JP2019154133A - 高圧本線の電圧を求める方法およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】変圧器１次側の高圧本線の電圧を求める方法およびシステムを提供する。【解決手段】方法は、変圧器２次側に接続されたスマートメータの電圧値および電流値を取得するステップと、スマートメータが接続された引込線の引込線インピーダンスを取得するステップと、電流値および引込線インピーダンスから、引込線電圧降下を求めるステップと、電圧値および引込線電圧降下から、変圧器２次側電圧である低圧基準電圧を求めるステップと、変圧器に接続されている全スマートメータの電流値を取得および合算して、変圧器負荷電流を求めるステップと、変圧器の変圧器内部インピーダンスを取得するステップと、変圧器負荷電流および変圧器内部インピーダンスから、変圧器内部電圧降下を求めるステップと、低圧基準電圧および変圧器内部電圧降下から、変圧器の巻線比を用いて、変圧器が接続された箇所の高圧線電圧を求めるステップと、を含む。【選択図】図４

Description

本発明は、変圧器の１次側の高圧本線の電圧を求める方法およびシステムに関するものであり、当該電圧を複数求めることにより電圧分布（プロファイル）を作成することに関するものである。

従来は、配電系統の潮流方向（系統を流れる電流の向き）は、変電所から需要家に向かう一方向であった。ところが、近年、太陽光発電（ＰＶ）連系の増加により、潮流方向が双方向になり、配電系統において電圧の上昇または急激な降下等、従来よりも複雑な電圧変化が予測されている。一般に、配電線路（高圧本線）では電流および電圧の逸脱を防ぐために配電系統を切り替える、または、電圧調整用の機器（線路電圧補償装置：ＳＶＲ）等を設置するなどの対策を行っている。このような対策のために、図１に示すように、変電所Ａでは、変電所Ａ内のセンサにより送出電圧を測定し、高圧本線内のセンサ内蔵開閉器Ｂ、Ｇでは、それぞれ電圧を測定している。しかしながら、変圧器が接続された箇所Ｃ、Ｄや、高圧自家用需要家（メガソーラまたは工場）が直接接続された箇所Ｅ、Ｆの電圧は不明であり、このような複雑に電圧が変化する配電系統では、さらに多くの箇所において電圧を測定する必要があった。
高圧本線上にセンサ内蔵開閉器を密に設置すると詳細な電圧分布を把握できるが、センサ内蔵開閉器は高価なため、莫大なコストが必要となる。そこで、本発明者は、スマートメータの計測および通信機能を利用して、特定地点の高圧本線の電圧を推定することを考え、本発明を完成するに至った。

特許文献１には、スマートメータの計測情報を利用して配電系統電圧を決定する方法が開示されている。しかしこの方法では、変圧器に接続されている全需要家のスマートメータの電流および電圧を取得し、計算量が膨大であるという問題点が考えられる。

特開２０１２−１８２９９０号公報

そこで、本発明は、上述した問題点を考慮し、変圧器の１次側の高圧本線の電圧を少ない計算量で求めることを第１の目的として、当該電圧を複数求めることにより電圧分布を作成することを第２の目的とする。

本発明は、変圧器の１次側の高圧本線の電圧を求める方法であって、前記高圧本線の接続箇所に前記変圧器が接続され、前記方法は、
（１）前記変圧器の２次側に接続された基準となるスマートメータＳＭの電圧値Ｖ＿ＳＭおよび電流値Ｉ＿ＳＭを取得するステップと、
（２）前記スマートメータＳＭが接続された引込線の引込線インピーダンスＲ＿ＳＭを取得するステップと、
（３）電流値Ｉ＿ＳＭおよび引込線インピーダンスＲ＿ＳＭから、引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭを求めるステップと、
（４）電圧値Ｖ＿ＳＭおよび引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭから、前記変圧器の２次側電圧である低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅを求めるステップと、
（５）前記変圧器に接続されている全需要家のスマートメータの電流値を取得および合算して、変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲを求めるステップと、
（６）前記変圧器の変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲを取得するステップと、
（７）変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲおよび変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲから、変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲを求めるステップと、
（８）低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅおよび変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲから、前記変圧器の巻線比αを用いて、前記接続箇所の高圧線電圧Ｖ＿Ｈを求めるステップと、
を含む。

