(57)【要約】  分散電源を備える電力系統は、気象に依存する分散電源の発電量により、系統電圧の変動が引き起こされる。  気象予測情報と電力系統情報から、系統が備える開閉器の駆動信号を生成して、系統の構成を切り替えることで系統電圧の安定化を実現する。
2013030897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気象予測情報を入力する入力部と、前記気象予測情報と系統構成情報に基づいて前記気流変動に影響される系統の電圧変動を抑制するように系統の各開閉器を接続／遮断するための開閉指令を求める指令演算部を有することを特徴とする系統電圧安定化装置。
【請求項２】
請求項１において、前記気象情報に基づいて自然エネルギー発電装置の発電量を推測する発電量推測部を有し、
前記開閉指令は、前記系統構成情報と共に前記推測された発電量に基づいて演算さえることを特徴とする系統安定化装置。
【請求項３】
請求項１において、前記開閉指令から開閉器の駆動信号を生成する駆動信号生成部を有することを特徴とする系統電力安定化装置。
【請求項４】
請求項１において、前記自然エネルギー発電装置は、太陽光発電あるいは／および風力発電であることを特徴とする系統電力安定化装置。
【請求項５】
請求項１において、前記気象予測情報は、太陽光発電を備える電力系統においては日射量、風力発電を備える電力系統においては風速を含むことを特徴とする系統電力安定化装置。
【請求項６】
請求項１において、前記系統構成情報は、分散電源の接続点、系統の線路、電圧制御機器の種類、を含むことを特徴とする系統電力安定化装置。
【請求項７】
請求項３において、記載の開閉器の駆動信号は、気象予測情報に基づく分散電源の発電量の変動が電力系統の電圧変動に与える影響が最小になるように生成することを特徴とする系統電力安定化装置。
【請求項８】
請求項３において、現時点の系統構成から再構成する系統構成に至るまでに、複数段階の系統構成を経るように開閉器の駆動信号を生成する系統電力安定化装置。
【請求項９】
気象予測情報を入力し、前記気象情報と前記推測発電量と系統構成情報に基づいて気象変動に影響される系統の電圧変動を抑制するように系統の各開閉器を接続／遮断するための開閉指令を求める系統電圧安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統安定化装置及び系統安定化方法に係り、特に、太陽光発電あるいは風力発電装置等の分散電源が接続された電力系統において、系統電圧の安定化の実現に好適な系統安定化装置及び系統安定化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
低炭素社会を目指して太陽光発電（ＰＶ）、風力発電などの自然エネルギーにより発電を行う機器の大量導入が見込まれている。これらは、既存の火力発電、水力発電、原子力発電などの集中型電源に比べて、地理的に分散して設置されることが多いことから、分散型電源、あるいは分散電源と呼ばれる。一般に需要家は、集中型電源が供給する電力を電力系統を経由して購入して利用するが、分散型電源を備える需要家は、自家発電した電力を自己消費に利用することができる。そして不足分は購入（買電）して、余剰電力は電力系統に供給（売電）することで、分散型電源の購入費用の回収に充てることができる。【０００３】
電力系統は、多くの電源、負荷、系統自体のインピーダンスなどが複雑に組み合わされて構成される。それぞれが変動要因を持つなかで、需要家に安定した電力供給を行うことが重要な課題である。系統電圧が変動することは、電力系統を構成する設備機器に過大な電圧あるいは電流がかかり機器特性の低下あるいは寿命短縮等の要因になりうる。また需要家が保有する機器の動作の不安定要因になりうる。そこで例えば配電の低圧系統では１０１±６Ｖの系統電圧範囲規定がある。従来から、系統自体および連系する機器の安定した動作を維持して、負荷等による電圧変動を抑えることを目的に電圧安定化技術が開発されてきている。例えば、負荷時タップ切替変圧器（ＬＲＴ）、ステップ電圧制御装置（ＳＶＲ）と、静止型無効電力補償装置（ＳＶＣ）などの電圧制御機器が知られている。【０００４】
しかし分散型電源は、既存の集中型電源とは異なる特性を持つ。まず、これらの自然エネルギーを利用する分散電源の発電量は日射量、風向風力などの気象条件により変動する。また、一般に電力系統は末端に行くほど電圧が低下するが、分散電源により余剰電力を電力系統へ供給することで系統の末端側の電圧が上昇することがある。これらの特性が組み合わされて、系統電圧が気象条件によって変動することになる。【０００５】
分散電源が接続された電力系統において、電圧の許容範囲からの逸脱を抑える代表的な技術を示す。特許文献１の記載の技術では、気象予測に基づく系統電圧の変動を予測し、ＰＶ機器（ＰＣＳ）の無効電力供給による電圧制御を行う。特許文献２に記載の技術では、将来の気象情報に基づいて系統電圧分布を推測し、電圧調整装置による電力供給の可否を判断する。特許文献３に記載の技術では、ＰＶ発電による逆潮流による電圧上昇がある場合に開閉器による切り替えを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２５９１５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３３３５２号公報
【特許文献３】特開２００８−１９９７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これらの従来技術は、分散電源が短期的に電圧変動することを想定していない。系統電圧の変動を、何らかのセンサで検知して、検知結果に基づいて電圧制御機器の制御信号を生成するならば、実際に電圧制御装置が動作するまでの時間遅れが発生する。それまでの期間は電圧変動が残ることになり、十分な安定化の効果が得られない。【０００８】
例えば太陽光発電（ＰＶ）は、太陽からの日射によって発電が行われるが、ＰＶ機器に届く日射量は、季節による太陽の仰角の変化、晴天・雨天などの天候、雲の影などにより変動する。これらのうち、太陽とＰＶ機器が相対する角度は緯度経度などを用いて算出できることが知られている。ある程度の期間の天候変化は、気象庁が発表する予測情報を利用することができる。しかし例えば風によって移動する雲による日射量変化（つまり発電量の変化）はランダムであり、また秒単位に変化することがある。
日射量は日射計を用いて測定できる。【０００９】
しかし地理的な広がりを持つ気象状況によって変動する分散電源と、地理的な広がりを持ち配線される電力系統の関係を考慮しておらず、その結果として、系統電圧の安定化ができない。【００１０】
