(57)【要約】【解決手段】電力線に接続される分散型電源における発電電力の力率の値を選定する分散型電源の力率選定装置であって、第１力率に対応する前記発電電力が前記電力線に供給された場合の前記電力線の第１電圧値と、前記発電電力が前記電力線に供給されていない場合の前記電力線の第２電圧値との第１差分値を演算する第１演算装置と、前記第１力率とは異なる第２力率に対応する前記発電電力が前記電力線に供給された場合の前記電力線の第３電圧値と、前記第２電圧値との第２差分値を演算する第２演算装置と、前記第１差分値が前記第２差分値よりも小さい場合、前記分散型電源の力率として前記第１力率を選定し、前記第２差分値が前記第１差分値よりも小さい場合、前記分散型電源の力率として前記第２力率を選定する選定装置と、を備える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線に接続される分散型電源における発電電力の力率の値を選定する分散型電源の力率選定装置であって、
第１力率に対応する前記発電電力が前記電力線に供給された場合の前記電力線の第１電圧値と、前記発電電力が前記電力線に供給されていない場合の前記電力線の第２電圧値との第１差分値を演算する第１演算装置と、
前記第１力率とは異なる第２力率に対応する前記発電電力が前記電力線に供給された場合の前記電力線の第３電圧値と、前記第２電圧値との第２差分値を演算する第２演算装置と、
前記第１差分値が前記第２差分値よりも小さい場合、前記分散型電源の力率として前記第１力率を選定し、前記第２差分値が前記第１差分値よりも小さい場合、前記分散型電源の力率として前記第２力率を選定する選定装置と、
を備えたことを特徴とする分散型電源の力率選定装置。
【請求項２】
前記選定装置が前記第１力率又は前記第２力率の選定を行う前に行われる潮流計算のためのデータベース
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の分散型電源の力率選定装置。
【請求項３】
電力線に接続される分散型電源における発電電力の力率の値を選定する分散型電源の力率選定方法であって、
第１力率に対応する前記発電電力が前記電力線に供給された場合の前記電力線の第１電圧値と、前記発電電力が前記電力線に供給されていない場合の前記電力線の第２電圧値との第１差分値を演算し、
前記第１力率とは異なる第２力率に対応する前記発電電力が前記電力線に供給された場合の前記電力線の第３電圧値と、前記第２電圧値との第２差分値を演算し、
前記第１差分値が前記第２差分値よりも小さい場合、前記分散型電源の力率として前記第１力率を選定し、前記第２差分値が前記第１差分値よりも小さい場合、前記分散型電源の力率として前記第２力率を選定する
ことを特徴とする分散型電源の力率選定方法。
【請求項４】
電力線に接続される分散型電源における発電電力の力率の値を選定する分散型電源の力率選定装置に、
第１力率に対応する前記発電電力が前記電力線に供給された場合の前記電力線の第１電圧値と、前記発電電力が前記電力線に供給されていない場合の前記電力線の第２電圧値との第１差分値を演算する第１機能と、
前記第１力率とは異なる第２力率に対応する前記発電電力が前記電力線に供給された場合の前記電力線の第３電圧値と、前記第２電圧値との第２差分値を演算する第２機能と、
前記第１差分値が前記第２差分値よりも小さい場合、前記分散型電源の力率として前記第１力率を選定し、前記第２差分値が前記第１差分値よりも小さい場合、前記分散型電源の力率として前記第２力率を選定する第３機能と、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散型電源の力率選定装置、分散型電源の力率選定方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電力線に接続される分散型電源が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２―２０５４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般に、特許文献１の分散型電源を含め、分散型電源の力率の値は、分散型電源が接続される電力線を含む電力系統の状態を示す系統情報を用いた手計算に基づいて選定される。