JP2020198740A

JP2020198740A - 消費電力推定システム

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Publication number: JP2020198740A
Application number: JP2019104766A
Authority: JP
Inventors: 春海朝原; Shunkai Asahara; 元夢朝原; Motomu Asahara
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2019-06-04
Filing date: 2019-06-04
Publication date: 2020-12-10
Anticipated expiration: 2039-06-04
Also published as: JP7321780B2

Abstract

【課題】電力系統に接続される太陽光発電設備及び風力発電設備に計測器を設置せずとも、各負荷の消費電力の総和を把握できるようにする。【解決手段】系統電源５１、太陽光発電設備５４及び風力発電設備５５から電力が電力系統５０に供給され、電力系統５０から電力が供給される各負荷５３の消費電力の総和を推定する消費電力推定システム１は、計測用太陽光発電設備６０と、計測用太陽光発電設備６０の発電出力を計測する第１計測器６９と、計測用風力発電設備７０と、計測用風力発電設備７０の発電出力を計測する第２計測器７９と、系統電源５１から電力系統５０に供給される電力を計測する第３計測器５９と、第１計測器６９の計測値と係数ＫＳを乗じた積と、第２計測器７９の計測値と係数ＫＷを乗じた積と、第３計測器５９の計測値とを総和して、その総和を各負荷５３の消費電力の総和として推定する推定手段を有するコンピューター１１と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、系統電源、複数の太陽光発電設備及び複数の風力発電設備から電力を受ける電力系統から電力が供給される各負荷の消費電力の総和を推定する消費電力推定システムに関する。

電力系統には、電力会社の系統電源のほか、他の者の太陽光発電設備及び風力発電設備から電力が供給される。電力系統の運用上、電力の需給のバランスを取る必要があるので、電力系統に接続される各負荷の消費電力の総和を推定する必要がある。各負荷の消費電力の総和を推定するためには、系統電源の発電出力のほか、太陽光発電設備及び風力発電設備の発電出力も把握する必要がある。そこで、太陽光発電設備及び風力発電設備の発電出力を推定するための技術が開発されている（特許文献１〜３参照）。また、太陽光発電設備及び風力発電設備に計測器を設置すれば、太陽光発電設備及び風力発電設備の発電出力を把握することができる。ところが、電力系統に接続される全ての太陽光発電設備及び風力発電設備に計測器を設置することは、コスト上の問題があるうえ、現実的ではない。

国際公開第２０１６／１２１２０２号特開２０１６−１９２８６４号公報国際公開第２０１５／０７９５５４号

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、電力系統に接続される太陽光発電設備及び風力発電設備に計測器を設置せずとも、各負荷の消費電力の総和を把握できるようにすることである。

以上の課題を解決するために、系統電源、複数の太陽光発電設備及び複数の風力発電設備から電力が電力系統に供給され、前記電力系統から電力が供給される各負荷の消費電力の総和を推定する消費電力推定システムは、計測用太陽光発電設備と、前記計測用太陽光発電設備の発電出力を計測する第１計測器と、計測用風力発電設備と、前記計測用風力発電設備の発電出力を計測する第２計測器と、前記系統電源から前記電力系統に供給される電力を計測する第３計測器と、前記第１計測器の計測値と第１係数を乗じた積と、前記第２計測器の計測値と第２係数を乗じた積と、前記第３計測器の計測値とを総和して、その総和を前記各負荷の消費電力の総和として推定する推定手段を有するコンピューターと、を備える。

以上によれば、第１計測器の計測値と第１係数を乗ずると、その積は各太陽光発電設備から電力系統に供給される電力の総和にほぼ等しい。第２計測器の計測値と第２係数を乗ずると、その積は各風力発電設備から電力系統に供給される電力の総和にほぼ等しい。従って、それらの積と第３計測値の計測値との総和が各負荷の消費電力の総和にほぼ等しい。よって、各太陽光発電設備及び各風力発電設備に計測器を設置せずとも、各負荷の消費電力の総和を推定することができる。

