(57)【要約】【課題】系統における送電線及び配電線での送電電力の損失を低減することができる制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、系統に連結している複数のインバータを制御する装置である。制御装置は、無効電力受付部と、分担量決定部と、指示送信部と、を備える。前記無効電力受付部は、前記系統で要求される無効電力の電力情報の入力を受け付ける。前記分担量決定部は、前記複数のインバータのそれぞれについて、前記電力情報が示す無効電力の分担量を決定する。前記指示送信部は、前記複数のインバータのそれぞれに決定した前記分担量を示す無効電力指示を送信する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統に連結している複数のインバータを制御する制御装置であって、
前記系統で要求される無効電力の電力情報の入力を受け付ける無効電力受付部と、
前記複数のインバータのそれぞれについて、前記電力情報が示す無効電力の分担量を決定する分担量決定部と、
前記複数のインバータのそれぞれに決定した前記分担量を示す無効電力指示を送信する指示送信部と、
を備える制御装置。
【請求項２】
前記複数のインバータから処理可能な制御容量を取得する容量取得部、
を備え、
前記分担量決定部は、
前記制御容量に基づいて、前記複数のインバータのそれぞれについて、前記電力情報が示す無効電力の分担量を決定する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記複数のインバータから自インバータが稼働中であるか否かを示す稼働情報を取得する動作可否取得部、
を備え、
前記分担量決定部は、
前記複数のインバータのうち稼働中でないインバータについて、前記電力情報が示す無効電力の分担量を決定する、
請求項１または請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記無効電力受付部は、
前記無効電力が要求される場所に関連づけて前記電力情報の入力を受け付け、
前記分担量決定部は、
前記場所に近いほど分担量が多くなるように、前記電力情報が示す無効電力の分担量を決定する、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記複数のインバータの稼働率を取得する稼働率取得部、
を備え、
前記分担量決定部は、
前記稼働率に基づいて、前記複数のインバータの稼働率が一定になるように、前記電力情報が示す無効電力の分担量を決定する、
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項６】
系統に連結している複数のインバータを制御する制御方法であって、
前記系統で要求される無効電力の電力情報の入力を受け付けることと、
前記複数のインバータのそれぞれについて、前記電力情報が示す無効電力の分担量を決定することと、
前記複数のインバータのそれぞれに決定した前記分担量を示す無効電力指示を送信することと、
を含む制御方法。
【請求項７】
系統に連結している複数のインバータを制御するためのコンピュータに、
前記系統で要求される無効電力の電力情報の入力を受け付けることと、
前記複数のインバータのそれぞれについて、前記電力情報が示す無効電力の分担量を決定することと、
前記複数のインバータのそれぞれに決定した前記分担量を示す無効電力指示を送信することと、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力システムでは、発電所から各需要家までの間を大きな電力が送電されており、電力システム全体の電力の損失は大きい。電力システムでは、電力の損失を低減するさまざまな技術が開発されている。
特許文献１には、関連する技術として、需要家における受電点の力率を改善する分散型電源装置に関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０６７７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電力システムでは、系統の電圧が一定の範囲内になるように制御されている。この制御は、送電線における無効電力の吸収や需要家における受電点の力率に応じて、発電機から系統に送電する無効電力を調整したり、一次変電所などに設置される調相設備が系統に出力する無効電力を調整したりして、発電所や一次変電所などが系統において無効電力を発生させたり無効電力を吸収することにより行われる。
発電所や一次変電所などで発生させ、または、吸収した無効電力が系統全体における送電線及び配電線を経由する場合、送電線及び配電線における抵抗成分により、送電電力に大きな損失が生じるという問題があった。