本発明では、前記スマートメータＳＭが、低圧本線を介して前記変圧器に接続されており、
（４）低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅを求める前記ステップは、
（４−１）前記変圧器に接続されている全需要家のスマートメータのうち、前記スマートメータＳＭと前記低圧本線を共有するスマートメータの電流値を取得し、前記スマートメータＳＭの電流値Ｉ＿ＳＭに合計するステップと、
（４−２）前記低圧本線の低圧本線インピーダンスＲ＿Ｌｉｎｅを取得するステップと、
（４−３）低圧本線インピーダンスＲ＿Ｌｉｎｅおよび電流値の合計から、低圧本線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＬｉｎｅを求めるステップと、
（４−４）電圧値Ｖ＿ＳＭ、引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭおよび低圧本線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＬｉｎｅから、低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅを求めるステップと、
を含むことが好ましい。

本発明では、前記高圧本線の別の接続箇所に別の変圧器が接続され、前記別の変圧器の２次側直下に別のスマートメータＳＭが接続されており、前記方法は、
（１）前記別のスマートメータの電圧値Ｖ＿ＳＭを低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅとして取得し、前記別のスマートメータの電流値Ｉ＿ＳＭを変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲとして取得するステップと、
（２）前記別の変圧器の変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲを取得するステップと、
（３）変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲおよび変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲから、変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲを求めるステップと、
（４）低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅおよび変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲから、前記別の変圧器の巻線比αを用いて、前記別の接続箇所の高圧線電圧Ｖ＿Ｈを求めるステップと、
を含むことが好ましい。

本発明では、前記高圧本線のさらに別の接続箇所にさらに別のスマートメータＳＭが直接接続されており、前記方法は、
（１）前記さらに別のスマートメータＳＭの電圧値Ｖ＿ＳＭおよび電流値Ｉ＿ＳＭを取得するステップと、
（２）前記さらに別のスマートメータＳＭが接続された引込線の引込線インピーダンスＲ＿ＳＭを取得するステップと、
（３）電流値Ｉ＿ＳＭおよび引込線インピーダンスＲ＿ＳＭから、引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭを求めるステップと、
（４）電圧値Ｖ＿ＳＭおよび引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭから、前記さらに別の接続箇所の高圧線電圧Ｖ＿Ｈを求めるステップと、
を含むことが好ましい。

本発明では、前記高圧線電圧Ｖ＿Ｈを複数求めることにより、前記高圧本線の電圧分布を作成することが好ましい。

本発明は、変圧器の１次側の高圧本線の電圧を求めるシステムであって、前記高圧本線の接続箇所に前記変圧器が接続され、前記システムは、演算部および記憶部を有し、前記記憶部は、
前記変圧器の変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲが格納された変圧器ＤＢと、
スマートメータが接続された引込線の引込線インピーダンスＲ＿ＳＭが格納されたスマートメータ設備ＤＢと、
スマートメータで計測された電圧値および電流値が格納されたスマートメータ計測値ＤＢと、
を有し、
前記演算部は、
（１）前記スマートメータ計測値ＤＢから、前記変圧器の２次側に接続された基準となるスマートメータＳＭの電圧値Ｖ＿ＳＭおよび電流値Ｉ＿ＳＭを取得し、
（２）前記スマートメータ設備ＤＢから、前記スマートメータＳＭが接続された引込線の引込線インピーダンスＲ＿ＳＭを取得し、
（３）電流値Ｉ＿ＳＭおよび引込線インピーダンスＲ＿ＳＭから、引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭを求め、
（４）電圧値Ｖ＿ＳＭおよび引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭから、前記変圧器の２次側電圧である低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅを求め、
（５）前記スマートメータ計測値ＤＢから、前記変圧器に接続されている全需要家のスマートメータの電流値を取得および合算して、変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲを求め、
（６）前記変圧器ＤＢから、前記変圧器の変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲを取得し、
（７）変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲおよび変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲから、変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲを求め、
（８）低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅおよび変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲから、前記変圧器の巻線比αを用いて、前記接続箇所の高圧線電圧Ｖ＿Ｈを求める。

