(57)【要約】【課題】送配電線に設置され、電圧，電流，力率などの電気量を測定する機器（これらの電気量を測定可能な区間開閉器等）から得られる情報を用いて、区間内に連系された発電機の出力を精度良く推定する。【解決手段】送配電線の対象区間に、電圧，電流，力率の要素を含む電気量を測定する機器を配置し、発電機が停止中の区間逆相／正相電流を計算し、両者の関係から区間負荷の特性を表す複素数での１次回帰式を作成し、発電機が運転中の区間逆相電流の実測値と前記１次回帰式とに基いて、停止中の区間正相電流を推定し、発電機が運転中の区間正相電流とそれらの差分から、発電機の出力（電流あるいは有効電力）を推定する。【選択図】図１
2010213513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機を持つ需要家を含む配電線区間における電圧,電流,および力率の要素を含む電気量を測定するステップと、これらの電気量の測定情報を受取り、前記発電機の出力を推定するステップを備えた発電機出力の推定方法において、
対象配電線区間の電圧,電流,および力率の要素を含む電気量を測定する第１ステップと、
前記発電機の停止中又は運転中の前記電気量の測定情報に基いて、前記発電機の停止中における当該配電線区間の正相電流と逆相電流を計算する第２ステップと、
所定期間の前記正相電流と逆相電流に基いて、当該配電線区間における負荷の特性を表す正相電流Ｉ１と逆相電流Ｉ２の関係式を求める第３ステップと、
前記発電機の運転中における前記電気量の測定情報に基いて、当該配電線区間の逆相電流Ｉ２を求める第４ステップと、
この逆相電流Ｉ２と前記関係式とに基いて、前記発電機が停止中の正相電流推定値Ｉ１’を演算する第５ステップと、
前記発電機の運転中の前記電気量測定情報に基いて、当該配電線区間の正相電流Ｉ１を求める第６ステップと、
前記発電機の停止中の正相電流推定値Ｉ１’と前記発電機の運転中の正相電流Ｉ１とを用いて、前記発電機の出力電流となる電流偏差ΔＩ１を演算する第７ステップを備えたことを特徴とする発電機出力の推定方法。
【請求項２】
発電機を持つ需要家を含む配電線区間における電圧,電流,および力率の要素を含む電気量を測定するステップと、これらの電気量の測定情報を受取り、前記発電機の出力を推定するステップを備えた発電機出力の推定方法において、
対象配電線区間の上流側と下流側とでそれぞれ、これら上流側と下流側の電圧,電流,および力率の要素を含む電気量を測定する第１ステップと、
前記発電機の停止中又は運転中の上流側と下流側の前記電気量の測定情報に基いて、前記発電機の停止中における当該配電線区間の正相電流と逆相電流を計算する第２ステップと、
所定期間の前記正相電流と逆相電流に基いて、当該配電線区間における負荷の特性を表す正相電流Ｉ１と逆相電流Ｉ２の関係式を求める第３ステップと、
前記発電機の運転中における上流側と下流側の前記電気量の測定情報に基いて、当該配電線区間の逆相電流Ｉ２を求める第４ステップと、
この逆相電流Ｉ２と前記関係式とに基いて、前記発電機が停止中の正相電流推定値Ｉ１’を演算する第５ステップと、
前記発電機の運転中の上流側と下流側の前記電気量測定情報に基いて、当該配電線区間の正相電流Ｉ１を求める第６ステップと、
前記発電機の停止中の正相電流推定値Ｉ１’と前記発電機の運転中の正相電流Ｉ１とを用いて、前記発電機の出力電流となる電流偏差ΔＩ１を演算する第７ステップを備えたことを特徴とする発電機出力の推定方法。
【請求項３】
請求項１または２において、前記第２〜７ステップは、前記電圧,電流,および力率の要素を含む電気量に基いて演算した複素ベクトルを用いることを特徴とする発電機出力の推定方法。
【請求項４】
請求項３において、三相交流Ｕ，Ｖ，Ｗ相の力率角をそれぞれθｕ，θｖ，θｗ、ａ＝ｅｘｐ（ｊ２π／３）とするとき、各相電流を、式（４）〜（６）で求めることを特徴とする発電機出力の推定方法。
Ｉｕ＝｜Ｉｕ｜・ｅｘｐ（−ｊθｕ）・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
