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【発明の名称】 電力系統の高調波測定方法
【発明者】 【氏名】香田 勲

【氏名】塚本 政和

【氏名】西村 荘治

【氏名】鵜野 克彦
【要約】 【課題】着目高調波を挟む系統基本周波数の非整数倍の２周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波の電流を高調波計測点ａより下位低圧側に注入して高調波特性を測定する際に、分散注入により装置の小型化及び高調波障害の発生防止を図る。

【解決手段】計測点ａより下位低圧側の分枝した複数の母線３に高調波注入点ｂを設定し、各注入点ｂに電流注入装置２１を接続し、各装置２１から注入点ｂに同期をとって同時に、２周波数ｆ1 ，ｆ2 の電流を中間高調波の電流として注入し、計測点ａの特性計測装置（上位側計測装置３４）により、周波数ｆ1 ，ｆ2 の電流，電圧を検出して計測点ａより上位の両中間高調波についての等価回路のアドミタンスを求め、該両アドミタンスから計測点ａより上位の着目高調波についての等価回路１２のアドミタンスを補間演算して決定し、計測点ａより上位の着目高調波についての高調波特定を測定する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 系統の高調波計測点より下位低圧側の分枝した複数の母線に高調波注入点を設定し、該各高調波注入点に電流注入装置を接続し、該各電流注入装置から前記各高調波注入点に同期をとって同時に、計測対象のｎ次の着目高調波（周波数ｎ×ｆs ）を挟む系統基本周波数ｆs の非整数倍の２周波数ｆ1 ，ｆ2 （ｆ1 ＜ｎ×ｆs ＜ｆ2 ）の電流を中間高調波の電流としてそれぞれ注入し、前記高調波計測点の特性計測装置により、前記高調波計測点の前記周波数ｆ1，ｆ2 それぞれの電流，電圧を検出して前記高調波計測点より上位の前記周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波それぞれについての等価回路のアドミタンスを求め、該両アドミタンスから前記高調波計測点より上位の前記着目高調波についての等価回路のアドミタンスを補間演算して決定し、前記高調波計測点より上位の前記着目高調波についての高調波特定を測定することを特徴とする電力系統の高調波測定方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統の高調波計測点より上位の着目高調波についての特性（高調波特性）を測定する電力系統の高調波測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力の送，配電系統においては、高調波を低減することが重要である。
【０００３】ところで、高調波の周波数は、系統基本周波数ｆs の整数倍であり、代表的な第５調波の周波数は５×ｆs である。
【０００４】この高調波の低減は、高調波レベルを予測等し、適当な周波数のフィルタを設置して行われる。
【０００５】そして、高調波の電圧レベルの予測等を行う場合、電力系統のフィルタ設備の接続点を高調波計測点とし、この計測点より上位（上流），下位（下流）の高調波に対する特性を把握してその等価回路を求める必要がある。
【０００６】この高調波等価回路は、ノートンの定理で表現されたアドミタンスと電流源との並列回路とみなすことができる。
【０００７】そして、電気学会論文誌Ｂ,１０１巻８号，ｐ．４５１−４５８,（昭５６−８）には配電線の第５調波についての高調波等価回路を求める際、系統の基本波の電圧，電流を計測し、その結果から等価回路のアドミタンス，電流源の大きさ、位相等を算出して推定することが記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記論文誌に記載の高調波測定方法で電力系統のｎ次の着目高調波（周波数ｎ×ｆs ）についての高調波等価回路求める場合、系統の基本波電圧・電流の計測結果から高調波アドミタンスや高調波電流源の大きさ、位相を推定して決定するため、等価回路のアドミタンス等を精度よく求めることができない。
【０００９】すなわち、前記従来の高調波測定方法の場合、計測対象の着目高調波についての等価回路のアドミタンスや電流源を実測して求めるわけではなく、基本波の計測情報に基づき、その大きさ（ベクトル値）から着目高調波の大きさ（ベクトル値）を推定して求めるに過ぎないため、その等価回路を精度よく求めることはできない。