このような分散電源の導入は、系統安定化の観点（運用会社）からは、系統状態を変動させる要因になる。一方の分散電源の観点（需要家）からは、系統状態の変動は、余剰電力を系統へ供給（売電）する際の妨げの要因になる。これは、両者の連系点に置いて、系統状態（電圧など）に応じて分散電源の出力状態（電圧など）を合わせ込む必要があり、その合わせ込みが不十分な場合には余剰電力の売電が期待通りに行われないことになる。【００１１】
本発明の目的は系統電圧の安定化が可能な系統電圧安定化装置および安定化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明では、気象予測情報を入力する入力部と、前記気象予測情報と系統構成情報に基づいて前記気象変動に影響される系統の電圧変動を抑制するように系統の各開閉器を接続／遮断するための開閉指令を求める指令演算部を有するように構成した。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、気象予測情報に基づいて、変動が生起する前に変動を低減するように系統を再構成することで、電圧変動の発生自体を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】開閉器を用いた系統の再構成を説明する図。
【図２】分散電源を備える系統電圧の変動を説明する図。
【図３】系統電圧の安定化装置を示す図。
【図４】系統電圧の安定化装置の構成例を示す図。
【図５】開閉器を用いた系統の連結を説明する図。
【図６】雲の移動方向とＰＶ機器の配置を示す図。
【図７】系統電圧の安定化方法を示す図。
【図８】気象予測情報に基づく電圧安定化を説明する図。
【図９】気象予測情報に基づく電圧安定化を説明する図。
【図１０】雲の向きと系統構成との位置関係を説明する図。
【図１１】雲の向きと系統構成との位置関係を説明する図。
【図１２】系統再構成に基づく電圧安定化を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面等を用いて、本発明の実施形態について説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１に本発明が適用される電力系統を説明する。電力系統は、樹枝型、メッシュ型、ループ型などの系統構成として実用化されているが、本実施例では、図１（１）に示されるように、理想的なメッシュ型の配電系統を例にして説明する。もちろん、前述の他の系統構成にも適用可能である。配電系統では、例えば、事故時に、障害個所を切り離し、かつ、障害の無い個所への電力供給を継続するために、複数の経路を適宜な個所で連結できるようにして運用する。図１（１）の各ノード（ｎ１１〜ｎ５５）に、開閉器を配置して、障害発生時の影響が広範囲に及ばないよう、連結点はオンオフが切り換えられる。【００１７】
図１において、各ノード（ｎ１１〜ｎ５５）は、上下左右の４つのノードとの間に接続／切り離しするための開閉器（図示せず）が設けられる。例えば、ノードｎ２２には、上ノードｎ１２、下ノードｎ３２、右ノードｎ２１、左ノードｎ２３との間に開閉器が設けられており、各々の開閉器により、接続／切り離しがなされる。【００１８】
図１において、全体として示される配電系統の上方及び左方には、図示しない配電変電所が接続されており、配電変電所からの電力が供給される。さらに、任意のノード（ｎ１１〜ｎ５５）には、図２に示すように、電圧制御機器として、負荷時タップ切替変圧器（ＬＲＴ）、ステップ電圧制御装置（ＳＶＲ）と、静止型無効電力補償装置（ＳＶＣ）などの電圧制御機器が設けられている。【００１９】
分散電源を備える電力系統の系統電圧の安定化のため、気象情報に基づいて、開閉器の駆動により系統構成の変更を行うものであり、図１（１）に示すように、ある地域内の配電系統がメッシュ型であり、メッシュの交点部分に任意の接続を切り替えられる開閉器が接続されている。そして、任意のノード（ｎ１１〜ｎ５５）には、開閉器で繋がれる配電系統に太陽光発電、風力発電などの分散電源が連結されている。【００２０】
ここで、分散電源の発電量の変動に、最も抑制効果のある開閉器の動作の組み合わせとしては、図中（１）に示すように全ての開閉器をオンにして完全なメッシュ型の系統構成とする方法がある。一般に電力系統は、それ自体にインダクタンス、キャパシタンス、抵抗の特性を備えることから、電圧変動を抑えて平均化する効果、いわゆるならし効果がある。完全メッシュ型にすることは、電圧変動を全てのメッシュの要素で分担することであり、ならし効果が大きく働くことになる。しかし前記したように、何らかの理由で障害が発生したとき、その障害の影響が全てに波及する。また、障害の影響が全てに波及するということは、障害の発生個所を見出すことが難しくなることでもある。このように、ならし効果が高まる反面、系統の信頼性を低下させることになる。【００２１】
ＳＶＲは、配電線の電圧を調整するタップ付きの調整用変圧器であり、調整用変圧器のタップを切り換えることにより、配電線電圧を適正な基準値を含む不感帯内に収めるように調整する。タップ切り換えによる電圧調整は分単位でステップ状に行われる。【００２２】
静止形の無効電力補償装置ＳＶＣは、任意の無効電流を発生する無効電流発生部と、配電線電圧を検出する電圧検出部と、無効電力発生部の出力電流を検出する電流検出部と、電圧検出部の出力と電流検出部の出力とを入力として、配電線電圧を基準値に保つように配電線に注入する無効電流を制御することにより、配電線の電圧を基準値に保つように瞬時に調整する。上記で述べた、無効電力による電圧安定化の原理は、次のように説明できる。変電所を電圧Ｖｓの電圧源とし、ＳＶＣを無効電流Ｉｑを出力する電流源として、配電線インピーダンスのリアクタンス分及び抵抗分をそれぞれｘ及びｒとおき、ＳＶＣの設置点の配電線電圧をＶｉ、力率角をθとおくと、下記の（１）（２）式が成立する。【００２３】
Ｖｉ＝Ｖｓ−（ｒ＋ｊｘ）×Ｉｑ（cosθ＋ｊsinθ）        …（１）
ＳＶＣは無効電流を出力するため、cosθ＝０、sinθ＝１（進み無効電流を出力する場合を正）とおくと、
Ｖｉ＝Ｖｓ−（ｒ＋ｊｘ）×ｊＩｑ＝Ｖｓ＋（ｘ−ｊｒ）Ｉｑ
…（２）
ＳＶＣが出力する無効電流の極性及び大きさを変えることにより、ＳＶＣの設置点の配電線電圧Ｖｉを任意の値に調整することができる。無効電流の発生は、配電線にリアクトルを介してＩＧＢＴやＧＴＯ等の自己消弧素子を用いて構成した自励式インバータを接続して配電線に無効電力を出力するＳＶＧ（Static Var Generator）方式のものや、出力変圧器の一次側にサイリスタを介してリアクトルを接続してサイリスタによりリアクトルの遅れ無効電流を制御する回路を構成するとともに、サイリスタとリアクトルとからなる回路に対して並列に進相コンデンサを接続したＴＣＲ（Thyristor Controlled Reactor）方式のものなどが提案されている。いずれの方式も半導体素子による動作であることから、十分に早い応答特性を備える。【００２４】
