(57)【要約】    【課題】  品質悪化の発生確率を考慮に入れて評価することができる電力品質評価システムを提供する。    【解決手段】  電力品質評価システムは、電力品質の評価対象となる電力系統から取得された各電力量の電力品質の程度を計算する電力品質計算手段と、この電力品質計算手段によって求められた電力品質値から、電力品質値の確率密度関数を作成する確率密度関数作成手段と、電力品質の程度を判定する基準となる判定値を設定する判定値設定手段と、前記電力品質値の確率密度関数と設定された判定値とを用いて、電力品質の程度を評価する電力品質評価手段とを備える。【選択図】  図１
2005073346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価対象となる電力量の電力品質の程度を計算する電力品質計算手段と、
この電力品質計算手段によって求められた電力品質値から、電力品質値の確率密度関数を作成する確率密度関数作成手段と、
電力品質の程度を判定する基準となる判定値を設定する判定値設定手段と、
前記電力品質値の確率密度関数と、設定された判定値とを用いて、電力品質の程度を評価する電力品質評価手段とを備えたことを特徴とする電力品質評価システム。
【請求項２】
前記電力品質評価手段は、前記電力品質値の確率密度関数が、設定された判定値の範囲内に入る確率の大きさに基づいて電力品質を評価するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電力品質評価システム。
【請求項３】
複数の電力品質評価項目毎に作成された確率密度関数が、それぞれ前記各評価項目毎に設定された判定値の範囲内に入る確率を求め、総合的な評価の対象となる２以上の評価項目について得られた前記確率の積の値に基づいて電力品質を評価するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電力品質評価システム。
【請求項４】
評価対象となる電力量の電力品質の程度を計算する電力品質計算手段と、
この電力品質計算手段によって求められた電力品質値から、電力品質値の確率密度関数を作成する確率密度関数作成手段と、
電力品質の程度を判定する基準となる判定値を設定する判定値設定手段と、
前記電力品質値と損害の関係を示す損害曲線を設定する損害曲線設定手段と、
前記電力品質値の確率密度関数と、設定された判定値及び損害曲線とを用いて、電力品質の程度を評価する電力品質評価手段とを備えたことを特徴とする電力品質評価システム。
【請求項５】
前記電力品質評価手段は、電力品質悪化の確率とその時の損害を示す損害指標に基づいて電力品質を評価するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の電力品質評価システム。
【請求項６】
複数の電力品質評価項目毎に電力品質悪化の確率とその時の損害を示す損害指標を求め、総合的な評価の対象となる２以上の評価項目について得られた前記損害指標の和の値に基づいて電力品質を評価するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の電力品質評価システム。
【請求項７】
評価対象となる電力量の電力品質の程度を計算する電力品質計算手段と、
この電力品質計算手段によって求められた電力品質値から、電力品質値の分布マップを作成する電力品質分布マップ作成手段と、
電力品質の程度を判定する基準となる判定値を設定する判定値設定手段と、
前記電力品質分布マップと、設定された判定値とを用いて、電力品質の程度を評価する電力品質評価手段とを備えたことを特徴とする電力品質評価システム。
【請求項８】
前記電力品質評価手段は、前記電力品質分布マップが、設定された判定値の範囲内に入る確率の大きさに基づいて電力品質を評価するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の電力品質評価システム。
【請求項９】
前記判定値設定手段が、要求される電力品質の程度に応じて異なる判定値を設定することができるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の電力品質評価システム。
【請求項１０】
評価対象となる電力量の電力品質の程度を示す電力品質値を計算し、
求められた電力品質値から、電力品質値の確率密度関数を作成し、
電力品質の程度を判定する基準となる判定値を設定し、
前記電力品質値の確率密度関数と、設定された判定値とを用いて、電力品質の程度を評価することを特徴とする電力品質評価方法。
【請求項１１】
前記電力品質値の確率密度関数が、設定された判定値の範囲内に入る確率の大きさに基づいて電力品質を評価することを特徴とする請求項１０に記載の電力品質評価方法。
【請求項１２】
複数の電力品質評価項目毎に作成された確率密度関数が、それぞれ前記各評価項目毎に設定された判定値の範囲内に入る確率を求め、総合的な評価の対象となる２以上の評価項目について得られた前記確率の積の値に基づいて電力品質を評価することを特徴とする請求項１０に記載の電力品質評価方法。
【請求項１３】
評価対象となる電力量の電力品質の程度を示す電力品質値を計算し、
求められた電力品質値から、電力品質値の確率密度関数を作成し、
電力品質の程度を判定する基準となる判定値を設定すると共に、
前記電力品質値と損害の関係を示す損害曲線を設定し、
前記電力品質値の確率密度関数と、設定された判定値及び損害曲線とを用いて、電力品質の程度を評価することを特徴とする電力品質評価方法。
【請求項１４】
電力品質悪化の確率とその時の損害を示す損害指標に基づいて電力品質を評価することを特徴とする請求項１３に記載の電力品質評価方法。
【請求項１５】
複数の電力品質評価項目毎に電力品質悪化の確率とその時の損害を示す損害指標を求め、総合的な評価の対象となる２以上の評価項目について得られた前記損害指標の和の値に基づいて電力品質を評価することを特徴とする請求項１３に記載の電力品質評価方法。
【請求項１６】
評価対象となる電力量の電力品質の程度を示す電力品質値を計算し、
求められた電力品質値から、電力品質値の分布マップを作成し、
電力品質の程度を判定する基準となる判定値を設定し、
前記電力品質分布マップと、設定された判定値とを用いて、電力品質の程度を評価することを特徴とする電力品質評価方法。
【請求項１７】
前記電力品質分布マップが、設定された判定値の範囲内に入る確率の大きさに基づいて電力品質を評価することを特徴とする請求項１６に記載の電力品質評価方法。
【請求項１８】
要求される電力品質の程度に応じて異なる判定値を設定することを特徴とする請求項１０乃至請求項１７のいずれか一に記載の電力品質評価方法。
【請求項１９】
コンピュータを制御することにより、電力品質を評価する電力品質評価用プログラムであって、
そのプログラムは前記コンピュータに、
評価対象となる電力量の電力品質の程度を示す電力品質値を計算するステップと、
求められた電力品質値から、電力品質値の確率密度関数を作成するステップと、
電力品質の程度を判定する基準となる判定値を設定するステップと、
前記電力品質値の確率密度関数と、設定された判定値とを用いて、電力品質の程度を評価するステップと、
を実行させるものであることを特徴とする電力品質評価用プログラム。
【請求項２０】
コンピュータを制御することにより、電力品質を評価する電力品質評価用プログラムであって、
そのプログラムは前記コンピュータに、
評価対象となる電力量の電力品質の程度を示す電力品質値を計算するステップと、
求められた電力品質値から、電力品質値の確率密度関数を作成するステップと、
電力品質の程度を判定する基準となる判定値を設定するステップと、
前記電力品質値と損害の関係を示す損害曲線を設定するステップと、
前記電力品質値の確率密度関数と、設定された判定値及び損害曲線とを用いて、電力品質の程度を評価するステップと、
を実行させるものであることを特徴とする電力品質評価用プログラム。
【請求項２１】
コンピュータを制御することにより、電力品質を評価する電力品質評価用プログラムであって、
そのプログラムは前記コンピュータに、
評価対象となる電力量の電力品質の程度を示す電力品質値を計算するステップと、
求められた電力品質値から、電力品質値の分布マップを作成するステップと、
電力品質の程度を判定する基準となる判定値を設定するステップと、
前記電力品質分布マップと、設定された判定値とを用いて、電力品質の程度を評価するステップと、
