(57)【要約】【課題】太陽光発電装置等の分散型電源による電力系統の電圧不平衡の解消を設備計画段階から支援する。【解決手段】系統設備計画支援装置は、所定地域の日射量計測地点の位置と時系列の日射量変化の分布とを含む日射量時系列分布、新設する太陽光発電設備の定格の発電容量、および三相電力系統の各相への既設設備の、接続相組合せと，地理的座標を示す接続位置、を含む系統設備データベースを有し、計測地点の位置と日射量変化の分布とから、三相相互間で不平衡状態を生じる接続相の組合せとなる不平衡状態接続相組合せを生成し、不平衡状態接続相組合せと発電容量とから，各相の相別発電量を生成し、不平衡状態接続相組合せと接続位置とから、三相電力系統の所定の線路位置における不平衡状態の度合いを算出して不平衡指標を生成し、不平衡指標と相別発電量とから、三相電力系統の三相相互間の不平衡状態を解消するような接続相組合せを生成する。【選択図】図１
2014158319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定地域における三相電力系統で典型的な電圧不平衡が起き得る可能性を持つ日射量の計測地点の位置データ、前記計測地点における時系列の日射量変化の分布データとを含む日射量時系列分布データ、
新設する太陽光発電設備の定格の発電容量データ、
前記三相電力系統の各相への既設設備の接続相組合せデータ、および
前記三相電力系統の各相への前記既設設備の地理的座標を示す接続位置データ
を備える系統設備データベース、
前記系統設備データベースの前記日射量時系列分データに含まれる前記計測地点の位置データと前記時系列の日射量変化の分布データとから、前記三相電力系統の三相相互間で不平衡状態が起き得る場合の接続相の組合せとなるように不平衡状態接続相の組合せデータを生成する不平衡状態接続相組合せ生成部、
生成した前記不平衡状態接続相組合せデータと前記系統設備データベースの前記発電容量データとから、前記三相電力系統の各相の相別発電量データを生成する相別発電量生成部、
前記不平衡状態接続相組合せデータと前記系統設備データベースの前記接続位置データとから、前記三相電力系統の所定の線路位置における不平衡状態の度合いを算出して不平衡状態指標データを生成する不平衡状態指標生成部
を備えることを特徴とする系統設備計画支援装置。
【請求項２】
前記三相電力系統の所定の線路位置における前記不平衡状態指標データと生成した前記相別発電量データとから、前記三相電力系統の三相相互間の不平衡状態を解消するような不平衡状態接続相組合せデータを生成する不平衡状態解消相組合せ生成部
を備えることを特徴とする請求項１に記載の系統設備計画支援装置。
【請求項３】
前記系統設備データベースは、前記三相電力系統に係る前記既設設備の設備データを含む電力系統データを保持し、前記電力系統データに基づいて電力系統図を出力装置に出力し、出力した前記電力系統図をユーザが編集するためのユーザインタフェイスを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の系統設備計画支援装置。
【請求項４】
前記日射量変化の分布データは、前記所定地域の複数の前記計測地点における、時系列な日射量の計測値であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の系統設備計画支援装置。
【請求項５】
前記不平衡状態接続相組合せ生成部は、前記所定地域の前記三相電力系統の三相のうちの任意の二相に少なくとも一つの単相式分散型電源を接続する際の接続相の組合せにおいて、前記三相電力系統の三相相互間で不平衡状態となる接続相の組合せデータを生成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の系統設備計画支援装置。
【請求項６】
前記接続位置データは、前記所定地域の前記三相電力系統における前記既設設備が繋がる引き込み線が接続された電柱の論理的または物理的位置座標を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の系統設備計画支援装置。
【請求項７】
所定地域における三相電力系統で典型的な電圧不平衡が起き得る可能性を持つ日射量の計測地点の位置データと前記計測地点における時系列の日射量変化の分布データとを含む日射量時系列分布データ、新設する太陽光発電設備の定格の発電容量データ、前記三相電力系統の各相への既設設備の接続相組合せデータ、および前記三相電力系統の各相への前記既設設備の地理的座標を示す接続位置データを記憶する系統設備データベースを備えた系統設備計画支援装置による系統設備計画支援方法であって、前記系統設備計画支援装置は、
前記系統設備データベースの前記日射量時系列分データに含まれる前記計測地点の位置データと前記時系列の日射量変化の分布データとから、前記三相電力系統の三相相互間で不平衡状態が起き得る場合の接続相の組合せとなるように不平衡状態接続相の組合せデータを生成し、
生成した前記不平衡状態接続相組合せデータと前記系統設備データベースの前記発電容量データとから、前記三相電力系統の各相の相別発電量データを生成し、
前記不平衡状態接続相組合せデータと前記系統設備データベースの前記接続位置データとから、前記三相電力系統の所定の線路位置における不平衡状態の度合いを算出して不平衡状態指標データを生成することを特徴とする系統設備計画支援方法。
