(57)【要約】【課題】配電電圧の分布の監視または電圧の制御に適した電圧計測値を出力する代表センサを選択することができる配電監視制御装置を提供することである。【解決手段】実施形態の配電監視制御装置は、取得部と、代表センサ選択部と、監視制御部とを持つ。前記取得部は、配電系統内に設置された複数のセンサによって計測された電圧計測値を取得する。前記代表センサ選択部は、前記取得部によって取得された前記電圧計測値を参照し、前記複数のセンサのうちの他のセンサに対する電圧計測値の連動性が高いセンサを代表センサとして選択する。前記監視制御部は、前記代表センサ選択部によって選択された前記代表センサの電圧計測値に基づいて、前記配電系統内の電圧分布を監視する。【選択図】図２
2017163781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電系統内に設置された複数のセンサによって計測された電圧計測値を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記電圧計測値を参照し、前記複数のセンサのうちの他のセンサに対する電圧計測値の連動性が高いセンサを代表センサとして選択する代表センサ選択部と、
前記代表センサ選択部によって選択された前記代表センサの電圧計測値に基づいて、前記配電系統内の電圧分布を監視する監視制御部と
を有する配電監視制御装置。
【請求項２】
配電系統内に設置された複数のセンサによって計測された電圧計測値を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記電圧計測値を参照し、前記複数のセンサのうちの他のセンサに対する電圧計測値の連動性が高いセンサを代表センサとして選択する代表センサ選択部と、
前記代表センサ選択部によって選択された前記代表センサの電圧計測値に基づいて、前記配電系統内の電圧を制御する監視制御部と
を有する配電監視制御装置。
【請求項３】
前記監視制御部は、前記代表センサ選択部によって選択された前記代表センサの電圧計測値に基づいて、前記代表センサとは異なるセンサの電圧計測値を推定する
請求項１または２記載の配電監視制御装置。
【請求項４】
前記代表センサ選択部は、前記複数のセンサに共通する第１の電圧変動成分と、前記複数のセンサに共通しない第２の電圧変動成分とを算出し、前記第２の電圧変動成分の大きさが小さいセンサを、前記代表センサとして選択する
請求項１から３のいずれか一項に記載の配電監視制御装置。
【請求項５】
前記代表センサ選択部は、前記複数のセンサのそれぞれによって計測された複数の電圧計測値の平均値を算出し、前記電圧計測値と前記平均値との差分の変化量の分散が小さいセンサを、前記代表センサとして選択する
請求項１から３のいずれか一項に記載の配電監視制御装置。
【請求項６】
前記取得部により取得された前記電圧計測値を参照し、前記電圧計測値の類似度が高いセンサをグループ化し、前記グループ化したセンサが設置されたエリアを配電エリアとして決定する配電エリア決定部を更に備え、
前記代表センサ選択部は、前記配電エリア決定部によって決定された前記配電エリア内に設置された前記複数のセンサのうちの、他のセンサに対する電圧計測値の連動性が高いセンサを、前記配電エリアにおける代表センサとして選択する
請求項１から５のいずれか一項に記載の配電監視制御装置。
【請求項７】
前記センサの前記連動性が所定値未満である場合、前記センサは故障していると判定するセンサ故障判定部を更に備える
請求項１から６のいずれか一項に記載の配電監視制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、配電監視制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力を需要家に供給する配電系統は、例えば、６〜２０ｋＶ級の高圧配電系統（ＭＶ系統）と、１００〜４００Ｖ級の低圧配電系統（ＬＶ系統）とで構成される。また、配電系統は、配電用変電所フィーダから高圧配電系統を通じて複数の低圧配電系統に分岐し、低圧配電系統を通じて各低圧需要家へ電力を供給する。この配電系統において、低圧配電系統の電圧変動を、例えば５〜１０％以内にすることが必要である。しかしながら、実際は、低圧配電系統の電圧を直接的に監視制御するのではなく、高圧配電系統の電圧変動を、例えば２〜３％程度の範囲に維持することで、低圧配電系統の電圧を間接的に監視制御することが行われている。
【０００３】
近年、配電系統には太陽光や風力などの再生可能エネルギーを利用した小型分散電源の導入が進んでおり、これに伴って配電系統の電圧変動は拡大する傾向にある。また、需要家内の省エネルギー活動を支援するエネルギー管理システムの導入や電気自動車の充電設備の増加は、配電系統内に予測が難しい電圧変動をもたらす要因となり得る。
