
図8は、使用量推定関数を説明する図である。図8は変圧器単位、すなわちバンク単位で値を表していて、各プロットはバンクごとに積算した値を表している。詳細には、それぞれの変圧器112において、複数の需要家について求めた電気使用量の積算値と、同じ複数の需要家それぞれの契約容量の積算値とを表している。図8に示すように、使用量推定関数は、複数の変圧器112の契約容量と電気使用量の関係に近似する近似関数として導出することができる。使用量推定関数は、一次関数として求めることで、より簡略な処理で変圧器112の最大負荷を推定することが可能となる。
FIG. 8 is a diagram for explaining the usage amount estimation function. FIG. 8 shows values in units of transformers, that is, in units of banks, and each plot shows values integrated for each bank. In detail, in each
ステップ206において、演算部134は、ステップ204において関数式導出部により導出された使用量推定関数を用いて、ステップ202において抽出した需要家の契約容量から推定使用量を求める(算出する)。この推定使用量は、変圧器単位で算出される。例えば、複数の需要家の契約容量の積算値を使用して算出する。
In
ステップ208において、演算部134は、ステップ206において求めた推定使用量と、ステップ202において抽出した電気使用量との誤差を示す使用量誤差を算出する。この使用量誤差は、変圧器単位で算出される。例えば、同じバンク内の複数の需要家の電気使用量の積算値を使用することで、変圧器単位の使用量誤差として算出できる。使用量誤差は、所定の配電区間110における複数の変圧器112に対して算出される。これらにより、ステップ202において抽出された所定の日時(月)のデータから、その日時(月)に対する需要家の使用量誤差が取得される。
In
次に、ステップ210において、負荷推定部136は、ステップ202において抽出した契約容量および業種から、各々の変圧器112の最大負荷を推定した負荷推定値を算出する。負荷推定部136による負荷推定値の算出は、kW法にもとづいて行われる。詳細には、需要家の契約容量および業種と、電流計付き変圧器114から得た実測負荷値との関係から関係式を導出し、算出される。業種については簡単な例として、住宅とそれ以外に分けることができる。また他の例としては、住宅、店舗、工場、オフィスなどに分けることもできる。
Next, in
ステップ212において、演算部134は、ステップ210において求めた負荷推定値と、ステップ202においてデータ抽出部130が抽出した負荷実測値との誤差を示す負荷誤差を算出する。負荷誤差の算出は、所定の配電区間110における各々の変圧器112について行われる。これらにより、ステップ202において抽出された所定の日時(月)のデータから、その日時(月)に対する変圧器112の負荷誤差が取得される。
In
そしてステップ214において、関数式導出部は、複数の変圧器112の負荷誤差と使用量誤差からこれらの関係を示す誤差関数を導出する。この誤差関数は、ステップ202において抽出されたデータの日時(月)に対応するものである。例えば、過去の一定期間内に、電流計付き変圧器において負荷が最大であった月における誤差関数である。
In
図9は、誤差関数を説明する図である。図9は変圧器単位で値を表していて、各プロットは1つの変圧器112の値を表している。図9に示すように、誤差関数は、変圧器112それぞれの使用量誤差と負荷誤差の関係に近似する近似関数として導出することができる。誤差関数は、使用量推定関数と同様に、一次関数として求めることで、より簡略な処理で変圧器の最大負荷を推定することが可能となる。
FIG. 9 is a diagram for explaining the error function. FIG. 9 shows values in transformer units, and each plot shows the value of one
ステップ216において、データ抽出部130は、データテーブル128の需要家データおよび変圧器データから、個々のデータを抽出する。例えば、複数の需要家の現在の(最新の)契約容量および業種を抽出する。そして、ステップ218において、負荷推定部136は、ステップ216において抽出された契約容量および業種から、kW法にもとづいて変圧器112の個々の変圧器の最大負荷を推定した負荷推定値を、ステップ210と同様の処理により算出する。なお、このステップ218における変圧器112の負荷推定値の算出は、使用者による入力を受けて、特定の変圧器に対して算出することも可能である。
In
そして、ステップ220において、補正部138は、ステップ218において算出した個々の変圧器112の負荷推定値を、ステップ214において算出した誤差関数を用いて補正する。これにより、精度のよい値を取得することができる。また、例えば8月や1月など、年間を通して最も最大負荷が増大する真夏または真冬を想定して補正を行うことで、将来に発生し得る最大負荷を考慮して変圧器112を設置および管理することが可能となる。
In
上記構成によれば、個々の需要家において実測した電気使用量を用いて変圧器112の負荷推定値を補正するため、電流計のない変圧器112についても新たな計器類を用いることなく、実負荷に即したより精度の高い負荷推定が可能である。
