(57)【要約】【課題】配電系統の電圧を調節するための制御アルゴリズムを確立した配電系統情報監視システムを提供すること。【解決手段】配電用変電所内または配電線路の途中に設置され配電線路に接続された負荷時タップ切替装置付変圧器LRT、SVRと、配電線路に接続された無効電力調節装置DG、DES、SVC、STATCOMと、各機器のタップ位置または無効電力と電圧の情報および高圧配電線路の各節点の電圧の情報を収集し、演算処理する機能を有する配電系統情報監視所と、該配電系統情報監視所において決定したタップ位置を負荷時タップ切替装置付変圧器LRT、SVRに送信するとともに、該配電系統情報監視所において決定した無効電力の指令を前記の各無効電力調節装置に送信する配電系統情報監視システムである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電用変電所内または配電線路の途中に設置され配電線路に接続された負荷時タップ切替装置付変圧器と、配電線路に接続された無効電力調節装置と、各機器のタップ位置または無効電力と電圧の情報および高圧配電線路の各節点の電圧の情報を収集し、該情報に基づいて、前記負荷時タップ切替装置付変圧器の二次電圧が規定範囲を逸脱している場合は逸脱を減じるようにタップ位置を一つ変化させることを決定し、逸脱していない場合はその時点のタップ位置および該タップ位置の上か下に一つ変化させた合計３つのタップ位置に関して、前記負荷時タップ切替装置付変圧器の二次側より下流の高圧配電線の各電圧検出地点における電圧の規定範囲の中心値からの誤差の二乗和を最小にする各無効電力調節装置の無効電力を求め、その二乗和を最小にするタップ位置に決定する配電系統情報監視所と、該配電系統情報監視所において決定したタップ位置を前記負荷時タップ切替装置付変圧器に送信することを特徴とする配電系統情報監視システム。
【請求項２】
上記負荷時タップ切替装置付変圧器のタップ位置を選定した後で、すべての電圧検出地点の電圧のタップ変更前と後（タップを変更しない場合も含む）の平均値が、規定範囲内であれば各無効電力調節装置の無効電力の絶対値を減じるように決定し、そうでない場合は各無効電力調節装置の無効電力を各電圧検出地点における前記平均値の規定範囲の中心値からの誤差の二乗和を最小にする値に近づけるように決定する配電系統情報監視所と、該配電系統情報監視所において決定した無効電力の指令を前記の各無効電力調節装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の配電系統情報監視システム。
【請求項３】
複数の可制御負荷と、該各可制御負荷からある時点の消費電力と将来の消費電力平均値と最大消費電力と最小消費電力の情報を収集し、系統の需給バランスから必要な可制御負荷の消費電力調節量の総量を判断し、消費電力調節を行わせる可制御負荷を選定し、消費電力指令を送信することを特徴とする系統情報監視システム。
【請求項４】
上記消費電力調節を行わせる可制御負荷を選定する際に、電力消費率に着目し、消費電力を減らす場合には電力消費率が小さい可制御負荷から順に選定し、逆に消費電力を増やす場合には電力消費率が大きい可制御負荷から順に選定することを特徴とする請求項３に記載の系統情報監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電系統の電圧維持の適正化を図った配電系統情報監視システムおよび系統全体の需給バランス維持を図った系統情報監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
有限な化石燃料の消費を抑制し、地球温暖化の原因となる二酸化炭素排出量を削減するためには、太陽光・風力などの再生可能資源を用いた発電や、排熱の有効利用により総合効率を高められる熱電併給の普及が重要である。これらは通常小容量のものが点在する「分散型電源」であり、その多くが安定性および供給信頼性を高めるために系統連系して運用される。しかし現在の電力系統に分散型電源を大量に連系すると、配電系統の電圧維持や系統全体の需給バランス維持が困難になる。
【０００３】
