JP2014200167A - 電力推定装置、電力推定方法、および、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光発電設備の導入量が分かっていなくとも推定することができる太陽光発電装置が出力する有効電力及び負荷が消費する有効電力を推定する。
【解決手段】データの入力処理を行う(S11)。次いで、類似日抽出処理部にて類似日抽出処理を行う(S12)。換算式導出処理部にて換算式の導出処理を行う(S13)。その上で換算式に基づく推定処理を行う(S14)。そして推定した太陽光発電装置が出力する有効電力値と、入力部に入力された日射量とから太陽光発電装置の設備容量を推定する(S15)。メモリ部に蓄積されたS15で求められた太陽光発電装置の設備容量推定値と、入力部に入力された日射量とから太陽光発電装置の出力の有効電力値を求める(S16)。そしてS16で求められた太陽光発電装置の出力の有効電力値と有効電力計測値との和から負荷が消費する有効電力推定値を求める(S17)。必要に応じて出力処理を行う(S18)。
【選択図】図７

Description

本発明は、配電系統に連系した太陽光発電装置が出力する有効電力並びに負荷が消費する有効電力を推定する装置、方法、プログラムに関する。

近年、配電系統に大量の太陽光発電装置が導入されている。配電系統の適切な運用のためには、太陽光発電装置が出力する有効電力並びに負荷が消費する有効電力を正確に把握する必要がある。

下記特許文献１には、計測した有効電力と無効電力から、太陽光発電装置が出力する有効電力並びに負荷が消費する有効電力を分離する技術が開示されている。
また下記特許文献２には、計測した電力から太陽光発電装置の出力カーブ及び負荷カーブの推定を可能にする技術が開示されているが、太陽光発電設備の導入量が分からないと上記した出力カーブ及び負荷カーブを推定できないものである。

また下記特許文献３には、太陽光発電システムが導入される前など太陽光発電出力がないデータに基づいて推定式を導出する技術が開示されている。
特許文献１に開示された技術には、以下のような課題１及び２がある。すなわち、
課題１：推定誤差を生じさせない為に負荷の力率が一定であることを仮定している。

課題２：計測データが少ない場合の推定精度が低い。
また上記した特許文献２に開示された技術には、以下の課題３がある。すなわち、
課題３：太陽光発電設備の導入量が分からないと適用できない。

また上記した特許文献３に開示された技術には、以下の課題４がある。すなわち、
課題４：無効電力を調整する電圧調整機器があると適用できない。
ところで配電系統につながる負荷は、様々なものがあり、必ずしも力率が一定でない。したがって、上記した特許文献１に開示の技術は、力率が一定の時間ごとに計算する窓枠を設定し、該窓枠内において推定することで、上記課題１をクリアしている。しかし、窓枠を設定し該窓枠内において推定するようにすると独立成分分析の復元行列を用いるためのデータが少なくなり、推定精度が低くなるという問題がある。そもそも、配電系統において計測できる有効電力と無効電力は、通常は十数分〜数十分間隔であり、力率が一定であっても計測データが少ないのでは、推定精度が低くなるという問題が常に発生する。

特開２０１２−１７０２３６号公報 特開２０１１−０１５４７１号公報 特開２０１２−１９１７７７号公報

一方、上記した特許文献２に開示の技術は、太陽光発電設備の導入量が事前に分かっていないと適用できない。太陽光発電設備は、主に家庭に導入されるため、その数は膨大である。現状、太陽光発電設備は日々設置数が増加しているため、太陽光発電設備の導入量を常に正確に把握することは困難である。

そこで本発明は、太陽光発電設備の導入量が分かっていなくとも推定することができる太陽光発電装置が出力する有効電力及び負荷が消費する有効電力を推定する装置、方法、および、プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、電力系統に複数の太陽光発電装置及び複数の負荷が接続され、計測した電力の値から太陽光発電装置が出力する有効電力及び又は負荷が消費する有効電力を推定する電力推定装置において、
１もしくは複数の有効電力および無効電力を計測する計測手段と、
該計測手段で計測されるデータであって太陽光発電出力がないときのデータを抽出する手段と、
無効電力から有効電力を導出するための換算式、もしくは、無効電力から有効電力を出力するための換算テーブルを作成する手段と、
作成された前記換算式又は前記換算テーブルに基づいて太陽光発電装置が出力する有効電力値を推定する手段と、
該有効電力値及び別途計測した日射量とから太陽光発電装置の設備容量値を推定する手段と、
前記推定した太陽光発電装置の設備容量値と推定対象日の日射量とに基づいて太陽光発電装置が出力する有効電力値を求めるともに該太陽光発電装置が出力する有効電力値と前記計測手段が計測した推定対象日の有効電力値とから負荷が消費する有効電力値を推定する手段と、を備えることを特徴とする。