本発明の幾つかの実施形態によれば、各太陽光発電設備及び各風力発電設備に計測器を設置せずとも、各負荷の消費電力の総和を推定することができる。

第１実施形態の消費電力推定システム及び電力系統のブロック図である。第２実施形態の消費電力推定システム及び電力系統のブロック図である。第３実施形態の消費電力推定システム及び電力系統のブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

〔第１の実施の形態〕
１．消費電力推定システム
図１は消費電力推定システム１を電力系統５０とともに示したブロック図である。
電力系統５０の送電線が遮断器等の保護機器を介して変電所内の母線５２に接続され、電力会社の系統電源５１から潮流電力が変電所内の母線５２を介して電力系統５０に供給される。電力系統５０には、複数の負荷５３が接続されている。これら負荷５３は、電力系統５０から供給される電力を消費する需要家の機器である。負荷５３は電力系統５０に接続されている機器であれば、どのようなものであってもよい。例えば負荷５３は家庭用電気機器、事業用電気機器等である。

電力系統５０には、複数の太陽光発電設備５４が連系されている。太陽光発電設備５４は太陽光のエネルギーを電力に変換して、その電力を電力系統５０に供給する。太陽光発電設備５４は電力系統５０に連系されていれば、どのようなものであってもよい。例えば太陽光発電設備５４は家庭用太陽光発電設備、事業用太陽光発電設備等である。

電力系統５０には、複数の風力発電設備５５が連系されている。風力発電設備５５は風力を電力に変換して、その電力を電力系統５０に供給する。風力発電設備５５は電力系統５０に連系されていれば、どのようなものであってもよい。例えば風力発電設備５５は家庭用風力発電設備、事業用風力発電設備等である。

消費電力推定システム１は各負荷５３の消費電力の総和を推定するものである。この消費電力推定システム１は推定装置１０、計測用太陽光発電設備６０、計測用風力発電設備７０、第１計測器６９、第２計測器７９及び第３計測器５９を備える。
計測用太陽光発電設備６０は電力会社の変電所等に設置されている。計測用太陽光発電設備６０は太陽光のエネルギーを電力に変換する。図１に示す例では、計測用太陽光発電設備６０の発電電力が電力系統５０に供給されていないが、母線５２を介して電力系統５０に供給されるものとしてもよい。
計測用風力発電設備７０は風力を電力に変換する。図１に示す例では、計測用風力発電設備７０の発電電力が電力系統５０に供給されないが、母線５２を介して電力系統５０に供給されるものとしてもよい。
第１計測器６９は、計測用太陽光発電設備６０から電力系統５０に供給される太陽光発電電力を計測して、その計測値を表す信号を推定装置１０に出力する。なお、第１計測器６９は計測用太陽光発電設備６０の発電電力を間接的に計測するものでもよい。つまり、第１計測器６９は、日射量を計測して、その日射量から計測用太陽光発電設備６０の発電電力を演算し、その発電電力の値を表す信号を推定装置１０に出力するものでもよい。
第２計測器７９は、計測用風力発電設備７０から電力系統５０に供給される風力発電電力を計測して、その計測値を表す信号を推定装置１０に出力する。なお、第２計測器７９は計測用風力発電設備７０の発電電力を間接的に計測するものでもよい。つまり、第２計測器７９は、風力を計測して、その風力から計測用発電設備７０の発電電力を演算し、その発電電力を表す信号を推定装置１０に出力するものでもよい。
第３計測器５９は、電力系統５０の送電線（特に母線５２の出力部に近い部分）に接続されている。第３計測器５９は、系統電源５１から電力系統５０に供給される潮流電力を計測して、その計測値を表す信号を推定装置１０に出力する。

推定装置１０はコンピューター１１及び記憶部１２を有する。なお、推定装置１０は、コンピューター１１に接続されたキーボード、ポインティングデバイス及びディスプレイ等を備えていてもよい。

