(57)【要約】【課題】計測装置から解析支援装置へ送信するデータ量を低減できるようにした電力系統解析支援システムを提供すること。【解決手段】計測装置１は、電力系統６について測定する測定部１０と、測定部の測定した測定値を保存する保存部１１１と、保存部が保存した複数の測定値から、測定値の確率密度関数を示す所定パラメータを生成するパラメータ生成部１１２と、パラメータ生成部の生成した所定パラメータを解析支援装置２に送信する通信部１４とを備える。解析支援装置２は、計測装置から所定パラメータを受信する通信部２０と、受信した所定パラメータから測定値の確率密度関数を生成する確率密度関数生成部２１１と、を備える、【選択図】図１
2015154592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統についての解析を支援する電力系統解析支援システムであって、
前記電力系統について測定する計測装置と、当該計測装置に通信可能に接続される解析支援装置とを備え、
前記計測装置は、
前記電力系統について測定する測定部と、
前記測定部の測定した測定値を保存する保存部と、
前記保存部が保存した複数の前記測定値から、前記測定値の確率密度関数を示す所定パラメータを生成するパラメータ生成部と、
前記パラメータ生成部の生成した前記所定パラメータを前記解析支援装置に送信する通信部と、
を備えており、
前記解析支援装置は、
前記計測装置から前記所定パラメータを受信する通信部と、
前記受信した所定パラメータから前記測定値の確率密度関数を生成する確率密度関数生成部と、
を備える、
電力系統解析支援システム。
【請求項２】
前記測定値には、電力系統の電圧、電流、有効電力、無効電力のうちいずれか一つ以上が含まれる、
請求項１に記載の電力系統解析支援システム。
【請求項３】
前記保存部は、前記測定値と測定条件とを対応づけて保存する、
請求項２に記載の電力系統解析支援システム。
【請求項４】
前記電力系統には、変圧比をタップで切り替えることができる電圧自動制御機器が設けられており、
前記保存部は、前記測定条件として、前記電圧自動制御機器のタップ位置を前記測定値に対応づけて保存する、
請求項３に記載の電力系統解析支援システム。
【請求項５】
前記電力系統には、電力系統の一部を切り離すための開閉器が設けられており、
前記保存部は、前記測定条件として、前記開閉器の状態を前記測定値に対応づけて保存する、
請求項３に記載の電力系統解析支援システム。
【請求項６】
前記パラメータ生成部は、前記所定モーメントとして、一次中心モーメント、二次中心モーメント、および三次以上の中心モーメントを生成する、
請求項３〜５のいずれかに記載の電力系統解析支援システム。
【請求項７】
前記パラメータ生成部は、前記所定モーメントとして生成する中心モーメントの最大次数を変更することができる、
請求項６に記載の電力系統解析支援システム。
【請求項８】
前記最大次数を測定環境に応じて前記パラメータ生成部に設定する次数設定部をさらに備える、
請求項７に記載の電力系統解析支援システム。
【請求項９】
電力系統についての解析を支援する解析支援装置であって、
前記電力系統について測定する計測装置からデータを取得する通信部と、
前記通信部が取得したデータを解析する演算部と、
を備え、
前記計測装置は、前記電力系統について測定し、その測定値を保存し、保存した複数の前記測定値から前記測定値の確率密度関数を示す所定パラメータを前記データとして生成するようになっており、
前記演算部は、前記計測装置から取得した前記所定パラメータから、前記測定値の確率密度関数を生成し、確率密度関数の係数を算出して記憶する、
電力系統の解析支援装置。
【請求項１０】
電力系統についての解析を解析支援装置を用いて支援する解析支援方法であって、
前記解析支援装置は、前記電力系統について測定する計測装置からデータを取得する通信部と、前記通信部が取得したデータを解析する演算部と、を備えており、
前記計測装置は、前記電力系統について測定し、その測定値を保存し、保存した複数の前記測定値から前記測定値の確率密度関数を示す所定パラメータを前記データとして生成するようになっており、
前記解析支援装置は、
前記計測装置から前記所定パラメータを取得し、
取得した前記所定パラメータから、前記測定値の確率密度関数を生成し、
確率密度関数の係数を算出して記憶する、
