(57)【要約】【課題】電圧調整を行う機器に設定すべき整定値を自律的に決定することが可能な整定値決定装置、該整定値決定装置を含む電圧調整装置及び整定値決定方法を提供する。【解決手段】電力系統（１００）の送配電線（１１０）の電圧を調整する電圧調整機器（３）に設定すべき整定値を決定する整定値決定装置（１）は、前記送配電線（１１０）に係る物理量を時系列的に取得する取得部と、該取得部で取得した所定時間分の物理量の周波数成分を分析する分析部と、該分析部で分析した周波数成分に基づいて前記整定値を決定する決定部とを備える。【選択図】図１
2019146416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の送配電線の電圧を調整する電圧調整機器に設定すべき整定値を決定する整定値決定装置であって、
前記送配電線に係る物理量を時系列的に取得する取得部と、
該取得部で取得した所定時間分の物理量の周波数成分を分析する分析部と、
該分析部で分析した周波数成分に基づいて前記整定値を決定する決定部と
を備える整定値決定装置。
【請求項２】
前記分析部は、前記所定時間より短い時間毎に周波数成分を分析する請求項１に記載の整定値決定装置。
【請求項３】
前記分析部で分析した周波数成分に基づいて所定の特徴量を算出する算出部を更に備え、
前記決定部は、前記算出部で算出した特徴量に基づいて整定値を決定する
請求項１又は２に記載の整定値決定装置。
【請求項４】
前記特徴量は、前記分析部で分析した周波数成分に占める所定帯域内の周波数成分の割合である請求項３に記載の整定値決定装置。
【請求項５】
電力系統の送配電線の電圧を調整する電圧調整機器に設定すべき整定値を決定する整定値決定装置であって、
前記送配電線に係る物理量を時系列的に取得する取得部と、
該取得部で取得した所定時間分の物理量の分散又は標準偏差を算出する算出部と、
該算出部で算出した分散又は標準偏差に基づいて前記整定値を決定する決定部と
を備える整定値決定装置。
【請求項６】
前記算出部は、前記所定時間より短い時間毎に分散又は標準偏差を算出する請求項５に記載の整定値決定装置。
【請求項７】
前記決定部は、前記算出部で算出した特徴量又は分散若しくは標準偏差と所定の閾値との比較結果に基づいて整定値を決定する請求項３から６の何れか１項に記載の整定値決定装置。
【請求項８】
前記電圧調整機器から前記電圧の調整に係る第２の時間分の情報を取得する第２の取得部と、
該第２の取得部で取得した情報に基づいて前記閾値を算出する第２の算出部と
を更に備える請求項７に記載の整定値決定装置。
【請求項９】
前記情報は、前記送配電線の電圧が予め設定された不感帯領域を逸脱した度合い及び前記電圧調整機器が電圧を調整した回数夫々を示す情報を含む請求項８に記載の整定値決定装置。
【請求項１０】
前記電圧調整機器から前記電圧の調整に係る第３の時間分の情報を取得する第３の取得部と、
該第３の取得部で取得した情報に基づいて、前記算出部で算出した特徴量又は分散若しくは標準偏差と前記決定部で決定すべき整定値との関係を更新する学習部と
を更に備える請求項３から６の何れか１項に記載の整定値決定装置。
【請求項１１】
前記電圧調整機器から前記電圧の調整に係る第３の時間分の情報を取得する第３の取得部と、
気象条件を示す情報を取得する第４の取得部と、
前記第３の取得部及び前記第４の取得部で夫々取得した情報と、前記取得部で取得した物理量又は前記算出部で算出した特徴量若しくは分散若しくは標準偏差とに基づいて、行動価値テーブルを更新する学習部と、
該学習部で更新した行動価値テーブルに基づいて、前記物理量の特徴量を決定する第２の決定部と
を更に備え、
前記決定部は、前記算出部で算出した特徴量又は分散若しくは標準偏差に代えて、前記第２の決定部で決定した特徴量に基づいて整定値を決定する請求項３から９の何れか１項に記載の整定値決定装置。
【請求項１２】
前記第３の時間分の情報は、前記送配電線の電圧が予め設定された不感帯領域を逸脱した度合い及び前記電圧調整機器が電圧を調整した回数夫々を示す情報を含む請求項１０又は１１に記載の整定値決定装置。
【請求項１３】
前記第３の取得部で取得した情報に基づいて前記電圧の調整結果を評価する評価値を算出する第３の算出部を更に備え、
前記学習部は、前記第３の算出部で算出した評価値に基づいて前記関係又は行動価値テーブルを更新する
請求項１０から１２の何れか１項に記載の整定値決定装置。
【請求項１４】
前記物理量は、前記電圧調整機器よりも電源側又は負荷側の電圧の実効値である請求項１から１３の何れか１項に記載の整定値決定装置。
【請求項１５】
前記物理量は、前記電圧調整機器よりも電源側又は負荷側にて前記送配電線を通過する電流の実効値である請求項１から１３の何れか１項に記載の整定値決定装置。
【請求項１６】
請求項１から１５の何れか１項に記載の整定値決定装置と、該整定値決定装置が設定した整定値に基づいて前記送配電線の電圧を調整する電圧調整機器とを含む電圧調整装置。
【請求項１７】
電力系統の送配電線の電圧を調整する電圧調整機器に設定すべき整定値を決定する整定値決定方法であって、
前記送配電線に係る物理量を時系列的に取得するステップと、
取得した所定時間分の物理量の周波数成分を分析するステップと、
分析した周波数成分に基づいて前記整定値を決定するステップと
を含む整定値決定方法。
【請求項１８】
電力系統の送配電線の電圧を調整する電圧調整機器に設定すべき整定値を決定する整定値決定方法であって、
前記送配電線に係る物理量を時系列的に取得するステップと、
取得した所定時間分の物理量の分散又は標準偏差を算出するステップと、
算出した分散又は標準偏差に基づいて前記整定値を決定するステップと
を含む整定値決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統の送配電線の電圧を調整する電圧調整機器に設定すべき整定値を決定する整定値決定装置、該整定値決定装置を含む電圧調整装置及び整定値決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統の電力線には、系統電圧を適正に維持すべく様々な電圧調整装置が設置されている。電圧調整装置は、一般的に自律制御を行っており、設置される系統によって適正に整定を行うことが求められる。一方、近年の地球環境問題を背景に、太陽光発電（PhotoVoltaic：以下、ＰＶと言う）に代表される分散型電源が幅広く導入されている。
【０００３】
自然エネルギーによる発電を行う分散型電源は、発電量が短時間内に大きく変動する場合があり、これに起因して系統電圧が変動する頻度や変動量が増大することが懸念されている。このように、分散型電源によって系統電圧が日々大きく変動し、変動の態様が多様化すると、電圧調整装置の整定値が適正ではなくなり、不必要な電圧調整が頻発する可能性がある。
【０００４】
電圧調整装置の整定値に問題がある場合、一般的には現場に人が赴いて整定値を変更することにより対応している実態がある。これに対し、特許文献１には、整定を行う際に過去の計測データに基づいてある程度の変動の多様性を加味した整定を行う技術が開示されている。また、特許文献２に開示されているように、変電所等に設置されている配電系統全体を監視する親局と高速に通信を行うことにより、親局によってリアルタイムで電圧調整装置の制御を行う集中制御も検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１８２８９７号公報
【特許文献２】特開２０１６−３６２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されている電圧変動を加味した整定を行うには、膨大な量の過去のデータを処理する必要があるため、データの収集、整理及び解析に要する負担が大きい。そのような負担の割に、基本的には過去に例を見ない想定外の変動に対応することができない。更に、電圧変動が激しい場合には、適正な整定値が算出できない可能性が高い。一方、特許文献２に開示されている親局による集中制御を行うには、高速通信が可能な通信インフラの整備に多大なコストがかかるほか、系統の全範囲を把握するのに要する処理の量が膨大となるため、導入に向けたハードルが非常に高い。また、親局との通信が途絶した場合、制御が破綻するリスクがある。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、電圧調整を行う機器に設定すべき整定値を自律的に決定することが可能な整定値決定装置、該整定値決定装置を含む電圧調整装置及び整定値決定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る整定値決定装置は、電力系統の送配電線の電圧を調整する電圧調整機器に設定すべき整定値を決定する整定値決定装置であって、前記送配電線に係る物理量を時系列的に取得する取得部と、該取得部で取得した所定時間分の物理量の周波数成分を分析する分析部と、該分析部で分析した周波数成分に基づいて前記整定値を決定する決定部とを備える。
