(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電所からの三相交流電流が供給される三相配電線に三相配電分岐線を介して接続されて、自然エネルギーによって発電した電力を三相交流の逆潮流電流として前記三相配電線に供給する発電装置が、前記逆潮流電流を供給する際の力率を決定する力率決定方法であって、
前記三相配電分岐線のインピーダンスを、三相毎に取得するインピーダンス取得ステップと、
前記力率を、三相毎にそれぞれ所定の値である指定力率に指定する力率指定ステップと、
予め検出された前記三相配電分岐線を流れる逆潮流電流の電流値と、前記指定力率とに基づき、前記指定力率である場合に前記三相配電分岐線に流れる逆潮流電流の電流値を、三相毎に算出する電流値算出ステップと、
算出した前記電流値と前記インピーダンスとに基づき、前記三相配電分岐線における電圧値を、三相毎に算出する電圧算出ステップと、
前記三相配電分岐線における三相毎の電圧値に基づき、前記指定力率である場合の逆潮流電流によって生じる前記三相配電線での電圧不平衡率を算出する不平衡率算出ステップと、
前記電圧不平衡率が所定の閾値以下である場合に、前記指定力率を、前記発電装置が供給する逆潮流電流の力率として決定する力率決定ステップと、
を有する力率決定方法。
【請求項２】
前記力率指定ステップと前記電流値算出ステップと前記不平衡率算出ステップとを、前記指定力率の値を変化させながら繰り返し実行し、前記力率決定ステップは、そのうちで前記電圧不平衡率が最小となった前記指定力率を、前記発電装置が供給する逆潮流電流の力率として決定する、請求項１に記載の力率決定方法。
【請求項３】
前記力率指定ステップは、三相の指定力率の平均値が、所定の平均力率値となるように、前記指定力率を指定する、請求項１又は請求項２に記載の力率決定方法。
【請求項４】
前記平均力率値は、０．８５以上１以下である、請求項３に記載の力率決定方法。
【請求項５】
前記力率指定ステップは、０．８５以上１以下の範囲で、三相の指定力率をそれぞれ指定する、請求項４に記載の力率決定方法。
【請求項６】
発電所からの三相交流電流が供給される三相配電線に三相配電分岐線を介して接続されて、自然エネルギーによって発電した電力を三相交流の逆潮流電流として前記三相配電線に供給する発電装置が、前記逆潮流電流を供給する際の力率を決定する力率決定システムであって、
前記三相配電分岐線のインピーダンスを、三相毎に取得するインピーダンス取得部と、
前記力率を、三相毎にそれぞれ所定の値である指定力率に指定する力率指定部と、
予め検出された前記三相配電分岐線を流れる逆潮流電流の電流値と、前記指定力率とに基づき、前記指定力率である場合に前記三相配電分岐線に流れる逆潮流電流の電流値を、三相毎に算出する電流値算出部と、
算出した前記電流値と前記インピーダンスとに基づき、前記三相配電分岐線における電圧値を、三相毎に算出する電圧算出部と、
前記三相配電分岐線における三相毎の電圧値に基づき、前記指定力率である場合の逆潮流電流によって生じる前記三相配電線での電圧不平衡率を算出する不平衡率算出部と、
前記電圧不平衡率が所定の閾値以下である場合に、前記指定力率を、前記発電装置が供給する逆潮流電流の力率として決定する力率決定部と、
を有する力率決定システム。
【請求項７】
自然エネルギーによって発電する発電部と、
発電所からの三相交流電流が供給される三相配電線に三相配電分岐線を介して接続されて、前記発電部が発電した電力を三相交流の逆潮流電流として前記三相配電線に供給する出力制御部と、
前記出力制御部が前記逆潮流電流を供給する際の力率を決定する決定する力率決定システムと、を有し、
前記力率決定システムは、
前記三相配電分岐線のインピーダンスを、三相毎に取得するインピーダンス取得部と、
前記力率を、三相毎にそれぞれ所定の値である指定力率に指定する力率指定部と、
予め検出された前記三相配電分岐線を流れる逆潮流電流の電流値と、前記指定力率とに基づき、前記指定力率である場合に前記三相配電分岐線に流れる逆潮流電流の電流値を、三相毎に算出する電流値算出部と、
算出した前記電流値と前記インピーダンスとに基づき、前記三相配電分岐線における電圧値を、三相毎に算出する電圧算出部と、
前記三相配電分岐線における三相毎の電圧値に基づき、前記指定力率である場合の逆潮流電流によって生じる前記三相配電線での電圧不平衡率を算出する不平衡率算出部と、
前記電圧不平衡率が所定の閾値以下である場合に、前記指定力率を、前記発電装置が供給する逆潮流電流の力率として決定する力率決定部と、を有し、
前記出力制御部は、前記力率決定部が決定した力率で、前記逆潮流電流を供給する、配電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自然エネルギーによって発電する発電装置の力率決定方法、力率決定システム及び配電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自然エネルギーによって発電する太陽光発電装置などの発電装置が発電した電力を、電力会社に売却する（売電する）ケースが増加している。例えばメガソーラーなどの規模の大きい発電装置は、高圧配電線の幹線から分岐された分岐線を介して高圧配電線に連系（接続）される場合があり、発電した電力を三相交流電流に変換し、その三相交流電流を高圧配電線に流して、売電を行う。
【０００３】
このように発電装置からの三相交流電流は、高圧配電線に流れる逆潮流電流となるため、高圧配電線における電圧上昇を引き起こすおそれがある。従来、高圧配電線における電圧上昇を抑制するため、発電装置は、三相交流電流を供給する際の力率を、進み力率にする場合がある。この場合の力率は、三相とも全て同じ値にしている。通常、力率は電力会社から指定された固定値を用いるが、例えば、特許文献１には、太陽光発電プラントにおいて、力率を制御している旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１４−５３３０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、発電装置は、高圧配電線の線路インピーダンスの不平衡などの影響で、例えば配電用変電所から距離が離れるに従って電圧不平衡率が高くなる傾向にある。このような場合に発電装置の力率を三相全て同じにすると、配電用変電所近辺での電圧不平衡率は小さく保たれるが、配電用変電所から離れた場所における電圧不平衡率が高くなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、発電装置からの逆潮流電流が供給される配電線における電圧不平衡を抑制する力率決定方法、力率決定システム及び配電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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の力率決定方法は、発電所からの三相交流電流が供給される三相配電線に三相配電分岐線を介して接続されて、自然エネルギーによって発電した電力を三相交流の逆潮流電流として前記三相配電線に供給する発電装置が、前記逆潮流電流を供給する際の力率を決定する力率決定方法である。力率決定方法は、前記三相配電分岐線のインピーダンスを、三相毎に取得するインピーダンス取得ステップと、前記力率を、三相毎にそれぞれ所定の値である指定力率に指定する力率指定ステップと、予め検出された前記三相配電分岐線を流れる逆潮流電流の電流値と、前記指定力率とに基づき、前記指定力率である場合に前記三相配電分岐線に流れる逆潮流電流の電流値を、三相毎に算出する電流値算出ステップと、算出した前記電流値と前記インピーダンスとに基づき、前記三相配電分岐線における電圧値を、三相毎に算出する電圧算出ステップと、前記三相配電分岐線における三相毎の電圧値に基づき、前記指定力率である場合の逆潮流電流によって生じる前記三相配電線での電圧不平衡率を算出する不平衡率算出ステップと、前記電圧不平衡率が所定の閾値以下である場合に、前記指定力率を、前記発電装置が供給する逆潮流電流の力率として決定する力率決定ステップと、を有する。
【０００８】
