JP4847922B2 - 発電機接続容量算出方法、その方法の実行に用いるプログラム及び発電機接続容量算出装置 - Google Patents

Description

本発明は、既存の配電系統に分散型電源の発電機を接続しようとする場合に、その発電機について接続可能容量を算出する技術に関する。

電力自由化などに伴って分散型電源の普及が進んでいる。分散型電源は、遠隔地で大規模な電力を原子力や火力あるいは水力で集中的に発電する従来の発電所型の電源と異なり、小規模な発電容量の発電機による電源として電力需要地の近傍に分散的に設置される電源である。こうした分散型電源の普及に伴い、既存の配電系統に分散型電源を接続して系統連系させる場合が急速に増えてきている。

従来の配電系統は、電力を消費する需要家、つまり負荷に配電用電源である配電用変電所から一方向で電気が流れることを前提としている。こうした配電系統への分散型電源の系統連系がなされると、配電用電源と負荷の間の配電系統網の途中に電源が存在したり、負荷に電源が存在したりすることになる。そのため、配電用電源に向けて電流が流れる逆潮流を配電系統に生じるという問題、あるいは配電用電源と分散型電源の性質（位相、力率など）の違いによって配電系統における適正電圧範囲（１０１±６Ｖ、２０２±２０Ｖ）の維持が困難になるという問題などを生じる。

こうしたことから、分散型電源の発電機を配電系統へ接続して系統連系するに際しては、その接続しようとする発電機について、接続容量（接続可能容量）の上限を事前に評定し、配電系統に逆潮流を生じたり、配電系統の適正電圧範囲を逸脱したりすることのないようにする必要がある。従来ではこのような系統連系の事前評価は、例えば特許文献１に開示されるような配電用潮流計算法を利用して行われていた。具体的には、需要家の契約電力量から推定した負荷電力と指定した発電機出力を入力データとし、様々な条件での柱上変圧器の到達電圧や配電線路の通過電流を算出する潮流計算を行い、その潮流計算に基づいて系統連系対象発電機の配電系統への接続容量の上限を求めるようにしていた。

このような従来の評価法は、多く手作業を必要とする。このため系統連系を必要とする分散型電源の増加に伴って、配電系統を管理する電力会社にとって系統連系に伴う評価作業が大きな負担となっていた。こうしたことから、例えば特許文献２に開示される例のように、分散型電源の接続容量をより容易に評価できるようにした手法が提案されている。

特開平８−２１４４５８号公報 特開２００６−２９６０３１号公報

分散型電源の配電系統への系統連系は今後ますます増大すると予測される。このような状況にあっては、系統連系の事前評価についてその作業の自動化率を高めて、より迅速に事前評価を行えるようにすることが望まれる。また分散型電源をより有効に活用できるようにする上では、系統連系の事前評価に際して柔軟な対応を行えるようにすることが望まれる。こうした観点からすると、評価作業の多くを手作業にたよる従来の手法はもとより、特許文献２の手法にも不十分なものがある。

本発明は、以上のような事情を背景になされたものであり、分散型電源の系統連系に対する事前評価についてその作業の自動化率を高め、また柔軟な対応を可能とする発電機接続容量算出方法の提供を第１の課題とし、またそのような方法の実行に用いるプログラムの提供を第２の課題とし、さらにそのようなプログラムにより発電機接続容量算出処理を実行する発電機接続容量算出装置の提供を第３の課題としている。

本発明では上記第１の課題を解決するために、配電系統に接続する分散型電源の発電機について接続可能容量の上限を算出する発電機接続容量算出方法において、前記配電系統への接続で可能となる前記発電機の発電機出力を前記配電系統における一定期間内の最低負荷に基づいて求め、その発電機出力に基づいて前記上限接続可能容量を求めるようにしたことを特徴としている。

このように分散型電源の発電機を接続しようとする配電系統について一定期間内の最低負荷を求め、その最低負荷に基づいて発電機の接続容量上限値を求めるようにしたことにより、系統連系の事前評価作業の自動化率を高めることができ、したがって事前評価をより迅速に行うことが可能となり、また当該配電系統における実負荷状況に応じた柔軟な対応が可能となる。

上記のような発電機接続容量算出方法については、前記発電機出力を予め設定の発電機容量刻み幅で段階的に変化させて前記接続容量上限値を求めるようにすることができ、このようにすることで、対応の柔軟性をより高めることができる。

