JP2023010452A - 電力推定装置、電力推定装置の制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】配電系統に設けられる電力消費装置による電力消費量をより正確に求める。【解決手段】配電系統の電力消費装置による所定区間内の電力消費量を推定する電力推定装置であって、所定区間の端部の潮流測定値と複数のノードにおける有効電力測定値とを取得する測定値取得部と、潮流測定値及び有効電力測定値を用いて第１方程式を計算することにより、複数のノードの有効電力算出値と所定区間における無効電力算出値とを算出する第１算出部と、各ノードの電力消費装置の容量比率を表す第１容量係数と太陽光発電設備の容量比率を表す第２容量係数とを取得する容量係数取得部と、太陽光発電設備の運転力率を取得する運転力率取得部と、有効電力算出値と無効電力算出値と第１容量係数と第２容量係数と運転力率とを用いて第２方程式を計算することにより、電力消費装置による電力消費量を算出する第２算出部と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、電力推定装置、電力推定装置の制御方法及びプログラムに関する。

例えば、配電系統の状態を、計測された系統情報に基づいて推定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１７／２０３６１１号

しかしながら近年、配電系統には数多くの太陽光発電設備が連系しており、工場や家庭などで使用される照明やモータなどの電力消費装置によって消費される電力の一部がこれらの太陽光発電設備からの発電量によって賄われているため、電力消費装置による真の電力消費量が分かりにくくなっている。

そのため、配電系統に設けられる電力消費装置による電力消費量をより正確に求めることを可能にする技術が求められている。

本発明はこのような課題を鑑みてなされたものであり、配電系統に設けられる電力消費装置による電力消費量をより正確に求めることが可能な電力推定装置、電力推定装置の制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

前述した課題を解決する一態様は、配電系統に接続された電力消費装置による所定区間内の電力消費量を推定する電力推定装置であって、前記所定区間の端部における潮流測定値と、前記所定区間内に設定される複数のノードにおける有効電力測定値と、を取得する測定値取得部と、前記潮流測定値及び前記有効電力測定値を用いて所定の第１方程式を計算することにより、前記複数のノードにおける有効電力算出値と、前記所定区間における無効電力算出値と、を算出する第１算出部と、前記複数のノードにおける前記電力消費装置の容量の比率を表す第１容量係数と、前記複数のノードにおける太陽光発電設備の容量の比率を表す第２容量係数と、を取得する容量係数取得部と、前記所定区間内の前記太陽光発電設備の運転力率を取得する運転力率取得部と、前記複数のノードにおける有効電力算出値と、前記所定区間における無効電力算出値と、前記第１容量係数と、前記第２容量係数と、前記運転力率と、を用いて所定の第２方程式を計算することにより、前記所定区間内の前記電力消費装置による前記電力消費量を算出する第２算出部と、を備える。

本発明によれば、配電系統に設けられる電力消費装置による電力消費量をより正確に求めることが可能になる。

電力推定装置の構成を示す図である。 記憶装置の構成を示す図である。 配電系統及び電力推定装置を説明するための図である。 配電系統を説明するための図である。 配電系統を説明するための図である。 電力推定装置の機能構成を示す図である。 電力推定装置で実行される処理の一例を示すフローチャートである。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
＜＜＜電力推定装置２００の構成＞＞＞

図１は、本発明の一実施形態である電力推定装置２００の構成を示す図である。電力推定装置２００は、図３～図５等に示す配電系統１０００に設けられる電力消費装置（不図示）による電力消費量を推定する装置であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１０、メモリ２２０、通信装置２３０、記憶装置２４０、入力装置２５０、出力装置２６０、及び記録媒体読取装置２７０を有するコンピュータである。

