(57)【要約】【課題】従来より適切に無効電力を制御することができる電力需給制御装置および電力需給制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】電力需給制御装置は、自電力需給制御装置の電圧と有効電力と無効電力と力率と定格と配電系統における接続地点に関する情報とを自端情報として所定周期毎に収集し、他の電力需給制御装置から自端情報を所定周期毎に取得する共有部と、自電力需給制御装置の自端情報と、他の電力需給制御装置の自端情報と、制御部必要な制御設定値とを記憶する記憶部と、記憶部が記憶する情報に基づいて、自電力需給制御装置が無効電力の制御を行うか否かを所定周期毎に判断し、自電力需給制御装置が無効電力の制御を行う場合に記憶部が記憶する情報に基づいて力率を変更しながら無効電力の制御を行う処理部と、を備える。【選択図】図４
2020036436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自電力需給制御装置の電圧と有効電力と無効電力と力率と定格と配電系統における接続地点に関する情報とを自端情報として所定周期毎に収集し、他の電力需給制御装置から前記自端情報を前記所定周期毎に取得する共有部と、
前記自電力需給制御装置の自端情報と、前記他の電力需給制御装置の自端情報と、制御部必要な制御設定値とを記憶する記憶部と、
前記記憶部が記憶する情報に基づいて、前記自電力需給制御装置が無効電力の制御を行うか否かを前記所定周期毎に判断し、前記自電力需給制御装置が無効電力の制御を行う場合に前記記憶部が記憶する情報に基づいて力率を変更しながら無効電力の制御を行う処理部と、
を備える電力需給制御装置。
【請求項２】
無効電力注入可能範囲は、有効電力対無効電力の平面上において、当該電力需給制御装置の定格と設定した力率上下限値によって定まる領域を示す範囲であって、
無効電力を注入する際、
前記処理部は、全ての前記電力需給制御装置の電圧が上限しきい値以上であり、かつ全ての前記電力需給制御装置のうち１つ以上が無効電力注入可能範囲内であり、かつ前記自電力需給制御装置が無効電力を注入可能範囲内であり、かつ前記自電力需給制御装置が最大電圧の接続地点である場合に無効電力を注入するように制御する、請求項１に記載の電力需給制御装置。
【請求項３】
前記処理部は、前記自電力需給制御装置が最大電圧の接続地点ではない場合、最大電圧の地点が前記配電系統における末端側で有り無効電力を注入可能な前記電力需給制御装置のうち最大電圧の接続地点に最も近い接続地点である場合に無効電力を注入するように制御する、請求項２に記載の電力需給制御装置。
【請求項４】
前記処理部は、最大電圧の地点が末端側で有り無効電力を注入可能な前記電力需給制御装置のうち最大電圧の接続地点に最も近い接続地点ではない場合、前記末端側の前記電力需給制御装置が無効電力注入可能範囲外であり、かつ前記自電力需給制御装置が前記配電系統における上位側で無効電力を注入可能な前記電力需給制御装置のうち最大電圧の接続地点に最も近い接続地点である場合に無効電力を注入するように制御する、請求項３に記載の電力需給制御装置。
【請求項５】
無効電力注入可能範囲は、有効電力対無効電力の平面上において、当該電力需給制御装置の定格と設定した力率上下限値によって定まる領域を示す範囲であって、
無効電力を注入する際、
前記処理部は、全ての前記電力需給制御装置の電圧が上限しきい値以上であり、かつ前記自電力需給制御装置および前記他の電力需給制御装置のうち１つ以上が無効電力注入可能範囲内であり、かつ前記自電力需給制御装置が無効電力注入可能範囲内であり、かつ前記自電力需給制御装置が無効電力を注入可能な前記電力需給制御装置のうち最大電圧の場合に無効電力を注入するように制御する、請求項１に記載の電力需給制御装置。
【請求項６】
無効電力減少可能範囲は、有効電力対無効電力の平面上において、当該電力需給制御装置の定格と設定した力率上下限値によって定まる領域を示す範囲であって、
無効電力を減少させる際、
前記処理部は、全ての前記電力需給制御装置の電圧が解除電圧しきい値以下であり、かつ全ての前記電力需給制御装置のうち１つ以上が無効電力減少可能範囲内であり、かつ前記自電力需給制御装置が無効電力減少可能範囲内であり、かつ前記自電力需給制御装置が前記配電系統における上位側で無効電力を減少可能な前記電力需給制御装置のうち最大電圧の接続地点に最も遠い接続地点である場合に無効電力を減少させるように制御する、請求項１に記載の電力需給制御装置。
【請求項７】
前記処理部は、前記配電系統における上位側の前記電力需給制御装置が無効電力減少可能範囲外であり、かつ前記自電力需給制御装置が前記配電系統における末端側で無効電力を減少可能な前記電力需給制御装置のうち最大電圧の接続地点に最も遠い接続地点である場合に無効電力を減少させるように制御する、請求項６に記載の電力需給制御装置。
【請求項８】
前記処理部は、前記配電系統における末端側の前記電力需給制御装置が無効電力減少可能範囲外である場合に無効電力を減少させるように制御する、請求項７に記載の電力需給制御装置。
【請求項９】
無効電力減少可能範囲は、有効電力対無効電力の平面上において、当該電力需給制御装置の定格と設定した力率上下限値によって定まる領域を示す範囲であって、
無効電力を減少させる際、
前記処理部は、全ての前記電力需給制御装置の電圧が解除電圧しきい値以下であり、かつ全ての前記電力需給制御装置のうち１つ以上が無効電力減少可能範囲内であり、かつ前記自電力需給制御装置が無効電力減少可能範囲内であり、かつ前記自電力需給制御装置が無効電力を減少可能な前記電力需給制御装置のうち最小電圧の接続地点である場合に無効電力を減少させるように制御する、請求項１に記載の電力需給制御装置。
【請求項１０】
共有部が、自電力需給制御装置の電圧と有効電力と無効電力と力率と定格と配電系統における接続地点に関する情報とを自端情報として所定周期毎に収集するステップと、
前記共有部が、他の電力需給制御装置から前記自端情報を前記所定周期毎に取得するステップと、
処理部が、前記自電力需給制御装置の自端情報と、前記他の電力需給制御装置の自端情報と、制御部必要な制御設定値とを記憶部に記憶させるステップと、
前記処理部が、前記記憶部が記憶する情報に基づいて、前記自電力需給制御装置が無効電力の制御を行うか否かを前記所定周期毎に判断するステップと、
前記処理部が、前記自電力需給制御装置が無効電力の制御を行う場合に前記記憶部が記憶する情報に基づいて力率を変更しながら無効電力の制御を行うステップと、
を含む電力需給制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力需給制御装置および電力需給制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電（ＰＶ）が連系している配電系統において、電力会社では電圧調整対策コストの削減、需要家側では電圧上昇抑制によるＰＶの発電機会損失の低減が主要な課題の一つとなっている。現在、電圧調整手法の一手法として、非特許文献１に規定されているようにＰＶ用パワーコンディショナ（ＰＣＳ）の力率一定制御手法が採用されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】系統連系規程、電気技術規程系統連系編、ＪＥＡＣ  ９７０１−２０１６［２０１７年  追補版（その１）、ＪＥＳＣ  Ｅ００１９（２０１６）、日本電気技術規格委員会、一般社団法人日本電気協会  系統連系専門部会、２０１７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、今後、ＰＶの更なる導入やＦＩＴ（Ｆｅｅｄ−ｉｎ  Ｔａｒｉｆｆ、固定価格買い取り制度）終了に伴う自家消費型の需要家の増加などにより、無効電力が過剰に系統へ出力される可能性がある。この結果、それらの無効電力により二次系統や配電系統で過度の電圧低下を招く可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、従来より適切に無効電力を制御することができる電力需給制御装置および電力需給制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る電力需給制御装置（ＰＣＳ）は、自電力需給制御装置の電圧と有効電力と無効電力と力率と定格と配電系統における接続地点に関する情報とを自端情報として所定周期毎に収集し、他の電力需給制御装置から前記自端情報を前記所定周期毎に取得する共有部（１０１）と、前記自電力需給制御装置の自端情報と、前記他の電力需給制御装置の自端情報と、制御部必要な制御設定値とを記憶する記憶部（１０３）と、前記記憶部が記憶する情報に基づいて、前記自電力需給制御装置が無効電力の制御を行うか否かを前記所定周期毎に判断し、前記自電力需給制御装置が無効電力の制御を行う場合に前記記憶部が記憶する情報に基づいて力率を変更しながら無効電力の制御を行う処理部（１０２）と、を備える。
【０００７】
［２］また、本発明の一態様に係る電力需給制御装置において、無効電力注入可能範囲は、有効電力対無効電力の平面上において、当該電力需給制御装置の定格と設定した力率上下限値によって定まる領域を示す範囲であって、無効電力を注入する際、前記処理部は、全ての前記電力需給制御装置の電圧が上限しきい値以上であり、かつ全ての前記電力需給制御装置のうち１つ以上が無効電力注入可能範囲内であり、かつ前記自電力需給制御装置が無効電力を注入可能範囲内であり、かつ前記自電力需給制御装置が最大電圧の接続地点である場合に無効電力を注入するように制御するようにしてもよい。
【０００８】
［３］また、本発明の一態様に係る電力需給制御装置において、前記処理部は、前記自電力需給制御装置が最大電圧の接続地点ではない場合、最大電圧の地点が前記配電系統における末端側で有り無効電力を注入可能な前記電力需給制御装置のうち最大電圧の接続地点に最も近い接続地点である場合に無効電力を注入するように制御するようにしてもよい。
【０００９】