【０００４】
ところで、電力使用量の検針業務の効率化を主目的に、各需要家や配電系統における所望の箇所にスマートメータを導入することが進められている。また、スマートメータと、データ管理システムであるＭＤＭＳ（Meter Data Management System）、並びにこれらを接続する伝送路を含む通信インフラであるＡＭＩ（Advanced Metering Infrastructure）が開発されている。このＡＭＩは、例えば１５分〜６０分のサンプリング間隔で、各需要家等に設置されたスマートメータによる電力量計測値を収集することができる。このため、ＡＭＩは、電力消費量の「見える化」による需要家の節電支援などにも活用が進められている。また、需要家の電力供給の開始および停止操作や、電圧計測値の送信などをＭＤＭＳからスマートメータに指示できる双方向通信の機能をもつＡＭＩも用いられるようになっている。
【０００５】
このような背景において、各需要家のスマートメータを低圧配電系統の低圧電圧センサとして用い、電圧制御に利用する技術が知られている。例えば、低圧配電系統の電圧管理範囲からの電圧逸脱や、ある期間における電圧の最大値あるいは最小値を計測したことを基準として、代表センサを選択する技術が知られている。この技術においては、双方向で通信を可能とするＡＭＩを使用して代表センサによる電圧の計測値を一定周期で取得し、対象配電系統の電圧分布の最大値と最小値を監視し、この電圧分布が電圧管理範囲内となるように低圧電圧調整変圧器（ＬＶＲ：Low Voltage Regulator）や線路用電圧調節器（ＳＶＲ：Step Voltage Regulator）などで電圧を調整する。
【０００６】
しかしながら、従来の技術では、最大値や最小値を計測したスマートメータを代表センサとして選択するため、一群のスマートメータの中で標準的な計測値を出力する傾向にあるものを選択することができず、配電電圧の分布を監視したり、電圧を制御したりするのに適した計測値を得ることができない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１２９６９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、配電電圧の分布の監視または電圧の制御に適した電圧計測値を出力する代表センサを選択することができる配電監視制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態の配電監視制御装置は、取得部と、代表センサ選択部と、監視制御部とを持つ。前記取得部は、配電系統内に設置された複数のセンサによって計測された電圧計測値を取得する。前記代表センサ選択部は、前記取得部によって取得された前記電圧計測値を参照し、前記複数のセンサのうちの他のセンサに対する電圧計測値の連動性が高いセンサを代表センサとして選択する。前記監視制御部は、前記代表センサ選択部によって選択された前記代表センサの電圧計測値に基づいて、前記配電系統内の電圧分布を監視する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る配電監視制御装置１００の使用環境の一例を示す図。
【図２】第１の実施形態に係る配電監視制御装置１００の機能構成図。
【図３】第１の実施形態に係る代表センサの選択処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図４】第１の実施形態に係る配電エリア決定部１２０により決定される配電エリアＥＡの一例を示す図。
【図５】単回帰分析によって、代表センサであるスマートメータ２２の電圧計測値ｘに基づいて、代表センサでないスマートメータ２２の電圧計測値ｙが回帰式で求められる様子を示す図。
【図６】第１の実施形態に係る監視制御部１４０により実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図７】第３の実施形態に係る配電監視制御装置１００の機能構成図。
【図８】第３の実施形態に係る代表センサの選択処理の流れの一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態の配電監視制御装置を、図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る配電監視制御装置１００の使用環境の一例を示す図である。実施形態の配電監視制御装置１００が監視制御する対象である配電系統ＥＳは、高圧配電系統（ＭＶ系統）１０と低圧配電系統（ＬＶ系統）２０とを含む。基幹系統ＲＳから供給される電力は、高圧配電系統１０を介して低圧配電系統２０に供給される。
