(57)【要約】      （修正有）【課題】通信機能を活用して、配電系統におけるコンデンサ容量を考慮した区間負荷推定装置及び方法を提供する。【解決手段】配電線が開閉器により区間に分けられて直並列に接続された配電系統における区間負荷推定装置であって、配電線電源側の計測点で検知した負荷情報を記憶する計測電流記憶部と、通信検針装置から得た需要家の負荷情報を記憶する検診値情報記憶部と、通信検針装置を備えない需要家の負荷情報を推定し、計測点よりも配電線の負荷側における合計負荷を求める区間負荷計算部と、計測電流と、区間負荷計算部で求めた推定電流について、計測電流に近似する推定電流を得るときの無効電力値から需要家におけるコンデンサ容量を推定するコンデンサ容量推定装置と、区間負荷計算部で求めた負荷情報をコンデンサ容量を考慮して補正する無効電力補正部と、コンデンサ容量を用いて開閉器区間の推定電流値を補正する推定値補正手段を備えている。【選択図】図１
2018085879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電線が開閉器により区間に分けられて直並列に接続され、配電線から分岐して複数の需要家が接続されるとともに、前記需要家は需要家負荷を検針して通信を行う通信検針装置を備えた需要家と備えない需要家を含み、かつコンデンサが配置された需要家を含んで構成された配電系統における区間負荷推定装置であって、
配電線電源側の計測点で検知した負荷情報を入手して記憶する計測電流記憶部と、通信検針装置から得た需要家の負荷情報を入手して記憶する検診値情報記憶部と、前記需要家の負荷情報を用いて通信検針装置を備えない需要家の負荷情報を推定し、前記計測点よりも配電線の負荷側における合計負荷を求める区間負荷計算部と、前記計測電流記憶部に記憶された負荷情報である計測電流と、前記区間負荷計算部で求めた需要家の負荷情報から推定した推定電流について、前記計測電流に近似する前記推定電流を得るときの無効電力値から前記需要家におけるコンデンサ容量を推定するコンデンサ容量推定装置と、前記区間負荷計算部で求めた負荷情報を前記コンデンサ容量推定装置で求めたコンデンサ容量を考慮して補正する無効電力補正部と、コンデンサ容量を用いて開閉器区間の推定電流値を補正する推定値補正手段を備えていることを特徴とする配電系統における区間負荷推定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の配電系統における区間負荷推定装置であって、
配電線電源側の前記計測点は、配電変電所出口であることを特徴とする配電系統における区間負荷推定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の配電系統における区間負荷推定装置であって、
配電線は、計測通信機能付きの通信開閉器と、計測通信機能を備えない複数の通常開閉器により区間が分けられており、配電線電源側の前記計測点は、前記通信開閉器が設置された位置であることを特徴とする配電系統における区間負荷推定装置。
【請求項４】
請求項１に記載の配電系統における区間負荷推定装置であって、
通信検針装置を備えない需要家の負荷情報を推定するために、各需要家の契約種別の情報を予め保持し、通信検針装置を備えた需要家の負荷情報を前記契約種別ごとに平均値化し、通信検針装置を備えない需要家の負荷情報として、前記契約種別ごとに平均値化した情報を用いることを特徴とする配電系統における区間負荷推定装置。
【請求項５】
請求項３に記載の配電系統における区間負荷推定装置であって、
前記区間負荷計算部は、前記通信開閉器間の負荷を合計負荷とし、併せて通常開閉器間の負荷を求め、前記コンデンサ容量推定装置は、前記通信開閉器間の合計のコンデンサ容量と前記通常開閉器間のコンデンサ容量を求め、前記無効電力補正部は、前記区間負荷計算部で求めた通常開閉器間の負荷情報を前記コンデンサ容量推定装置で求めた前記通常開閉器間のコンデンサ容量を考慮して補正することを特徴とする配電系統における区間負荷推定装置。
【請求項６】
請求項１に記載の配電系統における区間負荷推定装置であって、
前記推定電流について、前記通信検針装置が定周期で送信する有効電力Ｐ、無効電力Ｑと配電線の電圧を元に算出することを特徴とする配電系統における区間負荷推定装置。
【請求項７】
請求項１に記載の配電系統における区間負荷推定装置であって、
前記コンデンサ容量推定装置は、夜間時間帯における前記計測電流と、前記推定電流からコンデンサ容量の推定を実施することを特徴とする配電系統における区間負荷推定装置。
【請求項８】
請求項１に記載の配電系統における区間負荷推定装置であって、
前記無効電力補正部は、無効電力Ｑを入力として算出される推定値に対してコンデンサ推定容量による補正を適用することを特徴とする配電系統における区間負荷推定装置。
【請求項９】
配電線が開閉器により区間に分けられて直並列に接続され、配電線から分岐して複数の需要家が接続されるとともに、前記需要家は需要家負荷を検針して通信を行う通信検針装置を備えた需要家と備えない需要家を含み、かつコンデンサが配置された需要家を含んで構成された配電系統における区間負荷推定方法であって、
