(57)【要約】【課題】需要家からは負荷の設置点での電圧をより確実に所望の範囲内に維持したいという要望がある。【解決手段】電源と電源出力端子との間に一次側が直列に接続された直列変圧器と、直列変圧器の二次側に接続され、直列変圧器を介して電源出力端子の出力電圧を調整する電圧調整部と、電源出力端子における電力の供給方向に基づいて出力電圧の目標電圧下限値および目標電圧上限値の少なくとも一方を変更する制御部と、を備える調整装置が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と電源出力端子との間に一次側が直列に接続された直列変圧器と、
前記直列変圧器の二次側に接続され、前記直列変圧器を介して前記電源出力端子の出力電圧を調整する電圧調整部と、
前記電源出力端子における電力の供給方向に基づいて前記出力電圧の目標電圧下限値および目標電圧上限値の少なくとも一方を変更する制御部と、
を備える調整装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記供給方向が前記直列変圧器から前記電源出力端子への方向である場合に、前記目標電圧下限値を大きくする、請求項１に記載の調整装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記供給方向が前記電源出力端子から前記直列変圧器への方向である場合に、前記目標電圧上限値を小さくする、請求項１または２に記載の調整装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記電源出力端子において供給される供給電力量に基づいて前記目標電圧下限値および前記目標電圧上限値の少なくとも一方を変更する、請求項１〜３の何れか１項に記載の調整装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記供給電力量の大きさが第１供給量の場合に、前記第１供給量よりも小さい第２供給量の場合と比較して、前記目標電圧下限値および前記目標電圧上限値の一方を他方に近づけるように変更する、請求項４に記載の調整装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記目標電圧上限値を、前記供給電力量の大きさに第１係数を乗じた値に基づいて変更し、
前記目標電圧下限値を、前記供給電力量の大きさに第２係数を乗じた値に基づいて変更する、請求項４または５に記載の調整装置。
【請求項７】
前記直列変圧器および前記電源出力端子の間で前記供給電力量および前記供給方向を測定する測定部をさらに備える、請求項４〜６の何れか１項に記載の調整装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記測定部による測定結果に基づいて前記目標電圧下限値および前記目標電圧上限値の少なくとも一方を順次更新する、請求項７に記載の調整装置。
【請求項９】
前記測定部による測定結果の履歴を記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記測定結果の履歴から前記供給電力量および前記供給方向を順次予測し、予測結果に基づいて前記目標電圧下限値および前記目標電圧上限値の少なくとも一方を順次更新する、請求項７に記載の調整装置。
【請求項１０】
前記直列変圧器の一次側をバイパスするか否かを切り換え可能なバイパススイッチをさらに備え、
前記制御部は、前記バイパススイッチがオンの状態において前記出力電圧が前記目標電圧下限値から前記目標電圧上限値までの範囲外となったことに応じて、前記バイパススイッチをオフに切り換える、請求項１〜９の何れか１項に記載の調整装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記バイパススイッチがオフの状態において、前記出力電圧が前記範囲内となったことに応じて前記バイパススイッチをオンに切り換える、請求項１０に記載の調整装置。
【請求項１２】
前記供給方向は、前記電源出力端子に接続される少なくとも１つの負荷の消費電力、および、前記電源出力端子に接続される少なくとも１つの発電機の発電電力に応じて変化する、請求項１〜１１の何れか１項に記載の調整装置。
【請求項１３】
前記電源は、交流電源であり、
前記電圧調整部は、
前記直列変圧器の二次側に流す電流を出力するインバータと、
前記インバータに電力を供給する電力供給部と、
を有する請求項１から１２のいずれか一項に記載の調整装置。
【請求項１４】
前記電力供給部は、前記電源からの交流電力を直流電力に変換して前記インバータに供給する請求項１３に記載の調整装置。
【請求項１５】
前記電力供給部は、前記電源とは異なる他の電源からの電力を前記インバータに供給する請求項１３に記載の調整装置。
【請求項１６】
前記電源は、高圧配電系統から低圧配電系統へと電圧を変換する変圧器である請求項１から１５のいずれか一項に記載の調整装置。
【請求項１７】
電源出力端子における電力の供給方向に基づいて、前記電源出力端子の出力電圧の目標電圧下限値および目標電圧上限値の少なくとも一方を変更する段階と、
