JP5788306B2 - 配電系統監視制御装置、及び配電系統監視制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、配電系統の電圧などの電力品質を監視制御する配電系統監視制御装置等に関し、特に、住宅に太陽光発電システムが設置されたときに発生する配電系統の電圧上昇や、配電系統への発電量の注入抑制を軽減させるために配電系統の監視制御を行う配電系統監視制御装置、及び配電系統監視制御方法に関する。

近年、地球温暖化や化石燃料の資源枯渇等の問題意識から、風力、地熱、水力、や太陽光などの再生可能エネルギーを利用した自然エネルギー発電システムの増加が進みつつある。ところが、これらの再生可能エネルギーは、天候などの気象条件によって発電電力が変動する問題がある他に、配電系統（例えば、商用電力系統）へ発電電力を供給するときに発生する電圧上昇の問題がある。また、日本においては、電気事業法第２６条第１項、及び電気事業施行規則第４４条第１項で、需要家に供給する電圧は１０１Ｖ±６Ｖを維持すべき旨が規定されている。特に、配電系統の電圧上昇は、家電機器の寿命劣化や消費電力の増大を招くおそれがある他に、需要家に設置された太陽光発電システムの発電電力量の抑制が発生するおそれがある。

すなわち、太陽光発電システムにおいては、それを設置した需要家における消費電力以上の発電電力が生じた場合には、商用電力系統などの配電系統へその発電電力を注入させている。ところが、太陽光発電システムの発電電力を配電系統へ注入すれば、その配電系統の電圧が上昇するため、太陽光発電システムにおいては、配電線の電圧が規定値以上の場合には該太陽光発電システムの発電電力の注入量を抑制することが義務付けられている。したがって、配電系統の電圧を監視制御するためにいろいろな監視制御方法が検討されてきた。

例えば、太陽光発電システム等の分散電源を商用電力系統などの配電系統へ注入する場合に、その配電系統の電力品質を、配電線の長さ等の系統構成データと注入予定位置とに基づいて評価する配電電圧の監視制御方法の技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、配電系統へ注入する電圧が規定範囲を超える可能性がある場合には、変電所の負荷時タップ切替変圧器（ＬＲＴ：Load Ratio control Transformer）や電圧調整器（ＳＶＲ：Step Voltage Regulator）などの整定値（昇圧電圧）を変動電圧に合わせて決定する方法が示されている。また、この技術には、電力品質を評価する場合に、変電所の送り出し電圧・電流や配電系統の途中で計測される電圧・電流の計測値も利用できることが示されている。

また、電力需要家の受配電設備近傍に電力品質監視端末を設け、この電力品質監視端末と電力会社側の配電系統監視サーバとを通信ネットワークで接続して監視制御を行うことにより、電力品質監視端末と配電系統監視サ−バとによって監視処理を分担し、一方に過度な負担をかけずに監視システムを構築する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。この技術によれば、性質の異なる複数項目の電力品質指標を統合し、一つの統合品質指標として取り扱うことができるため、特定の需要家における受配電設備の電力品質の確認を容易に行うことができる。すなわち、ある特定の需要家の受配電設備について監視業務を行う場合に、その受配電設備の個々の電力品質指標、例えば、瞬時電圧降下の発生頻度、周波数偏差の数値、及び不平衡率などを個々に確認する必要がなくなり、統合品質指標のみを確認することで、その受配電設備の電力品質を確認することができる。したがって、監視業務自体を簡素化して、保守コストを低減させることができる。

また、配電系統に連系した太陽光発電システム側での対策として、その太陽光発電システムに設けられたインバータを含む電力調整装置（ＰＣＳ：Power Conditioning System）が、配電系統の電圧（配電電圧）の高いときには太陽光発電システムの発電電力の出力を抑制する技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。この技術によれば、負荷の消費電力が太陽電池アレイから供給される電力未満であるときは、その太陽電池アレイから出力される直流電力を交流電力に変換して負荷に出力すると共に、余った交流電力を配電系統の系統電源に連系させて逆潮流させている。また、負荷の消費電力が太陽電池アレイから供給される電力を超えるときには、太陽電池アレイから出力された直流電力を交流電力に変換して負荷へ出力すると共に、不足する交流電力を系統電源から補うように動作させている。この場合、太陽光発電システムのＰＣＳ（電力調整装置）から負荷への供給経路と、ＰＣＳから系統電源への注入経路とを、電気的に直接接続しないようにしている。これにより、系統電源の交流電圧の如何に関わらず、ＰＣＳから負荷への供給に対しては任意電圧の交流電圧で出力することが可能となり、系統電源の交流電圧が上昇した場合にも、逆潮流を行う際に負荷へ出力される交流電圧の上昇を防止して、負荷として使用される機器の寿命が低下することを防止することができる。