配電線電源側の計測点で検知した負荷情報と通信検針装置から得た需要家の負荷情報を入手し、前記需要家の負荷情報を用いて通信検針装置を備えない需要家の負荷情報を推定して前記計測点よりも配電線の負荷側における合計負荷を求め、前記計測点で検知した負荷情報である計測電流と、前記需要家の負荷情報から推定した推定電流について、前記計測電流に近似する前記推定電流を得るときの無効電力値から前記需要家におけるコンデンサ容量を推定し、前記配電線の負荷側における合計負荷を前記コンデンサ容量を考慮し、コンデンサ容量を用いて開閉器区間の推定電流値を補正することを特徴とする配電系統における区間負荷推定方法。
【請求項１０】
配電線が開閉器により区間に分けられて直並列に接続され、配電線から分岐して複数の需要家が接続されるとともに、前記需要家は需要家負荷を検針して通信を行う通信検針装置を備えた需要家と備えない需要家を含み、かつコンデンサが配置された需要家を含んで構成された配電系統における区間負荷推定方法であって、
配電線電源側の計測点で検知した計測電流と、前記通信検針装置から得られる情報から推定した配電線の推定電流について、当該推定電流となるときの第１の無効電力と、前記計測電流に近似する推定電流となるときの第２の無効電力の差を、前記配電線におけるコンデンサ容量と推定し、前記配電線の区間ごとにコンデンサ容量を案分して区間負荷を得ることを特徴とする配電系統における区間負荷推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は配電系統における区間負荷推定装置及び方法に係り、特に配電系統に設置された各種のコンデンサ容量を考慮した配電系統における区間負荷推定装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
配電系統は、配電用変電所から、配電線が開閉器を介して直並列に接続されて構成されている。配電線に事故が発生したときには、上流の配電用変電所で事故検出して、配電用変電所出口に設置された配電用遮断器を開放することにより、配電線の事故を除去する。なお配電用遮断器の開放による配電線の無電圧を検知して、各開閉器は開放されている。その後配電用変電所に近い側の開閉器から順次投入していく。この場合に配電用遮断器を開放することで事故が除去されていれば、順次末端の開閉器まで再接続することが可能であるが、永久事故の場合には、事故点直近の開閉器を投入した時点で再度事故発生し、配電用変電所出口に設置された配電用遮断器が開放されることになる。なお、この再遮断の状態では、最後に投入された開閉器が判明しているので、配電用変電所では事故発生位置を特定可能である。事故発生後におけるこれらの復旧処理は、配電自動化システムにより実行される。
【０００３】
配電自動化システムでは、さらに配電線の事故発生時など系統異常が発生した際に区間負荷推定手法を用いて配電線内の推定電流値を算出し、融通計算することで事故復旧操作を実施している。よって、正しい事故復旧操作を実施するためには推定精度の高い区間負荷推手法が求められる。
【０００４】
従来の配電自動化システムにおける区間負荷推定手法を用いて、開閉器区間の推定電流値を求める場合、配電線全体の計測電流値を開閉器区間毎の契約容量で按分するため、開閉器区間の一日の推定電流値は配電線全体の計測電流値と相似する。しかし、実際の開閉器区間毎の電流値は各需要家の負荷消費の仕方によって変化するため、配電線全体の計測電流値とは相似しない。また、力率改善を目的としたコンデンサの設置されていることで無効電力が変化するため、これを考慮した区間負荷推定手法が必要である。
【０００５】
特許文献１は、係る課題に鑑み、従来の区間負荷推定手法に開閉器区間毎の負荷変化率を加えることで、推定精度の向上を図っている。具体的には、「電源側から供給される配電線電流を、予め定められる設備容量比に基づき按分比例配分して配電区間の負荷を求める際に、配電線電流の供給を受ける配電区間が独自に有する区間属性によって与えられる負荷変化率を、前記設備容量比に乗じた後、再度、前記按分比例配分して、配電区間の負荷を求める配電区間負荷推定手段」としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−７９５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年の配電系統では、多種多様なコンデンサ負荷が増大している。これらのコンデンサの容量や使用態様は需要家側における管理事項であり、配電系統の運用者側では需要家個別の容量までを把握、管理することが困難である。これらのコンデンサ負荷は、大口需要家における力率改善用のコンデンサであり、あるいは近年普及が著しい太陽光発電設備に付随するコンデンサなどである。
【０００８】