【０００９】
本発明に係る整定値決定方法は、電力系統の送配電線の電圧を調整する電圧調整機器に設定すべき整定値を決定する整定値決定方法であって、前記送配電線に係る物理量を時系列的に取得するステップと、取得した所定時間分の物理量の周波数成分を分析するステップと、分析した周波数成分に基づいて前記整定値を決定するステップとを含む。
【００１０】
本発明にあっては、送配電線の電圧、送配電線に流れる電流等の物理量を時系列的に取得し、所定時間長の時間窓で取得した物理量のスペクトル解析を行って周波数成分を分析し、分析した周波数成分に基づいて、送配電線の電圧を調整する電圧調整機器に設定すべき整定値を決定する。これにより、過去の所定時間の間に計測された送配電線に係る物理量の周波数成分に基づいて、整定値変更の要否が判定されて整定値が決定される。
【００１１】
本発明に係る整定値決定装置は、前記所定時間より短い時間毎に周波数成分を分析する。
【００１２】
本発明にあっては、スペクトル解析の時間窓長より短い時間毎にスペクトル解析を繰り返す。これにより、時間窓長が比較的長い場合であっても、比較的短い時間毎に周波数成分の変化が把握される。
【００１３】
本発明に係る整定値決定装置は、前記分析部で分析した周波数成分に基づいて所定の特徴量を算出する算出部を更に備え、前記決定部は、前記算出部で算出した特徴量に基づいて整定値を決定する。
【００１４】
本発明にあっては、物理量の周波数成分から物理量の変動を特徴的に示す特徴量を抽出すべく算出し、算出した特徴量に基づいて整定値を決定する。これにより、特徴量から物理量に特徴的な変動があったことが示されるときに整定値が変更される。
【００１５】
本発明に係る整定値決定装置は、前記特徴量は、前記分析部で分析した周波数成分に占める所定帯域内の周波数成分の割合である。
【００１６】
本発明にあっては、スペクトル解析で分析された全周波数成分に対する所定帯域内の周波数成分の割合を特徴量とする。これにより、所定帯域内の周波数成分の割合から物理量に特徴的な変動があったことが示されるときに整定値が変更される。
【００１７】
本発明に係る整定値決定装置は、電力系統の送配電線の電圧を調整する電圧調整機器に設定すべき整定値を決定する整定値決定装置であって、前記送配電線に係る物理量を時系列的に取得する取得部と、該取得部で取得した所定時間分の物理量の分散又は標準偏差を算出する算出部と、該算出部で算出した分散又は標準偏差に基づいて前記整定値を決定する決定部とを備える。
【００１８】
本発明に係る整定値決定方法は、電力系統の送配電線の電圧を調整する電圧調整機器に設定すべき整定値を決定する整定値決定方法であって、前記送配電線に係る物理量を時系列的に取得するステップと、取得した所定時間分の物理量の分散又は標準偏差を算出するステップと、算出した分散又は標準偏差に基づいて前記整定値を決定するステップとを含む。
【００１９】
本発明にあっては、送配電線の電圧、送配電線に流れる電流等の物理量を時系列的に取得し、取得した所定時間分の物理量の分散又は標準偏差を算出し、算出した分散又は標準偏差に基づいて、送配電線の電圧を調整する電圧調整機器に設定すべき整定値を決定する。これにより、過去の所定時間内に計測された送配電線に係る物理量の分散又は標準偏差に基づいて、整定値変更の要否が判定されて整定値が決定される。
【００２０】
本発明に係る整定値決定装置は、前記算出部は、前記所定時間より短い時間毎に分散又は標準偏差を算出する。
【００２１】
本発明にあっては、１回の分散又は標準偏差の算出対象となる物理量を取得するのに要する時間より短い時間毎に分散又は標準偏差の算出を繰り返す。これにより、分散又は標準偏差の算出対象の計測比較的短い時間毎に分散又は標準偏差の変化が把握される。
【００２２】
本発明に係る整定値決定装置は、前記決定部は、前記算出部で算出した特徴量又は分散若しくは標準偏差と所定の閾値との比較結果に基づいて整定値を決定する。
【００２３】
本発明にあっては、取得した物理量から算出した特徴量又は分散若しくは標準偏差と所定の閾値とを比較した結果によって整定値を決定するため、整定値の変更の要否が容易に判定される。
【００２４】
本発明に係る整定値決定装置は、前記電圧調整機器から前記電圧の調整に係る第２の時間分の情報を取得する第２の取得部と、該第２の取得部で取得した情報に基づいて前記閾値を算出する第２の算出部とを更に備える。
【００２５】
本発明にあっては、整定値が設定される電圧調整機器から送配電線の電圧の調整に関する情報を第２の時間分だけ取得し、取得した情報に基づいて新たな閾値を算出する。これにより、過去の第２の時間内における整定値の設定結果が反映された情報に基づいて閾値が決定される。
【００２６】
本発明に係る整定値決定装置は、前記情報は、前記送配電線の電圧が予め設定された不感帯領域を逸脱した度合い及び前記電圧調整機器が電圧を調整した回数夫々を示す情報を含む。
【００２７】
本発明にあっては、電圧調整機器から取得する情報に、送配電線の電圧が予め設定された不感帯領域を逸脱した度合いと、電圧調整機器が電圧を調整した回数とが含まれる。これにより、電圧調整機器にて電圧が調整される頻度と不感帯領域を逸脱する度合いとがバランスよく低減されるように閾値が決定される。
【００２８】
本発明に係る整定値決定装置は、前記電圧調整機器から前記電圧の調整に係る第３の時間分の情報を取得する第３の取得部と、該第３の取得部で取得した情報に基づいて、前記算出部で算出した特徴量又は分散若しくは標準偏差と前記決定部で決定すべき整定値との関係を更新する学習部とを更に備える。
【００２９】
本発明にあっては、整定値が設定される電圧調整機器から送配電線の電圧の調整に関する情報を第３の時間分だけ取得し、取得した情報に基づいて特徴量又は分散若しくは標準偏差と整定値との関係付けを更新し、これを繰り返すことによって関係性を学習する。
【００３０】
本発明に係る整定値決定装置は、前記電圧調整機器から前記電圧の調整に係る第３の時間分の情報を取得する第３の取得部と、気象条件を示す情報を取得する第４の取得部と、前記第３の取得部及び前記第４の取得部で夫々取得した情報と、前記取得部で取得した物理量又は前記算出部で算出した特徴量若しくは分散若しくは標準偏差とに基づいて、行動価値テーブルを更新する学習部と、該学習部で更新した行動価値テーブルに基づいて、前記物理量の特徴量を決定する第２の決定部とを更に備え、前記決定部は、前記算出部で算出した特徴量又は分散若しくは標準偏差に代えて、前記第２の決定部で決定した特徴量に基づいて整定値を決定する。
【００３１】
本発明にあっては、送配電線の電圧の調整に関する第３の時間分の情報、気象条件を示す情報及び送配電線に係る物理量（又は算出した特徴量若しくは分散若しくは標準偏差）と、物理量の特徴量との関係付けを更新し、これを繰り返すことによって関係性を学習する。そして、学習した関係性に基づいて、送配電線に係る物理量の特徴を表す特徴量を決定し、決定した特徴量に基づいて整定値を決定する。これにより、送配電線に係る物理量の特徴量が学習結果に基づいて予測される。
【００３２】
本発明に係る整定値決定装置は、前記第３の時間分の情報は、前記送配電線の電圧が予め設定された不感帯領域を逸脱した度合い及び前記電圧調整機器が電圧を調整した回数夫々を示す情報を含む。
【００３３】
本発明にあっては、電圧調整機器から取得する情報に、送配電線の電圧が予め設定された不感帯領域を逸脱した度合いと、電圧調整機器が電圧を調整した回数とが含まれる。これにより、送配電線の電圧の調整結果が定量的に評価される。
【００３４】
本発明に係る整定値決定装置は、前記第３の取得部で取得した情報に基づいて前記電圧の調整結果を評価する評価値を算出する第３の算出部を更に備え、前記学習部は、前記第３の算出部で算出した評価値に基づいて前記関係又は行動価値テーブルを更新する。
【００３５】
本発明にあっては、電圧調整機器による電圧の調整結果を評価する評価値に基づいて特徴量又は分散若しくは標準偏差と整定値との関係付け又は行動価値テーブルを更新するため、調整結果の評価値が大きくなるように関係付け又は行動価値テーブルが更新される。
【００３６】
本発明に係る整定値決定装置は、前記物理量は、前記電圧調整機器よりも電源側又は負荷側の電圧の実効値である。
【００３７】
本発明にあっては、電圧調整機器よりも電源側又は負荷側の何れかで計測された送配電線の電圧が物理量として取得されるため、送配電線の電圧変動が好適に把握される。
【００３８】
本発明に係る整定値決定装置は、前記物理量は、前記電圧調整機器よりも電源側又は負荷側にて前記送配電線を通過する電流の実効値である。