そのため、系統における送電線及び配電線での送電電力の損失を低減することのできる技術が求められていた。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決することのできる制御装置、制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、制御装置は、系統に連結している複数のインバータを制御する制御装置であって、前記系統で要求される無効電力の電力情報の入力を受け付ける無効電力受付部と、前記複数のインバータのそれぞれについて、前記電力情報が示す無効電力の分担量を決定する分担量決定部と、前記複数のインバータのそれぞれに決定した前記分担量を示す無効電力指示を送信する指示送信部と、を備える。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様における制御装置は、前記複数のインバータから処理可能な制御容量を取得する容量取得部、を備え、前記分担量決定部は、前記制御容量に基づいて、前記複数のインバータのそれぞれについて、前記電力情報が示す無効電力の分担量を決定してもよい。
【０００８】
本発明の第３の態様によれば、第１の態様または第２の態様における制御装置は、前記複数のインバータから自インバータが稼働中であるか否かを示す稼働情報を取得する動作可否取得部、を備え、前記分担量決定部は、前記複数のインバータのうち稼働中でないインバータについて、前記電力情報が示す無効電力の分担量を決定してもよい。
【０００９】
本発明の第４の態様によれば、第１の態様から第３の態様の何れかにおける制御装置において、前記無効電力受付部は、前記無効電力が要求される場所に関連づけて前記電力情報の入力を受け付け、前記分担量決定部は、前記場所に近いほど分担量が多くなるように、前記電力情報が示す無効電力の分担量を決定してもよい。
【００１０】
本発明の第５の態様によれば、第１の態様から第４の態様の何れかにおける制御装置は、前記複数のインバータの稼働率を取得する稼働率取得部、を備え、前記分担量決定部は、前記稼働率に基づいて、前記複数のインバータの稼働率が一定になるように、前記電力情報が示す無効電力の分担量を決定してもよい。
【００１１】
本発明の第６の態様によれば、制御方法は、系統に連結している複数のインバータを制御する制御方法であって、前記系統で要求される無効電力の電力情報の入力を受け付けることと、前記複数のインバータのそれぞれについて、前記電力情報が示す無効電力の分担量を決定することと、前記複数のインバータのそれぞれに決定した前記分担量を示す無効電力指示を送信することと、を含む。
【００１２】
本発明の第７の態様によれば、プログラムは、系統に連結している複数のインバータを制御するためのコンピュータに、前記系統で要求される無効電力の電力情報の入力を受け付けることと、前記複数のインバータのそれぞれについて、前記電力情報が示す無効電力の分担量を決定することと、前記複数のインバータのそれぞれに決定した前記分担量を示す無効電力指示を送信することと、を実行させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の実施形態による制御装置によれば、系統における送電線及び配電線での送電電力の損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態による電力システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による制御装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による制御装置の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施形態＞
以下、本発明の一実施形態による電力システムの構成について説明する。
本発明の一実施形態による電力システム１は、図１に示すように、発電所１０と、一次変電所２０と、配電用変電所３０と、架空送電線４０と、地中配電ケーブル５０と、需要家６０と、ＥＶ（電気自動車）充電設備付ＥＳＳ（エネルギ貯蔵システム）７０と、太陽光発電設備８０と、風力発電設備９０と、制御装置１００と、を備える。
【００１６】
発電所１０は、発電機１０１と、変圧器１０２と、無効電力監視装置１０３と、を備える。
発電機１０１は、火力、水力、風力、原子力、地熱などにより作り出した回転運動を電気に変換し発電可能な電力の範囲内で任意の有効電力と任意の無効電力を発生させる。発電機１０１は、無効電力を調整することで、系統から無効電力を吸収すること、及び、系統に無効電力を発生させることができる。なお、無効電力の調整には、電圧と電流との位相関係の調整が含まれる。
