JP2016197948A - Power estimation device and power estimation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力推定装置および電力推定方法に関し、特に、電力系統に連系した太陽光発電装置が出力する有効電力または負荷が消費する有効電力を推定する技術に関する。 The present invention relates to a power estimation device and a power estimation method, and more particularly to a technique for estimating active power output by a photovoltaic power generation apparatus linked to a power system or active power consumed by a load.
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（実負荷）有効電力を正確に把握する必要がある。 In recent years, a large number of photovoltaic power generation devices have been introduced into the distribution system. In order to properly operate the distribution system, it is necessary to accurately grasp the active power output by the photovoltaic power generation apparatus and the active power consumed by the load (actual load).
下記に示す特許文献１には、計測した負荷の有効電力と日射量，気温から、太陽光発電装置が出力する有効電力と、負荷が消費する有効電力を推定する技術が開示されている。
また下記特許文献２には、計測した負荷の有効電力と日射量から、太陽光発電装置が出力する有効電力と、負荷が消費する有効電力を推定する技術が開示されている。
Patent Document 1 shown below discloses a technique for estimating the effective power output from the photovoltaic power generation apparatus and the effective power consumed by the load from the measured effective load power, amount of solar radiation, and temperature.
Patent Document 2 below discloses a technique for estimating the effective power output by the photovoltaic power generation apparatus and the effective power consumed by the load from the measured effective power of the load and the amount of solar radiation.
これら特許文献１及び特許文献２の両者間に本質的な違いは無く、どちらも太陽光発電装置の出力が日射量に比例することから、計測した負荷の有効電力と日射量から回帰式を構築し、得られた回帰係数に日射量を乗ずることで太陽光発電装置の有効電力を推定し、さらには計測した負荷の有効電力から推定した太陽光発電装置の有効電力の差分を取ることで実負荷の有効電力を推定するものである。 There is no essential difference between Patent Document 1 and Patent Document 2, and since the output of the photovoltaic power generation apparatus is proportional to the amount of solar radiation, a regression equation is constructed from the measured effective power of the load and the amount of solar radiation. The effective power of the photovoltaic power generation device is estimated by multiplying the obtained regression coefficient by the amount of solar radiation, and the difference in the effective power of the photovoltaic power generation device estimated from the measured effective power of the load is obtained. It estimates the active power of the load.
両者を更に詳しく比較すれば、両者の違いの根本は実負荷の仮定の仕方にある。特許文献１では、実負荷が気温に依存することから、同時間帯の実負荷を気温によって定式化した式によって実負荷を仮定する。一方、特許文献２では、実負荷が一定となる時間帯のデータを用いることを条件に、実負荷が常に一定の定数となることを仮定しているもので、両者間に本質的な差異はなく、特許文献１において、回帰式の学習データを気温によって抽出すれば、実負荷について気温を用いずに定数として仮定する特許文献２と同義になる。 If the two are compared in more detail, the difference between the two is based on the assumption of the actual load. In Patent Document 1, since the actual load depends on the air temperature, the actual load is assumed by an equation in which the actual load in the same time zone is formulated by the air temperature. On the other hand, Patent Document 2 assumes that the actual load is always a constant, on the condition that the data of the time period in which the actual load is constant is used. However, in Patent Document 1, if learning data of a regression equation is extracted by air temperature, the actual load is synonymous with Patent Document 2 that assumes a constant without using the air temperature.
特許文献１及び特許文献２では、計測した負荷の有効電力と日射量から太陽光発電装置の発電係数を算出しているが、この値は、回帰式を構築する学習データのバラつきによって様々に変動する値になる。そのため、両特許文献の課題として適切な発電係数を推定することが必要になるものである。 In Patent Document 1 and Patent Document 2, the power generation coefficient of the photovoltaic power generation apparatus is calculated from the measured effective load power and the amount of solar radiation. This value varies depending on the variation of the learning data for constructing the regression equation. The value to be Therefore, it is necessary to estimate an appropriate power generation coefficient as a problem of both patent documents.
本発明は、信頼性の高い太陽光発電装置の発電係数（実稼動容量）を推定し、それを用いて太陽光発電装置が出力する有効電力または負荷が消費する有効電力を従来技術よりも精度高く推定することを目的とするものである。 The present invention estimates the power generation coefficient (actual operating capacity) of a highly reliable photovoltaic power generation device, and uses it to estimate the effective power output by the photovoltaic power generation device or the effective power consumed by the load more accurately than the prior art. It is intended to be highly estimated.