さらに近年では、配電区間を区分する開閉器自身に計測機能及び通信機能を付与した計測通信機能付き開閉器が部分的（例えば１０区間に１台の計測通信機能付き開閉器を設置、他の区間は通常の計測通信機能なしの開閉器を設置）にではあるが導入されつつある。また各需要家についてみると、需要家に設置された検針装置（例えば電力量計）として通信機能を備えた通信機能付き検針装置が順次導入されつつある。然しながら、現状では配電自動化システムと、計測通信機能付き開閉器と、通信機能付き検針装置が有機的に結合されたシステム構成にまでは至っていない状況である。
【０００９】
これらの点に関し、特許文献１では配電区間負荷推定が可能であるが、配電系統の需要家側に導入されたコンデンサまでを含めた区間負荷を正確に推定することは困難である。特に配電線区間ごとにコンデンサ負荷までを含めて推定することは困難である。
【００１０】
また、配電系統の運用者側が把握している配電系統に設置された力率改善用等のコンデンサの容量は多くの場合に定量値であり、需要家の負荷がピークとなる正午の負荷・力率にあわせた容量を設定している。そのため、曇天日や雨天、夜間といった軽負荷時には余分に負荷を補正してしまい、無効電力が大きくなるという課題もある。また検針値が未導入の需要家においては、コンデンサ容量を計測する手段がないため、コンデンサ容量を推定する手段が必要である。
【００１１】
以上のことから本発明においては、通信機能を備えた各種機器（例えば計測通信機能付き開閉器や通信機能検針装置）を活用して、配電系統におけるコンデンサ容量を考慮した区間負荷推定装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明においては、「配電線が開閉器により区間に分けられて直並列に接続され、配電線から分岐して複数の需要家が接続されるとともに、需要家は需要家負荷を検針して通信を行う通信検針装置を備えた需要家と備えない需要家を含み、かつコンデンサが配置された需要家を含んで構成された配電系統における区間負荷推定装置であって、配電線電源側の計測点で検知した負荷情報を入手して記憶する計測電流記憶部と、通信検針装置から得た需要家の負荷情報を入手して記憶する検診値情報記憶部と、需要家の負荷情報を用いて通信検針装置を備えない需要家の負荷情報を推定し、計測点よりも配電線の負荷側における合計負荷を求める区間負荷計算部と、計測電流記憶部に記憶された負荷情報である計測電流と、区間負荷計算部で求めた需要家の負荷情報から推定した推定電流について、計測電流に近似する推定電流を得るときの無効電力値から需要家におけるコンデンサ容量を推定するコンデンサ容量推定装置と、区間負荷計算部で求めた負荷情報をコンデンサ容量推定装置で求めたコンデンサ容量を考慮して補正する無効電力補正部と、コンデンサ容量を用いて開閉器区間の推定電流値を補正する推定値補正手段を備えていることを特徴とする配電系統における区間負荷推定装置。」としたものである。
【００１３】
また本発明は、「配電線が開閉器により区間に分けられて直並列に接続され、配電線から分岐して複数の需要家が接続されるとともに、需要家は需要家負荷を検針して通信を行う通信検針装置を備えた需要家と備えない需要家を含み、かつコンデンサが配置された需要家を含んで構成された配電系統における区間負荷推定方法であって、配電線電源側の計測点で検知した負荷情報と通信検針装置から得た需要家の負荷情報を入手し、需要家の負荷情報を用いて通信検針装置を備えない需要家の負荷情報を推定して計測点よりも配電線の負荷側における合計負荷を求め、計測点で検知した負荷情報である計測電流と、需要家の負荷情報から推定した推定電流について、計測電流に近似する推定電流を得るときの無効電力値から需要家におけるコンデンサ容量を推定し、配電線の負荷側における合計負荷を前記コンデンサ容量を考慮し、コンデンサ容量を用いて開閉器区間の推定電流値を補正することを特徴とする配電系統における区間負荷推定方法。」としたものである。
【００１４】
また本発明は、「配電線が開閉器により区間に分けられて直並列に接続され、配電線から分岐して複数の需要家が接続されるとともに、需要家は需要家負荷を検針して通信を行う通信検針装置を備えた需要家と備えない需要家を含み、かつコンデンサが配置された需要家を含んで構成された配電系統における区間負荷推定方法であって、配電線電源側の計測点で検知した計測電流と、通信検針装置から得られる情報から推定した配電線の推定電流について、当該推定電流となるときの第１の無効電力と、計測電流に近似する推定電流となるときの第２の無効電力の差を、配電線におけるコンデンサ容量と推定し、配電線の区間ごとにコンデンサ容量を案分して区間負荷を得ることを特徴とする配電系統における区間負荷推定方法。」としたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、検針装置を導入した需要家と未導入の需要家が混在する開閉器区間の推定電流算出において、各需要家の負荷消費特性とコンデンサ容量を考慮した、開閉器区間の推定電流値の算出が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明が適用される配電系統と本発明に係る区間負荷推定装置の全体構成を示す図。
【図２】計測情報と事前準備情報から区間負荷計算部１４において区間負荷を計算する手順を示した図。