例えば、系統情報の情報量の増加にともなって前述の手計算の計算量が増加した場合、計算の誤りが発生し、電力系統の状態に基づいて分散型電源の力率の値を選定するのが困難となる虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述した課題を解決する主たる本発明は、電力線に接続される分散型電源における発電電力の力率の値を選定する分散型電源の力率選定装置であって、第１力率に対応する前記発電電力が前記電力線に供給された場合の前記電力線の第１電圧値と、前記発電電力が前記電力線に供給されていない場合の前記電力線の第２電圧値との第１差分値を演算する第１演算装置と、前記第１力率とは異なる第２力率に対応する前記発電電力が前記電力線に供給された場合の前記電力線の第３電圧値と、前記第２電圧値との第２差分値を演算する第２演算装置と、前記第１差分値が前記第２差分値よりも小さい場合、前記分散型電源の力率として前記第１力率を選定し、前記第２差分値が前記第１差分値よりも小さい場合、前記分散型電源の力率として前記第２力率を選定する選定装置と、を備える。
【０００６】
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電力系統の状態に基づいて分散型電源の力率を容易に定めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態にかかる分散型電源の発電力率選定装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】分散型電源の力率選定に適用する配電系統の構成モデルの一例を説明するための図である。
【図３】本実施形態にかかる分散型電源の発電力率選定方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】潮流計算データベースに記憶される系統構成データの一例を示す図である。
【図５】入力データの一例を示す図である。
【図６】計算結果記憶部に記憶された計算結果のデータの一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１０】
＝＝＝配電系統の構成モデル例＝＝＝
図２を参照しつつ、分散型電源の力率選定に適用する配電系統の構成モデルの一例について説明する。図２は、分散型電源の力率選定に適用する配電系統の構成モデルの一例を説明するための図である。
【００１１】
配電系統１は、主として、変電所１００、母線１１０、配電線２００、ノード２０１〜２０５、負荷３０１〜３０５、分散型電源Ｇ１で構成されている。
【００１２】
配電線２００は、変電所１００からの電力を、母線１１０を介して、負荷３０１〜３０５に供給するものである。
【００１３】
ノード２０１〜２０５は、配電線２００を区分するべく設けられたものであり、これにより配電区間（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）が定まっている。ノード２０１〜２０５としては、例えば、配電線２００における区分開閉器（不図示）の設置点が設定される。
【００１４】
負荷３０１〜３０５は、それぞれノード２０１〜２０５に接続される負荷である。例えばノード２０５の負荷３０５は、配電区間Ｄに分布する複数の需要家の総負荷となる。なお、負荷３０１〜３０５の大きさは、例えば季節や時間帯に応じて、それぞれ変化するが、負荷３０１〜３０５の大きさの比率は、季節や時間帯に関わらず一定であることとする。
【００１５】
分散型電源Ｇ１は、例えば太陽光や風力の供給を受けることにより、単独で発電することができる発電装置であり、ノード２０５に接続されている。
【００１６】
＝＝＝力率選定装置の構成＝＝＝
図１を参照しつつ、本発明の実施形態にかかる分散型電源の発電力率選定装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる分散型電源の発電力率選定装置２の構成の一例を示すブロック図である。なお、発電力率選定装置２としては、例えば電力会社に設置される端末（例えばパーソナルコンピュータ）とすることができる。
