(57)【要約】【課題】電力系統に接続される太陽光発電設備及び風力発電設備に計測器を設置せずとも、各負荷の消費電力の総和を把握できるようにする。【解決手段】系統電源５１、太陽光発電設備５４及び風力発電設備５５から電力が電力系統５０に供給され、電力系統５０から電力が供給される各負荷５３の消費電力の総和を推定する消費電力推定システム１は、計測用太陽光発電設備６０と、計測用太陽光発電設備６０の発電出力を計測する第１計測器６９と、計測用風力発電設備７０と、計測用風力発電設備７０の発電出力を計測する第２計測器７９と、系統電源５１から電力系統５０に供給される電力を計測する第３計測器５９と、第１計測器６９の計測値と係数ＫＳを乗じた積と、第２計測器７９の計測値と係数ＫＷを乗じた積と、第３計測器５９の計測値とを総和して、その総和を各負荷５３の消費電力の総和として推定する推定手段を有するコンピューター１１と、を備える。【選択図】図１
2020198740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統電源、複数の太陽光発電設備及び複数の風力発電設備から電力が電力系統に供給され、前記電力系統から電力が供給される各負荷の消費電力の総和を推定する消費電力推定システムであって、
計測用太陽光発電設備と、
前記計測用太陽光発電設備の発電出力を計測する第１計測器と、
計測用風力発電設備と、
前記計測用風力発電設備の発電出力を計測する第２計測器と、
前記系統電源から前記電力系統に供給される電力を計測する第３計測器と、
前記第１計測器の計測値と第１係数を乗じた積と、前記第２計測器の計測値と第２係数を乗じた積と、前記第３計測器の計測値とを総和して、その総和を前記各負荷の消費電力の総和として推定する推定手段を有するコンピューターと、を備える消費電力推定システム。
【請求項２】
前記第１係数は、前記太陽光発電設備の調査及び集計によって予め求められたものであり、前記第２係数は、前記風力発電設備の調査及び集計によって予め求められたものである請求項１に記載の消費電力推定システム。
【請求項３】
前記コンピューターが、
前記第１計測器の計測値と計測時刻とを対応付けて記憶部に記録することを繰り返し実行することによって、それら計測値と計測時刻を時系列で配列した第１時系列データを前記記憶部に蓄積する第１蓄積手段と、
前記第２計測器の計測値と計測時刻とを対応付けて前記記憶部に記録することを繰り返し実行することによって、それら計測値と計測時刻を時系列で配列した第２時系列データを前記記憶部に蓄積する第２蓄積手段と、
前記第３計測器の計測値と計測時刻とを対応付けて前記記憶部に記録することを繰り返し実行することによって、それら計測値と計測時刻を時系列で配列した第３時系列データを前記記憶部に蓄積する第３蓄積手段と、
前記第１時系列データ、前記第２時系列データ及び前記第３時系列データの計測値の時間平均を算出し、それらの時間平均から前記第１係数及び前記第２係数を算出する係数算出手段と、を有する
請求項１に記載の消費電力推定システム。
【請求項４】
前記係数算出手段が、次式に従って前記第１係数及び前記第２係数を算出する請求項３に記載の消費電力推定システム。
【数１】
2020198740.tif 000019
但し、ＫＳは前記第１係数であり、ＫＷは前記第２係数であり、Ｌ０は定数であり、ＰＧＳ（ｔ）は前記第１時系列データの計測値を計測時刻ｔにより表した関数であり、ＰＧＷ（ｔ）は前記第２時系列データの計測値を計測時刻ｔにより表した関数であり、Ｐ（ｔ）は前記第３時系列データの計測値を計測時刻ｔにより表した関数であり、オーバーラインは時間平均を表す。
【請求項５】
前記コンピューターが、
前記第１計測器の計測値と計測時刻とを対応付けて記憶部に記録することを繰り返し実行することによって、それら計測値と計測時刻を時系列で配列した第１時系列データを前記記憶部に蓄積する第１蓄積手段と、
