(57)【要約】第１の開閉器が測定した電力の実測値に第１の発電量と第２の発電量とを加算した負荷容量に基づいて、第１エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々と第２エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々との負荷容量を算出し、第２エリアにおける発電電力を供給する需要家各々の発電量の推定量、および算出した第１エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々と第２エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々との負荷容量を、第１の開閉器が測定した電圧の実測値と第２の開閉器が測定した電圧の実測値とからなる電圧プロファイルに応じて、算出する補正部、を備える。
2017033881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変電所から引き出された配電線から変圧器を介して複数の需要家へ負荷電力を供給し、前記変圧器を介して複数の需要家からの発電電力を前記配電線へ供給する配電系統を監視する配電系統監視システムであって、
前記配電線は、前記配電線に接続される前記変電所に近い第１の開閉器と前記変電所から遠い第２の開閉器との間において、複数の前記変圧器により複数のエリアに分割されており、
前記複数のエリアのうちの第１エリアにおける発電電力を供給する需要家各々の発電量の実測値の合計値である第１の発電量に基づいて、前記第１エリアとは異なるエリアである第２エリアにおける発電電力を供給する需要家各々の発電量を推定し、推定された発電量の合計値である第２の発電量を算出する推定部と、
前記第１の開閉器が測定した電力の実測値に前記第１の発電量と前記第２の発電量とを加算した負荷容量に基づいて、前記第１エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々と前記第２エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々との負荷容量を算出し、前記第２エリアにおける発電電力を供給する需要家各々の発電量の推定量、および算出した前記第１エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々と前記第２エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々との負荷容量を、前記第１の開閉器が測定した電圧の実測値と前記第２の開閉器が測定した電圧の実測値とからなる電圧プロファイルに応じて、算出する補正部と、
を少なくとも含む配電系統監視システム。
【請求項２】
前記推定部は、前記第１の発電量を、前記第１エリアにおける発電電力を供給する需要家各々の発電を行う発電機の定格容量である定格の合計値で除算し、除算された結果である発電比率を、前記第２エリアにおける発電電力を供給する需要家各々の発電を行う発電機の定格容量に乗算し、前記第２エリアにおける発電電力を供給する需要家各々の発電量を推定し、
前記補正部は、前記第１エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々と前記第２エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々との負荷の契約容量である契約を、前記契約を全て加算した契約合計値で除算し、除算した結果に、前記第１の発電量と前記第２の発電量とを加算した負荷容量を乗算し、前記第１エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々と前記第２エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々の負荷容量を算出する、
請求項１に記載の配電系統監視システム。
【請求項３】
前記補正部は、
補正結果を計算するときに作成する前記電圧プロファイルにおいて、前記第２の開閉器に対応する値が、前記第２の開閉器が測定した電圧の実測値より小さい値となる場合は、前記第２の開閉器が測定した電圧の実測値から所定の誤差範囲内に入るまで前記発電比率を増加させ、
前記電圧プロファイルにおいて、前記第２の開閉器に対応する値が、前記第２の開閉器が測定した電圧の実測値より大きい値となる場合は、前記第２の開閉器が測定した電圧の実測値から所定の誤差範囲内に入るまで前記発電比率を減少させる、
請求項２に記載の配電系統監視システム。
【請求項４】
前記第１エリアにおける発電電力を供給する需要家各々の発電量の実測値はスマートメータによって測定される、
請求項１から請求項３いずれか一項に記載の配電系統監視システム。
【請求項５】
変電所から引き出された配電線から変圧器を介して複数の需要家へ負荷電力を供給し、前記変圧器を介して複数の需要家からの発電電力を前記配電線へ供給する配電系統を監視する配電系統監視システムの制御方法であって、