また本発明では上記第１の課題を解決するために、配電系統に接続する分散型電源の発電機について接続可能容量の上限を算出する発電機接続容量算出方法において、前記配電系統について複数時間断面で計測して得られる計測データを格納する計測データベースから前記配電系統における一定期間内の最低負荷を抽出する最低負荷抽出処理、前記発電機の発電機容量目標値と前記最低負荷の大小を判定する発電機容量目標値・最低負荷大小判定処理、前記発電機容量目標値・最低負荷大小判定処理で前記発電機容量目標値が前記最低負荷以下となることを条件に前記発電機容量目標値を前記配電系統への接続で可能となる前記発電機の発電機出力として設定する第１の発電機出力設定処理、前記第１の発電機出力設定処理で設定した発電機出力を前記配電系統に仮想的に接続する仮想接続処理、前記仮想接続処理で仮想接続された前記発電機出力と潮流計算用データを用いて前記配電系統について潮流計算を行う潮流計算処理、前記仮想接続処理で前記発電機を仮想接続した状態で前記配電系統における適正電圧範囲の維持が可能か否かを判定する適正電圧範囲逸脱判定と前記配電系統における電線や配電機器の通過電流が通過許容電流を超えることがあるか否かを判定する過負荷判定を前記潮流計算処理による潮流計算結果を用いて行う適正電圧範囲逸脱／過負荷判定処理、及び前記適正電圧範囲逸脱／過負荷判定処理で適正電圧範囲逸脱と過負荷のいずれも生じないと判定されることを条件に前記発電機容量目標値を前記発電機の接続容量上限値として設定する接続容量上限値設定処理を含むことを特徴としている。

このように分散型電源の発電機を接続しようとする配電系統について一定期間内の最低負荷を求め、その最低負荷に基づいて発電機の接続容量上限値を求めるようにしたことにより、系統連系の事前評価作業の自動化率を高めることができ、したがって事前評価をより迅速に行うことが可能となり、また当該配電系統における実負荷状況に応じた柔軟な対応が可能となる。

上記のような発電機接続容量算出方法については、前記発電機容量目標値・最低負荷大小判定処理で前記発電機容量目標値が前記最低負荷より大きいと判定されることを条件に前記最低負荷を前記発電機出力として設定する第２の発電機出力設定処理をさらに含み、前記第２の発電機出力設定処理で設定の発電機出力について前記仮想接続処理から前記適正電圧範囲逸脱／過負荷判定処理までの各処理を行い、前記接続容量上限値設定処理では、前記適正電圧範囲逸脱／過負荷判定処理で適正電圧範囲逸脱と過負荷のいずれも生じないと判定されることを条件に前記最低負荷を前記発電機の接続容量上限値として設定するようにすることができ、このようにすることにより、対応の柔軟性をより高めることができる。

上記のような発電機接続容量算出方法については、前記発電機容量目標値・最低負荷大小判定処理で前記発電機容量目標値が前記最低負荷より大きいと判定され、前記発電機を前記発電機容量目標値について前記配電系統に接続不可とする場合にその理由を記録する第１の接続不可理由記録処理をさらに含むものとすることができ、このようにすることにより、対応の柔軟性をより高めることができる。

上記のような発電機接続容量算出方法については、前記第１の発電機出力設定処理又は前記第２の発電機出力設定処理で設定の前記発電機出力を予め設定の発電機容量刻み幅だけ下げて刻み幅下げ発電機出力として設定し直す発電機出力再設定処理をさらに含み、前記発電機出力再設定処理で設定の刻み幅下げ発電機出力について前記仮想接続処理から前記適正電圧範囲逸脱／過負荷判定処理までの各処理を行い、前記接続容量上限値設定処理では、前記適正電圧範囲逸脱／過負荷判定処理で適正電圧範囲逸脱と過負荷のいずれも生じないと判定されることを条件に前記刻み幅下げ発電機出力を前記発電機の接続容量上限値として設定するようにすることができ、このようにすることにより、対応の柔軟性をより高めることができる。

上記のような発電機接続容量算出方法については、前記発電機容量目標値・最低負荷大小判定処理で前記発電機容量目標値が前記最低負荷より大きいと判定され、前記発電機を前記発電機容量目標値について前記配電系統に接続不可とする場合にその理由を記録する第１の接続不可理由記録処理をさらに含むものとすることができ、このようにすることにより、対応の柔軟性をより高めることができる。

