(57)【要約】【課題】需要家側のスマートメータの計測情報を利用して、低コストで精度良く高圧配電線の電圧を監視できるようにする。【解決手段】本実施形態に係る配電系統監視システムは、前記需要家の電力量を計測する複数のスマートメータと、前記配電用変電所の二次側の電力量及び電圧を計測する計測器と、前記スマートメータで計測される需要家の電力量と、前記配電用変電所の二次側の計測器で計測される配電用変電所二次側の電力量及び電圧とを収集する収集手段と、前記柱上変圧器の設置個所を観測点として、前記配電用変電所から前記観測点までの高圧配電線のインピーダンスと前記観測点における前記需要家の電力量の合計値と前記配電用変電所の二次側の電力量及び電圧とをもとに電力潮流計算を行い、前記高圧配電線の電圧を推定する高圧配電線電圧推定手段とを具備する。【選択図】      図１
2014233154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電用変電所から引き出された高圧配電線から変圧機器を介して複数の需要家へ電力を供給する配電系統を監視するシステムであって、
前記需要家の電力量を計測する複数のスマートメータと、
前記配電用変電所の二次側の電気量を計測する計測器と、
前記スマートメータで計測される需要家の電力量と、前記配電用変電所の二次側の計測器で計測される配電用変電所二次側の電気量とを収集する収集手段と、
前記変圧機器の設置個所を観測点として、前記配電用変電所から前記観測点までの高圧配電線のインピーダンスと前記観測点における前記需要家の電力量の合計値と前記配電用変電所の二次側の電気量とをもとに電力潮流計算を行い、前記高圧配電線の電圧を推定する高圧配電線電圧推定手段と
を具備することを特徴とする配電系統監視システム。
【請求項２】
前記高圧配電線電圧推定手段は、前記観測点における電圧の大きさ及び位相角を状態変数とし、前記観測点における前記需要家の電力量の合計値と前記配電用変電所の二次側の電気量とを観測変数とし、観測に伴う誤差を白色雑音と仮定して状態推定により前記状態変数の最適値を解くことをさらに特徴とする請求項１に記載の配電系統監視システム。
【請求項３】
前記収集手段は、さらに前記スマートメータで計測される前記需要家の電圧を収集し、
前記観測点から前記需要家までの低圧配電線のインピーダンスと前記観測点における前記需要家の電力量の合計値とから前記観測点から前記需要家までの電圧降下を算出し、前記電圧降下と前記需要家の電圧とに基づく電圧を算出する低圧側電圧降下算出手段と、
前記高圧配電線電圧推定手段で推定される電圧と前記低圧側電圧降下算出手段により算出される電圧との差を最小とするように前記観測点における前記低圧配電線のインピーダンスまたは前記需要家の電力量の合計値を補正する補正手段と
をさらに具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の配電系統監視システム。
【請求項４】
前記収集手段は、複数の時刻について、前記スマートメータで計測される需要家の電力量と、前記計測器で計測される配電用変電所二次側の電気量とを収集し、
前記補正手段は、複数の時刻における前記高圧配電線電圧推定手段で推定される電圧と前記低圧側電圧降下算出手段により算出される電圧との差の積算値を最小とするように前記観測点における前記低圧配電線のインピーダンスまたは前記需要家の電力量の合計値を補正することを特徴とする請求項３に記載の配電系統監視システム。
【請求項５】
前記高圧配電線電圧推定手段は、前記配電用変電所の二次側の電力量から前記配電用変電所全体の前記需要家の電力量の合計値と前記配電系統全体の配電線損失とを差し引いた値が閾値よりも大きい場合に未計測電力量があるものとみなし、
前記高圧配電線電圧推定手段で推定される電圧と、前記低圧側電圧降下算出手段により算出される電圧との差を最小とするような地点へ前記未計測電力量を割り付ける未計測電力量地点推定手段をさらに具備することを特徴とする請求項３に記載の配電系統監視システム。