前記配電線は、前記配電線に接続される前記変電所に近い第１の開閉器と前記変電所から遠い第２の開閉器との間において、複数の前記変圧器により複数のエリアに分割されており、
推定部が、前記複数のエリアのうちの第１エリアにおける発電電力を供給する需要家各々の発電量の実測値の合計値である第１の発電量に基づいて、前記第１エリアとは異なるエリアである第２エリアにおける発電電力を供給する需要家各々の発電量を推定し、推定された発電量の合計値である第２の発電量を算出する推定工程と、
補正部が、前記第１の開閉器が測定した電力の実測値に前記第１の発電量と前記第２の発電量とを加算した負荷容量に基づいて、前記第１エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々と前記第２エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々との負荷容量を算出し、前記第２エリアにおける発電電力を供給する需要家各々の発電量の推定量、および算出した前記第１エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々と前記第２エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々との負荷容量を、前記第１の開閉器が測定した電圧の実測値と前記第２の開閉器が測定した電圧の実測値とからなる電圧プロファイルに応じて、算出する補正工程と、
を少なくとも含む配電系統監視システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電系統監視システムおよび配電系統監視システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現行の配電系統における適正電圧の管理方法は、年間を通して最過酷パターンと想定される重負荷期（配電線に流れる電流が一番大きい時期）における１つの時間断面の負荷条件を用いて、配電線における電圧プロファイルの検討および電流の大きさの検討を実施して、需要家などの連系可否の判定をしている。また、配電線の負荷（熱容量、電流の大きさ）の管理は、過去の実績値を採用して、配電線における電圧プロファイルの検討および電流の大きさの検討を実施して、配電線の増強計画や日々の系統切り替えなどの運用を行っている。【０００３】
特許文献１には、配電線の各地点における電圧を規定電圧範囲内に維持するための施策の策定を支援する配電系統管理支援装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１２１２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
２０１２年７月から開始された固定価格買取制度（ＦＩＴ）の導入に伴い再生可能エネルギー（例えば、太陽光発電により発生するエネルギー）が配電系統に連系され始めている。負荷（Ｌ）や発電機（Ｇ）が存在する配電線の電圧、電流の検討を適切に実施するには、天候・気温・雲等の自然現象の影響を受けやすい出力変動を把握する必要があり、配電線に分布している負荷（Ｌ）と発電機（Ｇ）の負荷量および発電量を需要家各々に関して個別に把握する必要がある。【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の配電系統管理支援装置では、配電線の各地点における電圧を規定電圧範囲内に維持するように管理することはできても、配電線に分布している負荷（Ｌ）と発電機（Ｇ）の負荷量および発電量を需要家各々に関して個別に把握するものではない。そのため、負荷（Ｌ）や発電機（Ｇ）が存在する配電線の電圧、電流の検討を正確に実施することができず、需要家などの連系可否の判定、配電線の増強計画や日々の系統切り替えなどの運用を精度よく行うことができない。【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、主たる目的は、需要家などの連系可否の判定、配電線の増強計画や日々の系統切り替えなどの運用を精度よく行うことができる配電系統監視システムおよび配電系統監視システムの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様としては、配電系統監視システムは、変電所から引き出された配電線から変圧器を介して複数の需要家へ負荷電力を供給し、前記変圧器を介して複数の需要家からの発電電力を前記配電線へ供給する配電系統を監視する配電系統監視システムであって、前記配電線は、前記配電線に接続される前記変電所に近い第１の開閉器と前記変電所から遠い第２の開閉器との間において、複数の前記変圧器により複数のエリアに分割されており、前記複数のエリアのうちの第１エリアにおける発電電力を供給する需要家各々の発電量の実測値の合計値である第１の発電量に基づいて、前記第１エリアとは異なるエリアである第２エリアにおける発電電力を供給する需要家各々の発電量