前記第２計測器の計測値と計測時刻とを対応付けて前記記憶部に記録することを繰り返し実行することによって、それら計測値と計測時刻を時系列で配列した第２時系列データを前記記憶部に蓄積する第２蓄積手段と、
前記第３計測器の計測値と計測時刻とを対応付けて前記記憶部に記録することを繰り返し実行することによって、それら計測値と計測時刻を時系列で配列した第３時系列データを前記記憶部に蓄積する第３蓄積手段と、
前記第１時系列データ、前記第２時系列データ及び前記第３時系列データをバンドストップフィルタにより濾波することによって前記第１係数及び前記第２係数を算出する係数算出手段と、を有する
請求項１に記載の消費電力推定システム。
【請求項６】
前記係数算出手段が、次式に従って前記第１係数及び前記第２係数を算出する請求項５に記載の消費電力推定システム。
【数２】
2020198740.tif 000020
但し、ＫＳは前記第１係数であり、ＫＷは前記第２係数であり、ＰＧＳ（ｔ）は前記第１時系列データの計測値を計測時刻ｔにより表した関数であり、ＰＧＷ（ｔ）は前記第２時系列データの計測値を計測時刻ｔにより表した関数であり、Ｐ（ｔ）は前記第３時系列データの計測値を計測時刻ｔにより表した関数であり、Ｆ［ＰＧＳ（ｔ）］はＰＧＳ（ｔ）を前記バンドストップフィルタによって濾波することにより得られる関数であり、Ｆ［ＰＧＷ（ｔ）］はＰＧＷ（ｔ）を前記バンドストップフィルタによって濾波することにより得られる関数であり、Ｆ［Ｐ（ｔ）］はＰ（ｔ）を前記バンドストップフィルタによって濾波することにより得られる関数であり、Ｐ（ｔ）、ＰＧＳ（ｔ）又はＰＧＳ（ｔ）をＸ（ｔ）とし、前記バンドストップフィルタの遮断周波数帯域をｆＣＬ〜ｆＣＨ［Ｈｚ］とした場合、Ｆ［Ｘ（ｔ）］をラプラス変換することによって得られる伝達関数ｆ（ｓ）は次式の通りである。
【数３】
2020198740.tif 000021
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統電源、複数の太陽光発電設備及び複数の風力発電設備から電力を受ける電力系統から電力が供給される各負荷の消費電力の総和を推定する消費電力推定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統には、電力会社の系統電源のほか、他の者の太陽光発電設備及び風力発電設備から電力が供給される。電力系統の運用上、電力の需給のバランスを取る必要があるので、電力系統に接続される各負荷の消費電力の総和を推定する必要がある。各負荷の消費電力の総和を推定するためには、系統電源の発電出力のほか、太陽光発電設備及び風力発電設備の発電出力も把握する必要がある。そこで、太陽光発電設備及び風力発電設備の発電出力を推定するための技術が開発されている（特許文献１〜３参照）。また、太陽光発電設備及び風力発電設備に計測器を設置すれば、太陽光発電設備及び風力発電設備の発電出力を把握することができる。ところが、電力系統に接続される全ての太陽光発電設備及び風力発電設備に計測器を設置することは、コスト上の問題があるうえ、現実的ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１２１２０２号
【特許文献２】特開２０１６−１９２８６４号公報
【特許文献３】国際公開第２０１５／０７９５５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、電力系統に接続される太陽光発電設備及び風力発電設備に計測器を設置せずとも、各負荷の消費電力の総和を把握できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、系統電源、複数の太陽光発電設備及び複数の風力発電設備から電力が電力系統に供給され、前記電力系統から電力が供給される各負荷の消費電力の総和を推定する消費電力推定システムは、計測用太陽光発電設備と、前記計測用太陽光発電設備の発電出力を計測する第１計測器と、計測用風力発電設備と、前記計測用風力発電設備の発電出力を計測する第２計測器と、前記系統電源から前記電力系統に供給される電力を計測する第３計測器と、前記第１計測器の計測値と第１係数を乗じた積と、前記第２計測器の計測値と第２係数を乗じた積と、前記第３計測器の計測値とを総和して、その総和を前記各負荷の消費電力の総和として推定する推定手段を有するコンピューターと、を備える。
