(57)【要約】【課題】  配電線の潮流の向きを同配電線上で同一方向にする。【解決手段】  配電用変電所の母線に対して、負荷が接続され、母線から負荷への向きの第１の潮流が発生する配電線と、分散型電源が接続され、分散型電源から母線への向きの第２の潮流が発生する電源専用線と、を接続したことを特徴とする電力供給システム。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電用変電所の母線に対して、
負荷が接続され、前記母線から前記負荷への向きの第１の潮流が発生する配電線と、
分散型電源が接続され、前記分散型電源から前記母線への向きの第２の潮流が発生する電源専用線と、
を接続したことを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記配電線を流れる第１の電流を検出する第１の電流検出器と、
前記電源専用線を流れる第２の電流を検出する第２の電流検出器と、
前記第２の電流が前記第１の電流よりも大であるか否かを判定する判定器と、
前記第２の電流が前記第１の電流よりも大である場合、前記判定器の判定結果に基づいて、前記分散型電源と前記電源専用線の間を遮断する遮断器と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記判定器は、前記第２の電流が前記第１の電流に対して１以上の所定値を乗じた第３の電流よりも大であるか否かを判定し、
前記遮断器は、前記第２の電流が前記第３の電流よりも大である場合、前記判定器の判定結果に基づいて、前記分散型電源と前記電源専用線の間を遮断する
ことを特徴とする請求項２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記所定値は、前記配電用変電所内で前記母線に接続される変圧器が前記第２の潮流にともない破損することを防止可能な値に設定される
ことを特徴とする請求項３に記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記電源専用線には、前記分散型電源が前記遮断器を介して複数接続され、
前記遮断器は、前記第２の電流が前記第１の電流よりも大である場合、前記判定器の判定結果に基づいて選択的に動作する
ことを特徴とする請求項２に記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記電源専用線には、前記分散型電源が前記遮断器を介して複数接続され、
前記遮断器は、前記第２の電流が前記第３の電流よりも大である場合、前記判定器の判定結果に基づいて選択的に動作する
ことを特徴とする請求項４に記載の電力供給システム。
【請求項７】
負荷が接続され、配電用変電所の母線から前記負荷への向きの第１の潮流が発生する配電線を、前記母線に対して接続し、
分散型電源が接続され、前記分散型電源から前記母線への向きの第２の潮流が発生する電源専用線を、前記母線に対して接続する
ことを特徴とする電力供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給システム及び電力供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
配電用変電所から電力をユーザに供給するべく、同変電所の母線から分岐した配電線に対し同ユーザの負荷が並列に接続されて構成された電力供給システムが知られている。この電力供給システムにおける電力供給源には、母線に接続された変圧器のみでなく、例えばユーザが個別に管轄する発電装置等も含まれている。これらの発電装置は、分散型電源として配電線に対し負荷とともに並列に接続されることによって、電力供給システムに連系するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような電力供給システムの一例を図３に示す。同図は、電力供給システム９の構成例を示す系統図である。配電用変電所に設置された母線９１には、同変電所内の変圧器９０と、同変電所からユーザの側に延在する配電線９３０とが接続されている。そして、この配電線９３０には、負荷９３１及び分散型電源９２１がともに並列に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２８５１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述した図３に示される電力供給システム９では、負荷９３１及び分散型電源９２１の双方が１つの配電線９３０に接続されているため、配電線９３０における潮流の向きは、同線９３０上の位置によって異なる。つまり、負荷９３１は電流が流れ込む一方、分散型電源９２１は電流が流れ出すため、配電線９３０において、分散型電源９２１の接続位置近傍の電圧は、負荷９３１接続位置近傍の電圧に比べて高くなる傾向がある。
