(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散電源を有する配電系統において、電源容量、負荷容量、線路データ、変圧器データ、分散電源データ、負荷状態データ等の系統条件が与えられた時に、前記配電系統に設置された電圧制御機器の最適なインピーダンス及び電圧基準値並びに不感帯を整定する電圧制御機器の最適整定方法において、
電圧制御機器の制御対象範囲の線路インピーダンスをインピーダンス整定範囲として限定するステップと、
系統運用上の電圧上下限制約及び線路電流上限制約を制約条件として、系統電圧と系統電圧規定値との偏差を最小化し、かつ、有効電力損失を最小化する目的関数を充足するような電圧制御機器の最適タップ位置をリアクティブ・タブー・サーチにより求め、この最適タップ位置に基づく電圧プロフィールから電圧制御機器の制御対象範囲における系統電圧上下限値を求め、この系統電圧上下限値により決定される範囲を電圧基準値整定範囲として限定するステップと、
前記インピーダンス整定範囲及び電圧基準値整定範囲を考慮した電圧制御機器の各整定範囲に対し、整定刻みを粗く調整した整定値を用いて列挙法を実行することにより最適整定値を含む各整定範囲をある程度絞り込むステップと、
絞り込まれた各整定範囲に対し、最小の整定刻みを用いて列挙法を再度、実行することにより前記目的関数を充足する複数の整定値の集合としての最適整定値集合を求めるステップと、
前記最適整定値集合の中から所定の評価関数を充足する整定値を最終的な最適整定値として選択するステップと、
を有することを特徴とする、配電系統における電圧制御機器の最適整定方法。
【請求項２】
請求項１の全体に記載された最適整定方法において、
最終的な最適整定値を選択するための前記評価関数は、最適整定値集合に含まれる複数の最適整定値候補の最大値と最小値とに対する偏差の二乗和が最小になる整定値を求める関数であることを特徴とする、配電系統における電圧制御機器の最適整定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配電営業所における制御用コンピュータに付加され、配電系統における電源容量、負荷容量、線路データ、変圧器データ、分散電源データ、典型的な負荷状態のデータ、各種モデルデータ等が与えられた時に、電圧調整器（Step Voltage Regulator：ＳＶＲ）や線路電圧降下補償器（Line Drop Compensator：ＬＤＣ）等の電圧制御機器の最適な整定値を計算するための最適整定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、配電系統における電圧制御は、配電用変電所送り出し電圧を負荷の状態に応じて調整するＬＤＣ付きの変圧器や、高圧配電線の途中に設置されるＳＶＲを利用した制御方法が一般的である。
一方、近年の配電系統では、規制緩和の進展に伴って分散電源の導入が進められているが、分散電源からの逆潮流が電圧管理上、様々な影響を与えることが考えられる。
このため、系統における分散電源連系の有無及び負荷状態に関わらず系統電圧が常に規定値範囲に収まるように、各電圧制御機器の電圧基準値やインピーダンス及び不感帯を整定する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような各電圧制御機器の整定に当たり、従来では、配電用変電所から負荷末端方向に放射状に電流が流れることを前提にした計算式により整定が行われてきたが、分散電源が配電系統に導入される場合には、上述したような一方向のみの電力の送電だけでなく、分散電源から配電用変電所方向への逆潮流やそれに伴う電圧変動も考慮して電圧制御機器の整定を行う必要が生じる。
【０００４】
ここで、本発明の解決課題としての対象問題は、図１に示すように、分散電源を有する配電系統の系統条件（電源電圧、負荷値、分散電源出力、系統構成、インピーダンス等）と、状態変数である各電圧制御機器の整定値とから評価対象となる電圧プロフィール（電源からの距離に応じた電圧値のプロフィール）が求められる順問題とは逆に、最良の評価を得る電圧プロフィールから各電圧制御機器の整定値を求める逆問題として定義することができる。