本発明では、前記記憶部は、低圧本線の低圧本線インピーダンスＲ＿Ｌｉｎｅが格納された低圧本線ＤＢをさらに有し、
前記スマートメータＳＭが、低圧本線を介して前記変圧器に接続されており、
前記演算部は、
（４）低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅを求める際、
（４−１）前記変圧器に接続されている全需要家のスマートメータのうち、前記スマートメータＳＭと前記低圧本線を共有するスマートメータの電流値を取得し、前記スマートメータＳＭの電流値Ｉ＿ＳＭに合計し、
（４−２）前記低圧本線ＤＢから、前記低圧本線の低圧本線インピーダンスＲ＿Ｌｉｎｅを取得し、
（４−３）低圧本線インピーダンスＲ＿Ｌｉｎｅおよび電流値の合計から、低圧本線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＬｉｎｅを求め、
（４−４）電圧値Ｖ＿ＳＭ、引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭおよび低圧本線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＬｉｎｅから、低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅを求めることが好ましい。

本発明では、前記高圧本線の別の接続箇所に別の変圧器が接続され、前記別の変圧器の２次側直下に別のスマートメータＳＭが接続されており、
前記演算部は、
（１）前記スマートメータ計測値ＤＢから、前記別のスマートメータの電圧値Ｖ＿ＳＭを低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅとして取得し、前記別のスマートメータの電流値Ｉ＿ＳＭを変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲとして取得し、
（２）前記変圧器ＤＢから、前記別の変圧器の変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲを取得し、
（３）変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲおよび変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲから、変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲを求め、
（４）低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅおよび変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲから、前記別の変圧器の巻線比αを用いて、前記別の接続箇所の高圧線電圧Ｖ＿Ｈを求めることが好ましい。

本発明では、前記高圧本線のさらに別の接続箇所にさらに別のスマートメータＳＭが直接接続されており、
前記演算部は、
（１）前記スマートメータ計測値ＤＢから、前記さらに別のスマートメータＳＭの電圧値Ｖ＿ＳＭおよび電流値Ｉ＿ＳＭを取得し、
（２）前記スマートメータ設備ＤＢから、前記さらに別のスマートメータＳＭが接続された引込線の引込線インピーダンスＲ＿ＳＭを取得し、
（３）電流値Ｉ＿ＳＭおよび引込線インピーダンスＲ＿ＳＭから、引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭを求め、
（４）電圧値Ｖ＿ＳＭおよび引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭから、前記さらに別の接続箇所の高圧線電圧Ｖ＿Ｈを求めることが好ましい。

本発明では、前記演算部は、前記高圧線電圧Ｖ＿Ｈを複数求めることにより、前記高圧本線の電圧分布を作成することが好ましい。

高圧本線内の電圧測定点を説明するための図である。 上部には、本発明により求められる電圧分布を示し、下部には、高圧本線に接続される構成要素を示す。 本発明のシステムの構成図である。 本発明の手法１の第１実施形態を説明するための図である。 本発明の手法１の第２実施形態を説明するための図である。 電力供給方式を説明するための図である。 電力供給方式を説明するための図である。 本発明の手法２の一実施形態を説明するための図である。 本発明の手法３の一実施形態を説明するための図である。

図２の上部には、本発明により求められる電圧分布を示し、下部には、高圧本線に接続される構成要素を示す。
上述したとおり、破線内に示す構成要素である変電所Ａおよびセンサ内蔵開閉器Ｂ、Ｇでは、高圧本線の電圧を測定することができる。また、後述するように、本発明では、手法１により、変圧器Ｘが接続された箇所Ｃの電圧を求め（推定し）、手法２により、変圧器Ｙが接続された箇所Ｄの電圧を求め、手法３により、高圧自家用需要家（メガソーラまたは工場）が直接接続されたＥ、Ｆの電圧を求める。

図３は、本発明のシステムの構成図である。
システム１００は、入力部１０と、演算部２０と、記憶部３０と、出力部４０と、を有する。記憶部３０は、変圧器ＤＢ３１と、低圧本線ＤＢ３２と、スマートメータ設備ＤＢ３３と、スマートメータ計測値ＤＢ３４と、を有する。
システム１００は、１つのハードウェア（パソコン、サーバ等）から構成されてもよいし、複数のハードウェアから構成されてもよく、例えば、各ＤＢが分散配置されてもよい。