［４］また、本発明の一態様に係る電力需給制御装置において、前記処理部は、最大電圧の地点が末端側で有り無効電力を注入可能な前記電力需給制御装置のうち最大電圧の接続地点に最も近い接続地点ではない場合、前記末端側の前記電力需給制御装置が無効電力注入可能範囲外であり、かつ前記自電力需給制御装置が前記配電系統における上位側で無効電力を注入可能な前記電力需給制御装置のうち最大電圧の接続地点に最も近い接続地点である場合に無効電力を注入するように制御するようにしてもよい。
【００１０】
［５］また、本発明の一態様に係る電力需給制御装置において、無効電力注入可能範囲は、有効電力対無効電力の平面上において、当該電力需給制御装置の定格と設定した力率上下限値によって定まる領域を示す範囲であって、無効電力を注入する際、前記処理部は、全ての前記電力需給制御装置の電圧が上限しきい値以上であり、かつ前記自電力需給制御装置および前記他の電力需給制御装置のうち１つ以上が無効電力注入可能範囲内であり、かつ前記自電力需給制御装置が無効電力注入可能範囲内であり、かつ前記自電力需給制御装置が無効電力を注入可能な前記電力需給制御装置のうち最大電圧の場合に無効電力を注入するように制御するようにしてもよい。
【００１１】
［６］また、本発明の一態様に係る電力需給制御装置において、無効電力減少可能範囲は、有効電力対無効電力の平面上において、当該電力需給制御装置の定格と設定した力率上下限値によって定まる領域を示す範囲であって、無効電力を減少させる際、前記処理部は、全ての前記電力需給制御装置の電圧が解除電圧しきい値以下であり、かつ全ての前記電力需給制御装置のうち１つ以上が無効電力減少可能範囲内であり、かつ前記自電力需給制御装置が無効電力減少可能範囲内であり、かつ前記自電力需給制御装置が前記配電系統における上位側で無効電力を減少可能な前記電力需給制御装置のうち最大電圧の接続地点に最も遠い接続地点である場合に無効電力を減少させるように制御するようにしてもよい。
【００１２】
［７］また、本発明の一態様に係る電力需給制御装置において、前記処理部は、前記配電系統における上位側の前記電力需給制御装置が無効電力減少可能範囲外であり、かつ前記自電力需給制御装置が前記配電系統における末端側で無効電力を減少可能な前記電力需給制御装置のうち最大電圧の接続地点に最も遠い接続地点である場合に無効電力を減少させるように制御するようにしてもよい。
【００１３】
［８］また、本発明の一態様に係る電力需給制御装置において、前記処理部は、前記配電系統における末端側の前記電力需給制御装置が無効電力減少可能範囲外である場合に無効電力を減少させるように制御するようにしてもよい。
【００１４】
［９］また、本発明の一態様に係る電力需給制御装置において、無効電力減少可能範囲は、有効電力対無効電力の平面上において、当該電力需給制御装置の定格ｋＶＡと設定した力率上下限値によって定まる領域を示す範囲であって、無効電力を減少させる際、前記処理部は、全ての前記電力需給制御装置の電圧が解除電圧しきい値以下であり、かつ全ての前記電力需給制御装置のうち１つ以上が無効電力減少可能範囲内であり、かつ前記自電力需給制御装置が無効電力減少可能範囲内であり、かつ前記自電力需給制御装置が無効電力を減少可能な前記電力需給制御装置のうち最小電圧の接続地点である場合に無効電力を減少させるように制御するようにしてもよい。
【００１５】
［１０］上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る電力需給制御方法は、共有部が、自電力需給制御装置の電圧と有効電力と無効電力と力率と定格と配電系統における接続地点に関する情報とを自端情報として所定周期毎に収集するステップと、前記共有部が、他の電力需給制御装置から前記自端情報を前記所定周期毎に取得するステップと、処理部が、前記自電力需給制御装置の自端情報と、前記他の電力需給制御装置の自端情報と、制御部必要な制御設定値とを記憶部に記憶させるステップと、前記処理部が、前記記憶部が記憶する情報に基づいて、前記自電力需給制御装置が無効電力の制御を行うか否かを前記所定周期毎に判断するステップと、前記処理部が、前記自電力需給制御装置が無効電力の制御を行う場合に前記記憶部が記憶する情報に基づいて力率を変更しながら無効電力の制御を行うステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、従来より適切に無効電力を制御し，配電線の電圧を適切に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る配電系統モデルを示す図である。
【図２】図１の配電系統モデルにおいて３ｋＷの系統への逆潮流が各需要家で生じている状況における各需要家の電圧を示す図である。
【図３】図１の配電系統モデルにおいて需要家のうち１軒のみから１ｋｖａｒを注入し、その時の各需要家の電圧変化を計算した結果を示す図である。
【図４】第１実施形態に係るＰＣＳの構成例を示すブロック図である。
【図５】第１実施形態に係るＰＣＳの記憶部が記憶する情報例を示す図である。
【図６】第１実施形態に係る無効電力制御開始時の力率の変化と無効電力注入可能範囲例を示す図である。
【図７】第１実施形態に係る無効電力制御開始時の処理手順のフローチャートである。
【図８】第１実施形態に係る無効電力制御開始時の処理手順のフローチャートである。
【図９】第１実施形態に係る電圧適正化に伴う制御解除時の力率の変化と無効電力減少可能な範囲例を示す図である。
【図１０】第１実施形態に係る電圧適正化に伴う制御解除時の処理手順のフローチャートである。
【図１１】第１実施形態に係る電圧適正化に伴う制御解除時の処理手順のフローチャートである。
【図１２】試験で用いた模擬配線系統を示す図である。
【図１３】試験に用いた検証装置の仕様を示す図である。
【図１４】試験に用いた検証装置の構成例を示す図である。
【図１５】基本動作確認試験で行った試験ケースを示す図である。
【図１６】試験ケース１における需要家の電圧の計時変化と、需要家から出力される無効電力の経時変化を示す図である。
【図１７】試験ケース２における需要家の電圧の計時変化と、需要家から出力される無効電力の経時変化を示す図である。
【図１８】試験ケース３における需要家の電圧の計時変化と、需要家から出力される無効電力の経時変化を示す図である。
【図１９】試験ケース４における需要家の電圧の計時変化と、需要家から出力される無効電力の経時変化を示す図である。
【図２０】試験ケース５における需要家の電圧の計時変化と、需要家から出力される無効電力の経時変化を示す図である。
【図２１】６０秒ごとに０．５Ｖ刻みで電源電圧を切り替えたときの需要家の電圧の計時変化と、需要家から出力される無効電力の経時変化を示す図である。
【図２２】各需要家のＰＶ発電電力カーブを示す図である。
【図２３】需要家４軒から出力される無効電力出力の総和により柱上変圧器を通過する無効電力および代表地点として末端の需要家４の電圧を示す図である。
【図２４】力率一定制御手法および本実施形態の手法の平均無効電力値の算出結果を示す図である
【図２５】第２実施形態に係る無効電力制御開始時の処理手順のフローチャートである。
【図２６】第２実施形態に係る電圧適正化に伴う制御解除時の処理手順のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
［配電系統モデルを用いた試験］
図１は、本実施形態に係る配電系統モデルを示す図である。
図１は、低圧配電系統を模擬したモデルである。図１に示すように、配電系統モデル１は、電源Ｖ、柱上変圧器Ｔ、低圧配電線ＬＤ、引込線ＬＳ、ＰＣＳ（電力需給制御装置）１、負荷１、ＰＣＳ２、負荷２、ＰＣＳ３、負荷３、ＰＣＳ４、および負荷４を含んで構成される。
【００２０】
電源Ｖは、電源電圧であり１００Ｖ系である。
柱上変圧器Ｔは、電柱に接地されている配電用変圧器である。
インピーダンスＺＴｒは、高圧配電線および柱上変圧器のインピーダンス分であり、１００Ｖ系の低圧換算で４６ｍΩ＋ｊ６６ｍΩである。
インピーダンスＺＤＬは、線種がＯＷ（Ｏｕｔｄｏｏｒ  Ｗｅａｔｈｅｒｐｒｏｏｆ；屋外用ビニル絶縁電線）６０ｓｑ（スクエア）の低圧配電線の亘長４０ｍ相当のインピーダンス分であり、１００Ｖ系の低圧換算で２４ｍΩ＋ｊ２４ｍΩである。
インピーダンスＺＳＬは、線種がＤＶ電線（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ  ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  ｄｒｏｐ  ｓｅｒｖｉｃｅ  ｗｉｒｅｓ；引込み用ビニル絶縁電線）１４ｓｑの引込線の亘長２０ｍ相当のインピーダンス分であり、１００Ｖ系の低圧換算で５７．８ｍΩ＋ｊ４ｍΩである。
【００２１】
ＰＣＳｎ（ｎは１から４の整数）は、需要家に設置されるパワーコンディショナである。ＰＣＳｎは電圧Ｖｎを出力する。以下の説明において、ＰＣＳ１〜ＰＣＳ４のうち１つを特定しない場合は、ＰＣＳという。
負荷ｎは、需要家の負荷である。以下の説明において、負荷１〜負荷４のうち１つを特定しない場合は、負荷という。
図１に示すように、ＰＣＳｎと負荷ｎが需要家ｎ（以下、需ｎという）のパワーコンディショナと負荷に相当する。
【００２２】
試験では、電源Ｖの電圧２を１０６Ｖとし、ＰＣＳからの発電が４ｋＷ、負荷の消費電力が１ｋＷ、すなわち３ｋＷの系統への逆潮流が各需要家で生じている状況を想定した。なお、負荷は、抵抗負荷を想定した。
【００２３】
この条件の時の各需要家電圧は、図２のようになる。図２は、図１の配電系統モデルにおいて３ｋＷの系統への逆潮流が各需要家で生じている状況における各需要家の電圧を示す図である。図２において、横軸は需要家の番号であり、縦軸は需要家の電圧（Ｖ）である。図２に示すように、需要家１を上流、需要家４を下流とすると、需要家の電圧は、上流から下流の順に高くなっている。
【００２４】
この状況から需要家のうち１軒のみから１ｋｖａｒを注入し、その時の各需要家の電圧変化を計算する。計算では、注入する需要家を需要家１から需要家４の４つのケースを設定した。