前記力率決定方法は、前記力率指定ステップと前記電流値算出ステップと前記不平衡率算出ステップとを、前記指定力率の値を変化させながら繰り返し実行し、前記力率決定ステップが、そのうちで前記電圧不平衡率が最小となった前記指定力率を、前記発電装置が供給する逆潮流電流の力率として決定することが好ましい。
【０００９】
前記力率決定方法において、前記力率指定ステップは、三相の指定力率の平均値が、所定の平均力率値となるように、前記指定力率を指定することが好ましい。
【００１０】
前記力率決定方法において、前記平均力率値は、０．８５以上１以下であることが好ましい。
【００１１】
前記力率決定方法において、前記力率指定ステップは、０．８５以上１以下の範囲で、三相の指定力率をそれぞれ指定することが好ましい。
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の力率決定システムは、発電所からの三相交流電流が供給される三相配電線に三相配電分岐線を介して接続されて、自然エネルギーによって発電した電力を三相交流の逆潮流電流として前記三相配電線に供給する発電装置が、前記逆潮流電流を供給する際の力率を決定する。力率決定システムは、前記三相配電分岐線のインピーダンスを、三相毎に取得するインピーダンス取得部と、前記力率を、三相毎にそれぞれ所定の値である指定力率に指定する力率指定部と、予め検出された前記三相配電分岐線を流れる逆潮流電流の電流値と、前記指定力率とに基づき、前記指定力率である場合に前記三相配電分岐線に流れる逆潮流電流の電流値を、三相毎に算出する電流値算出部と、算出した前記電流値と前記インピーダンスとに基づき、前記三相配電分岐線における電圧値を、三相毎に算出する電圧算出部と、前記三相配電分岐線における三相毎の電圧値に基づき、前記指定力率である場合の逆潮流電流によって生じる前記三相配電線での電圧不平衡率を算出する不平衡率算出部と、前記電圧不平衡率が所定の閾値以下である場合に、前記指定力率を、前記発電装置が供給する逆潮流電流の力率として決定する力率決定部と、を有する。
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の配電システムは、自然エネルギーによって発電する発電部と、発電所からの三相交流電流が供給される三相配電線に三相配電分岐線を介して接続されて、前記発電部が発電した電力を三相交流の逆潮流電流として前記三相配電線に供給する出力制御部と、前記出力制御部が前記逆潮流電流を供給する際の力率を決定する決定する力率決定システムと、を有する。前記力率決定システムは、前記三相配電分岐線のインピーダンスを、三相毎に取得するインピーダンス取得部と、前記力率を、三相毎にそれぞれ所定の値である指定力率に指定する力率指定部と、予め検出された前記三相配電分岐線を流れる逆潮流電流の電流値と、前記指定力率とに基づき、前記指定力率である場合に前記三相配電分岐線に流れる逆潮流電流の電流値を、三相毎に算出する電流値算出部と、算出した前記電流値と前記インピーダンスとに基づき、前記三相配電分岐線における電圧値を、三相毎に算出する電圧算出部と、前記三相配電分岐線における三相毎の電圧値に基づき、前記指定力率である場合の逆潮流電流によって生じる前記三相配電線での電圧不平衡率を算出する不平衡率算出部と、前記電圧不平衡率が所定の閾値以下である場合に、前記指定力率を、前記発電装置が供給する逆潮流電流の力率として決定する力率決定部と、を有し、前記出力制御部は、前記力率決定部が決定した力率で、前記逆潮流電流を供給する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、発電装置からの逆潮流電流が供給される配電線における電圧不平衡を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本実施形態に係る配電システムを示す模式図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る力率決定システムの模式的なブロック図である。
【図３】図３は、電流値取得部が取得した電流値の情報を示すテーブルの一例である。
【図４】図４は、装柱の例を示す図である。
【図５】図５は、装柱の例を示す図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る出力制御部の構成を模式的に示すブロック図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る力率の決定フローを説明するフローチャートである。
【図８】図８は、本実施形態に係る出力制御部による力率の制御フローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る配電システムを示す模式図である。図１に示すように、配電システム１は、発電所１０、送電線１１、配電用変電所１２、三相配電線１４、三相配電分岐線１６、分岐線１７、発電装置２０、検出部３０、力率決定システム４０、柱上変圧器Ｔｒ、及び負荷Ｒを有する。配電システム１は、発電所１０より送電線１１を介して送電される電力を配電用変電所１２により降圧し、三相配電線１４、三相配電分岐線１６及び分岐線１７により配電し、柱上変圧器Ｔｒを介して家庭等の負荷Ｒに配電する。
【００１８】
発電所１０は、例えば火力発電所などの発電設備であり、配電システム１に属する負荷Ｒに必要な電力を供給する。送電線１１は、発電所１０が発電した三相交流電力が送電される。送電線１１は、例えば６６ｋＶ（キロボルト）の電圧振幅を有する送電用の三相交流電力が送電される。配電用変電所１２は、送電線１１と電気的に接続される変圧器を有する設備である。配電用変電所１２は、送電線１１に送電された６６ｋＶの送電用の三相交流電力を、６．６ｋＶの電圧振幅を有する配電用の三相交流電力に降圧する。以下、発電所から送電され、６．６ｋＶに降圧された配電用の三相交流電力により流れる三相交流電流を、配電電流Ｉａと記載する。配電電流Ｉａは、三相交流電流のうちの第１相であるＡ相配電電流ＩａＡと、第２相であるＢ相配電電流ＩａＢと、第３相であるＣ相配電電流ＩａＣとを有する。負荷が三相平衡である場合、Ａ相配電電流ＩａＡ、Ｂ相配電電流ＩａＢ、Ｃ相配電電流ＩａＣは、それぞれ電流値の振幅が等しい。また、Ｂ相配電電流ＩａＢは、Ａ相配電電流ＩａＡよりも１２０°位相が遅れている。Ｃ相配電電流ＩａＣは、Ｂ相配電電流ＩａＢよりも、１２０°位相が遅れている。
【００１９】
三相配電線１４は、発電所からの三相交流電流、より詳しくは配電電流Ｉａが配電される配電線である。三相配電線１４は、一方の端部である上流端１４Ｓが配電用変電所１２と電気的に接続される。三相配電線１４は、配電用変電所１２から配電電流Ｉａが配電される。三相配電線１４は、他方の端部である下流端１４Ｔが開放されている。三相配電線１４は、Ａ相配電電流ＩａＡが配電されるＡ相配電線１４Ａと、Ｂ相配電電流ＩａＢが配電されるＢ相配電線１４Ｂと、Ｃ相配電電流ＩａＣが配電されるＣ相配電線１４Ｃとを有する。
【００２０】
三相配電線１４は、ノードＮ１において、三相配電分岐線１６が接続されている。三相配電分岐線１６は、Ａ相分岐線１６Ａと、Ｂ相分岐線１６Ｂと、Ｃ相分岐線１６Ｃとを有する。三相配電分岐線１６は、Ａ相分岐線１６ＡがＡ相配電線１４Ａに接続され、Ｂ相分岐線１６ＢがＢ相配電線１４Ｂに接続され、Ｃ相分岐線１６ＣがＣ相配電線１４Ｃに接続されている。また、三相配電線１４は、ノードＮ１よりも下流端１４Ｔ側のノードＮ２において、柱上変圧器Ｔｒに接続されている。柱上変圧器Ｔｒは、例えば配電用の三相交流電力の電圧振幅（６．６ｋＶ）を、１００Ｖ又は２００Ｖの電圧振幅を有する負荷用電力に降圧する。柱上変圧器Ｔｒは、負荷Ｒに接続されている。負荷Ｒは、例えば家庭や工場などの電気機器である。柱上変圧器Ｔｒは、降圧した電力により発生する電流を負荷Ｒに配電する。なお、柱上変圧器Ｔｒは、定格容量（ｋＶＡ）が定められている。柱上変圧器Ｔｒは、定格容量で定めた電力量の範囲内で電力（電流）を配電する。なお、Ａ相配電電流ＩａＡ、Ｂ相配電電流ＩａＢ、及びＣ相配電電流ＩａＣの値は、位置によって変化する。例えば、配電用変電所１２とノードＮ１との間では、Ａ相配電電流ＩａＡとしてＡ相配電電流ＩａＡ（Ｎ０Ｎ１）が流れ、Ｂ相配電電流ＩａＢとしてＢ相配電電流ＩａＢ（Ｎ０Ｎ１）が流れ、Ｃ相配電電流ＩａＣとしてＣ相配電電流ＩａＣ（Ｎ０Ｎ１）が流れる。ノードＮ１において、電流は分岐線１６に分岐しているため、ノードＮ１とノードＮ２との間では、Ａ相配電電流ＩａＡとしてＡ相配電電流ＩａＡ（Ｎ１Ｎ２）が流れ、Ｂ相配電電流ＩａＢとしてＢ相配電電流ＩａＢ（Ｎ１Ｎ２）が流れ、Ｃ相配電電流ＩａＣとしてＣ相配電電流ＩａＣ（Ｎ１Ｎ２）が流れる。Ａ相配電電流ＩａＡ（Ｎ１Ｎ２）の電流値は、Ａ相配電電流ＩａＡ（Ｎ０Ｎ１）の電流値からＡ相分岐線１６Ａに分岐された電流値を差し引いた値となる。Ｂ相配電電流ＩａＢ（Ｎ１Ｎ２）及びＣ相配電電流ＩａＣ（Ｎ１Ｎ２）も同様である。
