JP2015109728A - センサ内蔵開閉器の配置計画支援装置および配置計画支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電力系統における計測装置の配置について迅速な計画を行うことができる。
【解決手段】配置計画支援装置は、電力系統内の設備および計測装置の配置を示す電力系統データと、電力系統への送出電力および電力系統内の負荷を示す電力状態データとを記憶する記憶部と、電力系統データと電力状態データとに基づいて、配置を判定する演算を行う演算部と、を備える。演算は、電力系統内の負荷中心点として、複数の負荷中心点条件にそれぞれ従う複数の負荷中心点位置を、電力系統データと電力状態データとを用いて決定し、電力系統内の電圧分布として、複数の負荷中心点位置にそれぞれ基づく複数の電圧分布を、電力系統データと電力状態データとを用いて算出し、複数の電圧分布の間の電圧の変動の大きさを示す変動量を推定し、変動量が予め定められた変動条件を満たすか否かを判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力系統の計測を計画する技術に関する。

電力系統に関して、近年、分散型電源導入時の周波数や電圧の維持や、電力会社の設備の効率的な利用の要求が高まっている。そのため、電力系統の状態を表す電圧、電流などの電力状態が適正範囲内にあるかを管理することが重要である。この電力状態管理においては、電力系統の限られた地点に設けられ電力状態を計測する計測装置（センサ）を用い、その計測情報を用いて、潮流計算や状態推定と呼ばれる電力状態計算手法で電力系統の任意地点の電力状態を推定する。

特許文献１には、「配電線の電圧管理や運用制御において、配電線の電圧分布や潮流状態を把握するために必要な計測器の設置箇所を、最少の数で最良の効果（配電線状態計算の精度など）が得られるように決定できる」と記載されている。

この技術は、系統データおよび複数の時間断面における需要データから各時間断面における電圧・潮流状態を求めて、計測器設置位置候補点の第１の電気量を一旦真値として算出しておく。その上で、計測器設置位置候補点の一部を仮設定し、算出した計測器設置位置の電気量から系統状態を計算し、計測器設置位置候補点の第２の電気量を算出する。そして、第１の電気量と第２の電気量との差を誤差として評価する。仮設定する計測器設置位置候補点の全ての組み合わせで誤差を評価し、誤差を最小とする計測器設置位置を最適解として求める。

特許文献２には、電力系統の任意の地点の電力状態を推定する状態推定の方法が記載されている。

特開２００８−０７２７９１号公報 特開２０１３−０７４６３９号公報

特許文献１の技術では、計測器設置位置候補点の全ての組み合わせに対して計算処理が必要であることから、候補点の数が多くなると組み合わせが大幅に増加することになり、計算に時間を要すると考えられる。

上記課題を解決するために、本発明の一態様である配置計画支援装置は、電力系統内の設備および計測装置の配置を示す電力系統データと、電力系統への送出電力および電力系統内の負荷を示す電力状態データとを記憶する記憶部と、電力系統データと電力状態データとに基づいて、配置を判定する演算を行う演算部と、を備える。演算は、電力系統内の負荷中心点として、複数の負荷中心点条件にそれぞれ従う複数の負荷中心点位置を、電力系統データと電力状態データとを用いて決定し、電力系統内の電圧分布として、複数の負荷中心点位置にそれぞれ基づく複数の電圧分布を、電力系統データと電力状態データとを用いて算出し、複数の電圧分布の間の電圧の変動の大きさを示す変動量を推定し、変動量が予め定められた変動条件を満たすか否かを判定する。

本発明の一態様によれば、電力系統における計測装置の配置について迅速な計画を行うことができる。

実施例１の計測装置配置計画支援装置の構成を示す。 対象電力系統の構成の一例を模式的に示す。 ノード設備データの一例を示す。 ブランチ設備データの一例を示す。 変動条件データの一例を示す。 変動条件データの変形例を示す。 基準ノードデータの一例を示す。 負荷ノードデータの一例を示す。 負荷中心点ノードデータの一例を示す。 負荷中心点分布データの一例を示す。 ブランチ状態データの一例を示す。 電圧変動量推定処理を示す。 区間の一例を模式的に示す。 第１電圧プロファイルの一例を示す。 第１電圧プロファイル、第２電圧プロファイル、第３電圧プロファイルの一例を示す。 配置決定処理を示す。 計測装置を追加した場合のブランチ状態データの一例を示す。 計測装置を追加した場合の負荷中心点ノードデータの一例を示す。 計測装置を追加した場合の負荷中心点分布データの一例を示す。 計測装置を追加した場合の第１電圧プロファイル、第２電圧プロファイル、第３電圧プロファイルの一例を示す。 実施例１の出力データ１５の一例を示す。 実施例１の出力データ１５の変形例を示す。 実施例２の計測装置配置計画支援装置の構成を示す。 実施例２の出力データ１５の一例を示す。 実施例２の出力データ１５の変形例を示す。 配置修正処理の動作を示す。

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

本発明の配置計画支援装置の実施例として、電力系統に配置する計測装置の台数および位置を算出する計測装置配置計画支援装置について説明する。計測装置は、センサ内蔵開閉器や計器用変成器など、電流や電圧などの電力状態を検出する装置である。センサ内蔵開閉器は、電力状態を検出するセンサを有する開閉器である。

図１は、実施例１の計測装置配置計画支援装置の構成を示す。

この計測装置配置計画支援装置１は例えば、コンピュータである。コンピュータは、メモリ（記憶部）およびプロセッサ（演算部）を含む。メモリは、プログラムおよびデータを格納する。プロセッサは、メモリに記憶されたプログラムに従って計測装置配置計画支援処理を実行する。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納されていても良い。このコンピュータは、他のコンピュータとの通信を行う通信部や、ユーザからの入力を受け付ける入力装置や、コンピュータから出力されたデータを表示する表示装置などを含んでも良い。

この計測装置配置計画支援装置１は、電力系統データ１０、条件入力データ１１、入力部１２、電圧変動量推定部１３、配置決定部１４、および出力データ１５を含む。

次に、計測装置配置計画支援装置１の動作の概要を説明する。計測装置配置計画支援処理の対象となる対象電力系統を構成する設備を示す電力系統データ１０と、対象電力系統の電力状態を示す諸データおよび目標電圧変動量を含む条件入力データ１１とが、記憶装置に格納される。入力部１２は、電力系統データ１０と、条件入力データ１１を記憶装置から読み出す。次に、配置決定部１４は、追加する計測装置である追加計測装置の配置を示す追加設置データを変化させ、電圧変動量推定部１３は、電力系統データ１０および条件入力データ１１に基づき、対象電力系統における電圧の変動量を推定電圧変動量として推定する。追加設置データは、追加設置台数および追加設置位置を示す。そして、配置決定部１４は、推定電圧変動量が予め定められた変動条件を満たすように追加設置データを決定し、これら決定した結果を出力データ１５として出力する。

次に、対象電力系統について説明する。

図２は、対象電力系統の構成の一例を模式的に示す。

この対象電力系統は、地点を表すノードと、隣接するノード間を結ぶブランチとを含む。ノードは、変電所、電柱、送電塔、電力系統機器（変圧器や潮流制御機器）などの設置場所を表す。ブランチは、送配電線などの電線を表す。本実施例において、ノード２０ａは配電用変電所の変圧器を表し、ノード２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆはいずれも計測装置設置候補地としての電柱を表す。ブランチ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅはいずれも送配電線の線路区間を表す。本実施例の対象電力系統は、説明を簡単にするため、分岐のない単純な系統を示しているが、分岐が含まれる系統であっても差し支えない。図面および以下の説明において、ノードに付された符号をノードＩＤとして表すことがある。

