(57)【要約】【課題】電圧の長周期変動に加え、短周期変動に対する補償を可能とする電圧制御システムを提供する。【解決手段】電圧制御システム１０は、配電系統上に設置されたタップ切換式変圧装置２と、タップ切換式変圧装置２の二次側に設置され、タップ切換式変圧装置２よりも高速で応答可能なＴＶＲ３と、配電系統の電圧を検出する電圧検出器４、５と、を備え、電圧検出器４により検出された電圧の長周期成分に応じてタップ切換式変圧装置２のタップ値を切り換え、電圧の長周期成分よりも短周期の成分に応じてＴＶＲ３のタップ値を切り換える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電系統上に設置されたタップ切換式変圧装置と、
前記タップ切換式変圧装置の二次側に設置され、前記タップ切換式変圧装置よりも高速で応答可能な電圧調整器と、
前記配電系統の電圧を検出する電圧検出器と、
を備え、
前記電圧検出器により検出された電圧の長周期成分に応じて前記タップ切換式変圧装置のタップ値を切り換え、前記電圧の長周期成分よりも短周期の成分に応じて前記電圧調整器のタップ値を切り換えることを特徴とする電圧制御システム。
【請求項２】
前記電圧調整器は、サイリスタスイッチを用いたタップ式の電圧調整器であることを特徴とする請求項１に記載の電圧制御システム。
【請求項３】
配電系統上に設置されたタップ切換式変圧装置と、
前記タップ切換式変圧装置の二次側に設置され、前記タップ切換式変圧装置よりも高速で応答可能な電力貯蔵装置と、
前記配電系統の電圧を検出する電圧検出器と、
を備え、
前記電圧検出器により検出された電圧の長周期成分に応じて前記タップ切換式変圧装置のタップ値を切り換え、前記電圧の長周期成分よりも短周期の成分に応じて前記電力貯蔵装置が電力を出力することを特徴とする電圧制御システム。
【請求項４】
前記タップ切換式変圧装置の二次側の配電線の電力を算出する電力算出器をさらに設け、前記電圧検出器により検出された電圧の長周期成分に応じて前記タップ切換式変圧装置のタップ値を切り換え、前記電力算出器により算出された電力に応じて前記電力貯蔵装置が電力を出力することを特徴とする請求項３に記載の電圧制御システム。
【請求項５】
前記タップ切換式変圧装置の二次側にある分散電源の出力電力を算出する電力算出器をさらに設け、前記電圧検出器により検出された電圧の長周期成分に応じて前記タップ切換式変圧装置のタップ値を切り換え、前記電力算出器により算出された分散電源の出力電力に応じて前記電力貯蔵装置が電力を出力することを特徴とする請求項３に記載の電圧制御システム。
【請求項６】
前記タップ切換式変圧装置と前記電力貯蔵装置との間に、前記タップ切換式変圧装置よりも高速で応答し、かつ前記電力貯蔵装置よりも低速で応答する電圧調整器をさらに設け、前記電圧検出器により検出された電圧の長周期成分に応じて前記タップ切換式変圧装置のタップ値を切り換え、前記電圧の長周期成分よりも短周期の成分に応じて前記電圧調整器のタップ値を切り換え、前記短周期の成分よりもさらに短周期の成分に応じて前記電力貯蔵装置が電力を出力することを特徴とする請求項３に記載の電圧制御システム。
【請求項７】
前記タップ切換式変圧装置と前記電力貯蔵装置との間に、前記タップ切換式変圧装置よりも高速で応答し、かつ前記電力貯蔵装置よりも低速で応答する電圧調整器をさらに設け、前記電圧検出器により検出された電圧の長周期成分に応じて前記タップ切換式変圧装置のタップ値を切り換え、前記電圧の長周期成分よりも短周期の成分に応じて前記電圧調整器のタップ値を切り換え、前記電力算出器により算出された電力に応じて前記電力貯蔵装置が電力を出力することを特徴とする請求項４に記載の電圧制御システム。
【請求項８】
前記タップ切換式変圧装置と前記電力貯蔵装置との間に、前記タップ切換式変圧装置よりも高速で応答し、かつ前記電力貯蔵装置よりも低速で応答する電圧調整器をさらに設け、前記電圧検出器により検出された電圧の長周期成分に応じて前記タップ切換式変圧装置のタップ値を切り換え、前記電圧の長周期成分よりも短周期の成分に応じて前記電圧調整器のタップ値を切り換え、前記電力算出器により算出された分散電源の出力電力に応じて前記電力貯蔵装置が電力を出力することを特徴とする請求項５に記載の電圧制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電圧の長周期変動に加え、短周期変動に対する補償を可能とする電圧制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
