(57)【要約】特許文献１にある各多端子非同期連系機器を用いた技術で電力融通あるいは電力流通を行おうとする際には、自励式電力変換器を介して融通する電力の量と融通するルートを決定する必要がある。しかしながら上記公知例では融通するルートに関しては送電ロスを最小化する、という基準が記述されているのみである。今後様々な形態、あるいはさまざまな電力流通機器、配電機器を用いた電力の融通方法、流通方法が考えられることから、送電ロス以外の具体的な電力融通、流通の効果を表現する指標を用いた電力融通ルートの決定方法並びにそれを実現する装置が必要である。本発明では上記の発明が解決しようとする課題の部分で示したように、まず、電力を融通する際のネットワーク中における接続情報、設備のデータベースと特許文献には記述されていない多端子非同期連系機器中の自励式電力変換器の変換効率を示す特性を入力データとして、対象ネットワーク全体に設置されている多端子非同期連系機器中の多数の自励式電力変換器を全体で最大の効率（自励式電力変換器ロス最小）で運用する融通ルートを算出する。さらに融通の際に発生する電力取引の代金も同時に算出する。さらに前記した自励式電力変換器ロス最小化に加えて、再生可能エネルギー由来の使用電力量を示す指標となるグリーン電力指標が最大になるような電力潮流の最適配分化を行い、再生可能エネルギー由来の電力を最大限利用する融通計画、並びに制御方式を立案する。
2014033892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー供給装置と、エネルギー消費装置と、複数の自励式変換器とを備えたシステムにおける電力融通ルートの作成方法であって、
電力を必要とする機器に接続された連系機器が、受電要求量を、ルート決定装置に対して送信するステップと、
ルート決定装置が、全ての連系機器に融通に関する情報を問い合わせるステップと、
連系機器がルート決定装置に融通に関する情報を返信するステップと、
融通ルート候補を作成するステップと、
融通ルート候補に関係する連系機器の効率を確認するステップと、
融通に関する情報と、連系機器の効率の情報と、からルートを決定するステップと、を備える力融通ルートの作成方法。
【請求項２】
エネルギー供給装置と、エネルギー消費装置と、複数の自励式変換器とを備えたシステムにおける電力融通ルートの作成方法であって、
自励式変換器が直流母線を介し放射状に接続され、前記自励式変換器を制御することで自励式変換器を通過する電力を制御する多端子型非同期連系装置を複数有し、多端子型非同期連系装置間にて電力を融通するネットワークシステムにおいて、少なくとも多端子型非同期連系装置を構成する自励式変換器の変換効率データからなるＤＢ、対象系統の接続データ、設備データを用いてネットワークシステム内の前記多端子型非同期連系装置を構成する自励式変換器を最大の効率で運用する融通ルートを算出する演算装置を有することを特徴とする、電力融通ルート作成方法。
【請求項３】
双方向に電力変換する複数の自励式変換器が直流母線を介し放射状に接続され、前記自励式変換器を制御することで自励式変換器を通過する電力を制御する多端子型非同期連系装置を複数有し、多端子型非同期連系装置間にて電力を融通するネットワークシステムにおいて、少なくとも多端子型非同期連系装置を構成する自励式変換器の変換効率データからなるＤＢ、対象系統の接続データ、設備データを用いてネットワークシステム内の前記多端子型非同期連系装置を構成する自励式変換器を最大の効率で運用する融通ルートを算出する演算装置を有することを特徴とする、電力融通ルート作成装置。
【請求項４】
双方向に電力変換する複数の自励式変換器が直流母線を介し放射状に接続され、前記自励式変換器を制御することで自励式変換器を通過する電力を制御する多端子型非同期連系装置を複数有し、多端子型非同期連系装置間にて電力を融通するネットワークシステムを制御するセンタシステムにおいて、請求項３に記載した電力融通ルート作成装置を有することを特徴とするセンタシステム制御装置。
【請求項５】