上記のような発電機接続容量算出方法については、前記適正電圧範囲逸脱／過負荷判定処理で適正電圧範囲逸脱や過負荷が生じると判定され、前記発電機を前記発電機容量目標値や前記最低負荷について前記配電系統に接続不可とする場合にその理由を記録する第２の接続不可理由記録処理をさらに含むものとすることができ、このようにすることにより、対応の柔軟性をより高めることができる。

上記のような発電機接続容量算出方法については、前記発電機容量目標値・最低負荷大小判定処理で前記発電機容量目標値が前記最低負荷より大きいと判定されるか、又は前記適正電圧範囲逸脱／過負荷判定処理で適正電圧範囲逸脱や過負荷が生じると判定されることで接続不可とされた場合に対する対策を前記接続容量上限値と前記第１や第２の各接続不可理由記録処理接続で記録された接続不可理由に基づいて策定する接続不可対策策定処理をさらに含むものとすることができ、このようにすることにより、対応の柔軟性をより高めることができる。

本発明における上記第２の課題は、上記のような発電機接続容量算出方法を実行するための手順が記述されてなる発電機接続容量算出プログラムにより解決される。

また本発明では上記第３の課題を解決するために、配電系統に分散型電源の発電機を接続しようとするのに際して、前記発電機について接続可能な容量の上限を算出する発電機接続容量算出装置において、上記のような発電機接続容量算出方法を実行できるようにされていることを特徴としている。

以上のような本発明によれば、分散型電源の系統連系に対する事前評価についてその作業の自動化率を高めることができ、また柔軟な対応を可能と系統連系の評価に際して柔軟な対応を可能となり、これにより分散型電源の余剰電力をより有効に活用できるようになる。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。図１に、一実施形態による発電機接続容量算出装置１０の構成を配電系統１００との関係で示す。

配電系統１００は、配電用変電所１０１、配電用変電所１０１に設けられる配電用変電所母線１０２、電柱１０３、配電用変電所１０１や電柱１０３を接続する配電線路１０４、電柱１０３に設置の柱上変圧器（図示を省略）を介して配電系統１００に接続された負荷１０５、同じく柱上変圧器を介して配電系統１００に接続された分散型電源の発電機１０６、及び配電用変電所１０１や配電線路１０４に設置されるセンサ１０７を含んでなる。

このような配電系統１００に新たな分散型電源の発電機１０８を接続して系統連系させる場合の評価を接続容量算出処理（発電機接続容量算出処理）として発電機接続容量算出装置１０で行うについては、センサ１０７により必要なデータを配電系統１００から取得する。すなわちセンサ１０７は、発電機接続容量算出装置１０による処理で必要なデータを配電系統１００について測定する測定手段であり、線路電流や電柱電圧などを測定する。センサ１０７による測定データは、通信ネットワーク１１０や通信線路１１１を介して発電機接続容量算出装置１０に送られる。

発電機接続容量算出装置１０は、処理系として、表示部１１、キーボードやマウスなどによる入力部１２、演算部１３、通信部１４、及び主記憶部１５を備え、またデータベース系として、潮流計算データベース２１、計測データベース２２、設備データベース２３、潮流計算結果データベース２４、発電機の接続容量算出結果データベース２５、及びプログラムデータベース２６の各データベースを備え、さらにこれら各機能要素を接続するバス線３０を備えている。

表示部１１は、接続容量算出処理に伴って必要となる画像データなどを演算部１３による制御を受けて表示する。入力部１２は、接続容量算出処理に必要な指示などをユーザが入力するのに用いられる。演算部１３は、接続容量算出部として機能し、データベースから得られる各種データに基づいてプログラムデータ２６に格納の各種プログラムを実行することで、接続容量算出処理を行う。通信部１４は、配電系統１００のセンサ１０７から測定データを受信するための通信に機能する。主記憶部１５は、表示用の画像データ、潮流計算結果、接続容量算出結果データなどを一時的に格納するのに機能する。

潮流計算データベース２１には、配電線路１０４のインピーダンスを表す線路定数Ｚ(＝Ｒ＋ｊＸ)、配電系統１００における負荷量と発電量、配電系統１００の配電線路１０４や電柱１０３の接続状態に関する系統構成データなど、潮流計算に用いる各種データが格納される。

計測データベース２２には、配電系統１００における線路電流Ｉや電柱電圧Ｖなどの計測データが格納される。これらの計測データは、センサ１０７が各時間断面で計測することで得られ、通信線路１１１や通信ネットワーク１１０を介して通信部１４で受信され、計測データベース２２に格納される。