【請求項６】
配電用変電所から引き出された高圧配電線から変圧機器を介して複数の需要家へ電力を供給する配電系統を監視するシステムであって、
前記需要家の電気量を計測する複数のスマートメータと、
前記スマートメータで計測される需要家の電気量を収集する収集手段と、
前記変圧機器の設置個所を観測点として、前記観測点から前記需要家までの低圧配電線のインピーダンスと前記観測点における前記需要家の電力量の合計値とから前記観測点から前記需要家までの電圧降下を算出し、前記電圧降下と前記需要家の電圧とに基づく電圧を算出する低圧側電圧降下算出手段と
を具備することを特徴とする配電系統監視システム。
【請求項７】
配電用変電所から引き出された高圧配電線から変圧機器を介して複数の需要家へ電力を供給する配電系統を監視する装置であって、
前記需要家毎のスマートメータで計測される需要家の電力量と、前記配電用変電所の二次側の計測器で計測される配電用変電所二次側の電気量とを収集する収集手段と、
前記変圧機器の設置個所を観測点として、前記配電用変電所から前記観測点までの高圧配電線のインピーダンスと前記観測点における前記需要家の電力量の合計値と前記配電用変電所の二次側の電気量とをもとに電力潮流計算を行い、前記高圧配電線の電圧を推定する高圧配電線電圧推定手段と
を具備することを特徴とする配電系統監視装置。
【請求項８】
前記高圧配電線電圧推定手段は、前記観測点における電圧の大きさ及び位相角を状態変数とし、前記観測点における前記需要家の電力量の合計値と前記配電用変電所の二次側の電気量とを観測変数とし、観測に伴う誤差を白色雑音と仮定して状態推定により前記状態変数の最適値を解くことをさらに特徴とする請求項７に記載の配電系統監視装置。
【請求項９】
前記スマートメータは、さらに前記需要家の電圧を計測し、
前記収集手段は、前記スマートメータで計測される前記需要家の電圧を収集し、
前記変圧機器から前記需要家までの電圧降下に基づいて前記高圧配電線の電圧を算出する低圧側電圧降下算出手段と、
前記高圧配電線電圧推定手段で推定される電圧と前記低圧側電圧降下算出手段により算出される電圧との差を最小とするように前記観測点における前記低圧配電線のインピーダンスまたは前記需要家の電力量の合計値を補正する補正手段と
をさらに具備することを特徴とする請求項７又は８に記載の配電系統監視装置。
【請求項１０】
前記収集手段は、複数の時刻について、前記スマートメータで計測される需要家の電力量と、前記計測器で計測される配電用変電所二次側の電気量とを収集し、
前記補正手段は、複数の時刻において、前記高圧配電線電圧推定手段で推定される電圧と前記低圧側電圧降下算出手段により算出される電圧との差を最小とするように前記観測点における前記低圧配電線のインピーダンスまたは前記需要家の電力量の合計値を補正することを特徴とする請求項９に記載の配電系統監視装置。
【請求項１１】
前記高圧配電線電圧推定手段は、前記配電用変電所の二次側の電力量から前記配電用変電所全体の前記需要家の電力量の合計値と前記配電系統全体の配電線損失とを差し引いた値が閾値よりも大きい場合に未計測電力量があるものとみなし、
前記高圧配電線電圧推定手段で推定される電圧と、前記低圧側電圧降下算出手段により算出される電圧との差を最小とするような地点へ前記未計測電力量を割り付ける未計測電力量地点推定手段をさらに具備することを特徴とする請求項９に記載の配電系統監視装置。
【請求項１２】
配電用変電所から引き出された高圧配電線から変圧機器を介して複数の需要家へ電力を供給する配電系統を監視する装置であって、
前記需要家側のスマートメータで計測される前記需要家の電気量を収集する収集手段と、
前記変圧機器の設置個所を観測点として、前記観測点から前記需要家までの低圧配電線のインピーダンスと前記観測点における前記需要家の電力量の合計値とから前記観測点から前記需要家までの電圧降下を算出し、前記電圧降下と前記需要家の電圧とに基づく電圧を算出する低圧側電圧降下算出手段と