双方向に電力変換する複数の自励式変換器が直流母線を介し放射状に接続され、前記自励式変換器を制御することで自励式変換器を通過する電力を制御する多端子型非同期連系装置を複数有し、多端子型非同期連系装置間にて電力を融通するネットワークシステムにおいて、少なくとも多端子型非同期連系装置を構成する自励式変換器の変換効率データからなるＤＢ、対象系統の接続データ、設備データ、自励式変換器に流れる電力の発電由来、あるいは融通元の多端子型非同期連系装置を定義する自励式電力変換器の通過電力由来データベースを用いて、ネットワークシステム内の前記多端子型非同期連系装置を構成する自励式変換器を最大の効率、かつ再生可能エネルギーの利用率を最大にする形で運用する融通ルートを算出する演算装置を有することを特徴とする、電力融通ルート作成方法。
【請求項６】
双方向に電力変換する複数の自励式変換器が直流母線を介し放射状に接続され、前記自励式変換器を制御することで自励式変換器を通過する電力を制御する多端子型非同期連系装置を複数有し、多端子型非同期連系装置間にて電力を融通するネットワークシステムにおいて、少なくとも多端子型非同期連系装置を構成する自励式変換器の変換効率データからなるＤＢ、対象系統の接続データ、設備データ、自励式変換器に流れる電力の発電由来、あるいは融通元の多端子型非同期連系装置を定義する自励式電力変換器の通過電力由来データベースを用いて、ネットワークシステム内の前記多端子型非同期連系装置を構成する自励式変換器を最大の効率、かつ再生可能エネルギーの利用率を最大にする形で運用する融通ルートを算出する演算装置を有することを特徴とする、電力融通ルート作成装置。
【請求項７】
双方向に電力変換する複数の自励式変換器が直流母線を介し放射状に接続され、前記自励式変換器を制御することで自励式変換器を通過する電力を制御する多端子型非同期連系装置を複数有し、多端子型非同期連系装置間にて電力を融通するネットワークシステムを制御するセンタシステムにおいて、請求項６に記載した電力融通ルート作成装置を有することを特徴とするセンタシステム制御装置。
【請求項８】
双方向に電力変換する複数の自励式変換器が直流母線を介し放射状に接続され、前記自励式変換器を制御することで自励式変換器を通過する電力を制御する多端子型非同期連系装置を複数有し、多端子型非同期連系装置間にて電力を融通するネットワークシステムを制御するセンタシステムにおいて、電力を融通する際に通過する多端子型非同期連系装置に対する電力由来に関するデータ、融通電力の価格に関するデータ、多端子型非同期連系装置中の自励式電力変換器効率に関するデータを表示することを特徴とする多端子型非同期連系装置の監視制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は再生可能エネルギーの大量導入を可能にする為に、現状の電力系統を自立した複数の電力系統に分割し、自励式変換器経由で相互に連系して安定に運用する電力システムとその運用手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開2011-061970号公報（特許文献１）がある。特許文献１には、再生可能エネルギーを大量導入を可能にするため、個々の電力系統の中で再生可能エネルギーと他の電源・負荷および電力貯蔵装置等の電力機器の需給をバランスさせて自立させ、過不足が生じる部分について、基幹電力系統も含め、他の電力系統と非同期に接続して電力を融通し合える効率的な連系装置が開示されている。さらにそれら電力機器の制御、全体をコントロールする効率的で柔軟な制御システム、その通信基盤となる通信システム、最適な電力融通アルゴリズムを含む電力システムを構築する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2011-061970号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術で電力融通あるいは電力流通を行おうとする際には、自励式電力変換器を介して融通する電力の量と融通するルートを決定する必要がある。しかしながら特許文献１では融通するルートに関しては送電ロスを最小化する、という基準が記述されているのみである。