(57)【要約】【課題】電圧許容範囲に対する電圧の逸脱の可能性を低減することができる電圧制御装置およびプログラムを提供する。【解決手段】実施形態の電圧制御装置は、第１リスク算出部と、第２リスク算出部と、電圧逸脱リスク算出部とを持つ。第１リスク算出部は、電圧制御を行う対象ノードの電圧推定値と、制御される電圧の許容範囲である電圧許容範囲の限界値との近さに基づいて第１リスクを算出する。第２リスク算出部は、分散型電源の出力値の大きさに基づいて前記出力値が上昇又は下落する第２リスクを算出する。電圧逸脱リスク算出部は、前記第１リスクと前記第２リスクとに基づいて、前記対象ノードの電圧が前記電圧許容範囲を逸脱するリスクを示す電圧逸脱リスクを算出する。【選択図】図１
2018152968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧制御を行う対象ノードの電圧推定値と、制御される電圧の許容範囲である電圧許容範囲の限界値との近さに基づいて第１リスクを算出する第１リスク算出部と、
分散型電源の出力値の大きさに基づいて前記出力値が上昇又は下落する第２リスクを算出する第２リスク算出部と、
前記第１リスクと前記第２リスクとに基づいて、前記対象ノードの電圧が前記電圧許容範囲を逸脱するリスクを示す電圧逸脱リスクを算出する電圧逸脱リスク算出部と、を備える、
電圧制御装置。
【請求項２】
前記電圧逸脱リスクに基づいて、前記対象ノードの前記電圧推定値が前記電圧許容範囲の上限値を超えるリスクが高い場合は前記対象ノードの電圧不感帯の上限値を下げ、前記電圧推定値が前記電圧許容範囲の下限値を超えるリスクが高い場合は前記対象ノードの前記電圧不感帯の下限値を上げるよう前記電圧不感帯を調整する不感帯調整部をさらに備える、
請求項１に記載の電圧制御装置。
【請求項３】
前記電圧推定値が前記電圧許容範囲の上限または下限から所定の閾値内にあるノードを前記対象ノードとして抽出する抽出部を更に備える、
請求項１または２に記載の電圧制御装置。
【請求項４】
前記分散型電源の出力予測値および前記対象ノードの需要予測値を取得し、前記出力予測値および前記需要予測値に基づいて所定時間後の前記対象ノードの推定電圧の計算を行い、前記対象ノードの電圧不感帯内に前記推定電圧が収まるよう、前記対象ノードのタップ値および調相設備の少なくとも一方の制御量を決定する電圧制御部を更に備える、
請求項１から３のいずれか１項に記載の電圧制御装置。
【請求項５】
前記電圧制御部は、前記対象ノードの前記電圧不感帯内に電圧が収まることを制約条件とした場合、前記対象ノードの電圧と目標値との差分が所定の条件を満たすように前記タップ値および前記調相設備の少なくとも一方の制御量を決定する、
請求項４の電圧制御装置。
【請求項６】
前記電圧制御部は、前記対象ノードの前記電圧不感帯内に電圧が収まることを制約条件とした場合、前記タップ値または前記調相設備の制御量の所定の時点と所定時間後の変化量が所定の条件を満たすように、前記タップ値または前記調相設備の制御量を決定する、
請求項４の電圧制御装置。
【請求項７】
前記不感帯調整部は、前記電圧逸脱リスクに基づいて前記対象ノードの電圧不感帯を調整する場合、前記対象ノードの前記電圧推定値が前記電圧許容範囲の上限値を超えるリスクが高い場合は、前記電圧逸脱リスクに第１係数を乗じて前記対象ノードの前記電圧不感帯の上限値を下げ、前記対象ノードの前記電圧推定値が前記電圧許容範囲の下限値を超えるリスクが高い場合は、前記電圧逸脱リスクに第２係数を乗じて前記対象ノードの前記電圧不感帯の下限値を上げる、
請求項２に記載の電圧制御装置。
【請求項８】