上記課題を解決するために本発明の電力推定装置は、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、計測した電力の値と計測もしくは推定した日射量の値から太陽光発電装置が出力する有効電力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、
該電力推定装置は、
１もしくは複数の電力需要家が消費する負荷の有効電力を計測する有効電力計測手段と、
１もしくは複数の日射量を計測又は推定する日射量計測・推定手段と、
前記有効電力計測手段で計測して蓄積した過去の電力需要家が消費する負荷の有効電力と前記日射量計測・推定手段で計測又は推定して蓄積した過去の日射量とから回帰式を用いて、前記太陽光発電装置の第１の実稼動容量を推定する第１の実稼動容量推定手段と、
前記第１の実稼動容量推定手段が推定した第１の実稼動容量に対して所定の演算を行い第２の実稼動容量を推定する第２の実稼動容量推定手段と、を備え、
前記第２の実稼動容量並びに所望の推定時点における計測負荷の有効電力及び日射量を用いて、太陽光発電装置の有効電力または実負荷の有効電力を推定する、ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, a power estimation apparatus according to the present invention includes a plurality of photovoltaic power generation apparatuses and a plurality of loads connected to a power system, and a photovoltaic power generation based on a measured power value and a measured or estimated solar radiation value. In the power estimation device that estimates the effective power output by the device or the active power consumed by the load,
The power estimation device includes:
Active power measuring means for measuring active power of a load consumed by one or more power consumers;
A solar radiation amount measuring / estimating means for measuring or estimating one or a plurality of solar radiation amounts;
Using a regression equation from the effective power of the load consumed by the past power consumer measured and accumulated by the effective power measuring means and the past solar radiation amount measured or estimated by the solar radiation amount measuring / estimating means and accumulated. First actual operating capacity estimating means for estimating a first actual operating capacity of the solar power generation device;
Second actual operating capacity estimating means for performing a predetermined calculation on the first actual operating capacity estimated by the first actual operating capacity estimating means and estimating a second actual operating capacity;
The effective power of the photovoltaic power generation device or the effective power of the actual load is estimated using the second actual operating capacity and the effective power and the amount of solar radiation of the measurement load at a desired estimation time point.
また上記において、前記第２の実稼動容量推定手段は、前記第１の実稼動容量推定手段が推定した複数個の第１の実稼動容量の中から所定期間内においてバラつきの小さいデータを用いて太陽光発電装置の第２の実稼動容量を推定する、ことを特徴とする。 Further, in the above, the second actual operating capacity estimating means uses data having a small variation within a predetermined period from the plurality of first actual operating capacities estimated by the first actual operating capacity estimating means. The second actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus is estimated.
また上記において、前記第２の実稼動容量推定手段は、前記第１の実稼動容量の各日の標準偏差を算出する手段、および、所定の期間において偏差が所定値以下である複数の前記標準偏差を抽出し、それらの統計値を太陽光発電装置の第２の実稼動容量として算出する手段を有する、ことを特徴とする。 Further, in the above, the second actual operating capacity estimating means includes means for calculating a standard deviation of each day of the first actual operating capacity, and a plurality of the standards whose deviation is not more than a predetermined value in a predetermined period. It has a means to extract a deviation and to calculate those statistical values as the second actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus.
また上記において、前記第２の実稼動容量推定手段は、所定の期間における前記第１の実稼動容量の中から、所定の閾値の範囲を満たす前記第１の実稼動容量を複数抽出する手段、および、それらの統計値を第２の実稼動容量として算出する手段を有する、ことを特徴とする。 Further, in the above, the second actual operating capacity estimation means extracts a plurality of the first actual operating capacity satisfying a predetermined threshold range from the first actual operating capacity in a predetermined period, And it has the means to calculate those statistical values as 2nd actual working capacity, It is characterized by the above-mentioned.
さらに上記のいずれかにおいて、前記第１の実稼動容量推定手段は、太陽光発電装置の有効電力と日射量の線形な関係から太陽光発電装置の第１の実稼動容量を推定する、ことを特徴とする。 Further, in any one of the above, the first actual operating capacity estimation means estimates the first actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus from a linear relationship between the active power of the photovoltaic power generation apparatus and the amount of solar radiation. Features.
さらに上記のいずれかにおいて、前記計測負荷の有効電力は、前記所望の推定時点に近似する過去の計測負荷の有効電力である、ことを特徴とする。
上記課題を解決するために本発明の電力推定方法は、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、計測した電力の値と計測もしくは推定した日射量の値から太陽光発電装置が出力する有効電力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もしくは複数の電力需要家が消費する負荷の有効電力を計測するステップ、
１もしくは複数の日射量を計測又は推定するステップ、
前記計測して蓄積した過去の電力需要家が消費する負荷の有効電力と前記計測又は推定して蓄積した過去の日射量とから回帰式を用いて、前記太陽光発電装置の第１の実稼動容量を推定するステップ、
推定した前記第１の実稼動容量に対して所定の演算を行い第２の実稼動容量を推定するステップ、
前記第２の実稼動容量並びに所望の推定時点における計測負荷の有効電力及び日射量を用いて、太陽光発電装置の有効電力または実負荷の有効電力を推定するステップ、を含むことを特徴とする。
Furthermore, in any of the above, the active power of the measurement load is the effective power of a past measurement load that approximates the desired estimation time point.
In order to solve the above problems, a power estimation method according to the present invention includes a plurality of photovoltaic power generation devices and a plurality of loads connected to an electric power system, and a photovoltaic power generation from a measured power value and a measured or estimated solar radiation value. A power estimation method in a power estimation device that estimates active power output by a device or active power consumed by a load,
Measuring the active power of a load consumed by one or more power consumers;
Measuring or estimating one or more solar radiation amounts;
The first actual operation of the photovoltaic power generation apparatus using a regression equation from the effective power of the load consumed by the past power consumer measured and accumulated and the past solar radiation amount accumulated by the measurement or estimation Estimating capacity,
Performing a predetermined calculation on the estimated first actual operating capacity to estimate a second actual operating capacity;
Estimating the effective power of the photovoltaic power generation apparatus or the effective power of the actual load using the second actual operating capacity and the effective power and solar radiation amount of the measurement load at a desired estimation time point. .
また上記において、前記太陽光発電装置の第２の実稼動容量を推定するステップは、推定して求めた前記第１の実稼動容量の中から所定期間内においてバラつきの小さい複数個のデータを用いて太陽光発電装置の第２の実稼動容量を推定するステップ、を含むことを特徴とする。 Further, in the above, the step of estimating the second actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus uses a plurality of data having small variations within a predetermined period from the first actual operating capacity obtained by estimation. And estimating a second actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus.