Ｉｖ＝｜Ｉｖ｜・a2・ｅｘｐ（−ｊθｖ）・・・・・・・・・・・・・・（５）
Ｉｗ＝｜Ｉｗ｜・a・ｅｘｐ（−ｊθｗ）・・・・・・・・・・・・・・・（６）
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、当該配電線区間における負荷の特性を表す前記関係式は、ピーク，ボトム，平日，休日または季節を考慮したそれぞれの系統断面について、それぞれの関係式を求めることを特徴とする発電機出力の推定方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、前記負荷の特性を表す関係式は、所定期間内の前記正相電流と逆相電流に基いて、逆相電流Ｉ２を独立変数、正相電流Ｉ１を従属変数とした当該配電線区間における複素数での１次回帰式（１）であることを特徴とする発電機出力の推定方法。
Ｉ１＝Ａ・Ｉ２＋Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
【請求項７】
請求項６において、前記１次回帰式（１）内の定数ＡとＢを最小二乗法により決定するステップを備えたことを特徴とする発電機出力の推定方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかにおいて、複素ベクトルの実軸成分をＲｅ、線間電圧をＶ、前記電流偏差ΔＩ１の複素共役をΔＩ１＊とするとき、前記電流偏差ΔＩ１を用いて、発電機出力（有効電力）ＰＧを式（３）により求めるステップとを備えたことを特徴とする発電機出力の推定方法。
ＰＧ＝Ｒｅ（√３×Ｖ×ΔＩ１＊）・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかにおいて、発電機が停止中の区間逆相電流と、発電機が運転中の区間逆相電流との差分の平均値によって前記逆相電流Ｉ２を補正するステップを備え、前記発電機が停止中の正相電流推定値Ｉ１’を演算するステップは、前記補正された逆相電流Ｉ２と前記関係式とに基いて、前記発電機が停止中の正相電流推定値Ｉ１’を演算することを特徴とする発電機出力の推定方法。
【請求項１０】
発電機を持つ需要家を含む配電線区間における電圧,電流,および力率の要素を含む電気量を測定するステップと、これらの電気量の測定情報を受取り、前記発電機の出力を推定するステップを備えた発電機出力の推定方法において、
対象配電線区間の上流側と下流側とでそれぞれ、これら上流側と下流側の電圧,電流,および力率の要素を含む電気量を測定するステップと、
前記発電機が停止中の上流側と下流側の前記電気量測定情報に基いて、当該配電線区間の正相電流と逆相電流を計算するステップと、
所定期間内の前記正相電流と逆相電流に基いて、逆相電流Ｉ２を独立変数、正相電流Ｉ１を従属変数とした当該配電線区間における負荷の特性を表す複素数での１次回帰式（１）を求めるステップと、
Ｉ１＝Ａ・Ｉ２＋Ｂ・・・・・・・・・・・・・（１）
この１次回帰式（１）内の定数ＡとＢを最小二乗法により決定するステップと、
前記発電機が運転中の上流側と下流側の前記電気量測定情報に基いて、当該配電線区間の逆相電流Ｉ２を求めるステップと、
この逆相電流Ｉ２と前記１次回帰式（１）とに基いて、前記発電機が停止中の正相電流推定値Ｉ１’を演算するステップと、
前記発電機が運転中の上流側と下流側の前記電気量測定情報に基いて、当該配電線区間の正相電流Ｉ１を求めるステップと、
前記発電機が停止中の正相電流推定値Ｉ１’と前記発電機が運転中の正相電流Ｉ１との電流偏差ΔＩ１を演算するステップと、
複素ベクトルの実軸成分をＲｅ、線間電圧をＶ、前記電流偏差ΔＩ１の複素共役をΔＩ１＊とするとき、前記電流偏差ΔＩ１を用いて、発電機出力（有効電力）ＰＧを式（３）により求めるステップとを備えたことを特徴とする発電機出力の推定方法。
ＰＧ＝Ｒｅ（√３×Ｖ×ΔＩ１＊）・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
【請求項１１】
発電機を持つ需要家を含む配電線区間における電圧,電流,および力率の要素を含む電気量を測定する電気量測定手段と、これらの電気量測定手段からの測定情報を受取り、前記発電機の出力を推定する発電機出力推定手段を備えた発電機出力の推定装置において、