そこで配電系統の維持管理のための、系統側と需要家側との間の情報交換を目的とした需給インターフェイスの必要性が指摘されている（非特許文献１参照）。また、電力の頻繁な託送を可能とするために、電圧・周波数調節を目的とした地域送配電系統と分散型電源との間の協調制御が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−５６９９６号公報
【非特許文献１】２１世紀の電力系統―需要地系統の構築―（ＯＨＭ  ２００２年３月号、ｐ９９〜１０３）
【非特許文献２】無効電力と直列リアクタンスによる配電線電圧調節に関する考察（電気学会 電力技術・電力系統技術合同研究会、PE-03-156、 PSE-03-167、ｐ１３〜１８、２００３）
【非特許文献３】分散型電源連系時の配電系統電圧管理手法の検討―SVCによる制御と柱上変圧器タップ変更の見直し―（平成15年電気学会全国大会、6-043、ｐ７４〜７５、２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、配電系統の電圧維持については、上記特許文献１や非特許文献１には、配電系統の電圧調節のための具体的な制御方法や実施例については明記されていない。即ち、系統側と需要家側との間で情報交換を行い配電系統の電圧を調節するための制御アルゴリズムは確立されていないのが現状である。
【０００６】
また、系統全体の需給バランス維持に関しては、特許文献１では、需給バランス維持のために分散型電源の出力を調整することが提案されているが、特許文献１にも示されているように太陽光発電や風力発電は出力を減らすことはできるが任意には制御できない発電設備であるし、熱電併給設備でも排熱の有効利用のために熱需要を考慮して電気出力を決定するのが望ましい。よって分散型電源の出力調整を積極的に行うことは、自然エネルギーや熱エネルギーの有効利用を阻害するという問題があった。これに対し、電気温水器のようにある時間までに規定のエネルギーを投入し規定温度の温水を得られれば途中の消費電力変化を許容できる負荷がある。また空調機も、短時間であればその空調パワーを変動させても、使用者に大きな不快感を与えることなく温度や湿度のコントロールを行うことができる。このような「可制御負荷」の消費電力の調節を積極的に行い、この調節で需給バランスを維持できない場合に限り分散型電源の出力調整を行う方が、分散型電源の出力を調整する機会を減らすことができ、エネルギーの有効利用を図ることができる。しかし多数台ある可制御負荷のうち、どの可制御負荷の消費電力を削減または増加させるかを選ぶ方法が明確に定まっていないのが現状である。
【０００７】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、配電系統の電圧を調節するための制御アルゴリズムを確立した配電系統情報監視システムを提供することにある。
また本発明の他の目的は、系統全体の需給バランスを調節するために消費電力を調節する可制御負荷の選定法を明確にすることにより、分散型電源の大量連系を可能にした系統情報監視システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するために下記の手段を採用した。
第１の手段は、配電用変電所内または配電線路の途中に設置され配電線路に接続された負荷時タップ切替装置付変圧器と、配電線路に接続された無効電力調節装置と、各機器のタップ位置または無効電力と電圧の情報および高圧配電線路の各節点の電圧の情報を収集し、該情報に基づいて、前記負荷時タップ切替装置付変圧器の二次電圧が規定範囲を逸脱している場合は逸脱を減じるようにタップ位置を一つ変化させることを決定し、逸脱していない場合はその時点のタップ位置および該タップ位置の上か下に一つ変化させた合計３つのタップ位置に関して、前記負荷時タップ切替装置付変圧器の二次側より下流の高圧配電線の各電圧検出地点における電圧の規定範囲の中心値からの誤差の二乗和を最小にする各無効電力調節装置の無効電力を求め、その二乗和を最小にするタップ位置に決定する配電系統情報監視所と、該配電系統情報監視所において決定したタップ位置を前記負荷時タップ切替装置付変圧器に送信することを特徴とする配電系統情報監視システムである。
【０００９】