【００１７】
発電力率選定装置２は、主として表示部１０、入力部１２、ＣＰＵ１４、データベース１６、計算結果記憶部１８を有している。そして、表示部１０、入力部１２、ＣＰＵ１４、データベース１６、計算結果記憶部１８は、バス線３０に接続されている。
【００１８】
データベース１６には、潮流計算データベース２０、設備データベース２２、プログラムデータベース２４の各データベースが設けられている。
【００１９】
潮流計算データベース２０には、配電線２００の線路定数（インピーダンス、リアクタンス）を示すデータや、配電系統１の構成（各ノードの負荷や分散型電源の接続ノードなど）を示す系統構成データが記憶される。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、潮流計算データベース２０に記憶される系統構成データの一例を示す図である。なお、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図２の配電系統１の場合の系統構成データについて示したものである。
【００２０】
図４（ａ）は、前述した配電区間Ａ〜Ｄの構成データであり、配電線亘長（ｄ１〜ｄ４）や、接続ノード（２０１〜２０５）が設定されている。
図４（ｂ）は、負荷比率に関するデータを示すものである。なお、負荷比率とは、配電系統１における負荷全体に対する負荷３０１〜３０５の比率のことである。なお負荷比率は、季節や時間帯に関わらす一定であることとする。
図４（ｃ）は、発電機（分散型電源）Ｇ１の接続位置（ノード２０５）に関するデータを示すものである。
【００２１】
設備データベース２２には、後述する季節や時間帯ごとの配電系統状態Ｌ１〜Ｌｎ（ｎは自然数）に関するデータや、ノード２０１〜２０５のノード電圧の上限値及び下限値が記憶されている。
【００２２】
プログラムデータベース２４には、発電力率を選定するための力率選定プログラムや、発電力率の選定時に用いる潮流計算を行うための潮流計算プログラムが記憶されている。これらのプログラムは、必要に応じてＣＰＵ１４に読み出されて、計算等の処理が実行される。
【００２３】
表示部１０は、例えばディスプレイであり、発電力率の選定結果等を表示するものである。
入力部１２は、例えばキーボードやマウスであり、各種データ（後述する入力データ等）の入力が、例えば作業員によって行われる。
【００２４】
図５は入力データの一例を示す図である。図５（ａ）は分散型電源Ｇ１の発電力率を設定するデータ（ＰＦ１〜ＰＦ８）を示すものであり、図５（ｂ）は、分散型電源Ｇ１の発電出力を設定するデータ（Ｐ１〜Ｐ５）を示すものである。また、図５（ｃ）は、配電系統状態を設定するデータ（Ｌ１〜Ｌ４）を示すものである。なお、図５（ｃ）の力率とは配電線の負荷全体の力率を示すものであり、按分負荷とは、配電線の負荷全体の大きさ（電力量）を示すものである。この按分負荷を後述する図４（ｂ）の負荷比率に応じて按分した値が、各ノード２０１〜２０５における負荷３０１〜３０５となる。また、送出電圧とは、変電所から送出する電圧のことである。
【００２５】
図５（ｃ）に示す配電系統状態Ｌ１〜Ｌｎは、例えば、各季節（夏、冬、春及び秋）における所定時間帯毎の配電系統状態を示すデータであり、本実施形態では配電系統状態としてＬ１〜Ｌ４を用いることとする。当該Ｌ１〜Ｌ４は、ある季節（例えば夏）における、それぞれ朝（例えば６時〜１０時）、昼（例えば１０時〜１４時）、夕方（例えば１４時〜１８時）、夜（例えば１８時〜２２時）の４つの時間帯の配電系統状態を示すものとする。配電系統状態Ｌ１〜Ｌｎを、季節や時間帯に応じて、さらに細分化するように設定してもよい（例えば１ヶ月毎や１時間毎など）。
【００２６】
なお、配電系統状態Ｌ１〜Ｌｎに関するデータは、例えば、設備データベース２２に予め記憶されており、入力部１２からの入力（例えばＬ１〜Ｌ４）に基づいて対応するデータが選択的に読み出されるようになっている。
【００２７】
計算結果記憶部１８は、潮流計算に基づいて判別される適正、不適正の組合せを示すデータを一時的に記憶するものである。