【００１０】この結果、電力系統の高調波特性を正確に把握して適当なフィルタを設ける等することができず、高調波レベルの良好な低減が困難になる。
【００１１】そこで、本出願人は特願平８−３１０１９２号の出願により、電力系統の高調波注入点に測定調波（着目高調波）の上，下両側の基本波の非整数倍周波数の電流（中間高調波の電流）それぞれを注入し、その注入点における注入周波数の電圧及び注入点の上位，下位に流れる注入周波数の電流の実測結果に基づき、系統の注入点の上位，下位それぞれにつき、着目高調波の上，下両側の注入周波数の等価回路のアドミタンスを求め、それらの補間処理により着目高調波の等価回路のアドミタンスを決定してその高調波等価回路を求めることを既に発明している。
【００１２】この場合、前記注入周波数の電流が系統に本来存在しない基本波の非整数倍周波数の電流であり、注入周波数についての等価回路のアドミタンスが実測により精度よく求めるため、この結果を用いて着目高調波についての特性を精度よく把握し得る。
【００１３】しかし、前記既出願の測定方法は、高調波注入点と高調波計測点とが同じ点になるため、例えば、系統の上位母線を含むその上位の高調波特性を測定する場合、高調波注入点を高電圧の前記上位母線に設定しなければならない。
【００１４】この場合、高調波注入点が高電圧であるため、この注入点に前記注入周波数の電流を注入する装置の電圧階級（絶縁階級）を十分に高くする必要があり、しかも、その十分な保護対策を講じる必要もある。
【００１５】そのため、装置が大型かつ複雑な構成で高価になり、小型かつ簡素な構成で安価に系統上位側の高調波特性を精度よく測定することができない。
【００１６】そこで、高調波計測点の下位低圧側に高調波注入点を設定することが考えられるが、この場合、高調波計測点と高調波注入点との間に１又は複数の変電所トランス等が介在し、高調波注入点に周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波の電流を多量に注入しなければ、高調波計測点での測定が困難になるため、高調波注入点に電流を注入する装置として、極めて電流容量の大きな装置が必要になる問題点があり、この場合、大容量の電流の１点集中的な注入に基づくいわゆる高調波障害が発生するおそれもある。
【００１７】本発明は、着目高調波を挟む２周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波の電流を高調波計測点より下位低圧側に注入し、両中間高調波の電流を注入する装置に必要な電圧階級を低くして高調波計測点の上位の着目高調波についての高調波特性を測定する際に、電流容量が比較的小さい装置を用いて前記両中間高調波の電流を注入し得るようにすることを課題とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するために、本発明の電圧系統の高調波測定方法においては、系統の高調波計測点より下位低圧側の分枝した複数の母線に高調波注入点を設定し、各高調波注入点に電流注入装置を接続し、各電流注入装置から各高調波注入点に同期をとって同時に、計測対象のｎ次の着目高調波（周波数ｎ×ｆs ）を挟む系統基本周波数ｆs の非整数倍の２周波数ｆ1 ，ｆ2 （ｆ1 ＜ｎ×ｆs ＜ｆ2 ）の電流を中間高調波の電流としてそれぞれ注入し、高調波計測点の特性計測装置により、高調波計測点の周波数ｆ1 ，ｆ2 それぞれの電流，電圧を検出して高調波計測点より上位の周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波それぞれについての等価回路のアドミタンスを求め、この両アドミタンスから高調波計測点より上位の着目高調波についての等価価のアドミタンスを補間演算して決定し、高調波計測点より上位の着目高調波についての高調波特定を測定する。
【００１９】したがって、高調波注入点が高調波計測点より下位低圧側の分枝した複数の母線に設定され、高調波計測点での測定に必要な周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波の電流が、その下位低圧側の各高調波注入点から分散注入される。
【００２０】そのため、各高調波注入点の電流注入装置は、電圧階級を低くすることができるとともに、電流容量が、高調波注入点を１つにして１台で賄う場合より小さくなり、電圧階級が低く、電流容量が小さい小型かつ簡素な装置で実現し得る。