図３は、図１の配電系統モデルにおいて需要家のうち１軒のみから１ｋｖａｒを注入し、その時の各需要家の電圧変化を計算した結果を示す図である。なお、計算値は、配電系統総合解析ツールであるＣＡＬＤＧ（電力中央研究所）によるシミュレーション結果である。図３において、横軸は需要家の番号であり、電圧変化（Ｖ）である。
【００２５】
符号ｇ１１は、ＰＣＳ１から無効電力１ｋＶａｒ（バール）出力した際の需要家１における電圧変化である。符号ｇ１２は、ＰＣＳ２から無効電力１ｋＶａｒ出力した際の需要家１における電圧変化である。符号ｇ１３は、ＰＣＳ３から無効電力１ｋＶａｒ出力した際の需要家１における電圧変化である。符号ｇ１４は、ＰＣＳ４から無効電力１ｋＶａｒ出力した際の需要家１における電圧変化である。
【００２６】
符号ｇ２１は、ＰＣＳ１から無効電力１ｋＶａｒ出力した際の需要家２における電圧変化である。符号ｇ２２は、ＰＣＳ２から無効電力１ｋＶａｒ出力した際の需要家２における電圧変化である。符号ｇ２３は、ＰＣＳ３から無効電力１ｋＶａｒ出力した際の需要家２における電圧変化である。符号ｇ２４は、ＰＣＳ４から無効電力１ｋＶａｒ出力した際の需要家２における電圧変化である。
【００２７】
符号ｇ３１は、ＰＣＳ１から無効電力１ｋＶａｒ出力した際の需要家３における電圧変化である。符号ｇ３２は、ＰＣＳ２から無効電力１ｋＶａｒ出力した際の需要家３における電圧変化である。符号ｇ３３は、ＰＣＳ３から無効電力１ｋＶａｒ出力した際の需要家３における電圧変化である。符号ｇ３４は、ＰＣＳ４から無効電力１ｋＶａｒ出力した際の需要家３における電圧変化である。
【００２８】
符号ｇ４１は、ＰＣＳ１から無効電力１ｋＶａｒ出力した際の需要家４における電圧変化である。符号ｇ４２は、ＰＣＳ２から無効電力１ｋＶａｒ出力した際の需要家４における電圧変化である。符号ｇ４３は、ＰＣＳ３から無効電力１ｋＶａｒ出力した際の需要家４における電圧変化である。符号ｇ４４は、ＰＣＳ４から無効電力１ｋＶａｒ出力した際の需要家４における電圧変化である。
【００２９】
図３の結果から、自端の電圧を変化させる効果は、自端を含めて線路末端側からの注入時に大きいことがわかる。
例えば需３の電圧変化を見ると、符号ｇ３３のように、自端から無効電力を出力した時が最も効果的である。これは、自端から無効電力を出力する場合、低圧配電線に加えて引込線のインピーダンスが追加されるため、他のケースと比較して電圧低下が大きくなるためである。
二番目に、符号ｇ３４のように自端ＰＣＳ３から自端より末端側にあるＰＣＳ４から無効電力を出力した時が効果的である。ただし、自端と末端側との電圧の変化の差は小さい。この理由は、引込線のインピーダンスは抵抗成分が大きく、リアクタンス分が小さいため、引込線分の無効電力による電圧低下の効果が小さいためである。
三番目に、符号ｇ３２に示すように、自端ＰＣＳ３から近く自端より系統側にあるＰＣＳ２から無効電力を出力した時が効果的である。
最後に、符号ｇ３１に示すように、自端ＰＣＳ３から自端より系統側にあるＰＣＳ１から無効電力を出力した時が効果的である。
【００３０】
すなわち、自端から無効電力を出力した時が最も効果的であり、自端の電圧を変化させる効果は自端を含めて線路末端側からの注入時に大きい。
この理由は、線路に流れる無効電流分の経路を考えると、自端と柱上変圧器Ｔ間の低圧配電線ＬＤの無効電流の値が同じとなり、低圧配電線ＬＤの電圧降下が同じになるためである。
以上の無効電力注入に対する電圧変化の効果の大きさから、低圧需要家群で電圧逸脱が生じた場合、無効電力を出力する場所の最適な順番は、次の通りとなる。
優先順位１．電圧の最も高い地点
優先順位２．電圧の最も高い地点より末端側
優先順位３．電圧の最も高い地点より系統側
【００３１】
＜第１実施形態＞
［ＰＣＳの構成例］
次に、ＰＣＳの構成例を説明する。
図４は、本実施形態に係るＰＣＳｎの構成例を示すブロック図である。図４に示すように、ＰＣＳｎそれぞれは、共有部１０１、処理部１０２、および記憶部１０３を備えている。
【００３２】
共有部１０１は、自装置の自端情報を収集し、収集した自装置の自端情報を処理部１０２に出力する。共有部１０１は、電力線または無線通信あるいは有線通信を介して、他のＰＣＳから自端情報を取得し、取得した他のＰＣＳの自端情報を処理部１０２に出力することで情報を共有させる。共有部１０１は、処理部１０２が出力する自端情報を、電力線または無線通信あるいは有線通信を介して、他のＰＣＳへ送信する。なお、通信タイミングは、例えば１秒間隔である。
【００３３】
処理部１０２は、共有部１０１は出力する自装置と他のＰＣＳの自端情報を記憶部１０３に記憶させることで情報を共有する。処理部１０２は、自端情報を共有部１０１に出力する。処理部１０２は、自端情報、他のＰＣＳの自端情報、記憶部１０３が記憶する制御設定値に基づいて、自ＰＣＳが無効電力を出力するか否か判断する。処理部１０２は、自ＰＣＳが無効電力を出力する場合、出力する無効電力を制御する。なお、自ＰＣＳが無効電力を出力するか否か判断方法については後述する。処理部１０２は、時刻を計時できるタイマーを有している。
【００３４】
記憶部１０３は、図５に示すように自端情報と、制御設定値を記憶する。図５は、本実施形態に係るＰＣＳの記憶部１０３が記憶する情報例を示す図である。
自端情報は、電圧、有効電力、無効電力、力率、定格（ｋＶＡ）の各値、および接続地点情報である。ここで、接続地点上情報とは、上流の系統側から下流の末端側に対して接続順を示す情報であり、例えば図１において、ＰＣＳ１の接続地点情報が“接続地点１”、ＰＣＳ２の接続地点情報が“接続地点２”、ＰＣＳ３の接続地点情報が“接続地点３”、およびＰＣＳ４の接続地点情報が“接続地点４”である。なお、ＰＣＳｎそれぞれがＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ；全地球測位システム）受信器を備えている場合、接続地点情報は、ＰＣＳｎが接地されている位置情報（緯度、経度）であってもよい。接続地点情報は、予め記憶部１０３が記憶する。
制御設定値は、電圧上限しきい値、力率上下限値（初期値）、刻み幅である。制御設定値は、予め記憶部１０３が記憶する。電圧上限しきい値は、１００Ｖ系であるため、例えば１０７Ｖである。力率上下限値（初期値）は、例えば０．９５である。刻み幅は、力率を変化させる刻み幅であり、例えば０．０５である。
【００３５】
［無効電力制御開始時の処理手順例］
次に、無効電力制御開始時の処理手順例を説明する。
まず、力率の変化と無効電力の注入可能な範囲（以下、無効電力注入可能範囲）を説明する。図６は、本実施形態に係る無効電力制御開始時の力率の変化と無効電力注入可能範囲例を示す図である。図６において、横軸はＰ（有効電力）［Ｗ］、縦軸はＱ（無効電力）［Ｗ］である。符号ｇ１０１は、無効電力注入可能範囲の例を示している。ＰＣＳの処理部１０２は、図６に示すように、必要に応じて力率を小さい力率上下限値へ変更する。例えば、力率上下限値の初期値が０．９５の場合、処理部１０２は、必要に応じて０．９０に変更する。ここで、無効電力注入可能範囲とは、有効電力（Ｐ）−無効電力（Ｑ）平面上において、ＰＣＳの定格ｋＶＡと設定した力率上下限値（例えば上限値１．０、下限値０．９５を初期値）によって定まる領域を示す範囲である。
【００３６】
次に、ＰＣＳｎそれぞれが行う処理手順について説明する。以下の処理は、ＰＣＳｎそれぞれが自律して制御周期（例えば１秒毎、所定周期）に行う。図７と図８は、本実施形態に係る無効電力制御開始時の処理手順のフローチャートである。
【００３７】
（ステップＳ１１）処理部１０２は、自端情報の収集を行い、自端情報を記憶部１０３に記憶させる。続けて、処理部１０２は、自端情報を、共有部１０１を介して他のＰＣＳへ送信する。続けて、処理部１０２は、共有部１０１を介して他のＰＣＳが送信した自端情報を受信し、受信した他のＰＣＳの自端情報を記憶部１０３に記憶させる。なお、収集する自端情報は、電圧（Ｖ）、有効電力（Ｐ）、無効電力（Ｑ）、力率（ｐｆ）、定格ｋＶＡ、および低圧配電線上での接続地点である。また、処理部１０２は、制御設定値も他のＰＣＳと共有する。なお、送信する自端情報には、ＰＣＳの識別情報が含まれている。ＰＣＳの識別情報は、低圧配電線上での接続地点情報であってもよい。
【００３８】
（ステップＳ１２）処理部１０２は、共有したＰＣＳの自端電圧情報に基づき、１箇所でも電圧が上限しきい値（例えば１０７Ｖ）以上であるか否かを判断する。処理部１０２は、電圧が上限しきい値以上であると判断した場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、ステップＳ１３の処理に進める。処理部１０２は、全ての電圧が上限しきい値未満であると判断した場合（ステップＳ１２；ＮＯ）、ステップＳ１８の処理に進める。
【００３９】
（ステップＳ１３）処理部１０２は、全てのＰＣＳが無効電力注入可能範囲外にあるかを、共有情報に基づき判断する。処理部１０２は、全てのＰＣＳが無効電力注入可能範囲外にあると判断した場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、ステップＳ１４の処理に進める。処理部１０２は、１台でもＰＣＳが無効電力注入可能範囲内にあると判断した場合（ステップＳ１３；ＮＯ）、ステップＳ１５の処理に進める。
【００４０】
（ステップＳ１４）処理部１０２は、力率の上限値および下限値を設定された刻み幅（例えば０．０５刻み）で次のより小さく変更した後、ステップ１８の処理に進める。
【００４１】
（ステップＳ１５）処理部１０２は、自端情報から自ＰＣＳの動作点が無効電力注入可能範囲内にあるかを判断する。処理部１０２は、自端情報から自ＰＣＳの動作点が無効電力注入可能範囲内にあると判断した場合（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、ステップＳ１６の処理に進める。処理部１０２は、自端情報から自ＰＣＳの動作点が無効電力注入可能範囲内にないと判断した場合（ステップＳ１５；ＮＯ）、自ＰＣＳは現状のまま何もせずにステップＳ１８の処理に進める。