また上記において、前記太陽光発電装置の第２の実稼動容量を推定するステップは、前記第１の実稼動容量の各日の標準偏差を算出するステップ、および、所定の期間において偏差が所定値以下である複数の前記標準偏差を抽出し、それらの統計値を太陽光発電装置の第２の実稼動容量として算出するステップ、を含むことを特徴とする。 Further, in the above, the step of estimating the second actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus includes the step of calculating the standard deviation of each day of the first actual operating capacity, and the deviation is a predetermined value in a predetermined period. Extracting a plurality of standard deviations as follows, and calculating their statistical values as the second actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus.
また上記において、前記太陽光発電装置の第２の実稼動容量を推定するステップは、所定の期間における前記第１の実稼動容量の中から、所定の閾値の範囲を満たす前記第１の実稼動容量を複数抽出するステップ、および、それらの統計値を太陽光発電装置の第２の実稼動容量として算出するステップ、を含むことを特徴とする。 Further, in the above, the step of estimating the second actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus includes the first actual operating capacity satisfying a predetermined threshold range from the first actual operating capacity in a predetermined period. A step of extracting a plurality of capacities, and a step of calculating a statistical value thereof as a second actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus.
さらに上記のいずれかにおいて、前記太陽光発電装置の第１の実稼動容量を推定するステップは、太陽光発電装置の有効電力と日射量の線形な関係から太陽光発電装置の実稼動容量を推定するステップ、を含むことを特徴とする。 Furthermore, in any of the above, the step of estimating the first actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus estimates the actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus from a linear relationship between the active power of the photovoltaic power generation apparatus and the amount of solar radiation. The step of carrying out is included.
さらに上記のいずれかにおいて、前記計測負荷の有効電力は、前記所望の推定時点に近似する過去の計測負荷の有効電力である、ことを特徴とする。 Furthermore, in any of the above, the active power of the measurement load is the effective power of a past measurement load that approximates the desired estimation time point.
本発明によれば、信頼性の高い太陽光発電装置の実稼動容量を推定して求めるので、精度良く実負荷の有効電力または太陽光発電装置の有効電力を推定することができる。 According to the present invention, since the actual operating capacity of a highly reliable photovoltaic power generation apparatus is estimated and obtained, the effective power of the actual load or the effective power of the photovoltaic power generation apparatus can be estimated with high accuracy.
以下、本発明の実施の形態について、図面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。図１において本発明の実施形態に係る配電系統は、変電所１以下の配電線に、日射量計Ｉ、負荷および太陽光発電装置がつながる構成になっている。図示例で配電線は、Ａ系統、Ｂ系統に分けられているが、配電線には１もしくは複数の電力計P1，・・・,P4が設けられており、当該電力計P1，・・・,P4が計測した有効電力は定期的に電力推定装置１０に伝送される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a power distribution system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the distribution system according to the embodiment of the present invention is configured such that a solar radiation meter I, a load, and a solar power generation device are connected to a distribution line below the substation 1. In the illustrated example, the distribution line is divided into A system and B system, but the distribution line is provided with one or more wattmeters P1,..., P4, and the wattmeters P1,. The active power measured by P4 is periodically transmitted to the power estimation apparatus 10.
また日射量計Ｉによって計測された日射量も定期的に電力推定装置１０に伝送される。なお、日射量計Ｉを設置することは、本発明において必須の構成要素ではなく、日射量計Ｉが設置されていなくとも、電力推定装置１０において気象庁などが提供する日照時間を基に所定の計算式により日射量を推定しそれを用いるようにしても良い。 Further, the amount of solar radiation measured by the solar radiation meter I is also periodically transmitted to the power estimation device 10. The installation of the solar radiation meter I is not an essential component in the present invention. Even if the solar radiation meter I is not installed, a predetermined amount of solar radiation I is provided based on the sunshine hours provided by the Japan Meteorological Agency or the like in the power estimation device 10. The amount of solar radiation may be estimated by a calculation formula and used.
また、配電系統には１以上の日射量計Ｉ（図１では１つ）が設置されるとともに該日射量計Ｉによって計測された日射量が上記した複数の電力計と同様に電力推定装置１０に伝送され、電力推定装置１０において負荷が消費する有効電力および太陽光発電装置が出力する有効電力の推定に利用される。 In addition, one or more solar radiation meters I (one in FIG. 1) are installed in the distribution system, and the solar radiation amount measured by the solar radiation meter I is the power estimation apparatus 10 in the same manner as the plurality of power meters described above. And is used for estimating the effective power consumed by the load in the power estimation apparatus 10 and the effective power output by the photovoltaic power generation apparatus.
ところで図１には太陽光発電装置が一般家庭の屋根に設置されている例が示されており、太陽光発電装置によって発電された電力は、インバータを介して交流に変換されて一般家庭で消費されるとともに発電余力が生じた場合には系統に電力を供給することも可能にされている。 By the way, FIG. 1 shows an example in which a solar power generation device is installed on a roof of an ordinary household, and the electric power generated by the solar power generation device is converted into alternating current through an inverter and consumed in an ordinary household. At the same time, it is possible to supply power to the grid when there is a surplus power generation.