変圧器１０２は、発電機１０１が発電した電力における電圧を所望の電圧に変換する。
発電所１０が発生させた電力は、架空送電線４０を介して一次変電所２０に送電される。
無効電力監視装置１０３は、電力システム１における無効電力の発生または吸収を示す無効電力の量を含む情報を取得する。例えば、無効電力監視装置１０３は、予め定めた系統の代表箇所における無効電力を系統全体の無効電力として、その代表箇所に設けられた装置から無効電力の情報を取得する。または、無効電力監視装置１０３は、系統における各装置や各配線における無効電力の情報を取得してもよい。無効電力監視装置１０３が取得する系統における各装置や各配線での無効電力の情報は、例えば、図１に示す電力システム１では、発電所１０において発生または吸収される無効電力、一次変電所２０において発生または吸収される無効電力、配電用変電所３０において発生または吸収される無効電力、架空送電線４０において吸収される無効電力、地中配電ケーブル５０において発生させる無効電力、需要家６０において発生または吸収される無効電力、ＥＶ充電設備付ＥＳＳ７０において発生または吸収される無効電力、太陽光発電設備８０において発生または吸収される無効電力、風力発電設備９０において発生または吸収される無効電力の情報である。
【００１７】
一次変電所２０は、調相設備２０１と、変圧器２０２とを備える。
調相設備２０１は、例えば、コンデンサ２０１ａ、分岐リアクトル２０１ｂ、変圧器２０１ｃ、２０１ｄを備える。
コンデンサ２０１ａは、進相用のコンデンサである。コンデンサ２０１ａは、変圧器２０１ｃを介して系統に無効電力を発生させる。
分岐リアクトル２０１ｂは、遅相用のリアクトルである。分岐リアクトル２０１ｂは、変圧器２０１ｄを介して系統から無効電力を吸収する。
なお、調相設備２０１は、ＳＶＣ（他励式静止形無効電力補償装置）、ＳＴＡＴＣＯＭ（自励式静止形無効電力補償装置）などであってもよい。ＳＶＣ、ＳＴＡＴＣＯＭのそれぞれは、任意の無効電力を生成すること、すなわち、無効電力を発生させること、及び、無効電力を吸収することができる。
変圧器２０２は、発電所１０から一次変電所２０に送電された電力における電圧を降圧する。
一次変電所２０で降圧された電力は、架空送電線４０を介して配電用変電所３０に送電される。
【００１８】
配電用変電所３０は、変圧器３０１を備える。
変圧器３０１は、一次変電所２０から配電用変電所３０に送電された電力における電圧を降圧する。
配電用変電所３０で降圧された電力は、地中配電ケーブル５０を介して需要家６０に送電される。また、ＥＶ充電設備付ＥＳＳ７０の充電時には、配電用変電所３０で降圧された電力は、ＥＶ充電設備付ＥＳＳ７０に送電される。
【００１９】
架空送電線４０は、発電所１０から配電用変電所３０まで電力を送電する。架空送電線４０は、無効電力を吸収する。
【００２０】
地中配電ケーブル５０は、配電用変電所３０から需要家６０まで電力を送電する。地中配電ケーブル５０は、無効電力を発生させる。
【００２１】
需要家６０は、負荷６０１と、コンデンサ６０２と、を備える。
負荷６０１は、例えば、モータである。負荷６０１がモータである場合、負荷６０１は、無効電力を吸収する。
コンデンサ６０２は、無効電力を発生させる。コンデンサ６０２が発生させた無効電力がモータなどの無効電力を吸収する負荷に供給されることで、コンデンサ６０２は、負荷６０１が需要家６０の外部から吸収する無効電力を低減させる。
【００２２】
ＥＶ充電設備付ＥＳＳ７０は、系統連系インバータ７０１と、二次電池７０２と、ＥＶ充電器７０３と、を備える。
系統連系インバータ７０１は、系統から供給される電力を交流から直流に変換する。
二次電池７０２は、系統連系インバータ７０１によって直流に変換された電力を蓄積する。
ＥＶ充電器７０３は、二次電池７０２に蓄積された電力で電気自動車を充電する。
なお、ＥＶ充電設備付ＥＳＳ７０で使用される系統連系インバータ７０１は、扱う電力の大きさは異なるが上記ＳＴＡＴＣＯＭと同様の構成を含み、無効電力を発生させること、及び、無効電力を吸収することができる。また、系統連系インバータ７０１は、系統に有効電力を充放電することもできる。
系統連系インバータ７０１は、二次電池７０２が系統から供給される電力を蓄積しないときに、制御装置１００から受信する無効電力の分担量を示す制御信号（無効電力指示）に応じて、無効電力を発生させる、または、無効電力を吸収する。
ＥＶ充電器７０３は、夜間に系統から系統連系インバータ７０１を介して受電した電力を用いて二次電池７０２を充電することで、安価に電力を蓄積することができる。一方、昼間は夜間に比べて電力が高価であるため、二次電池７０２の充電はほとんど行われない。系統連系インバータ７０１は、昼間に二次電池７０２の充電時とは別の用途に用いることができる可能性が高い。