上記において、導出する前記換算式、もしくは、前記換算テーブルを作成する計測データは、推定対象日と気象条件、暦条件（季節，平日か休日若しくは曜日のいずれか又はこれらの条件の組合せ）の１つもしくは複数の条件が同じ日のデータであることが望ましい。

また上記課題を解決するために本発明は、電力系統に複数の太陽光発電装置及び複数の負荷が接続され、計測した電力の値から太陽光発電が出力する有効電力及び又は負荷が消費する有効電力を推定する電力推定装置における電力推定方法であって、
１もしくは複数の有効電力および無効電力を計測するステップ、
該ステップで計測されるデータであって太陽光発電出力がないときのデータを抽出するステップ、
無効電力から有効電力を導出するための換算式、もしくは、無効電力から有効電力を出力するための換算テーブルを作成するステップ、
作成された記換算式又は前記換算テーブルに基づいて太陽光発電装置が出力する有効電力値を推定するステップ、
該有効電力値及び別途計測した日射量とから太陽光発電装置の設備容量値を推定するステップ、および、
前記推定した太陽光発電装置の設備容量値と推定対象日の日射量とに基づいて太陽光発電装置が出力する有効電力値を求めるともに該太陽光発電装置が出力する有効電力値と前記計測手段が計測した推定対象日の有効電力値とから負荷が消費する有効電力値を推定するステップ、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、太陽光発電装置個別に有効電力を計測する計測装置を設置することなく、配電系統全体の太陽光発電装置が出力する有効電力値および負荷が消費する有効電力値を分離してそれぞれ推定することができる。

本発明の実施形態に係る配電系統の構成例を示す図である。 本発明の参考例に係る配電系統の構成例を示す図である。 本発明の参考例に係る電力推定装置の構成を示す図である。 本発明の参考例に係る電力推定装置の動作を説明する処理フロー図である。 本発明の参考例に係る配電系統における有効電力と無効電力の関係の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る配電系統における有効電力と無効電力の関係を示す図（その1）である。 本発明の実施形態に係る配電系統における有効電力と無効電力の関係を示す図（その２）である。 本発明の実施形態に係る電力推定装置(実施例１)の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る電力推定装置(実施例１)の動作を説明する処理フロー図である。 本発明の実施形態に係る電力推定装置(実施例２)の構成を示す図である。 本発明の実施例２における第２推定処理部(設備容量)の推定処理の概念を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、実施例および参考例を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る配電系統の構成例を示す図である。本構成例については、以下に示す参考例を先に説明し、その後で詳しく説明することにする。

［参考例］
図２は、本発明の参考例に係る配電系統の構成例を示す図である。図２に示す本発明の参考例に係る配電系統では、計測した電力の値(電力データ)から太陽光発電装置が出力する有効電力及び負荷が消費する有効電力を推定するものである。

図２において、本発明の参考例に係る配電系統の構成例では、変電所１に接続される配電線に、複数の一般家庭および工場などが接続されている。図示例では２棟の一般家庭と１つ工場が接続される例を示している。そして一般家庭には、太陽光発電パネルが設置され、該太陽光発電パネルにより発電された電力はインバータを介して交流に変換されるとともに、家庭内の負荷で電力を消費したり、太陽光発電の電力が余れば系統に電力を供給することが出来る構成になっている。なお、変電所１には発電所（不図示）から送電線を介して送電が行われている。

図２に示す配電系統の構成例は模式的に示したものであり、実際は、これより多くの一般家庭および工場が配電線に接続されることになる。また図示例の工場は、太陽光発電装置(発電パネル)を有さずに、工場内のモータ、コンデンサ（リアクタンス）、及び、一般的な電力負荷、等から成るエネルギー消費負荷により配電線から供給される電力を消費するものとして記述されている。

また図示例の配電線には、開閉器S1の変電所１側に電力計P1が、開閉器S2の変電所１側に電力計P2が設けられ、電力計P1は、電力計P1より下流の配電線に接続される負荷全てが消費する電力値が、また電力計P2は、電力計P2より下流の配電線に接続される負荷全てが消費する電力値が、それぞれ計測され、電力計P1及び電力計P2で計測した有効電力と無効電力の値が定期的に電力推定装置１０に送られている。

図３Ａは、本発明の参考例に係る電力推定装置の構成を示す図であり、図３Ｂは本発明の参考例に係る電力推定装置の動作を説明する処理フロー図である。初めに、図３Ａを用いて本発明の参考例に係る電力推定装置の構成を説明する。図示の電力推定装置１０の構成を説明する前に、本発明の参考例に係る電力推定装置１０は、コンピュータ等の情報を処理する汎用の装置で構成されており、当該装置には、特に図示しないが、ＣＰＵ（中央処理ユニット）、記憶装置（ハードディスク）、メモリ、通信機能部、入出力インタフェース、入出力装置など当業者によく知られたハードウェア構成を備えている。そして上記記憶装置には予め所定のアプリケーションプログラムが記憶されており、上記ＣＰＵがこのアプリケーションプログラムを読出して実行することにより下記に記述する各種処理部１４〜１６の機能を実現する。