前記不感帯調整部は、過去のデータに基づく対象期間を選定し、前記対象期間において前記対象ノードの前記電圧不感帯内に前記対象ノードの電圧が収まり、かつ、前記対象ノードのタップ値または調相設備の制御量の変更回数が所定の条件を満たすように前記第１係数および前記第２係数の少なくとも一方を調整する、
請求項７に記載の電圧制御装置。
【請求項９】
コンピュータに、
電圧制御を行う対象ノードの電圧推定値と、制御される電圧の許容範囲である電圧許容範囲の限界値との近さに基づいて第１リスクを算出させ、
分散型電源の出力値の大きさに基づいて前記出力値が上昇又は下落する第２リスクを算出させ、
前記第１リスクと前記第２リスクとに基づいて、前記対象ノードの電圧が前記電圧許容範囲を逸脱するリスクを示す電圧逸脱リスクを算出させる、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電圧制御装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力の供給において、通常の発電所に加えて自然エネルギーを利用した太陽光発電や風力発電等の分散型電源を用いる場合が増加している。従来の電圧制御装置は、現在の電力データに基づいて、所定時間の経過後の需要家の電力推定値を推定していた。電圧制御装置で電力推定値を推定する場合、天候などの急激な変動に影響を受けて分散型電源が供給する電力の電圧が急激に変動する場合がある。そのため、従来の電圧制御装置が推定した電力推定値に基づいて電力制御を行うと需要家の需要電圧が供給電圧の許容範囲を逸脱する場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−８４６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、電圧許容範囲に対する電圧の逸脱の可能性を低減することができる電圧制御装置およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の電圧制御装置は、第１リスク算出部と、第２リスク算出部と、電圧逸脱リスク算出部とを持つ。第１リスク算出部は、電圧制御を行う対象ノードの電圧推定値と、制御される電圧の許容範囲である電圧許容範囲の限界値との近さに基づいて第１リスクを算出する。第２リスク算出部は、分散型電源の出力値の大きさに基づいて前記出力値が上昇又は下落する第２リスクを算出する。電圧逸脱リスク算出部は、前記第１リスクと前記第２リスクとに基づいて、前記対象ノードの電圧が前記電圧許容範囲を逸脱するリスクを示す電圧逸脱リスクを算出する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態の電圧制御システムの構成を示す図。
【図２】記憶部に記憶されるデータを示す図。
【図３】制御部の構成を示すブロック図。
【図４】ノード抽出部が抽出する対象ノードを示す図。
【図５】電圧推定値が電圧許容範囲を逸脱するリスクについて説明する図。
【図６】分散型電源の出力値が上昇又は下落するリスクについて説明する図。
【図７】対象ノードの電圧不感帯を調整する状態を示す図。
【図８】調整された電圧不感帯に基づいて対象ノードの電圧を制御する状態を示す図。
【図９】分散型電源および対象ノードの負荷の推定値を推定する際に考慮される予測範囲を示す図。
【図１０】電圧制御装置の処理を示すフローチャート。
【図１１】第２の実施形態の電圧制御装置の処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の電圧制御装置およびプログラムを、図面を参照して説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、電圧制御システム１の構成を示す図である。電圧制御システム１は、複数のエリアＡｍ内の複数の需要家（ノード）Ａｍｎの電力需要を監視して電圧制御を行う。電圧制御システム１は、例えば電源Ｖと、基幹系母線２と、変圧器３と複数の計測器Ｓ１〜ｍ，Ｔ１〜Ｔｍと、通信用集約装置４０と、電圧制御装置１００とを備える。電圧制御装置１００は、例えば受信部１１０と記憶部１２０と、制御部２００と、表示部３００とを備える。