今後様々な形態、あるいはさまざまな電力流通機器、配電機器を用いた電力の融通方法、流通方法が考えられることから、送電ロス以外の具体的な電力融通、流通の効果を表現する指標を用いた電力融通ルートの決定方法並びにそれを実現する装置が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では上記の発明が解決しようとする課題の部分で示したように、まず、電力を融通する際のネットワーク中における接続情報、設備のデータベースと特許文献には記述されていない多端子非同期連系機器中の自励式電力変換器の変換効率を示す特性を入力データとして、対象ネットワーク全体に設置されている多端子非同期連系機器中の多数の自励式電力変換器を全体で最大の効率（自励式電力変換器ロス最小）で運用する融通ルートを算出する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、対象ネットワーク全体に設置されている多端子非同期連系機器中の多数の自励式電力変換器を全体で効率的に運用する融通ルートを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第一の実施例を示す構成図。
【図２】対象系統接続データ、設備データベースの一例。
【図３】自励式電力変換器変換効率データの一例。
【図４】融通ルート算出装置の処理シーケンスの一例。
【図５】融通ルート算出装置における処理の詳細の一例。
【図６】融通ルート算出装置における組合せケースと融通量を求めるフローチャート。
【図７】融通ルート算出装置における課金フローチャート。
【図８】本発明の第二の実施例を示す構成図。
【図９】自励式電力変換器の通過電力由来データの一例。
【図１０】電力の発電由来を求める方式の一例。
【図１１】発電機の影響範囲を求めた結果の一例。
【図１２】融通ルート算出装置における組合せケースと融通量を求めるフローチャート。
【図１３】センタ設備での監視画面の一例
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【０００８】
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。【０００９】
図1は本実施例のシステム構成例である。センタシステム（電力融通ルート作成装置）１１０、多端子非同期連系機器１２０、５００−１、５００−２、５００−３、送配電網１３１、通信線１３２、負荷６１１、６１３、６１５、分散電源６１２、６１４、６１６から構成される。ここでの分散電源には蓄電池も含む。また、電気自動車もＶ２Ｇ(Ｖｅｈｉｃｌｅ    Ｔｏ  Ｇｒｉd)の形態で放電することも可能であるため、蓄電池として考慮してもよい。【００１０】
センタシステム１１０は対象とする範囲にある系統に関する設備データベース１１１、多端子非同期連系機器中に用いられているそれぞれ異なる自励式電力変換器の出力と効率間の特性を示した自励式電力変換器の変換効率データ１１２、対象とする電力系統の接続状態を示した対象系統接続データ１１３、外部通信Ｉ／Ｆ１１４、融通ルート算出機能１１５、融通ルート算出機能１１５で算出した結果を蓄積する融通ルート算出データベース１１６、電力融通、流通を行った際の電力送受費用を精算する課金システム１１７から構成される。なお、センタシステム中にはこのほかにも計算機処理をするためのＣＰＵ、メモリ装置、記憶装置等が具備されているものの、本発明には直接的な関係はないので図中から割愛する。【００１１】
センタシステム１１０は通信線１３２を介して各多端子非同期連系機器中の通信Ｉ／Ｆ５０８−１〜３を経由して各多端子非同期連系機器５００−１〜５００−３、１２０に接続されている。ここで、多端子非同期連系機器とは、複数の自励式電力変換器を直流母線を介してBack To Backと呼ばれる方式で接続して各自励式電力変換器間での電力の送電、受電を制御する電力回路とそれを制御する演算モジュールを有する機器である。【００１２】