配電系統に設置されるタップ切換式変圧装置は、電圧変動に応じたタップ切り換えにより長周期的な電圧変動には対応できるが、再生可能エネルギーの発電電力や需要変動などに起因する電圧の短周期変動に追従させると、頻繁なタップ切り換えが必要となり、機器寿命を短縮する可能性がある。このため、短周期変動は、ＳＶＣ（Static Var Compensator：静止型無効電力補償装置）などの高速制御可能な機器で対応させることがある。
【０００３】
しかしながら、高速制御可能な機器で電圧変動を抑制しきれない場合には、タップ切換式変圧装置で対応することになり、条件によっては寿命に影響を与えることがある。その対策として、高速制御可能な機器を大容量化すればよいが、その分コストが増加してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２６６９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電圧制御システムにおいては、タップ切換式変圧装置が設置されている箇所における電圧を検出して、タップ切り換えにより電圧を制御しているため、再生可能エネルギーの発電電力や需要変動などに起因する電圧の短周期変動に追従させると、頻繁なタップ切り換えが必要となり、機器寿命を短縮する可能性があった。
【０００６】
本発明の実施形態は、電圧の長周期変動に加え、短周期変動に対する補償を可能とする電圧制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明の実施形態の電圧制御システムは、配電系統上に設置されたタップ切換式変圧装置と、前記タップ切換式変圧装置の二次側に設置され、前記タップ切換式変圧装置よりも高速で応答可能な電圧調整器と、前記配電系統の電圧を検出する電圧検出器と、を備え、前記電圧検出器により検出された電圧の長周期成分に応じて前記タップ切換式変圧装置のタップ値を切り換え、前記電圧の長周期成分よりも短周期の成分に応じて前記電圧調整器のタップ値を切り換えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の他の実施形態の電圧制御システムは、配電系統上に設置されたタップ切換式変圧装置と、前記タップ切換式変圧装置の二次側に設置され、前記タップ切換式変圧装置よりも高速で応答可能な電力貯蔵装置と、前記配電系統の電圧を検出する電圧検出器と、を備え、前記電圧検出器により検出された電圧の長周期成分に応じて前記タップ切換式変圧装置のタップ値を切り換え、前記電圧の長周期成分よりも短周期の成分に応じて前記電力貯蔵装置が電力を出力することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電圧制御システムの全体構成を示す概略図。
【図２】第１の実施形態に係る電圧制御システムのタップ切換式変圧装置制御手段の詳細な構成を示す図。
【図３】第１の実施形態に係る電圧制御システムのＴＶＲ制御手段の詳細な構成を示す図。
【図４】図２に示すタップ切換式変圧装置制御手段の制御動作を示すグラフ。
【図５】ＴＶＲ制御手段の他の詳細な構成を示す図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る電圧制御システムの全体構成を示す概略図。
【図７】第２の実施形態に係る電圧制御システムの電力貯蔵装置制御手段Ｉの詳細な構成を示す図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る電圧制御システムの全体構成を示す概略図。
【図９】第３の実施形態に係る電圧制御システムの電力貯蔵装置制御手段ＩＩの詳細な構成を示す図。
【図１０】図９に示す電力貯蔵装置制御手段ＩＩの動作の一例を示すグラフ。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る電圧制御システムの全体構成を示す概略図。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る電圧制御システムの全体構成を示す概略図。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係る電圧制御システムの全体構成を示す概略図。