また配電系統には、一般家庭だけでなく工場も接続されている。そして図示例の工場は、太陽光発電装置(発電パネル)を有さずに、工場内に設置されている、モータ、コンデンサ（リアクタンス）、一般的な電力負荷、等から成るエネルギーを消費する負荷が接続され、配電線を経て供給される電力を消費するものとして記述されている。 In addition, not only ordinary households but also factories are connected to the power distribution system. The factory shown in the figure does not have a solar power generation device (power generation panel), and is a load that consumes energy consisting of a motor, a capacitor (reactance), a general power load, etc. installed in the factory. Is connected and consumes the power supplied via the distribution line.
なお、無効電力補償装置２０は、無効電力の調整を行うもので、それ自体の機能は当業者に知られているのでその説明を省略する。
また、図１に示す配電系統の構成例は、単なる例示であり、実際は、これより多くの一般家庭、工場等が配電線に接続されることになる。
The reactive power compensator 20 adjusts the reactive power, and its function is known to those skilled in the art, and the description thereof is omitted.
Further, the configuration example of the power distribution system shown in FIG. 1 is merely an example, and in fact, more general homes, factories, and the like are connected to the power distribution lines.
図２は、本発明の実施形態に係る電力推定装置の構成を示す図である。図２に示す本発明の電力推定装置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）、内部メモリ、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が内部メモリを使用しながら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推定処理部１４の機能を実現する。 FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the power estimation apparatus according to the embodiment of the present invention. The power estimation apparatus 10 of the present invention shown in FIG. 2 is composed of a general-purpose apparatus that processes information such as a computer. The apparatus includes a CPU (Central Processing Unit), a storage device (hard disk), although not particularly shown. ), A hardware configuration well known to those skilled in the art, such as an internal memory, a communication function unit, an input / output interface, and an input / output device. A predetermined application program is stored in advance in the storage device, and the function of the estimation processing unit 14 described below is realized by the CPU reading and executing the application program while using the internal memory.
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，メモリ部１２，出力部１３および推定処理部１４がバス１５により相互に接続される。
入力部１１は、電力計P1〜P4から計測された有効電力、日射量計Ｉから計測された日射量を収集する。なお、日射量は、電力推定装置１０によって推定された値でも良い。例えば、日照時間が、「直達日射量が0.12kW/m2以上」として定義されていることから、気象庁によって配信されている日照時間から日射量を推定することができる。また、気象情報・暦情報も外部装置（不図示）から収集、もしくはオペレータ（不図示）により直接入力できるものとする。
The input unit 11, the memory unit 12, the output unit 13, and the estimation processing unit 14 are connected to each other via a bus 15 under the hardware configuration included in the power estimation apparatus 10.
The input unit 11 collects the active power measured from the wattmeters P1 to P4 and the amount of solar radiation measured from the solar radiation meter I. The solar radiation amount may be a value estimated by the power estimation device 10. For example, since the sunshine duration is defined as “the direct solar radiation amount is 0.12 kW / m 2 or more”, the solar radiation amount can be estimated from the sunshine hours distributed by the Japan Meteorological Agency. It is also assumed that weather information / calendar information can be collected from an external device (not shown) or directly input by an operator (not shown).
メモリ部１２は、入力部１１から入力された情報を蓄積するとともに、後述する推定処理部１４などの他の機能で処理した情報を蓄積する。
出力部１３は、装置内に設けられた上記ＣＰＵ（不図示）が予め格納されているアプリケーションプログラム（不図示）を用いて計算してメモリ部１２内に蓄積された情報を、例えば装置内のディスプレイ(不図示)に表示したり、紙にプリントアウトすることができ、更に外部（不図示）に出力することもできる。
The memory unit 12 accumulates information input from the input unit 11 and information processed by other functions such as an estimation processing unit 14 described later.
The output unit 13 calculates information stored in the memory unit 12 by using an application program (not shown) stored in advance by the CPU (not shown) provided in the device, for example, in the device. It can be displayed on a display (not shown), printed out on paper, and further output to the outside (not shown).
推定処理部１４は、後述する回帰式によって太陽光発電装置の第１の実稼動容量を推定し、その結果から信頼性の高い太陽光発電装置の第２の実稼動容量を推定により求めて、実負荷（有効電力）と太陽光発電量（有効電力）の推定を行うもので、後で詳しく説明する。 The estimation processing unit 14 estimates the first actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus by a regression equation described later, and obtains the second actual operating capacity of the highly reliable photovoltaic power generation apparatus from the result by estimation, The actual load (active power) and the amount of photovoltaic power generation (active power) are estimated and will be described in detail later.
なお、推定対象は、図１において電力計P1の有効電力を用いた場合は電力計P1より下流となり、電力計P2の有効電力を用いた場合は電力計P2より下流となる。
図３は、本発明の実施形態に係る配電系統における定式化の系統構成縮約を示す図である。なお本発明は、配電系統だけではなく、送電系統にも適用可能である。
The estimation target is downstream from the wattmeter P1 when the active power of the wattmeter P1 is used in FIG. 1, and downstream from the wattmeter P2 when the active power of the wattmeter P2 is used.
FIG. 3 is a diagram illustrating a system configuration reduction of the formulation in the power distribution system according to the embodiment of the present invention. In addition, this invention is applicable not only to a power distribution system but to a power transmission system.