図４は、本発明の手法１の第１実施形態を説明するための図である。
第１実施形態では、高圧本線の接続箇所Ｃに変圧器Ｘが接続され、高圧本線の電力は、変圧器Ｘによって低圧に変換され、各需要家のスマートメータＳＭ、ＳＭ１〜ＳＭ３に供給される。スマートメータＳＭは、電柱ｐに設置された変圧器Ｘに引込線のみを介して接続される。すなわち、スマートメータＳＭは、低圧本線を介さずに変圧器の２次側に接続され、直接引き込まれている需要家のスマートメータである。電柱ｑに接続されたスマートメータＳＭ１、ＳＭ２および電柱ｒに接続されたスマートメータＳＭ３は、低圧本線および引込線を介して変圧器Ｘに接続される。第１実施形態では、変圧器Ｘに接続された全需要家は、４つであり、このうち、変圧器Ｘ直下のスマートメータＳＭを基準とする。
（１）演算部２０は、スマートメータ計測値ＤＢ３４から、基準となるスマートメータＳＭの電圧値Ｖ＿ＳＭおよび電流値Ｉ＿ＳＭを取得する。
（２）演算部２０は、スマートメータ設備ＤＢ３３から、スマートメータＳＭが接続された引込線の引込線インピーダンスＲ＿ＳＭを取得する。
（３）演算部２０は、電流値Ｉ＿ＳＭおよび引込線インピーダンスＲ＿ＳＭから、引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭを求める（式−１）。
ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭ＝Ｒ＿ＳＭ×Ｉ＿ＳＭ （式−１）
（４）演算部２０は、電圧値Ｖ＿ＳＭおよび引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭから、変圧器Ｘの２次側電圧である低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅを求める（式−２）。
Ｖ＿Ｂａｓｅ＝Ｖ＿ＳＭ＋ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭ （式−２）
（５）演算部２０は、スマートメータ計測値ＤＢ３４から、変圧器Ｘに接続されている全需要家のスマートメータの電流値を取得および合算して、変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲを求める。具体的には、スマートメータＳＭ１、ＳＭ２、ＳＭ３の電流値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３をそれぞれ取得し、スマートメータＳＭの電流値Ｉ＿ＳＭに合算する（式−３）。
Ｉ＿ＴＲ＝Ｉ＿ＳＭ＋Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３ （式−３）
（６）演算部２０は、変圧器ＤＢ３１から、変圧器Ｘの変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲを取得する。
（７）演算部２０は、変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲおよび変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲから、変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲを求める（式−４）。
ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲ＝Ｒ＿ＴＲ×Ｉ＿ＴＲ （式−４）
（８）演算部２０は、低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅおよび変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲから、変圧器Ｘの巻線比αを用いて、接続箇所Ｃの高圧線電圧Ｖ＿Ｈを求める（式−５）。
Ｖ＿Ｈ＝α×（Ｖ＿Ｂａｓｅ＋ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲ） （式−５）
このように、手法１の第１実施形態では、スマートメータからの測定値を処理することにより、変圧器Ｘの２次側電圧および１次側電圧ならびに高圧本線における変圧器Ｘの接続箇所Ｃの電圧を少ない計算量で求めることができる。すなわち、必要な実測値は、スマートメータの電流値および電圧値のみであり、接続箇所Ｃの電圧を実測する必要はない。
なお、第１実施形態では、変圧器Ｘ直下のスマートメータＳＭを基準としたが、低圧本線を介して接続されるスマートメータＳＭ１〜ＳＭ３を基準とすることもできる。また、任意数のスマートメータが接続可能である。

図５は、本発明の手法１の第２実施形態を説明するための図である。
第２実施形態では、変圧器Ｘが設置された電柱ｐから低圧本線を介さず直接引き込まれている需要家が存在しないので、低圧本線を介して変圧器Ｘに接続されたスマートメータＳＭを基準とする。
（１）〜（３）は、第１実施形態の場合と同一である。
（４−１）演算部２０は、変圧器Ｘに接続されている全需要家のスマートメータのうち、基準となるスマートメータＳＭと低圧本線を共有するスマートメータＳＭ１の電流値Ｉ１を、スマートメータ計測値ＤＢ３４から取得し、スマートメータＳＭの電流値Ｉ＿ＳＭに合計する（Ｉ＿ＳＭ＋Ｉ１）。
（４−２）演算部２０は、低圧本線ＤＢ３２から、電柱ｐｑ間の低圧本線の低圧本線インピーダンスＲ＿Ｌｉｎｅを取得する。
（４−３）演算部２０は、低圧本線インピーダンスＲ＿Ｌｉｎｅおよび電流値の合計（Ｉ＿ＳＭ＋Ｉ１）から、低圧本線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＬｉｎｅを求める（式−６）。
ΔＶ＿ｄｒｏｐＬｉｎｅ＝Ｒ＿Ｌｉｎｅ×（Ｉ＿ＳＭ＋Ｉ１） （式−６）
（４−４）演算部２０は、電圧値Ｖ＿ＳＭ、引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭおよび低圧本線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＬｉｎｅから、低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅを求める（式−７）。
Ｖ＿Ｂａｓｅ＝Ｖ＿ＳＭ＋ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭ＋ΔＶ＿ｄｒｏｐＬｉｎｅ （式−７）
（５）〜（８）は、第１実施形態の場合と同一である。
このように、手法１の第２実施形態でも、変圧器Ｘの２次側電圧および１次側電圧ならびに高圧本線における変圧器Ｘの接続箇所Ｃの電圧を少ない計算量で求めることができる。