【００１３】
基幹系統ＲＳから供給される電力は、負荷時タップ切替装置（ＬＲＴ）１５に設けられた変圧器の送出しフィーダから高圧配電線１３を介して柱上変圧器（ＬＶ変圧器）１４に送られる。高圧配電線１３の送出点には、送出点計測器１２が取り付けられている。柱上変圧器１４によって低圧に変圧された電力は、低圧配電線２１を介して低圧需要家に供給される。低圧需要家のうち一部または全部には、スマートメータ（センサ）２２が設置される。
【００１４】
各スマートメータ２２は、例えば、１５分、３０分、６０分のいずれかのサンプリング間隔で、双方向ＡＭＩシステム３０に計測データを自動的に送信する。双方向ＡＭＩシステム３０は、ＡＭＩ制御装置３１と、メータデータ管理装置（ＭＤＭＳ）３２との他、ＡＭＩ制御装置３１とスマートメータ２２とを接続する伝送路を備える。ＡＭＩ制御装置３１は、ＡＭＩ通信機能を用いて各スマートメータ２２の電力量積算計測データを収集する。スマートメータ２２の計測データには、例えば、低圧需要家の識別情報、計測時刻、電力量積算計測値が含まれる。
【００１５】
また、ＡＭＩ制御装置３１が各スマートメータ２２に電圧計測値の送信を指示すると、指示されたスマートメータ２２は、電圧計測値をＡＭＩ制御装置３１に送信し、ＡＭＩ制御装置３１はこの電圧計測値を収集する。この電圧計測値の収集は、通信負荷が過大とならないように、例えば、数時間に１回程度の頻度で行われる。
【００１６】
更に、本実施形態の場合、ＡＭＩ制御装置３１は配電監視制御装置１００からの要求に応じて、全てのスマートメータ２２から絞り込みを行った特定のスマートメータ２２（代表センサ）に対して、より高頻度に電圧計測値の送信を指示する。なお、配電系統ＥＳ内で電圧を測定する手段としてスマートメータ２２を例示したが、これに限らず、如何なる種類の電圧センサを用いてもよい。
【００１７】
ＡＭＩ制御装置３１により収集されたスマートメータ２２の計測データは、メータデータ管理装置３２に送られて保存される。メータデータ管理装置３２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等の記憶装置を備え、ＡＭＩ制御装置３１から取得した各種データを記憶する。
【００１８】
高圧配電線１３には、送出点よりも上流側に負荷時タップ切替装置（ＬＲＴ）１５が、任意の箇所に線路用電圧調節器（ＳＶＲ）１６が、終端付近に静止型無効電力補償装置（ＳＶＣ）１７が、それぞれ取り付けられている。
【００１９】
負荷時タップ切替装置１５は、変圧器と、変圧器の負荷をかけた状態で巻線のタップを切り換え可能な切替機構と、切替機構の駆動装置および付属装置とを備える。線路用電圧調節器１６も同様に、変圧器のタップを切換えて電圧を調整することができる。静止型無効電力補償装置１７は、無効電力（Reactive Power）を制御することで、高圧配電線１３の電圧を制御する。そして、ＡＭＩ制御装置３１は、受信機能を有するこれらの構成に対して制御指令値を送信する。以下、負荷時タップ切替装置１５、線路用電圧調節器１６、および静止型無効電力補償装置１７を、電圧調整機器と総称する。電圧調整機器に対して与えられる制御指令値は、ＡＭＩ制御装置３１の制御によって決定されてもよいし、配電監視制御装置１００からの指示に基づいて決定されてもよい。
【００２０】
図２は、第１の実施形態に係る配電監視制御装置１００の機能構成図である。配電監視制御装置１００は、例えば、通信インターフェース１１０と、配電エリア決定部１２０と、代表センサ選択部１３０と、監視制御部１４０と、入出力部１５０と、記憶部１６０とを備える。配電エリア決定部１２０、代表センサ選択部１３０および監視制御部１４０は、例えば、記憶部１６０に格納されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが実行することで機能するソフトウェア機能部である。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。
【００２１】
通信インターフェース１１０は、配電監視制御装置１００と、ＡＭＩ制御装置３１やメータデータ管理装置３２との間で構築されるＷＡＮ（Wide Area Network）やＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークに接続するための通信インターフェースである。なお、配電監視制御装置１００と、ＡＭＩ制御装置３１やメータデータ管理装置３２との間は、シリアルバス等の専用線で接続されてもよい。また、配電監視制御装置１００は、ＡＭＩ制御装置３１またはメータデータ管理装置３２に統合されてもよい。