特開２００４−８８９７８号公報 特許第４７５１２７８号公報 特開２００３−１１６２２４号公報

一般的には、商用電力系統などの配電系統における配電線上の各位置について電圧分布を計算して電力品質を評価する場合には、配電線のインピーダンス、需要家ごとの有効・無効電力量、及び変電所の送り出し電圧が与えられればよい。しかしながら、特許文献２に開示された技術では、電力品質監視端末が各需要家に設置されるために電圧計算は可能であるが、電力品質監視端末、配電系統監視サ−バ、及び通信ネットワーク等を設ける必要であり、さらに、一般家庭で電力品質監視端末を設けなければならないので、トータルの設備コストが増大してしまう。

そのため、特許文献１に開示されているように、変電所の送り出し電流や配電線の各点に設けた電圧・電流の計測値から、電力の流れ（潮流）の方向を推定して配電系統の電圧を予測する技術を利用することができる。ところが、電力品質の監視精度を向上させるには、電圧・電流計を計測する測定点を増やす必要があるので、結果的には、特許文献１の技術を利用しても設備コストが増大してしまう。

一方、特許文献３の技術は、太陽光発電システムを備えた需要家に設置されたＰＣＳ（電力調整装置）側における発電電力の出力調整を行う対策技術であるので、個々の太陽光発電システムにおける電圧上昇の抑制や商用電力系統などの配電系統への発電電力の注入抑制には効果がある。しかしながら、各需要家に設置されたＰＣＳの装置規模が複雑化してしまい、個々のＰＣＳから発生する熱やＰＣＳの待機電力などによって、地球温暖化防止のための再生可能エネルギーの導入を阻害するおそれがある。

すなわち、配電系統へ太陽光発電システムが接続された場合には、前記のいずれの技術を適用しても、少ない設備コストで当該配電系統の電圧分布状態を高精度に予測することができない。したがって、配電線電圧の上昇を抑制したり、配電系統への電力注入の抑制頻度を低減させたりすることができない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、太陽光発電システムが配電系統へ接続されることにより発生する配電線電圧の上昇と、それに伴う太陽光発電システムから配電系統への電力注入の抑制頻度とを低コストで低減させることができる配電系統監視制御装置、及び配電系統監視制御方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の配電系統監視制御装置は以下のように構成した。
請求項１に記載の発明では、変電所から需要者に電力を供給する配電系統の設備情報及び当該配電系統の計測情報を収集する配電情報収集手段と、当該配電系統の前記計測情報と前記設備情報とに基づいて、前記配電系統の電圧分布を解析し、あらかじめ設定された判定基準値に基づいて、当該配電系統の電圧調整手段の電圧レベルを定める整定値を決定する電圧管理手段と、当該配電系統に接続された太陽光発電システムにおける電力調整装置の運転履歴情報を取得する電力調整装置運転状況入力手段と、前記電力調整装置運転状況入力手段が取得した前記運転履歴情報を用いて当該配電系統の電圧分布を解析する系統解析手段と、を備えることを特徴とする配電系統監視制御装置とした。

請求項８に記載の発明では、変電所から需要者に電力を供給する配電系統の設備情報及び当該配電系統の計測情報を収集する配電情報収集手順と、当該配電系統の前記計測情報と前記設備情報とに基づいて、前記配電系統の電圧分布を解析して、あらかじめ設定された判定基準値に基づいて、当該配電系統の電圧調整手段の電圧レベルを定める整定値を決定する電圧管理手順と、当該配電系統に接続された太陽光発電システムにおける電力調整装置の運転履歴情報を取得する電力調整装置運転状況入力手順と、前記電力調整装置運転状況入力手順で取得された前記運転履歴情報を用いて当該配電系統の電圧分布を解析する系統解析手順と、を実行することを特徴とする配電系統監視制御方法とした。