【請求項８】
前記三相電力系統の所定の線路位置における前記不平衡状態指標データと生成した前記相別発電量データとから、前記三相電力系統の三相相互間の不平衡状態を解消するような不平衡状態接続相組合せデータを生成することを特徴とする請求項７に記載の系統設備計画支援方法。
【請求項９】
前記系統設備データベースは、前記三相電力系統に係る前記既設設備の設備データを含む電力系統データを保持し、前記系統設備計画支援装置は、前記電力系統データに基づいて電力系統図を出力装置に出力し、出力した前記電力系統図をユーザが編集するためのユーザインタフェイスを備えることを特徴とする請求項７又は８に記載の系統設備計画支援方法。
【請求項１０】
前記日射量変化の分布データは、前記所定地域の複数の前記計測地点における、時系列な日射量の計測値であることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の系統設備計画支援方法。
【請求項１１】
前記系統設備計画支援装置は、前記所定地域の前記三相電力系統の三相のうちの任意の二相に少なくとも一つの単相式分散型電源を接続する際の接続相の組合せにおいて、前記三相電力系統の三相相互間で不平衡状態となる接続相の組合せデータを生成することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の系統設備計画支援方法。
【請求項１２】
前記接続位置データは、前記所定地域の前記三相電力系統における前記既設設備が繋がる引き込み線が接続された電柱の論理的または物理的位置座標を含むことを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載の系統設備計画支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統設備計画支援装置及び方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
三相電力系統は、通常、三相相互の電圧または電流の大きさが等しく、位相差が１２０°のいわゆる平衡状態にある三相電源と単相交流線路の組合せで電力を供給する。しかしながら、近年普及している太陽光発電装置及び風力発電装置等のような、電力系統の単相に接続される分散型電源の相接続のバランスが偏り、三相における発電量と需要量にアンバランスが生じて、三相相互間の電圧の大きさが異なることや位相差が１２０°からずれることにより、いわゆる電圧不平衡状態の度合いや頻度が拡大することが予想されている。そこで、電力系統の負荷定格容量、負荷需要率、複数時間断面の電圧や電流計測値から得た不平衡率を格納し、これらから線間電圧変化量上下限値と負荷移動量上下限値とを算出し、電圧不平衡の最小化を目的関数として、電力系統の電圧不平衡解消のための負荷移動量を最適化計算により求める技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２４９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、電力系統の負荷定格容量、負荷需要率、複数時間断面の電圧や電流計測値から得た不平衡率を格納し、これらから線間電圧変化量上下限値と負荷移動量上下限値とを算出して、電圧不平衡の最小化を目的関数として電力系統の電圧不平衡解消のための負荷移動量を最適化計算により求めることができた。しかしながら、電力系統の負荷移動量を最適に計算することが、必ずしも、実際上の電圧不平衡解消策に繋がるとは限らない。例えば、地域に設置する太陽光発電設備等の分散型電源によって起こり得る可能性のある電圧不平衡の度合いは、所定の地域の気象条件、太陽光発電設備であれば、具体的に雲の動き等による日射量の変化に依存するため、日射量の変化に応じて生じる電力系統の三相相互の発電量の偏りと需要家負荷における需要量の関係による電圧不平衡状態を解消するための実際上の解消策が必要となってくる。
【０００５】
本発明の目的は、電力系統への太陽光発電装置等の分散型電源大量連係による電圧不平衡状態の推定を起き得る可能性の範囲、すなわち、設備計画者が電圧不平衡のための過剰な対策を講じずに済む範囲で推定し、設備計画者が電圧不平衡状態を適正に把握できるように提示を行い、さらに、電圧不平衡状態の解消を設備計画段階から適正に支援するための系統設備計画支援装置及び系統設備計画支援方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示する系統設備計画支援装置は、所定地域における三相電力系統で典型的な電圧不平衡が起き得る可能性を持つ日射量の計測地点の位置データと計測地点における時系列の日射量変化の分布データとを含む日射量時系列分布データ、新設する太陽光発電設備の定格の発電容量データ、三相電力系統の各相への既設設備の接続相組合せデータ、および三相電力系統の各相への既設設備の地理的座標を示す接続位置データ、を備える系統設備データベース、系統設備データベースの日射量時系列分布データに含まれる計測地点の位置データと時系列の日射量変化の分布データとから、三相電力系統の三相相互間で不平衡状態が起き得る場合の接続相の組合せとなるように不平衡状態接続相の組合せデータを生成する不平衡状態接続相組合せ生成部、生成した不平衡状態接続相組合せデータと系統設備データベースの発電容量データとから、三相電力系統の各相の相別発電量データを生成する相別発電量生成部、不平衡状態接続相組合せデータと系統設備データベースの接続位置データとから、三相電力系統の所定の線路位置における不平衡状態の度合いを算出して不平衡指標データを生成する不平衡状態指標生成部を備える。