【０００９】
電圧制御システム１は、例えば大電力を都市部の需要地へ長距離にわたって送電するシステムである。複数のエリアＡｍは、広域に渡って存在する。電圧制御システム１は、上位系統の電源１から供給される電力を、基幹系母線２を介して支店系の変圧器３で変圧し、変圧した電力を、支店系統母線４を介して複数のエリアＡｍに供給する。電圧制御システム１は、支店系統母線４が複数の送電線Ｃ１〜Ｃｍに接続され、複数の送電線Ｃ１〜Ｃｍを介して支店系の複数のエリアＡ１〜Ａｍに電力を供給している。これにより電圧制御システム１は、配電系統母線Ｍ１〜Ｍｍまで放射状に広がる電力系統となっている。各エリアＡ１〜Ａｍの始端と終端には計測器Ｓ１〜Ｓｍ，Ｔ１〜Ｔｍが設置されている。
【００１０】
各エリアＡ１〜Ａｍ内には、複数の需要家Ａｍｎに電力が供給される。各需要家Ａｍｎの負荷は、有効電力負荷（ＰＬ）と無効電力負荷（ＱＬ）である。この他、需要家Ａｍｎの負荷は、分散型電源（ＰＶ）が追加される場合がある。分散型電源（ＰＶ）とは、例えば太陽光発電である。分散型電源（ＰＶ）は太陽光発電以外に風力発電等の他のエネルギーであってもよい。
【００１１】
計測器Ｓ１〜Ｓｍ，Ｔ１〜Ｔｍで計測された計測情報は、専用の通信線３２または無線により、通信用集約装置４０を介して電圧制御装置１００に送信される。電圧制御装置１００は、例えば受信部１１０と、記憶部１２０と、制御部２００と、表示部３００とを備える。受信部１１０は、例えば各エリアＡ１〜Ａｍで計測された計測データ１２１を受信する。記憶部１２０は、例えば計測データ１２１の他、電圧制御に必要な各種のデータを記憶する。
【００１２】
記憶部１２０は、種々のデータが記憶される記憶装置である。記憶部１０は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、またはＲＡＭ（Random Access Memory）等により実現される。入力データ記憶部１１には、製品の製造過程で取得された種々の入力データが記憶されている。図２は、記憶部１２０に記憶されるデータを示す図である。記憶部１２０は、例えば計測データ１２１、系統構成データ１２２、ＰＬ配分係数データ、ＱＬ配分係数データ、及びＰＶ配分係数データを記憶する。
【００１３】
計測データ１２１は、計測器Ｓ１〜Ｓｍ，Ｔ１〜Ｔｍが計測したデータである。系統構成データ１２２は、各エリアＡ１〜Ａｍを構成するデータや、各エリアＡ１〜Ａｍ内の需要家Ａｍｎを構成するデータである。ＰＬ配分係数データ、ＱＬ配分係数データ、及びＰＶ配分係数データは、電力制御に用いる配分係数データである。
【００１４】
制御部２００は、例えば記憶部１２０に記憶されたデータに基づいて電力制御を行う。表示部３００は、例えば制御部２００によって制御された電圧の結果を表示する。図３は、制御部２００の構成を示すブロック図である。制御部２００は、例えばリスク算出部２１０と、不感帯調整部２２０と、電圧制御部２３０と、負荷・ＰＶ予測部２４０と、ノード抽出部２５０とを備える。リスク算出部２１０は、例えば第１リスク算出部２１１と、第２リスク算出部２１２と、電圧逸脱リスク算出部２１３とを備える。
【００１５】
第１リスク算出部２１１、第２リスク算出部２１２、及び電圧逸脱リスク算出部２１３は、それぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。また、第１リスク算出部２１１、第２リスク算出部２１２、及び電圧逸脱リスク算出部２１３の機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