次に、計測装置配置計画支援装置１の各部の詳細について説明する。

電力系統データ１０および条件入力データ１１は、計測装置配置計画支援装置１内の、または計測装置配置計画支援装置１に接続された、ハードディスク装置などの記憶装置に格納される。ハードディスク装置の代わりに、フラッシュメモリ、ＤＶＤ−ＲＯＭに代表される光学ディスク、磁気テープなど各種データ記憶装置またはデータ記憶メディアで代用してもよい。

入力部１２は、電力系統データ１０と条件入力データ１１を記憶装置より読み出して、計測装置配置計画支援装置１のメインメモリに入力する。

次に、前述の対象電力系統についての電力系統データ１０の例を示す。

電力系統データ１０は、対象電力系統を構成する設備に関するデータである。電力系統データ１０は、ノードの情報であるノード設備データと、ブランチの情報であるブランチ設備データとを含む。

図３は、ノード設備データの一例を示す。

このノード設備データは、ノード毎に、ノードＩＤ３０、基準ノードフラグ３１、計測装置設置可能フラグ３２、および計測装置設置済フラグ３３を含む。ノードＩＤ３０は、ノードを識別するための固有のＩＤである。ノードＩＤ３０、基準ノードフラグ３１、計測装置設置可能フラグ３２、および計測装置設置済フラグ３３は、当該ノードについて、それぞれ基準ノードの該否、計測装置設置可能の該否、計測装置設置済の該否を識別するためのものである。各フラグにおいて、０が「該当せず」、１が「該当」を意味する。ここで、基準ノードとは電圧変動を計算する際に基準となるノードであり、通常は変電所の変圧器付近に既に設置されている計測装置の設置位置とする。本実施例では、ノード２０ａが基準ノードに該当する。計測装置設置可能とは、例えば、電柱が存在し、計測装置の設置が可能な状況であることを意味する。本実施例では、ノード２０ｂ、２０ｆ以外の全てのノードが、計測装置設置可能に該当する。計測装置設置済フラグとは、すでに計測装置が設置済であることを意味する。本実施例では、ノード２０ａのみが、計測装置設置済に該当する。

図４は、ブランチ設備データの一例を示す。

このブランチ設備データは、ブランチ毎に、ブランチＩＤ４０、支店ノードＩＤ４１、終点ノードＩＤ４２、抵抗（Ｒ）４３、リアクタンス（Ｘ）４４、および距離４５を含む。ブランチＩＤ４０は、ブランチを識別するための固有のＩＤである。始点ノードＩＤ４１および終点ノードＩＤ４２は、当該ブランチの両端のノードのノードＩＤである。両端のノードのうち、基準ノードに近い方を始点ノード、遠い方を終点ノードとする。抵抗（Ｒ）４３、リアクタンス（Ｘ）４４、および距離４５は、当該ブランチにおける線路（電線）の抵抗、リアクタンス、および距離をそれぞれ示す。ブランチ設備データは他に、キャパシタンス、電線の種類を示す線種名称など、ブランチの属性データを含んでもよい。

なお、全ての設備を忠実に分けてノードを定義する必要は必ずしもなく、複数の設備を統合して一つのノードとみなし定義する、いわゆる縮約ノードとして定義してもよい。その場合、ブランチもノードに合わせて複数のブランチが統合されることになる。このように、ノード、ブランチを統合することにより、扱うデータの規模を削減でき、計測装置配置計画支援処理に要する演算量を削減することができる。このため、計測装置の設置位置の候補の数を削減しても差し支えない場合には、このようにノード及びブランチを統合するとよい。

次に、条件入力データ１１の例について説明する。

条件入力データ１１は、変動条件を示す変動条件データと、対象電力系統の電力状態データとを含む。変動条件データは例えば、推定電圧変動量の上限である目標電圧変動量を含む。目標電圧変動量は、対象電力系統の電圧監視業務において最大限許容できる電圧の誤差の大きさを示し、電圧誤差［ボルト］または電圧誤差率［％］（基準電圧に対する電圧誤差の百分率）のいずれかで表される。入力部１２は、ユーザからの入力に基づいて変動条件データを取得し、条件入力データ１１へ格納する。なお、変動条件データは、推定電圧変動量の範囲を示していても良い。

図５は、変動条件データの一例を示す。本実施例の変動条件データは、対象電力系統内で共通の目標電圧変動量を含む。

図６は、変動条件データの変形例を示す。この変動条件データは、対象電力系統内の地点毎に設定されても良い。この変動条件データは、ノード毎に、目標電圧変動量ＩＤ２５０と、ノードＩＤ２５１と、目標電圧変動量２５２とを含む。この変動条件データに設定されていないノード（ノード２０ａ）については、目標電圧変動量の判定を行わないことを意味する。

電力状態データは、対象電力系統の任意地点における電圧、電流、有効電力、無効電力などの電力潮流を推定するために必要なデータである。電力状態データは、ノードの電力状態を示すノード状態データと、ブランチの電力状態を示すブランチ状態データとを含む。ノード状態データは、対象電力系統内の基準ノードを示す基準ノードデータと、対象電力系統内の負荷を示す負荷状態データとを含む。負荷状態データは、負荷ノードデータ、負荷中心点ノードデータ、負荷中心点分布データの何れかである。ノード状態データは、ユーザによって与えられてもよい。あるいは、ＡＭＩ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｅｔｅｒｉｎｇ Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）のスマートメータ等の計測機器を利用して所定期間中に計測された値を取得して統計処理したもの（平均値など）であってもよい。

図７は、基準ノードデータの一例を示し、図８は、負荷ノードデータを示す。

基準ノードデータは、対象電力系統内の基準ノードを示し、負荷ノードデータは、負荷を有する負荷ノードを表す。基準ノードデータおよび負荷ノードデータのそれぞれは、ノード毎に、ノードＩＤ５０、電圧５１、負荷有効電力５２、および負荷無効電力５３を含む。基準ノードデータおよび負荷ノードデータは他に、力率などを含んでもよい。基準ノードデータにおいて基準ノードに該当するノード２０ａについては電圧５１を与える必要があるが、負荷ノードデータにおけるノードについては電圧５１を必ずしも与えなくともよい。負荷ノードデータにおいて、電圧５１の値がないものは、電圧が与えられていないことを示す。与える電圧は、ある時間断面において計測された電圧値でもよいし、需要家負荷容量（契約容量）から想定される適当な電圧であってもよい。負荷有効電力５２および負荷無効電力５３は、対象電力系統から見て該当ノードで消費される有効電力および無効電力を表す。これらには正負の符号があるが、正は消費電力を表し、負は供給電力（送出電力）を表す。基準ノードであるノード２０ａは、変電所のノードであり、対象電力系統から見て、このノードから電力が供給されているとみなすことができる。したがって、基準ノードの負荷有効電力５２および負荷無効電力５３には負の値が与えられている。一方、負荷ノードであるノード２０ｂ、２０ｄ、２０ｆの負荷有効電力５２および負荷無効電力５３には、正の値が与えられている。これは、これらのノードにおいて電力が消費されることを意味する。もし、これらのノードに発電機が設置され、対象電力系統に対して電力を供給する場合には負の値を与えることになる。なお、負荷のないノードに対しては、これら負荷有効電力５２および負荷無効電力５３を与えず、そうでないノードに対しては負荷有効電力５２および負荷無効電力５３を与える必要がある。ここで、基準ノードから対象電力系統への供給電力（有効電力２０００ｋＷ、無効電力５００ｋＷ）と、すべての負荷ノードの消費電力の和が一致するように設定する必要がある。例えば、基準ノードの供給電力を、それぞれの負荷ノードの需要家負荷容量に応じて案分することにより、それぞれの負荷ノードの消費電力を推定する。実際には、電線でのロスの分だけ後者の方が大きくなるが、影響が小さいためここでは無視する。