電力系統の解析支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統解析支援システム、電力系統の解析支援装置、電力系統の解析支援方法、および電力系統用の計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統にセンサを配置し、センサからの測定値に基づいて電力系統の安定運用を図る技術は知られている。特許文献１では、配電系統に設置したセンサによって線路の電流、電流力率、有効電力、無効電力、ノード電圧などを測定し、ＬＤＣ（Line Drop Compensator）のパラメータを決定する装置へ送信する。
【０００３】
特許文献２には、配電系統への設備導入が適切であるかを評価すべく、各ノード電圧の確率分布や各線路の電流の確率分布を算出する解析支援装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２０２８３号公報
【特許文献２】特開２００５−５７８２１号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】日野幹雄著，「スペクトル解析」，朝倉書店，２０１０年７月，ｐ．１０７，ｐ．１１７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電力会社では、電力系統の状態を監視するために、配電線に設置した計測装置によって電流や電圧などを計測し、その測定値を解析支援装置に送信する。解析支援装置は、特許文献２のように、測定値を確率密度関数に変換して、密度分布を表示する。
【０００７】
電力需要は人の生活パターンに応じて変化することが多いため、系統状態の変動速度は比較的遅い。そのため、計測装置の計測サイクルは、１０〜３０分に設定される。しかし、最近では、風力発電や太陽光発電などの再生可能エネルギーを利用する分散電源が普及しつつあり、電力系統に接続される分散電源の数およびその発電量も年々増加する傾向にある。分散電源は、風の向きや強さ、日射量などの変化に追従して、その発電量が短時間で大きく変動する。このため、電力系統に多くの分散電源が連系されると、電力系統の状態の変動速度は早くなる。
【０００８】
このように変動の大きい電力系統において、１０〜３０分程度の長い周期で測定したのでは、系統状態を適切に把握できない。計測装置での測定周期を短くすれば多くの測定値を得ることができる。しかし、その場合は、計測装置から解析支援装置へ送信するデータ量が飛躍的に増大するため、電力系統に配置された各計測装置と解析支援装置とを接続する通信線を、より高速で高価な通信線に置き換える必要があり、コストが増大する。
【０００９】
本発明は、上記の課題に着目してなされたもので、その目的は、計測装置から解析支援装置へ送信するデータ量を低減できるようにした電力系統解析支援システム、電力系統の解析支援装置、電力系統の解析支援方法、および電力系統用の計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決すべく、本発明に従う電力系統解析支援システムは、電力系統についての解析を支援する電力系統解析支援システムであって、電力系統について測定する計測装置と、当該計測装置に通信可能に接続される解析支援装置とを備え、計測装置は、電力系統について測定する測定部と、測定部の測定した測定値を保存する保存部と、保存部が保存した複数の測定値から、測定値の確率密度関数を示す所定パラメータを生成するパラメータ生成部と、パラメータ生成部の生成した所定パラメータを解析支援装置に送信する通信部と、を備えており、解析支援装置は、計測装置から所定パラメータを受信する通信部と、受信した所定パラメータから測定値の確率密度関数を生成する確率密度関数生成部と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、計測装置は、測定値の確率密度関数を示す所定パラメータを解析支援装置へ送信し、解析支援装置は所定パラメータから測定値の確率密度関数を生成することができる。従って、計測装置の測定回数が増加した場合でも、計測装置から解析支援装置へ送信するデータ量を抑制することができ、通信負荷を軽減できる。さらに、複数の測定値から確率密度関数を生成する過程の一部を計測装置が担当するため、解析支援装置の処理負荷を軽減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施例に係る電力系統解析支援システムの構成を示す説明図。
【図２】電力系統の構成図。
【図３】計測装置と解析支援装置のハードウェア構成を示す構成説明図。