【図３】区間負荷計算部から計測区間電流記憶部までの一連の処理を示すフロー図。
【図４】コンデンサ容量推定装置で行われる処理内容を、物理量を示すグラフを使って説明した。
【図５】図４の処理の処理手順を示すフロー図。
【図６】開閉器区間の推定電流値算出の考え方を説明するための図。
【図７】開閉器区間の推定電流値算出の処理フロー例示す図。
【図８】区間負荷推定装置の構成例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【実施例】
【００１８】
本発明では、通信機能付き検針装置の導入が進む現代において、需要家毎の負荷消費特性を考慮した区間負荷推定手法を実現する。この手法を実現するためには、通信機能付き検針装置が未導入の需要家も多いため、未導入の需要家の負荷を推定する手法が必要である。
【００１９】
本発明では、通信機能付き検針装置を導入した需要家と未導入の需要家が混在する開閉器区間にて推定電流値を求めるための区間負荷推定手法に着目する。
【００２０】
図１は、本発明が適用される配電系統と本発明に係る区間負荷推定装置の全体構成を示す図である。図１の上部には本発明が適用される配電系統１００を、図１の下部には本発明に係る区間負荷推定装置６を記述している。
【００２１】
まず配電系統１００の構成について説明する。配電系統は、配電用変電所出口に設置された配電用遮断器１に接続された配電線１０１が開閉器を介して直並列に接続された電力系統である。配電線１０１に設置された開閉器には、当該地点における潮流などを計測して通信可能な計測通信機能付き開閉器（以下においては通信開閉器と略称する）と、計測、通信機能を備えない通常の開閉器（以下、通常開閉器という）とがあり、一般には複数の通常開閉器に１台の通信開閉器が設置されている。図１において２で示す開閉器は、計測、通信機能を備えた通信開閉器を示している。従って、図１の通信開閉器間（例えば２Ａと２Ｂの間）の配電線１０１Ａには図示せぬ複数の計測、通信機能を備えない通常開閉器が配置されており、通信開閉器間２Ａと２Ｂの間は、通常開閉器により複数区間に区分されているものとする。この関係は配電線１０１Ｂも同様である。
【００２２】
図示せぬ通常開閉器の設置位置からは適宜配電線が分岐され、力率改善用コンデンサ５などを介して需要家４に電力供給されている。図示の例では配電線１０１Ａから分岐して、力率改善用コンデンサ５Ａ１、通信機能付き検針装置（以下においては通信検針装置と略称する）３Ａ１を経由して需要家４Ａ１に至る系統と力率改善用コンデンサ５Ａ２から需要家４Ａ２に至る系統、及び配電線１０１Ｂから分岐して、力率改善用コンデンサ５Ｂ１、通信検針装置３Ｂ１を経由して需要家４Ｂ１に至る系統と力率改善用コンデンサ５Ｂ２から需要家４Ｂ２に至る系統を例示している。この図に示すように、需要家４には通信検針装置３を設置する需要家４Ａ１、４Ｂ１と、通信検針装置３を設置しない需要家４Ａ２、４Ｂ２が混在する。
【００２３】
図１の配電系統によれば、配電用変電所からの電力は配電用遮断器１から配電線１０１に送り出され、通信開閉器２を介し、通信検針装置３Ａ１、３Ｂ１を導入した需要家４Ａ１、４Ａ２と、未導入の需要家４Ａ２、４Ｂ２へと供給される。図１の例においては、各需要家４Ａ１、４Ａ２、４Ｂ１、４Ｂ２に力率改善のためにコンデンサ５Ａ１、５Ａ２、５Ｂ１、５Ｂ２が接続されているものとする。
【００２４】
図１下部の区間負荷推定装置６には、配電系統１０１上に配置された複数の計測通信機器（通信開閉器２、通信検針装置３）において、定周期（例えば３０分間隔）で計測した情報として例えば有効電力Ｐ、無効電力Ｑ情報が送信されてくる。なお、計測した情報とは、配電線の負荷に相当する情報を含むものであり、有効電力Ｐ、無効電力Ｑを直接計測したものであっても、あるいは電流、電圧、位相差などの情報であってもよく、要するに直接あるいは計算を通じて間接的に負荷が類推できる情報であればよい。通信開閉器２で計測した有効電力Ｐ、無効電力Ｑ情報は、通信開閉器情報収集部９に受信されて計測電流記憶部ＤＢ２に記憶され、通信検針装置３で計測した有効電力Ｐ、無効電力Ｑ情報は、通信検針装置情報収集部７に受信されて検針値情報記憶部ＤＢ１に記憶される。なお区間負荷推定装置６には、配電用変電所において、定周期（例えば３０分間隔）で計測した有効電力Ｐ、無効電力Ｑ情報が送信され、記憶されていてもよい。
【００２５】