図９は、負荷中心点ノードデータの一例を示す。

前述の負荷ノードデータでは、負荷の存在する全てのノードについて負荷有効電力と負荷無効電力を与える必要があった。負荷中心点ノードデータでは、対象電力系統内の区間ごとに１か所の負荷中心点のノードを決定し、そこに当該区間内の負荷電力の合計を集中的に与える。対象電力系統内で設置済の計測装置または分岐点によって区切られるブランチの範囲を、区間と呼ぶ。本実施例では、計測装置が基準ノードにのみ設置されているため、対象電力系統は複数の区間に区切られない。即ち、対象電力系統は、一つの区間７００である。図面および以下の説明において、区間に付された符号を区間ＩＤとして表すことがある。

負荷中心点位置は例えば、当該区間内の負荷電力の重心の位置である。負荷中心点のノードは例えば、負荷中心点位置に最も近いノードである。負荷中心点ノードデータは、区間毎に、区間を識別するための区間ＩＤ７０と、当該区間の始点ノードＩＤ７１および終点ノードＩＤ７２と、当該区間における負荷中心点ノードを示す負荷中心点ノードＩＤ７３と、当該負荷中心点ノードにおける負荷有効電力７４および負荷無効電力７５とを含む。

図１０は、負荷中心点分布データの一例を示す。

負荷中心点分布データは、負荷中心点ノードデータと同様に、区間ごとの負荷中心点を示す。前述の負荷中心点ノードデータは、負荷中心点として特定のノードを指定しているが、負荷中心点分布データは、各区間の始点から負荷中心点位置までの距離を指定するとともに、負荷中心点位置のばらつきを指定する。負荷中心点分布データは、区間毎に、区間を識別するための区間ＩＤ８０と、当該区間の始点ノードＩＤ８１および終点ノードＩＤ８２と、当該区間における負荷中心点位置の平均を表す中心距離８３と、当該負荷中心点位置のばらつきを表す標準偏差８４と、当該負荷中心点位置における負荷有効電力８５および負荷無効電力８６とを含む。ここで、中心距離８３は、当該区間の始点ノードからの距離として与えられる。

本実施例の負荷状態データは、負荷中心点データである。

図１１は、ブランチ状態データの一例を示す。

ブランチ状態データは、ブランチ毎に、ブランチＩＤ６０、通過電流６１、通過有効電力６２、および通過無効電力６３を含む。ブランチ状態データは他に、力率などを含んでもよい。通過電流６１は、当該ブランチを通過する電流値である。通過有効電力６２および通過無効電力６３は、それぞれ当該ブランチを通過する有効電力および無効電力である。通過有効電力６２および通過無効電力６３には正負の符号がある。通過電流６１および通過有効電力６２について、正の値は、それぞれ電流、有効電力の流れる方向が順方向（変電所側から末端側方向）を、負の値は、逆方向（いわゆる逆潮流）を意味する。通過無効電力６３について、正の値は、通過無効電力が遅れ位相であることを、負は進み位相であることを表す。なお、全てのブランチに対して、ブランチ状態データを与える必要はないが、少なくとも、基準ノード（変電所）のブランチに対してブランチ状態データを与える必要がある。本実施例では、計測装置はノードの二次側（末端側）に設置されるものとする。新たに計測装置が設置されると、設置ノードのブランチに関して電力状態が計測されることになるため、計測装置が設置されたブランチのブランチ状態データを与える。

以上の例では、一つの時間断面における電力状態データを示したが、複数の時間断面における電力状態データであってもよい。その場合、時間断面毎に、前述の電力状態データと同様のデータが与えられる。

以下、電圧変動量推定部１３による電圧変動量推定処理について説明する。

電圧変動量推定処理において、電圧変動量推定部１３は、電力系統データ１０と条件入力データ１１に基づき、複数の負荷中心点位置を用いて対象電力系統の複数の電圧プロファイル（電圧分布）をそれぞれ算出し、複数の電圧プロファイルに基づいて推定電圧変動量を算出する。

図１２は、電圧変動量推定処理を示す。

はじめに、電圧変動量推定部１３は、入力部１２により読み出された電力系統データ１０と条件入力データ１１を用いて、負荷中心点位置を決定する（Ｓ９０）。ここで電圧変動量推定部１３は、条件入力データ１１のうちのノード状態データを利用して、区間毎に、第１負荷中心点位置、第２負荷中心点位置、第３負荷中心点位置を決定する。本実施例では、ノード状態データが負荷中心点ノードデータを含むとする。本実施例における第１負荷中心点条件は、負荷中心点ノードデータの負荷中心点ノードＩＤ７３に示されているノードを第１負荷中心点とする。ここでは、電圧変動量推定部１３は、負荷中心点ノードＩＤ７３に示されているノード２０ｄを第１負荷中心点と決定する。

ノード状態データが負荷ノードデータである場合、各ノードの負荷電力が与えられているため、電圧変動量推定部１３は、ある一地点に合計負荷を集中的に配置して第１負荷中心点位置とする。その地点は、必ずしもノードである必要はなく、ブランチ上の任意の地点でもよい。このとき、後述する潮流計算または状態推定によって得られる電圧降下が負荷ノードデータに近くなるように、第１負荷中心点位置を決定する。負荷ノードデータと負荷中心点ノードデータにおいて電圧降下が互いに近ければ、負荷ノードデータと負荷中心点ノードデータは、電圧降下の観点で同等といえる。ノード状態データが負荷中心点分布データを含み、負荷中心点位置が区間の中心距離で与えられる場合には、その中心距離の位置が第１負荷中心点位置である。

次に、電圧変動量推定部１３が第２負荷中心点位置および第３負荷中心点位置を決定する方法について説明する。

図１３は、区間の一例を模式的に示す。

区間１０１は、基準ノード側から順に、ノード１００ａ、１００ｄ、１００ｂ、１００ｅ、１００ｃを有する。ノード１００ａは、当該区間において基準ノードに最も近いノードであり、区間７００においては、始点ノードであるノード２０ａに該当する。ノード１００ｃは、当該区間において基準ノードから最も遠いノードであり、区間７００においては、終点ノードであるノード２０ｆに該当する。ノード１００ｂは、第１負荷中心点位置である。