ＣＰＵ２１０は、メモリ２２０や記憶装置２４０に記憶された電力推定装置制御プログラム７００を実行することにより、電力推定装置２００が有する様々な機能を実現する。

メモリ２２０は、例えばＲＡＭ（Random-Access Memory）等であり、様々なプログラムやデータ等の一時的な記憶領域として用いられる。

記憶装置２４０は、ＣＰＵ２１０によって実行または処理される各種データを格納する非一時的な（例えば不揮発性の）記憶装置である。

記憶装置２４０に電力推定装置制御プログラム７００及び系統情報テーブル６００が記憶されている様子を図２に示す。

記憶装置２４０に記憶されている電力推定装置制御プログラム７００や系統情報テーブル６００等の各種のデータがメモリ２２０に読み出されてＣＰＵ２１０によって実行あるいは処理されることにより、電力推定装置２００の各種機能が実現される。

また電力推定装置制御プログラム７００は、本実施形態に係る電力推定装置２００が有する機能を実現するためのプログラムを総称しており、例えば、電力推定装置２００上で動作するアプリケーションプログラムやＯＳ（Operating System）、種々のライブラリ等を含む。

系統情報テーブル６００は、配電系統１０００の構成や配電系統１０００を構成する機器の電気的特性などを記録したテーブルである。例えば、系統情報テーブル６００には、配電系統１０００に連系する太陽光発電設備（不図示）や電力消費装置の位置や容量、スマートメータＳＭやセンサー付き開閉器ＳＷ、変圧器等の位置や仕様、配電線１２００の亘長やインピーダンスなどのような、配電系統１０００を状態方程式や潮流方程式のような方程式を用いて模擬する際に必要なデータが記録されている。

詳細は後述するが、電力推定装置２００は、センサ付き開閉器ＳＷから取得した潮流の測定値と、スマートメータＳＭから取得した有効電力測定値を取得した状態で、系統情報テーブル６００を用いて、以下に詳述する電力推定処理を実行する。電力推定処理では、配電系統１０００に設けられている電力消費装置が実際に消費する電力消費量が算出される。電力消費装置は、電力需要家が有する電力設備であり、例えば照明やモータなどである。電力推定装置２００は、この電力消費量を算出することにより、配電系統１０００の状態をより正確に推定することが可能となる。

図１に戻って、入力装置２５０は、ユーザによるコマンドやデータの入力を受け付ける装置であり、キーボード、タッチパネルディスプレイ上でのタッチ位置を検出するタッチセンサなどの入力インタフェースを含む。

出力装置２６０は、例えばディスプレイやプリンタなどの装置である。

通信装置２３０は、ネットワーク５００を介して、他のコンピュータと各種プログラムやデータの受け渡しを行う。

記録媒体読取装置２７０は、ＳＤカードやＤＶＤ、ＣＤＲＯＭ等の記録媒体８００に記録された電力推定装置制御プログラム７００や系統情報テーブル６００等の様々なデータを読み取り、記憶装置２４０に格納する。
＜＜＜配電系統１０００の一例＞＞＞
図３～図５は、配電系統１０００の一例を示す図である。配電系統１０００は、例えば、６．６ｋＶの高圧系統であり、配電変電所１１００、配電線１２００、センサ付き開閉器ＳＷ、スマートメータＳＭを含む。また図示されていないが、配電系統１０００には、電力消費装置や太陽光発電設備が設けられている。

センサ付き開閉器ＳＷは、配電系統１０００の一つの区間Ｋの端部に配置される。つまり、センサ付き開閉器ＳＷは、配電系統１０００を複数の区間Ｋに区切る。センサ付き開閉器ＳＷは、測定点（区間Ｋの端部）の電圧、電流及び位相、または有効電力及び無効電力を計測可能な計測器である。以下では、センサ付き開閉器ＳＷによって測定された電圧電流及び位相、または有効電力および無効電力を、包括的に「潮流測定値」または「潮流の測定値」と称する。

スマートメータＳＭは、配電系統１０００に接続されている需要家が消費した有効電力を計測可能な計測器である。

需要家は、それぞれ電力の負荷となる。需要家には、配電線１２００から供給される電力を消費する不図示の電力消費装置（例えば、工場）が含まれ得るとともに、配電線１２００に対し、電力を供給する太陽光発電設備（不図示）も含まれる。このため、配電線１２００には、配電線１２００からの電力を消費する設備と、配電線１２００に電力を供給する設備と、が接続されていることになる。ここでは、消費、供給の別を問わず、包括して負荷と称する。

