(57)【要約】【課題】配電系統の配電線のみならず引込線を含めた需要家間の配電線路全体のインピーダンスの推定値を求めること等。【解決手段】同一の配電ネットワークを構成する全ての需要家のうち、まず末端側の２つの需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎ及びＴ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）内の各インピーダンス推定装置がそれぞれ測定した４つの基礎データ（電圧実効値、電流実効値、有効電力及び無効電力）を用いて、末端のインピーダンスＺｃｏｍｂ及び分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）から需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）への引込線のインピーダンスＺＴ（Ｎ−１）を求める。続いて、インピーダンス推定装置は、ＺｃｏｍｂとＺＴ（Ｎ−１）の各推定値と、残りの需要家内の各インピーダンス推定装置がそれぞれ測定した４つの基礎データとを用いて、残りの需要家毎に接続された引込線のインピーダンスと、隣接する分岐点間のインピーダンスを求める。【選択図】図２
2016001968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変圧器に接続された配電線の複数の分岐点のそれぞれから分岐された引込線に個別に接続された複数の需要家のそれぞれに設けられており、同一の配電ネットワークを構成して相互通信可能とされた配電線路のインピーダンス推定装置であって、
前記配電線及び前記引込線を介して供給されて前記需要家が消費する交流電力及び前記需要家に接続された発電機によって発電された電力の少なくともいずれかの電力の有効電力及び無効電力と、前記引込線を介して前記需要家に流入する電流及び前記発電機から前記需要家に流入する電流の少なくともいずれかの電流の実効値及び電圧の実効値とを、互いに同期して測定する測定手段と、
前記測定手段により前記需要家毎に測定された、前記有効電力、前記無効電力、前記電流の実効値及び前記電圧の実効値を、前記同一の配電ネットワークによる相互通信により前記複数の需要家間で共有する情報共有手段と、
複数の前記需要家のうち前記変圧器から最も離れた位置にある末端の前記需要家に隣接する前記末端から２番目の前記需要家への前記引込線の分岐点と前記末端の前記需要家との間の前記配電線のインピーダンスである末端インピーダンスと、前記需要家毎に接続された前記各引込線の引込線インピーダンスと、隣接する前記分岐点間の分岐点間インピーダンスとを、前記測定手段により異なる時刻でそれぞれ測定された前記有効電力、前記無効電力、前記電流の実効値及び前記電圧の実効値に基づいて、前記複数の時刻に対応した、前記末端インピーダンス、前記引込線インピーダンス及び前記分岐点間インピーダンスを解とする複数の非線形連立方程式をたてて、解くことにより、前記末端インピーダンス、前記引込線インピーダンス及び前記分岐点間インピーダンスの各推定値を得る演算手段と、
を備えることを特徴とする配電線路のインピーダンス推定装置。
【請求項２】
前記演算手段は、
前記末端の前記需要家と、前記末端の前記需要家に隣接する前記末端から２番目の前記需要家とからなる２つの前記需要家において、前記測定手段により異なる複数の時刻でそれぞれ測定された前記有効電力、前記無効電力、前記電流の実効値及び前記電圧の実効値に基づいて、前記末端インピーダンスと、前記末端から２番目の前記需要家に接続された前記引込線の前記引込線インピーダンスとを未知数とする、前記複数の時刻に対応した複数の非線形連立方程式をたてて、その解を前記末端インピーダンス及び前記引込線インピーダンスの各推定値として得た後、
複数の前記需要家のうち前記末端から３番目の前記需要家から前記変圧器に最も近い前記需要家の方向で順番に前記各需要家を演算対象とし、
前記末端から３番目の前記需要家を演算対象とするときは、前記末端から３番目の前記需要家の測定手段により異なる複数の時刻でそれぞれ測定された前記有効電力、前記無効電力、前記電流の実効値及び前記電圧の実効値と、先に得た前記末端インピーダンス及び前記引込線インピーダンスの各推定値とに基づいて、
前記末端から３番目の前記需要家に接続された前記引込線の前記引込線インピーダンスと、前記末端から３番目の前記需要家に接続された前記引込線の前記分岐点とこの分岐点からみて前記末端側に隣接する前記分岐点との間の前記分岐点間インピーダンスと、を未知数とする、前記複数の時刻に対応した複数の非線形連立方程式をたてて、その解を前記未知数とされた前記引込線のインピーダンス及び前記分岐点間インピーダンスの推定値として得る演算を実施する請求項１記載の配電線路のインピーダンス推定装置。
【請求項３】
前記演算手段は、
前記末端から４番目の前記需要家から前記変圧器に最も近い前記需要家を演算対象とするときは、前記演算対象の前記需要家の前記測定手段により異なる複数の時刻でそれぞれ測定された前記有効電力、前記無効電力、前記電流の実効値及び前記電圧の実効値と、直前の演算により得られた前記引込線インピーダンス及び前記分岐点間インピーダンスの各推定値とに基づいて、
前記演算対象の前記需要家に接続された前記引込線の前記引込線インピーダンスと、前記演算対象の前記需要家に接続された前記引込線の前記分岐点とこの分岐点からみて前記末端側に隣接する前記分岐点との間の前記分岐点間インピーダンスとを未知数とする、前記複数の時刻に対応した複数の非線形連立方程式をたてて、その解を前記未知数とされた前記引込線のインピーダンス及び前記分岐点間インピーダンスの推定値として得る演算を、前記末端から４番目の前記需要家から前記変圧器に最も近い前記需要家の順番で繰り返し実施する請求項２記載の配電線路のインピーダンス推定装置。
【請求項４】
前記演算手段による演算は、前記複数の需要家のうち、予め定めた任意の一つの需要家が備えるインピーダンス推定装置により行う請求項１又は２記載の配電線路のインピーダンス推定装置。
【請求項５】
前記同一の配電ネットワークにおける相互通信は、前記配電線及び前記引込線を利用した電力線通信により行う請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の配電線路のインピーダンス推定装置。
【請求項６】
変圧器に接続された配電線の複数の分岐点のそれぞれから分岐された引込線に個別に接続された複数の需要家のそれぞれに設けられており、同一の配電ネットワークを構成して相互通信可能とされた配電線路のインピーダンス推定装置によるインピーダンス推定方法であって、
前記配電線及び前記引込線を介して供給されて前記需要家が消費する交流電力及び前記需要家に接続された発電機によって発電された電力の少なくともいずれかの電力の有効電力及び無効電力と、前記引込線を介して前記需要家に流入する電流及び前記発電機から前記需要家に流入する電流の少なくともいずれかの電流の実効値及び電圧の実効値とを、互いに同期して測定する測定ステップと、
前記測定ステップにより前記需要家毎に測定された、前記有効電力、前記無効電力、前記電流の実効値及び前記電圧の実効値を、前記同一の配電ネットワークによる相互通信により前記複数の需要家間で共有する情報共有ステップと、