【図１４】本発明の第７の実施形態に係る電圧制御システムの全体構成を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１１】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態について、図１〜５を用いて説明する。
（電圧制御システム１０の全体構成）
図１に示すように、本実施形態の電圧制御システム１０は、配電線１に設けられたタップ切換式変圧装置２及びＴＶＲ（Thyristor Voltage Regukator:サイリスタスイッチを用いたタップ式の電圧調整器）３と、タップ切換式変圧装置２の二次側の電圧検出点から配電線１の電圧を検出する電圧検出器４と、タップ切換式変圧装置２のタップ切り換え制御を行うタップ切換式変圧装置制御手段６と、ＴＶＲ３の二次側の電圧検出点から配電線１の電圧を検出する電圧検出器５と、ＴＶＲ３のタップ切り換え制御を行うＴＶＲ制御手段７と、を備えている。このうち、タップ切換式変圧装置制御手段６及びＴＶＲ制御手段７は、需要家負荷８及び太陽光発電システムや風力発電システムなどの分散電源９の出力変動に起因する電圧変動を抑制するための手段であり、以下に詳しく説明する。
【００１２】
（タップ切換式変圧装置制御手段６）
図２は、タップ切換式変圧装置制御手段６の詳細な構成を示す図である。
タップ切換式変圧装置制御手段６は、ローパスフィルタ１１と、電圧比較器１２と、タップ切換器１３とを備えている。ここで、ローパスフィルタ１１は、検出した電圧の短周期成分を除去し、電圧比較器１２に検出電圧の長周期成分を渡す手段である。ローパスフィルタ１１の遮断周波数は、任意に変更することが可能である。また、電圧比較器１２は、設定された電圧の上閾値を逸脱した場合は電圧の下げ方向へ切り換え指令を出し、設定された電圧の下閾値を逸脱した場合は電圧の上げ方向にタップの切り換え指令を出す手段である。さらに、タップ切換器１３は、電圧比較器１２による切り換え指令に基づき、タップ切換式変圧装置２を制御する手段である。
【００１３】
（ＴＶＲ制御手段７）
図３はＴＶＲ制御手段７の詳細な構成を示す図である。ＴＶＲ制御手段７は、図２に示すタップ切換式変圧装置制御手段６と同様、電圧比較器１４と、タップ切換器１５とを備え、電圧検出器５により検出された電圧を基にＴＶＲ３を制御する手段である。
【００１４】
電圧比較器１４は、設定された電圧の上閾値を逸脱した場合は電圧の下げ方向へ切り換え指令を出し、設定された電圧の下閾値を逸脱した場合は電圧の上げ方向にタップの切り換え指令を出す手段である。また、タップ切換器１５は、電圧比較器１４による切り換え指令に基づき、ＴＶＲ３を制御する手段である。このように構成された電圧制御システム１０の動作について図１〜４を用いて説明する。
【００１５】
（作用）
まず、タップ切換式変圧装置２側において、電圧検出器４により、タップ切換式変圧装置２の二次側の電圧検出点から、配電線１の電圧を検出する。次に、タップ切換式変圧装置制御手段６のローパスフィルタ１１は、検出した電圧の短周期成分を除去し、電圧比較器１２に検出電圧の長周期成分を渡す。ローパスフィルタ１１通過後の電圧成分を基に、電圧比較器１２及びタップ切換器１３がタップ切換式変圧装置２を制御する。
【００１６】
図４に、タップ切換式変圧装置制御手段６の制御動作を示す。図４では、電圧比較器１２に入力される電圧成分の時間的変化と、タップ切換器１３によるタップ切換式変圧装置２に対する基本的な制御動作を示している。電圧比較器１２は、設定された電圧の上閾値を逸脱した場合は電圧の下げ方向へ切り換え指令を発し、設定された電圧の下閾値を逸脱した場合は電圧の上げ方向にタップの切り換え指令を発する。タップ切換器１３は、電圧比較器１２による切り換え指令によってタップ切換式変圧装置２のタップを切り換える。ただし、同じ切り換え方向に繰り返しタップを切り換え、タップの切り換え方向に切り換え余裕が無くなった場合は同方向へのタップの切り換えは行わない。
【００１７】