【００３９】
本発明にあっては、電圧調整機器よりも電源側又は負荷側の何れかで計測された送配電線の通過電流が物理量として取得されるため、送配電線の負荷変動が好適に把握される。
【００４０】
本発明に係る電圧調整装置は、上述の整定値決定装置と、該整定値決定装置が設定した整定値に基づいて前記送配電線の電圧を調整する電圧調整機器とを含む。
【００４１】
本発明にあっては、設定すべき整定値を自律的に決定することが可能な整定値決定装置が電圧調整装置に適用される。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、電圧調整を行う機器に設定すべき整定値を自律的に決定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施形態１に係る電圧調整装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】電源側の送配電線の電圧変動と、実施形態１に係る整定値決定装置が算出する特徴量の推移の一例を示すグラフである。
【図３】実施形態１に係る整定値決定装置で整定値を決定して切換指令部に設定するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】変電所からの電力の推移を示すグラフである。
【図５】ＰＶが発電する有効電力の推移を示すグラフである。
【図６】シミュレーションによる検証結果を総合的に示す図表である。
【図７】電源側の送配電線の電圧変動と、整定値決定装置が算出する特徴量の推移をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図８】本機能なしの場合におけるタップ切換の推移をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図９】本機能ありの場合におけるタップ切換の推移をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図１０】電源側の送配電線の電圧変動と、実施形態２に係る整定値決定装置が算出する分散の推移の一例を示すグラフである。
【図１１】実施形態３に係る整定値決定装置で閾値を算出するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】実施形態４に係る整定値決定装置で特徴量又は分散と整定値との関係を更新するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】実施形態４に係る整定値決定装置で整定値を決定して切換指令部に設定するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】実施形態５に係る整定値決定装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る電圧調整装置の構成例を示すブロック図である。所謂ＳＶＲ（＝Step Voltage Regulator）としての電圧調整装置１０は、電力系統１００の送配電線１１０の電圧を変圧するタップ付きの変圧器１２０と、変圧器１２０が有するタップを切り換えるタップ切換器１２１と、タップ切換器１２１にタップの切換指令を与える制御部２とを備える。
【００４５】
変圧器１２０から見て、電源側とは反対側（負荷側）の送配電線１１０には、Ｓ＿１，Ｓ＿２，Ｓ＿３・・・Ｓ＿ｎ−１，Ｓ＿ｎなるｎ個の区間夫々にＬ＿１，Ｌ＿２，Ｌ＿３・・・Ｌ＿Ｎ−１，Ｌ＿ＮなるＮ個の負荷が接続されている。各負荷は、夫々の区間内の実負荷を代表する集合的な負荷である。
【００４６】
制御部２は、機器全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit ）２１を備え、ＣＰＵ２１は、制御プログラム等の情報を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory ）２２、一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory ）２３及び経過時間等を計時するタイマ２４と互いにバス接続されている。制御部２が、ＣＰＵを有するマイクロコンピュータを含んで構成されていてもよい。ＣＰＵ２１又はマイクロコンピュータは、予め処理手順を定めたコンピュータプログラムを実行するように構成されていてもよい。
【００４７】
ＣＰＵ２１には、また、電圧検出部３１から送配電線１１０の電圧を取得するか、又は電流検出部４１から送配電線１１０の電流を取得するための入力部２５と、タップ切換器１２１に切換指令を与えるための出力部２６と、電圧検出部５１から変圧器１２０の二次側の電圧を取得するための入力部２７とがバス接続されている。電圧検出部３１、電流検出部４１及び電圧検出部５１の一部又は全部が制御部２に含まれていてもよい。入力部２５には、送配電線１１０を通過する電力の実効値を検出する電力検出部（不図示）が接続されていてもよい。ＣＰＵ２１には、更に、インターネット２００に接続された不図示のサーバと通信するための通信部２８がバス接続されているが、本実施形態１では通信部２８を用いない。
【００４８】
電圧検出部３１は、電圧を降圧する計測用変圧器３０を介して送配電線１１０の電圧を検出し、検出した電圧の実効値を入力部２５に与える。電流検出部４１は、送配電線１１０を通過する電流を所定比率で変流する変流器４０を介して電流を検出し、検出した電流の実効値を入力部２５に与える。電圧検出部５１は、計測用変圧器５０を介して変圧器１２０の二次側の電圧を検出し、検出した電圧を入力部２７に与える。計測用変圧器３０は、変圧器１２０よりも電源側の送配電線１１０に接続されているが、負荷側に接続されていてもよい。変流器４０は、変圧器１２０よりも負荷側の送配電線１１０に接続されているが、電源側に接続されていてもよい。
【００４９】
制御部２は、タップ切換器１２１にタップの切換指令を与える切換指令部の機能を、入力部２７、出力部２６及びＣＰＵ２１のソフトウェア処理によって実現する。制御部２から入力部２７及び出力部２６を含む切換指令部を除いたものが、本発明の実施形態１に係る整定値決定装置１に相当する。そして、入力部２７及び出力部２６を含む切換指令部と、タップ切換器１２１と変圧器１２０とが、送配電線１１０の電圧を調整する電圧調整機器３に相当する。切換指令部の機能を実現する他の制御部が、制御部２とは別に存在してもよい。
【００５０】
なお、本実施形態１にあっては、切換指令部の機能を入力部２７、出力部２６及びＣＰＵ２１のソフトウェア処理によって実現するが、切換指令部に代えて、送配電線１１０に生じる電圧降下を補償するための補償電圧に基づいてタップ切換器１２１にタップの切換指令を与える線路電圧降下補償器（ＬＤＣ：Line Voltage Drop Compensator）を用いてもよい。線路電圧降下補償器の構成については公知であるので、ここでの図示と詳細な説明を省略する。
【００５１】
以上のように構成された整定値決定装置１の制御部２は、電圧検出部３１、電流検出部４１又は不図示の電力検出部から、送配電線１１０の電圧、通過電流又は通過電力の実効値（以下、これらを物理量とも言う）を例えば１秒毎に時系列的に取得する。更に、制御部２は、取得した物理量の周波数成分を分析し、分析結果に基づいて上述の切換指令部又は線路電圧降下補償器に設定する整定値を決定する。以下では、電圧検出部３１から送配電線１１０の電圧が物理量として取得されるものとして説明する。
【００５２】
切換指令部は、電圧検出部５１から取得した変圧器１２０の二次側の電圧が、整定値としてその幅が設定される所謂不感帯領域を、やはり整定値として設定される動作時限を越えて逸脱した場合に、タップの切換指令を発令する。不感帯領域の幅は、基準電圧に対するパーセンテージで設定される。即ち、整定値決定装置１が切換指令部に設定する整定値は、例えば不感帯領域の幅（％値）と動作時限（秒）である。整定値として設定する動作時限に加えて、タップ切換の要否を動作時限で判定するか、積分方式（時間×不感帯逸脱量＝積分値（Ｖｓ値：ボルト・秒））で判定するか、又は取得した電圧の移動平均で判定するかを示す値を整定値として設定してもよい。
【００５３】
具体的には、切換指令部は、変圧器１２０の二次側の電圧が不感帯領域の上限値より高い状態が動作時限以上継続した場合、送配電線１１０の電圧を下げるべく切換指令を発令する。また、切換指令部は、変圧器１２０の二次側の電圧が不感帯領域の下限値より低い状態が動作時限以上継続した場合、送配電線１１０の電圧を上げるべく切換指令を発令する。この場合、動作時限が長いほど、また、不感帯領域の幅が広いほど、変圧器１２０のタップの切換頻度を抑制できるが、送配電線１１０の電圧が所謂電圧管理幅を逸脱してしまう可能性が高くなる。一方、動作時限が短いほど、また、不感帯領域所定の幅が狭いほど、送配電線１１０の電圧が電圧管理幅を逸脱するのを抑制することができるが、タップの切換頻度が高くなる。