According to the above configuration, since the load estimated value of the
なお、本実施形態の変圧器の負荷推定方法における各工程は、必ずしも図6のフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。例えば、ステップ204からステップ208までの処理と、ステップ210からステップ212までの処理とは、順序を変更して行うことや、並列して行うことも可能である。また、ステップ216からステップ218の処理においても、ステップ204からステップ214までの処理と、順序を変更することが可能である。
Note that the steps in the transformer load estimation method of the present embodiment do not necessarily have to be processed in time series in the order described in the flowchart of FIG. 6, and may include processing in parallel or by a subroutine. For example, the processing from
(評価試験)
図10は、本実施形態の変圧器の負荷推定方法の有効性を示す図である。図10(a)は従来のkW法にもとづいて推定した負荷推定値を本実施形態の負荷推定方法によって補正し、その補正した負荷推定値と負荷実測値との負荷誤差を示した実施例である。図10(b)は従来のkW法にもとづいて推定した変圧器の負荷推定値と負荷実測値との負荷誤差を示した比較例である。
(Evaluation test)
FIG. 10 is a diagram showing the effectiveness of the transformer load estimation method of the present embodiment. FIG. 10A is an example in which the estimated load value estimated based on the conventional kW method is corrected by the load estimation method of the present embodiment, and the load error between the corrected estimated load value and the actually measured load value is shown. is there. FIG. 10B is a comparative example showing a load error between the estimated load value of the transformer and the actual load value estimated based on the conventional kW method.
図10の評価試験では、164台の変圧器から負荷実測値を取得した。また、需要家の電気使用量として月間電力使用量を使用し、その需要家の契約容量および業種をもとにkW法による負荷推定値を算出した。負荷誤差σは、標準偏差として表している。以下では、図10(a)および図10(b)を参照して、実施例および比較例の負荷誤差を比較する。 In the evaluation test of FIG. 10, actual load values were obtained from 164 transformers. In addition, the monthly power consumption was used as the electricity usage of the consumer, and the load estimated value by the kW method was calculated based on the contracted capacity and the industry of the consumer. The load error σ is expressed as a standard deviation. Below, with reference to FIG. 10A and FIG. 10B, the load error of an Example and a comparative example is compared.
図10(b)の比較例では、負荷誤差は63.8Aであった。一方、図10(a)の実施例では、負荷誤差は58.6Aであり、比較例よりも誤差が少なくなっていることが確認できる。 In the comparative example of FIG. 10B, the load error was 63.8A. On the other hand, in the example of FIG. 10A, the load error is 58.6 A, and it can be confirmed that the error is smaller than that of the comparative example.