一方、ＴＶＲ３側では、電圧検出器５がＴＶＲ３の二次側の電圧検出点から電圧を検出する。電圧検出器５により検出された電圧を基に電圧比較器１４及びタップ切換器１５がＴＶＲ３を制御する。ＴＶＲ３の基本的な制御動作は、タップ切換式変圧装置２の場合と同様であり、図４に示すように電圧比較器１４に入力される電圧成分と電圧上下閾値を比較して、上下閾値の逸脱時にタップの切り換えを行う。
【００１８】
ＴＶＲ３は高速スイッチを用いたスイッチングにより、タップの切り換えを高速で行うことが可能である。このため、タップ切換式変圧装置２にはローパスフィルタ１１を用いることで電圧の長周期成分を分担させ、高速切り換え可能なＴＶＲ３にはタップ切換式変圧装置２よりも短周期成分を分担させることで、タップ切換式変圧装置２の機器寿命短縮の原因となる多頻度のタップ切り換えを抑制し、電圧変動抑制効果を向上させる。
【００１９】
（効果）
本実施形態の電圧制御システム１０によれば、タップ切換式変圧装置２により検出電圧の長周期成分に応じたタップ切り換え制御を分担し、ＴＶＲ３により検出電圧のタップ切換式変圧装置２よりも短い周期の成分に応じたタップ切り換え制御を分担して行うことで、配電線全体の長周期的な変動に加え、短周期変動にも対応した電圧制御を行うことが可能となる。したがって、本実施形態によれば、電圧の長周期変動に加え、短周期変動に対する補償を可能とすることができる。
【００２０】
（第１の実施形態の変形例）
図３に示すＴＶＲ制御手段７の変形例として、図５に示すように、電圧検出器５と電圧比較器１４の間に、ローパスフィルタ１６を設けたＴＶＲ制御手段７’を用いることもできる。ローパスフィルタ１６の時定数Ｔ１は、ローパスフィルタ１０の時定数Ｔと比較してＴ＞Ｔ１となるように、ローパスフィルタ１０よりも時定数の短い遮断周波数に設定されている。このローパスフィルタ１６によって、タップ切換式変圧装置２よりも短い周期の成分を電圧比較器１４に渡し、ＴＶＲ３に短周期成分を分担させることも可能である。
【００２１】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について、図６及び図７を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する構成及び作用に関する説明は省略する。
【００２２】
（電圧制御システム２０）
図６に示すように、第２の実施形態の電圧制御システム２０では、電圧の短周期成分を分担させる部分に、電力貯蔵装置１７、電圧検出器１８及び電力貯蔵装置制御手段Ｉ  １９を設けた以外は、第１の実施形態の電圧制御システム１０と同様に構成されている。
【００２３】
（電力貯蔵装置１７）
電力貯蔵装置１７としては、一般的に、蓄電池や電気二重層キャパシタ、フライホイール等の制御応答の速い機器が挙げられる。このような機器は、貯蔵可能な電力量に制約があるため、電圧の長周期成分を含めて電圧補償を行うと、貯蔵電力量制約（ＳＯＣ制約等）を逸脱し、制御できなくなることがある。このため、本実施形態では、後述するハイパスフィルタ２２を用いて電圧の短周期成分のみを補償させることで、貯蔵電力量制約逸脱のリスクを低減し、電圧制御をより確実に行うものである。
【００２４】
（電圧検出器１８）
電圧検出器１８は、電力貯蔵装置１７の二次側の電圧検出点から配電線１の電圧を検出する手段である。
【００２５】
（電力貯蔵装置制御手段Ｉ  １９）
図７は電力貯蔵装置制御手段Ｉ  １９の詳細な構成を示す図である。電力貯蔵装置制御手段Ｉ  １９は、基準電圧を任意に設定する基準電圧器２１と、電圧の短周期成分のみを通過させるハイパスフィルタ２２と、受信した短周期成分にゲインを乗算するゲイン乗算器２３と、受信した値から電力貯蔵装置１７の制御量を計算する基本制御器２４とを備えている。
【００２６】
基準電圧器２１の基準電圧やハイパスフィルタ２２の遮断周波数は、任意に変更可能である。また、基準電圧器２１で設定する基準電圧は、一定値とするだけでなく、定期的に見直したり、電圧検出値の長周期成分としたりすることもできる。さらに、設定するゲインは、電力貯蔵装置１７の制御応答速度や配電線上の電圧変動の感度等に応じて予め設定される。このように構成された電圧制御システム２０の動作について図７を用いて説明する。
【００２７】
（作用）