複数の前記需要家のうち前記変圧器から最も離れた位置にある末端の前記需要家に隣接する前記末端から２番目の前記需要家への前記引込線の分岐点と前記末端の前記需要家との間の前記配電線のインピーダンスである末端インピーダンスと、前記需要家毎に接続された前記各引込線の引込線インピーダンスと、隣接する前記分岐点間の分岐点間インピーダンスとを、前記測定手段により異なる時刻でそれぞれ測定された前記有効電力、前記無効電力、前記電流の実効値及び前記電圧の実効値に基づいて、前記複数の時刻に対応した、前記末端インピーダンス、前記引込線インピーダンス及び前記分岐点間インピーダンスを解とする複数の非線形連立方程式をたてて、解くことにより、前記末端インピーダンス、前記引込線インピーダンス及び前記分岐点間インピーダンスの各推定値を得る演算ステップと、
を含むことを特徴とする配電線路のインピーダンス推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電線路のインピーダンス推定装置及び推定方法に係り、特に柱上変圧器から複数の需要家に至るまでの配電線及び複数の引込線からなる配電線路のインピーダンスを推定する配電線路のインピーダンス推定装置及び推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池、燃料電池、風力発電装置などの自家用発電設備（分散型電源）を既存の配電系統に連系させて運用する需要家が増加している。このような連系電力系統においては、分散型電源の有効電力が既存の配電系統の入力に流入したり、上記有効電力自体が変動したりすることによって、分散型電源の電圧変動が生じる。連系点電圧を規定電圧範囲内に維持するためには、この分散型電源の電圧変動を最小化するための分散型電源の無効電力の最適値を求める必要があり、そのためには、既存の配電系統の電力系統インピーダンスを求める必要がある。
【０００３】
そこで、電力系統インピーダンスを求めるための従来の技術として、例えば特許文献１記載の電力系統インピーダンス推定装置が知られている。この電力系統インピーダンス推定装置では、負荷に電力を供給する既存の電力系統と連系して連系点に対して有効電力ＰＧ及び無効電力ＱＧを出力し、これら有効電力ＰＧ及び無効電力ＱＧを意図的に変動させた時の前記連系点の電圧の実効値Ｖ（連系点電圧）及び有効電力ＰＧと無効電力ＱＧを検出し、連系点の電圧変動ΔＶ、連系点に接続されている負荷が消費する負荷電力（Ｐ＋ｊＱ）、既存の電力系統の電力系統インピーダンス（Ｒ＋ｊＸ）からなる関係式を複数時刻について連立させた方程式を解くことにより、電力系統インピーダンス（Ｒ＋ｊＸ）の推定値を求める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３００５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の電力系統インピーダンス推定装置は、測定したい電力系統インピーダンス（以下、単に「系統インピーダンス」という）の範囲に存在する前記連系点に必ず設置しなければならない。そのため、多くの狭い区間の系統インピーダンスを測定するためには、区間の境界線となる連系点毎に系統インピーダンス推定装置を設置する必要がある。しかし、上記の系統インピーダンス推定装置は、需要家の敷地内に設置することが実質的に困難であるため、需要家までの詳細な系統インピーダンスを測定することが困難である。また、特許文献１記載の系統インピーダンス推定装置は、系統インピーダンスを測定する以外の有効的な利用が考えづらい。これらの理由から、特許文献１記載の系統インピーダンス推定装置では、系統インピーダンスを広い範囲でなおかつ狭い区間に分けて、需要家までの詳細な系統インピーダンスを測定することが事実上困難である。
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、広い範囲でなおかつ狭い区間に分けて、配電系統の配電線のみならず引込線を含めた需要家間の配電線路全体のインピーダンスの推定値を求めることができる配電線路のインピーダンス推定装置及び推定方法を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、多くの連系点が存在する広い範囲の配電線路のインピーダンスを、その広い範囲の需要家間で配電ネットワークを構成して各需要家の分電盤に近い箇所で測定した基礎データを共有することで、広い範囲の需要家間の配電線路のインピーダンスの推定値を求め得る配電線路のインピーダンス推定装置及び推定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
＜１＞  変圧器に接続された配電線の複数の分岐点のそれぞれから分岐された引込線に個別に接続された複数の需要家のそれぞれに設けられており、同一の配電ネットワークを構成して相互通信可能とされた配電線路のインピーダンス推定装置であって、前記配電線及び前記引込線を介して供給されて前記需要家が消費する交流電力及び前記需要家に接続された発電機によって発電された電力の少なくともいずれかの電力の有効電力及び無効電力と、前記引込線を介して前記需要家に流入する電流及び前記発電機から前記需要家に流入する電流の少なくともいずれかの電流の実効値及び電圧の実効値とを、互いに同期して測定する測定手段と、前記測定手段により前記需要家毎に測定された、前記有効電力、前記無効電力、前記電流の実効値及び前記電圧の実効値を、前記同一の配電ネットワークによる相互通信により前記複数の需要家間で共有する情報共有手段と、複数の前記需要家のうち前記変圧器から最も離れた位置にある末端の前記需要家に隣接する前記末端から２番目の前記需要家への前記引込線の分岐点と前記末端の前記需要家との間の前記配電線のインピーダンスである末端インピーダンスと、前記需要家毎に接続された前記各引込線の引込線インピーダンスと、隣接する前記分岐点間の分岐点間インピーダンスとを、前記測定手段により異なる時刻でそれぞれ測定された前記有効電力、前記無効電力、前記電流の実効値及び前記電圧の実効値に基づいて、前記複数の時刻に対応した、前記末端インピーダンス、前記引込線インピーダンス及び前記分岐点間インピーダンスを解とする複数の非線形連立方程式をたてて、解くことにより、前記末端インピーダンス、前記引込線インピーダンス及び前記分岐点間インピーダンスの各推定値を得る演算手段と、を備えることを特徴とする配電線路のインピーダンス推定装置。
＜２＞  前記演算手段は、前記末端の前記需要家と、前記末端の前記需要家に隣接する前記末端から２番目の前記需要家とからなる２つの前記需要家において、前記測定手段により異なる複数の時刻でそれぞれ測定された前記有効電力、前記無効電力、前記電流の実効値及び前記電圧の実効値に基づいて、前記末端インピーダンスと、前記末端から２番目の前記需要家に接続された前記引込線の前記引込線インピーダンスとを未知数とする、前記複数の時刻に対応した複数の非線形連立方程式をたてて、その解を前記末端インピーダンス及び前記引込線インピーダンスの各推定値として得た後、複数の前記需要家のうち前記末端から３番目の前記需要家から前記変圧器に最も近い前記需要家の方向で順番に前記各需要家を演算対象とし、前記末端から３番目の前記需要家を演算対象とするときは、前記末端から３番目の前記需要家の測定手段により異なる複数の時刻でそれぞれ測定された前記有効電力、前記無効電力、前記電流の実効値及び前記電圧の実効値と、先に得た前記末端インピーダンス及び前記引込線インピーダンスの各推定値とに基づいて、前記末端から３番目の前記需要家に接続された前記引込線の前記引込線インピーダンスと、前記末端から３番目の前記需要家に接続された前記引込線の前記分岐点とこの分岐点からみて前記末端側に隣接する前記分岐点との間の前記分岐点間インピーダンスと、を未知数とする、前記複数の時刻に対応した複数の非線形連立方程式をたてて、その解を前記未知数とされた前記引込線のインピーダンス及び前記分岐点間インピーダンスの推定値として得る演算を実施する前記＜１＞記載の配電線路のインピーダンス推定装置。