本発明によれば、太陽光発電システムが配電系統に連系する場合でも、該太陽光発電システムの発電電力を調整する電力調整装置（ＰＣＳ）の運転履歴情報に基づいて、配電系統の電圧分布を高精度に予測することができるので、少ない設備コストで、系統電圧の上昇と配電系統への発電量の注入抑制とを回避させることが可能な配電系統監視制御装置、及び配電系統監視制御方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る配電系統監視制御装置及び太陽光発電システムを備えた配電系統を示す構成図である。 一般的な配電系統の構成を示す系統図である。 図２に示す配電系統における配電線電圧の制御方法を説明するための、配電線の電圧分布を示す特性図である。 図１に示す電力調整装置（ＰＣＳ）１４ｃのメモリ１９に格納されたＰＣＳ１４ｃの運転履歴情報２１ａの一例を示す図である。 図１に示す配電系統監視制御装置４６の各サーバの機能を示した詳細な構成図である。 図５に示す配電系統監視制御装置４６の動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係る太陽光発電システムの構成図である。

《概要》
本発明の実施形態に係る配電系統監視制御装置は、商用電力系統などの配電系統に連系された太陽光発電システムにおける電力調整装置の運転履歴情報と、配電系統の電圧・電流の計測値とを入力データとして、配電系統における配電線上の電圧分布を高精度に解析する。このとき、電力調整装置の運転履歴情報には、時刻、太陽光発電システムの配電線接続点における電気量（電圧・電流）と力率、及び太陽光発電システムの発電量を含んでいるので、配電線上の電圧分布の解析において潮流計算（つまり、電力の流れの計算）を解析することができる。このようにして配電線上の電圧分布と潮流方向とを解析することにより、配電系統の系統電圧の上昇と配電系統への発電量の注入抑制とを回避させることができる。

以下、本発明に係る配電系統監視制御装置、配電系統監視制御方法、及び太陽光発電システムの実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態を説明するための全図において、同一の要素は原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、同一の要素が多数存在する場合は、同じ数字にアルファベットを順次付してゆき、複数ある同一の要素を一括して表現するときは共通の数字のみで表現する。例えば、個別の柱上変圧器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…を一括して表現するときは柱上変圧器１０と表現し、個別の区分開閉器７ａ，７ｃ，７ｄを一括して表現するときは区分開閉器７と表現する。

《第１実施形態》
〈一般的な配電系統の構成〉
先ず、本実施形態に係る配電系統監視制御装置の理解を容易にするために、一般的な配電系統の構成と配電線電圧（系統電圧）の制御方法について説明する。図２は、一般的な配電系統の構成を示す系統図である。また、図３は、図２に示す配電系統における配電線電圧の制御方法を説明するための配電線の電圧分布を示す特性図である。図３の横軸は、配電線長さを示し、図３の縦軸は配電線電圧を示している。

図２に示すように、一般的な配電系統は、図示しない変電所内に設置された負荷時タップ切替変圧器（ＬＲＴ）２、遮断器（ＣＢ：Circuit Breaker）３ａ、及び電圧・電流センサ５と、該電圧・電流センサ５から需要家に敷設された配電線６に分布して接続された複数の区分開閉器７ａ，７ｂ，７ｃ、配電線６の所望の箇所に接続された電圧調整器（ＳＶＲ）９０、及び前記区分開閉器７ａ，７ｂ，７ｃの各区間に分布して分岐接続された柱上変圧器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅとを備えて構成されている。
変電所内に設置された負荷時タップ切替変圧器（ＬＲＴ）２と、配電線６の所望の箇所に接続された電圧調整器（ＳＶＲ）９０と、柱上変圧器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅとは、当該配電系統の電圧を調整する電圧調整手段である。

さらに詳細に説明すると、変電所に設置されたＬＲＴ２が、図示しない高圧送電線側（図の左側）から送電されてくる例えば２７５ｋｖの高電圧を６．６ｋＶの定格電圧に変換した後、この６．６ｋＶの定格電圧は、ＣＢ３ａを介して需要家に敷設された配電線６へ供給される。また、変電所内におけるＣＢ３ａと配電線６との接続点には電圧・電流センサ５が設けられており、この電圧・電流センサ５によって、変電所から配電線６への送り出し電圧・電流が測定される。さらに、配電線６には、事故区間を細かく分離するために、複数個所に区分開閉器７ａ，７ｂ，７ｃが設けられている。また、配電線６の途中の所望の箇所には、電圧下限値以下に降下した配電線電圧を昇圧調整するためのＳＶＲ（電圧調整器）９０が設けられている。なお、図には示されていないが、各区分開閉器７ａ，７ｂ，７ｃに設けられた電圧・電流センサ５の計測値は、通信ネットワークを介して変電所内で収集することができる。電圧・電流センサ５の計測値は、当該配電系統の計測情報である。また、区分開閉器７ａ，７ｂ，７ｃの監視制御は上位装置である配電自動化システム（図示せず）において実施される。