【００４２】
（ステップＳ１６）処理部１０２は、共有情報に基づき自ＰＣＳが最大電圧の地点であるか否かを判断する。処理部１０２は、自ＰＣＳが最大電圧の地点であると判断した場合（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、ステップＳ１７の処理に進める。処理部１０２は、自ＰＣＳが最大電圧の地点ではないと判断した場合（ステップＳ１６；ＮＯ）、ステップＳ１９（図８）の処理に進める。
【００４３】
（ステップＳ１７）処理部１０２は、自ＰＣＳが無効電力を注入する機器と判断し、決められた無効電力ＱＳＴＥＰを注入する。処理後、処理部１０２は、ステップＳ１８の処理に進める。
【００４４】
（ステップＳ１８）処理部１０２は、処理タイミング（例えば１秒）が経過した後、ステップＳ１１の処理に戻す。
【００４５】
図８に移って説明を続ける。
（ステップＳ１９）処理部１０２は、共有情報に基づき最大電圧地点のＰＣＳが無効電力注入可能範囲内であるか否かを判断する。処理部１０２は、最大電圧地点のＰＣＳが無効電力注入可能範囲内であると判断した場合（ステップＳ１９；ＹＥＳ）、自ＰＣＳは現状のまま何もせずにステップＳ１８（図７）の処理に進める。処理部１０２は、最大電圧地点のＰＣＳが無効電力注入可能範囲内ではないと判断した場合（ステップＳ１９；ＮＯ）、ステップＳ２０の処理に進める。
【００４６】
（ステップＳ２０）処理部１０２は、共有情報に基づき自ＰＣＳが最大電圧地点よりも末端側にある無効電力注入可能なＰＣＳのうち最大電圧地点に最も近い地点であるか否かを判断する。処理部１０２は、自ＰＣＳが最大電圧地点よりも末端側にある無効電力注入可能なＰＣＳのうち最大電圧地点に最も近い地点であると判断した場合（ステップＳ２０；ＹＥＳ）、ステップＳ１７（図７）の処理に進める。処理部１０２は、自ＰＣＳが最大電圧地点よりも末端側にある無効電力注入可能なＰＣＳのうち最大電圧地点に最も近い地点ではないと判断した場合（ステップＳ２０；ＮＯ）、ステップＳ２１の処理に進める。
【００４７】
（ステップＳ２１）処理部１０２は、共有情報に基づき最大電圧地点より末端側にあるＰＣＳが無効電力注入可能範囲内であるか否かを判断する。処理部１０２は、最大電圧地点より末端側にあるＰＣＳが無効電力注入可能範囲内であると判断した場合（ステップＳ２１；ＹＥＳ）、自ＰＣＳは現状のまま何もせずにステップＳ１８（図７）の処理に進める。処理部１０２は、最大電圧地点より末端側にある全てのＰＣＳが無効電力注入可能範囲内ではないと判断した場合（ステップＳ２１；ＮＯ）、ステップＳ２２の処理に進める。
【００４８】
（ステップＳ２２）処理部１０２は、共有情報に基づき自ＰＣＳが最大電圧点よりも系統上位側にある無効電力注入可能なＰＣＳのうち最大電圧地点に最も近い地点であるか否かを判断する。処理部１０２は、自ＰＣＳが最大電圧点よりも系統上位側にある無効電力注入可能なＰＣＳのうち最大電圧地点に最も近い地点であると判断した場合（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、ステップＳ１７（図７）の処理に進める。処理部１０２は、自ＰＣＳが最大電圧点よりも系統上位側にある無効電力注入可能なＰＣＳのうち最大電圧地点に最も近い地点ではないと判断した場合（ステップＳ２２；ＮＯ）、自ＰＣＳは現状のまま何もせずにステップＳ１８（図７）の処理に進める。
【００４９】
以上の手順を、全てのＰＣＳそれぞれが電圧上限しきい値以下に到達するまで、制御周期毎に逐次制御する。なお、上記手順により全てのＰＣＳが無効電力出力上限まで制御を行っても電圧が上限しきい値以下に抑制されない場合は、系統連系規程に従って有効電力出力を減少させるなどの対応を各処理部１０２が行う。
【００５０】
［電圧適正化に伴う制御解除時の処理手順例］
次に、電圧適正化に伴う制御解除時の処理手順例を説明する。
まず、力率の変化と無効電力の減少可能な範囲（以下、無効電力減少可能範囲という）を説明する。図９は、本実施形態に係る電圧適正化に伴う制御解除時の力率の変化と無効電力減少可能な範囲例を示す図である。図９において、横軸はＰ（有効電力）［Ｗ］、縦軸はＱ（無効電力）［Ｗ］である。符号ｇ１０２は、無効電力減少可能な範囲の例を示している。ＰＣＳの処理部１０２は、図９に示すように、必要に応じて力率を大きい力率上下限値へ変更する。例えば、力率上下限値の現在値が０．９０の場合、処理部１０２は、必要に応じて０．９５に変更する。ここで、無効電力減少可能範囲とは、前述した無効電力注入可能範囲と同様であるが、ＰＣＳが無効電力を出力していない時は範囲の対象から除外される。
【００５１】
次に、ＰＣＳｎそれぞれが行う処理手順について説明する。以下の処理は、ＰＣＳｎそれぞれが自律して制御周期（例えば１秒毎）に行う。図１０と図１１は、本実施形態に係る電圧適正化に伴う制御解除時の処理手順のフローチャートである。
【００５２】
（ステップＳ３１）処理部１０２は、ステップＳ１１（図７）と同様の処理を行う。処理後、処理部は、ステップＳ３２の処理に進める。
【００５３】
（ステップＳ１２）処理部１０２は、共有したＰＣＳの自端電圧情報に基づき、全てのＰＣＳの電圧が解除電圧しきい値（例えば１０６．８Ｖ）以下であるか否かを判断する。処理部１０２は、全てのＰＣＳの電圧が解除電圧しきい値以下であると判断した場合（ステップＳ３２；ＹＥＳ）、ステップＳ３３の処理に進める。処理部１０２は、全てのＰＣＳの電圧が解除電圧しきい値以下ではないと判断した場合（ステップＳ３２；ＮＯ）、現状のまま何もせずにステップＳ３８の処理に進める。
【００５４】
（ステップＳ３３）処理部１０２は、全てのＰＣＳが無効電力減少可能範囲外にあるかを、共有情報に基づき判断する。処理部１０２は、全てのＰＣＳが無効電力減少可能範囲外にあると判断した場合（ステップＳ３３；ＹＥＳ）、ステップＳ３４の処理に進める。処理部１０２は、１台でもＰＣＳが無効電力減少可能範囲内にあると判断した場合（ステップＳ３３；ＮＯ）、ステップＳ３５の処理に進める。
【００５５】
（ステップＳ３４）処理部１０２は、力率の上限値および下限値を設定された刻み幅（例えば０．０５刻み）で次のより大きく変更した後、ステップ１８の処理に進める。
【００５６】
（ステップＳ３５）処理部１０２は、自端情報から自ＰＣＳの動作点が無効電力減少可能範囲内にあるかを判断する。処理部１０２は、自端情報から自ＰＣＳの動作点が無効電力減少可能範囲内にあると判断した場合（ステップＳ３５；ＹＥＳ）、ステップＳ３６の処理に進める。処理部１０２は、自端情報から自ＰＣＳの動作点が無効電力注入可能範囲内にないと判断した場合（ステップＳ３５；ＮＯ）、自ＰＣＳは現状のまま何もせずにステップＳ３８の処理に進める。
【００５７】
（ステップＳ３６）処理部１０２は、共有情報に基づき自ＰＣＳが最大電圧地点より系統側上位側で無効電力減少可能なＰＣＳのうち最大電圧地点から最も遠いか否かを判断する。処理部１０２は、自ＰＣＳが最大電圧地点より系統側上位側で無効電力減少可能なＰＣＳのうち最大電圧地点から最も遠い地点と判断した場合（ステップＳ３６；ＹＥＳ）、ステップＳ３７の処理に進める。処理部１０２は、自ＰＣＳが最大電圧地点より系統側上位側で無効電力減少可能なＰＣＳのうち最大電圧地点から最も遠い地点ではないと判断した場合（ステップＳ３６；ＮＯ）、ステップＳ３９（図１１）の処理に進める。
【００５８】
（ステップＳ３７）処理部１０２は、自ＰＣＳが無効電力を減少する機器と判断し、決められた無効電力ＱＳＴＥＰを減少させる。処理後、処理部１０２は、ステップＳ３８の処理に進める。
【００５９】
（ステップＳ３８）処理部１０２は、処理タイミング（例えば１秒）が経過した後、ステップＳ３１の処理に戻す。
【００６０】
図１１に移って説明を続ける。
（ステップＳ３９）処理部１０２は、共有情報に基づき最大電圧地点より系統上位側にあるＰＣＳが無効電力減少可能範囲内であるか否かを判断する。処理部１０２は、最大電圧地点より系統上位側にあるＰＣＳが無効電力減少可能範囲内であると判断した場合（ステップＳ３９；ＹＥＳ）、自ＰＣＳは現状のまま何もせずにステップＳ３８（図１０）の処理に進める。処理部１０２は、最大電圧地点より系統上位側にあるＰＣＳが無効電力減少可能範囲内ではないと判断した場合（ステップＳ３９；ＮＯ）、ステップＳ４０の処理に進める。
【００６１】
（ステップＳ４０）処理部１０２は、共有情報に基づき自ＰＣＳが最大電圧地点より末端側にある無効電力減少可能なＰＣＳのうち最大電圧地点に最も遠い地点か否かを判断する。処理部１０２は、自ＰＣＳが最大電圧地点より末端側にある無効電力減少可能なＰＣＳのうち最大電圧地点に最も遠い地点と判断した場合（ステップＳ４０；ＹＥＳ）、ステップＳ３７（図１０）の処理に進める。処理部１０２は、自ＰＣＳが最大電圧地点より末端側にある無効電力減少可能なＰＣＳのうち最大電圧地点に最も遠い地点ではないと判断した場合（ステップＳ４０；ＮＯ）、ステップＳ４１の処理に進める。
【００６２】
（ステップＳ４１）処理部１０２は、共有情報に基づき最大電圧地点より末端側にあるＰＣＳが無効電力減少可能範囲内であるか否かを判断する。処理部１０２は、最大電圧地点より末端側にあるＰＣＳが無効電力減少可能範囲内であると判断した場合（ステップＳ４１；ＹＥＳ）、自ＰＣＳは現状のまま何もせずにステップＳ３８（図１０）の処理に進める。処理部１０２は、最大電圧地点より末端側にあるＰＣＳが無効電力減少可能範囲内ではないと判断した場合（ステップＳ４１；ＮＯ）、ステップＳ４２の処理に進める。
【００６３】
（ステップＳ４２）処理部１０２は、これまでの通過した条件分岐の結果から、自ＰＣＳが最大電圧地点のＰＣＳであり、かつ無効電力減少可能範囲内にある唯一のＰＣＳであると判断する。処理後、処理部１０２は、ステップＳ３７の処理に進める。
【００６４】
以上の手順を、少なくとも１台のＰＣＳが制御解除電圧しきい値に到達するまで、制御周期毎に逐次制御する。なお、上記手順により全てのＰＣＳの無効電力出力が零になっても制御解除電圧しきい値に到達しない場合は、無効電力による電圧調整不要の状態であるため、各ＰＣＳからは有効電力のみが出力される。