このように、配電変電所から、末端の太陽光発電機器（ＰＶ機器）を備える需要家までの配電系統と電圧分布については、図１に示される任意のノード（ｎ１１〜ｎ５８）においては、図２に示されるように、電圧変動を抑えることを目的に、電圧制御機器ＳＶＲ、ＳＶＣが接続され、末端にいくほど電圧は低下するところ、ＳＶＣで電圧が持ち上げられ、ＳＶＲで無効電力が制御されて電圧調整がなされる。例えば国内の低圧配電系統は１０１±６Ｖが許容範囲とされていので、電圧制御機器を備えて電圧制御することで、電圧が１０１±６Ｖが許容範囲外れないようにしている。【００２５】
開閉器は、遠隔地点から駆動信号を伝送して遠隔操作する方法のほか、手動で操作することもある。また開閉器は、系統設備の保守管理の個所（工事個所）を、一時的に切り離すためにも使われる。【００２６】
図３に系統電圧安定化装置１０１の基本構成概念図を示す。気象予測情報、および分散電源を備える電力系統の構成に関わる情報を入力として、電力系統に備わる開閉器の駆動信号を出力する。これにより、分散電源が要因となる系統電圧の変動を抑えて、安定した系統の運用を実現する。すなわち、気象予測情報と電力系統情報から、系統に接続された開閉器の駆動信号を生成することで系統電圧の安定化を実現する。【００２７】
図４（１）に、系統電圧安定化装置１０１の具体的な構成例を示す。系統再構成信号の作成部１１は、気象予測情報と系統構成情報に基づいて、算出した開閉器１３の駆動信号を出力する。ＰＶ予測発電量の作成部１０は気象予測情報に基づいて発電量を予測し、電圧制御機器１４，１５の駆動信号の生成部１２は、気象予測に基づいて、電圧制御機器１４、１５の制御信号を出力する。開閉器１３の駆動信号は、気象予測情報に含まれる雲の移動方向などの情報に基づいて算出する。また電圧制御機器１４、１５の制御信号を算出するため、気象予測情報に含まれる日射量の大きさに基づいてＰＶ機器の予測発電量を算出する。さらに、開閉器１３による系統の再構成の情報、および現在の系統構成に関わる情報を入手して、電圧制御機器１４、１５の制御信号を算出する。電圧制御機器１４、１５としては、ＳＶＲとＳＶＣのように、異なる電圧制御機器１と電圧制御機器２を組み合わせて動作させることができる。また図４（２）に示すように、電圧制御機器の駆動信号の生成部１７を設けて、計算途中で、潮流計算などの手法を利用して系統内の予測電圧分布を算出して、この算出結果を利用して、系統再構成信号の作成部１１及び電圧制御機器駆動信号の作成部１７が演算するように構成しても良い。特に、電圧制御機器の制御信号の算出方法を特別なものに限定するものではない。【００２８】
図４において、ＰＶ予測発電量の作成部１０は、気象予測情報から、図１における任意のノード（ｎ１１〜ｎ５８）に設置されるＰＶ発電機の発電量を予測演算する。ここで気象予測情報は、日射、風向、風速などの、現時点から予測期間に渡る気象情報であり、その予測方法は他の予測方法を用いても良い。系統情報は、地理的な線路、電力制御機器１４、１５の接続箇所、開閉器１３の接続箇所、分散電源（ＰＶ機器等）の接続箇所などを含む。開閉器１３は、電力系統の中継点、連結点などに設置されるスイッチであり、例えば系統事故時に障害個所を切り離すように機能するほか、別の系統と連結するように機能する。系統再構成信号の作成部１１は、系統電圧が許容範囲から逸脱しない、あるいは逸脱量が最小になるように、気象予測情報と電力系統情報から、開閉器１３の駆動信号を生成して、系統の再構成を行う。また、電圧制御機器駆動信号の作成部１２は、開閉器１３による系統再構成に併せて、気象予測情報に応じたＰＶ予測発電量に基づいてＬＲＴ、ＳＶＲ、ＳＶＣなどの電圧制御機器１４、１５を事前に制御することで、安定化の効果を高めることができる。系統再構成信号の作成部１１は、ＰＶ予測発電量の作成部１０の演算した発電量、及び配電系統１６から系統構成情報に基づいて、系統再構成を演算し、開閉器１３に開／閉の指令信号である系統再構成信号を送信する。【００２９】
これによって、開閉器１３が開あるいは閉に制御される。また、電圧制御機器の駆動信号の作成部１２は、電圧制御機器１４及び電圧制御機器１５に制御信号を送信する。これによって、ＳＶＣ或はＳＶＲ等の電圧制御機器及び電圧制御機器を系統電圧を所定範囲に維持するように操作される。【００３０】
次に、具体的な系統再構成信号の作成部１１の動作について説明する。系統再構成信号は、以下に説明するような評価関数を用意して、評価関数が最も小さく（あるいは大きく）なるようにして、系統再構成信号を作成する。この系統再構成信号は、開閉器１３については開／閉の指令信号の組み合わせとなる。このとき併せて、ＳＶＲ、ＳＶＣなどの電圧制御機器の動作を、系統再構成信号として生成しても良い。【００３１】
系統再構成信号の生成の目的は、分散電源の発電量の変動によって生じる、系統電圧の変動が小さくなるように、系統構成を変更することである。太陽光発電の場合は、日射量の変化がＰＶ装置の発電量を変化させる。そしてＰＶ装置から電力系統への電力供給によって系統電圧が変化する。ここでＰＶ装置と電力系統が短距離で接続されているとすれば、ほぼ電力系統上にＰＶ装置があるとみなせる。一方の日射は、太陽と雲の影響を受けて地理的な広がりを持つ分布信号と見なせる。これより、共に地域的な広がりを持つ日射と電力系統の、両者の地理的な関係が重要な要因になる。簡単には、日射量の変化方向と、電力系統の延びる方向が並行するならば、日射の変化が、系統に繋がるＰＶ装置に徐々に影響していくから、ＰＶ発電量の変化が小さくなりやすい。一方、両者の方向が直交するならば、系統に繋がるＰＶ装置にまとまって影響するから、日射の変化がＰＶ発電量の変化が大きくなりやすい。こうして系統再構成の信号は、日射量の変化に基づいて、電力系統の地理的な配置を再構成するように生成することで、電力系統の電圧変動を抑制することができる。このような再構成は、前記したように開閉器を利用して実現できる。【００３２】
風力発電の場合は、風速と風向は地理的な相関を持って変化するので、電力系統との地理的な関係を利用して、系統の再構成によって電力系統の電圧変動を抑制することができる。【００３３】
ＰＶ機器は需要家の屋根に設置され、その余剰電力を配電系統に供給している。ここでは簡単のため、ＰＶ機器の設置個所と、配電系統との接続箇所が、地理的に同一位置であるとする。また雲の移動方向、速度、形状は一定であり、地上の日射の変化は雲の動きに同期しているとする。【００３４】