【００１６】
負荷・ＰＶ予測部２４０は、計測データ１２１に基づいて需要家Ａｍｎの負荷の電圧推定値を推定する。図４は、ノード抽出部２５０が抽出する対象ノードを示す図である。図示するように、各需要家Ａｍｎ（ノードｍ）の制御すべき電圧目標値が設定されている。図示するように、電圧維持範囲、電圧許容範囲、電圧不感帯が設定されている。ここに電圧維持範囲は運用上順守しなければならない電圧範囲である。電圧許容範囲は運用上許容可能な電圧範囲である。通常は電圧不感帯＝電圧許容範囲であり、電圧不感帯を電圧が逸脱した場合にタップ値ないし調相設備の制御要否判定を実施する。
【００１７】
ノード抽出部２５０は、負荷・ＰＶ予測部２４０の推定結果に基づいて、それぞれのエリアＡ１〜Ａｍ内の分散型電源ＰＶｍ−ｎを備える複数の需要家Ａｍｎを抽出する。分散型電源ＰＶｍ−ｎの出力は、天候に左右されて値が変動する。そのため、分散型電源ＰＶｍ−ｎを備える需要家Ａｍｎ（ノードｍ）の負荷は、天候の影響によって電圧許容範囲を逸脱する可能性がある。ノード抽出部２５０は、複数の需要家Ａｍｎの中から、電圧推定値が電圧許容範囲の上限または下限から所定の閾値内にある需要家Ａｍｎ（例えばノード５）を対象ノードとして抽出する。ノード抽出部２５０は、例えば電圧推定値が電圧許容範囲の上限または下限に最も近いノード５を対象ノードとして抽出する。
【００１８】
リスク算出部２１０は、ノード抽出部２５０によって対象ノードとして抽出された需要家Ａｍｎの電圧が電圧許容範囲を逸脱するリスクを算出する。第１リスク算出部２１１は、対象ノードとして抽出された需要家Ａｍｎの電圧推定値と、制御される電圧の許容範囲である電圧許容範囲の限界値との近さに基づいて第１リスクを算出する。図５は、電圧推定値が電圧許容範囲を逸脱するリスクについて説明する図である。
【００１９】
図５（ａ）に示されるように、対象ノードとして抽出された需要家Ａｍｎの電圧推定値が電圧許容範囲の上限に近い場合、分散型電源ＰＶｍ−ｎの出力の変動により、需要家Ａｍｎ電圧が電圧許容範囲の上限値を逸脱する可能性がある。図５（ｂ）に示されるように、対象ノードとして抽出された需要家Ａｍｎの電圧推定値が電圧許容範囲の下限に近い場合、分散型電源ＰＶｍ−ｎの出力の変動により、需要家Ａｍｎ電圧が電圧許容範囲の下限値を逸脱する可能性がある。
【００２０】
第１リスク算出部２１１は、対象ノードとして抽出された需要家Ａｍｎの電圧推定値が電圧許容範囲の限界値に近いか否かに基づくリスクを算出する。ここで、対象ノードとして抽出された需要家Ａｍｎの電圧推定値が電圧許容範囲の上限値に対しても近い場合は、所定時間後の電圧が電圧許容範囲の上限値を逸脱するリスクが高い。対象ノードとして抽出された需要家Ａｍｎの前記電圧推定値が前記電圧許容範囲の下限値に対して近い場合は、所定時間後の電圧が電圧許容範囲の下限値を逸脱するリスクが高い。第１リスクＲVは、第１リスク算出部２１１によって例えば以下の数式で示される。電圧推定値Ｖｅｓｔが電圧目標値Ｖｓｅｔより大きい場合、即ち
Ｖｅｓｔ＞Ｖｓｅｔのとき
【数１】
2018152968.tif 000003
電圧推定値が電圧目標値以下の場合、
【数２】
2018152968.tif 000004
ここで、
Ｖｕｐ：許容範囲上限値
Ｖｄｎ：許容範囲下限値
Ｖｅｓｔ：電圧推定値
Ｖｓｅｔ：電圧目標値
である。このように、第１リスクＲＶは電圧推定値が許容範囲上下限の場合最大となり、電圧の目標値の時に最小である。第１リスクＲＶの計算式は上記例の他、同様なリスクを評価できるものであれば他の方法を用いてもよい。