まず、電力貯蔵装置１７の連系点を電圧検出点とし、電圧検出器１８により配電線上の電圧を取得する。次に、電力貯蔵装置制御手段Ｉ  １９の基準電圧器２１により設定される基準電圧から、電圧検出器１８から取得した電圧を引いた差分電圧を計算する。差分電圧の符号が正の場合は基準電圧より配電線上の電圧が低いため、電力貯蔵装置１７の出力の有効電力を放電方向、無効電力を容量性とすることで電圧を上げる。一方、差分電圧の符号が負の場合は基準電圧より配電線上の電圧が高いので、電力貯蔵装置１７の出力の有効電力を充電方向、無効電力を誘導性とすることで電圧を下げる。
【００２８】
差分電圧はハイパスフィルタ２２へ送信され、ハイパスフィルタ２２は受信した電圧の差分値の短周期成分のみを通過させ、ゲイン乗算器２３に送信する。ゲイン乗算器２３は、受信した短周期成分にゲインを乗算して基本制御器２４に送信する。
【００２９】
基本制御器２４は、ゲイン乗算器２３から受信した値から、電力貯蔵装置１７の制御量、すなわち電力貯蔵装置１７の出力すべき有効電力および無効電力を計算し、電力貯蔵装置１７へ制御指令を送信する。電力貯蔵装置１７は制御指令にしたがって有効電力及び無効電力を出力する。
【００３０】
（効果）
本実施形態の電圧制御システム２０によれば、タップ切換式変圧装置２により検出電圧の長周期成分に応じたタップ切り換え制御を分担し、電力貯蔵装置１７により検出電圧のタップ切換式変圧装置２よりも短い周期の成分に応じたタップ切り換え制御を分担して行うことで、配電線全体の長周期的な変動に加え、短周期変動にも対応した電圧制御を行うことが可能となる。したがって、本実施形態によれば、電圧の長周期変動に加え、短周期変動に対する補償を可能とすることができる。
【００３１】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について、図８乃至図１０を用いて説明する。なお、第２の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する構成及び作用に関する説明は省略する。
【００３２】
（電圧制御システム３０）
図８に示すように、第３の実施形態の電圧制御システム３０では、電圧の短周期成分を分担させる部分に、さらに電流検出器２６及び電力算出器２７を設け、電力貯蔵装置制御手段Ｉ  １９の代わりに電力貯蔵装置制御手段ＩＩ  ２５を設けた以外は、第２の実施形態の電圧制御システム２０と同様に構成されている。
【００３３】
（電力貯蔵装置制御手段ＩＩ  ２５）
図９は電力貯蔵装置制御手段ＩＩ  ２５の詳細な構成を示す図である。電力貯蔵装置制御手段ＩＩ  ２５は、基準電力を任意に設定する基準電力器２８と、電力の短周期成分のみを通過させるハイパスフィルタ２９と、受信した短周期成分にゲインを乗算するゲイン乗算器３１と、受信した値から電力貯蔵装置１７の制御量を計算する基本制御器３２とを備えている。ここで、基準電力器２８の基準電力は任意に設定可能であり、一定値でも良いし、定期的に更新しても良いし、電力算出器２７によって算出された有効電力潮流の長周期成分を設定しても良い。また、ハイパスフィルタ２９の遮断周波数についても任意に変更可能である。さらに、設定するゲインは、電力貯蔵装置１７の制御応答速度や配電線上の電圧変動の感度等に応じて設定される。
【００３４】
（作用）
第２の実施形態では測定電圧を基に電力貯蔵装置１７を制御したが、第３の実施形態では電流検出器２６により配電線上の電流を、電圧検出器１８により配電線上の電圧をそれぞれ検出し、検出した電圧・電流を基に電力算出器２７によって配電線上の有効電力潮流を算出し、算出した配電線上の有効電力潮流に応じて電力貯蔵装置１７を制御する。以下、この制御方式について図８乃至図１０を用いて具体的に説明する。
【００３５】
まず、配電線１上の電流検出器２６により電流を検出する。電流検出器２６は、電力算出器２７に送信する電流を、電力貯蔵装置１７から見て上位（電源）側の電流検出点から検出した電流か、電力貯蔵装置１７から見て下位（負荷）側の電流検出点から検出した電流かを選択する機能を有する。この機能により、配電線の潮流が順潮流(上位側から下位側へ向く潮流)の場合は上位（電力系統）側の電流検出点から電流を検出し、配電線の潮流が逆潮流(下位側から上位側へ向く潮流)の場合は下位（電力系統）側の電流検出点から電流を検出することで、検出する電流が電力貯蔵装置１７の出力電流の影響を受けなくなる。これにより、例えば移動平均法によって検出電流を平滑化した目標電流（図１０参照）を設定し、電力貯蔵装置１７には変動の速い電力成分を補償させることで、電力貯蔵装置１７の必要容量を低減することが可能となる。