しかし、実際には、系統条件及び整定値から電圧制御機器の制御の結果として得られるタップによって電圧プロフィールが決まることから、整定値と電圧プロフィールとは電圧制御機器のタップという中間的な値を介して関係していることになり、電圧プロフィールから整定値を直接求めることは不可能である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
ここで、電圧制御機器の整定値、タップ位置及び電圧プロフィールの関係を概念的に示すと、図２のようになる。
前述のごとく、電圧制御機器のタップ位置によって電圧プロフィールが決まることから、タップ位置と電圧プロフィールとは１対１の対応関係（図２における最適タップ位置▲２▼と最良評価▲３▼との関係）にあると言え、また、ＳＶＲが逆潮流発生時にタップ比が１．０となって素通しになる場合や電圧が不感帯内に含まれる場合などでは、異なる整定値の組み合わせであっても同じタップ位置となり、同じ評価を得る整定値の組み合わせが多数存在することから、整定値とタップ位置とは多対１の対応関係（最適整定値▲１▼と最適タップ位置▲２▼との関係）にあると言える。
従って、整定値と電圧プロフィールとは多対１の対応関係となるため、電圧プロフィールから整定値の組み合わせを一義的に求めることは不可能である。
【０００６】
上述のように、電圧制御機器の最適整定問題は通常の組み合わせ最適化問題と異なり、状態変数である整定値と評価値である電圧プロフィールとが１対１で対応しない特殊な最適化問題となる。
また、同じ評価値を与える状態変数の組み合わせが多数存在するということは、最適解の探索過程において最良評価を得る解を選択しつつ探索点を更新していく各種モダンヒューリスティック（Modern Heuristic：ＭＨ）手法を単純に適用することができないことを意味する。従って、この種の最適整定問題では、整定対象となる電圧制御機器の各整定値の全ての組み合わせに対し、評価値を計算して最良評価を得る整定値の組み合わせを列挙法により求めなければならない。
【０００７】
しかし、各整定値の組み合わせ数は電圧制御機器の台数に比例して指数関数的に増大するため、その全ての組み合わせに対し評価値を計算するには莫大な時間が必要となり、系統に設置された複数台の電圧制御機器の最適整定値を求めることは非常に困難である。
【０００８】
そこで本発明では、分散電源の連系による電圧変動を考慮した最適整定方法として、配電系統における各電圧制御機器の各整定値を離散状態変数として扱い、離散型変数を用いた組み合わせ最適化問題として定式化すると共に、ＭＨ手法の一つであるリアクティブ・タブー・サーチ（Reactive Tabu Search：ＲＴＳ）及び２段階列挙法を組み合わせた電圧制御機器の最適整定方法を提供しようとするものである。
【０００９】
すなわち、請求項１記載の発明は、分散電源を有する配電系統において、電源容量、負荷容量、線路データ、変圧器データ、分散電源データ、負荷状態データ等の系統条件が与えられた時に、前記配電系統に設置された電圧制御機器の最適なインピーダンス及び電圧基準値並びに不感帯を整定する電圧制御機器の最適整定方法において、
電圧制御機器の制御対象範囲の線路インピーダンスをインピーダンス整定範囲として限定するステップと、
系統運用上の電圧上下限制約及び線路電流上限制約を制約条件として、系統電圧と系統電圧規定値との偏差を最小化し、かつ、有効電力損失を最小化する目的関数を充足するような電圧制御機器の最適タップ位置をリアクティブ・タブー・サーチにより求め、この最適タップ位置に基づく電圧プロフィールから電圧制御機器の制御対象範囲における系統電圧上下限値を求め、この系統電圧上下限値により決定される範囲を電圧基準値整定範囲として限定するステップと、
前記インピーダンス整定範囲及び電圧基準値整定範囲を考慮した電圧制御機器の各整定範囲に対し、整定刻みを粗く調整した整定値を用いて列挙法を実行することにより最適整定値を含む各整定範囲をある程度絞り込むステップと、