【００６５】
［試験による提案手法の検証］
次に、上述した処理が適切に行われるか、電圧調整手法検証装置（以下、検証装置という）をＰＣＳの代わりに用いて試験を行った結果を説明する。
図１２は、試験で用いた模擬配線系統を示す図である。試験の模擬配電系統は図１に示した代低圧配電系統モデルと同様になるよう構成した。高圧配電線の電源はＢＴＢ（Ｂａｃｋ−Ｔｏ−Ｂａｃｋ；電力潮流制御）電源装置（最大出力１ＭＶＡ）を用いた。高圧配電線からの電圧は、３０ｋＶＡの柱上変圧器を介して低圧配電線に課電されるように構成した。低圧配電線の亘長は１２０ｍとした。低圧配電線のインピーダンスは、線種ＯＷ６０ｓｑの低圧配電線４０ｍ相当の低圧模擬配電線装置を用いて模擬した。柱上変圧器２次側の直下、および低圧配電線４０ｍ、８０ｍ、１２０ｍの地点からそれぞれ長さ２０ｍの引込線（線種ＤＶ１４ｓｑ）を介して需要家が接続されている構成とした。また、各需要家には、ＰＣＳの動作を模擬する電圧調整手法検証装置と消費負荷を模擬する電子負荷装置をそれぞれ接続して構成した。また、図１２に示すように、需要家の数を４とした。
【００６６】
図１３は、試験に用いた検証装置の仕様を示す図である。なお、図１３に示した検証装置の仕様は一例であり、試験条件を満たしていれば他の装置であってもよい。図１４は、試験に用いた検証装置の構成例を示す図である。検証装置は、図１４に示すようにＰＣＳの構成と同じく入力側が直流（双方向直流電源）で出力側が単相３線式交流に接続される単相インバータ回路で構成される。検証装置の機器容量は、図１３に示すように４．７ｋＶＡで、その範囲内の有効電力および無効電力を、外部の直流電圧指令により自在に出力させることが可能である。
【００６７】
また、制御の実装は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）を用いて構築した。ＰＣは、自端情報の収集および制御設定値の共有に加え、有線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）により他の地点の自端情報を収集してＰＣ内に保存し、その保存された情報を用いて上述した手順に従って自ＰＣＳに相当する検証装置の無効電力出力制御を行うようにした。
また、試験では、各需要家の自端情報を、パワーアナライザを用いて計測し、計測値をＰＣへ出力するようにした。
【００６８】
［基本動作確認試験］
図１５は、基本動作確認試験で行った試験ケースを示す図である。図１５の電源電圧は、需要家機器が何も接続されていない無負荷状態で柱上変圧器２次側に出力される電圧である。試験では、ＢＴＢ電源装置に表中の電源電圧になる指令値を与えることにより電源電圧を変更した。また、電源電圧変更前は、無効電力注入動作が開始しないように、全ての需要家電圧を電圧上限しきい値以下にするため電源電圧の設定値を１０４Ｖとした。例えば、試験ケース１では、電源電圧を１０４Ｖから１０４．５Ｖに変更し、無効電力開始（注入）手順を確認した。なお、以下に示す試験結果において、電源電圧の最初の変更時刻を０秒とした。その後、１０４．５Ｖから１０４Ｖへ変更し、無効電力の解除（減少）手順を確認した。これらの試験を、試験ケース１から５まで電源電圧を変更して実施した。また、上限しきい値を１０７Ｖとし、力率上限下限値の初期値を０．９５とし、刻み幅を０．０５とした。
また、試験では制御周期毎に注入する無効電力の量（ここでは注入速度と呼ぶ）を、１００ｖａｒ／ｓ（制御周期１秒あたり１００ｖａｒ）とした。
【００６９】
（試験ケース１）
試験ケース１では、図１５に示すように、時刻が０秒のとき初期電源電圧の１０４Ｖを１０４．５Ｖに変更した。また。時刻が約１８０秒のとき、電源電圧を１０４．５Ｖから１０４Ｖへ変更した。
【００７０】
図１６は、試験ケース１における需要家の電圧の計時変化と、需要家から出力される無効電力の経時変化を示す図である。図１６（Ａ）は、試験ケース１における需要家の電圧の計時変化を示す図であり、図１６（Ｂ）は、試験ケース１における需要家から出力される無効電力の経時変化を示す図である。図１６（Ａ）と図１６（Ｂ）において横軸は時刻（ｓ）である。図１６（Ａ）において縦軸は電圧（Ｖ）である。図１６（Ｂ）において左の縦軸は無効電力（ｖａｒ）であり、右の縦軸は逸脱電圧（Ｖ）である。
【００７１】
また、図１６（Ａ）において、符号ｇ３０１は、需要家１の電圧Ｖ１の経時変化である。符号ｇ３０２は、需要家２の電圧Ｖ２の経時変化である。符号ｇ３０３は、需要家３の電圧Ｖ３の経時変化である。符号ｇ３０４は、需要家４の電圧Ｖ４の経時変化である。
また、図１６（Ｂ）において、符号ｇ３１１は、需要家１から出力される無効電力Ｑ１の経時変化である。符号ｇ３１２は、需要家２から出力される無効電力Ｑ２の経時変化である。符号ｇ３１３は、需要家３から出力される無効電力Ｑ３の経時変化である。符号ｇ３１４は、需要家４から出力される無効電力Ｑ４の経時変化である。符号ｇ３１５は、１０４Ｖからのずれを積算した逸脱電圧ΔＶ０の経時変化である。
【００７２】
試験開始時、まず、需要家１〜４の検証装置間で自端情報と制御設定を共有する（図７、ステップＳ１１）。なお、以下の説明で、需要家ｎ（ｎは１〜４の整数）の検証装置を検証装置ｎとする。
時刻０のとき、電源電圧の変更によって需要家３の電圧Ｖ３と需要家４の電圧Ｖ４が上限しきい値である１０７Ｖを超えている。このため、需要家１〜４の検証装置それぞれは、ステップＳ１２（図７）の判定で電圧上限しきい値より大きいと判定し、無効電力注入の動作のためにステップＳ１３（図７）へ進める。
ステップＳ１３の判定により、検証装置４台ともに無効電力注入可能範囲内になるため、検証装置１〜４は、ステップＳ１５（図７）に進める。
【００７３】
次に、需要家４の検証装置４は、ステップＳ１５で無効電力変化可能範囲内にいることを認識してステップＳ１６（図７）に進め、自検証装置４が最大電圧地点であることから、符号ｇ３１４（図１６（Ｂ））のようにステップＳ１７（図７）に進めて無効電力の注入を開始する。
【００７４】
一方、需要家１〜３の検証装置１〜３は、ステップＳ１５で自検証装置が無効電力注入可能範囲内にいることを認識し、ステップＳ１６に進むが、ステップＳ１６の判定で自検証装置が最大地点でないことからステップＳ１９（図８）に進める。
次に、検証装置１〜３は、ステップＳ１９で、最大電圧地点である需要家４の検証装置が無効電力注入可能範囲内にいることを認識するため、何もせずステップＳ１８（図７）に進める。
【００７５】
この手順に従って注入の制御を進め、符号ｇ３１４（図１６（Ｂ））のように需要家４の検証装置４から無効電力の出力が継続され、図１６（Ａ）のように約４０秒経過時に全ての需要家電圧が１０７Ｖ以下に抑制される。このため、検証装置１〜４は、ステップＳ１２（図７）の判定で、０〜４０秒の状態それぞれを保持する。これにより、符号ｇ３１５（図１６（Ｂ））のように、逸脱電圧ΔＶ０は、０Ｖに向かって収束している。
【００７６】
その後、時刻が約１８０秒のとき、試験者が電源電圧を１０４．５Ｖから１０４Ｖへ変更する。これにより、全ての需要家の電圧が１０６．８Ｖを下回った。
時刻が約１８０秒のとき、検証装置１〜４それぞれは、ステップＳ３１（図１０）で各需要家の自端情報を共有し、ステップＳ３２（図１０）の判定で検証装置１〜４が解除電圧しきい値より低いと判定し、無効電力減少動作のためにステップＳ３３（図１０）へ進める。
【００７７】
次に、ステップＳ３３の判定では、需要家４の検証装置４が無効電力を出力していることを検証装置１〜４が認識し、検証装置１〜４ともにステップＳ３５（図１０）に進める。
ステップＳ３５で、需要家１〜３の検証装置１〜３は、自検証装置が無効電力を出力していないため範囲内にいないと判断し、現状のまま何もしない。
【００７８】
ステップＳ３５で、需要家４の検証装置４は、自検証装置が無効電力を出力しているため、減少可能範囲内にいることを認識し、ステップＳ３６（図１０）に進める。検証装置４は、ステップＳ３６の条件に一致しないため、ステップＳ３９（図１１）に進める。
次に、検証装置４は、ステップＳ３９、ステップＳ４０（図１１）およびステップＳ４１（図１１）の条件に一致しないためステップＳ４２（図１１）に進め、ステップＳ３７（図１０）に進め符号ｇ３１４（図１６（Ｂ））のように無効電力を減少する。
上記を繰り返し、最終的には制御開始前の状態に戻る。
【００７９】
（試験ケース２）
試験ケース２では、図１５に示すように、時刻が０秒のとき初期電源電圧の１０４Ｖを１０５．０Ｖに変更した。また。時刻が約１２０秒のとき、電源電圧を１０５．０Ｖから１０４Ｖへ変更した。
【００８０】
図１７は、試験ケース２における需要家の電圧の計時変化と、需要家から出力される無効電力の経時変化を示す図である。図１７（Ａ）は、試験ケース２における需要家の電圧の計時変化を示す図であり、図１７（Ｂ）は、試験ケース２における需要家から出力される無効電力の経時変化を示す図である。図１７（Ａ）において縦軸と横軸は図１６（Ａ）と同じであり、図１７（Ｂ）において縦軸と横軸は図１６（Ｂ）と同じである。
【００８１】
また、図１７（Ａ）において、符号ｇ３５１は、需要家１の電圧Ｖ１の経時変化である。符号ｇ３５２は、需要家２の電圧Ｖ２の経時変化である。符号ｇ３５３は、需要家３の電圧Ｖ３の経時変化である。符号ｇ３５４は、需要家４の電圧Ｖ４の経時変化である。
また、図１７（Ｂ）において、符号ｇ３６１は、需要家１から出力される無効電力Ｑ１の経時変化である。符号ｇ３６２は、需要家２から出力される無効電力Ｑ２の経時変化である。符号ｇ３６３は、需要家３から出力される無効電力Ｑ３の経時変化である。符号ｇ３６４は、需要家４から出力される無効電力Ｑ４の経時変化である。符号ｇ３６５は、１０４Ｖからのずれを積算した逸脱電圧ΔＶ０の経時変化である。
【００８２】
試験ケース２では、図１７（Ａ）の符号ｇ３５３とｇ３５４に示すように、需要家３と４の電圧が上限しきい値より高いため、試験ケース１と同様に、まず需要家４の検証装置４が図１７（Ｂ）の符号ｇ３６４のように無効電力の注入を開始し、検証装置２〜４は無効電力の注入を行わない。