設備データ２３には、電柱１０３に設置の柱上変圧器における整定タップ（配電系統の６ｋＶ電圧階級から１００Ｖ電圧階級に変圧する変圧比）についてのデータ、配電線路や配電用機器（柱上変圧器、遮断器、開閉器など）の通過電流許容値についてのデータなどの設備データが格納される。

潮流計算結果データ２４には、潮流計算の結果として、配電線路１０４の有効電力、無効電力、電流、力率などが格納され、また負荷や発電機１０６の発電量、電圧などの計算結果も格納される。

接続容量算出結果データ２５には、接続容量算出処理で得られるデータが格納される。そのデータとしては、発電機接続容量（発電機接続可能容量）の上限値があり、また接続不可の場合の理由や対策結果がある。

プログラムデータ２６には、接続容量算出処理で必要とする各種プログラムが格納される。具体的には、配電系統１００の潮流計算に用いる潮流計算プログラム、接続容量算出処理に用いる接続容量算出プログラム、接続不可の場合の理由や対策を求めるのに用いる接続不可対策プログラムが格納されている。これらのプログラムは、演算部１３による接続容量算出処理に際して必要に応じて読み出されて実行される。

次に、以上のような発電機接続容量算出装置１０で実行される接続容量算出方法の一実施形態について説明する。本実施形態の接続容量算出方法は、図２にその流れを示すように、ステップＳ１〜ステップＳ１４の各処理を含み、接続容量算出プログラムを基本プログラムとし、潮流計算プログラムや接続不可対策プログラムを補助的に用いることで実行される。

ステップＳ１では接続容量算出条件設定処理を行う。接続容量算出条件設定処理では、接続容量算出条件の設定を行う。具体的には、入力部１２により、発電機接続点（発電機接続電柱）、発電機容量目標値Ｐｔ（単位ｋＶＡ）、発電機容量刻み幅ΔＰ（単位ｋＶＡ）、発電機力率ｐｆ（単位％）などの各種接続容量算出条件をユーザが入力する。入力された接続容量算出条件は主記憶部１５に保存される。ここで、発電機容量目標値とは、配電系統１００に新たに接続しようとする分散型電源の発電機が目標としている出力容量である。また発電機容量刻み幅とは、例えば発電機容量目標値での接続を不可とした場合に、その発電機容量目標値から発電機の出力容量を段階的に下げながら接続容量を評価する場合の段階的下げ幅のことである。

ステップＳ２では最低負荷抽出処理を行う。最低負荷抽出処理では、配電系統１００における一定期間内の最低負荷Ｌｍ（単位Ａ）を計測データベース２２から検索して抽出する。具体的には、ステップＳ１で入力された発電機接続点となる電柱１０３が接続する配電用変電所１０１における変圧器（配電用変電所変圧器）について取得して計測データベース２２に格納されているデータから、例えば過去１年間といった所定期間内での最低負荷Ｌｍを検索して抽出する。抽出した最低負荷Ｌｍは主記憶部１５に保存される。

ステップＳ３では発電機容量目標値・最低負荷大小判定処理を行う。発電機容量目標値・最低負荷大小判定処理では、ステップ１での発電機容量目標値ＰｔとステップＳ２で算出した配電用変電所変圧器の最低負荷Ｌｍの大小を判定する。具体的には、発電機容量目標値Ｐｔが最低負荷Ｌｍ以下であるか否かとして判定する。この発電機容量目標値Ｐｔと最低負荷Ｌｍの大小判定にあたっては、最低負荷ＬｍのｋＶＡ単位換算値ＰＬｍを下記の（１）式によって算出する。ただし、（１）式におけるＶｓは基準電圧（単位Ｖ）である。

ステップＳ３の判定結果が肯定的な場合にはステップＳ４に進んで第１の発電機出力設定処理を行う。第１の発電機出力設定処理では、発電機１０８の発電機出力Ｐｃに発電機容量目標値Ｐｔを設定する。ここで、発電機出力Ｐｃは、配電系統１００への接続で発電機１０８に可能となる出力であり、配電系統１００に接続しようとする発電機１０８に仮に許容する接続容量（接続可能容量）であると言い換えることもできる。