コンピューター１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＧＰＵ、システムバス及びハードウェアインタフェース等を有する。記憶部１２は、半導体メモリ又はハードディスクドライブ等からなる記憶装置である。記憶部１２は、コンピューター１１に内蔵されたものでもよいし、コンピューター１１に外付けされたものでもよい。

記憶部１２には、コンピューター１１にとって実行可能な推定プログラム２０が格納されている。コンピューター１１は推定プログラム２０に従って以下のような処理を実行する。

２．コンピューターの処理
（１）計測値取得処理
コンピューター１１は、計測器５９，６９，７９の計測値を取得する。

（２）電力推定処理
コンピューター１１は、次式（１）のように、第１計測器６９の計測値から各太陽光発電設備５４の発電出力の総和を推定する。コンピューター１１は、次式（２）のように、第２計測器７９の計測値から各風力発電設備５５の発電出力の総和を推定する。コンピューター１１は、次式（３）のように、計測器５９，６９，７９の計測値から各負荷５３の消費電力の総和を推定する。

ここで、Ｐ_Ｓは各太陽光発電設備５４の発電出力の総和の推定値であり、Ｐ_ＧＳは第１計測器６９によって計測された電力の値であり、Ｋ_Ｓは係数であり、Ｐ_Ｗは各風力発電設備５５の発電出力の総和の推定値であり、Ｐ_ＧＷは第２計測器７９によって計測された電力の値であり、Ｋ_Ｗは係数であり、Ｌは各負荷５３の消費電力の総和の推定値であり、Ｐは第３計測器５９によって計測された潮流電力の値である。

Ｋ_Ｓは、次式（４）のように、計測用太陽光発電設備６０の定格出力に対する各太陽光発電設備５４の定格出力（公称最大出力）の総和の比であり、Ｋ_Ｗは、次式（５）のように、計測用風力発電設備７０の定格出力に対する各風力発電設備５５の定格出力の総和の比である。

上記式（４）及び（５）において、Ｐ_{Ｓｍａｘ}は各太陽光発電設備５４の定格出力（公称最大出力）の総和であり、Ｐ_{ＧＳｍａｘ}は計測用太陽光発電設備６０の定格出力であり、Ｐ_{Ｗｍａｘ}各風力発電設備５５の定格出力の総和であり、Ｐ_{ＧＷｍａｘ}は計測測用風力発電設備７０の定格出力である。

ここで、Ｋ_Ｓ及びＰ_{Ｓｍａｘ}は、各太陽光発電設備５４の調査及び集計によって予め求められたものであって、定数である。また、Ｋ_Ｗ及びＰ_{Ｗｍａｘ}は、各風力発電設備５５の調査及び集計によって予め求められたものであって、定数である。Ｋ_Ｓ及びＫ_Ｗは予め推定プログラム２０に組み込まれている。

（３）記録処理
コンピューター１１は、各太陽光発電設備５４の発電出力の総和の推定値Ｐ_Ｓ、各風力発電設備５５の発電出力の総和の推定値Ｐ_Ｗ、各負荷５３の消費電力の総和の推定値Ｌを記憶部１２に記録する。なお、コンピューター１１は、それらの推定値Ｐ_Ｓ，Ｐ_Ｗ，Ｌをディスプレイに表示させてもよい。

３．有利な効果
第１計測器６９の計測値とＫ_Ｓを乗ずると、その積は各太陽光発電設備５４から電力系統５０に供給される電力の総和にほぼ等しい。第２計測器７９の計測値とＫ_Ｗを乗ずると、その積は各風力発電設備５５から電力系統５０に供給される電力にほぼ等しい。そうすると、それらの積と第３計測器５９の計測値との総和が各負荷５３の消費電力の総和にほぼ等しい。よって、各太陽光発電設備５４及び各風力発電設備５５に計測器を設置せずとも、各負荷５３の消費電力の総和を推定することができる。

〔第２の実施の形態〕
１．消費電力推定システム
図２を参照して、第２実施形態の消費電力推定システム１０１について説明する。
第２実施形態の電力系統５０、系統電源５１、母線５２、負荷５３、太陽光発電設備５４、風力発電設備５５、計測用太陽光発電設備６０、計測用風力発電設備７０及び計測器５９，６９，７９は第１実施形態のそれらと同一であるので、これらの説明は省略する。

