JP2012198033A - 相判別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】配電設備の費用および作業者の作業量を増大させることなく、負荷の接続相を容易に判別することができる相判別装置を提供する。
【解決手段】相判別装置１１０の通信部１１５は、遮断器子局１０３、開閉器子局１０５および配電監視制御親局１０６を介して、配電用遮断器１０２およびセンサ内蔵区分開閉器１０４の計測値を取得し、自動検針親局１０９を介してスマートメータ１０８の計測値を取得する。データ格納部１１４には、配電系統構成情報と、配電用変圧器１０７の機器情報と、需要家の供給設備情報とを格納しておく。時間断面選択部１１１によって、各計測値の計測期間の中から、接続相の判別に用いる期間である時間断面を選択し、選択した時間断面に計測された各計測値と、データ格納部１１４に格納される各情報とに基づいて、相判別処理部１１２によって、各配電用変圧器１０７の接続相を判別する。
【選択図】図１

Description

本発明は、多相交流の配電系統において、各負荷がいずれの相に接続されているかを判別する相判別装置に関する。

需要家が太陽光発電装置をはじめとする分散電源を導入すると、需要家側から電力系統側へ向かう電力潮流である逆潮流が発生する。また逆潮流によって配電線電圧の上昇などが発生する。分散電源は、一般家庭のような単相で電力供給を受ける需要家でも導入されるので、逆潮流および電圧上昇などの発生状況は、配電線に供給される多相交流電力の相ごとに異なる。配電線は、多相交流電力の相ごとに設けられる複数の電線で構成される。したがって、配電線のいずれの相に対応する電線から各需要家に電力を供給しているかという情報に基づいて、逆潮流および電圧上昇の影響を分析して、対策を検討することが望ましい。

また、配電系統の不平衡を効果的に抑制するためには、現状において配電線の各相に対応する電線に、どのように負荷が接続されているかという情報に基づいて、配電系統を構成する配電設備を形成する計画を立てることが望ましい。

このような観点から、各負荷と配電線との間に介在する各配電用変圧器が、配電線のいずれの相に対応する電線に接続されているかを把握することが求められる。

しかし、配電線は途中で捻架されていたり、不平衡を解消するために相順の入れ替えが行われていたりするので、配電線を構成する各電線と配電変電所の送り出し相との対応関係が特定できない場合がある。この場合、各配電用変圧器が配電線のいずれの相に対応する電線に接続されているかについても不明となってしまう。また、配電用変圧器の工事の結果を検査することが困難な場合など、各配電用変圧器が配電線のいずれの相に対応する電線に接続されているかを管理できていない場合もある。

配電線および配電用変圧器を目視で確認すれば、配電用変圧器が接続されている電線に対応する相（以下「接続相」という場合がある）を明らかにすることができるが、配電線の展開範囲および配電用変圧器の数は膨大であり、地中ケーブル部のように目視不可能な部分も存在する。したがって、全ての配電線および配電用変圧器について目視確認を行うことは現実的ではない。

これに対して、配電線上に計測用の機器を設置して、配電変電所からの送り出し相と需要家への供給相との対応付けを特定するための方法が提案されている。

たとえば、配電線電圧のゼロクロスを検出した時刻を記録して比較することによって、送配電線路の任意の２点間における同一相を検出する送配電線路相検出システムがある（たとえば、特許文献１（第２頁右欄第４６−４９行目、図４）参照）。送配電線路は、送電線路および配電線路を含む。

また、配電変電所に設置した信号発生器から配電線に対して、相ごとに異なる信号を注入し、これを配電用変圧器または需要地点のメータに備えられた信号弁別器で検出することによって、接続されている相を識別する位相識別方法がある（たとえば、特許文献２（第３頁第４９行目−第４頁第１行目、図２）参照）。

また、配電線上に設置した計測器で計測した電圧プロファイルと、需要地点のメータで計測した電圧プロファイルとを比較することによって、各メータがいずれの相の電線に接続されているのかを決定する電力システム構成自動検出システムがある（たとえば、特許文献３（第５頁第２９−３５行目、図２）参照）。

特開２００１−２１５２４８号公報 特開２０１０−１５６６９４号公報 特開２０１０−１６１９２３号公報

前述の特許文献１に開示される技術では、電圧のゼロクロスを検出する装置（以下「ゼロクロス検出装置」という場合がある）を用いて、配電線の２点間における同一相を特定する。この技術を用いて、各配電用変圧器の接続相を判定して、配電用変圧器を介して配電線に接続される各負荷の接続相を判定する場合、既に設置されている配電用変圧器にそれぞれ、ゼロクロス検出装置を追加する必要がある。したがって、配電用変圧器を含む配電設備の費用が増大するという問題がある。

また、配電用変圧器の数は膨大であるので、配電用変圧器にゼロクロス検出装置を追加する場合、ゼロクロス検出装置の追加作業に手間がかかるという問題がある。ゼロクロス検出装置を可搬として、各配電用変圧器の設置場所に作業者が出向いて相の特定を行うようにすれば、ゼロクロス検出装置を追加する費用を抑制することは可能である。しかし、作業者が配電用変圧器の設置箇所に出向く必要があるので、作業者の作業量が増大するという問題がある。

前述の特許文献２に開示される技術では、配電線へ信号を注入する信号発生器と、当該信号を弁別する信号弁別器とによって、各負荷の接続相を判定する。この技術では、配電用変圧器またはメータに、信号弁別器を追加する必要がある。したがって、配電用変圧器およびメータを含む配電設備の費用が増大するという問題がある。

前述の特許文献３に開示される技術では、配電線上の電圧プロファイルと、メータでの電圧プロファイルとを比較することによって、負荷の接続相を判定する。配電線上の電圧プロファイルは、配電線を区分する区分開閉器を利用して取得することができる。これに対して、メータでの電圧プロファイルは、メータをそのまま利用しても取得することはできない。メータは本来、電力量を計測するものであるので、メータにおいて、電圧プロファイルを比較して相判定を行えるほどの周期で電圧を計測するためには、メータに新たな装置を追加する必要がある。したがって、メータを含む配電設備の費用が増大するという問題がある。

以上のように、従来の技術において、各負荷の接続相を判定するためには、配電用変圧器またはメータに新たな装置を追加することが必要である。したがって、配電設備の費用が増大するという問題がある。

また、従来の技術において、配電設備の費用の増大を抑制するために、作業者が配電用変圧器の設置場所に出向いて相の特定を行うようにすると、作業者の作業量が増大するという問題がある。

本発明の目的は、配電設備の費用および作業者の作業量を増大させることなく、負荷の接続相を容易に判別することができる相判別装置を提供することである。

本発明の相判別装置は、配電系統から配電線を介して配電される多相交流電力を変圧して、需要地点に設置される負荷に供給する配電用変圧手段が接続される前記配電線における前記多相交流電力の相である接続相を判別する相判別装置であって、前記配電線に供給される前記多相交流電力の電気的特性を前記多相交流電力の相ごとに周期的に計測して、前記電気的特性の計測結果である配電線計測値に基づいて前記配電線の導通を制御する配電線制御手段から、前記配電線計測値を取得する配電線計測値取得手段と、前記需要地点に設置され、前記負荷で消費された電力量である消費電力量を前記多相交流電力の相ごとに周期的に計測して、前記消費電力量の計測結果である負荷計測値を負荷計測値記録手段に通知する負荷計測手段または前記負荷計測値記録手段から、前記負荷計測値を取得する負荷計測値取得手段と、前記配電系統の構成を表す配電系統構成情報と、前記配電用変圧手段の構成を表す変圧手段構成情報と、前記需要地点に設置される前記配電用変圧手段および前記負荷計測手段を含む供給設備の構成を表す供給設備構成情報とを格納する格納手段と、前記配電線計測手段によって前記配電線計測値が計測された期間、および前記負荷計測手段によって前記負荷計測値が計測された期間の中から、前記接続相の判別に用いる期間である時間断面を選択する時間断面選択手段と、前記時間断面選択手段によって選択された時間断面に計測された前記配電線計測値および前記負荷計測値と、前記格納手段に格納された前記配電系統構成情報、前記変圧手段構成情報および前記供給設備構成情報とに基づいて、前記配電用変圧手段の前記接続相を判別する相判別処理手段とを備えることを特徴とする。

本発明の相判別装置によれば、時間断面選択手段によって選択された時間断面に計測された配電線計測値および負荷計測値と、格納手段に格納された配電系統構成情報、変圧手段構成情報および供給設備構成情報とに基づいて、相判別処理手段によって、配電用変圧手段の接続相が判別される。配電線計測値は、配電線計測手段が、配電線の導通を制御するために計測したものである。また負荷計測値は、負荷計測手段が、負荷計測値記録手段に通知するために計測したものである。これらの配電線計測値および負荷計測値を用いて配電用変圧手段の接続相が判別されるので、配電用変圧手段の接続相を判別するために、配電線計測値を計測する手段、および負荷計測値を計測する手段を配電設備に新たに追加する必要はない。また接続相を判別するために作業者が需要地点に出向く必要はない。

したがって、配電設備の費用および作業者の作業量を増大させることなく、配電用変圧手段の接続相を容易に判別することができる。ひいては、配電設備の費用および作業者の作業量を増大させることなく、負荷の接続相を容易に判別することができる。

本発明の第１の実施の形態である相判別装置１１０を備える配電系統制御システム１００の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における相判別処理に関する相判別装置１１０の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態における相判別処理に関する相判別装置１１０の処理手順を示すフローチャートである。 各相の線電流ベクトルおよび各相間の負荷電流ベクトルの関係を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における相判別処理に関する相判別装置１１０の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態における相判別処理に関する相判別装置１１０の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態における相判別処理に関する相判別装置１１０の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態における相判別処理に関する相判別装置１１０の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態における相判別処理に関する相判別処理装置１１０の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態における相判別処理に関する相判別処理装置１１０の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態における相判別処理に関する相判別処理装置１１０の処理手順を示すフローチャートである。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態である相判別装置１１０を備える配電系統制御システム１００の構成を示すブロック図である。配電系統制御システム１００は、配電線１０１、配電用遮断器１０２、遮断器子局１０３、センサ内蔵区分開閉器１０４、開閉器子局１０５、配電監視制御親局１０６、配電用変圧器１０７、スマートメータ１０８、自動検針親局１０９および相判別装置１１０を備えて構成される。

配電用遮断器１０２および遮断器子局１０３は、配電変電所１２０に設置される。配電変電所１２０からは、複数の配電線１０１が延びている。配電線１０１は、需要地点である需要家構内に設置される不図示の負荷と接続される。

配電変電所１２０、ならびに配電変電所１２０に設置される配電用遮断器１０２および遮断器子局１０３などの設備は、配電系統を構成する。各配電線１０１には、配電系統から、位相が異なる複数の単相交流電力で構成される多相交流電力が送り出される。本実施の形態では、３つの単相交流電力で構成される三相交流電力が配電線１０１に送り出される。

配電線１０１には、複数の配電用変圧器１０７が接続される。多相交流電力は、配電線１０１および配電用変圧器１０７を介して、需要地点に設置される負荷に供給される。多相交流電力を相ごとに供給するために、配電線１０１は、複数の電線で構成される。多相交流電力は、配電系統から相ごとに、配電線１０１の対応する電線に供給される。本実施の形態では、配電線１０１は、３本の電線を含む。これらの３本の電線に、三相交流電力が相ごとに供給される。

配電用遮断器１０２は、配電線１０１と同数が設けられており、各配電線１０１に直列に接続されている。配電用遮断器１０２は、配電線１０１を介して、センサ内蔵区分開閉器１０４に接続されている。また配電用遮断器１０２は、遮断器子局１０３を介して、配電監視制御親局１０６に接続されている。

配電用遮断器１０２は、配電線１０１の導通を制御する。配電用遮断器１０２は、配電線１０１の導通を可能とする閉路状態と、配電線１０１の導通を遮断する開路状態とに切り替え可能に構成される。配電用遮断器１０２は、配電時には閉路状態となる。すなわち、配電用遮断器１０２が閉路状態であるとき、配電線１０１には電流が流れる。配電用遮断器１０２が閉路状態から開路状態に切替わると、配電線１０１に流れる電流が遮断される。