区間内の各地点の負荷の大きさが時々刻々変化することから、負荷中心点位置も時々刻々変化すると考えられる。したがって、負荷中心点位置は、区間内のある範囲内に分布すると考えられる。本実施例における第２負荷中心点条件は、電圧降下の観点で、区間内で電圧降下が最も小さいノードを第２負荷中心点とし、本実施例における第３負荷中心点条件は、区間内で電圧降下が最も大きいノードを第３負荷中心点とする。区間内で電圧降下が最も小さいノードは、基準ノードに最も近い位置にあるノード２０ａであり、電圧変動量推定部１３は、この位置を第２負荷中心点位置とする。逆に区間内で電圧降下が最も大きいノードは、基準ノードから最も遠い位置にあるノード２０ｆであり、電圧変動量推定部１３は、この位置を第３負荷中心点位置とする。

ノード状態データが負荷中心点分布データを含む場合の第２負荷中心点位置および第３負荷中心点位置の決定方法について説明する。この場合、例えば、統計学的に最大の偏差を標準偏差σの３倍（３σ）とみなし、中心距離をｍとすると、基準ノードからの距離が（ｍ−３σ）の位置にあるノード１００ｄを第２負荷中心点位置と定め、（ｍ＋３σ）の位置にあるノード１００ｅを第３負荷中心点位置と定める。ただし、第２負荷中心点位置および第３負荷中心点位置は区間１０１上にあることが必要であるため、第２負荷中心点位置および第３負荷中心点位置が区間１０１の外になる場合には、限界位置である区間始点ノード１００ａを第２負荷中心点位置とし、区間終点ノード１００ｃを第３負荷中心点位置とする。あるいは、区間内の実際の負荷の分布を考慮して区間１０１上に第２負荷中心点位置および第３負荷中心点位置を設定してもよい。

ノード状態データが標準偏差を含まない場合であっても、限界位置である区間始点ノード１００ａを第２負荷中心点位置とし、区間終点ノード１００ｃを第３負荷中心点位置としても良いし、区間内の実際の負荷の分布を考慮して区間１０１上に第２負荷中心点位置および第３負荷中心点位置を設定してもよい。

電圧変動量推定処理の説明に戻る。

次に、電圧変動量推定部１３は、決定された負荷中心点位置を用いて潮流計算を行うことにより区間内の電圧プロファイルを算出する（Ｓ９１）。本実施例では、潮流計算を行う場合について説明するが、特許文献２に記載されているような状態推定を行うことにより、潮流計算と同様の電圧プロファイルを算出することができる。

ここでの潮流計算の方法は、対象電力系統の線間電圧を対象とし、電力系統工学において知られている電圧降下の特性に基づく方法である。対象電力系統において、ある区間における抵抗Ｒと、リアクタンスＸと、当該区間の通過電流Ｉとが既知であるとすると、当該区間における電圧降下ΔＶを次式により算出できることが知られている。

ここで、三相の電圧は平衡であると仮定している。ｊは虚数を表す。

負荷電流ｉは、与えられる負荷（有効電力Ｐおよび無効電力Ｑ）と基準電圧Ｖｂ（例えば、国内の配電系統であれば６６００Ｖ）を用いて、次式にて表される。

次に、キルヒホッフの第一法則により、負荷電流ｉを対象電力系統の末端側（ノード２０ｆ）から変電所側（基準ノード２０ａ）へかけて順次積算することで、ブランチの通過電流Ｉを算出することができる。以上により、各ブランチの抵抗ＲおよびリアクタンスＸ、ノードの負荷（有効電力Ｐおよび無効電力Ｑ）、および基準電圧Ｖｂより、各区間の電圧降下ΔＶを求めることができる。そして、次式で表されるように、基準ノードにおける電圧（変電所送出し電圧Ｖ０）から、ブランチごとに順次電圧降下ΔＶを減算していくことで、各ノードの電圧Ｖを算出することができる。

ここでｋは、基準ノードから当該ノードに至る全てのブランチを示す番号である。ここでは、負荷の電圧特性が定電流特性であるとしている。したがって、上記の電流および電圧の繰り返し演算は不要である。

以上が、第１負荷中心点位置、第２負荷中心点位置、第３負荷中心点位置の中の１種類の負荷中心点位置を用いた潮流計算の処理の手順である。この潮流計算によって、対象電力系統における任意地点の電流、電圧を算出することができる。

図１４は、第１電圧プロファイルの一例を示す。

この第１電圧プロファイル１１６ａは、第１負荷中心点位置を用いる潮流計算によって算出された電圧プロファイルである。この図において、横軸は基準ノードからの距離を示し、縦軸は電圧を示す。第１電圧プロファイル１１６ａにおいて、点１１０ａは、ノード２０ａに対応する。同様に、点１１１ａはノード２０ｂ、点１１２ａはノード２０ｃ、点１１３ａはノード２０ｄ、点１１４ａはノード２０ｅ、点１１５ａはノード２０ｆにそれぞれ対応する。第１負荷中心点位置は、負荷中心点ノードデータの負荷中心点ノードＩＤ７３に示されているノード２０ｄである。第１電圧プロファイル１１６ａの傾きは、第１負荷中心点位置に対応する点１１３ａで変化する。

更に電圧変動量推定部１３は、第２負荷中心点位置を用いる潮流計算により第２電圧プロファイルを算出し、第３負荷中心点位置を用いる潮流計算により第３電圧プロファイルを算出する。これにより、３種類の電圧プロファイルが得られる。

図１５は、第１電圧プロファイルと第２電圧プロファイルと第３電圧プロファイルとの一例を示す。

この図は、第１電圧プロファイル１１６ａと、第２電圧プロファイル１１６ｂと、第３電圧プロファイル１１６ｃとを重畳して表している。ここで、第１負荷中心点位置は、負荷中心点ノードデータの負荷中心点ノードＩＤ７３に示されているノード２０ｄである。第２負荷中心点位置は、負荷中心点ノードデータの始点ノードＩＤ７１に示されている始点ノードに近いノード２０ｂである。第３負荷中心点位置は、負荷中心点ノードデータの終点ノードＩＤ７２に示されているノード２０ｆである。

電圧変動量推定処理の説明に戻る。

次に、電圧変動量推定部１３は、Ｓ９１で算出された３種類の電圧プロファイルに基づき、推定電圧変動量を算出する（Ｓ９２）。推定電圧変動量は、対象電力系統における電圧の最大の誤差の大きさの推定値を示す。

第１電圧プロファイル１１６ａにおいて、点１１５ａは、第１負荷中心点位置を用いて算出されたノード２０ｆの電圧を示す。第２電圧プロファイル１１６ｂにおいて、点１１５ｂは、第２負荷中心点位置を用いて算出されたノード２０ｆの電圧を示す。第３電圧プロファイル１１６ｃにおいて、点１１５ｃは、第３負荷中心点位置を用いて算出されたノード２０ｆの電圧を示す。同様に、ノード２０ｆ以外の任意の位置においても、３種類の負荷中心点位置に対応する電圧が得られる。この任意の位置は、必ずしもノードに限る必要はない。