【００５４】
一方、線路電圧降下補償器が用いられる場合、線路電圧降下補償器は、整定値として設定される抵抗成分Ｒ（又は％Ｒ）及びリアクタンス成分Ｘ（又は％Ｘ）の直列インピーダンスと、例えば電流検出部４１から取得された変圧器１２０の二次側の通過電流との積に基づいて、所謂電圧降下中心点までの電圧降下を算出し、電圧降下中心点の到達電圧を想定する。そして、線路電圧降下補償器は、想定した到達電圧が基準電圧となるように変圧器１２０の送出電圧を決定し、変圧器１２０の二次側の電圧がこの送出電圧となるように、タップの切換指令を発令する。即ち、整定値決定装置１が線路電圧降下補償器に設定する整定値は、例えば抵抗成分Ｒ及びリアクタンス成分Ｘの値である。一般的には、これらの値に加えて不感帯領域の幅が整定値として設定される。動作時限が更に設定されてもよい。
【００５５】
次に、周波数成分の分析について説明する。整定値決定装置１は、電圧検出部３１から取得した送配電線１１０の電圧について、例えば高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform ）によるスペクトル解析を行って振幅スペクトル又はパワースペクトルを算出することにより、周波数成分を分析する。例えばサンプリング周波数をｆｓとし、サンプル数をＮ（２の冪乗値）とした場合、時間窓長がＮ／ｆｓ（所定時間に相当）となり、この時間領域内のデータ集合が周波数領域のデータ集合に変換される。この場合の周波数分解能はｆｓ／Ｎとなる。
【００５６】
周波数成分を分析するにあたり、送配電線１１０の電圧に含まれる周波数成分の分解能（ｆｓ／Ｎ）を０．５ｍＨｚ程度にする必要があると見積ると、例えば１秒毎に電圧をサンプリングする場合（ｆｓ＝１Ｈｚ）、サンプリング数（Ｎ）を２０４８程度とする必要がある。この場合の時間窓長は２０４８秒となる。一方、整定値を決定するために、周波数成分の変動を概ね５分毎に監視する必要があるため、本実施形態１では、時間窓を５分ずつシフトしながら、高速フーリエ変換を５分毎に行うこととする。
【００５７】
このように送配電線１１０の電圧について一定時間毎に周波数成分を分析することにより、電圧調整装置１０の動作に悪影響を及ぼす電圧変動があった場合に、比較的短周期の成分が含まれる特定の帯域内（所定帯域内に相当）の周波数成分の割合が変動することが見出される。ここで言う悪影響を及ぼす電圧変動とは、例えば切換指令部に設定される動作時限と同程度の周期を有する電圧変動を意味する。このような電圧変動があった場合、電圧調整装置１０が短時間内にタップが上下の切り換えを繰り返す不要動作が発生し、送配電線１１０に更なる電圧変動を生じさせる結果となる。ここで言う不要動作は、送配電線１１０に接続された他の電圧調整装置との競合によるハンチングとは異なる。
【００５８】
そこで、分析した全周波数成分の振幅又はパワーの総和に対する、特定の帯域内の周波数成分の振幅又はパワーの総和の割合を特徴量として算出し、算出した特徴量を事前に決定した閾値と比較することにより、整定値を変更すべく決定する。これにより、不要動作が発生する兆候を捉えて整定値をタイムリーに変更することができる。上述の通り、本実施形態１では５分毎に高速フーリエ変換を行うため、特徴量の算出も５分毎に行うこととなる。
【００５９】
具体的には、例えば周期が１分から５分程度（周波数に換算して１６ｍＨｚから３．３ｍＨｚ）の成分が含まれる帯域内の周波数成分の割合を特徴量として５分毎に算出し、算出した特徴量が所定の閾値より小さいか又は大きいかに応じて、整定値を所定の第１整定値又は第２整定値に決定する。特徴量が上記閾値より大きい第２の閾値を上回る場合に、整定値を第３整定値に決定してもよい。ここでの第１整定値、第２整定値及び第３整定値は、１又は複数の整定値の集合である。
【００６０】
図２は、電源側の送配電線１１０の電圧変動と、実施形態１に係る整定値決定装置１が算出する特徴量の推移の一例を示すグラフである。図の横軸は時刻［時］を表し、縦軸は送配電線１１０の電圧［ｋＶ］又は特徴量の大きさ［％］を表す。図２の上側の太い実線は、１秒毎に取得される送配電線１１０の電圧の変動を示しており、下側の細い実線は、５分毎に更新される特徴量の推移を示している。図２によれば、７時半頃から１７時頃までの間に不要動作が断続的に発生しており、この間の特徴量が、図中に破線で示す１０％のラインを上回っている場合が多いことがうかがえる。
【００６１】
そこで、整定値を変更すべく決定するか否かを判定するための特徴量の閾値を、例えば１０％とすることにより、不要動作が発生し始めるときの電圧変動を捉えることができると考えられる。特徴量が１０％より大きい場合、タップの切換頻度を抑制するために、不感帯領域の幅が比較的広く、動作時限が比較的長いな整定値として第２整定値が選択的に決定される。逆に特徴量が１０％より小さい場合、タップの切換頻度を高めるために、不感帯領域の幅が比較的狭く、動作時限が比較的短い整定値として第１整定値が選択的に決定される。整定値を選択して決定するのではなく、特徴量の大きさに応じた整定値を算出して決定してもよい。
【００６２】
次に、このように構成された実施形態１に係る整定値決定装置１の制御部２の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ＲＯＭ２２に予め格納された制御プログラムに従って、ＣＰＵ２１により実行される。図３は、実施形態１に係る整定値決定装置１で整定値を決定して切換指令部に設定するＣＰＵ２１の処理手順を示すフローチャートである。設定された整定値に基づいてタップの切換指令を発令する動作は公知であるため、切換指令部に係るＣＰＵ２１の処理手順を示すフローチャートについては、記載を省略する。
【００６３】
図３の処理は、ＣＰＵ２１の初期化後に１秒毎に起動される。ＲＡＭ２３には、２０４８点分以上のリングバッファが確保されており、このリングバッファへの書込みは、ポインタが指し示すアドレスに対して実行される。図中のｋは５分（３００秒）に応じた回数を計数するためのカウンタであり、初期値は２０４８である。初期状態では、整定値として上記の第１整定値（特徴量の大きさが閾値より小さい場合に選択される整定値）を選択中の旨が記憶されている。
【００６４】
図３の処理が起動された場合、ＣＰＵ２１は、電圧検出部３１から送配電線１１０の電圧を取得し（Ｓ１１：取得部に相当）、取得した電圧を、ポインタが示すアドレスに記憶する（Ｓ１２）。次いで、ＣＰＵ２１は、次回の電圧の記憶のためにポインタを１つインクリメントし（Ｓ１３）、更に、ｋを１つデクリメントして（Ｓ１４）、ｋが０であるか否かを判定する（Ｓ１５）。
【００６５】
ｋが０となった場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、即ち、初期化後に初めてリングバッファに２０４８点分の電圧が記憶された場合、又は前回のＦＦＴから３００秒が経過した場合、ＣＰＵ２１は、３００秒後にＦＦＴを実行するために、ｋに３００を代入する（Ｓ１６）。次いで、ＣＰＵ２１は、ポインタより前の２０４８点分の電圧についてＦＦＴを実行し（Ｓ１７：分析部に相当）、分析した周波数成分の特徴量を算出する（Ｓ１８：算出部に相当）。
【００６６】
その後、ＣＰＵ２１は、第１整定値を選択中の旨が記憶されているか否かを判定し（Ｓ１９）、第１整定値を選択中である場合（Ｓ１９：ＹＥＳ）、即ち、前回の判定では特徴量が閾値より小さかった場合、算出した特徴量が所定の閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ２０）。特徴量が閾値より大きくない場合（Ｓ２０：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、整定値を新たに決定することなく図３の処理を終了する。
【００６７】
一方、算出した特徴量が閾値より大きい場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、整定値を第２整定値に決定し（Ｓ２１：決定部に相当）、決定した整定値を切換指令部に設定する（Ｓ２２）。そして、ＣＰＵ２１は、第１整定値を選択中の旨に代えて第２整定値を選択中の旨を記憶し（Ｓ２３）、図３の処理を終了する。
【００６８】
ステップＳ１９で、第１整定値を選択中ではなく（Ｓ１９：ＮＯ）、第２整定値を選択中であった場合、即ち、前回の判定では特徴量が閾値より大きかった場合、ＣＰＵ２１は、算出した特徴量が閾値より小さいか否かを判定する（Ｓ２４）。特徴量が閾値より小さくない場合（Ｓ２４：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、整定値を新たに決定することなく図３の処理を終了する。