配電用遮断器１０２は、配電変電所１２０から配電線１０１に送り出される送り出し電流を計測する。配電用遮断器１０２は、たとえば配電線１０１に接続された負荷などに地絡などの事故が発生して、計測した送り出し電流の値が、予め定める値を超えると、閉路状態から開路状態に切替わり、配電線１０１に流れる電流を遮断する。配電用遮断器１０２によって計測された送り出し電流の値（以下「遮断器計測値」という場合がある）は、遮断器子局１０３から通信回線を介して、配電監視制御親局１０６に送信される。

遮断器子局１０３は、配電用遮断器１０２によって計測された値を取得し、配電監視制御親局１０６に送信する。また遮断器子局１０３は、配電用遮断器１０２が閉路状態から開路状態に切替わると、配電用遮断器１０２が閉路状態から開路状態に切替わったことを表す情報を配電監視制御親局１０６に送信する。

配電監視制御親局１０６は、遮断器子局１０３から通信回線を介して送信された計測値を受信する。配電監視制御親局１０６は、受信した計測値を、遮断器計測値データとして記録する。この遮断器計測値データは、相判別装置１１０による相判別処理において必要なときに参照される。遮断器計測値データの内容は後述する。

センサ内蔵区分開閉器１０４は、配電線１０１に直列に接続される。１本の配電線１０１に対して、複数のセンサ内蔵区分開閉器１０４が設けられる。各センサ内蔵区分開閉器１０４は、配電線１０１を介して接続される。換言すれば、各配電線１０１には、複数のセンサ内蔵区分開閉器１０４が、間隔をあけて直列に接続される。各配電線１０１は、複数のセンサ内蔵区分開閉器１０４によって、複数の区間に区分される。

図１では、１本の配電線１０１に接続されるセンサ内蔵区分開閉器１０４を図示し、他の配電線１０１に接続されるセンサ内蔵区分開閉器１０４の図示を省略しているが、実際には、他の配電線１０１に対してもセンサ内蔵区分開閉器１０４が接続されている。

センサ内蔵区分開閉器１０４は、計器用変圧器（Potential Transformer；略称：ＰＴ）および変流器（Current Transformer；略称：ＣＴ）を内蔵する区分開閉器である。センサ内蔵区分開閉器１０４は、接続された配電線１０１の後述する各線間電圧の実効値、線電流の実効値、および線電流と線間電圧との位相差を、予め定める周期で計測する。

センサ内蔵区分開閉器１０４は、配電線１０１の導通を制御する。センサ内蔵区分開閉器１０４は、配電線１０１の導通を可能とする閉路状態と、配電線１０１の導通を遮断する開路状態とに切り替え可能に構成される。

具体的には、センサ内蔵区分開閉器１０４は、電磁石の励磁によって閉路し、減磁によって開路する接点を有する。区分開閉器１０４は、配電時には接点が閉路した閉路状態となる。また区分開閉器１０４は、配電線１０１の故障などによって配電線１０１の電圧が低下すると、減磁によって接点が開路した開路状態となる。区分開閉器１０４が閉路状態であるとき、配電線１０１には電流が流れる。区分開閉器１０４が閉路状態から開路状態に切り替わると、配電線１０１に流れる電流が遮断される。

開閉器子局１０５は、センサ内蔵区分開閉器１０４と同数が設けられ、各センサ内蔵区分開閉器１０４と１対１に対応して接続される。各開閉器子局１０５は、通信回線を介して、配電監視制御親局１０６に接続されている。

各開閉器子局１０５は、対応するセンサ内蔵区分開閉器１０４によって計測される値を取得し、配電監視制御親局１０６に送信する。また各開閉器子局１０５は、配電監視制御親局１０６から与えられる指示に基づいて、対応するセンサ内蔵区分開閉器１０４を制御する。

各センサ内蔵区分開閉器１０４によって計測された値（以下「区分開閉器計測値」という場合がある）は、各センサ内蔵区分開閉器１０４に接続された開閉器子局１０５から通信回線を介して、配電監視制御親局１０６に送信される。

配電監視制御親局１０６は、開閉器子局１０５から通信回線を介して送信された区分開閉器計測値を受信する。配電監視制御親局１０６は、受信した区分開閉器計測値を、区分開閉器計測値データとして記録する。区分開閉器計測値データは、相判別装置１１０による相判別処理において、必要なときに参照される。区分開閉器計測値データの内容は後述する。配電監視制御親局１０６は、たとえば制御所または営業所に設置される。

隣合う２つのセンサ内蔵区分開閉器１０４で区分けされた配電線１０１の区間（以下「配電線区間」という場合がある）内には、配電用変圧器１０７を介して電力供給される需要家、または前記配電線区間内から直接電力供給される需要家に設置されたスマートメータ１０８が接続されている。配電線１０１は、センサ内蔵区分開閉器１０４によって複数の配電線区間に区分されている。図１では、スマートメータ１０８が配電用変圧器１０７を介して配電線区間内に接続される場合を示しているが、スマートメータ１０８が配電線区間内から直接電力供給される需要家に設置される場合には、スマートメータ１０８は、配電用変圧器１０７を介さずに、直接配電線区間内に接続される。

配電用変圧器１０７は、配電系統を構成する配電変電所１２０から、配電線１０１を介して配電される多相交流電力を変圧、具体的には降圧して、需要家に供給する。配電用変圧器１０７には、需要地点である需要家構内に設置される不図示の負荷が接続される。配電用変圧器１０７は、具体的には、変圧した多相交流電力を、需要家構内に設置される不図示の負荷に供給する。

配電用変圧器１０７は、配電線１０１を構成する複数の電線のうちのいずれか、または全てに接続される。本実施の形態では、配電用変圧器１０７は、三相交流電力の各相が供給される３本の電線のうちのいずれか、または全てに接続される。

相判別装置１１０は、配電用変圧器１０７が接続される配電線１０１における多相交流電力の相である接続相を判別する。換言すれば、相判別装置１１０は、配電用変圧器１０７が、配電線１０１を構成する複数の電線のうち、多相交流電力のいずれの相が供給される電線に接続されるかを判別する。

スマートメータ１０８は、需要家が消費した有効電力量を、予め定める周期で計測する。需要家が消費した有効電力量は、具体的には、需要家構内に設置される不図示の負荷が消費した有効電力量である。有効電力量は、多相交流電力の相ごとに計測される。すなわちスマートメータ１０８は、負荷で消費された有効電力量である消費電力量を、多相交流電力の相ごとに周期的に計測する。

スマートメータ１０８は、通信機能を備える。スマートメータ１０８は、通信回線を介して、自動検針親局１０９に接続されている。スマートメータ１０８は、計測した有効電力量の計測値（以下「スマートメータ計測値」という場合がある）、すなわち消費電力量の計測結果を、通信回線を介して、自動検針親局１０９に送信する。これによってスマートメータ１０８は、スマートメータ計測値を自動検針親局１０９に通知する。

自動検針親局１０９は、スマートメータ１０８から通信回線を介して送信されたスマートメータ計測値を受信する。自動検針親局１０９は、受信したスマートメータ計測値を、スマートメータ計測値データとして記録する。スマートメータ計測値データは、相判別装置１１０による相判別処理において、必要なときに参照される。スマートメータ計測値データの内容は後述する。自動検針親局１０９は、たとえば制御所または営業所に設置される。

相判別装置１１０は、配電監視制御親局１０６および自動検針親局１０９と通信回線を介して接続されている。通信回線は、有線もしくは無線、または有線と無線との組合せで構成される。

相判別装置１１０は、時間断面選択部１１１、相判別処理部１１２、データ記憶部１１３、データ格納部１１４、通信部１１５および出力部１１６を備えて構成される。時間断面選択部１１１、相判別処理部１１２、データ記憶部１１３、データ格納部１１４、通信部１１５および出力部１１６は、データバスを介して相互にデータの送受信が可能である。

時間断面選択部１１１は、たとえばモニタ、キーボードおよびマウスを備えて構成される。時間断面選択部１１１は、相判別を行うために、いずれの期間の遮断器計測値データ、区分開閉器計測値データおよびスマートメータ計測値データ（以下、まとめて「測定値データ」という場合がある）を使用するかを選択する。換言すれば、時間断面選択部１１１は、相判別処理に使用する測定値データの測定期間である時間断面を選択する。運用者は、時間断面選択部１１１を操作して、所望の時間断面を選択する指示を入力する。時間断面選択部１１１は、運用者によって入力された指示に基づいて、時間断面を選択する。

相判別処理部１１２は、たとえば中央演算処理装置（Central Processing Unit；略称：ＣＰＵ）によって実現される。相判別処理部１１２は、時間断面選択部１１１で選択された期間内の遮断器計測値データ、区分開閉器計測値データおよびスマートメータ計測値データと、配電系統の構成を表す配電系統構成情報と、配電用変圧器１０７の機器情報と、需要家の供給設備情報とに基づいて、配電線１０１に接続された各配電用変圧器１０７の接続相を求める。時間断面選択部１１１で選択された期間内の遮断器計測値データ、区分開閉器計測値データおよびスマートメータ計測値データは、時間断面選択部１１１で選択された時間断面に計測された遮断器計測値データ、区分開閉器計測値データおよびスマートメータ計測値データに相当する。

データ記憶部１１３は、たとえばダイナミックランダムアクセスメモリ（Dynamic Random Access Memory；略称：ＤＲＡＭ）によって実現される。データ記憶部１１３は、相判別処理における演算の途中経過および入出力のためのデータを記憶する。データ記憶部１１３は、相判別処理で必要になったタイミングで参照される。

データ格納部１１４は、たとえば磁気ディスク装置によって実現される。データ格納部１１４には、配電系統の構成情報として、配電線区間データ、区分開閉器配置データおよび配電用変圧器配置データが格納される。またデータ格納部１１４には、配電用変圧器１０７の機器情報として、配電用変圧器機器データが格納される。またデータ格納部１１４には、需要家の供給設備情報として、低圧需要家供給設備データおよび高圧需要家供給設備データが格納される。データ格納部１１４に格納される各データの内容は後述する。

通信部１１５は、ネットワークインタフェース装置などによって実現される。通信部１１５は、配電監視制御親局１０６および自動検針親局１０９と通信を行い、遮断器計測値データ、区分開閉器計測値データおよびスマートメータ計測値データを取得する。

出力部１１６は、たとえばディスプレイ装置、印刷装置または磁気ディスク装置によって実現される。出力部１１６は、相判別処理部１１２によって求めた配電用変圧器の接続相を出力する。

相判別装置１１０全体としては、たとえばパーソナルコンピュータ（Personal Computer；略称：ＰＣ）などの計算機によって実現される。

配電用遮断器１０２およびセンサ内蔵区分開閉器１０４は、本発明における「配電線制御手段」に相当する。配電線制御手段は、配電線１０１に供給される多相交流電力の電気的特性を、多相交流電力の相ごとに周期的に計測して、電気的特性の計測値である配電線計測値に基づいて、配電線１０１の導通を制御する。多相交流電力の電気的特性は、多相交流電力の電流、電圧および位相差の少なくとも１つを含む。すなわち配電線制御手段は、多相交流電力の電流、電圧および位相差の少なくとも１つを測定するように構成される。本実施の形態では、多相交流電力の電気的特性は、多相交流電力の電流、電圧および位相差を含み、配電線制御手段は、多相交流電力の電流、電圧および位相差を測定するように構成される。

配電用変圧器１０７は、本発明における「配電用変圧手段」に相当する。スマートメータ１０８は、本発明における「負荷計測手段」に相当する。自動検針親局１０９は、本発明における「負荷計測値記録手段」に相当する。通信部１１５は、本発明における「配電線計測値取得手段」および「負荷計測値取得手段」に相当する。時間断面選択部１１１は、本発明における「時間断面選択手段」に相当する。相判別処理部１１２は、本発明における「相判別処理手段」に相当する。データ格納部１１４は、本発明における「格納手段」に相当する。