を具備することを特徴とする配電系統監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、配電系統の状態を監視する配電系統監視システム及び配電系統監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に配電系統は、配電用変電所から引き出された複数の高圧配電線により構成され、高圧配電線から柱上変圧器を介して低圧配電線へ電圧を降下し需要家へ電力を供給している。柱上変圧器には複数の需要家が接続されている。従来、配電系統の信頼性確保、適正電圧維持、電力の品質維持、円滑な系統運用操作のため、系統監視を行い変電所電圧、フィーダ電流等の系統状況を把握している。
【０００３】
ところが、近年、配電系統への再生可能エネルギーの導入が進んでおり、配電系統の運用目標の維持、管理が複雑化している。特に、系統電圧は、配電系統へ太陽光発電などの自家発電装置の導入が進んでおり、分散電源からの逆潮流により系統電圧が上昇し、電圧が適正範囲から逸脱する可能性が出てくる。
【０００４】
そこで、非特許文献１では、高圧側配電線にセンサー付き開閉器を設置して配電系統の電圧分布を推定する方法が検討されている。
【０００５】
また、将来、スマートメータが各需要家に設置されるようになれば、高価なセンサー付き開閉器を設置する代わりに、配電系統の監視に利用することも考えられる。例えば、特許文献１及び特許文献２には、メータデータに基づいて配電系統電圧を決定する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１８２９９０号公報
【特許文献２】特表２０１２−５１５５２１号公報
【特許文献３】特開平０９−４６９３５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】電力中央研究所報告  報告書番号：R04011「センサー開閉器情報に基づく配電系統の電圧推定法」
【非特許文献２】小向俊彦・色川彰一・加藤政一著、「セメスター大学講義  電力システム工学」、丸善株式会社、1999年9月、ｐｐ．35−44
【非特許文献３】電力中央研究所報告  総合報告：１０２「電力系統の状態推定法の開発」
【非特許文献４】電気工学ハンドブック第6版，30編 配電，p.1378 表37
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これらの提案は、柱上変圧器の二次側の電圧・電流の同期フェーザ量を用いて一次側の電圧を決定する。同期フェーザ量を計測するためは、高精度な同期信号やＧＰＳ（Global Positioning System）等の付加と高速サンプリング計測が必要となり、一般的なスマートメータよりもコストが高くなる。
【０００９】
一方、検針業務の自動化を主目的とする一般的なスマートメータは、通信インフラの制約から時間分解能や時刻同期性が低い。さらに、計測データは、低圧側の需要家端での計測であるため、引き込み線、低圧配電線、柱上変圧器の損失によって監視対象とする高圧配電線の状態と差分を生じる、といった課題がある。
【００１０】
本実施形態の目的は、需要家側のスマートメータの計測情報を利用して、低コストで精度良く高圧配電線の電圧を監視できる配電系統監視システム及び配電系統監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本実施形態に係る配電系統監視システムは、配電用変電所から引き出された高圧配電線から柱上変圧器を介して複数の需要家へ電力を供給する配電系統を監視するシステムであって、前記需要家の電力量を計測する複数のスマートメータと、前記配電用変電所の二次側の電力量及び電圧を計測する計測器と、前記スマートメータで計測される需要家の電力量と、前記配電用変電所の二次側の計測器で計測される配電用変電所二次側の電力量及び電圧とを収集する収集手段と、前記柱上変圧器の設置個所を観測点として、前記配電用変電所から前記観測点までの高圧配電線のインピーダンスと前記観測点における前記需要家の電力量の合計値と前記配電用変電所の二次側の電力量及び電圧とをもとに電力潮流計算を行い、前記高圧配電線の電圧を推定する高圧配電線電圧推定手段とを具備するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る配電系統監視システムを示す図。