絞り込まれた各整定範囲に対し、最小の整定刻みを用いて列挙法を再度、実行することにより前記目的関数を充足する複数の整定値の集合としての最適整定値集合を求めるステップと、
前記最適整定値集合の中から所定の評価関数を充足する整定値を最終的な最適整定値として選択するステップと、
を有するものである。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１の全体に記載された最適整定方法において、
最終的な最適整定値を選択するための前記評価関数は、最適整定値集合に含まれる複数の最適整定値候補の最大値と最小値とに対する偏差の二乗和が最小になる整定値を求める関数であることを特徴とする。
【００１１】
つまり、図２に示すように、最良と評価される電圧プロフィールを与えるような最適タップ位置をＲＴＳにより求め、この最適タップ位置における電圧プロフィールや電圧制御機器の制御対象範囲から電圧基準値整定範囲やインピーダンス整定範囲を限定する。これらの整定範囲に対し、第１段階では整定刻みを粗く調整した整定値を用いて列挙法を実行し、最適整定値を含む整定範囲をある程度絞り込む。更に、第２段階として、第１段階で絞り込んだ各整定範囲に対し、最も細かい整定刻みを用いて再度、列挙法を実行して最適整定値集合を求める。この手順を２段階列挙法といい、列挙法による最適整定値の探索過程を２段階に分けることで探索効率を高めている。その後、最適整定値集合のほぼ中央に位置する整定値を最終的な最適整定値として選択する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
Ａ．始めに、本発明の最適整定問題の定式化を行う。
（１）前提条件として、ここでは、以下のデータが入手可能であると仮定する。
▲１▼各電圧制御機器の整定値及び整定範囲
▲２▼配電用変電所の送り出し電流・電圧
▲３▼系統の各区間の大口需要家の契約容量
▲４▼系統の各区間の線種と距離 (各区間のインピーダンス)
なお、配電系統に接続された各負荷量は変電所からの送り出し電流と契約容量とを用いた按分を利用して計算で求める。この方法では、まず、当該フィーダ全体の契約容量と各負荷点の契約容量とにより、当該フィーダの全負荷量を１とした時の各負荷点の割合を計算しておく。そして、計測された送り出し電流を、予め計算しておいた各負荷点の割合で比例配分することにより負荷量を求める。
【００１３】
現在、配電系統では計測点が少なく、各負荷量を求めることは困難になっている。また、電圧制御機器の最適整定問題は配電系統の計画問題の１つであり、実務で利用されている方法に合わせるという意味で、ここでは各需要家の契約容量に応じて負荷が使用されているという仮定に基づいて負荷量を求めることとした。
更に、配電線に設置された柱上変圧器は固定タップとし、そのタップ調整は行わないこととする。
【００１４】
（２）次に、各電圧制御機器について、以下の状態変数を整定値としてその整定範囲を決める。なお、《  》内は整定刻みを表す。
▲１▼ＬＤＣ
・電圧基準値……100.0〜120.5[Ｖ]   《0.5[Ｖ]》
・不感帯…………±1.0〜±4.0[％]   《0.2[％]》
▲２▼ＳＶＲ
0003809854.tif 000002
・インピーダンス（抵抗ｒ及びリアクタンスｘ）
0003809854.tif 000003
上述のように、各電圧制御機器では整定値を離散値で設定しているので、本発明では、以下のように離散型変数を用いた組み合わせ最適化問題として定式化することができる。
【００１５】
（３）まず、整定値の最適性を評価する上での目的関数について考察する。
最適性の評価において、最も重要な点は系統電圧が規定値範囲に入ることである。また、負荷のばらつきや運用コストの最小化を考えると、有効電力損失の最小化（ロスミニマム）、及び、電圧・電流制約逸脱量の最小化をも考慮する必要がある。以上を総合的に評価する目的関数を数式１に示す。
【００１６】
【数１】
0003809854.tif 000004
【００１７】
数式１において、ｌ：考慮する負荷状態数（重負荷時、軽負荷時などの負荷状態の数）、ｍ：ブランチ数、Ｌｏｓｓｉ：ブランチｉの有効電力損失、ｎ：ノード数、Ｖｊ：ノードｊの電圧、Ｖｒｅｆ：電圧規定値、ｗｋ：目的関数の各項の重み係数、ｇ(V,I)：電圧・電流制約逸脱量の絶対値和である。
