JP2014042436A - 不正売電検出装置、不正売電検出方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】需要家から売電した電力がＰＶ発電による電力であるか否かを容易に判定することができる不正売電検出装置、不正売電検出方法および不正売電検出プログラムを提供すること。
【解決手段】不正売電検出装置は、電力事業者系統側に設けられ、パワーコンディショナから出力される交流電流を検出する電力センサと、前記交流電流の波形情報の期待値を格納する記憶手段と、前記電力センサによって検出された前記交流電流の波形情報と、前記交流電流の波形情報の期待値との比較によって、検出された前記交流電流が不正売電によるものか否かを判定する判定手段と、を有する。
【選択図】図７

Description

本発明は、不正売電検出装置、不正売電検出方法およびプログラムに関する。

近年、地球温暖化等対策のため、ＣＯ２削減を目的として、非化石エネルギー源の利用および化石エネルギー原料の有効な利用の促進の制度の制定や法律の発令がなされている。このような非化石エネルギー源として、例えば、太陽光を利用した太陽電池による発電（ＰＶ：Photovoltanic Power Generation，以降、ＰＶ発電と称する）の、一般需要家への利用促進が進められている。

これに対応して、電力事業者は、一般の需要家が所有するＰＶ発電機器等の自家発電機器が発電した電力の買い取りを行っている。現在、電力事業者が需要家から受給する電力の価格（例えば、４２円／ｋＷｈ）は、需要家が電力事業者から購入する電力価格（例えば、２０円／ｋＷｈ）よりも高額に設定されている。

需要家がＰＶ発電によって電力事業者へ電力を売電する場合、まず、ＰＶ発電機器により発電を行う。続いて、ＰＶ発電機器が発電した電力を、パワーコンディショナ（ＰＣＳ：Power Conditioning Subsystem）により直流（ＤＣ；Direct Current）から交流（ＡＣ；Alternating Current）に変換する。ＰＶ発電機器が発電した電力が需要家内での消費電力より多い場合、余った余剰電力を電力事業者に売電する、といった手順で行われる。

電力事業者が需要家から購入する電力の価格が、需要家が電力事業者から購入する電力の価格よりも高額である場合、需要家による電力の不正売電が行われるおそれがある。不正売電の方法としては、例えば、需要家内の宅内配線をつなぎ換えて、電力事業者から受給した電力を、そのままＰＶ発電による電力として、電力事業者に売電する方法が考えられる。

これに対し、電力事業者は、不正売電を検出しようとしても需要家の宅内に設置された電力機器にセンサ等による検出の構成を加えることが難しいため、需要家から売電した電力がＰＶ発電による電力であるか否かを判定することは容易ではない。不正売電で検出するその他の方法として、需要家の外部にて受給した電力について、日照状況と売電の電力量とを統計処理することが考えられる。この方法によれば、ＰＶ発電ができない夜間や天候の周期と合わない電力量の売電や、ＰＶ発電機器の発電量を超える電力の売電等の不正を検出することができる。しかしながら、統計処理だけで不正売電を検出しようとすると、大量のデータの収集および分析処理を多数の需要家毎に行うこととなり、システムが大規模になる恐れがある。

特開平８−７０５３３号公報 特開平１１−１２２８１８号公報 特開２００５−１３７１４９号公報 特開２０１２−６０７３８号公報

本発明の１つの側面では、電力事業者系統側で、需要家から売電した電力がＰＶ発電による電力であるか否かを容易に判定することができる不正売電検出装置、不正売電検出方法およびプログラムを提供することを目的とする。

発明の一観点によれば、電力事業者系統側に設けられ、前記パワーコンディショナから出力される交流電流を検出する電力センサと、前記交流電流の波形情報の期待値を格納する記憶手段と、前記電力センサによって検出された前記交流電流の波形情報と、前記交流電流の波形情報の期待値との比較によって、検出された前記交流電流が不正売電によるものか否かを判定する判定手段と、を有する不正売電検出装置が提供される。

一実施態様によれば、電力事業者系統側で、需要家から売電した電力がＰＶ発電されたものであるか否かを容易に判定することができる不正売電検出装置、不正売電検出方法およびプログラムを提供することができる。

図１は、本発明の実施形態における電力系統の一例を示す図である。 図２は、本発明の実施形態におけるＰＣＳ６の構成の一例を示す図である。 図３は、ＰＣＳから出力される電力に係る電圧波形の一例を示す図である。 図４は、第１のＰＣＳから出力される交流電流の高調波特性の一例を示す図である。 図５は、第２のＰＣＳから出力される交流電流の高調波特性の一例を示す図である。 図６は、能動的単独運転防止信号の一例を示す図である。 図７は、本発明の実施形態における、不正売電検出装置の一例を示す図である。 図８は、本発明の実施形態における、不正売電が行われているときの電力系統の一例を示す図である。 図９は、本発明の実施形態における、不正売電が行われているときの電力系統の別の一例を示す図である。 図１０は、本発明の実施形態における、不正売電検出の処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図１１は、本発明の実施形態における、不正売電の可能性の有無を判定する方法の一例を示すフローチャートである。 図１２は、本発明の実施形態における、不正売電の可能性の有無を判定する方法の変形例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図１乃至図８を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明の実施形態における電力系統の一例を示す図である。図１に示すように、電力系統は、電力事業者所有の電力系統である電力事業者系統１０１と、需要家所有の電力系統である宅内系統１０２とを有している。