また、外部電源１００から電力を供給する電力線、ならびに各多端子非同期連系機器を接続する電力線は１３１であり、これらの電力線は各多端子非同期連系機器中の自励式電力変換器１２１−１〜４、５０１−１〜３、５０２−１〜３、５０３−１〜３を介して各多端子非同期連系機器、あるいは外部電源と接続している。通信Ｉ／Ｆを介してセンタシステム１１０からの信号をもとに、図中に記述していない記憶装置中に蓄積されている制御プログラムを図示していないメモリ中にロードして、ＣＰＵにて演算処理を行うことでセンタシステムからの制御指令に基づいて、多端子非同期連系機器間の電力の融通、流通を行う。なお、図中９９９は直流母線を示している。【００１３】
図２を用いて本実施例で用いられるデータの内容について説明する。３０１は設備データベース１１１に格納される送電線、配電線の設備を示すデータである。データは構成要素として送電線、配電線の抵抗分、誘導分、容量分、送電線、配電線の種類が変圧器、あるいはＳＶＲ（Ｓｔｅｐ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）である場合のタップ比から少なくとも構成される例である。付加情報として、各設備が利用されているかどうかの状態を記述するＯｎ／Ｏｆｆフラグを備えてもよい。【００１４】
３０２は設備データベースに格納される発電設備に関するデータの一例であり、発電機の接続の有無、電圧指定値、電圧初期値、発電機が接続されている場合の有効電力出力ＰＧ、発電機が接続されている場合の無効電力出力ＱＧ、負荷の有効電力値ＰＬ、負荷の無効電力値ＱＬ、コンデンサ、リアクトルが接続されている場合の値であるＳＣＳｈＲが少なくとも構成される。なお、ここでの電圧初期値とは、このデータベースを用いて後述する電力の発電由来を求める際に実行する潮流計算の際に用いる項目であるので、この項目は必要に応じて削除することも可能である。【００１５】
３０３は、設備データベースに格納される、各設備の運用上下限を示したデータである。この例は設備ごとに定められている運用の有効電力の上限値、下限値を示している一例である。対象系統接続データ１１３相当するデータは前述した３０１の形式のデータに接続状態を示すＯｎ／Ｏｆｆのフラグが追加されたものとなる。【００１６】
図３を用いて、自励式電力変換器変換効率データ１１２について説明する。【００１７】
多端子非同期連系機器５００は、通信Ｉ／Ｆ５０８と、自励式電力変換器５０１〜５０３とから構成されている。各自励式電力変換器に接続される機器は、たとえば、太陽光発電、蓄電池、ガスタービン、一般の負荷、工場に多く見られる動力負荷をはじめとした、様々の定格の機器であるため、自励式電力変換器は通常、同一の容量の自励式電力変換器ではなく、それぞれ異なった容量の自励式電力変換器である。さらに、各自励式電力変換器の有効電力出力と効率を示す特性曲線は５１１〜５１３に示すように、それぞれ大きく異なることが一般的である。ここで示した５１１〜５１３の効率曲線に相当するデータを蓄積するのが自励式電力変換器変換効率データベース１１２となる。【００１８】
図４のシーケンス図を用いて、融通ルート算出部１１５の処理について説明する。本シーケンスは一定の周期で融通ルート算出部に送信される電力の融通を求める（受電側）多端子非同期連系機器からの信号に基づいて実行される、あるいは電力の融通を求める(受電側)多端子非同期連系機器から上がってきたイベントにより実行が開始される、のいずれかの方式で実行される。なお、本実施例では図４のシーケンスは周期的に融通ルート算出部１１５にて実行されることを想定している。【００１９】
融通ルート算出部は前記した電力の融通を求める(受電側)多端子非同期連系機器からの、希望受電時刻、希望受電量、希望受電継続時間をはじめとしたデータを受信した次の制御周期において、まず処理４０２にて融通ルート算出部１１５から各多端子非同期連系機器５００に必要データの取得のための信号を通信回線経由で配信する。ここで要求されるデータは図２に示した３０１のＯｎ／Ｏｆｆ情報、３０２に示したデータ、さらに各多端子非同期連系機器以下で電力の過不足の有無（電力の需給状態）を少なくとも要求する。各多端子非同期連系機器５００からのデータ回答が処理４０３にて融通ルート算出部１１５に送られる。融通ルート算出部１１５では処理４０５にて各多端子非同期連系機器５００間で電力の融通が必要かどうかを判定する。