系統再構成信号の作成部１１には、気象予測情報が入力される。ここで、ある地域の気象は日射量、風力、風向などで示されるものであり、気象予測情報は、例えば気象庁が公開する予測情報を利用できる。そのほか、例えば日射量であれば、衛星写真の画像解析、全天カメラ画像の解析、によりデータとして利用できる。さらには、独自に日射計、風速計を設置して、それらの情報を系統再構成信号の作成部１１で解析するように構成してもよい。日射量は、年間に渡る太陽の高度、一日に渡る太陽の高度と方位角、一日のなかの雲による日射の遮断、などの様々な時間的な尺度で変化する。【００３５】
雲の動きによる日射の変化は、地理的および時間的に細かな特性を示す。例えば、雲の移動による日射の変化は、数秒で半減あるいは倍増することがある。このような日射の変化を、カメラによる雲の撮影画像の解析、あるいは地上に設置する日射計の測定データの解析などで、予測を行っても良い。例えば、複数の日射計を地域的に分散して配置して、それらの計測データから雲の移動による日射の変化を見出すことで、雲の動きによる日射量の変化の短期的な予測情報を作り出すことができる。気象予測情報を入手あるいは生成して利用するが、これらの具体的な予測方法を限定せず種々の代替的方法を用いても良い。以下の説明では、日射量に関わる気象予測情報と、日射によって発電するＰＶ機器について具体的な説明を行う。また同様にして風向と風速に関わる気象予測情報と風力発電についても適用することが可能なのはもちろんである。【００３６】
系統再構成信号の作成部１１は、気象予測情報に基づいて、日射の変化によるＰＶ発電量の変動を緩やかにすることを目的にして、配電系統を連結する開閉器１３の駆動信号を見出す。この問題は、何らかの評価関数を用意して、この評価関数が最小（あるいは最大）になるような最適化問題として解くことができる。最適化問題の解法を限定するものではない。こうして、図１に示される全ての開閉器１３の開／閉の組み合わせに対して、評価関数を適用して、開閉器１３の駆動信号を算出する。【００３７】
本発明は評価関数の形式を限定するものではないが以下に例を示す。ある地域内に図１に示したメッシュ状に配置された電力系統（配電系統）を考える。前記したようにメッシュの格子点をノードと呼び、ノードにおける系統の接続方向を開閉器で選択する。全ての開閉器をオンにすれば完全なメッシュ状の配線となり、水平あるいは垂直方向の開閉器をオンにすれば並行した配線となる。ノード間には分散電源としてＰＶ発電機があり、日射量が強ければ売電が行われる。この開閉器の動作（オン・オフ）を評価関数を用いて決めるとき、同じ目的であっても変数の取り方によって定式化に多数の方法が見出される。これは系統電圧に関連する要因が多くあるので、関連する要因への置き換えができるためである。
（１）まず基本的な課題は、分散電源が導入された系統の電圧安定化であるから、系統電圧を変数に取る評価関数が妥当である。
（２）ある程度の電圧変動は、適宜な電圧制御機器でローカルに補正できる場合が有る。例えば緩やかな電圧変動であればＳＶＲの利用が考えられる。急激な電圧変動にはＳＶＣの利用が考えられるが、この場合は補正範囲が限られるうえ比較的高価である。そこで評価関数として、短期的な日射量の変化によって生じる短期的な系統電圧変化の大きさを変数に取ることができる。この短期的な変化は、例えば系統電圧の高周波成分、あるいは微分値、などで表わされる。
（３）短期的な日射量の変化は、雲の流れによる日射の遮蔽が主な要因であることが多い。雲は風によって移動するが、風向と風速は急激に変わることは少ない。これより短期的な雲の流れは、風の流れに置き換えることができる。こうして風の流れと系統電圧の変動を関連付けることができる。このとき電圧変化は、風の方向とノードの延びる方向が直交するとき最も急激になる。そこで、雲の流れる方向とノードの延びる方向を評価関数に取り込むことができる。
（４）上記（３）の風の方向とノードの延びる方向の関係は、風の方向に計るノード間距離に換算できる。つまり、風の方向に計るノード間距離が短く分布するほど、電圧変動が急激になる。これより、風の方向に計るノード間距離を評価関数にしても良い。【００３８】
このように評価関数は、ほぼ同じ目的でありながら異なる表現形式に置き換えが出来る。【００３９】
説明を簡易にするため、正方格子上にノードが並ぶ系統構成を用意する。ここでノードは、開閉器を用いて四方向の系統接続を任意に設定できるとする。分散電源として、ノード間に同数の太陽光発電装置（ＰＶ装置）が配置され、系統に連系されているとする。ＰＶ装置は、日射を受けて発電し、連系する系統に電力供給を行うことで、系統電圧の上昇が引き起こされるとする。日射の変化がない場合は、ＰＶ装置の発電量は一定になり、ＰＶ装置から電力供給を受ける系統の電圧も定常状態になる。このとき電圧制御装置（ＳＶＲ、ＳＶＣなど）を用いて、電圧分布を規定範囲内に収めるように制御することで、系統電圧を安定化できる。このような電圧系統の電圧分布は、電圧を縦軸、ノードが延びる方向を横軸にとるグラフで表すことができる。ところで雲の流れがある場合、日射量は雲による遮蔽によって時間的に変化することがある。ＰＶ発電量は日射量に応じて変化し、系統電圧の変動を引き起こす。このとき、雲の流れる方向と速度などの気象条件と、ノードの接続状態、によって系統電圧は影響を受けることになる。ここで系統のノード接続は、縦方向と横方向の組み合わせであるとして、図１０（１）はノード接続方向横方向へ連続して延びる形態、図１１（１）は縦方向と横方向を順番に繰り返すことで斜め方向に延びる形態を示している。雲の流れは、任意方向であるが、代表として（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）の４方向を示している。上記以外にも、ノード間接続を斜め方向に作る形態、電圧制御装置を組み合わせる形態、などの多くのバリエーションがあるが、ここでは説明を省いている。【００４０】
例えば、図１０（１）の系統接続と雲の方向（ｂ）の組み合わせの場合、両者は直交して、この系統にある全てのノードを一瞬にして（＝距離０）雲の流れは乗り越えることができる。言いかえると、雲の流れによって変化する日射量の変化が系統全体を瞬間的に覆うので、ＰＶ発電量が瞬時に変化して、系統電圧の瞬時的な変動を引き起こすことになる。一方、雲の方向が（ａ）の場合、両者は直交して、両者は並行なので、ノード間の距離と、雲の流れる距離は同じである。言いかえれば、ＰＶ発電量は徐々に変化するので、系統電圧の変動も徐々に起きることになる。この変化が緩やかであるほど、電圧制御機器などを利用した電圧安定化の効果も得やすい。また徐々に進む日射量の変化、あるいは系統電圧の変化を、何らかの手段で採取して電圧制御のための予測信号として利用する場合にも、時間的な余裕が得られやすいことになる。【００４１】