【００１８】
（４）また、系統運用上、以下の制約条件を満たす必要がある。
▲１▼電圧上下限制約
各ノードの電圧は所定の上下限を超えないこと。
▲２▼線路電流上限制約
各線路電流は線種による最大許容電流を超えないこと。
【００１９】
以上より、最適整定問題は、上記制約条件を満たす範囲で数式１を充足する電圧制御機器の各整定値を求める組み合わせ最適化問題として定式化することができる。なお、対象系統の電圧・電流値の計算には、配電系統向けの高速潮流計算手法であるBackward-Forward Sweep(ＢＦＳ)法を用いる。この計算手法は、例えば、福山・中西による「並列処理を用いた放射状系統高速潮流計算」（電気学会論文誌Ｂ１１６巻１号，平成８年１月）に記載されている。
【００２０】
Ｂ．次に、数式１を充足するような電圧制御機器の最適タップ位置を求めるために使用するＲＴＳの概要を述べる。
ＲＴＳは、ＭＨ手法の一つであるタブー・サーチ（Tabu Search：ＴＳ）の機能を基本として、更に探索領域を広げ、探索上のループを無くして効率的な探索を行うためにReactive及びEscapeという機能を追加したものである。
ここで、ＴＳについてはF.Gloverによる「Tabu Search Part I」（ORSA Journal of Computing, Vol.1, No.3, Summer 1989）及び「Tabu Search Part II」（ORSA Journal of Computing, Vol.2, No.1, Winter 1990）等に記載され、ＲＴＳについてはR.Battitiによる「The Reactive Tabu Search」（ORSA Journal of Computing, Vol.6, No.2, pp.126-140 1994）等に記載されている。
【００２１】
（１）まず、ＴＳは、F.Glover等によって開発されたＭＨ手法であり、解空間を効率的に探索できる手法として注目されている。
局所探索法などでは、探索の過程で同一の解が繰り返し現れる場合があり、このような同一解の再探索は探索効率を低下させる。そこで、過去の探索過程で求められた解や探索の移動パターンを一種の集合であるタブーリストに記憶しておき、このタブーリストに含まれない解の中から最良のものを選択する方法がＴＳである。なお、タブーリストは一定の大きさを有し、その内容は最新情報により逐次更新される。
【００２２】
ＴＳによる具体的な探索手順は、次の通りである。
▲１▼初期解（初期状態）を選ぶ。
▲２▼現在の解の近傍において、前記初期解を除く最適な解（隣接状態）を見つけ、この解により初期解を置き換える。
▲３▼タブーリストに、前回の解（初期解）と必要に応じて初期解から次の最適解への移動パターンを格納する。
上記▲１▼〜▲３▼の繰り返しにより、現在の解から近傍の最適解が求まるたびに現在の解や移動パターンをタブーリストに格納していき、タブーリスト内の情報量が所定値を超えた場合は最も古い情報を除去していく。そして、終了条件が満たされるまで、手順▲２▼以降の処理を繰り返す。
【００２３】
（２）次いで、ＲＴＳにおける二つの機能であるReactive，Escapeについて説明する。
▲１▼Reaction Mechanism
ＴＳでは、タブーリストの長さが探索効率に影響を与えることが知られており、対象問題に合った長さを決定する必要がある。これに対し、ＲＴＳでは以下のような方法により、タブーリストの長さを自動調整する機能を有している。
・探索済みの解は全て保存しておく。
・探索点が移動した時に、新しい探索点が以前に探索された解であった場合は、リスト長を長くする。もし、充分長い間、以前に探索された解が出現しなかった場合は、リスト長を短くする。
【００２４】
▲２▼Escape Mechanism