を推定し、推定された発電量の合計値である第２の発電量を算出する推定部と、前記第１の開閉器が測定した電力の実測値に前記第１の発電量と前記第２の発電量とを加算した負荷容量に基づいて、前記第１エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々と前記第２エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々との負荷容量を算出し、前記第２エリアにおける発電電力を供給する需要家各々の発電量の推定量、および算出した前記第１エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々と前記第２エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々との負荷容量を、前記第１の開閉器が測定した電圧の実測値と前記第２の開閉器が測定した電圧の実測値とからなる電圧プロファイルに応じて、算出する補正部と、を備えることを特徴とする。【０００９】
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様としては、配電系統監視システムの制御方法は、変電所から引き出された配電線から変圧器を介して複数の需要家へ負荷電力を供給し、前記変圧器を介して複数の需要家からの発電電力を前記配電線へ供給する配電系統を監視する配電系統監視システムの制御方法であって、前記配電線は、前記配電線に接続される前記変電所に近い第１の開閉器と前記変電所から遠い第２の開閉器との間において、複数の前記変圧器により複数のエリアに分割されており、推定部が、前記複数のエリアのうちの第１エリアにおける発電電力を供給する需要家各々の発電量の実測値の合計値である第１の発電量に基づいて、前記第１エリアとは異なるエリアである第２エリアにおける発電電力を供給する需要家各々の発電量を推定し、推定された発電量の合計値である第２の発電量を算出する推定工程と、補正部が、前記第１の開閉器が測定した電力の実測値に前記第１の発電量と前記第２の発電量とを加算した負荷容量に基づいて、前記第１エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々と前記第２エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々との負荷容量を算出し、前記第２エリアにおける発電電力を供給する需要家各々の発電量の推定量、および算出した前記第１エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々と前記第２エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々との負荷容量を、前記第１の開閉器が測定した電圧の実測値と前記第２の開閉器が測定した電圧の実測値とからなる電圧プロファイルに応じて、算出する補正工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、補正部が、第１の開閉器が測定した電力の実測値に第１の発電量と第２の発電量とを加算した負荷容量に基づいて、第１エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々と第２エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々との負荷容量を算出し、第２エリアにおける発電電力を供給する需要家各々の発電量の推定量、および算出した第１エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々と第２エリアにおける負荷電力が供給される需要家各々との負荷容量を、第１の開閉器が測定した電圧の実測値と第２の開閉器が測定した電圧の実測値とからなる電圧プロファイルに応じて算出する。すなわち、本発明によれば、配電線に分布している負荷（Ｌ）と発電機（Ｇ）の負荷量および発電量を需要家各々に関して個別に算出して把握し、負荷（Ｌ）や発電機（Ｇ）が存在する配電線の電圧、電流の検討を、電圧プロファイルを用いて正確に実施することができる。これにより、本発明によれば、需要家などの連系可否の判定、配電線の増強計画や日々の系統切り替えなどの運用を精度よく行うことができる配電系統監視システムおよび配電系統監視システムの制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】配電系統の一状態例のうち、負荷による電圧プロファイルを説明するための図である。
【図２】配電系統の一状態例のうち、発電機による電圧プロファイルを説明するための図である。
【図３】配電系統の一状態例のうち、負荷と発電機による場合の電圧プロファイルを説明するための図である。
【図４】本実施形態の配電系統監視システムを用いる配電系統の概略構成図である。
【図５】本実施形態の配電系統監視装置の概略構成図である。