を実行させるものであることを特徴とする電力品質評価用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力品質を評価する電力品質評価技術に係り、特に、電力品質悪化の発生確率や経済的な損害、さらには電力需要家のニーズをも考慮に入れた、精度の高い電力品質評価システム、電力品質評価方法及び電力品質評価用プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力事業分野においては規制緩和が進められており、電力品質の向上はもちろんのこと、その多品質化も求められている。このため、電力分野に携わる電力需要家や売電事業者は電力品質を柔軟且つ多面的に捉える必要に迫られている。一般に電力品質を判定する項目としては、高調波、電圧変動、電圧不平衡、瞬時電圧低下、停電といった電力品質を悪化させる現象が利用されている。そこで、各項目から導かれる指標（例えば、高調波であれば総合ひずみ率）を所定の式から計算し、電力品質の程度を具体的に測定する電力品質測定装置が実用化されている。
【０００３】
電力品質測定装置の従来例としては様々なものが提案されているが、例えば、電力需要家と売電事業者との間における電力品質指標について明記されているものがある。さらに、電力品質を単に測定するだけではなく、測定したデータに基づいて電力品質を管理・運用するシステムも提案されている。このようなシステムの従来例として特許文献１がある。この技術では電力需要家に必要な電力品質を算定し、その需要家にとっての電力品質の基準値・最適値を求めることができる。これにより、電力需要家へのコンサルテーションやシステムインテグレーションに寄与することが可能となるとされている。
【特許文献１】特開２００２−２４７７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電力系統に生じる高調波、電圧変動、電圧不平衡、瞬時電圧低下等といった電力品質悪化現象の発生は、確率的な要素が大きい。そのため、電力系統の電力品質を評価するには、単純に電力品質の程度を計算するだけでは不十分であり、電力品質悪化の発生確率を割り出し、これを判定要素として品質評価を行うことが重要である。
【０００５】
しかしながら、従来の電力品質測定装置では、電力需要家と売電事業者との間の電力品質指標を示しているにすぎなかった。また、上記特許文献１のシステムにおいても各電力需要家における電力品質の基準値・最適値を決めてはいるが、電力品質悪化現象の発生確率を判定要素に組み入れて品質評価を行うことはなされていなかった。つまり、従来技術においては発生確率的な観点から電力品質の悪化を捉えていなかった。このため、より高い精度で電力品質を評価することができるシステムの開発が望まれていた。
【０００６】
また、電力品質が悪化すれば、当然ながら経済的な損失も生じてくる。しかしながら、従来の電力品質測定装置は物理的な側面から電力品質を評価しているに過ぎず、電力品質の悪化の程度と経済的な損害との相関関係を明確に示すまでには至っていなかった。そこで従来より、経済的損失を考慮した電力品質評価システムの開発が望まれていた。
【０００７】
さらに最近では、電力事業分野での規制緩和に加え、燃料電池や風力発電装置など環境調和型の小型発電装置の開発も顕著である。このような状況の中、電力需要の小口化が進む傾向にある。これに伴って電力需要家の種別も細分化し、各電力需要家に要求される電力品質レベルは多様化の一途をたどっている。しかも、電力需要家は小規模の電源や電力貯蔵装置を持ち、複数種類の電力を利用することが予想される。そこで、電力需要家が要求するレベルは、電力需要家が持つ設備のうち、どれを利用するかによっても異なってくる。このため、電力品質の多品質化は益々進む傾向にあり、これに応じて電力品質をより柔軟に評価できるシステムの開発が望まれていた。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その第１の目的は、品質悪化の発生確率を考慮に入れて評価することができる電力品質評価システム、電力品質評価方法及び電力品質評価用プログラムを提供することにある。
第２の目的は、経済的な損失を考慮に入れて評価することができる電力品質評価システム、電力品質評価方法及び電力品質評価用プログラムを提供することにある。
第３の目的は、様々な電力需要家の要求レベルに応じて電力品質を評価することができる電力品質評価システム、電力品質評価方法及び電力品質評価用プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記のような目的を達成するために、電力品質の程度を計算した結果から品質悪化現象の発生確率を導き出し、これに基づいて電力品質を評価するようにしたものである。また、電力品質を物理的な観点だけでなく経済的な観点から捉え、経済的な損害の程度を考慮して電力品質を評価するようにしたものである。さらに、電力需要家毎のニーズに応じて最適な判定基準を設定し、それに基づいて電力品質を評価するようにしたものである。
【００１０】
すなわち、請求項１に記載の電力品質評価システムは、評価対象となる電力量の電力品質の程度を計算する電力品質計算手段と、この電力品質計算手段によって求められた電力品質値から、電力品質値の確率密度関数を作成する確率密度関数作成手段と、電力品質の程度を判定する基準となる判定値を設定する判定値設定手段と、前記電力品質値の確率密度関数と、設定された判定値とを用いて、電力品質の程度を評価する電力品質評価手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、評価対象となる電力量の電力品質の程度を示す電力品質値を計算し、求められた電力品質値から、電力品質値の確率密度関数を作成し、電力品質の程度を判定する基準となる判定値を設定し、前記電力品質値の確率密度関数と、設定された判定値とを用いて、電力品質の程度を評価することを特徴とする。
【００１２】
請求項１９に記載の発明は、請求項１０に記載の発明をコンピュータプログラムという観点から捉えたものであって、コンピュータを制御することにより、電力品質を評価する電力品質評価用プログラムであって、そのプログラムは前記コンピュータに、評価対象となる電力量の電力品質の程度を示す電力品質値を計算するステップと、求められた電力品質値から、電力品質値の確率密度関数を作成するステップと、電力品質の程度を判定する基準となる判定値を設定するステップと、前記電力品質値の確率密度関数と、設定された判定値とを用いて、電力品質の程度を評価するステップとを実行させるものであることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成を有する請求項１、請求項１０及び請求項１９に記載の発明によれば、電力品質値から確率密度関数を求め、この確率密度関数と所定の幅を持つ判定値とを比較することで、電力品質悪化現象の発生確率を電力品質評価の判定要素とすることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電力品質評価システムにおいて、前記電力品質評価手段は、前記電力品質値の確率密度関数が、設定された判定値の範囲内に入る確率の大きさに基づいて電力品質を評価するように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項１１に記載の発明は、請求項２に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、請求項１０に記載の電力品質評価方法において、前記電力品質値の確率密度関数が、設定された判定値の範囲内に入る確率の大きさに基づいて電力品質を評価することを特徴とする。
【００１６】
上記の構成を有する請求項２又は請求項１１の発明によれば、電力品質値から確率密度関数を求め、この確率密度関数と所定の幅を持つ判定値とを比較することで電力品質を評価する。すなわち、判定値の範囲内に入る電力品質値の確率が大きい場合には、電力品質は良好という評価をし、反対に、判定値の範囲内に入る確率が小さい場合には、電力品質は悪化しているという評価をする。このように電力品質悪化現象の発生確率を電力品質評価の判定要素とすることにより、高い精度で電力品質を評価することが可能となり、評価信頼性が向上する。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電力品質評価システムにおいて、複数の電力品質評価項目毎に作成された確率密度関数が、それぞれ前記各評価項目毎に設定された判定値の範囲内に入る確率を求め、総合的な評価の対象となる２以上の評価項目について得られた前記確率の積の値に基づいて電力品質を評価するように構成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、請求項３に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、請求項１０に記載の電力品質評価方法において、複数の電力品質評価項目毎に作成された確率密度関数が、それぞれ前記各評価項目毎に設定された判定値の範囲内に入る確率を求め、総合的な評価の対象となる２以上の評価項目について得られた前記確率の積の値に基づいて電力品質を評価することを特徴とする。