【図２】第１実施形態に係る配電系統の一例を示す図。
【図３】第１実施形態に係る配電系統監視装置の処理手順を示すフローチャート。
【図４】第２実施形態に係る配電系統の一例を示す図。
【図５】第２実施形態に係る配電系統監視装置の処理手順を示すフローチャート。
【図６】第３実施形態に係る配電系統監視装置の処理手順を示すフローチャート。
【図７】第４実施形態に係る配電系統の一例を示す図。
【図８】第４実施形態に係る配電系統監視装置の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係る配電系統監視システム及び配電系統監視装置を説明する。
【００１４】
（第１実施形態）  
図１は、第１実施形態に係る配電系統監視システムの構成を示す図である。  
図１に示す配電系統監視システムは、配電用変電所２から引き出された複数の高圧配電線３から柱上変圧器４を介して複数の低圧系の需要家５へ電力を供給している配電系統の状態を監視する。配電系統監視システムは、配電用変電所２の二次側の電力量を計測する計測器７と、各需要家５の電力量を計測するスマートメータ６と、高圧配電線３の状態を監視する配電系統監視装置１とを有する。
【００１５】
配電系統監視装置１は、スマートメータ６および変電所計測器７の計測情報を通信インフラ８を介して収集する収集部１０１、高圧配電線の接続情報及びインピーダンス等を含む配電系統設備情報と、収集部１０１で収集した計測情報とを記憶する記憶部１０２、高圧配電線３の各観測点ｉにおける電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，…（高圧側配電線電圧Ｖｉ）を推定する高圧配電線電圧推定部１０３、及び高圧配電線電圧の推定結果を表示する表示部１０４を有する。
【００１６】
図２に、第１実施形態に係る配電系統の一例を示す。上位系統から送電されてきた電力は、配電用変電所２で電圧が６．６ｋＶへ変圧され、高圧配電線３と柱上変圧器４を介して負荷へと配電される。図２には、柱上変圧器４から下位の負荷群として、需要家毎に設置されるスマートメータ６を示す。計測器７は、配電用変電所の６．６ｋＶ側の電力量Ｐ、電圧Ｖ０を制御周期毎に収集する。配電用変電所２から高圧配電線の電圧観測点Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３までのインピーダンスＺ１，Ｚ２，Ｚ３は、予め記憶部１０２に保持されている。図２に示すように、各スマートメータ６は、需要家毎の電力量Ｐｍ１１，Ｐｍ１２，Ｐｍ１３及び力率Ｐｆ１を所定時間毎に計測する。
【００１７】
第１実施形態に係る配電系統監視装置１の動作について説明する。図３は、第１実施形態に係る配電系統監視装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。  
図１のように構成される配電系統監視装置１において、収集部１０１は、需要家５のスマートメータ６で計測した電力量及び力率と、配電用変電所２の計測器７で計測した電力量及び電圧を、通信インフラ８を介して収集する（ステップＳ１０１）。次に、高圧配電線電圧推定部１０３は、記憶部１０２の高圧配電線の接続情報及びインピーダンスと、ステップＳ１０１で収集した配電用変電所２の電力量及び電圧と各需要家の電力量及び力率とを用いて、高圧側配電線電圧Ｖｉを推定する（ステップＳ２０１）。
【００１８】