従来のＴＳでは、探索上のループ（同じ領域での探索が繰り返されること）を避けるのに充分ではない。このような状況に対応するため、Escape Mechanismが導入された。Escape Mechanismは、繰り返し探索される状態の数が事前に設定したしきい値を超えた場合に、ランダム探索が繰り返し行われ、探索領域を完全に変更して別の領域で探索を行うような機能を達成している。
【００２５】
（３）図３は、ＲＴＳにおける解探索の概念図である。横軸は例えば電圧制御機器の整定値である状態変数、縦軸は前記数式１の目的関数をそれぞれ示し、目的関数の最小値を与えるような状態変数を探索していく過程を中央の曲線で表している。また、曲線に沿って配置されたハッチング付きの円はそれぞれが状態を示しており、これらの状態に関連して示された矩形＊１，＊２はタブーリスト、リスト内の数字はタブー期間（タブーリスト長）を示している。
図３では、探索の過程で以前に探索された状態が繰り返されたため、タブーリスト長を２から３へ修正した例が示されている。
【００２６】
（４）ＲＴＳのアルゴリズムは、以下のとおりである。なお、以下において、状態とは電圧制御機器のタップ位置に相当する。
▲１▼第１ステップ：初期状態の生成
・初期状態を生成し、現状態とする。
・現状態をタブーリストに入れる。
▲２▼第２ステップ：隣接状態の生成
・生成可能な限りの隣接状態を生成する。
・隣接状態がタブーか否かを判定する。
▲３▼第３ステップ：次状態の選択
・タブーリストにない評価の最も良い隣接状態を現状態とする。
・現状態をタブーリストに入れる。
▲４▼第４ステップ：Reaction（タブーリスト長の修正）
・現状態が以前に探索されている場合は、リスト長を長くする。
・長い期間、以前に探索された状態が出現しなかったら、リスト長を短くする。
▲５▼第５ステップ：Escape
・以前に探索された状態が多い場合は、ランダム探索する。
▲６▼第６ステップ：終了判定
・探索回数が設定した最大反復回数に達したら終了する。それ以外は、第２ステップへ戻って繰り返し探索を行う。
【００２７】
Ｃ．次に、請求項１に記載した発明における整定範囲の限定方法について説明する。
まず、電圧制御機器の整定値であるインピーダンス（ｒ，ｘ）及び電圧基準値については、各電圧制御機器の制御対象範囲から以下のように整定範囲を限定することができる。
（１）インピーダンス整定範囲の限定方法
配電系統に設置された電圧制御機器は、その設置地点よりも下位系統側に設置された他の電圧制御機器まで、または系統の末端までを電圧基準点として考慮している。このことから、この区間（制御対象範囲）の線路インピーダンスをインピーダンス整定範囲として限定する。
【００２８】
（２）電圧基準値整定範囲の限定方法
上述のように、最適整定問題では、各電圧制御機器のタップ位置における電圧プロフィールと潮流解によって評価値が得られる。つまり、目的関数の充足という最良評価を得るような各電圧制御機器の最適タップ位置を求めれば、その最適タップ位置における系統の電圧プロフィールが判明し、電圧制御機器の電圧基準値の整定範囲を求めることができる。
具体的には、図４に示すように、対象とする負荷状態(例として、最大負荷・最小負荷状態のみを考えるケースを示す。）に対し、最適タップ位置における電圧プロフィール（図４において、太線は最大負荷時、細線は最小負荷時の電圧プロフィールである。)を求め、電圧制御機器、例えばＳＶＲの制御対象範囲における系統電圧の上下限値で決まる範囲により電圧基準値整定範囲を限定する。
【００２９】
以下に、最適タップ位置の探索において、状態変数となる各電圧制御機器のタップ位置（タップ比）を示す。なお、《 》内は、1タップの刻み幅を示す。
▲１▼ＬＤＣタップ位置（タップ比）
１（92.5[％]）〜 ４（100.0[％]）〜７（107.5[％]） 《2.5[％]》
▲２▼ＳＶＲタップ位置（タップ比）
１（95.0[％]）〜 ５（100.0[％]）〜９（105.0[％]） 《1.25[％]》
このように、状態変数である電圧制御機器のタップ位置は離散変数であるため、離散型最適化問題として定式化し、ＭＨ手法の１つであるＲＴＳを用いて最適タップ位置を求めることが可能である。
これは、図２に示したようにタップ位置の空間と電圧プロフィール及び潮流の空間は１対１の対応関係にあるため、この関係を用いて、組み合わせ最適化問題をＲＴＳで解くことが可能であることを意味する。