上記電力推定装置１０が備えるハードウェア構成の下に、
入力部１１は、配電系統に備えられた電力計P1及び電力計P2で計測された有効電力と無効電力の値を取り込む。図示していないが、外部(例えば、気象庁等)により提供される、気象情報・暦情報も取り込めるようにしており、また、必要に応じて、担当者(図示せず)が入力部１１から上記情報を直接入力することもできる。

メモリ部１２は、入力部１１で取り込んだ情報を蓄積するとともに、後述する電力推定装置１０内の各機能部１４〜１６で処理した情報を蓄積する。
出力部１３は、メモリ部１２に蓄積された情報を画面に表示したり、紙等に印刷して出力する。また出力部１３は、電力推定装置１０内の各機能部１４〜１６で処理し蓄積した情報を外部(図示せず)に出力する。

上記した入力部１１及び出力部１３は、上述した情報処理装置の入出力装置により実現される。またメモリ部１２は上述した情報処理装置のメモリ(記憶装置)等により実現される。

そして類似日抽出処理部１４は、換算式導出用のデータを抽出するものであり、推定対象日と類似する過去日のデータを抽出する。過去日のデータを抽出する場合には、条件をあらかじめ設定して選択する。条件設定では、例えば、以下のような複数の条件を組み合わせて条件を設定しデータを抽出することができる。

抽出条件１：推定対象日と最高気温が±ｘ℃以内の日(例えば、ｘ=2〜3とする)
抽出条件２：推定対象日から過去ｙ日以内の日(例えば、ｙ=30とする)
抽出条件３：推定対象日と平日/休日の区分が同じ日
抽出条件４：t1時〜t2時(例えば、t1=10，t2=16とする)
なお上記の抽出条件に含めていないが、雨天時のデータ及び又は夜間(例えば、21時〜3時)のデータ(これらのデータは日射量が期待できないときのデータ)を抽出することは必須であるので、敢えて上記抽出条件に記載していない。また上記“休日”は“祝日”を含んでも構わないが、ここで示す“平日/休日”とは、例えば工場の稼働日を指す。一般の“祝日”であっても工場が稼動している場合は、“平日”とみなして良い。

換算式導出処理部１５では、上述した類似日抽出処理部１４で抽出したデータを用いて、負荷が消費する有効電力を求める換算式を求める。図２に示した本発明の参考例に係る配電系統の構成において、変電所１に近い配電線上に設けられた電力計P1で計測される有効電力と無効電力の関係の一例は図４に示されるように表される。

上述した類似日抽出処理部１４では、必ず日射量が期待できない雨天時等のデータを抽出するので、雨天時のデータであれば、図４に示された計測データは負荷が消費する有効電力と無効電力を表しているとして良い。図４に示されるグラフから、負荷が消費する電力における有効電力と無効電力は、ほぼ直線的な関係があることが分かるので、次の式１に示す換算式を導出することができる。

負荷が消費する有効電力推定値＝a0 + a1 × 無効電力計測値 ・・・式１
上記式１において、a0は定数、a1は係数である。

ここで式１における無効電力計測値が、電力計P1が示す値であれば、電力計P1より下流の負荷全てが消費する有効電力を推定することになる。また式１における無効電力計測値が、電力計P1と電力計P2が示す値の差であれば、電力計P1と電力計P2の間にある負荷が消費する有効電力を推定することになる。さらに式１における無効電力計測値が、電力計P2が示す値であれば、電力計P２より下流の負荷全てが消費する有効電力を推定することになる。

なお、換算式は、上記のような１次式でなく、図４に示されるグラフの観察結果に応じて、２次式以上にしてもよいし、折れ線を用いた換算式にしてもよい。また、換算式にせず無効電力を任意の値(例えば１０ｋVar単位)にした無効電力と有効電力のテーブルの形に保存して当該テーブルを利用するのもよい。また、特許文献１に記載の独立成分分析により、有効電力と無効電力から、太陽光発電装置が出力する有効電力並びに負荷が消費する有効電力を分離する技術を用いて、負荷が消費する有効電力推定値を求めてもよい。また、特許文献３に記載の太陽光発電システムが導入される前など太陽光発電出力がないデータに基づいて推定式を導出する技術を用いて、負荷が消費する有効電力推定値を用いてもよい。以降では、上記式１を前提にして説明をする。