また、配電系統１０００の区間Ｋ内には複数のノードＮが設けられているが、ノードＮは、区間Ｋをさらに細かく区分した各範囲を表し、区間Ｋに設置されている変圧器や配電線１２００の分岐点などのような、適宜定められた配電系統１０００上の位置により特定される。そして本実施形態では、区間Ｋ内の各ノードＮには、１以上の需要家のスマートメータＳＭによって計測された測定値が集約されているものとする。

以下では、スマートメータＳＭによって測定され、各ノードＮに集約された有効電力を、包括的に「有効電力測定値」と称する。

配電変電所１１００は、送電線（不図示）から供給される電圧を変圧し、６．６ｋＶの電圧を配電線１２００へと出力する。電力は、ノードＮを介して需要家（不図示）に供給される。

なお配電系統１０００には、その他にも様々な設備やセンサ等が含まれているが、便宜上、ここでは簡素化した配電系統１０００を一例として図示している。

例えば、図４の例を参照しながら配電系統１０００について説明する。

配電系統１０００には、配電変電所１１００を起点（送り出しノード）とし、配電線１２００が放射状に接続されている。配電線１２００にはセンサ付き開閉器ＳＷ１～ＳＷ５が設置され、これらのセンサ付き開閉器ＳＷ１～ＳＷ５で分割された区間が区間Ｋ１～区間Ｋ４として定められている。

ただし、区間Ｋ４のように配電系統１０００の末端側にセンサ付き開閉器ＳＷが設置されていない場合には、送り出し側のセンサ付き開閉器ＳＷから末端ノードまでを区間として定める。

また、配電線１２００上にはノードＮを定義する。ノードＮは柱上変圧器単位や指定された需要家単位で管理されている集約単位である。複数の需要家のスマートメータＳＭからの計測値は各ノードＮごとに集約され、状態推定で用いられる。各ノードＮには負荷設備および太陽光発電設備が連系されており、それらの容量がノードＮごとに系統情報テーブル６００に設備データとして定義されているものとする。

センサ付き開閉器（ＳＷ１～ＳＷ５）では、定周期Ｔｓ１（例えば１分）で設置点の電圧、電流、位相が計測される。これらの計測値は、データベース（例えば記憶装置２４０に構築される）に格納される。

この時、電圧、電流、位相から有効電力潮流、無効電力潮流には一意に変換することができるものとし、以降、センサ付き開閉器ＳＷからの測定値は、電圧、有効電力潮流、無効電力潮流として取り扱う。

スマートメータＳＭでは、各ノード（Ｎ１～Ｎ１２）単位で、定周期Ｔｓ２（例えば３０分）で需要家の電力使用量（有効電力）が測定される。これらの測定値は、データベース（例えば記憶装置２４０に構築される）に格納される。

周期毎の電力使用量を測定周期で割ることで、有効電力量の平均値を計算することができるため、スマートメータＳＭからの測定値は有効電力平均値として取り扱う。
＜＜＜情報処理装置の機能ブロック＞＞＞

図６は、電力推定装置２００の機能ブロックを示す図である。電力推定装置２００は、測定値取得部２０１、第１算出部２０２、容量係数取得部２０３、運転力率取得部２０４、及び第２算出部２０５の各機能を有する。

これらの各機能は、電力推定装置２００のハードウェアによって本実施形態に係る電力推定装置制御プログラム７００が実行されることにより実現される。

測定値取得部２０１は、配電系統１０００の所定区間Ｋの端部における潮流測定値、及び所定区間Ｋ内の複数のノードＮにおける有効電力測定値を取得する。上述したように、本実施形態では測定値取得部２０１は、センサー付き開閉器ＳＷから１分毎に潮流測定値を取得し、スマートメータＳＭから３０分毎に有効電力測定値を取得する。