さらに、配電線６の各所には、区分開閉器７ａ，７ｂ，７ｃの各区間に分布して柱上変圧器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅが分岐接続され、これらの柱上変圧器１０によって、配電線６の定格電圧６．６ｋＶは、交流の低電圧１００Ｖまたは２００Ｖに変換される。そして、交流の低電圧１００Ｖまたは２００Ｖは、各柱上変圧器１０から、図示しない低圧配電線を介して、各住宅、事業所、営業所などの需要家に送電され、各需要家に電力が供給されるように構成されている。

〈一般的な配電系統の動作〉
ここで、図２に示すように、配電系統の配電線６上に太陽光発電システムなどの発電設備が存在しない場合の配電線電圧の分布について説明する。すなわち、配電線６上に太陽光発電システム等の発電設備が存在しない場合には、図３の配電線の電圧分布特性に示すように、横軸の原点の位置にある変電所からの距離に比例して配電線電圧は低下する。図３では、変電所（原点）からの距離が遠くなるにしたがって（つまり、配電線長さが長くなるにしたがって）、配電線電圧が一定の傾きで低下している。なお、この配電線電圧の低下の傾きは需要家による消費電力量によって変化する。例えば、需要家の消費電力量が大きい場合には配電線電圧の低下量が大きくなり、配電線電圧が電圧下限値（６．２ｋｖ）を下回る場合がある。

そこで、これを回避するために図２のように配電線６の途中にＳＶＲ９０が設けられ、図３に示すように、配電線電圧が電圧下限値（６．２ｋｖ）を下回るおそれがある場合には、このＳＶＲ９０によって配電線電圧を昇圧して、さらなる電圧低下を防いでいる。このとき、変電所内の電圧・電流センサ５の送り出し電流は配電線６の合計消費電力に比例するため、ＬＲＴ２が、負荷電流の大きさに基づいて、変電所から配電線６への送り出し電圧の制御を行っている。

そのほかに需要家側の電圧を調節できる手段として、各柱上変圧器１０の変圧比がある。通常は、各柱上変圧器１０は、それぞれ、６．６ｋＶ／２００Ｖの変圧比となっているが、変電所の近くでは配電線電圧は、常時、６．６ｋＶより高い電圧となるため、例えば、変圧比を６．８ｋＶ／２００Ｖにして、需要家側の電圧規定値が１０１Ｖとなるように、各柱上変圧器１０の設置場所ごとに変圧比を細かく調整して各柱上変圧器１０をそれぞれの場所に設置している。また、配電線６の電圧が電圧上限値（７．０ｋＶ）及び電圧下限値（６．２ｋＶ）を逸脱するおそれがあるのは、負荷の消費電力が最大値かまたは最小値のときであるので、変電所からの送り出し電流の最大値と最小値の過去のデ−タを用いて、定期的な電力系統の解析によって配電線６の電圧分布を予測し、この配電線６の電圧が電圧上限値及び電圧下限値を逸脱しているか否かを評価して配電系統の監視制御を行っている。

〈本実施形態に係る配電系統の構成〉
次に、本発明の一実施形態に係る配電系統の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る配電系統監視制御装置及び太陽光発電システムを備えた配電系統を示す構成図である。図１に示すように、本実施形態の配電系統は、配電系統網全体の状態を監視制御する配電系統監視制御装置４６と、図示しない高圧送電線から送られてきた例えば２７５ｋｖの高電圧を６．６ｋＶの定格電圧に変換する変電所１と、変電所１に接続されて６．６ｋＶの定格電圧を多系統（図１では２系統）で供給する配電線６ａ，６ｂと、これらの配電線６ａ，６ｂに対して、直列に、または分岐して接続された各種機器（つまり、区分開閉器７、柱上変圧器１０、遠制子局８、及びＳＶＲ９０）とによって構成されている。なお、配電系統監視制御装置４６は、専用のＩＰネットワーク２２と公衆回線ＩＰネットワーク４９とによって、変電所１及び配電線６ａ，６ｂの各種情報を取得できるようになっている。