【００２２】
配電エリア決定部１２０は、通信インターフェース１１０により取得された、スマートメータ２２により計測された電圧計測値を参照し、配電系統ＥＳにおいて、監視制御部１４０が監視対象とする単位エリアである配電エリアを決定する。
【００２３】
代表センサ選択部１３０は、通信インターフェース１１０により取得された、スマートメータ２２により計測された電圧計測値を参照し、配電系統ＥＳにおける配電エリア内に設置された１以上のスマートメータ２２から、他のセンサとの間で電圧計測値の類似度が高い１つ以上の代表センサを選択する。
【００２４】
監視制御部１４０は、代表センサ選択部１３０により選択された代表センサによる電圧計測値を監視することで、配電系統ＥＳの電圧監視を行う。
【００２５】
入出力部１５０は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置等の表示部と、キーボードやマウス、タッチパネル等の入力部とを備える。また、入出力部１５０は、スピーカやブザー等の音声出力部を含んでもよい。
【００２６】
記憶部１６０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ、フラッシュメモリ等を含む。なお、記憶部１６０のうち少なくとも一部は、ＮＡＳ（Network Attached Storage）装置等を利用した、配電監視制御装置１００から見た外部装置であってもよい。
【００２７】
［代表センサの選択］
以下、配電エリア決定部１２０、代表センサ選択部１３０および監視制御部１４０の機能について説明する。図３は、第１の実施形態に係る代表センサの選択処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、数か月に１回程度の頻度で、自動的に或いは入出力部１５０に対してなされた実行指示に従って行われる。
【００２８】
まず、配電エリア決定部１２０は、メータデータ管理装置３２により保存されたスマートメータ２２の電圧計測値の時系列データを取得する（Ｓ２００）。以下、ｍ個のスマートメータ２２が存在すると仮定し、下記のような定義を用いて説明を行う。式中、ｎはサンプリング数であり、計測サンプリング間隔を１５分として２４時間分のデータを取得した場合は、ｎ＝９６となる。これらの時系列データは、電圧計測値がそのまま使用されてもよいが、正規化処理を行って処理に適した値に変換されたものであってもよい。また、配電監視制御装置１００は、時系列データの一部または全部に欠落等があるスマートメータ２２に関しては、その計測した時系列データを除外して、以下の処理を行ってもよい。
【００２９】
１番目のスマートメータ２２の電圧計測値の時系列データ：Ｘ１１，Ｘ１２，…，Ｘ１ｎ
２番目のスマートメータ２２の電圧計測値の時系列データ：Ｘ２１，Ｘ２２，…，Ｘ２ｎ
…
ｍ番目のスマートメータ２２の電圧計測値の時系列データ：Ｘｍ１，Ｘｍ２，…，Ｘｍｎ
【００３０】
次に、配電エリア決定部１２０は、スマートメータ２２の電圧計測値の時系列データ同士の類似度を算出する（Ｓ２０２）。代表センサ選択部１３０は、例えば、ピアソンの積率相関係数Ｒｉｊを、スマートメータ２２の電圧計測値の時系列データ同士の類似度として算出する。ピアソンの積率相関係数Ｒｉｊは、式（１）で表される。なお、引数ｉおよびｊは、何番目のスマートメータ２２であるかを示している。また、ＸｉまたはＸｊの上に線が付されたものは、ＸｉまたはＸｊの算術平均、すなわちｉ番目またはｊ番目のスマートメータ２２の電圧計測値（時系列データ）の算術平均を示している。なお、算術平均に代えて幾何平均や調和平均を用いてもよい。
【００３１】
【数１】
2017163781.tif 000003
【００３２】
次に、配電エリア決定部１２０は、式（１）で示されるピアソンの積率相関係数Ｒｉｊを、式（２）により、非類似性を示す指標値Ｄｉｊに変換する。
【００３３】
【数２】
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【００３４】
そして、配電エリア決定部１２０は、例えば、指標値Ｄｉｊを用いたクラスタ分析を行って、類似度が高い時系列データをグループ化することで、時系列データに係るスマートメータ２２をグループ化する。これにより、配電エリア決定部１２０は、配電系統ＥＳにおいて監視制御部１４０が監視対象とする単位エリアである配電エリアを決定する（Ｓ２０４）。
【００３５】