また、配電用変圧器１０７の機器情報は、配電用変圧器１０７の構成を表す情報であり、本発明における「変圧手段構成情報」に相当する。需要家の供給設備情報は、需要地点に設置される供給設備の構成を表す情報であり、本発明における「供給設備構成情報」に相当する。供給設備は、配電変電所１２０などの配電系統から配電線１０１を介して配電される多相交流電力を、需要地点に設置される不図示の負荷に供給するための設備である。供給設備は、配電用変圧器１０７およびスマートメータ１０８を含んで構成される。

次に、本発明の第１の実施の形態における各データの形式について説明する。表１に、遮断器計測値データの一例を示す。遮断器計測値データは、配電用遮断器１０２によって計測した結果、すなわち送り出し電流の計測値を表すデータである。遮断器計測値データは、１件のデータが１つの配電用遮断器１０２によって計測した１回分の結果に対応している。

表１に示す配電線番号は、配電線１０１を一意に識別する番号であり、計測対象の配電線１０１を表している。Ｉ_R，Ｉ_S，Ｉ_Tは、それぞれＲ相、Ｓ相、Ｔ相の送り出し電流の計測値を表している。表１には、遮断器計測値データとして、配電線番号と、計測時刻と、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の送り出し電流の計測値であるＩ_R，Ｉ_S，Ｉ_Tとが示されている。

表２に、区分開閉器計測値データの一例を示す。区分開閉器計測値データは、センサ内蔵区分開閉器１０４によって計測した結果を表すデータである。区分開閉器計測値データは、１件のデータが１つのセンサ内蔵区分開閉器１０４によって計測した１回分の結果に対応している。区分開閉器番号は、計測したセンサ内蔵区分開閉器１０４を一意に識別する番号である。

センサ内蔵区分開閉器（以下、単に「区分開閉器」という場合がある）１０４は、三相の配電線１０１と直列に接続される。区分開閉器１０４の接続端子のうち、電源側すなわち配電用遮断器１０２側の配電線１０１に接続された３つの接続端子をそれぞれ「Ａ端子」、「Ｂ端子」、「Ｃ端子」とする。Ａ端子と区分開閉器１０４の内部で接続され、負荷側すなわち配電用変圧器１０７側の配電線１０１に接続された端子を「ａ端子」とする。Ｂ端子と区分開閉器１０４の内部で接続され、負荷側の配電線１０１に接続された端子を「ｂ端子」とする。Ｃ端子と区分開閉器１０４の内部で接続され、負荷側の配電線１０１に接続された端子を「ｃ端子」とする。

表２において、Ｖ_ABは、Ａ端子とＢ端子との間で計測した線間電圧の値を表す。Ｖ_BCは、Ｂ端子とＣ端子との間で計測した線間電圧の値を表す。Ｖ_CAは、Ｃ端子とＡ端子との間で計測した線間電圧の値を表す。Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_Cは、それぞれＡ端子、Ｂ端子、Ｃ端子で計測した線電流の値を表す。θ_Aは、Ａ端子とＢ端子との間の線間電圧Ｖ_ABと、Ａ端子の線電流Ｉ_Aとの間の位相差を表す。

Ｖ_abは、ａ端子とｂ端子との間で計測した線間電圧の値を表す。Ｖ_bcは、ｂ端子とｃ端子との間で計測した線間電圧の値を表す。Ｖ_caは、ｃ端子とａ端子との間で計測した線間電圧の値を表す。Ｉ_a、Ｉ_b、Ｉ_cは、それぞれａ端子、ｂ端子、ｃ端子で計測した線電流の値を表す。θ_aは、ａ端子とｂ端子との間の線間電圧Ｖ_abと、ａ端子の線電流Ｉ_aとの間の位相差を表す。

表３に、スマートメータ計測値データの一例を示す。スマートメータ計測値データは、スマートメータ１０８によって計測した結果を表すデータである。スマートメータ計測値データは、１件のデータがスマートメータ１０８によって計測した１回分の結果に対応している。

表３に示すメータ番号は、需要地点に設置されたスマートメータ１０８を一意に識別する番号である。累積電力量は、スマートメータ１０８内で計測されて、累積されている有効電力量の計測時刻での値を表している。

相判別処理において、ある期間内のスマートメータ１０８の電力量を求めるときには、期間の最後に該当する計測時刻を持つデータの累積電力量から、期間の最初に該当する時刻の一計測周期分前の計測時刻を持つデータの累積電力量を差し引く。

表４に、配電線区間データの一例を示す。配電線区間データは、各配電線区間がいずれの配電線１０１に含まれているかを表すデータである。表４に示す配電線区間番号は、配電線区間を一意に識別する番号である。配電線番号は、配電線１０１を一意に識別する番号であり、配電線区間番号で示される区間が含まれる配電線１０１を表している。

表５に、区分開閉器配置データの一例を示す。区分開閉器配置データは、各センサ内蔵区分開閉器１０４がいずれの配電線区間の間に設置されているかを表すデータである。区分開閉器配置データは、１件のデータが、１つのセンサ内蔵区分開閉器１０４に関する情報を表している。

表５に示す区分開閉器番号は、センサ内蔵区分開閉器１０４を一意に識別する番号である。電源側区間番号は、当該センサ内蔵開閉器１０４から見て電源側に接続している配電線区間の配電線区間番号である。負荷側区間番号は、当該センサ内蔵開閉器１０４から見て負荷側に接続している配電線区間の配電線区間番号である。

あるセンサ内蔵開閉器１０４から送り出し元の配電用遮断器１０２までの間に、別のセンサ内蔵開閉器１０４が設置されていない場合、当該センサ内蔵開閉器１０４に対応する区分開閉器配置データの電源側区間番号は、「（ＳＳ）」という値で表される。「（ＳＳ）」は、電源側が配電変電所１２０であることを表す。

表６に、配電用変圧器配置データの一例を示す。配電線区間データは、各配電用変圧器１０７がいずれの配電線区間に含まれているかを表すデータである。配電線区間データは、１件のデータが、１つの配電用変圧器１０７に関する情報を表している。表６に示す配電用変圧器番号は、配電用変圧器１０７を一意に識別する番号である。配電線区間番号は、配電線区間を一意に識別する番号であり、当該配電用変圧器１０７が含まれる配電線区間を表す。

表７に、配電用変圧器機器データの一例を示す。配電用変圧器機器データは、各配電用変圧器１０７の相線式を表すデータである。配電用変圧器機器データは、１件のデータが、１つの配電用変圧器１０７に関する情報を表している。

表７に示す配電用変圧器番号は、配電用変圧器１０７を一意に識別する番号である。相線式は、各配電用変圧器１０７が単相３線式、三相３線式および三相４線式のいずれの方式で結線されているかを表す。

本実施の形態では、二つの単相変圧器をＶ結線して三相供給しているものについては、まとめて一つの配電用変圧器１０７として扱うこととし、まとめた単位で配電用変圧器番号が付与されているものとする。

表８に、低圧需要家供給設備データの一例を示す。低圧需要家供給設備データは、低圧で供給する需要家の供給設備についての情報を表すデータである。低圧需要家供給設備データは、１件のデータが、１軒の低圧需要家に関する情報を表している。

表８に示す需要家番号は、需要家を一意に識別する番号である。メータ番号は、スマートメータ１０８を一意に識別する番号であり、当該需要家に設置されたスマートメータ１０８を表している。供給方式は、当該需要家への供給が単相または三相のいずれでなされているかを表す。配電用変圧器番号は、配電用変圧器１０７を一意に識別する番号であり、当該低圧需要家が供給を受けている配電用変圧器１０７を表している。

単相３線式の配電用変圧器１０７の二次側には、単相で供給を受ける需要家のみが接続されている。また三相３線式の配電用変圧器１０７の二次側には、三相で供給を受ける需要家のみが接続されている。また三相４線式の配電用変圧器１０７には、三相で供給を受ける需要家と、単相で供給を受ける需要家との両方が接続されている。したがって、本実施の形態における相判別処理では、単相の配電用変圧器１０７がいずれの相に接続されているかに加えて、三相４線式の配電用変圧器１０７が、単相供給用としていずれの相に接続されているかについても判別する。

表９に、高圧需要家供給設備データの一例を示す。高圧需要家供給設備データは、高圧で供給する需要家の供給設備についての情報を表すデータである。高圧需要家供給設備データは、１件のデータが、１軒の高圧需要家に関する情報を表している。

表９に示す需要家番号は、需要家を一意に識別する番号である。メータ番号は、スマートメータ１０８を一意に識別する番号であり、当該需要家に設置されたスマートメータ１０８を表している。配電線区間番号は、配電線区間を一意に識別する番号であり、当該高圧需要家が接続している配電線区間を表している。

本発明の第１の実施の形態における相判別処理の動作を具体的に説明する。図２および図３は、本発明の第１の実施の形態における相判別処理に関する相判別装置１１０の処理手順を示すフローチャートである。図２および図３に示すフローチャートでは、相判別装置１１０の電源が投入されると処理が開始され、ステップＳ１に移行する。

ステップＳ１において、時間断面選択部１１１は、判別に使用する時間断面Ｔ_sを選択する。具体的には、時間断面選択部１１１は、相判別の対象とする期間を選択し、選択した期間を時間断面（以下、単に「断面」という場合がある）Ｔ_sとしてデータ記憶部１１３に記憶する。

従来の技術では、各計測値データの計測周期は互いに異なる。これに対して、本実施の形態では、選択した期間内の各計測値を積算した結果同士を比較するために、各周期の最小公倍数となるような単位で期間を選択する。たとえば、配電用遮断器１０２の計測周期が１０秒であり、センサ内蔵区分開閉器１０４の計測周期が３０秒であり、スマートメータの計測周期が３０分である場合には、３０分単位で期間を選択する。

断面Ｔ_sは、１つの連続した期間として選択してもよいし、複数の不連続な期間の集まりとして選択してもよい。このようにして断面Ｔｓが選択されると、ステップＳ２に移行する。

ステップＳ２において、相判別処理部１１２は、判別対象となる配電線１０１に含まれる配電線区間のリスト（以下「配電線区間リスト」という場合がある）を作成する。具体的には、相判別処理部１１２は、まずデータ格納部１１４から、判別対象の配電線１０１の配電線番号を持つ配電線区間データを選択して読み込む。そして、相判別処理部１１２は、選択した配電線区間データの配電線区間番号のリストＬ_secを作成して、配電線区間リストとしてデータ記憶部１１３に記憶する。このようにして配電線区間リストＬ_secが作成されると、ステップＳ３に移行する。

ステップＳ３において、相判別処理部１１２は、ステップＳ２で作成した配電線区間リストＬ_secから、配電変電所１２０に最も近い配電線区間、すなわち最も配電変電所１２０側の配電線区間を選択する。また相判別処理部１１２は、配電線区間リストＬ_secから、当該選択した配電線区間を削除する。

具体的には、相判別処理部１１２は、まずデータ記憶部１１３から配電線区間リストＬ_secを読み込む。そして、相判別処理部１１２は、データ格納部１１４から区分開閉器配置データを読み込み、読み込んだ区分開閉器配置データのうち、負荷側区間番号に対応する配電線区間が、先に読み込んだ配電線区間リストＬ_secに含まれるもののみを選択する。さらに相判別処理部１１２は、選択した区分開閉器配置データの中から、電源側区間番号が「（ＳＳ）」となっているものを抽出する。

そして、相判別処理部１１２は、抽出した区分開閉器配置データの負荷側区間番号を選択し、選択区間番号Ｓ_curとしてデータ記憶部１１３に記憶する。また相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３の配電線区間リストＬ_secから、選択した選択区間番号Ｓ_curに対応する配電線区間を削除する。

ステップＳ４において、相判別処理部１１２は、ステップＳ３で選択した配電線区間（以下「選択配電線区間」という場合がある）の電源端に設置されたセンサ内蔵区分開閉器１０４の相順を決定する。具体的には、相判別処理部１１２は、配電用遮断器１０２から最初のセンサ内蔵区分開閉器１０４までの間の配電線１０１には需要家が接続していないとして、送り出しの各相電流と、センサ内蔵区分開閉器１０４の各端子の線電流とを平均値で比較し、値の近さで相と端子とを対応付ける。