２．コンピューターの処理
第２実施形態における記憶部１２に記憶された推定プログラム１２０がコンピューター１１に実行させる処理と、第１実施形態における記憶部１２に記憶された推定プログラム２０がコンピューター１１に実行させる処理が相違する。相違点の概要について説明すると、第１実施形態では、Ｋ_Ｓ及びＫ_Ｗが予め求められた定数であるのに対して、第２実施形態では、コンピューター１１が計測器５９，６９，７９の計測値の時系列の時間平均から最小二乗法の誤差関数を用いてＫ_Ｓ及びＫ_Ｗを推定する。以下、コンピューター１１が推定プログラム１２０に従って実行する処理について説明する。

（１）計測値の取得・蓄積処理
コンピューター１１は、計測器５９，６９，７９の計測値を取得するとともに、それらの計測値を計測時刻に対応付けてそれら計測値と計測時刻を記憶部１２に記録する。コンピューター１１はこのような処理を短周期で繰り返し実行することによって、計測器５９，６９，７９の計測値の時系列データ１２１，１２２，１２３を記録部１２に蓄積する。計測時刻は、例えば計測器５９，６９，７９によって電力が計測された時刻でもよいし、コンピューター１１が計測器５９，６９，７９から計測値を取得した時刻でもよい。

ここで、時系列データ１２１は、第３計測器５９の計測値（つまり、系統電源５１の出力電力）と計測時刻とを対応付けてこれらを時系列で配列したデータ列である。従って、時系列データ１２１は、第３計測器５９の計測値及び計測時刻を変数として、第３計測器５９の計測値を計測時刻で表した関数といえる。以下、時系列データ１２１に相当する関数をＰ（ｔ）と表す。ｔは計測時刻であり、Ｐ（ｔ）は第３計測器５９の計測値である。

時系列データ１２２は、第１計測器６９の計測値（つまり、計測用太陽光発電設備６０の出力電力）と計測時刻とを対応付けてこれらを時系列で配列したデータ列である。以下、時系列データ１２２に相当する関数をＰ_ＧＳ（ｔ）と表す。ｔは計測時刻であり、Ｐ_ＧＳ（ｔ）は第１計測器６９の計測値である。

時系列データ１２３は、第２計測器７９の計測値（つまり、計測用風力発電設備７１の出力電力）と計測時刻とを対応付けてこれらを時系列で配列したデータ列である。以下、時系列データ１２２に相当する関数をＰ_ＧＷ（ｔ）と表す。ｔは計測時刻であり、Ｐ_ＧＷ（ｔ）は第１計測器６９の計測値である。

（２）係数推定処理
コンピューター１１は、Ｐ_ＧＳ（ｔ）、Ｐ_ＧＷ（ｔ）及びＰ（ｔ）の時間平均を用いた最小二乗法によって求まる式（６）のように、所定時刻Ｔの係数Ｋ_Ｓ、係数Ｋ_Ｗ及び定数Ｌ_０を推定する。所定時刻Ｔは、ゼロから時系列データ１２１，１２２，１２３における最終時刻までの間の任意の時刻である。最終時刻とは、コンピューター１１が計測器５９，６９，７９から最後に計測値を取得した時刻、つまり現在時刻をいう。コンピューター１１がリアルタイムに、つまり、計測器５９，６９，７９から計測値を取得して即時に係数Ｋ_Ｓ、係数Ｋ_Ｗ及び定数Ｌ_０を推定するのであれば、所定時刻Ｔは最終時刻である。

ここで、式（６）においてオーバーラインは、時系列データ１２１，１２２，１２３におけるゼロから所定時刻Ｔまでの計測値の時間平均を表す。つまり、以下の通りである。

上記の式（６）について詳細に説明する。
時刻ｔにおける各負荷５３の消費電力の総和Ｌ（ｔ）を計測器５９，６９，７９の計測値Ｐ（ｔ），Ｐ_ＧＳ（ｔ），Ｐ_ＧＷ（ｔ）によって表すと次式（７）の通りとなる。