【００２３】
太陽光発電設備８０は、太陽電池８０１と、系統連系インバータ８０２と、を備える。
太陽電池８０１は、太陽光エネルギを電気に変換し電力を発生させる。
系統連系インバータ８０２は、太陽電池８０１が発生させた電力を直流から交流に変換する。系統連系インバータ８０２は、交流に変換された電力を系統に送電する。
なお、太陽光発電設備８０で使用される系統連系インバータ８０２は、上記ＳＴＡＴＣＯＭと同様の構成を有し、系統に有効電力を充放電すること、無効電力を発生させること、無効電力を吸収することができるものである。
系統連系インバータ８０２は、太陽電池８０１が電力を発生させないときに、制御装置１００から受信する制御信号に応じて、無効電力を発生させる、または、無効電力を吸収する。
太陽光発電設備８０は、太陽光を受光できる昼間に発電し、夜間には発電を行わない。系統連系インバータ８０２は、夜間に太陽光発電設備８０の発電時とは別の用途に用いることができる可能性が高い。
【００２４】
風力発電設備９０は、風車９０１と、系統連系インバータ９０２と、を備える。
風車９０１は、風力エネルギを電気に変換し電力を発生させる。
系統連系インバータ９０２は、風車９０１が発生させた電力を直流から交流に変換する。系統連系インバータ９０２は、交流に変換された電力を系統に送電する。
なお、風力発電設備９０で使用される系統連系インバータ９０２は、上記ＳＴＡＴＣＯＭと同様の構成を有し、系統に有効電力を充放電すること、無効電力を発生させること、無効電力を吸収することができるものである。
系統連系インバータ９０２は、風車９０１が電力を発生させないときに、制御装置１００から受信する制御信号に応じて、無効電力を発生させる、または、無効電力を吸収する。
風力発電設備９０は、風が吹くときのみ発電し、風が止むと発電を行わない。系統連系インバータ９０２は、風が止んでいる間に風力発電設備９０の発電時とは別の用途に用いることができる可能性が高い。
【００２５】
制御装置１００は、図２に示すように、無効電力受付部１１０と、分担量決定部１２０と、指示送信部１３０と、容量取得部１４０と、動作可否取得部１５０と、稼働率取得部１６０と、を備える。制御装置１００は、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれに無効電力の発生または吸収を指示する装置である。
【００２６】
無効電力受付部１１０は、系統から要求される無効電力の量を示す情報を含む無効電力信号の入力を無効電力監視装置１０３から受け付ける。ここで、系統から要求される無効電力の量とは、無効電力監視装置１０３が系統全体をモニタして取得した、系統に発生させる、または、系統から吸収する必要のある無効電力の量である。
【００２７】
分担量決定部１２０は、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれについて、系統で要求される無効電力の分担量を決定する。
【００２８】
指示送信部１３０は、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれに無効電力の分担量を示す制御信号を送信する。
【００２９】
容量取得部１４０は、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれが処理可能な制御容量を取得する。制御容量とは、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれが発生または吸収可能な無効電力の量である。
容量取得部１４０は、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれから制御容量を直接取得してもよい。また、容量取得部１４０は、例えば、無効電力監視装置１０３などを介して間接的に制御容量を取得してもよい。なお、容量取得部１４０が無効電力監視装置１０３から制御容量を取得する場合には、無効電力監視装置１０３は、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれに対応する制御容量を示す情報を取得または保持すればよい。
【００３０】
動作可否取得部１５０は、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれが稼働中であるか否かを示す情報を取得する。