【００６９】
一方、算出した特徴量が閾値より小さい場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、整定値を第１整定値に決定し（Ｓ２５：決定部に相当）、決定した整定値を切換指令部に設定する（Ｓ２６）。そして、ＣＰＵ２１は、第２整定値を選択中の旨に代えて第１整定値を選択中の旨を記憶し（Ｓ２７）、図３の処理を終了する。
【００７０】
なお、本実施形態１にあっては、送配電線１１０に係る物理量として電圧の実効値を取得し、取得した電圧の実効値に基づいて整定値を決定したが、電圧の実効値の取得に代えて、送配電線１１０の通過電流の実効値、又は通過電力のうちの有効電力若しくは無効電力を取得するようにしてもよい。これらの電流又は電力を取得した場合であっても、適正なタイミングで整定値を変更すべく決定することができる。
【００７１】
（シミュレーション）
以下では、実施形態１に係る電圧調整装置１０における整定値決定装置１で送配電線１１０の電圧に応じて整定値を変更すべく決定した場合と、整定値を変更しない場合とをシミュレーションで比較検証した結果について説明する。検証に用いた電力系統１００のモデルは、図１に準拠している。具体的には、不図示の変電所からの送配線線１１０の亘長が３ｋｍの地点に電圧調整装置１０を接続し、負荷側の送配電線１１０の亘長は４ｋｍとした。負荷側の区間は５つに均等に分割し、区間Ｓ＿１，Ｓ＿２，Ｓ＿３，Ｓ＿４，Ｓ＿５には、負荷Ｌ＿１，Ｌ＿２，Ｌ＿３，Ｌ＿４，Ｌ＿５を均等に按分した。区間Ｓ＿５の末端側にはＰＶが連系されている。
【００７２】
変電所からの送出電圧は５０Ｈｚの６６００Ｖで一定である。図４は、変電所からの電力の推移を示すグラフであり、図５は、ＰＶが発電する有効電力の推移を示すグラフである。図４及び図５の横軸は時刻［時］を表し、縦軸は電力［ＭＷ］を表す。図４の実線は有効電力を示すものであり、波線は無効電力を示すものである。図４では、有効電力及び無効電力が８時頃から急増し、１７時頃から２２時頃までの間に漸減する。図５では、６時頃から１８時頃までの間に有効電力が釣り鐘状に増減する。但し、短時間内に電力が変動する割合が比較的大きい。
【００７３】
電圧調整装置１０の仕様及び整定条件は以下の通りである。なお、電圧管理幅は、上限値を６７５０Ｖ、下限値を６３００Ｖとした。
（ａ）タップ幅：１００Ｖ
（ｂ）タップ段数：９段（素通し１段に加えて昇圧が４段、降圧が４段）
（ｃ）基準電圧：６６００Ｖ
（ｄ）基準電圧に対する不感帯領域の幅：１％（±６６Ｖ）
（ｅ）動作時限：４５秒
【００７４】
整定値決定装置１の動作条件は以下の通りである。
（ｆ）送配電線１１０の電圧の計測間隔：１秒
（ｇ）ＦＦＴの時間窓長：２０４８秒
（ｈ）ＦＦＴの更新間隔（算出周期）：３００秒
（ｉ）特徴量：周期を１分〜５分とする周波数成分の割合
（ｊ）特徴量と比較する閾値：１０％及び２０％
（ｋ）変更すべく決定する整定値
特徴量が１０％より大きい場合の動作時限：１２０秒
特徴量が２０％より大きい場合の動作時限：１８０秒
【００７５】
本検証では、０時から２４時までの８６４００秒の期間中における送配電線１１０の電圧、特徴量及びタップ位置夫々の推移を、１ｍｓ毎にサンプリングしてシミュレーションした。図６は、シミュレーションによる検証結果を総合的に示す図表である。「本機能あり」とは、送配電線１１０の電圧に応じて整定値を変更すべく決定する場合を意味し、「本機能なし」とは、整定値を変更しない場合を意味する（以下同様）。
【００７６】
図表中の「電圧管理幅からの逸脱量」は、区間Ｓ＿１，Ｓ＿２，Ｓ＿３，Ｓ＿４，Ｓ＿５夫々にて１秒又は３０分毎にシミュレーションされる電圧の逸脱量（Ｖ）の総和を２４時間分積算したものを、１４４０で除算した１分当たりの平均的な逸脱量を表す。このうちの「１秒値」とは、上記の逸脱量の総和の積算を２４時間の間に８６４００回行った結果の１分当たりの平均値である。また、「３０分平均値」とは、１秒毎にシミュレーションされる電圧を３０分間平均した電圧について、上記の逸脱量の総和の積算を２４時間の間に４８回行った結果の１分当たりの平均値である。「動作回数」は、２４時間の間におけるタップの切換回数である。「最大変動幅」は、区間Ｓ＿１，Ｓ＿２，Ｓ＿３，Ｓ＿４，Ｓ＿５夫々における最大の電圧値と最小の電圧値との差分のうち、最も大きい差分である。「整定更新」は、整定値を決定して切換指令部に設定した回数である。
【００７７】
図６より、本機能の有無に関わらず、３０分平均値の逸脱量は０であることが示される。また、最大変動幅についても有意な差が無いことがわかる。一方、動作回数については、本機能なしの場合が５３回であるのに対して本機能ありの場合が３９回であり、１４回だけ低減されている。１秒値の逸脱量については、本機能ありの場合に若干増加しているものの、タップ幅が１００Ｖであることを考慮すると、その差は僅かであると言える。即ち、逸脱量や変動幅はそのままに、動作回数のみを低減できることが示された。
【００７８】
次に、特徴量と比較すべき閾値の妥当性について説明する。図７は、電源側の送配電線１１０の電圧変動と、整定値決定装置１が算出する特徴量の推移をシミュレーションした結果を示すグラフである。図の横軸は時刻［時］を表し、縦軸は送配電線１１０の電圧［ｋＶ］又は特徴量の大きさ［％］を表す。図７の上側の太い実線は、１秒毎に取得される送配電線１１０の電圧の変動を示しており、下側の細い実線は、５分毎に更新される特徴量の推移を示している。
【００７９】
図７によれば、電源側の送配電線１１０の電圧に短周期の変動が生じているのは、１時頃から６時頃までの時間帯と、１０時頃から１７時頃までの時間帯である。これらの時間帯では、電圧変動の振幅に大小の違いはあるが、同時間帯にて特徴量が１０％の閾値（破線参照）より大きくなる頻度が高まっており、１０％が１つの妥当な閾値であることが確認される。
【００８０】
最後に、タップの動作回数の低減効果について説明する。図８は、本機能なしの場合におけるタップ切換の推移をシミュレーションした結果を示すグラフであり、図９は、本機能ありの場合におけるタップ切換の推移をシミュレーションした結果を示すグラフである。これらの図の横軸は時刻［時］を表し、縦軸はタップ位置を表す。なお、シミュレーション結果の図示は省略するが、電圧管理幅を逸脱する頻度や逸脱の大きさについては、本機能の有無による大きな違いがなかった。同様に、１秒毎にシミュレーションされる電圧を３０分間平均した電圧の推移についても、変動の傾向に大きな違いがなかった。
【００８１】
図８によれば、本機能なしの場合は、１０時頃から１５時頃までの間でタップの切換頻度が上がっており、そのうちの多くの期間で不要動作が発生していることがわかる。一方、図９によれば、本機能ありの場合は、不要動作が発生していた期間でタップの切り換えが抑制されていることが読み取れる。
【００８２】
以上のシミュレーション結果より、本機能を適用すれば、送配電線１１０の電圧を調整する機能は維持したまま、不要なタップ切換を抑制できることがわかった。即ち、本機能によって、送配電線１１０に係る物理量を計測して得た情報から整定変更が必要なタイミングを自律的に判断し、自動的に適正な整定値に変更できることがわかった。
【００８３】
以上のように本実施形態１によれば、送配電線１１０の電圧、送配電線１１０に流れる電流等の物理量を１秒毎に取得し、２０４８秒の時間窓で取得した物理量についてＦＦＴによるスペクトル解析を行って周波数成分を分析し、分析した周波数成分に基づいて、切換指令部に設定すべき整定値を決定する。従って、過去の所定時間の間に計測された送配電線１１０に係る物理量の周波数成分に基づいて、整定値変更の要否を判定し、切換指令部に設定すべき整定値を自律的に決定することが可能となる。例えば、ＰＶ等の分散型電源の導入が進むのに伴って送配電線１１０の電圧変動が多様化する場合であっても、送配電線１１０の電圧調整を柔軟に行うことができる。
【００８４】
また、実施形態１によれば、スペクトル解析の時間窓長である２０４８秒より短い５分毎にスペクトル解析を繰り返す。従って、時間窓長が２０４８秒という比較的長い時間に設定されている場合であっても、５分という比較的短い時間毎に周波数成分の変化を把握することが可能となる。
【００８５】
更に、実施形態１によれば、物理量の周波数成分から物理量の変動を特徴的に示す特徴量を抽出すべく算出し、算出した特徴量に基づいて整定値を選択的に決定する。従って、特徴量から送配電線１１０に係る物理量に特徴的な変動があったことが示されるときに整定値を変更することができる。
【００８６】