【００３６】
次に、図８に示す電圧検出器１８により電圧を検出し、検出した電圧・電流を基に電力算出器２７によって有効電力潮流を算出し、図９に示す基準電力器２８によって設定された基準電力から差し引いた差分電力をハイパスフィルタ２９へ送信する。ハイパスフィルタ２９は受信した電力の差分値の短周期成分のみを通過させ、ゲイン乗算器３１に送信する。
【００３７】
ゲイン乗算器３１は、受信した短周期成分にゲインを乗算して基本制御器３２に送信する。基本制御器３２は、ゲイン乗算器３１から受信した値から、電力貯蔵装置１７の制御量、すなわち電力貯蔵装置１７の出力すべき有効電力および無効電力を計算し、電力貯蔵装置１７へ制御指令を送信する。電力貯蔵装置１７は、制御指令にしたがって有効電力及び無効電力を出力する。
【００３８】
（効果）
本実施形態の電圧制御システム３０によれば、タップ切換式変圧装置２により検出電圧の長周期成分に応じたタップ切り換え制御を分担し、電力貯蔵装置１７により検出電圧のタップ切換式変圧装置２よりも短い周期の成分に応じたタップ切り換え制御を分担して行うことで、配電線全体の長周期的な変動に加え、短周期変動にも対応した電圧制御を行うことが可能となる。したがって、本実施形態によれば、電圧の長周期変動に加え、短周期変動に対する補償を可能とすることができる。
【００３９】
また、第３の実施形態では、配電線上の電力に応じて電力貯蔵装置１７を制御するので、配電線上の電力変動に起因する電圧変動を抑制できるとともに、電力変動量や電力変動の速度を低減できるので、電力変動に起因する周波数変動の抑制に寄与することができる。
【００４０】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について、図１１を用いて説明する。なお、第３の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する構成及び作用に関する説明は省略する。
【００４１】
（電圧制御システム４０）
図１１に示すように、第４の実施形態の電圧制御システム４０では、分散電源９の設置点における電流、電圧をそれぞれ検出する電流検出器３４、電圧検出器１８、及び検出された電流・電圧から分散電源９の発電電力を算出する電力算出器３５を設けた以外は、第３の実施形態の電圧制御システム３０と同様に構成されている。また、電力貯蔵装置制御手段ＩＩＩ  ３３は、第３の実施形態の電力貯蔵装置制御手段ＩＩ  ２５と同様の構成を有しているため、説明を省略する。
【００４２】
需要家負荷８、分散電源９の接続場所は任意であり、図１１に示す場所に限定されるものではない。また、需要家負荷８、分散電源９は、一つに限定するものではなく、複数存在しても良い。この場合、例えば、住宅用の太陽光発電システムなど、各分散電源の容量に大きく差がない場合は、各分散電源の設置点の電流・電圧の平均を電力算出器３５に渡し、また、各分散電源の中に大規模な風力発電や太陽光発電など容量に大きい分散電源が遍在する場合は、容量に大きい分散電源の設置点の電流・電圧を代表値として電力算出器３５に渡すこともできる。
【００４３】
（作用）
本実施形態の電圧制御システム４０では、分散電源９の設置点における電流を検出する電流検出器３４により検出し、分散電源９の設置点における電圧を電圧検出器１８により検出して、検出された電流・電圧を電力算出器３５に入力して分散電源９の発電電力を算出して、算出された発電電力に応じて電力貯蔵装置１７を制御する。
【００４４】
（効果）
本実施形態の電圧制御システム４０によれば、タップ切換式変圧装置２により検出電圧の長周期成分に応じたタップ切り換え制御を分担し、電力貯蔵装置１７により検出電圧のタップ切換式変圧装置２よりも短い周期の成分に応じたタップ切り換え制御を分担して行うことで、配電線全体の長周期的な変動に加え、短周期変動にも対応した電圧制御を行うことが可能となる。したがって、本実施形態によれば、電圧の長周期変動に加え、短周期変動に対する補償を可能とすることができる。
【００４５】