第２の手段は、第１の手段において、負荷時タップ切替装置付変圧器のタップ位置を選定した後で、すべての電圧検出地点の電圧のタップ変更前と後（タップを変更しない場合も含む）の平均値が、規定範囲内であれば各無効電力調節装置の無効電力の絶対値を減じるように決定し、そうでない場合は各無効電力調節装置の無効電力を各電圧検出地点における前記平均値の規定範囲の中心値からの誤差の二乗和を最小にする値に近づけるように決定する配電系統情報監視所と、該配電系統情報監視所において決定した無効電力の指令を前記の各無効電力調節装置に送信することを特徴とする配電系統情報監視システムである。
【００１０】
第３の手段は、複数の可制御負荷と、該各可制御負荷kからある時点の消費電力Pnkと将来の消費電力平均値Pakと最大消費電力Pmaxkと最小消費電力Pminkの情報を収集し、系統の需給バランスから必要な可制御負荷の消費電力調節量の総量を判断し、消費電力調節を行わせる可制御負荷を選定し、消費電力指令を送信することを特徴とする系統情報監視システムである。
【００１１】
第４の手段は、第３の手段において、上記消費電力調節を行わせる可制御負荷を選定する際に、電力消費率(Pak-Pmink)/(Pmaxk-Pmink)に着目し、消費電力を減らす場合には電力消費率が小さい可制御負荷から順に選定し、逆に消費電力を増やす場合には電力消費率が大きい可制御負荷から順に選定することを特徴とする系統情報監視システムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の配電系統情報監視システムによれば、負荷時タップ切替装置付変圧器のタップ位置および無効電力調節装置の無効電力を、配電系統の電圧分布が規定範囲に収まるよう的確に決定できる。また、本発明の系統情報監視システムによれば、系統全体の需給バランス維持のための有効電力調節をどの可制御負荷に行わせるかを明確に選定でき、可制御負荷が規定時間内に必要なエネルギーを消費することができる。また、分散型電源の出力を調整する機会を減らすことができ、エネルギーの有効利用を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の第１の実施形態を図１乃至図５を用いて説明する。
図１は本実施形態の発明に係る配電系統情報監視システムの構成を示す図である。
同図に示すように、この配電系統情報監視システムは、各機器と配電系統情報監視所との間、および配電系統情報監視所と中央給電指令所との間で情報交換を行うための情報通信線を有する電力システムである。
配電系統内の各可制御機器としては、負荷時タップ切替装置付変圧器（例えば、配電用変電所内に設置される負荷時タップ切替変圧器（ＬＲＴ）や配電用変電所出口から末端に至る線路途中に施設されるステップ式自動電圧調整器（ＳＶＲ））や無効電力調整装置（例えば、分散型電源（ＤＧ）、分散型電力貯蔵装置（ＤＥＳ）、静止形無効電力補償装置（ＳＶＣ）、静止形無効電力発生装置（ＳＴＡＴＣＯＭ））や可制御負荷があるが、これらの各可制御機器は電圧や電力等の情報を情報通信線を介して配電系統情報監視所に伝達する。
【００１４】
系統全体の需給バランスに影響する有効電力の情報は、各配電系統情報監視所がまとめて中央給電指令所に送り、中央給電指令所は各集中型発電所の運転状況も見据えて有効電力調節の必要性を判断し指令を配電系統情報監視所に出す。配電系統情報監視所はこの中央給電指令所からの有効電力に関する指令および配電系統内の電圧分布の情報を基に、電圧が規定範囲を逸脱しないように、各可制御機器に制御指令を出す。
この一連の操作を規定時間間隔毎に繰り返す。即ち、各可制御機器は配電系統を運用する配電系統情報監視所からの指令に従って動作する。
【００１５】
次に、本実施形態に係る配電系統情報監視システムにおける配電系統の電圧調節アルゴリズムについて説明する。
配電系統の電圧を調節する方法には大きく分けて２つあり、１つは無効電力を調節することであり、もう１つは変圧器のタップを切替ることである。
まず、無効電力を調節したとき、負荷時タップ切替装置付変圧器の２次側の送出端から任意の距離lの地点における各線路の電圧分布がいかに変化するかを表す式は(1)式で表される。（非特許文献２参照）。
【数１】
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一般に配電系統では、(1)式のルート内の第一項は第二項より充分大きいので、(1)式は(2)式で近似できる。
【数２】