図４は、本発明の実施形態に係る計測負荷の傾向並びに計測負荷と日射量の関係を示す図である。図４（ａ）は、時刻を横座標軸にとり、計測負荷を縦座標軸にとり、各時刻における計測負荷を示した図である。図４（ａ）に示すように、計測される負荷は、晴天時に太陽光発電装置の出力の影響を受けて小さくなり、降雨時に太陽光発電装置の出力の影響を受けないために大きくなる。 FIG. 4 is a diagram illustrating a trend of the measurement load and a relationship between the measurement load and the solar radiation amount according to the embodiment of the present invention. FIG. 4A is a diagram showing the measurement load at each time with the time on the abscissa axis and the measurement load on the ordinate axis. As shown in FIG. 4A, the measured load becomes smaller due to the influence of the output of the photovoltaic power generation apparatus during fine weather, and becomes larger because it is not affected by the output of the photovoltaic power generation apparatus during rainfall.
この関係を、潮流の有効電力（計測負荷）を縦座標軸にまた日射量を横座標軸にして、昼間のある時間帯(図４（ａ）中に矩形表示)における同時刻のデータ（計測負荷）を図４（ｂ）に示すように座標にプロットすると、日射量に応じて、すなわち、日射量が小さいときは計測負荷と実負荷とがほぼ同じになり、日射量が大きくなるに比例して計測負荷は実負荷より小さくなるグラフとなる。 This relationship is represented by the same time data (measurement load) in a certain daytime period (rectangular display in Fig. 4 (a)), with the tidal current power (measurement load) on the ordinate axis and the amount of solar radiation on the abscissa axis. Is plotted on the coordinates as shown in FIG. 4B, according to the amount of solar radiation, that is, when the amount of solar radiation is small, the measurement load and the actual load are almost the same, and in proportion to the amount of solar radiation increasing The measurement load is a graph smaller than the actual load.
このことから、過去の計測負荷の有効電力と日射量の分布を取り、以下の(１)式，(２)式に表される式にしたがって回帰式の傾きを求めることで、太陽光発電装置の実稼動容量を算出することができる。すなわち、 From this, the distribution of the active power and solar radiation of the past measurement load is taken, and the slope of the regression equation is obtained according to the following equations (1) and (2). The actual operating capacity can be calculated. That is,
また、f(temp, daytype)は、通常は次数が２次の式で表されるものであるが、気温が高い領域，低い領域など範囲を区切って次数が１次の式として定式化したり、他の気象条件、イベント情報、電気料金等の需要要因を用いて定式化することもできる。 In addition, f (temp, daytype) is usually expressed by a quadratic expression, but the order is formulated as a primary expression by dividing a range such as a high temperature region or a low temperature region, It can also be formulated using demand factors such as other weather conditions, event information, and electricity charges.
図５は、本発明の実施形態に係る学習データによる回帰式の一例を示す図である。算出される太陽光発電装置の実稼動容量は、図示例の学習データ(１)と学習データ(２)のグループのように、学習データのバラつきによって異なる値になってしまう。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a regression equation based on learning data according to the embodiment of the present invention. The actual operating capacity of the calculated photovoltaic power generation device becomes a different value depending on the variation of the learning data, such as the group of learning data (1) and learning data (2) in the illustrated example.
そこで、太陽光発電装置の実稼動容量は常に一定となるとみなされることから、事前に第１の実稼動容量推定手段を使って太陽光発電装置の第１の実稼動容量を推定により求め、求めた太陽光発電装置の実稼動容量から、第２の実稼動容量推定手段を使って信頼性の高い太陽光発電装置の第２の実稼動容量をさらに推定により求める。 Therefore, since the actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus is always considered to be constant, the first actual operating capacity estimation means is used to obtain the first actual operating capacity by estimation using the first actual operating capacity estimation means in advance. From the actual operating capacity of the solar power generation device, the second actual operating capacity estimation means is used to further estimate the second actual operating capacity of the highly reliable solar power generation device.
すなわち第１及び第２の実稼動容量推定手段を使って信頼性の高い太陽光発電装置の(第２の)実稼動容量を推定により求めておき、計測負荷の有効電力と日射量とを用いることで、次の(３)式，(４)式から太陽光発電装置の有効電力と実負荷の有効電力を推定することが可能となる。 That is, by using the first and second actual operating capacity estimation means, the (second) actual operating capacity of the highly reliable photovoltaic power generation apparatus is obtained by estimation, and the effective power and solar radiation amount of the measurement load are used. Thus, it is possible to estimate the effective power of the photovoltaic power generation apparatus and the actual load from the following expressions (3) and (4).
ステップS１における学習データの作成では、入力された推定日までの電力需要家が消費する負荷の有効電力と日射量から回帰式の学習データを作成する。
学習データの抽出方法は、実負荷が一定となるように、時間帯、気象情報、イベント情報、電力価格、暦情報等の需要要因から推定日に類似した日を抽出する。例えば推定日の暦情報が平日、推定時間帯の気温が 25℃ と与えられた場合は、暦情報が平日、同時間帯の気温が 25℃±3℃ 以内の過去データを複数抽出する。また、学習データのサンプル数は、任意に決定できるものとする。このとき、作成した学習データの形式は、以下の表１のように示すことができる。
In the creation of learning data in step S1, learning data of a regression equation is created from the active power and the amount of solar radiation consumed by the power consumer up to the input estimated date.
The learning data extraction method extracts days similar to the estimated date from demand factors such as time zone, weather information, event information, power price, and calendar information so that the actual load is constant. For example, if the calendar information for the estimated date is a weekday and the temperature for the estimated time zone is 25 ° C, multiple past data with the calendar information for weekdays and the temperature for the same time zone within 25 ° C ± 3 ° C are extracted. In addition, the number of learning data samples can be arbitrarily determined. At this time, the format of the created learning data can be shown as shown in Table 1 below.