一方、ステップＳ３の判定結果が否定的な場合にはステップＳ５に進んで第２の発電機出力設定処理を行う。第２の発電機出力設定処理では、ステップＳ２で求めた最低負荷Ｌｍを発電機出力Ｐｃに設定する。より具体的には、ステップＳ３で算出の最低負荷ＬｍのｋＶＡ単位換算値ＰＬｍを発電機出力Ｐｃに設定する。

ステップＳ５の処理を行った場合には、ステップＳ６に進んで第１の接続不可理由記録処理を行う。第１の接続不可理由記録処理では、発電機１０８をその発電機容量目標値ＰｔについてステップＳ１での発電機接続点に接続不可とする理由を接続容量算出結果データベース２５に記録する。その記録は、例えば「配電用変電所変圧器における最低負荷を超過」としてなされる。

ステップＳ４又はステップＳ６での処理を終えたらステップＳ７に進んで仮想接続処理を行う。仮想接続処理では、ステップＳ４やステップＳ５で設定した発電機出力Ｐｃ（発電機容量目標値Ｐｔ又は最低負荷ＬｍのｋＶＡ単位換算値ＰＬｍ）をステップＳ１での発電機接続点に仮想的に接続する。この仮想接続処理を行うと、発電機接続点には下記の（２）式で算出される有効電力Ｐと無効電力Ｑが加わることになる。ただし、（２）式におけるｐｆは発電機力率であり、ステップＳ１でユーザが入力した値である。

ステップＳ７の処理を終えたらステップＳ８で潮流計算処理を行う。潮流計算処理では、プログラムデータ２６から潮流計算プログラムを演算部１３に読み出した上で、ステップＳ７で仮想接続の発電機出力と潮流計算データベース２１に格納の潮流計算用データを用いて潮流計算を行う。この潮流計算で得られる各ノードの電圧、線路潮流（有効・無効電力潮流、線路電流、電流力率など）などは、潮流計算結果として潮流計算結果データベース２４に格納される。

ステップＳ８の処理を終えたらステップＳ９で適正電圧範囲逸脱／過負荷判定処理を行う。適正電圧範囲逸脱／過負荷判定処理では、ステップＳ８の潮流計算結果を用いて適正電圧範囲逸脱判定と過負荷判定を行う。適正電圧範囲逸脱判定は、ステップＳ７で発電機１０８を仮想接続した状態で配電系統１００における適正電圧範囲（１０１±６Ｖ、２０２±２０Ｖ）の維持が可能か否かを判定する処理であり、図の例では「適正電圧範囲逸脱なしか？」として判定するようにしている。一方、過負荷判定は、配電線路１０４の電線や配電機器の通過電流が通過許容電流を超えることがあるか否かを判定する処理であり、図の例では「電線・機器過負荷なしか？」として判定するようにしている。

適正電圧範囲逸脱判定では、潮流計算結果データベース２４から得られる電柱電圧（ノード電圧）を下記の（３）式により適正電圧範囲と比較することで適正電圧範囲からの逸脱の有無を配電線路１０４における電柱（ノード）ごとに判定する。ただし、（３）式におけるＶｉはノードｉの電圧であり、ＶＬは適正電圧範囲における下限電圧であり、ＶＵは適正電圧範囲における上限電圧である。

電線についての過負荷判定では、潮流計算結果データベース２４から得られる線路通過電流（電線の通過電流）を下記の（４）式により通過許容電流と比較することで過負荷の有無を配電線路１０４における電線ごとに判定する。ただし、（４）式におけるＩjは電線ｊの通過電流であり、Ｌcapは配電線路１０４における電線の通過許容電流（通過電流許容値）である。

配電機器についての過負荷判定では、潮流計算結果データベース２４から得られる配電機器通過電流を下記の（５）式により通過許容電流と比較することで過負荷の有無を配電線路１０４における配電機器ごとに判定する。ただし、（５）式におけるＩkは配電機器ｋの通過電流であり、Ｅcapは配電線路１０４における配電機器の通過許容電流（通過電流許容値）である。

ステップＳ９の判定結果が否定的な場合、つまり適正電圧範囲逸脱か過負荷があるとされた場合には、ステップＳ１０に進んで発電機出力再設定処理を行う。発電機出力再設定処理では、ステップＳ４やステップＳ５で設定の発電機出力Ｐｃ（発電機容量目標値Ｐｔ又は最低負荷ＬｍのｋＶＡ単位換算値ＰＬｍ）をステップＳ１で設定の発電機容量刻み幅ΔＰだけ下げることで、刻み幅下げ発電機出力として設定し直す。具体的には下記（６）式による演算を行って刻み幅下げ発電機出力Ｐｃ（Ｐｔ−ΔＰ又はＰＬｍ−ΔＰ）を設定する。