【図４】第２実施例に係る電力系統解析支援システムの構成を示す説明図。
【図５】第３実施例に係る電力系統解析支援システムの構成を示す説明図。
【図６】第４実施例に係る電力系統解析支援システムの構成を示す説明図。
【図７】次数を設定する処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態に係る電力系統解析支援システムは、電力系統に配置される一つ以上の計測装置１と、計測装置１に通信線３を介して接続される解析支援装置２とを有する。計測装置１は、測定値とその滞在確率を示す所定パラメータを生成し、その所定パラメータを解析支援装置２へ送信する。解析支援装置２は、所定パラメータから滞在確率（確率密度関数）を算出する。解析支援装置２は、算出した滞在確率から、必要な精度の確率が得られる測定値範囲を算出する。
【００１４】
上述のように、本実施形態の計測装置１は、複数の測定値を度数分布やモーメントなどの、確率密度関数に換算可能な所定パラメータに変換する。従って、測定の時間間隔を短くして時間当たりの測定値を多くしても、計測装置１から解析支援装置２へ送信するデータ量を少なくできる。通信量を抑制できるため、通信線３を高価な高速通信線に置換する必要はない。さらに、通信線３の送信データ量に余裕ができるため、電力系統に設置する計測装置の数を増加することも可能になる。
【実施例１】
【００１５】
図１〜図３を用いて第１実施例を説明する。図１は、計測装置１と解析支援装置２の機能構成を示す説明図である。図２は、電力系統としての配電系統の構成を示す。図３は、計測装置１および解析支援装置２のハードウェア構成を示す。先に図２を用いて、配電系統と電力系統解析支援システムとの関係を説明する。
【００１６】
「電圧自動制御機器」の一例である電圧自動調整器（ＳＶＲ：Step Voltage Regulator）は、配電線６に直列に取り付けられている。ＳＶＲ４は、タップを自動的に切り替えることによって、配電線６へ送り出す電圧値を制御する。需要家の負荷８へ電力を供給するための配電線６は、例えば電柱５などの支持部材に取り付けられている。なお、電柱５を用いる空中架線方式に代えて、配電線６を地中に埋設してもよい。
【００１７】
計測装置１は、配電線６の途中に一つ以上設置されている。計測装置１は、支持部材としての電柱５に取り付けることができる。計測装置１と解析支援装置２とＳＶＲ４とは、通信線３を介して相互に接続されており、互いのデータを問い合わせることができるようになっている。後述のように、通信線３を介して、計測装置１の保持する次数情報１２２などを遠隔から書き換えることもできる。
【００１８】
通信線３は、有線または無線のいずれでもよい。通信線３には、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、インターネット、ＰＬＣ（Power Line Communication）、ＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）などを用いることができる。
【００１９】
図３を用いて、計測装置１および解析支援装置２のハードウェア構成を説明する。計測装置１は、例えば、測定部１０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２、タイマ１３、通信部１４、記憶装置１５を備えており、それら回路１０〜１５はバス１６に接続されている。
【００２０】
測定部１０は、電力系統の状態に関する値を測定する装置である。測定部１０は、例えば、電圧センサや電流センサ等の配電系統に接続されるセンサと、センサの測定値１２１０を定期的に読み込んでＡＤ変換するＡＤコンバータ（ADC：Analog Digital Converter ）とを含んで構成されている。本実施例では、ＡＤコンバータはＤＭＡ（Direct Memory Access）機能を有しており、定期的に測定値１２１０を、ＡＤコンバータの内部レジスタに記録できるようになっている。
【００２１】
計測装置１のＣＰＵ１１は、タイマ１３により時間を計測し、ある決められた時間間隔でプログラムファイル１１０内のプログラム１１１、１１２を実行する。ＲＡＭ１２は、測定値、モーメント、モーメント計算部１１２の計算途中結果データなどを一旦格納するメモリである。
【００２２】
記憶装置１５は、例えば、フラッシュメモリデバイスやハードディスクドライブなどの不揮発性記憶装置として構成されており、プログラムファイル１１０およびデータファイル１２０を記憶する。
【００２３】