＜３＞  前記演算手段は、前記末端から４番目の前記需要家から前記変圧器に最も近い前記需要家を演算対象とするときは、前記演算対象の前記需要家の前記測定手段により異なる複数の時刻でそれぞれ測定された前記有効電力、前記無効電力、前記電流の実効値及び前記電圧の実効値と、直前の演算により得られた前記引込線インピーダンス及び前記分岐点間インピーダンスの各推定値とに基づいて、前記演算対象の前記需要家に接続された前記引込線の前記引込線インピーダンスと、前記演算対象の前記需要家に接続された前記引込線の前記分岐点とこの分岐点からみて前記末端側に隣接する前記分岐点との間の前記分岐点間インピーダンスとを未知数とする、前記複数の時刻に対応した複数の非線形連立方程式をたてて、その解を前記未知数とされた前記引込線のインピーダンス及び前記分岐点間インピーダンスの推定値として得る演算を、前記末端から４番目の前記需要家から前記変圧器に最も近い前記需要家の順番で繰り返し実施する前記＜２＞記載の配電線路のインピーダンス推定装置。
＜４＞  前記演算手段による演算は、前記複数の需要家のうち、予め定めた任意の一つの需要家が備えるインピーダンス推定装置により行う前記＜１＞又は＜２＞記載の配電線路のインピーダンス推定装置。
＜５＞  前記同一の配電ネットワークにおける相互通信は、前記配電線及び前記引込線を利用した電力線通信により行う前記＜１＞乃至＜４＞のうちいずれか一項記載の配電線路のインピーダンス推定装置。
＜６＞  変圧器に接続された配電線の複数の分岐点のそれぞれから分岐された引込線に個別に接続された複数の需要家のそれぞれに設けられており、同一の配電ネットワークを構成して相互通信可能とされた配電線路のインピーダンス推定装置によるインピーダンス推定方法であって、前記配電線及び前記引込線を介して供給されて前記需要家が消費する交流電力及び前記需要家に接続された発電機によって発電された電力の少なくともいずれかの電力の有効電力及び無効電力と、前記引込線を介して前記需要家に流入する電流及び前記発電機から前記需要家に流入する電流の少なくともいずれかの電流の実効値及び電圧の実効値とを、互いに同期して測定する測定ステップと、前記測定ステップにより前記需要家毎に測定された、前記有効電力、前記無効電力、前記電流の実効値及び前記電圧の実効値を、前記同一の配電ネットワークによる相互通信により前記複数の需要家間で共有する情報共有ステップと、複数の前記需要家のうち前記変圧器から最も離れた位置にある末端の前記需要家に隣接する前記末端から２番目の前記需要家への前記引込線の分岐点と前記末端の前記需要家との間の前記配電線のインピーダンスである末端インピーダンスと、前記需要家毎に接続された前記各引込線の引込線インピーダンスと、隣接する前記分岐点間の分岐点間インピーダンスとを、前記測定手段により異なる時刻でそれぞれ測定された前記有効電力、前記無効電力、前記電流の実効値及び前記電圧の実効値に基づいて、前記複数の時刻に対応した、前記末端インピーダンス、前記引込線インピーダンス及び前記分岐点間インピーダンスを解とする複数の非線形連立方程式をたてて、解くことにより、前記末端インピーダンス、前記引込線インピーダンス及び前記分岐点間インピーダンスの各推定値を得る演算ステップと、を含むことを特徴とする配電線路のインピーダンス推定方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、広い範囲でなおかつ狭い区間に分けて、配電系統の配電線のみならず引込線を含めた需要家間の配電線路全体のインピーダンスの推定値を求めることができる配電線路のインピーダンス推定装置及び推定方法を提供することができる。
また、多くの連系点が存在する広い範囲の配電線路のインピーダンスを、その広い範囲の需要家間で配電ネットワークを構成して各需要家の分電盤に近い箇所で測定した基礎データを共有することで、広い範囲の需要家間の配電線路のインピーダンスの推定値を求め得る配電線路のインピーダンス推定装置及び推定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る配電線路のインピーダンス推定装置の一実施形態の配電系統図である。
【図２】線路インピーダンスの推定値を求めるための、図１の配電系統図をモデル化した図である。
【図３】本発明による線路インピーダンスの推定値の具体的な演算方法を説明するフローチャート（その１）である。
【図４】本発明による線路インピーダンスの推定値の具体的な演算方法を説明するフローチャート（その２）である。
【図５】本発明に係る配電線路のインピーダンス推定装置を備える複数の需要家の配電系統の一例を示す図である。
【図６】本発明に係る配電線路のインピーダンス推定装置の一実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の配電線路のインピーダンス推定装置及び推定方法は、多くの需要家に導入された発電機や可変負荷を協調的に制御し、電圧や周波数、負荷平準化等の制御を需要家単体ではなく、一定の範囲の複数の需要家からなる系統に対して行うことで、個々の需要家がある一定範囲の配電系統に貢献することを想定している。本発明の配電線路のインピーダンス推定装置及び推定方法は、個々の需要家の投資によって導入されることを想定している。個々の需要家は本発明の配電線路のインピーダンス推定装置及び推定方法を使って、発電機や可変負荷の協調制御を行い、配電系統の運営に貢献した分、その見返りを受け取ることにより、本発明の配電線路のインピーダンス推定装置及び推定方法の導入コストを回収することができると考えられる。
【００１２】
次に、本発明に係る配電線路のインピーダンス推定装置及び推定方法の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る配電線路のインピーダンス推定装置の一実施形態の配電系統図を示す。同図において、柱上変圧器１１から出る配電線１２１〜１２Ｎ−１は、柱上変圧器１１で分岐された例えば長さ２０ｍの引込線１３１を介して需要家１４１に接続されると共に、例えば５０ｍ毎に設けられたＮ箇所の分岐点ａ１〜ａＮのそれぞれから引込線１３１〜１３Ｎに分岐されて需要家１４１〜１４Ｎに接続されている。ここで、Ｎは任意の２以上の整数である。
【００１３】
需要家１４１〜１４Ｎ内には、インピーダンス推定装置がそれぞれ設置されている。なお、インピーダンス推定装置は、独立した機器として設けてもよいし、系統連系装置のコントローラ（エネルギー貯蔵装置、プラグイン電気自動車、太陽光発電パワーコンディショニングシステムなど）の機能モジュールとして搭載することも可能である。どのような形態であれ、本明細書ではそのような機器又はモジュールをインピーダンス推定装置と称するものとする。また、インピーダンス推定装置と関連付けて説明する場合、需要家は、需要家に設置された電力設備を示す。