【００１９】
上記の構成を有する請求項３又は請求項１２の発明によれば、複数の電力品質項目にわたって発生確率に基づいた電力品質評価を下すことができ、総合的な品質評価や、所望の品質項目に絞った選択的な評価を実施することができる。
【００２０】
請求項４に記載の電力品質評価システムは、評価対象となる電力量の電力品質の程度を計算する電力品質計算手段と、この電力品質計算手段によって求められた電力品質値から、電力品質値の確率密度関数を作成する確率密度関数作成手段と、電力品質の程度を判定する基準となる判定値を設定する判定値設定手段と、前記電力品質値と損害の関係を示す損害曲線を設定する損害曲線設定手段と、前記電力品質値の確率密度関数と、設定された判定値及び損害曲線とを用いて、電力品質の程度を評価する電力品質評価手段とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
請求項１３に記載の発明は、請求項４に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、評価対象となる電力量の電力品質の程度を示す電力品質値を計算し、求められた電力品質値から、電力品質値の確率密度関数を作成し、電力品質の程度を判定する基準となる判定値を設定すると共に、前記電力品質値と損害の関係を示す損害曲線を設定し、前記電力品質値の確率密度関数と、設定された判定値及び損害曲線とを用いて、電力品質の程度を評価することを特徴とする。
【００２２】
請求項２０に記載の発明は、請求項１３に記載の発明をコンピュータプログラムという観点から捉えたものであって、コンピュータを制御することにより、電力品質を評価する電力品質評価用プログラムであって、そのプログラムは前記コンピュータに、評価対象となる電力量の電力品質の程度を示す電力品質値を計算するステップと、求められた電力品質値から、電力品質値の確率密度関数を作成するステップと、電力品質の程度を判定する基準となる判定値を設定するステップと、前記電力品質値と損害の関係を示す損害曲線を設定するステップと、前記電力品質値の確率密度関数と、設定された判定値及び損害曲線とを用いて、電力品質の程度を評価するステップとを実行させるものであることを特徴とする。
【００２３】
上記の構成を有する請求項４、請求項１３及び請求項２０に記載の発明によれば、電力品質値と損害の関係を示す損害曲線を電力品質の評価要素としているため、電力品質の悪化による経済的な損失を考慮して電力品質を評価することが可能となる。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電力品質評価システムにおいて、前記電力品質評価手段は、電力品質悪化の確率とその時の損害を示す損害指標に基づいて電力品質を評価するように構成されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項１４に記載の発明は、請求項５に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、請求項１３に記載の電力品質評価方法において、電力品質悪化の確率とその時の損害を示す損害指標に基づいて電力品質を評価することを特徴とする。
【００２６】
上記の構成を有する請求項５又は請求項１４の発明によれば、電力品質値と損害の関係を示す損害曲線と電力品質値の確率密度関数とから定められる損害指標に基づいて電力品質を評価するため、電力品質の悪化の発生確率と経済的な損失の両方を考慮して電力品質を評価することが可能となる。
【００２７】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の電力品質評価システムにおいて、複数の電力品質評価項目毎に電力品質悪化の確率とその時の損害を示す損害指標を求め、総合的な評価の対象となる２以上の評価項目について得られた前記損害指標の和の値に基づいて電力品質を評価するように構成されていることを特徴とする。
【００２８】
請求項１５に記載の発明は、請求項６に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、請求項１３に記載の電力品質評価方法において、複数の電力品質評価項目毎に電力品質悪化の確率とその時の損害を示す損害指標を求め、総合的な評価の対象となる２以上の評価項目について得られた前記損害指標の和の値に基づいて電力品質を評価することを特徴とする。
【００２９】
上記の構成を有する請求項６又は請求項１５の発明によれば、複数の電力品質項目にわたって電力品質の評価を下すことができ、総合的な品質評価や、所望の品質項目に絞った選択的な評価を実施することができる。また、電力品質項目毎に損害曲線を設定可能なので、電力品質項目毎に経済的な損害度が異なっている場合でもこれに対応できる。したがって、経済的な観点からも信頼性の高い電力品質評価が可能となる。
【００３０】
請求項７に記載の電力品質評価システムは、評価対象となる電力量の電力品質の程度を計算する電力品質計算手段と、この電力品質計算手段によって求められた電力品質値から、電力品質値の分布マップを作成する電力品質分布マップ作成手段と、電力品質の程度を判定する基準となる判定値を設定する判定値設定手段と、前記電力品質分布マップと、設定された判定値とを用いて、電力品質の程度を評価する電力品質評価手段とを備えたことを特徴とする。
【００３１】
請求項１６に記載の発明は、請求項７に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、評価対象となる電力量の電力品質の程度を示す電力品質値を計算し、求められた電力品質値から、電力品質値の分布マップを作成し、電力品質の程度を判定する基準となる判定値を設定し、前記電力品質分布マップと、設定された判定値とを用いて、電力品質の程度を評価することを特徴とする。
【００３２】
請求項２１に記載の発明は、請求項１６に記載の発明をコンピュータプログラムという観点から捉えたものであって、コンピュータを制御することにより、電力品質を評価する電力品質評価用プログラムであって、そのプログラムは前記コンピュータに、評価対象となる電力量の電力品質の程度を示す電力品質値を計算するステップと、求められた電力品質値から、電力品質値の分布マップを作成するステップと、電力品質の程度を判定する基準となる判定値を設定するステップと、前記電力品質分布マップと、設定された判定値とを用いて、電力品質の程度を評価するステップとを実行させるものであることを特徴とする。
【００３３】
上記の構成を有する請求項７、請求項１６及び請求項２１に記載の発明によれば、電力品質値から電力品質分布マップを作成し、この電力品質分布マップと所定の幅を持つ判定値とを比較することで、電力品質悪化現象の発生確率を電力品質評価の判定要素とすることができる。
【００３４】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の電力品質評価システムにおいて、前記電力品質評価手段は、前記電力品質分布マップが、設定された判定値の範囲内に入る確率の大きさに基づいて電力品質を評価するように構成されていることを特徴とする。
【００３５】
請求項１７に記載の発明は、請求項８に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、請求項１６に記載の電力品質評価方法において、前記電力品質分布マップが、設定された判定値の範囲内に入る確率の大きさに基づいて電力品質を評価することを特徴とする。
【００３６】
上記の構成を有する請求項８又は請求項１７の発明によれば、電力品質値から電力品質分布マップを求め、この電力品質分布マップと所定の幅を持つ判定値とを比較することで電力品質を評価する。すなわち、判定値の範囲内に入る電力品質値の確率が大きい場合には、電力品質は良好という評価をし、反対に、判定値の範囲内に入る確率が小さい場合には、電力品質は悪化しているという評価をする。このように電力品質悪化現象の発生確率を電力品質評価の判定要素とすることにより、高い精度で電力品質を評価することが可能となり、評価信頼性が向上する。