なお、配電用変電所２の二次側の計測データ及びスマートメータ６の計測データが所定時間の積算電力量［Ｗｈ］である場合には、所定時間で平均化した電力［Ｗ］に換算すればよい。柱上変圧器４の設置個所を電圧観測点ｉとし、各スマートメータ６で収集する電力を柱上変圧器毎に合計して用いる（例えば、図２では、Ｐ１＝Ｐｍ１１＋Ｐｍ１２＋Ｐｍ１３）。スマートメータ６から力率または無効電力を収集できない場合には、力率の想定値を用いて無効電力を算出する。この電圧観測点の電力Ｐｉ，ＱｉをＰＱ指定として与え、配電用変電所２の電力Ｐ０，電圧Ｖ０をＰＶ指定として与え、電力潮流計算によって各電圧観測点Ｖｉの電圧を解くことができる（例えば、非特許文献２を参照）。
【００１９】
さらに、スマートメータ６の計測データの時間分解能や時刻非同期、低圧系配電線損失などの不確定要素を考慮した推定方法として、従来、基幹系統で用いられる状態推定を適用できる（例えば、非特許文献３、特許文献３を参照）。
【００２０】
配電系統の状態変数ｘを、全観測点における電圧の大きさと位相角としたとき、式（１）のベクトルであらわせる。
【数１】
2014233154.tif 000003
【００２１】
配電用変電所２の電力Ｐ０，電圧Ｖ０及び柱上変圧器毎に合計したスマートメータ６で収集する電力を観測変数ｚとすると、（２）式のベクトルであらわせる。
【数２】
2014233154.tif 000004
【００２２】
状態変数ｘと観測変数ｚの関係は、観測に伴う誤差をｖであらわすと、（３）式のようになる。
【数３】
2014233154.tif 000005
【００２３】
誤差ベクトルｖの統計的性質を白色雑音と仮定すると、状態変数ｘの最適推定値は、（４）式を最小化するｘとして、重み付き最小二乗法で解くことができる。
【数４】
2014233154.tif 000006
【００２４】
表示部１０４は、以上のように推定した高圧配電線電圧Ｖｉを表示する（ステップＳ３０１）。
【００２５】
以上述べたように第１実施形態によれば、高圧配電線に高価な高精度センサを新規に設置しないでも、各需要家のスマートメータの計測情報を活用して配電系統の電圧分布を得ることが可能となり、配電系統全体の電圧管理に用いることができる。
【００２６】
（第２実施形態）  
第２実施形態に係る配電系統監視システムを、図４及び図５を用いて説明する。なお、第２実施形態のシステム構成は、第１実施形態と同様であるため図１を用いるものとする。また、図４及び図５において、第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２７】
図４は、第２実施形態に係る配電系統の一例を示したものである。第２実施形態では、図４に示すように、各スマートメータ６は、需要家毎の電力量Ｐｍ１１，Ｐｍ１２，Ｐｍ１３、電圧Ｖｍ１及び力率Ｐｆ１を所定時間毎に計測する。また、記憶部１０２には、低圧側設備情報（柱上変圧器インピーダンス、低圧配電線インピーダンス、引込線インピーダンス）が予め記憶される。上記第１実施形態の高圧側配電線電圧Ｖｉの計算において、さらに低圧系配電線損失Ｐｌｏｓｓを考慮すると、Ｐ１＝Ｐｍ１１＋Ｐｍ１２＋Ｐｍ１３＋Ｐｌｏｓｓ１と示すことができる。そこで、第２実施形態では、スマートメータ６の計測データと低圧側設備情報とを用いて低圧系配電線損失Ｐｌｏｓｓによる電圧降下ＶＬを求め、高圧側配電線３から需要家までの低圧側電圧降下に基づく電圧Ｖｉ’を用いて、高圧側配電線電圧Ｖｉを補正する。
【００２８】
図５は、第２実施形態に係る配電系統監視装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。図１のように構成される配電系統監視装置１において、収集部１０１は、需要家５のスマートメータ６で計測した電力量、電圧、及び力率と、配電用変電所２の計測器７で計測した電力量及び電圧を、通信インフラ８を介して収集する（ステップＳ１０１）。
【００２９】
ステップＳ２０１と同様に、高圧配電線電圧推定部１０３は、記憶部１０２の高圧配電線の接続情報及びインピーダンスと、ステップＳ１０１で収集した配電用変電所２の電力量及び電圧と各需要家の電力量及び力率とを用いて高圧側配電線電圧Ｖｉを推定する（ステップＳ２０２）。
【００３０】