この判定は前記した各多端子非同期連系機器５００から返信される電力の過不足の有無の値があらかじめ決定した閾値（一例として、必要電力量の２％）を超過して、かつ該多端子非同期連系機器に必要電力を蓄積した蓄電池が接続されていない場合、融通ルート算出部１１５は電力融通が必要であると判断する。処理４０５にて電力融通が必要ない場合はそのまま終了し、次に起動される時間まで、あるいは起動のトリガーとなるイベントが発生するまで本処理はスリープ状態となる。処理４０５にて電力融通が必要であると判断された場合、融通ルート算出部１１５は処理４０６にて各多端子非同期連系機器５００に対してそれぞれが有している蓄電余力、あるいは発電余力に関するデータを要求する。処理４０７にて各多端子非同期連系機器５００から必要となる発電余力に関するデータを融通ルート算出部１１５が取得した後に、処理４０８の融通パターン算出部にて電力の融通元とその量、ならびに電力を融通するルートを決定する。この具体的な処理については後述する図５にて説明する。この決定に基づき、次の制御周期までに処理４０９にて融通に必要な制御信号の予約を行う。ここでの制御進行の予約とは、所望の融通電力を送受電するために、多端子非同期連系機器５００に対し、構成機器である自励式電力変換器５０１〜５０３、あるいは１２１−１から１２１−４に対する制御信号を配信する。ここでの具体的な制御信号はたとえば各自励式電力変換器を流れる電流の位相、あるいは各自励式電力変換器の共通母線の電圧に関するものである。この制御信号には実行時間に関する情報が付与されていて(たとえば即時に制御実行、特定の時間に制御実行、ならびに実効継続時間、等)を各多端子非同期連系機器５００に配信し、その信号を各多端子非同期連系機器５００が受信したことを処理４１０で融通ルート算出部１１５が確認した後に、前記した実行時間に到達した時点で処理４１１にて各多端子非同期連系機器５００は融通制御を実行する。処理４１２では制御実行中に正常に制御が実行できていることを各多端子非同期連系機器５００から融通ルート算出部に信号を送信し、処理４１３では処理４１２にて送信された信号を融通ルート算出部にて受信したことを各多端子非同期連系機器に返信する。処理４１４では前記した実効継続時間内にあり、融通を継続する時間であれば処理４１１に戻り融通を継続する。融通が終了する時間であれば処��を終了する。なお、以上の説明では融通ルート算出部に送信される電力の融通を求める（受電側）多端子非同期連系機器からの信号に基づいて実行される場合について説明したものの、この逆の場合、すなわち電力が余剰状態にある場合に電力の融通を求める(送電側)の場合も、上記の説明での送電、受電を反対に読み換えて行うことで実行が可能である。【００２０】
図５にて融通パターン算出部にて電力の融通元とその量、ならびに電力を融通するルートを決定する方法について説明する。図５は５か所の多端子非同期連系機器６０１〜６０５が連系された電力系統を想定し、各多端子非同期連系機器にはそれぞれ負荷６１１、６１３、６１５、６１７、６１９と分散電源(含む蓄電池)６１２、６１４、６１６、６１８、６２０が接続されている状態を前提とする。この場合、多端子非同期連系機器６０４に接続している負荷の中で、ＥＶを充電する際の負荷電力を他の多端子非同期連系機器下の分散電源から調達する場面を想定する。この場合、基幹系統と接続している多端子非同期連系機器６０１と６０２、６０３，６０５から電力を融通する例について説明する。まず、多端子非同期連系機器６０４に同６０１、６０２、６０３、６０５から電力を送電する融通ルートの候補を求める。ここでの融通ルートの求め方を図５を用いて説明すると、この例での融通ルートの候補は各多端子非同期連系機器６０１，６０２，６０３、６０５と直接多端子非同期連系機器６０４に接続する融通ルート、多端子非同期連系機器６０１からの電力を一度多端子非同期連系機器６０２、６０３，６０５いずれかに集約してから多端子非同期連系機器６０４に融通するルート、多端子非同期連系機器６０２からの電力を一度多端子非同期連系機器６０１、６０３，６０５いずれかに集約してから多端子非同期連系機器６０４に融通するルート、多端子非同期連系機器６０３からの電力を一度多端子非同期連系機器６０１、６０２