【００３０】
以下に、電圧基準値整定範囲を限定する手順を示す。
▲１▼第１ステップ：最適タップ位置の探索
数式１の目的関数を充足するような最適タップ位置を、ＲＴＳを用いて求める。
▲２▼第２ステップ：電圧基準値整定範囲の限定
対象とする負荷状態に対し、第１ステップで求めた最適タップ位置における電圧プロフィールを求め、電圧制御機器の制御対象範囲における系統電圧の上下限値により決まる範囲を電圧基準値整定範囲とする。
【００３１】
Ｄ．次に、請求項１の発明の２段階列挙法による最適整定方法について説明する。
前述のように、最適整定問題は、状態変数である整定値と評価値（電圧プロフィール）とが多対１の対応関係になるため、整定値を多数列挙してその中から最適値を選択する列挙法により最適整定を行うことになる。しかし、上述したＣの方法により整定範囲を限定しても、電圧制御機器が複数ある場合には整定値の組み合わせが莫大な数となり、最適整定値を求めることは非常に困難である。
このため、大域最適性は損なわれるが、整定刻みを段階的に調整することで最適整定値が含まれる範囲を狭め、列挙法によって効率良く最適整定値が求められる２段階の準最適整定方法を用いることとした。
【００３２】
２段階列挙法による最適整定方法の手順は、以下の通りである。
▲１▼第１ステップ：最適整定値を含む整定範囲の絞り込み
限定した各整定範囲に対し、整定刻みを粗く調整した整定値を用いて第１段階の列挙法を実行し、最適整定値が含まれる整定範囲をある程度絞り込む。
▲２▼第２ステップ：最適整定値集合の探索
第１ステップによって絞り込んだ各整定範囲に対し、最小の整定刻みを用いて、第２段階の列挙法を実行し、数式１を充足するような最良評価の整定値の集合（最適整定値集合）を求める。
ここで、最適整定値が集合となるのは、整定値と評価値とが多対１の対応関係にあり、最良評価を得る整定値の組み合わせが多数存在するためである。
【００３３】
Ｅ．次に、前記最適整定値集合から最終的な最適整定値を選択する方法を述べる。
最終的な最適整定値としては、前記最適整定値集合の中心に近い値を選択する。例として、図５に２次元空間における最適整定値選択の概念を示す。
最適整定値は、数式２の評価関数Ｊを用いて、最適整定値集合の範囲において、各最適整定値候補の最大値Ｘｉｍａｘ及び最小値Ｘｉｍｉｎに対する最適整定値候補Ｘｉの偏差の二乗和が最小となる整定値を選択する。なお、数式２において、ｎ：状態変数（整定値）の数、Ｘｉ：最適整定値候補 (最良評価を得る整定値候補)、Ｘｉｍａｘ：最適整定値候補の最大値、Ｘｉｍｉｎ：最適整定値候補の最小値である。
【００３４】
【数２】
0003809854.tif 000005
【００３５】
Ｆ．以上をまとめると、電圧制御機器の最適整定値を求めるアルゴリズムは次のようになる。
▲１▼第１ステップ：整定範囲の限定
・各電圧制御機器の制御対象範囲を考慮し、インピーダンス整定範囲を限定する。
・対象となる負荷状態に対して数式１により最適タップ位置をＲＴＳにより求め、最適タップ位置における電圧プロフィール及び各電圧制御機器の制御対象範囲から電圧基準値整定範囲を限定する。
▲２▼第２ステップ：最適整定値を含む整定範囲の絞り込み
第１ステップによって限定された各整定範囲に対し、整定刻みを粗く調整した整定値を用いて第１段階の列挙法を実行し、最適整定値を含む整定範囲をある程度絞り込む。
▲３▼第３ステップ：最適整定値集合の探索
第２ステップによって絞り込んだ各整定値範囲に対し、最も細かい整定刻みを用いて、第２段階の列挙法を実行し、最適整定値集合を求める。
▲４▼第４ステップ：最終的な最適整定値の選択
第３ステップにより求めた最適整定値集合から、数式２により最適整定値を選択する。
【００３６】
【実施例】
次に、本発明の実施例を説明する。シミュレーション条件は以下の通りである。
（１）対象系統
図６に示すように、分散電源ＤＧが連系され、かつ、２台のＳＶＲ（ＳＶＲ１，ＳＶＲ２）が設置されている実配電系統を模擬したモデル系統を用いる。なお、１０は配電用変圧器、ａ〜ｊはノードを示す。
【００３７】