【０００７】
前記日射量の計測地点の位置データは、太陽光発電設備等の分散型電源を三相電力系統に接続することで起き得る可能性のある電圧不平衡の地理上の位置条件となる。前記接続位置データは、太陽光発電設備等の分散型電源を三相電力系統の所定の位置に接続することで起き得る可能性のある電圧不平衡の電力系統上の位置条件となる。
開示する系統設備計画支援装置は、並びに三相電力系統の所定の線路位置における不平衡指標データと生成した相別発電量データとから、三相電力系統の三相相互間の不平衡状態を解消するような接続相組合せデータを生成する不平衡状態解消接続相組合せデータ生成部を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、太陽光発電設備等の分散型電源による実計測データに基づいた起き得る範囲での電圧不平衡状態を、設備計画者が解消する設備計画を実施する際に、過剰に電圧不平衡状態の解消対策コストがかからぬよう設備計画を支援する系統設備計画支援装置及び系統設備計画支援方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】系統設備計画支援システムの構成を示す図である。
【図２】電力系統データを図式化した電力系統図の一例である。
【図３】電力系統データの一例である。
【図４】複数の太陽光発電設備近接地点の日射量時系列分布データの一例である。
【図５】複数の分散型電源の発電容量データの一例である。
【図６】複数の分散型電源の接続相組合せデータの一例である。
【図７】複数の分散型電源の電力系統上の地理的な接続位置データの一例である。
【図８】系統設備計画支援装置の処理のフローチャートである。
【図９】不平衡状態接続相組合せ生成部のフローチャートである。
【図１０】相別発電容量データ生成部の処理のフローチャートである。
【図１１】不平衡状態指標生成部の処理のフローチャートである。
【図１２】不平衡状態解消相組合せ生成部の処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
太陽光発電設備等の分散型電源の三相電力系統への適切な設置を支援する系統設備計画支援装置は、次のような構成を有する。まず、所定の地域における三相電力系統で典型的な電圧不平衡が起き得る可能性を持つ日射量の計測地点の位置データと、計測地点における時系列の日射量変化の分布データとを含む日射量時系列分布データと、新設する太陽光発電設備の定格の発電容量データと、三相電力系統の各相への既設設備の接続相組合せデータと、三相電力系統の各相への既設設備の地理的座標を示す接続位置データとを備える系統設備データベースを有する。
系統設備計画支援装置は、系統設備データベースの日射量時系列分布データに含まれる計測地点の位置（座標）データと時系列の日射量変化の分布データとから、三相電力系統の三相相互間で不平衡状態が起き得る場合の接続相の組合せとなるように不平衡状態接続相の組合せデータを生成し、生成した不平衡状態接続相組合せデータと系統設備データベースの発電容量データとから、三相電力系統の各相の相別発電量データを生成し、不平衡状態接続相組合せデータと系統設備データベースの接続位置データとから、三相電力系統の所定の線路位置における不平衡状態の度合いを算出して不平衡指標データを生成し、三相電力系統の所定の線路位置における不平衡指標データと生成した相別発電量データとから、三相電力系統の三相相互間の不平衡状態を解消するような接続相組合せデータを生成することにより、その所定の地域における太陽光発電等の分散電源設備の設置の計画を支援する。以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は、系統設備計画支援システムの構成を示す。系統設備計画支援システム１は、設備データベース１０２と、入力装置１０３と、出力装置１０４と、系統設備計画支援装置１０１とを備える。入力装置１０３及び出力装置１０４の各々は、系統設備計画支援装置１０１と、双方向にデータを伝送可能なケーブル９９９９によって接続されている。
【００１２】
設備データベース１０２は、所定の地域の電力系統に関するデータ（以下、「設備データ」という）を保持する。設備データには、例えば、大型発電所、分散型電源、送配電線、変電所（変圧器）及び／又は電圧制御機器等の機器に関するデータと、送配電線の線路構成に関するデータとが含まれる。更に、設備データには、例えば、分散型電源としての太陽光発電設備の日射量時系列分布、風力発電設備の風力発電量時系列分布、各々の分散型電源が相接続された接続位置（分散型電源の引き込み線が繋がる柱上変圧器が設置された電柱番号及び地図上の相対座標地等）、各々の分散型電源の発電容量に関するデータが含まれる。設備データベース１０２は、例えば、系統設備計画支援装置１０１自体が備える場合、あるいは、電力会社又はその関連会社等から提供される場合とがある。
【００１３】