【００２１】
第２リスク算出部２１２は、分散型電源ＰＶｍ−ｎの出力値の大きさに基づいて分散型電源ＰＶｍ−ｎの出力値が上昇又は下落する第２リスクを算出する。図６は、分散型電源ＰＶｍ−ｎの出力値（ＰＶ出力）が上昇又は下落するリスクについて説明する図である。時刻ｔにおいて電圧推定値が高めの場合で、且つ、分散型電源ＰＶｍ−ｎのＰＶ出力が０に近いほど、時刻ｔ＋１において分散型電源ＰＶｍ−ｎの出力が上昇するリスクが高くなる。
【００２２】
即ち、所定時間後の対象ノードの電圧が許容範囲の上限を逸脱するリスクが高くなる。一方、時刻ｔにおいて電圧推定値が低めの場合で、且つ、分散型電源ＰＶｍ−ｎのＰＶ出力が最大出力に近いほど、分散型電源ＰＶｍ−ｎのＰＶ出力が下落するリスクが高くなる。即ち、所定時間後の対象ノードの電圧が許容範囲の下限を逸脱するリスクが高くなる。
【００２３】
第２リスクＲＰＶは、以下の数式で表される。電圧推定値Ｖｅｓｔが電圧目標値Ｖｓｅｔより大きい場合、即ち
Ｖｅｓｔ＞Ｖｓｅｔのとき
【数３】
2018152968.tif 000005
電圧推定値が電圧目標値以下の場合、
【数４】
2018152968.tif 000006
ここで、
ＰＶｅｓｔ：ＰＶ推定値
ＰＶｍａｘ：ＰＶ最大出力
である。このように、第２リスクＲＰＶは電圧高めの場合は分散型電源ＰＶｍ−ｎの時刻ｔにおけるＰＶ出力に基づいて変動する。第２リスクＲＰＶの計算式は上記例の他、同様なリスクを評価できるものであれば他の方法を用いてもよい。
【００２４】
電圧逸脱リスク算出部２１３は、第１リスクＲｖと第２リスクＲＰＶとに基づいて、対象ノードの電圧が電圧許容範囲を逸脱するリスクを示す電圧逸脱リスクＲｔｏｔａｌを算出する。電圧逸脱リスクＲｔｏｔａｌは、例えば二乗平均平方根（Root Mean Square：ＲＭＳ）を用いて算出される。
【数５】
2018152968.tif 000007
本例ではＰＶが変動するリスクＲＰＶを電圧の変動のリスクに変換するための係数Ｋ（単位を揃えるため）をＲＰＶに乗じているが、これに限らない。即ち、電圧逸脱リスクＲｔｏｔａｌは、第１リスクＲｖと第２リスクＲｐｖとの大きさによって変動するリスクである。上記例では電圧逸脱リスクＲｔｏｔａｌは、ＲＭＳを用いて算出されているが、同様なリスクを評価できるものであれば他の方法を用いてもよい。
【００２５】
不感帯調整部２２０は、電圧逸脱リスクＲｔｏｔａｌに基づいて、対象ノードの電圧不感帯を調整する。図７は、対象ノードの電圧不感帯を調整する状態を示す図である。図示するように、不感帯調整部２２０は、対象ノードの電圧が電圧許容範囲の上限値に近い場合、電圧の許容範囲の上限を逸脱することを防止するため、時刻ｔ＋１における不感帯の上限値を下げ、電圧を下げる方向に制御量を増加させる（式（６））。
【００２６】
不感帯調整部２２０は、対象ノードの電圧が電圧許容範囲の下限値に近い場合、電圧の許容範囲の下限を逸脱することを防止するため、時刻ｔ＋１（例えば１分後）における不感帯の下限値を上げ、電圧を上げる方向に制御量を増加させる。具体的には不感帯調整部２２０は、式（７）のようにＲｔｏｔａｌに基づいて調整感度係数α（第１係数），調整感度係数β（第２係数）を用いて、電圧不感帯調整量を計算する。電圧推定値Ｖｅｓｔが電圧目標値Ｖｓｅｔより大きい場合、即ち
Ｖｅｓｔ＞Ｖｓｅｔのとき
【００２７】
【数６】
2018152968.tif 000008
電圧推定値が電圧目標値以下の場合、
【数７】
2018152968.tif 000009
但し、
Ｘ１：Ｖｕｐ〜Ｖｓｅｔの幅
Ｘ２：Ｖｄｎ〜Ｖｓｅｔの幅
α、β：調整感度係数（０＜α、０＜β）
である。
【００２８】