最小二乗法を用いてＰ（ｔ），Ｐ_ＧＳ（ｔ），Ｐ_ＧＷ（ｔ）から係数Ｋ_Ｓ，Ｋ_Ｗを算出するために使用する誤差関数Ｅは次式（８）のように表せる。

ここで、Ｐ_ＧＳ（ｔ），Ｐ_ＧＷ（ｔ）がＬ（ｔ）と独立して変動するものとし、Ｌ（ｔ）の変動はＰ_ＧＳ（ｔ），Ｐ_ＧＷ（ｔ）の変動に対して相関性が十分に低いものとする。そうすると、Ｌ（ｔ）は０以上の数であるため、Ｌ（ｔ）を時刻に関わらず一定の定数Ｌ_０と置き換えることができる。そうすると、式（８）は次式（８Ａ）のように表せる。

Ｋ_Ｓ、Ｋ_Ｗ及びＬ_０が一定の値であるので、ＥのＫ_Ｓ、Ｋ_Ｗ又はＬ_０に関する偏微分は次式のように表せる。

以上の式（９）〜（１１）から行列方程式（６）が求まる。

（３）電力推定処理
コンピューター１１は、式（１２）のように、所定時刻Ｔにおける第１計測器６９の計測値からその時刻Ｔにおける各太陽光発電設備５４の発電出力の総和を推定する。コンピューター１１は、式（１３）のように、所定時刻Ｔにおける第２計測器７９の計測値からその時刻Ｔにおける各風力発電設備５５の発電出力の総和を推定する。コンピューター１１は、式（１４）のように、所定時刻Ｔにおける計測器５９，６９，７９の計測値からその時刻Ｔにおける負荷５３の消費電力の総和を推定する。

ここで、Ｐ_Ｓ（Ｔ）は所定時刻Ｔにおける各太陽光発電設備５４の発電出力の総和の推定値であり、Ｐ_ＧＳ（Ｔ）は第１計測器６９によって所定時刻Ｔに計測された電力の値であり、Ｐ_Ｗ（Ｔ）は所定時刻Ｔにおける各風力発電設備５５の発電出力の総和の推定値であり、Ｐ_ＧＷ（Ｔ）は第２計測器７９によって所定時刻Ｔに計測された電力の値であり、Ｌ（Ｔ）は所定時刻Ｔにおける各負荷５３の消費電力の総和の推定値であり、Ｐ（Ｔ）は第３計測器５９によって所定時刻Ｔに計測された潮流電力の値である。

（４）記録処理
コンピューター１１は、各太陽光発電設備５４の発電出力の総和の推定値Ｐ_Ｓ（Ｔ）、各風力発電設備５５の発電出力の総和の推定値Ｐ_Ｗ（Ｔ）、負荷５３の消費電力の総和の推定値Ｌ（Ｔ）を記憶部１２に記録する。なお、コンピューター１１は、それらの推定値をディスプレイに表示させてもよい。

３．有利な効果
Ｋ_Ｓ、Ｋ_Ｗは計測器５９，６９，７９の計測値の時系列の時間平均から最小二乗法を用いて推定されたものである。そのため、各太陽光発電設備５４及び各風力発電設備５５の調査及び集計を行わずとも済む。よって、各太陽光発電設備５４及び各風力発電設備５５に計測器を設置せずとも、各負荷５３の消費電力の総和を低コストで推定することができる。

〔第３の実施の形態〕
１．消費電力推定システム
図３を参照して、第３実施形態の消費電力推定システム２０１について説明する。
第３実施形態の電力系統５０、系統電源５１、母線５２、負荷５３、太陽光発電設備５４、風力発電設備５５、計測用太陽光発電設備６０、計測用風力発電設備７０及び計測器５９，６９，７９は第１実施形態のそれらと同一であるので、これらの説明は省略する。