電源と前記電源出力端子との間に一次側が直列に接続された直列変圧器の二次側に接続された電圧調整部により、前記直列変圧器を介して前記出力電圧を調整する段階と、
を備える調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調整装置および調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配電線から供給される電力を安定化する種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。このうち、特許文献２の技術では、配線インピーダンスを考慮して、負荷の設置点での電圧が規定の範囲内になるよう電圧制御する。
特許文献１  特開２００５−３４１６６８号公報
特許文献２  特開２０１２−２３１６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、需要家からは負荷の設置点での電圧をより確実に所望の範囲内に維持したいという要望がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、電源と電源出力端子との間に一次側が直列に接続された直列変圧器と、直列変圧器の二次側に接続され、直列変圧器を介して電源出力端子の出力電圧を調整する電圧調整部と、前記電源出力端子における電力の供給方向に基づいて出力電圧の目標電圧下限値および目標電圧上限値の少なくとも一方を変更する制御部と、を備える調整装置が提供される。
【０００５】
本発明の第２の態様においては、電源出力端子における電力の供給方向に基づいて、電源出力端子の出力電圧の目標電圧下限値および目標電圧上限値の少なくとも一方を変更する段階と、電源と電源出力端子との間に一次側が直列に接続された直列変圧器の二次側に接続された電圧調整部により、直列変圧器を介して出力電圧を調整する段階と、を備える調整方法が提供される。
【０００６】
上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係る調整装置を示す。
【図２】調整装置の動作を示す。
【図３】変更された目標電圧上限値を示す。
【図４】変更された目標電圧下限値を示す。
【図５】調整された電圧を示す。
【図６】本実施形態に係るコンピュータの構成の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る調整装置１を示す。調整装置１は、電源１０から入力される入力電圧Ｖｉの電力を出力電圧Ｖｏの電力に調整して複数の電源出力端子１１から出力するものである。調整装置１は、１または複数の直列変圧器１２と、電圧調整部１３と、制御部１４と、を備える。調整装置１は、１または複数のバイパススイッチ１５と、測定部１６とを更に備えてもよい。
【００１０】
電源１０は、交流電源であってよく、本実施形態においては一例として、６６００Ｖ、６０Ｈｚ（または５０Ｈｚ）の高圧配電系統から約１００Ｖ、６０Ｈｚ（または５０Ｈｚ）の単相３線式低圧配電系統へと電圧を変換して供給する変圧器（一例として柱状変圧器）である。電源１０は、ｕ相、ｖ相およびｏ相の３つの出力端子を有してよく、入力電圧Ｖｉの電力を調整装置１に供給してよい。
【００１１】
複数の電源出力端子１１は、本実施形態では一例として、３つの電源出力端子１１（ａ）、１１（ｂ）、１１（ｎ）であり、単相交流電力を出力してよい。なお、電圧線の出力端子としての電源出力端子１１（ａ）および１１（ｂ）の少なくとも一方と、中性線の出力端子としての電源出力端子１１（ｎ）との間の電圧が調整装置１により調整されてよい。電源出力端子１１（ａ）、１１（ｂ）、１１（ｎ）は、それぞれ低圧電線路１１０（ａ）、１１０（ｂ）、１１０（ｎ）を介して電源１０のｕ相、ｖ相およびｏ相の出力端子に接続されてよい。電源出力端子１１（ｎ）と電源１０とを結ぶ低圧電線路１１０（ｎ）はアース接続されてよい。
【００１２】
ここで、複数の電源出力端子１１には、電気製品などの少なくとも１つの負荷２０、および、ソーラーパネルなどの少なくとも１つの発電機２１が接続されてよい。例えば、複数の電源出力端子１１には、１０件程度の需要家それぞれが有する負荷２０、および、発電機２１が接続されてよい。これらの負荷２０および発電機２１と、複数の電源出力端子１１との間には配線インピーダンス２００が存在してよく、これにより、負荷２０および発電機２１の設置点での電圧ＶＬは電源出力端子１１の出力電圧Ｖｏに対して異なってよい。例えば、発電機２１の発電電力よりも負荷２０の消費電力の方が大きい場合には、設置点での電圧ＶＬは出力電圧Ｖｏよりも低くなってよい。発電機２１の発電電力よりも負荷２０の消費電力の方が小さい場合には、設置点での電圧ＶＬは出力電圧Ｖｏよりも高くなってよい。
【００１３】
１または複数の直列変圧器１２は、電源１０および電源出力端子１１の間の低圧電線路１１０に一次側、つまり一次コイルが直列に接続され、電圧調整部１３に二次側、つまり二次コイルが接続された変圧器である。直列変圧器１２の変圧比は、二次側に対して一次側が高くなるように構成されてよく、例えば一次側：二次側＝１０：１（または５：１）であってよい。本実施形態では一例として、２つの直列変圧器１２（ａ）、１２（ｂ）が低圧電線路１１０（ａ）、１１０（ｂ）に設けられているが、何れか一方のみが設けられてもよい。