第１算出部２０２は、潮流測定値及び有効電力測定値を用いて所定の第１方程式を計算することにより、複数のノードＮにおける有効電力算出値と、所定区間Ｋにおける無効電力算出値と、を算出する。

容量係数取得部２０３は、所定区間Ｋ内の複数のノードＮにおける電力消費装置の容量の比率を表す第１容量係数と、複数のノードＮにおける太陽光発電設備の容量の比率を表す第２容量係数と、を取得する。例えば容量係数取得部２０３は、系統情報テーブル６００を参照し、これらの複数のノードＮにおける電力消費装置及び太陽光発電設備の容量に関するデータを元に、各ノードＮの容量係数を算出する。

運転力率取得部２０４は、所定区間Ｋ内の太陽光発電設備の運転力率を取得する。例えば運転力率取得部２０４は、系統情報テーブル６００を参照し、所定区間Ｋ内に設置されている太陽光発電設備の運転力率に関するデータを元に所定区間Ｋ内の平均運転力率を算出する。太陽光発電設備の運転力率は、例えば０．９５に定められている場合が多い。

第２算出部２０５は、複数のノードＮにおける有効電力算出値と、所定区間Ｋにおける無効電力算出値と、第１容量係数と、第２容量係数と、運転力率と、を用いて所定の第２方程式を計算することにより、所定区間Ｋ内の電力消費装置による電力消費量を算出する。

このような態様により、電力推定装置２００は、配電系統１０００に設けられる電力消費装置による電力消費量をより正確に求めることが可能になる。これにより、例えば、配電系統１０００の電圧分布等の状態をより精度よく推定することも可能になる。あるいは、例えば配電系統１０００が停電等の事故から復旧する際に、太陽光発電設備が解列したままの状態であっても、電力消費装置が必要とする電力を配電変電所１１００から供給することが可能となる。

また第２算出部２０５は、さらに、所定区間Ｋ内の電力消費装置による電力消費量を、第１容量係数を用いて複数のノードＮに分配することで、各ノードＮにおける電力消費量を算出するようにしてもよい。

このような態様により、ノードＮ毎に電力消費量が算出できるので、詳細に電力消費装置による電力消費量を算出することが可能となる。

また第２算出部２０５は、上記の第２方程式を計算することにより、所定区間Ｋ内の電力消費装置による電力消費量だけでなく、所定区間Ｋ内の太陽光発電設備の発電量を算出するようにしてもよい。

このような態様により、電力消費装置による電力消費量だけでなく、太陽光発電設備からの発電量も算出可能になるので、配電系統１０００の状態をより詳しく把握することが可能となる。

さらに第２算出部２０５は、所定区間Ｋ内の太陽光発電設備の発電量を、第２容量係数を用いて複数のノードＮに分配することで、各ノードＮにおける発電量を算出するようにしてもよい。

このような態様により、ノードＮ毎により詳細に太陽光発電設備による発電量を算出することが可能となる。

また第２算出部２０５は、上記の第２方程式を計算することにより、所定区間Ｋ内の電力消費装置による電力消費量だけでなく、所定区間Ｋ内の電力消費装置の平均負荷力率を算出するようにしてもよい。平均負荷力率は、所定区間Ｋ内の各電力消費装置の負荷力率の平均値である。

区間Ｋ内の平均負荷力率と電力装置設備による電力消費量とが算出できれば、これらを用いて、所定区間Ｋ内で生じる無効電力のうち、電力消費装置に起因する無効電力を容易に算出することが可能となる。