電力事業者系統１０１は、配電線１（１ａ〜１ｃ）と、系統電源２と、電力メータ３と、不正売電検出装置４とを有している。宅内系統１０２は、配電線１（１ｄ〜１ｆ）と、分電盤５と、電気機器６と、パワーコンディショナ７と、ＰＶ発電機器８とを有している。以降、配電線を区別して説明しない場合は、配電線１ａ〜１ｆを配電線１と呼ぶこととする。また、パワーコンディショナ７は、ＰＣＳ７と呼ぶこととする。

電力事業者は、系統電源２から配電線１を用いて電力を送電し、電力メータ３を経由して需要家が所有する分電盤５に供給する。電力送電に用いられる電流は、例えば、周波数が５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ，電圧が１００Ｖまたは２００Ｖの交流電流である。需要家は、電力事業者から分電盤５に供給された電力を宅内の電気機器６に配電する。需要家が自家発電機器としてＰＶ発電機器８を設置した場合、図１に示すように、ＰＶ発電機器８は、ＰＣＳ７を介して分電盤５に電気的に接続されている。

電力事業者系統１０１の電源である系統電源２から受給した電力、およびＰＶ発電機器８が発電した電力は、分電盤５を介して電気機器６に配電される。また、ＰＶ発電機器８による発電量、および電気機器６が消費する電力量に応じて、電力事業者系統１０１の系統電源から供給を受ける電力量が変化する。

売電時には、電気機器６が消費する電力は、ＰＶ発電機器８が発電した電力により全てまかなわれる。そして、ＰＶ発電機器８が発電した電力量から需要家が消費する電力を差し引いた余り（余剰電力）が、分電盤５を介して電力事業者系統１０１に出力される。需要家は、この余剰電力を電力事業者に売電する。売電時は、需要家から電力事業者系統１０１の方向に電力が送られ、需要家は、売電時に電力事業者系統１０１の系統電源からの電力の供給は受けない。

以下、電力系統の各部の詳細について説明する。

電力メータ３は、需要家が使用した電力量を測定し積算するための機器であり、電力量計とも呼ばれている。電力メータ３は、電力事業者と需要家との電力の売買取引に用いられている。本発明の実施形態における電力メータ３は、不正売電検出装置４を備えている。なお、不正売電検出装置４の構成については後述する。

分電盤５は、需要家の宅内に設置されている、部屋毎に電力を分配し、供給するための電力分配器である。分電盤５は、配電線１ｄによって電気機器６と電気的に接続されている。電力事業者から分電盤５に供給された電力は、配電線１ｄを介して電気機器６に配電される。なお、図１では、分電盤５に電気的に接続されている電気機器６を１つのブロックで図示しているが、分電盤５は、複数の電気機器６と電気的に接続されていても良い。

ＰＣＳ７は、需要家が太陽光発電システムを利用する際に、発電された電気を家庭などの環境で使用できるように変換する機器である。図２は、本発明の実施形態におけるＰＣＳ７の構成の一例を示す図である。図２に示すように、ＰＣＳ７は、インバータ回路４１と、同相調整回路４２と、単独運転検出回路４３とを備えている。

インバータ回路４１は、ＰＶ発電機器８が発電した直流電力を交流電力に変換する回路であり、例えば１００Ｖの交流電圧に変換することができる。

同相調整回路４２は、インバータ回路４１が出力した交流のＰＶ発電電力と、電力事業者の系統電源２から電力事業者系統１０１を通じて供給される電力である系統電力とに基づいて、双方の電圧および力率を合わせ、同相にする回路である。

図３は、ＰＣＳ７から出力される電力に係る電圧波形の一例を示す図である。実線は、ＰＶ発電電力の電圧波形を示している。また、点線および一点鎖線は、ＰＶ発電電力の電圧波形と非同相である系統電力の電圧波形を示している。

図３に示すように、系統電力の電圧波形がＰＶ発電の電圧波形（実線）と実質的に同一（すなわち相互の波形が重なる）場合、ＰＶ発電の電力と系統電力の電力とは同相であると見做すことができる。

一方、ＰＶ発電の電圧波形（実線）が、系統電力の電圧波形（点線）と電圧振幅が実質的に同一で位相が異なる場合、相互の波形は重なっておらず、非同相であると見做すことができる。また、ＰＶ発電の電圧波形（実線）が、系統電力の電圧波形（一点鎖線）と位相が実質的に同一で電圧振幅が異なる場合においても、相互の波形は重なっておらず、非同相であると見做すことができる。