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ここに、r と x は単位長さあたりの線路の抵抗値とリアクタンス、P(l) と Q(l) は距離lの位置における線路を通過する有効電力と無効電力、z2=r2+x2、 tan f=x/r、 S(l)2=P(l)2+Q(l)2、tan q(l)=Q(l)/P(l) である。また、有効電力は前記任意の距離ｌの位置より線路下流側で消費される値を正値、無効電力は前記任意の距離ｌの位置より線路下流側で消費される遅れ無効電力を正値としている。(2)式をQ(l)で偏微分すると(3)式となる。
【数３】
2005269744.tif 000005
(3)式より、例えば、送出端から任意の機器（例えば、分散型電源（ＤＧ））の連系点までの距離をlaとしたとき、距離laの地点に接続された機器が、無効電力消費をDQだけ増加させたときの、距離lの地点の線路電圧変化は(4)式で近似できる。
【数４】
2005269744.tif 000006
【００１６】
次に、変圧器のタップ変更に伴う線路電圧の変化を表す式を以下に示す。
二次電圧の変化分をdVとすると、二次側の全線路での電圧変化分は距離lに依存せず(5)式で近似できる。
【数５】
2005269744.tif 000007
各負荷の電圧が変わると電流も変化するので厳密解は上記の近似式と異なるが、簡潔で取り扱いやすいことから上記の近似式を制御アルゴリズムに用いる。
【００１７】
変圧器二次側の高圧配電線路内のm箇所の電圧を検出しているとし、その地点を番号iで表し、その地点の電圧をViとする。また、負荷時タップ切替装置付変圧器の二次側に接続されている、配電系統情報監視所から制御可能な無効電力調節装置がn台存在するとし、それらを番号jで表し、その無効電力調節装置が消費する遅れ無効電力をQjとする。ここで、無効電力調節装置とは、SVC、STATCOM、同期調相機といった、無効電力の調節を主な目的として設置されている機器のみならず、自励式インバータや同期発電機を有する分散型電源（DG）や、自励式インバータを用いたBTB設備であるループコントローラなど、無効電力を調節する機能を有する設備を含む。さらに、負荷時タップ切替装置付変圧器のタップ番号をNとし、Nが大きくなる方向にタップを切替えた場合は変圧器二次電圧が高くなり、逆にNが小さくなる方向にタップを切替えた場合は変圧器二次電圧が低くなるとする。
【００１８】
ここで(4)式より、各無効電力調節装置が消費する遅れ無効電力の変化分DQjによる、各電圧検出地点の電圧変化分DViを、係数qijを用いて(6)式で表すとする。
【数６】
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【００１９】
以上が電圧調節アルゴリズムを説明するための定義である。
次に、図３を用いて、配電系統情報監視所における電圧調節アルゴリズムの流れ図を図２に示す。
まず配電系統情報監視システムは、各地点の電圧Viの情報を得て（ステップS1）、そのうち負荷時タップ切替装置付変圧器の二次側送出端の電圧VO注目し、その値が規定上限値Vhighより高い場合はタップ番号の増分DNを-1に、規定下限値Vlowより低い場合は+1に決定する（ステップS2乃至ステップS5）。
【００２０】
規定範囲内の場合は、以下の方法でDNを決定する。DN=-1、 0、 +1の3つのケースについて、j番の分散型電源の最適無効電力Qdjを(7)、(8)式を用いて算出する（ステップS6）。
【数７】
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【数８】
2005269744.tif 000010
ただしVpavrは高圧配電線電圧の規定上限値と下限値の平均値((Vhigh+Vlow)/2)である。また、DQdjは最小二乗法により求める、制御後の各節点電圧ViのVpavrからのずれの二乗和を最小にする無効電力の増分である。ここで、Qdjの二乗和sを(9)式で算出する。
【数９】
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(9)式で算出された、DN=-1のときのs-1、DN=0のときのs0、DN=+1のときのs+1の3つs値の内で、最もs値を小さくするDNに決定する（ステップS7）。これで、タップ番号の増分DNは−1、０、＋１のいずれかに決定される。