【０００６】
また、分散型電源９２１が例えば太陽光発電や風力発電等の発電装置の場合、その出力電圧は時間によって変動するため、前述した配電線９３０における潮流の向きの同線９３０上の位置による不均一さが、更に時間変動をともなって、より複雑なものとなる。
【０００７】
以上から、配電線９３０の潮流の向きは位置及び時間によって複雑に変化するため、これは配電線９３０の不規則な電圧変動を招く。そして、この不規則な電圧変動に対しては、例えば電圧調整装置等を用いたとしても、抑制は容易ではない。
【０００８】
特に、分散型電源９２１がユーザの都合で導入される都度、配電用変電所の側では例えば電圧調整装置等の対策装置の設置やその設定変更等が必要となる。しかし、例えば分散型電源９２１が大量に導入された場合、このような対策装置の設置や設定変更等では対応しきれなくなり、このため、配電線９３０の電圧変動を抑制しきれなくなる虞がある。
【０００９】
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、配電線の潮流の向きを同配電線上で同一方向にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するための発明は、配電用変電所の母線に対して、負荷が接続され、前記母線から前記負荷への向きの第１の潮流が発生する配電線と、分散型電源が接続され、前記分散型電源から前記母線への向きの第２の潮流が発生する電源専用線と、を接続したことを特徴とする電力供給システムである。
【００１１】
この電力供給システムによれば、負荷及び分散型電源を、１つの電線（例えば配電線）に対しともに接続することなく、２つの電線（配電線及び電源専用線）に対しそれぞれ分けて接続することによって、２つの潮流（第１の潮流及び第２の潮流）が互いに逆向きに安定に維持される。つまり、配電線の潮流の向きが同配電線上で同一方向になるとともに、電源専用線の潮流の向きが同電源専用線上で当該同一方向とは逆の同一方向になる。これにより、配電線及び電源専用線の電圧変動が、例えば電圧調整装置等によって制御可能な程度に抑制される。また、分散型電源の出力電圧にたとえ時間変動があっても、この時間変動にともなう配電線及び電源専用線の電圧変動が、例えば電圧調整装置等によって抑制し易くなる。
【００１２】
また、かかる電力供給システムにおいて、前記配電線を流れる第１の電流を検出する第１の電流検出器と、前記電源専用線を流れる第２の電流を検出する第２の電流検出器と、前記第２の電流が前記第１の電流よりも大であるか否かを判定する判定器と、前記第２の電流が前記第１の電流よりも大である場合、前記判定器の判定結果に基づいて、前記分散型電源と前記電源専用線の間を遮断する遮断器と、を備えたことが好ましい。
【００１３】
この電力供給システムによれば、電源専用線を流れる電流（第２の電流）が配電線を流れる電流（第１の電流）よりも大となったときに分散型電源を解列することによって、負荷の電力需要に対する分散型電源による電力供給が過剰となる事態が抑制される。また、電力供給に対応する第２の電流が電力需要に対応する第１の電流よりも大であることを分散型電源の解列条件とすることによって、電力の過剰供給を、余裕をもって抑制できる。
【００１４】
また、かかる電力供給システムにおいて、前記判定器は、前記第２の電流が前記第１の電流に対して１以上の所定値を乗じた第３の電流よりも大であるか否かを判定し、前記遮断器は、前記第２の電流が前記第３の電流よりも大である場合、前記判定器の判定結果に基づいて、前記分散型電源と前記電源専用線の間を遮断することが好ましい。
【００１５】
この電力供給システムによれば、電力供給に対応する第２の電流が、電力需要に対応する第１の電流以上である第３の電流よりも大であることを分散型電源の解列条件とすることによって、例えば分散型電源を必要以上に解列し過ぎて負荷の電力需要に対し電力供給が不足する事態を抑制しつつ、同分散型電源からの電力の過剰供給も抑制できる。
【００１６】
また、かかる電力供給システムにおいて、前記所定値は、前記配電用変電所内で前記母線に接続される変圧器が前記第２の潮流にともない破損することを防止可能な値に設定されることが好ましい。  
この電力供給システムによれば、分散型電源による電力の過剰供給を抑制することによって、電流が流れ込むことが想定されていない構成を有する変圧器の破損を防止できる。
【００１７】