前述のように、同相調整回路４２は、ＰＶ発電機器８が発電した電力の電圧波形と、電力事業者系統１０１を流れる電力の電圧波形とが非同相である場合に、同相にする機能を有している。同相調整回路４２としては、例えば位相ロックループ（ＰＬＬ：Phase Locked Loop）回路を用いることができる。

単独運転検出回路４３は、単独運転検出機能を担う回路であり、インバータ回路４１の出力側に設けられている。単独運転検出回路４３は、単独運転防止信号の生成と、単独運転の検出及び検出に応じた制御とを行うことができる。単独運転検出機能の詳細については後述する。

図４は、第１のＰＣＳから出力される電流の高調波特性の一例を示す図である。図５は、第１のＰＣＳと種別が異なる第２のＰＣＳから出力される交流電流の高調波特性の一例を示す図である。なお、第１のＰＣＳおよび第２のＰＣＳは、ベンダが互いに異なるＰＣＳでも良いし、または同一のベンダで型格が異なるＰＣＳでも良い。ＰＣＳから出力される交流電流はインバータ回路内のＰＷＭ（Pulse Wave Modulation）ユニットを経由して出力されるため、高調波成分を含んでいる。この高調波成分は、例えば周波数５０Ｈｚの基本波に対する３次、５次、７次の高調波電流特性である。図４および図５に示すように、第１のＰＣＳと第２のＰＣＳとでは、出力される交流電流の高調波特性が異なっている。このように、交流電流の高調波特性は、ＰＣＳの機種毎に異なっているため、売電された電力の高調波特性を検出し、精査することにより、需要家に設置されたＰＣＳの機種を特定することができる。

さらに、ＰＣＳ７は、電力事業者系統１０１に連携した単独運転検出機能を有している。単独運転防止機能とは、事故等（配電線地絡や、緊急時等）により電力事業者系統１０１側の系統電源が喪失した場合に、系統電源が喪失したことを検出し、ＰＣＳ７の出力（厳密にはＰＶ発電機器８の発電電力）を停止させることによりＰＣＳ７の単独運転を防止するものである。単独運転は、電力事業者系統１０１側の系統電源が喪失したときにも、需要家近くに分散設置されている分散型電源から、局所的に他の需要家に電力が供給されている状態であり、以下の問題を生じることがある。
・保安面では、事故継続による被害拡大、機器損傷、公衆感電作業者の感電の危険性を生じることがある。
・供給信頼度面では、再閉路、他回線からの逆送電不能による健全区間への送電の遅れが生じることがある。
・その他、単独運転系統内の電圧・周波数の変動による電力品質悪化、負荷機器の損傷のおそれがある。

単独運転を検出する方式は、能動的検出方式と、受動的検出方式とに大別することができる。受動的検出方式は、電力事業者系統１０１側の系統電源が喪失した場合に、発電電力と負荷との不均衡によって起こる電圧，電流，周波数等の急変を高感度で検出するものである。受動的検出方式の種類としては、電圧位相跳躍検出方式、周波数変化率検出方式、および３次高調波電圧歪急増検出方式等が知られている。

一方、能動的検出方式は、ＰＣＳ７から出力される交流電流に、電圧または周波数等の微小変動成分を重畳して得られる能動的単独運転防止信号を一定周期で出力し、単独運転移行時に顕著に発生する変動を検出するものである。

能動的検出方式の種類としては、ＰＣＳのインバータ回路の出力に周期的な無効電力変動を与えておき、単独運転時に現われる周波数変動等を検出する無効電力変動方式、インバータ回路の内部発信器に周波数バイアスを与えておき、単独運転時に現われる周波数変化を検出する周波数シフト方式、インバータ回路の出力に周期的な有効電力変動を与えておき、単独運転時に現われる電圧、電流、あるいは周波数変動を検出する有効電力変動方式、およびインバータ回路の出力と並列にインピーダンスを瞬時的且つ周期的に挿入し、電圧又は電流の急変を検出する負荷変動方式等が知られている。能動的単独運転防止信号は、周期変動しているものやパルス的に発生させるものなどＰＣＳの機種毎に異なっている。

図６は、能動的単独運転防止信号の一例を示す図である。図６は、無効電力変動方式で用いられる能動的単独運転防止信号の一例であり、ＰＣＳ７から出力される交流電流に、微小変動成分としてオンとオフが交互に入れ替わる周期パルスが重畳されている。電力事業者は、このような能動的単独運転防止信号を検出し、波形特性を精査することにより、需要家に設置されたＰＣＳ７の機種を特定することができる。