ここで、特定のノードに着目し、３種類の負荷中心点位置に基づく電圧値を比較する。例えば、ノード２０ｆに着目すると、第１負荷中心点位置に基づく電圧はＶ５ａ、第２負荷中心点位置に基づく電圧はＶ５ｂ、第３負荷中心点位置に基づく電圧はＶ５ｃである。このとき、Ｖ５ｂは、負荷中心点位置が分布する範囲において、電圧降下が最も小さくなる負荷中心点位置の最大電圧Ｖｍａｘであり、Ｖ５ｃは、逆に電圧降下が最も大きくなる負荷中心点位置の最小電圧Ｖｍｉｎであるとみなせる。実際に把握することが困難な真の負荷中心点位置が時々刻々変わる中で、当該ノードの真の電圧はＶ５ｃからＶ５ｂの間の電圧範囲内に分布するといえる。なお、この電圧範囲の幅Ｗ（＝Ｖ５ｂ−Ｖ５ｃ）は、基準ノードの基準点電圧Ｖ０によらず、ほぼ一定とみなして差し支えない。なお、推定電圧変動量は、この幅Ｗであってもよい。与えられた第１負荷中心点位置に基づく電圧Ｖ（Ｖ５ａ）に含まれうる最大誤差Ｖｅは、次式のように表すことができる。

このようにして、着目すべき全ての位置ｘに着目して、３種類の負荷中心点位置に基づく電圧を比較して最大誤差Ｖｅ（ｘ）を求め、その中で最も大きいものを、次式のように、系統最大電圧誤差Ｖｅｍａｘとして算出する。

ここでｘは、ノードを含み、ユーザに予め指定される位置である。

すなわち、系統最大電圧誤差は、基準となる第１電圧プロファイル１１６ａからの最大の誤差の大きさを示す。なお、通常、系統最大電圧誤差は、対象電力系統の末端で発生するため、ユーザが指定する着目すべき位置ｘとして、各末端ノードのみとしてもよい。本実施例においてｘは、ノード２０ｆを示す。ただし、系統の途中の地点に、ＳＶＲ（Ｓｔｅｐ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）などの電圧調整機器が設置されている場合、その一次側（基準ノード側）において系統最大電圧誤差が発生する可能性が出てくるため、その位置も着目した方がよい。

本実施例においては、推定電圧変動量は、系統最大電圧誤差Ｖｅｍａｘとする。系統最大電圧誤差Ｖｅｍａｘを用いることにより、第１電圧プロファイルに対して、最大の電圧プロファイルと最小の電圧プロファイルの偏差の大きさを算出することができる。なお、推定電圧変動量は、幅Ｗなどであっても良い。幅Ｗを用いることにより、最大の電圧プロファイルと最小の電圧プロファイルの差の大きさを算出することができる。

以上に述べた電圧変動量推定処理によれば、対象電力系統内の任意の位置の推定電圧変動量を算出できる。また、入力された第１負荷中心点位置に基づく潮流計算によって得られる電圧に含まれうる最大誤差として、系統最大電圧誤差Ｖｅｍａｘを算出することができる。

次に、配置決定部１４による配置決定処理について説明する。

配置決定処理において、配置決定部１４は、電圧変動量推定部１３で算出された推定電圧変動量が目標電圧変動量以下となるように、計測装置の設置台数および設置位置を決定する。なお、推定電圧変動量として、ユーザが系統最大電圧誤差Ｖｅｍａｘおよび幅Ｗのいずれかを予め指定しておき、配置決定部１４がそれを認識してもよい。

図１６は、配置決定処理を示す。

まず、配置決定部１４は、入力部１２にて読み出された条件入力データ１１に含まれる目標電圧変動量と推定電圧変動量とを比較する（Ｓ１３１）。比較した結果、推定電圧変動量が目標電圧変動量以下であれば（Ｓ１３１：ＹＥＳ）、配置決定部１４は、処理をＳ１３３へ進め、そうでなければ（Ｓ１３１：ＮＯ）、配置決定部１４は、処理をＳ１３２へ進める。前述の変動条件データの変形例のように、目標電圧変動量が対象電力系統の複数の地点とともに指定されている場合、配置決定部１４は、変動条件データに指定されている全ての地点について推定電圧変動量を算出し、それらの推定電圧変動量のすべてが対応する目標電圧変動量以下であれば、処理をＳ１３３へ進め、少なくとも１地点がそうでなければ、処理をＳ１３２へ進める。

Ｓ１３１でＮＯと判定されると、配置決定部１４は、追加設置台数を１台増加させて電力状態データを作成し、電圧変動量推定部１３は、この電力状態データを用いて前述の電圧変動量推定処理を行うことにより、新たな推定電圧変動量を算出する（Ｓ１３２）。

ここで、追加設置台数を１台増加させる場合の配置決定部１４の処理について説明する。

前述の通り、計測装置配置計画支援処理前の初期状態において、すでに１台の計測装置がノード２０ａに設置されている。配置決定部１４は、計測装置１台を追加する地点である追加設置位置を仮決定する。本実施例において、配置決定部１４は、対象電力系統内で、亘長が最も長い区間の中間地点付近を追加設置位置として仮決定する。ここでの亘長は、区間の始点ノードから区間の終点ノードまでの距離である。本実施例では、対象電力系統内で亘長が最も長い区間は、ノード２０ａからノード２０ｆに至る区間であるから、追加設置位置はその中間点であるノード２０ｄとなる。前述のノード設備データによれば、ノード２０ｄは計測装置設置可能フラグ３２が「１」であることから設置可能である。もし中間点のノードが計測装置を設置不可である場合、配置決定部１４は、もっとも中間点に近い他の設置可能な位置を追加設置位置とすればよい。あるいは、配置決定部１４は、この時点では計測装置設置可能フラグ３２を考慮せず中間地点付近のノードを追加設置位置として選択してもよい。このようにして、配置決定部１４は、ノード２０ｄを追加設置位置として仮決定する。

図１７は、計測装置を追加した場合のブランチ状態データの一例を示す。配置決定部１４は、追加設置位置の仮決定により、電力状態データ内のブランチ状態データを更新する。この図に示されるように、配置決定部１４は、ブランチ状態データにおいて、追加設置位置に対応するブランチ２１ｄの情報を追加する。これにより、ブランチ２１ｄが新たに計測される。

配置決定部１４は、仮決定前の一つの区間７００を、二つの区間７０１、７０２に分割する。その分割点は、仮決定された追加設置位置であるノード２０ｄである。

図１８は、計測装置を追加した場合の負荷中心点ノードデータの一例を示す。配置決定部１４は、追加設置位置の仮決定により、電力状態データ内の負荷中心点ノードデータを更新する。この図に示されるように、配置決定部１４は、負荷中心点ノードデータにおいて、仮決定前の区間７００の情報を削除し、新たに区間７０１の情報と区間７０２の情報を追加する。ここで区間７０１の負荷中心点はノード２０ｃであり、区間７０２の負荷中心点はノード２０ｅである。更に配置決定部１４は、それぞれの負荷中心点の負荷有効電力７４および負荷無効電力７５を算出する。

ここで、負荷中心点ノードデータの代わりに負荷中心点分布データを用いる場合について説明する。

図１９は、計測装置を追加した場合の負荷中心点分布データの一例を示す。配置決定部１４は、追加設置位置の仮決定により、電力状態データ内の負荷中心点分布データを更新する。この図に示されるように、配置決定部１４は、負荷中心点分布データにおいて、仮決定前の区間７００の情報を削除し、新たに区間７０１の情報と区間７０２の情報を追加する。更に配置決定部１４は、区間７０１、７０２のそれぞれについて、負荷中心点の中心距離８３、標準偏差８４、負荷有効電力８５および負荷無効電力８６を算出する。

前述のＳ１３２において、電圧変動量推定部１３は、計測装置を追加することにより更新された電力状態データを用いて電圧変動量推定処理を行い、再び第１電圧プロファイルと第２電圧プロファイルと第３電圧プロファイルとを算出する。