【００２１】そして、各電流注入装置が同期をとって同時に前記両中間高調波の電流それぞれを各高調波注入点に注入するため、両中間高調波の電流がそれぞれ前記各電流注入装置の注入電流を加算合成した大容量になり、特性計測装置により高調波計測点における前記両中間高調波それぞれの電流，電圧が確実に検出されてそれぞれの等価回路のアドミタンスが求められる。
【００２２】このとき、両中間高調波が系統に本来存在しないため、両中間高調波の電流，電圧のレベルを小さくしても、それぞれの等価回路のアドミタンスは精度よく求まる。
【００２３】そして、両中間高調波の等価回路のアドミタンスから高調波計測点より上位の着目高調波についての等価回路のアドミタンスを決定してその高調波特性を測定するため、各電流注入装置をそれぞれ電流容量の小さい装置にして高調波計測点より上位の着目高調波についての高調波特性の精度の高い測定が行える。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の１形態につき図１を参照して説明する。図１は例えば電力系統１の７７ｋＶ系高圧母線２の高調波特性を、その下位低圧側の分枝した複数の６．６ｋＶ系配電母線３に電流を注入して測定する場合の単線系統図を示す。
【００２５】そして、高圧母線２の７７ｋＶの電力は２次変電所４のトランスにより、例えば２２ｋＶに降圧された後、分枝した複数の２２ｋＶ系高圧母線５に送電される。
【００２６】さらに、各高圧母線５の２２ｋＶの電力は下位の大口の需要家設備６，＃１，＃２，…の各配電用変電所７それぞれに給電され、各配電用変電所７は受電電力をそれぞれのトランスにより６．６ｋＶに降圧して各配電母線３に給電する。
【００２７】そして、図１の８は２次変電所４のトランスインピーダンス、９は各高圧母線５の線路インピーダンス、１０は需要家設備６の受電トランスのインピーダンス（トランスインピーダンス）、１１は各配電用変電所７のトランスインピーダンスである。
【００２８】この電力系統１には系統基本波周波数ｆs の整数倍の周波数の種々の高調波が存在し、測定対象のｎ次の着目高調波（周波数ｎ×ｆs ）についてのノートンの定理で表現された高圧母線２の上位の等価回路１２はアドミタンス１３と電流源１４との並列回路になる。
【００２９】同様に、着目高調波についてのノートンの定理で表現された需要家設備６の等価回路１５，各配電母線３の下位の等価回路１６も、それぞれアドミタンス１７，１８と電流源１９，２０との並列回路になる。
【００３０】つぎに、高圧母線５からみたその上位の高圧母線２の高調波特性を測定するため、２次変電所４内の高圧母線５に高調波計測点ａが設定される。
【００３１】また、この測定に際して、高調波注入点ａの下位低圧側の分枝した各配電母線３の一部又は全部に電流を注入するため、一部又は全部の配電用変電所７の配電母線３にそれぞれ高調波注入点ｂが設定される。
【００３２】そして、各高調波注入点ｂに例えばインバータ構成の電流注入装置２１が接続され、その上位の高調波特性を測定する場合、各電流注入装置２１は後述の電流注入指令に基づき、同期をとって同時に動作し、例えば３０分毎に着目高調波を挟む系統基本周波数ｆs の非整数倍の２周波数ｆ1 ，ｆ2 （ｆ1 ＜ｎ×ｆs ＜ｆ2 ）の中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2 を一定期間ずつ順に各高調波注入点ｂに注入する。
【００３３】すなわち、上位の高調波特性を測定する場合、中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2 を、上位の高調波計測点ａで同位相になるように、同期をとって同時に各高調波注入点ａに注入し、各高調波注入点ｂの注入電流を加算合成した大電流を上位側に送り込む。
【００３４】そのため、この実施の形態にあっては、例えば各変電所４，７等と別個独立に設けられた給電指令所２２の中央指令計算装置２３から通信ケーブル２４を介して各電流注入装置２１に、同期制御の信号としての電流注入指令の信号を伝送する。
【００３５】また、電流注入装置２１が設けられた各配電用変電所７において、電流注入装置２１から高調波注入点ｂに注入された電流は計器用変流器２５により計測され、高調波注入点ｂを通流する系統電流，高調波注入点ｂの系統電圧は計器用変流器２６，計器用変圧器２７により計測され、計器用変流器２５，２６及び計器用変圧器２７の計測出力は各下位側計測装置２８に取込まれる。
【００３６】この下位計測装置２８は中央指令計算装置２３から通信ケーブル２９を介して伝送入力された計測指令の信号にしたがって動作し、上位の高調波特性の測定時、計器用変流器２５，２６，計器用変圧器２７の計測出力に基づき、各電流注入装置２１の注入電流及び各配電母線３の周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波の電流，電圧の計測情報を、注入情報として、通信ケーブル３０を介して中央指令計算装置２３に伝送する。