ＰＶ発電機器８は、複数のセルを縦横方向に整列状態で並置して相互に電気的に接続した太陽電池であり、例えばパネル状の形態を有している。ＰＶ発電機器８は、太陽光の照射により発電した直流電力をＰＣＳ７に出力する。

続いて、本発明の実施形態における不正売電検出装置について説明する。

図７は、本発明の実施形態における不正売電検出装置の一例を示す図である。図７に示すように、不正売電検出装置４は、電力センサ１０と、メモリ１１と、メモリ１２と、プロセッサ１３と、入力装置１４と、出力装置１５と、Ｉ／Ｆ１６とを備えている。

電力センサ１０は、宅内系統１０２側から配電線１を流れてくる交流電流を検出するためのセンサである。

メモリ１１は、プロセッサ１３と電気的に接続されており、需要家の不正売電を検出するための不正売電検出プログラムを格納することができる。

メモリ１２は、記憶手段の一例であり、各種情報を格納するためのデータベース（ＤＢ；Data Base)として用いられる。メモリ１２は、ＰＣＳ７の種別を識別する識別情報と、入力装置１４に入力された、ＰＣＳ７の種別毎の波形情報とを対応付けて登録することができる。また、メモリ１２は、電力センサ１０が検出した交流電流から抽出された波形情報や、不正売電の判定結果を格納することもできる。

メモリ１１，１２は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）またはフラッシュメモリ等の半導体メモリ、またはＨＤＤ（Hard Disc Drive）等のストレージ装置である。なお、メモリ１１，１２はそれぞれ複数個有していても良いし、同一のメモリによって構成されていても良い。

プロセッサ１３は、判定手段の一例であり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等である。プロセッサ１３は、メモリ１１に格納されている不正売電検出プログラムを読み出し、不正売電検出プログラムの各命令を実行することができる。具体的には、プロセッサ１３は、電力センサ１０が検出した交流電流から、例えば電圧波形の位相、周期、高調波特性、または能動的単独運転防止信号の波形特性等の波形情報を抽出するように制御する。なお、波形情報の抽出には、専用の抽出回路とプロセッサ１３とを併用することもできる。

また、プロセッサ１３は、メモリ１２に格納されているＰＣＳ７の種別毎の波形情報と、電力センサ１０から受信した交流電流の情報とに基づいて、検出プログラムを実行することにより、検出した交流電流が不正売電によるものかどうかを判定する。また、プロセッサ１３は、不正売電の判定結果を出力装置に出力するように、あるいは判定結果をＩ／Ｆ１６を介して電力事業者に送信するように制御する。プロセッサ１３が実行する不正売電の判定方法の詳細については後述する。

入力装置１４は、メモリ１２に格納される、ＰＣＳ７の種別毎の波形情報を受信することができる。入力装置１４は、例えばキーボード、タッチパネル、または、メモリカードやＵＳＢ（Universal Serious Bus）メモリ等の記憶媒体を挿入し、電子データを送受することができる外部接続端子等である。

出力装置１５は、入力装置１４から入力された情報を表示したり、あるいは不正売電の判定結果を表示したりすることができる。出力装置１５は、例えば液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイ等の表示装置である。

Ｉ／Ｆ１６は、ネットワーク１８を介して電力事業者の端末２０と送受信可能に接続するための入出力インターフェースである。Ｉ／Ｆ１６は、プロセッサ１３からの制御信号に基づいて、電力事業者の端末２０に不正売電の判定結果を含む信号を送信することができる。また、Ｉ／Ｆ１６は、端末２０から送信された信号を受信し、受信した信号に基づいてプロセッサ１３に信号を送信することもできる。

次に、本発明の実施形態における、不正売電の判定方法について説明する。

図８および図９は、本発明の実施形態における、不正売電が行われているときの電力系統の一例を示す図である。需要家による不正売電は、例えばＰＣＳ７の出力側、すなわちＰＣＳ７と分電盤５とを電気的に接続する配電線１ｅにＡＣ外部電源３０を電気的に接続し、図８に示すように、ＰＣＳ７から出力される交流電流にＡＣ外部電源３０から出力される交流電流を合流させて電力事業者系統１０１に送電することによって行われる。あるいは、図９に示すように、ＰＶ発電機器８からの電力系統を切り替えて、ＡＣ外部電源３０から単独で電力事業者系統１０１に送電することによって行われる。本発明の実施形態では、分電盤５の電力事業者系統１０１側に不正売電検出装置４を設置し、不正売電の検出を行う。

図１０は、本発明の実施形態における、不正売電検出の処理の手順の一例を示すフローチャートである。

まず、不正売電検出装置４の入力装置１４は、需要家が所有するＰＣＳ７の波形情報を受信する。例えば、電力事業者は、需要家がＰＣＳ７を購入して電力の売買契約を行うときに、需要家からＰＣＳ７の機種の情報を届け出てもらうことにより、需要家が所有するＰＣＳ７の波形情報を取得することができる。電力事業者は、取得したＰＣＳ７の波形情報を、入力装置１４を介して不正売電検出装置４のメモリ１２に登録する（Ｓ１０１）。