前記発電機の停止中又は運転中の前記電気量の測定情報に基いて、前記発電機の停止中における当該配電線区間の正相電流と逆相電流を計算する手段と、
前記発電機の停止中の前記電気量測定情報に基いて、当該配電線区間の正相電流と逆相電流を計算する手段と、
所定期間内の前記正相電流と逆相電流に基いて、当該配電線区間における負荷の特性を表す正相電流Ｉ１と逆相電流Ｉ２の関係式を求める手段と、
前記発電機の運転中における前記電気量の測定情報に基いて、当該配電線区間の逆相電流Ｉ２を求める手段と、
この逆相電流Ｉ２と前記関係式とに基いて、前記発電機が停止中の正相電流推定値Ｉ１’を演算する手段と、
前記発電機の運転中の前記電気量測定情報に基いて、当該配電線区間の正相電流Ｉ１を求める手段と、
前記発電機の停止中の正相電流推定値Ｉ１’と前記発電機の運転中の正相電流Ｉ１とを用いて、前記発電機の出力電流となる電流偏差ΔＩ１を演算する手段を備えたことを特徴とする発電機出力の推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統に連系される発電機の出力を、間接的な情報から推定する技術に関し、特に電圧、電流、力率などの電気量を測定することが可能な配電線区間開閉器から得られる情報を基に、配電線区間内に連系される発電機の出力を推定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力自由化やＲＰＳ法（電気事業者による新エネルギー等の利用に関する特別措置法）の施行等に伴い、分散型電源の電力系統への連系が増加しつつある。今後、分散型電源が大量に連系した場合、分散型電源の出力把握ができなくなり、配電線事故復旧時や系統切替時において、配電線過負荷による電圧低下や停電の発生など、電力品質悪化が懸念される。
【０００３】
このような状況において、分散型電源の出力（発電量）を把握する必要があるが、分散型電源は主として需要家内に設置されるため、電力会社が直接その出力を常時計測し続けることは難しい。そこで、電力会社の設備を用いて常時計測することができる電気量等を用いて、分散型電源の出力を精度良く推定することができる技術が求められている。
【０００４】
発電機の出力を直接測定することなく、他の電気量を用いてこれを推定する方法としては、例えば非特許文献１の例がある。これは、発電機を要する需要家の引込線における電流を測定し、電流不平衡率と発電量の相関関係を用いて、発電量を推定する方法であり、比較的精度よく発電量を推定することができる。
【０００５】
また、非特許文献２には、引込線ではなく配電線の逆相電流を測定する方法が開示されている。
【０００６】
なお、非特許文献３には、線間電圧ベクトルが複素平面の実軸に沿って正の向きに向くような複素平面を考えた複素ベクトル化について開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】平岩直哉・井上考介・千頭和宣賀・中村知治：「分散型電源を保有する需要家の発電量把握手法に関する研究」平成２０年  電力・エネルギー部門大会（２００８）
【非特許文献２】朝倉孝宣・元治崇：「配電線逆相電流に着目した大容量発電機の連系推定」平成２０年  電力・エネルギー部門大会（２００８）
【非特許文献３】紙田公「これならわかるベクトル図徹底攻略」電気書院（１９８６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、今後分散型電源の連系量が増加していく状況にあって、非特許文献１のように電源を連系する需要家の引込線に、常時電気量を測定するための測定器または電気量測定可能な開閉器を設置することは、コストがかかるため、より低コストで実施できる方法が必要になる。また、非特許文献１に示された方法は、電流不平衡率の触れ幅が小さいときには、必ずしも十分な精度を得られない可能性がある。
【０００９】
非特許文献２には、引込線ではなく配電線の逆相電流を測定する方法が開示されているが、発電機が運転されているかいないか、すなわちＯＮ／ＯＦＦの判定を目的としており、具体的な発電量の推定はできない。