【００３７】そして、中央指令計算装置２３は同期制御及びデータ収集等の高調波測定の諸機能を有し、上位の高調波特性の測定時は、例えば、中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2 の注入タイミング毎に前記の電流注入指令の信号を各電流注入装置２１に伝送し、各電流注入装置２１に電流Ｉ1 ，Ｉ2 それぞれの注入を指令するとともに、同期制御により各電流注入装置２１の電流Ｉ1 ，Ｉ2 それぞれの注入位相を制御する。
【００３８】この注入位相の制御は、最も簡単には、例えば＃１の配電用変電所７の電流注入装置（以下＃１の電流注入装置という）２１を基準の装置に選定し、残りの各電流注入装置２１の注入電流の位相を、＃１の電流注入装置２１の注入周波数ｆ1 ，ｆ2 の電圧と同位相に制御して行われる。
【００３９】具体的には、中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2 それぞれの注入タイミングになったときに、中央指令計算装置２３は、まず、＃１の電流注入装置２１，その計算装置２８に電流注入指令、計測指令の信号を伝送する。
【００４０】そして、＃１の配電用変電所７において、電流注入装置２１から高調波注入点ｂに電流Ｉ1 又はＩ2 を注入し、その注入電流に基づき、配電母線３の下位側計測装置２８から中央指令計算装置２３に前記の注入情報を伝送する。
【００４１】つぎに、中央指令計算装置２３は残りの各電流注入装置２１及びそれぞれの計測装置２８に順次に電流注入指令，計測指令の信号を伝送し、残りの各電流注入装置２１からそれぞれの高調波注入点ｂに電流Ｉ1 又はＩ2 を注入する。
【００４２】このとき、各下位側計測装置２８から伝送された注入情報に基づき、前記残りの各注入電流装置２１の注入電流Ｉ1 又はＩ2 の位相が＃１の配電母線３の注入周波数ｆ1 又はｆ2 の電圧と同位相になるように、中央指令計算装置２３は残りの各電流注入装置２に電流注入指令の信号としてその出力の位相補正指令の信号をそれぞれ伝送する。
【００４３】この信号の伝送により、前記残りの各電流注入装置２１から各高調波注入点ｂに注入される中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2 が、それぞれ＃１の電流注入装置２１の注入電流に基づくその配電母線３の周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波の電圧と同位相に瞬時に制御され、各電流注入装置２１から各高調波注入点ｂに、中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2 がそれぞれ同期をとって同時に注入される。
【００４４】なお、着目高調波をｎ＝５の第５調波とすると、中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2は、具体的には、例えば着目調波から０．５調波ずれた４．５調波，５．５調波の電流に設定される。
【００４５】そして、各高調波注入点ｂに注入された中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2 は、各高調波注入点ｂの上位側，下位側に分流し、上位側に分流した中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2 は各配電用変電所７のトランスの２次側（低圧側）から巻線の多いその１次側（高圧側）を介して各高圧母線５に流れ、２次変電所４内の高調波計測点ａの下位側（負荷側）近傍で加算合成される。
【００４６】この加算合成された中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2 は、２次変電所４内に設けられた計器用変流器３１により計測された後、その一部が需要家設備６に分流し、残りがさらに上位側に流れる。
【００４７】そして、上位側に流れた中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2 が高調波計測点ａを通り、その電流，電圧が高調波注入点ａの直前の計器用変流器３２，高調波注入点ａに接続された計器用変圧器３３により計測される。