更に、実施形態１によれば、スペクトル解析で分析された全周波数成分に対する特定の帯域内（例えば周期が１分から５分程度の成分が含まれる帯域内）の周波数成分の割合を特徴量とする。従って、特定の帯域内の周波数成分の割合から送配電線１１０に係る物理量に特徴的な変動があったことが示されるときに整定値を変更することができる。
【００８７】
（実施形態２）
実施形態１が、取得した物理量の周波数成分から抽出した特徴量に基づいて整定値を決定する形態であるのに対し、実施形態２は、取得した物理量の分散又は標準偏差に基づいて整定値を決定する形態である。分散又は標準偏差は、平均値からの乖離の度合いを表し、物理量の変動を把握するのに適した指標の1つであると言える。以下では分散を算出するものとして説明するが、算出対象の物理量と次元を合わせるために、分散に代えて標準偏差を算出してもよい。
【００８８】
実施形態２に係る電圧調整装置のブロック構成は、実施形態１に係る電圧調整装置１０と同様であるため、図示を省略すると共に、実施形態１に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。
【００８９】
本実施形態２では、１秒毎に取得した送配電線１１０の電圧の実効値について、例えば１８００秒間に取得した電圧（所定時間分の物理量に相当）の分散を５分毎に算出し、算出した分散が所定の閾値より小さいか又は大きいかに応じて、整定値を所定の第１整定値又は第２整定値に決定する。実施形態１と同様に、電圧の実効値の取得に代えて、送配電線１１０の通過電流の実効値、又は通過電力のうちの有効電力若しくは無効電力を取得するようにしてもよい。
【００９０】
図１０は、電源側の送配電線１１０の電圧変動と、実施形態２に係る整定値決定装置１が算出する分散の推移の一例を示すグラフである。図の横軸は時刻［時］を表し、縦軸は送配電線１１０の電圧［ｋＶ］又は分散値を表す。図１０の上側の太い実線は、１秒毎に取得される送配電線１１０の電圧の変動を示しており、下側の細い実線は、５分毎に更新される分散の推移を示している。
【００９１】
図１０によれば、８時頃から１６時半頃まで不要動作が断続的に発生しており、この間の分散が、０．３乃至０．５程度の閾値を上回っている場合が多いことがうかがえる。なお、分散が０．３となる場合は、例えば、分散の算出対象である１８００秒間に取得した電圧が６６００Ｖのマイナス１％からプラス１％まで、時間の経過と共に直線的に変動した場合に相当する。
【００９２】
そこで、整定値を変更すべく決定するか否かを判定するための分散の閾値を、例えば０．３とすることにより、不要動作が発生し始めるときの電圧変動を捉えることができると考えられる。分散が０．３より大きい場合、タップの切換頻度を抑制するために、整定値として前述の第２整定値を選択的に決定する。逆に分散が０．３より小さい場合、タップの切換頻度を高めるために、整定値として前述の第１整定値を選択的に決定する。整定値を選択して決定するのではなく、分散の大きさに応じた整定値を算出して決定してもよい。
【００９３】
実施形態２に係る整定値決定装置１の制御部２の動作を示すフローチャートは、実施形態１の図３に示すものと同様であるため、図３を用いて説明する。本実施形態２にあっては、図３のステップＳ１７及びＳ１８にてポインタより前の１８００点分の電圧について分散を算出する。また、ステップＳ２０にて分散が閾値より大きいか否かを判定し、ステップＳ２４にて分散が閾値より小さいか否かを判定する。なお、ｋの初期値は１８００とする。その他のステップの処理内容については、図３に示す通りである。このようなフローチャートに示す処理により、１８００秒間に取得した電圧の分散が５分毎に算出され、算出された分散に基づいて整定値が決定される。
【００９４】
以上のように本実施形態２によれば、送配電線１１０の電圧、送配電線１１０に流れる電流等の物理量を１秒毎に取得し、１８００秒間に取得した物理量の分散を算出し、算出した分散に基づいて、切換指令部に設定すべき整定値を決定する。従って、過去の所定時間の間に計測された送配電線１１０に係る物理量の分散に基づいて、整定値変更の要否を判定し、切換指令部に設定すべき整定値を自律的に決定することが可能となる。
【００９５】
また、実施形態２によれば、１回の分散の算出対象となる物理量を取得するのに要する１８００秒より短い５分毎に分散の算出を繰り返す。従って、分散の算出範囲が１８００秒という比較的長い時間に設定されている場合であっても、５分という比較的短い時間毎に分散の変化を把握することが可能となる。
【００９６】
更に、実施形態１及び２によれば、取得した物理量から算出した特徴量又は分散若しくは標準偏差と所定の閾値とを比較した結果によって整定値を決定するため、整定値の変更の要否を容易に判定することができる。
【００９７】
更に、実施形態１及び２によれば、電圧調整機器３よりも電源側又は負荷側の何れかで計測された送配電線１１０の電圧が物理量として取得されるため、送配電線１１０の電圧変動を好適に把握することができる。
【００９８】
更に、実施形態１及び２によれば、電圧調整機器３よりも電源側又は負荷側の何れかで計測された送配電線１１０の通過電流を物理量として取得することもできるため、送配電線１１０の負荷変動を好適に把握することができる。
【００９９】
（実施形態３）
実施形態１及び２夫々が、特徴量及び分散と比較判定する閾値を、人が事前に決定する形態であるのに対し、実施形態３は、整定値決定装置１が閾値を算出する形態である。具体的には、閾値との比較結果に基づいて整定値決定装置１が決定する整定値が設定された電圧調整装置１０の動作結果を所定の算式に適用して、新たな閾値を算出する。
【０１００】
実施形態３に係る電圧調整装置のブロック構成は、実施形態１に係る電圧調整装置１０と同様であるため、図示を省略すると共に、実施形態１に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。
【０１０１】
本実施形態３では、電圧調整装置１０の動作結果より、特定の違反量を以下の式（１）で示される目的関数Ｆ（ｘ）で表し、このＦ（ｘ）の絶対値を最小化すべく、新たな閾値Ｔｈ’を現在の閾値Ｔｈを用いて以下の式（２）及び（３）により算出する。
【０１０２】
Ｆ（ｘ）＝Ｖｏｕｔ（ｐ）＋（Ｎｔａｐ＿ｔｈ−Ｎｔａｐ）・・・・・・・・・・（１）
Ｔｈ’＝Ｔｈ＋αＶｏｕｔ（ｐ）＋β（Ｎｔａｐ＿ｔｈ−Ｎｔａｐ）・・・・・・（２）
ｌｏｗｅｒ≦Ｔｈ’≦ｕｐｐｅｒ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
但し、
Ｖｏｕｔ（ｐ）：不感帯領域からの逸脱量（不感帯領域を逸脱した度合いに相当）
Ｎｔａｐ＿ｔｈ：タップ切換の規定回数
Ｎｔａｐ：電圧調整装置１０におけるタップ切換の回数（電圧を調整した回数に相当）
α，β  ：重み付けのための係数
ｌｏｗｅｒ：閾値の下限値
ｕｐｐｅｒ：閾値の上限値
【０１０３】
なお、Ｖｏｕｔ（ｐ）は、変圧器１２０の二次側の電圧に係る不感帯領域からの逸脱量であるが、図１の各区間Ｓ＿１，Ｓ＿２，Ｓ＿３・・・Ｓ＿ｎ−１，Ｓ＿ｎでの逸脱量が取得可能である場合は、これらの区間における逸脱量の総和であってもよい。これらの逸脱量Ｖｏｕｔ（ｐ）及びタップ切換の回数Ｎｔａｐは、前述の電圧調整機器３によって所定日数分以上がＲＡＭ２３に記憶されており、整定値決定装置１が適時取得可能であるものとする。
【０１０４】
式（２）で例えばαを正の数に、βを負の数に設定することで、不感帯領域からの逸脱量が比較的少なく、タップ切換の回数が規定回数より増加した場合に、現在の閾値Ｔｈから引き下げられたＴｈ’を新たな閾値とする。これにより、不感帯領域の幅が比較的広く、動作時限が比較的長い第２整定値（実施形態１参照）が決定され易くなる。逆に不感帯領域からの逸脱量が増加する場合、又はタップ切換の回数が規定回数より減少した場合は、現在の閾値Ｔｈから引き上げられたＴｈ’を新たな閾値Ｔｈ’とする。これにより、不感帯領域の幅が比較的狭く、動作時限が比較的短い第１整定値が決定され易くなる。
【０１０５】
次に、このように構成された実施形態３に係る整定値決定装置１の制御部２の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。図１１は、実施形態３に係る整定値決定装置１で閾値を算出するＣＰＵ２１の処理手順を示すフローチャートである。図１１の処理は、例えば１日毎に起動されるが、これに限定されない。
【０１０６】
図１１に示す処理が起動された場合、ＣＰＵ２１は、所定日数分（第２の時間分に相当）の不感帯領域からの逸脱量Ｖｏｕｔ（ｐ）をＲＡＭ２３から取得し（Ｓ３１：第２の取得部に相当）、更に所定日数分のタップ切換の回数ＮｔａｐをＲＡＭ２３から取得する（Ｓ３２：第２の取得部に相当）。次いで、ＣＰＵ２１は、取得した逸脱量及び回数を式（２）に適用して新たな閾値Ｔｈ’を算出する（Ｓ３３：第２の算出部に相当）。
【０１０７】