また、本実施形態の電圧制御システム４０によれば、例えば、大容量の太陽光発電システム等のメガソーラーや、大容量の風力発電システム等のウィンドファームなど出力の大きい分散電源９の付近の電力を検出して電力貯蔵装置１７の制御を行うことで、分散電源９の出力変動を直接的に抑制可能であり、それに起因する電圧変動を効果的に抑制することが可能になる。
【００４６】
［第５の実施形態］
本発明の第５の実施形態について、図１２を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する構成及び作用に関する説明は省略する。
【００４７】
本実施形態では、第１の実施形態の電圧制御システム１０と第２の実施形態の電圧制御システム２０とを組み合わせたものである。即ち、タップ切換式変圧装置２及びＴＶＲ３を有する第１の実施形態の電圧制御システム１０に対して、ＴＶＲ３の二次側に、さらに、第２の実施形態の電力貯蔵装置１７、電圧検出器１８及び電力貯蔵装置制御手段Ｉ  １９を設けたものである。
【００４８】
本実施形態の電圧制御システム５０は、第１の実施形態と同様、電圧検出器４で検出した電圧の長周期成分に応じてタップ切換式変圧装置２がタップ切換式変圧装置制御手段６によって制御され、電圧検出器５で検出した電圧に応じてＴＶＲ３がＴＶＲ制御手段７によって制御される。また、第２の実施形態と同様に、電圧検出器１８の検出電圧に応じて電力貯蔵装置１７が電力貯蔵装置制御手段Ｉ  １９によって制御される。
【００４９】
本実施形態の電圧制御システム５０では、３種類の電圧変動抑制用の制御機器を導入し、数分単位の変動をタップ切換式変圧装置２で、数十秒単位の変動をＴＶＲ３で、ミリ秒〜数秒単位の変動を電力貯蔵装置１６で分担制御するように、ローパスフィルタとハイパスフィルタを設定する。これにより、本実施形態によれば、各機器が協調して運転できるようになり、電力貯蔵装置１７には短周期の電力成分のみ補償させることができるので、一般的に高価である電力貯蔵装置１７の容量の低減が可能になる。
【００５０】
［第６の実施形態］
本発明の第６の実施形態について、図１３を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する構成及び作用に関する説明は省略する。
【００５１】
本実施形態では、第１の実施形態の電圧制御システム１０と第３の実施形態の電圧制御システム３０とを組み合わせたものである。即ち、タップ切換式変圧装置２及びＴＶＲ３を有する第１の実施形態の電圧制御システム１０に対して、ＴＶＲ３の二次側に、さらに、第３の実施形態の電流検出器２６、電力算出器２７、電力貯蔵装置１７、電圧検出器１８及び電力貯蔵装置制御手段ＩＩ  ２５を設けたものである。
【００５２】
第５の実施形態では、電力貯蔵装置１７が配電線上の電圧に応じて制御されるのに対し、第６の実施形態では、電力貯蔵装置１７が電流検出器２６で検出した配電線上の電流と、電圧検出器１８で検出した配電線上の電圧から、電力算出器２７によって算出される配電線上の電力に応じて制御される。
【００５３】
本実施形態の電圧制御システム６０は、第１の実施形態と同様、電圧検出器４で検出した電圧の長周期成分に応じてタップ切換式変圧装置２がタップ切換式変圧装置制御手段６によって制御され、電圧検出器５で検出した電圧に応じてＴＶＲ３がＴＶＲ制御手段７によって制御される。また、第３の実施形態と同様に、電流検出器２６で検出した配電線上の電流と、電圧検出器１８で検出した配電線上の電圧から、電力算出器２７によって算出される配電線１上の電力に応じて、電力貯蔵装置１７が電力貯蔵装置制御手段ＩＩ  ２５によって制御される。
【００５４】
本実施形態の電圧制御システム６０によれば、第５の実施形態の電圧制御システム５０のように、３種類の電圧変動抑制用の制御機器を導入し、制御機ごとに異なる時間オーダーの変動成分を分担し協調制御することで、電力貯蔵装置１７の容量低減と変動抑制効果の向上が可能である。
【００５５】
さらに、本実施形態の電圧制御システム６０では、第３の実施形態と同様、電力貯蔵装置１７により電力変動量や電力変動の速度を低減できるので、電力変動に起因する周波数変動の抑制に寄与することができる。
【００５６】
［第７の実施形態］
本発明の第７の実施形態について、図１４を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する構成及び作用に関する説明は省略する。
【００５７】