プログラムファイル１１０は、ＣＰＵ１１で実行される所定のコンピュータプログラムが格納されている。所定のコンピュータプログラムとしては、例えば、測定値１２１０を保存する保存部１１１を実現するためのプログラム、モーメントを計算するモーメント計算部１１２を実現するためのプログラムがある。モーメント計算部１１２は、「パラメータ生成部」の一例である。後述するモーメントは「所定パラメータ」の一例である。
【００２４】
データファイル１２０には、例えば、保存テーブル１２１と、次数１２２とが格納されている。保存テーブル１２１には、電圧測定値１２１１、電流測定値１２１２、測定条件１２１３が格納される。
【００２５】
電圧測定値１２１１、電流測定値１２１２、測定条件１２１３は、配列構造またはリングバッファ構造を有する。保存部１１１は、保存処理を行う際に、前回取得した電圧測定値１２１１、電流測定値１２１２、測定条件１２１３とは別の場所に格納する。保存テーブル１２１は、各データ１２１１、１２１２、１２１３をそれぞれ所定期間（例えば一ヶ月など）保存できる程度のサイズを有する。確率密度関数の次数１２２については、後述する。
【００２６】
解析支援装置２の構成を説明する。解析支援装置２は、例えば、通信部２０、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、タイマ２３、ユーザインターフェース部２４、記憶装置２５を備えており、これら回路２０〜２５はバス２６に接続されている。
【００２７】
解析支援装置２のＣＰＵ２１は、通信部２０が計測装置１からデータ１２１１〜１２１１３を受信するごとに、プログラムファイル１１０内の所定のコンピュータプログラム２１１を実行する。ＲＡＭ２２は、受信データ、確率密度関数係数２２１、確率密度関数生成部２１１の計算途中結果データを一旦格納するメモリである。
【００２８】
ユーザインターフェース部２４は、システム管理者などのユーザと情報を交換するための情報入出力装置である。ユーザインターフェース部２４は、情報を入力する装置と情報を出力する情報出力装置を有する。情報入力装置には、例えば、キーボード、マウス、タブレット、音声入力装置などがある。情報出力装置には、例えば、ディスプレイ、プリンタ、音声合成装置などがある。なお、ユーザインターフェース部２４は、解析支援装置２とは別の情報入出力用端末として構成し、その端末と解析支援装置２とを通信可能に接続してもよい。
【００２９】
記憶装置２５は、フラッシュメモリやハードディスクドライブなどの不揮発性記憶装置として構成される。記憶装置２５は、プログラムファイル２１０と、データファイル２２０を記憶する。
【００３０】
プログラムファイル２１０には、ＣＰＵ２１で実行される所定のコンピュータプログラムが格納されている。所定のコンピュータプログラムとしては、確率密度関数生成部２１１を実現するためのプログラムがある。データファイル２２０には、例えば、確率密度関数係数２２１が格納される。
【００３１】
図１を用いて、本実施例に係る電力系統解析支援システムの処理の流れを示す。まず最初に計測装置１の動作を説明する。
【００３２】
測定部１０は、電圧測定値１２１１および電流測定値１２１２をＤＭＡに設定された周期で読み込み、保存テーブル１２１に記録する（ステップＳ１０）。測定部１０の起動周期は、保存部１１１の起動周期よりも短く設定する。本実施例では、測定部１０の起動周期を例えば３０秒に設定する。
【００３３】
次に、保存部１１１が、タイマ１３に設定された周期で起動され、測定部１０の内部レジスタに記憶されている電流測定値１２１２および電圧測定値１２１１を、データファイル１２０に格納する（ステップＳ１１）。保存部１１１の起動周期は、モーメント計算部１１２の起動周期よりも短く設定する。本実施例では、保存部１１１の起動周期を例えば１分に設定する。
【００３４】
次に、モーメント計算部１１２が、タイマ１３に設定された周期で起動される。モーメント計算部１１２の起動周期は、通信部１４の起動周期よりも短いか、等しい周期に設定する（モーメント計算部の起動周期≦通信部の起動周期）。
【００３５】
モーメント計算部１１２は、電圧や電流の測定値から中心モーメントを計算する（ステップＳ１２）。中心モーメントの計算には、例えば、非特許文献１の１０７ページの中心モーメントの計算式を用いることができる。具体的には、１次のモーメントμ、２次モーメント（分散）σ2は、それぞれ下記数１および数２により計算できる。
【００３６】
【数１】
2015154592.tif 000003