そして推定処理部１６では、上記したメモリ部１２に新たに蓄積された現時点の無効電力の値と前記換算式に基づき、現時点の負荷が消費する有効電力の値を推定する。次いで、次の式２を用いて、太陽光発電装置が出力する現時点の有効電力の値を推定する。

太陽光発電装置が出力する有効電力推定値＝
負荷が消費する有効電力推定値−有効電力計測値 ・・・式２

上記式１は太陽光発電出力がない雨天時等のデータから導出したが、式２は太陽光発電出力がない雨天時等のデータである必要はない。

なお、以上に説明した、入力部１１、メモリ部１２、出力部１３、類似日抽出処理部１４、換算式導出処理部１５、および、推定処理部１６は、バス１７によって相互に接続されている。また類似日抽出処理部１４、換算式導出処理部１５、および、推定処理部１６は、上述した情報処理装置のＣＰＵが記憶装置内に格納されている所定のアプリケーションプログラムを読出して実行することにより各処理部１４〜１６の機能が実現される。

次に、図３Ｂを用いて本発明の参考例に係る電力推定装置の動作を説明する。図３Ｂにおいてはステップを“S”と略記する。また図２及び図３Ａを適宜参照するものとする。
図３Ｂにおいて、まず、図２に示す入力部１１に入力されたデータの入力処理を行う（ステップS1）。次いで、ステップS2では、図３Ａに示す類似日抽出処理部１４により類似日抽出処理を行う。類似日抽出処理の内容は上述したのでここでは再説しない。

そしてステップS3に進み、ステップS3では、図３Ａに示す換算式導出処理部１５により換算式の導出処理を行う。換算式導出処理の内容および導出された換算式については上述したのでここでは繰り返して説明するのを控える。

次に、ステップS4に進み、ステップS4では、図３Ａに示す推定処理部１６が、同じく図３Ａに示したメモリ部１２に新たに蓄積された現時点の無効電力の値と上記ステップS3の換算式導出処理で導出された上記式１に示す換算式に基づき、現時点の負荷が消費する有効電力の値を推定する。そして、現時点の負荷が消費する有効電力値と上記計測した負荷が消費した有効電力値とに基づいて、上記式２を用いて太陽光発電装置が出力する現時点の有効電力の値を推定する。このようにして求められた、現時点の負荷が消費する有効電力の値および太陽光発電装置が出力する現時点の有効電力の値を、図３Ａに示す出力部１３が行う出力処理により出力する（ステップS5）。出力は、上述したように画面表示することでも紙にプリントアウトすることでも良い。

以上における説明は本発明の参考例に係るものである。以下では、上述した参考例を適宜参照しながら、本発明の実施例について詳細に説明する。

［実施例１］
図１に示す本発明の実施形態に係る配電系統の構成例と、図２に示す本発明の参考例に係る配電系統の構成例との違いは、図１に示す本発明の実施形態に係る配電系統の構成例では、配電線が２系統(図示例ではＡおよびＢ)に分かれ、且つ、配電線の一方、図示例ではＡ系統、に無効電力補償装置200が設けられて無効電力の調整が行われる場合、および、系統のいずれか一方における開閉器が動作した場合に開閉器S5(300)を介することで開閉器の動作により遮断された箇所より下流にあるユーザの負荷に開閉器S5(300)を経由して開閉器が動作していない系統から電力を融通することができ、これらの場合のいずれであっても正確な推定結果を得られるようにしたものである。なお上記参考例と同様に、変電所には発電所（不図示）から送電線を介して送電が行われる。

ところで、図１に示す本発明の実施形態に係る配電系統の構成例では、図４に示された参考例で計測されるデータのように有効電力と無効電力の値が右肩上がりにほぼ直線的な関係にならずに、図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、実測した場合に得られる有効電力と無効電力の値は、大きくばらついたり、或いは、不連続になったりする。

これを更に説明すると、図５Ａの計測データは、変電所１に近い位置の配電線上に設けられた電力計P1又は電力計P3により計測されるデータの例に見られ、配電系統の下流にあるすべての一般家庭及び又は工場における有効電力と無効電力の値の関係になる。一方、図５Ｂの計測データは、変電所１から離れた位置の配電線上に設けられた電力計、例えば、電力計P2により計測されるデータの例に見られ、工場などのモータ，インダクタンス・リアクタンスを含む負荷を含む場合における有効電力と無効電力の値の関係になる。つまり、図５Ｂの計測データは、変電所１から離れた電力計で観測され且つ配電系統の下流に工場などが接続されている場合に観測されることが多い。