入力装置１０３は、ユーザが系統設備計画支援装置１０１に、所定の指示を行うためのインタフェースである。入力装置１０３は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル及び／又はボタン等で構成される。
【００１４】
出力装置１０４は、系統設備計画支援装置１０１からユーザに所定の情報を提供するためのインタフェースである。出力装置１０４は、例えば、ディスプレイ、スピーカ及び／又はＬＣＤ等で構成される。
【００１５】
系統設備計画支援装置１０１は、電力系統に関わる電力設備の配置の計画を支援する装置である。本実施形態に係る系統設備計画支援装置１０１は、主に太陽光発電設備の配置の計画を支援する。しかし、系統設備計画支援装置１０１は、太陽光発電設備の配置の支援に限られない。例えば、系統設備計画支援装置１０１は、風力発電設備などの他の分散電源の配置の支援に用いられても良い。
【００１６】
系統設備計画支援装置１０１は、所定の地域において設置する単相式の分散型電源の発電の大きさの相対的位置と時刻との分布に係る、例えば、太陽光発電設備の場合、日射量時系列分布データ１０５と、当該分散型電源の発電容量データ１０６と、太陽光発電設備を三相電力系統に接続する相の組合せに係る接続相組合せデータ１０７と、三相電力系統の各相への地理的座標を示す接続位置データ１０８とを記憶する設備データベース１０２と、三相電力系統の三相相互間で不平衡状態が起き得る場合の太陽光発電設備の三相電力系統の三相相互間に対する接続相の組合せとなる不平衡状態接続相の組合せデータ１０９を生成する不平衡状態接続相組合せ生成部１１３と、三相の相別発電量データ１１０を生成する相別発電量生成部１１４と、三相電力系統の所定の線路位置における電圧の不平衡状態の度合いを算出して不平衡指標データ１１１を生成する不平衡状態指標生成部１１５と、三相における電圧の不平衡状態解消相組合せデータ１１２を生成する不平衡状態解消相組合せ生成部１１６とを備える。
【００１７】
これら各要素１０２〜１１６に係る機能は、例えば、系統設備計画置支援装置１０１の備えるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、メモリ及び記憶装置（何れも図示略）を用いて実現される。例えば、ＣＰＵが、記憶装置から所定のコンピュータプログラムをメモリに読み出して実行することにより、上述の各要素１０２〜１１６に係る機能が実現される。
【００１８】
設備データベース１０２は、電力会社等の電力系統の管理機関が保持する電力系統データベースから、所定の地域における電力系統データを取得し、登録・保持する。以下、電力系統データの一例について、図面を用いて説明する。
図２は、或る地域の電力系統データを図式化した電力系統図の一例を示す。
【００１９】
電力系統図２００に示すように、配電系統Ｌ１には、例えば、変電所ＴＲ２０３、蓄電池ＢＴ２０４、開閉器ＣＢ２０５、分岐点Ｎ２０６、太陽光発電設備ＰＶ２０７、風力発電設備ＷＴ２０８、自動電圧調整器（以下「ＳＶＲ（Ｓｔｅｐ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）」という）２０９、無効電力補償装置（以下「ＳＶＣ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｖａｒ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ）」という）２１０が設置されている。
【００２０】
変電所ＴＲ２０３は、上流（発電所側）の電力系統の電圧を下流（需要家側）の配電系統に適合する電圧に変換する。蓄電池ＢＴ２０４は、発電所から電力系統を通じて需要家に供給される電力（以下「供給電力」という）を充電しておき、電力不足が発生した場合に放電して不足分を補う。開閉器ＣＢ２０５は、配電線路においてメンテナンス又は故障等が発生した場合に、配電系統線を切り換える。分岐点Ｎ２０６は、配電系統線を分岐する。太陽光発電設備ＰＶ２０７は、太陽光を受けて発電する。風力発電設備ＷＴ２０８は、風力を受けて発電する。太陽光発電設備ＰＶ２０７及び風力発電設備ＷＴ２０８は、分散型電源とも呼ばれる。太陽光発電設備ＰＶ２０７又は風力発電設備ＷＴ２０８等の分散型電源で発電された電力もまた、配電系統線を通じて需要家に供給される。ＳＶＲ２０９は、配電系統における電圧の変動を機械式タップにより調整する。ＳＶＣ２１０は、配電系統における電圧の変動を電気的に調整する。電力を駆動源とする電気自動車２１１（以下「ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）」という）のバッテリを充電するためのＥＶ設備（以下「ＥＶＣ（ＥＶ  Ｃｈａｒｇｅｒ）」という）が、現在のガソリンスタンドのように、街中及びロードサイドエリア、あるいは、施設の駐車場等の様々な場所に設置され得る。
【００２１】
電力系統図は、系統設備データベース１０２に保持されている、上述のような電力系統に係る設備の設備データを含む電力系統データ（図示略）に基づいて、出力装置１０４に表示される。系統設備計画支援装置１０１は、表示された電力系統の設備の配置をユーザが編集できるようにユーザインタフェイスを設けている。
【００２２】