【００１４】
インピーダンス推定装置は、それが設けられた需要家１４１〜１４Ｎで消費される、又は、その需要家に接続された発電機によって発電される有効電力Ｐ１〜ＰＮ、無効電力Ｑ１〜ＱＮ、需要家に流れ込む電流の実効値Ｉ１〜ＩＮ、及び需要家の電圧の実効値Ｖ１〜ＶＮを異なる複数の時刻でそれぞれ測定する。そして、後述するように、本実施形態では、これら各需要家内のインピーダンス推定装置で測定された４種の測定情報（Ｐ１〜ＰＮ、Ｑ１〜ＱＮ、Ｉ１〜ＩＮ、Ｖ１〜ＶＮ）を電力線搬送通信を介して共有し、共有されたこれら４種の測定情報を用いて隣接する分岐点間のインピーダンス及び引込線のインピーダンスを未知数（解）とする非線形連立方程式を各測定時刻毎にたて、これらを解くことで需要家間の配電線及び引込線からなる配電線路のインピーダンスの推定値を求める。
【００１５】
本実施形態の配電線路のインピーダンス推定装置による上記の推定値の演算は、需要家１４１〜１４Ｎ内の各インピーダンス推定装置のうち予め任意に定めた一のインピーダンス推定装置により行うことができる。なお、インピーダンス推定装置が上記４種の測定情報（Ｐ１〜ＰＮ、Ｑ１〜ＱＮ、Ｉ１〜ＩＮ、Ｖ１〜ＶＮ）を測定するには、需要家に元々存在する電力計のような簡易な測定装置を利用することができ、特許文献１にあるような独立して電力を発生させる機構は、必要がない。ただし、測定装置には、後述するように通信機能が必要である。
【００１６】
次に、インピーダンス推定装置が有する機能について更に詳細に説明する。
インピーダンス推定装置は、（１）電力線搬送通信（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：ＰＬＣ）機能と、（２）同期された基礎データ測定機能と、（３）線路インピーダンス推定機能とを有する。
【００１７】
（１）のＰＬＣ通信機能は、電力線を伝送路に利用した通信機能であり、ここにいう「電力線」とは引込線及び配電線を指す。このＰＬＣ通信機能により同じ配電ネットワークを構成するインピーダンス推定装置の間でのみ相互データ通信を介して情報交換することが可能となる。すなわち、ＰＬＣ通信は、その性質上、送信された信号の出力が変圧器を通過する際に大幅に減衰され、特に３０ＭＨｚ以上の帯域を使用するブロードバンドＰＬＣでは、変圧器通過前の出力を超えた信号の伝送がほぼ不可能である。従って、このＰＬＣ通信機能により柱上変圧器１１から出る同じ配電線１２１〜１２Ｎ−１から分岐された引込線１３１〜１３Ｎに接続された需要家１４１〜１４Ｎ内のインピーダンス推定装置が同じ配電ネットワークを構成し、これらの間のみにデータ通信範囲を制限することができる。同じ配電ネットワーク内に通信範囲を制限できるので、柱上変圧器１１を超えた上流に需要家の情報が漏れる心配がない。
【００１８】
（２）の同期された基礎データ測定機能は、需要家１４１〜１４Ｎの分電盤に入ってくる引込線１３１〜１３Ｎの電圧の実効値及び電流の実効値と、引込線１３１〜１３Ｎに流れる電力量を有効電力量と無効電力量とに分けて測定する機能である。測定されたこれら４種の測定情報（電圧実効値、電流実効値、有効電力量、無効電力量）を本明細書では、「基礎データ」と称する。
【００１９】
インピーダンス推定装置は、任意の時点で基礎データを測定するのではなく、同じ配電ネットワーク上の他のインピーダンス推定装置と秒単位の同期をとりながら基礎データを測定し、その測定基礎データを互いに共有する。このため、前述したＰＬＣ通信機能を使用する。基礎データを共有するための通信プロトコルは、特に制限せず、基礎データの測定の同期誤差を数秒以内で収められれば、どのような通信プロトコルであっても構わない。
【００２０】
（３）の線路インピーダンス推定機能は、（２）の同期された基礎データ測定機能により同じ配電ネットワーク上のインピーダンス推定装置が互いに共有するそれぞれ同期して測定した基礎データを集めて解析し、需要家相互間の線路インピーダンスの推定値を求める機能である。この線路インピーダンス推定機能は、需要家１４１〜１４Ｎ内のインピーダンス推定装置のうち予め任意に定めた最低一台以上のインピーダンス推定装置が有する。
【００２１】
次に、線路インピーダンスの推定値を求める方法について更に詳細に説明する。
図２は、線路インピーダンスの推定値を求めるための、図１の配電系統図をモデル化した図を示す。図２において、Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎは図１の配電系統図において柱上変圧器１１から出る配電線１２１〜１２Ｎ−１に引込線１３１〜１３Ｎを介して接続されたＮ個の需要家１４１〜１４Ｎのうち、末端の需要家１４Ｎに相当する需要家であり、Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）は末端の需要家１４Ｎの直前に分岐された図１の需要家１４Ｎ−１に相当する需要家である。以下同様にして、柱上変圧器１１に近づくにつれて需要家はＴ−ｎｏｄｅ（Ｎ−２）、Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−３）、・・・となり、柱上変圧器１１に最も近い需要家１４１をＴ−ｎｏｄｅ  １とする。また、配電線から引込線が分岐される分岐点をＪ−ｎｏｄｅと呼び、分岐されたＴ−ｎｏｄｅと同じ番号をつける。例えば、（Ｎ−２）番目の需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−２）への引込線が分岐された分岐点をＪ−ｎｏｄｅ（Ｎ−２）と称する。同趣旨から、（Ｎ−１）番目の需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）への引込線が分岐された分岐点をＪ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）と称するが、Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）からは、例外的にＴ−ｎｏｄｅ  ＮとＴ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）との２つに分岐するものと考えることとする。
【００２２】
また、図２のモデルにおいて、配電系統の末端の需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎと、その直前に分岐された需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）とからなる２つの需要家を含めた領域をユニットＡ（ＵｎｉｔＡ）と称し、柱上変圧器に接続された配電系統の残りの需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−２）〜Ｔ−ｎｏｄｅ  １を含めた領域をユニットＢ（ＵｎｉｔＢ）と称するものとする。従って、柱上変圧器に接続された下流の配電線にはＵｎｉｔＡが必ず１つだけ存在する。ＵｎｉｔＡとＵｎｉｔＢとに分けたのは、本実施形態のインピーダンス推定装置によるインピーダンス推定の演算手法が、これら２つの領域によって違いがあるためで、後述するようにインピーダンスの推定演算は計算の都合上、必ずＵｎｉｔＡから行われ、その後にＵｎｉｔＢのインピーダンスの推定演算が行われる。