【０００６】
以上によれば、第１計測器の計測値と第１係数を乗ずると、その積は各太陽光発電設備から電力系統に供給される電力の総和にほぼ等しい。第２計測器の計測値と第２係数を乗ずると、その積は各風力発電設備から電力系統に供給される電力の総和にほぼ等しい。従って、それらの積と第３計測値の計測値との総和が各負荷の消費電力の総和にほぼ等しい。よって、各太陽光発電設備及び各風力発電設備に計測器を設置せずとも、各負荷の消費電力の総和を推定することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の幾つかの実施形態によれば、各太陽光発電設備及び各風力発電設備に計測器を設置せずとも、各負荷の消費電力の総和を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の消費電力推定システム及び電力系統のブロック図である。
【図２】第２実施形態の消費電力推定システム及び電力系統のブロック図である。
【図３】第３実施形態の消費電力推定システム及び電力系統のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１０】
〔第１の実施の形態〕
１．消費電力推定システム
図１は消費電力推定システム１を電力系統５０とともに示したブロック図である。
電力系統５０の送電線が遮断器等の保護機器を介して変電所内の母線５２に接続され、電力会社の系統電源５１から潮流電力が変電所内の母線５２を介して電力系統５０に供給される。電力系統５０には、複数の負荷５３が接続されている。これら負荷５３は、電力系統５０から供給される電力を消費する需要家の機器である。負荷５３は電力系統５０に接続されている機器であれば、どのようなものであってもよい。例えば負荷５３は家庭用電気機器、事業用電気機器等である。
【００１１】
電力系統５０には、複数の太陽光発電設備５４が連系されている。太陽光発電設備５４は太陽光のエネルギーを電力に変換して、その電力を電力系統５０に供給する。太陽光発電設備５４は電力系統５０に連系されていれば、どのようなものであってもよい。例えば太陽光発電設備５４は家庭用太陽光発電設備、事業用太陽光発電設備等である。
【００１２】
電力系統５０には、複数の風力発電設備５５が連系されている。風力発電設備５５は風力を電力に変換して、その電力を電力系統５０に供給する。風力発電設備５５は電力系統５０に連系されていれば、どのようなものであってもよい。例えば風力発電設備５５は家庭用風力発電設備、事業用風力発電設備等である。
【００１３】
消費電力推定システム１は各負荷５３の消費電力の総和を推定するものである。この消費電力推定システム１は推定装置１０、計測用太陽光発電設備６０、計測用風力発電設備７０、第１計測器６９、第２計測器７９及び第３計測器５９を備える。
計測用太陽光発電設備６０は電力会社の変電所等に設置されている。計測用太陽光発電設備６０は太陽光のエネルギーを電力に変換する。図１に示す例では、計測用太陽光発電設備６０の発電電力が電力系統５０に供給されていないが、母線５２を介して電力系統５０に供給されるものとしてもよい。
計測用風力発電設備７０は風力を電力に変換する。図１に示す例では、計測用風力発電設備７０の発電電力が電力系統５０に供給されないが、母線５２を介して電力系統５０に供給されるものとしてもよい。
第１計測器６９は、計測用太陽光発電設備６０から電力系統５０に供給される太陽光発電電力を計測して、その計測値を表す信号を推定装置１０に出力する。なお、第１計測器６９は計測用太陽光発電設備６０の発電電力を間接的に計測するものでもよい。つまり、第１計測器６９は、日射量を計測して、その日射量から計測用太陽光発電設備６０の発電電力を演算し、その発電電力の値を表す信号を推定装置１０に出力するものでもよい。