手順としては、相判別処理部１１２は、まず、データ格納部１１４から区分開閉器配置データを読み込み、読み込んだ区分開閉器配置データから、ステップＳ３で選択した選択配電線区間を負荷側区間とするデータを抽出する。具体的には、相判別処理部１１２は、選択区間番号Ｓ_curを負荷側区間番号とするデータを抽出する。これによって、相判別処理部１１２は、選択配電線区間の電源端に設置されたセンサ内蔵区分開閉器１０４を特定する。

さらに、相判別処理部１１２は、通信部１１５を介して、配電監視制御親局１０６から、判別対象の配電線１０１の遮断器計測値データおよび、ステップＳ４で特定したセンサ内蔵区分開閉器１０４の区分開閉器計測値データのうち、断面Ｔ_s内のデータを抽出する。相判別処理部１１２は、抽出した遮断器計測値データにおけるＲ相、Ｓ相およびＴ相の送り出し電流の計測値Ｉ_R，Ｉ_S，Ｉ_Tの平均値（以下「平均電流」という場合がある）Ｉ_Rm，Ｉ_Sm，Ｉ_Tmをそれぞれ求める。

また、相判別処理部１１２は、抽出した区分開閉器計測値データにおけるＡ端子、Ｂ端子およびＣ端子の線電流の計測値Ｉ_A，Ｉ_B，Ｉ_Cの平均値Ｉ_Am，Ｉ_Bm，Ｉ_Cmをそれぞれ求める。

そして、相判別処理部１１２は、Ａ端子の線電流の平均値Ｉ_Amと、Ｒ相、Ｓ相およびＴ相の平均電流Ｉ_Rm，Ｉ_Sm，Ｉ_Tmとをそれぞれ比較して、Ｒ相、Ｓ相およびＴ相のうち、平均電流の値がＡ端子の線電流の平均値Ｉ_Amに最も近い値の相をＡ端子の相とする。次に、相判別処理部１１２は、Ｂ端子の線電流の平均値Ｉ_Bmと、Ａ端子の相とした相を除く残りの２相の平均電流とをそれぞれ比較して、平均電流の値がＢ端子の線電流の平均値Ｉ_Bmに近い方の相をＢ端子の相とし、最後に残った相をＣ端子の相とする。

たとえば、Ａ端子の線電流の平均値Ｉ_Amと、Ｒ相、Ｓ相およびＴ相の平均電流Ｉ_Rm，Ｉ_Sm，Ｉ_Tmとをそれぞれ比較した結果、Ｒ相の平均電流Ｉ_Rmが、Ａ端子の線電流の平均値Ｉ_Amに最も近かったとすると、Ｒ相をＡ端子の相とする。次にＢ端子の線電流の平均値Ｉ_Bmと、Ａ端子の相とした相を除く残りの２相であるＳ相およびＴ相の平均電流Ｉ_Sm，Ｉ_Tmとをそれぞれ比較する。その結果、Ｓ相の平均電流Ｉ_Smの方が、Ｂ端子の線電流の平均値Ｉ_Bmに近かったとすると、Ｓ相をＢ端子の相とし、最後に残ったＴ相をＣ端子の相とする。このようにして相順が決定される。

相判別処理部１１２は、相順を決定した結果に従って、Ａ，Ｂ，Ｃの各端子に対応する相、すなわちＲ相、Ｓ相およびＴ相のいずれかを、それぞれＳＰ_A，ＳＰ_B，ＳＰ_Cとしてデータ記憶部１１３に記憶する。

また、相判別処理部１１２は、センサ内蔵区分開閉器１０４の相順決定結果として出力するために、Ａ，Ｂ，Ｃの各端子の相を、ＰＡ_SW，ＰＢ_SW，ＰＣ_SWとしてデータ記憶部１１３に記憶する。ここで、添え字「ＳＷ」は、センサ内蔵区分開閉器１０４の区分開閉器番号を表している。

ステップＳ５において、相判別処理部１１２は、ステップＳ３で選択した選択配電線区間内で、単相で供給を受ける低圧需要家の消費電力量を配電用変圧器１０７ごとに集計する。単相で供給を受ける低圧需要家は、単相３線式または三相４線式の配電用変圧器１０７に接続している。

具体的には、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から、ステップＳ３で選択した選択配電線区間の配電線区間番号である選択区間番号Ｓ_curを読み込む。また相判別処理部１１２は、データ格納部１１４から、配電用変圧器配置データおよび配電用変圧器機器データを読み込む。そして、読み込んだ相判別処理部１１２は、配電用変圧器配置データおよび配電用変圧器機器データから、選択区間番号Ｓ_curに対応する配電線区間内に含まれ、かつ、相線式が単相３線式または三相４線式である配電用変圧器番号を抽出する。

次に、相判別処理部１１２は、データ格納部１１４から低圧需要家供給設備データを読み込んで、読み込んだ低圧需要家供給設備データから、先に抽出した配電用変圧器番号ごとに、単相で供給を受ける需要家に設置されたスマートメータ１０８を抽出する。次に、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から時間断面Ｔ_sを読み込み、通信部１１５を介して自動検針親局１０９からスマートメータ計測値データを読み込む。そして、相判別処理部１１２は、抽出した各スマートメータ１０８について、時間断面Ｔ_s内の電力量を消費電力量として求める。時間断面Ｔ_S内の電力量の求め方については、前記スマートメータ計測値データの説明の通りとする。

次に、相判別処理部１１２は、スマートメータ１０８ごとに求めた消費電力量を、配電用変圧器番号ごとに集計し、消費電力量Ｗ_mとしてデータ記憶部１１３に記憶する。ここで、添え字「ｍ」は、ｍ∈｛選択した配電線区間内の単相３線式または三相４線式の配電用変圧器番号｝を満たすものとする。

ステップＳ６において、相判別処理部１１２は、ステップＳ３で選択した選択配電線区間内で、三相で供給を受ける需要家の消費電力量を集計する。三相で供給を受ける需要家は、低圧需要家のうち、供給方式が三相となっている需要家と、全ての高圧需要家である。

具体的には、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から、ステップＳ３で選択した選択配電線区間の配電線区間番号である選択区間番号Ｓ_curを読み込み、データ格納部１１４から、配電用変圧器配置データおよび配電用変圧器機器データを読み込む。そして、相判別処理部１１２は、読み込んだ配電用変圧器配置データおよび配電用変圧器機器データから、選択区間番号Ｓ_curに対応する配電線区間内に含まれ、かつ、相線式が三相３線式または三相４線式である配電用変圧器番号を抽出する。

次に、相判別処理部１１２は、データ格納部１１４から低圧需要家供給設備データを読み込み、読み込んだ低圧需要家供給設備データから、先に抽出した配電用変圧器番号のいずれかを含むデータを抽出する。相判別処理部１１２は、抽出したデータからメータ番号を抽出して、リストを作成する。ここで抽出されるメータ番号は、三相で供給を受ける需要家に設置されたスマートメータ１０８のメータ番号であるので、ここで作成されるリストは、三相で供給を受ける需要家に設置されたスマートメータ１０８のリストである三相スマートメータリストとなる。

次に、相判別処理部１１２は、データ格納部１１４から高圧需要家供給設備データを読み込み、読み込んだ高圧需要家供給設備データから、選択区間番号Ｓ_curを含むデータを抽出する。相判別処理部１１２は、抽出したデータからメータ番号を抽出する。ここで抽出されるメータ番号は、選択区間番号Ｓ_curに対応する配電線区間内に含まれる需要家に設置されたスマートメータ１０８のメータ番号である。相判別処理部１１２は、抽出したメータ番号を、先に作成した三相スマートメータリストに加える。

次に、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から時間断面Ｔ_sを読み込む。そして、相判別処理部１１２は、通信部１１５を介して自動検針親局１０９からスマートメータ計測値データを読み込み、三相スマートメータリスト内の各メータ番号のスマートメータ１０８について、時間断面Ｔ_s内の電力量を求める。時間断面Ｔ_s内の電力量の求め方については、前記スマートメータ計測値データの説明の通りとする。

次に、相判別処理部１１２は、スマートメータ１０８ごとに求めた電力量を合算し、三相で供給を受ける需要家の消費電力量（以下「三相負荷の合計消費電力量」という場合がある）Ｗ_pとして、データ記憶部１１３に記憶する。

ステップＳ７では、相判別処理部１１２は、ステップＳ３で選択した選択配電線区間の負荷端に設置されているセンサ内蔵区分開閉器１０４の接続端子の相順の組合せのリストを作成する。具体的には、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から、ステップＳ３で選択した選択配電線区間の配電線区間番号である選択区間番号Ｓ_curを読み込み、データ格納部１１４から、区分開閉器配置データを読み込む。そして、相判別処理部１１２は、読み込んだ区分開閉器配置データから、電源側区間が、選択区間番号Ｓ_curに対応する配電線区間となっているセンサ内蔵区分開閉器１０４を抽出する。さらに、相判別処理部１１２は、抽出したセンサ内蔵区分開閉器１０４のＡ，Ｂ，Ｃの各端子と、Ｒ，Ｓ，Ｔの各相との対応付けを全て列挙し、相順組合せリストＬ_Pとしてデータ記憶部１１３に記憶する。

たとえば、選択区間番号Ｓ_curに対応する配電線区間の負荷端に設置されているセンサ内蔵区分開閉器１０４が１つだけの場合は、Ａ端子、Ｂ端子およびＣ端子の相順の組合せの数は、ＲＳＴ，ＳＴＲ，ＴＲＳ，ＲＴＳ，ＴＳＲ，ＳＲＴの６通りとなる。選択区間番号Ｓ_curに対応する配電線区間の負荷端に設置されているセンサ内蔵区分開閉器１０４が２つある場合は、各センサ内蔵区分開閉器１０４に６通りずつの相順の組合せがあるので、相順の組合せの数は、全部で３６（＝６×６）通りとなる。

ステップＳ８では、相判別処理部１１２は、ステップＳ７で作成した相順組合せリストＬ_Pから、最初の組合せを選択する。具体的には、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から、相順組合せリストＬ_Pを読み込み、リスト作成時に列挙した順序に従って、最初の組合せを選択する。

そして、相判別処理部１１２は、選択した組合せに基づいて、Ｒ相、Ｓ相およびＴ相のうち、配電線区間の負荷端に設置されたセンサ内蔵区分開閉器１０４のＡ，Ｂ，Ｃの各端子に対応する相を、それぞれＲＰ_Ai，ＲＰ_Bi，ＲＰ_Ciとしてデータ記憶部１１３に記憶する。ここで、添え字「ｉ」は、ｉ∈｛選択した配電線区間の負荷端に設置されたセンサ内蔵区分開閉器｝を満たすものとする。

ステップＳ９では、相判別処理部１１２は、ステップＳ３で選択した選択配電線区間について、負荷端の相順が、ステップＳ８で選択した組合せである場合に、区間内の各相間で消費された有効電力量（以下「各相間の消費電力量」という場合がある）を求める。

具体的には、相判別処理部１１２は、区間開閉器計測データを用いて、ステップＳ３で選択した選択配電線区間の電源端に設置されたセンサ内蔵区分開閉器１０４から見て負荷側の各相間の有効電力量ＷＳ_RS，ＷＳ_ST，ＷＳ_TRを算定する。また、相判別処理部１１２は、ステップＳ３で選択した選択配電線区間の負荷端に設置された各センサ内蔵区分開閉器１０４から見て負荷側の各相間の有効電力量ＷＲ_RSi，ＷＲ_STi，ＷＲ_TRiを算定する。選択配電線区間内の各相間の負荷の消費電力Ｗ_RS，Ｗ_ST，Ｗ_TRは、算定した有効電力量ＷＳ_RS，ＷＳ_ST，ＷＳ_TR，ＷＲ_RSi，ＷＲ_STi，ＷＲ_TRiを用いて、以下の式（１）〜式（３）に従って、それぞれ求めることができる。