不感帯調整部２２０は、電圧逸脱リスクＲｔｏｔａｌに基づいて、対象ノードの電圧推定値が電圧許容範囲の上限値を超えるリスクが高い場合は、電圧逸脱リスクＲｔｏｔａｌに第１係数αを乗じて対象ノードの電圧不感帯の上限値を下げる。不感帯調整部２２０は、電圧逸脱リスクＲｔｏｔａｌに基づいて、電圧推定値が電圧許容範囲の下限値を超えるリスクが高い場合は、電圧逸脱リスクＲｔｏｔａｌに第２係数βを乗じて対象ノードの電圧不感帯の下限値を上げる。
【００２９】
電圧制御部２３０は、不感帯調整部２２０が調整した電圧不感帯に基づいて所定時間後（例えば１分後）の電圧を推定すると共に、対象ノードの電圧を制御する。図８は、調整された電圧不感帯に基づいて対象ノードの電圧を制御する状態を示す図である。電圧制御部２３０は、分散型電源および対象ノードの負荷の推定値から所定時間後の電圧を制御する。なお、分散型電源および対象ノードの負荷の推定値は、１点予測値（最もその予測値になる確率が高い予測最尤値）の他に、予測範囲（例えば、図９に示す標準偏差±２σの範囲内）を考慮して推定してもよい。特に、短時間変動が大きい分散型電源に対しては、予測範囲を考慮して状態推定を行うことが有効である。
【００３０】
電圧制御部２３０は、計測データ１２１に基づいて分散型電源の出力予測値および対象ノードの需要予測値を取得する。電圧制御部２３０は、分散型電源の出力予測値および対象ノードの需要予測値に基づいて所定時間後の対象ノードの推定電圧の計算を行い、対象ノードの電圧不感帯内に推定電圧が収まるよう、対象ノードのタップ値および調相設備の少なくとも一方の制御量を決定する。
【００３１】
この他、電圧制御部２３０の制御は、目的関数を用いて電圧を制御してもよい。例えば、目的関数を対象ノードの電圧と目標値との差分として定義する。この場合、電圧制御部２３０は、対象ノードの電圧不感帯内に電圧が収まることを制約条件とした場合、対象ノードの電圧と目標値との差分が最小となるようにタップ値および調相設備の少なくとも一方の制御量を決定するようにしてもよい。即ち、電圧制御部２３０は、対象ノードの電圧の目標値との誤差を最小化するようにタップ値および調相設備の少なくとも一方の制御量を決定してもよい。
【００３２】
また、目的関数をタップ値または調相設備の制御量の所定の時点と所定時間後の変化量として定義する。この場合、電圧制御部２３０は、対象ノードの電圧不感帯内に電圧が収まることを制約条件とした場合、タップ値または調相設備の制御量の時間ｔ（所定の時点）と時間ｔ＋１（所定時間後）の変化量が最小となるように、タップ値または調相設備の制御量を決定してもよい。即ち、電圧制御部２３０は、所定の時点からのタップ値または調相設備の制御量を最小化する。
【００３３】
次に電圧制御装置１００の処理の流れについて説明する。
【００３４】
図１０は、電圧制御装置１００の処理を示すフローチャートである。ノード抽出部２５０は、計測データ１２１に基づいて、電圧推定値が電圧許容範囲の上限または下限から所定の閾値内のノードを、不感帯を調整する対象ノードとして抽出する（ステップＳ１００）。第１リスク算出部２１１は、対象ノードの電圧推定値と、電圧許容範囲の限界値との近さに基づいて第１リスクを算出する（ステップＳ１１０）。第２リスク算出部２１２は、ＰＶ出力の大きさに基づいてＰＶ出力が上昇又は下落する第２リスクを算出する（ステップＳ１２０）。
【００３５】
電圧逸脱リスク算出部２１３は、第１リスクＲｖと第２リスクＲＰＶとに基づいて、電圧逸脱リスクＲｔｏｔａｌを算出する（ステップＳ１３０）。不感帯調整部２２０は、電圧逸脱リスクＲｔｏｔａｌに基づいて、対象ノードの電圧推定値が電圧許容範囲の上限値に近いか否かを認識する（ステップＳ１４０）。対象ノードの電圧推定値が電圧許容範囲の上限値に近い場合（ステップＳ１４０：Ｙｅｓ）、不感帯調整部２２０は、電圧不感帯の上限を下げる（ステップＳ１５０）。