第２計測器７９は、計測用風力発電設備７０から電力系統５０に供給される風力発電電力を計測して、その計測値を表す信号を推定装置１０に出力する。なお、第２計測器７９は計測用風力発電設備７０の発電電力を間接的に計測するものでもよい。つまり、第２計測器７９は、風力を計測して、その風力から計測用発電設備７０の発電電力を演算し、その発電電力を表す信号を推定装置１０に出力するものでもよい。
第３計測器５９は、電力系統５０の送電線（特に母線５２の出力部に近い部分）に接続されている。第３計測器５９は、系統電源５１から電力系統５０に供給される潮流電力を計測して、その計測値を表す信号を推定装置１０に出力する。
【００１４】
推定装置１０はコンピューター１１及び記憶部１２を有する。なお、推定装置１０は、コンピューター１１に接続されたキーボード、ポインティングデバイス及びディスプレイ等を備えていてもよい。
【００１５】
コンピューター１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＧＰＵ、システムバス及びハードウェアインタフェース等を有する。記憶部１２は、半導体メモリ又はハードディスクドライブ等からなる記憶装置である。記憶部１２は、コンピューター１１に内蔵されたものでもよいし、コンピューター１１に外付けされたものでもよい。
【００１６】
記憶部１２には、コンピューター１１にとって実行可能な推定プログラム２０が格納されている。コンピューター１１は推定プログラム２０に従って以下のような処理を実行する。
【００１７】
２．コンピューターの処理
（１）  計測値取得処理
コンピューター１１は、計測器５９，６９，７９の計測値を取得する。
【００１８】
（２）  電力推定処理
コンピューター１１は、次式（１）のように、第１計測器６９の計測値から各太陽光発電設備５４の発電出力の総和を推定する。コンピューター１１は、次式（２）のように、第２計測器７９の計測値から各風力発電設備５５の発電出力の総和を推定する。コンピューター１１は、次式（３）のように、計測器５９，６９，７９の計測値から各負荷５３の消費電力の総和を推定する。
【００１９】
【数１】
2020198740.tif 000003
【００２０】
ここで、ＰＳは各太陽光発電設備５４の発電出力の総和の推定値であり、ＰＧＳは第１計測器６９によって計測された電力の値であり、ＫＳは係数であり、ＰＷは各風力発電設備５５の発電出力の総和の推定値であり、ＰＧＷは第２計測器７９によって計測された電力の値であり、ＫＷは係数であり、Ｌは各負荷５３の消費電力の総和の推定値であり、Ｐは第３計測器５９によって計測された潮流電力の値である。
【００２１】
ＫＳは、次式（４）のように、計測用太陽光発電設備６０の定格出力に対する各太陽光発電設備５４の定格出力（公称最大出力）の総和の比であり、ＫＷは、次式（５）のように、計測用風力発電設備７０の定格出力に対する各風力発電設備５５の定格出力の総和の比である。
【００２２】
【数２】
2020198740.tif 000004
【００２３】
上記式（４）及び（５）において、ＰＳ ｍａｘは各太陽光発電設備５４の定格出力（公称最大出力）の総和であり、ＰＧＳ ｍａｘは計測用太陽光発電設備６０の定格出力であり、ＰＷ ｍａｘ各風力発電設備５５の定格出力の総和であり、ＰＧＷ ｍａｘは計測測用風力発電設備７０の定格出力である。
【００２４】
ここで、ＫＳ及びＰＳ ｍａｘは、各太陽光発電設備５４の調査及び集計によって予め求められたものであって、定数である。また、ＫＷ及びＰＷ ｍａｘは、各風力発電設備５５の調査及び集計によって予め求められたものであって、定数である。ＫＳ及びＫＷは予め推定プログラム２０に組み込まれている。
【００２５】
（３）  記録処理
コンピューター１１は、各太陽光発電設備５４の発電出力の総和の推定値ＰＳ、各風力発電設備５５の発電出力の総和の推定値ＰＷ、各負荷５３の消費電力の総和の推定値Ｌを記憶部１２に記録する。なお、コンピューター１１は、それらの推定値ＰＳ，ＰＷ，Ｌをディスプレイに表示させてもよい。