このように、検針値情報記憶部ＤＢ１には複数の通信検針装置３で計測した検針値情報が記憶され、計測電流記憶部ＤＢ２には複数の通信開閉器２で計測した計測電流情報が記憶されているが、本発明においては通信開閉器２間の区間（例えば配電線１０１Ａの区間）について、当該区間の上流側（配電用変電所側）の通信開閉器２Ａが検知する情報と、当該区間の通信検針装置３Ａ１が検知する情報を用いて、コンデンサ容量を考慮した区間負荷推定装置を構成する例について説明する。従って同様に、例えば配電線１０１Ｂの区間について、当該区間の上流側の通信開閉器２Ｂが検知する情報と、当該区間の通信検針装置３Ｂ１が検知する情報を用いて、コンデンサ容量を考慮した区間負荷推定装置を構成するものであってもよい。さらには、配電線１０１の全区間について、配電用変電所が検知する情報と、当該全区間の通信検針装置３Ａ１、３Ｂ１が検知する情報を用いて、コンデンサ容量を考慮した区間負荷推定装置を構成するものであってもよい。なお、通信検針装置３Ａ１、３Ｂ１が検知する情報とは、需要家の負荷に関する情報を含むものであり、例えば有効電力Ｐ、無効電力Ｑ情報が送信されてくる。なお、計測した情報としては、有効電力Ｐ、無効電力Ｑを直接計測したものであっても、あるいは電流、電圧、位相差などの情報であってもよく、要するに直接あるいは計算を通じて間接的に負荷が類推できる情報であればよい。
【００２６】
以下の説明では、通信開閉器２Ａが検知する情報と、通信検針装置３Ａ１が検知する情報を用いる事例について説明する。
【００２７】
図１に示す本発明の区間負荷推定装置６では、計測情報、事前準備情報、中間加工情報、最終情報などを逐次記憶部ＤＢに記憶している。このうち計測情報を記憶するのが先述の検針値情報記憶部ＤＢ１、計測電流記憶部ＤＢ２であり、事前準備情報を記憶するのが需要家情報記憶部ＤＢ３、系統構成記憶部ＤＢ４であり、中間加工情報を記憶するのが開閉器区間負荷記憶部ＤＢ５、計測区間電流記憶部ＤＢ６、コンデンサ容量記憶部ＤＢ７であり、最終情報を記憶するのが開閉器区間電流記憶部ＤＢ８である。これらの内容については、処理手順に従い、順次説明する。
【００２８】
区間負荷推定装置６では、最初に計測情報と事前準備情報から区間負荷計算部１４において区間負荷を計算する。図２は、計測情報と事前準備情報から区間負荷計算部１４において区間負荷を計算する手順を示した図である。
【００２９】
区間負荷推定のために使用する記憶部とその内容が図２に例示してある。
【００３０】
まず需要家情報記憶部ＤＢ３について、ここには各需要家の識別符号データＤ３１、契約容量データＤ３２、引き込み柱番号データＤ３３、契約種別データＤ３４等が記憶されている。なお、契約種別データＤ３４には通信検針装置３Ａ１を備えた需要家４Ａ１と備えない需要家４Ａ２の契約種別が含まれている。また系統構成記憶部ＤＢ４について、ここには引き込み柱番号データＤ３３、開閉器区間番号Ｄ４２、計測区間番号Ｄ４３、系統の分岐情報等が記憶されている。
【００３１】
ここでは、需要家情報記憶部ＤＢ３と系統構成記憶部ＤＢ４に共通のデータとして引き込み柱番号データＤ３３を備えており、引き込み柱番号データにより相互に紐づけされている。図２には、引き込み柱番号データＤ３３により相互に紐づけされた系統情報（Ｄ３−Ｄ４）を例示している。
【００３２】
検針値情報記憶部ＤＢ１について、ここには各需要家の識別符号データＤ３１、通信検針装置３Ａ１を備えた需要家４Ａ１の通信検針装置３Ａ１で計測した有効電力Ｐ、無効電力Ｑ情報Ｄ１１を記憶している。なお引き込み柱番号データＤ３３により相互に紐づけされた系統情報（Ｄ３−Ｄ４）と、検針値情報記憶部ＤＢ１の情報は、各需要家の識別符号データＤ３１で紐づけされている。
【００３３】
需要家情報記憶部ＤＢ３と系統構成記憶部ＤＢ４の情報を引込柱番号Ｄ３３によって紐付けし、系統情報（Ｄ３−Ｄ４）として取り出す。未導入需要家負荷推定部１３では、各需要家の識別符号データＤ３１で系統情報（Ｄ３−Ｄ４）と検針値情報記憶部ＤＢ１のデータを紐付けする。また区間負荷計算部１４では、各需要家の識別符号データＤ３１で系統情報（Ｄ３−Ｄ４）と未導入需要家負荷推定部１３のデータを紐付けする。
【００３４】
図１の未導入需要家負荷推定部１３では、図２に示すように、需要家情報記憶部ＤＢ３と系統構成記憶部ＤＢ４から送られる系統情報（Ｄ３−Ｄ４）と、検針値情報記憶部ＤＢ１から送られる信機能付き検針装置３Ａ１を備えた複数の通需要家４Ａにおいて計測された有効電力Ｐ、無効電力Ｑの値を、各需要家の識別符号データＤ３１で紐付けし、契約種別毎に有効電力Ｐ、無効電力Ｑの値を分類する。契約種別毎に分類した有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値を平均することで、契約種別毎の有効電力Ｐ、無効電力Ｑ平均値が算出される。この有効電力Ｐ、無効電力Ｑ平均値は、あくまでも通信検針装置導入需要家４Ａにおける実態であるが、この実態は通信検針装置未導入需要家４Ｂにおいても同様の傾向を示すと想定可能であることから、これを、通信検針装置未導入需要家４Ｂの推定有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値とする。
【００３５】
区間負荷計算部１４では、需要家情報記憶部ＤＢ３と系統構成記憶部ＤＢ４から送られる系統情報（Ｄ３−Ｄ４）と、未導入需要家負荷推定部１３から送られる通信検針装置導入需要家４Ａと通信検針装置未導入需要家４Ｂの有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値を、各需要家の識別符号データＤ３１で紐付けし、通信開閉器区間毎（例えば２Ａと２Ｂの間）の有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値を算出する。