【００１０】
本発明の目的は、送配電線に設置された、電圧，電流，力率などの電気量を測定する機器（これらの電気量を測定することが可能な区間開閉器等）から得られる情報を用いて、区間内に連系された発電機の出力を精度良く推定することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、送配電線の区間両端に設置された、電圧，電流，力率などの電気量を測定する機器から得られる情報を用いて、区間内に連系された発電機の出力を精度良く推定することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明はその一面において、発電機を持つ需要家を含む配電線区間における電圧,電流,および力率の要素を含む電気量を測定するステップと、これらの電気量の測定情報を受取り、前記発電機の出力を推定するステップを備えた発電機出力の推定方法において、
対象配電線区間の電圧,電流,および力率の要素を含む電気量を測定する第１ステップと、
前記発電機の停止中又は運転中の前記電気量の測定情報に基いて、前記発電機の停止中における当該配電線区間の正相電流と逆相電流を計算する第２ステップと、
所定期間の前記正相電流と逆相電流に基いて、当該配電線区間における負荷の特性を表す正相電流Ｉ１と逆相電流Ｉ２の関係式を求める第３ステップと、
前記発電機の運転中における前記電気量の測定情報に基いて、当該配電線区間の逆相電流Ｉ２を求める第４ステップと、
この逆相電流Ｉ２と前記関係式とに基いて、前記発電機が停止中の正相電流推定値Ｉ１’を演算する第５ステップと、
前記発電機の運転中の前記電気量測定情報に基いて、当該配電線区間の正相電流Ｉ１を求める第６ステップと、
前記発電機の停止中の正相電流推定値Ｉ１’と前記発電機の運転中の正相電流Ｉ１とを用いて、前記発電機の出力電流となる電流偏差ΔＩ１を演算する第７ステップを備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明は他の一面において、対象配電線区間の上流側と下流側とでそれぞれ、これら上流側と下流側の電圧,電流,および力率の要素を含む電気量を測定する第１ステップと、
前記発電機の停止中又は運転中の上流側と下流側の前記電気量の測定情報に基いて、前記発電機の停止中における当該配電線区間の正相電流と逆相電流を計算する第２ステップと、
所定期間の前記正相電流と逆相電流に基いて、当該配電線区間における負荷の特性を表す正相電流Ｉ１と逆相電流Ｉ２の関係式を求める第３ステップと、
前記発電機の運転中における上流側と下流側の前記電気量の測定情報に基いて、当該配電線区間の逆相電流Ｉ２を求める第４ステップと、
この逆相電流Ｉ２と前記関係式とに基いて、前記発電機が停止中の正相電流推定値Ｉ１’を演算する第５ステップと、
前記発電機の運転中の上流側と下流側の前記電気量測定情報に基いて、当該配電線区間の正相電流Ｉ１を求める第６ステップと、
前記発電機の停止中の正相電流推定値Ｉ１’と前記発電機の運転中の正相電流Ｉ１とを用いて、前記発電機の出力電流となる電流偏差ΔＩ１を演算する第７ステップを備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の望ましい実施態様においては、前記第２〜７ステップで、前記電圧,電流,および力率の要素を含む電気量に基いて演算した複素ベクトルを用いる。
【００１５】
また、本発明の望ましい実施態様においては、三相交流の各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを、式（４）〜（６）によって求める。
【００１６】
Ｉｕ＝｜Ｉｕ｜・ｅｘｐ（−ｊθｕ）・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
Ｉｖ＝｜Ｉｖ｜・a2・ｅｘｐ（−ｊθｖ）・・・・・・・・・・・・・・（５）
Ｉｗ＝｜Ｉｗ｜・a・ｅｘｐ（−ｊθｗ）・・・・・・・・・・・・・・・（６）