（２）系統条件
対象系統の系統条件を以下に挙げる。なお、数式１の目的関数において考慮する負荷状態は、図７にも示すように、電圧下降方向で最も厳しくなる最大負荷時で分散電源ＤＧの出力が０となる状態と、電圧上昇方向で最も厳しくなる最小負荷時で分散電源ＤＧの出力が最大となる状態を対象とする。
▲１▼配電線亘長及び線種
配電線亘長は、１０．５[km]とする。配電線の線種は、最終区間のみ細線（５φ線）で、他は８０mm２硬銅線とする。
▲２▼分散電源ＤＧ
容量は２０００[kVA]とする。なお、電圧上昇方向で最も厳しい状態を対象とするため、受電点力率は１．０とする。
▲３▼対象負荷状態
対象とする負荷状態を、図７に示す。
【００３８】
（３）目的関数の重み係数
数式１の目的関数の重み係数は、電圧・電流制約を逸脱しないことを大前提とし、電圧基準値偏差の最小化に重点をおいた評価とするため、Ｗ１＝Ｗ２＝１．０，Ｗ３＝１００．０に設定した。なお、これらの値は正規化のために設定された便宜的な値である。また、電圧基準値偏差の変化幅に比べて系統ロスの変化幅が微少であるため、Ｗ１＝Ｗ２としている。
【００３９】
（４）検証条件
以下の２つの項目について検証シミュレーションを行う。
▲１▼検証１：本発明による最適整定シミュレーション
図７の対象負荷状態に対して最適整定値を求め、従来法による整定値と比較する。
▲２▼検証２：最適整定値の最適性の検証シミュレーション
各負荷及び分散電源容量をランダムに変化させた系統状態に対し、従来法の整定値及び検証１で求めた最適整定値を用いて、最適整定値の最適性の検証を行う。
【００４０】
（５）上記検証１のシミュレーション結果
前述のＦ項の第１ステップにより限定されたＳＶＲ１，ＳＶＲ２の電圧基準値、インピーダンス（ｒ，ｘ）の整定範囲を図８に示す。なお、不感帯については整定範囲の限定を行っていないので、従来の整定範囲（±1.0〜±4.0[%]）のままである。
図８の限定された整定範囲に対して、前述のＦ項の第２ステップ、第３ステップによる２段階列挙法を実行し、第４ステップにより数式２を用いて選択した最終的な最適整定値と、従来法による整定値を図９に示す。なお、２段階列挙法の探索過程における最適整定値を含む整定範囲の絞り込みの際に用いた整定値刻み（Ｆ項の第２ステップにおける整定値刻み）は、従来の整定値刻みの２〜３倍程度とした。また、数式１における最良評価値は0.36931であり、この最良評価値を得る整定値の組み合わせ数 (最適整定値集合数)は約4.3×10５通りであった。
【００４１】
対象とした負荷状態に対し、本発明により求められた最適整定値と従来法による整定値を用いた場合の最大負荷時の電圧解を図１０に、最小負荷時の電圧解を図１１に、最大負荷時の電圧プロフィールを図１３に、最小負荷時の電圧プロフィールを図１４に示す。なお、図１０，図１１の各ノードａ〜ｊは図６のノードである。
【００４２】
図１０，図１１及び図１３，図１４に示すように、対象とする負荷状態に対し、従来法による整定値を用いた場合に比べて、本発明による最適整定値を用いた場合の方が系統電圧の規定値からの偏差を改善することができ、本発明の有効性が確認された。
また、最適整定値の探索過程における各整定値の組み合わせ数を比較すると、従来の単純な列挙法のみの場合では約４．８×１０１０通りであるのに対し、本発明では約１．９×１０６通りとなり、約２５０００分の１程度の組み合わせ数で最適整定値を探索することが可能になっている。このため、本発明を用いることによって評価する整定値の組み合わせ数を削減することができ、計算量、計算速度を大幅に削減できることが確認できた。
【００４３】
なお、この実施例で用いたＳＶＲは逆潮流発生時に素通し（タップ比１．０）として最適整定を行っているため、逆潮流発生時にはタップ位置が固定されてしまい、ＳＶＲ１については最適整定値を含む整定範囲の絞り込みができず、整定値の組み合わせ数を削減することができなかったが、ＳＶＲを逆潮流対応とすることにより、各整定値の組み合わせ数を一層削減することが可能であると考えられる。
【００４４】