その後、ＣＰＵ２１は、算出した新たな閾値が閾値の下限値ｌｏｗｅｒより小さいか否かを判定し（Ｓ３４）、小さい場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、新たな閾値を下限値に制限して（Ｓ３５）図１１の処理を終了する。
【０１０８】
ステップＳ３４で、算出した新たな閾値が下限値より小さくない場合（Ｓ３４：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、算出した新たな閾値が閾値の上限値ｕｐｐｅｒより大きいか否かを判定し（Ｓ３６）、大きい場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、新たな閾値を上限値に制限して（Ｓ３７）図１１の処理を終了する。新たな閾値が閾値の上限値ｕｐｐｅｒより大きくない場合（Ｓ３６：ＮＯ）は、閾値を制限せずに図１１の処理を終了する。
【０１０９】
以上のように本実施形態３によれば、整定値が設定される電圧調整機器３からＲＡＭ２３を介して送配電線１１０の電圧の調整に関する情報を所定日数分だけ取得し、取得した情報に基づいて新たな閾値Ｔｈ’を算出する。従って、過去の所定日数内における整定値の設定結果が反映された情報に基づいて新たな閾値を決定することができる。
【０１１０】
また、実施形態３によれば、電圧調整機器３からＲＡＭ２３を介して取得する情報に、送配電線１１０の電圧が予め設定された不感帯領域を逸脱した度合いと、電圧調整機器３がタップを切り換えて電圧を調整した回数とが含まれる。従って、電圧調整機器３にて電圧が調整される頻度と不感帯領域を逸脱する度合いとをバランスよく低減するように閾値を決定することができる。
【０１１１】
更に、実施形態３によれば、設定すべき整定値を自律的に決定することが可能な整定値決定装置１を電圧調整装置１０に適用することができる。
【０１１２】
（実施形態４）
実施形態１又は２が、算出した特徴量又は分散と所定の閾値とを比較した結果に基づいて整定値を決定する形態であるのに対し、実施形態４は、算出した特徴量又は分散と決定すべき整定値との関係付けを機械学習によって更新し、学習した関係性に算出した特徴量又は分散を適用して整定値を決定する形態である。実施形態４に係る電圧調整装置のブロック構成は、実施形態１に係る電圧調整装置１０と同様であるため、実施形態１に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。以下では分散に代えて標準偏差を用いてもよい。
【０１１３】
実施形態１から３では、予め設定された整定値を用いていたが、該整定値では、設置された系統条件によっては、合わない（正しく制御できない）可能性がある。そのため、設置した系統状態の内、制御に悪影響を及ぼす成分である特徴量を加味した学習をすることによって、系統条件に合った（正しく制御できる）整定値を決定することも考えられる。
【０１１４】
本実施形態４では、機械学習に含まれる強化学習により整定値を決定する例について以下に説明する。強化学習とは、試行錯誤を通じて価値を最大化するような行動を学習するものであるが、整定値決定装置１による機械学習が強化学習に限定されるものではない。
【０１１５】
ここでの強化学習は、算出した特徴量又は分散と、行動として決定すべき整定値との関係性を行動価値関数として学習するものであり、この関係は、例えばテーブルに記憶される。学習に際し、整定値決定装置１は、送配電線１１０の電圧調整に係る情報を取得して電圧調整の状態を観測する。電圧調整に係る情報とは、例えば実施形態３の式（１）の右辺に示される不感帯領域からの逸脱量Ｖｏｕｔ（ｐ）及びタップ切換の回数Ｎｔａｐである。これらの情報は、所定の時間分（第３の時間分に相当）の情報として、前述の電圧調整機器３から適時取得可能であるものとする。
【０１１６】
次いで、整定値決定装置１は、観測する状態の量に基づいて、送配電線１１０の電圧の調整結果を評価する評価値（強化学習における所謂報酬に相当）を算出する。例えば、逸脱量Ｖｏｕｔ（ｐ）が規定の逸脱量より少ない場合はプラスの評価値が、規定の逸脱量より多い場合はマイナスの評価値が算出される。また例えば、タップ切換の回数Ｎｔａｐが規定回数Ｎｔａｐ＿ｔｈより少ない場合はプラスの評価値が、規定回数Ｎｔａｐ＿ｔｈより多い場合はマイナスの評価値が算出される。算出された評価値は積算される。
【０１１７】
次いで、整定値決定装置１は、算出して積算した評価値に基づいて上述の関係を示すテーブルを更新する。例えば、送配電線１１０の電圧調整に係る状態を取得する直前に算出した特徴量又は分散に対応付けられた整定値を更新する。
【０１１８】
具体的には、評価値がプラスの場合は、タップ切換の感度をより高くするために、不感帯領域の幅をより狭く、動作時限をより短くするような整定値に更新される。逆に評価値がマイナスの場合は、タップ切換の感度をより鈍くするために、不感帯領域の幅をより広く、動作時限をより長くするような整定値に更新される。このような更新を繰り返すことにより、決定された整定値に基づく送配電線１１０の電圧の調整結果の評価値がより大きくなるように、特徴量又は分散と整定値との関係性が学習される。
【０１１９】
次に、このように構成された実施形態４に係る整定値決定装置１の制御部２の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。図１２は、実施形態４に係る整定値決定装置１で特徴量又は分散と整定値との関係を更新するＣＰＵ２１の処理手順を示すフローチャートであり、図１３は、実施形態４に係る整定値決定装置１で整定値を決定して切換指令部に設定するＣＰＵ２１の処理手順を示すフローチャートである。
【０１２０】
図１２の処理は、例えば整定値が決定されて切換指令部に設定される５分毎に起動されるが、これに限定されない。図１３の処理は、ＣＰＵ２１の初期化後に１秒毎に起動される。この処理で用いられるリングバッファ、ポインタ、ｋの初期値等については、実施形態１の図３に示すフローチャートの場合と同様である。
【０１２１】
図１２に示す処理が起動された場合、ＣＰＵ２１は、所定の時間分（第３の時間分に相当）の不感帯領域からの逸脱量Ｖｏｕｔ（ｐ）を電圧調整機器３から取得し（Ｓ４１：第３の取得部に相当）、更に所定の時間分のタップ切換の回数Ｎｔａｐを電圧調整機器３から取得する（Ｓ４２：第３の取得部に相当）。そして、ＣＰＵ２１は、取得した逸脱量の大きさに応じて評価値１を算出する（Ｓ４３：第３の算出部に相当）。ここでの所定の時間は、図１２の処理が起動される周期である５分よりも十分長いことが好ましい。
【０１２２】
次いで、ＣＰＵ２１は、取得したタップ切換の回数と規定の切換回数とを比較し（Ｓ４４）、比較結果に応じて評価値２を算出する（Ｓ４５：第３の算出部に相当）。その後、ＣＰＵ２１は、評価値１及び評価値２を加算（積算）して、電圧の調整結果の評価値とし（Ｓ４６：第３の算出部に相当）、積算した評価値に基づいて、特徴量又は分散と整定値との関係を更新して（Ｓ４７：学習部に相当）図１２の処理を終了する。
【０１２３】
図１３に移って、図１３に示すステップＳ５１からＳ５８までの処理は、実施形態１の図３に示すステップＳ１１からＳ１８までの処理と同一であるため、これらの処理の説明を省略する。図１３の処理が起動されて特徴量を算出した場合（Ｓ５８）、ＣＰＵ２１は、図１２にフローチャートを示す処理にて学習された関係に基づいて整定値を決定し（Ｓ５９）、決定した整定値を切換指令部に設定して（Ｓ６０）図１３の処理を終了する。ステップＳ５７及びＳ５８では、特徴量に代えて分散を算出してもよい。この場合は、実施形態２で図３を引用した場合と同様に、例えばポインタより前の１８００点分の電圧について分散を算出する。ｋの初期値は１８００とする。
【０１２４】
なお、図１２にフローチャートで示す処理に代えて、送配電線１１０の電圧調整に係る状態をニューラルネットワークに入力して演算し、上述のテーブルを行動価値関数としてリアルタイムに更新することもできる。この場合、例えば、送配電線１１０によって配電される地域の気象条件を上記のニューラルネットワークに入力する状態に加えてもよい。このような気象条件は、図１に示すインターネット２００に接続されたサーバから通信部２８を用いて取得することができる。
【０１２５】
以上のように本実施形態４によれば、整定値が設定される電圧調整機器３から送配電線１１０の電圧の調整に関する情報を所定の時間分だけ取得し、取得した情報に基づいて特徴量又は分散若しくは標準偏差と整定値との関係付けを更新する。従って、これを繰り返すことによって関係性を学習することができる。
【０１２６】
また、実施形態４によれば、電圧調整機器３から取得する情報に、送配電線１１０の電圧が予め設定された不感帯領域を逸脱した度合いと、電圧調整機器３がタップを切り換えて電圧を調整した回数とが含まれる。従って、送配電線１１０の電圧の調整結果を定量的に評価することができる。