【００２１】
このように、ノードＮ１、Ｎ２は、三相配電線１４からの分岐線や、柱上変圧器Ｔｒなどが接続される連系点であり、ノードの数、配列順、及びノードに接続されている対象物は、図１に示すものに限られない。すなわち、三相配電線１４は、三相配電分岐線１６及び柱上変圧器Ｔｒに接続されていれば、その接続対象物の数及び配列順は、図１の例に限られず任意である。
【００２２】
三相配電分岐線１６は、ノードＮ１、すなわち三相配電線１４との接続箇所（連系点）と反対側の端部に、発電装置２０が接続されている。また、三相配電分岐線１６は、ノードＮ１と発電装置２０の接続箇所との間のノードＮ３において、柱上変圧器Ｔｒ及び負荷Ｒが接続されている。また、三相配電分岐線１６は、ノードＮ３と発電装置２０の接続箇所との間のノードＮ４において、分岐線１７に接続されている。分岐線１７は、図示しない複数の柱上変圧器Ｔｒ及び負荷Ｒに接続される配電分岐線である。
【００２３】
また、三相配電分岐線１６は、ノードＮ１の近傍、すなわち三相配電線１４との接続箇所の近傍で、検出部３０が接続されている。三相配電線１４との接続箇所の近傍とは、ノードＮ１とノードＮ３との間であり、より詳しくは、三相配電分岐線１６において、三相配電線１４との接続箇所（本実施形態ではノードＮ１）よりも発電装置２０側であって、かつ、最も三相配電線１４側で分岐線や柱上変圧器Ｔｒに接続されている箇所（本実施形態ではノードＮ３）よりも三相配電線１４側の位置をいう。
【００２４】
このように、ノードＮ３、Ｎ４は、三相配電分岐線１６からの分岐線１７や、柱上変圧器Ｔｒなどが接続される連系点であり、ノードの数、配列順、及びノードに接続されている対象物は、図１に示すものに限られない。すなわち、三相配電分岐線１６は、一方が三相配電線１４に接続され、他方が発電装置２０に接続されていれば、その接続対象物の数及び配列順は、図１の例に限られず任意である。
【００２５】
発電装置２０は、自然エネルギー（再生可能エネルギー）によって発電する発電装置である。本実施形態における発電装置２０は、太陽光によって発電する太陽光発電装置であり、より詳しくは、発電装置２０は、例えば１ＭＷ以上の出力を持つ太陽光発電システム（メガソーラー）である。発電装置２０は、発電部２２及び出力制御部２４を有する。発電部２２は、自然エネルギーによって発電するものであり、本実施形態では、太陽光によって発電する太陽光発電パネルである。出力制御部２４は、発電部２２に接続され、発電部２２が発電した電流を、三相交流電流として三相配電分岐線１６に出力する制御装置である。詳しくは後述するが、本実施形態における出力制御部２４は、ＰＣＳ（Power Conditioning System）であり、発電部２２が発電した直流電流を、三相交流電流に変換し、かつ、力率決定システム４０が決定した力率で、三相交流電流を三相配電分岐線１６に出力する。ただし、発電装置２０は、自然エネルギーによって発電する発電装置であれば、太陽光発電装置に限られず、例えば風力によって発電する風力発電装置などであってもよい。
【００２６】
三相配電分岐線１６は、三相配電線１４から配電電流Ｉａの一部が分岐して供給される。具体的には、Ａ相分岐線１６Ａは、Ａ相配電電流ＩａＡから分岐された電流が供給される。Ｂ相分岐線１６Ｂは、Ｂ相配電電流ＩａＢから分岐された電流が供給される。Ｃ相分岐線１６Ｃは、Ｃ相配電電流ＩａＣから分岐された電流が供給される。これらの電流は、三相配電分岐線１６において、三相配電線１４のノードＮ１から、発電装置２０に向かって流れる電流である。一方、三相配電分岐線１６は、例えばノードＮ４において、発電装置２０から三相交流電流が供給される。この発電装置２０から三相配電分岐線１６に供給される三相交流電流は、発電装置２０から三相配電線１４に向かって流れる逆潮流電流である。以下、三相配電分岐線１６を流れる電流を、逆方向（発電装置２０から三相配電線１４に向かう方向）を正としてＩｂと記載する。逆潮流電流Ｉｂは、三相配電分岐線１６を介して、ノードＮ１から三相配電線１４に供給される。発電装置２０は、このようにして、発電した電力を逆潮流電流Ｉｂとして三相配電線１４に供給する。
【００２７】
逆潮流電流Ｉｂは、三相交流電流のうちの第１相であるＡ相逆潮流電流ＩｂＡと、第２相であるＢ相逆潮流電流ＩｂＢと、第３相であるＣ相逆潮流電流ＩｂＣとを有する。電流が三相平衡の場合、Ｂ相逆潮流電流ＩｂＢは、Ａ相逆潮流電流ＩｂＡよりも１２０°位相が遅れている。Ｃ相逆潮流電流ＩｂＣは、Ｂ相逆潮流電流ＩｂＢよりも、１２０°位相が遅れている。発電装置２０は、力率を制御しない場合、ノードＮ４の電圧から指定した力率でＡ相逆潮流電流ＩｂＡ、Ｂ相逆潮流電流ＩｂＢ、Ｃ相逆潮流電流ＩｂＣを供給する。また、Ａ相逆潮流電流ＩｂＡ、Ｂ相逆潮流電流ＩｂＢ、Ｃ相逆潮流電流ＩｂＣの値は、位置によって変化する。例えば、発電装置２０とノードＮ４との間では、Ａ相逆潮流電流ＩｂＡとしてＡ相逆潮流電流ＩｂＡ（Ｎ４）が流れ、Ｂ相逆潮流電流ＩｂＢとしてＢ相逆潮流電流ＩｂＢ（Ｎ４）が流れ、Ｃ相逆潮流電流ＩｂＣとしてＣ相逆潮流電流ＩｂＣ（Ｎ４）が流れる。ノードＮ４において、電流は分岐線１７に分岐しているため、ノードＮ３とノードＮ４との間では、Ａ相逆潮流電流ＩｂＡとしてＡ相逆潮流電流ＩｂＡ（Ｎ３Ｎ４）が流れ、Ｂ相逆潮流電流ＩｂＢとしてＢ相逆潮流電流ＩｂＢ（Ｎ３Ｎ４）が流れ、Ｃ相逆潮流電流ＩｂＣとしてＣ相逆潮流電流ＩｂＣ（Ｎ３Ｎ４）が流れる。同様に、ノードＮ３において電流を負荷Ｒに分岐しているため、ノードＮ１とノードＮ３との間では、Ａ相逆潮流電流ＩｂＡとしてＡ相逆潮流電流ＩｂＡ（Ｎ１Ｎ３）が流れ、Ｂ相逆潮流電流ＩｂＢとしてＢ相逆潮流電流ＩｂＢ（Ｎ１Ｎ３）が流れ、Ｃ相逆潮流電流ＩｂＣとしてＣ相逆潮流電流ＩｂＣ（Ｎ１Ｎ３）が流れる。
【００２８】
検出部３０は、上述のように、ノードＮ１近傍で三相配電分岐線１６に接続されている。検出部３０は、ノードＮ１近傍において三相配電分岐線１６を流れる逆潮流電流Ｉｂの電流値を検出する。また、検出部３０は、ノードＮ１近傍で三相配電分岐線１６に接続されていることに限られず、三相配電分岐線１６の任意の箇所に接続されてもよい。例えば、検出部３０は、計測機能付開閉器として設けられていてもよい。
【００２９】
力率決定システム４０は、発電装置２０が三相配電分岐線１６に逆潮流電流Ｉｂを供給する際の力率を決定するシステムである。力率とは、有効電力と無効電力との比率を示すものである。力率をＯとし、有効電力をＰとし、無効電力をＱとすると、力率Ｏは、次の式（１）で表される。
【００３０】
【数１】
0006638482.tif 000002
【００３１】
力率決定システム４０は、発電装置２０が三相配電分岐線１６に逆潮流電流Ｉｂを供給する際の力率を、三相毎に決定する。言い換えれば、力率決定システム４０は、Ａ相逆潮流電流ＩｂＡに対応する電力をＡ相分岐線１６Ａに供給する際の力率ＯＡと、Ｂ相逆潮流電流ＩｂＢに対応する電力をＢ相分岐線１６Ｂに供給する際の力率ＯＢと、Ｃ相逆潮流電流ＩｂＣに対応する電力をＣ相分岐線１６Ｃに供給する際の力率ＯＣとを決定する。また、本実施形態において、力率決定システム４０は、営業所１００に設けられている。営業所１００は、配電システム１の制御を行う作業員が待機している場所である。ただし、力率決定システム４０が設けられている箇所は任意であり、例えば発電所、変電所、又は発電装置２０と同じ施設などに設けられていてもよい。力率決定システム４０の詳細な説明については、後述する。