【００３７】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の電力品質評価システムにおいて、前記判定値設定手段が、要求される電力品質の程度に応じて異なる判定値を設定することができるように構成されていることを特徴とする。
【００３８】
請求項１８に記載の発明は、請求項９に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、請求項１０乃至請求項１７のいずれか一に記載の電力品質評価方法において、要求される電力品質の程度に応じて異なる判定値を設定することを特徴とする。
【００３９】
上記の構成を有する請求項９又は請求項１８の発明によれば、要求される電力品質の程度に応じた、柔軟な電力品質評価を行うことができる。電力品質の評価は、品質悪化現象の発生確率が同じであっても、判定値の設定次第で異なることになる。すなわち、判定値の幅を狭く設定して判定基準を厳しくすれば、その判定値の範囲内に収まる電力品質値の発生確率は小さくなる。このため、品質悪化現象の発生確率自体は変わらなくても判定値の幅を狭く設定すれば、相対的に判定値以内に入る発生確率は小さくなり電力品質は悪化したという評価になる。一方、判定値の幅を広く設定して判定基準を緩めれば、そこに入る電力品質値の発生確率は大きくなり、電力品質は良好という評価になる。
【００４０】
そのため、電力需要家が望む電力品質レベルに応じて判定値の設定を変えることにより、その電力需要家に最適な判定値で電力品質を評価することができるようにして、細分化する電力需要家のニーズに的確に応えることができる電力品質評価を行うことができる。
【発明の効果】
【００４１】
以上説明したように、本発明によれば、品質悪化の発生確率を考慮に入れて評価することができる電力品質評価システム、電力品質評価方法及び電力品質評価用プログラムを提供することができる。
また、経済的な損失を考慮に入れて評価することができる電力品質評価システム、電力品質評価方法及び電力品質評価用プログラムを提供することができる。
さらに、様々な電力需要家の要求レベルに応じて電力品質を評価することができる電力品質評価システム、電力品質評価方法及び電力品質評価用プログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明に係る電力品質評価システム及び電力品質評価方法に関する実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００４３】
（１）第１実施形態
（１−１）全体の構成
図１は、本実施形態の電力品質評価システムの全体構成を示したものであり、電力品質の評価対象となる電力系統から、種々の電力量を取得するデータ取得手段１と、取得された電力データを格納するデータ記憶手段２と、取得された各電力量の電力品質の程度を計算する電力品質計算手段３と、この電力品質計算手段３によって求められた電力品質の程度（以下、電力品質値という）を、電力品質値データベース４に保存する電力品質値保存手段５と、前記電力品質値データベース４に保存された電力品質値から、電力品質値の確率密度関数を作成する確率密度関数作成手段６と、電力品質の程度を判定する基準となる判定値を格納した判定値データベース７と、この判定値データベース７から、所望の判定値を選択して設定する判定値設定手段８と、前記電力品質値の確率密度関数と、設定された判定値とを用いて、電力品質の程度を評価する電力品質評価手段９とを備えている。
【００４４】
また、前記確率密度関数作成手段６は、電力品質値集計部６１と確率密度関数適用部６２とからなり、前記電力品質評価手段９は、後述する計算式に基づいてσ値を求めるσ値計算部９１と、このσ値に基づいて電力品質評価値を得るσ値評価部９２と、求められた電力品質評価値を出力する品質評価値出力部９３とからなる。
【００４５】
なお、前記判定値設定手段８は、判定値データベース７から所望の判定値を選択して設定するだけでなく、所望の判定値を独自に設定するように構成しても良い。また、この判定値は電力品質値を判定するための値であり、所定の幅を持って設定される。
【００４６】
（１−１−１）電力品質を表す項目の例
ここで、本発明に係る電力品質評価システムが評価対象とする種々の電力品質評価項目について説明する。図２は、高調波、電圧変動、電圧不平衡、瞬時電圧低下等の電力品質を表す代表的な項目と、その程度を表す代表的な指標、並びにその計算式を示したものである。
【００４７】
（ａ）高調波
高調波の代表的な指標としては、高調波分のみの実効値を実効値で割った総合ひずみ率がある。計算式は式（１）で表される。高調波分が小さい程、総合ひずみ率は小さくなり、電力品質は良くなる。高調波分が全く無いと総合ひずみ率は零となる。反対に高調波分が大きくなれば総合ひずみ率は大きくなり、電力品質は悪くなる。
総合ひずみ率＝高調波分のみの実効値÷実効値    …（１）
【００４８】
（ｂ）電圧変動
電圧変動の指標としては、基準電圧当たりの電圧変動の大きさを示した電圧変動率がある。計算式は式（２）で表される。電圧変動が小さい程、電圧変動率の絶対値は小さくなり、電力品質は良くなる。電圧変動が全く無いと、電圧変動率は零となる。逆に、電圧変動が大きければ電圧変動率の絶対値は大きくなり、電力品質は悪くなる。なお、電圧変動がプラス側であると、電圧変動率はプラスになり、電圧変動がマイナス側であると、電圧変動率はマイナスとなる。
電圧変動率＝電圧変動（の大きさ）÷基準電圧    …（２）
【００４９】
（ｃ）電圧不平衡
電圧不平衡の指標としては、逆相電圧の絶対値を正相電圧の絶対値で割った電圧不平衡率があり、計算式は式（３）で表される。逆相電圧が小さい程、電圧不平衡率は小さくなり、電力品質は良くなる。逆相電圧が全く無ければ、電圧変動率は零となる。反対に、逆相電圧が大きければ電圧不平衡率も大きくなり、電力品質は悪くなる。
電圧不平衡率＝｜逆相電圧｜÷｜正相電圧｜    …（３）
【００５０】
（ｄ）瞬時電圧低下
瞬時電圧低下（瞬低とも言われる）の指標としては、電圧低下率や瞬時電圧低下の継続時間がある。ここでは基準電圧当たりの電圧低下率を考える。計算式は式（４）で表される。電圧低下量が小さい程、電圧低下率は小さく、電力品質は良くなる。電圧低下量が全く無いと、電圧低下率は零となる。反対に、電圧低下量が大きい程、電圧低下率は大きく、電力品質は悪くなる。
電圧低下率＝電圧低下量÷基準電圧    …（４）
【００５１】
（１−１−２）電力品質値の計算と保存
続いて、図１に示した電力品質計算手段３と電力品質値保存手段５について、より詳細に説明する。
まず、評価対象となる電力系統に設置されたＣＴ、ＰＴ等の計器用変圧器によって、その電力系統の電圧、電流等の電力量がＡＤ変換装置に入力される。ＡＤ変換装置に入力された電力量はアナログ量であるから、ＡＤ変換装置によってアナログ量からデジタル量に変換される。デジタル量に変換された電力量は、本システムのデータ取得手段１に入力されてデータ記憶手段２に蓄えられるか、あるいは、データ取得手段１を介して電力品質計算手段３に読み込まれる。
そして、電力品質計算手段３によって、読み込まれた電力量の電力品質の程度を示す電力品質値が算出される。算出された電力品質値は電力品質値保存手段５によって電力品質値データベース４に蓄えられる。
【００５２】
なお、図３は、電力品質値データベース４の一例を示したものであって、時系列に、電力品質値である総合ひずみ率、電圧変動率、電圧不平衡率、電圧低下率をデータベース化したものである。この図３に沿って説明すると、電力品質値は、図２で示した指標を前記式（１）〜式（４）の計算式に従って計算した値である。すなわち、電力品質評価項目が高調波の場合には総合ひずみ率、電圧変動の場合には電圧変動率、電圧不平衡の場合には電圧不平衡率、瞬時電圧低下の場合には電圧低下率である。
【００５３】
（１−１−３）確率密度関数の作成
上述したように、確率密度関数作成手段６は、電力品質値集計部６１及び確率密度関数適用部６２とからなる。この電力品質値集計部６１は、電力品質値データベース４に保存された電力品質値を集計し、その集計結果をヒストグラム等に表す。また、確率密度関数適用部６２は、電力品質値の集計結果を用いて確率密度関数を作成する。
【００５４】
なお、図４は、電力品質値の集計結果の一例を示した図であり、図３に示した電力品質値データベース４から、時刻ｔがある期間内にある電力品質値を集計し、ヒストグラムにより表したものである。この図４では、縦軸が度数、横軸が電力品質値を示している。
【００５５】
上記式（１）〜式（４）の例が示すように、電力品質値は零のとき最も電力品質は良く、零からプラス方向またはマイナス方向に離れるにつれて、電力品質は悪くなる。図４の例では、電力品質値がプラスとマイナスの両方向に値を持っており、電力品質値を電圧変動率とした場合が当てはまる。