配電エリア決定部１２０は、階層型のクラスタ分析と、非階層型のクラスタ分析のいずれを行ってもよいが、平均的な電気的な距離が短い都心部と、相対的に平均的な電気的な距離が長い郊外が混在する配電系統ＥＳに対しては、電圧変動のレベルで分類できる階層型のクラスタ分析が好適に用いられる。また、非類似性を示す指標値として、ピアソンの積率相関係数Ｒｉｊを例示したが、ユークリッド距離、マンハッタン距離、マハラノビスの汎距離等を、非類似性を示す指標値として算出し、配電エリアの決定に用いてもよい。
但し、電圧計測値の時系列データ同士の非類似性を反映することを可能とするためには、式（２）に示されるピアソンの積率相関係数Ｒｉｊが好適に用いられる。
【００３６】
図４は、第１の実施形態に係る配電エリア決定部１２０により決定される配電エリアＥＡの一例を示す図である。図４においては、配電エリアＥＡ（１）とＥＡ（２）の二つが決定されている。図４に示されるように、配電エリアＥＡは、複数の低圧配電系統に跨る場合や、１つの低圧配電系統内に含まれる場合がある。
【００３７】
次に、代表センサ選択部１３０および監視制御部１４０が、ステップＳ２０６およびＳ２０８の処理を配電エリアＥＡ毎に実行する。まず、代表センサ選択部１３０は、配電エリアＥＡ内における代表センサを選択する（Ｓ２０６）。
【００３８】
代表センサ選択部１３０は、配電エリア決定部１２０により決定された各配電エリアＥＡ内の各スマートメータ２２の電圧計測値に基づいて、低圧配電系統２０内の局所的な電圧変動成分の大きさを算出する。また、代表センサ選択部１３０は、算出した局所的な電圧変動成分の大きさに基づいて代表センサを選択する。
【００３９】
例えば、電圧変動が類似する各配電エリアＥＡ内の全スマートメータ２２の電圧検出値は、式（３）により定義される。代表センサ選択部１３０は、式（３）に因子分析を適用することで、低圧配電系統２０内の局所的な電圧変動成分を算出する。
【００４０】
【数３】
2017163781.tif 000005
【００４１】
式（３）において、電圧変動成分ｆ１からｆｐは、高圧配電系統１０の電圧変動等、配電エリアＥＡ内にある全てのスマートメータ２２に含まれるｐ種の共通の電圧変動成分を示す。係数ａ１１からａｎｐは、各スマートメータ２２の電圧変動における共通の電圧変動成分の割合である。電圧変動成分ｅ１からｅｎは、各スマートメータ２２の間で共通しない電圧変動成分を示す。各スマートメータ２２によって計測された電圧計測値Ｘ１からＸｎは、これらの線形結合により示される。代表センサ選択部１３０は、因子分析において、ｆとｅの相関係数（式（１））が０と仮定することで、共通の電圧変動成分ｆの係数ａと、共通しない電圧変動成分ｅとを推定する。
【００４２】
式（３）における各スマートメータ２２の間で共通しない電圧変動成分ｅｉは、低圧配電系統２０内の局所的な電圧変動成分を示す。このため、代表センサ選択部１３０は、因子分析を行うことにより電圧変動成分ｅｉを算出し、算出した電圧変動成分ｅｉの分散σiを、低圧配電系統２０内の局所的な電圧変動成分の大きさとして算出する。ここで、局所的な電圧変動成分の大きさ（分散σｉ）は、他のスマートメータ２２に対する電圧計測値の連動性を示す指標として用いられる。例えば、代表センサ選択部１３０は、分散σｉが小さいほど連動性が高く、分散σｉが大きいほど連動性が低いと判断する。
【００４３】
代表センサ選択部１３０は、因子分析を行うことによって得られた局所的な電圧変動成分の大きさ（分散σi）が、予め設定された規定値以下となるスマートメータ２２のうち、最小値となる頻度が最も高いスマートメータ２２を代表センサとして選択する。なお、代表センサ選択部１３０は、代表センサを一つだけ選択する場合、局所的な電圧変動成分の大きさ（分散σi）が最も小さいスマートメータ２２を代表センサとして選択してもよい。
【００４４】
このように、代表センサ選択部１３０は、複数のスマートメータ２２に共通する電圧変動成分ｆと、複数のスマートメータ２２に共通しない電圧変動成分ｅとを算出し、電圧変動成分ｅの大きさ（分散σi）が小さいスマートメータ２２（他のスマートメータに対する電圧計測値の連動性が高いスマートメータ）を、代表センサとして選択する。
【００４５】
係る処理によって、配電電圧の分布を監視するのに適した電圧計測値を出力する代表センサを選択することができる。他のスマートメータ２２に対する電圧計測値の連動性が高いスマートメータ２２は、スマートメータ２２群の中で代表的または平均的に変動する電圧計測値を出力する傾向を有する。代表センサ選択部１３０は、代表センサとして選択されたスマートメータ２２の電圧計測値を監視すれば、代表センサでないスマートメータ２２の電圧計測値を、ある程度正確に推定することができる。
【００４６】