続いて、不正売電検出装置４の電力センサ１０は、宅内系統１０２側から配電線１を流れてくる交流電流を検出する（Ｓ１０２）。具体的には、プロセッサ１３は、例えば電力センサ１０によって検出された交流電流をフーリエ変換により周波数スペクトルに変換し、変換した周波数スペクトルを高調波特性または能動的単独運転防止信号の波形情報としてメモリ１２に格納（登録）する。メモリ１２に登録される周波数スペクトルは、後述する不正売電の可能性の有無を判定する際に、レファレンスとして用いることができる。

周波数スペクトルをレファレンスとして用いる方法によれば、周波数成分毎にスペクトルの大きさを比較することができるため、高調波特性の比較に適している。そのため、レファレンスとの照合が容易であり、誤検出の低減を図ることができる。

続いて、不正売電検出装置４のプロセッサ１３は、Ｓ１０２で検出した交流電流が不正売電によるものかどうかを判定する（Ｓ１０３）。

図１１は、本発明の実施形態における、不正売電の可能性の有無を判定する方法の一例を示すフローチャートである。

まず、プロセッサ１３は、電力センサ１０が検出した交流電流の波形が系統電力の交流電流の波形と同相かどうかを判定する（Ｓ２０１）。同相かどうかの判定を一連の処理の最初に行う主な理由は、電圧および位相の測定が容易で電力の波形の強度も比較的強く、各種の判定方法の中で最も誤検出の可能性が低いからである。Ｓ２０１の判定は、具体的には、電力センサ１０が検出した交流電流の波形と、系統電力の交流電流の波形とを比較することによって行うことができる。

電力センサ１０が検出した交流電流の波形が系統電力の交流電流の波形と同相でない、すなわち非同相であると判定した場合（Ｓ２０１否定）、電力センサ１０が検出した交流電流が不正売電によるものであると判定する（Ｓ２０２）。そして処理を終了し、図１０のＳ１０４に進む。一方、電力センサ１０が検出した交流電流の波形が系統電力の交流電力の波形と同相であると判定した場合（Ｓ２０１肯定）、Ｓ２０３に進む。

Ｓ２０３において、プロセッサ１３は、ＰＣＳ７が能動的単独運転防止機能を有するかどうかを判定する。ＰＣＳ７が能動的単独運転防止機能を有していないと判定した場合（Ｓ２０３否定）、Ｓ２０５に進む。一方、ＰＣＳ７が能動的単独運転防止機能を有していると判定した場合（Ｓ２０３肯定）、Ｓ２０４に進む。

Ｓ２０４において、電力センサ１０は、能動的単独運転防止信号を監視する。そして、プロセッサ１３は、電力センサ１０によって能動的単独運転防止信号が検出され、且つ検出された能動的単独運転防止信号が、メモリ１２に登録されているレファレンスと実質的に一致するかどうかを判定する。Ｓ２０４の判定は、ＰＣＳ７から出力される能動的単独運転防止信号がＰＣＳ７の機種毎に異なっている性質を利用するものである。能動的単独運転防止信号は、前述のようにＰＣＳ７から周期的に出力される信号であり、電気ノイズに強いため、不正売電の誤検出が起こりにくい特徴を有している。Ｓ２０４の判定は、能動的単独運転防止信号の波形情報を、メモリ１２に格納されている、検出された能動的単独運転防止信号を出力したＰＣＳ７に対応する単独運転防止信号の波形特性の情報と比較することにより行うことができる。

需要家がＰＶ発電機器８からの電力系統を切り替えて、ＡＣ外部電源３０から単独で電力事業者系統１０１に送電する場合を想定する。この場合、ＡＣ外部電源３０が能動的単独運転防止信号を発生させる機能を有していなければ、不正売電検出装置４において能動的単独運転防止信号は検出されない。また、需要家にとって、ＡＣ外部電源３０から出力される電力にＰＣＳ７と同様の能動的単独運転防止信号を重畳させるのは、手数が必要であり、再現した能動的単独運転防止信号をレファレンスと一致させるのは比較的困難である。

このため、ＰＣＳ７が能動的単独運転防止機能を有していれば、電力センサによって能動的単独運転防止信号を検出し、検出した能動的単独運転防止信号をレファレンスと比較することによって、不正売電を検出することができる。

また、Ｓ２０１の判定の後にＳ２０４の判定を行うことにより、需要家が、不正売電しようとする電力に対して系統電力と同相にする処理を行っている場合であっても不正売電を検出することができる。さらに、Ｓ２０４の処理によれば、ＰＣＳ７が稼働している間に出力される能動的単独運転防止信号に基づいて判定を行うため、電力センサと、不正売電の判定を担うプロセッサおよびメモリ以外の特殊な装置構成が不要となる。