このように、ノード間に日射の変化をもたらす雲がノード間を移動する距離（換算すれば移動時間）は、系統接続と雲の方向によって変化する数値になる。ここで、系統のノード間あたり、雲の流れる距離を評価関数とする。雲が流れる距離が大きいほど移動に時間がかかるわけだから、時間当たりの電圧変動は小さくなるので、この評価関数は電圧の安定度に相当する。式で表せば、
評価関数＝雲が流れる距離／ノード間距離
となる。【００４２】
図１０（２）は、図１０（１）の評価関数プロットである。図中の破線プロットは、系統接続が縦方向の場合を示す。縦軸は、評価関数の値を示している。横軸は雲の移動方向を（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）で区別している。なお雲の移動方向は４方向に限らない任意方向なので、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）を連続してつないでいる。雲の流れ方向（ａ）とノードの延びる方向が直交する場合は最小値０になる。雲の流れ方向（ａ）とノードの延びる方向が並行する場合は最大値１になる。他の方向も同様に計算できる。この系統構成の場合、最大値と最小値の差が大きいので、雲の方向がずれると、評価値も大きく変動する。【００４３】
図１１（２）は、図１１（１）の評価関数プロットである。図中の破線プロットは、系統接続が逆の斜め方向の場合を示す。雲の流れ方向（ａ）に雲が１進むとき、ノードの延びる方向は縦と横のジグザグだからノード間距離は２となり、０.５（＝１／２）になる。雲の流れが（ａ）と（ｂ）の中間にあるとき、ノード間距離は同じく２でありながら、雲は正方格子の斜め線１.４１（＝ルート２）進むので、１.４１／２＝約０.７となる。他の方向も同様に計算できる。この系統構成の場合、最大値と最小値の差が小さいので、雲の方向がずれても、評価値の変動は小さい。前記したように、この評価関数は電圧安定度に相当するから、大きな数値であるほど、雲の流れによる系統電圧の変動が小さいことになる。言いかえれば、雲の流れる方向によって、ノードの延びる方向を切り替えることで、電圧安定性が変化することが分かる。本発明は、このような気象条件と系統電圧との関連を利用して、系統のノードの接続方向を切り替えることによって、電圧の安定性を制御することを特徴とする。【００４４】
図１２は、上記の結果をまとめて、系統再構成と電圧安定化の関係を表示している。雲の方向に従い、プロットの上端（図中の太線）にある系統の接続形態を選ぶことで、電圧安定性を高める系統再構成の制御を実現することができる。例えば風の方向が（ａ）であれば、もっとも高い数値を示す図１０（１）に示す横方向への系統接続を選択する。風の方向が（ａ）と（ｂ）の中間であれば、もっとも高い数値を示す図１１（１）に示す斜め方向への系統接続を選択する。上記は正方格子のノードが並ぶ例を説明したが、任意の系統構成において同様の評価関数を用意することで、系統再構成の制御信号を生成できる。【００４５】
また上記はノード間距離を指標として用いたが、多数のノードに関わる情報を統計的に処理して利用しても良い。【００４６】
評価関数に電圧制御機器などによる電圧制御特性、ＰＶ等の分散電源の配置箇所、などを変数として導入できることは言うまでもない。また気象等の計測データには誤差（ノイズ）が含まれることがあるので、何らかのフィルタ処理を組み合わせても良い。【００４７】
現実の電力系統のノード位置は複雑な組み合わせであり、かつ接続方向が限られている場合がある。このような場合は、何らかの統計的な処理を利用しても良い。【００４８】
本発明は、評価関数に基づく最適解を求めることを原理とするが、ここには局所的な最適解を含むものとする。局所解とは、簡単には、解が取り得る範囲を限定した場合の解である。最適解の探索的解法の多くは、実用的な時間内に取り得る全ての解を探索することができない。例えば最適解の探索手法の一つとして知られているTaboo法は、局所解となることを避ける手順を備えることを特徴としているが、それでも探索時間の制約などから局所解となる場合がある。しかしこの例は、与えられた探索時間のなかで得られる最適解と解釈することもできる。また別の例として、評価関数の算出に用いる数値に誤差が含まれるとき、これは電力系統の特性を正しく測定することが困難な場合に相当するが、数値の大きさを厳密に比較する根拠は薄れることになる。これらの実用的な観点から、本発明は、最適解に限ることなく、局所解の利用を妨げるものではない。【００４９】
すでに算出されているＰＶ予測発電量の作成部１０による予測発電量を用いて、全ての開閉器の開／閉の組みせに対して、その組み合わせにおけるノード（ｎ１１、ｎ５５）が接続されて形成されるグループで、そのグループにおける電圧変動を評価関数とするのである。そして、その評価関数が最小（あるいは最大）になったものを解として、系統再構成信号の作成部１１は、開閉器１３に開／閉信号を得る。【００５０】
開／閉信号の生成について、具体的な例を図を用いて説明する。図５にＰＶ機器の分布を例示するが、２次元に分布するＰＶ機器は、雲の移動方向にとる一次元座標軸上の分布に置き換えることができ、同図５（１）に示すように、ＰＶ機器が配電系統上で均等間隔に並ぶ場合でも、雲の移動方向から見るとＰＶ機器の間隔が異なる場合があり、ＰＶ機器の平均間隔が、雲の移動方向により異なる値になる。【００５１】
すなわち、系統再構成信号の作成部１１は、ノード（ｎ１１〜ｎ５５）が接続された各グループにおいて、各ノード（ｎ１１〜ｎ５５）が形成する平均間隔が最も大きくなるようにグループ分けをするように、評価関数を用いて、評価関数の評価結果が最も小さくなるように（あるいは、最も大きくなるように）、開閉器１３への開／閉信号を演算する。【００５２】
上記において、系統再構成信号の作成部１１は、平均間隔の代わりに、同図（２）に示すように、分散電源の配置箇所を、位相として捉えて演算することができる。二つの配電系統において、雲の移動方向に均等間隔でＰＶ機器が接続されている場合を例示する。両者の配電系統のＰＶ機器の配置が同じ位相であるというのは、日射の変化による電圧変動が両者の配電系統で同じタイミングになることを指す。一方、両者のＰＶ機器の配置の位相がずれているならば、両者の電圧変動は異なるタイミングになる。このように、位相が異なる分散電源を備える配電系統を連結するとき、電圧変動は滑らかな傾きになる。連結する配電系統に備わる分散電源の位相のずれを評価関数として、この評価関数が最小（あるいは最大）になるように、例えば総当たりの組み合わせ問題として解くことができる。【００５３】