ここで、ａ＝ｅｘｐ（ｊ２π／３）である。
【００１７】
さらに、本発明の望ましい実施態様においては、当該配電線区間における負荷の特性を表す前記関係式は、ピーク，ボトム，平日，休日または季節を考慮したそれぞれの系統断面について、それぞれの関係式を求める。
【００１８】
また、本発明の望ましい実施態様においては、負荷の特性を表す関係式は、所定期間内の前記正相電流と逆相電流に基いて、逆相電流Ｉ２を独立変数、正相電流Ｉ１を従属変数とした当該配電線区間における複素数での１次回帰式（１）とする。
【００１９】
Ｉ１＝Ａ・Ｉ２＋Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
また、本発明の望ましい実施態様においては、前記１次回帰式（１）内の定数ＡとＢを最小二乗法により決定するステップを備える。
【００２０】
さらに、本発明のある実施形態においては、前記電流偏差ΔＩ１を用いて、発電機出力（有効電力）ＰＧを式（３）により求める。
【００２１】
ＰＧ＝Ｒｅ（√３×Ｖ×ΔＩ１＊）・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
ここで、Ｒｅは複素ベクトルの実軸成分、Ｖは線間電圧、ΔＩ１＊は前記電流偏差ΔＩ１の複素共役である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の望ましい実施態様によれば、送配電線に設置された、電圧，電流，力率などの電気量を測定する機器（これらの電気量を測定することが可能な区間開閉器等）から得られる情報を用いて、区間内に連系された発電機の出力を精度良く推定することができる。
【００２３】
本発明によるその他の目的と特徴は、以下に述べる実施形態の中で明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態による発電機出力の推定方法を実施するための装置構成図である。
【図２】本発明の一実施例による発電機出力推定計算の概略フロー図である。
【図３】電圧，電流の複素ベクトル化と正相量，逆相量の計算についての説明図である。
【図４】本発明の他の実施例による配電線区間に連系された発電機が常時運転されている場合における発電機出力の推定方法を実施するための装置構成図である。
【図５】ある地点における測定データを用いて、発電機の運転しているときとしていないときの区間逆相電流の絶対値の関係図である。
【図６】本発明の一実施例を用いて推定した発電機の発電量と、その実測値をプロットして示す比較図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の第１の実施形態は、対象とする配電線区間の配電線の上流端と下流端に、電圧，電流，および力率の要素を含む電気量等を測定できる機能を持つ開閉器または測定器が置かれ、各電気量等を測定する形態である。
【００２６】
第１の実施形態では、対象とする区間の両端におく電気量等を測定できる機能を持つ開閉器が区間開閉器としておかれる場合も多く、これを利用することでコスト的にもリーズナブルで、かつ対象とする区間が限定されるため、そこに含まれる発電機の出力電流や出力電力を精度良く推定することができる。
【００２７】
本発明の第２の実施形態は、対象とする配電線区間を、定めた一点から下流側すべてとし、定めた一点における電気量等測定可能な開閉器や測定器で各電気量等を測定する形態である。
【００２８】
第２の実施形態では、定めた一点の位置によっては対象とする区間が大きくなるため、発電機の出力電流や出力電力の推定精度はやや悪くなる可能性があるが、ある配電線に連系された発電機の出力電流や出力電力を大雑把に把握したいというようなニーズに応えることができる。
【００２９】
本発明の第３の実施形態は、分散型電源を所有する需要家等の引込線に電気量等測定可能な開閉器や測定器をおき、各電気量等を測定する形態である。
【００３０】
第３の実施形態は、コストがかかる方法であるが、対象とする区間が小さくなることで、推定におけるノイズが少なくなり、発電機の出力電流や出力電力をたいへん精度よく推定することができる。