能動的単独運転防止信号が検出され、且つ検出された能動的単独運転防止信号がレファレンスと実質的に一致する場合（Ｓ２０４肯定）、不正売電でないと判定し（Ｓ２０６）、処理を終了する。一方、能動的単独運転防止信号が検出されない場合、または検出された能動的単独運転防止信号がレファレンスと実質的に一致しない場合（Ｓ２０４否定）、Ｓ２０５に進む。

Ｓ２０５において、プロセッサ１３は、電力センサ１０が検出した交流電流の高調波特性と、メモリ１２に登録されている交流電流の高調波特性の期待値であるレファレンスとを比較する。

Ｓ２０５の判定は、ＰＣＳ７から出力される交流電流の高調波特性がＰＣＳ７の機種毎に異なっている性質を利用するものである。例えば、電力センサ１０が検出した交流電流の周波数スペクトルと、メモリ１２に格納されている、検出された交流電流を出力したＰＣＳ７に対応する周波数スペクトルの期待値とを比較することにより判定することができる。

図８に示すように、需要家が、不正売電のためにＰＶ発電機器８から出力される交流電流にＡＣ外部電源３０から出力される交流電流を合流させて送電する場合を想定する。この場合、ＰＶ発電機器８から出力される交流電流の高調波に、ＡＣ外部電源３０が発生する高調波が重畳されるため、送電される交流電流の高調波特性は変化し、レファレンスと異なるものとなる。

一方、需要家がＰＶ発電機器８からの電力系統を切り替えて、ＡＣ外部電源３０から単独で電力事業者系統１０１に送電する場合を想定する。この場合、不正売電検出装置４ではＡＣ外部電源３０が発生する高調波が検出される。需要家にとって、ＰＶ発電機器８から出力される交流電流の高調波成分を再現するのは、能動的単独運転防止信号の再現と同様に手数が必要であり、周波数成分をレファレンスと一致させるのは比較的困難である。

このため、本実施形態のように、電力センサ１０によって交流電流を検出し、検出した交流電流の高調波特性をレファレンスと比較する方法によれば、上述のいずれの場合においても不正売電を検出することができる。また、本方法によれば、ＰＣＳ７が能動的単独運転防止機能を有していない場合においても不正売電を検出することができる。

交流電流の高調波特性が、メモリ１２に登録されているレファレンスと一致する場合（Ｓ２０５肯定）、不正売電でないと判定し（Ｓ２０６）、処理を終了し、図１０のＳ１０４に進む。一方、交流電流の高調波特性が、メモリ１２に登録されているレファレンスと一致しない場合（Ｓ２０５否定）、不正売電の可能性があると判定し（Ｓ２０７）、処理を終了し、図１０のＳ１０４に進む。

図１０に戻り、Ｓ１０４において、不正売電検出装置４のプロセッサ１３は、ネットワーク１８を介して、売電を管理する電力事業者の端末２０に不正売電の判定結果の情報を送信する（Ｓ１０４）。そして、電力事業者では、不正売電検出装置４から送信された不正売電の判定結果に基づく対処を行う。電力事業者は、端末２０が受信した不正売電の判断結果の情報に基づいて、需要家が不正売電を行ったことを判断することができる。加えて、不正売電が行われている確度を高めるために、端末２０またはサーバ等の情報処理装置を用いて、同一の需要家の不正売電検出装置４から送信された判断結果を多数収集して統計処理することもできる。需要家が不正売電を行っていると断定できた場合、電力事業者は、例えば需要家を訪問し実地調査を行うことができ、あるいは、売電契約の停止や解除を行うことができる。

なお、Ｓ１０４における送信処理は、Ｓ１０２の処理が完了する毎に行わずに、例えば数日〜１ヶ月等、所定期間の判断結果を不正売電検出装置４内のメモリ１２等に記憶しておき、所定の期間毎にまとめて出力することもできる。

以上のように、本発明の実施形態によれば、ＰＣＳ７から出力される交流電流の波形特性が機種毎に異なる性質を利用して、ＰＣＳ７から出力される交流電流を検出し、既に登録されているレファレンス波形情報と比較する。このことにより、電力事業者が所有する設備のみを用いて、簡易な装置構成により不正売電の可能性を判定することができる。

また、これまで説明した複数の判定方法を併用することにより、様々な場合に応じた不正売電の検出が可能となる。例えば、需要家がＰＶ発電機器８から出力される交流電流にＡＣ外部電源３０から出力される交流電流を合流させた状態で送電している場合でも、ＡＣ外部電源３０から単独で送電している場合でも検出することができる。また、需要家が、不正売電しようとする電力に対して系統電力と同相にする処理を行っている場合や、需要家が所有するＰＣＳ７が能動的単独運転防止機能を有していない場合においても検出することが可能となる。
（変形例）
次に、本発明の実施形態における不正売電検出装置の動作の変形例について説明する。