，６０５いずれかに集約してから多端子非同期連系機器６０４に融通するルート、多端子非同期連系機器６０５からの電力を一度多端子非同期連系機器６０１、６０２，６０３いずれかに集約してから多端子非同期連系機器６０４に融通するルート、多端子非同期連系機器６０１，６０２からの電力を一度多端子非同期連系機器６０３、６０５いずれかに集約してから多端子非同期連系機器６０４に融通するルート・・・という融通が可能な複数の分散電源から電力を融通ルートの候補を求め、前記した１１５の融通ルート算出装置の一時記憶装置中に保存、あるいは融通ルートする算出データベース１１６に記憶する。【００２１】
次に、これらの融通ルートの候補から最適な融通ルートを求める。このように多端子非同期連系機器が導入された系統において、複数の分散電源から電力を融通するメリットは図５中の多端子非同期連系機器中にある自励式電力変換器を通過する際の電力ロスを全体で低減することである。たとえば１か所の分散電源から自励式電力変換器のフル出力の状態で融通電力を送電すると、自励式電力変換器の効率は図３に示したように、高電力領域では効率が低下することから、できるだけ効率の高い自励式電力変換器領域を用いて複数の自励式電力変換器を介して電力融通を行うほうが自励式電力変換器における電力ロスの低減メリットが大きいという考えに基づいている。電力の融通が可能と回答した６０２，６０３、６０５の多端子非同期連系機器から電力を融通する際に通過する自励式電力変換器は図中で黒塗りしたものとなる。６１１で必要とする融通量を満たすように黒塗りした自励式電力変換器の通過電力を図３に示した各自励式電力変換器の効率曲線の効率が高い領域で運用するように、最適な組み合わせ問題を二次計画法に代表される最適化手法を用いて解く。定式化の一例は下記の式となる。【００２２】
【数１】
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【００２３】
あるいは最適な組み合わせを求めるに際し、考えられるすべての組合せを洗い出して、それぞれの組合せの目的関数、この場合は対象とする融通系統で自励式電力変換器の全体の効率、を最大にする組合せを選択する方法でもよい。【００２４】
図６に、図５を用いて説明した融通ルート算出処理１１５の内容をフローチャートで示す。まず処理７０１にて融通希望元（受電側）の負荷が接続されている多端子非同期連系機器の検出と、その希望融通電力量を入力する。【００２５】
次に処理７０２にて各融通ルート候補で通過する多端子非同期連系機器中の自励式変換器に関する変換効率データを融通ルートごとに読み込む。【００２６】
処理７０３にて前記処理４０７にて取得した多端子非同期連系機器からのデータをもとに融通が可能な分散電源を検出する。その後処理７０４で前述した定式化の例を用いて最適化計算を実施し、前述した融通ルート候補の中から自励式電力変換器における損失が極小となる融通ルート、ならびにその際の各自励式電力変換器に流す電力値を算出する。電力値の代わりに、各自励式変換器での電流値を算出することでもよい。融通ルート、並びに各自励式電力変換器に流す電力値を求めた後に、その電力値で融通を行うための制御指令に変換する。ここでの制御指令の変換は、あらかじめ作成した制御量と融通電力量との相関を示したテーブルに基づいた参照方法でもよいし、複雑な制御モデルをそのたびに解く方法を用いることでもよい。その変換が終了した後にデータベース１１６に該データを格納し、制御実行周期になる前に、各多端子非同期連系機器にその制御値を伝送する。融通が終了した後に、課金処理を行って全体処理を終了する。【００２７】
図７にてセンタシステムにおける課金処理部の概要をフローチャートに基づいて説明する。処理７２１にて融通希望元の多端子非同期連系機器に送電した融通供給元電源の場所と供給量を取得する。これは図４の処理４１２にて周期的に多端子非同期連系機器からセンタシステムに送信するデータより取得することが可能である。次に、前記供給量の内訳情報を取得した後に、処理７２２にて各供給元電源の原単位と各供給量ならびにセンタシステム側の手数料から融通先の多端子非同期連系機器の課金料を算出する。次に処理７２３で自励式電力変換器でのロスが融通した電力料金にどれだけの影響を及ぼすかを評価するために、供給元の分散電源と、多端子非同期連系機器の負荷間の融通ルートにある自励式電力変換器の効率、多端子非同期連系機器間の送電線パラメータ（図２，３０１）から融通時の電力ロス分を算出する。最後に処理７２４にて上記で求められた課金料、融通時に発生した電力ロス分をデータベースに書き込んで処理を終了する。【００２８】