動作可否取得部１５０は、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれから稼働中であるか否かを示す情報を直接取得してもよい。また、動作可否取得部１５０は、例えば、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれが稼働中であるか否かを示す情報を無効電力監視装置１０３などを介して間接的に取得してもよい。なお、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれが稼働中であるか否かを示す情報を動作可否取得部１５０が無効電力監視装置１０３から取得する場合には、無効電力監視装置１０３は、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のうち、無効電力がゼロではない系統連系インバータを稼働中と判定し、無効電力がゼロである系統連系インバータを稼働中ではないと判定して、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれが稼働中であるか否かを示す情報を動作可否取得部１５０に送信すればよい。
【００３１】
稼働率取得部１６０は、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれの稼働率を取得する。
稼働率取得部１６０は、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれから稼働率を直接取得してもよい。また、稼働率取得部１６０は、例えば、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれの稼働率を無効電力監視装置１０３などを介して間接的に取得してもよい。なお、稼働率取得部１６０が系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれの稼働率を無効電力監視装置１０３から取得する場合には、無効電力監視装置１０３は、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２の稼働率を算出して、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２の稼働率を動作可否取得部１５０に送信すればよい。
【００３２】
次に、本発明の一実施形態による電力システム１における制御装置１００の処理について説明する。
ここでは、図３に示す本発明の一実施形態による制御装置１００の処理フローについて説明する。
なお、電力システム１において、発電所１０は、系統に有効電力と無効電力とを送電するが、ここでは、特に無効電力に注目して説明する。また、初期状態では、指示送信部１３０は、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれに無効電力の分担量を示す制御信号を送信していないものする。
【００３３】
本発明の一実施形態による電力システム１において、発電機１０１は、前日の実績や過去の実績などに基づいて計画された発電量の有効電力と、無効電力とを発生させる。そして、発電機１０１は、有効電力と、調整された無効電力とを、架空送電線４０に送電する、すなわち、系統に送電する。
【００３４】
無効電力監視装置１０３は、電力システム１における無効電力の発生または吸収を示す無効電力の量を含む情報を取得する。
無効電力監視装置１０３は、取得した情報を制御装置１００に送信する。
【００３５】
無効電力受付部１１０は、系統から要求される無効電力の量を示す情報を含む無効電力信号を無効電力監視装置１０３から受信する（ステップＳ１）。
【００３６】
動作可否取得部１５０は、無効電力受付部１１０が無効電力信号を受信すると、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれが稼働中であるか否かを示す情報を取得する（ステップＳ２）。
動作可否取得部１５０は、取得した情報が示す稼働している系統連系インバータと、稼働していない系統連系インバータとを特定する。
【００３７】
容量取得部１４０は、動作可否取得部１５０が特定した稼働していない系統連系インバータの処理可能な制御容量を取得する（ステップＳ３）。
【００３８】
分担量決定部１２０は、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれについて、ステップＳ１で受信した無効電力信号が示す無効電力の分担量を決定する。