【００４８】このとき、各電流注入装置２１の電流容量が比較的小容量であっても、その注入電流の加算合成に基づき、高調波計測点ａを通流する中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2 は計測に十分な大きさになる。
【００４９】しかも、中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2 は電力系統１に本来は存在しない周波数の電流であるため、それぞれ電力系統１に存在する各高調波の電流より小レベルであっても後述の周波数解析により確実に抽出することができる。
【００５０】そして、計器用変流器３１，３２及び計器用変圧器３３の計測出力は、２次変電所４に特性計測装置として設けられた上位側計測装置３４に取込まれ、この計測装置３４は中央指令計算装置２３から通信ケーブル２９を介して伝送された計測指令の信号に基づき、高調波注入点ａより上位の高圧母線２の周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波についての等価回路を求めて着目高調波についての等価回路１２を同定する。つぎに、上位側計測装置３４の演算処理について説明する。
【００５１】まず、周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波についての高調波計測点ａからみた高圧母線２の等価回路は、それらの中間高調波が電力系統１に存在しないため、ノートンの定理で表現すると、アドミタンス１３と同様のアドミタンスのみとなる。
【００５２】なお、周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波についての高調波計測点ａからみた需要家設備６の負荷側等価回路もアドミタンスのみとなり、同様に、各高調波注入点ｂからみたその下位の等価回路もそれぞれアドミタンスのみとなる。
【００５３】そして、説明を簡単にするため、トランスインピーダンス８等を無視し、着目高調波についての高調波計測点ａの上位側が等価回路１２で表わされるとし、かつ、高調波計測点ａを通流する周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波の電流をＩiu（ｉ＝１，２），電流をＶiu（ｉ＝１，２）とする。
【００５４】このとき、高調波計測点ａからみたその上位の周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波についての等価回路のアドミタンスＹiu,（ｉ＝１，２）は、つぎの数１の式の演算から求まる。
【００５５】
【数１】Ｙiu＝Ｉiu／Ｖiu【００５６】そして、周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波についてのアドミタンスＹiu（＝Ｙ1u，Ｙ2u）が求まれば、最も簡単には、例えば（Ｙ1u＋Ｙ2u）／２の補間演算により、その中間の周波数ｎ×ｆs の着目高調波についての等価回路１２のアドミタンス１３がアドミタンスＹu(n)として求まる。
【００５７】さらに、着目高調波についてのアドミタンスＹu(n)が求まると、高調波計測点ａを流れる着目高調波の電流Ｉu(n)，電圧Ｖu(n)の実測に基づき、着目高調波についての等価回路１２の電流源１４がつぎの数２の式の演算から、電流源ＩGu(n)として求まる。
【００５８】
【数２】ＩGu(n)＝Ｉu(n)−Ｖu(n)×Ｙu(n)【００５９】そして、数１，数２の演算等を行うため、中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2 が注入されるときに、中央指令計算装置２３から通信ケーブル２９を介して上位側計測装置３４に特性測定を指令する計測指令の信号が伝送され、この信号の受信に基づき、上位側計測装置３４は電流Ｉ1 ，Ｉ2 の注入期間に計器用変流器３２，計器用変圧器３３の計測出力を取込む。
【００６０】また、この実施の形態にあっては、需要家設備６の高調波特性も測定するため、上位側測定装置３４により計器用変流器３１の計測出力も取込む。
【００６１】そして、上位側計測装置３４は取込んだ各計測出力をＡ／Ｄ変換器によりそれぞれサンプリングしてデジタルの計測データに変換する。
【００６２】このとき、後段の周波数解析を正確に行うため、Ａ／Ｄ変換器のサンプリングは、例えば中央指令計算装置２３からの同期信号に基づき、系統基本波に同期したタイミングで行われる。