そして、時刻が約１５秒のとき、需要家４の検証装置４は、動作点が力率の下限値（０．９５）以下になったことを認識する。これにより、検証装置４は、ステップＳ１５により現状のまま何もしない状態になる。
【００８３】
時刻が０秒〜約１５秒の間、需要家１〜３の検証装置１〜３は、ステップＳ１５の判断からステップＳ１６に進め、ステップＳ１９の条件、ステップＳ２０の条件およびステップＳ２１に一致しないため、ステップＳ２２に進める。
ステップＳ２２で、需要家３の検証装置３は、条件に一致するため、図１７（Ｂ）の符号ｇ３６３のように無効電力の注入を開始する。
ステップＳ２２で、需要家１および２の検証装置１および２は、条件に一致しないため、現状のまま何もしない。
時刻が１５秒以降、上記を繰り返し、需要家３の検証装置は、図１７（Ｂ）の符号ｇ３６３のように無効電力の注入を継続する。
【００８４】
そして、制御開始から約３０秒経過したときに、需要家３の検証装置３は、動作点が力率の下限値以下になったことを認識する。このため、検証装置３は、ステップＳ１５の判断により現状のまま何もしない状態になる。
一方、時刻が約３０秒のとき、需要家２の検証装置２は、ステップＳ１５の判定に従い、図１７（Ｂ）の符号ｇ３６２のように無効電力の注入を開始する。
制御開始から約６０秒経過時に、図１７（Ａ）のように、全ての需要家の電圧が上限しきい値以下に抑制される。これにより、符号ｇ３６５（図１７（Ｂ））のように、逸脱電圧ΔＶ０は、０Ｖに向かって収束している。
【００８５】
その後、時刻が約１２０秒のとき、試験者が電源電圧を１０５．０Ｖから１０４Ｖへ変更する。これにより、全ての需要家の電圧が１０６．８Ｖを下回った。
時刻が約１２０秒のとき、検証装置１〜４それぞれは、ステップＳ３１で各需要家の自端情報を共有し、ステップＳ３２の判定で無効電力減少のステップＳ３３へ進める。
【００８６】
次に、ステップＳ３３の判定で、需要家２〜４の検証装置２〜４が無効電力を出力していることを検証装置１〜４が認識し、検証装置１〜４は、ステップＳ３５に進める。
需要家１  の検証装置１は、ステップＳ３５の判定により、現状のまま何もしない。
【００８７】
需要家２〜４の検証装置２〜４は、ステップＳ３６に進める。
需要家２の検証装置２は、ステップＳ３６の条件に一致するため、図１７（Ｂ）の符号ｇ３６２のように自検証装置の無効電力を減少させる。
【００８８】
このとき、需要家３および４の検証装置３および４は、ステップＳ３６の条件に一致しないため、ステップＳ３９に進める。
需要家３および４の検証装置３および４は、共有情報からステップＳ３９の条件に一致すると認識し、現状のまま何もしない。
これらの処理を繰り返し、図１７（Ｂ）の符号ｇ３６２、ｇ３６３およびｇ３６４のように検証装置２、３、４の順番で無効電力を減少させ、制御開始前の状態に戻る。
【００８９】
（試験ケース３）
試験ケース３では、図１５に示すように、時刻が０秒のとき初期電源電圧の１０４Ｖを１０５．５Ｖに変更した。また。時刻が約３００秒のとき、電源電圧を１０５．５Ｖから１０４Ｖへ変更した。
【００９０】
図１８は、試験ケース３における需要家の電圧の計時変化と、需要家から出力される無効電力の経時変化を示す図である。図１８（Ａ）は、試験ケース３における需要家の電圧の計時変化を示す図であり、図１８（Ｂ）は、試験ケース３における需要家から出力される無効電力の経時変化を示す図である。図１８（Ａ）において縦軸と横軸は図１６（Ａ）と同じであり、図１８（Ｂ）において縦軸と横軸は図１６（Ｂ）と同じである。
【００９１】
また、図１８（Ａ）において、符号ｇ４０１は、需要家１の電圧Ｖ１の経時変化である。符号ｇ４０２は、需要家２の電圧Ｖ２の経時変化である。符号ｇ４０３は、需要家３の電圧Ｖ３の経時変化である。符号ｇ４０４は、需要家４の電圧Ｖ４の経時変化である。
また、図１８（Ｂ）において、符号ｇ４１１は、需要家１から出力される無効電力Ｑ１の経時変化である。符号ｇ４１２は、需要家２から出力される無効電力Ｑ２の経時変化である。符号ｇ４１３は、需要家３から出力される無効電力Ｑ３の経時変化である。符号ｇ４１４は、需要家４から出力される無効電力Ｑ４の経時変化である。符号ｇ４１５は、１０４Ｖからのずれを積算した逸脱電圧ΔＶ０の経時変化である。
【００９２】
試験ケース３の場合は、図１８（Ａ）のように需要家２、３、４の電圧が上限しきい値より高いため、図１８（Ｂ）の符号ｇ４１４、ｇ４１３、ｇ４１２およびｇ４１１のように検証装置４、３、２、１の順序で、無効電力の注入が開始される。
しかしながら、検証装置１〜４の全てが無効電力の注入を行った後でも、図１８（Ａ）のように全ての需要家電圧がしきい値以下にならない。
【００９３】
このため、時刻が約６０秒のとき、検証装置１〜４は、動作点が力率下限値以下になり注入可能範囲外となったことを認識する。そして、検証装置１〜４は、ステップＳ１３の判断で次のより小さい力率上下限値（上限値０．９５、下限値０．９０）へ一斉変更する。
【００９４】
これにより、新たな注入可能範囲になった検証装置１〜４それぞれは、ステップＳ１５以下の判断に従い、図１８（Ｂ）のように需要家４、３、２の検証装置４、３、２の順番で無効電力の注入を開始する。これにより、全ての需要家電圧が上限しきい値以下に抑制される。そして、符号ｇ４１５（図１８（Ｂ））のように、逸脱電圧ΔＶ０は、０Ｖに向かって収束している。
【００９５】
その後、時刻が約３００秒のとき、試験者が電源電圧を１０５．５Ｖから１０４Ｖへ変更する。これにより、全ての需要家の電圧が１０６．８Ｖを下回った。
無効電力減少の手順に従い処理が行われ、図１８（Ｂ）のように需要家２、３、４の順で無効電力が減少する。
【００９６】
そして、時刻が約３２０秒のとき、全ての検証装置の動作点が力率上限値以上になると、検証装置１〜４それぞれは、力率上下限値を次のより大きい力率上下限値（上限値０．９５、下限値０．９０）へ一斉変更する。
時刻が約３２０秒以降、検証装置１〜４それぞれは、新たな減少可能範囲になったため、ステップＳ３５以下の判断に従い、力率上下限値を０．９０から０．９５へ切り替えながら、検証装置１、２、３、４の順番で無効電力を減少させ、制御開始前の状態に戻る。
【００９７】
（試験ケース４）
試験ケース４では、図１５に示すように、時刻が０秒のとき初期電源電圧の１０４Ｖを１０６．０Ｖに変更した。また。時刻が約１７５秒のとき、電源電圧を１０６．０Ｖから１０４Ｖへ変更した。
【００９８】
図１９は、試験ケース４における需要家の電圧の計時変化と、需要家から出力される無効電力の経時変化を示す図である。図１９（Ａ）は、試験ケース４における需要家の電圧の計時変化を示す図であり、図１９（Ｂ）は、試験ケース４における需要家から出力される無効電力の経時変化を示す図である。図１９（Ａ）において縦軸と横軸は図１６（Ａ）と同じであり、図１９（Ｂ）において縦軸と横軸は図１６（Ｂ）と同じである。
【００９９】
また、図１９（Ａ）において、符号ｇ４５１は、需要家１の電圧Ｖ１の経時変化である。符号ｇ４５２は、需要家２の電圧Ｖ２の経時変化である。符号ｇ４５３は、需要家３の電圧Ｖ３の経時変化である。符号ｇ４５４は、需要家４の電圧Ｖ４の経時変化である。
また、図１９（Ｂ）において、符号ｇ４６１は、需要家１から出力される無効電力Ｑ１の経時変化である。符号ｇ４６２は、需要家２から出力される無効電力Ｑ２の経時変化である。符号ｇ４６３は、需要家３から出力される無効電力Ｑ３の経時変化である。符号ｇ４６４は、需要家４から出力される無効電力Ｑ４の経時変化である。符号ｇ４６５は、１０４Ｖからのずれを積算した逸脱電圧ΔＶ０の経時変化である。
【０１００】
試験ケース４の場合は、図１９（Ｂ）のように試験ケース３と同様に無効電力の注入を検証装置４、３、２、１の順序で力率上下限値を２回切り替え（力率下限が０．９５と力率上限が１．０から力率下限が０．９０と力率上限が０．９５へ切り替え、力率下限が０．９０と力率上限が０．９５から力率下限が０．８５と力率上限が０．９０へ切り替え）た結果、図１９（Ａ）のように需要家電圧が上限しきい値以下に抑制される。これにより、符号ｇ４６５（図１９（Ｂ））のように、逸脱電圧ΔＶ０は、０Ｖに向かって収束している。
【０１０１】
その後、時刻が約１７５秒のとき、試験者が電源電圧を１０６．０Ｖから１０４Ｖへ変更する。これにより、全ての需要家の電圧が１０６．８Ｖを下回った。
無効電力減少の手順に従い処理が行われ、力率上下限値を２回切り替え（力率下限が０．９５と力率上限が１．０から力率下限が０．９０と力率上限が０．９５へ切り替え、力率下限が０．９０と力率上限が０．９５から力率下限が０．８５と力率上限が０．９０へ切り替え）ながら、図１９（Ｂ）のように需要家１、２、３、４の順で無効電力が減少する。
【０１０２】
（試験ケース５）
試験ケース５では、図１５に示すように、時刻が０秒のとき初期電源電圧の１０４Ｖを１０６．５Ｖに変更した。また。時刻が約１７５秒のとき、電源電圧を１０６．５Ｖから１０４Ｖへ変更した。
【０１０３】
図２０は、試験ケース５における需要家の電圧の計時変化と、需要家から出力される無効電力の経時変化を示す図である。図２０（Ａ）は、試験ケース５における需要家の電圧の計時変化を示す図であり、図２０（Ｂ）は、試験ケース５における需要家から出力される無効電力の経時変化を示す図である。図２０（Ａ）において縦軸と横軸は図１６（Ａ）と同じであり、図２０（Ｂ）において縦軸と横軸は図１６（Ｂ）と同じである。
【０１０４】
また、図２０（Ａ）において、符号ｇ５０１は、需要家１の電圧Ｖ１の経時変化である。符号ｇ５０２は、需要家２の電圧Ｖ２の経時変化である。符号ｇ５０３は、需要家３の電圧Ｖ３の経時変化である。符号ｇ５０４は、需要家４の電圧Ｖ４の経時変化である。
また、図２０（Ｂ）において、符号ｇ５１１は、需要家１から出力される無効電力Ｑ１の経時変化である。符号ｇ５１２は、需要家２から出力される無効電力Ｑ２の経時変化である。符号ｇ５１３は、需要家３から出力される無効電力Ｑ３の経時変化である。符号ｇ５１４は、需要家４から出力される無効電力Ｑ４の経時変化である。符号ｇ５１５は、１０４Ｖからのずれを積算した逸脱電圧ΔＶ０の経時変化である。