【００１４】
電圧調整部１３は、各直列変圧器１２を介して電源出力端子１１の出力電圧Ｖｏを、一例として目標電圧範囲内に収まるように、調整する。ここで、目標電圧範囲は、目標電圧下限値および目標電圧上限値によって規定される範囲である。目標電圧範囲は、設置点での電圧ＶＬについて期待される基準電圧範囲（一例として１０１±６Ｖ）と等しい範囲であってもよいし、この基準電圧範囲内の一部の範囲であってもよい。目標電圧範囲は、基準電圧範囲と一部のみ重複する範囲であってもよいし、基準電圧範囲と完全に異なる範囲であってもよい。電圧調整部１３は、インバータ１３１と、１または複数のリアクトル１３３と、電力供給部１３５とを有してよい。
【００１５】
インバータ１３１は、各直列変圧器１２の二次側に流す電流を出力することで、調整装置１への入力電圧Ｖｉに直列変圧器１２の一次コイルから電圧を加えて電源出力端子１１間の出力電圧Ｖｏを調整する。インバータ１３１は、ｕ相、ｖ相およびｏ相の３つの出力端子を有し、このうちｕ相およびｏ相の出力端子が直列変圧器１２（ａ）に接続され、ｖ相およびｏ相の出力端子が直列変圧器１２（ｂ）に接続されてよい。インバータ１３１は、後述の電力供給部１３５から直流電力を供給されてよい。インバータ１３１のスイッチング周波数は、一例として２０ｋＨｚであってよい。
【００１６】
一または複数のリアクトル１３３は、インバータ１３１が出力する電流を平滑化する。本実施形態では一例として、２つのリアクトル１３３（ｕ）、１３１（ｖ）がインバータ１３１におけるｕ相およびｖ相の出力端子と、直列変圧器１２（ａ）、１２（ｂ）との間に設けられている。リアクトル１３３に代えて／加えて、インバータ１３１の出力端子に他の平滑回路を設けてもよい。
【００１７】
電力供給部１３５は、インバータ１３１に電力を供給する。本実施形態では一例として、電力供給部１３５は、電源１０からの交流電力を直流電力に変換してインバータ１３１に供給する。電力供給部１３５は、コンバータ１３５１と、平滑コンデンサ１３５２と、リアクトル１３５３とを有してよい。
【００１８】
コンバータ１３５１は、交流電力を直流電力に変換する。コンバータ１３５１は、入力側（交流側）端子が直列変圧器１２よりも上流側で低圧電線路１１０（ａ）、１１０（ｂ）に接続され、出力側（直流側）端子がインバータ１３１に接続されてよい。例えば、コンバータ１３５１は、約４００〜５００Ｖの直流電力をインバータ１３１に供給してよい。
【００１９】
平滑コンデンサ１３５２は、コンバータ１３５１の出力端子間に接続されており、コンバータ１３５１から出力される直流電力を平滑化する。
【００２０】
リアクトル１３５３は、低圧電線路１１０（ａ）とコンバータ１３５１との間に設けられており、電流を平滑化するとともに、コンバータ１３５１の入力側端子間を昇圧する。なお、電流を平滑化する観点からは、リアクトル１３５３に代えて／加えて、変圧器である電源１０の漏れインダクタンスを利用してもよい。
【００２１】
なお、電力供給部１３５は、電源１０とは異なる他の電源（一例として自家発電設備）から供給される電力をインバータ１３１に供給してもよい。
【００２２】
制御部１４は、調整装置１における各部の制御を行う。例えば、制御部１４は、電源出力端子１１における電力の供給方向、好ましくは更に電源出力端子１１において供給される供給電力量に基づいて出力電圧Ｖｏの目標電圧下限値および目標電圧上限値の少なくとも一方を変更することで、電圧調整部１３により変更後の目標電圧範囲内に出力電圧Ｖｏを調整する。
【００２３】
ここで、電力の供給方向は、負荷２０の消費電力、および、発電機２１の発電電力に応じて変化してよい。例えば発電機２１の発電電力よりも負荷２０の消費電力の方が大きい場合には、負荷２０および発電機２１の設置点での電圧ＶＬが出力電圧Ｖｏよりも低くなり、供給方向は直列変圧器１２から電源出力端子１１への向きとなってよい。また、発電機２１の発電電力よりも負荷２０の消費電力の方が小さい場合には、設置点での電圧ＶＬが出力電圧Ｖｏよりも高くなり、供給方向は電源出力端子１１から直列変圧器１２への向きとなってよい。
【００２４】
供給電力量は電力［Ｗ］の基準時間（例えば１または複数の周期）分の積分値［Ｗｈ］であってよい。なお、この場合、電力の供給方向は電力供給量の正負で表されてよい。例えば、供給電力量が正であれば電力の供給方向は直列変圧器１２から電源出力端子１１への向きであってよく、供給電力量が負であれば供給方向は電源出力端子１１から直列変圧器１２への向きであってよい。
【００２５】
１または複数のバイパススイッチ１５は、直列変圧器１２の一次側をバイパスするか否かを切り換え可能に接続されている。例えば、各バイパススイッチ１５は、電源１０と電源出力端子１１の間の低圧電線路１１０に対し、対応する直列変圧器１２の一次コイルと並列に接続されており、一次コイルを短絡可能となっている。本実施形態では一例として、２つのバイパススイッチ１５（ａ）、１４（ｂ）が２つの直列変圧器１２（ａ）、１２（ｂ）の一次コイルと並列に接続されている。
【００２６】
測定部１６は、直列変圧器１２および電源出力端子１１の間で電力の供給方向を測定し、好ましくは更に供給電力量を測定する。測定部１６は、電圧測定部１６１と、電流測定部１６３と、演算部１６５とを備えてよい。