次にステップS３において、信頼性の高い太陽光発電装置の第２の実稼動容量の推定（第２の実稼動容量推定手段を使った推定）を行う。上記ステップS２において推定（算出）した太陽光発電装置の第１の実稼動容量αPVには学習データのバラつきによって誤差が少なからず含まれているため、検定により妥当な実稼動容量αPVを抽出し、稼動信頼性の高い太陽光発電装置の第２の実稼動容量ΑPVを推定（算出）する。第１の実稼動容量推定手段を使った推定した第１の実稼動容量に対して所定の演算を行う第２の実稼動容量推定手段を使って、信頼性の高い太陽光発電装置の第２の実稼動容量を推定するための手順を以下に説明する。 Next, in step S3, the second actual operating capacity of the highly reliable photovoltaic power generation apparatus is estimated (estimation using the second actual operating capacity estimating means). The first actual operating capacity α PV of the photovoltaic power generation apparatus estimated (calculated) in step S2 above contains some errors due to variations in the learning data, so a valid actual operating capacity α PV is extracted by testing. Then, estimate (calculate) the second actual operating capacity Α PV of the photovoltaic power generation apparatus with high operation reliability. Using the second actual operating capacity estimating means for performing a predetermined operation on the estimated first actual operating capacity using the first actual operating capacity estimating means, the second of the highly reliable photovoltaic power generation apparatus The procedure for estimating the actual operating capacity is described below.
手順１：太陽光発電装置の第１の実稼動容量αPVを検定し、妥当な複数個の実稼動容量αPVを抽出する。検定方法は、a)実稼動容量αPVのバラつきを考慮した方法、もしくは、b)妥当な実稼動容量αPVの閾値を用いた方法を用いる。 Procedure 1: The first actual operating capacity α PV of the photovoltaic power generation apparatus is verified, and a plurality of reasonable actual operating capacities α PV are extracted. As the verification method, a) a method that takes into account the variation of the actual operating capacity α PV , or b) a method that uses a reasonable threshold value of the actual operating capacity α PV is used.
a) 実稼動容量αPVのバラつきを考慮した方法では、S２において推定した1日の実稼動容量αPVの標準偏差を各日ごとに算出し、実稼動容量αPVの標準偏差が小さい（偏差が所定値以下の）日を妥当な実稼動容量αPVとして所定の期間から抽出する。 In a) considering variations in the production capacity alpha PV method, the standard deviation of the production capacity alpha PV daily estimated and calculated for each day in S2, the standard deviation of the production capacity alpha PV is small (deviation Are extracted from a predetermined period as a reasonable actual operating capacity α PV .
b) 実稼動容量の閾値を用いた方法では、実稼動容量の閾値（太陽光発電装置の契約容量等）を運用者が設定し、S２において推定した実稼動容量αPVが前記閾値の範囲を満たすデータを所定の期間から抽出する。 b) In the method using the threshold of actual operating capacity, the operator sets the threshold of actual operating capacity (contract capacity of solar power generation equipment, etc.), and the actual operating capacity α PV estimated in S2 is within the above threshold range. Data to be satisfied is extracted from a predetermined period.
手順２：手順１にて抽出した複数個の実稼動容量αPVから、それらの統計値を信頼性の高い太陽光発電装置の第２の実稼動容量ΑPVとして算出する。統計値は、実稼動容量αPVの平均値や中央値や最頻値，または気温等の因子を説明変数とした回帰式等を用いる。 Step 2: From the plurality of actual operating capacities α PV extracted in Step 1, the statistical values are calculated as the second actual operating capacities PV of the highly reliable photovoltaic power generation apparatus. Statistic used production capacity α average value of PV, a median value and a mode value, or the temperature regression equation was factors as explanatory variables such like.
図７は、太陽光発電装置の実稼動容量αPVの検定方法として、a) 実稼動容量αPVのバラつきを考慮した方法を用いて、本発明の実施形態に係る信頼性の高い太陽光発電装置の第２の実稼動容量の推定の様子を示す図である。図７に示すグラフの意義についてその概略を説明すると、複数の鋸歯状の波形は、上記ステップS２において推定（算出）した太陽光発電装置の実稼動容量αPVのバラつき具合を示している。複数の波形のうち、上述したように１日の実稼動容量αPVのバラつきが小さいデータ、すなわち鋸の歯が尖っていない、もしくは尖り方が小さい波形の１又は複数のデータを検定することで、信頼性の高い太陽光発電装置の第２の実稼動容量ΑPVを推定（算出）する。 FIG. 7 shows a method for validating the actual operating capacity α PV of the photovoltaic power generation apparatus, using a) a method that considers the variation in the actual operating capacity α PV , and a highly reliable photovoltaic power generation according to the embodiment of the present invention. It is a figure which shows the mode of the estimation of the 2nd actual working capacity of an apparatus. The outline of the significance of the graph shown in FIG. 7 will be described. A plurality of sawtooth waveforms indicate variations in the actual operating capacity α PV of the photovoltaic power generation apparatus estimated (calculated) in step S2. Among the multiple waveforms, as described above, it is possible to test the data with a small variation in the actual operating capacity α PV per day, that is, one or a plurality of data with a waveform in which the saw teeth are not sharp or the sharpness is small. Estimate (calculate) the second actual operating capacity Α PV of the highly reliable photovoltaic power generation device.