次に、配電線区間内の各相間の有効電力量ＷＳ_RS，ＷＳ_ST，ＷＳ_TRの具体的な求め方について説明する。手順としては、相判別処理部１１２は、まず、区分開閉器計測値データと、端子と相との対応付けとに基づいて、センサ内蔵区分開閉器１０４の負荷側の各線間電圧および線電流を求める。相判別処理部１１２は、求めた線電流から各相間の負荷電流を求める。さらに相判別処理部１１２は、線間電圧と各相間の負荷電流との位相差から、各計測時刻の有効電力を求める。これらを合算して計測周期を乗じることによって、有効電力量を得る。

具体的には、まず、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から時間断面Ｔ_sを読み込む。また相判別処理部１１２は、通信部１１５を介して配電監視制御親局１０６から、ステップＳ３で選択した選択配電線区間の電源端に設置されたセンサ内蔵開閉器１０４の時間断面Ｔ_s内の計測値データを読み込む。

次に、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から、センサ内蔵区分開閉器１０４のＡ，Ｂ，Ｃの各端子に対応する相ＳＰ_A，ＳＰ_B，ＳＰ_Cを読み込む。そして相判別処理部１１２は、端子と相との対応付けと、区分開閉器計測値データのうちのａ，ｂ，ｃの各端子間の線間電圧の値Ｖ_ab，Ｖ_bc，Ｖ_caおよびａ，ｂ，ｃの各端子の線電流の値Ｉ_a，Ｉ_b，Ｉ_cとに基づいて、Ｒ，Ｓ，Ｔの各相間の線間電圧Ｖ_RS，Ｖ_ST，Ｖ_TRと、Ｒ，Ｓ，Ｔの各相の線電流Ｉ_R，Ｉ_S，Ｉ_Tとを決定する。

たとえば、Ａ端子に対応する相ＳＰ_AがＲ相であり、Ｂ端子に対応する相ＳＰ_BがＳ相であり、Ｃ端子に対応する相ＳＰ_CがＴ相である場合、Ｒ相とＳ相との間の線間電圧Ｖ_RSは、ａ端子とｂ端子との間の線間電圧Ｖ_abの値となる。またＳ相とＴ相との間の線間電圧Ｖ_STは、ｂ端子とｃ端子との間の線間電圧Ｖ_bcの値となる。またＴ相とＲ相との間の線間電圧Ｖ_TRは、ｃ端子とａ端子との間の線間電圧Ｖ_caの値となる。またＲ相の線電流Ｉ_Rは、ａ端子の線電流Ｉ_aの値となる。またＳ相の線電流Ｉ_Sは、ｂ端子の線電流Ｉ_bの値となる。またＴ相の線電流Ｉ_Tは、ｃ端子の線電流Ｉ_cの値となる。

図４は、各相の線電流ベクトルおよび各相間の負荷電流ベクトルの関係を示す図である。図４では、地絡電流が無く、Ｒ，Ｓ，Ｔの各相の線電流ベクトルの和および各相間の負荷電流ベクトルの和が零（０）になるとして、Ｒ，Ｓ，Ｔの各相の線電流ベクトルを＜Ｉ_R＞，＜Ｉ_S＞，＜Ｉ_T＞で表し、各相間の負荷電流ベクトルを＜Ｉ_RS＞，＜Ｉ_ST＞，＜Ｉ_TR＞で表している。以下の式（４）〜式（８）から、各相の線電流ベクトル＜Ｉ_R＞，＜Ｉ_S＞，＜Ｉ_T＞および各相間の負荷電流ベクトル＜Ｉ_RS＞，＜Ｉ_ST＞，＜Ｉ_TR＞の関係は、図４に示すようになる。

図４に示すように、３つの負荷電流ベクトル＜Ｉ_RS＞，＜Ｉ_ST＞，＜Ｉ_TR＞の交わる点が、３つの線電流ベクトル＜Ｉ_R＞，＜Ｉ_S＞，＜Ｉ_T＞からなる三角形の重心となる。したがって、各相間の負荷電流Ｉ_RS、Ｉ_ST、Ｉ_TRの値は、以下の式（９）〜式（１１）によって計算することができる。

また、図４から、３つの線電流ベクトル＜Ｉ_R＞，＜Ｉ_S＞，＜Ｉ_T＞からなる三角形を考えると、Ｒ相の線電流ベクトル＜Ｉ_R＞の辺と、Ｓ相の線電流ベクトル＜Ｉ_S＞の辺との成す角αの余弦は、余弦定理から、以下の式（１２）に示すようになる。

Ｒ相とＳ相との間の負荷電流ベクトル＜Ｉ_RS＞は、Ｒ相の線電流ベクトル＜Ｉ_R＞の辺とＳ相の線電流ベクトル＜Ｉ_S＞の辺との成す角αを二等分する。したがって、三角関数の半角公式から、Ｒ相の線電流ベクトル＜Ｉ_R＞と、Ｒ相とＳ相との間の負荷電流ベクトル＜Ｉ_RS＞との位相差θ_Rの余弦および正弦は、それぞれ以下の式（１３）および式（１４）に示すように計算することができる。

たとえば、センサ内蔵区分開閉器１０４のＡ端子に対応する相ＳＰ_AがＲ相であり、Ｂ端子に対応する相ＳＰ_BがＳ相であり、Ｃ端子に対応する相ＳＰ_CがＴ相である場合を考える。この場合、ａ端子とｂ端子との間の線間電圧Ｖ_abと、ａ端子の線電流Ｉ_aとの間の位相差θ_aは、Ｒ相とＳ相との間の線間電圧Ｖ_RSと、Ｒ相の線電流Ｉ_Rとの位相差となる。Ｒ相とＳ相との間の線間電圧Ｖ_RSと、Ｒ相とＳ相との間の負荷電流Ｉ_RSとの位相差をθ_RSとすると、前述の式（１３）および式（１４）と、三角関数の加法定理とから、Ｒ相とＳ相との間の負荷の力率ｃｏｓθ_RSは、以下の式（１５）に示すように計算することができる。

式（１５）で求められる力率ｃｏｓθ_RSは、端子と相との組み合わせに応じて、ｃｏｓθ_ST、ｃｏｓθ_TRとなる場合もある。

各相間の負荷電流ベクトル＜Ｉ_RS＞，＜Ｉ_ST＞，＜Ｉ_TR＞同士の位相差は、余弦定理を用いて、各相間の負荷電流Ｉ_RS，Ｉ_ST，Ｉ_TRの値から計算することができる。同様に、地絡電流が無く、各線間電圧ベクトルの和が零（０）になるとすると、線間電圧ベクトルを＜Ｖ_RS＞，＜Ｖ_ST＞，＜Ｖ_TR＞で表して、各線間電圧ベクトル＜Ｖ_RS＞，＜Ｖ_ST＞，＜Ｖ_TR＞同士の位相差は、各線間電圧Ｖ_RS，Ｖ_ST，Ｖ_TRの値から計算することができる。前述のように、３つの相間の力率のうちの１つ、たとえばｃｏｓθ_RSが計算できていることから、残りのｃｏｓθ_ST、ｃｏｓθ_TRも三角関数の加法定理から計算することができる。

したがって、各相の負荷の有効電力Ｐ_RS，Ｐ_ST，Ｐ_TRは、以下の式（１６）〜式（１８）に示すように計算することができる。

以上のことから、時間断面Ｔ_s内の各計測時刻ｔにおける各相の負荷の有効電力をＰ_RSt，Ｐ_STt，Ｐ_TRtとし、センサ内蔵区分開閉器１０４の計測周期をｋとすると、各相の負荷で消費された有効電力量である消費電力量ＷＳ_RS，ＷＳ_ST，ＷＳ_TRは、以下の式（１９）〜式（２１）によって算定することができる。

選択配電線区間の負荷端に設置された各センサ内蔵区分開閉器１０４から見て負荷側の各相間の有効電力量ＷＲ_RSi，ＷＲ_STi，ＷＲ_TRiについては、区分開閉器計測値データのうちのＡ，Ｂ，Ｃの各端子間の線間電圧の値Ｖ_AB，Ｖ_BC，Ｖ_CA、Ａ，Ｂ，Ｃの各端子の線電流の値Ｉ_A，Ｉ_B，Ｉ_C、および端子Ａと端子Ｂとの間の線間電圧Ｖ_ABと、端子Ａの線電流Ｉ_Aとの間の位相差θ_Aを用いて、前述の選択配電線区間の電源端に設置されたセンサ内蔵区分開閉器１０４から見て負荷側の各相間の有効電力量ＷＳ_RS，ＷＳ_ST，ＷＳ_TRの求め方と同様の手順で計算することができる。

以上のようにして選択配電線区間内の各相間の有効電力量ＷＳ_RS，ＷＳ_ST，ＷＳ_TR，ＷＲ_RSi，ＷＲ_STi，ＷＲ_TRiを求めた後、前述の式（１）〜式（３）に従って、選択配電線区間内の各相間の負荷の消費電力量（以下「区間内負荷消費電力量」という場合がある）Ｗ_RS，Ｗ_ST，Ｗ_TRを計算して、データ記憶部１１３に記憶する。このようにして選択配電線区間内の各相間の消費電力量を算定すると、図３に示すフローチャートのステップＳ１０に移行する。

ステップＳ１０において、相判別処理部１１２は、ステップＳ３で選択した選択配電線区間内に含まれ、需要家に単相で供給する配電用変圧器（以下「単相変圧器」という場合がある）１０７について、各単相変圧器１０７が配電線１０１に接続されている相の組合せリスト（以下「接続相組合せリスト」という）を作成する。

具体的には、相判別処理部１１２は、まず、データ記憶部１１３から、ステップＳ３で選択した選択配電線区間の配電線区間番号である選択区間番号Ｓ_curを読み込む。また相判別処理部１１２は、データ格納部１１４から、配電用変圧器配置データおよび配電用変圧器機器データを読み込む。そして、相判別処理部１１２は、読み込んだ配電用変圧器配置データおよび配電用変圧器機器データから、選択区間番号Ｓ_curに対応する配電線区間内に含まれ、かつ、相線式が単相３線式または三相４線式である配電用変圧器１０７の配電用変圧器番号を抽出する。

次に、相判別処理部１１２は、抽出した配電用変圧器番号を、Ｒ相とＳ相とが接続されたＲＳ相接続のグループ、Ｓ相とＴ相とが接続されたＳＴ相接続のグループ、およびＴ相とＲ相とが接続されたＴＲ相接続のグループに分割する組合せを全て列挙する。そして、相判別処理部１１２は、全ての組合せのリストＬ_Cを接続相組合せリストとして作成し、データ記憶部１１３に記憶する。

たとえば、選択配電線区間内に、相線式が単相３線式または三相４線式である配電用変圧器１０７が２０個含まれている場合、全ての組合せの数は、３の２０乗（３²⁰）となる。このようにして接続相組合せリストが作成されると、ステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１１において、相判別処理部１１２は、ステップＳ１０において作成した接続相組合せリストから最初の組合せを選択する。具体的には、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から接続相組合せリストＬ_Cを読み込み、読み込んだ接続相組合せリストＬ_Cから、リスト作成時に列挙した順序に従って、最初の組合せを選択する。相判別処理部１１２は、選択した組合せに基づいて、ＲＳ相接続の配電用変圧器１０７の集合をＧ_RSとし、ＳＴ相接続の配電用変圧器１０７の集合をＧ_STとし、ＴＲ相接続の配電用変圧器１０７の集合をＧ_TRとして、データ記憶部１１３に記憶する。

ステップＳ１２において、相判別処理部１１２は、選択配電線区間について、区分開閉器計測値データから求められる区間内負荷の消費電力量と、スマートメータ計測値データから求められる区間内負荷の消費電力量との乖離度を計算する。そして、相判別処理部１１２は、計算した乖離度を、ステップＳ８で選択した相順の組合せと、ステップＳ１１で選択した接続相の組合せとが正しい組合せであるか否かの指標値とする。