【００３６】
例えば通信検針装置導入需要家４Ａの有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値について、これらは計測値であるので対象となる需要家４Ａの計測値合計を求める。通信検針装置未導入需要家４Ｂの有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値について、各需要家の識別符号データＤ３１で定まる契約容量データＤ３２を参照し、先に求めた契約種別毎の有効電力Ｐ、無効電力Ｑ平均値を当該通信検針装置未導入需要家４Ｂの有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値として、対象となる需要家の合計を求める。最終的には通信検針装置導入需要家４Ａと通信検針装置未導入需要家４Ｂの有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値の合計を当該計測区間毎（例えば２Ａと２Ｂの間）の有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値として算出する。算出した計測区間毎の有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値は、図１の開閉器区間負荷記憶部ＤＢ５にて記憶する。この処理の過程では、通常開閉器による区間毎の有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値も算出されているので、あわせて開閉器区間負荷記憶部ＤＢ５に記憶する。
【００３７】
図１の計測区間電流計算部１６では、通信開閉器区間（例えば２Ａと２Ｂの間）の有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値と、配電線の電圧から通信開閉器区間の推定電流を算出し、結果を計測区間電流記憶部ＤＢ６に記憶する。なお、配電線の電圧は６．６ｋＶの定量値とする。
【００３８】
コンデンサ容量推定装置１８では、計測電流記憶部ＤＢ２から得られた通信開閉器区間の計測電流値と、計測区間電流計算部１６で求めた通信開閉器区間の推定電流値と、区間負荷計算部１４で求めた区間負荷（有効電力Ｐ、無効電力Ｑ）と、需要家情報記憶部ＤＢ３からの開閉器区間毎の契約容量データＤ３２を用いて、通信開閉器区間毎のコンデンサ推定容量と区間ごとに案分したコンデンサ推定容量を算出する。算出結果はコンデンサ容量記憶部１９に記憶する。コンデンサ容量推定装置１８における処理内容について、図４、図５を参照して後述する。
【００３９】
図１の無効電力補正部２０では、コンデンサ容量記憶部１９から開閉器区間毎のコンデンサ推定容量を受け取り、開閉器区間負荷記憶部ＤＢ５からの開閉器区間毎の無効電力Ｑに合算する。このときの合算後の無効電力Ｑを補正後の無効電力Ｑ´とする。無効電力補正部２０からは、補正されない有効電力Ｐと補正後の無効電力Ｑ´が出力される。無効電力補正部２０における処理内容について、図７を参照して後述する。
【００４０】
開閉器区間電流計算部２１では、有効電力Ｐと補正後の無効電力Ｑ´から開閉器区間毎の推定電流値を算出する。算出結果は開閉器区間電流記憶部ＤＢ８に記憶および開閉器区間電流出力部２３から出力する。
【００４１】
これらの一連の処理の流れにより、コンデンサ容量の推定を利用した区間負荷推定が可能となる。
【００４２】
図３は図１の区間負荷計算部１４から計測区間電流記憶部１７までの一連の処理を示すフロー図である。
【００４３】
図３において、系統情報（Ｄ３−Ｄ４）は需要家情報記憶部ＤＢ３、系統構成記憶部ＤＢ４からの通信開閉器区間の情報である。またＰＱ情報とあるのは、検針値情報記憶部ＤＢ１から得た、計測した有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値情報である。
【００４４】
図３の最初の処理ステップＳ２０１では、系統情報（Ｄ３−Ｄ４）と有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値情報を各需要家の識別符号データＤ３１で紐付けし、各有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値の計測区間番号Ｄ４３を把握する。
【００４５】
処理ステップＳ２０２では、計測区間番号Ｄ４２をもとに、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値を計測区間毎に分類する。
【００４６】
処理ステップＳ２０３では、計測区間毎に分類した有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値を合算し、計測区間の有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値を算出する。
【００４７】
処理ステップＳ２０１〜処理ステップＳ２０３までの処理を区間負荷計算部１３にて実施する。