【図６】本実施形態における配電系統の一状態例のうち、負荷と発電機による場合の電圧プロファイルを説明するための図である。
【図７】本実施形態の配電系統監視システムの制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施形態の配電系統監視システムの動作原理を説明するために、図１〜図３に示す配電系統の一状態例を説明する。
図１は、配電系統の一状態例のうち、負荷による電圧プロファイルを説明するための図である。図１（ａ）は、配電系統の負荷による状態例を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）に対応する電圧プロファイルを示している。
図１（ａ）においては、配電用変電所の変圧器２０と、変圧器２０に接続される高圧配電線２２と、ＩＴ開閉器２４と、ＩＴ開閉器２５と、需要家２６が有する負荷Ｌ１と、を示している。
変圧器２０は、送電線（不図示）から送電されてくる電力を受けて、所定の高電圧の電力に変換して出力する装置である。
高圧配電線２２は、変圧器２０から出力された電力を、電力の需要家に供給するための電力伝送路である。変圧器２０から出力された電力は、高圧配電線２２の経路上において、電柱等に設置される柱上変圧器（不図示）により低電圧の電力に変換されて、各需要家の負荷（例えば需要家２６の負荷Ｌ１）に供給される。
高圧配電線２２の経路上には、ＩＴ開閉器２４と、ＩＴ開閉器２５が設置されている。
ＩＴ開閉器は、計測機能付き開閉器である。ＩＴ開閉器２４は内部に設けられたスイッチが「入」の状態となっており、高圧配電線２２に電流を流す。ＩＴ開閉器２５は内部に設けられたスイッチが「切」の状態となっており、高圧配電線２２に流れる電流を遮断する。このようなＩＴ開閉器は、通常の開閉器としての機能に加えて、高圧配電線２２の電流や電圧、電力等を計測し、計測により得られた計測データを出力する計測機能を有している。
ＩＴ開閉器２４は、変圧器２０から負荷Ｌ１へ流れる負荷電流を測定し、そのときの高圧配電線２２の電圧を測定している。
【００１３】
図１（ｂ）は、負荷Ｌ１に負荷電力が供給されるときの、高圧配電線２２の経路上における電圧プロファイルを示している。なお、図１（ｂ）は、横軸に変圧器２０からの幹線距離［ｍ］をとり、縦軸に電圧プロファイルにおける電圧［Ｖ］を示している。
図１（ｂ）に示すように、高圧配電線２２の経路上における電圧は、変圧器２０から負荷Ｌ１までのうち、変圧器２０からの幹線距離が増加するにつれて第１開閉器（ＩＴ開閉器２４）が計測する実測（真値）から低下する傾向がある。また、この場合、高圧配電線２２の経路上における電圧は、負荷Ｌ１の位置において、末端開閉器（ＩＴ開閉器２５）が計測する実測（真値）となる。
【００１４】
図２は、配電系統の一状態例のうち、発電機による電圧プロファイルを説明するための図である。図２（ａ）は、配電系統の発電機による状態例を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）に対応する電圧プロファイルを示している。
図２（ａ）においては、配電用変電所の変圧器２０と、変圧器２０に接続される高圧配電線２２と、ＩＴ開閉器２４と、ＩＴ開閉器２５と、需要家２７が有する発電機Ｇ１と、を示している。
この図２（ａ）は、図１（ａ）に示す場合と相違して負荷Ｌ１が接続されていない状態であり、発電機Ｇ１から発電電流（逆潮流電流）が変圧器２０へ流れる場合について図示されている。
【００１５】
図２（ｂ）は、発電機Ｇ１から発電電力が供給されるときの、高圧配電線２２の経路上における電圧プロファイルを示している。なお、図２（ｂ）は、図１（ｂ）と同じく、横軸に変圧器２０からの幹線距離［ｍ］をとり、縦軸に電圧プロファイルにおける電圧［Ｖ］を示している。
図２（ｂ）に示すように、高圧配電線２２の経路上における電圧は、変圧器２０から発電機Ｇ１までのうち、変圧器２０からの幹線距離が増加するにつれて第１開閉器（ＩＴ開閉器２４）が計測する実測（真値）から上昇する傾向がある。換言すれば、発電機Ｇ１から変圧器２０に向かう距離が増加するにつれて、徐々に電圧が低下する傾向がある。また、この場合、高圧配電線２２の経路上における電圧は、発電機Ｇ１の位置において、末端開閉器（ＩＴ開閉器２５）が計測する実測（真値）となる。すなわち、電圧プロファイルにおいて、発電機Ｇ１側の電圧が大きくなり、図１（ｂ）に示す場合、負荷Ｌ側の電圧が小さくなるという特性とは真逆の特性を示す。
【００１６】
図３は、配電系統の一状態例のうち、負荷と発電機とが設けられた場合の電圧プロファイルを説明するための図である。
図３（ａ）においては、配電用変電所の変圧器２０と、変圧器２０に接続される高圧配電線２２と、ＩＴ開閉器２４と、ＩＴ開閉器２５と、需要家２６が有する負荷Ｌ１と、需要家２７が有する発電機Ｇ１と、を示している。
図３（ａ）は、負荷Ｌ１が変圧器２０に対して発電機Ｇ１よりも近くに位置し、変圧器２０側を上流側とした場合に発電機Ｇ１の下流側にＩＴ開閉器２５が設けられる場合を、一例として示している。