【００３６】
対象ノードの電圧推定値が電圧許容範囲の上限値に近くない場合、即ち対象ノードの電圧推定値が電圧許容範囲の下限値に近い場合（ステップＳ１４０：Ｎｏ）、不感帯調整部２２０は、電圧不感帯の下限を上げる（ステップＳ１６０）。電圧制御部２３０は、不感帯調整部２２０が調整した電圧不感帯に基づいて対象ノードの電圧を制御する（ステップＳ１７０）。
【００３７】
以上説明した第１の実施形態によれば、電圧制御装置１００がリスク算出部２１０と、不感帯調整部２２０と、電圧制御部２３０とを持つことにより、現時点での分散型電源の出力および電圧許容範囲に対する対象ノードの電圧値に基づいて、電圧逸脱リスクを定量的に評価し、電圧逸脱リスクに応じて電圧不感帯を調整することができる。電圧制御装置１００は、調整された電圧不感帯と所定時間後の電圧推定結果から先行的にタップ値および調相設備の制御量を決定することができる。これにより電圧制御装置１００は、電圧逸脱リスクが高い場合は電圧逸脱リスクを減らす方向にタップ値および調相設備の制御量を決定することができる。
【００３８】
そして電圧制御装置１００は、分散型電源や負荷の予測値が外れることによって電圧が逸脱するリスクが高い場合には、あらかじめ予測が外れることをリスクとして定量的に算出し、タップ値および調相設備の制御量の決定ができ、予測が外れた時の電圧逸脱を回避できる。電圧制御装置１００は、電圧逸脱リスクが低い場合は不感帯調整量が小さい為、タップ値および調相設備の制御量の過剰な調整を抑制することができる。
【００３９】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、不感帯調整部２２０が電圧不感帯を調整するための調整感度係数αとβを決定した。第２の実施形態では、調整感度係数αとβを具体的に決定する方法について説明する。第２の実施形態に係る装置構成は第１の実施形態の装置構成と同様である。
【００４０】
上述のように、電圧逸脱リスクを考慮した電圧不感帯の調整には、分散型電源の出力が変動して対象ノードの電圧の予測値が外れた場合に、対象ノードの電圧逸脱を回避することができる。ここで、電圧逸脱リスクを不感帯調整量に変換する調整感度係数α、βを適切に決定することが重要となる。たとえば、α、βが大きすぎる場合、不必要に電圧不感帯が調整され、電圧の制御量が過多になり、目標値の前後を出力値が振動するなどの制御ハンチングが発生する可能性がある。またα、βが小さすぎる場合は、電圧逸脱リスクに対して不感帯調整量が小さい為、分散型電源の出力が変動して対象ノードの電圧の予測値が外れた場合に電圧逸脱が発生する可能性がある。第２の実施形態に係る不感帯調整部２２０は、蓄積した過去の計測データ１２１を用いて調整感度係数α、βを適切に決定する。
【００４１】
不感帯調整部２２０は、過去の計測データ１２１に基づいてα、βを調整するか否か要否を判定する。不感帯調整部２２０が調整感度係数α、βを調整する要否を判定する基準は例えば、対象ノードの電圧値が電圧不感帯を逸脱した回数が予め定められた閾値を超えた場合、調相変更回数が予め定められた閾値を超えた場合、及び一定時間経過した場合（例えば１日）等である。不感帯調整部２２０は、調整感度係数α、βを決定する際に用いる過去の計測データ１２１をいつからいつまでのデータを用いるかという対象期間を決定する。
【００４２】
不感帯調整部２２０は、調整感度係数α、βを調整する際に用いられる目的関数を決定する。目的関数は例えば、電圧目標値からの絶対電圧の積算値や、調相変更回数などである。不感帯調整部２２０は、対象期間における過去の計測データ１２１に基づいて、電圧不感帯を逸脱しないという条件の制約下で、決定した目的関数を改善するよう調整感度係数α、βを最適化する。不感帯調整部２２０は、過去の計測データ１２１において、目的関数に基づいて調整される電圧不感帯を対象ノードの電圧が逸脱しないように調整感度係数α、βを調整する。不感帯調整部２２０は、対象ノードのタップ値または調相設備の制御量の変更回数が所定の条件を満たすように調整感度係数α、βを調整する。