例えば、分担量決定部１２０は、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のうち、動作可否取得部１５０が特定した稼働している系統連系インバータにおける無効電力の分担可能容量を設定する（ステップＳ４）。次に、分担量決定部１２０は、系統に発生させる、または、系統から吸収する必要のある無効電力の量が、系統連系インバータが処理可能な制御容量の総和よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ５）。分担量決定部１２０は、系統に発生させる、または、系統から吸収する必要のある無効電力の量が、系統連系インバータが処理可能な制御容量の総和よりも大きいと判定した場合（ステップＳ５においてＹＥＳ）、すべての系統連系インバータにおける無効電力の分担量を制御容量が示す無効電力の量と決定する（ステップＳ６）。また、分担量決定部１２０は、系統に発生させる、または、系統から吸収する必要のある無効電力の量が、系統連系インバータが処理可能な制御容量よりも小さいと判定した場合（ステップＳ５においてＮＯ）、系統連系インバータの中から、必要な無効電力を系統に発生させる、または、系統から吸収する系統連系インバータを特定し、無効電力の分担量を決定する（ステップＳ７）。なお、系統連系インバータの中から、必要な無効電力を系統に発生させる、または、系統から吸収する系統連系インバータを特定し、無効電力の分担量を決定する分担量決定部１２０によるステップＳ７の処理の詳細は、後述する。
【００３９】
指示送信部１３０は、分担量決定部１２０が決定した系統連系インバータ７０１の分担量を示す制御信号を系統連系インバータ７０１に送信し、分担量決定部１２０が決定した系統連系インバータ８０２の分担量を示す制御信号を系統連系インバータ８０２に送信し、分担量決定部１２０が決定した系統連系インバータ９０２の分担量を示す制御信号を系統連系インバータ９０２に送信する（ステップＳ８）。
【００４０】
系統連系インバータ７０１は、指示送信部１３０から制御信号を受信する。系統連系インバータ７０１は、受信した制御信号が示す無効電力を系統に発生させる、または、系統から吸収する。
【００４１】
系統連系インバータ８０２は、指示送信部１３０から制御信号を受信する。系統連系インバータ８０２は、受信した制御信号が示す無効電力を系統に発生させる、または、系統から吸収する。
【００４２】
系統連系インバータ９０２は、指示送信部１３０から制御信号を受信する。系統連系インバータ９０２は、受信した制御信号が示す無効電力を系統に発生させる、または、系統から吸収する。
【００４３】
このようにすれば、系統において必要となる実効的な無効電力が低減する。そのため、系統全体における送電線及び配電線を経由する無効電力が低減する。その結果、系統における送電線及び配電線での送電電力の損失を低減することができる。
【００４４】
次に、稼働していない系統連系インバータの中から、必要な無効電力を系統に発生させる、または、系統から吸収する系統連系インバータを特定し、無効電力の分担量を決定する分担量決定部１２０によるステップＳ７の処理について、詳細に説明する。
【００４５】
分担量決定部１２０によるステップＳ７の処理の方法としては、例えば、以下の４つが挙げられる。
【００４６】
１つ目の処理の方法は、各系統連系インバータの余裕度に応じて決定する方法である。
ここでの各系統連系インバータの余裕度は、例えば、上述した系統連系インバータが稼働しているか否かを含む。分担量決定部１２０は、系統連系インバータが稼働していない場合、その系統連系インバータの余裕度が高いと判定し、系統連系インバータが稼働している場合、その系統連系インバータの余裕度が低いと判定する。
また、各系統連系インバータの余裕度は、例えば、系統において必要な無効電力の量と系統連系インバータの制御容量との割合を含む。系統において必要な無効電力の量が１つの系統連系インバータの制御容量よりも小さい場合、分担量決定部１２０は、制御容量の大きい系統連系インバータを余裕度が高いと判定し、制御容量の小さい系統連系インバータを余裕度が低いと判定する。
１つ目の処理の方法では、分担量決定部１２０は、余裕度が高いと判定した系統連系インバータにおける無効電力の分担量が余裕度が低いと判定した系統連系インバータにおける無効電力の分担量に比べて相対的に多くなるように無効電力の分担量を決定する。
分担量決定部１２０は、このように、ステップＳ７において、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれについて、系統で要求される無効電力の分担量を余裕度に応じて決定してもよい。
【００４７】
２つ目の処理の方法は、系統において無効電力を必要とする場所と各系統連系インバータの場所との距離に応じて決定する方法である。
例えば、制御装置１００は、系統全体を複数の地域ごとに分割して管理する。分担量決定部１２０は、分割された各地域において、無効電力を必要とする場所からの距離に応じて無効電力の分担量を重み付けして、系統連系インバータにおける無効電力の分担量を決定する。例えば、分担量決定部１２０は、無効電力を必要とする場所からの距離が短くなるほど無効電力の分担量が多くなるように重み付けする。なお、分担量決定部１２０は、決定した分担量が系統において必要な無効電力の量に最も近くなるように（理想的には一致するように）系統連系インバータの個数と、それぞれの系統連系インバータにおける無効電力の分担量を決定し、分担量が割り当てられていない系統連系インバータについての分担量はゼロとする。