また、かかる電力供給システムにおいて、前記電源専用線には、前記分散型電源が前記遮断器を介して複数接続され、前記遮断器は、前記第２の電流が前記第１の電流よりも大である場合、前記判定器の判定結果に基づいて選択的に動作することが好ましい。  
この電力供給システムによれば、複数の分散型電源の中から分散型電源を選択的に解列できるため、負荷の電力需要に対する分散型電源による電力の過剰供給を、余裕をもって効率良く抑制できる。
【００１８】
また、かかる電力供給システムにおいて、前記電源専用線には、前記分散型電源が前記遮断器を介して複数接続され、前記遮断器は、前記第２の電流が前記第３の電流よりも大である場合、前記判定器の判定結果に基づいて選択的に動作することが好ましい。  
この電力供給システムによれば、複数の分散型電源の中から分散型電源を選択的に解列できるため、例えば負荷の電力需要に対し分散型電源による電力供給の不足及び過剰の双方を効率良く抑制できる。
【００１９】
また、前記課題を解決するための発明は、負荷が接続され、配電用変電所の母線から前記負荷への向きの第１の潮流が発生する配電線を、前記母線に対して接続し、分散型電源が接続され、前記分散型電源から前記母線への向きの第２の潮流が発生する電源専用線を、前記母線に対して接続することを特徴とする電力供給方法である。  
この電力供給方法によれば、配電線の潮流の向きが同配電線上で同一方向になるとともに、電源専用線の潮流の向きが同電源専用線上で当該同一方向とは逆の同一方向になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、配電線の潮流の向きを同配電線上で同一方向にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施の形態の電力供給システム１の構成例を示す系統図である。
【図２】図１の電力供給システム１が本実施の形態の電力供給方法を実施する際の親局１００の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】電力供給システム９の構成例を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１を参照しつつ、本実施の形態の電力供給システム１の構成例について説明する。同図は、電力供給システム１の構成例を示す系統図である。
【００２３】
電力供給システム１は、母線１１に対し、配電線３０と、電源専用線２０とが接続されて構成されている。
【００２４】
母線１１は、配電用変電所に設置されて変圧器１０が接続されている。この変圧器１０は、配電用変電所に設置されて、配電線３０に対し例えば６．６ｋＶの電圧を印加可能な電力供給源である。
【００２５】
配電線３０は、母線１１から分岐されて電力のユーザの側に延在する電線であり、同ユーザの負荷３１が接続されて、母線１１から負荷３１へ電力を送出するようになっている。ここで、負荷３１は、電力のユーザにより管轄され、電力を消費する電気機器等である。尚、配電線３０は、母線１１から負荷３１への向きの潮流（第１の潮流）を形成するべく、負荷３１の専用線となっており、後述する分散型電源２１が接続されることはない。
【００２６】
電源専用線２０は、母線１１から分岐されて電力のユーザの側に配電線３０と対をなして延在する電線であり、同ユーザの分散型電源２１が接続されて、同電源２１から母線１１へ電力を送出するようになっている。ここで、分散型電源２１は、例えば、電力のユーザにより負荷３１とともに管轄される、太陽光発電や風力発電等を行なう発電装置である。この分散型電源２１により発電される電力は、例えば、同電源２１を管轄するユーザの負荷３１により消費される一方、消費し切れなかった分は配電用変電所の母線１１に送出されるようになっている。また、この分散型電源２１は、例えば直流発電型の太陽光発電装置の場合、インバータ（不図示）を介して電源専用線２０に接続されるようになっている。尚、電源専用線２０は、分散型電源２１から母線１１への向きの潮流（第２の潮流）を形成するべく、分散型電源２１の専用線となっており、前述した負荷３１が接続されることはない。
【００２７】
また、電力供給システム１は、配電線３０及び電源専用線２０の双方に対し、それぞれの線３０、２０の電圧変動を抑制するための電圧調整装置（不図示）を備えている。
【００２８】