【００２６】
３．有利な効果
第１計測器６９の計測値とＫＳを乗ずると、その積は各太陽光発電設備５４から電力系統５０に供給される電力の総和にほぼ等しい。第２計測器７９の計測値とＫＷを乗ずると、その積は各風力発電設備５５から電力系統５０に供給される電力にほぼ等しい。そうすると、それらの積と第３計測器５９の計測値との総和が各負荷５３の消費電力の総和にほぼ等しい。よって、各太陽光発電設備５４及び各風力発電設備５５に計測器を設置せずとも、各負荷５３の消費電力の総和を推定することができる。
【００２７】
〔第２の実施の形態〕
１．消費電力推定システム
図２を参照して、第２実施形態の消費電力推定システム１０１について説明する。
第２実施形態の電力系統５０、系統電源５１、母線５２、負荷５３、太陽光発電設備５４、風力発電設備５５、計測用太陽光発電設備６０、計測用風力発電設備７０及び計測器５９，６９，７９は第１実施形態のそれらと同一であるので、これらの説明は省略する。
【００２８】
２．コンピューターの処理
第２実施形態における記憶部１２に記憶された推定プログラム１２０がコンピューター１１に実行させる処理と、第１実施形態における記憶部１２に記憶された推定プログラム２０がコンピューター１１に実行させる処理が相違する。相違点の概要について説明すると、第１実施形態では、ＫＳ及びＫＷが予め求められた定数であるのに対して、第２実施形態では、コンピューター１１が計測器５９，６９，７９の計測値の時系列の時間平均から最小二乗法の誤差関数を用いてＫＳ及びＫＷを推定する。以下、コンピューター１１が推定プログラム１２０に従って実行する処理について説明する。
【００２９】
（１）  計測値の取得・蓄積処理
コンピューター１１は、計測器５９，６９，７９の計測値を取得するとともに、それらの計測値を計測時刻に対応付けてそれら計測値と計測時刻を記憶部１２に記録する。コンピューター１１はこのような処理を短周期で繰り返し実行することによって、計測器５９，６９，７９の計測値の時系列データ１２１，１２２，１２３を記録部１２に蓄積する。計測時刻は、例えば計測器５９，６９，７９によって電力が計測された時刻でもよいし、コンピューター１１が計測器５９，６９，７９から計測値を取得した時刻でもよい。
【００３０】
ここで、時系列データ１２１は、第３計測器５９の計測値（つまり、系統電源５１の出力電力）と計測時刻とを対応付けてこれらを時系列で配列したデータ列である。従って、時系列データ１２１は、第３計測器５９の計測値及び計測時刻を変数として、第３計測器５９の計測値を計測時刻で表した関数といえる。以下、時系列データ１２１に相当する関数をＰ（ｔ）と表す。ｔは計測時刻であり、Ｐ（ｔ）は第３計測器５９の計測値である。
【００３１】
時系列データ１２２は、第１計測器６９の計測値（つまり、計測用太陽光発電設備６０の出力電力）と計測時刻とを対応付けてこれらを時系列で配列したデータ列である。以下、時系列データ１２２に相当する関数をＰＧＳ（ｔ）と表す。ｔは計測時刻であり、ＰＧＳ（ｔ）は第１計測器６９の計測値である。
【００３２】
時系列データ１２３は、第２計測器７９の計測値（つまり、計測用風力発電設備７１の出力電力）と計測時刻とを対応付けてこれらを時系列で配列したデータ列である。以下、時系列データ１２２に相当する関数をＰＧＷ（ｔ）と表す。ｔは計測時刻であり、ＰＧＷ（ｔ）は第１計測器６９の計測値である。
【００３３】
（２）  係数推定処理
コンピューター１１は、ＰＧＳ（ｔ）、ＰＧＷ（ｔ）及びＰ（ｔ）の時間平均を用いた最小二乗法によって求まる式（６）のように、所定時刻Ｔの係数ＫＳ、係数ＫＷ及び定数Ｌ０を推定する。所定時刻Ｔは、ゼロから時系列データ１２１，１２２，１２３における最終時刻までの間の任意の時刻である。最終時刻とは、コンピューター１１が計測器５９，６９，７９から最後に計測値を取得した時刻、つまり現在時刻をいう。コンピューター１１がリアルタイムに、つまり、計測器５９，６９，７９から計測値を取得して即時に係数ＫＳ、係数ＫＷ及び定数Ｌ０を推定するのであれば、所定時刻Ｔは最終時刻である。