【０１０５】
試験ケース４の場合は、図２０（Ｂ）のように試験ケース４と同様に無効電力の注入を検証装置４、３、２、１の順序で力率上下限値を２回切り替え（力率下限が０．９５と力率上限が１．０から力率下限が０．９０と力率上限が０．９５へ切り替え、力率下限が０．９０と力率上限が０．９５から力率下限が０．８５と力率上限が０．９０へ切り替え）た。しかしながら、試験ケース５では、図２０（Ａ）のように全ての検証装置の力率下限値が０．８５に到達しても全ての需要家の電圧が上限しきい値以下に抑制できない状態で維持された。このため、符号ｇ５１５（図２０（Ｂ））のように、逸脱電圧ΔＶ０は、０Ｖに収束していない。
このようなケースでは、無効電力制御のみでは限界のため、有効電力を減少させるなどの制御が必要となると考えられる。
【０１０６】
その後、時刻が約１７５秒のとき、試験者が電源電圧を１０６．５Ｖから１０４Ｖへ変更する。これにより、全ての需要家の電圧が１０６．８Ｖを下回った。
無効電力減少の手順に従い処理が行われ、力率上下限値を２回切り替え（力率下限が０．９５と力率上限が１．０から力率下限が０．９０と力率上限が０．９５へ切り替え、力率下限が０．９０と力率上限が０．９５から力率下限が０．８５と力率上限が０．９０へ切り替え）ながら、図２０（Ｂ）のように需要家１、２、３、４の順で無効電力が減少する。
【０１０７】
以上のように、上記の試験によって、実施形態の手法に沿って各需要家の検証装置が自立的に自身の動作をそれぞれ判断し、無効電力を出力する最適な手順で低圧需要家群が制御されていることが確認できた。また、上記の試験によって、無効電力出力負担の偏りを極力小さくするため、力率により段階的に切り替えることも確認できた。
【０１０８】
［過渡特性］
上述した基本動作確認試験の試験ケース１〜５では、１０４Ｖから他の電源電圧に切り替えたときを説明した。以下では、電源電圧を１０４Ｖから６０秒ごとに０．５Ｖ刻みで上昇させ、１０６．５Ｖまで変化させ、１０６．５Ｖの状態から６０秒ごとに０．５Ｖ刻みで低下させ、１０４Ｖまで変化させる動作のときの経時特性を確認した結果を説明する。検証装置の構成と仕様、模擬配電系統は、上述した基本動作確認試験と同じである。
【０１０９】
図２１は、６０秒ごとに０．５Ｖ刻みで電源電圧を切り替えたときの需要家の電圧の計時変化と、需要家から出力される無効電力の経時変化を示す図である。図２１（Ａ）は、約６０秒ごとに０．５Ｖ刻みで電源電圧を切り替えたときの需要家の電圧の計時変化を示す図であり、図２１（Ｂ）は、約６０秒ごとに０．５Ｖ刻みで電源電圧を切り替えたときの需要家から出力される無効電力の経時変化を示す図である。
図２１（Ａ）において縦軸と横軸は図１６（Ａ）と同じであり、図２１（Ｂ）において縦軸と横軸は図１６（Ｂ）と同じである。
【０１１０】
また、図２１（Ａ）において、符号ｇ５５１は、需要家１の電圧Ｖ１の経時変化である。符号ｇ５５２は、需要家２の電圧Ｖ２の経時変化である。符号ｇ５５３は、需要家３の電圧Ｖ３の経時変化である。符号ｇ５５４は、需要家４の電圧Ｖ４の経時変化である。
また、図２１（Ｂ）において、符号ｇ５６１は、需要家１から出力される無効電力Ｑ１の経時変化である。符号ｇ５６２は、需要家２から出力される無効電力Ｑ２の経時変化である。符号ｇ５６３は、需要家３から出力される無効電力Ｑ３の経時変化である。符号ｇ５６４は、需要家４から出力される無効電力Ｑ４の経時変化である。符号ｇ５６５は、１０４Ｖからのずれを積算した逸脱電圧ΔＶ０の経時変化である。
【０１１１】
時刻０秒〜６０秒の間、電源電圧が１０４Ｖである。時刻６０秒〜１２０秒の間、電源電圧が１０４．５Ｖである。時刻１２０秒〜１８０秒の間、電源電圧が１０５．０Ｖである。時刻１８０秒〜２４０秒の間、電源電圧が１０５．５Ｖである。時刻２４０秒〜３００秒の間、電源電圧が１０６．０Ｖである。時刻３００秒〜４２０秒の間、電源電圧が１０６．５Ｖである。
時刻４２０秒〜４８０秒の間、電源電圧が１０６．０Ｖである。時刻４８０秒〜５４０秒の間、電源電圧が１０５．５Ｖである。時刻５４０秒〜６００秒の間、電源電圧が１０５．０Ｖである。時刻６００秒〜６６０秒の間、電源電圧が１０４．５Ｖである。時刻６６０秒〜７００秒の間、電源電圧が１０４．０Ｖである。
【０１１２】
また、時刻０〜約２００秒の間、力率下限が０．９５、力率上限が１．０である。時刻２００〜約２６０秒の間、力率下限が０．９０、力率上限が０．９５である。時刻２６０〜約５００秒の間、力率下限が０．８５、力率上限が０．９である。時刻５００〜約５７０秒の間、力率下限が０．９０、力率上限が０．９５である。時刻５７０〜約７００秒の間、力率下限が０．９５、力率上限が１．０である。
【０１１３】
時刻０〜６０秒の間、電源電圧が１０４Ｖであり、図２１（Ａ）のように需要家１〜４の電圧が１０７Ｖ以下である。このため、検証装置１〜４それぞれは、図２１（Ｂ）のように無効電力を出力しない。
【０１１４】
時刻６０秒のとき、電源電圧が１０４Ｖから１０４．５Ｖに切り替えられる。この結果、図２１（Ｂ）の符号ｇ５６４のように需要家４の検証装置４から無効電力が出力され、需要家の電圧を上限しきい値に抑制される。電源電圧が１０４．５Ｖの間、力率下限と上限は変更されない。
【０１１５】
時刻１２０秒のとき、電源電圧が１０４．５Ｖから１０５．０Ｖに切り替えられる。この結果、検証装置４の無効電力の出力が継続され、無効電力出力による動作点が力率下限以下になる。そして、図２１（Ｂ）の符号ｇ５６３のように需要家３の検証装置３から無効電力が出力され、検証装置３の動作点が力率下限以下になると、図２１（Ｂ）の符号ｇ５６２のように需要家２の検証装置２から無効電力が出力され、需要家の電圧を上限しきい値に抑制させる。電源電圧が１０５．０Ｖの間、力率下限と上限は変更されない。
【０１１６】
時刻１８０秒のとき、電源電圧が１０５．０Ｖから１０５．５Ｖに切り替えられる。この結果、検証装置４、３、２の無効電力の出力が継続され、無効電力出力による動作点が力率下限以下になる。そして、図２１（Ｂ）の符号ｇ５６１のように需要家１の検証装置１から無効電力が出力される。検証装置１の動作点が力率下限以下になると、検証装置１〜４それぞれは、設定した力率上下限値（下限０．９５、上限１．０）を次のより小さい力率（下限０．９０、上限０．９５）に変更する。これにより再び検証装置４から無効電力が出力され、その次に検証装置４から無効電力が出力され、電圧上限しきい値に抑制される。
【０１１７】
時刻２４０秒のとき、電源電圧が１０５．５Ｖから１０６．０Ｖに切り替えられる。検証装置１〜４それぞれの力率下限が０．９０であり、力率上限が０．９５のままである。この結果、検証装置２、１の動作点が力率下限以下になる。これにより、検証装置１〜４それぞれは、設定した力率上下限値（下限０．９０、上限０．９５）を次のより小さい力率（下限０．８５、上限０．９０）に変更する。これにより再び、図２１（Ｂ）に示すように検証装置４、３、２の順で無効電力が出力され、電圧上限しきい値に抑制される。
【０１１８】
時刻約３００秒のとき、電源電圧が１０６．０Ｖから１０６．５Ｖに切り替えられる。検証装置１〜４それぞれ力率下限が０．８５、力率上限が０．９０のままである。全ての検証装置が力率０．８５の力率下限値に到達し、それでも全ての需要家電圧が上限しきい値以下に抑制不可の状態で維持された。図２１（Ｂ）の符号５６５のように逸脱電圧ΔＶ０は０Ｖに収束していない。
【０１１９】
時刻約４２０秒のとき、電源電圧が１０６．５Ｖから１０６．０Ｖに切り替えられる。検証装置１〜４それぞれ力率下限が０．８５、力率上限が０．９０のままである。この結果、図２１（Ｂ）の符号５６１のように需要家１の検証装置１から無効電力が減少され、電圧上限しきい値に抑制される。そして、図２１（Ｂ）の符号５６５のように逸脱電圧ΔＶ０は０Ｖに収束する。
【０１２０】
時刻約４８０秒のとき、電源電圧が１０６．０Ｖから１０５．５Ｖに切り替えられる。検証装置１〜４それぞれ力率下限が０．８５、力率上限が０．９０のままである。この結果、検証装置２、３、４の順で検証装置から無効電力が減少され、全ての検証装置の動作点が設定した力率上限値以上となる。これにより、検証装置１〜４それぞれは、設定した力率上下限値（下限０．８５、上限０．９０）を次のより大きい力率（下限０．９０、上限０．９５）に変更する。この結果、再び検証装置１の無効電力が減少され、電圧上限しきい値に抑制される。
【０１２１】
時刻約５４０秒のとき、電源電圧が１０５．５Ｖから１０５．０Ｖに切り替えられる。検証装置１〜４それぞれ力率下限が０．９０、力率上限が０．８５のままである。この結果、検証装置２、３、４の順で検証装置から無効電力が減少され、全ての検証装置の動作点が設定した力率上限値以上となる。これにより、検証装置１〜４それぞれは、設定した力率上下限値（下限０．９０、上限０．９５）を次のより大きい力率（下限０．９５、上限１．０）に変更する。この結果、再び検証装置１の無効電力が減少され、電圧上限しきい値に抑制される。
【０１２２】
時刻約６００秒のとき、電源電圧が１０５．０Ｖから１０４．５Ｖに切り替えられる。検証装置１〜４それぞれ力率下限が０．９５、力率上限が１．０のままである。この結果、検証装置２の無効電力の出力が維持され、検証装置２、３、４の順で検証装置から無効電力が減少され、電圧上限しきい値に抑制される。
【０１２３】
時刻約６６０秒のとき、電源電圧が１０４．５Ｖから１０４．０Ｖに切り替えられる。この結果、検証装置１から無効電力が減少され、無効電力出力がなくても制御解除しきい値に到達しないため無効電力出力がない状態が維持される。
【０１２４】
なお、図２１（Ｂ）において力率の切り替わる箇所が電圧上昇時と電圧降下時で異なるのは、無効電力出力のしきい電圧と無効電力減少のしきい電圧にヒステリシスを設けているためと考えられる。なお、過渡変化については、系統電圧の変化に加え、負荷条件の変化によるものも想定される。
【０１２５】