次に、監視制御部１４０が、代表電圧センサＲｐ１、Ｒｐ２、…の電圧計測値ｘＲｐ１、ｘＲｐ２、…を説明変数とし、代表電圧センサ以外の各スマートメータ２２の計測値ｘｉを目的変数とする回帰式（電圧推定式）をそれぞれ構築する（Ｓ２０８）。例えば、監視制御部１４０は、式（４）で表される回帰式の係数ａ１ｉ、ａ２ｉ、…を求める。式（４）中、ｂｉは、ｉ番目のスマートメータ２２の電圧計測値に現れるオフセット成分である。
【００４７】
【数４】
2017163781.tif 000006
【００４８】
ここで、代表電圧センサが１つである場合には、単回帰分析による回帰式となるが、代表センサが２つ以上存在する場合や、配電エリアＥＡへの潮流が計測できる場合には、重回帰分析を用いた回帰式で電圧推定式を構築してもよい。図５は、単回帰分析によって、代表センサであるスマートメータ２２の電圧計測値ｘに基づいて、代表センサでないスマートメータ２２の電圧計測値ｙが回帰式で求められる様子を示す図である。
【００４９】
次に、監視制御部１４０は、ステップＳ２０６で選択された代表センサを用いた監視に移行する。すなわち、監視制御において使用する代表センサの入れ替えを行う（Ｓ２１０）。ステップＳ２１０の処理は、監視制御に不連続が生じるのを防止するために、配電電圧の変動幅が小さい時間帯（例えば深夜や早朝等）に行われる。
【００５０】
［監視制御］
監視制御部１４０は、上記のように選択された代表センサの電圧計測値に基づいて、配電エリアＥＡ毎の電圧分布を監視する。監視制御部１４０は、例えば、配電エリアＥＡ毎に、代表センサでないスマートメータ２２の電圧計測値を推定し、代表センサであるスマートメータ２２の電圧計測値と、代表センサでないスマートメータ２２の電圧計測値の推定値とに基づいて、配電エリアＥＡ毎の電圧分布を監視する。
【００５１】
図６は、第１の実施形態に係る監視制御部１４０により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、代表センサの選択処理よりも高頻度に（例えば数分から数十分毎に）行われる。
【００５２】
まず、監視制御部１４０は、通信インターフェース１１０を介してＡＭＩ制御装置３１に、代表センサであるスマートメータ２２を指定して、代表センサであるスマートメータ２２による電圧計測値の取得を要求する（Ｓ３００）。前述したようにＡＭＩ制御装置３１は、監視制御部１４０により指定された代表センサであるスマートメータ２２に対して電圧計測値の送信を指示し、返信される電圧計測値を配電監視制御装置１００に転送する。
【００５３】
次に、監視制御部１４０は、通信インターフェース１１０を介してＡＭＩ制御装置３１から、代表センサであるスマートメータ２２による電圧計測値を取得する（Ｓ３０２）。
【００５４】
次に、監視制御部１４０は、代表センサの選択処理のステップＳ２０８で構築しておいた電圧推定式を用いて、代表センサでないスマートメータ２２による電圧計測値を推定する（Ｓ３０４）。そして、監視制御部１４０は、ステップＳ３０２で取得した電圧計測値と、ステップＳ３０４で推定した電圧計測値との双方を認識可能な情報を入出力部１５０に出力させる（Ｓ３０６）。なお、監視制御部１４０は、ステップＳ３０４で推定した電圧計測値を認識可能な情報を入出力部１５０に出力させてもよい。入出力部１５０は、例えば、スマートメータ２２毎の電圧計測値（実計測値と推定値との双方を含む）を、グラフ等の形式で表示部によって表示する。
【００５５】
また、監視制御部１４０は、例えば、代表センサであるスマートメータ２２と、代表センサでないスマートメータ２２との双方を含むスマートメータ２２について、電圧計測値（実計測値と推定値との双方を含む）のいずれかが上限値を超え、または下限値を下回った場合に、アラート表示または音声出力を行うように入出力部１５０を制御する。これによって、配電エリア内の配電電圧が所望の範囲内に収まるように制御することができる。
【００５６】
また、監視制御部１４０は、代表センサであるスマートメータ２２による電圧計測値が上限値を超え、または下限値を下回った場合に、アラート表示または音声出力を行うように入出力部１５０を制御してもよい。この場合、上限値および下限値は、実計測値と推定値との双方に対して設けられる上限値および下限値よりも狭い範囲内で設定されると好適である。これによって、代表センサであるスマートメータ２２による電圧計測値を用いて、簡易的に、配電エリア内の配電電圧が所望の範囲内に収まるように制御することができる。
【００５７】
次に、監視制御部１４０は、代表電圧センサの電圧計測値と、代表センサでないスマートメータ２２の電圧計測値の推定値とが所望の範囲を逸脱しないように、電圧調整機器（負荷時タップ切替装置１５、線路用電圧調節器１６、および静止型無効電力補償装置１７）を制御する。