【００３４】
【数３】
2020198740.tif 000005
【００３５】
ここで、式（６）においてオーバーラインは、時系列データ１２１，１２２，１２３におけるゼロから所定時刻Ｔまでの計測値の時間平均を表す。つまり、以下の通りである。
【００３６】
【数４】
2020198740.tif 000006
【００３７】
上記の式（６）について詳細に説明する。
時刻ｔにおける各負荷５３の消費電力の総和Ｌ（ｔ）を計測器５９，６９，７９の計測値Ｐ（ｔ），ＰＧＳ（ｔ），ＰＧＷ（ｔ）によって表すと次式（７）の通りとなる。
【００３８】
【数５】
2020198740.tif 000007
【００３９】
最小二乗法を用いてＰ（ｔ），ＰＧＳ（ｔ），ＰＧＷ（ｔ）から係数ＫＳ，ＫＷを算出するために使用する誤差関数Ｅは次式（８）のように表せる。
【００４０】
【数６】
2020198740.tif 000008
【００４１】
ここで、ＰＧＳ（ｔ），ＰＧＷ（ｔ）がＬ（ｔ）と独立して変動するものとし、Ｌ（ｔ）の変動はＰＧＳ（ｔ），ＰＧＷ（ｔ）の変動に対して相関性が十分に低いものとする。そうすると、Ｌ（ｔ）は０以上の数であるため、Ｌ（ｔ）を時刻に関わらず一定の定数Ｌ０と置き換えることができる。そうすると、式（８）は次式（８Ａ）のように表せる。
【００４２】
【数７】
2020198740.tif 000009
【００４３】
ＫＳ、ＫＷ及びＬ０が一定の値であるので、ＥのＫＳ、ＫＷ又はＬ０に関する偏微分は次式のように表せる。
【００４４】
【数８】
2020198740.tif 000010
【００４５】
以上の式（９）〜（１１）から行列方程式（６）が求まる。
【００４６】
（３）  電力推定処理
コンピューター１１は、式（１２）のように、所定時刻Ｔにおける第１計測器６９の計測値からその時刻Ｔにおける各太陽光発電設備５４の発電出力の総和を推定する。コンピューター１１は、式（１３）のように、所定時刻Ｔにおける第２計測器７９の計測値からその時刻Ｔにおける各風力発電設備５５の発電出力の総和を推定する。コンピューター１１は、式（１４）のように、所定時刻Ｔにおける計測器５９，６９，７９の計測値からその時刻Ｔにおける負荷５３の消費電力の総和を推定する。
【００４７】
【数９】
2020198740.tif 000011
【００４８】
ここで、ＰＳ（Ｔ）は所定時刻Ｔにおける各太陽光発電設備５４の発電出力の総和の推定値であり、ＰＧＳ（Ｔ）は第１計測器６９によって所定時刻Ｔに計測された電力の値であり、ＰＷ（Ｔ）は所定時刻Ｔにおける各風力発電設備５５の発電出力の総和の推定値であり、ＰＧＷ（Ｔ）は第２計測器７９によって所定時刻Ｔに計測された電力の値であり、Ｌ（Ｔ）は所定時刻Ｔにおける各負荷５３の消費電力の総和の推定値であり、Ｐ（Ｔ）は第３計測器５９によって所定時刻Ｔに計測された潮流電力の値である。
【００４９】
（４）  記録処理
コンピューター１１は、各太陽光発電設備５４の発電出力の総和の推定値ＰＳ（Ｔ）、各風力発電設備５５の発電出力の総和の推定値ＰＷ（Ｔ）、負荷５３の消費電力の総和の推定値Ｌ（Ｔ）を記憶部１２に記録する。なお、コンピューター１１は、それらの推定値をディスプレイに表示させてもよい。
【００５０】
３．有利な効果
ＫＳ、ＫＷは計測器５９，６９，７９の計測値の時系列の時間平均から最小二乗法を用いて推定されたものである。そのため、各太陽光発電設備５４及び各風力発電設備５５の調査及び集計を行わずとも済む。よって、各太陽光発電設備５４及び各風力発電設備５５に計測器を設置せずとも、各負荷５３の消費電力の総和を低コストで推定することができる。
【００５１】
〔第３の実施の形態〕
１．消費電力推定システム
図３を参照して、第３実施形態の消費電力推定システム２０１について説明する。