図３は、或る地域における電力系統データの一例を示す。電力系統データ３００は、配電線路３０１の上流から下流に向かう階層毎に設定された変電エリア容量３０２、バンク容量３０３及びフィーダ容量３０４を有する。
【００２３】
また、電力系統データ３００は、配電線路３０１に設置されている機器を一意に識別可能な機器モデルＩＤ３０５と、その機器の設置されている位置３０６と、その機器に関する種々の属性情報を有する。電力系統データは、例えば、第１属性情報として、１次側（上流側）電圧３０７を有し、第２属性情報として、２次側（下流側）電圧３０８を有する。なお、図３に示す電力系統データ３００はあくまで一例であり、更に様々な電力系統に関する情報を保持しても良い。
【００２４】
設備データベースは１０２、電力系統に接続された分散型電源について、発電量の変動に起因するデータを保持する。例えば、太陽光発電設備ＰＶ２０７は、日射量時系列分布データ１０５を保持する。以下、日射量時系列分布データ１０５の一例について、図面を用いて説明する。
【００２５】
図４は、或る地域における複数の太陽光発電設備の近接地点の日射量時系列分布データの一例を示す。日射量時系列分布データ４００は、時間ステップ刻み系列データ４０１と、時間ステップ刻み系列データ４０１における日射量を計測する複数の地点データ４０２と、地点データ４０２における日射量分布データ４０３とから構成される。時間ステップ刻み系列データ４０１は、例えば、気象変動を細かくとらえるため、０．１秒から数分といった比較的短い時間ステップで設定される。日射量を計測する複数の地点データ４０２は、例えば、各家庭等の需要家に電力を供給する配電系統に変電所から需要家に至るフィーダと呼ばれる電線路全体をカバーする数キロメートルから十数キロメートル四方程度の領域４５０において、ある時刻に気象状況が異なっていることを把握できる距離として数十メートルから数百メートル程度に離れた地点に分布させた例である。日射量分布データ４０３の各日射量は、例えば、日射量を太陽光発電設備が発電する際の電圧値Ｖに換算した値で保持した例である。
【００２６】
設備データベース１０２は、電力系統に接続された分散電源について、発電容量に関するデータを保持する。以下、発電容量データ１０６の一例について、図面を用いて説明する。
【００２７】
図５は、或る地域の複数の分散型電源の発電容量データの一例を示す。発電容量データ５００は、例えば、或る地域の電力系統に接続された各太陽光発電設備の設備ＩＤ５０１と、設備ＩＤ５０１における発電容量値５０２とから構成される。設備ＩＤ５０１は、各家庭等の需要家が、設備を導入する際に登録してもらうことで設備データベース１０２に保持する。発電電力容量５０２は、各家庭等の需要家が、設備を導入する際に導入した設備の発電電力容量の仕様値を登録し、設備入れ替えの際には入れ替えた設備の発電電力容量の仕様値に更新することで設備データベース１０２に保持する。発電容量データ５００には、設備ＩＤ５０１や発電電力容量５０２の他に設備に関係する仕様値を併せて保持させて良い。分散型電源が風力発電設備の場合も同様のデータを保持する。
【００２８】
設備データベース１０２は、電力系統に単相接続された分散電源について、接続相の組合せに関するデータを保持する。以下、接続相組合せデータ１０７の一例について、図面を用いて説明する。
【００２９】
図６は、或る地域の複数の分散型電源の接続相組合せデータの一例を示す。接続相組合せデータ６００は、例えば、或る地域の電力系統に接続された各太陽光発電設備の設備ＩＤ５０１と、設備ＩＤ５０１における接続相の相ＩＤ６０２とから構成される。設備ＩＤ５０１は、発電容量データ５００における設備ＩＤ５０１と同じＩＤか、あるいは相互に対応のとれたＩＤとする。設備ＩＤ５０１は、各家庭等の需要家が、設備を導入する際に登録してもらうことで設備データベース１０２に保持するものとする。接続相の相ＩＤ６０２には、各家庭等の需要家が、設備を導入する際に、設備の施設工事会社が工事した結果を登録することで設備データベース１０２に保持する。分散型電源が風力発電設備の場合も同様のデータを保持する。
【００３０】
設備データベース１０２は、電力系統に接続された分散電源について、電力系統上の地理的な接続位置に関するデータを保持する。以下、接続位置データ１０８の一例について、図面を用いて説明する。
【００３１】
図７は、或る地域の複数の分散型電源の電力系統上の地理的な接続位置データの一例を示す。接続位置データ７００は、例えば、或る地域の電力系統に接続された各太陽光発電設備の設備ＩＤ５０１と、設備が繋がる引き込み線が接続された電柱ＩＤ７０５と、電柱が所属する営業所ＩＤ７０２と、フィーダＩＤ７０３と、線路ＩＤ７０４と、電柱の系統図上の相対的な位置座標（論理的位置座標）７０６、もしくは、電柱の絶対位置を表わす位置経緯度（物理的位置座標）７０７とから構成される。設備ＩＤ５０１は、発電容量データ５００における設備ＩＤ５０１と同じＩＤか、あるいは相互に対応のとれたＩＤとする。設備ＩＤ５０１は、各家庭等の需要家が、設備を導入する際に登録してもらうことで設備データベース１０２に保持する。電柱ＩＤ７０５と、営業所ＩＤ７０２と、フィーダＩＤ７０３と、線路ＩＤ７０４と、位置座標７０６と、位置経緯度７０７は、各家庭の需要家が、設備を導入する際に、設備の施設工事会社が工事した結果を登録することで設備データベース１０２に保持する。なお、フィーダは、図２及び図３に示したように変電所から下流の配電系統であり、線路はフィーダの部分をなす配電系統の一部を示す。