なお、上述したように、測定値取得部２０１は、センサー付き開閉器ＳＷから１分毎に潮流測定値を取得し、スマートメータＳＭから３０分毎に有効電力測定値を取得している。このため第１算出部２０２は、所定時間毎（例えば１分毎）に、最新の潮流測定値及び最新の有効電力測定値を用いて第１方程式を計算することにより、複数のノードにおける最新の有効電力算出値と、所定区間Ｋにおける最新の無効電力算出値と、を繰り返し算出している。そして第２算出部２０５は、最新の複数のノードにおける有効電力算出値と、最新の所定区間Ｋにおける無効電力算出値と、第１容量係数と、第２容量係数と、運転力率と、を用いて、繰り返し（例えば１分毎に）第２方程式を計算している。

このような態様により、所定区間Ｋ内の最新の電力消費装置の電力消費量を所定時間ごとに算出することができ、配電系統１０００に設けられる電力消費装置による電力消費量をより詳細に求めることが可能になる。

図３を参照しながらもう少し詳しく説明する。

図３は、電力推定装置２００が、前処理（実負荷推定１）、メイン処理（実負荷推定２）及びノード展開処理（実負荷推定３）の各処理を行う様子を示している。

前処理では、電力推定装置２００は、センサ付き開閉器ＳＷから電圧、電流、位相に関する定周期（例えば１分）の測定値（潮流測定値）を取得し、スマートメータＳＭから電力使用量に関する定周期（例えば３０分）の測定値（有効電力測定値）を取得し、記憶装置２４０内のデータベースに格納済みの系統情報テーブル６００（系統設備データ）を取得して、第１方程式を用いて潮流計算を行うことで、事前に定義したノードＮ単位の有効電力値（有効電力算出値）と、事前に定義した区間Ｋのノードの無効電力合計値（無効電力算出値）を算出する。

なおノードＮは、配電系統１０００の所定区間Ｋを配電線１２００に沿って複数のグループに分類することで定義される。同一グループ内の電力消費装置や太陽光発電設備は、同一ノードＮにおける電力消費装置及び太陽光発電設備とされる。また各ノードＮの位置は、例えば柱上変圧器や需要家の位置を元に定められる。また区間Ｋは、配電系統１０００をセンサ付き開閉器ＳＷで区切ることにより定義される。

そして電力推定装置２００は、前処理を定周期（例えば１分周期）で演算し、センサー付き開閉器ＳＷやスマートメータＳＭから得られる測定データから一意に抽出可能な各ノードＮの有効電力値（有効電力算出値）と区間Ｋの全ノードＮの無効電力合計値（無効電力算出値）を計算する。

続いてメイン処理では、電力推定装置２００は、前処理で得られた各ノードＮの有効電力値と、各区間Ｋ内のノードＮの無効電力合計値と、系統情報テーブル６００（系統設備データ）で定義される各ノードＮにおける負荷設備容量の比率（第１容量係数）と、各ノードＮにおける太陽光発電設備容量の比率（第２容量係数）と、区間Ｋ内の太陽光発電設備の平均運転力率と、を用いて第２方程式を計算することで、区間Ｋの実負荷有効電力（電力消費装置による電力消費量）を計算する。本実施形態では電力推定装置２００は、区間Ｋの実負荷有効電力（電力消費装置による電力消費量）と共に、区間Ｋの太陽光発電有効電力（太陽光発電設備の発電量）と、区間Ｋの実負荷平均力率（電力消費装置の平均負荷力率）と、を計算する。電力推定装置２００は、メイン処理も定周期（例えば１分周期）で演算する。

そしてノード展開処理では、電力推定装置２００は、メイン処理で得られた区間Ｋの実負荷有効電力と、系統情報テーブル６００（系統設備データ）で定義される各ノードＮにおける負荷設備容量の比率（第１容量係数）と、から、区間Ｋ内の各ノードＮの実負荷有効電力を計算する。

また合わせて、電力推定装置２００は、メイン処理で得られた区間Ｋの太陽光発電有効電力と、系統情報テーブル６００（系統設備データ）で定義される各ノードＮにおける太陽光発電設備容量の比率（第２容量係数）と、から、区間Ｋ内の各ノードＮの太陽光発電有効電力も計算する。電力推定装置２００は、ノード展開処理も定周期（例えば１分周期）で演算する。
＜＜＜処理の詳細＞＞＞