以下、電力供給方式について検討する。
図６は、単相供給におけるスマートメータの端子を説明するための図である。ＡＢＣがスマートメータの端子である。
図６（ａ）に示すように、スマートメータＳＭが単相３線式で供給されている場合、スマートメータＳＭから取得する電圧値Ｖ＿ＳＭは、両端の電圧Ｖ＿ＣＡまたは（Ｖ＿ＡＢ＋Ｖ＿ＢＣ）であり、電流値Ｉ＿ＳＭは、両電圧相に流れる電流値の合計値であるので、（Ｉ＿Ａ＋Ｉ＿Ｃ）である。
図６（ｂ）に示すように、スマートメータＳＭが単相２線式（１００Ｖ）で供給されている場合、スマートメータＳＭから取得する電圧値Ｖ＿ＳＭは、２Ｖ＿ＡＢであり、電流値Ｉ＿ＳＭは、Ｉ＿Ａである。
図６（ｃ）に示すように、スマートメータＳＭが単相２線式（２００Ｖ）で供給されている場合、スマートメータＳＭから取得する電圧値Ｖ＿ＳＭは、Ｖ＿ＡＢであり、電流値Ｉ＿ＳＭは、２Ｉ＿Ａである。なおＩ＿ＴＲ、ΔＶ＿ｄｒｏｐＬｉｎｅを算出する際においても同様の換算をする。

図７は、三相供給におけるスマートメータの端子を説明するための図である。ＡＢＣがスマートメータの端子である。
三相供給において相管理がされていない場合、スマートメータＳＭの電圧Ｖ＿ＳＭおよび電流Ｉ＿ＳＭは、平均値を用いる。すなわち、
Ｖ＿ＳＭ＝（Ｖ＿ＡＢ＋Ｖ＿ＢＣ＋Ｖ＿ＣＡ）／３または（Ｖ＿ＡＢ＋Ｖ＿ＢＡ）／２
Ｉ＿ＳＭ＝（Ｉ＿Ａ＋Ｉ＿Ｂ＋Ｉ＿Ｃ）／３または（Ｉ＿Ａ＋Ｉ＿Ｂ）／２
である。なおＩ＿ＴＲ、ΔＶ＿ｄｒｏｐＬｉｎｅを算出する際においても同様の換算をする。
また、各インピーダンス値Ｒ＿ＳＭ、Ｒ＿ＴＲ、Ｒ＿Ｌｉｎｅ（用いる場合）については√３を乗じた値となる。このとき求まる高圧線電圧Ｖ＿Ｈは、三相各相の線間電圧の平均値となる。
回転方向を管理するなどで相管理がされている場合は、それぞれの相ごとに算出することができる。例えば引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭは以下のとおりである。
ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭ＿ＡＢ＝√３Ｒ＿ＳＭ（Ｉ＿ＳＭ＿Ａ＋Ｉ＿ＳＭ＿Ｂ）／２
ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭ＿ＢＣ＝√３Ｒ＿ＳＭ（Ｉ＿ＳＭ＿Ｂ＋Ｉ＿ＳＭ＿Ｃ）／２
ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭ＿ＣＡ＝√３Ｒ＿ＳＭ（Ｉ＿ＳＭ＿Ｃ＋Ｉ＿ＳＭ＿Ａ）／２