【００２７】
電圧測定部１６１は、電源出力端子１１間の出力電圧Ｖｏを測定する。電圧測定部１６１は、測定結果を演算部１６５に供給してよい。
【００２８】
電流測定部１６３は、電源出力端子１１からの出力電流を測定する。電流測定部１６３は、測定結果を演算部１６５に供給してよい。
【００２９】
演算部１６５は、供給方向を算出し、好ましくは更に供給電力量を算出する。演算部１６５は、供給電力量および供給方向を制御部１４に供給してよい。
【００３０】
以上の調整装置１によれば、負荷２０および発電機２１の設置点での電圧ＶＬと、出力電圧Ｖｏとの大小関係を示す電力の供給方向に基づいて制御部１４が出力電圧Ｖｏの目標電圧下限値および目標電圧上限値の少なくとも一方を変更する。従って、設置点での電圧ＶＬが出力電圧Ｖｏよりも大きい／小さいことに応じて出力電圧Ｖｏの目標電圧範囲を変更するため、設置点での電圧ＶＬを所望の範囲（一例として１０１±６Ｖ）内に維持することができる。
【００３１】
また、制御部１４は、更に供給電力量に基づいて目標電圧下限値および目標電圧上限値の少なくとも一方を変更する。ここで、（供給電力量）×（配線インピーダンス２００）／（出力電圧Ｖｏ）＝（設置点での電圧ＶＬ）−（出力電圧Ｖｏ）であるから、供給電力量は、設置点での電圧ＶＬと出力電圧Ｖｏとの電圧差を示す。従って、設置点での電圧ＶＬと出力電圧Ｖｏとの電圧差に応じて出力電圧Ｖｏの目標電圧範囲を変更するため、設置点での電圧ＶＬをより確実に所望の範囲内に維持することができる。
【００３２】
図２は、調整装置１の動作を示す。なお、動作の開始時点では各バイパススイッチ１５はオンになっている。インバータ１３１およびコンバータ１３５１は制御部１４によりディセーブルされていてよい。
【００３３】
調整装置１が運転を開始すると、測定部１６は、電力の供給方向および供給電力量を測定する（ステップＳ１１）。例えば、測定部１６の電圧測定部１６１は、低圧電線路１１０（ａ）、１１０（ｎ）の間の電圧と、低圧電線路１１０（ｂ）、１１０（ｎ）の間の電圧とを測定してよい。また、電流測定部１６３は、直列変圧器１２と電源出力端子１１との間の低圧電線路１１０（ａ）、１１０（ｂ）に設けられた電流センサ１６３０（図１参照）を用いて、当該低圧電線路１１０（ａ）、１１０（ｂ）に流れる電流を測定してよい。そして、演算部１６５は、低圧電線路１１０（ａ）、１１０（ｎ）の間の電圧値と、低圧電線路１１０（ａ）の電流値との乗算値を基準時間（一例として１周期）内で積分することで、低圧電線路１１０（ａ）、１１０（ｎ）による供給電力量を算出してよい。同様に、演算部１６５は、低圧電線路１１０（ｂ）、１１０（ｎ）の間の電圧値と、低圧電線路１１０（ｂ）の電流値との乗算値を基準時間内で積分することで、低圧電線路１１０（ｂ）、１１０（ｎ）による供給電力量を算出してよい。また、演算部１６５は、供給電力量の正負から、電力の供給方向を算出してよい。但し、測定部１６は、供給電力量の正負から供給方向を算出する代わりに、例えば特開２０１３−１６９０６６号公報に開示の方法など、従来より公知の他の手法によって、供給電力量を測定せずに供給方向のみを測定してもよい。
【００３４】
次に、制御部１４は、電力の供給方向、好ましくは供給方向および供給電力量に基づいて出力電圧の目標電圧下限値および目標電圧上限値の少なくとも一方を変更する（ステップＳ１３）。なお、目標電圧下限値および目標電圧上限値の変更については、図３、図４を用いて詳細を後述する。
【００３５】
次に、制御部１４は、電源出力端子１１間の出力電圧Ｖｏが目標電圧範囲外になったか否かを判定する（ステップＳ１５）。例えば、制御部１４は、電圧測定部１６１により測定される低圧電線路１１０（ａ）、１１０（ｎ）の間の電圧の実効値と、低圧電線路１１０（ｂ）、１１０（ｎ）の間の電圧の実効値とが目標電圧範囲外であるか否かを判定してよい。
【００３６】
ステップＳ１５において出力電圧Ｖｏが目標電圧範囲外になっていないと判定された場合（ステップＳ１５；Ｎｏ）には、制御部１４がバイパススイッチ１５をオンに維持する（ステップＳ１６）。これにより、後述のステップＳ１７の処理でバイパススイッチ１５がオフに切り換えられた状態から出力電圧Ｖｏが範囲内となったことに応じ、バイパススイッチ１５がオンに切り換えられ、電圧調整部１３による電圧制御がディセーブルされる。これに加え、制御部１４は、インバータ１３１およびコンバータ１３５１に加えられる制御指令のパルス信号をオフにしてインバータ１３１およびコンバータ１３５１をディセーブルしてよい。これにより、これらの変換部で発生する損失を低減して低圧配電系統への電力供給を効率化することができると共に、調整装置１を長寿命化することができる。
【００３７】
以上のステップＳ１６の処理が終了したら、調整装置１は上述のステップＳ１１に処理を移行する。これにより、ステップＳ１１、Ｓ１３の処理が繰り返されて、測定部１６の測定結果に基づき目標電圧下限値および目標電圧上限値の少なくとも一方が順次更新される。
【００３８】