すなわち、全ての開閉器の開／閉の組み合わせに対して、その組み合わせにおけるノード（ｎ１１〜ｎ５５）が接続されて形成されるかグループで、そのグループにおける分散電源の位相ずれを評価関数とするのである。そして、その評価関数が最小（あるいは最大）になったものを解として、系統再構成信号の作成部１１は、開閉器１３に開／閉信号を求める。【００５４】
なお、解を得るための解法手法としてはなんらかの既存の最適化手法を利用して解くことができる。本発明は最適化手法の種類を限定するものではない。【００５５】
次に、上記で得られた解について制限を与える再演算で行う。ある地域内の分散電源による電力供給は、気象により、地理的および時間的な変動がある。例えば雲が流入してくるとき、雲が無い地域は太陽光発電が行われ、雲により日射が遮断される地域は太陽光発電が減少する。雲は、生成、消滅、変形などしながら移動するが、比較的に狭い地域内であるとして、雲の移動だけを取り上げる。【００５６】
図６は、雲の移動（流入）による太陽光発電の変化を、模式的に示している。図中（１）に示すように雲の移動方向と平行してＰＶ機器が並ぶ配電系統では、徐々にＰＶ機器に雲がかかり太陽光発電の出力が徐々（ランプ関数的）に減少する。一方（２）に示すように雲の移動方向と直交してＰＶ機器が並ぶ配電系統では、全てのＰＶ機器に同時に雲がかかり、太陽光発電の出力がステップ関数的に減少する。【００５７】
このように、発電電力の供給を受ける配電系統の電圧は、雲とＰＶ機器の位置関係によって特性が異なることが分かる。なるべく、雲の移動方向と平行してＰＶ機器が並ぶように系統が構成されていることが、電圧安定化の効果が得られることになる。配電系統とＰＶ機器の接続点は電気的および機械的を変えることによって、上記で述べた雲の移動方向とＰＶ機器の並びの関係を変えるものである。すなわち、上記で得られたノード（ｎ１１〜ｎ５５）の組み合わせにおいて、各グループにおいて、ステップ関数が発生するか否かを判定し、ステップ関数が発生した場合には、このノード（ｎ１１〜ｎ５５）の組み合わせを除外して、再度ノード（ｎ１１〜ｎ５５）の組み合わせの演算を行う。この結果をもって、開閉器１３に開／閉の制御信号を送信する。【００５８】
このような結果、図１（２）あるいは（３）を示すような開閉器１３の再構成が成される。【００５９】
次に、電圧制御機器駆動信号の作成部１２の動作を説明する。上記のように、気象予測情報に基づく開閉器１３の駆動信号の算出により、系統電圧の安定化を実現できる。しかし、あくまでも予測情報に基づく制御であるので、予測誤差が発生することは避けられない。また短期的な日射量の変化、風速の変化などの気象予測情報を活用するには開閉器１３の高速動作が必要になる。そこで、気象予測情報に基づく開閉器を用いた系統の再構成に、気象予測情報に基づく電圧制御機器の駆動を組み合わせることで、さらなる電圧の安定化を実現することができる。以下に、ＳＶＲ、ＳＶＣ等の電圧制御機器を、予測気象情報で制御する方法を例示する。【００６０】
また、比較例を説明する。図８は、日射予測情報と系統電圧の変化を示している。図８（１）は予測期間の日射量の変化を示す。予測期間の始めは曇天で、その後２回の晴天期間を経て、予測期間の終端で曇天に戻っている。図８（２）は太陽光発電の発電量であり、予測期間の日射の変化に同期している。図８（３）は太陽光発電による系統電圧の変化であり、予測期間の日射の変化に同期している。この電圧を安定化するため、ＳＶＲとＳＶＣによる電圧制御を行うとする。図中（４）は予測される系統電圧の低周波成分を示す。【００６１】
本実施例の電圧制御機器の駆動信号の作成部１２は、この低周波成分を補償するようステップ動作をさせる。ここで注目するのは、予測期間内の電圧波形を周波数成分に分解するとき、低周波成分は、系統電圧の変動が起きる前から変化していることである。そして、図８（５）に示すように、残差、すなわちＳＶＲの応答と図８（３）との差分（さらに言い換えれば系統電圧の高周波成分）を補償するようにＳＶＣを動作させる。このように、電圧制御機器駆動信号の作成部１２は、実際の電圧変動が起きる前に、変動を補償するための動作を開始する。これにより、実際に変動が起きた時の補償の誤差を低減することができる。このような制御を、新たな情報を入力する毎に繰り返して行うことで、系統の安定化を実現できる。【００６２】
図９は、開閉器を用いて系統再構成したときの、日射予測情報と系統電圧の変化を示している。前記した図８と比べて図中の（１）から（５）において、図中（３）に示すように、開閉器を用いた系統再構成により系統電圧の変動は緩やかになっている。電圧変動が緩やかであれば、ＳＶＲ、ＳＶＣによる電圧制御の負担は減ることになる。これは、ＳＶＲ、ＳＶＣ等の電圧制御機器にかかるコストを低減できるメリットになる。【００６３】
分散電源と気象情報の関わりについて説明したが、分散電源として、日射量と太陽光発電の関わりを主体に説明するが、同様に風（風向、風速）と風力発電の関係、川と水車の関係、などに適用できる。【００６４】
本実施例の時間経過に対する動作を図を用いて説明する。【００６５】
図７に、配電変電所から、末端のＰＶ機器を備える需要家までの配電系統と電圧分布を模式的に示している。系統には、電圧変動を抑えることを目的に、電圧制御機器１、電圧制御機器２（１４，１５）ＳＶＲ、ＳＶＣが接続されているとする。ＰＶ機器等の分散電源が接続されていない系統では、末端にいくほど電圧は低下することが多いが、これに対して、分散電源からの電力供給を受ける系統は、いわゆる逆潮流となるため、末端の電圧が上昇する。分散電源の発電量は気象による変動があり、分散電源が接続する系統電圧分布は気象の影響を受けて変動することになる。系統の電圧は、系統設備容量、接続されている負荷設備、などの安定動作のため、一定の許容範囲内に収めることが求められている。例えば国内の低圧配電系統は１０１±６Ｖが許容範囲とされている。これを守るため、電圧制御機器１４，１５を備えて電圧制御することが一般的に行われている。これは高圧配電系統も同様である。図中（１）は、曇りが晴れに状態が変った場合における系統電圧分布を示している。曇りのとき許容範囲内にあった電圧が晴れになって発電量が増えた場合でも、本実施例では、太陽光発電の影響で許容範囲内の電圧になっていることを示す。図中（２）は、ＳＶＲによる電圧低下により、許容範囲内に収める動作を示している。図中（３）は、天気が晴れから曇りに変わった場合でも、本実施例では、許容範囲の電圧になっていることを示す。この例に示すように、分散電源を備える系統電圧は、気象によって大きく変動することになるが、本実施例では、許容範囲に維持が可能となっている。すなわち、図１（２）（３）に示すように、気象予測情報に基づいて、実際の電圧変動が起きる前に、雲の移動方向と平行してＰＶ機器が並ぶように開閉器を駆動するので、日射量の変動がもたらす系統電圧の変動を抑える効果が得られる。これは、ＳＶＲ、ＳＶＣ等の電圧制御機器にかかるコストを低減できるメリットになる。