なお、図５Ａおよび図５Ｂに示されるような計測データが得られる理由は必ずしも解明されていないが、例えば図１のＡ系統に設置されている無効電力補償装置200や工場設備としてのモータ，インダクタンス・リアクタンスのある負荷等が影響して、有効電力と無効電力の値におけるばらつきが大きくなったり、不連続になったりするものと考えられる。しかし実施例１では、このような計測データが得られても太陽光発電装置が出力する有効電力及び負荷が消費する有効電力を精度よく推定することが可能である。

実施例１について、図１、図６および図７を用いて説明する。概すれば、実施例１は、以下のようになる。すなわち、まず計測データの入力処理を行い、次いで類似日抽出処理部で類似日抽出処理を行うとともに換算式導出処理部で換算式の導出処理を行う。導出された換算式に基づいて太陽光発電装置が出力する有効電力値をまず推定する。ここまでは、上述した参考例と同様である。そのうえで実施例１では、上記で推定された太陽光発電装置が出力する有効電力値と日射量から太陽光発電装置の設備容量値を推定する。

その後で当該推定した太陽光発電装置設備容量値と日射量とから太陽光発電装置が出力する有効電力の推定値を求め、さらに、太陽光発電装置が出力する有効電力推定値と実測した有効電力計測値を基に負荷が消費する有効電力の推定値を求める。これにより配電系統全体の太陽光発電装置が出力する有効電力並びに負荷が消費する有効電力を分離してそれぞれ推定することができる。

図６は、本発明の実施形態に係る電力推定装置(実施例１)の構成を示す図である。上記図２の参考例に示した電力推定装置１０の構成に対して、さらに第２推定処理部（設備容量）170、第３推定処理部（PV出力）180、および、第４推定処理部（負荷）190の構成を追加するものである。なお上記図２の参考例に示した推定処理部１６における処理は、本発明の実施形態に係る電力推定装置(実施例１)100では第１推定処理部160で処理するため、第１推定処理部160における推定処理が、上記した図２に示す参考例の推定処理部１６における推定処理の説明と重複する場合にはその説明を省くことにする。

また図６に示される、入力部110、メモリ部120、および、出力部130は、図２の参考例に示した入力部１１、メモリ部１２、および、出力部１３と同様であるため、これらについての説明も割愛する。また、入力部110、メモリ部120、出力部130、類似日抽出処理部140、換算式導出処理部150、第１推定処理部160、第２推定処理部（設備容量）170、第３推定処理部（PV出力）180、および、第４推定処理部（負荷）190は、バス270によって相互に接続されている。さらに、図６に示される、類似日抽出処理部140、および、換算式導出処理部150についても、図２の参考例に示した類似日抽出処理部１４、および、換算式導出処理部１５と同様であるため、これらについての説明を省く。ただし、換算式導出処理部１５が使用する換算式は、配電系統の下流にあるすべての一般家庭及び又は工場における有効電力と無効電力を表している図５Ａの計測データに基づいて導出することになる。この場合、換算式導出処理部15が導出する換算式における係数は図４に示される参考例から得られる係数と変わるものとなり、本発明の実施例１では係数が変わった換算式により第１推定処理部160が上記式２に基づいて太陽光発電装置が出力する有効電力値を推定することになる。

図６において、第２推定処理部（設備容量）170は、第１推定処理部160で推定した太陽光発電装置が出力する有効電力値と、入力部110に入力された日射量又は別途計測された日射量とから、太陽光発電装置の設備容量値を次の式３に基づいて推定する。

太陽光発電装置の設備容量推定値（ｍ²）＝
太陽光発電装置が出力する有効電力推定値(kW)／日射量(kW/m²) ・・式３
ただし、日射量は0より大である。

一般的に有効電力定格出力１ｋWの太陽光発電装置は、日射量が１ｋW/m²のときに、１平方メートルあたり１ｋW出力する。よって、上記第１推定処理部160で推定した太陽光発電装置が出力する有効電力値と、入力部110に入力された日射量とから上記式３に基づいて容易に太陽光発電装置の設備容量推定値を求めることができる。

上記式３により求められた太陽光発電装置の設備容量推定値は、太陽光発電装置の設備容量値が推定されるたびにメモリ部120に蓄積される。したがって、例えば、１日に付き、24回（例えば、深夜を除く時間帯で30分毎に）推定された太陽光発電装置の設備容量値がメモリ部120に蓄積されれば、24回の推定された設備容量値がメモリ部120に蓄積されることになり、メモリ部120に蓄積された太陽光発電装置の設備容量推定値を平均化することで平均した太陽光発電装置の設備容量推定値を求めることができる。