【００３２】
（電圧不平衡について）
負荷がある程度に平衡に管理されている配電線では、幹線において電圧不平衡率の増加が大きくなる傾向にある。従って、力率決定システム４０は、幹線である三相配電線１４に逆潮流電流Ｉｂが供給された際に、三相配電線１４における電圧不平衡率が高くなることを抑制するために、力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣをそれぞれ個別に決定している。電圧不平衡とは、各線間電圧の振幅が等しく、且つ、線間電圧の位相が１２０°異なる三相交流電圧において、各線間電圧の振幅が異なったり、線間電圧の位相がずれたりすることである。各線間電圧の振幅が異なるとは、例えばＡ相電流における電圧振幅と、Ｂ相電流における電圧振幅と、Ｃ相電流における電圧振幅とが互いに異なることをいう。また、線間電圧の位相がずれるとは、例えば、Ａ相電圧とＢ相電圧との位相差、Ｂ相電圧とＣ相電圧との位相差、Ｃ相電圧とＡ相電圧との位相差の少なくとも１つの位相差が１２０°とならないことをいう。
【００３３】
配電システム１は、三相配電線１４で電圧不平衡が発生すると、柱上変圧器Ｔｒに供給される電圧が目標の電圧に対してずれてしまう。柱上変圧器Ｔｒに供給される電圧のずれが大きくなると、柱上変圧器Ｔｒに接続される負荷Ｒの誤動作が発生する恐れがある。従って、配電システム１は、三相配電線１４における電圧不平衡の値を小さくすることが望ましい。
【００３４】
電圧不平衡率は、正相電圧に対する逆相電圧の割合で示される。ここで、三相配電線１４における三相配電分岐線１６との接続箇所(ノードＮ１)における電圧不平衡率をεとし、正相電圧をＶＰとし、逆相電圧をＶＮとしたとき、電圧不平衡率εは、次の式（２）で表される。正相電圧ＶＰ、逆相電圧ＶＮは、各線間電圧、すなわちＡ相配電線１４ＡとＢ相配電線１４Ｂとの電圧差、Ｂ相配電線１４ＢとＣ相配電線１４Ｃとの電圧差、及びＡ相配電線１４ＡとＣ相配電線１４Ｃとの電圧差に基づいた値であり、例えば対称座標法により算出される。
【００３５】
ε（％）＝｜ＶＮ｜／｜ＶＰ｜・１００  ・・・（２）
【００３６】
式（２）に示すように、電圧不平衡率εは、逆相電圧ＶＮの絶対値が大きくなるほど増加する。逆相電圧ＶＮの絶対値は、その箇所に供給されるまでの配電線の線路インピーダンスの増加に伴い増加する傾向にある。線路インピーダンスは、配電線の亘長が長くなると、増加する。ここで、発電装置２０から逆潮流電流Ｉｂが供給される場合、三相配電線１４における三相配電分岐線１６との接続箇所(ノードＮ１)には、配電電流Ｉａと逆潮流電流Ｉｂとが合流して流れている。すなわち、ノードＮ１には、配電電流Ｉａの成分と逆潮流ｉｂの成分とを重ね合わせた電流が流れている。三相配電線１４は、発電装置が発電しないときに流れる配電電流Ｉａに起因して発生する三相配電線１４の電圧不平衡を抑制するように、各配電線の線間距離や接続相等が設定されている。従って、三相配電線１４における三相配電分岐線１６との接続箇所(ノードＮ１)における配電電流Ｉａ起因の電圧不平衡は発生しない。一方、発電装置２０による発電時に発生する逆潮流電流Ｉｂは、発電装置２０から三相配電分岐線１６を経由して三相配電線１４に影響を与える。三相配電分岐線１６は、発電装置が発電しないときに流れる配電電流Ｉａ起因の電圧不平衡を抑制するように、各配電線の線間距離や接続相が設定されているが、逆潮流電流Ｉｂ起因の電圧不平衡を抑制するように働かない場合がある。
【００３７】
このように、三相配電線１４は、例えば三相配電分岐線１６との接続箇所(ノードＮ１)において、発電装置２０による発電時の逆潮流電流Ｉｂに起因する逆相電圧ＶＮが高くなることにより、電圧不平衡率εが高くなるおそれがある。力率決定システム４０は、力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣをそれぞれ個別に決定して、三相配電分岐線１６に供給される発電装置２０からの逆潮流電力（逆潮流電流Ｉｂに対応する電力）における無効電力Ｑを各相個別に制御して、逆潮流電流Ｉｂ起因の逆相電圧ＶＮの増加を抑制する。
【００３８】
（力率決定システム）
次に、力率決定システム４０について詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る力率決定システムの模式的なブロック図である。力率決定システム４０は、コンピュータであり、力率を決定するソフトウェアを実行することにより、力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣをそれぞれ個別に決定する。図２に示すように、力率決定システム４０は、電流値取得部４２と、インピーダンス取得部４４と、力率指定部４６と、電流値算出部４８と、電圧算出部５０と、不平衡率算出部５２と、力率決定部５４とを有する。また、力率決定システム４０は、オペレータからの入力を受け付ける図示しない入力部（キーボード等）と、各データを表示及び出力する図示しない出力部（表示画面など）を有する。
【００３９】
電流値取得部４２は、検出部３０から、ノードＮ１において三相配電分岐線１６を流れる逆潮流電流Ｉｂの電流値の情報を取得して記憶する。電流値取得部４２が取得する逆潮流電流Ｉｂの電流値は、力率決定部５４が力率を決定する前に設定された力率である過去力率において、発電装置２０が逆潮流電流Ｉｂを出力した場合の電流値である。以下、電流値取得部４２が電流値を取得する逆潮流電流Ｉｂを、過去逆潮流電流Ｉｃと記載する。このように、電流値取得部４２は、ノードＮ１において三相配電分岐線１６を流れる過去逆潮流電流Ｉｃの電流値が検出部３０により予め検出されており、その予め検出された過去逆潮流電流Ｉｃ情報を取得するということができる。なお、過去力率は、力率決定部５４による力率の決定が一度も行われていない場合、予め定められた所定力率で設定される。この場合の過去力率（所定力率）は、各相一律で定められた値であり、本実施形態においては、０．９５であるが、これに限られず、例えば０．８５以上１以下であることが好ましい。力率決定システム４０が経時で繰り返し力率の決定を行う場合であって、今回の力率の決定の前にすでに三相毎に力率を決定していた場合、過去力率は、そのすでに決定された三相毎の力率になる。
【００４０】
なお、電流値取得部４２は、ノードＮ１において三相配電分岐線１６を流れる電流であれば、配電電流Ｉａと逆潮流電流Ｉｂとの両方の電流値を区別せずに取得してもよい。また、上述のように、検出部３０の位置は三相配電分岐線１６内であれば任意であるため、電流値取得部４２は、ノードＮ１に限られず、三相配電分岐線１６の任意の位置を流れる過去逆潮流電流Ｉｃの電流値情報を取得してもよい。この場合、電流値取得部４２は、検出部３０の位置とノードＮ１との間の三相配電分岐線１６のインピーダンスなどから、取得した過去逆潮流電流Ｉｃの電流値を、ノードＮ１における過去逆潮流電流Ｉｃの電流値に換算して記憶する。
【００４１】
図３は、電流値取得部が取得した電流値の情報を示すテーブルの一例である。電流値取得部４２は、過去逆潮流電流Ｉｃの電流値を、相毎に取得する。すなわち、電流値取得部４２は、Ａ相分岐線１６Ａを流れるＡ相過去逆潮流電流ＩｃＡの電流値、Ｂ相分岐線１６Ｂを流れるＢ相過去逆潮流電流ＩｃＢの電流値、及びＣ相分岐線１６Ｃを流れるＣ相過去逆潮流電流ＩｃＣの電流値を取得し、記憶する。また、検出部３０は、過去逆潮流電流Ｉｃの電流値を、所定の時間毎に逐次検出する。電流値取得部４２は、その検出された過去逆潮流電流Ｉｃの電流値を逐次取得し、記憶する。また、電流値取得部４２は、その過去逆潮流電流Ｉｃが検出された際の発電装置２０の外部環境の情報を取得し、その外部環境と過去逆潮流電流Ｉｃの電流値とを関連付けて記憶する。発電装置２０の外部環境とは、発電装置２０の発電量に影響を及ぼす発電装置２０の周囲の環境であり、例えば、晴れや曇りなどの気候、又は季節などである。具体的には、電流値取得部４２は、図３に示すように、Ａ相過去逆潮流電流ＩｃＡの電流値と、Ｂ相過去逆潮流電流ＩｃＢの電流値と、Ｃ相過去逆潮流電流ＩｃＣの電流値とを、過去逆潮流電流Ｉｃが検出された際の発電装置２０の外部環境の情報と関連付けて、所定の時間（図３の例では１時間）毎に記憶する。図３の例では、外部環境が晴れである日の０時では、Ａ相過去逆潮流電流ＩｃＡの電流値がＩｃＡ０であり、Ｂ相過去逆潮流電流ＩｃＢの電流値がＩｃＢ０であり、Ｃ相過去逆潮流電流ＩｃＣの電流値ＩｃＣ０である。そして、同日の１時では、Ａ相過去逆潮流電流ＩｃＡの電流値がＩｃＡ１であり、Ｂ相過去逆潮流電流ＩｃＢの電流値がＩｃＢ１であり、Ｃ相過去逆潮流電流ＩｃＣの電流値ＩｃＣ１である。また、同日の２３時では、Ａ相過去逆潮流電流ＩｃＡの電流値がＩｃＡ２３であり、Ｂ相過去逆潮流電流ＩｃＢの電流値がＩｃＢ２３であり、Ｃ相過去逆潮流電流ＩｃＣの電流値ＩｃＣ２３である。なお、図３のテーブルは、１日分のテーブルであるが、それに限られず、例えば連続した複数日のテーブルであってもよい。また、図３のテーブルでは、外部環境が１日中同じ晴れであったが、外部環境の変化に応じて、１日の中で外部環境を変更してもよい。