【実施例２】
【００６６】
次に、実施例２を説明する。実施例２では、評価関数に係る演算が異なるのみで、他の構成は実施例１と同じであるので、相違点のみを説明する。すなわち、他の異なる部分の説明は省略する。【００６７】
開閉器１３のオンオフに係り、電力系統の潮流計算による電圧分布の算出について評価関数を用いて評価結果を演算する。電力系統の潮流計算は、系統解析の一般的な手法として知られているものを用いる。図９（２）における系統電圧の予測電圧の予測分布の作成部１２は、開閉器１３を含む系統構成の情報と、分散電源による発電量に基づいて潮流計算することで、電圧分布を求める。このような潮流計算に、気象予測情報に基づく分散電源の発電量と、電圧変動が少なくなる開閉器１３の組み合わせを取り入れて、電圧分布を算出する。そして、電圧変動の大きさを評価関数として、評価結果を演算する。【００６８】
ＰＶ機器を備える一つの配電系統について、雲の移動による日射量の変化に対応する応答特性をモデル化することができる。応答特性は、雲の移動方向とのＰＶ機器の位置関係により定まり、直交していればステップ関数の応答であり、並行であればランプ関数の応答で表わされる。それぞれの応答の振幅は、接続するＰＶ機器の発電量により定まる。応答がステップ関数ということは、高周波成分を含むことであり、系統の安定化には好ましくない。開閉器による連結の効果は、これらの応答特性を持つ配電系統を組み合わせることで電圧変動の傾きを緩和することである。連結点の位置によって組み合わせの効果は変わるが、大きな傾向は次のようになる。二つのステップ関数を持つ系統を、同一ライン上で連結するとき、振幅が足しあわされた同じステップ関数の応答になる。ステップ関数とランプ関数の系統の連結は、中間的なランプ関数の応答になる。開閉器１３のオンオフの組み合わせは、各ノード（ｎ１１〜ｎ５５）に組み合わされたグループで応答信号の傾きを指標として、その応答信号の順に係る指標の総和をとって、評価関数として、その応答信号が緩やかになって、評価関数が最小（あるいは最大）となるものを、選択することになる。前記方法と同じように、このような組み合わせの問題は、例えば総当たりの組み合わせ問題として解くことができる。あるいは、なんらかの最適化問題として、既存の最適化手法を利用して解くことができる。【００６９】
このように、この評価関数が最も小さく（あるいは最大）なるような開閉器のオンオフの組み合わせを、実施例方法と同じように組み合わせ問題として設定し、例えば総当たりの組み合わせ問題として解くことができる。あるいは、なんらかの最適化問題として、既存の最適化手法を利用して解くことができる。【００７０】
なお、評価関数として、実施例１の評価関数と実施例２の評価関数を組み合わせ、例えば、それらに重み付けをつけて和とした新たな評価関数として用いて開閉器１３の組み合わせを得るようにしても良い。
【実施例３】
【００７１】
次に、実施例３を説明する。実施例３では、実施例１及び２との相違点のみを説明する。すなわち、他の構成の実施例１及び２と同じであるので説明は省略する。【００７２】
開閉器１３のオンオフの駆動信号の算出は、事前に計算した結果を表形式でまとめておくことができるほか、計算機能力が高ければリアルタイムに計算しても良い。前者の事前計算の場合は、雲の移動方向、雲の大きさと形状、太陽の方位角と高度、などに関する気象予測情報に基づいて、地上の日射量の変化を予測しておくことになる。【００７３】
今までの説明は、電力系統の単相／３相の区別をすること無く説明してきたが、いずれにも適用できることは言うまでもない。また３相の電力系統（ＵＶＷ）の場合には、相関電圧が均衡するように、開閉器１３の駆動信号を生成することができる。【００７４】
開閉器１３を駆動して系統を再構成する途中段階において、再構成による電圧変動が起こる場合がある。この再構成の途中段階における電圧変動は小さいことが望ましい。現時点の系統構成から、目標とする系統構成に至るまでに、複数の途中段階の系統構成を経るように開閉器を駆動する。この途中段階では、定常状態よりも系統間の連結点を増やすことによる変動抑圧の効果（いわゆる、ならし効果）を実現する。前記したメッシュ型の系統を例にとれば、現時点の系統構成から目標とする系統構成に至るまでに、全ての開閉器をオンにする完全メッシュ型の構成を経由することで、再構成の途中段階における電圧変動を抑えることができる。ただし定常的に完全メッシュ型とすることは、前記したように障害発生の問題があり望ましくないことは前記したとおりである。現実の電力系統においては、系統の再構成の途中段階では連結点が増えるように開閉器を駆動して、そのあとで、目標とする系統構成を実現するように開閉器を駆動する。このように途中段階では開閉器による連結点が増えるようにすることで、電圧変動を抑えることができる。この途中段階に要する時間は特に制約するものではないが、短時間にすることが望ましい。また、気象変動による電圧変動の影響の少ない、気象が安定している時間帯に系統再構成を行う。太陽光発電に関しては夜間であり、風力発電に関しては風速の小さな凪の時間帯とすることができる。また同様に、系統につながる負荷の変動が小さな時間帯を選ぶようにしても良い。【００７５】
本発明は開閉器の構成手段を限定するものではない。機械的なスイッチ手段、半導体素子を用いるスイッチ手段、であって良い。従来は、開閉器を障害個所の切り離しなどに使うことが多かったのに対して、系統の再構成を目的にした新たな開閉器を構成しても良い。具体的には、開閉動作を短時間に行い、繰り返し開閉の耐用回数が大きく、遠隔操作が容易であり、スイッチング素子等の保守が不要であり、計量で安価で有ることが望ましい。また、これまでの説明は、開閉器を電気的あるいは電子的にオンオフするための駆動信号を生成する構成を説明してきた。あるいは、このオンオフを人間の手動操作で行わせるため視覚的に表示する手段を備えて、これに基づいて人間による開閉器の手動操作をガイダンスするように構成してもよい。複数の開閉器のオンオフを時間的な順序をもって駆動するとき、順序付けをしたガイダンス表示を誤解の無いように行うことで、目標とする系統の再構成を実現することができる。半導体素子を用いた開閉器を利用するならば、系統再構成の所要時間を短縮できて、開閉回数の耐用もあるので、もっと頻繁な切り替えが可能になる。再構成を行う時間帯の制約も減り、前記した再構成の途中段階の所要時間も短縮できるので、定常的に動的な系統の再構成をして系統電圧の安定化を実現できる。本発明は、この動的な系統の再構成が意味する時間の単位を限定するものではない。長ければ一日を単位、短ければミリ秒を単位にして、開閉器の駆動信号を生成する。このときに利用する気象予測情報の種類を限定するものではない。複数の情報源から入手した気象予測情報を組み合わせて利用して良い。例えば日射量が数秒で大きく変化するという予測情報がある場合に、実際の日射量の変化に先だって系統の連結点を増加させることで、系統電圧の変動を抑制する。日射量の変化が終わった時点で系統の連結点を減らすことで障害に備えた系統構成に戻す。こうして、従来は電圧制御機器によって実現していた電圧安定化の機能を、開閉器による系統再構成により実現できることになる。【００７６】