第３実施形態の電力系統５０、系統電源５１、母線５２、負荷５３、太陽光発電設備５４、風力発電設備５５、計測用太陽光発電設備６０、計測用風力発電設備７０及び計測器５９，６９，７９は第１実施形態のそれらと同一であるので、これらの説明は省略する。
【００５２】
２．コンピューターの処理
第３実施形態における記憶部１２に記憶された推定プログラム２２０がコンピューター１１に実行させる処理と、第１実施形態における記憶部１２に記憶された推定プログラム２０がコンピューター１１に実行させる処理が相違する。相違点の概要について説明すると、第１実施形態では、ＫＳ及びＫＷが予め求められた定数であるのに対して、第３実施形態では、コンピューター１１が計測器５９，６９，７９の計測値の時系列をバンドストップフィルタで濾波処理した上で最小二乗法の誤差関数を用いてＫＳ及びＫＷを推定する。以下、コンピューター１１が推定プログラム１２０に従って実行する処理について説明する。
【００５３】
（１）  計測値の取得・蓄積処理
コンピューター１１は、計測器５９，６９，７９の計測値の時系列データ１２１，１２２，１２３を記録部１２に蓄積する。この処理は第２の実施の形態における蓄積処理と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００５４】
（２）  係数推定処理
コンピューター１１は、ＰＧＳ（ｔ）、ＰＧＷ（ｔ）及びＰ（ｔ）をバンドストップフィルタによって濾過することによって得られる関数Ｆ［Ｐ（ｔ）］、Ｆ［ＰＧＷ（ｔ）］及びＦ［ＰＧＳ（ｔ）］を用いた最小二乗法によって求まる式（１５）のように、係数ＫＳ及び係数ＫＷを推定する。
【００５５】
【数１０】
2020198740.tif 000012
【００５６】
ここで、式（１５）において、Ｆ［  ］は遮断周波数帯域をｆＣＬ〜ｆＣＨ［Ｈｚ］としたバンドストップフィルタを表す関数であり、Ｆ［Ｐ（ｔ）］は時系列データ１２１つまりＰ（ｔ）をバンドストップフィルタによって濾波することにより得られる関数であり、Ｆ［ＰＧＳ（ｔ）］は時系列データ１２２つまりＰＧＳ（ｔ）をバンドストップフィルタによって濾波することにより得られる関数であり、Ｆ［ＰＧＷ（ｔ）］は時系列データ１２３つまりＰＧＷ（ｔ）をバンドストップフィルタによって濾波することにより得られる関数である。Ｐ（ｔ）、ＰＧＳ（ｔ）又はＰＧＳ（ｔ）をＸ（ｔ）と表し、Ｆ［Ｘ（ｔ）］のカットオフ周波数ｆｃＬに対応する時定数をＴＬとし、カットオフ周波数ｆｃＨに対応する時定数をＴＨとすると、Ｆ［Ｘ（ｔ）］をラプラス変換することによって得られる伝達関数ｆ（ｓ）は次式のように表せる。
【００５７】
【数１１】
2020198740.tif 000013
【００５８】
【数１２】
2020198740.tif 000014
【００５９】
上記の式（１５）について詳細に説明する。
時刻ｔにおける各負荷５３の消費電力の総和Ｌ（ｔ）を計測器５９，６９，７９の計測値Ｐ（ｔ），ＰＧＳ（ｔ），ＰＧＷ（ｔ）によって表すと式（７）の通りとなる。
【００６０】
【数１３】
2020198740.tif 000015
【００６１】
ところで、太陽光発電設備５４が増設されると、各太陽光発電設備５４の発電出力の総和が増大するため、太陽光発電設備５４の増設は、その総和の時間的変化の長周期成分として表れる。風力発電設備５５の増設は各風力発電設備５５の発電出力の総和の時間的変化の長周期成分として表れる。一方、天候は刻々と変化するものであり、雲の動きは各太陽光発電設備５４の発電出力の総和の時間的変化の短周期成分として表れる。また、風速の変化は各風力発電設備５５の発電出力の総和の時間的変化の短周期成分として表れる。そのような長周期成分及び短周期成分を反映させるために、バンドストップフィルタを用いる。
【００６２】