【００２８】
ＣＰＵ１４は、各種プログラムの実行や、各データベースの検索等を行う。なお、ＣＰＵ１４は、生成部４０、予測部４２、判別部４４、選定部４６を有している。
【００２９】
生成部４０は、図５に示す入力データに基づいて、発電力率（ＰＦ１〜ＰＦ８）夫々に対して、発電出力（Ｐ１〜Ｐ５）、配電系統状態（負荷の大きさ：Ｌ１〜Ｌ４）を対応付けた組合せの情報を生成する。
【００３０】
予測部４２は、プログラムデータベース２４に記憶された潮流計算プログラムによって、生成部４０で生成された情報に基づいて、分散型電源Ｇ１が配電線２００に接続された場合、及び分散型電源Ｇ１が配電線２００から遮断された場合（発電出力が０の場合）のノード２０１〜２０５の各ノード電圧を予測する。尚、分散型電源Ｇ１が配電線２００から遮断された場合のノード２０１〜２０５の各ノード電圧を、「各ノードにおける現状の電圧」とも称する。
【００３１】
判別部４４は、予測部４２で予測された各ノード電圧が所定範囲内であるか否かを判別する。また、その判別結果を計算結果記憶部１８に記録する。
【００３２】
選定部４６は、全ての組合せについて判別が終了した後に計算結果記憶部１８を参照して、判別部４４で各ノード電圧が所定範囲内と判別した組合せのうち、発電出力の数が最多の組合せに係る発電力率を分散型電源Ｇ１の発電力率として選択して、表示部１０に表示する。なお、最多となる組合せに係る発電力率が複数ある場合には、各ノードにおける現状の電圧との乖離率が最少となる発電力率を選択する。
【００３３】
ここで、乖離率は、各発電力率に対応する各ノードの電圧値と現状の電圧の値との差分値の、各ノードにおける現状の電圧の値に対する比率を示している。乖離率においては、図６に示されているように、発電力率と配電系統状態と発電出力とが組み合わせられている複数の組合せ夫々について、選定部４６によって演算されることとする。
【００３４】
＝＝＝発電力率の選定方法＝＝＝
図３を参照しつつ本発明の分散型電源の発電力率選定方法について説明する。図３は、本発明の実施形態にかかる分散型電源の発電力率選定方法を説明するためのフローチャートである。なお、発電力率の選定の動作はＣＰＵ１４で行われる。
【００３５】
まず、入力部１２から入力される入力データ（配電系統状態Ｌ１〜Ｌ４、発電出力Ｐ１〜Ｐ５、発電力率ＰＦ１〜ＰＦ８）、及び潮流計算データベース２０から読み出した系統構成データ及び線路定数に基づいて、潮流計算の計算条件の設定を行う（Ｓ１０１）。
【００３６】
続いて、生成部４０は、入力データから、配電系統状態Ｌ１〜Ｌ４、分散型電源出力Ｐ１〜Ｐ５、発電力率ＰＦ１〜ＰＦ８の全組合せの情報を設定する（Ｓ１０２）。具体的には、発電力率ＰＦ１〜ＰＦ８夫々に、配電系統状態Ｌ１〜Ｌ４を対応付け、さらに配電系統状態Ｌ１〜Ｌ４夫々に発電出力Ｐ１〜Ｐ４を対応付けた組合せを生成する。そして、予測部４２は、設定された各組合せの情報に基づいて、潮流計算プログラムにより潮流計算を実行する（Ｓ１０３）。判別部４４は、潮流計算で得られた各ノード２０１〜２０５のノード電圧の予測値が所定範囲内であるか否かの判別を行う（Ｓ１０４）。各ノード電圧が１つでも所定範囲内でないと判別した場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）には、当該組合せが不適正であると計算結果記憶部１８に記録する（Ｓ１０８）。そして全ての組合せが計算済みか否かの判別を行う（Ｓ１０９）。
【００３７】
ステップＳ１０４で各ノード電圧が全て所定範囲内であると判別した場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）は、さらに、予測部４２は、分散型電源の発電出力を０として、潮流計算を実行する（Ｓ１０５）。そして、判別部４４は、潮流計算で得られた各ノード２０１〜２０５のノード電圧の予測値が所定範囲内であるか否かの判別を行う（Ｓ１０６）。なお、ステップＳ１０６の所定範囲は、ステップＳ１０４の所定範囲と同じでなくてもよい。
【００３８】