【００４２】
このように、電流値取得部４２は、過去逆潮流電流Ｉｃの電流値を取得するが、例えば検出部３０が他の情報も併せて取得している場合、その他の情報も取得してよい。電流値取得部４２は、例えば、ノードＮ１における各分岐線の電圧値や力率等も併せて取得してよい。
【００４３】
図２に示すインピーダンス取得部４４は、三相配電分岐線１６のインピーダンスの情報を取得する。より具体的には、インピーダンス取得部４４は、発電装置２０との接続箇所とノードＮ１（三相配電線１４との接続箇所）との間におけるＡ相分岐線１６ＡとＢ相分岐線１６ＢとＣ相分岐線１６Ｃとのインピーダンスの情報を取得する。インピーダンス取得部４４は、三相配電分岐線１６のインピーダンスを、三相配電分岐線１６の各配電線の線路定数と、三相配電分岐線１６の各配電線同士の位置関係とに基づき算出する。線路定数とは、単位長あたりの配電線のインピーダンス（抵抗、リアクタンス、及び静電容量）のことをいう。インピーダンス取得部４４は、線路定数を、例えば発電装置２０との接続箇所から三相配電線１４との接続箇所までの三相配電分岐線１６の長さ、線の太さ等から算出する。インピーダンス取得部４４は、この線路定数からインピーダンスを算出する。
【００４４】
また、三相配電分岐線１６の各配電線同士の位置関係とは、Ａ相分岐線１６ＡとＢ相分岐線１６Ｂとの間の距離、Ｂ相分岐線１６ＢとＣ相分岐線１６Ｃとの間の距離、及びＡ相分岐線１６ＡとＣ相分岐線１６Ｃとの間の距離をいう。Ａ相分岐線１６Ａは、Ｂ相分岐線１６Ｂからの距離及びＣ相分岐線１６Ｃからの距離によって相互リアクタンスの値が変化する。Ｂ相分岐線１６Ｂ及びＣ相分岐線１６Ｃも同様に、他の分岐線からの距離によって相互リアクタンスの値が変化する。相互リアクタンスは、三相配電分岐線１６のインピーダンスの一部であるため、インピーダンス取得部４４は、三相配電分岐線１６の各配電線同士の位置関係から相互リアクタンスを算出し、それを基にインピーダンスを算出する。このように相互リアクタンスを含めたインピーダンスから電圧不平衡値を算出することで、相互リアクタンスを考慮した力率の決定を行うことができる。従って、この場合、非対称性から発生する電圧不平衡を抑制することが可能となり、例えば三相配電分岐線１６をねん架するというような工事が不要となる。
【００４５】
図４及び図５は、装柱の例を示す図である。装柱とは、Ａ相分岐線１６ＡとＢ相分岐線１６ＢとＣ相分岐線１６Ｃとの配列パターンである。図４は、三相配電分岐線１６が水平方向に配列した水平装柱を示している。図５は、三相配電分岐線１６が垂直方向に配列した水平装柱を示している。図４及び図５に示すように、三相配電分岐線１６の各配電線同士の距離は、装柱の種類と、各分岐線の配列順によって決まる。各分岐線の配列順とは、どの順でＡ相分岐線１６ＡとＢ相分岐線１６ＢとＣ相分岐線１６Ｃとが配列しているかを示す情報である。図４の水平装柱の例では、Ａ相分岐線１６ＡとＢ相分岐線１６ＢとＣ相分岐線１６Ｃとが、左からこの配列順で配列している。インピーダンス取得部４４は、例えばオペレータの入力により装柱の種類の情報を取得し、それに基づき三相配電分岐線１６の各配電線同士の距離を算出する。ただし、インピーダンス取得部４４は、装柱の種類でなく、各配電線同士の距離を取得するものであれば、装柱の情報から算出するものでなくてもよい。なお、装柱の種類は、図４、及び図５に示すものに限られず、例えば、片槍装柱、心付装柱、正三角装柱なども挙げられる。
【００４６】
図２に示す力率指定部４６は、発電装置２０が三相配電分岐線１６に逆潮流電流Ｉｂを供給する際の力率を、三相毎にそれぞれ所定の値である指定力率に指定する。指定力率は、不平衡率算出部５２による不平衡率の算出のために用いられる力率の値である。具体的には、力率指定部４６は、発電装置２０がＡ相分岐線１６ＡにＡ相逆潮流電流ＩｂＡを供給する際の力率を、指定力率ＯＡＸに指定する。力率指定部４６は、発電装置２０がＢ相分岐線１６ＢにＢ相逆潮流電流ＩｂＢを供給する際の力率を、指定力率ＯＢＸに指定する。力率指定部４６は、発電装置２０がＣ相分岐線１６ＣにＣ相逆潮流電流ＩｂＣを供給する際の力率を、指定力率ＯＣＸに指定する。
【００４７】
力率指定部４６は、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸの平均値が、予め定められた所定の平均力率値となるように、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸをそれぞれ指定する。さらに、力率指定部４６は、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸのそれぞれが、所定数値範囲内になるように、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸをそれぞれ指定する。本実施形態における平均力率値は、上記の所定力率、すなわち０．９５であるが、これに限られず、例えば０．８以上１以下であることが好ましいが、その数値範囲に限られず、任意に設定してよい。また、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸの予め定められた数値範囲は、０．８５以上１以下であるが、これに限られず、任意の数値範囲であってもよい。
【００４８】
図２に示す電流値算出部４８は、電流値取得部４２が取得した過去逆潮流電流Ｉｃの値と、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸとに基づき、指定逆潮流電流値Ｉｄを算出する。指定逆潮流電流値Ｉｄは、発電装置２０が三相配電分岐線１６に逆潮流電流Ｉｂを供給する際の力率が指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸであると仮定した場合に、三相配電分岐線１６のノードＮ１（三相配電線１４との接続箇所）に流れる逆潮流電流Ｉｂである。電流値算出部４８は、過去逆潮流電流Ｉｃが検出された際の力率を、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸにおきかえることで、指定逆潮流電流値Ｉｄの値を算出する。具体的には、電流値算出部４８は、Ａ相過去逆潮流電流ＩｃＡが検出された際の力率を指定力率ＯＡＸに置き換えて、力率を指定力率ＯＡＸと仮定した場合にＡ相分岐線１６Ａを流れるＡ相指定逆潮流電流値ＩｄＡの電流値を算出する。また、電流値算出部４８は、Ｂ相過去逆潮流電流ＩｃＢが検出された際の力率を指定力率ＯＢＸに置き換えて、力率を指定力率ＯＢＸと仮定した場合にＢ相分岐線１６Ｂを流れるＢ相指定逆潮流電流値ＩｄＢの電流値を算出する。電流値算出部４８は、Ｃ相過去逆潮流電流ＩｃＣが検出された際の力率を指定力率ＯＣＸに置き換えて、力率を指定力率ＯＣＸと仮定した場合にＣ相分岐線１６Ｃを流れるＣ相指定逆潮流電流値ＩｄＣの電流値を算出する。
【００４９】
電流値算出部４８は、電流値取得部４２が取得した過去逆潮流電流Ｉｃの値毎、すなわち発電装置２０の外部環境及び時間毎の指定逆潮流電流値Ｉｄの値を算出する。
【００５０】