【００３２】
図８は、系統設備計画支援装置の処理のフローチャートを示す。以下、図８を用いて、ユーザ操作を含むユースケースとして説明する。
【００３３】
ユーザは、太陽光発電設備の設置計画を行う地域と、新たに設置する少なくとも一つの太陽光発電設備における設備ＩＤ５０１と、発電容量データ５００における発電電力容量５０２と、接続位置データ７００における営業所ＩＤ７０２と、フィーダＩＤ７０３と、線路ＩＤ７０４と、電柱ＩＤ７０５と、位置座標７０６と、位置経緯度７０７と、計画している仮の接続相組合せデータ６００における接続相１と接続相２の接続相組合せ６０２とを、系統設備計画支援装置１０１に入力装置１０３を用いて指定する（Ｓ８０１）。指定する地域は、例えば、配電系統の変電所下流に当たる或るフィーダ単位をフィーダ名で指定しても良い。
【００３４】
これを受けて、不平衡状態接続相組合せ生成部１１３は、設備データベース１０２に保持されている指定された地域の電力系統データ３００を読み出す（Ｓ８０２）。ここで、電力系統データ３００には、指定された地域の日射量時系列分布データ１０５と、指定された地域の既設の分散型電源の発電容量データ１０６と、指定された地域の複数の分散型電源の電力系統への接続相組合せデータ１０７と、指定された地域の複数の分散電源の電力系統への接続位置データ１０８とが含まれる。
【００３５】
この際、系統設備計画支援装置１０２は、設備データベース１０２に保存されている指定した地域の電力系統データ３００と併せて、指定された地域の電力系統図データ２００を読み出し、出力装置１０４を用いてユーザに提示しても良い。
【００３６】
不平衡状態接続相組合せ生成部１１３は、指定された地域の日射量時系列分布データ１０５と、指定された地域の既設の分散型電源の発電容量データ１０６と、指定された地域の複数の分散型電源の電力系統への接続相組合せデータ１０７と、指定された地域の複数の分散電源の電力系統への接続位置データ１０８とから、指定された地域の電力系統における三相不平衡状態の不平衡率を算出したうえで、不平衡状態接続相組合せデータ１０９を生成し、設備データベース１０２に保持する（Ｓ８０３）。
【００３７】
系統設備計画支援装置１０１は、接続位置データ７００における電柱ＩＤ７０５をユーザが登録することで、電力系統データ３００から、対応している営業所ＩＤ７０２他の項目を検索してきて自動的に接続位置データ７００に登録するようにしても良い。
【００３８】
相別発電量生成部１１４は、指定された地域の不平衡状態接続相組合せデータ１０９と、指定された地域の電力系統に接続された太陽光発電設備の発電容量データ１０６とを読み出す（Ｓ８０４）。
【００３９】
相別発電量生成部１１４は、指定された地域に新たに設置する少なくとも一つの太陽光発電設備を含めた不平衡状態接続相組合せデータ１０９と、発電容量データ１０６とから、指定された地域における相別発電量データ１１０を生成し、設備データベース１０２に保持する（Ｓ８０５）。
【００４０】
不平衡状態指標生成部１１５は、指定地域の分散型電源の電力系統への接続相組合せデータ１０７、接続位置データ１０８、不平衡状態接続相組合せデータ１０９から指定地域の電力系統における不平衡状態を表す不平衡状態指標データ１１１を生成する（Ｓ８０６）。
【００４１】
不平衡状態解消相組合せ生成部１１６は、指定された地域の太陽光発電設備の電力系統への接続相組合せデータ１０７と、指定された地域の太陽光発電設備の相別発電量データ１１０と、不平衡状態指標データ１１１とを読み出す（Ｓ８０７）。
【００４２】
不平衡状態解消相組合せ生成部１１６は、指定された地域の太陽光発電設備の電力系統への接続相組合せデータ１０７と、指定された地域の太陽光発電設備の相別発電量データ１１０と、不平衡状態指標データ１１１とから、不平衡解消接続相組合せデータ１１２を生成し、設備データベース１０２に保持する（Ｓ８０８）。
【００４３】
系統設備計画支援装置１０１は、設備データベース１０２に保存されている指定した地域の不平衡解消接続相組合せデータ１１２を読み出し、出力装置１０４を用いてユーザに提示する（Ｓ８０９）。
【００４４】
図９は、指定された地域の電力系統において、不平衡状態となる接続相の組合せを生成する不平衡状態接続相組合せ生成部１１３の処理（図８のＳ８０３）のフローチャートを示す。
【００４５】
不平衡状態接続相組合せ生成部１１３は、設備データベース１０２から読み出した、指定地域の日射量時系列分布データ１０５において、複数の日射量計測地点の日射量偏差が最大となる時刻断面を抽出する（Ｓ９０１）。
【００４６】
例えば、日射量時系列分布データのある時間断面Ｔ１において、日射量計測地点Ａ１の日射量が０．３１Ｖであり、日射量計測地点Ｂ１の日射量が３．６５Ｖであったとき、これらの偏差３．３４Ｖが、その地域における日射量時系列分布データのどの時間断面における、どの２か所の日射量計測地点の日射量の偏差よりも大きくなるとき（Ｖｍａｘとする）、時間断面Ｔ１が求める日射量偏差最大時間断面（Ｔｍａxとする）とする。日射量偏差最大時刻断面Ｔｍａｘにおいて、三相電力系統で典型的な電圧不平衡が起き得る可能性がある。
【００４７】