以上の構成によれば、負荷３１のみが接続される配電線３０と、分散型電源２１のみが接続される電源専用線２０とを分けて母線１１から分岐させているため、互いに逆向きの潮流を安定に維持できる。つまり、電流が流れ込む負荷３１をまとめて配電線３０に接続することによって、配電線３０の潮流の向きを母線１１から負荷３１へと安定に維持できるともに（図１の右向きの白抜き矢印）、電流が流れ出す分散型電源２１をまとめて電源専用線２０に接続することによって、電源専用線２０の潮流の向きを負荷３１から母線１１へと安定に維持できる（図１の左向きの白抜き矢印）。つまり、各線３０、２０の潮流の向きが同線３０、２０上で同一方向になる。これにより、配電線３０及び電源専用線２０の電圧変動が、前述した電圧調整装置によって制御可能な程度に抑制される。また、分散型電源２１の出力電圧にたとえ時間変動があっても、分散型電源２１どうしをまとめて電源専用線２０に接続しているため、この時間変動にともなう配電線３０及び電源専用線２０の電圧変動が前述した電圧調整装置によって抑制し易くなる。更に、分散型電源２１が例えば大量に導入されても、分散型電源２１どうしをまとめて電源専用線２０に接続しているため、この大量導入にともなう配電線３０及び電源専用線２０の電圧変動が前述した電圧調整装置によって抑制し易くなる。
【００２９】
更に、電力供給システム１は、親局（判定器）１００と、変流器１０２（第１の電流検出器）と、変流器１０１（第２の電流検出器）と、子局１０３と、遮断器４０とを更に備えている。尚、図１に示される点線は、親局１００と、変流器１０２、１０１と、子局１０３と、遮断器４０とを接続する通信線を意味する。親局１００は、例えば、電力供給システム１の各所で検出された電圧や電流等に基づいて、配電線３０と負荷３１との間の接続及び遮断や、電源専用線２０と分散型電源２１との間の接続及び遮断等を制御する情報処理装置である。具体的には、親局１００は、子局１０３に対し、遮断器４０の開閉に係る制御信号を送信するようになっている。変流器１０２は、母線１１から配電線３０に流れる電流（第１の電流）を検出する電流計であり、変流器１０１は、母線１１から電源専用線２０に流れる電流（第２の電流）を検出する電流計である。子局１０３は、親局１００から送信された制御信号に基づいて、遮断器４０を開閉する情報処理装置である。遮断器４０は、配電線３０と負荷３１との間を接続又は遮断したり、電源専用線２０と分散型電源２１との間を接続又は遮断したりする。
【００３０】
図２を参照しつつ、前述した構成を備えた電力供給システム１が、分散型電源２１による電力の過剰供給にともなう配電線３０及び電源専用線２０の電圧変動を抑制する動作例について説明する。同図は、前述した構成を備えた電力供給システム１が本実施の形態の電力供給方法を実施する際の親局１００の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００３１】
尚、本実施の形態では、配電線３０及び電源専用線２０の電圧変動が、以下述べる分散型電源２１による電力の過剰供給以外を原因とする比較的小さなものである場合、同電圧変動は、前述した電圧調整装置（不図示）によって常時抑制されているものとする。
【００３２】
先ず、親局１００は、配電線３０の電流Ｉａ（第１の電流）と、電源専用線２０の電流Ｉｂ（第２の電流）とを検出する（Ｓ１００）。具体的には、変流器１０２、１０１が所定の周期で電流を検出しその検出結果を親局１００に送信すると、親局１００は内蔵する所定のメモリ（不図示）に、受信した検出結果を格納するようになっている。ステップＳ１００では、親局１００は、このメモリを参照して、変流器１０２により検出された配電線３０の電流Ｉａと、変流器１０１により検出された電源専用線２０の電流Ｉｂとを読み出す。
【００３３】
次に、親局１００は、電源専用線２０の電流Ｉｂが、配電線３０の電流Ｉａの（１＋α）倍より大きいか否かを判定する（Ｓ１０１）。ここで、所定割合αは０以上の実数であり、所定値（１+α）は１以上の実数である。つまり、親局１００は、分散型電源２１からの電力の供給が負荷３１による電力の消費に対し過剰となっているか否かを判断するべく、電源専用線２０の電流Ｉｂと、配電線３０の電流Ｉａに所定値（１＋α）を乗じた電流（１＋α）Ｉａ（第３の電流）とを比較する。尚、所定割合α（即ち、所定値（１＋α））は、変圧器１０が電源専用線２０の潮流にともない破損することを防止可能な値に設定されているものとする。
【００３４】
電流Ｉｂが、電流（１＋α）Ｉａ以下であると判定した場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、親局１００は、ステップＳ１００の処理を再度実行する。尚、本実施の形態では、親局１００がステップＳ１００、Ｓ１０１、及びＳ１０１：ＮＯの処理を繰り返し行っている間でも、前述したように、比較的小さな電圧変動は、電圧調整装置によって常時抑制されているものとする。
【００３５】