【００２１】
DN決定後、タップ変更前と後の各節点電圧の平均値Vi+dVDN/2が規定範囲内に収まるかどうかを調べる（ステップS8）。m箇所すべての節点においてVi+dVDN/2が規定範囲内に収まる場合は、n台すべての無効電力QjをgQjに更新する（ステップS9）。ここで、gは1未満の正値であり、電流増加に伴う損失増加を防ぐために不要な無効電力を徐々に絞る効果がある。
【００２２】
Vi+dVDN/2が規定範囲を逸脱する節点がある場合は、j番の分散型電源の目標無効電力Qtjを(10)、(11)式を用いて算出する。
【数１０】
2005269744.tif 000012
【数１１】
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ただし、DQtjは最小二乗法により求める、タップ変更前と後の、各節点電圧ViのVpavrからのずれの平均値の二乗和を最小にする無効電力の増分である（ステップS10）。DQdjを算出する(8)式とDQtjを算出する(11)式との違いは、(8)式中のdVDNの項を(11)式ではdVDN/2にしているだけである。DQdjの代わりにDQtjを新たに算出している理由は、タップ変更直前と直後の両方において、各節点電圧ViのVpavrからのずれをなるべく小さく抑えるためである。
Qtj算出後、Qtjがその無効電力調節装置の定格値Qrj以内に収まるかどうかを調べる（ステップS11）。定格内に収まらない無効電力調節装置が存在する場合は、例えば、その装置の番号がpの場合、DQtpをQrp-Qpに決定し、(11)式中のViをVi+qipQrpに書き換えてステップS10に戻る（ステップS12）。これを繰り返し、それ以外の装置で定格内に収まらない無効電力調節装置が存在しなくなったら、n台すべての無効電力QjをQj+cDQtjに更新する。ここで、cは1未満の正値であり、Qjの急激な変化を抑制する効果がある（ステップS13）。
【００２３】
上記のアルゴリズムにより決定したDNおよびQjを、それぞれタップ切替機能付変圧器と無効電力調節装置に指令する。この一連の操作を規定時間間隔毎に繰り返す。
【００２４】
次に、図３を用いて、6.6 kVの三相三線式高圧配電系統２フィーダ分を模擬する、三相三線200V、18kVAのアナログシミュレータを用いて行った実験について説明する。
6.6kV、 3 MVA のフィーダを 200V、9 kVA のモデルで模擬し、その抵抗とリアクタンスを上記容量を基準として、ある実系統のpu値に合わせている。各フィーダの全長は 6 km に設定し、それぞれ中央と末端に純抵抗負荷や無効電力調節装置の接続点を設け、図３に示すように節点番号を与える。図３において、記号VとPはそれぞれ、各節点の線間電圧と節点につながる機器により消費される有効電力を表し、添字は節点番号を表す。２台の無効電力調節装置(RS1、 RS2)は、無効電力を連続的に変化できる。RS1は節点#1に、RS2は節点#4に接続した。RS1とRS2が消費する遅れ無効電力をそれぞれQ1、Q2で表す。負荷時タップ切替装置付変圧器の一次巻線は三相200 V の商用電源に接続している。負荷時タップ切替装置付変圧器はタップ切替により一次巻線のタップ位置を200 Vから220 Vまで5V間隔で変更できる。
【００２５】
次に、配電線の電圧の上限値および下限値について説明する。
わが国では電気事業法により、引込口における電灯線電圧を 101V±6V以内に維持することが定められている。低圧線での電圧変動分を、重負荷時降下分6.5V、最大逆潮流時上昇分2.0Vとする（非特許文献３参照）と、高圧配電線の許容電圧変動幅は、電灯線電圧換算で101.5V〜105.0Vとなる。
【００２６】
すべての柱上変圧器タップを6600V:105Vに設定しているとする。この場合、高圧配電線のすべての電圧を6380V〜6600V(0.967 pu〜1.0 pu)の間に維持する必要がある。これは実験システムでは下限Vlow=193.3 V、上限Vhigh=200.0V内に維持することに相当する。
【００２７】
各節点の有効電力消費を変化させ、電圧変化を測定した。負荷時タップ切替装置付変圧器と無効電力調節装置の無効電力は、上記のアルゴリズムにより自動調節した。ただし本回路において(6)式中の係数qijは、(4)式より(12)式となる。