図８は、本発明の手法２の一実施形態を説明するための図である。
本実施形態では、高圧本線の接続箇所Ｄに変圧器Ｙが接続され、変圧器Ｙの２次側直下にスマートメータＳＭが接続されている。
（１）演算部２０は、スマートメータ計測値ＤＢ３４から、変圧器Ｙの２次側直下のスマートメータＳＭの電圧値Ｖ＿ＳＭおよび電流値Ｉ＿ＳＭを取得する。なおこのスマートメータＳＭは、変圧器Ｙの負荷電流を測定しているものとする。
ここで、取得した電圧値Ｖ＿ＳＭが、低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅとなり、取得した電流値Ｉ＿ＳＭが、変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲとなる。
（２）演算部２０は、変圧器ＤＢ３１から、変圧器Ｙの変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲを取得する。
（３）演算部２０は、変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲおよび変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲから、変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲを求める（式−４）。
（４）演算部２０は、低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅおよび変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲから、変圧器Ｙの巻線比αを用いて、接続箇所Ｄの高圧線電圧Ｖ＿Ｈを求める（式−５）。
なお、変圧器Ｙの２次側直下のスマートメータＳＭによって、変圧器Ｙの負荷電流が測定されていない場合は、手法１の第１実施形態の（５）と同様に、低圧系統内の全需要家のスマートメータＳＭ１〜ＳＭ４の電流値Ｉ１〜Ｉ４の合算をＩ＿ＴＲとしてもよい。
このように、手法２では、変圧器Ｙの２次側直下にスマートメータＳＭを接続することにより、低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅおよび負荷電流Ｉ＿ＴＲを実測値として取得できるため、この値を用いて、変圧器Ｙの２次側電圧および１次側電圧ならびに高圧本線における変圧器Ｙの接続箇所Ｄの電圧を少ない計算量で求めることができる。

図９は、本発明の手法３の一実施形態を説明するための図である。
本実施形態では、高圧本線の接続箇所Ｆに工場等の高圧自家用需要家のスマートメータＳＭが直接（すなわち変圧器を介さずに）接続されている。なお、工場等の高圧自家用需要家の代わりに、高圧本線に電力を供給するメガソーラのような高圧自家用需要家の場合も同様の計算が成立する。
（１）演算部２０は、スマートメータ計測値ＤＢ３４から、高圧自家用需要家のスマートメータＳＭの電圧値（受電点電圧）Ｖ＿ＳＭおよび電流値Ｉ＿ＳＭを取得する。
（２）演算部２０は、スマートメータ設備ＤＢ３３から、スマートメータＳＭが接続された引込線の引込線インピーダンスＲ＿ＳＭを取得する。
（３）演算部２０は、電流値Ｉ＿ＳＭおよび引込線インピーダンスＲ＿ＳＭから、引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭを求める（式−１）。
（４）演算部２０は、電圧値Ｖ＿ＳＭおよび引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭから、接続箇所Ｆの高圧線電圧Ｖ＿Ｈを求める（式−８）。
Ｖ＿Ｈ＝Ｖ＿ＳＭ＋ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭ （式−８）
このように、手法３では、高圧本線に直接接続されている高圧自家用需要家のスマートメータＳＭを用いることにより、接続箇所Ｆの電圧を少ない計算量で求めることができる。

任意の高圧本線にはある程度の数の変圧器および高圧自家需要家が存在しているため、手法１〜手法３を用いて、演算部２０が高圧線電圧Ｖ＿Ｈを複数求めることにより、図２の上部に示すような、十分に密な高圧本線の電圧分布を作成することができる。
本発明では、高価なセンサ内蔵開閉器等を設置することなく、スマートメータを利用することにより既存の設備から電圧分布を作成することができる。また、電圧の逸脱を常時監視できるため、太陽光発電（ＰＶ）連係点への出力調整要求、配電系統の切り替え、線路電圧補償装置（ＳＶＲ）の動作などの対策を検討することができる。

以下、各ＤＢの一例を表１〜表４に示すが、ＤＢはこの例に限定されるものではない。
変圧器ＤＢ３１には、表１に示すとおり、変圧器の変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲ等の情報が格納される。

低圧本線ＤＢ３２には、表２に示すとおり、低圧本線の低圧本線インピーダンスＲ＿Ｌｉｎｅ等の情報が格納される。ただし低圧本線インピーダンスは、変圧器施設柱から電柱番号の柱までの総インピーダンスである。

スマートメータ設備ＤＢ３３には、表３に示すとおり、スマートメータが接続された引込線の引込線インピーダンスＲ＿ＳＭ等の情報が格納される。スマートメータ設備ＤＢ３３から、スマートメータがどの変圧器から電力を供給されているのか、スマートメータが変圧器直下なのか、または、電柱を経由して変圧器に接続されているのか等が分かる。