【００５６】
通常、電力品質値が零の場合、すなわち電力品質が最も良い場合に度数が大きく、電力品質が悪くなるにつれて度数は小さくなり、図４に示すような中央部が高く、周辺部が低くなるような形をしている。このような度数分布は確率分布に表すことが考えられる。そこで電力品質値の集計結果を用いて確率密度関数適用部６２が確率密度関数を作成する。図５は、集計した電力品質値のヒストグラムを、確率密度関数として正規分布に当てはめた例を示したものである。
【００５７】
ここで、正規分布の確率密度関数は以下に示す式（７）で表される。式（７）において、ｘは電力品質値、σは標準偏差である。式（５）は電力品質値の平均値を求める式である。また、標準偏差σは式（６）から求めることができる。なお、これらの式中、ｗは度数を示している。
【数１】
2005073346.tif 000003
【数２】
2005073346.tif 000004
【数３】
2005073346.tif 000005
【００５８】
また、図６は、正規分布と標準偏差σの関係を示したものである。すなわち、正規分布が標準偏差±１（以下、１σ）に入る確率は６８％、標準偏差±２（以下、２σ）に入る確率は９５％、標準偏差±３（以下、３σ）に入る確率は９９．７３％である。
【００５９】
（１−１−４）判定値の設定
判定値設定手段８は、判定値データベース７から所望の判定値を読み込み、あるいは独自に判定値を設定する。この判定値の違いにより、電力品質評価値は大きく変動する。なお、この判定値と本実施形態で電力品質の評価に用いるσ値とは、以下のように関係している。
【００６０】
まず、σ値を式（８）で定義する。なお、このσ値は、後述する電力品質評価手段９において算出される値である。
【数４】
2005073346.tif 000006
【００６１】
また、図７は、判定値と正規分布の関係を示した図であるが、判定値設定手段８によって設定した判定値Ｈが「標準偏差±３（３σ）」であった場合、言い換えれば、電力品質の判定が緩やかで、プラス側とマイナス側の判定値Ｈに挟まれる領域に対して電力品質値のばらつきの方が小さく、その分布がプラス側とマイナス側の判定値Ｈの間に収まる場合には、σ値は“３”と大きな値となる。
【００６２】
これに対して、図８に示すように、判定値設定手段８によって設定した判定値Ｈが「標準偏差±１（１σ）」であった場合、言い換えれば、電力品質の判定が厳しく、プラス側とマイナス側の判定値Ｈに挟まれる領域に対して電力品質値のばらつきの方が大きく、その分布がプラス側とマイナス側の判定値Ｈの外側にはみ出す場合には、σ値は“１”と小さな値となる。
【００６３】
このように、σ値が大きい程、判定値Ｈに対する電力品質値のばらつきの方が小さくなり、電力品質の評価は良いといえる。一方、σ値が小さくなれば、判定値Ｈに対して電力品質値のばらつきの方が大きくなり、電力品質の評価は悪いといえる。従って、σ値は電力品質の良さを示す尺度となる。
【００６４】
（１−１−５）電力品質の評価
続いて、電力品質評価手段９について説明する。上述したように、電力品質評価手段９は、判定値と標準偏差σから式（８）に基づいてσ値を算出し（σ値計算部）、その大きさに基づいて電力品質を評価し（σ値評価部）、その電力品質評価値を出力する（品質評価値出力部）。
【００６５】
図９の表は、σ値に基づく電力品質評価値の一例を示したものである。ここでは、σ値の大きさによって電力品質を品質の良い方から５段階に評価している。すなわち、σ値が１未満であれば電力品質評価値は“１”、σ値が１以上２未満であれば電力品質評価値は“２”、σ値が２以上３未満であれば電力品質評価値は“３”、σ値が３以上４未満であれば電力品質評価値は“４”、σ値が４以上であれば電力品質評価値は“５”としている。
【００６６】
（１−２）全体の処理の流れ
上記のような構成を有する本実施形態の電力品質評価システムにおける処理の流れを、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、データ取得手段１によって、評価対象となる電力系統の各種電力量が読み込まれる（Ｓ１００１）。続いて、電力品質計算手段３により、各電力量における電力品質の程度が計算され、電力品質値が算出される（Ｓ１００２）。
【００６７】
続いて、電力品質値保存手段５により、電力品質計算手段３によって得られた電力品質値が電力品質値データベース４に保存され（Ｓ１００３）、確率密度関数作成手段６の電力品質値集計部６１にて電力品質値が集計され（Ｓ１００４）、確率密度関数適用部６２にて、集計した電力品質値から確率密度関数７が作成される（Ｓ１００５）。この時、標準偏差σが導かれる（Ｓ１００６）。
【００６８】
次に、判定値設定手段８により、判定値データベース７から所望の判定値を読み込んで、判定基準値として設定する（Ｓ１００７）。さらに、電力品質評価手段９では、σ値計算部９１にて、判定値と標準偏差σを入力してσ値を求め（Ｓ１００８）、σ値評価部９２にて、σ値を評価して電力品質評価値を得る（Ｓ１００９）。そして、Ｓ１０１０で、この電力品質評価値を出力する。
【００６９】
（１−３）効果
以上述べたように、第１実施形態では、確率密度関数作成手段６により、電力品質値から確率密度関数及び標準偏差σを求め、予め設定した判定値と標準偏差σからσ値を割り出し、その大きさに基づいて電力品質を評価している。すなわち、σ値が大きくなれば、電力品質は良好ということになり、反対にσ値が小さくなれば電力品質は悪化しているという評価になる。
【００７０】
このように本実施形態によれば、電力品質値から確率密度関数を求め、この確率密度関数と所定の幅を持つ判定値とを比較することで電力品質を評価することができるので、電力品質悪化の発生確率を考慮した電力品質評価システムを提供することができる。
【００７１】
（２）第２実施形態
本実施形態は、上記第１実施形態の変形例であって、高調波、電圧変動、電圧不平衡等の複数の電力品質評価項目の全ての項目、あるいは２以上の項目を総合的に評価することができるようにしたものである。
【００７２】
（２−１）構成
本実施形態の基本的な構成は、上記第１実施形態の図１と同様であるが、電力品質評価手段９において行う電力品質評価方法が上記第１実施形態とは異なっている。
【００７３】
すなわち、本実施形態においては、電力品質評価項目のうち、高調波、電圧変動、電圧不平衡、瞬時電圧低下の４つの項目を、それぞれ電力品質Ａ、電力品質Ｂ、電力品質Ｃ、電力品質Ｄとする。そして、上記第１実施形態で述べた手順で、各電力品質Ａ〜Ｄ毎に、その電力品質の程度を電力品質計算手段３によって計算し、電力品質値保存手段５によって各電力品質Ａ〜Ｄ毎の電力品質値を保存し、確率密度関数作成手段６によって各電力品質Ａ〜Ｄ毎の電力品質確率密度関数を作成する。また、判定値設定手段８によって、各電力品質Ａ〜Ｄ毎の判定値を設定する。
【００７４】
そして、電力品質評価手段９では、電力品質Ａ〜Ｄ毎の確率密度関数と判定値を用いて各電力品質Ａ〜Ｄ毎にその電力品質を評価する。さらに、本実施形態の電力品質評価手段９においては、以下のようにして、電力品質Ａ〜Ｄに対する評価のうち、少なくとも２つ以上の電力品質項目についての評価を組み合わせて、総合的に評価することができるように構成されている。
【００７５】
まず、個々の電力品質Ａ〜Ｄの確率密度関数と判定値を用いて、個々の電力品質Ａ〜Ｄにおける確率密度関数が、プラス側とマイナス側の判定値の範囲内に入る確率を求める。例えば、電力品質Ａにおける確率密度関数が判定値の範囲内に入る確率をＰＡ（ｘ）（−ａ≦ｘ≦ａ）とすると、その確率は式（９）で求めることができる。
【数５】
2005073346.tif 000007
【００７６】
ここで、ｆａ（ｘ）は、電力品質Ａにおける確率密度関数であり、前記の式（７）で与えられる。また、式中のａは、判定値設定手段８により設定された電力品質Ａの判定値である。同様にして、電力品質Ｂ、電力品質Ｃ、電力品質Ｄに関しても、判定値設定手段８により電力品質Ｂ〜Ｄ毎にその判定値を設定し、電力品質Ｂ〜Ｄの確率密度関数がそれぞれその判定値の範囲内に入る確率、ＰＢ（ｘ）、ＰＣ（ｘ）、ＰＤ（ｘ）を求めることができる。
【００７７】
次に、電力品質Ａ〜Ｄにおける確率密度関数の全てが、それぞれの判定値の範囲内に入る確率をＰ（ｘ）とすると、Ｐ（ｘ）は式（１０）で表される。
Ｐ（ｘ）＝ＰＡ（ｘ）×ＰＢ（ｘ）×ＰＣ（ｘ）×ＰＤ（ｘ）  …（１０）
【００７８】
また、電力品質Ａ〜Ｄにおける確率密度関数のどれか一つでも、それぞれの判定値の範囲より外れる確率をＰｎｏｔ（ｘ）とすると、Ｐｎｏｔ（ｘ）は式（１１）で表される。
Ｐｎｏｔ（ｘ）＝１−Ｐ（ｘ）