なお、以上の実施例では融通ルート算出部１１５の機能について記載しているものの、この融通ルート算出部１１５は給電システムの一機能として用いることも可能であり、給電システムの計算機アプリケーションの一つとして位置付けることも可能である。【００２９】
以上述べたように本発明の電力融通ルート作成方法、並びに電力融通ルート作成部の第一の実施例によれば、前記方法並びに装置を構成する、自励式電力変換器の変換効率データを少なくとも入力データとする融通ルート算出部にて、複数の多端子非同期連系機器で接続された電力系統内で一の多端子非同期連系機器に接続している負荷に他の多端子非同期連系機器に接続している分散電源から電力を融通する際に、融通ルート内に存在する自励式電力変換器の効率が全体で最大になるように、電力の融通ルートと融通する電力量を求めることが可能となる。
【実施例２】
【００３０】
次に本発明の第二の実施例について説明する。【００３１】
図８に、第二の実施例におけるシステム構成を示す。図８に示すように自励式電力変換器の通過電力由来データベース１１８が追加された点である。このことにより、自励式電力変換器を通過する電力の再生可能エネルギー由来、化石燃料由来を明確化することが可能となるので、自励式電力変換器における融通ロスに加えて、ＣＯ２排出量低減することが可能となる効果がある。【００３２】
図９に、自励式電力変換器由来電力データベースの一例を示す。図９中の３０４は各自励式電力変換器に対して由来電力が化石燃料由来、再生可能エネルギー由来、その他の電源由来のデータを格納する一例を示している。ここでの由来電力の算出方法について図１０、図１１を用いて説明する。【００３３】
図１０に計算のフローを示す。まず、入力データとしてデータベース７５１からデータを取得し、処理７５２にて取得したデータを前処理する。ここでのデータベース７５１の内容は図２に示した３０１，３０２と同等のデータフォーマット、ならびに同等のデータの内容である。このデータを計算機プログラムに入力するための前処理を処理７５２にて行った後、電力解析計算で一般的に行われている潮流計算を実行する。潮流計算を実行した後に、処理７５４にて発電機の影響エリアを算出する。この方法は潮流計算を行った結果から、任意の発電機からの電力潮流と電力潮流の流れる方向をもとにして算出する。その後、処理７５５にて処理７５４にて分割した各発電機の影響エリア（一例として図１１に示したエリア）に対する各発電機の貢献度を求めて、任意の負荷に対する発電由来を求め、その結果を自励式電力変換器の通過電力由来データベースに蓄積する。【００３４】
あるいは、このような解析的な方法を用いることなしに、系統中に流れる電力にＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）のような技術を使って電力に付加情報となる信号を加えることで発電由来を求め、その結果を自励式電力変換器の通過電力由来データベース中に蓄積することでもよい。あるいは、系統中に流れる電力に同期して、別途用意する通信回線上に電力の流れる量と方向と品質を認識するパケットを流すことで自励式電力変換器の通過電流を算出する方法でもよい。【００３５】
図１２に、実施例２における融通ルート算出処理１１５の内容をフローチャートで示す。まず処理７０１にて融通希望元の負荷が接続されている多端子非同期連系機器の検出と、その希望融通電力量を入力する。次に処理７０２にて融通ルート候補上に接続されている自励式電力変換器に関する変換効率データを読み込む。処理７０３にて前記処理４０７にて取得した多端子非同期連系機器からのデータをもとに融通が可能な分散電源を検出する。その後処理７０８で後述する定式化をもとに最適化計算を実施し、自励式電力変換器における損失、ならびに融通の際に自励式電力変換器を通過する再生可能エネルギー由来の電力が極小となる融通ルート、ならびにその際の各自励式電力変換器に流す電力値を算出する。【００３６】