図２０は、計測装置を追加した場合の第１電圧プロファイルと第２電圧プロファイルと第３電圧プロファイルとの一例を示す。計測装置の追加前に比べて、幅Ｗは小さくなる。これは、計測装置が追加され、対象電力系統が二つの区間に分割されたことにより、負荷中心点の数が増加するとともに、負荷中心点位置が分布する範囲が狭くなり、それに伴って、Ｖｍａｘ１１５ｂとＶｍｉｎ１１５ｃの差が小さくなるためである。また、推定電圧変動量も小さくなる。電圧変動量推定部１３は、このような第１電圧プロファイル１１６ａと第２電圧プロファイル１１６ｂと第３電圧プロファイル１１６ｃを用いて、計測装置を１台追加した場合の推定電圧変動量を算出する。第１電圧プロファイル１１６ａと第２電圧プロファイル１１６ｂと第３電圧プロファイル１１６ｃのそれぞれにおいて、対象電力系統内に二つの負荷中心点が設定され、それら二つの負荷中心点で電圧プロファイルの傾きが変化する。

再びＳ１３１において、配置決定部１４は、推定電圧変動量が予め与えられた目標電圧変動量以下となるか判定する。Ｓ１３１の判定結果がＹＥＳである場合、配置決定部１４は、処理をＳ１３３へ進める。そうでなければ（Ｓ１３１の判定結果がＮＯである場合）、配置決定部１４は、再度、処理をＳ１３２へ進め、さらに追加設置台数を１台増加させ、推定電圧変動量を算出する。ここで、配置決定部１４は、前回に仮決定された追加設置位置（ノード２０ｄ）を保持するのではなく、計測装置配置計画支援処理の初期状態の計測装置の設置位置（ノード２０ａのみ設置）に加え、２台の追加計測装置を追加する。具体的には、配置決定部１４は、対象電力系統内で亘長が最も長い区間に、２台の計測装置を均等な間隔で配置する。すなわち、配置決定部１４は、その区間の亘長の１／３、２／３の地点にそれぞれ相当するノード２０ｃ、２０ｅに計測装置を配置する。このように、配置決定部１４は、ある区間にＮ台の計測装置を追加するとき、その区間内の距離を（Ｎ＋１）等分する位置にそれぞれ配置する。

なお、区間を均等分割する際、距離以外の観点で分割する分割方法がある。例えば、配置決定部１４は、分割後の各区間のインピーダンス（抵抗、またはリアクタンスなど）を均等化するように分割してもよい。前述のブランチ設備データの例では、全てのブランチにおいて、距離、抵抗（Ｒ）、リアクタンス（Ｘ）は等しい、すなわち各ブランチの電線種類が同一であることを意味する。しかし、ブランチによって電線種類が異なる場合がある。その場合、距離が同じであってもインピーダンスは異なる。したがって、インピーダンスを均等化する場合の分割地点は、距離を均等化する場合の分割地点と異なることがある。

また、別の分割方法として、分割後の各区間の電圧降下量を均等化するように対象電力系統を分割してもよい。電圧降下量は、（１）式で示されるように、ブランチの通過電流Ｉとインピーダンスによって異なる。このため、電圧降下量を均等化する場合の分割地点は、上記の各分割方法による分割地点と異なることがある。

また、別の分割方法として、分割後の各区間の需要家負荷容量を均等化するように対象電力系統を分割してもよい。需要家負荷容量とは、需要家が電力会社と契約している電力容量（最大電力）である。この分割方法を用いる場合の分割地点は、上記の各分割方法による分割地点と異なることがある。

また、別の分割方法として、前述の距離、インピーダンス、電圧降下量、需要家負荷量の少なくとも何れかに基づくパラメータを均等化するように、対象電力系統を分割してもよい。

以上のように、配置決定部１４は、Ｓ１３１においてＹＥＳと判定されるまでＳ１３２を繰り返す。なお、Ｓ１３２の処理を実行する回数が、予め定められた上限回数（追加計測装置の上限台数）に達した場合、配置決定部１４は、この旨をログファイルに出力し、このフローを終了してもよい。これにより、配置決定処理が終了せずに長期化することを防ぐことができる。

Ｓ１３１において、推定電圧変動量が目標電圧変動量以下となった場合（ＹＥＳの場合）、配置決定部１４は、処理をＳ１３３に進め、このときの追加設置台数と追加設置位置を演算結果として決定し、決定された追加設置台数および追加設置位置を示す出力データ１５を出力し、このフローを終了する。例えば、配置決定部１４は、出力データ１５を表示装置に表示させる。

以上の配置決定部１４の動作によれば、計測装置の追加設置台数および追加設置位置を決定することができる。また、推定電圧変動量が変動条件を満たすか否かを判定することにより、決定された追加設置台数および追加設置位置により、所望の計測精度が得られるか否かを判定することができる。推定電圧変動量が変動条件を満たさない場合、追加設置台数および追加設置位置を変更することにより、推定電圧変動量を変化させることができる。特に計測装置を追加することにより、推定電圧変動量を小さくすることができる。推定電圧変動量が変動条件を満たすまで、追加設置台数および追加設置位置を変更することにより、所望の計測精度を得ることができる。また、複数の計測装置の設置位置に基づく所定のパラメータが均等になるように、複数の計測装置の設置位置を決定することにより、所定のパラメータに対して最適に配置することができる。

対象電力系統内で最大の誤差の大きさを示す推定電圧変動量を算出し、対象電力系統に対して設定された目標電圧変動量と比較することにより、追加設置台数および追加設置位置により所望の計測精度が得られるか否かを判定することができる。また、対象電力系統内で指定されたノード毎に、誤差の大きさを示す推定電圧変動量を算出し、そのノードに対して設定された目標電圧変動量と比較することにより、追加設置台数および追加設置位置により所望の計測精度が得られるか否かを判定することができる。

図２１は、実施例１の出力データ１５の一例を示す。出力データ１５は、配置決定部１４によって決定される追加設置台数と追加設置位置を示す。ここで配置決定部１４は、対象電力系統内の複数のノードの中から追加設置位置を選択する。この出力データ１５は、追加計測装置毎に、追加計測装置を示す計測装置ＩＤ１８０と、当該追加計測装置の追加設置位置のノードを示す設置ノードＩＤ１８１とを含む。ここでは、追加設置台数は２台である。また、追加設置位置１７０１、１７０２は、それぞれノード２０ｂ、２０ｅである。

図２２は、実施例１の出力データ１５の変形例を示す。この場合、配置決定部１４は、追加設置位置をノードに限らず任意の位置に決定する。この出力データ１５は、追加計測装置毎に、追加計測装置を示す計測装置ＩＤ１９０と、当該追加計測装置の追加設置位置を含むブランチを示す設置ブランチＩＤ１９１と、当該ブランチの始点ノードから当該追加設置位置までの距離１９２とを含む。ここでは、追加設置台数は２台である。また、追加設置位置１７０１、１７０２は、ブランチ２０ｂ、２０ｅの始点ノードからの距離でそれぞれ表されている。

なお、配置決定部１４は、第１電圧プロファイル、第２電圧プロファイル、第３電圧プロファイルなどを、出力データ１４として出力しても良い。また、配置決定部１４は、出力データ１４を表示装置に表示させても良い。