すなわち、需要家に向けて敷設された配電線６ａには、分布して直列接続された複数の区分開閉器７ａ，７ｃ，７ｄと、各区分開閉器７ａ，７ｂ，７ｃのそれぞれの区間に分布して分岐接続された柱上変圧器１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅと、区分開閉器７ａに接続された遠制子局８ａと、区分開閉器７ｃに接続された遠制子局８ｂと、及び区分開閉器７ｄに接続された遠制子局８ｃとが配置されている。

さらに詳しく述べると、変電所１の遮断器（ＣＢ）３ａ、及び電圧・電流センサ５ａに接続された配電線６ａには、区分開閉器７ａ，７ｃ，７ｄと、柱上変圧器１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅの１次側回路とが接続され、これらの柱上変圧器１０の２次側回路にはそれぞれ低圧配電線（図示せず）が接続されている。また、各区分開閉器７ａ，７ｃ，７ｄには、それぞれ、遠隔制御を行うための遠制子局８ａ，８ｂ，８ｃが接続され、これらの遠制子局８ａ，８ｂ，８ｃは、通信線９ａを介して変電所ＴＣ（Tele-Control：遠隔制御盤）４に接続されている。

また、変電所１のＣＢ３ｂ、及び電圧・電流センサ５ｂに接続された配電線６ｂには、系統に直列に接続された区分開閉器７ｅ，７ｇ，７ｈと、系統に直列に接続された電圧調整器（ＳＶＲ）９０と、系統から分岐して１次側回路が接続された柱上変圧器１０ａ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉとが接続され、各柱上変圧器１０の２次側回路には、各需要家に敷設された１００Ｖまたは２００Ｖの低圧配電線が接続されている。なお、図１では全ての柱上変圧器１０に対応した低圧配電線は表示されていないが、例えば、柱上変圧器１０ａ，１０ｆの２次側回路には、それぞれ、低圧配電線１１ａ，１１ｄが接続されている。

すなわち、代表的な例として、柱上変圧器１０ａの２次側回路には低圧配電線１１ａが接続され、柱上変圧器１０ｆの２次側回路には低圧配電線１１ｄが接続されている。なお、配電線６ａに接続された柱上変圧器１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ、及び配電線６ｂに接続された柱上変圧器１０ｇ，１０ｈ，１０ｉのそれぞれの２次側回路にも低圧配電線が接続されているが、それらは図面を簡略化するために省略されている。また、配電線６ｂに接続された区分開閉器７ｅ，７ｇ，７ｈには、それぞれ、遠隔制御を行うための遠制子局８ｄ，８ｅ，８ｆが接続され、これらの遠制子局８ｄ，８ｅ，８ｆは、通信線９ｂを介して変電所ＴＣ４に接続されている。さらに詳しく述べると、変電所１は、ＬＲＴ２と、変電所ＴＣ４と、ＣＢ３ａ，３ｂと、及び電圧・電流センサ５ａ，５ｂとを有しており、該変電所ＴＣ４は電圧・電流センサ５ａ，５ｂに接続されている。

これらの構成については、図２で説明した配電系統と等価的にほぼ同じ構成であるので、さらなる説明は省略する。本実施形態では、上記の構成に加えて、配電線６ｂに１次側回路が接続された例えば柱上変圧器１０ａの２次側回路に接続された低圧配電線１１ａには、住宅１２ａ，１２ｂ，１２ｃの屋内配電線（以下、屋内配電線の文言は省略する）が接続され、かつ、住宅１２ｃには太陽光パネル１３ｃと電力調整装置（ＰＣＳ）１４ｃが接続されている。また、配電線６ｂに接続された柱上変圧器１０ｆの２次側回路に接続された低圧配電線１１ｄには住宅１２ｄが接続され、かつ、住宅１２ｄには太陽光パネル１３ｄと電力調整装置（ＰＣＳ）１４ｄが接続されている。

すなわち、配電線６ｂに接続された柱上変圧器１０ａ，１０ｆによって６．６ｋＶから１００Ｖまたは２００Ｖに降圧された低電圧は、低圧配電線１１ａ，１１ｄを介して、住宅１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄへ供給されるように構成されている。さらに、住宅１２ｃには太陽光パネル１３ｃと電力調整装置（ＰＣＳ）１４ｃが接続され、住宅１２ｄには、太陽光パネル１３ｄとＰＣＳ１４ｄが接続されている。さらに詳しく説明すると、住宅１２ｃは、太陽光パネル１３ｃとＰＣＳ１４ｃとによって太陽光発電システムが構築され、太陽光パネル１３ｃの発電電力はＰＣＳ１４ｃによって調整されるように構成されている。