一方、一日の周期では、太陽が昇っている時間に需用者の社会生活が営まれるため、太陽が昇っている時間では電力需要が大きく、太陽が沈んでいる時間では電力需要が小さい。従って、一日の周期では、各負荷５３の消費電力の総和が各太陽光発電設備５４の発電出力の総和と同じように変化するため、各負荷５３の消費電力の総和と各太陽光発電設備５４の発電出力の総和は相関性がある。同様に、一日の周期では、各負荷５３の消費電力の総和が各風力発電設備５５の発電出力の総和と同じように変化する。このような一日の周期の成分を除去するため、バンドストップフィルタを用いる。
【００６３】
式（７）をバンドストップフィルタによって濾波すると、中周期成分、つまりＬ（ｔ）が除去される。そのため、式（７）をバンドストップフィルタによって濾波した上で、最小二乗法を用いて係数ＫＳ，ＫＷを算出するために使用する誤差関数Ｅは次式（１７）のように表せる。
【００６４】
【数１４】
2020198740.tif 000016
【００６５】
誤差が最小となるＫＳとＫＷを求めると、次式のように表せる。
【００６６】
【数１５】
2020198740.tif 000017
【００６７】
以上の式（１８），（１９）から行列方程式（１５）が求まる。
【００６８】
（３）  電力推定処理
コンピューター１１は、式（１２）のように、所定時刻Ｔにおける第１計測器６９の計測値からその時刻Ｔにおける各太陽光発電設備５４の発電出力の総和を推定する。コンピューター１１は、式（１３）のように、所定時刻Ｔにおける第２計測器７９の計測値からその時刻Ｔにおける各風力発電設備５５の発電出力の総和を推定する。コンピューター１１は、式（１４）のように、所定時刻Ｔにおける計測器５９，６９，７９の計測値からその時刻Ｔにおける負荷５３の消費電力の総和を推定する。
【００６９】
【数１６】
2020198740.tif 000018
【００７０】
（４）  記録処理
コンピューター１１は、各太陽光発電設備５４の発電出力の総和の推定値ＰＳ（Ｔ）、各風力発電設備５５の発電出力の総和の推定値ＰＷ（Ｔ）、負荷５３の消費電力の総和の推定値Ｌ（Ｔ）を記憶部１２に記録する。なお、コンピューター１１は、それらの推定値をディスプレイに表示させてもよい。
【００７１】
３．有利な効果
ＫＳ及びＫＷは計測器５９，６９，７９の計測値の時系列から推定されたものである。そのため、各太陽光発電設備５４及び各風力発電設備５５の調査及び集計を行わずとも済む。よって、各太陽光発電設備５４及び各風力発電設備５５に計測器を設置せずとも、各負荷５３の消費電力の総和を低コストで推定することができる。
【００７２】
また、バンドストップフィルタを用いたので、各負荷５３の消費電力の総和と各太陽光発電設備５４の発電出力の総和は相関性があっても、ＫＳ及びＫＷを正確に推定することができる。また、刻々変化する天候や発電設備５３，５４の増減に対応して、ＫＳ及びＫＷを正確に推定することができる。
【００７３】
〔変形例〕
上記各実施形態では、系統電源５１から電力が供給される電力系統５０の数が１であった。それに対して、系統電源５１から電力が供給される電力系統５０の数が複数であり、各電力系統５０の送電線が保護機器を介して変電所内の母線５２に接続されていてもよい。この場合、第３計測器５９の数も複数であり、第３計測器５９が各電力系統５０の送電線（特に母線５２の出力部に近傍部分）に接続されている。そして、上述の説明におけるＰは各第３計測器５９によって計測された潮流電力の値の総和であり、Ｐ（Ｔ）は各第３計測器５９によって所定時刻Ｔに計測された潮流電力の値の総和である。
【符号の説明】
【００７４】
１，１０１，２０１…消費電力推定システム
１１…コンピューター
１２…記憶部
５０…電力系統
５１…系統電源
５３…負荷
５４…太陽光発電設備
５５…風力発電設備
５９…第３計測器
６０…計測用太陽光発電設備
６９…第１計測器
７０…計測用風力発電設備
７９…第２計測器
１２１…時系列データ（第３時系列データ）
１２２…時系列データ（第１時系列データ）
１２３…時系列データ（第２時系列データ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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