図２に示す電圧算出部５０は、電流値算出部４８が算出した指定逆潮流電流値Ｉｄの値と、インピーダンス取得部４４が取得した三相配電分岐線１６のインピーダンスとに基づき、潮流計算によって、指定逆潮流電圧値を三相毎に算出する。指定逆潮流電圧値は、発電装置２０が三相配電分岐線１６に逆潮流電流Ｉｂを供給する際の力率が指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸであると仮定した場合での、三相配電分岐線１６のノードＮ１（三相配電線１４との接続箇所）における電圧値である。三相配電分岐線１６のノードＮ１における電圧値は、ノードＮ１よりも逆潮流電流Ｉｂの流れにおいて上流である発電装置２０との接続箇所からノードＮ１までの間のインピーダンスと、ノードＮ１での電流値とに基づき算出することができる。具体的には、電圧算出部５０は、Ａ相指定逆潮流電流値ＩｄＡとＡ相分岐線１６Ａのインピーダンスとに基づき、指定力率ＯＡＸと仮定した場合のノードＮ１におけるＡ相分岐線１６Ａでの指定逆潮流電圧値を算出する。同様に、電圧算出部５０は、Ｂ相指定逆潮流電流値ＩｄＢとＢ相分岐線１６Ｂのインピーダンスとに基づき、指定力率ＯＢＸと仮定した場合のノードＮ１におけるＢ相分岐線１６Ｂでの指定逆潮流電圧値を算出する。同様に、電圧算出部５０は、Ｃ相指定逆潮流電流値ＩｄＣとＣ相分岐線１６Ｃのインピーダンスとに基づき、指定力率ＯＣＸと仮定した場合のノードＮ１におけるＣ相分岐線１６Ｃでの指定逆潮流電圧値を算出する。
【００５１】
電圧算出部５０は、電流値算出部４８が算出した発電装置２０の外部環境及び時間毎の指定逆潮流電流値Ｉｄの値に対応して、発電装置２０の外部環境及び時間毎の指定逆潮流電圧値の値を算出する。
【００５２】
図２に示す不平衡率算出部５２は、電圧算出部５０が算出した三相配電分岐線１６（Ａ相分岐線１６Ａ、Ｂ相分岐線１６Ｂ、Ｃ相分岐線１６Ｃ）における指定逆潮流電圧値から、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸであると仮定した場合のノードＮ１（三相配電分岐線１６との接続箇所）における三相配電線１４の電圧不平衡率を算出する。不平衡率算出部５２は、電圧算出部５０が算出した発電装置２０の外部環境及び時間毎の全ての指定逆潮流電圧値に対応した電圧不平衡率を算出する。不平衡率算出部５２は、その中で最も値が高い電圧不平衡率の値を、力率決定部５４に出力する。
【００５３】
力率決定部５４は、不平衡率算出部５２が算出した電圧不平衡率に基づき、Ａ相逆潮流電流ＩｂＡに対応する電力をＡ相分岐線１６Ａに供給する際の力率ＯＡと、Ｂ相逆潮流電流ＩｂＢに対応する電力をＢ相分岐線１６Ｂに供給する際の力率ＯＢと、Ｃ相逆潮流電流ＩｂＣに対応する電力をＣ相分岐線１６Ｃに供給する際の力率ＯＣとを決定する。具体的には、力率指定部４６と電流値算出部４８と電圧算出部５０と不平衡率算出部５２とは、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸの値を変化させながらそれぞれの処理を繰り替えし、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸの値毎の電圧不平衡率を算出する。力率決定部５４は、この中で電圧不平衡率が最小となった指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸを、それぞれ力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣに決定する。ただし、力率決定部５４は、不平衡率算出部５２が算出した電圧不平衡率が所定の閾値以下である場合に、その場合の指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸを、それぞれ力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣに決定すればよい。この場合、力率指定部４６と電流値算出部４８と電圧算出部５０と不平衡率算出部５２とは、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸの値を変化させながらそれぞれの処理を繰り替えさなくてもよい。
【００５４】
力率決定部５４は、この決定した力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣの値の情報を、発電装置２０の出力制御部２４に出力する。ただし、力率決定部５４は、決定した力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣの値の情報を出力制御部２４に出力しなくてもよく、例えばオペレータが、決定した力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣの値の情報を、発電装置２０の管理者に伝達してもよい。
【００５５】
（出力制御部）
次に、図１に示す発電装置２０の出力制御部２４について説明する。図６は、本実施形態に係る出力制御部の構成を模式的に示すブロック図である。図６に示すように、出力制御部２４は、コンバータ部２６と、力率制御部２８とを有する。コンバータ部２６は、発電部２２が発電した直流電力が入力され、それを三相交流電力に変換するコンバータである。力率制御部２８は、無効電力量を制御する無効電力制御装置である。力率制御部２８は、力率決定部５４が決定した力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣの値を取得する。力率制御部２８は、力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣとなるように、コンバータ部２６が変換して生成した三相交流電力の無効電力値を三相毎に制御する。力率制御部２８によって力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣとなるように変換された三相交流電力は、対応する電圧下での逆潮流電流Ｉｂとして、三相配電分岐線１６に出力される。
【００５６】
（制御フロー）
次に、力率決定システム４０による力率を決定するための制御フローと、出力制御部２４による力率の制御フローとを説明する。図７は、本実施形態に係る力率の決定フローを説明するフローチャートである。図７に示すように、最初に、力率決定システム４０は、電流値取得部４２により、予め検出されたノードＮ１において三相配電分岐線１６を流れる過去逆潮流電流Ｉｃの電流値を、三相毎に取得する（ステップＳ１０）。電流値取得部４２は、例えば図３に示すように、過去逆潮流電流Ｉｃの電流値を、過去逆潮流電流Ｉｃが検出された際の発電装置２０の外部環境の情報と関連付けて、所定の時間毎に取得して記憶する。そして、力率決定システム４０は、インピーダンス取得部４４により、三相配電分岐線１６のインピーダンスを、三相毎に取得する（ステップＳ１２）。具体的には、インピーダンス取得部４４は、三相配電分岐線１６のインピーダンスを、三相配電分岐線１６の各配電線の線路定数と、三相配電分岐線１６の各配電線同士の位置関係とに基づき算出する。
【００５７】
そして、力率決定システム４０は、力率指定部４６により、三相毎に指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸを指定する（ステップＳ１４）。具体的には、力率指定部４６は、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸの平均値が所定の平均力率値になり、かつ、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸのそれぞれが所定の数値範囲内になるように、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸをそれぞれ指定する。
【００５８】