＝１−ＰＡ（ｘ）×ＰＢ（ｘ）×ＰＣ（ｘ）×ＰＤ（ｘ）…（１１）
【００７９】
この時、Ｐｎｏｔ（ｘ）が小さい程、つまりＰ（ｘ）が大きい程、電力品質が良いということになる。なお、ここでは、電力品質Ａ〜Ｄの全てについて確率を検討しているが、所望の電力品質項目に関して、２つ以上を自由に組み合わせて確率計算を実施することも可能である。
【００８０】
また、図１１は、上記Ｐ（ｘ）と標準偏差σの関係を示したものであり、図１２の表は、Ｐ（ｘ）及びσ値と、電力品質評価値の関係の一例を示したものである。Ｐ（ｘ）が大きい程、電力品質は良いといえるから、図１２の表に示すように、Ｐ（ｘ）の大きさに基づいて電力品質を５段階で評価することができる。すなわち、図１２に示す例では、Ｐ（ｘ）が６８％未満であれば品質評価は“１”、Ｐ（ｘ）が６８％以上９５％未満であれば品質評価は“２”、Ｐ（ｘ）が９５％以上９９．７３％未満であれば品質評価は“３”、Ｐ（ｘ）が９９．７３％以上９９．９９４％未満であれば品質評価は“４”、Ｐ（ｘ）が９９．９９４％以上であれば品質評価は“５”としている。
【００８１】
（２−２）作用効果
以上のような第２実施形態によれば、評価対象となる４つの電力品質Ａ〜Ｄに関して、個別に電力品質を評価することができるだけでなく、２以上の電力品質評価を合わせて、電力系統全体としての電力品質を総合的に評価することもできる。
【００８２】
（３）第３実施形態
本実施形態は、電力需要家毎のニーズに応じて異なる判定値を設定し、それに基づいて電力品質を評価するようにしたものである。なお、図１３は、異なる判定値を用いた場合の、確率密度関数と各判定値との関係を示した図であり、確率密度関数が同じであっても、判定値の大きさが異なると電力品質の評価が異なることを示すものである。
【００８３】
（３−１）構成
第３実施形態では、上記第１実施形態と同じく判定値データベース７及び判定値設定手段８を備えているが、これらの構成及びその機能が上記第１実施形態とは異なっている。
【００８４】
すなわち、本実施形態の判定値データベース７は、電力需要家のそれぞれが望む電力品質要求度に柔軟に対応できるように、それぞれの電力需要家に応じた判定値を格納している。また、判定値設定手段８は、電力需要家の望む電力品質要求度に応じた判定値を判定値データベース７から取り出し、設定することができるようになっている。
【００８５】
すなわち、図１３において、判定値Ｈａは電力品質の判定基準が厳しい場合、判定値Ｈｂは電力品質の判定基準が緩やかな場合の例である。本実施形態に係る電力品質評価手段９では、この判定値Ｈａ、Ｈｂと、前記式（６）によって計算される標準偏差σを用いて、式（８）に基づいてσ値を計算し、図９あるいは図１２の表に従って電力品質評価値を出力するように構成されている。
【００８６】
（３−２）作用効果
以上のような構成を有する第３実施形態の作用効果は次の通りである。すなわち、判定基準が厳しい判定値Ｈａの場合は、σ値は２＞σ値≧１であるから、図１２から電力品質評価値は「２」となる。また、判定基準が緩やかな判定値Ｈｂの場合は、σ値は４＞σ値≧３であるから、図１２から電力品質評価値は「４」となる。
【００８７】
このように、確率密度関数が同じであっても、判定値の大きさが異なれば電力品質の評価は異なる。すなわち、電力品質の判定基準が厳しい判定値Ｈａを設定すると、電力品質評価値は小さくなり、電力品質は悪い判定となる。反対に、電力品質の判定基準が緩やかな判定値Ｈｂを設定すると、電力品質評価値は大きくなり、電力品質は良い判定となる。
【００８８】
したがって、精密機械工場やコンピュータ使用工場のように、高品質な電力を望む需要家は、判定値を厳しめにする必要があり、それほど高品質な電力を必要としない一般需要家では、判定値は緩やかであってもかまわない。このように、対象とする電力需要家の要求するレベルに応じて判定値を変えて設定することが可能であるため、それぞれの電力需要家に最適な判定値を用いて電力品質を評価することができる。この結果、細分化が進む電力需要家のニーズに対して柔軟且つ的確な電力品質評価を実行することができる。
【００８９】
（４）第４実施形態
第４実施形態は、経済的な観点を電力品質評価に取り入れたものである。
すなわち、従来技術の項で述べたように、電力品質が悪化すれば、当然ながら経済的な損失も生じてくる。本実施形態はこの点に着目し、図１４に示したような損害曲線を用いて、電力品質の程度を評価するようにしたものである。
【００９０】
（４−１）損害曲線について
まず、図１４を参照して損害曲線について説明する。損害曲線は、電力品質の程度を示す電力品質値と損害の関係を示すものであって、図１４の上側の図に示すように、電力品質値が一定値を超えると急激に悪化する。従って、損害曲線が急激に悪化する値を判定値として設定することで、損害が最小となるような電力品質を維持することができる。例えば、図１４の下側の図に示すように、σ値が“３”となり、電力品質評価値が“４”となる良好な電力品質であれば、損害がほとんど０となる確率は９９．７３％となる。
【００９１】
（４−２）構成
図１５は、本実施形態の電力品質評価システムの全体構成を示したものであり、上記第１実施形態の電力品質評価システムの構成の一部を変更したものである。
すなわち、本実施形態の電力品質評価システムにおいては、評価対象となる種々の電力品質項目について、その電力品質の程度を示す電力品質値と損害の関係を示す損害曲線を格納した損害曲線データベース１１と、この損害曲線データベース１１から、評価対象となる電力品質項目に対応する損害曲線を選択して設定する損害曲線設定手段１２と、電力品質値の確率密度関数と、設定された損害曲線と、設定された判定値とを用いて、電力品質の程度を評価する電力品質評価手段９とを備えている。
【００９２】
また、前記電力品質評価手段９は、後述する計算式に基づいて、電力品質悪化の確率とその時の損害を示す指標である「電力品質損害指標」を求める損害指標計算部９４と、この電力品質損害指標に基づいて電力品質評価値を得る損害指標評価部９５と、得られた電力品質評価値を出力する品質評価値出力部９６とからなる。その他の構成は、上記第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【００９３】
（４−２−１）電力品質損害指標の算出方法
続いて、電力品質評価手段９の損害指標計算部９４における電力品質損害指標の算出方法について説明する。
まず、損害曲線を式（１２）で示す電力品質値の関数とする。なお、式（１２）中のｘは電力品質値である。
損害曲線＝l（ｘ）  …（１２）
【００９４】
次に、式（７）で定義される確率密度関数と式（１２）で定義される損害曲線とから、「電力品質確率・損害曲線」を式（１３）で定義する。なお、電力品質確率・損害曲線のグラフは、図１６に示すような曲線となる。
電力品質確率・損害曲線＝l（ｘ）・f（ｘ）…（１３）
【００９５】
さらに、電力品質損害指標を式（１４）で定義する。ここで、ｕｊは判定値のプラス側の値、ｌｊは判定値のマイナス側の値である。
【数６】
2005073346.tif 000008
【００９６】
つまり、電力品質損害指標は、プラス側とマイナス側の判定値に挟まれた電力品質確率・損害曲線の積分値であるから、判定値が変われば電力品質損害指標は変化する。
【００９７】
続いて、判定値の範囲と電力品質損害指標との関係について図１６〜図１８を用いて説明する。なお、図１６は、電力品質確率・損害曲線、電力品質損害指標及び判定値の関係を示す図である。
【００９８】
図１７は図１６に比べて、プラス側とマイナス側の判定値の範囲に対して電力品質確率・損害曲線が内側に入った例を示している。すなわち、判定値の幅が広くなれば、言い換えれば、判定基準が緩やかになれば、電力品質確率・損害曲線はプラス側とマイナス側の判定値の範囲の内側に深く入ることになり、積分値である電力品質損害指標は大きくなる。
【００９９】
また、図１８は図１７の例とは逆に、図１６に比べて、プラス側とマイナス側の判定値の範囲に対して電力品質確率・損害曲線のグラフが外側に出た例を示している。すなわち、判定値の幅が狭くなれば、言い換えれば、判定基準が厳しくなれば、電力品質確率・損害曲線はプラス側とマイナス側の判定値の範囲の外側に出る部分が増大するため、電力品質損害指標は小さくなる。
【０１００】
このように、電力品質が良く、電力品質確率・損害曲線が判定値の範囲の外側に出るほど電力品質損害指標は小さくなり、一方、電力品質が悪く、電力品質確率・損害曲線が判定値の範囲の内側に入るほど電力品質損害指標は大きくなる。従って、電力品質損害指標は、電力品質を評価する指標となることが分かる。
【０１０１】