この場合の定式化の一例は以下のようになる。【００３７】
【数２】
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【００３８】
上記に示したように融通ルート、並びに各自励式電力変換器に流す電力値を求めた後に、その電力値で融通を行うための制御指令に変換する。ここでの制御指令の変換は、あらかじめ作成した制御量と融通電力量との相関を示したテーブルに基づいた参照方法でもよいし、複雑な制御モデルをそのたびに解く方法を用いることでもよい。その変換が終了した後にデータベース１１６に該データを格納し、制御実行周期になる前に、各多端子非同期連系機器にその制御値を伝送する。融通が終了した後に、課金処理を行って全体処理を終了する。課金処理に関しては第一の実施例と同様である。【００３９】
図１３はセンタ設備１１０にて電力の融通、並びに電力の融通時の監視画面に関する一例を示す。この画面では多端子非同期連系機器ごとに電力由来、融通を行った電力の量と価格、ならびに融通を実行している際の自励式電力変換器効率を表示する例である。図１３では電力由来に関しては６０１の多端子非同期連系機器にあるように化石燃料由来、再生可能エネルギー由来、その他、の３種類に関しての表示を行っている図面となっている場合、あるいは６０２の多端子非同期連系機器にあるように融通元の多端子非同期連系機器ごとの電力由来を表示することも可能である。融通電力の表示に関しては図１３では融通した、あるいは融通された電力量と価格を表示している。これも画面を操作することでどの多端子非同期連系機器からどれだけの電力を受電したか、等の詳細を表示することも可能である。また、各多端子非同期連系機器に接続されている分散電源からの異なっている単位電力価格を明確な形で第三者に理解できるようにすることも可能である。【００４０】
なお、以上の実施例では融通ルート算出部１１５の機能について記載しているものの、この融通ルート算出部１１５は給電システムの一機能として用いることも可能であり、給電システムの計算機アプリケーションの一つとして位置付けることも可能である。【００４１】
以上述べたように本発明の電力融通ルート作成方法、並びに電力融通ルート作成部の第二の実施例によれば、前記方法並びに装置を構成する、自励式電力変換器変換効率データを少なくとも入力データとする融通ルート算出部にて、複数の多端子非同期連系機器で接続された電力系統内で一の多端子非同期連系機器に接続している負荷に他の多端子非同期連系機器に接続している分散電源から電力を融通する際に、融通ルート内に存在する自励式電力変換器の効率が全体で最大になり、かつたとえば再生可能エネルギー由来の電力の利用比率を極大になるように、電力の融通ルートと融通する電力量を求めることが可能となる。
【符号の説明】
【００４２】
１００：基幹電源設備、１１０：センタ設備、１１１：設備データベース、１１２：自励式電力変換器変換効率データベース、１１３：対象系統接続データ、１１４：外部通信Ｉ／Ｆ、１１５：融通ルート算出部、１１６：融通ルート算出データベース、１１７：課金処理部、１２０：多端子非同期連系機器、１２１：自励式電力変換器、１３１：電力線，１３２：通信線、１２５：通信線、５００：多端子非同期連系機器、５０１〜５０３：自励式電力変換器、６１２，６１４，６１６：分散電源、６１１、６１３，６１５：負荷、５１１〜５１３：自励式電力変換器の効率曲線、１１８：自励式電力変換器の通過電力由来データ、９９９：直流母線
【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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【図１３】
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【国際調査報告】
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