指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸを指定した後、力率決定システム４０は、電流値算出部４８により、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸと過去逆潮流電流Ｉｃの電流値とから、指定逆潮流電流値Ｉｄを、三相毎に算出する（ステップＳ１６）。指定逆潮流電流値Ｉｄは、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸであると仮定した場合に三相配電分岐線１６のノードＮ１に流れる逆潮流電流Ｉｂである。電流値算出部４８は、過去逆潮流電流Ｉｃが検出された際の力率を、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸにおきかえることで、指定逆潮流電流値Ｉｄの値を算出する。電流値算出部４８は、発電装置２０の外部環境及び時間毎の指定逆潮流電流値Ｉｄの値を算出する。
【００５９】
指定逆潮流電流値Ｉｄを算出した後、力率決定システム４０は、電圧算出部５０により、指定逆潮流電流値Ｉｄと三相配電分岐線１６のインピーダンスとから、指定逆潮流電圧値を三相毎に算出する（ステップＳ１８）。指定逆潮流電圧値は、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸであると仮定した場合での、三相配電分岐線１６のノードＮ１における電圧値である。電圧算出部５０は、潮流計算により、指定逆潮流電圧値を三相毎に算出する。電圧算出部５０は、発電装置２０の外部環境及び時間毎の指定逆潮流電圧値を算出する。
【００６０】
指定逆潮流電圧値を算出した後、力率決定システム４０は、不平衡率算出部５２により、指定逆潮流電圧値から、電圧不平衡率を算出する（ステップＳ２０）。具体的には、不平衡率算出部５２は、指定逆潮流電圧値から、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸであると仮定した場合のノードＮ１における三相配電線１４での電圧不平衡率を算出する。不平衡率算出部５２は、発電装置２０の外部環境及び時間毎の全ての指定逆潮流電圧値に対応した電圧不平衡率を算出する。不平衡率算出部５２は、その中で最も値が高いものを、電圧不平衡率として選択する。
【００６１】
電圧不平衡率を算出した後、力率決定システム４０は、全ての指定力率の組み合わせを選択したか判断する（ステップＳ２２）。すなわち、力率指定部４６は、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸの平均値が所定の平均力率値になり、かつ、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸのそれぞれが所定の数値範囲内になるような指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸの数値の組み合わせを、全て選択して指定したかを判断する。全ての指定力率の組み合わせを選択していない場合（ステップＳ２２；Ｎｏ）、ステップＳ１４に戻り、他の数値の組み合わせであって、平均値が所定の平均力率値になり、かつ、それぞれが所定の数値範囲内になるような指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸを指定して、その指定力率における電圧不平衡率を算出する。
【００６２】
全ての指定力率の組み合わせを選択した場合（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、力率決定システム４０は、力率決定部５４が、不平衡率算出部５２によって算出された最小の電圧不平衡率となる場合の指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸを、力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣとして決定する(ステップＳ２４)。ステップＳ２４での力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣの決定により、この処理は終了する。
【００６３】
なお、不平衡率算出部５２は、現在の外部環境及び時刻を検出して、それと合致する環境及び時刻における指定逆潮流電圧値から算出した電圧不平衡率を、力率決定部５４に出力してもよい。この場合、不平衡率算出部５２は、所定の時間の経過後に、その際の外部環境及び時刻を検出して、それと合致する環境及び時刻における指定逆潮流電圧値から算出した電圧不平衡率を、力率決定部５４に出力する。そして、力率決定部５４は、力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣを所定の時間毎に更新しつつ決定する。
【００６４】
次に、出力制御部２４による力率の制御フローについて説明する。図８は、本実施形態に係る出力制御部による力率の制御フローを示すフローチャートである。図８に示すように、最初に、出力制御部２４は、力率制御部２８により、決定した力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣの値の情報を力率決定システム４０から取得する（ステップＳ３０）。そして、出力制御部２４は、コンバータ部２６により、発電部２２が発電した直流電力を三相交流電力に変換する（ステップＳ３２）。そして、出力制御部２４は、力率制御部２８により、力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣとなるように、コンバータ部２６によって変換して生成された三相交流電力の無効電力量を制御する（ステップＳ３４）。出力制御部２４は、力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣとなるように変換された三相交流電力を、対応する電圧下での逆潮流電流Ｉｂとして、三相配電分岐線１６に出力する（ステップＳ３６）。これにより、本処理は終了する。
【００６５】
なお、力率決定システム４０が力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣを所定の時間毎に更新しつつ決定する場合、出力制御部２４は、決定された力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣを逐次取得し、その力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣとなるように無効電力量を逐次制御する。これにより、出力制御部２４は、外部環境や時刻等の変動による発電部２２の発電量に応じた適切な力率の制御が可能となる。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態に係る力率決定システム４０は、発電所１０からの配電電流Ｉａが供給される三相配電線１４に三相配電分岐線１６を介して接続されて、自然エネルギーによって発電した電力を三相交流の逆潮流電流Ｉｂとして三相配電線１４に供給する発電装置２０が、逆潮流電流Ｉｂを供給する際の力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣを決定する。力率決定システム４０は、インピーダンス取得部４４と、力率指定部４６と、電流値算出部４８と、電圧算出部５０と、不平衡率算出部５２と、力率決定部５４とを有する。インピーダンス取得部４４は、三相配電分岐線１６のインピーダンスを、三相毎に取得する。力率指定部４６は、力率を、三相毎にそれぞれ所定の値である指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸに指定する。電流値算出部４８は、予め検出された三相配電分岐線１６を流れる過去逆潮流電流Ｉｃの電流値と、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸとに基づき、指定逆潮流電流値Ｉｄを三相毎に算出する。電圧算出部５０は、算出した指定逆潮流電流値Ｉｄとインピーダンスとに基づき、三相配電線１４における指定逆潮流電圧値を、三相毎に算出する。不平衡率算出部５２は、三相毎の指定逆潮流電圧値Ｉｄに基づき、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸである場合の指定逆潮流電流によって生じる三相配電線１４での電圧不平衡率を算出する。力率決定部５４は、電圧不平衡率が所定の閾値以下である場合に、その指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸを、発電装置２０が供給する逆潮流電流Ｉｂの力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣとして決定する。