具体的には、相判別処理部１１２は、まず、データ記憶部１１３から、配電用変圧器番号の接続相ごとの集合（以下「変圧器グループ」という場合がある）Ｇ_RS，Ｇ_ST，Ｇ_TRと、各配電用変圧器１０７の消費電力量Ｗ_mとを読み込む。次に、相判別処理部１１２は、接続相ごとに集計した単相負荷の消費電力量（以下「単相負荷消費電力量」という場合がある）ＷＬ_RS，ＷＬ_ST，ＷＬ_TRを求める。各接続相の単相負荷消費電力量ＷＬ_RS，ＷＬ_ST，ＷＬ_TRは、それぞれ以下の式（２２）〜式（２４）に示すように計算することができる。ここで、ＷＬ_RSは、Ｒ相とＳ相とが接続される場合の単相負荷消費電力量を表し、ＷＬ_STは、Ｓ相とＴ相とが接続される場合の単相負荷消費電力量を表し、ＷＬ_TRは、Ｔ相とＲ相とが接続される場合の単相負荷消費電力量を表す。

次に、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から、スマートメータ１０８の計測値データから求めた三相負荷の合計消費電力量Ｗ_pと、センサ内蔵区分開閉器１０４の計測値データから求めた区間内負荷消費電力量Ｗ_RS，Ｗ_ST，Ｗ_TRとを読み込み、乖離度Ｄを以下の式（２５）に基づいて計算する。

そして、相判別処理部１１２は、式（２５）に基づいて計算した乖離度Ｄを、接続相の組合せｃに対する乖離度値Ｄ_cとしてデータ記憶部１１３に記憶する。

ステップＳ１３において、相判別処理部１１２は、ステップＳ１０において作成した接続相組合せリストの末尾に到達したか否かを判断する。相判別処理部１１２は、ステップＳ１３において、接続相組合せリストの末尾に到達していると判断した場合は、ステップＳ１５に移行し、接続相組合せリストの末尾に到達していないと判断した場合は、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４において、相判別処理部１１２は、ステップＳ１０において作成した接続相組合せリストから、次の接続相の組合せを選択する。具体的には、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から接続相組合せリストＬ_Cを読み込み、読み込んだ接続相組合せリストＬ_Cから、リスト作成時に列挙した順序に従って、現在選択している組合せの次の組合せを選択する。

次に、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３に記憶されている各相の変圧器グループＧ_RS，Ｇ_ST，Ｇ_TRを削除し、新たに選択した接続相の組合せに基づいて、ＲＳ相接続の配電用変圧器の集合を新たなＧ_RSとし、ＳＴ相接続の配電用変圧器の集合を新たなＧ_STとし、ＴＲ相接続の配電用変圧器の集合を新たなＧ_TRとして、データ記憶部１１３に記憶する。ステップＳ１４の処理が終了した後は、ステップＳ１２に戻る。

ステップＳ１５において、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から、各接続相の組合せに対する乖離度値Ｄ_Cを読み込み、このうち乖離度値Ｄ_cの最小値と、乖離度値Ｄ_cが最小値を取るときの各相の変圧器グループＧ_RS，Ｇ_ST，Ｇ_TRとを求める。そして、相判別処理部１１２は、求めた乖離度値Ｄ_cの最小値と、各相の変圧器グループＧ_RS，Ｇ_ST，Ｇ_TRとを、選択した相順の組合せｐに対する乖離度Ｄ_p、および接続相の組合せＧ_RSp，Ｇ_STp，Ｇ_TRpとして、データ記憶部１１３に記憶する。

ステップＳ１６において、相判別処理部１１２は、ステップＳ７において作成した相順組合せリストの末尾に到達したか否かを判断する。相判別処理部１１２は、ステップＳ１６において、相順組合せリストの末尾に到達していると判断した場合は、ステップＳ１８に移行し、相順組合せリストの末尾に到達していないと判断した場合は、ステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１７において、相判別処理部１１２は、ステップＳ７において作成した相順組合せリストから、次の組合せを選択する。具体的には、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から、相順組合せリストＬ_Pを読み込み、リスト作成時に列挙した順序に従って、現在選択している組合せの次の組合せを選択する。相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から、Ａ，Ｂ，Ｃの各端子に対応する相ＲＰ_Ai，ＲＰ_Bi，ＲＰ_Ciを削除する。

そして、相判別処理部１１２は、選択した組合せに基づいて、Ｒ相、Ｓ相およびＴ相のうち、配電線区間の負荷端に設置されたセンサ内蔵区分開閉器１０４のＡ，Ｂ，Ｃの各端子に対応する相を、それぞれ新たにＲＰ_Ai，ＲＰ_Bi，ＲＰ_Ciとしてデータ記憶部１１３に記憶する。ここで、添え字「ｉ」は、ｉ∈｛選択した配電線区間の負荷端に設置されたセンサ内蔵区分開閉器｝を満たすものとする。ステップＳ１７の処理を終了した後は、図２に示すステップＳ９に戻る。

ステップＳ１８において、相判別処理部１１２は、選択した配電線区間の負荷端に設置されたセンサ内蔵区分開閉器１０４の接続相の相順と、同区間内の各配電用変圧器の接続相とを求める。具体的には、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から、ステップＳ７において作成した各相順の組合せｐに対する乖離度Ｄ_p、および接続相の組合せＧ_RSp，Ｇ_STp，Ｇ_TRpを読み込み、乖離度Ｄ_pが最小となる相順の組合せｐを求める。

次に、相判別処理部１１２は、乖離度Ｄ_pが最小となる相順の組合せｐに対する接続相の組合せＧ_RSp，Ｇ_STp，Ｇ_TRpを、選択した配電線区間内に含まれる単相負荷供給用の配電用変圧器１０７における接続相の組合せＧ_RSs，Ｇ_STs，Ｇ_TRsとしてデータ記憶部１１３に記憶する。ここで、添え字「ｓ」は、選択した配電線区間の配電線区間番号を表している。

次に、相判別処理部１１２は、乖離度Ｄ_pが最小となる相順の組合せｐから、選択した配電線区間の負荷端に設置されたセンサ内蔵区分開閉器１０４のＡ，Ｂ，Ｃの各接続端子に対応する相を、ＰＡ_SW，ＰＢ_SW，ＰＣ_SWとしてデータ記憶部１１３に記憶する。ここで、添え字「ＳＷ」は、センサ内蔵区分開閉器１０４の区分開閉器番号を表している。

ステップＳ１９において、相判別処理部１１２は、ステップＳ２において作成した配電線区間リストが空になっているか否かを判断する。相判別処理部１１２は、ステップＳ１９において、配電線区間リストが空になっていると判断した場合は、ステップＳ２２に移行し、配電線区間リストが空になっていないと判断した場合は、ステップＳ２０に移行する。

ステップＳ２０において、相判別処理部１１２は、ステップＳ２において作成した配電線区間リストから、次の配電線区間として、ステップＳ１８までの処理が終わった区間の負荷側に隣接する区間を選択する。具体的には、相判別処理部１１２は、まず、データ記憶部１１３から配電線区間リストＬ_secを読み込み、データ格納部１１４から区分開閉器配置データを読み込む。そして相判別処理部１１２は、読み込んだ区分開閉器配置データのうち、負荷側区間番号に対応する配電線区間が配電線区間リストＬ_secに含まれるデータのみを選択する。相判別処理部１１２は、選択した区分開閉器配置データの中から、電源側区間番号に対応する配電線区間が配電線区間リストＬ_secに含まれていないデータを抽出する。そして、相判別処理部１１２は、抽出したデータの負荷側区間番号を選択し、選択区間番号Ｓ_curとしてデータ記憶部１１３に記憶する。

また、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３の配電線区間リストＬ_secから、選択した配電線区間番号を削除する。ステップＳ２０の処理が終了した後は、ステップＳ２１に移行する。

ステップＳ２１において、相判別処理部１１２は、ステップＳ２０において選択した選択配電線区間の電源端に設置されたセンサ内蔵区分開閉器１０４の各端子に対応する相を求める。具体的には、相判別処理部１１２は、まず、データ記憶部１１３から、選択区間番号Ｓ_curと、センサ内蔵区分開閉器１０４の相順決定結果ＰＡ_SW，ＰＢ_SW，ＰＣ_SWとを読み込む。次に、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から、Ａ，Ｂ，Ｃの各端子に対応する相ＳＰ_A，ＳＰ_B，ＳＰ_Cを削除する。そして、相判別処理部１１２は、読み込んだ相順決定結果ＰＡ_SW，ＰＢ_SW，ＰＣ_SWから、配電線区間番号が選択区間番号Ｓ_curと一致するものを抽出して、各端子に対応する相を新たなＳＰ_A，ＳＰ_B，ＳＰ_Cとしてデータ記憶部１１３に記憶する。ステップＳ２１の処理が終了した後は、図２に示すステップＳ５に戻る。

ステップＳ２２において、相判別処理部１１２は、出力部１１６によって、相判別の結果を出力する。具体的には、相判別処理部１１２は、まず、データ記憶部１１３から、センサ内蔵区分開閉器１０４の相順決定結果ＰＡ_SW，ＰＢ_SW，ＰＣ_SWおよび各配電線区間内に含まれる単相負荷供給用の配電用変圧器１０７の接続相の組合せＧ_RSs，Ｇ_STs，Ｇ_TRsを読み込む。次に、相判別処理部１１２は、読み込んだ相順決定結果ＰＡ_SW，ＰＢ_SW，ＰＣ_SWから、区分開閉器番号と、区分開閉器番号に対応するセンサ内蔵区分開閉器１０４のＡ，Ｂ，Ｃの各端子が接続されている相とを出力部１１６によって出力する。

次に、相判別処理部１１２は、読み込んだ接続相の組合せＧ_RSs，Ｇ_STs，Ｇ_TRsから、ＲＳ相に接続している配電用変圧器番号の一覧、ＳＴ相に接続している配電用変圧器番号の一覧、およびＴＲ相に接続している配電用変圧器番号の一覧を出力部１１６によって出力する。たとえば、ＲＳ相に接続している配電用変圧器として、三相４線式の配電用変圧器が出力されている場合、この出力内容は、三相４線式の配電用変圧器が接続している三相のうち、いずれの相間から単相負荷に供給しているかを表している。

以上のように本実施の形態によれば、時間断面選択部１１１によって選択された時間断面にセンサ内蔵区分開閉器１０４で計測された配電線１０１の電流情報および電圧情報と、前記時間断面にスマートメータ１０８で計測された需要家の消費電力量情報と、データ格納部１１４に格納された配電系統構成情報、配電用変圧器１０７の機器情報および需要家の供給設備情報とに基づいて、相判別処理部１１２によって、配電用変圧器１０７の接続相が判別される。

配電線１０１の電流情報および電圧情報は、センサ内蔵区分開閉器１０４が、配電線１０１の導通を制御するために計測した計測値の情報である。また需要家の消費電力量情報は、スマートメータ１０８が、自動検針親局１０９に通知するために計測した計測値の情報である。

これらの計測値情報を用いて配電用変圧器１０７の接続相が判別されるので、配電用変圧器１０７の接続相を判別するために、配電線１０１の電流および電圧などを計測する手段、および需要家の消費電力量を計測する手段を配電設備に新たに追加する必要はない。また接続相を判別するために作業者が需要地点に出向く必要はない。

具体的に述べると、本実施の形態では、センサ内蔵区分開閉器１０４で計測した配電線１０１の電流情報および電圧情報、ならびにスマートメータ１０８で計測した需要家の消費電力量情報といった、本来配電系統で計測している情報のみを用いて、いずれの相から単相負荷に電力を供給するかを判別することができる。これによって、個数の膨大な需要家または配電用変圧器１０７ごとに、相判別のための特別な機構を設ける必要がない。また作業者が相を判別するために配電用変電器１０７の設置箇所に出向く必要がない。

したがって、配電設備の費用および作業者の作業量を増大させることなく、配電用変圧器１０７の接続相を容易に判別することができる。ひいては、配電設備の費用および作業者の作業量を増大させることなく、負荷の接続相を容易に判別することができる。換言すれば、配電設備の設置費用および作業者の作業量を抑えて、各負荷がいずれの相に接続されているかを容易に判別することができる。