一方、ステップＳ１５において出力電圧Ｖｏが目標電圧範囲外になったと判定した場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）には、制御部１４は、バイパススイッチ１５をオフに維持する（ステップＳ１７）。これにより、バイパススイッチ１５がオンの状態において出力電圧Ｖｏが目標電圧下限値から目標電圧上限値までの範囲外となったことに応じて、バイパススイッチ１５がオフに切り換えられる。その結果、電源１０からの電流が各直列変圧器１２の一次側を流れ、電圧調整部１３による電圧制御がイネーブルされる。
【００３９】
また、制御部１４は、電圧調整部１３により直列変圧器１２を介して出力電圧Ｖｏを調整する。例えば、制御部１４は、電圧調整部１３から各直列変圧器１２へと出力する二次電流を、目標電圧範囲外の出力電圧Ｖｏが目標電圧範囲内となるように制御する。
【００４０】
一例として、制御部１４は、演算部１６５を介して電圧測定部１６１から供給される電圧測定値を電圧実効値および電圧位相に変換する。また、制御部１４は、目標電圧範囲に対する測定電圧の実効値の偏差を、調整すべき電圧偏差として計算する。また、制御部１４は、直列変圧器１２の一次側電圧が電圧偏差相当の電圧となるようにインバータ１３１および電力供給部１３５（一例としてコンバータ１３５１）を制御する。例えば、直列変圧器１２の変圧比が一次：二次＝１：ｍであれば、制御部１４は、インバータ１３１の出力電圧が電圧偏差×ｍとなるようにインバータ１３１およびコンバータ１３５１に制御指令を与える。制御部１４は、インバータ１３１の出力電圧が徐々に電圧偏差×ｍに近づくように制御指令を与えてもよい。なお、制御部１４は、直列変圧器１２により低圧電線路１１０（ａ）に加えられる電圧を低圧電線路１１０（ａ）、１１０（ｎ）の間の電圧位相と同位相にし、直列変圧器１２により低圧電線路１１０（ｂ）に加えられる電圧を１８０°反転した位相にしてよい。
【００４１】
これにより、直列変圧器１２の一次側に電圧偏差の電圧が発生される。その結果、電源１０から低圧電線路１１０（ａ）、１１０（ｎ）の間、および／または、低圧電線路１１０（ａ）、１１０（ｎ）の間に供給される電圧に対して直列変圧器１２から電圧偏差の電圧が加えられ、電源出力端子１１の間の出力電圧Ｖｏが目標電圧範囲内となる。一例として、入力電圧Ｖｉが目標電圧下限値の９５％である場合には、電圧偏差として５％の電圧が加えられることで出力電圧Ｖｏが目標電圧下限値となる。また、入力電圧Ｖｉが目標電圧上限値の１０３％である場合には、電圧偏差として−３％の電圧が加えられることで出力電圧Ｖｏが目標電圧上限値となる。
【００４２】
そして、以上のステップＳ１７の処理が終了したら、調整装置１は上述のステップＳ１１に処理を移行する。これにより、ステップＳ１１、Ｓ１３の処理が繰り返されて、測定部１６の測定結果に基づき目標電圧下限値および目標電圧上限値の少なくとも一方が順次更新される。
【００４３】
なお、以上の動作では、制御部１４は、測定部１６による測定結果に基づいて目標電圧下限値および目標電圧上限値の少なくとも一方を順次更新することとして説明したが、他の態様で更新してもよい。例えば、調整装置１には測定部１６による測定結果の履歴を記憶する記憶部（図示せず）が具備されてよく、制御部１４は、測定結果の履歴から供給電力量および供給方向を順次予測し、予測結果に基づいて目標電圧下限値および目標電圧上限値の少なくとも一方を順次更新してもよい。一例として、制御部１４は、単位期間（例えば１日、１週間、１年）内での供給電力量および供給方向の変動パターンを作成して、この変動パターンに基づいて供給電力量および供給方向の予測を行ってよい。この場合には、測定部１６による測定を継続して行うことなく、設置点での電圧ＶＬを基準電圧範囲内に維持することができる。
【００４４】
続いて、制御部１４による目標電圧下限値および／または目標電圧上限値の変更について説明する。
【００４５】
制御部１４は、供給方向が直列変圧器１２から電源出力端子１１への方向である場合（一例として供給電力量が正の場合）に、例えば供給方向が反対の場合と比較して、目標電圧下限値を大きくしてよい。また、制御部１４は、供給方向が電源出力端子１１から直列変圧器１２への方向である場合（一例として供給電力量が負の場合）に、例えば供給方向が反対の方向である場合と比較して、目標電圧上限値を小さくしてよい。
【００４６】
また、制御部１４は、供給電力量の大きさ、つまり供給電力量の絶対値が第１供給量の場合に、第１供給量よりも小さい第２供給量の場合と比較して、目標電圧下限値および目標電圧上限値の一方を他方に近づけるように変更してよく、好ましくはステップＳ１３の処理が繰り返されるに従って一方を他方に徐々に近づけるように変更してよい。例えば、制御部１４は、供給電力量の大きさが大きいほど、目標電圧下限値および目標電圧上限値の一方を他方に近づけるように変更してよい。また、制御部１４は、供給電力量の大きさに第１係数を乗じた値に基づいて目標電圧上限値を変更し、供給電力量の大きさに第２係数を乗じた値に基づいて目標電圧下限値を変更してよい。一例として、制御部１４は、以下の式（１）、（２）により目標電圧上限値および目標電圧下限値の少なくとも一方を変更してよい。
【００４７】
目標電圧上限値Ｖ１ｂ＝基準上限値Ｖ１−第１係数ｋ１×｜供給電力量Ｐ｜    （１）