【０１２７】
更に、実施形態４によれば、電圧調整機器３による電圧の調整結果を評価する評価値に基づいて特徴量又は分散若しくは標準偏差と整定値との関係付けを更新するため、調整結果の評価値が大きくなるように関係付けを更新することができる。即ち、設置された電力系統における条件下で送配電線の電圧を適切に制御できるような整定値を自動的に決定することができる。
【０１２８】
（実施形態５）
実施形態４が、特徴量又は分散若しくは標準偏差と整定値との関係性を学習する形態であるのに対し、実施形態５は、送配電線１１０に係る各種の状態及び気象状態と、送配電線１１０に係る物理量の特徴量との関係性を学習する形態である。実施形態５に係る電圧調整装置のブロック構成は、実施形態１に係る電圧調整装置１０と同様であるため、実施形態１に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。以下では分散に代えて標準偏差を用いてもよい。
【０１２９】
実施形態１又は２のように、現時点より前に取得した物理量に基づく特徴量又は分散によって決定された整定値によれば、送配電線１１０に実際に生じる電圧変動に対して適正な電圧調整ができない場合がある。このため、「今後、電圧変動の激化が予想される」という類の将来の状況を予測し、予測結果に基づく特徴量によって整定値を決定することが考えられる。
【０１３０】
予測方法については種々想定されるが、予測対象となるデータが定常性のある時系列データであれば、時系列解析による予測が有効であると考えられる。具体的な予測方法としては自己回帰が想定される。一方、対象となるデータに定常性がなければ、例えば時系列データにトレンド（変化傾向）がある場合は、データの階差（差分）をとり、また、時系列データの変化が大きい場合は、変化率や対数をとることで、時系列データとして定常性を確保できる可能性があるため、このような加工をした上で解析することも有効であると考えられる。
【０１３１】
対象となるデータに定常性がない場合、データを加工する他に、機械学習による予測を行うことが考えられる。本実施形態５では、機械学習に含まれる強化学習によって送配電線１１０に係る物理量の特徴量を予測し、予測した特徴量に基づいて整定値を決定する例について説明する。整定値決定装置１による機械学習が強化学習に限定されるものではない。
【０１３２】
ここでの強化学習は、送配電線１１０の電圧調整に係る情報、気象条件を示す情報及び送配電線１１０に係る物理量（又は物理量に基づいて算出した特徴量若しくは分散）と、該物理量の特徴量との関係性を行動価値テーブルとして学習するものである。以下では、整定値決定装置１における処理の流れを、図を用いて説明する。
【０１３３】
図１４は、実施形態５に係る整定値決定装置１の機能構成の一例を示すブロック図である。整定値決定装置１には、取得部２０１、第３の取得部２０２、第４の取得部２０３、第３の算出部２０４、学習部２０５、第２の決定部２０６及び決定部２０７が含まれる。これらの機能ブロックは、制御部２が実行するソフトウェア処理によって実現されるものである。
【０１３４】
取得部２０１は、電圧検出部３１及び電流検出部４１夫々によって送配電線１１０の電圧及び電流（物理量）を取得して送配電線１１０の状態を観測する。第３の取得部２０２は、電圧調整機器３から送配電線１１０の電圧調整に係る情報を取得して電圧調整の状態を観測する。電圧調整に係る情報とは、不感帯領域からの逸脱量Ｖｏｕｔ（ｐ）及びタップ切換の回数Ｎｔａｐである（実施形態４参照）。第３の取得部２０２は、実施形態４の図１２のステップＳ４１及びＳ４２に示す処理によって実現される。
【０１３５】
第４の取得部２０３は、インターネット２００に接続されたサーバから通信部２８を用いて、気象条件を示す情報を取得して気象状態を観測する。気象条件を示す情報には、例えば、送配電線１１０によって配電される地域の天候、気温、湿度、日射量等が含まれている。気象条件と共に、又は気象条件を示す情報とは別に、月日、曜日、時分等の時刻情報が、インターネット２００に接続されたサーバから取得されてもよい。
【０１３６】
第３の算出部２０４は、第３の取得部２０２によって観測される電圧調整の状態に基づいて、送配電線１１０の電圧の調整結果を評価する評価値（報酬）を算出する。第３の算出部２０４は、実施形態４の図１２のステップＳ４３からＳ４６に示す処理によって実現される。
【０１３７】
学習部２０５は、取得部２０１、第３の取得部２０２及び第４の取得部夫々によって観測される状態（送配電線１１０の状態、電圧調整の状態及び気象状態）と、第３の算出部２０４で算出される評価値（報酬）とに基づいて、行動価値テーブルにおける現在の状態及び取り得る行動に対応する行動価値の更新を繰り返して学習する。取得部２０１によって観測される送配電線１１０の状態に代えて、取得部２０１で取得した送配電線１１０に係る物理量から算出された特徴量又は分散を、送配電線１１０の状態として学習部２０５が参照するようにしてもよい。
【０１３８】
第２の決定部２０６は、現在の状態と、学習部２０５によって学習された行動価値とに基づいて、最適な特徴量を決定する。決定部２０７は、第２の決定部２０６で決定した特徴量に基づいて、整定値を決定する。例えば、実施形態１と同様に、特徴量と所定の閾値との比較結果に基づいて第１整定値又は第２整定値が決定され、決定された整定値が電圧調整機器３に設定される。
【０１３９】
なお、図１４に示す学習部２０５及び第３の算出部２０４に代えて、各状態（送配電線１１０の状態、電圧調整の状態及び気象状態）をニューラルネットワークに入力して演算し、行動価値テーブルをリアルタイムに更新することもできる。更に、上記の状態に加えて、インターネット２００に接続されたサーバから取得された時刻情報を、学習部２０５又はニューラルネットワークに入力する状態に加えてもよい。これにより、月日、曜日、時分等によって変化する特徴量を予測することができる。
【０１４０】
以上のように本実施形態５によれば、送配電線１１０の電圧の調整に関する第３の時間分の情報、気象条件を示す情報及び送配電線１１０に係る物理量（又は物理量から算出した特徴量若しくは分散若しくは標準偏差）と、物理量の特徴量との関係付けを更新し、これを繰り返すことによって関係性を学習する。そして、学習した関係性に基づいて、送配電線１１０に係る物理量の特徴を表す特徴量を決定し、決定した特徴量に基づいて整定値を決定する。従って、送配電線１１０に係る物理量の特徴量を学習結果に基づいて予測することができる。
【０１４１】
また、実施形態５によれば、電圧調整機器３による電圧の調整結果を評価する評価値に基づいて行動価値テーブルを更新するため、調整結果の評価値が大きくなるように行動価値テーブルを更新することができる。即ち、設置された電力系統における条件下で送配電線の電圧を適切に制御できるような整定値を自動的に決定することができる。
【０１４２】
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、各実施形態で記載されている技術的特徴は、お互いに組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【０１４３】
１  整定値決定装置
２  制御部
２０１  取得部
２０２  第３の取得部
２０３  第４の取得部
２０４  第３の算出部
２０５  学習部
２０６  第２の決定部
２０７  決定部
２１  ＣＰＵ
２２  ＲＯＭ
２３  ＲＡＭ
２４  タイマ
２５、２７  入力部
２６  出力部
２８  通信部
３  電圧調整機器
３０、５０  計測用変圧器
３１、５１  電圧検出部
４０  変流器
４１  電流検出部
１０  電圧調整装置
１００  電力系統
１１０  送配電線
１２０  変圧器
１２１  タップ切換器
Ｓ＿１，Ｓ＿２・・・Ｓ＿ｎ  区間
Ｌ＿１，Ｌ＿２・・・Ｌ＿ｎ  負荷
２００  インターネット
【図１】
2019146416.tif 000003
【図２】
2019146416.tif 000004
【図３】
2019146416.tif 000005
【図４】
2019146416.tif 000006
【図５】
2019146416.tif 000007
【図６】
2019146416.tif 000008
【図７】
2019146416.tif 000009
【図８】
2019146416.tif 000010
【図９】
2019146416.tif 000011
【図１０】
2019146416.tif 000012
【図１１】
2019146416.tif 000013
【図１２】
2019146416.tif 000014
【図１３】
2019146416.tif 000015
【図１４】
2019146416.tif 000016