開閉器はオンオフのスイッチ手段であるとして説明をしてきたが、開閉器にリアクタンスあるいはキャパシタンスの機能を持たせても良い。例えば、トランスの電磁誘導結合、あるいはコンデンサの静電結合でオン機能を実現しても良い、さらに、これらのリアクタンス、キャパシタンスに半導体素子によるスイッチング機能を組み合わせても良い。いずれの場合も、本発明は、気象予測情報に基づいて電圧安定化のための駆動信号を生成することを特徴とする。【００７７】
開閉器の駆動信号を生成するための評価関数は、前記した実施例に記述した以外にも多くのバリエーションがあって良い。例えば、開閉器の切り替え回数を少なくすること、開閉器の切り替え時の電圧変動を小さくすること、障害発生時の障害の波及範囲、などを評価関数に取り込むことができる。また、需要家側の負荷の変動を組み合わせることができる。【００７８】
現実の電力系統は、理想的なメッシュ型の構成になっていることは少ない。また開閉器の設置個所、設置個数、連結する系統、および遠隔操作の可否などに限定がある場合がある。しかしながら、これから分散電源が普及していくことは、低炭素社会に向けた社会的要請として周知のことである。そのとき、系統電圧に影響を与えることも技術的な課題として周知である。本発明は、開閉器を用いて系統を再構成することで電圧変動を緩和するという新たな概念を提示するものであり、これからの設備計画として組み込んでいくならば、現状における上記の課題は解消できていくことになる。例えば新たな街並みを構築する段階から、多数の分散型電源の有効活用と安定化を考慮した電力系統を目指して系統再構成を容易とするための設備機器を導入することで、本発明の特徴を十分に活かすことができる。【００７９】
このように十分に実用的な解決策と将来的な計画を提示するものであり、その利用効果は大きい。【００８０】
本発明の実施において気象予測情報は、直接的に気象に関わる信号でなくても、気象に関わる任意の信号を利用できる。気象状況と系統電圧は多くの要因で繋がれ、例えば日射量、日照時間、ＰＶ発電量、ＰＣＳ（パワーコンディショナー）、ＡＭＩ計測データ（売電買電）などは関連のある動作をしているので、いずれかの要因も気象に関わる情報として利用できる。また気象状況は、電力に関わらない何らかのセンサ情報として採取される場合があり、例えば監視カメラ、街灯の自動点滅装置、携帯端末搭載センサ、などで採取した気象に関連する情報を利用しても良い。また、気象状況を採取する手段と方法に関知することなく、例えば気象情報を配信する気象庁あるいは気象サービス会社等からの情報を利用しても良い。このように気象予測情報は、明示的に気象と関連付けられない場合があっても良い。【００８１】
また既に日射量変動の影響を受けて変動を起こした地域の系統状態を採取して、まだ日射量変動の影響を受けていない地域の系統安定化に利用しても良い。これは日射量などの気象状況は地域的・時間的に連続する場合が多いことから、隣接する地域の結果情報を利用して、該当地域の予測情報として利用することができることを利用する。【００８２】
このように、電圧制御機器を、気象予測情報に基づいて電圧余裕が増加するように事前に制御することで、系統の再構成と併せて電圧変動を抑える効果が得られる。【００８３】
また太陽光発電などの分散電源を備える需要家にとっては、系統の安定化が向上するように制御することで、余剰電力の売電の機会を増加させること効果が得られる。【００８４】
以上の実施例は本願発明の内容の具体例を示すものであり、本願発明がこれらの実施例に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１０  ＰＶ予測発電量の作成部
１１  系統再構成信号の作成部
１２  電圧制御機器駆動信号の作成部
１３  開閉器
１０１  本発明の系統電圧の安定化装置
２０１  本発明の系統電圧の安定化方法
【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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【手続補正書】
【提出日】平成26年9月9日(2014.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気象予測情報を入力する入力部と、前記気象予測情報と系統構成情報に基づいて気象変動に影響される系統の電圧変動の変化速度を抑制するように系統の各開閉器を接続／遮断するための開閉指令を求める指令演算部を有することを特徴とする系統電圧安定化装置。
【請求項２】
請求項１において、前記気象予測情報に基づいて自然エネルギー発電装置の発電量を推測する発電量推測部を有し、前記開閉指令は、前記系統構成情報と共に前記推測された発電量に基づいて演算されることを特徴とする系統安定化装置。
【請求項３】
請求項１において、前記開閉指令から開閉器の駆動信号を生成する駆動信号生成部を有することを特徴とする系統電力安定化装置。
【請求項４】
請求項２において、前記自然エネルギー発電装置は、太陽光発電あるいは／および風力発電であることを特徴とする系統電力安定化装置。
【請求項５】
請求項１において、前記気象予測情報は、太陽光発電を備える電力系統においては日射量、風力発電を備える電力系統においては風速を含むことを特徴とする系統電力安定化装置。
【請求項６】
請求項１において、前記系統構成情報は、分散電源の接続点、系統の線路、電圧制御機器の種類、を含むことを特徴とする系統電力安定化装置。
【請求項７】
請求項３において、前記開閉器の駆動信号は、気象予測情報に基づく分散電源の発電量の変動が電力系統の電圧変動に与える影響が最小になるように生成することを特徴とする系統電力安定化装置。
【請求項８】
請求項３において、現時点の系統構成から再構成する系統構成に至るまでに、複数段階の系統構成を経るように開閉器の駆動信号を生成する系統電力安定化装置。
【請求項９】
気象予測情報を入力し、前記気象予測情報と系統構成情報に基づいて気象変動に影響される系統の電圧変動の変化速度を抑制するように系統の各開閉器を接続／遮断するための開閉指令を求める系統電圧安定化方法。
【国際調査報告】
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