また、図３（ａ）においては、発電機Ｇ１から変圧器２０へ流れる発電電流が、負荷Ｌ１へ流れる負荷電流と略等しい場合を示している。
【００１７】
図３（ｂ）は、発電機Ｇ１から発電電力が供給されるときの、高圧配電線２２の経路上における電圧プロファイルを示している。なお、図３（ｂ）は、図２（ｂ）と同じく、横軸に変圧器２０からの幹線距離［ｍ］をとり、縦軸に電圧プロファイルにおける電圧［Ｖ］を示している。
図３（ｂ）に示すように、電圧プロファイルは、発電機Ｇ１から変圧器２０へ流れる発電電流が、負荷Ｌ１へ流れる負荷電流と略等しいので、実線に示すようになることが適正な特性である。すなわち、ＩＴ開閉器２４から負荷Ｌ１の位置までは、電流が流れないので、電圧プロファイルにおける電圧はＩＴ開閉器２４の実測値に等しい。負荷Ｌ１から発電機Ｇ１の位置までは電圧が上昇する。発電機Ｇ１からＩＴ開閉器２５の位置までは、電流が流れないので、電圧プロファイルにおける電圧はＩＴ開閉器２５の実測値に等しくなるのが適正な特性である。
しかしながら、ＩＴ開閉器２４へは負荷電流が流れこまないので、ＩＴ開閉器２４は、破線で示すようにゼロであると測定してしまう。
すなわち、配電線に分布している負荷の負荷量、および発電機の発電量を個別に算出して把握した上で、潮流計算をしたりして実線に示す電圧プロファイルを得て、その後の計画（配電線の増強など）を立てていく必要が生じる。これに対し、破線に示す電圧プロファイルを得て、なんら計画が実行されない（例えば、配電線の増強がされない）場合、次のような問題が発生する可能性がある。例えば、発電機Ｇ１により負荷Ｌ１の電圧が上がりすぎてしまった場合には、負荷を所有する需要家の、負荷（電化製品）が故障する可能性があるという問題が生じる。或いは、電圧が上がりすぎる場合、電圧があまり上がらないように逆潮流を抑制すると、売電目的で発電機を所有する需要家におけるメリットが低下するという問題が生じる可能性がある。
【００１８】
そこで、本実施形態では、配電線に分布している負荷の負荷量、および発電機の発電量を個別に算出して把握した上で、潮流計算をしたりして実際の電圧プロファイルを正確に得て、需要家などの連系可否の判定、配電線の増強計画や日々の系統切り替えなどの運用を精度よく行うことを目的とする。
図４は、本実施形態の配電系統監視システムを用いる配電系統の概略構成図である。図４に示すように、配電系統は、配電用変電所の変圧器２０と、変圧器２０に接続される高圧配電線２２（配電線）と、ＩＴ開閉器２４と、ＩＴ開閉器２５と、柱上変圧器２８−１、２８−２と、低圧配電線２９−１、２９−２と、を備えている。変圧器２０は、ＩＴ開閉器２４と接続される。ＩＴ開閉器２４とＩＴ開閉器２５とは、高圧配電線２２により接続される。柱上変圧器２８−１は、高圧配電線２２と接続される。また、柱上変圧器２８−２は、高圧配電線２２と接続される。
低圧配電線２９−１は、発電機（測定）を有する複数の需要家を含む群である需要家グループ２６−１Ｇと、負荷（未測定）を有する複数の需要家を含む群である需要家グループ２７−１Ｌと、を柱上変圧器２８−１に接続する。また、低圧配電線２９−２は、発電機（未測定）を有する複数の需要家を含む群である需要家グループ２６−２Ｇと、負荷（未測定）を有する複数の需要家を含む群である需要家グループ２７−２Ｌと、を柱上変圧器２８−２に接続する。
柱上変圧器２８−１は、高圧配電線２２から需要家グループ２７−１Ｌへ負荷電力を供給し、需要家グループ２６−１Ｇからの発電電力を高圧配電線２２へ供給する。
柱上変圧器２８−２は、高圧配電線２２から需要家グループ２７−２Ｌへ負荷電力を供給し、需要家グループ２６−２Ｇからの発電電力を高圧配電線２２へ供給する。
ここで、高圧配電線２２は、高圧配電線２２に接続される配電用変電所の変圧器２０に近いＩＴ開閉器２４（第１の開閉器）と配電用変電所の変圧器２０から遠いＩＴ開閉器２５（第２の開閉器）との間において、柱上変圧器２８−１、２８−２（複数の変圧器）により複数のエリアに分割されている。エリア１（第１エリア）は、需要家グループ２６−１Ｇと、需要家グループ２７−１Ｌとが低圧配電線２９−１を介して柱上変圧器２８−１に接続される。また、エリア２（第２エリア）は、需要家グループ２６−２Ｇと、需要家グループ２７−２Ｌとが低圧配電線２９−２を介して柱上変圧器２８−２に接続される。
なお、複数のエリアとして、図４では、エリア１とエリア２の２つを示しているが、これは例示であって、エリア１、エリア２がそれぞれ複数個あってもよい。
【００１９】
本実施形態の配電系統監視システムは、サーバ３０と、配電系統監視装置１０とを備えている。スマートメータ３１は、エリア１における需要家グループ２６−１Ｇ各々に設置されたスマートメータであって、需要家グループ２６−１Ｇ各々の発電機の発電量を測定し、サーバ３０に送信する機能を有している。サーバ３０は、スマートメータ３１が測定した需要家グループ２６−１Ｇ各々の発電機の発電量を、配電系統監視装置１０に送信する。