〈配電系統監視制御装置の構成〉
図１に示す配電系統監視制御装置４６は、複数の処理サーバがＬＡＮ（Local Area Network）２９によって連係して動作するものである。すなわち、配電系統監視制御装置４６は、配電系統の潮流分布や電圧分布を予測解析する系統解析サーバ（系統解析手段）２６と、系統解析サーバ２６が予測解析した予測結果から、配電線６おける電圧上限値以上及び電圧下限値以下の電圧の有無を判定し、負荷時タップ切替変圧器（ＬＲＴ）２や電圧調整器（ＳＶＲ）９０の整定値（昇圧電圧）を決定する電圧管理サーバ（電圧管理手段）２５と、配電線６の長さやインピーダンス、区分開閉器７や柱上変圧器１０の種別、及び各接続点等の設備データを保存管理して設備の更新を支援する設備管理サーバ（設備管理手段）４５と、太陽光発電システムの設置位置や容量等を管理し、太陽光発電システムの新規導入時には系統解析サーバ２６や電圧管理サーバ２５と連係して、太陽光発電システムの設置による電圧上昇などの影響を評価する分散電源管理サーバ（分散電源管理手段）２７と、電力調整装置（ＰＣＳ）１４の運転履歴情報２１ａを入力するＰＣＳ運転状況入力端末（電力調整装置運転状況入力手段）２８と、専用のＩＰネットワーク２２を介して変電所１内の変電所ＴＣ（変電所遠隔制御盤）４と接続して変電所１の各種情報を収集する配電情報収集サーバ（配電情報収集手段）２４と、及びユーザのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）から公衆回線ＩＰネットワーク（通信ネットワーク）４９を介してＰＣＳ（電力調整装置）１４の情報を収集するＰＣＳ情報収集サーバ４７とを備えて構成されている。

なお、ＬＡＮ２９には、配電系統監視制御装置４６の外部サーバ、例えば営業所２３の自動検針サーバ（自動検針手段）４８が接続され、この自動検針サーバ４８は、公衆回線ＩＰネットワーク４９を介して、検針員の端末装置（図示せず）からＰＣＳ１４ｃの運転履歴情報を取得することができる。

〈電力調整装置の構成〉
また、ＰＣＳ（電力調整装置）１４ｃの詳細な内部構成は、図１のＰＣＳ１４ｃに近接して付記された拡大図に示すように、太陽光パネル１３ｃの発電した直流電圧を所望の電圧レベルの直流入力電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ１５と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５から供給された直流入力電圧を交流電圧に変換して、この交流電圧による交流電力を家電機器（図示せず）へ供給すると共に、太陽光パネル１３ｃの発電電力の余剰電力を交流に変換して低圧配電線１１ａへ注入するインバータ１６と、このインバータ１６の出力電圧、出力電流（Ｖ，Ｉ）をフィードバックし、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５及びインバータ１６を制御する制御部１７と、ＰＣＳ１４ｃの運転時間を計測するタイマ１８と、ＰＣＳ１４ｃの運転履歴情報２１ａなどを記憶させるメモリ（記憶手段）１９と、ＰＣＳ１４ａの運転履歴情報２１ａを配電系統監視制御装置４６へ送信する通信インタフェース（ＩＦ）２０とを備えて構成されている。なお、低圧配電線１１ｄに接続された住宅１２ｄに構築されたＰＣＳ１４ｄについは、ＰＣＳ１４ｃと同じ構成であるので重複説明は省略する。

なお、配電系統（配電線６ａ，６ｂ）の電圧分布は需要家の消費電力により変動するが、その電圧分布が規定範囲内であるか否かを評価するには、配電系統の最大電圧及び最小電圧のときに評価すればよい。したがって、一度評価すれば、その後は、配電系統における配電線６の増加／削減のときや太陽光発電システムの新設時において評価を行い、その評価結果に基づいて負荷時タップ切替変圧器（ＬＲＴ）２や電圧調整器（ＳＶＲ）９０の整定値（昇圧電圧）を更新すればよい。そのため、配電系統の設備変更時以外においては、月単位または季節単位で電圧分布を評価管理すればよい。従来は、過去に計測した電圧・電流データの履歴をもとに電圧分布を予測していたが、本実施形態では、ＰＣＳ１４ｃ，１４ｄの運転履歴情報２１ａを入力する入力手段、すなわち、ＰＣＳ運転状況入力端末２８を配電系統監視制御装置４６に設けているため、電圧解析に用いる電圧・電流の入力点数が増えるために解析精度を向上させることができる。