２．コンピューターの処理
第３実施形態における記憶部１２に記憶された推定プログラム２２０がコンピューター１１に実行させる処理と、第１実施形態における記憶部１２に記憶された推定プログラム２０がコンピューター１１に実行させる処理が相違する。相違点の概要について説明すると、第１実施形態では、Ｋ_Ｓ及びＫ_Ｗが予め求められた定数であるのに対して、第３実施形態では、コンピューター１１が計測器５９，６９，７９の計測値の時系列をバンドストップフィルタで濾波処理した上で最小二乗法の誤差関数を用いてＫ_Ｓ及びＫ_Ｗを推定する。以下、コンピューター１１が推定プログラム１２０に従って実行する処理について説明する。

（１）計測値の取得・蓄積処理
コンピューター１１は、計測器５９，６９，７９の計測値の時系列データ１２１，１２２，１２３を記録部１２に蓄積する。この処理は第２の実施の形態における蓄積処理と同様であるので、詳細な説明を省略する。

（２）係数推定処理
コンピューター１１は、Ｐ_ＧＳ（ｔ）、Ｐ_ＧＷ（ｔ）及びＰ（ｔ）をバンドストップフィルタによって濾過することによって得られる関数Ｆ［Ｐ（ｔ）］、Ｆ［Ｐ_ＧＷ（ｔ）］及びＦ［Ｐ_ＧＳ（ｔ）］を用いた最小二乗法によって求まる式（１５）のように、係数Ｋ_Ｓ及び係数Ｋ_Ｗを推定する。

ここで、式（１５）において、Ｆ［］は遮断周波数帯域をｆ_ＣＬ〜ｆ_ＣＨ［Ｈｚ］としたバンドストップフィルタを表す関数であり、Ｆ［Ｐ（ｔ）］は時系列データ１２１つまりＰ（ｔ）をバンドストップフィルタによって濾波することにより得られる関数であり、Ｆ［Ｐ_ＧＳ（ｔ）］は時系列データ１２２つまりＰ_ＧＳ（ｔ）をバンドストップフィルタによって濾波することにより得られる関数であり、Ｆ［Ｐ_ＧＷ（ｔ）］は時系列データ１２３つまりＰ_ＧＷ（ｔ）をバンドストップフィルタによって濾波することにより得られる関数である。Ｐ（ｔ）、Ｐ_ＧＳ（ｔ）又はＰ_ＧＳ（ｔ）をＸ（ｔ）と表し、Ｆ［Ｘ（ｔ）］のカットオフ周波数ｆ_ｃＬに対応する時定数をＴ_Ｌとし、カットオフ周波数ｆ_ｃＨに対応する時定数をＴ_Ｈとすると、Ｆ［Ｘ（ｔ）］をラプラス変換することによって得られる伝達関数ｆ（ｓ）は次式のように表せる。

上記の式（１５）について詳細に説明する。
時刻ｔにおける各負荷５３の消費電力の総和Ｌ（ｔ）を計測器５９，６９，７９の計測値Ｐ（ｔ），Ｐ_ＧＳ（ｔ），Ｐ_ＧＷ（ｔ）によって表すと式（７）の通りとなる。

ところで、太陽光発電設備５４が増設されると、各太陽光発電設備５４の発電出力の総和が増大するため、太陽光発電設備５４の増設は、その総和の時間的変化の長周期成分として表れる。風力発電設備５５の増設は各風力発電設備５５の発電出力の総和の時間的変化の長周期成分として表れる。一方、天候は刻々と変化するものであり、雲の動きは各太陽光発電設備５４の発電出力の総和の時間的変化の短周期成分として表れる。また、風速の変化は各風力発電設備５５の発電出力の総和の時間的変化の短周期成分として表れる。そのような長周期成分及び短周期成分を反映させるために、バンドストップフィルタを用いる。