本実施形態において特徴となる点は、需要家グループ２６−１Ｇ各々が有する発電機の発電量（以下、発電量Ｐ発電ｋとする）が各スマートメータ３１により測定され、サーバ３０に送信される（スマートメータ化される）点である。一方、需要家グループ２６−２Ｇ各々が有する発電機の発電量（以下、発電量Ｐ発電ｇｇとする）がスマートメータ３１によりサーバ３０に送信されない。系統全体において、全て発電量の発電機をスマートメータ化すれば、発電機の発電量を個別に把握できるが、スマートメータ化が完了されていない需要家があったとしても、配電系統監視装置１０が需要家グループ２６−２Ｇ各々が有する発電機の発電量を推定する。
また、配電系統監視装置１０は、需要家グループ２７−１Ｌ各々が有する負荷（未測定）の負荷容量、および需要家グループ２７−２Ｌ各々が有する負荷（未測定）の負荷容量（以下、負荷容量Ｐ負荷Ｍとする）を推定する。
【００２０】
図５は、本実施形態の配電系統監視装置の概略構成図である。
配電系統監視装置１０は、取得部５０と、推定部６０と、補正部７０とを備えている。
取得部５０は、エリア１におけるＮ個の（複数の）需要家を含む群である２６−１Ｇが有する発電機（測定）各々の発電量Ｐ発電ｋをサーバ３０から取得し、推定部６０に出力する。
また、取得部５０は、ＩＴ開閉器２４が測定した電力の実測値（以下、実測値Ｐ実測とする）をＩＴ開閉器２４から取得し、推定部６０に出力する。
また、取得部５０は、ＩＴ開閉器２５が測定した電圧の実測値（以下、電圧ＶＲとする）をＩＴ開閉器２５から取得し、補正部７０に出力する。
【００２１】
推定部６０は、エリア１における発電電力を供給する需要家各々の発電量Ｐ発電ｋの合計値である第１の発電量（以下、発電量Ｐ’発電とする）を、下記式（１）により算出する。
【００２２】
【数１】
2017033881.tif 000003
【００２３】
推定部６０は、エリア１における発電電力を供給する需要家各々の発電を行う発電機の定格容量である定格Ｐｋの合計値（以下、合計値ＰＰＣＳとする）を、下記式（２）により算出する。
【００２４】
【数２】
2017033881.tif 000004
【００２５】
推定部６０は、発電量Ｐ’発電を、合計値ＰＰＣＳで除算し、除算された結果である発電比率αを、下記式（３）により定義する。
【００２６】
【数３】
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【００２７】
推定部６０は、発電比率αを、エリア２における発電電力を供給する需要家各々の発電を行う発電機の定格容量（以下、定格容量Ｐｇｇとする）に乗算し、エリア２における発電電力を供給する需要家各々の発電量Ｐ発電ｇｇを推定する。推定部６０は、この推定を、下記式（４）により実行する。
【００２８】
【数４】
2017033881.tif 000006
【００２９】
推定部６０は、エリア２における（ｍｍ−ａａ＋１）個の（複数の）需要家を含む群である２６−２Ｇが有する発電機（未測定）各々の発電量Ｐ発電ｇｇの合計値である第２の発電量を算出する。
さらに、高圧配電線２２における総発電量をＰ発電とすると、推定部６０は、総発電量Ｐ発電を下記式（５）により算出する。なお、下記式（５）の右辺第２項が、発電量Ｐ発電ｇｇの合計値である第２の発電量に該当する。
【００３０】
【数５】
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【００３１】
ここで、高圧配電線２２における総負荷容量をＰ負荷とすると、総負荷容量Ｐ負荷は、ＩＴ開閉器２４が測定した電力の実測値Ｐ実測と、高圧配電線２２における総発電量Ｐ発電を用いて、下記式（６）で表すことができる。
【００３２】
【数６】
2017033881.tif 000008
【００３３】
すなわち、ＩＴ開閉器２４が測定した電力の実測値Ｐ実測に、第１の発電量と第２の発電量とを加算すれば、総負荷容量Ｐ負荷を算出することができる。
補正部７０は、下記式（７）により、総負荷容量Ｐ負荷を算出する。
【００３４】
【数７】
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【００３５】
ここで、エリア１における負荷電力が供給される需要家各々とエリア２における負荷電力が供給される需要家各々との負荷の契約容量を、契約ＰMとする。
補正部７０は、下記式（８）により、契約ＰMを全て加算した契約合計値で除算し、除算した結果に、総負荷容量Ｐ負荷（ＩＴ開閉器２４が測定した電力の実測値Ｐ実測に、第１の発電量と第２の発電量とを加算した負荷容量）を乗算し、エリア１における負荷電力が供給される需要家各々とエリア２における負荷電力が供給される需要家各々の負荷容量Ｐ負荷Ｍを算出する。なお、エリア１における負荷電力が供給される需要家とエリア２における負荷電力が供給される需要家との個数は、併せてＭ個である。また、下記式（８）の右辺の分母で表される値が、契約ＰMを全て加算した契約合計値に該当する。
【００３６】
【数８】
2017033881.tif 000010
【００３７】