【００２３】
ここで、図２のモデルにおける各種の記号について説明する。ＳＴは、各需要家Ｔ−ｎｏｄｅで消費される複素電力ＳＪは、各分岐点Ｊ−ｎｏｄｅより末端の側に位置する各需要家で消費・発電される複素電力と、配電線、引込線で生ずる複素電力のロスとの合計を示す。複素電力は周知のように有効電力Ｐと無効電力Ｑとを合わせた電力（Ｐ＋ｊＱ）である。
【００２４】
また、ＶＴは、需要家Ｔ−ｎｏｄｅでの複素電圧を示し、ＶＪは、分岐点Ｊ−ｎｏｄｅにおける複素電圧を示す。これらの位相角を含んだ複素電圧を測定するためには、通常の電力計のような簡易な装置では難しいため、直接機器により測定することはできない。そこで、｜ＶＴ｜，｜ＶＪ｜が上記複素電圧ＶＴ，ＶＪの絶対値であり、実効値に等しいことを利用し、需要家におかれた電力計のような簡易な装置により｜ＶＴ｜、｜ＶＪ｜のみ本実施形態のインピーダンス推定装置により測定する。また、ＩＴ，ＩＪはそれぞれ需要家Ｔ−ｎｏｄｅ、分岐点Ｊ−ｎｏｄｅにおける柱上変圧器側から末端の側へ流入する方向を正とした複素電流を示す。これらの複素電流は、複素電圧同様、通常電力計のような簡易な装置で測定できないことから、｜ＩＴ｜，｜ＩＪ｜が上記複素電流ＩＴ，ＩＪの絶対値であり、実効値に等しいことを利用して｜ＩＴ｜、｜ＩＪ｜のみ本実施形態のインピーダンス推定装置により測定する。これらの記号は、需要家の番号を後ろにつけて、どこの需要家の情報なのかを区別する。例えば、Ｎ番目の需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎの複素電力をＳＴＮとし、Ｎ−１番目の分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）における複素電圧をＶＪ（Ｎ−１）とする。
【００２５】
また、複素数で表されるＺＴは、分岐点Ｊ−ｎｏｄｅから需要家Ｔ−ｎｏｄｅへの引込線の引込線インピーダンスで、需要家Ｔ−ｎｏｄｅの番号をその記号の後ろにつける。また、ＺＪは、異なる分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ間の分岐点間インピーダンスで、前後のＪ−ｎｏｄｅの番号を連続的にその記号の後ろにつける。例えば、分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）から需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）への引込線の引込線インピーダンスは、ＺＴ（Ｎ−１）で表され、分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−２）とＪ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）との間の配電線のインピーダンスは、ＺＪ（Ｎ−２）（Ｎ−１）で表される。ただし、配電線の最後の部分は、分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ  （Ｎ−１）から需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎへの引込線と配電線路とのインピーダンスを合わせてＺｃｏｍｂと例外的に表記するものとし、また、末端インピーダンスともいう。
【００２６】
次に、線路インピーダンスの推定値の具体的な演算方法について、図３及び図４のフローチャートと図２とを併せ参照して詳細に説明する。なお、図３及び図４のフローチャートでは、インピーダンス推定装置を単に推定装置と略して記載している。
【００２７】
まず、柱上変圧器１１に接続した配電線から分岐された引込線に接続されており、同じ配電ネットワークを構成しているＮ個の需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎ〜Ｔ−ｎｏｄｅ  １のすべてにおいて、内部に設けられたインピーダンス推定装置が前述したＰＬＣ通信機能を使用して、他のインピーダンス推定装置と秒単位の同期をとりながら基礎データをそれぞれ測定する（図３のステップＳ１参照）。
基礎データは各需要家それぞれの電圧Ｖの実効値、電流Ｉの実効値、有効電力Ｐ及び無効電力Ｑの計４つのデータからなる。続いて、全ての需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎ〜Ｔ−ｎｏｄｅ  １の内部に設けられたインピーダンス推定装置は、前述したＰＬＣ通信機能を使用してそれぞれが測定した基礎データを互いに共有する（図３のステップＳ２参照）。
ＰＬＣ通信により、各需要家Ｔ−ｎｏｄｅから発信した情報が、引込線を通して各分岐点Ｊ−ｎｏｄｅに伝播し、更に各分岐点Ｊ−ｎｏｄｅから他の分岐点に辿り着き、その後別の引込線を通して別の需要家に伝播することが行われる。
【００２８】
このようにして測定し、かつ、共有した基礎データは、電圧Ｖの実効値、電流Ｉの実効値、有効電力Ｐ及び無効電力Ｑの４つのみであるため、各インピーダンス推定装置は、各分岐点Ｊ−ｎｏｄｅの位相角を含んだ電圧、電流などの値を直接知ることはできない。しかし、各インピーダンス推定装置がそれぞれ測定した基礎データと各Ｕｎｉｔのインピーダンスの推定値とを用いて各分岐点Ｊ−ｎｏｄｅの位相角を含んだ電圧、電流などの推定値を得ることができる。そこで、任意に設定されたホストのインピーダンス推定装置により、最初に、ＵｎｉｔＡの２つの需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎ及びＴ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）内の各インピーダンス推定装置がそれぞれ測定した４つの基礎データ（電圧実効値、電流実効値、有効電力及び無効電力）を用いて、前記末端インピーダンスＺｃｏｍｂ及び分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）から需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）への引込線の引込線インピーダンスＺＴ（Ｎ−１）を求める。
【００２９】
まず、末端（Ｎ番目）の需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎの電圧ＶＴＮの位相を基準として、需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎのインピーダンス推定装置で測定した電流ＩＴＮの位相角を算出する（図３のステップＳ３参照）。
従って、電圧ＶＴＮの位相角は、ゼロである。電流ＩＴＮの位相は、需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎで推定装置により測定される有効電力、無効電力から計算される力率により計算される。
【００３０】