【数１２】
2005269744.tif 000014
ここでVbは、(4)式では線路送出端電圧であるが、簡単のため線路定格電圧である200V(1pu)を用い、係数qijを常に定数として扱えるようにした。
【００２８】
第１の実施形態のアルゴリズムにより制御した場合の実験結果を図４に示す。
ただし電圧の規定範囲からの逸脱を極力避けるため、ステップS2、S3、S8で使用する電圧規定範囲を、VlowからVhighまででなく、Vlow+0.5VからVhigh-0.5Vまでとした。また、ステップS13とS9で用いる係数を、c=0.2、g=0.95とし、計測と制御は１秒毎に行った。図４のように、節点#2では大きな電力消費があり、逆に節点#1では大きな逆潮流が発生している状況を実験した。図４では、200V、9kVAを単位法の基準としたpu値で表示している。このとき負荷時タップ切替装置付変圧器のタップ位置はN=3から変化しなかった。RS1が適切に無効電力Q1を調節して、節点#2の電圧V2を、過渡的な変動を除き規定範囲内に維持している。
【００２９】
これに対し、従来の制御法による場合の実験結果を図５に示す。従来の制御法とは、負荷時タップ切替装置付変圧器は二次電圧および自身を通過する電力から下流の配電線での電圧分布を推定し、タップ位置を決定する。また、無効電力調節装置は、家庭用太陽光発電のパワーコンディショナのように、連系点電圧を測定し、規定範囲を逸脱していれば無効電力調節を行う。実験回路、電圧規定範囲、計測・制御間隔は、図４に示した実験と同じとした。また各節点での電力消費の変化パターンは、図４に示した実験とほぼ同じである。図５でも、200V、 9kVAを単位法の基準としたpu値で表示している。このとき変圧器のタップ位置はN=3から変化しなかった。この場合、RS1の連系点電圧V1は常に規定範囲内であるため、RS1は無効電力Q1を調節しておらず、常にQ1=0であった。このため、節点#2の電圧V2が、92秒から189秒の大きな消費電力がある時間に定常的に規定範囲を逸脱している。
【００３０】
以上の２つの実験結果から、配電系統における従来の制御法では電圧を規定範囲内に維持できない場合でも、第１の実施形態のアルゴリズムを用いれば規定範囲内に維持できることが明らかであり、本手法の有効性を確認できた。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施形態を図６乃至図７を用いて説明する。
図６は本実施形態の発明に係る系統情報監視システムの構成を示す図である。
同図に示す系統情報監視システムでは、４台の可制御負荷が系統につながっているとし、それらを番号kで表し、その最大消費電力をPmaxk、最小消費電力をPminkとする。番号kの可制御負荷は、ある情報送信時点において、電力Pnkを消費しており、この時刻からtk時間後までにEakのエネルギーを消費しなければならないとする。このとき、この可制御負荷がtk時間後までに消費する電力の平均値はPak=Eak/tkである。
【００３２】
ここで、tk時間後までの電力消費率を(Pak-Pmink)/(Pmaxk-Pmink)で定義する。この電力消費率は、その負荷がtk時間後まで最大消費電力で運転しなければならない割合を表している。この値が1のときは、tk時間後までずっと最大消費電力で運転し続ける必要がある。逆にこの値が0のときは、tk時間後までずっと最小消費電力で運転し続ける必要がある。この値が0.5のときは、tk/2時間後まで最大消費電力で運転し、その後tk時間後まで最小消費電力で運転しても、tk/2時間後まで最小消費電力で運転し、その後tk時間後まで最大消費電力で運転しても、tk時間後までずっと最大消費電力と最小消費電力の中間の電力で運転しても良い。
【００３３】
この系統において需要過多となり、いくつかの可制御負荷の消費電力を減らさなければならなくなったとする。消費電力を減らす可制御負荷としては、電力消費率が小さいものから順番に選択し、それらに最小消費電力を行うように指令する。選択した可制御負荷の消費電力を最小値Pminkにすることで減らすことのできる消費電力Pnk-Pminkを足していき、必要な消費電力調節量を得られるまで選択する。消費電力を最小値Pminkにするように指令され続けている可制御負荷の電力消費率(Pak-Pmink)/(Pmaxk-Pmink)は、時間の経過と共に高くなる。電力消費率が1になった可制御負荷は、その後tk時間後までずっと最大消費電力Pmaxkで運転し続ける必要がある。