また、本実施例では、各電圧制御機器の制御対象範囲における線路インピーダンスを整定範囲として考慮したうえで整定範囲を限定しているが、最適整定値の探索においては、単に最良評価を得る整定値の導出のみに比重をおいており、インピーダンスの物理的な意味合い（対象系統のｒとｘとの比率）は考慮していない。従って、これらの物理的な意味合いを考慮してその比を利用する場合には、ｘはｒに依存することになって状態変数が１つ減少するため、組み合わせ数が更に少なくなり、より一層の高速化が可能となる。
更に、近年では、ＳＭＰ（Shared Memory Parallel）や分散並列処理を容易に実現できる環境が整ってきている。２段階の列挙法は基本的には各パラメータの組み合わせを逐次的に計算しているので、単純に計算する組み合わせ数を複数のプロセッサに分配することで容易に高速化が可能である。
【００４５】
（６）上記検証２のシミュレーション結果
ここでは、検証１で求めた最適整定値の最適性を検証するため、検証１で対象とした負荷状態（図７参照）以外の様々な負荷状態に対し、従来の整定値と本発明による最適整定値を用いた場合の評価値（数式１の考慮する負荷状態数ｌを１として求めた評価値）を比較した。
対象とする負荷状態は、分散電源が連系された対象系統に対し、総負荷量を最小負荷から最大負荷（３３０[kW]〜１０００[kW])まで、及び分散電源出力をゼロから最大出力（２０００[kVA]）までランダムに変化させた１００ケースを対象とした。
この総負荷量及び分散電源出力をランダムに変化させた様々な負荷状態に対し、従来法による整定値と本発明による最適整定値を用いた場合の評価値の比較結果を図１２に示す。
【００４６】
図１２からわかるように、従来法による整定値及び本発明の最適整定値とも最小値は同じであるが、最大値及び平均値では、本発明の最適整定値の方が良い評価が得られており、統計的に見て本発明による最適整定値の最適性を確認することができた。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、分散電源が連系された系統に設置されたＳＶＲやＬＤＣ等の電圧制御機器に対して準最適な整定が可能であると共に、各電圧制御機器の制御対象範囲を考慮して整定範囲を限定しているため、最適整定候補として考える整定値の組合わせ数の削減が可能である。また、限定された整定範囲に対して整定刻みを調整しながら列挙法による最適整定値の探索過程を２段階に分けることで、探索効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の解決課題を示す概念図である。
【図２】電圧制御機器の整定値、タップ位置、及び電圧プロフィールの関係を示す概念図である。
【図３】ＲＴＳによる探索概念の説明図である。
【図４】本発明の実施形態における電圧基準値整定範囲の説明図である。
【図５】最適整定値の選択方法を説明するための図である。
【図６】実施例のシミュレーションに用いた対象系統の説明図である。
【図７】シミュレーションにおける対象負荷状態を示す図である。
【図８】シミュレーションにおいて限定された整定範囲の説明図である。
【図９】シミュレーションにおけるＳＶＲの整定値を示す図である。
【図１０】本発明による最適整定値と従来法による整定値を用いた場合の最大負荷時の電圧解を示す図である。
【図１１】本発明による最適整定値と従来法による整定値を用いた場合の最小負荷時の電圧解を示す図である。
【図１２】本発明による最適整定値と従来法による整定値を用いた場合の評価値を比較した図である。
【図１３】本発明による最適整定値と従来法による整定値を用いた場合の最大負荷時の電圧プロフィールを示す図である。
【図１４】本発明により求められた最適整定値と従来法による整定値を用いた場合の最小負荷時の電圧プロフィールを示す図である。
【符号の説明】
１０  配電用変電所
ＳＶＲ，ＳＶＲ１，ＳＶＲ２  電圧調整器
ＬＤＣ  線路電圧降下補償器
ＤＧ  分散電源
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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