本実施形態では、第１の実施形態の電圧制御システム１０と第４の実施形態の電圧制御システム４０とを組み合わせたものである。即ち、タップ切換式変圧装置２及びＴＶＲ３を有する第１の実施形態の電圧制御システム１０に対して、ＴＶＲ３の二次側に、さらに、第４の実施形態の電流検出器３４、電力貯蔵装置１７、電圧検出器１８、電力算出器３５及び電力貯蔵装置制御手段ＩＩＩ  ３３を設けたものである。
【００５８】
第５の実施形態では、電力貯蔵装置１７が配電線上の電圧に応じて制御されるのに対し、第７の実施形態では、分散電源の発電電力に応じて制御される。
【００５９】
本実施形態の電圧制御システム７０は、第１の実施形態と同様、電圧検出器４で検出した電圧の長周期成分に応じてタップ切換式変圧装置２がタップ切換式変圧装置制御手段６によって制御され、電圧検出器５で検出した電圧に応じてＴＶＲ３がＴＶＲ制御手段７によって制御される。また、第４の実施形態と同様に、分散電源９の設置点における電流を電流検出器３４により検出し、分散電源９の設置点における電圧を電圧検出器１８により検出して、検出された電流・電圧を電力算出器３５に入力して分散電源９の発電電力を算出し、算出された発電電力に応じて電力貯蔵装置１７が電力貯蔵装置制御手段ＩＩＩ  ３３によって制御される。
【００６０】
本実施形態の電圧制御システム７０によれば、第５の実施形態の電圧制御システム５０のように、３種類の電圧変動抑制用の制御機器を導入し、制御機ごとに異なる時間オーダーの変動成分を分担し協調制御することで、電力貯蔵装置１７の容量低減と変動抑制効果の向上が可能である。
【００６１】
さらに、本実施形態の電圧制御システム７０では、第４の実施形態と同様、例えば、大容量の太陽光発電システム等のメガソーラーや、大容量の風力発電システム等のウィンドファームなど出力の大きい分散電源９の付近の電力を検出して電力貯蔵装置１７の制御を行うことで、分散電源９の出力変動を直接的に抑制可能であり、それに起因する電圧変動を効果的に抑制することが可能になる。
【００６２】
[他の実施形態]
（１）第１の実施形態におけるローパスフィルタ１１（図２）、１６（図５）では、それぞれ１／（１＋ＴＳ）、１／（１＋Ｔ１Ｓ）のような伝達関数を用いたが、他には、例えば、移動平均を用いてもよい。移動平均を用いる場合は、タップ切換式変圧装置２にはＴＶＲ３よりも移動平均を算出する際の時間窓を長く設定すればよい。
【００６３】
（２）図５に示すＴＶＲ制御手段７’においては、ローパスフィルタ１６を用いたが、これ以外に、バンドパスフィルタを用いることもできる。
【００６４】
（３）第２の実施形態において、電力貯蔵装置１７は、有効電力及び無効電力により制御可能な機器の例として説明したが、ＳＶＣ（静止型無効電力補償装置）等の無効電力のみ制御可能な機器でも良い。この場合、有効電力は０となるため、図７に示した電力貯蔵装置制御手段Ｉ  １９の構成を用いて無効電力のみを計算することになる。
【００６５】
（４）以上、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、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６６】
１…配電線
２…タップ切換式変圧装置
３…ＴＶＲ
４…電圧検出器
５…電圧検出器
６…タップ切換式変圧装置制御手段
７、７’…ＴＶＲ制御手段
８…需要家負荷
９…分散電源
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０…電圧制御システム
１１…ローパスフィルタ
１２…電圧比較器
１３…タップ切換器
１４…電圧比較器
１５…タップ切換器
１６…ローパスフィルタ
１７…電力貯蔵装置
１８…電圧検出器
１９…電力貯蔵装置制御手段Ｉ
２１…基準電圧器
２２…ハイパスフィルタ
２３…ゲイン乗算器
２４…基本制御器
２５…電力貯蔵装置制御手段ＩＩ
２６…電流検出器
２７…電力算出器
２８…基準電力器
２９…ハイパスフィルタ
３１…ゲイン乗算器
３２…基本制御器
３３…電力貯蔵装置制御手段ＩＩＩ
３４…電流検出器
３５…電力算出器
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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