【００４３】
次に電圧制御装置１００の処理の流れについて説明する。
【００４４】
図１１は、電圧制御装置１００の処理を示すフローチャートである。不感帯調整部２２０は、調整感度係数α、βを調整するか否かの要否を所定の閾値を超えたか否かにより判定する（ステップＳ２００）。閾値を超えた場合（ステップＳ２００：Ｙｅｓ）、不感帯調整部２２０は、過去の計測データ１２１の対象期間を決定する（ステップＳ２１０）。不感帯調整部２２０は、調整感度係数α、βを調整する際に用いられる目的関数を決定する（ステップＳ２２０）。
【００４５】
不感帯調整部２２０は、過去の計測データ１２１において、電圧不感帯を対象ノードの電圧が逸脱しないように調整感度係数α、βを調整する（ステップＳ２３０）。不感帯調整部２２０は、所定時間Δｔ経過後の時間Ｔに（ステップＳ２４０）、ステップＳ２００に戻る。
【００４６】
以上説明した第２の実施形態によれば、電圧制御装置１００は、蓄積した過去の計測データ１２１に基づいて、電圧不感帯を逸脱せずかつ所望の目的関数を改善する調整感度係数α、βを調整することができる。また、電圧制御装置１００は、蓄積した計測データ１２１の対象期間をより長くしたり、または過酷なケースを選定したりすることで、電圧制御システム１の系統において状況が著しく変化した場合でも電圧不感帯を逸脱しないよう調整感度係数α、βを調整することができる。これにより電圧制御装置１００は、電圧不感帯を逸脱せずかつ所望の目的関数に関して良好な結果が得られるロバストな調整感度係数α、βの選定を行うことができる。
【００４７】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、電圧制御装置１００がリスク算出部２１０と、不感帯調整部２２０と、電圧制御部２３０とを持つことにより、分散型電源の電圧が急激に変化するリスクを考慮して供給する電圧を制御することができる。
【００４８】
本発明の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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００４９】
１…電圧制御システム、２…基幹系母線、３…変圧器、４…支店系統母線、１０…記憶部、１１…入力データ記憶部、３２…通信線、４０…通信用集約装置、１００…電圧制御装置、１１０…受信部、１２０…記憶部、１２１…計測データ、１２２…系統構成データ、２００…制御部、２１０…リスク算出部、２１１…第１リスク算出部、２１２…第２リスク算出部、２１３…電圧逸脱リスク算出部、２２０…不感帯調整部、２３０…電圧制御部、２４０…予測部、２５０…ノード抽出部、３００…表示部
【図１】
2018152968.tif 000010
【図２】
2018152968.tif 000011
【図３】
2018152968.tif 000012
【図４】
2018152968.tif 000013
【図５】
2018152968.tif 000014
【図６】
2018152968.tif 000015
【図７】
2018152968.tif 000016
【図８】
2018152968.tif 000017
【図９】
2018152968.tif 000018
【図１０】
2018152968.tif 000019
【図１１】
2018152968.tif 000020