これまで説明した本発明の実施形態では、同相、能動的単独運転防止信号および高調波特性に係る判定の回数を各１回としているが、本変形例では、判定状況に応じて各判定を複数回行うことを特徴としている。

図１２は、本発明の実施形態における、不正売電の可能性の有無を判定する方法の変形例を示すフローチャートである。

まず、プロセッサ１３は、入力装置１４を介して処理回数ｎの値を設定し、設定値をメモリ１２に格納する。また、ｘに１を格納する（Ｓ３０１）。ここで、ｘは処理回数のカウント値を示しており、本変形例では１をｘの初期値としている。なお、ｘの初期値は１に限定されるものではなく、例えば０をｘの初期値とすることもできる。

続いて、プロセッサ１３は、電力センサ１０が検出した交流電流が系統電力の交流電流と同相かどうかを判定する（Ｓ３０２）。なお、Ｓ３０２で行う処理は、図１１のＳ２０１で行う処理と略同様である。電力センサ１０が検出した交流電流の波形が系統電力の交流電流の波形と同相でない、すなわち非同相であると判定した場合（Ｓ３０２否定）、不正売電であると判定する（Ｓ３０３）。そして処理を終了し、図１０のＳ１０４に進む。一方、電力センサ１０が検出した交流電流の波形が系統電力の交流電流の波形と同相であると判定した場合（Ｓ３０２肯定）、Ｓ３０４に進む。

Ｓ３０４において、プロセッサ１３は、ＰＣＳ７が能動的単独運転防止機能を有するかどうかを判定する。なお、Ｓ３０４で行う処理は、図１１のＳ２０３で行う処理と略同様である。ＰＣＳ７が能動的単独運転防止機能を有していないと判定した場合（Ｓ３０４否定）、Ｓ３０６に進む。一方、ＰＣＳ７が能動的単独運転防止機能を有していると判定した場合（Ｓ３０４肯定）、Ｓ３０５に進む。

Ｓ３０５において、プロセッサ１３は、電力センサ１０によって能動的単独運転防止信号が検出され、且つ検出された能動的単独運転防止信号が、メモリ１２に登録されているレファレンスと実質的に一致するかどうかを比較する。なお、Ｓ３０５で行う処理は、図１１のＳ２０４と略同様である。その後、Ｓ３０６に進む。

Ｓ３０６において、プロセッサ１３は、電力センサ１０が検出した交流電流の高調波特性が、メモリ１２に登録されているレファレンスと実質的に一致するかどうかを比較する。なお、Ｓ３０６で行う処理は、図１１のＳ２０５で行う処理と略同様である。その後、Ｓ３０７に進む。

Ｓ３０７において、プロセッサ１３は、Ｓ３０５、Ｓ３０６で各々レファレンスと比較した結果、ともにレファレンスと実質的に一致したかどうかを判定する。Ｓ３０５、Ｓ３０６の両方において、レファレンスと実質的に一致した場合（Ｓ３０７肯定）、不正売電でないと判定し（Ｓ３０８）、処理を終了する。一方、Ｓ３０５、Ｓ３０６の両方において、レファレンスと実質的に一致しなかった場合（Ｓ３０７否定）、Ｓ３０９に進む。

Ｓ３０９において、プロセッサ１３は、Ｓ３０５、Ｓ３０６で各々レファレンスと比較した結果、いずれか一方においてレファレンスと実質的に一致したかどうかを判定する。Ｓ３０５、Ｓ３０６のいずれか一方においてレファレンスと実質的に一致しなかった、すなわち、Ｓ３０５、Ｓ３０６の両方ともレファレンスと実質的に一致しなかった場合、不正売電の可能性があると判定し（Ｓ３１０）、処理を終了し、図１０のＳ１０４に進む。一方、Ｓ３０５、Ｓ３０６のいずれか一方においてレファレンスと実質的に一致した場合、Ｓ３１１に進む。

Ｓ３１１において、プロセッサ１３は、現在のｘおよびｎの値がｘ＜ｎを満たしているか、すなわち、カウント値ｘが予め設定した処理回数ｎに達しているかどうかを判定する。

現在のｘおよびｎの値がｘ＜ｎを満たしていない場合、すなわち、カウント値ｘが処理回数ｎに達した場合、不正売電の可能性があると判定し（Ｓ３１０）、処理を終了し、図１０のＳ１０４に進む。一方、現在のｘおよびｎの値がｘ＜ｎを満たしている場合、すなわち、カウント値ｘが処理回数ｎに達していない場合、Ｓ３１２に進む。Ｓ３１２において、プロセッサ１３は、ｘにｘ＋１を代入することによりカウント値を１加算する。その後、Ｓ３０２に進み、Ｓ３０３，Ｓ３０８またはＳ３１０のいずれかに到達するまで処理を繰り返す。