したがって、補正部７０は、スマートメータ３１により測定された需要家グループ２６−１Ｇが有する発電機（測定）各々の発電量Ｐ発電ｋ、需要家グループ２６−２Ｇが有する発電機（未測定）各々の発電量Ｐ発電ｇｇ、需要家各々の負荷容量Ｐ負荷Ｍとから電力潮流計算の初期値として電圧プロファイルを作成する。
補正部７０は、第一開閉器（ＩＴ開閉器２４）および末端開閉器（ＩＴ開閉器２５）の実測データ（真値）と電圧プロファイル結果とを比較し、偏差が縮まるよう補正（収束）計算を繰り返す。
具体的には、補正部７０は、発電比率αを変化させる。例えば、上方修正の場合は発電比率αを増加、下方修正の場合は発電比率αを減少させる方向に発電比率αを微小変化させる処理を行い、偏差が縮まるよう補正（収束）計算を繰り返す。
図６は、本実施形態における配電系統の一状態例のうち、負荷と発電機による場合の電圧プロファイルを説明するための図である。
図６において、実線がＩＴ開閉器２４およびＩＴ開閉器２５の実測データ（真値）に対応する電圧プロファイルである。なお、図６は、横軸に変圧器２０からの幹線距離［ｍ］をとり、縦軸に電圧プロファイルにおける電圧［Ｖ］を示している。
また、破線が発電量Ｐ発電ｋ、発電量Ｐ発電ｇｇ、需要家各々の負荷容量Ｐ負荷Ｍを初期値とした場合に対応する計算結果（電圧プロファイル）である。
また、一点鎖線が、偏差が縮まるよう補正（収束）計算を繰り返す場合の発電量Ｐ発電ｋ、発電量Ｐ発電ｇｇ、需要家各々の負荷容量Ｐ負荷Ｍに対応する計算結果（電圧プロファイル）である。
【００３８】
すなわち、補正部７０は、補正結果を計算するときに作成する電圧プロファイルにおいて、ＩＴ開閉器２５に対応する値（電圧ＶＥとする）が、ＩＴ開閉器２５が測定した電圧の実測値である電圧ＶＲより小さい値となる場合は、電圧ＶＲから所定の誤差範囲内に入るまで発電比率αを増加させる。一方、補正部７０は、電圧プロファイルにおいて、電圧ＶＥが、電圧ＶＲより大きい値となる場合は、電圧ＶＲから所定の誤差範囲内に入るまで発電比率αを減少させる。
ここで、補正部７０は、電圧ＶＥと、電圧ＶＲと、がほぼ一致する場合に、補正（収束）計算は終了可能であると判断する。ほぼ一致する場合としては、例えば電圧ＶＥが、電圧ＶＲを基準として、予め定められる誤差範囲内である。誤差範囲としては、例えば０．５％内である場合である。
一方、補正部７０は、電圧ＶＥと、電圧ＶＲと、が一致しない場合、あるいは誤差範囲外である場合に、補正（収束）計算を再度実行すべきであると判断する。
このようにして、補正部７０は、実測データ（真値）との偏差（電圧ＶＥと、電圧ＶＲとの差分）が無くなった場合の発電量Ｐ発電ｋ、発電量Ｐ発電ｇｇ、負荷容量Ｐ負荷Ｍを、配電線における発電量および負荷の推定値として個別に推定できる。
【００３９】
図７は、本実施形態の配電系統監視システムの制御方法を示すフローチャートである。
配電系統監視装置１０は、本フローチャートに従って行う処理によって、時間毎に出力される発電機の発電量（全量買取り分のみ）を、スマートメータ３１を用いてデータを取得・蓄積する。さらに、ＩＴ開閉器２４、ＩＴ開閉器２５などの計測情報を用いることで配電線に分布する各負荷（Ｌ）および各発電機（Ｇ）の出力を個別に推定する。
配電系統監視装置１０における取得部５０は、エリア１の発電量Ｐ発電ｋを取得する（ステップＳＴ１）。すなわち、取得部５０は、スマートメータ３１からエリア１の発電量Ｐ発電ｋを実測データとして取得する。
推定部６０は、発電比率αを算出する（ステップＳＴ２）。すなわち、推定部６０は、ステップＳＴ１において得られたデータから配電線毎で発電比率α（＝発電機の発電量／定格容量）として算出する。
【００４０】
推定部６０は、エリア２の発電量Ｐ発電ｇｇを算出する（ステップＳＴ３）。すなわち、推定部６０は、配電線に接続される各発電機定格に対してステップＳＴ２で得られた発電比率αを乗じて、各需要家の発電量を算出する。
推定部６０は、総発電量Ｐ発電を算出する（ステップＳＴ４）。すなわち、推定部６０は、ステップＳＴ３の総和を算出することで配電線に連系された全発電機の総発電量を算出する。
【００４１】
補正部７０は、総負荷容量Ｐ負荷を算出する（ステップＳＴ５）。すなわち、補正部７０は、第一ＩＴ開閉器（ＩＴ開閉器２４）の有効電力Ｐの計測情報に、ステップＳＴ４の値を加算して、配電線内の総負荷を算出する。
補正部７０は、各需要家の負荷容量Ｐ負荷Ｍを算出する（ステップＳＴ６）。すなわち、補正部７０は、ステップＳＴ４の値に各需要家の契約容量をベースにした負荷按分を行い、各需要家の負荷を算出する。
【００４２】
補正部７０は、ＩＴ開閉器２５の電圧ＶＥを算出する（ステップＳＴ７）。すなわち、補正部７０は、ステップＳＴ１で算出した発電量Ｐ発電ｋ、ステップＳＴ３で算出した発電量Ｐ発電ｇｇ、ステップＳＴ６で算出した負荷容量Ｐ負荷Ｍを用いて、潮流計算を実施し、末端電圧値（電圧ＶＥ）を算出する。
補正部７０は、電圧ＶＥと電圧ＶＲとが一致するか否かを判定する（ステップＳＴ８）。すなわち、補正部７０は、潮流計算における末端ＩＴ開閉器の実測情報（電圧ＶＲ）とステップＳＴ７における電圧ＶＥとが一致するか否かを判定する。