ステップＳ１０の処理を終えたらステップＳ１１に進んで第２の接続不可理由記録処理を行う。第２の接続不可理由記録処理では、発電機出力Ｐｃを発電機容量目標値Ｐｔ又は最低負荷ＬｍのｋＶＡ単位換算値ＰＬｍとした場合に発電機１０８の接続が不可となる理由を接続容量算出結果データベース２５に記録する。その記録は、例えば「適正電圧範囲逸脱」又は「電線・機器過負荷」としてなされる。以上のようなステップＳ１０とステップＳ１１を経た場合には、ステップＳ１０で設定の刻み幅下げ発電機出力Ｐｃ（Ｐｔ−ΔＰ又はＰＬｍ−ΔＰ）についてステップＳ７以降の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ９の判定結果が肯定的な場合、つまり適正電圧範囲逸脱と過負荷のいずれもなしであった場合には、ステップＳ１２に進んで接続容量上限値設定処理を行う。接続容量上限値設定処理では、ステップＳ９の判定結果が肯定的になった時点での発電機出力Ｐｃ（Ｐｔ、ＰＬｍのいずれか）や刻み幅下げ発電機出力Ｐｃ（Ｐｔ−ΔＰ、Ｐｔ−２ΔＰ、Ｐｔ−３ΔＰ、……、ＰＬｍ−ΔＰ、ＰＬｍ−２ΔＰ、ＰＬｍ−３ΔＰ、……のいずれか）を接続容量上限値として設定し、これを接続容量算出結果データベース２５に記録する。

ステップＳ１２に続いてステップＳ１３で接続不可対策策定処理を行う。接続不可対策策定処理では、接続不可の場合への対策を接続容量算出結果データベース２５に記録の「接続容量上限値」と「接続不可理由」に基づいて策定する。以下に、接続不可対策策定処理の例を挙げる。

例１：接続容量上限値が発電機容量目標値Ｐｔとなった場合、つまり発電機１０８をその発電機容量目標値Ｐｔで接続可能であるとされた場合には、接続不可対策策定処理の結果は「接続不可対策不要」となり、これが接続容量算出結果データベース２５に記録される。

例２：発電機容量目標値Ｐｔについての接続不可理由として「配電用変電所変圧器における最低負荷を超過」が記録されていた場合には、接続不可対策策定処理の結果は「発電機容量目標値の見直しが必要」となり、これが接続容量算出結果データベース２５に記録される。

例３：接続不可理由として「適正電圧範囲逸脱」が記録されていた場合には、接続不可対策策定処理の結果は「柱上変圧器整定タップの見直しが必要」となり、これが接続容量算出結果データベース２５に記録される。

ここで、「適正電圧範囲逸脱」の具体例について説明する。一般的に配電線では、６６００Ｖを基準とする高圧で電力が供給され、この６０００Ｖ級の電圧を柱上変圧器で例えば一般需要家用の１００Ｖ級に変圧する。この場合、柱上変圧器には６７５０Ｖ、６６００Ｖ、６４５０Ｖなどの様なタップ電圧が整定されている。そして高圧側の電圧がこれら６７５０Ｖ、６６００Ｖ、６４５０Ｖの時に低圧側に例えば１０５Ｖの電圧で出力する仕様となっている。

電気事業法第２６条の経済産業省令で定める値によれば１０１±６Ｖで一般需要家に電力を供給する必要がある。一般的に、発電機の存在しない配電系統では配電用変電所変圧器から末端側に向けて電圧は降下していく。このため、配電用変電所の近傍は柱上変圧器の整定タップ電圧が６７５０Ｖや６６００Ｖに設定されており、末端側は６４５０Ｖなどが設定されている場合が多い。すなわち、高圧側の電圧が６６００Ｖで同一だったとしても、整定タップ電圧が６６００Ｖの電柱では６６００×１０５÷６６００＝１０５（Ｖ）、整定タップ電圧が６４５０Ｖの電柱では６６００×１０５÷６４５０＝１０７（Ｖ）というように、低圧換算電圧は異なる。図３は、配電用変電所から１ｋｍずつ間隔をおいて５つの電柱（Ｎ１〜Ｎ５）が存在する単純な配電系統と各電柱の電圧グラフ（低圧換算）を示した図である。図３の例では、Ｎ１〜Ｎ３が６６００Ｖのタップ電圧に整定され、Ｎ４〜Ｎ５が６４５０Ｖのタップ電圧に整定されている。図中には、発電機接続後の電圧グラフ３０１と発電機接続前の電圧グラフ３０２が示されている。図３は、これら電圧グラフに見られるように、発電機１０８が末端電柱Ｎ５に接続されたことで、末端電柱Ｎ５の低圧換算電圧が１０１±６Ｖの上限である１０７Ｖを逸脱した事例を示している。この場合、末端電柱Ｎ５の柱上変圧器の整定タップ電圧を６４５０Ｖから６６００Ｖに見直すことによって、適正電圧範囲逸脱の回避が可能となる。したがって接続不可対策策定処理の結果は「柱上変圧器整定タップの見直しが必要」となる。ただし、この場合でも、既に柱上変圧器の整定タップ電圧が上限や下限となっている場合には、接続不可対策策定処理の結果は「発電機容量目標値の見直しが必要」となる。