スマートメータ計測値ＤＢ３４には、表４に示すとおり、スマートメータで計測された電圧値および電流値等の情報が格納される。

Claims (10)

1. 変圧器の１次側の高圧本線の電圧を求める方法であって、前記高圧本線の接続箇所に前記変圧器が接続され、前記方法は、
   （１）前記変圧器の２次側に接続された基準となるスマートメータＳＭの電圧値Ｖ＿ＳＭおよび電流値Ｉ＿ＳＭを取得するステップと、
   （２）前記スマートメータＳＭが接続された引込線の引込線インピーダンスＲ＿ＳＭを取得するステップと、
   （３）電流値Ｉ＿ＳＭおよび引込線インピーダンスＲ＿ＳＭから、引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭを求めるステップと、
   （４）電圧値Ｖ＿ＳＭおよび引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭから、前記変圧器の２次側電圧である低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅを求めるステップと、
   （５）前記変圧器に接続されている全需要家のスマートメータの電流値を取得および合算して、変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲを求めるステップと、
   （６）前記変圧器の変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲを取得するステップと、
   （７）変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲおよび変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲから、変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲを求めるステップと、
   （８）低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅおよび変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲから、前記変圧器の巻線比αを用いて、前記接続箇所の高圧線電圧Ｖ＿Ｈを求めるステップと、
   を含む方法。
2. 前記スマートメータＳＭが、低圧本線を介して前記変圧器に接続されており、
   （４）低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅを求める前記ステップは、
   （４−１）前記変圧器に接続されている全需要家のスマートメータのうち、前記スマートメータＳＭと前記低圧本線を共有するスマートメータの電流値を取得し、前記スマートメータＳＭの電流値Ｉ＿ＳＭに合計するステップと、
   （４−２）前記低圧本線の低圧本線インピーダンスＲ＿Ｌｉｎｅを取得するステップと、
   （４−３）低圧本線インピーダンスＲ＿Ｌｉｎｅおよび電流値の合計から、低圧本線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＬｉｎｅを求めるステップと、
   （４−４）電圧値Ｖ＿ＳＭ、引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭおよび低圧本線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＬｉｎｅから、低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅを求めるステップと、
   を含む、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記高圧本線の別の接続箇所に別の変圧器が接続され、前記別の変圧器の２次側直下に別のスマートメータＳＭが接続されており、前記方法は、
   （１）前記別のスマートメータの電圧値Ｖ＿ＳＭを低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅとして取得し、前記別のスマートメータの電流値Ｉ＿ＳＭを変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲとして取得するステップと、
   （２）前記別の変圧器の変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲを取得するステップと、
   （３）変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲおよび変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲから、変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲを求めるステップと、
   （４）低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅおよび変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲから、前記別の変圧器の巻線比αを用いて、前記別の接続箇所の高圧線電圧Ｖ＿Ｈを求めるステップと、
   を含む、
   請求項１または２に記載の方法。
4. 前記高圧本線のさらに別の接続箇所にさらに別のスマートメータＳＭが直接接続されており、前記方法は、
   （１）前記さらに別のスマートメータＳＭの電圧値Ｖ＿ＳＭおよび電流値Ｉ＿ＳＭを取得するステップと、
   （２）前記さらに別のスマートメータＳＭが接続された引込線の引込線インピーダンスＲ＿ＳＭを取得するステップと、
   （３）電流値Ｉ＿ＳＭおよび引込線インピーダンスＲ＿ＳＭから、引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭを求めるステップと、
   （４）電圧値Ｖ＿ＳＭおよび引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭから、前記さらに別の接続箇所の高圧線電圧Ｖ＿Ｈを求めるステップと、
   を含む、
   請求項１から３のいずれかに記載の方法。
5. 前記高圧線電圧Ｖ＿Ｈを複数求めることにより、前記高圧本線の電圧分布を作成する、
   請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. 変圧器の１次側の高圧本線の電圧を求めるシステムであって、前記高圧本線の接続箇所に前記変圧器が接続され、前記システムは、演算部および記憶部を有し、前記記憶部は、