なお、分担量決定部１２０は、例えば、記憶部が記憶する実験やシミュレーションなどにより系統連系インバータの複数の組み合わせに対して予め算出されたそれぞれの系統連系インバータにおける無効電力の分担量を用いることで、系統連系インバータの個数と、それぞれの系統連系インバータにおける無効電力の分担量を決定することができる。
分担量決定部１２０は、このように、ステップＳ７において、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれについて、系統で要求される無効電力の分担量を系統において無効電力を必要とする場所と各系統連系インバータの場所との距離に応じた重み付けにより決定してもよい。
【００４８】
３つ目の処理の方法は、各系統連系インバータの稼働率が均一になるように決定する方法である。
例えば、各系統連系インバータに番号を割り当てる。分担量決定部１２０は、その番号の順に系統連系インバータにおける無効電力の分担量をその系統連系インバータの制御容量が示す無効電力の量と決定する。なお、分担量決定部１２０は、決定した無効電力の分担量が系統において必要な無効電力の量に最も近くなった（理想的には一致した）時点で無効電力の分担量の決定を終了し、無効電力の分担量が割り当てられていない系統連系インバータにおける無効電力の分担量はゼロとする。また、分担量決定部１２０は、次回の無効電力の分担量の決定を、前回の無効電力の分担量の決定を終了した番号の次の番号が割り当てられた系統連系インバータから開始する。
または、例えば、分担量決定部１２０は、各系統連系インバータの稼働時間を決定し、稼働時間が均一になるように系統連系インバータにおける無効電力の分担量を決定してもよい。
分担量決定部１２０は、このように、ステップＳ７において、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれについて、系統で要求される無効電力の分担量を稼働回数、または、稼働時間に基づく稼働率が均一になるように決定してもよい。
【００４９】
４つ目の処理の方法は、架空送電線４０及び地中配電ケーブル５０における抵抗成分と、架空送電線４０及び地中配電ケーブル５０に流れる電流と、その電流を流した場合の系統連系インバータにおける電力の損失と、に基づいて、決定する方法である。
架空送電線４０の抵抗成分とその架空送電線４０に流れる電流の二乗との積が架空送電線４０における電力の損失となる。また、地中配電ケーブル５０における抵抗成分と地中配電ケーブル５０に流れる電流の二乗との積が地中配電ケーブル５０における電力の損失となる。また、各系統連系インバータでは、架空送電線４０及び地中配電ケーブル５０に電流を流したときの電流の大きさに応じた電力の損失が生じる。そこで、例えば、系統において必要な無効電力の複数の電力量について、予め実験やシミュレーションなどにより電流の大きさと電力の損失との関係を求めてデータテーブルに記憶する。そして、分担量決定部１２０は、無効電力の分担量を決定するときに、データテーブルを読み出し、系統連系インバータの無効電力の分担量の総和が系統において必要な無効電力の量に最も近くなる（理想的には一致する）系統連系インバータの組み合わせの中で、架空送電線４０における電力の損失、地中配電ケーブル５０における電力の損失、系統連系インバータにおける電力の損失の総和が最小となる系統連系インバータの組み合わせを特定する。そして、分担量決定部１２０は、特定した組み合わせに含まれる系統連系インバータの分担量を制御容量が示す無効電力の量と決定する。また、分担量決定部１２０は、特定した組み合わせに含まれない系統連系インバータの分担量をゼロと決定する。
分担量決定部１２０は、このように、ステップＳ７において、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれについて、系統で要求される無効電力の分担量を電力の損失によって決定してもよい。
【００５０】
なお、上述の４つの処理の方法は、任意に組み合わせてもよい。例えば、分担量決定部１２０は、余裕度が高くなるほど系統連系インバータの分担量を多くし、無効電力を必要とする場所からの距離が短くなるほど無効電力の分担量が多くし、稼働回数、または、稼働時間に基づく稼働率が均一になるようにし、かつ、架空送電線４０における電力の損失、地中配電ケーブル５０における電力の損失、系統連系インバータにおける電力の損失の総和が最小となるように、各系統連系インバータにおける無効電力の分担量を決定してもよい。