例４：接続不可理由として「電線・機器過負荷」が記録されていた場合には、接続不可対策策定処理の結果は「過負荷電線・機器の大容量化が必要」となり、これが接続容量算出結果データベース２５に記録される。ただし、既に当該設備の最大容量となっている場合、接続不可対策策定処理の結果は「発電機容量目標値の見直しが必要」となる。

以上のようなステップＳ１３での処理を終えたら、最後にステップＳ１４として接続容量算出結果表示処理を行う。接続容量算出結果表示処理では、接続容量算出結果データベース２５から「接続容量上限値」、「接続不可理由」、「接続不可時対策」を表示部１１に出力して表示する。

以上の実施形態のように、配電系統１００に新たな分散型電源の発電機１０８を接続して系統連系させるに際して、配電系統１００について一定期間内の最低負荷を求め、その最低負荷に基づいて発電機１０８の上限接続容量を求めるようにしたことにより、系統連系の事前評価作業の自動化率を高めることができ、したがって事前評価をより迅速に行うことが可能となる。また配電系統１００における実際の負荷状況に応じた柔軟な対応が可能となり、発電機１０８より有効に活用することが可能となる。また以上の実施形態のように、発電機１０８の発電機出力を所定の発電機容量刻み幅で変えての評価を行えるようにしたことにより、対応の柔軟性をより高めることができる。また以上の実施形態のように、接続不可理由記録処理や接続不可対策策定処理を行うようにしたことによっても、対応の柔軟性をより高めることができる。

以上、本発明を実施するための形態の１つについて説明したが、これは代表的な例に過ぎず、本発明は、その趣旨を逸脱することのない範囲で様々な形態で実施することができる。

一実施形態による発電機接続容量算出装置の構成を配電系統との関係で示す図である。 一実施形態による発電機接続容量算出方法における処理の流れを示す図である。 適正電圧範囲逸脱の説明図である。

符号の説明

１０ 発電機接続容量算出装置
１３ 演算部（接続容量算出部）
２１ 潮流計算データベース
２２ 計測データベース
２４ 潮流計算結果データベース
２５ 接続容量算出結果データベース
１００ 配電系統
１０８ 発電機

Claims (11)