【００３１】
さらに、本発明の概念を損なわない範囲で、他の電気量測定点も考え得ることは言うまでもない。
【００３２】
なお、これらのどの実施形態においても、対象区間に複数の発電機が連系されている場合は、すべての発電機の出力電流のベクトル和もしくは出力電力の和を推定することになる。
【００３３】
以下では、本発明の前記第１の実施形態について詳細に説明する。
【００３４】
図１は、本発明の第１の実施形態による発電機出力の推定方法を実施するための装置構成図である。
【００３５】
上流側の区間開閉器１０１および下流側の区間開閉器１０３に挟まれた配電線区間１０２について考える。上流側の区間開閉器１０１および下流側の区間開閉器１０３は、電圧，電流，および力率の要素を含む電気量などを測定し、光通信などの通信方式でこれらの測定量１１０，１１１を発電機出力推定計算システム１０９に送信する機能を持つ開閉器であるとする。また、電気量の測定の際、時刻はＧＰＳ等を用いて同期しているものとする。このような開閉器をＩＴ開閉器と称している。
【００３６】
以下の説明では、１００を配電線の上流側（電力会社が送電する電力を区間に送り込む側）、１０４を配電線の下流側とする。１０８は発電機を有しない需要家負荷、１０５は発電機を有する需要家１１２の引込線である。１０６が前記需要家１１２が保有する発電機、１０７は該需要家１１２の負荷である。発電機出力推定計算システム１０９は、受信した測定量１１０，１１１を用いて後述するように発電機１０６の発電量を推定する。
【００３７】
なお、区間開閉器は、ＩＴ開閉器でなくとも、別途区間両端にセンサを設けて、このセンサで電気量を測定し、測定量を通信システムで送信するようにしてもよい。また、ＩＴ開閉器や上記センサに付随する通信システムは、光通信システム以外でも、ＰＨＳや電力線搬送方式、あるいはインターネット網などを利用してもよい。発電機出力推定計算システム１０９は、計算機能を有する独立したハードでもよいし、配電制御システム等の一ソフトウェアであってもよい。
【００３８】
図２は、本発明の一実施例による発電機出力推定計算システム１０９による発電機出力推定計算の概略フロー図である。
【００３９】
まず、ステップ２０１では、発電機停止時の上流側の区間開閉器１０１および下流側の区間開閉器１０３により測定した電流値から、それぞれ正相電流，逆相電流を計算し、それぞれの差分、すなわち区間正相電流Ｉ１と区間逆相電流Ｉ２を計算する。測定値から、正相・逆相電流を計算する方法については後述する。一定期間の正相電流Ｉ１と逆相電流Ｉ２のデータから、逆相電流Ｉ２を独立変数、正相電流Ｉ１を従属変数とした複素数での１次回帰式（１）を求める。
【００４０】
Ｉ１＝Ａ・Ｉ２＋Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
式（１）における定数ＡおよびＢを、最小二乗法によって決定する。
【００４１】
発電機出力推定計算システム１０９は、データとして、求められた回帰式を持っている。なお、後述するように、電流や電圧は複素ベクトルとして計算する必要があるため、式（１）におけるＩ１，Ｉ２，Ａ，およびＢは、すべて複素数であり、最小二乗法も複素数に関するものを使用する必要がある。したがって、イメージ２０４の相関図は模式的なものであり、実際は４次元座標軸で表されなければならず、図に描き表すことはできない。
【００４２】
なお、この回帰式は、区間内の負荷の特性を表すものであるから、ピーク，ボトム，平日，休日または季節などを考慮して、それぞれの系統断面についてそれぞれの回帰式を求めるようにしてもよい。
【００４３】
次に、ステップ２０２について説明する。
【００４４】
発電機が運転されている状態で、上流側と下流側の区間開閉器１０１，１０３の出力から、区間逆相電流Ｉ２を求め、式（１）に代入して、発電機が運転していない状態の区間正相電流推定値Ｉ１’を計算する。ここでは、発電機の内部誘起電圧は正相分のみであることから、発電機の有無で逆相電流Ｉ２の変化は小さく無視できるものとしている。しかし、実際は発電機の運転の有無で、逆相電流Ｉ２は僅かに変化する。この影響を考慮する方法については、後述する。