【００５１】
以上、本発明の一実施形態による電力システム１について説明した。
本発明の一実施形態による電力システム１において、制御装置１００は、無効電力受付部１１０と、分担量決定部１２０と、指示送信部１３０と、を備える。無効電力受付部１１０は、系統で要求される無効電力の入力を受け付ける。分担量決定部１２０は、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれについて、入力された無効電力の分担量を決定する。指示送信部１３０は、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２のそれぞれに決定した分担量を示す無効電力指示を送信する。
このようにすれば、系統において必要となる実効的な無効電力が低減する。そのため、系統全体における送電線及び配電線を経由する無効電力が低減する。その結果、系統における送電線及び配電線での送電電力の損失を低減することができる。
【００５２】
なお、本発明の一実施形態による電力システム１における系統連系インバータは、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２の３つとして説明した。しかしながら、本発明の他の実施形態による電力システム１における系統連系インバータは、系統連系インバータ７０１、８０２、９０２の３つに限定しない。本発明の他の実施形態による電力システム１における系統連系インバータは、複数の系統連系インバータであればいくつ存在してもよい。
【００５３】
なお、本発明の一実施形態による電力システム１における需要家６０は、１つとして説明した。しかしながら、本発明の他の実施形態による電力システム１における需要家６０は１つに限定しない。本発明の実施形態による電力システム１における需要家６０は、複数存在してもよい。
【００５４】
なお、本発明の一実施形態による電力システム１における変電所は、一次変電所２０、配電用変電所３０の２つとして説明した。しかしながら、本発明の他の実施形態による電力システム１における変電所は、一次変電所２０、配電用変電所３０の２つに限定しない。本発明の他の実施形態による電力システム１における変電所は、一次変電所２０、配電用変電所３０以外に、発電所１０と一次変電所２０との間の超高圧変電所、一次変電所２０と配電用変電所３０との間の中間変電所などを含んでいてもよい。
【００５５】
なお、本発明の一実施形態による電力システム１における架空送電線４０は、架空地線、電線、碍子、柱上変圧器、高圧カットアウト、柱上開閉器、引込線などを含んでいてもよい。
【００５６】
なお、本発明の一実施形態による電力システム１における地中配電ケーブル５０は、地上設置高圧配電塔、地上設置変圧器塔、地上設置低圧配電塔、地中変圧器などを含んでいてもよい。
【００５７】
なお、本発明の一実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。
【００５８】
記憶部のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。
【００５９】
本発明の実施形態について説明したが、上述の制御装置１００、電力システム１における装置のそれぞれは内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータがそのプログラムを実行するようにしてもよい。
【００６０】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００６１】
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、例であり、発明の範囲を限定しない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、省略、置き換え、変更を行ってよい。
【符号の説明】
【００６２】
１・・・電力システム
１０・・・発電所
２０・・・一次変電所
３０・・・配電用変電所
４０・・・架空送電線
５０・・・地中配電ケーブル
６０・・・需要家
７０・・・ＥＶ充電設備付ＥＳＳ
８０・・・太陽光発電設備
９０・・・風力発電設備
１００・・・制御装置
１０１・・・発電機
１０２、２０２、３０１・・・変圧器
２０１・・・調相設備
２０１ａ、６０２・・・コンデンサ
２０１ｂ・・・分岐リアクトル
６０１・・・負荷
７０１、８０２、９０２・・・系統連系インバータ
７０２・・・二次電池
８０１・・・太陽電池
９０１・・・風車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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