   前記変圧器の変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲが格納された変圧器ＤＢと、
   スマートメータが接続された引込線の引込線インピーダンスＲ＿ＳＭが格納されたスマートメータ設備ＤＢと、
   スマートメータで計測された電圧値および電流値が格納されたスマートメータ計測値ＤＢと、
   を有し、
   前記演算部は、
   （１）前記スマートメータ計測値ＤＢから、前記変圧器の２次側に接続された基準となるスマートメータＳＭの電圧値Ｖ＿ＳＭおよび電流値Ｉ＿ＳＭを取得し、
   （２）前記スマートメータ設備ＤＢから、前記スマートメータＳＭが接続された引込線の引込線インピーダンスＲ＿ＳＭを取得し、
   （３）電流値Ｉ＿ＳＭおよび引込線インピーダンスＲ＿ＳＭから、引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭを求め、
   （４）電圧値Ｖ＿ＳＭおよび引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭから、前記変圧器の２次側電圧である低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅを求め、
   （５）前記スマートメータ計測値ＤＢから、前記変圧器に接続されている全需要家のスマートメータの電流値を取得および合算して、変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲを求め、
   （６）前記変圧器ＤＢから、前記変圧器の変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲを取得し、
   （７）変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲおよび変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲから、変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲを求め、
   （８）低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅおよび変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲから、前記変圧器の巻線比αを用いて、前記接続箇所の高圧線電圧Ｖ＿Ｈを求める、
   システム。
7. 前記記憶部は、低圧本線の低圧本線インピーダンスＲ＿Ｌｉｎｅが格納された低圧本線ＤＢをさらに有し、
   前記スマートメータＳＭが、低圧本線を介して前記変圧器に接続されており、
   前記演算部は、
   （４）低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅを求める際、
   （４−１）前記変圧器に接続されている全需要家のスマートメータのうち、前記スマートメータＳＭと前記低圧本線を共有するスマートメータの電流値を取得し、前記スマートメータＳＭの電流値Ｉ＿ＳＭに合計し、
   （４−２）前記低圧本線ＤＢから、前記低圧本線の低圧本線インピーダンスＲ＿Ｌｉｎｅを取得し、
   （４−３）低圧本線インピーダンスＲ＿Ｌｉｎｅおよび電流値の合計から、低圧本線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＬｉｎｅを求め、
   （４−４）電圧値Ｖ＿ＳＭ、引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭおよび低圧本線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＬｉｎｅから、低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅを求める、
   請求項６に記載のシステム。
8. 前記高圧本線の別の接続箇所に別の変圧器が接続され、前記別の変圧器の２次側直下に別のスマートメータＳＭが接続されており、
   前記演算部は、
   （１）前記スマートメータ計測値ＤＢから、前記別のスマートメータの電圧値Ｖ＿ＳＭを低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅとして取得し、前記別のスマートメータの電流値Ｉ＿ＳＭを変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲとして取得し、
   （２）前記変圧器ＤＢから、前記別の変圧器の変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲを取得し、
   （３）変圧器負荷電流Ｉ＿ＴＲおよび変圧器内部インピーダンスＲ＿ＴＲから、変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲを求め、
   （４）低圧基準電圧Ｖ＿Ｂａｓｅおよび変圧器内部電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＴＲから、前記別の変圧器の巻線比αを用いて、前記別の接続箇所の高圧線電圧Ｖ＿Ｈを求める、
   請求項６または７に記載のシステム。
9. 前記高圧本線のさらに別の接続箇所にさらに別のスマートメータＳＭが直接接続されており、
   前記演算部は、
   （１）前記スマートメータ計測値ＤＢから、前記さらに別のスマートメータＳＭの電圧値Ｖ＿ＳＭおよび電流値Ｉ＿ＳＭを取得し、
   （２）前記スマートメータ設備ＤＢから、前記さらに別のスマートメータＳＭが接続された引込線の引込線インピーダンスＲ＿ＳＭを取得し、
   （３）電流値Ｉ＿ＳＭおよび引込線インピーダンスＲ＿ＳＭから、引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭを求め、
   （４）電圧値Ｖ＿ＳＭおよび引込線電圧降下ΔＶ＿ｄｒｏｐＳＭから、前記さらに別の接続箇所の高圧線電圧Ｖ＿Ｈを求める、
   請求項６から８のいずれかに記載のシステム。
10. 前記演算部は、前記高圧線電圧Ｖ＿Ｈを複数求めることにより、前記高圧本線の電圧分布を作成する、
    請求項６から９のいずれかに記載のシステム。

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