目標電圧下限値Ｖ２ｂ＝基準下限値Ｖ２＋第２係数ｋ２×｜供給電力量Ｐ｜    （２）
【００４８】
但し、式中、第１係数ｋ１および第２係数ｋ２は、正の値であり、配線インピーダンス２００、負荷２０の消費電力、需要家の数などに応じて設定されてよく、適宜更新されてもよい。第１係数および第２係数は同じ値であっても良いし、異なる値であってもよい。
【００４９】
また、目標電圧上限値Ｖ１ｂおよび目標電圧下限値Ｖ２ｂは、以下の式（３）、（４）を満たしてよい。
【００５０】
変更下限値Ｖ１ａ  ≦目標電圧上限値Ｖ１ｂ    ≦基準上限値Ｖ１      （３）
基準下限値Ｖ２    ≦目標電圧下限値Ｖ２ｂ    ≦変更上限値Ｖ２ａ    （４）
【００５１】
但し、式中、変更下限値Ｖ１ａおよび変更上限値Ｖ２ａは、目標電圧上限値Ｖ１ｂおよび目標電圧下限値Ｖ２ｂの変更可能な限界値を示す値である。変更下限値Ｖ１ａおよび変更上限値Ｖ２ａを設定することで、目標電圧範囲が狭くなり過ぎてしまうのを防止することができるため、インバータ１３１およびコンバータ１３５１で発生する損失を低減して低圧配電系統への電力供給を効率化することができると共に、調整装置１を長寿命化することができる。なお、変更下限値Ｖ１ａおよび変更上限値Ｖ２ａの値は、予想される負荷２０の消費電力、発電機２１の発電電力および配線インピーダンス２００から設定されてよい。
【００５２】
以上のように変更された目標電圧上限値Ｖ１ｂ、目標電圧下限値Ｖ２ｂを、図３、図４に示す。ここで、図３は変更された目標電圧上限値を示し、図４は変更された目標電圧下限値を示す。なお、図中の横軸は入力電圧Ｖｉであり、縦軸は出力電圧Ｖｏである。
【００５３】
図３に示されるように、供給電力量Ｐが負である場合には、目標電圧上限値Ｖ１ｂが基準上限値Ｖ１（一例として１０７Ｖ）以下に変更される。これにより、入力電圧Ｖｉおよび出力電圧Ｖｏの関係は、図中の２点鎖線のグラフから実線のグラフに変更される。
【００５４】
具体的には、入力電圧Ｖｉが目標電圧下限値Ｖ２（一例として９５Ｖ）〜目標電圧上限値Ｖ１ｂの目標電圧範囲内であるときには、入力電圧Ｖｉがそのまま出力電圧Ｖｏとして出力される。また、入力電圧Ｖｉが目標電圧下限値Ｖ２より小さいときには、入力電圧Ｖｉが目標電圧下限値Ｖ２に調整されて出力電圧Ｖｏとして出力される。そして、入力電圧Ｖｉが目標電圧上限値Ｖ１ｂより大きいときには、入力電圧Ｖｉが目標電圧上限値Ｖ１ｂに調整されて出力電圧Ｖｏとして出力される。
【００５５】
このように、供給電力量Ｐが負である場合、つまり、発電機２１の発電電力よりも負荷２０の消費電力の方が小さく、電力の供給方向が電源出力端子１１から直列変圧器１２への方向である場合には、目標電圧上限値Ｖ１ｂを負荷２０の設置点での基準上限値Ｖ１以下に変更して電圧補償が行われる。そのため、設置点での電圧ＶＬを基準電圧範囲（一例として１０１±６Ｖ）内に維持することができる。
【００５６】
一方、図４に示されるように、供給電力量Ｐが正であり、供給方向が直列変圧器１２から電源出力端子１１への方向である場合には、目標電圧下限値Ｖ２ｂが基準下限値Ｖ２（一例として９５Ｖ）以上に変更される。これにより、入力電圧Ｖｉおよび出力電圧Ｖｏの関係は、図中の２点鎖線のグラフから実線のグラフに変更される。
【００５７】
具体的には、入力電圧Ｖｉが目標電圧下限値Ｖ２ｂ〜目標電圧上限値Ｖ１（一例として１０７Ｖ）の目標電圧範囲内であるときには、入力電圧Ｖｉがそのまま出力電圧Ｖｏとして出力される。また、入力電圧Ｖｉが目標電圧上限値Ｖ１より大きいときには、入力電圧Ｖｉが目標電圧上限値Ｖ１に調整されて出力電圧Ｖｏとして出力される。そして、入力電圧Ｖｉが目標電圧下限値Ｖ２ｂより小さいときには、入力電圧Ｖｉが目標電圧下限値Ｖ２ｂに調整されて出力電圧Ｖｏとして出力される。
【００５８】
このように、供給電力量Ｐが正である場合、つまり、発電機２１の発電電力よりも負荷２０の消費電力の方が大きく、電力の供給方向が直列変圧器１２から電源出力端子１１への方向である場合には、目標電圧下限値Ｖ２ｂを負荷２０の設置点での基準下限値Ｖ２以上に変更して電圧補償が行われる。そのため、設置点での電圧ＶＬを基準電圧範囲（一例として１０１±６Ｖ）内に維持することができる。
【００５９】
図５は、供給電力量Ｐが正の場合に調整された電圧を示す。図中、縦軸は電圧値を示し、横軸は時間を示す。この例では、入力電圧Ｖｉが時間ｔ１〜ｔ２の間に目標電圧上限値Ｖ１より大きくなり、時間ｔ３〜ｔ４の間に目標電圧下限値Ｖ２ｂより小さくなっている。これに対し、出力電圧Ｖｏは時間ｔ１〜ｔ２の間に目標電圧上限値Ｖ１に維持され、時間ｔ３〜ｔ４の間に目標電圧下限値Ｖ２ｂに維持されている。
【００６０】