【００４８】
処理ステップＳ２０４では、予め固定に設定された配電線の電圧（例えば６．６ｋＶ）と、計測区間の有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値から計測区間の推定電流値を算出する。処理ステップＳ２０４の処理を計測区間電流計算部１６にて実施する。処理ステップＳ２０５にて、推定電流値を通信開閉器区間電流記憶部ＤＢ６に記憶する。
【００４９】
図４はコンデンサ容量推定装置１８で行われる処理内容を、物理量を示すグラフを使って説明したものである。図４は、２４時間における推定電流について、順次処理していく過程を示している。
【００５０】
図４において３０１は、計測電流記憶部ＤＢ２から得た電流計測値ＩＡ（点線）と、通信開閉器区間電流記憶部ＤＢ６から得た電流推定値ＩＢ（実線）を２４時間分の変動として時系列表示したものである。
【００５１】
３０２は、太陽光発電の発電量が含まれない電流値を利用してコンデンサ容量を推定するのが良好であることから、太陽光発電が無い夜間時間帯のみの電流計測値ＩＡ（点線）と、電流推定値ＩＢ（実線）を抽出し、比較した状態を示している。
【００５２】
３０２における電流計測値ＩＡ（点線）と、電流推定値ＩＢ（実線）を比較すると、これらの間には差分が存在する。電流計測値ＩＡ（点線）に対する電流推定値ＩＢ（実線）の差分は、この通信開閉器区間内のコンデンサ容量に起因して生じていると考えることができる。つまり計測により得られた電流計測値ＩＡ（点線）が真値であるに対し、区間負荷計算部１４において仮想条件のもとで求めた電流推定値ＩＢ（実線）は偽値であり、この差分は仮想条件に定めた有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値に由来し、特に無効電力Ｑ値の分がコンデンサ容量に起因して差分を生じていると考えることができる。
【００５３】
３０３は、昼間を避けた時間帯（例えば０時から６時）の全ての時間帯において、点線で示す計測値ＩＡの特性に対して、これに近接する実線の推定値ＩＢの特性を示す時の無効電力Ｑ値を求めることを示している。電流計測値ＩＡ（点線）と電流推定値ＩＢ（実線）の電流カーブの比較では、通信開閉器の推定電流値に含まれる無効電力Ｑを可変させることで、計測電流値に最も一致する推定電流値を求めることができる。図４においては、例として３０３のように二分探索法を実施し計測電流値への一致化を図っている。
【００５４】
３０４は、３０３の主要部を拡大して示したものであり、点線で示す計測値ＩＡの特性に対して、推定値がＩＢであったとする。また推定値ＩＢは、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、電圧Ｖ、位相差θなどを用いて、３０４に示すＩＢの式で表現できる。これに対し、推定値ＩＢについての式中において無効電力Ｑを可変に設定したときの推定値ＩＢ´について、計測値ＩＡの特性に近接する細い実線の特性とする無効電力Ｑ´を求める。
【００５５】
上記の結果から、３０４に示すように、一致化後の推定電流値ＩＢ´に含まれる無効電力Ｑ´が求められる。一致化後の無効電力Ｑ´と一致化前の無効電力Ｑの差分を取り、これを系統に接続されているコンデンサの推定容量とする。
【００５６】
図５は、図４の処理内容を、フロー図を用いて説明した図である。
【００５７】
処理ステップＳ４０１では、計測電流記憶部ＤＢ２と通信開閉器区間電流値記憶部ＤＢ６に記憶された電流情報から、コンデンサ容量を正確に推定するため、太陽光発電の発電量が含まれない夜間時間帯の電流値として、計測電流値と推定電流値を取り出す。
【００５８】
処理ステップＳ４０２では夜間時間帯の計測電流値と推定電流値を比較し、初期状態の誤差を算出する。
【００５９】
処理ステップＳ４０３では、推定電流値算出に利用している無効電力Ｑの大きさを増減させる可変処理を実施する。可変処理後の無効電力Ｑ´を利用し処理ステップＳ４０４にて推定電流値ＩＢ´を算出する。
【００６０】
処理ステップＳ４０５では、夜間時間帯で計測電流値と推定電流値ＩＢ´の比較を実施し、誤差を算出する。
【００６１】
処理ステップＳ４０６にて、処理ステップＳ４０２と処理ステップＳ４０５で算出した誤差を比較し、よりし小さい誤差をもつ推定電流値を保持する。以降、処理ステップＳ４０３から処理ステップＳ４０６の処理を繰り返し誤差が最小となる無効電力Ｑ´を求める。
【００６２】
処理ステップＳ４０７にて繰り返し誤差が最小となる無効電力Ｑ´と初期無効電力Ｑから、通信開閉器間の合計のコンデンサ推定容量を算出し、処理ステップＳ４０８にて開閉器区間の契約容量の情報を用いて、コンデンサ推定容量の案分処理を実施し、開閉器区間ごとのコンデンサ推定容量を求め、処理ステップＳ４０９にて処理結果を記憶する。
【００６３】
図６は、図１の無効電力補正部２０〜開閉器区間電流計測部２１の処理の考え方の例を示している。図６の５０１は配電線の電圧Ｖの時間変化を示している、ここでは、６．６ｋＶで一定であるとする。図６の５０２、５０３は、開閉器区間負荷記憶部ＤＢ５から取り出した有効電力Ｐと、無効電力Ｑの時間変化を示した値である。ここでは有効電力Ｐは、昼間に増加し、無効電力Ｑは昼間に減少する傾向を示す例を記述している。