【００３７】
【数２】
2015154592.tif 000004
【００３８】
ただし、p(x)は確率密度関数、Nは測定値の数、Xiはi番目の測定値である。また、３次以上のｎ次のモーメントmnは、下記数３のように計算できる。
【００３９】
【数３】
2015154592.tif 000005
【００４０】
具体的な計算手順を、電圧を例にして説明する。本実施例では、１分ごとに測定値を保存部１１１が保存し、モーメント計算部１１２が３０分ごとにモーメントを計算するため、電圧、電流とも、Nの値は３０である。まず、電圧の測定値X1,X2,,,X30とN=30を数１に代入し、１次のモーメントμを求める。次に、電圧の測定値、N=30、および上記で求めた一次モーメントμを数２に代入し、２次モーメント（分散）σ2を求める。
【００４１】
次に、次数１２２を読込み、求める中心モーメントの最大次数を得る。最大次数が２以下の場合は、モーメント計算部１１２を終了する。最大次数が３以上の場合は、電圧の測定値、N=30、次数n=3を数３に代入し、３次のモーメントm3を求める。以下、４次のモーメントm4から最大次数のモーメントまで順に計算する。
【００４２】
最後に、モーメント計算部１１２が通信部１４を起動する。通信部１４は、モーメント計算部１１２により計算された１次モーメントから最大次数のモーメントまでｎ個のデータを、解析支援装置２に送信する（ステップＳ１３）。
【００４３】
続いて解析支援装置２の動作を説明する。まず、通信部２０が計測装置１から、電流および電圧それぞれの、１次からｎ次のモーメント（μ、σ2、m3、m4、、、mｎ）を受信する（ステップＳ１４）。
【００４４】
確率密度関数生成部２１１は、電流および電圧の各モーメントから、各々の確率密度関数の近似式を計算する（ステップＳ１５）。確率密度関数の近似式の計算には、例えば、非特許文献１の１１７ページのグラムシャリエ（Gram-Charlier）級数を用いることができる。この級数を用いれば、確率密度関数p(x)は、正規分布ψとその導関数を用いて、下記数４〜数１０のように求まる。
【００４５】
【数４】
2015154592.tif 000006
【００４６】
【数５】
2015154592.tif 000007
【００４７】
【数６】
2015154592.tif 000008
【００４８】
【数７】
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【００４９】
【数８】
2015154592.tif 000010
【００５０】
【数９】
2015154592.tif 000011
【００５１】
【数１０】
2015154592.tif 000012
【００５２】
数４〜数１０は６次モーメントまで受信した場合を示す。７次以降のモーメントを用いて数４の係数Cnを計算する式もあり、その場合は確率密度関数p(x)の精度をさらに向上できる。
【００５３】
最後に、確率密度関数生成部２１１は、求めた確率密度関数の係数C0〜Cnを、データファイル２２０の確率密度関数係数２２１として格納する（ステップＳ１６）。
【００５４】
解析支援装置２が電圧の確率密度関数のグラフp(x)をユーザインターフェース部２４の表示画面に表示する場合は、数４にデータファイル２２０の確率密度関数係数２２１を代入し、ｘに配電線６の電圧範囲（例えば０V〜１２０００V）で値を代入してp(x)を求めるとよい。
【００５５】
なお、解析支援装置２が、有効電力および無効電力のモーメントを必要とする場合、計測装置１の保存部１１１は、電圧と電流の位相の差である位相角を保存テーブル１２１に保存する。そして、モーメント計算部１１２で、電圧、電流、位相より、有効電流および無効電流を計算したのち、数１、数２、数３を用いて、有効電流および無効電流の中心モーメントを計算すればよい。そして、電流および電圧のモーメントと同様に、有効電流および無効電流の中心モーメントの情報を通信部１４から解析支援装置２に送信する。
【００５６】
このように構成される本実施例によれば、計測装置１内で、複数の測定値から度数分布やモーメントなどの確率密度関数に変換可能な所定パラメータを生成して、解析支援装置２へ送信する。従って、計測装置１から解析支援装置２へ測定値そのものを送信する場合に比べて、計測装置１から解析支援装置２へ送信するデータ量を低減できる。
【００５７】