一方、一日の周期では、太陽が昇っている時間に需用者の社会生活が営まれるため、太陽が昇っている時間では電力需要が大きく、太陽が沈んでいる時間では電力需要が小さい。従って、一日の周期では、各負荷５３の消費電力の総和が各太陽光発電設備５４の発電出力の総和と同じように変化するため、各負荷５３の消費電力の総和と各太陽光発電設備５４の発電出力の総和は相関性がある。同様に、一日の周期では、各負荷５３の消費電力の総和が各風力発電設備５５の発電出力の総和と同じように変化する。このような一日の周期の成分を除去するため、バンドストップフィルタを用いる。

式（７）をバンドストップフィルタによって濾波すると、中周期成分、つまりＬ（ｔ）が除去される。そのため、式（７）をバンドストップフィルタによって濾波した上で、最小二乗法を用いて係数Ｋ_Ｓ，Ｋ_Ｗを算出するために使用する誤差関数Ｅは次式（１７）のように表せる。

誤差が最小となるＫ_ＳとＫ_Ｗを求めると、次式のように表せる。

以上の式（１８），（１９）から行列方程式（１５）が求まる。

３．有利な効果
Ｋ_Ｓ及びＫ_Ｗは計測器５９，６９，７９の計測値の時系列から推定されたものである。そのため、各太陽光発電設備５４及び各風力発電設備５５の調査及び集計を行わずとも済む。よって、各太陽光発電設備５４及び各風力発電設備５５に計測器を設置せずとも、各負荷５３の消費電力の総和を低コストで推定することができる。

また、バンドストップフィルタを用いたので、各負荷５３の消費電力の総和と各太陽光発電設備５４の発電出力の総和は相関性があっても、Ｋ_Ｓ及びＫ_Ｗを正確に推定することができる。また、刻々変化する天候や発電設備５３，５４の増減に対応して、Ｋ_Ｓ及びＫ_Ｗを正確に推定することができる。

〔変形例〕
上記各実施形態では、系統電源５１から電力が供給される電力系統５０の数が１であった。それに対して、系統電源５１から電力が供給される電力系統５０の数が複数であり、各電力系統５０の送電線が保護機器を介して変電所内の母線５２に接続されていてもよい。この場合、第３計測器５９の数も複数であり、第３計測器５９が各電力系統５０の送電線（特に母線５２の出力部に近傍部分）に接続されている。そして、上述の説明におけるＰは各第３計測器５９によって計測された潮流電力の値の総和であり、Ｐ（Ｔ）は各第３計測器５９によって所定時刻Ｔに計測された潮流電力の値の総和である。

１，１０１，２０１…消費電力推定システム
１１…コンピューター
１２…記憶部
５０…電力系統
５１…系統電源
５３…負荷
５４…太陽光発電設備
５５…風力発電設備
５９…第３計測器
６０…計測用太陽光発電設備
６９…第１計測器
７０…計測用風力発電設備
７９…第２計測器
１２１…時系列データ（第３時系列データ）
１２２…時系列データ（第１時系列データ）
１２３…時系列データ（第２時系列データ）

Claims

系統電源、複数の太陽光発電設備及び複数の風力発電設備から電力が電力系統に供給され、前記電力系統から電力が供給される各負荷の消費電力の総和を推定する消費電力推定システムであって、
計測用太陽光発電設備と、
前記計測用太陽光発電設備の発電出力を計測する第１計測器と、
計測用風力発電設備と、
前記計測用風力発電設備の発電出力を計測する第２計測器と、
前記系統電源から前記電力系統に供給される電力を計測する第３計測器と、
前記第１計測器の計測値と第１係数を乗じた積と、前記第２計測器の計測値と第２係数を乗じた積と、前記第３計測器の計測値とを総和して、その総和を前記各負荷の消費電力の総和として推定する推定手段を有するコンピューターと、を備える消費電力推定システム。
前記第１係数は、前記太陽光発電設備の調査及び集計によって予め求められたものであり、前記第２係数は、前記風力発電設備の調査及び集計によって予め求められたものである請求項１に記載の消費電力推定システム。
前記コンピューターが、
前記第１計測器の計測値と計測時刻とを対応付けて記憶部に記録することを繰り返し実行することによって、それら計測値と計測時刻を時系列で配列した第１時系列データを前記記憶部に蓄積する第１蓄積手段と、
前記第２計測器の計測値と計測時刻とを対応付けて前記記憶部に記録することを繰り返し実行することによって、それら計測値と計測時刻を時系列で配列した第２時系列データを前記記憶部に蓄積する第２蓄積手段と、
前記第３計測器の計測値と計測時刻とを対応付けて前記記憶部に記録することを繰り返し実行することによって、それら計測値と計測時刻を時系列で配列した第３時系列データを前記記憶部に蓄積する第３蓄積手段と、
前記第１時系列データ、前記第２時系列データ及び前記第３時系列データの計測値の時間平均を算出し、それらの時間平均から前記第１係数及び前記第２係数を算出する係数算出手段と、を有する
請求項１に記載の消費電力推定システム。
前記係数算出手段が、次式に従って前記第１係数及び前記第２係数を算出する請求項３に記載の消費電力推定システム。