本実施例によれば、対象電力系統の推定電圧変動量を目標電圧変動量以下とするような計測装置の追加設置台数および追加設置位置を効率的に決定することができる。

本発明の配置計画支援装置の実施例として、対象電力系統に配置する計測装置の追加設置台数および追加設置位置を決定するとともに、実際の設置条件を考慮して、追加設置台数および追加設置位置を修正することができる計測装置配置計画支援装置について説明する。

図２３は、実施例２の計測装置配置計画支援装置の構成を示す。

本実施例において、実施例１に示された部分と同一の符号を付された部分は、実施例１に示された部分と同一の機能を有する部分を示し、説明を省略する。本実施例の計測装置配置計画支援装置２は、計測装置配置計画支援装置１の構成に加えて、配置修正部１６を含む。

次に、計測装置配置計画支援装置２の動作の概要を説明する。実施例１と同様にして、電圧変動量推定部１３は、電圧変動量推定処理を行うことにより、推定電圧変動量を算出する。そして、配置決定部１４は、配置決定処理を行うことにより、推定電圧変動量が変動条件を満たすように追加設置台数および追加設置位置を仮決定する。

さらに、配置修正部１６は、実際の設置条件を考慮するために、計測装置配置計画支援装置２のユーザからの入力に基づいて、追加設置台数および追加設置位置を含む追加設置データを取得する。そして、配置決定部１４は、追加設置データに基づく推定電圧変動量が変動条件を満たすように追加設置台数および追加設置位置を修正する。

ここで、配置修正部１６および配置決定部１４により、追加設置台数および追加設置位置を修正する配置修正処理について説明する。

実施例１と同様の配置決定処理により、追加設置台数と追加設置位置を示す出力データ１５が表示されたとする。

図２４は、実施例２の出力データ１５の一例を示す。ここで配置決定部１４は、対象電力系統内の複数のノードの中から追加設置位置を選択する。ここでの追加設置台数は１台である。また、追加設置位置１７０１は、それぞれノード２０ｄである。

図２５は、実施例２の出力データ１５の変形例を示す。この場合、配置決定部１４は、追加設置位置をノードに限らず任意の位置に決定する。ここでの追加設置台数は１台である。追加設置位置１７０１は、ブランチ２０ｄの始点ノードからの距離で表されている。

ここで、実際の設置条件の観点から、配置決定処理により仮決定された追加設置位置に、計測装置を設置することが困難であるとする。その理由としては、例えば、この追加設置位置に計測装置を設置すると、すでに設置されている別の設備と空間的に干渉する場合、一般的な場所に比べ設置コストが多大である場合などが挙げられる。

図２６は、配置修正処理を示す。

配置修正部１６は、追加設置台数および追加設置位置を含む追加設置データを取得する（Ｓ２３０）。例えば、配置修正部１６は、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を用いて、出力データ１５を表示し、ユーザによる出力データ１５の修正の入力を受け付け、修正された出力データ１５を追加設置データとして取得する。ここでユーザは例えば、表示された出力データ１５内の追加設置位置を修正する。

次に、電圧変動量推定部１３は、取得された追加設置データを用いて、実施例１と同様の電圧変動量推定処理を行う（Ｓ２３１）。これにより、追加設置データに基づく新たな推定電圧変動量が算出される。

次に、配置決定部１４は、条件入力データ１１に含まれる目標電圧変動量と、Ｓ２３１で算出された推定電圧変動量とを比較する（Ｓ２３２）。比較した結果、推定電圧変動量が目標電圧変動量以下であれば（ＹＥＳの場合）、配置決定部１４は、処理をＳ２３４へ進め、そうでなければ（ＮＯの場合）、配置決定部１４は、処理をＳ２３３へ進める。

Ｓ２３２でＮＯと判定されると、配置決定部１４は、追加設置データを修正する（Ｓ２３３）。ここで配置決定部１４は、追加設置台数を１台増加させる。なお、配置決定部１４は、追加設置位置を修正しても良い。追加設置位置の修正方法は例えば、追加設置位置を予め定められた方向に隣接するノードへ移動させても良いし、予め定められた方向へ予め定められた距離だけ移動させても良い。そして、電圧変動量推定部１３は、処理をＳ２３１へ戻し、修正された追加設置データを用いて電圧変動量推定処理を行う。これにより、修正された追加設置データに基づく新たな推定電圧変動量が算出される。

そして、配置決定部１４は、処理をＳ２３２へ戻し、推定電圧変動量が目標電圧変動量以下となるか判定する。ＹＥＳの場合、配置決定部１４は、処理をＳ２３４へ進める。そうでなければ（ＮＯの場合）、配置決定部１４は、再度処理をＳ２３３へ進め、さらに仮追加データを修正し、電圧変動量推定部１３は、電圧変動量推定処理を行う。

このように、配置決定部１４は、Ｓ２３２においてＹＥＳと判定されるまでＳ２３１、Ｓ２３２、Ｓ２３３を繰り返す。なお、Ｓ２３３の処理を実行する回数が、予め定められた上限回数に達すると、配置決定部１４は、この旨をログファイルに出力し、このフローを終了してもよい。

Ｓ２３２において、推定電圧変動量が目標電圧変動量以下となった場合（ＹＥＳの場合）、配置決定部１４は、処理をＳ２３４へ進め、このときの追加設置台数および追加設置位置を演算結果として決定し、決定された追加設置台数および追加設置位置を示す出力データ１５を出力し、このフローを終了する。例えば、配置決定部１４は、出力データ１５を表示装置に表示させる。

なお、出力データ１５および追加設置データのそれぞれは、追加計測装置の設置位置に加え、電力系統内に既に設置されている計測装置の設置位置を含んでもよい。

本実施例によれば、配置決定処理により仮決定された追加設置台数および追加設置位置に対するユーザの修正を受け付け、修正された追加設置台数および追加設置位置に基づく推定電圧変動量が変動条件を満たすか否かを判定することができる。さらに修正された追加設置台数および追加設置位置に基づく推定電圧変動量が変動条件を満たすように再修正することができる。

以上の各実施例の計測装置配置計画支援処理を、電力会社が管轄する全ての電力系統に対して適用することにより、全ての電力系統に対する追加設置台数を見積もることができる。電力系統の数が多い場合、電力状態データの設定等に多大な労力を要すると考えられる。そこで、それらの電力系統をいくつかのモデル系統に分類してもよい。この場合、各モデル系統に属する電力系統の数を算出する。そして、各モデル系統に対して計測装置配置計画支援処理を行うことにより追加設置台数を決定し、各モデル系統に属する電力系統の数を乗算し、全モデル系統に亘って積算することにより、電力会社が管轄する全ての電力系統における追加設置台数を効率的に見積もることができる。モデル系統は、距離で分類されても良いし、地域に属する工場や家庭など需要家の種類で分類されても良い。

ここで、比較例として、本発明を適用せずに、特許文献１のように計測装置の設置位置の候補点の全ての組み合わせについて誤差を評価する方法について説明する。例えば、対象電力系統内に計測装置の設置位置の候補点がｎ箇所ある場合の組み合わせを考える。このとき、１台配置する場合の組み合わせは_ｎＣ_１通り、２台配置する場合の組み合わせは_ｎＣ_１通り、・・・となるため、ｍ台（１≦ｍ≦ｎ）配置する場合の組み合わせは_ｎＣ_ｍ通りと表すことができる。したがって、ｎ箇所の候補点がある場合の全体の組み合わせｆ（ｎ）は、次式で表される。