【００５８】
監視制御部１４０は、例えば、代表センサであるスマートメータ２２と、代表センサでないスマートメータ２２との双方を含むスマートメータ２２について、電圧計測値（実計測値と推定値との双方を含む）のいずれかが上限値を超え、または下限値を下回った場合に、高圧配電線１３の電圧を調整するように電圧調整機器の一部または全部に制御指令値を出力するようにＡＭＩ制御装置３１に指示する。これによって、配電エリア内の配電電圧が所望の範囲内に収まるように制御することができる。
【００５９】
以上説明した第１の実施形態の配電監視制御装置１００によれば、配電電圧の分布を監視するのに適した電圧計測値を出力する代表センサを選択することができる。
【００６０】
また、第１の実施形態の配電監視制御装置１００によれば、配電系統の構成に関する詳しい情報や潮流計算等を用いることなく、スマートメータ２２と双方向ＡＭＩシステム３０とを活用して、低圧配電系統の電圧監視を行うことができる。
【００６１】
また、第１の実施形態の配電監視制御装置１００によれば、回帰分析により代表センサでないスマートメータ２２の電圧測定値を推定することで、より詳細に配電電圧の分布を監視することができる。
【００６２】
また、第１の実施形態の配電監視制御装置１００によれば、代表センサの数をスマートメータ２２の数よりも少なくすることできるため、通信負荷に制約がある場合であっても、監視周期を短縮して応答性のよい電圧監視が可能になる。
【００６３】
なお、第１の実施形態において、予め定められた（あるいはオペレータによって入力された）エリアが配電エリアＥＡとして扱われるものとし、配電エリア決定部１２０を省略した構成としてもよい。
【００６４】
（第２の実施形態）
第１の実施形態において、代表センサ選択部１３０は、複数のスマートメータ２２に共通する電圧変動成分ｆと、複数のスマートメータ２２に共通しない電圧変動成分ｅとを算出し、電圧変動成分ｅの大きさが小さいセンサを、代表センサとして選択した。これに対し、第２の実施形態において、代表センサ選択部１３０は、複数のスマートメータ２２のそれぞれによって計測された複数の電圧計測値の平均値を算出し、電圧計測値と平均値との差分の変化量の分散が小さいセンサを、代表センサとして選択する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明し、第１の実施形態との共通点については説明を省略する。
【００６５】
図３のステップＳ２０６において、代表センサ選択部１３０は、式（５）に基づいて複数のスマートメータ２２に共通する局所的な電圧変動成分を算出する。配電エリアＥＡ内における共通の電圧変動成分は、配電エリアＥＡ内の多くのスマートメータ２２に現れる電圧変動成分であるため、代表センサ選択部１３０は、複数のスマートメータ２２の電圧計測値の平均値Ｖａｖｅを、配電エリアＥＡ内における共通の電圧変動成分として算出する。また、代表センサ選択部１３０は、各スマートメータ２２の電圧計測値Ｘｉと平均値Ｖａｖｅとの差分の変化量の分散σｉを、局所的な電圧変化分の電圧変動成分の大きさとして算出する。ここで、局所的な電圧変動成分の大きさ（分散σｉ）は、他のスマートメータ２２に対する電圧計測値の連動性を示す指標として用いられる。例えば、代表センサ選択部１３０は、分散σｉが小さいほど連動性が高く、分散σｉが大きいほど連動性が低いと判断する。
【００６６】
【数５】
2017163781.tif 000007
【００６７】
代表センサ選択部１３０は、式（５）を用いて得られた局所的な電圧変動成分の大きさ（分散σｉ）が、予め設定された規定値以下となるスマートメータ２２を代表センサとして選択する。なお、代表センサ選択部１３０は、代表センサを一つだけ選択する場合、局所的な電圧変動成分の大きさ（分散σｉ）が最も小さいスマートメータ２２を代表センサとして選択してもよい。
【００６８】
以上説明したように、代表センサ選択部１３０は、複数のスマートメータ２２のそれぞれによって計測された複数の電圧計測値Ｘｉの平均値Ｖａｖｅを算出し、電圧計測値Ｘｉと平均値Ｖａｖｅとの差分の変化量の分散σｉが小さいスマートメータ２２（他のスマートメータに対する電圧計測値の連動性が高いスマートメータ）を、代表センサとして選択する。これによって、配電電圧の分布を監視するのに適した電圧計測値を出力する代表センサを選択することができる。
【００６９】
（第３の実施形態）
第３の実施形態において、配電監視制御装置１００は、スマートメータ２２の連動性が所定値未満である場合、スマートメータ２２は故障していると判定するセンサ故障判定部１７０を備える。以下、第１および第２の実施形態との相違点を中心に説明し、第１および第２の実施形態との共通点については説明を省略する。