次に、第３推定処理部（PV出力）180は、上記で求められた平均した太陽光発電装置の設備容量推定値と、入力部110に入力された推定対象日の日射量とから太陽光発電装置の出力の有効電力値を求める処理を行う。これを更に説明すると、上記式３にて求めた「太陽光発電装置の設備容量推定値」には、誤差が少なからず含まれている。この原因は、図５Ａに示される計測データには少なからずばらつきがあるためである。そのため、複数時点の「太陽光発電装置の設備容量推定値」を平均化した太陽光発電装置の設備容量推定値の平均値と推定対象日に入力部110に入力された日射量とから次の式４を用いて太陽光発電装置が出力する有効電力推定値を推定する。つまり式４を用いて第３推定処理部（PV出力）180が、太陽光発電装置が出力する有効電力推定値をあらためて推定する。ここで、PVは、太陽光発電(Photo Voltaic generation)の略である。

太陽光発電装置が出力する有効電力推定値＝
太陽光発電装置の設備容量推定値の平均値×日射量 ・・・式４

なお、日射量は、日射量を計測する計測装置から得られる値でもよいし、外部(例えば、気象庁等)が提供する気象予報の情報から推定される値でもよい。

そして第４推定処理部（負荷）190は、上記式４により求められた太陽光発電装置が出力する有効電力推定値と電力計(図１に示される配電系統では電力計P1又はP3)により実測される有効電力計測値とから、次の式５を用いて負荷が消費する有効電力値を推定する。

負荷が消費する有効電力推定値＝
有効電力計測値 ＋ 太陽光発電装置が出力する有効電力推定値 ・・・式５

次に、図７を用いて本発明の実施形態に係る電力推定装置(実施例１)の動作を説明する。図７においてはステップを“S”と略記する。また図１及び図６を適宜参照するものとする。

図７において、まず、図６に示す入力部110に入力されたデータの入力処理を行う（ステップS11）。次いで、ステップS12では、図６に示す類似日抽出処理部140により類似日抽出処理を行う。類似日抽出処理の内容は参考例で説明したのでここでは再説しない。

そしてステップS13に進み、ステップS13では、図６に示す換算式導出処理部150により換算式の導出処理を行う。換算式導出処理の内容および導出する換算式は参考例で説明した手法と同様であるのでここでは繰り返して説明するのを控える。

次に、ステップS14に進み、ステップS14では、図６に示す第１推定処理部160が、同じく図６に示したメモリ部120に新たに蓄積された現時点の無効電力の値と上記ステップS13の換算式導出処理で導出された上記式１に示したのと同様の換算式に基づき、現時点の負荷が消費する有効電力の値を推定する。ただし、上記したように換算式における係数は計測データが図４に示す参考例から図５Ａに示す実施例１における計測データに変わるので異なるものになる。そして現時点の負荷が消費する有効電力値と上記計測した負荷が消費した有効電力値とに基づいて、上記式２を用いて太陽光発電装置が出力する現時点の有効電力の値を推定する。

そうした上で、ステップS15では、図６に示す第２推定処理部（設備容量）170が、第１推定処理部160により推定した太陽光発電装置が出力する有効電力値と、入力部110に入力された日射量又は別途計測された日射量とから、上記式３を用いて太陽光発電装置の設備容量値を推定する。

次いでステップS16では、図６に示す第３推定処理部（PV出力）180が、メモリ部120に蓄積された太陽光発電装置の設備容量推定値と、入力部110に入力された推定対象日の日射量とから太陽光発電装置の出力の有効電力値を求める処理を行う。この処理は、複数時点の「太陽光発電装置の設備容量推定値」を平均化した太陽光発電装置の設備容量推定値の平均値と入力部110に入力された推定対象日の日射量とから上記式４を用いて太陽光発電装置が出力する有効電力推定値を推定する。

またステップS17では、図６に示す第４推定処理部（負荷）190が、上記式４により求められた太陽光発電装置が出力する有効電力推定値と電力計(図１に示される配電系統では電力計P1又はP3)により実測される有効電力計測値とから、上記式５を用いて負荷が消費する有効電力値を推定する。

このようにして求められた、現時点の負荷が消費する有効電力の値および太陽光発電装置が出力する現時点の有効電力の値を、図６に示す出力部130が行う出力処理により出力する（ステップS18）。出力は、上述したように画面表示することでも紙にプリントアウトすることでも良い。

以上について概括すると、本発明の参考例に示した電力推定装置では、換算式の精度により推定精度にばらつきが生ずる怖れがあるが、本発明の実施例１に示した電力推定装置を用いれば、換算式を用いて負荷が消費する有効電力推定値については上記参考例と同じく精度にばらつきが生ずるものの、複数時点の「太陽光発電装置の設備容量推定値」を平均化した太陽光発電装置の設備容量推定値の平均値と入力部に入力された推定対象日の日射量とから太陽光発電装置が出力する有効電力推定値を推定するため、より正確な推定結果を得ることができるという利点がある。