電流Ｉｂが、電流（１＋α）Ｉａより大きいと判定した場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、親局１００は、前述したメモリに格納されるテーブルデータ（不図示）を参照して、例えば双方の電流の差分に対応する分散型電源２１の遮断器４０を開状態とし、同電源２１を電力供給システム１から解列する（Ｓ１０２）。具体的には、このメモリは、例えば、電流Ｉｂから電流（１＋α）Ｉａを減じた差分に対し、解列対象の分散型電源２１の組み合わせ（１つの分散型電源２１を含む）が対応付けられたテーブルデータを格納している。つまり、ステップＳ１０２では、親局１００は、この差分を求めた後に、テーブルデータを参照し、同差分に対応する分散型電源２１の子局１０３に対し、該当の遮断器４０を開状態とする旨の制御信号を送信するようになっている。尚、電流Ｉｂから電流（１＋α）Ｉａを減じた差分は、電力の過剰供給分の電力量と対応する。ここで、本実施の形態では、想定される様々な差分ごとに、電力の過剰供給分の電力量に該当する分散型電源２１の組合せが例えば計算等によって予め求められている。これにより、特に複数の分散型電源２１の電力量がそれぞれ異なる場合、電力の過剰供給分の電力量に対し過不足のない分散型電源２１の組合せを求めることができる。
【００３６】
ステップＳ１０２において電力供給システム１から解列された分散型電源２１は、例えばユーザの負荷３１に対し（電源専用線２０や配電線３０等ではなく）同ユーザが管轄する電線等（不図示）を介して電力を供給する単独運転状態となる。
【００３７】
この電力供給システム１によれば、電力供給に対応する電流Ｉｂが、電力需要に対応する電流Ｉａ以上である電流（１＋α）Ｉａよりも大であることを分散型電源２１の解列条件とすることによって、分散型電源２１を必要以上に解列し過ぎて負荷３１の電力需要に対し電力供給が不足する事態を抑制しつつ、分散型電源２１からの電力の過剰供給も抑制できる。また、所定割合α（即ち、所定値（１＋α））を、変圧器１０が電源専用線２０の潮流にともない破損することを防止可能な上限値等に設定することによって、電流が流れ込むことが想定されていない構成を有する変圧器１０の破損を防止できる。
【００３８】
尚、前述した解列対象の分散型電源２１は、電流Ｉｂから電流（１＋α）Ｉａを減じた差分に応じた組合せが予め計算等によって求められ、テーブルデータとしてメモリに記憶されていたが、これに限定されるものではない。例えば、前述したステップＳ１０２において、親局１０２が、電流Ｉｂから電流（１＋α）Ｉａを減じた差分に応じた解列対象の分散型電源２１の組合せを計算等によってその都度求めてもよい。
【００３９】
また、解列対象の分散型電源２１は、前述した電流Ｉｂから電流（１＋α）Ｉａを減じた差分に応じたものに限定されるものではない。例えば電力の過剰供給を抑制するのに十分な解列対象の分散型電源２１がユーザの側の都合等によって予め固定されている場合、前述したステップＳ１０２において、親局１００は、この固定された分散型電源２１の子局１０３に対し、該当の遮断器４０を開状態とする旨の制御信号を送信するようになっていればよい。
【００４０】
更に、分散型電源２１の解列は、前述したステップＳ１０１における「電流Ｉｂが電流（１＋α）Ｉａより大きいか否か」の判定に基づいて行われることに限定されるものではなく、例えば「電流Ｉｂが電流Ｉａより大きいか否か」の判定に基づいて行われるものであってもよい。この電力供給システム１によれば、電力供給に対応する電流Ｉｂが電力需要に対応する電流Ｉａよりも大であることを分散型電源の解列条件とすることによって、分散型電源２１による電力の過剰供給を、余裕をもって抑制できる。
【００４１】
前述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良されるとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【００４２】
図１の例示では、負荷３１及び分散型電源２１はそれぞれ複数であったが、これに限定されるものではなく、例えばそれぞれ１つずつであってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１、９  電力供給システム            １０、９０  変圧器
１１、９１  母線                    ２０  電源専用線
２１、９２１  分散型電源            ３０、９３０  配電線
３１、９３１  負荷                  ４０  遮断器
１００  親局                        １０１、１０２  変流器
１０３  子局
【図１】
2011004542.tif 000003
【図２】
2011004542.tif 000004
【図３】
2011004542.tif 000005