ここで再び図６の推定処理フローに戻り、ステップS４における実負荷と太陽光発電量の推定では、推定（算出）した信頼性の高い太陽光発電装置の第２の実稼動容量ΑPV及び推定時刻の電力需要家が消費する負荷の有効電力と日射量を用いて、上記した(３)式，(４)式により実負荷と太陽光発電装置の有効電力を推定する。 Here, returning to the estimation processing flow of FIG. 6 again, in the estimation of the actual load and the amount of photovoltaic power generation in step S4, the estimated (calculated) second actual operating capacity Α PV of the highly reliable photovoltaic power generation device and the estimation Using the effective power and the amount of solar radiation consumed by the power consumer at the time, the actual load and the effective power of the photovoltaic power generation apparatus are estimated by the above-described equations (3) and (4).
なお、上記したステップS１〜ステップS３の処理を日ごとにオフラインで行い、上記したステップS４の処理をオンラインで行うことで常に安定した実負荷と太陽光発電装置の有効電力の推定を行うことができる。 It is to be noted that the above-described steps S1 to S3 are performed off-line every day, and the above-described step S4 is performed on-line, so that it is possible to always estimate the actual load and the effective power of the photovoltaic power generation device. it can.
図８は、本発明による実負荷推定結果を真値と比較して示したグラフである。図８では、計測周期を15分周期(１日96点)とし、電力需要家の実データを用いた年間オンライ評価を実施した際の結果である。図８に示すことから、本発明による実負荷の推定は真値に追従しており、推定精度が良好であることがわかる。 FIG. 8 is a graph showing an actual load estimation result according to the present invention compared with a true value. In FIG. 8, the measurement cycle is a 15 minute cycle (96 points per day), and the results are obtained when annual online evaluation is performed using actual data of power consumers. FIG. 8 shows that the estimation of the actual load according to the present invention follows the true value and the estimation accuracy is good.
１ 変電所
１０ 電力推定装置
１１ 入力部
１２ メモリ部
１３ 出力部
１４ 推定処理部
１５ バス
２０ 無効電力補償装置
３０ 開閉器S5
Ｉ 日射量計
P1〜P4 電力計
S1〜S4 開閉器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substation 10 Electric power estimation apparatus 11 Input part 12 Memory part 13 Output part 14 Estimation processing part 15 Bus 20 Reactive power compensation apparatus 30 Switch S5
I Solar radiation meter
P1 to P4 Wattmeter
S1-S4 switch
Claims (12)
該電力推定装置は、
１もしくは複数の電力需要家が消費する負荷の有効電力を計測する有効電力計測手段と、
１もしくは複数の日射量を計測又は推定する日射量計測・推定手段と、
前記有効電力計測手段で計測して蓄積した過去の電力需要家が消費する負荷の有効電力と前記日射量計測・推定手段で計測又は推定して蓄積した過去の日射量とから回帰式を用いて、前記太陽光発電装置の第１の実稼動容量を推定する第１の実稼動容量推定手段と、
前記第１の実稼動容量推定手段が推定した第１の実稼動容量に対して所定の演算を行い第２の実稼動容量を推定する第２の実稼動容量推定手段と、を備え、
前記第２の実稼動容量並びに所望の推定時点における計測負荷の有効電力及び日射量を用いて、太陽光発電装置の有効電力または実負荷の有効電力を推定する、
ことを特徴とする電力推定装置。 Multiple photovoltaic power generation devices and multiple loads are connected to the power system, and the effective power output from the photovoltaic power generation device or the effective power consumed by the load is estimated from the measured power value and the measured or estimated solar radiation value. In the power estimation device to
The power estimation device includes:
Active power measuring means for measuring active power of a load consumed by one or more power consumers;
A solar radiation amount measuring / estimating means for measuring or estimating one or a plurality of solar radiation amounts;
Using a regression equation from the effective power of the load consumed by the past power consumer measured and accumulated by the effective power measuring means and the past solar radiation amount measured or estimated by the solar radiation amount measuring / estimating means and accumulated. First actual operating capacity estimating means for estimating a first actual operating capacity of the solar power generation device;
Second actual operating capacity estimating means for performing a predetermined calculation on the first actual operating capacity estimated by the first actual operating capacity estimating means and estimating a second actual operating capacity;
Estimating the effective power of the photovoltaic power generation apparatus or the effective power of the actual load using the second actual operating capacity and the effective power and the amount of solar radiation of the measurement load at a desired estimation time point,
A power estimation apparatus.
前記第２の実稼動容量推定手段は、前記第１の実稼動容量推定手段が推定した複数個の第１の実稼動容量の中から所定期間内においてバラつきの小さいデータを用いて太陽光発電装置の第２の実稼動容量を推定する、ことを特徴とする電力推定装置。 The power estimation apparatus according to claim 1,
The second actual operating capacity estimation means uses the data having a small variation within a predetermined period from the plurality of first actual operating capacities estimated by the first actual operating capacity estimation means. A power estimation apparatus characterized by estimating the second actual operating capacity.
前記第２の実稼動容量推定手段は、前記第１の実稼動容量の各日の標準偏差を算出する手段、および、所定の期間において偏差が所定値以下である複数の前記標準偏差を抽出し、それらの統計値を太陽光発電装置の第２の実稼動容量として算出する手段を有する、ことを特徴とする電力推定装置。 The power estimation apparatus according to claim 2, wherein
The second actual operating capacity estimation means extracts means for calculating a standard deviation of each day of the first actual operating capacity, and extracts a plurality of standard deviations whose deviations are equal to or smaller than a predetermined value in a predetermined period. A power estimation device comprising means for calculating those statistical values as the second actual operating capacity of the photovoltaic power generation device.