ここで、負荷推定値は、需要家の契約容量および業種から推定した負荷の値である。そして、負荷実測値は、電流計付き変圧器を基に計測した実際の負荷の値である。この2つの値の誤差、すなわち負荷誤差は、需要家の生活行動から生じる。そこで、本実施形態の負荷推定方法では、需要家の生活行動が表れる月間電気使用量を利用して負荷推定値を補正することで、需要家の生活行動を値に反映させ、より実測値に近い負荷推定値を算出している。図10(a)の実施例では、図10(b)の比較例よりも負荷誤差が少ないことから、より実測値に近い負荷推定値の算出を達成していることが確認できる。 Here, the load estimated value is a load value estimated from the contract capacity of the consumer and the type of business. And actual load value is the value of the actual load measured based on the transformer with an ammeter. The error between these two values, that is, the load error, arises from the daily behavior of the consumer. Therefore, in the load estimation method of the present embodiment, by correcting the estimated load value using the monthly electricity usage amount in which the consumer's living behavior appears, the consumer's living behavior is reflected in the value, and the measured value is more A near load estimate is calculated. In the example of FIG. 10A, since the load error is smaller than that of the comparative example of FIG. 10B, it can be confirmed that the calculation of the estimated load value closer to the actual measurement value is achieved.
このように、本実施形態による変圧器の負荷推定方法によれば、新たな計器類を用いることなく、実測値に即したより精度の高い負荷推定が可能である。 As described above, according to the load estimation method for the transformer according to the present embodiment, it is possible to estimate the load with higher accuracy in accordance with the actually measured value without using a new instrument.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されるものではない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
本発明は、変圧器の最大負荷を推定する負荷推定方法に利用することができる。 The present invention can be used in a load estimation method for estimating the maximum load of a transformer.
100 …配電系統
104 …一般家庭
106 …商業施設
108 …区間開閉器
110 …配電区間
112 …変圧器
114 …電流計付き変圧器
116 …事業所
118 …サーバ
120 …負荷推定装置
122 …制御部
124 …入力部
126 …出力部
128 …データテーブル
130 …データ抽出部
132 …関数導出部
134 …演算部
136 …負荷推定部
138 …補正部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
個々の変圧器に接続される複数の需要家の契約容量と、該複数の需要家において実際に使用された電気使用量を取得し、
前記契約容量と前記電気使用量から該契約容量と推定使用量との関係を示す使用量推定関数を導出し、
多数の変圧器のうち、一部の電流計付き変圧器の各々に接続される複数の需要家の契約容量および業種から、各々の電流計付き変圧器の最大負荷を推定した負荷推定値を算出し、
前記各々の電流計付き変圧器において測定した最大負荷である負荷実測値を取得し、
前記各々の電流計付き変圧器について、前記負荷推定値と前記負荷実測値との誤差を示す負荷誤差を算出し、
前記各々の電流計付き変圧器に接続される複数の需要家について前記使用量推定関数を用いて求めた前記推定使用量と前記電気使用量との誤差を示す使用量誤差を算出し、
複数の前記電流計付き変圧器の前記負荷誤差と前記使用量誤差からこれらの関係を示す誤差関数を導出し、
電流計のついていない変圧器についても、前記誤差関数を用いて負荷推定値を補正することを特徴とする変圧器の負荷推定方法。 A load estimation method for estimating the maximum load of a transformer,
Obtain the contracted capacity of multiple consumers connected to individual transformers and the electricity usage actually used by the multiple consumers,
Deriving a usage estimation function indicating the relationship between the contract capacity and the estimated usage from the contract capacity and the electricity usage,
Of many transformers, calculate the load estimation value that estimates the maximum load of each ammeter transformer from the contracted capacity and industry of multiple customers connected to each of the transformers with some ammeters And
Obtain a load actual measurement value that is the maximum load measured in each of the transformers with an ammeter,
For each of the transformers with an ammeter, a load error indicating an error between the load estimated value and the load actual measurement value is calculated,
Calculate a usage error indicating an error between the estimated usage and the electrical usage calculated using the usage estimation function for a plurality of consumers connected to each of the transformers with ammeters,
Deriving an error function indicating the relationship from the load error and the usage error of the plurality of transformers with ammeters,
A load estimation method for a transformer, wherein the estimated load value is corrected using the error function even for a transformer without an ammeter.
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