続いて、図２のＮ−１番目の分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）の未知数パラメータ（ＶＪ（Ｎ−１）、ＩＪ（Ｎ−２）（Ｎ−１）、複素電力ＳＪ（Ｎ−１））をＺｃｏｍｂ、ＶＴＮ、ＩＴＮ、複素電力ＳＴＮで表現する（図３のステップＳ４参照）。
ただし、複素電力Ｓは、有効電力と無効電力の和からなり、例えば、ＳＪ（Ｎ−１）＝ＰＪ（Ｎ−１）＋ｊＱＪ（Ｎ−１）のように表される。ステップＳ４では、例えば、上記分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）の電圧ＶＪ（Ｎ−１）は、末端（Ｎ番目）の需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎのインピーダンス推定装置で測定した電圧ＶＴＮ及び電流ＩＴＮと電圧降下により次式で表すことができる。
【００３１】
【数１】
2016001968.tif 000003
【００３２】
各需要家のすべてのデータの位相の基準は、電圧ＶＴＮの位相を基準値とする。また、複素電流は、（Ｓ／Ｖ）の共役複素数で求めることができる。したがって、電流も複素電流で表記できる。
【００３３】
続いて、ホストのインピーダンス推定装置は、図２のＮ−１番目の需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）のパラメータ（｜ＶＴ（Ｎ−１）｜、｜ＩＴ（Ｎ−１）｜、ＳＴ（Ｎ−１））をＺｃｏｍｂ、ＺＴ（Ｎ−１）、ＶＴＮ、ＩＴＮ、ＳＴＮで表現する（図３のステップＳ５参照）。
ステップＳ５では、（２）式、（３）式及び（４）式を用いる。すなわち、（１）式により表されたＮ−１番目の分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）の電圧ＶＪ（Ｎ−１）と、Ｎ−１番目の需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）の電圧ＶＴ（Ｎ−１）及び電流ＩＴ（Ｎ−１）との間には、分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）から需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）への引込線の引込線インピーダンスＺＴ（Ｎ−１）による電圧降下により次式の関係がある。
【００３４】
【数２】
2016001968.tif 000004
【００３５】
また、（２）式中の電流ＩＴ（Ｎ−１）は、分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）に流れ込む電流ＩＪ（Ｎ−２）（Ｎ−１）から分岐したものであるから、Ｎ番目と（Ｎ−１）番目の各需要家の複素電力ＳＴＮ及びＳＴ（Ｎ−１）と、末端インピーダンスＺｃｏｍｂ及び引込線ＺＴ（Ｎ−１）を用いて次式で表される。
【００３６】
【数３】
2016001968.tif 000005
ただし、（３）式中、＊は、共役複素数を表す。
【００３７】
また、需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）における消費又は発電電力の推定値ＳＴ（Ｎ−１）は、下記の（４）式で表される。
【００３８】
【数４】
2016001968.tif 000006
ただし、（４）式中、＊は共役複素数を表す。
【００３９】
一方、（Ｎ−１）番目の需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）のインピーダンス推定装置は、電圧の実効値｜ＶＴ（Ｎ−１）｜を直接測定することができる。そこで、ホストのインピーダンス推定装置は、この測定値を上記推定式の（２）式の右辺の絶対値と比較して、（５）式のインピーダンス式を定義する（図３のステップＳ６参照）。
ステップＳ６では、下記の（５）式と（６）式を得る。
【００４０】
【数５】
2016001968.tif 000007
【００４１】
（５）式において、分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）から末端の需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎへの配電線の末端インピーダンスＺｃｏｍｂの値と、分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）から需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）への引込線の引込線インピーダンスＺＴ（Ｎ−１）の値とを除くすべての値は、各需要家で測定可能な基礎データのみで構成されている。従って、（５）式中の未知数は、末端インピーダンスＺｃｏｍｂ及び引込線インピーダンスＺＴ（Ｎ−１）である。ただし、各インピーダンスは、複素数Ｒ＋ｊＸ（Ｒは、抵抗成分を示し、Ｘは、リアクタンス成分を示す）で表されるので、（５）式の未知数の合計は、Ｒ及びＸの各値を加えて「４」になる。
【００４２】
また、ホストのインピーダンス推定装置は、需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）における消費又は発電電力に関して、（４）式によって示された本発明手法による推定値ＳＴ（Ｎ−１）と、本実施形態のインピーダンス推定装置によって実際に測定された値との比較から（６）式を定義する。
【００４３】
【数６】
2016001968.tif 000008
ただし、（６）式中、＊は共役複素数を表す。（６）式は、（５）式と同様に末端インピーダンスＺｃｏｍｂ及び引込線インピーダンスＺＴ（Ｎ−１）の各値を除くすべての値が各需要家で測定可能な基礎データのみで構成されている。
【００４４】
ここで、需要家の基礎データを時間帯を変えて少なくとも４パターン測定することで、（５）式及び（６）式から未知数の数「４」以上の、末端インピーダンスＺｃｏｍｂ及び引込線インピーダンスＺＴ（Ｎ−１）に関する非線形連立方程式をたてることができる。従って、ホストのインピーダンス推定装置は、このようにして得た末端インピーダンスＺｃｏｍｂ及び引込線インピーダンスＺＴ（Ｎ−１）に関する４以上の非線形連立方程式を解くことで、末端インピーダンスＺｃｏｍｂ及び引込線インピーダンスＺＴ（Ｎ−１）の各推定値を求めることができる（図３のステップＳ７参照）。
【００４５】
このように、ＵｎｉｔＡの２つの需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  ＮとＴ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）内の各インピーダンス推定装置がそれぞれ測定した各４つの基礎データ（電圧実効値、電流実効値、有効電力及び無効電力）は、各インピーダンス推定装置間で共有され、（５）式及び（６）式から得られる末端インピーダンスＺｃｏｍｂ及び引込線インピーダンスＺＴ（Ｎ−１）に関する４以上の非線形連立方程式を解くことで、末端インピーダンスＺｃｏｍｂ及び引込線インピーダンスＺＴ（Ｎ−１）の各推定値を求めることができる。
【００４６】