また、無効電力を調整する電圧調整機器が配電系統に存在する場合であっても、太陽光発電装置が出力する有効電力及び負荷が消費する有効電力を推定することができる。

［実施例２］
図８は、本発明の実施形態に係る電力推定装置(実施例２)の構成を示す図である。図８に示す本発明の実施例２では、日射量から太陽光発電出力を推定する手法を採用するものであって、実施例２では、上記した実施例１で示すような有効電力と無効電力の計測データのばらつきが大きくなったり、不連続になったりする場合でも、精度よく推定することができるようにしたものである。

図８に示される換算式構築処理部150，第１推定処理部160は、上記実施例１に示したのと同じ手法が適用できる。
そして図８には、本発明の実施例２で信頼性検定部175が新たに追加（詳細については後述する）されているが、その他の処理部は、上記した実施例１と同じであるため、詳細な説明を割愛する。

第２推定処理部（設備容量）170は、第１推定処理部160にて推定した太陽光発電出力の有効電力と、別途入力（計測）された日射量から、太陽光発電装置の設備容量を次の式６に基づいて推定する。

太陽光発電装置の設備容量推定値（ｍ²）＝
太陽光発電装置が出力する有効電力推定値(kW)／日射量(kW/m²) ・・式６
ただし、日射量は0より大である。

一般的に有効電力定格出力１ｋWの太陽光発電装置は、日射量が１ｋW/m²のときに、１平方メートルあたり１ｋW出力することが知られている。よって、上記日射量から容易に太陽光発電装置の設備容量推定値を求めることができる。

式６に示した太陽光発電装置の設備容量推定値は、推定のつどメモリ部120内に蓄積される。つまり、１日２４回推定すれば、２４回太陽光発電装置の設備容量推定値が求められ、これをメモリ部120内に蓄積させることができる。

実施例２で新たに追加した信頼性検定部175は、第２推定処理部（設備容量）170にて推定した太陽光発電装置の設備容量の信頼性を検定し、信頼性の高い設備容量を算出する。
第２推定処理部（設備容量）170が上記の式６で求めた「太陽光発電装置の設備容量推定値」には、図４の計測データや日射量の計測データにばらつきがあるために誤差が少なからず含まれている。特に日射量が小さい時や、変動が大きい日に設備容量のバラつきが大きくなる傾向がある。そこで、本発明の実施例２では、信頼性検定部175を用いて、算出する１日の設備容量のバラつきが小さいデータから、設備容量を推定できるようにする。

図９は、本発明の実施例２における設備容量推定の概念を説明する図である。図９においては、設備容量推定処理をStep21〜Step23で実行することにより日射量から太陽光発電出力を精度よく推定できるようになる。すなわち、
Step21: 一日の終わりにオフラインにてPV発電量推定と日射量計測値から各時刻の設備
容量を算出する。

Step22: 一日の設備容量の標準偏差を算出し、メモリ部120内のデータベースに蓄える。
Step23: データベースの中から設備容量の標準偏差が小さい日を抽出し、平均値をとる
ことで設備容量の推定値として算出する。

第３推定処理部（PV出力）180は、上記メモリ部120に蓄積された信頼性の高い太陽光発電装置の設備容量推定値と新たに入力された日射量から太陽光発電装置の出力の有効電力を求めるものである。なお、上記Step22で用いた指標である標準偏差は、一日の設備容量の値のばらつきを評価するためのものであり、他の統計指標を用いて評価するようにしても構わない。また、Step23では、データベースの中からばらつきが小さい日を抽出した後に、その平均値ではなく他の方法で中間の値を取るようにしても構わない。

推定する時点において信頼性の高い「太陽光発電装置の設備容量推定値」を次の式７に基づいて算出する。

太陽光発電装置が出力する有効電力推定値２＝
太陽光発電装置の設備容量推定値×日射量 ・・・・・式７

ここで太陽光発電装置が出力する有効電力推定値２は、実施例２で求めた推定値である。

なお、日射量は、計測装置(日射量計)から得られる値でもよいし、気象予報から推定される値、日照時間から換算した値でもよい。
そして第４推定処理部（負荷）190は、次の式８を用いて負荷が消費する有効電力推定値を算出する。

負荷が消費する有効電力推定値２＝
有効電力計測値 ＋ 太陽光発電装置が出力する有効電力推定値２・・・式８

ここで負荷が消費する有効電力推定値２は、実施例２で求めた推定値である。

なお上記した参考例では、換算式の精度により推定精度にばらつきが発生する問題があるが、本発明の実施例２を用いれば、安定した複数の結果を平均化して用いるため、より正確な推定結果が得られる利点がある。