この結果、本実施例では、計測装置１の測定部１０の周期（測定周期）を短くし、時間当たりの測定値の数を増加した場合でも、通信線３を流れるデータ量（通信量）が増大するのを抑制できる。このため、本実施例によれば、通信線３を高速で高価な通信線に置き換えたりせずに、多くの測定値を利用して電力系統の状態を高い信頼性で解析することができる。
【００５８】
さらに、本実施例では、計測装置１内で確率密度関数に変換可能な所定パラメータ（度数分布やモーメントなど）を生成するため、解析支援装置２はその所定パラメータを用いて簡単に確率密度関数を算出することができる。従って、複数の計測装置１からのデータを処理する解析支援装置２の処理負荷を軽減することができる。
【実施例２】
【００５９】
図４を用いて第２実施例を説明する。本実施例を含む以下の各実施例は、第１実施例の変形例に該当するため、第１実施例との相違を中心に説明する。本実施例では、上流のＳＶＲ４の操作の影響を受けることなく、需要家負荷８による電圧変動およぼ電流の変動のみの確率密度関数を求める。
【００６０】
図２に示したように、計測装置１の系統上流にＳＶＲ４が連系される場合がある。ＳＶＲ４は、タップにより変圧比を段階的に切り替えることができる変圧器である。電力会社は、配電線６の電圧を適正に維持するために、タップを切り換える。タップにはタップ番号が付けられており、番号が高いほど変圧比が高く、二次電圧が高くなるとする。また、タップは１０〜２０段のものがあるが、本実施例では１０段とする。
【００６１】
ＳＶＲ４のタップ番号１からタップ番号２に切り替わった場合、その二次電圧が低下する。このとき、ＳＶＲ４の下流にある計測装置１でも、ＳＶＲ４により下げられた電圧を観測する。逆にタップ番号２からタップ番号１に切り替わった場合、ＳＶＲ４の二次電圧は上昇し、下流の計測装置１でも電圧上昇を検知する。この切り換えによる変動が確率密度関数に含まれると、系統の負荷８や発電機による変動を正しく解析できない。
【００６２】
そこで、本実施例では、タップ番号ごとに個別に確率密度関数をもち、解析支援装置２に表示する。図４では需要家の負荷８を省略するが、図２および後述の図５に示すように、計測装置１の下流において、負荷８が配電線６に接続されている。
【００６３】
以下に、本実施例の計測装置１について説明する。まず、測定部１０がＤＭＡにより起動される（ステップＳ１０Ａ）。保存部１１１は、タイマ１３に設定された周期で起動される（ステップＳ１１Ａ）。
【００６４】
保存部１１１は、測定部１０のＤＭＡの内部レジスタから、保存テーブル１２１へ測定値を格納した後、通信部１４を用いてＳＶＲ４へタップ番号を問い合わせる。ＳＶＲ４は、現在のタップ番号を、通信線３および通信部１４を通して計測装置１に返す。
【００６５】
図４では、保存部１１１が直接タップ番号を取得するかのように示すが、実際には通信線３および通信部１４を用いてＳＶＲ４と通信することで、ＳＶＲ４からタップ番号を取得する。
【００６６】
保存部１１１は、タップ番号を測定条件１２１３に格納する。次にモーメント計算部１１２が、タイマ１３に設定された周期で起動される（ステップＳ１２Ａ）。モーメント計算部１１２は、電圧および電流の測定値より、測定条件１２１３ごとに中心モーメントを計算する。
【００６７】
例えば、第１実施例と同じく１分間隔で計測し、３０分間隔で中心モーメントを計算すると仮定する。タップ番号１での測定値が１０分間、タップ番号２での測定値が２０分間の場合、タップ番号１での１０分間の測定値とN=10を数１、数２、数３に代入して、タップ番号１のときの中心モーメントを求める。
【００６８】
同様にタップ番号２の２０分間の測定値とN=20を数１、数２、数３に代入して、タップ番号２のときの中心モーメントを求める。最後に、モーメント計算部１１２は通信部１４を起動する（ステップＳ１３Ａ）。
【００６９】
通信部１４は、タップ番号ごとに、中心モーメントを解析支援装置２に送付する。例えば、最初にタップ番号１のときのタップ番号と中心モーメントを送付する。次に、タップ番号２のときのタップ番号と中心モーメントを送付する。
【００７０】
本実施例の解析支援装置２について説明する。解析支援装置２の構成は、第１実施例と同じであるが、第１実施例と異なり、確率密度関数係数２２１が、ＳＶＲ４のタップ番号分だけ存在する。
【００７１】
通信部２０がタップ番号と中心モーメントを受信すると（ステップＳ１４Ａ）、第１実施例と同様に、数４〜数１０を用いて、そのタップ番号の確率密度関数p(x)の近似式の係数C0〜Cnを求める（ステップＳ１５Ａ）。そして、これに対応するタップ番号の確率密度関数係数２２１に格納する（ステップＳ１６Ａ）。
【００７２】
このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。さらに本実施例によれば、ＳＶＲ４のタップ切換操作の影響を受けずに、需要家負荷８による電圧および電流の変動だけに基づく確率密度関数を算出することができる。この結果、電力系統の状態を正確に解析できる。
【実施例３】
【００７３】
図５を用いて第３実施例を説明する。本実施例では、計測装置１の開閉器の操作の影響なく、需要家の負荷８による電圧および電流の変動のみの確率密度関数を求める。
【００７４】
計測装置１には、開閉器１７が付いているものがある。開閉器１７は、配電線６に直列に連係されるスイッチである。電力会社は、地絡などの事故発生時に事故点を切り離すために、あるいは、配電ロスを減少させるために、開閉器１７を切り換える。
【００７５】
開閉器１７がオンしている場合、配電系統の下流に負荷８が連系されている。従って、その負荷８の消費電力により、計測装置１での電圧は低下している。
【００７６】
開閉器１７がオフに切り替わると、計測装置１の下流の負荷８は配電線６から切り離されるため、その計測装置１の電圧は急激に上昇する。また、下流に発電機が連系されている場合、開閉器１７がオンからオフに切り替わると、電圧が急低下する。この切り換えによる変動が確率密度関数に含まれると、系統の負荷８や発電機による変動を正しく解析することができない。
【００７７】
そこで、本実施例では、開閉器１７のオンオフごとに個別に確率密度関数をもち、解析支援装置２に表示する。開閉器１７がオンの場合の確率密度関数と、オフの場合の確率密度関数を個別に解析支援装置２に表示する例を説明する。なお、図５では、開閉器１７と負荷８とを表示するために、計測装置１を一つだけ示す。
【００７８】
測定部１０がＤＭＡにより起動される（ステップＳ１０Ｂ）。動作は、第１実施例と同じなので省略する。次に、保存部１１１は、タイマ１３に設定された周期で起動される（ステップＳ１１Ｂ）。保存部１１１は、測定部１０のＤＭＡの内部レジスタから、保存テーブル１２１に測定値を格納した後、開閉器１７へ開閉器の状態（オンまたはオフ）を問い合わせる。開閉器１７は、スイッチ状態を計測装置１に返す。保存部１１１は、開閉器１７の状態を測定条件１２１３に格納する。
【００７９】
次に、モーメント計算部１１２が、タイマ１３に設定された周期で起動される（ステップＳ１２Ｂ）。モーメント計算部１１２は、電圧および電流の測定値より、測定条件１２１３ごとに中心モーメントを計算する。
【００８０】
例えば、第１実施例と同じく１分間隔で計測し、３０分間隔で中心モーメントを計算しているとする。この場合、開閉器１７がオンの場合の測定値が１０分間、開閉器１７がオフの場合の測定値が２０分間であると仮定する。オンの場合の１０分間の測定値とN=10を数１、数２、数３に代入して、オンのときの中心モーメントを求める。また、オフの場合の２０分間の測定値とN=20を数１、数２、数３に代入して、オフのときの中心モーメントを求める。
【００８１】
最後に、モーメント計算部１１２が通信部１４を起動する（ステップＳ１３Ｂ）。通信部１４は、開閉器１７のオンオフ状態ごとに、中心モーメントを解析支援装置２に送付する。例えば、最初にオンのときの開閉器状態（オン）と中心モーメントを送付する。次に、オフのときの開閉器状態（オフ）と中心モーメントを送付する。
【００８２】
本実施例の解析支援装置２について説明する。解析支援装置２の構成は、図４と同じであるが、第１実施例と異なり、確率密度関数係数２２１が、オン用とオフ用の２組存在する。通信部２０が開閉器状態と中心モーメントを受信すると（ステップ１４Ｂ）、第１実施例と同様に、数４〜数１０を用いて、その確率密度関数p(x)の近似式の係数C0〜Cnを求める（ステップＳ１５Ｂ）。そして、これに対応する開閉器状態の確率密度関数係数２２１に格納する（ステップＳ１６Ｂ）。
【００８３】
このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。さらに本実施例によれば、開閉器１７の開閉状態の影響を受けずに、需要家負荷８による電圧および電流の変動だけに基づく確率密度関数を算出することができる。この結果、電力系統の状態を正確に解析できる。
【実施例４】
【００８４】
図６および図７を用いて第４実施例を説明する。本実施例では、電力系統の状態に応じて、確率密度関数を算出するために使用するモーメントの最大次数を変更する。図６は電力系統解析支援システムの機能構成を示し、図７は次数を設定する処理のフローチャートを示す。