次に、配電線路の末端側の２つの需要家を除く残りの需要家からなるＵｎｉｔＢの需要家内に設けられたインピーダンス推定装置により残りのインピーダンスの推定値を求める（図４のステップＳ８〜Ｓ１４参照）。すなわち、まずステップＳ７で求めたＵｎｉｔＡの末端インピーダンスＺｃｏｍｂ及び引込線インピーダンスＺＴ（Ｎ−１）の各推定値を利用して、分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）に関するパラメータ（ＶＪ（Ｎ−１）、ＩＪ（Ｎ−２）（Ｎ−１）、ＳＪ（Ｎ−１））を具体的な数値として算出する（ステップＳ８）。
【００４７】
次に、ＵｎｉｔＢにおいてＵｎｉｔＡに最も隣接する需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−２）への引込線電流１３Ｎ−２と分岐点間１２Ｎ−２のインピーダンス（引込線インピーダンスＺＴ（Ｎ−２）、分岐点間インピーダンスＺＪ（Ｎ−２）（Ｎ−１））の各推定値を求める。これらの推定値は、ＵｎｉｔＡのインピーダンスの推定値を求めたときと同様の手法により求めることができる（図４のステップＳ９〜Ｓ１１参照）。
【００４８】
すなわち、ＵｎｉｔＢ内の需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−２）において、（３）式と同様にして電流に関する式を立式すると（７）式が得られ、（５）式と同様にして電圧に関する式を立式すると（８）式が得られ、（６）式と同様にして電力に関する式を立式すると（９）式が得られる。ただし、（７）、（９）式中、＊は、共役複素数を表す。
【００４９】
【数７】
2016001968.tif 000009
【００５０】
（８）式と（９）式において、分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）と分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−２）との間の分岐点間インピーダンスＺＪ（Ｎ−２）（Ｎ−１）と、分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−２）から需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−２）への引込線の引込線インピーダンスＺＴ（Ｎ−２）以外の値のうち、分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）のパラメータ（ＶＪ（Ｎ−１）、ＩＪ（Ｎ−２）（Ｎ−１）、ＳＪ（Ｎ−１））は、既に求められており（ステップＳ８）、また、｜ＶＴ（Ｎ−２）｜、ＳＴ（Ｎ−２）は、需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−２）で推定装置を使い、測定可能な基礎データである。従って、（８）式と（９）式における未知数は、分岐点間インピーダンスＺＪ（Ｎ−２）（Ｎ−１）と引込線インピーダンスＺＴ（Ｎ−２）とであり、これらは複素数で表されるので未知数は、Ｒ及びＸの各値を加えて全部で「４」である。そこで、需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−２）の基礎データを、時間帯を変えて少なくとも４パターン測定することで、（８）式及び（９）式に基づく未知数の数「４」以上の分岐点間インピーダンスＺＪ（Ｎ−２）（Ｎ−１）と引込線インピーダンスＺＴ（Ｎ−２）とに関する非線形連立方程式をたてることができる。
【００５１】
従って、（８）式及び（９）式のインピーダンスＺＪ（Ｎ−２）（Ｎ−１）とＺＴ（Ｎ−２）に関する上記の４以上の非線形連立方程式を解くことで、分岐点間インピーダンスＺＪ（Ｎ−２）（Ｎ−１）と引込線インピーダンスＺＴ（Ｎ−２）の各推定値を求めることができる（図４のステップＳ１２参照）。
続いて、ＵｎｉｔＢ内の全ての分岐点間のインピーダンスと、各分岐点から各需要家への引込線のインピーダンスとを求めたかどうかを判定する（図４のステップＳ１３参照）。
【００５２】
ＵｎｉｔＢ内の隣接する分岐点間のインピーダンスと、各分岐点から各需要家への引込線の引込線インピーダンスの全てがまだ求まっていないときは（ステップＳ１３のＮｏ）、次に、ＵｎｉｔＢ内において直前のステップＳ１２でインピーダンスの推定値を求めた分岐点に対して柱上変圧器側に隣接する分岐点を選択し（図４のステップＳ１４）、ステップＳ８に戻る。このようにして、ＵｎｉｔＢ内において需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−２）から需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  １方向へ順番に、各需要家を演算対象とする各引込線の引込線インピーダンスと各分岐点間の分岐点間インピーダンスの各推定値が求まるまで、ステップＳ８〜Ｓ１４の演算処理が繰り返される。
【００５３】
以上のようにして本実施形態のインピーダンス推定装置によれば、従来の系統インピーダンス推定装置ではできなかった、需要家への引込線を含めた配電経路の系統インピーダンス、すなわち配電線及び引込線からなる配電線路のインピーダンスの推定値を求めることができる。
【００５４】
次に、本発明に係る配電線路のインピーダンス推定装置について更に説明する。
図５は、本発明に係る配電線路のインピーダンス推定装置を備える複数の需要家の配電系統の一例を示す。同図において、図１と同一構成部分には同一符号を付してある。図５は、実質的には図１と同じ配電系統を示している。図５において、配電用変電所Ｓが三相三線の配電線Ｃ１を介して柱上変圧器１１に接続されている。更に、柱上変圧器１１は、単相三線の低圧配電線Ｃ２に接続されており、低圧配電線Ｃ２は、引込線を介してＮ個の需要家に接続されている。分岐点Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）は、図２のモデルで説明したように、柱上変圧器１１に近い方から数えてＮ−１番目の需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）（図１の１４Ｎ−１に相当）に接続される引込線の低圧配電線Ｃ２との分岐点を示し、Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−２）は、Ｎ−２番目の需要家Ｔ−ｎｏｄｅ（Ｎ−２）（図１の１４Ｎ−２に相当）に接続される引込線の低圧配電線Ｃ２との分岐点を示す。
【００５５】
配電用変電所Ｓ、配電線Ｃ１及びＣ２は、既存の電力系統を構成しており、Ｎ個の需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  １〜Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎ（図５にはそのうちのＴ−ｎｏｄｅ（Ｎ−２）〜Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎを示す）に対して、有効電力Ｐと無効電力Ｑとからなる複素電力（Ｐ１＋ｊＱ１）〜（ＰＮ＋ｊＱＮ）をそれぞれ供給する。需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  １〜Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎが分散型電源を持つ場合は、逆に既存の電力系統に分散型電源で発電した電力を供給する。本実施形態の配電線路のインピーダンス推定装置は、需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  １〜Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎの引込線との接続点Ｔ１〜ＴＮ（図５にはそのうちのＴＮ−２〜ＴＮを示す）において引込線を介して既存の配電系統に接続されており、図２と共に説明したように、接続点からみた引込線を含めた既存の電力系統のインピーダンス、すなわち配電線路のインピーダンスＺ（＝Ｒ＋ｊＸ）の推定値を求める。