【００６３】なお、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波数は周波数ｆ1 ，ｆ2 それぞれより十分高い周波数である。
【００６４】そして、Ａ／Ｄ変換器の計測データが後段の信号処理装置に供給され、この信号処理装置はＤＦＴ解析，ＦＦＴ解析等のデジタル周波数解析により、高調波計測点ａの周波数ｆ1 ，ｆ2 それぞれの中間高調波の電圧Ｖiu及び電流Ｉiuを検出する。
【００６５】この電圧Ｖiu，電流Ｉiuのデータが後段の演算処理装置に送られ、この演算処理装置は電圧Ｖiu，電流Ｉiuに基づき、前記数１の式の演算からアドミタンスＹiuを求め、このアドミタンスＹiuを用いた前記の補間演算により、着目高調波についてのアドミタンス１３をＹu(n)に決定し、高調波計測点ａより上位の高圧母線２の高調波特性を測定する。
【００６６】また、この高調波特性の測定により、電流源１４も決定して等価回路１２を完全に同定するため、上位側計測装置３４は例えば中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2 の注入終了直後、Ａ／Ｄ変換器の計測データに基づく信号処理装置の周波数解析により電力系統１に存在する着目高調波の電流Ｉu(n)，電圧Ｖu(n)を実測する。
【００６７】そして、決定したアドミタンスＹu(n)と実測した電流Ｉu(n)，電圧Ｖu(n)とに基づき、演算処理装置により前記数２の式の演算から着目高調波についての電流源１１をＩGu(n)に決定する。
【００６８】一方、計器用変流器３１の計測データから求まる周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波の電流をＩia（ｉ＝１，２）とし、この電流Ｉiaのうちの需要家設備６への分流をＩix（ｉ＝１，２）とすると、この電流Ｉixは、つぎの数３の式の演算から求まる。
【００６９】
【数３】Ｉix＝Ｉia−Ｉiu【００７０】そして、高調波計測点ａからみた需要家設備６の周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波についての電圧もＶiuになるため、電流Ｉixと電圧Ｖiuとにより、上位側計測装置３４は数１の式の電流ＩiuをＩixに置換した式の演算から需要家設備６の周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波についてのアドミタンスＹix,（ｉ＝１，２）を求める。
【００７１】さらに、（Ｙ1x＋Ｙ2x）／２の補間演算により、着目高調波についてのアドミタンス１７をＹx(n)に決定する。
【００７２】また、需要家設備６の着目高調波の電流Ｉx(n)は、中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2 の注入直後、計器用変流器３１，３２の計測出力を周波数解析し、その計測出力に含まれた着目高調波の電流Ｉu(n)，Ｉy(n)に基づき、その通流方向の組合せにしたがて、Ｉx(n)＝｜Ｉu(n)−Ｉy(n)｜又はＩx(n)＝Ｉu(n)＋Ｉy(n)の式の演算から求まる。
【００７３】そして、需要家設備６の着目高調波の電圧Ｖx(n)が電圧Ｖu(n)に等しいため、前記数２の式のＩu(n)，Ｙu(n)をＩx(n)，Ｙx(n)に置換した式の演算から等価回路１５の電流源１９をＩGx(n)として求め、アドミタンスＹx(n)，電流源ＩGx(n)により等価回路１５を同定する。
【００７４】なお、前記数１の式の演算から求まるアドミタンスＹiu及びアドミタンスＹu(n)，数２の式の演算から求まる電流源ＩGu(n)は高圧母線５から上位側をみたときの値であり、例えば、アドミタンスＹu(n)，電流源ＩGu(n)を、トランスインピーダンス６等を考慮して高圧母線２から上位側をみたときの値に換算して求めてもよい。
【００７５】そして、上位側計測装置３４の各計測結果が上位側の計測情報として、通信ケーブル３０を介して中央指令計算装置２３に伝送され、例えば、この装置２３により測定結果が等価回路図でモニタ表示されるとともに記録収集される。
【００７６】つぎに、この実施の形態にあっては、測定機能の向上を図るため、前記の上位の高調波特性の測定だけでなく、下位の高調波特性の測定の機能を備える。
【００７７】この下位の高調波特性の測定の機能は、各下位側計測装置２８それぞれに上位側計測装置３４と同様の高調波測定機能を付加し、各高調波注入点ｂより下位の各配電母線３の着目高調波についての高調波特性を個別に測定し得る機能である。