各ノード電圧が１つでも所定範囲内でないと判別した場合（Ｓ１０６：Ｎｏ）には、判別部４４は、当該組合せが不適正であると計算結果記憶部１８に記録するステップＳ１０８を実行する。一方、各ノード電圧が全て所定範囲内であると判別した場合（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）には、当該組合せが適正であると計算結果記憶部１８に記録する（Ｓ１０７）。そして、全ての組合せが計算済みか否かの判別を行うステップＳ１０９を実行する。
【００３９】
ステップＳ１０９において、全ての組合せが計算済みでないと判別した場合（Ｓ１０９：Ｎｏ）には、ＣＰＵ１４は、計算が実行されていない他の組合せを選択し（Ｓ１１０）、潮流計算を実行するステップＳ１０３を実行する。
【００４０】
一方、ステップＳ１０９において、全ての組合せが計算済みであると判別した場合（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）には、選定部４６は、計算結果記憶部１８に記憶されたデータから、全ての配電系統状態（Ｌ１〜Ｌ４）、発電出力（Ｐ１〜Ｐ５）の組合せが適正と記録された発電力率が存在するか否かの判別を行う（Ｓ１１１）。
【００４１】
全ての配電系統状態（Ｌ１〜Ｌ４）、発電出力（Ｐ１〜Ｐ５）の組合せで適正と記録された発電力率が存在すると判別した場合（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）、当該発電力率を分散型電源Ｇ１の適正力率として選定する。なお、判別された発電力率が複数ある場合は、各ノードにおける現状の電圧との乖離率が最少となる発電力率を選択する（Ｓ１１２）。
【００４２】
一方、全ての配電系統状態（Ｌ１〜Ｌ４）、発電出力（Ｐ１〜Ｐ５）で適正と記録された発電力率が存在しないと判別した場合（Ｓ１１１：Ｎｏ）、適正と記録された組合せのうち、発電出力の数が最多の組合せに係る発電力率を分散型電源Ｇ１の適正力率として選定する。なお、適正と記録された発電出力の数が最多の組合せに係る発電力率が複数ある場合は、そのうちの、各ノードにおける現状の電圧との乖離率が最少となる発電力率を選択する。さらに不適正と記録された発電出力での分散型電源Ｇ１の運用を禁止する（Ｓ１１３）。
【００４３】
図６は計算結果記憶部１８に記憶された計算結果のデータの一例を説明するための図である。なお、図６の発電出力の欄において、黒色（白抜き）は適正と判別された場合を示し、それ以外は不適正と判別された場合を示している。図６の場合、フローチャートのステップＳ１１１において、全ての配電系統状態（Ｌ１〜Ｌ４）、発電出力（Ｐ１〜Ｐ５）で適正と記録された発電力率（ＰＦ１〜ＰＦ８）は存在しない。この場合、ステップＳ１１３において、適正と記録された発電出力の数が最多の発電力率（ＰＦ７）が選定部４６によって選定されることになる。さらに、Ｌ２の配電系統状態（例えば昼）において、不適正と記録された発電出力Ｐ４での運用を禁止する旨を、例えば表示部１０に表示するようにする。
【００４４】
なお、適切と記録された発電出力の数が、例えば発電力率ＰＦ６、ＰＦ７、ＰＦ８で最多であった場合、乖離率が最少となる例えば発電力率ＰＦ６が選択されることになる。乖離率が最少となる発電力率が選択されるので、例えば分散型電源Ｇ１が脱落することにより配電系統１に与えられる影響の度合いを減少させることができる。影響の度合いとは、例えば、分散型電源Ｇ１が脱落することに基づく配電線２００の電圧値の変動量を示している。
【００４５】
尚、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
２  発電力率選定装置
１０  表示部
１２  入力部
１４  ＣＰＵ
１６  データベース
１８  計算結果記憶部
２０  潮流計算データベース
２２  設備データベース
２４  プログラムデータベース
３０  バス線
４０  生成部
４２  予測部
４４  判別部
４６  選定部
【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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