また本実施の形態では、相判別処理部１１２は、前述の図２および図３のフローチャートに示すように、区分開閉器計測値データから求められる区間内負荷の消費電力量と、スマートメータ計測値データから求められる区間内負荷の消費電力量とが最も近くなるように、複数の配電用変圧器１０７における接続相の組合せを求めることによって、各配電用変圧器１０７の接続相を判別している。

すなわち相判別処理部１１２は、まず、区分開閉器計測値データに基づいて、各配電線区間内の負荷で消費された消費電力量を多相交流電力の相ごとに求める。そして、相判別処理部１１２は、区分開閉器計測値データから求めた各配電線区間内の相ごとの消費電力量と、スマートメータ計測値データから求めた各配電線区間内の相ごとの消費電力量とが最も近くなるように、複数の配電用変圧器１０７における接続相の組合せを求めることによって、各配電用変圧器１０７の接続相を判別している。

このようにすることによって、各配電用変圧器１０７の接続相を判別可能な相判別装置１１０を容易に実現することができる。

また本実施の形態では、多相交流電力の電気的特性の計測結果である配電線計測値を表す情報として、センサ内蔵区分開閉器１０４で計測された配電線１０１の電流情報、電圧情報および位相情報が用いられている。すなわち配電線計測値としては、多相交流電力の電流、電圧および位相差の全ての計測値が用いられている。

電流情報は、多相交流電力の電流、具体的には、センサ内蔵区分開閉器１０４に接続された配電線１０１の各線電流の実効値の計測値を表す情報である。電圧情報は、多相交流電力の電圧、具体的には、センサ内蔵区分開閉器１０４に接続された配電線１０１の各線間電圧の実効値の計測値を表す情報である。位相情報は、多相交流電力の位相差、具体的には、センサ内蔵区分開閉器１０４に接続された配電線１０１の線電流と線間電圧との位相差を表す情報である。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態である相判別装置について説明する。本実施の形態の相判別装置は、図１に示す前述の第１の実施の形態の相判別装置１１０と構成が同一であるので、同一の構成については同一の参照符を付して、図示および共通する説明を省略する。

本実施の形態では、時間断面選択部１１１は、複数の時間断面を選択する。また出力部１１６は、時間断面選択部１１１によって選択された複数の時間断面の間で、相判別結果が等しくなる配電用変圧器１０７の判別結果のみを出力する。

本発明の第２の実施の形態における相判別装置１１０の動作を具体的に説明する。図５および図６は、本発明の第２の実施の形態における相判別処理に関する相判別装置１１０の処理手順を示すフローチャートである。図５および図６に示すフローチャートは、前述の図２および図３に示すフローチャートと類似しているので、同一のステップについては、同一のステップ番号を付して、共通する説明を省略する。図５および図６に示すフローチャートでは、相判別装置１１０の電源が投入されると処理が開始され、図５に示すステップＳ３１に移行する。

ステップＳ３１において、時間断面選択部１１１は、相判別の対象とする複数の時間断面を選択し、選択した複数の時間断面を時間断面リストＬ_Tとしてデータ記憶部１１３に記憶する。個々の時間断面は、１つの連続した期間として選択してもよいし、複数の不連続な期間の集まりとして選択してもよい。

ステップＳ３２において、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から、時間断面リストＬ_Tを読み込む。そして、相判別処理部１１２は、読み込んだ時間断面リストＬ_Tから、ステップＳ３１において選択した順序に従って、最初の時間断面を取り出し、時間断面Ｔ_sとしてデータ記憶部１１３に記憶する。また、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３に記憶されている時間断面リストＬ_Tから、選択した時間断面を削除する。

ステップＳ３２の処理が終了した後は、相判別処理部１１２は、前述の第１の実施の形態と同様にして、ステップＳ２〜ステップＳ２１の処理を行う。本実施の形態では、相判別処理部１１２は、ステップＳ１９において、配電線区間リストが空になっていると判断した場合は、ステップＳ３３に移行する。

ステップＳ３３において、相判別処理部１１２は、選択した時間断面での相判別処理の結果をデータ記憶部１１３に記憶し、未処理の時間断面が残っているか否かを判断する。換言すれば、相判別処理部１１２は、ステップＳ３１において作成した時間断面リストの末尾に到達したか否かを判断する。相判別処理部１１２は、ステップＳ３３において、未処理の時間断面が残っていないと判断した場合、換言すれば時間断面リストの末尾に到達していないと判断した場合は、ステップＳ３４に移行する。相判別処理部１１２は、未処理の時間断面が残っていると判断した場合、換言すれば時間断面リストの末尾に到達していると判断した場合は、ステップＳ３５に移行する。

具体的には、相判別処理部１１２は、まずデータ記憶部１１３から、センサ内蔵区分開閉器１０４の相順決定結果ＰＡ_SW，ＰＢ_SW，ＰＣ_SW、および各配電線区間内に含まれる単相負荷供給用の配電用変圧器の接続相組合せＧ_RSs，Ｇ_STs，Ｇ_TRsを読み込む。そして、相判別処理部１１２は、これらの読み込んだデータを、現在選択している時間断面Ｔ_sと関連付けて、ＰＡ_SWT，ＰＢ_SWT，ＰＣ_SWTおよびＧ_RSsT，Ｇ_STsT，Ｇ_TRsTとしてデータ記憶部１１３に記憶する。ここで、添え字「Ｔ」は、関連付けた時間断面を表している。

次に、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から、前記相順決定結果ＰＡ_SW，ＰＢ_SW，ＰＣ_SW、および前記接続相の組合せＧ_RSs，Ｇ_STs，Ｇ_TRsを削除する。最後に、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から、時間断面リストＬ_Tを読み込み、時間断面リストの末尾に到達しているか否かを判断する。相判別処理部１１２は、時間断面リストの末尾に到達していないと判断した場合は、ステップＳ３４に移行し、時間断面リストの末尾に到達していると判断した場合は、ステップＳ３５に移行する。

ステップＳ３４において、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から、時間断面リストＬ_Tを読み込む。そして、相判別処理部１１２は、読み込んだ時間断面リストＬ_Tから、ステップＳ３１において選択した順序に従って、現在選択されている時間断面の次の時間断面を取り出し、新たな断面Ｔ_sとしてデータ記憶部１１３に上書きして記憶する。また、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３に記憶されている時間断面リストＬ_Tから、今回選択した時間断面を削除する。

ステップＳ３５において、相判別処理部１１２は、出力部１１６によって、各時間断面で結果の等しい相判別結果を出力する。具体的には、相判別処理部１１２は、まずデータ記憶部１１３から、時間断面ごとのセンサ内蔵区分開閉器１０４の相順決定結果ＰＡ_SWT，ＰＢ_SWT，ＰＣ_SWTと、各配電線区間内に含まれる単相負荷供給用の配電用変圧器１０７の接続相の組合せＧ_RSsT，Ｇ_STsT，Ｇ_TRsTとを読み込む。次に、相判別処理部１１２は、全ての時間断面Ｔにおける前記相順決定結果ＰＡ_SWT，ＰＢ_SWT，ＰＣ_SWTが等しい区分開閉器番号ＳＷについて、この区分開閉器番号と、端子Ａ，Ｂ，Ｃが接続されている相を出力部１１６によって出力する。

次に、相判別処理部１１２は、各配電線区間内に含まれる単相負荷供給用の配電用変圧器１０７の接続相の組合せＧ_RSsT，Ｇ_STsT，Ｇ_TRsTから、全ての時間断面において、同じ接続相の組合せが得られている配電用変圧器番号を抽出する。相判別処理部１１２は、抽出した配電用変圧器番号と、その配電用変圧器番号に対応する配電用変圧器１０７の接続相とを、出力部１１６によって出力する。

以上のように本実施の形態によれば、複数の時間断面についてそれぞれ相判別が行われ、全ての時間断面において同じ相判別結果が得られた配電用変圧器１０７についての相判別結果が、最終的な相判別結果とされる。これによって、選んだ時間断面によって相判別結果が異なるような、判別確度の低いセンサ内蔵区分開閉器１０４および配電用変圧器１０６についての相判別結果を除外し、確度の高い相判別結果だけを得ることができる。

＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態である相判別装置について説明する。本実施の形態の相判別装置は、図１に示す前述の第１の実施の形態の相判別装置１１０と構成が同一であるので、同一の構成については同一の参照符を付して、図示および共通する説明を省略する。

本実施の形態では、時間断面選択部１１１は、配電用変圧器１０７ごとの消費電力量に基づいて、時間断面を選択する。時間断面選択部１１１は、たとえばＣＰＵによって実現される。時間断面選択部１１１は、スマートメータ計測値と、配電系統の構成情報と、配電用変圧器１０７の機器情報と、需要家の供給設備情報とに基づいて、相判別を行うためにいずれの期間の遮断器計測値データ、区分開閉器計測値データおよびスマートメータ計測値データを使用するかを決定する。

本発明の第３の実施の形態における相判別装置１１０の動作を具体的に説明する。図７および図８は、本発明の第３の実施の形態における相判別処理に関する相判別装置１１０の処理手順を示すフローチャートである。図７および図８に示すフローチャートは、前述の図２および図３に示すフローチャートと類似しているので、同一のステップについては、同一のステップ番号を付して、共通する説明を省略する。図７および図８に示すフローチャートでは、相判別装置１１０の電源が投入されると処理が開始され、図７に示すステップＳ２に移行する。

本実施の形態では、前述の第１の実施の形態と同様にしてステップＳ２〜ステップＳ４の処理が終了した後に、ステップＳ４１に移行する。ステップＳ４１において、相判別処理部１１２は、相判別に使用する時間断面を選択する。具体的には、相判別処理部１１２は、まず、ステップＳ３で選択した配電線区間内で、単相で供給を受ける低圧需要家の消費電力量を、配電用変圧器１０７ごと、およびスマートメータ１０８の計測時刻ごとに集計する。相判別処理部１１２は、集計結果に基づいて、配電用変圧器１０７間で、最も消費電力量のばらつきが大きい時間帯を、相判別処理のための時間断面として選択する。

具体的には、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から、ステップＳ３で選択した配電線区間の配電線区間番号である選択区間番号Ｓ_curを読み込む。また相判別処理部１１２は、データ格納部１１４から、配電用変圧器配置データおよび配電用変圧器機器データを読み込む。

そして、相判別処理部１１２は、読み込んだ配電用変圧器配置データおよび配電用変圧器機器データから、選択区間番号Ｓ_curに対応する配電線区間内に含まれ、かつ、相線式が単相３線式または三相４線式である配電用変圧器番号を抽出する。単相で供給を受ける低圧需要家は、単相３線式または三相４線式の配電用変圧器１０７に接続している。したがって、相線式が単相３線式または三相４線式の配電用変圧器番号を抽出することは、単相で供給を受ける低圧需要家に接続された配電用変圧器１０７を抽出することに相当する。

次に、相判別処理部１１２は、データ格納部１１４から、低圧需要家供給設備データを読み込む。相判別処理部１１２は、読み込んだ低圧需要家供給設備データから、抽出した配電用変圧器番号ごとに、単相で供給を受ける需要家に設置されたスマートメータ１０８を抽出する。

次に、相判別処理部１１２は、通信部１１５を介して自動検針親局１０９から、予め定める期間のスマートメータ計測値データを読み込む。予め定める期間は、たとえば過去１箇月である。そして、相判別処理部１１２は、抽出した各スマートメータ１０８について、前記予め定める期間内の消費電力量を求める。換言すれば、相判別処理部１１２は、抽出したスマートメータ１０８ごとに、前記予め定める期間内の消費電力量を求める。前記予め定める期間内の消費電力量の求め方については、前記スマートメータ計測値データの説明の通りとする。