不平衡状態接続相組合せ生成部１１３は、日射量偏差最大時刻断面Ｔｍａｘにおける、日射量の大きさが上位の日射量計測点（ＰＵｍとする。ｍ＝１、２、・・・）と下位の日射量計測点（ＰＤｎとする。ｎ＝１、２、・・・）とに分類する（Ｓ９０２）。
【００４８】
不平衡状態接続相組合せ生成部１１３は、指定地域に既に接続された太陽光発電設備を接続相ごとに分類し、各接続相の接続数をカウントする（Ｓ９０３）。
【００４９】
不平衡状態接続相組合せ生成部１１３は、既に設置された太陽光発電設備の発電容量データ１０６から、相の組合せごとの発電電力容量を算出する（Ｓ９０４）。
【００５０】
不平衡状態接続相組合せ生成部１１３は、以下のＳ９０５からＳ９０７で、指定地域の電力系統における不平衡電圧の度合いである不平衡率が最も大きくなるように、既接続の太陽光発電設備の相接続と日射量との割当てを行う。
【００５１】
不平衡状態接続相組合せ生成部１１３は、最も発電電力容量が大きい相の組合せに対して、先に分類した上位日射量計測点ＰＵｍの日射量を対応付け、それ以外の相の組合せに対して、下位日射量計測点ＰＬｎの日射量を割り当てる（Ｓ９０５）。
【００５２】
例えば、電力系統の三相をＵ相、Ｖ相、Ｗ相とするとき、単相接続の太陽光発電設備の接続相は、ＵＶ相、ＶＷ相、ＷＵ相の三通りとなるが、仮にＵＶ相に接続した指定地域内の太陽光発電設備の総発電量が最も大きくなる場合、ＵＶ相に接続された太陽光発電設備の発電量の大きい順に、上位日射量計測点ＰＵｍの日射量を大きい順に割り当てる。残りのＶＷ相とＷＵ相には、下位日射量計測点ＰＬｎの日射量を割り当てる。
【００５３】
不平衡状態接続相組合せ生成部１１３は、処理ステップＳ９０５で割り当てた指定地域内の既設の太陽光発電設備と日射量時系列分布データの割当て結果に対して、指定地域内の不平衡率を算出する（Ｓ９０６）。
【００５４】
指定地域内の不平衡率を求める地点については、新たに太陽光発電設備を設置する地点の電力系統上の位置を対象とし、不平衡率は、電力系統データから、該当地点の時点電圧を一般的に知られている潮流計算方法により求められる電圧値または電流値を基に、正相電圧に対する逆相電圧の比率として算出しても良い。また、不平衡率を求める地点については、指定地域の電力系統のフィーダ末端の地点における不平衡率を算出しても良い。
【００５５】
不平衡状態接続相組合せ生成部１１３は、指定地域内の既設の太陽光発電設備と日射量時系列分布データ１０５の割り当て結果に対して、指定地域内の不平衡率が最大か否かを判定する（Ｓ９０７）。
【００５６】
不平衡状態接続相組合せ生成部１１３は、処理ステップＳ９０７において、判定結果がＹＥＳの場合には、不平衡率の最大値を更新する（Ｓ９０８）。
【００５７】
平衡状態接続相組合せ生成部１１３は、処理ステップＳ９０７において、判定結果がＮｏの場合には、不平衡率の最大値を更新せず、指定地域内の既設の太陽光発電設備と日射量時系列分布データ１０５とを再び割り当てる処理ステップＳ９０５に戻る。
【００５８】
平衡状態接続相組合せ生成部１１３は、指定地域内の既設の太陽光発電設備と日射量時系列分布データ１０５との割り当てを全て実施したかどうかを判定し、終了していなければ処理ステップＳ９０５に戻る（Ｓ９０９）。
【００５９】
平衡状態接続相組合せ生成部１１３は、指定地域内の電力系統における不平衡率が最大となる接続相組合せデータ１０９を、設備データベース１０２に登録する（Ｓ９１０）。
【００６０】
図１０は、指定地域の電力系統に接続される太陽光発電設備の相別の発電容量１１０を生成する相別発電容量データ生成部１１４の処理（図８のＳ８０５）のフローチャートを示す。
【００６１】
相別発電容量データ生成部１１４は、設備データベース１０２から、指定地域の電力系統における既接続及び新接続の太陽光発電設備の発電容量データ１０６を抽出する（Ｓ１００１）。
【００６２】
相別発電容量データ生成部１１４は、設備データベース１０２から読み出した、指定地域の電力系統における不平衡状態接続相組合せデータ１０９から指定地域の太陽光発電設備及びその接続相と、不平衡状態となる日射量との対応関係を抽出する。（Ｓ１００２）
相別発電容量データ生成部１１４は、指定地域の電力系統における太陽光発電設備の発電容量データ１０６と、不平衡状態接続相組合せデータ１０９とを、設備ＩＤ５０１をキーに対応づける（Ｓ１００３）。
【００６３】
相別発電容量データ生成部１１４は、指定地域の電力系統における太陽光発電設備の接続相別の発電量を集計し、不平衡状態となる相別発電量データ１１０を生成する（Ｓ１００３）。
【００６４】
相別発電容量データ生成部１１４は、指定地域の電力系統において、不平衡状態となる相別発電量データ１１０を設備データベース１０２に登録する（Ｓ１００４）。
【００６５】
図１１は、指定地域の電力系統における不平衡状態を表す指標１１１を生成する不平衡状態指標生成部１１５の処理（図８のＳ８０６）のフローチャートを示す。
【００６６】
不平衡状態指標生成部１１５は、設備データベース１０２から、指定地域の電力系統における太陽光発電設備の接続相組合せデータ１０７を読み出す（Ｓ１１０１）。
【００６７】
不平衡状態指標生成部１１５は、指定地域の電力系統における不平衡率を算出する（Ｓ１１０２）。
【００６８】