次に、ステップＳ１０１で収集した各需要家の電力量及び電圧と低圧側設備情報（柱上変圧器インピーダンス、低圧配電線インピーダンス、引込線インピーダンス）を用いて高圧側配電線から需要家までの低圧側電圧降下に基づく電圧Ｖｉ’を計算する（ステップＳ２０３）。低圧側設備情報が不明な場合には、一般的なデータを用いて計算することができる。一般的な電圧降下の配分例として、柱上変圧器２％、低圧配電線３％、引込線３％がある（非特許文献４を参照）。あるいは、低圧側インピーダンスＺ’を得ることが可能であれば、（５）式から低圧系配電線損失による電圧降下ＶＬを求める。
【数５】
2014233154.tif 000007
【００３１】
スマートメータ６から力率を収集できない場合には想定値を用いてもよい。電流Ｉをスマートメータ６から収集できる場合には、スマートメータ６の計測データを用いる。
【００３２】
したがって、高圧側配電線３から需要家までの低圧側電圧降下に基づく電圧Ｖｉ’は、（６）式となる。
【数６】
2014233154.tif 000008
【００３３】
そして、ステップＳ２０２で求めた高圧側配電線電圧ＶｉとステップＳ２０３で求めた低圧側電圧降下に基づく電圧Ｖｉ’との差異が最小となるように、スマートメータ６の計測データの時間分解能や時刻非同期、低圧系配電線損失などの不確定要素を考慮して補正を行う（ステップＳ４０１）。例えば、（７）式が最小となるよう、電力潮流方程式、各需要家の力率、また利用可能であれば契約容量を制約条件として、低圧側設備情報（柱上変圧器インピーダンス、低圧配電線インピーダンス、引込線インピーダンス）あるいは低圧側インピーダンスＺ’を補正し、低圧系配電線損失Ｐｌｏｓｓ及び低圧系配電線損失による電圧降下ＶＬを修正する。
【数７】
2014233154.tif 000009
【００３４】
以上述べたように第２実施形態によれば、高圧配電線に高価な高精度センサを新規に設置しないでも、各需要家のスマートメータの計測情報を活用して配電系統の電圧分布を得ることが可能となり、配電系統全体の電圧管理に用いることができる。低圧系配電線損失Ｐｌｏｓｓ及び低圧系配電線損失による電圧降下ＶＬを確定できる十分な精度の低圧側配電設備情報を収集するのは困難であることが多いため、本実施形態によってスマートメータの計測データの時間分解能や時刻非同期、低圧系配電線損失などの不確定要素を補正し精度を向上させることができる。
【００３５】
（第３実施形態）  
第３実施形態に係る配電系統監視システムを、図６を用いて説明する。第３実施形態では、実際には負荷は時々刻々と変化しているため、負荷変動に対しての補正を考慮する。なお、第３実施形態のシステム構成及び配電系統は、第２実施形態と同様であるため図１及び図４を用いるものとする。また、図６において、第２実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３６】
図６は、第３実施形態に係る配電系統監視装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。所定の複数時刻断面について、第２実施形態と同様に、ステップＳ１０１からステップＳ２０２、ステップＳ２０３までの処理を行い、高圧配電線電圧推定値Ｖｉと、高圧配電線から需要家までの低圧側電圧降下に基づく電圧Ｖｉ’とを求める。そして、複数時刻断面についてＶｉとＶｉ’との差異を最小とする修正量を求める（ステップＳ４０２）。たとえば、（８）式が最小となるよう、電力潮流方程式、各需要家の力率、また利用可能であれば契約容量を制約条件として、低圧系配電線損失Ｐｌｏｓｓを調整し、電力量を修正する。
【数８】
2014233154.tif 000010
【００３７】
以上述べたように第３実施形態によれば、高価な高精度センサを新規に設置しないでも、負荷変動を含む複数の時刻断面における各需要家のスマートメータの計測情報を活用して配電系統の電圧分布を得ることが可能となり、配電系統全体の電圧管理に用いることができる。低圧系配電線損失Ｐｌｏｓｓ及び低圧系配電線損失による電圧降下ＶＬを確定できる十分な精度の低圧側配電設備情報を収集するのは困難であることが多いため、本実施形態によってスマートメータの計測データの時間分解能や時刻非同期、低圧系配電線損失、負荷変動などの不確定要素を補正し精度を向上させることができる。