続いて、電力推定装置２００が実行する電力推定処理の第１の具体例を、図７の処理フローを用いて説明する。

ただし、センサ付き開閉器ＳＷからの測定値は、例えば電圧、電流、位相を想定し、その値から電圧、有効電力潮流、無効電力潮流に変換が可能とする。また、スマートメータＳＭからの測定値は使用電力量を想定し、その値から、有効電力平均値に変換が可能とする。また、スマートメータＳＭからの測定値は事前に設定したノード単位に集約され、その集約された値を用いる。

そして電力推定装置２００は、前処理（実負荷推定１）、メイン処理（実負荷推定２）及びノード展開処理（実負荷推定３）の各処理を行う。

ただし、センサ付き開閉器ＳＷとスマートメータＳＭからの測定周期が異なる場合には、測定周期が長い測定値に関しては、短い測定値を用いた値の補間を行うことで短い周期に合わせた測定および実負荷推定が可能となる。

続いて電力推定装置２００は、メイン処理を行う。

メイン処理では、電力推定装置２００は、前処理で得られた各ノードの有効電力と各区間の各ノードの無効電力合計値を入力とし、各区間の実負荷有効電力（電力消費装置の電力消費量）と、太陽光発電有効電力（太陽光発電設備の発電量）および実負荷平均力率（電力消費装置の力率の平均値）を推定し、出力する（Ｓ１０３０）。実負荷平均力率は各ノードの負荷力率（電力消費装置の力率）を平均した値である。

この時、電力推定装置２００は、系統情報テーブル６００を参照して、各ノードの実負荷設備（電力消費装置）の容量と、各ノードの太陽光発電設備の容量および太陽光発電設備の運転力率を設定する。太陽光発電設備の運転力率は指定された区間での平均値を用いる。

実負荷設備容量は、例えば電力消費装置の定格消費電力とすることができる。またＰＶ設備容量は、例えば太陽光発電設備の定格出力とすることができる。

この時、（６）の連立方程式（第２方程式）は、変数の数が３つであるのに対し、方程式の数がＮ＋１になる。このため、ノード数Ｎが２の場合には方程式の数と変数の数が同じになるので、解を一意に計算することが可能となる。そしてノード数Ｎが３以上の場合には、変数の数よりも方程式の数の方が多くなるため、最小二乗推定等を行うことで、解を一意に計算する事が可能となる。

ノードＮの数を区間内の需要家の数と同一にした場合には、需要家毎に、実負荷（電力消費装置の電力消費量）と、ＰＶの有効電力（太陽光発電設備の発電量）と、負荷力率平均値と、を計算することができる。ただしこの場合、連立方程式の式の数が需要家の数＋１となり、膨大になるので、計算量は増加する。

一方、ノードＮの数を２、３程度に減らせば、計算量を減らすことができるので、電力推定装置２００は、短時間で実負荷（電力消費装置の電力消費量）と、ＰＶの有効電力（太陽光発電設備の発電量）と、負荷力率平均値と、を計算することができる。

このように電力推定装置２００は、ノードＮの数を自由に設定することができるので、電力推定処理を行う目的に応じて適切な数に設定すれば良い。

次に、式（６）についてもう少し詳細に説明する。

次に、電力推定装置２００はノード展開処理を行う。

以上のような態様により、電力推定装置２００は、配電系統１０００に設けられる電力消費装置による電力消費量をより正確に求めることが可能になる。これにより、例えば、配電系統１０００の電圧分布等の状態をより精度よく推定することも可能になる。あるいは、例えば配電系統１０００が停電等の事故から復旧する際に、太陽光発電設備が解列したままの状態であっても、電力消費装置が必要とする電力を配電変電所１１００から供給することが可能となる。