【００７８】そして、下位の高調波特性の測定の場合、例えば、中央指令計算装置２３から通信ケーブル２９を介して各計測装置２８，３４に測定モードの切換えを指令し、全体を上位の高調波特性の測定から下位の高調波特性の計測に切換える。
【００７９】さらに、中央指令計算装置２３により、通信ケーブル２９を介して計測を実行する下位側計測装置２８に個別選択的に下位の高調波特性の測定を指令するとともに、その配電母線３の電流注入装置２１に通信ケーブル２４を介して電流注入指令を供給する。
【００８０】そして、例えば＃１の配電用変電所７の下位の配電母線（以下＃１の配電母線という）３の高調波特性を測定する場合は、＃１の配電用変電所７の高調波注入点ｂにのみその電流注入装置２１から中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2 が注入され、この電流Ｉ1 ，Ｉ2 がそれぞれ高調波注入点ｂの上位側及び下位側に分流する。
【００８１】このとき、高調波注入点ｂに注入された電流Ｉ1 ，Ｉ2 は計器用変流器２５により計測され、それぞれの高調波注入点ｂの上位側への分流は計器用変流器２６により計測される。
【００８２】また、電流Ｉ1 ，Ｉ2 の注入に基づく＃１の配電母線３の周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波の電圧Ｖid（ｉ＝１，２）は、計器用変圧器２７により測定される。
【００８３】そして、計器用変流器２５，２６及び計器用変圧器２７の計測出力が＃１の配電用変電所７の下位側計測装置２８に取込まれ、この装置２８のＡ／Ｄ変換器，信号処理装置，演算処理装置により、需要家設備６の等価回路１５を決定する場合と同様にして＃１の配電母線３の等価回路１６を同定する。
【００８４】すなわち、計器用変流器２５，２６の計測出力に含まれた電流Ｉ1 ，Ｉ2 それぞれの差から高調波注入点ｂの下位に分流した電流Ｉ1 ，Ｉ2 を電流Ｉid（ｉ＝１，２）として検出し、電流Ｉid，電圧Ｖidに基づき、数１の式と同様の式の演算から周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波についての＃１の配電母線３のアドミタンスＹid（ｉ＝１，２）を求め、アドミタンスＹidを用いた補間演算からその等価回路１６のアドミタンス１８をＹd(n)に決定する。
【００８５】さらに、電流Ｉ1 ，Ｉ2 の注入終了直後に、計器用変流器２６，計器用変圧器２７の計測出力から＃１の配電母線３の着目高調波の電流Ｉd(n)，電圧Ｖd(n)を実測し、アドミタンスＹd(n)，電流Ｉd(n)，電圧Ｖd(n)に基づき、数２の式と同様の式の演算から等価回路１６の電流源２０をＩGd(n)に決定し、＃１の配電母線３の等価回路１６を同定する。
【００８６】そして、他の配電母線３の等価回路１６についても、それぞれの電流注入装置２１から高調波注入点ｂに周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波の電流を注入し、各下位側計測装置２８により個別にアドミタンス１８（＝Ｙd(n)），電流源２０（＝ＩGd(n)） を決定して各配電母線３の等価回路１６を個別に同定する。
【００８７】また、各下位側計測装置２８の計測結果等が下位側の計測情報として、通信ケーブル３０を介して中央指令計算装置２３に伝送され、上位側の計測情報と同様にモニタ表示されるとともに記録収集される。
【００８８】したがって、本実施の形態の場合、高調波計測点ａの下位低圧側の分枝した複数の配電母線３の一部又は全部に高調波注入点ｂを設定し、高調波計測点ａでの計測に必要な周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2 を、下位低圧側の複数の高調波注入点ｂの電流注入装置２１から同期して同時に分散注入し、この分散注入により高調波計測点ａに十分なレベルの中間高調波の電流Ｉiu（ｉ＝１，２）を発生することができる。
【００８９】しかも、電流Ｉ1 ，Ｉ2 が電力系統１に本来は存在しないため、高調波計測点ａでの中間高調波の電流Ｉiu及び電圧Ｖiuが比較的小レベルであっても、電力系統１に存在する高調波の影響を受けることなく、周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波についてのその上位の等価回路のアドミタンスを求め、この両アドミタンスを用いた補間演算により高調波計測点ａの上位の高圧母線２の等価回路１２のアドミタンス１３，電流源１４を正確に特定して等価回路１２を精度よく同定することができる。