前記第２の実稼動容量推定手段は、所定の期間における前記第１の実稼動容量の中から、所定の閾値の範囲を満たす前記第１の実稼動容量を複数抽出する手段、および、それらの統計値を第２の実稼動容量として算出する手段を有する、ことを特徴とする電力推定装置。 The power estimation apparatus according to claim 1,
The second actual operating capacity estimation means extracts a plurality of the first actual operating capacities satisfying a predetermined threshold range from the first actual operating capacities in a predetermined period; and A power estimation apparatus comprising means for calculating a statistical value as a second actual operating capacity.
前記第１の実稼動容量推定手段は、太陽光発電装置の有効電力と日射量の線形な関係から太陽光発電装置の第１の実稼動容量を推定する、ことを特徴とする電力推定装置。 In the electric power estimation apparatus of any one of Claims 1-4,
The first actual operating capacity estimation means estimates the first actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus from a linear relationship between the effective power of the photovoltaic power generation apparatus and the amount of solar radiation.
前記計測負荷の有効電力は、前記所望の推定時点に近似する過去の計測負荷の有効電力である、ことを特徴とする電力推定装置。 In the electric power estimation apparatus of any one of Claims 1-5,
The power estimation apparatus according to claim 1, wherein the effective power of the measurement load is an effective power of a past measurement load that approximates the desired estimation time point.
１もしくは複数の電力需要家が消費する負荷の有効電力を計測するステップ、
１もしくは複数の日射量を計測又は推定するステップ、
前記計測して蓄積した過去の電力需要家が消費する負荷の有効電力と前記計測又は推定して蓄積した過去の日射量とから回帰式を用いて、前記太陽光発電装置の第１の実稼動容量を推定するステップ、
推定した前記第１の実稼動容量に対して所定の演算を行い第２の実稼動容量を推定するステップ、
前記第２の実稼動容量並びに所望の推定時点における計測負荷の有効電力及び日射量を用いて、太陽光発電装置の有効電力または実負荷の有効電力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。 Multiple photovoltaic power generation devices and multiple loads are connected to the power system, and the effective power output from the photovoltaic power generation device or the effective power consumed by the load is estimated from the measured power value and the measured or estimated solar radiation value. A power estimation method in a power estimation device that comprises:
Measuring the active power of a load consumed by one or more power consumers;
Measuring or estimating one or more solar radiation amounts;
The first actual operation of the photovoltaic power generation apparatus using a regression equation from the effective power of the load consumed by the past power consumer measured and accumulated and the past solar radiation amount accumulated by the measurement or estimation Estimating capacity,
Performing a predetermined calculation on the estimated first actual operating capacity to estimate a second actual operating capacity;
Estimating the effective power of the photovoltaic power generation apparatus or the effective power of the actual load using the second actual operating capacity and the effective power and solar radiation of the measurement load at a desired estimation time point;
A power estimation method comprising:
前記太陽光発電装置の第２の実稼動容量を推定するステップは、推定して求めた前記第１の実稼動容量の中から所定期間内においてバラつきの小さい複数個のデータを用いて太陽光発電装置の第２の実稼動容量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。 The power estimation method according to claim 7, wherein
The step of estimating the second actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus uses a plurality of data having small variations within a predetermined period from the estimated first actual operating capacity. Estimating the second actual operating capacity of the apparatus.
前記太陽光発電装置の第２の実稼動容量を推定するステップは、前記第１の実稼動容量の各日の標準偏差を算出するステップ、および、所定の期間において偏差が所定値以下である複数の前記標準偏差を抽出し、それらの統計値を太陽光発電装置の第２の実稼動容量として算出するステップ、を含むことを特徴とする電力推定方法。 The power estimation method according to claim 8, wherein
The step of estimating the second actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus includes a step of calculating a standard deviation of each day of the first actual operating capacity, and a plurality of deviations that are less than or equal to a predetermined value in a predetermined period Extracting the standard deviation and calculating a statistical value thereof as a second actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus.
前記太陽光発電装置の第２の実稼動容量を推定するステップは、所定の期間における前記第１の実稼動容量の中から、所定の閾値の範囲を満たす前記第１の実稼動容量を複数抽出するステップ、および、それらの統計値を太陽光発電装置の第２の実稼動容量として算出するステップ、を含むことを特徴とする電力推定方法。 The power estimation method according to claim 7, wherein
The step of estimating the second actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus extracts a plurality of the first actual operating capacities satisfying a predetermined threshold range from the first actual operating capacities in a predetermined period. And a step of calculating those statistical values as a second actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus.
前記太陽光発電装置の第１の実稼動容量を推定するステップは、太陽光発電装置の有効電力と日射量の線形な関係から太陽光発電装置の実稼動容量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。 In the electric power estimation method of any one of Claims 7-10,
The step of estimating the first actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus includes the step of estimating the actual operating capacity of the photovoltaic power generation apparatus from a linear relationship between the active power of the photovoltaic power generation apparatus and the amount of solar radiation. A characteristic power estimation method.
前記計測負荷の有効電力は、前記所望の推定時点に近似する過去の計測負荷の有効電力である、ことを特徴とする電力推定方法。 The power estimation method according to any one of claims 7 to 11,
The power estimation method according to claim 1, wherein the effective power of the measurement load is an effective power of a past measurement load approximated to the desired estimation time point.
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