【００４５】
次に、ステップ２０３について説明する。
【００４６】
発電機が運転されている状態で、上流側と下流側の区間開閉器１０１，１０３の出力から、区間正相電流Ｉ１を求め、これと、発電機が運転していない状態の区間正相電流推定値Ｉ１’から式（２）で、正相電流偏差ΔＩ１を求める。
【００４７】
ΔＩ１＝Ｉ１’−Ｉ１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
電圧は配電系統の定格値にあるものとして、その線間電圧をＶとすると、発電機出力（有効電力）ＰＧは、式（３）で求められる。
【００４８】
ＰＧ＝Ｒｅ（√３×Ｖ×ΔＩ１＊）・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
ここで、ΔＩ１＊はΔＩ１の複素共役、Ｒｅは複素ベクトルの実軸成分を表す。
【００４９】
なお、式（３）で用いる電圧Ｖは、上流側の区間開閉器１０１で得られた電圧から計算された正相電圧を用いてもよい。上流側の区間開閉器１０１から引込線１０５までのインピーダンスと正相電流Ｉ１を用いて、引込線連系点での正相電圧を概算したものを用いてもよい。
【００５０】
図３は、電圧，電流の複素ベクトル化と正相量，逆相量の計算についての説明図である。電圧，電流は三相交流であり、大きさと位相の情報を持った量である。ＩＴ開閉器では、電圧，電流について定められた時間の実効値平均を測定して、データとして送信する。力率についても同様の平均値である。この場合、電圧，電流については、大きさのみの情報となるため、区間電流を計算するために単純に引き算をすると、誤差が大きくなる。このため、位相情報を含めた複素ベクトルに変換しておくのがよい。複素ベクトルに変換することによって、正相量，逆相量の計算も簡単になる。
【００５１】
上流側の区間開閉器１０１における電圧，電流について考える。下流側の区間開閉器１０３においても考え方は同様である。電圧，電流は三相であり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相とする。図３に示すように、Ｕ相電圧ベクトルが複素平面の実軸に沿って正の向きに向くような複素平面を考える。また、区間は十分短く上流側の区間開閉器１０１と下流側の区間開閉器１０３の間での電圧位相の変化は無視できるものと仮定する。さらに、電圧の不平衡率は小さく、平衡しているものと近似する。Ｕ相力率ｐｆｕからＵ相力率角θｕを求めると、Ｕ相電流Ｉｕは、Ｕ相電圧Ｖｕに対して電気角θｕ遅れていることになる。したがって、Ｕ相電流は、式（４）のような複素ベクトルで表すことができる。
【００５２】
Ｉｕ＝｜Ｉｕ｜・ｅｘｐ（−ｊθｕ）・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
Ｖ相電流，Ｗ相電流についても同様に考えて、式（５），式（６）のような複素ベクトルで表すことができる。
【００５３】
Ｉｖ＝｜Ｉｖ｜・a2・ｅｘｐ（−ｊθｖ）・・・・・・・・・・・・・・（５）
Ｉｗ＝｜Ｉｗ｜・a・ｅｘｐ（−ｊθｗ）・・・・・・・・・・・・・・・（６）
ここで、θｕ，θｖ，θｗは、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の力率角であり、ａ＝ｅｘｐ（ｊ２π／３）である。
【００５４】
なお、θｕは、式（７）で計算することもできる。
【００５５】
θｕ＝Ａｒｃｔａｎ（Ｑｕ／Ｐｕ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）
ここで、Ｐｕ：Ｕ相有効電力、Ｑｕ：Ｕ相無効電力である。
【００５６】
また、力率については、状況によっては３相量に関する力率を用いることも考えられる。
【００５７】