なお本実施形態では、単一の区間Ｋ内で処理を行う場合の例を示したが、複数の区間Ｋについて処理を行う場合でも同様である。

次に、電力推定装置２００が行う電力推定処理の第２の具体例について説明する。

第２の具体例においても、電力推定装置２００は、前処理（実負荷推定１）、メイン処理（実負荷推定２）及びノード展開処理（実負荷推定３）の各処理を行う。

なお電力推定装置２００は、配電系統１０００全体の区間Ｋを一括してモデル化して計算を実施するが、説明の簡易化のため、図５に示す配電系統１０００の区間Ｋにおける電力推定処理を第２の具体例として説明する。

図５に示す配電系統１０００は、２台のセンサ付き開閉器ＳＷ、３つのノードＮ、１つの区間Ｋを有して構成され、各ノードＮおよびセンサ付き開閉器ＳＷは、配電線１２００で接続されている。

また、ノードＮ毎にスマートメータＳＭの測定値（有効電力測定値）は集約され、記憶装置２４０のデータベースに格納され、状態推定に用いられる。

以下に示す物理量は、規格化されたｐｕ単位を用いる。時刻ｔは離散化された値を用いる。

このとき電力推定装置２００は、まず前処理を行う。

次に電力推定装置２００は、メイン処理を行う。

なお、（１９）は入力y_t、（２０）は出力x_tである。

続いて電力推定装置２００は、ノード展開処理を行う。

以上のような態様によっても、電力推定装置２００は、配電系統１０００に設けられる電力消費装置による電力消費量をより正確に求めることが可能になる。これにより、例えば、配電系統１０００の電圧分布等の状態をより精度よく推定することも可能になる。あるいは、例えば配電系統１０００が停電等の事故から復旧する際に、太陽光発電設備が解列したままの状態であっても、電力消費装置が必要とする電力を配電変電所１１００から供給することが可能となる。

以上、本実施形態に係る電力推定装置２００、電力推定装置２００の制御方法、及びプログラム７００について詳細に説明したが、本実施形態によれば、配電系統１０００に設けられる電力消費装置による電力消費量をより正確に求めることが可能になる。

なお上述した実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

例えば、第１方程式は、最小二乗法、重み付き最小二乗法、負荷修正型状態推定法といった各時間断面で独立した状態推定手法の他に、カルマンフィルタのような時系列で遂次処理を行う状態推定手法においても本発明の適用が可能である。

２００ 電力推定装置
２０１ 測定値取得部
２０２ 第１算出部
２０３ 容量係数取得部
２０４ 運転力率取得部
２０５ 第２算出部
２１０ ＣＰＵ
２２０ メモリ
２３０ 通信装置
２４０ 記憶装置
２５０ 入力装置
２６０ 出力装置
２７０ 記録媒体読取装置
５００ ネットワーク
６００ 系統情報テーブル
７００ 電力推定装置制御プログラム
８００ 記録媒体
１０００ 配電系統
１１００ 配電変電所
１２００ 配電線
ＳＷ センサ付き開閉器
ＳＭ スマートメータ
Ｎ ノード
Ｋ 区間

Claims (8)