【００６７】
発電装置２０は、発電した電力を逆潮流電流Ｉｂとして、三相配電分岐線１６を介して三相配電線１４に供給する。三相配電分岐線１６は、配電電流Ｉａ起因の電圧不平衡を抑制するように各配電線の線間距離や接続相等が設定されているが、逆潮流電流Ｉｂ起因の電圧不平衡を抑制するように設定されていない場合がある。このような場合、配電電流Ｉａとは逆の流れで三相配電分岐線１６を通った逆潮流電流Ｉｂは、三相配電線１４における逆相電圧ＶＮを拡大して、電圧不平衡率を高くしてしまうおそれがある。しかし、本実施形態に係る力率決定システム４０は、予め検出された過去逆潮流電流Ｉｃの電流値と、指定した指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸと、三相配電分岐線１６のインピーダンスとに基づき、三相配電線１４での逆潮流電流Ｉｂに起因する電圧不平衡率を算出する。力率決定システム４０は、その電圧不平衡率が低い場合に、指定した指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸを、発電装置２０が供給する逆潮流電流Ｉｂの力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣとして決定する。発電装置２０は、電圧不平率が低くなるように決定された力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣで逆潮流電流Ｉｂを出力することで、三相配電線１４における逆相電圧ＶＮの拡大を抑制し、電圧不平衡を抑制する。このように、力率決定システム４０は、不平衡率が低くなるような逆潮流電流Ｉｂの力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣを決定することで、発電装置２０起因の三相配電線１４における電圧不平衡を抑制する。
【００６８】
また、発電装置２０は、自然エネルギーによって発電するため、外部環境や時刻に応じた発電量の変動量が大きく、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸとした場合の逆潮流電流Ｉｂの電流値の予測が困難である。しかし、力率決定システム４０は、予め検出した過去逆潮流電流Ｉｃの電流値を用いて、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸとした場合の逆潮流電流Ｉｂの電流値を予測（算出）している。従って、力率決定システム４０は、自然エネルギーによって発電する発電装置２０に対して、電圧不平衡を抑制するための力率を、より正確に決定することができる。
【００６９】
また、力率決定システム４０は、力率指定部４６と電流値算出部４８と電圧算出部５０と不平衡率算出部５２との処理を、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸの値を変化させながら繰り返し実行し、力率決定部５４は、そのうちで電圧不平衡率が最小となった指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸを、発電装置２０が供給する逆潮流電流の力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣとして決定する。力率決定システム４０は、複数の算出結果から電圧不平衡率が最小となる指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸを、力率ＯＡ、ＯＢ、ＯＣとして決定するため、電圧不平衡をより適切に抑制することができる。
【００７０】
また、力率指定部４６は、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸの平均値が、所定の平均力率値となるように、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸを指定する。力率指定部４６は、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸの平均値を規定することで、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸの個別の値が大きくなり過ぎたり小さくなり過ぎたりすることを抑制する。従って、この力率決定システム４０は、各相における有効電力及び無効電力を適切な範囲内に設定することができる。なお、平均力率値は、０．８５以上１以下である。この場合、この力率決定システム４０は、各相における有効電力及び無効電力を適切な範囲内に設定することができる。また、力率指定部４６は、０．８５以上１以下の範囲で、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸをそれぞれ指定する。この力率指定部４６は、平均値を定めつつ、かつ、指定力率の数値範囲を０．８５から１の間に規定しているため、各相における有効電力及び無効電力を適切な範囲内に設定することができる。
【００７１】
なお、本実施形態に係る力率指定部４６は、例えば、平均値が所定の平均力率値となるように、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸを指定する代わりに、発電装置２０との接続箇所における三相配電分岐線１６の電圧値（逆潮流電流Ｉｂが流れる際の電圧値）の平均値が、所定の値となるように、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸを指定してもよい。同様に、力率指定部４６は、所定の数値範囲内になるように指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸをそれぞれ指定する代わりに、発電装置２０との接続箇所における三相配電分岐線１６の電圧値（逆潮流電流Ｉｂが流れる際の電圧値）が、各相全てにおいて、所定の電圧値の範囲内になるように、指定力率ＯＡＸ、ＯＢＸ、ＯＣＸを指定してもよい。
【００７２】
また、本実施形態に係る力率決定システム４０は、三相配電分岐線１６との接続箇所における三相配電線１４の電圧不平衡率、すなわち三相配電線１４と三相配電分岐線１６との連系点を対象箇所として、この対象箇所である連系点における電圧不平衡率が小さくなるように力率を決定している。ただし、電圧不平衡率を小さくする対象箇所は、三相配電線１４と三相配電分岐線１６との連系点に限られず、三相配電線１４や三相配電分岐線１６など、配電システム１中の配電線の任意の箇所に設定することができる。
【００７３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これら実施形態の内容によりこの発明が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００７４】
１  配電システム
１０  発電所
１１  送電線
１２  配電用変電所
１４  三相配電線
１６  三相配電分岐線
２０  発電装置
２２  発電部
２４  出力制御部
２６  コンバータ部
２８  力率制御部
３０  検出部
４０  力率決定システム
４２  電流値取得部
４４  インピーダンス取得部
４６  力率指定部
４８  電流値算出部
５０  電圧算出部
５２  不平衡率算出部
５４  力率決定部
【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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【図８】
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