１ 変電所
100 電力推定装置
110 入力部
120 メモリ部
130 出力部
140 類似日抽出処理部
150 換算式導出処理部
160 第１推定処理部
170 第２推定処理部（設備容量）
175 信頼性検定部
180 第３推定処理部（ＰＶ出力）
190 第４推定処理部（負荷）
200 無効電力補償装置
270 バス
300 開閉器S5

Claims (6)

1. 電力系統に複数の太陽光発電装置及び複数の負荷が接続され、計測した電力の値から太陽光発電が出力する有効電力及び又は負荷が消費する有効電力を推定する電力推定装置において、
   １もしくは複数の有効電力および無効電力を計測する計測手段と、
   該計測手段で計測されるデータであって太陽光発電出力がないときのデータを抽出する手段と、
   無効電力から有効電力を導出するための換算式、もしくは、無効電力から有効電力を出力するための換算テーブルを作成する手段と、
   作成された前記換算式又は前記換算テーブルに基づいて太陽光発電装置が出力する有効電力値を推定する手段と、
   該有効電力値及び別途計測した日射量とから太陽光発電装置の設備容量値を推定する手段と、
   前記推定した太陽光発電装置の設備容量値と推定対象日の日射量とに基づいて太陽光発電装置が出力する有効電力値を求めるともに該太陽光発電装置が出力する有効電力値と前記計測手段が計測した推定対象日の有効電力値とから負荷が消費する有効電力値を推定する手段と、
   を備えることを特徴とする電力推定装置。
2. 請求項１記載の電力推定装置において、
   導出する前記換算式、もしくは、前記換算テーブルを作成する計測データは、
   推定対象日と気象条件、暦条件（季節，平日か休日若しくは曜日のいずれか又はこれらの条件の組合せ）の１つもしくは複数の条件が類似する日のデータであることを特徴とする電力推定装置。
3. 請求項１または２に記載の電力推定装置において、
   推定された前記太陽光発電装置の設備容量値を記憶手段に蓄積し、該蓄積した前記太陽光発電装置の設備容量値を平均化して太陽光発電装置の設備容量値を新たな推定値とする手段を備えることを特徴とする電力推定装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電力推定装置において、
   推定した太陽光発電装置の出力する有効電力と別途計測した日射量とから太陽光発電装置の設備容量を推定する手段と、
   過去に推定した太陽光発電装置の設備容量の信頼性を検定し、信頼性の高い太陽光発電装置の設備容量を算出する手段と、
   信頼性の高い太陽光発電装置の設備容量と新たに計測した日射量もしくは予測した日射量から、太陽光発電装置の出力する有効電力と負荷の消費する有効電力とを推定する手段と、
   を備えることを特徴とする電力推定装置。
5. 電力系統に複数の太陽光発電装置及び複数の負荷が接続され、計測した電力の値から太陽光発電が出力する有効電力及び又は負荷が消費する有効電力を推定する電力推定装置における電力推定方法であって、
   １もしくは複数の有効電力および無効電力を計測するステップ、
   該ステップで計測されるデータであって太陽光発電出力がないときのデータを抽出するステップ、
   無効電力から有効電力を導出するための換算式、もしくは、無効電力から有効電力を出力するための換算テーブルを作成するステップ、
   作成された記換算式又は前記換算テーブルに基づいて太陽光発電装置が出力する有効電力値を推定するステップ、
   該有効電力値及び別途計測した日射量とから太陽光発電装置の設備容量値を推定するステップ、および、
   前記推定した太陽光発電装置の設備容量値と推定対象日の日射量とに基づいて太陽光発電装置が出力する有効電力値を求めるともに該太陽光発電装置が出力する有効電力値と前記計測手段が計測した推定対象日の有効電力値とから負荷が消費する有効電力値を推定するステップ、
   を含むことを特徴とする電力推定方法。
6. 電力系統に複数の太陽光発電装置及び複数の負荷が接続され、計測した電力の値から太陽光発電が出力する有効電力及び又は負荷が消費する有効電力を推定する電力推定装置のコンピュータを、
   １もしくは複数の有効電力および無効電力を計測する手段と、
   該手段で計測されるデータであって太陽光発電出力がないときのデータを抽出する手段と、
   無効電力から有効電力を導出するための換算式、もしくは、無効電力から有効電力を出力するための換算テーブルを作成する手段と、
   作成された前記換算式又は前記換算テーブルに基づいて太陽光発電装置が出力する有効電力値を推定する手段と、
   該有効電力値及び別途計測した日射量とから太陽光発電装置の設備容量値を推定する手段と、
   前記推定した太陽光発電装置の設備容量値と推定対象日の日射量とに基づいて太陽光発電装置が出力する有効電力値を求めるともに該太陽光発電装置が出力する有効電力値と前記計測手段が計測した推定対象日の有効電力値とから負荷が消費する有効電力値を推定する手段と、
   として機能させるためのプログラム。