また、図１９は、電力品質評価値と電力品質損害指標の関係を示す図であり、電力品質評価値は電力品質損害指標が小さいほど良く、電力品質損害指標が大きいほど悪くなる。上記損害指標評価部９５は、この図１９を参照して電力品質損害指標から電力品質評価値を求める。
【０１０２】
（４−３）全体の処理の流れ
上記のような構成を有する本実施形態の電力品質評価システムにおける処理の流れを、図２０に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、データ取得手段１によって、評価対象となる電力系統の各種電力量が読み込まれる（Ｓ２００１）。続いて、電力品質計算手段３により、各電力量における電力品質の程度が計算され、電力品質値が算出される（Ｓ２００２）。
【０１０３】
続いて、電力品質値保存手段５により、電力品質計算手段３によって得られた電力品質値が電力品質値データベース４に保存され（Ｓ２００３）、確率密度関数作成手段６の電力品質値集計部６１にて電力品質値が集計され（Ｓ２００４）、確率密度関数適用部６２にて、集計した電力品質値から確率密度関数が作成される（Ｓ２００５）。
【０１０４】
次に、判定値設定手段８により、判定値データベース７から所望の判定値を読み込んで、判定基準値として設定し（Ｓ２００６）、損害曲線設定手段１２により、損害曲線データベース１１から、評価対象となる電力品質項目に対応する損害曲線を読み込んで、設定する（Ｓ２００７）。
【０１０５】
次に、電力品質評価手段９では、損害指標計算部９４にて、電力品質損害指標を求め（Ｓ２００８）、損害指標評価部９５にて電力品質評価値を得る（Ｓ２００９）。そして、Ｓ２０１０で、この電力品質評価値を出力する。
【０１０６】
（４−４）効果
以上述べたように、本実施形態では、損害指標計算部９４が確率密度関数、損害曲線及び判定値から電力品質損害指標を計算し、この損害指標に基づいて電力品質を評価している。このように、電力品質の評価に際して、電力品質悪化の確率とその時の損害を示す指標である電力品質損害指標を用いているので、電力品質の悪化の悪化の発生確率と経済的な損失の両方を考慮して電力品質を評価することができる電力品質評価システムを得ることができる。
【０１０７】
（５）第５実施形態
本実施形態は、上記第４実施形態の変形例であって、高調波、電圧変動、電圧不平衡等の複数の電力品質評価項目の全ての項目、あるいは２以上の項目を総合的に評価することができるようにしたものである。
【０１０８】
（５−１）構成
本実施形態の基本的な構成は、上記第４実施形態の図１５と同様であるが、電力品質評価手段９において行う電力品質評価方法が上記第４実施形態とは異なっている。
【０１０９】
すなわち、本実施形態においては、電力品質評価項目のうち、高調波、電圧変動、電圧不平衡、瞬時電圧低下の４つの項目を、それぞれ電力品質Ａ、電力品質Ｂ、電力品質Ｃ、電力品質Ｄとする。そして、上記第４実施形態で述べた手順で、各電力品質Ａ〜Ｄ毎に、その電力品質の程度を電力品質計算手段３によって計算し、電力品質値保存手段５によって各電力品質Ａ〜Ｄ毎の電力品質値を保存し、確率密度関数作成手段６によって各電力品質Ａ〜Ｄ毎の電力品質確率密度関数を作成する。
【０１１０】
また、判定値設定手段８は、各電力品質Ａ〜Ｄ毎の判定値を設定し、損害曲線設定手段１２は、評価対象となる電力品質項目に対応する損害曲線を読み込んで、設定する。
そして、電力品質評価手段９では、電力品質Ａ〜Ｄ毎の確率密度関数と判定値と損害曲線を用いて電力品質損害指標を求め、この電力品質損害指標に基づいて、各電力品質Ａ〜Ｄ毎の電力品質を評価する。さらに、本実施形態の電力品質評価手段９においては、以下のようにして、電力品質Ａ〜Ｄに対する評価のうち、少なくとも２つ以上の電力品質項目についての評価を組み合わせて、総合的に評価することができるように構成されている。
【０１１１】
（５−２）電力品質損害指標の計算
電力品質Ａ、電力品質Ｂ、電力品質Ｃ、電力品質Ｄの電力品質確率・損害曲線を式（１５）〜（１８）で表す。下記の式で、ｌａ（ｘ）、ｌｂ（ｘ）、ｌｃ（ｘ）、ｌｄ（ｘ）は、それぞれ電力品質Ａ、電力品質Ｂ、電力品質Ｃ、電力品質Ｄの損害曲線である。また、ｆａ（ｘ）、ｆｂ（ｘ）、ｆｃ（ｘ）、ｆｄ（ｘ）は、それぞれ電力品質Ａ、電力品質Ｂ、電力品質Ｃ、電力品質Ｄの確率密度関数である。
電力品質Ａの電力品質確率・損害曲線＝ｌａ（ｘ）・ｆａ（ｘ）…（１５）
電力品質Ｂの電力品質確率・損害曲線＝ｌｂ（ｘ）・ｆｂ（ｘ）…（１６）
電力品質Ｃの電力品質確率・損害曲線＝ｌｃ（ｘ）・ｆｃ（ｘ）…（１７）
電力品質Ｄの電力品質確率・損害曲線＝ｌｄ（ｘ）・ｆｄ（ｘ）…（１８）
【０１１２】
また、電力品質Ａ、電力品質Ｂ、電力品質Ｃ、電力品質Ｄの電力品質損害指標は、上記式（１５）〜（１８）のそれぞれの電力品質確率・損害曲線を、式（１４）に代入して得ることができる。これをそれぞれ、式（１９）、式（２０）、式（２１）、式（２２）で示す。
【数７】
2005073346.tif 000009
ここで、ｕａｊ：電力品質Ａの判定値のプラス側の値
ｌａｊ：電力品質Ａの判定値のマイナス側の値
【数８】
2005073346.tif 000010
ここで、ｕｂｊ：電力品質Ｂの判定値のプラス側の値
ｌｂｊ：電力品質Ｂの判定値のマイナス側の値
【数９】
2005073346.tif 000011
ここで、ｕｃｊ：電力品質Ｃの判定値のプラス側の値
ｌｃｊ：電力品質Ｃの判定値のマイナス側の値
【数１０】
2005073346.tif 000012
ここで、ｕｄｊ：電力品質Ｄの判定値のプラス側の値
ｌｄｊ：電力品質Ｄの判定値のマイナス側の値
【０１１３】
これら電力品質Ａ〜Ｄのトータルの電力品質の程度は、式（１９）から式（２２）の和と考えられるから、全体の電力品質損害指標は式（２３）で表される。
【数１１】
2005073346.tif 000013
【０１１４】
また、図２１は、電力品質評価値と全体の電力品質損害指標の関係を示す図であり、電力品質評価値は全体の電力品質損害指標が小さいほど良く、全体の電力品質損害指標が大きいほど悪くなる。上記損害指標評価部９５は、この図２１を参照して、全体の電力品質損害指標から電力品質評価値を求める。
【０１１５】
（５−３）作用効果
以上のような本実施形態によれば、上記第２及び第４実施形態と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、４つの電力品質項目Ａ〜Ｄに関して、電力品質悪化の確率とそのときの損害を判定要素として電力品質を評価できる。しかも、総合的あるいは選択的な電力品質評価が可能である。また、電力品質項目毎に損害曲線の設定を変更可能なので、電力品質項目毎に経済的な損害度が異なっている場合でも柔軟に対応することができる。したがって経済的な観点からも信頼性に優れた電力品質評価を行うことが可能となる。
【０１１６】
（６）第６実施形態
第６実施形態は、上記第４実施形態の変形例であって、電力需要家毎のニーズに応じて判定値を設定し、それに基づいて電力品質を評価するようにしたものである。
【０１１７】
第６実施形態では、上記第３実施形態と同じく、判定値データベース７は、電力需要家のそれぞれが望む電力品質要求度に柔軟に対応できるように、それぞれの電力需要家に応じた判定値を格納している。また、判定値設定手段８は、電力需要家の望む電力品質要求度に応じた判定値を判定値データベース７から取り出し、設定することができるようになっている。
【０１１８】
また、損害曲線データベース１１は、それぞれの電力需要家に応じた損害曲線を格納している。また、損害曲線設定手段１２は、その電力需要家に応じた損害曲線を損害曲線データベース１１から取り出し、設定することができるようになっている。
【０１１９】
ここで、電力需要家に応じた損害曲線について説明する。例えば、精密機械工場やコンピュータ使用工場のように高品質な電力を望む需要家の場合、電力品質がわずかに悪化しただけでも、経済的な損害は大きくなる。一方、それほど高品質な電力を必要としない一般需要家の場合、電力品質の変化による経済的な損害は小さい。このため、電力需要家に応じて個別の損害曲線を設けることにより、より精度の高い電力品質評価を行うことができる。
【０１２０】
このように、本実施形態においては、需要家毎に別個の判定値と損害曲線を設定することができるので、細分化が進む電力需要家のニーズに対して、柔軟且つ的確に対応することができる電力品質の評価が可能となる。
【０１２１】
（７）第７実施形態
本実施形態は、上記第１実施形態の変形例であり、確率密度関数の代わりに電力品質分布マップを用いたものである。
本実施形態においては、図２２に示すように、上記各実施形態で用いた確率密度関数作成手段６の代わりに、電力品質分布マップ作成手段２０を備えており、電力品質分布マップを出力するようになっている。