指定地域内の不平衡率を求める地点については、新たに太陽光発電設備を設置する地点の電力系統上の位置を対象とし、不平衡率は、電力系統データから、該当地点の時点電圧を一般的に知られている潮流計算方法により求められる電圧値または電流値を基に、正相電圧に対する逆相電圧の比率として算出しても良い。また、不平衡率を求める地点については、指定地域の電力系統のフィーダ末端の地点における不平衡率を算出しても良い。
【００６９】
不平衡状態指標生成部１１５は、指定地域の電力系統において、不平衡状態の指標となる不平衡率を不平衡状態指標データ１１１として設備データベース１０２に登録する（Ｓ１１０３）。
【００７０】
図１２は、指定地域の電力系統における不平衡状態を解消するように新設する太陽光発電設備を相接続する不平衡状態解消相組合せ生成部１１６の処理（図８のＳ８０７）のフローチャートを示す。
【００７１】
不平衡状態解消相組合せ生成部１１６は、設備データベース１０２から、指定地域の電力系統における太陽光発電設備の相別発電量データ１１０を読み出す。（Ｓ１２０１）
不平衡状態解消相組合せ生成部１１６は、設備データベース１０２から、指定地域の電力系統における不平衡状態指標データ１１１を読み出す（Ｓ１２０２）。
【００７２】
不平衡状態解消相組合せ生成部１１６は、指定地域の電力系統が不平衡状態にある時刻断面において、新設する太陽光発電設備の発電量を一時的に仮接続し、既設の太陽光発電設備が接続される電力系統の各相の発電量が少ない相の組合せに対して、新設する太陽光発電設備の発電量が多い順に接続するよう、接続相の組合せを生成する（Ｓ１２０３）。
【００７３】
不平衡状態解消相組合せ生成部１１６は、処理ステップＳ１２０３で生成した新設する太陽光発電設備の接続相の組合せの状態において、指定地域の電力系統における不平衡率を算出する（Ｓ１２０４）。
【００７４】
不平衡状態解消相組合せ生成部１１６は、指定地域の電力系統における不平衡率が当初（新設する太陽光発電設備を接続する前）より改善したか否かを判定する（Ｓ１２０５）。
【００７５】
不平衡状態解消相組合せ生成部１１６は、指定地域の電力系統における不平衡率が当初より改善したか否かを判定した結果がＹｅｓの場合に、不平衡解消接続相組合せデータ１１２として設備データベース１０２に登録する（Ｓ１２０６）。
【００７６】
不平衡状態解消相組合せ生成部１１６は、処理ステップＳ１２０５において、指定地域の電力系統における不平衡率が当初より改善したか否かを判定した結果がＮｏの場合に、処理ステップＳ１２０３に戻る（Ｓ１２０５）。
【００７７】
不平衡状態解消相組合せ生成部１１６は、新設する太陽光発電設備をすべて割り当てたかを判定し、Ｎｏの場合には処理ステップＳ１２０３に戻る（Ｓ１２０７）。
【００７８】
新設する太陽光発電設備の割り当てが終了したならば、不平衡状態解消相組合せ生成部１１６は、設備データベース１０２に登録された不平衡解消接続相組合せデータ１１２を、出力装置１０４を通してユーザに提示する（Ｓ１２０８）。
【００７９】
不平衡状態解消相組合せ生成部１１６は、不平衡解消接続相組合せデータ１１２を、出力装置１０４を通してユーザに提示する際、指定地域に新設する少なくとも一つの太陽光発電設備の電力系統への接続相を設備ＩＤ５０１と接続相組合せ文字列（例えば、ＵＶ相）を含むリスト形式で表示しても良い。
【００８０】
不平衡状態解消相組合せ生成部１１６は、不平衡解消接続相組合せデータ１１２を、出力装置１０４を通してユーザに提示する際、指定地域に新設する少なくとも一つの太陽光発電設備の電力系統への接続位置を電力系統図２００上に他の設備とは識別可能な表示形式で表示し、接続相を文字列で併記して表示しても良い。
【００８１】
以上の処理により、ユーザは、指定地域の電力系統に新設する太陽光発電設備が不平衡状態を解消するために、どの相に接続すべきかを容易に知ることができる。
【００８２】
つまり、本実施形態によれば、指定地域の電力系統に太陽光発電設備を導入する計画段階において、太陽光発電設備等の分散型電源の現実に起こり得る可能性を持つ典型的な相別の発電量データにより、より実際的な電圧不平衡状態を回避するための方策を容易に知ることができ、設備計画を支援できる。
【００８３】
さらに、太陽光発電設備等の分散型電源の相接続の偏りに起因する電圧不平衡について、解消対策に過剰なコストを掛けずに対処することが可能となる。
【００８４】
上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態に限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１０１…系統設備計画支援装置、１０２…設備データベース、１０３…入力装置、１０４…出力装置、１０５、４００…日射量時系列分布データ、１０６、５００…発電容量データ、１０７、６００…接続相組合せデータ、１０８、７００…接続位置データ、１０９…不平衡状態接続相組合せデータ、１１０…相別発電量データ、１１１…不平衡状態指標データ、１１２…不平衡解消接続相組合せデータ、１１３…不平衡状態接続相組合せ生成部、１１４…相別発電量生成部、１１５…不平衡状態指標生成部、１１６…不平衡状態解消相組合せ生成部。
【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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