【００５６】
図６は、本発明に係る配電線路のインピーダンス推定装置の一実施形態のブロック図を示す。前述したように、本実施形態の配電線路のインピーダンス推定装置は、需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  １〜Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎのそれぞれに設けられており、またそれぞれの構成は同じであるが、ここでは代表して図５の接続点ＴＮに接続されている需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎ（図６では２０）内の配電線路のインピーダンス推定装置の構成及び動作について説明する。
【００５７】
図６において、需要家２０内に設けられた配電線路のインピーダンス推定装置３０は、需要家２０内の分散型電源・可変負荷・電力貯蔵装置充放電、入出力部２２に入力端子が接続された、電流を直流から交流へ変換するＤＣ→ＡＣ変換部３１と、配電線Ｃ２との接続点ＴＮに接続された電流計３２及び３３並びに電圧計３４と、記憶部３５、演算部３６、情報通信制御部３７、及び演算結果出力部３８とから構成されている。記憶部３５、演算部３６、情報通信制御部３７、及び演算結果出力部３８は、検出電力演算部３９を構成している。
【００５８】
２つの電流計３２及び３３は、単相三線の低圧配電線Ｃ２を介して接続される引込線との接続点ＴＮにおける３本の線路のうちの中性線を除いた２つの線路の電流の実効値をそれぞれ測定して、それらの測定値を検出電力演算部３９内の記憶部３５に記憶する。計算に必要な電流は、前記２つの線路の電流の合計であり、また前記２つの線路の電流が異なる可能性が高いので、電流計は上記の３２及び３３の２つ設けられている。また、電圧計３４は、配電線Ｃ２との接続点ＴＮにおける電圧の実効値を測定して、その測定値を検出電力演算部３９内の記憶部３５に記憶する。ただし、分散型電源・可変負荷・電力貯蔵装置充放電、入出力部２２が動作して発電する場合は、電流計３２及び３３は、電流を直流から交流へ変換するＤＣ→ＡＣ変換部３１が分散型電源・可変負荷・電力貯蔵装置充放電の入出力部２２から供給される直流信号（ＤＣ信号）を交流信号（ＡＣ信号）に変換して得たＡＣ信号の電流の実効値を測定し、電圧計３４はＡＣ信号の電圧の実効値を測定する。
【００５９】
なお、配電線Ｃ２から交流電力が電流計３２及び３３と電圧計３４とを介して屋内２１の配電線に供給される。また、ＤＣ→ＡＣ変換部３１からのＡＣ信号は、電流計３２及び３３と電圧計３４とを介して接続点ＴＮに出力されると共に、屋内２１の配電線に出力される。
【００６０】
演算部３６は、記憶部３５から読み出した接続点ＴＮの電流の瞬時値及び電圧の瞬時値に基づいて、需要家と配電系統との間でやり取りされる電力（つまり、有効電力ＰＮ及び無効電力ＱＮ）を演算し、演算結果を検出電力として記憶部３５に記憶する。
【００６１】
その後、演算部３６は、記憶部３５から読み出した、接続点ＴＮの検出電力（有効電力ＰＮ及び無効電力ＱＮ）、接続点電流ＩＮ及び接続点電圧ＶＮと、情報通信制御部３７から入力される、接続点ＴＮ−１の電圧の実効値、電流の実効値、有効電力及び無効電力とを用いて、前述した本実施形態の配電線路のインピーダンス推定方法により、接続点ＴＮと接続点ＴＮ−１との間の引込線を含めた配電線路のインピーダンスの推定値を演算し、得られた推定値を記憶部３５に記憶するとともに、必要に応じて演算結果出力部３８により出力させる。
【００６２】
このように、本実施形態の配電線路のインピーダンス推定装置及び推定方法によれば、Ｎ個の需要家Ｔ−ｎｏｄｅ  １〜Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎという広い範囲で、なおかつ需要家間の狭い区間に分けて、配電系統の配電線及び引込線を含めた需要家間の配電線路全体のインピーダンスの推定値を求めることができる。
【００６３】
また、本実施形態の配電線路のインピーダンス推定装置及び推定方法によれば、多くの分岐点（連系点）が存在する広い範囲の配電線路のインピーダンスを、その広い範囲の需要家間で配電ネットワークを構成して各需要家の分電盤の引込線で測定した基礎データを共有することで、広い範囲の需要家間の配電線路のインピーダンスの推定値を求めることができる。
【００６４】
また、本実施形態の配電線路のインピーダンス推定装置及び推定方法によれば、推定値の演算のために必要なデータが需要家の引込線との接続点の電圧の実効値、電流の実効値、有効電力及び無効電力だけであるので、測定機器が簡易なものでよく、導入コストが小さくて済むという利点もある。
【００６５】
更に、本実施形態の配電線路のインピーダンス推定装置及び推定方法によれば、系統の状態が変化した場合（既存の配電系統に接続される需要家の増減、分散型電源の導入、撤去、分散型電源のオン／オフなど）に、即座にインピーダンスの推定値を自動的に求め直すことで、需要家間の協調的な制御をスムーズに行うことができる。
【００６６】
なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、例えば、本発明の配電線路のインピーダンス推定装置は実施形態のようにそれ単体で需要家毎に設置する場合以外に、需要家の分散型電源や制御可能な負荷に併設するようにしてもよい。この場合は、インピーダンス推定機能を持った専用の機器を導入する必要がなく、需要家の導入コストを削減することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１１  柱上変圧器
１２１、１２Ｎ−２、１２Ｎ−１  配電線
１３１〜１３Ｎ  引込線
１４１〜１４Ｎ、２０、Ｔ−ｎｏｄｅ  １〜Ｔ−ｎｏｄｅ  Ｎ  需要家
２１  屋内
２２  分散型電源・可変負荷・電力貯蔵装置充放電、入出力部
３０  インピーダンス推定装置
３１  ＤＣ→ＡＣ変換器
３２、３３  電流計
３４  電圧計
３５  記憶部
３６  演算部
３７  情報通信制御部
３８  演算結果出力部
３９  検出電力演算部
ａ１〜ａＮ、Ｊ−ｎｏｄｅ１、Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−２）、Ｊ−ｎｏｄｅ（Ｎ−１）  分岐点（連系点）
【図１】
2016001968.tif 000010
【図２】
2016001968.tif 000011
【図３】
2016001968.tif 000012
【図４】
2016001968.tif 000013
【図５】
2016001968.tif 000014
【図６】
2016001968.tif 000015