但し、Ｋ_Ｓは前記第１係数であり、Ｋ_Ｗは前記第２係数であり、Ｌ_０は定数であり、Ｐ_ＧＳ（ｔ）は前記第１時系列データの計測値を計測時刻ｔにより表した関数であり、Ｐ_ＧＷ（ｔ）は前記第２時系列データの計測値を計測時刻ｔにより表した関数であり、Ｐ（ｔ）は前記第３時系列データの計測値を計測時刻ｔにより表した関数であり、オーバーラインは時間平均を表す。
前記コンピューターが、
前記第１計測器の計測値と計測時刻とを対応付けて記憶部に記録することを繰り返し実行することによって、それら計測値と計測時刻を時系列で配列した第１時系列データを前記記憶部に蓄積する第１蓄積手段と、
前記第２計測器の計測値と計測時刻とを対応付けて前記記憶部に記録することを繰り返し実行することによって、それら計測値と計測時刻を時系列で配列した第２時系列データを前記記憶部に蓄積する第２蓄積手段と、
前記第３計測器の計測値と計測時刻とを対応付けて前記記憶部に記録することを繰り返し実行することによって、それら計測値と計測時刻を時系列で配列した第３時系列データを前記記憶部に蓄積する第３蓄積手段と、
前記第１時系列データ、前記第２時系列データ及び前記第３時系列データをバンドストップフィルタにより濾波することによって前記第１係数及び前記第２係数を算出する係数算出手段と、を有する
請求項１に記載の消費電力推定システム。
前記係数算出手段が、次式に従って前記第１係数及び前記第２係数を算出する請求項５に記載の消費電力推定システム。

但し、Ｋ_Ｓは前記第１係数であり、Ｋ_Ｗは前記第２係数であり、Ｐ_ＧＳ（ｔ）は前記第１時系列データの計測値を計測時刻ｔにより表した関数であり、Ｐ_ＧＷ（ｔ）は前記第２時系列データの計測値を計測時刻ｔにより表した関数であり、Ｐ（ｔ）は前記第３時系列データの計測値を計測時刻ｔにより表した関数であり、Ｆ［Ｐ_ＧＳ（ｔ）］はＰ_ＧＳ（ｔ）を前記バンドストップフィルタによって濾波することにより得られる関数であり、Ｆ［Ｐ_ＧＷ（ｔ）］はＰ_ＧＷ（ｔ）を前記バンドストップフィルタによって濾波することにより得られる関数であり、Ｆ［Ｐ（ｔ）］はＰ（ｔ）を前記バンドストップフィルタによって濾波することにより得られる関数であり、Ｐ（ｔ）、Ｐ_ＧＳ（ｔ）又はＰ_ＧＳ（ｔ）をＸ（ｔ）とし、前記バンドストップフィルタの遮断周波数帯域をｆ_ＣＬ〜ｆ_ＣＨ［Ｈｚ］とした場合、Ｆ［Ｘ（ｔ）］をラプラス変換することによって得られる伝達関数ｆ（ｓ）は次式の通りである。