候補点の数ｎが２０のときの組み合わせは約１００万通り、ｎが５０のときの組み合わせは７×１０１３（通り）、ｎが１００のときの組み合わせは７×１０２０（通り）となる。電力系統を対象とした場合、発電機、変圧器、開閉器などの主要機器付近、あるいは系統運用上必要と判断されるいくつかの監視対象位置が対象になることが多いため、計測装置の設置位置の候補点の数が２０を超えることは少なくない。このとき計算時間を考えると、計測装置の設置位置の最適解を求めるのが困難になる。

一方、本発明の各実施例によれば、対象電力系統における電圧の変動量を推定し、推定された変動量が変動条件を満たすまで計測装置を追加することにより、比較例に比べて大幅に計算量を削減することができる。

本発明に用いられる用語について説明する。配置計画支援装置は、計測装置配置計画支援装置１、２などに対応する。演算部は、電圧変動量推定部１３、配置決定部１４、配置修正部１６などに対応する。変動量は、推定電圧変動量などに対応する。変動量閾値は、目標電圧変動量などに対応する。

本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、その趣旨から逸脱しない範囲で、他の様々な形に変更することができる。

１：計測装置配置計画支援装置 ２：計測装置配置計画支援装置 １０：電力系統データ １１：条件入力データ １２：入力部 １３：電圧変動量推定部 １４：配置決定部 １５：出力データ １６：配置修正部

Claims (14)

1. 電力系統内の設備およびセンサ内蔵開閉器を含む計測装置の配置を示す電力系統データと、前記電力系統への送出電力および前記電力系統内の負荷を示す電力状態データとを記憶する記憶部と、
   前記電力系統データと前記電力状態データとに基づいて、前記配置を判定する演算を行う演算部と、
   を備え、
   前記演算は、
   前記電力系統内の負荷中心点として、複数の負荷中心点条件にそれぞれ従う複数の負荷中心点位置を、前記電力系統データと前記電力状態データとを用いて決定し、
   前記電力系統内の電圧分布として、前記複数の負荷中心点位置にそれぞれ基づく複数の電圧分布を、前記電力系統データと前記電力状態データとを用いて算出し、
   前記複数の電圧分布の間の電圧の変動の大きさを示す変動量を推定し、
   前記変動量が予め定められた変動条件を満たすか否かを判定する、
   センサ内蔵開閉器の配置計画支援装置。
2. 前記変動量が前記変動条件を満たさないと判定された場合、前記演算部は、前記配置を変更し、前記変更された配置に基づいて前記演算を行う、
   請求項１に記載の配置計画支援装置。
3. 前記演算部は、前記変動量が前記変動条件を満たすと判定されるまで、前記変更と前記演算とを繰り返す、
   請求項２に記載の配置計画支援装置。
4. 前記演算部は、前記計測装置の設置台数を増加させることにより、前記変更を行う、
   請求項３に記載の配置計画支援装置。
5. 前記演算部は、前記増加による複数の計測装置のそれぞれの設置位置に基づく所定のパラメータが均等になるように、前記複数の計測装置のそれぞれの設置位置を決定することにより、前記変更を行う、
   請求項４に記載の配置計画支援装置。
6. 特定の計測装置に対する前記パラメータは、前記特定の計測装置の下流側に隣接する計測装置までの区間の距離と、前記区間のインピーダンスと、前記区間の電圧降下量と、前記区間における需要家負荷容量との少なくとも何れかに基づく値である、
   請求項５に記載の配置計画支援装置。
7. 前記演算部は、潮流計算または状態推定により前記複数の電圧分布のそれぞれを算出する、
   請求項６に記載の配置計画支援装置。
8. 前記演算部は、前記変動量が前記変動条件を満たすと判定された場合の計測装置の配置を、ユーザからの入力に基づいて修正し、前記修正された配置に基づいて前記演算を行い、前記修正された配置に基づく変動量が前記変動条件を満たすか否かを判定する、
   請求項７に記載の配置計画支援装置。
9. 前記修正された配置に基づく変動量が前記変動条件を満たさないと判定された場合、前記演算部は、前記修正された配置を再修正し、前記再修正された配置に基づいて前記演算を行う、
   請求項８に記載の配置計画支援装置。
10. 前記負荷データは、前記区間内の第１負荷中心点位置を示し、
    前記演算部は、前記電力系統データに示されている前記区間内の複数の位置の中で電圧降下が最も小さい位置を第２負荷中心点位置として決定し、前記複数の位置の中で電圧降下が最も大きい位置を第３負荷中心点位置として決定し、前記第１負荷中心点と前記第２負荷中心点と前記第３負荷中心点とにそれぞれ基づいて、前記第１電圧分布と前記第２電圧分布と前記第３電圧分布とを算出し、前記第１電圧分布に対する前記第２電圧分布および前記第３電圧分布の偏差の大きさの最大値を、前記変動量として推定する、
    請求項９に記載の配置計画支援装置。
11. 前記演算部は、前記電力系統データに示されている前記区間内の複数の位置の中で電圧降下が最も小さい位置を第２負荷中心点位置として決定し、前記複数の位置の中で電圧降下が最も大きい位置を第３負荷中心点位置として決定し、前記第２負荷中心点と前記第３負荷中心点とにそれぞれ基づいて、前記第２電圧分布と前記第３電圧分布とを算出し、前記第２電圧分布および前記第３電圧分布の差の大きさの最大値を、前記変動量として推定する、
    請求項９に記載の配置計画支援装置。
12. 前記記憶部は、前記変動量の閾値である変動量閾値を記憶し、
    前記演算部は、前記変動量が前記変動量閾値以下である場合、前記変動量が変動条件を満たすと判定する、
    請求項１乃至１１の何れか一項に記載の配置計画支援装置。
13. 前記電力系統データは、前記区間内の複数の位置を示し、
    前記記憶部は、前記複数の位置にそれぞれ対応する複数の変動量閾値を記憶し、
    前記演算部は、前記変動量として、前記複数の位置における前記複数の変動量をそれぞれ算出し、前記複数の変動量のすべてがそれぞれ対応する前記複数の変動量閾値以下である場合、前記変動量が変動条件を満たすと判定する、
    請求項１乃至１１の何れか一項に記載の配置計画支援装置。
14. 電力系統内の設備およびセンサ内蔵開閉器を含む計測装置の配置を示す電力系統データと、前記電力系統への送出電力および前記電力系統内の負荷を示す電力状態データとを記憶し、
    前記電力系統データと前記電力状態データとに基づいて、前記配置を判定する演算を行う、
    ことを備え、
    前記演算は、
    前記電力系統内の負荷中心点として、複数の負荷中心点条件にそれぞれ従う複数の負荷中心点位置を、前記電力系統データと前記電力状態データとを用いて決定し、
    前記電力系統内の電圧分布として、前記複数の負荷中心点位置にそれぞれ基づく複数の電圧分布を、前記電力系統データと前記電力状態データとを用いて算出し、
    前記複数の電圧分布の間の電圧の変動の大きさを示す変動量を推定し、
    前記変動量が予め定められた変動条件を満たすか否かを判定する、
    センサ内蔵開閉器の配置計画支援方法。
    

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