1. 配電系統に接続された電力消費装置による所定区間内の電力消費量を推定する電力推定装置であって、
   前記所定区間の端部における潮流測定値と、前記所定区間内に設定される複数のノードにおける有効電力測定値と、を取得する測定値取得部と、
   前記潮流測定値及び前記有効電力測定値を用いて所定の第１方程式を計算することにより、前記複数のノードにおける有効電力算出値と、前記所定区間における無効電力算出値と、を算出する第１算出部と、
   前記複数のノードにおける前記電力消費装置の容量の比率を表す第１容量係数と、前記複数のノードにおける太陽光発電設備の容量の比率を表す第２容量係数と、を取得する容量係数取得部と、
   前記所定区間内の前記太陽光発電設備の運転力率を取得する運転力率取得部と、
   前記複数のノードにおける有効電力算出値と、前記所定区間における無効電力算出値と、前記第１容量係数と、前記第２容量係数と、前記運転力率と、を用いて所定の第２方程式を計算することにより、前記所定区間内の前記電力消費装置による前記電力消費量を算出する第２算出部と、
   を備える、電力推定装置。
2. 請求項１に記載の電力推定装置であって、
   前記第２算出部は、さらに、前記所定区間内の前記電力消費装置による前記電力消費量を、前記第１容量係数を用いて前記複数のノードに分配することで、前記各ノードにおける電力消費量を算出する、電力推定装置。
3. 請求項１又は２に記載の電力推定装置であって、
   前記第２算出部は、前記第２方程式を計算することにより、前記所定区間内の前記電力消費装置による前記電力消費量と共に、前記所定区間内の前記太陽光発電設備の発電量を算出する、電力推定装置。
4. 請求項３に記載の電力推定装置であって、
   前記第２算出部は、さらに、前記所定区間内の前記太陽光発電設備の前記発電量を、前記第２容量係数を用いて前記複数のノードに分配することで、前記各ノードにおける発電量を算出する、電力推定装置。
5. 請求項１～４のいずれかに記載の電力推定装置であって、
   前記第２算出部は、前記第２方程式を計算することにより、前記所定区間内の前記電力消費装置による前記電力消費量と共に、前記所定区間内の前記電力消費装置の平均負荷力率を算出する、電力推定装置。
6. 請求項１～５のいずれかに記載の電力推定装置であって、
   前記第１算出部は、
   最新の前記潮流測定値、及び最新の前記有効電力測定値を用いて、所定時間毎に前記第１方程式を計算することにより、前記複数のノードにおける有効電力算出値と、前記所定区間における無効電力算出値と、を繰り返し算出し、
   前記第２算出部は、
   最新の前記複数のノードにおける有効電力算出値と、最新の前記所定区間における無効電力算出値と、前記第１容量係数と、前記第２容量係数と、前記運転力率と、を用いて、繰り返し前記第２方程式を計算する、電力推定装置。
7. 配電系統に接続された電力消費装置による所定区間内の電力消費量を推定する電力推定装置の制御方法であって、
   前記電力推定装置が、
   前記所定区間の端部における潮流測定値と、前記所定区間内に設定される複数のノードにおける有効電力測定値と、を取得し、
   前記潮流測定値及び前記有効電力測定値を用いて所定の第１方程式を計算することにより、前記複数のノードにおける有効電力算出値と、前記所定区間における無効電力算出値と、を算出し、
   前記複数のノードにおける前記電力消費装置の容量の比率を表す第１容量係数と、前記複数のノードにおける太陽光発電設備の容量の比率を表す第２容量係数と、を取得し、
   前記所定区間内の前記太陽光発電設備の運転力率を取得し、
   前記複数のノードにおける有効電力算出値と、前記所定区間における無効電力算出値と、前記第１容量係数と、前記第２容量係数と、前記運転力率と、を用いて所定の第２方程式を計算することにより、前記所定区間内の前記電力消費装置による前記電力消費量を算出する、
   電力推定装置の制御方法。
8. 配電系統に接続された電力消費装置による所定区間内の電力消費量を推定するコンピュータに、
   前記所定区間の端部における潮流測定値と、前記所定区間内に設定される複数のノードにおける有効電力測定値と、を取得する手順と、
   前記潮流測定値及び前記有効電力測定値を用いて所定の第１方程式を計算することにより、前記複数のノードにおける有効電力算出値と、前記所定区間における無効電力算出値と、を算出する手順と、
   前記複数のノードにおける前記電力消費装置の容量の比率を表す第１容量係数と、前記複数のノードにおける太陽光発電設備の容量の比率を表す第２容量係数と、を取得する手順と、
   前記所定区間内の前記太陽光発電設備の運転力率を取得する手順と、
   前記複数のノードにおける有効電力算出値と、前記所定区間における無効電力算出値と、前記第１容量係数と、前記第２容量係数と、前記運転力率と、を用いて所定の第２方程式を計算することにより、前記所定区間内の前記電力消費装置による前記電力消費量を算出する手順と、
   を実行させるためのプログラム。
   

Images