なお、本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、（１）操作が実行されるプロセスの段階または（２）操作を実行する役割を持つ装置のセクションを表わしてよい。特定の段階およびセクションが、専用回路、コンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、および／またはコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタルおよび／またはアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）および／またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、論理ＡＮＤ、論理ＯＲ、論理ＸＯＲ、論理ＮＡＮＤ、論理ＮＯＲ、および他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のようなメモリ要素等を含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。
【００６１】
コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（ＲＴＭ）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。
【００６２】
コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。
【００６３】
コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して提供され、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。
【００６４】
図６は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。コンピュータ２２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられる操作または当該装置の１または複数のセクションとして機能させることができ、または当該操作または当該１または複数のセクションを実行させることができ、および／またはコンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係るプロセスまたは当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ２２００に、本明細書に記載のフローチャートおよびブロック図のブロックのうちのいくつかまたはすべてに関連付けられた特定の操作を実行させるべく、ＣＰＵ２２１２によって実行されてよい。
【００６５】
本実施形態によるコンピュータ２２００は、ＣＰＵ２２１２、ＲＡＭ２２１４、グラフィックコントローラ２２１６、およびディスプレイデバイス２２１８を含み、それらはホストコントローラ２２１０によって相互に接続されている。コンピュータ２２００はまた、通信インタフェース２２２２、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２２２６、およびＩＣカードドライブのような入／出力ユニットを含み、それらは入／出力コントローラ２２２０を介してホストコントローラ２２１０に接続されている。コンピュータはまた、ＲＯＭ２２３０およびキーボード２２４２のようなレガシの入／出力ユニットを含み、それらは入／出力チップ２２４０を介して入／出力コントローラ２２２０に接続されている。
【００６６】
ＣＰＵ２２１２は、ＲＯＭ２２３０およびＲＡＭ２２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ２２１６は、ＲＡＭ２２１４内に提供されるフレームバッファ等またはそれ自体の中にＣＰＵ２２１２によって生成されたイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス２２１８上に表示されるようにする。
【００６７】
通信インタフェース２２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ２２２４は、コンピュータ２２００内のＣＰＵ２２１２によって使用されるプログラムおよびデータを格納する。ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２２２６は、プログラムまたはデータをＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１から読み取り、ハードディスクドライブ２２２４にＲＡＭ２２１４を介してプログラムまたはデータを提供する。ＩＣカードドライブは、プログラムおよびデータをＩＣカードから読み取り、および／またはプログラムおよびデータをＩＣカードに書き込む。
【００６８】
ＲＯＭ２２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ２２００によって実行されるブートプログラム等、および／またはコンピュータ２２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入／出力チップ２２４０はまた、様々な入／出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入／出力コントローラ２２２０に接続してよい。
【００６９】