【０１２２】
また、前記電力品質分布マップ作成手段２０は、電力品質値集計部２１と集計結果規格化部２２と、分布マップ作成部２３とからなる。また、電力品質評価手段９は、電力品質分布マップにおいて、プラス側とマイナス側の判定値に挟まれた規格化度数の大きさＰを求める規格化度数計算部９７と、図２５に示した電力品質評価値とＰの関係を示す表に基づいて電力品質評価値を得る規格化度数評価部９８と、電力品質評価値を出力する品質評価値出力部９９とからなる。なお、その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【０１２３】
（７−１）電力品質分布マップの作成
電力品質分布マップ作成手段２０の電力品質値集計部２１により、電力品質値データベース４に保存された電力品質値を集計し、その結果を電力品質値の集計結果とする。この集計結果を集計結果規格化部２２が規格化し、規格化したものを電力品質値の集計結果規格とする。そして、分布マップ作成部２３により、電力品質値の集計結果規格または集計結果を電力品質分布マップとする。
【０１２４】
集計結果規格化部２２における処理は、電力品質値の集計結果を規格化するものであるが、上記第１実施形態における図４を例にとると、図４の電力品質値毎の度数を、度数の合計で割ったものが相当する。これを規格化度数とすると、規格化度数の全ての電力品質値に対する合計値は１となる。
【０１２５】
図２３は、規格化度数と電力品質値の関係を示す図であり、図２４は、判定値と電力品質値集計結果規格による電力品質の評価を説明する図である。図２４から明らかなように、プラス側及びマイナス側の判定値にはさまれた規格化度数が多いほど、電力品質は良好であることが分かる。
【０１２６】
ここで、プラス側及びマイナス側の判定値にはさまれた規格化度数の大きさをＰとした場合、このＰと電力品質評価値の関係の例を図２５に示す。すなわち、図１２の例と同様に、電力品質評価手段９は、電力品質評価値を５段階の数値で表し、Ｐが６８％未満であれば品質評価は“１”、Ｐが６８％以上９５％未満であれば品質評価は“２”、Ｐが９５％以上９９．７３％未満であれば品質評価は“３”、Ｐが９９．７３％以上９９．９９４％未満であれば品質評価は“４”、Ｐが９９．９９４％以上であれば品質評価“５”とするようになっている。
【０１２７】
（７−２）作用効果
以上述べたように、本実施形態では、電力品質分布マップ作成手段２０が電力品質値から電力品質分布マップを求め、電力品質評価手段９が、プラス側とマイナス側の判定値の範囲に収まる規格化度数に基づいて電力品質評価値を出力する。このように、本実施形態によれば、電力品質悪化現象の発生確率を考慮して電力品質を評価することができる電力品質評価システムを提供することができる。
【０１２８】
（８）他の実施形態
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば第２〜第６実施形態において、確率密度関数作成手段６に代えて電力品質分布マップ作成手段２０を用いても良い。但し、損害指標計算部９４を有する第４〜第６実施形態において、電力品質損害指標を導く際に利用する電力品質確率・損害曲線に関しては、確率密度関数に損害曲線を乗じるのではなく、規格化度数に損害曲線を乗じた量を用いる。
【０１２９】
また、上記第７実施形態の変形例として、複数の電力品質評価項目をそれぞれ電力品質Ａ、電力品質Ｂ、電力品質Ｃ、電力品質Ｄとした場合、各電力品質のプラス側とマイナス側の判定値に挟まれた規格化度数の大きさをＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄとすると、これらの平均値で電力品質評価を行っても良い。
【０１３０】
また、電力品質評価手段における段階評価や、電力品質項目の種類やその組み合わせなどは適宜選択自由である。さらに本発明の範囲内で他にも多種多様な形態が実施可能であり、上記各実施形態に係る構成を適宜組み合わせて用いた場合には、その組み合わせに応じて同等もしくは組み合わせによる相乗的な効果が得られることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明に係る電力品質評価システムの第１実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】電力品質評価項目とその程度を表す代表的な指標、並びにその計算式を示す図。
【図３】電力品質値データベースの一例を示す図。
【図４】電力品質値の集計結果の一例を示すヒストグラム。
【図５】集計した電力品質値のヒストグラムを、確率密度関数として正規分布に当てはめた例を示した図。
【図６】正規分布と標準偏差σの関係を示した図。
【図７】判定値と正規分布の関係を示す図であって、判定値Ｈが「標準偏差±３（３σ）」の場合。
【図８】判定値と正規分布の関係を示す図であって、判定値Ｈが「標準偏差±１（１σ）」の場合。
【図９】σ値に基づく電力品質評価値の一例を示した図。
【図１０】第１実施形態の電力品質評価システムにおける処理の流れを示すフローチャート。
【図１１】Ｐ（ｘ）と標準偏差σの関係を示した図。
【図１２】Ｐ（ｘ）及びσ値と、電力品質評価値の関係の一例を示す図。
【図１３】異なる判定値を用いた場合の、確率密度関数と各判定値との関係を示した図。
【図１４】電力品質値と損害曲線と確率密度関数の関係を示す図。
【図１５】本発明に係る電力品質評価システムの第４実施形態の構成を示すブロック図。
【図１６】電力品質確率・損害曲線、電力品質損害指標及び判定値の関係を示す図。
【図１７】電力品質確率・損害曲線、電力品質損害指標及び判定値の関係を示す図。
【図１８】電力品質確率・損害曲線、電力品質損害指標及び判定値の関係を示す図。
【図１９】電力品質評価値と電力品質損害指標の関係を示す図。
【図２０】第４実施形態の電力品質評価システムにおける処理の流れを示すフローチャート。
【図２１】電力品質評価値と全体の電力品質損害指標の関係を示す図。
【図２２】本発明に係る電力品質評価システムの第７実施形態の構成を示すブロック図。
【図２３】規格化度数と電力品質値の関係を示す図。
【図２４】判定値と集計結果規格による電力品質の評価を説明する図。
【図２５】判定値にはさまれた規格化度数の大きさＰと電力品質評価値の関係を示す図。
【符号の説明】
【０１３２】
１…データ取得手段
２…データ記憶手段
３…電力品質計算手段
４…電力品質値データベース
５…電力品質値保存手段
６…確率密度関数作成手段
６１…電力品質値集計部
６２…確率密度関数適用部
７…判定値データベース
８…判定値設定手段
９…電力品質評価手段
９１…σ値計算部
９２…σ値評価部
９３…品質評価値出力部
９４…損害指標計算部
９５…損害指標評価部
９６…品質評価値出力部
９７…規格化度数計算部
９８…規格化度数評価部
９９…品質評価値出力部
１１…損害曲線データベース
１２…損害曲線設定手段
２０…電力品質分布マップ作成手段
２１…電力品質値集計部
２２…集計結果規格部
２３…分布マップ作成部
【図１】
2005073346.tif 000014
【図２】
2005073346.tif 000015
【図３】
2005073346.tif 000016
【図４】
2005073346.tif 000017
【図５】
2005073346.tif 000018
【図６】
2005073346.tif 000019
【図７】
2005073346.tif 000020
【図８】
2005073346.tif 000021
【図９】
2005073346.tif 000022
【図１０】
2005073346.tif 000023
【図１１】
2005073346.tif 000024
【図１２】
2005073346.tif 000025
【図１３】
2005073346.tif 000026
【図１４】
2005073346.tif 000027
【図１５】
2005073346.tif 000028
【図１６】
2005073346.tif 000029
【図１７】
2005073346.tif 000030
【図１８】
2005073346.tif 000031
【図１９】
2005073346.tif 000032
【図２０】
2005073346.tif 000033
【図２１】
2005073346.tif 000034
【図２２】
2005073346.tif 000035
【図２３】
2005073346.tif 000036
【図２４】
2005073346.tif 000037
【図２５】
2005073346.tif 000038