【００６４】
ここで、無効電力補正部１９では、５０３に示す補正前の無効電力に対して、コンデンサ容量記憶部１９から得たコンデンサ推定容量で定まる補正分を合算して、補正後無効電力を求める演算を実施する。
【００６５】
開閉器区間電流計測部２０では、図４の３０４で概念説明したように、図６の５０１から５０３における処理結果を入力値とし、補正後推定電流ＩＢ´を算出する。つまり、補正後無効電力で定まる補正後電流ＩＢ´の式を用いて、計測値ＩＡに近接する条件を満たす電流推定値ＩＢ´を求め、これを補正後の推定電流値とする。
【００６６】
図７は図１の区間負荷計算部１４から開閉器区間電流記憶部ＤＢ８までの処理を説明した図である。
【００６７】
系統情報（Ｄ３−Ｄ４）、は需要家情報記憶部ＤＢ３、系統構成記憶部ＤＢ４からの情報を入力とする。ＰＱ情報は検針値情報記憶部ＤＢ１から得た、ＰＱ値情報を入力とする。
【００６８】
処理ステップＳ６０１では、系統情報、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値情報の紐付けを行い、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値の開閉器区間番号を把握する。
【００６９】
処理ステップＳ６０２では、開閉器区間番号Ｄ４２をもとに、同じ開閉器区間に所属する有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値毎に分類する。
【００７０】
処理ステップＳ６０３では、開閉器区間毎に分類した有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値を合算し、開閉器区間の有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値を算出する。
【００７１】
処理ステップＳ６０１〜処理ステップＳ６０３までの処理を区間負荷計算部１４にて実施する。
【００７２】
処理ステップＳ６０４では、コンデンサ容量記憶部１９から開閉器区間毎のコンデンサ推定容量を入力し、処理ステップＳ６０３で算出した無効電力に合算することで開閉器区間毎の補正後の無効電力Ｑを算出する。処理ステップＳ６０４の処理を無効電力補正部２０にて実施する。
【００７３】
処理ステップＳ６０５では、配電線の電圧と開閉器区間の有効電力Ｐ、無効電力Ｑ値から開閉器区間の推定電流値を算出する。処理ステップＳ６０５の処理を開閉器区間電流計算部２１にて実施する。
【００７４】
処理ステップＳ６０６にて、推定電流値を開閉器区間電流記憶部ＤＢ８に記憶する。
【００７５】
図８は区間負荷推定装置の処理機能の構成を示した図である。区間負荷推定装置６は、これを計算機装置で実現する場合に、ＣＰＵ７０１、通信手段７０２、ＲＡＭ７０３、データベースの記憶部７０４とプログラム７０５などでこうせいされ、これらの間がバス線を介して接続される。
【００７６】
ＣＰＵ７０１はデータベースから記録されている値を取り出し、プログラム７０５の実行を行い推定電流値の算出から補正までを行う。ＲＡＭ７０３は検針装置や通信開閉器から受信した数値情報等を一時的に記録し処理待ちをするメモリである。通信手段７０２は数値情報を受信する。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明により、太陽光発電機などの分散電源が設置された系統でも、系統内に新たな設備を設置することなく、開閉器区間毎の負荷特性を加味した精度良い区間負荷推定を実施することが出来る。大幅なコストを掛けずに、より信頼性の高い電力系統の運用が期待できる。
【符号の説明】
【００７８】
１：配電用遮断器
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ：通信開閉器
３、３Ａ１、３Ｂ１：通信検針装置
４、４Ａ１、４Ａ２、４Ｂ１、４Ｂ２：需要家
５、５Ａ１、５Ａ２、５Ｂ１、５Ｂ２：力率改善用コンデンサ
６：区間負荷推定装置
７：通信検針装置情報収集部
９：通信開閉器情報収集部
１００：配電系統
１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ：配電線
ＤＢ１：検針値情報記憶部
ＤＢ２：計測電流記憶部
ＤＢ３：需要家情報記憶部
ＤＢ４：系統構成記憶部
ＤＢ５：開閉器区間負荷記憶部
ＤＢ６：計測区間電流記憶部
ＤＢ７：コンデンサ容量記憶部
ＤＢ８：開閉器区間電流記憶部
１３：未導入需要家負荷推定部
１４：区間負荷計算部
１６：通信開閉器区間電流計算部
１８：コンデンサ容量推定装置
２０：無効電力補正部
２１：開閉器区間電流計算部
２３：開閉器区間電流出力部
【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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