電圧については、三相平衡しているものとして近似して十分と思われる。しかし、電圧についても正相，逆相量を求める必要がある場合は、配電系統では零相分を無いものと考え、非特許文献３の１１２〜１１３頁の方法で、線間電圧ベクトルＶｕｖが複素平面の実軸に沿って正に向く複素平面を考えて複素ベクトル化することができる。更に、線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕから、相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを計算することができる。相電圧Ｖｕと線間電圧Ｖｕｖの位相差を考慮することで、相電圧Ｖｕが複素平面の実軸に沿って正に向くような複素平面の複素ベクトル量に変換することができる。
【００５８】
以上のようにして求めた、複素ベクトルとしてのＵ，Ｖ，Ｗ相の電流と電圧を、式（８）および式（９）を用いて、正相量，逆相量，零相量を求めることができる。ただし、配電系統では基本的に零相分は０になる。
【００５９】
【数１】
2010213513.tif 000003
【００６０】
【数２】
2010213513.tif 000004
【００６１】
図４は、本発明の他の実施例による配電線区間１０２に連系された発電機が常時運転されている場合における発電機出力の推定方法を実施するための装置構成図である。
【００６２】
すなわち、当該配電線区間１０２に連系された発電機が常に運転されている場合に、１週間程度の間だけ、発電機端に測定器４００を付けさせて貰うだけで、後は、需要家の引込み線での測定は不要となる発電機出力の推定方法である。
【００６３】
まず、発電機１０６が運転されていないときの逆相電流Ｉ２と正相電流Ｉ１の１次回帰式（１）を求める方法について述べる。
【００６４】
図４の測定器４００は、発電機端に設けた測定器で、上流側の区間開閉器１０１および下流側の区間開閉器１０３とはＧＰＳ等により時刻同期を取るものとする。発電機が常に運転している場合は、一定期間発電機端の電気量を測定する必要がある。測定器４００で測定する電気量についても、上流側の区間開閉器１０１および下流側の区間開閉器１０３の場合と同様に正相電流Ｉ１、逆相電流Ｉ２を計算する。そして、上流側の区間開閉器１０１の電流量から下流側の区間開閉器１０３と測定器４００の電流量をベクトル的に減算することによって、区間正相電流Ｉ１と区間逆相電流Ｉ２を得ることができる。これらから、前記と同様に複素数に関する最小二乗法を用いて、１次回帰式を作成する。
【００６５】
当然これは一定期間の測定によって行うものであるから、その後は、発電機端の電気量を測定する必要はない。
【００６６】
次に、図２のステップ２０２において、発電機１０６の運転の有無でわずかに変化する逆相電流Ｉ２を考慮する方法を述べる。
【００６７】
図５は、ある地点における測定データを用いて、発電機の運転しているときとしていないときの区間逆相電流の絶対値の関係図である。これらは、図５に示すように、（１）発電機が運転しているときの区間逆相電流の絶対値と（２）発電機が運転していないときの区間逆相電流の絶対値の関係はほぼ直線状に分布する。このことから、両者の差に関しては、ほぼ平均値を用いても大きな誤差にはならないと考えられる。そこで、（１）と（２）の平均値を複素ベクトルにおいて求め、この値を図２のステップ２０２において、実測区間逆相電流に減算することで、実際に、発電機の運転の有無で変化する逆相電流Ｉ２を補正することができる。
【００６８】
図６は、本発明の一実施例を用いて推定した発電機の発電量と、その実測値をプロットして示す比較図である。実測値と推定量の誤差は、約３％と十分な精度で発電量を推定することができた。
【符号の説明】
【００６９】
１００…配電線の上流側、１０１…上流側の区間開閉器、１０３…下流側の区間開閉器、１０４…配電線の下流側、１０５…発電機を保有する需要家の引込線、１０６…発電機、１０７…負荷、１０８…他の需要家、１０９…発電機出力推定計算システム、４００…発電機端の測定器。
【図１】
2010213513.tif 000005
【図２】
2010213513.tif 000006
【図３】
2010213513.tif 000007
【図４】
2010213513.tif 000008
【図５】
2010213513.tif 000009
【図６】
2010213513.tif 000010