プログラムが、ＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１またはＩＣカードのようなコンピュータ可読媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読媒体から読み取られ、コンピュータ可読媒体の例でもあるハードディスクドライブ２２２４、ＲＡＭ２２１４、またはＲＯＭ２２３０にインストールされ、ＣＰＵ２２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ２２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置または方法が、コンピュータ２２００の使用に従い情報の操作または処理を実現することによって構成されてよい。
【００７０】
例えば、通信がコンピュータ２２００および外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース２２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース２２２２は、ＣＰＵ２２１２の制御下、ＲＡＭ２２１４、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１、またはＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ処理領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、またはネットワークから受信された受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ処理領域等に書き込む。
【００７１】
また、ＣＰＵ２２１２は、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２２２６（ＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイルまたはデータベースの全部または必要な部分がＲＡＭ２２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ２２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ２２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックする。
【００７２】
様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、およびデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプの操作、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ２２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ２２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ２２１２は、第１の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。
【００７３】
上で説明したプログラムまたはソフトウェアモジュールは、コンピュータ２２００上またはコンピュータ２２００近傍のコンピュータ可読媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバーシステム内に提供されるハードディスクまたはＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ２２００に提供する。
【００７４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００７５】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００７６】
１  調整装置、１０  電源、１１  電源出力端子、１２  直列変圧器、１３  電圧調整部、１４  制御部、１５  バイパススイッチ、１６  測定部、２０  負荷、２１  発電機、１１０  低圧電線路、１３１  インバータ、１３３  リアクトル、１３５  電力供給部、１６１  電圧測定部、１６３  電流測定部、１６５  演算部、２００  配線インピーダンス、１３５１  コンバータ、１３５２  平滑コンデンサ、１３５３  リアクトル、１６３０  電流センサ、２２００  コンピュータ、２２０１  ＤＶＤ−ＲＯＭ、２２１０  ホストコントローラ、２２１２  ＣＰＵ、２２１４  ＲＡＭ、２２１６  グラフィックコントローラ、２２１８  ディスプレイデバイス、２２２０  入／出力コントローラ、２２２２  通信インタフェース、２２２４  ハードディスクドライブ、２２２６  ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ、２２３０  ＲＯＭ、２２４０  入／出力チップ、２２４２  キーボード
【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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