以上のようにして、不正売電の可能性の有無を判定する。

本変形例によれば、同相、能動的単独運転防止信号および高調波特性に係る判定を状況に応じて複数回行っているため、判定精度が向上し、誤検出の防止を図ることができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は特定の実施例に限定されるものではなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、図１１のＳ２０４では、能動的単独運転防止信号が検出され、且つ検出された能動的単独運転防止信号が、メモリ１２に登録されているレファレンスと実質的に一致するかどうかを判定しているが、能動的単独運転防止信号が検出されるか否かによって不正売電であるかどうかを判定した後に、検出された能動的単独運転防止信号が、メモリ１２に登録されているレファレンスと実質的に一致するか否かによって不正売電であるかどうかを判定することもできる。

また、上記実施の形態では、需要家に設置される自家発電機器としてＰＶ発電機器８を例に説明したが、不正売電検出装置４は、ＰＶ発電機器８に限らず、燃料電池やコジェネレータ等の他の自家発電機器により発電された電力の不正売買についても同様に検出することができる。また、本実施の形態で説明した不正売電検出方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することもできる。不正売電検出プログラムは、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。なお、不正売電検出プログラムを格納する記録媒体としては、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc−Read Only Memory）、ＭＯ（Magneto Optical disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（ＤＶＤ−Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（ＤＶＤ−Random Access Memory）、ＢＤ（Blue-ray Disc）等を用いることができる。また、不正売電検出プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することもできる。

１，１ａ〜１ｅ：配電線
２：系統電源
３：電力メータ
４：不正売電検出装置
５：分電盤
６：電気機器
７：パワーコンディショナ
８：ＰＶ発電機器
１０：電力センサ
１１：メモリ
１２：メモリ
１３：プロセッサ
１４：入力装置
１５：出力装置
１６：Ｉ／Ｆ
２０：端末
３０：ＡＣ外部電源
４１：インバータ回路
４２：同相調整回路
４３：単独運転検出回路
１０１：電力事業者系統
１０２：宅内系統

Claims (9)

1. 電力事業者系統側に設けられ、パワーコンディショナから出力される交流電流を検出する電力センサと、
   前記交流電流の波形情報の期待値を格納する記憶手段と、
   前記電力センサによって検出された前記交流電流の波形情報と、前記交流電流の波形情報の期待値との比較によって、検出された前記交流電流が不正売電によるものか否かを判定する判定手段と、
   を有することを特徴とする不正売電検出装置。
2. 前記判定手段は、
   前記電力センサによって検出された交流電流をフーリエ変換して周波数スペクトルに変換し、
   前記周波数スペクトルと、前記記憶手段に格納されている、前記パワーコンディショナから出力される交流電流の周波数スペクトルの期待値とを比較することを特徴とする請求項１に記載の不正売電検出装置。
3. 前記判定手段は、
   前記電力センサによって検出された前記交流電流の位相と、前記交流電流の位相の期待値との比較によって、前記検出された交流電流が不正売電によるものか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載の不正売電検出装置。
4. 前記判定手段は、
   前記電力センサによって検出された前記交流電流の振幅と、前記交流電流の振幅の期待値との比較によって、前記検出された電流が不正売電によるものか否かを判定することを特徴とする請求項２又は３に記載の不正売電検出装置。
5. 前記判定手段は、
   前記パワーコンディショナから出力される単独運転防止信号が前記電力センサによって検出されたか否かによって、前記検出された交流電流が不正売電によるものか否かを判定することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の不正売電検出装置。
6. 前記判定手段は、
   前記電力センサによって検出された前記単独運転防止信号の情報と、前記記憶手段に格納されている、前記パワーコンディショナから出力される単独運転防止信号の情報の期待値との比較によって、前記検出された交流電流が不正売電によるものか否かを判定することを特徴とする請求項５に記載の不正売電検出装置。
7. 前記判定手段は、
   前記電力センサによって検出された交流電流の高調波特性と、前記記憶手段に格納されている、前記高調波特性の期待値との比較によって、前記検出された交流電流が不正売電によるものか否かを判定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の不正売電検出装置。
8. 不正売電検出装置によって実行される不正売電検出方法であって、
   パワーコンディショナから出力される交流電流の波形情報の期待値を記憶手段に格納する処理と、
   前記交流電流を検出する処理と、
   検出された前記交流電流の波形情報と、前記記憶手段に格納されている、前記交流電流の波形情報の期待値との比較によって、検出された前記交流電流が不正売電によるものか否かを判定する処理と、
   を有することを特徴とする不正売電検出方法。
9. 装置に、
   パワーコンディショナから出力される交流電流を検出する処理と、
   検出された前記交流電流の波形情報と、前記記憶手段に格納されている、前記交流電流の波形情報の期待値との比較によって、検出された前記交流電流が不正売電によるものか否かを判定する処理と、
   を実行させるためのプログラム。

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