【００３８】
（第４実施形態）  
第４実施形態に係る配電系統監視システムを、図７及び図８を用いて説明する。第４実施形態では、盗電などによりスマートメータで計測されない未計測電力がある場合に、その未計測電力を有する地点を推定する。なお、第４実施形態のシステム構成は第２実施形態と同様であるため図１を用いるものとする。また、図７及び図８において、第２実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３９】
図７は、第４実施形態に係る配電系統の一例を示したものである。第４実施形態では、図７に示すように、各スマートメータ６は、需要家毎の電力量Ｐｍ１１，Ｐｍ１２，Ｐｍ１３、電圧Ｖｍ１及び力率Ｐｆ１を所定時間毎に計測する。上記第２実施形態の高圧側配電線電圧Ｖｉの計算において、さらに未計測電力Ｐｔｈｅｆｔを考慮すると、Ｐ１＝Ｐｍ１１＋Ｐｍ１２＋Ｐｍ１３＋Ｐｌｏｓｓ１＋Ｐｔｈｅｆｔと示すことができる。そこで、第４実施形態では、未計測電力Ｐｔｈｅｆｔを各観測点ｉに割り付けて高圧配電線電圧推定値Ｖｉを求め、低圧側電圧降下に基づく電圧Ｖｉ’との差異を最小とする修正量を求めることにより未計測電力ありの地点を推定する。
【００４０】
図８は、第４実施形態に係る配電系統監視装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。第２実施形態と同様に、収集部１０１は、需要家５のスマートメータ６で計測した電力量、電圧、及び力率と、配電用変電所２の計測器７で計測した電力量及び電圧を、通信インフラ８を介して収集する（ステップＳ１０１）。
【００４１】
次に、高圧配電線電圧推定部１０３は、（９）式のように全需要家スマートメータ６の電力量の合計値と全配電線損失を配電用変電所電力Ｐ０から差し引き、予め設定された閾値と比較する。（９）式のＰｔｈｅｆｔが閾値よりも大きい場合には、盗電などの未計測電力があると判断する（ステップＳ５０１）。
【数９】
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【００４２】
未計測データありの場合、（９）式の未計測電力Ｐｔｈｅｆｔを任意の観測点ｉに割り付けて（ステップＳ５０２）、電力潮流計算を行い高圧配電線電圧推定値Ｖｉを推定する（ステップＳ２０２）。そして、第２実施形態と同様に、高圧配電線３から需要家までの低圧側電圧降下に基づく電圧Ｖｉ’を求め、ＶｉとＶｉ’の差異を最小とする修正量を求める（ステップＳ４０１）。修正量は、第２実施形態で示した手法によって求めることができる。全ノードに未計測電力Ｐｔｈｅｆｔの割り付けが完了すると（ステップＳ５０３）、修正量が最小の割り付け地点を未計測電力ありの地点と推定する（ステップＳ５０４）。
【００４３】
以上述べたように、第４実施形態によれば、高価な高精度センサを新規に設置しないでも、各需要家のスマートメータの計測情報を活用して配電系統の電圧分布を得ることが可能となり、配電系統全体の電圧管理に用いることができる。また盗電等がある場合に、盗電地点を推定することが可能となる。
【００４４】
なお、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４５】
１…配電系統監視装置、２…配電用変電所、３…高圧配電線、４…柱上変圧器、５…需要家、６…スマートメータ、７…配電用変電所計測器、８…通信インフラ、１０１…収集部、１０２…記憶部、１０３…高圧配電線電圧推定部、１０４…表示部。
【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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