【００３４】
逆にこの系統において供給過多となり、いくつかの可制御負荷の消費電力を増やさなければならなくなったとする。消費電力を増やす可制御負荷としては、電力消費率が大きいものから順番に選択し、それらに最大消費電力を行うように指令する。選択した可制御負荷の消費電力を最大値Pmaxkにすることで増やすことのできる消費電力Pmaxk-Pnkを足していき、必要な消費電力調節量を得られるまで選択する。消費電力を最大値Pmaxkにするように指令され続けている可制御負荷の電力消費率(Pak-Pmink)/(Pmaxk-Pmink)は、時間の経過と共に低くなる。電力消費率が0になった可制御負荷は、その後tk時間後までずっと最小消費電力Pminkで運転し続ける必要がある。
【００３５】
このように電力消費率の大きさに着目して消費電力を調節する可制御負荷を選択することにより、すべての可制御負荷が指定されたtk時間後までにEakのエネルギーを消費できるように制御できる。
【００３６】
ここで本制御手法の一例を図７を用いて説明する。
図７は、図６中の４台の可制御負荷の、ある情報送信時のパラメータを表したものである。電力消費率の大小関係から、この系統において需要過多となった場合には、可制御負荷2、4、1、3の順に、消費電力を最小値Pminkで運転するように指令する。0.25kW以上消費電力を減らす必要がある場合は、可制御負荷2を最小消費電力Pmin2で運転させる。0.25+3.9=4.15kW以上消費電力を減らす必要がある場合は、可制御負荷2と4を最小消費電力Pmin2とPmin4で運転させる。4.15+2=6.15kW以上消費電力を減らす必要がある場合は、可制御負荷2と4と1を最小消費電力Pmin2とPmin4とPmin1で運転させる。6.15+0.6=6.75kW以上消費電力を減らす必要がある場合は、可制御負荷2と4と1と3を最小消費電力Pmin2とPmin4とPmin1とPmin3で運転させる。これでも需要過多の場合は、分散型電源に出力を増やすように指令する。
【００３７】
逆にこの系統において供給過多となった場合には、可制御負荷3、1、4、2の順に、消費電力を最大値Pmaxkで運転するように指令する。0.3kW以上消費電力を増やす必要がある場合は、可制御負荷3を最大消費電力Pmax3で運転させる。
0.3+2=2.3kW以上消費電力を増やす必要がある場合は、可制御負荷3と1を最大消費電力Pmax3とPmax1で運転させる。2.3+6=8.3kW以上消費電力を増やす必要がある場合は、可制御負荷3と1と4を最大消費電力Pmax3とPmax1とPmax4で運転させる。    
8.3+0.2=8.5kW以上消費電力を増やす必要がある場合は、可制御負荷3と1と4と2を最大消費電力Pmax3とPmax1とPmax4とPmax2で運転させる。これでも供給過多の場合は、分散型電源に出力を減らすように指令する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１の実施形態の発明に係る配電系統情報監視システムの構成を示す図である。
【図２】配電系統の電圧を調節するアルゴリズムの流れを示す図である。
【図３】第１の実施形態の実施例として実験を行ったアナログシミュレータの回路構成を示す図である。
【図４】図３に示した実験回路において、図２に示した制御アルゴリズムに従い、変圧器のタップ位置と無効電力調節装置を制御した場合の実験結果を示す図である。
【図５】図３に示した実験回路において、従来の制御方法に従い、変圧器のタップ位置と無効電力調節装置を制御した場合の実験結果を示す図である。
【図６】第２の実施形態の発明に係る系統情報監視システムの構成を示す図である。
【図７】図６中の４台の可制御負荷の、ある情報送信時のパラメータを表したものである。
【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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