【００７０】
図７は、第３の実施形態に係る配電監視制御装置１００の機能構成図である。配電監視制御装置１００は、通信インターフェース１１０と、配電エリア決定部１２０と、代表センサ選択部１３０と、監視制御部１４０と、入出力部１５０と、記憶部１６０とに加えて、センサ故障判定部１７０を備える。センサ故障判定部１７０は、例えば、記憶部１６０に格納されたプログラムをＣＰＵ等のプロセッサが実行することで機能するソフトウェア機能部である。また、センサ故障判定部１７０は、ＬＳＩやＡＳＩＣ等のハードウェア機能部であってもよい。
【００７１】
図８は、第３の実施形態に係る代表センサの選択処理の流れの一例を示すフローチャートである。第１の実施形態（図３）との違いは、センサ故障判定部１７０がステップＳ４０５の処理を行う点である。ステップＳ４００からＳ４０４、およびＳ４０６からＳ４１０は、図３に示されるステップＳ２００からＳ２０４、およびＳ２０６からＳ２１０と同様であるので、説明を省略する。
【００７２】
図８のステップＳ４０５において、代表センサ選択部１３０は、各スマートメータ２２に対して、低圧配電系統２０内の局所的な電圧変動成分の大きさを算出する。例えば、代表センサ選択部１３０は、第１の実施形態における分散σiまたは第２の実施形態における分散σｉを、局所的な電圧変動成分の大きさとして算出する。ここで、局所的な電圧変動成分の大きさ（分散σｉ）は、他のスマートメータ２２に対する電圧計測値の連動性を示す指標として用いられる。例えば、代表センサ選択部１３０は、分散σｉが小さいほど連動性が高く、分散σｉが大きいほど連動性が低いと判断する。
【００７３】
センサ故障判定部１７０は、スマートメータ２２の局所的な電圧変動成分の大きさ（分散σi）に基づいて、スマートメータ２２が故障したか否かを判定する（Ｓ４０５）。例えば、センサ故障判定部１７０は、スマートメータ２２の局所的な電圧変動成分の大きさ（分散σi）が所定値より大きい場合（スマートメータ２２の連動性が所定値未満である場合）、スマートメータ２２は故障していると判定する。
【００７４】
次に、代表センサ選択部１３０は、配電エリアＥＡ内における代表センサを選択する（Ｓ４０６）。本実施形態における代表センサの選択方法は、第１の実施形態または第２の実施形態と同様であるので説明を省略する。なお、本実施形態において、代表センサ選択部１３０は、センサ故障判定部１７０によって故障していると判定されたスマートメータ２２を、代表センサの候補から外す。これによって、配電監視制御装置１００は、故障していない代表センサを活用して、より安定的に低圧配電系統２０内の配電電圧の分布を監視することができる。
【００７５】
なお、監視制御部１４０は、センサ故障判定部１７０によって故障していると判定されたスマートメータ２２の電圧計測値を、電圧調整機器（負荷時タップ切替装置１５、線路用電圧調節器１６、および静止型無効電力補償装置１７）の制御に用いない。これによって、配電監視制御装置１００は、故障していない代表センサを活用して、より安定的に低圧配電系統２０内の配電電圧の分布を制御することができる。
【００７６】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、配電監視制御装置１００は、通信インターフェース１１０と、代表センサ選択部１３０と、監視制御部１４０とを持つ。通信インターフェース１１０は、配電系統内に設置された複数のスマートメータ２２によって計測された電圧計測値を取得する。代表センサ選択部１３０は、通信インターフェース１１０によって取得された電圧計測値を参照し、複数のスマートメータ２２のうちの他のスマートメータ２２に対する電圧計測値の連動性が高いスマートメータ２２を代表センサとして選択する。監視制御部１４０は、代表センサ選択部１３０によって選択された代表センサの電圧計測値に基づいて、配電系統内の電圧分布を監視する。
【００７７】
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】
【００７８】
２２…スマートメータ、１００…配電監視制御装置、１１０…通信インターフェース、１２０…配電エリア決定部、１３０…代表センサ選択部、１４０…監視制御部、１５０…入出力部、１６０…記憶部、１７０…センサ故障判定部
【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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