以上より、系統電圧を想定して電源電圧が変化した場合でも、図２１に示したように不要な電圧振動などを引き起こさずに制御が追従し安定に動作していることが確認できた。
【０１２６】
［力率一定制御手法との比較］
次に、本実施形態の手法と力率一定制御手法とで制御した結果を比較する。
比較では、快晴日を対象とした本実施形態の手法と力率一定手法との１日の無効電力出力パターンの比較を行った。
【０１２７】
比較に用いた配電系統モデルは、第１実施形態の配電系統モデル（図１）と同じである。この配電系統モデルにＰＶ発電および負荷情報を入力し、１時間毎の各需要家の電圧および無効電力出力を本実施形態の手法と力率一定制御手法とで計算した。
【０１２８】
まず、比較条件を説明する。
電源電圧を１０５Ｖとした。各需要家のＰＣＳは、前述した試験で使用した検証装置と同等の４．７ｋＶＡとした。使用するＰＶ発電カーブは、図２２に示すように快晴日の平均的な出力特性を用いて、ＰＶの最大出力が１２時のピークで４ｋＷ出力する条件とした。図２２は、各需要家のＰＶ発電電力カーブを示す図である。横軸は時刻［ｈ］であり、縦軸はＰＶ発電電力［ｋＷ］である。各需要家には１ｋＷの消費負荷が接続されていることとし、負荷力率を１とした。
力率一定制御手法では、系統連系規程に採用されている値である力率０．９５とした。
また、本実施形態の手法では、電圧上限しきい値を１０７Ｖ、制御解除電圧しきい値を１０６．８Ｖとした。比較では、上述したＣＡＬＤＧを用いて計算を行い、各需要家の電圧および無効電力出力を求めた。
【０１２９】
図２３は、需要家４軒から出力される無効電力出力の総和により柱上変圧器を通過する無効電力および代表地点として末端の需要家４の電圧を示す図である。図２３において、横軸は時刻［ｈ］であり、縦軸の左は無効電力の総和［ｋｖａｒ］であり、縦軸の右は需要家４の電圧［Ｖ］である。符号ｇ６０１は、力率一定手法で制御した場合の需要家４の電圧の変化である。符号ｇ６０２は、本実施形態の手法で制御した場合の需要家４の電圧の変化である。符号ｇ６１１は、力率一定手法で制御した場合の４軒の需要家の無効電力出力の総和である。符号ｇ６１２は、本実施形態の手法で制御した場合の４軒の需要家の無効電力出力の総和である。
【０１３０】
図２３に示すように、力率一定制御手法および本実施形態の手法のいずれの手法においても、需要家４の電圧は上限値である１０７Ｖ以下に抑制されている。
【０１３１】
ここで、無効電力の総和について、ＰＶ発電出力時に出力する無効電力を時間で積算し、それをＰＶの発電時間で除した値をＰＶ出力時の平均無効電力値として定義し、力率一定制御手法および本実施形態の手法の平均無効電力値を算出した。
図２４は、力率一定制御手法および本実施形態の手法の平均無効電力値の算出結果を示す図である。図２４に示すように、力率一定制御手法の平均無効電力値は３．２２［ｋｖａｒ］であり、本実施形態の手法の平均無効電力値は０．９５［ｋｖａｒ］であった。
この結果から、本実施形態の手法の平均無効電力値が力率一定制御手法よりも７０％低減されることが明らかとなり、本実施形態の手法の有効性を確認できた。
【０１３２】
以上のように、本実施形態では、複数の需要家のＰＣＳそれぞれが情報（自端情報と制御設定値）を共有し、共用した情報に基づいて複数の需要家のＰＣＳそれぞれが自律的に電圧調整（無効電力の注入、または無効電力の減少）を行うか否かを判断するようにした。これにより、本実施形態によれば、複数の需要家のＰＣＳそれぞれが自律的に電圧調整（無効電力の注入、または無効電力の減少）を行うことができる。
【０１３３】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、無効電力を注入させるとき、まず自ＰＣＳが無効電力を出力させ、次に末端側かつ最大電圧地点に最も近い地点のＰＣＳが注入し、それでも解消できない場合に上位側のＰＣＳが注入する例を説明した。
本実施形態では、自端情報に基づいて電圧が最大のＰＣＳが制御を行う例を説明する。なお、本実施形態でも、配電系統モデルは、第１実施形態の配電系統モデル（図１）と同様である。
【０１３４】
まず、ＰＣＳが無効電力を注入する際の処理について説明する。
図２５は、本実施形態に係る無効電力制御開始時の処理手順のフローチャートである。図７と同様の処理には同じ符号を用いて説明を省略する。
【０１３５】
（ステップＳ１１〜Ｓ１５）処理部１０２は、ステップＳ１１〜Ｓ１５の処理を行う。処理部１０２は、自端情報から自ＰＣＳの動作点が無効電力注入可能範囲内にあると判断した場合（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、ステップＳ１０１の処理に進める。処理部１０２は、自端情報から自ＰＣＳの動作点が無効電力注入可能範囲内にないと判断した場合（ステップＳ１５；ＮＯ）、自ＰＣＳは現状のまま何もせずにステップＳ１８の処理に進める。
【０１３６】
（ステップＳ１０１）処理部１０２は、共有情報に基づき自ＰＣＳが無効電力出力可能なＰＣＳのうち最大電圧の地点であるか否かを判断する。処理部１０２は、自ＰＣＳが無効電力出力可能なＰＣＳのうち最大電圧の地点であると判断した場合（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）、ステップＳ１７の処理に進める。処理部１０２は、自ＰＣＳが無効電力出力可能なＰＣＳのうち最大電圧の地点ではないと判断した場合（ステップＳ１０１；ＮＯ）、現状のまま何もせずにステップＳ１８の処理に進める。
【０１３７】
以上の処理を、全てのＰＣＳが電圧上限しきい値以下に到達するまで、制御周期毎に逐次制御する。なお、上記処理により全てのＰＣＳが無効電力出力上限まで制御を行っても電圧が上限しきい値以下に抑制されない場合、ＰＣＳそれぞれの処理部１０２は、系統連系規程に従って有効電力出力を減少させるなどの対応するようにしてもよい。
【０１３８】
上述したように、本実施形態では、共有情報に基づき自ＰＣＳが無効電力出力可能なＰＣＳのうち最大電圧の地点であると判断したＰＣＳが自立的に無効電力の注入を行う。これにより、例えば図１６（Ａ）に示したように、電源電圧が１０４Ｖから１０４．５Ｖに変化した場合、需要家１のＰＣＳ１が最大電圧地点であると判断して無効電力の注入を行う。
また、図１７（Ａ）に示したように電源電圧が１０４Ｖから１０５．０Ｖに変化した場合、まず需要家１のＰＣＳ１が最大電圧地点であると判断して無効電力の注入を行う。この処理によって電圧上限しきい値に抑制されない場合、次に、需要家２のＰＣＳ２が最大電圧地点であると判断して無効電力の注入を行う。この処理によって電圧上限しきい値に抑制されない場合、次に、需要家３のＰＣＳ３が最大電圧地点であると判断して無効電力の注入を行う。
【０１３９】
次に、ＰＣＳが無効電力を減少させる際の処理について説明する。
図２６は、本実施形態に係る電圧適正化に伴う制御解除時の処理手順のフローチャートである。図１０と同様の処理には同じ符号を用いて説明を省略する。
【０１４０】
（ステップＳ３１〜Ｓ３５）処理部１０２は、ステップＳ３１〜Ｓ３５の処理を行う。処理部１０２は、自端情報から自ＰＣＳの動作点が無効電力減少可能範囲内にあると判断した場合（ステップＳ３５；ＹＥＳ）、ステップＳ２０１の処理に進める。処理部１０２は、自端情報から自ＰＣＳの動作点が無効電力注入可能範囲内にないと判断した場合（ステップＳ３５；ＮＯ）、自ＰＣＳは現状のまま何もせずにステップＳ３８の処理に進める。
【０１４１】
（ステップＳ２０１）処理部１０２は、共有情報に基づき自ＰＣＳが無効電力減少可能なＰＣＳのうち最小電圧の地点か否かを判断する。処理部１０２は、自ＰＣＳが無効電力減少可能なＰＣＳのうち最小電圧の地点であると判断した場合（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）、ステップＳ３７の処理に進める。処理部１０２は、自ＰＣＳが無効電力減少可能なＰＣＳのうち最小電圧の地点ではないと判断した場合（ステップＳ２０１；ＮＯ）、現状のまま何もせずにステップＳ３８の処理に進める。
【０１４２】
以上の処理を、少なくとも１台のＰＣＳが制御解除電圧しきい値に到達するまで、制御周期毎に逐次制御する。なお、上記処理により全てのＰＣＳの無効電力出力が零になっても制御解除電圧しきい値に到達しない場合、無効電力による電圧調整不要の状態であるため、ＰＣＳそれぞれは有効電力のみが出力する。
【０１４３】
上述したように、本実施形態では、共有情報に基づき自ＰＣＳが無効電力減少可能なＰＣＳのうち最小電圧の地点であると判断したＰＣＳが自立的に無効電力の減少を行う。図１６において、例えば１０４．５Ｖから１０４Ｖに戻した場合の最小電圧なのは需要家１である。従って、需要家１のＰＣＳから無効電力の減少が行われる。
【０１４４】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様に複数のＰＣＳそれぞれが情報を共有して、共有した情報に基づいて自律的に電圧調整するか否かを判断するようにしたので、複数の需要家のＰＣＳそれぞれが自律的に電圧調整することができる。
【０１４５】
なお、本発明におけるＰＣＳの機能の全てまたは一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりＰＣＳが行う処理の全てまたは一部を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【０１４６】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【０１４７】
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。
【符号の説明】
【０１４８】
１，２，３，４，ｎ…ＰＣＳ、１，２，３，４，ｎ…負荷、１０１…共有部、１０２…処理部、１０３…記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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