【００９０】そのため、各電流注入装置２１の電圧階級を、高調波計測点ａと高調波注入点ｂとを同じ点にする場合より低くすることができ、しかも、各電流注入装置２１はそれぞれ電流容量の小さな小型の装置であってよく、電圧階級が低く電流容量の少ない複数の電流注入装置２１を用いて系統上位側の高調波特性の精度のよい計測が行える。
【００９１】また、各配電母線３に中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2 を分散注入するため、例えば中間高調波の電流Ｉ1 ，Ｉ2 を１個所に集中的に大量に注入した場合に問題となるいわゆる高調波障害が生じるおそれもない。
【００９２】さらに、計器用変流器３１，３２及び計器用変圧器３３の計測出力に基づき、上位側計測装置３４により、高圧母線５に接続された大口の需要家設備６の高調波特性の測定も行える。
【００９３】つぎに、各高調波注入点ｂの近傍の下位側計測装置２８に、上位側計測装置３４と同様の高調波計測機能を設けたため、各下位側計測装置２８の計測により、各電流注入装置２１の注入電流の位相を合わせることができるだけでなく、各配電母線３の高調波注入点ｂより下位の高調波特性を個別に計測することができる。
【００９４】ところで、高調波計測点ａを電力系統１の任意の位置に設定し、その下位側の複数の分枝路等に各高調波注入点ｂを設定して測定が行えるのは勿論であり、その際、各高調波注入点ｂの位置，数等はどのようであってもよい。
【００９５】また、各電流注入装置２１，中央指令計測装置２３及び各計測装置２８，３４等の構成はどのようであってもよく、各電流注入装置２１はそれぞれの容量が同一でなくてもよい。
【００９６】さらに、中央指令計算装置２３は例えば上位側計測装置３４に一体に設けられていてもよく、中央指令計算装置２３と各計測装置２８，３４との間の信号，情報のやりとりは無線で行うようにしてもよい。
【００９７】そして、各電流注入装置２１の注入位相は、例えばファジー制御で制御するようにしてもよく、また、着目高調波のアドミタンスを求める補間演算は最小２乗法等であってもよい。
【００９８】
【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏する。高調波注入点ｂが高調波計測点ａより下位低圧側の分枝した複数の母線（配電母線３）に設定され、高調波計測点ａでの測定に必要な周波数ｆ1 ，ｆ2 の中間高調波の電流を、その下位低圧側の各高調波注入点ｂから分散注入することができる。
【００９９】そのため、各高調波注入点ｂの電流注入装置２１は、電圧階級を低くすることができるとともに、電流容量が高調波注入点を１つにして１台で賄う場合より小さくなり、電圧階級が低く電流容量が小さい小型かつ簡素な装置で実現し得る。
【０１００】また、両中間高調波の電流を各高調波注入点ｂに同時に分散混入するため、いわゆる高調波障害が生じるおそれもない。
【０１０１】そして、各電流注入装置２１が前記両中間高調波の電流それぞれを同期をとって同時に各高調波注入点ｂに注入するため、両中間高調波の電流がそれぞれ各電流注入装置２１の注入電流を加算合成した大容量で高調波計測点の下位に注入され、高調波計測点ａの特性計測装置（上位側計測装置３４）により高調波計測点ａにおける前記両中間高調波それぞれの電流，電圧を確実に検出してそれぞれについての各高調波注入点ａより上位の等価回路のアドミタンスを求めることができる。
【０１０２】このとき、両中間高調波が電力系統１に本来存在しないため、両中間高調波の電流，電圧の検出レベルが小さくても、系統１の高調波の影響を受けることなくそれぞれの等価回路のアドミタンスを精度よく求めることができる。
【０１０３】そして、両中間高調波の等価回路のアドミタンスから高調波計測点ａより上位の着目高調波についての等価回路１２のアドミタンスを決定してその高調波特性を測定したため、各電流注入装置２１をそれぞれ電圧階級が低く、電流容量の小さい装置に形成し、高調波障害を発生することなく、系統上位の高調波計測点ａより上位の着目高調波についての高調波特性の精度の高い測定を行うことができる。
【出願人】 【識別番号】０００２１３２９７
【氏名又は名称】中部電力株式会社
【識別番号】０００００３９４２
【氏名又は名称】日新電機株式会社
【出願日】 平成９年（１９９７）７月７日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 龍太郎
【公開番号】 特開平１１−２３６２５
【公開日】 平成１１年（１９９９）１月２９日
【出願番号】 特願平９−１９７８０８