【００８５】
次数を変更する構成は、計測装置１または解析支援装置２のいずれか一方または両方に設けることができる。先に計測装置１に設ける場合を説明する。
【００８６】
計測装置１には、第１実施例で述べた構成に加えて、次数設定部１１３と環境センサ１８とが設けられている。環境センサ１８は、物理的装置として構成されており、バス１６に接続されている。環境センサ１８は、電力系統の環境に関する情報を検出して、次数設定部１１３へ送信する。電力系統の環境に関する情報とは、例えば、日射量や風速などの、電力系統に連系する分散電源の出力に影響する情報である。ここでは、環境に関する情報として、日射量を例に挙げて説明する。
【００８７】
次数設定部１１３は、環境センサ１８からの情報に基づいて最大次数を決定し、モーメント計算部１１２に設定する。図７を用いて次数設定処理の例を説明する。次数設定部１１３は、環境センサ１８からの情報を解析し（ステップＳ２０）、予め用意された次数選択テーブル１２３を参照することにより、電力系統の環境に応じた次数を１つ選択する（ステップＳ２１）。次数設定部１１３は、選択した次数をモーメント計算部１１２に設定する（ステップＳ２２）。
【００８８】
次数選択テーブル１２３は、データファイル１２０内に格納されており、日射量と閾値との関係でモーメントの最大次数を規定する。日射量が所定の閾値ＳＴｈ以上の場合（日射量≧ＳＴｈ）、最大次数として９次が選択される。日射量が所定の閾値ＳＴｈ未満の場合（日射量＜ＳＴｈ）、最大次数として８次が選択される。
【００８９】
日射量が大きくなるほど電力系統に連系する太陽光発電装置の発電量も増大し、その結果、電力系統の電圧値が高くなる。電圧値が高い場合は、モーメントの最大次数を大きくした方が、より正確な確率密度関数を算出できる。そこで、本実施例では、上述の通り、日射量が閾値ＳＴｈ以上の場合に９次を選択し、日射量が閾値ＳＴｈ未満の場合に８次を選択する。
【００９０】
図６に示すように、解析支援装置２内でモーメント計算部１１２の算出する最大次数を決定して、計測装置１に通知する構成としてもよい。この場合、解析支援装置２内に、次数設定部２１２と、環境情報取得部２１３を設ける。
【００９１】
環境情報取得部２１３は、例えば気象情報を配信するサーバなどから、電力系統の環境に関する情報（例えば日射量や天候）を取得し、次数設定部２１２に渡す。次数設定部２１２は、環境情報に基づいて図７に示すような次数選択テーブルを参照することにより、電力系統の環境に応じた次数を選択する。解析支援装置２は、複数の計測装置１を管理対象とするため、計測装置１ごとに次数を選択する。解析支援装置２は、選択した次数を各計測装置１へ送信してモーメント計算部１１２に設定する。
【００９２】
このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。さらに本実施例では、確率密度関数の算出に使用するモーメントの計算対象となる最大次数を、電力系統の環境に応じて設定するため、より正確な確率密度関数を算出できる。
【００９３】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。例えば、前記各実施例では、電力系統として配電系統に適用する場合を説明したが、これに限らず、送電系統にも本実施例を適用することができる。この場合は計測装置１を送電線に取り付ければよい。
【００９４】
本実施形態で述べた計測装置１は、例えば下記のように表現できる。
「電力系統について測定する計測装置であって、
前記電力系統について測定する測定部と、
前記測定部による測定値を保存する保存部と、
前記保存部に保存した所定数の前記測定値から、前記測定値の確率密度関数を算出するために使用する所定パラメータを生成するパラメータ生成部と、
前記パラメータ生成部で生成した前記所定パラメータを出力する通信部と、
を備える電力系統用の計測装置。」
【符号の説明】
【００９５】
１：計測装置、２：解析支援装置、３：通信線、４：ＳＶＲ、６：配電線、１０：測定部、１４：通信部、１１１：保存部、１１２：モーメント計算部、２０：通信部、２１１：確率密度関数生成部
【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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【図７】
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