1. 配電系統に接続する分散型電源の発電機について接続可能容量の上限を算出する発電機接続容量算出方法において、
   前記配電系統への接続で可能となる前記発電機の発電機出力を前記配電系統における一定期間内の最低負荷に基づいて求め、その発電機出力に基づいて前記上限接続可能容量を求めるようにしたことを特徴とする発電機接続容量算出方法。
2. 前記発電機出力を予め設定の発電機容量刻み幅で段階的に変化させて前記接続容量上限値を求めることができるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の発電機接続容量算出方法。
3. 配電系統に接続する分散型電源の発電機について接続可能容量の上限を算出する発電機接続容量算出方法において、
   前記配電系統について複数時間断面で計測して得られる計測データを格納する計測データベースから前記配電系統における一定期間内の最低負荷を抽出する最低負荷抽出処理、
   前記発電機の発電機容量目標値と前記最低負荷の大小を判定する発電機容量目標値・最低負荷大小判定処理、
   前記発電機容量目標値・最低負荷大小判定処理で前記発電機容量目標値が前記最低負荷以下となることを条件に前記発電機容量目標値を前記配電系統への接続で可能となる前記発電機の発電機出力として設定する第１の発電機出力設定処理、
   前記第１の発電機出力設定処理で設定した発電機出力を前記配電系統に仮想的に接続する仮想接続処理、
   前記仮想接続処理で仮想接続された前記発電機出力と潮流計算用データを用いて前記配電系統について潮流計算を行う潮流計算処理、
   前記仮想接続処理で前記発電機を仮想接続した状態で前記配電系統における適正電圧範囲の維持が可能か否かを判定する適正電圧範囲逸脱判定と前記配電系統における電線や配電機器の通過電流が通過許容電流を超えることがあるか否かを判定する過負荷判定を前記潮流計算処理による潮流計算結果を用いて行う適正電圧範囲逸脱／過負荷判定処理、及び
   前記適正電圧範囲逸脱／過負荷判定処理で適正電圧範囲逸脱と過負荷のいずれも生じないと判定されることを条件に前記発電機容量目標値を前記発電機の接続容量上限値として設定する接続容量上限値設定処理を含むことを特徴とする発電機接続容量算出方法。
4. 前記発電機容量目標値・最低負荷大小判定処理で前記発電機容量目標値が前記最低負荷より大きいと判定されることを条件に前記最低負荷を前記発電機出力として設定する第２の発電機出力設定処理をさらに含み、前記第２の発電機出力設定処理で設定の発電機出力について前記仮想接続処理から前記適正電圧範囲逸脱／過負荷判定処理までの各処理を行い、前記接続容量上限値設定処理では、前記適正電圧範囲逸脱／過負荷判定処理で適正電圧範囲逸脱と過負荷のいずれも生じないと判定されることを条件に前記最低負荷を前記発電機の接続容量上限値として設定するようにされていることを特徴とする請求項３に記載の発電機接続容量算出方法。
5. 前記発電機容量目標値・最低負荷大小判定処理で前記発電機容量目標値が前記最低負荷より大きいと判定され、前記発電機を前記発電機容量目標値について前記配電系統に接続不可とする場合にその理由を記録する第１の接続不可理由記録処理をさらに含むことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の発電機接続容量算出方法。
6. 前記第１の発電機出力設定処理又は前記第２の発電機出力設定処理で設定の前記発電機出力を予め設定の発電機容量刻み幅だけ下げて刻み幅下げ発電機出力として設定し直す発電機出力再設定処理をさらに含み、前記発電機出力再設定処理で設定の刻み幅下げ発電機出力について前記仮想接続処理から前記適正電圧範囲逸脱／過負荷判定処理までの各処理を行い、前記接続容量上限値設定処理では、前記適正電圧範囲逸脱／過負荷判定処理で適正電圧範囲逸脱と過負荷のいずれも生じないと判定されることを条件に前記刻み幅下げ発電機出力を前記発電機の接続容量上限値として設定するようにされていることを特徴とする請求項５に記載の発電機接続容量算出方法。
7. 前記発電機容量目標値・最低負荷大小判定処理で前記発電機容量目標値が前記最低負荷より大きいと判定され、前記発電機を前記発電機容量目標値について前記配電系統に接続不可とする場合にその理由を記録する第１の接続不可理由記録処理をさらに含むことを特徴とする請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載の発電機接続容量算出方法。
8. 前記適正電圧範囲逸脱／過負荷判定処理で適正電圧範囲逸脱や過負荷が生じると判定され、前記発電機を前記発電機容量目標値や前記最低負荷について前記配電系統に接続不可とする場合にその理由を記録する第２の接続不可理由記録処理をさらに含むことを特徴とする請求項３〜請求項７のいずれか１項に記載の発電機接続容量算出方法。
9. 前記発電機容量目標値・最低負荷大小判定処理で前記発電機容量目標値が前記最低負荷より大きいと判定されるか、又は前記適正電圧範囲逸脱／過負荷判定処理で適正電圧範囲逸脱や過負荷が生じると判定されることで接続不可とされた場合に対する対策を前記接続容量上限値と前記第１や第２の各接続不可理由記録処理接続で記録された接続不可理由に基づいて策定する接続不可対策策定処理をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の発電機接続容量算出方法。
10. 請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の発電機接続容量算出方法を実行するための手順が記述されてなる発電機接続容量算出プログラム。
11. 配電系統に分散型電源の発電機を接続しようとするのに際して、前記発電機について接続可能な容量の上限を算出する発電機接続容量算出装置において、
    請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の発電機接続容量算出方法を実行できるようにされていることを特徴とする発電機接続容量算出装置。

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