次に、相判別処理部１１２は、スマートメータ１０８ごとに求めた消費電力量を配電用変圧器番号ごと、および計測時刻ごとに集計し、消費電力量Ｗ_mtとする。ここで、添え字「ｍ」は、配電用変圧器番号を表しており、添え字「ｔ」は、スマートメータ計測値データの計測時刻を表している。

次に、相判別処理部１１２は、スマートメータ計測値データの計測時刻ごとに消費電力量Ｗ_mtの分散Ｖ_tを求める。最後に、相判別処理部１１２は、分散Ｖ_tが最大となる時刻ｔを求め、当該時刻を含み、かつセンサ内蔵区分開閉器１０４の計測周期とスマートメータの計測周期との最小公倍数となる最小期間を時間断面Ｔ_sとして選択し、データ記憶部１１３に記憶する。

次いで、前述の第１の実施の形態と同様にして、ステップＳ５〜ステップ２２の処理が相判別処理部１１２によって行われ、全ての処理手順が終了する。

以上のように本実施の形態によれば、相判別処理部１１２は、選択配電線区間内で、単相で供給を受ける低圧需要家の消費電力量を、配電用変圧器１０７ごと、およびスマートメータ１０８の計測時刻ごとに集計し、集計結果に基づいて、配電用変圧器１０７間で、最も消費電力量のばらつきが大きい時間帯を、相判別処理のための時間断面として選択する。

各配電用変圧器１０７の消費電力量は、判別期間内でばらつくので、消費電力量の近い配電用変圧器１０７同士で、接続相を互い違いに判定してしまうおそれがある。

本実施の形態では、前述のように消費電力量を配電用変圧器１０７ごと、およびスマートメータ１０８の計測時間ごとに集計し、最も消費電力量のばらつきが大きい時間帯を時間断面として選択するので、消費電力量の近い配電用変圧器１０７同士で、接続相を互い違いに判定する可能性を低くすることができる。したがって、相判別の精度を高くすることができる。

＜第４の実施の形態＞
次に、本発明の第４の実施の形態である相判別装置について説明する。本実施の形態の相判別装置は、図１に示す前述の第１の実施の形態の相判別装置１１０と構成が同一であるので、同一の構成については同一の参照符を付して、図示および共通する説明を省略する。

本実施の形態において、データ格納部１１４には、配電線１０１が区分される複数の配電線区間のうち、多相交流電力の相の入れ替えが行われていないことが予め判明している配電線区間の情報を表すデータを格納しておき、相判別処理において当該データを参照し、センサ内蔵区分開閉器１０４の相順決定を省略する。

具体的には、データ格納部１１４は、前述の第１の実施の形態において述べたデータに加え、配電線の既知接続情報として、同相配電線区間データを格納する。同相配電線区間データは、相の入れ替えが行われていないことが予め判明している配電線区間に対応する配電線区間番号のリストの形で構成されている。

本発明の第４の実施の形態における相判別装置１１０の動作を具体的に説明する。図９〜図１１は、本発明の第４の実施の形態における相判別処理に関する相判別処理装置１１０の処理手順を示すフローチャートである。図９〜図１１に示すフローチャートは、前述の図２および図３に示すフローチャートと類似しているので、同一のステップについては、同一のステップ番号を付して、共通する説明を省略する。図９〜図１１に示すフローチャートでは、相判別装置１１０の電源が投入されると処理が開始され、図９に示すステップＳ２に移行する。

本実施の形態では、前述の第１の実施の形態と同様にしてステップＳ１〜ステップＳ６の処理が終了した後に、ステップＳ５１に移行する。ステップＳ５１において、相判別処理部１１２は、データ格納部１１４から、同相配電線区間データを読み込み、選択している配電線区間に対応する配電線区間番号が同相配電線区間データ中に含まれているか否かを判断する。

相判別処理部１１２は、ステップＳ５１において、選択している配電線区間に対応する配電線区間番号が同相配電線区間データ中に含まれていないと判断した場合は、当該配電線区間内で相の入れ替えが行われている可能性があると判断して、ステップＳ７に移行する。相判別処理部１１２は、ステップＳ５１において、選択している配電線区間に対応する配電線区間番号が同相配電線区間データ中に含まれていると判断した場合は、当該配電線区間内で相の入れ替えが行われていないと判断して、図１０に示すステップＳ５２に移行する。

ステップＳ５２において、相判別処理部１１２は、ステップＳ３で選択した配電線区間の電源端に設置されたセンサ内蔵区分開閉器１０４の各端子の接続相から、ステップＳ３で選択した配電線区間の負荷端に設置されたセンサ内蔵区分開閉器１０４の各端子の接続相を選択する。具体的には、相判別処理部１１２は、まずデータ記憶部１１３から、ステップＳ３で選択した配電線区間に対応する配電線区間番号である選択区間番号Ｓ_curと、センサ内蔵区分開閉器１０４の相順決定結果ＰＡ_SW，ＰＢ_SW，ＰＣ_SWとを読み込む。そして、相判別処理部１１２は、読み込んだ相順決定結果ＰＡ_SW，ＰＢ_SW，ＰＣ_SWから、配電線区間番号が選択区間番号Ｓ_curと一致するものを抽出する。相判別処理部１１２は、抽出した相順決定結果における各端子の相を、そのまま当該配電線区間の負荷端に設置されたセンサ内蔵区分開閉器１０４の相順組合せとして選択する。

そして、相判別処理部１１２は、Ｒ相、Ｓ相およびＴ相のうち、選択した配電線区間の負荷端に設置されたセンサ内蔵区分開閉器１０４の各端子Ａ，Ｂ，Ｃに対応する相を、それぞれＲＰ_Ai，ＲＰ_Bi，ＲＰ_Ciとしてデータ記憶部１１３に記憶する。ここで、添え字「ｉ」は、ｉ∈｛選択した配電線区間の負荷端に設置されたセンサ内蔵区分開閉器｝を満たすものとする。

このようにして選択配電線区間の負荷端に設置されたセンサ内蔵区分開閉器１０４の相順が決定されると、ステップＳ５３に移行する。ステップＳ５３〜ステップＳ５８の処理は、ステップＳ９〜ステップＳ１４の処理と同一であるので、共通する説明を省略する。

ステップＳ５９において、相判別処理部１１２は、選択配電線区間内の各配電用変圧器１０７の接続相を求める。具体的には、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から、各接続相の組合せに対する乖離度Ｄ_Cを読み込み、乖離度Ｄ_cの最小値と、最小値を取るときの各相の変圧器グループＧ_RS，Ｇ_ST，Ｇ_TRとを求める。そして、相判別処理部１１２は、変圧器グループＧ_RS，Ｇ_ST，Ｇ_TRの組み合わせを、選択した配電線区間内に含まれる単相負荷供給用の配電用変圧器１０７の接続相の組合せＧ_RSs，Ｇ_STs，Ｇ_TRsとしてデータ記憶部１１３に記憶する。ここで、添え字「ｓ」は、選択した配電線区間の配電線区間番号を表している。

次に、相判別処理部１１２は、データ記憶部１１３から、Ａ，Ｂ，Ｃの各端子に対応する相、すなわち相順の組合せＲＰ_Ai，ＲＰ_Bi，ＲＰ_Ciを読み込む。ここで、添え字「ｉ」は、ｉ∈｛選択した配電線区間の負荷端に設置されたセンサ内蔵区分開閉器｝を満たすものとする。そして、相判別処理部１１２は、読み込んだ相順の組合せから、ＲＰ_Ai＝ＰＡ_SW、ＲＰ_Bi＝ＰＢ_SW、ＲＰ_Ci＝ＰＣ_SWとなるように、選択した配電線区間の負荷端に設置されたセンサ内蔵区分開閉器１０４のＡ，Ｂ，Ｃの各端子の相を、ＰＡ_SW，ＰＢ_SW，ＰＣ_SWとしてデータ記憶部１１３に記憶する。ここで、添え字「ＳＷ」は、区分開閉器番号を表している。

以上のように本実施の形態によれば、相の入れ替えが行われていないことが予め判明している配電線区間の情報を表すデータをデータ格納部１１４に格納しておき、相判別処理において当該データを参照する。このように相の入れ替えが行われていないことが予め判明している配電線区間の情報を活用することによって、配電線区間ごとの相順決定処理を省略することができる。したがって、相判別処理を効率的に実行することができる。

１００ 配電系統制御システム、１０１ 配電線、１０２ 配電用遮断器、１０３ 遮断器子局、１０４ センサ内蔵区分開閉器、１０５ 開閉器子局、１０６ 配電監視制御親局、１０７ 配電用変圧器、１０８ スマートメータ、１０９ 自動検針親局、１１０ 相判別装置、１１１ 時間断面選択部、１１２ 相判別処理部、１１３ データ記憶部、１１４ データ格納部、１１５ 通信部、１１６ 出力部。

Claims (6)

1. 配電系統から配電線を介して配電される多相交流電力を変圧して、需要地点に設置される負荷に供給する配電用変圧手段が接続される前記配電線における前記多相交流電力の相である接続相を判別する相判別装置であって、
   前記配電線に供給される前記多相交流電力の電気的特性を前記多相交流電力の相ごとに周期的に計測して、前記電気的特性の計測結果である配電線計測値に基づいて前記配電線の導通を制御する配電線制御手段から、前記配電線計測値を取得する配電線計測値取得手段と、
   前記需要地点に設置され、前記負荷で消費された電力量である消費電力量を前記多相交流電力の相ごとに周期的に計測して、前記消費電力量の計測結果である負荷計測値を負荷計測値記録手段に通知する負荷計測手段または前記負荷計測値記録手段から、前記負荷計測値を取得する負荷計測値取得手段と、
   前記配電系統の構成を表す配電系統構成情報と、前記配電用変圧手段の構成を表す変圧手段構成情報と、前記需要地点に設置される前記配電用変圧手段および前記負荷計測手段を含む供給設備の構成を表す供給設備構成情報とを格納する格納手段と、
   前記配電線計測手段によって前記配電線計測値が計測された期間、および前記負荷計測手段によって前記負荷計測値が計測された期間の中から、前記接続相の判別に用いる期間である時間断面を選択する時間断面選択手段と、
   前記時間断面選択手段によって選択された時間断面に計測された前記配電線計測値および前記負荷計測値と、前記格納手段に格納された前記配電系統構成情報、前記変圧手段構成情報および前記供給設備構成情報とに基づいて、前記配電用変圧手段の前記接続相を判別する相判別処理手段とを備えることを特徴とする相判別装置。
2. 前記配電線は、前記配電線計測手段によって複数の配電線区間に区分され、
   前記配電線には、複数の前記配電用変圧手段が接続され、
   前記相判別処理手段は、
   前記配電線計測値に基づいて、各配電線区間内の前記負荷で消費された前記消費電力量を前記多相交流電力の相ごとに求め、各前記配電線計測値に基づいて求めた各配電線区間内の相ごとの前記消費電力量と相ごとの前記負荷計測値とが最も近くなるように、複数の前記配電用変圧手段における前記接続相の組合せを求めることによって、各配電用変圧手段の前記接続相を判別することを特徴とする請求項１に記載の相判別装置。
3. 前記格納手段は、前記複数の配電線区間のうち、前記多相交流電力の相の入れ替えが行われていないことが予め判明している配電線区間の情報を格納し、
   前記相判別処理手段は、前記格納手段に格納される前記配電線区間の情報に基づいて、前記接続相の組合せを求めることを特徴とする請求項２に記載の相判別装置。
4. 前記時間断面選択手段は、複数の前記時間断面を選択し、
   前紀相判別処理手段は、前記時間断面選択手段によって選択された複数の前記時間断面について、それぞれ前記接続相の判別を行い、前記接続相の判別結果が、複数の時間断面において等しくなるとき、得られた前記接続相の判別結果を、前記配電用変圧手段の前記接続相の判別結果とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の相判別装置。
5. 前記配電線には、複数の前記配電用変圧手段が接続され、
   前記時間断面選択手段は、前記配電用変圧手段ごとの前記消費電力量に基づいて、前記時間断面を選択することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の相判別装置。
6. 前記多相交流電力の電気的特性は、前記多相交流電力の電流、電圧および位相差の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の相判別装置。

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