補正部７０は、一致しないと判定した場合（ステップＳＴ８−Ｎｏ）、ステップＳＴ７で計算した電圧ＶＥと電圧ＶＲとの差分を補正するように、発電比率αを変更して、ステップＳＴ３〜ＳＴ８を繰り返し計算する。
一方、補正部７０は、一致すると判定した場合（ステップＳＴ８−Ｙｅｓ）、すなわち、電圧ＶＥと電圧ＶＲとの差分が設定した偏差以下となれば、配電線に分布する負荷および発電機容量の推定を完了させる。
【００４３】
本実施形態の配電系統監視システムによれば、電圧プロファイルを算出することが可能であり、配電線に設けられた電圧調整器（ＬＲＴ；Load Ratio control TransformerやＳＶＲ；Step Voltage Regulator）の整定値を決定することができる。すなわち、適正電圧の管理を行うことができる。
また、配電線の負荷および発電機容量を各エリアで算出して把握することが可能となり、配電線切り替えで適正な判断ができる。すなわち、過剰設備の回避を行うことができる。
また、配電線事故時に健全区間を他配電線に融通する場合の負荷および発電機容量の見積もりが可能となる。すなわち、過剰設備の回避を行うことができる。
すなわち、本実施形態の配電系統監視システムによれば、配電線に分布している負荷（Ｌ）と発電機（Ｇ）の負荷量および発電量を需要家各々に関して個別に算出して把握することができる。これにより、負荷（Ｌ）や発電機（Ｇ）が存在する配電線の電圧、電流の検討を正確に実施することができるため、需要家などの連系可否の判定、配電線の増強計画や日々の系統切り替えなどの運用を精度よく行うことができる配電系統監視システムおよび配電系統監視システムの制御方法を提供することができる。
【００４４】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【００４５】
例えば、実施形態の説明において、ＩＴ開閉器は、エリア１とエリア２とで、２台ある場合について説明した。しかしながら、これは一例であって、例えば複数のエリア１と複数のエリア２がある場合に、配電線の途中にＩＴ開閉器が設けられてもよい。この場合、設けられたＩＴ開閉器を使用して、幹線距離に対してより精度の高い電圧プロファイルを得ることができる。
また、ＩＴ開閉器２５の位置は、厳密にエリア２が終わった位置にある必要はなく、推定すべき発電機および負荷についてエリア１およびエリア２に含まれる限り、多少の位置のズレがあってもよい。
また、配電線が途中で分岐して、推定すべき発電機および負荷が分岐した配電線に設けられる場合であっても、その分岐した配電線にＩＴ開閉器が設けられれば、当該ＩＴ開閉器の測定データによって、本実施形態の配電系統監視システムの動作は可能となる。例えば、幹線である配電線から分岐した配電線がＮ本設けられている場合、配電系統監視システムを動作させ、電圧プロファイルを、幹線経路を含む（Ｎ＋１）個得れば、上記説明した電圧プロファイルをより正確に得ることができる。
また、末端のＩＴ開閉器は、スマートメータであってもよく、この場合、このスマートメータが電圧データを、サーバを介して配電系統監視装置に送信する構成としてもよい。
また、配電系統監視装置１０の機能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上記処理を行ってもよい。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、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）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。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良く、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であってもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０…配電系統監視装置
２０…変圧器
２２…高圧配電線
２１…制御器
２４…ＩＴ開閉器
２５…ＩＴ開閉器
２６，２７…需要家
２６−１Ｇ，２７−１Ｌ，２６−２Ｇ，２７−２Ｌ…需要家グループ
２８…柱上変圧器
２９…低圧配電線
３０…サーバ
３１…スマートメータ
５０…取得部
６０…推定部
７０…補正部
Ｌ１…負荷
Ｇ１…発電機
【図１】
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【図２】
2017033881.tif 000012
【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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【国際調査報告】
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