〈電力調整装置の運転履歴情報の流れ〉
次に、図１を用いて、本実施形態にけるＰＣＳ（電力調整装置）１４ｃの運転履歴情報２１ａの流れについて説明する。なお、以下の説明では、単に運転履歴情報と表現されている場合は、いずれも、ＰＣＳ（電力調整装置）１４ｃの運転履歴情報２１ａを示すものである。配電系統監視制御装置４６の配電情報収集サーバ２４は、専用のＩＰネットワーク２２を介して、変電所１に設置された変電所ＴＣ４と通信線９を介して接続されている。一方、変電所１内の電圧・電流センサ５ａ，５ｂは変電所ＴＣ４と直接の通信が可能なように接続されている。また、配電線６（６ａ，６ｂ）に分散して存在する各区分開閉器７（７ａ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｇ，７ｈ）に接続された各遠制子局８（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ）の各センサ情報は、それぞれの通信線９ａ，９ｂを介して変電所ＴＣ４へ通信される。したがって、変電所ＴＣ４に収集された電圧・電流センサ５ａ，５ｂのセンサ情報、及び各区分開閉器７に接続された各遠制子局８のセンサ情報は、専用のＩＰネットワーク２２を介して、配電系統監視制御装置４６の配電情報収集サーバ２４に収集される。

《第２実施形態》
〈電力調整装置の動作〉
次に、図１を用いて、電力調整装置（ＰＣＳ）１４ｃの動作について詳細に説明する。ＬＲＴ（負荷時タップ切替変圧器）２からＣＢ（遮断器）３ａ，３ｂを介して電力が供給される配電線６ａ，６ｂには、複数個の柱上変圧器１０が接続されている。例えば、柱上変圧器１０ａの二次側の低圧配電線１１ａには、住宅１２ａ，１２ｂ，１２ｃが接続され、交流電圧が１００Ｖまたは２００Ｖの電力（電圧・電流）が各住宅１２に供給される。各住宅１２の中で、例えば、住宅１２ｃには太陽光パネル１３ｃが設置されている。太陽光パネル１３ｃの出力電圧は直流であるので、ＰＣＳ１４ｃが、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５及びインバータ１６によって、この直流電圧を１００Ｖあるいは２００Ｖの交流電圧に変換し、住宅１２ｃの家庭内の家電機器（図示せず）や低圧配電線１１ａへ電力を供給する。

すなわち、ＰＣＳ１４ｃは、太陽光パネル１３ｃから出力される直流電圧を異なる電圧値の直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ１５と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５によって変換された直流電圧を１００Ｖまたは２００Ｖの交流電圧に変換するインバータ１６とにより主たる構成がなされており、インバータ１６の出力側は低圧配電線１１ａに接続されている。

さらに詳しく説明すると、ＰＣＳ１４ｃの制御部１７が、低圧配電線１１ａの接続点の電圧Ｖ及び電流Ｉの情報を入力して、インバータ１６から低圧配電線１１ａへ供給する電力量を制御している。このとき、住宅１２ｃ内での家電機器（図示せず）の消費電力が太陽光の発電電力より大きい場合には、ＰＣＳ１４ｃは最大出力電力となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ１５とインバータ１６を制御する。このときの住宅１２ｃ内での家電機器の不足電力は低圧配電線１１ａから供給される。

また、逆に、住宅１２ｃ内における家電機器の消費電力が太陽光パネル１３ｃの発電電力より小さい場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５とインバータ１６の出力電力を最大出力電力に設定すると、インバータ１６の出力電力により、低圧配電線１１ａの電圧が上昇するおそれがある。

そのため、制御部１７は、インバータ１６の出力の電圧Ｖ、電流Ｉを検出して算出される電力及び力率に基き、低圧配電線１１ａの電圧が電圧上限値１０７Ｖを超えないように、ＰＣＳ１４ｃが出力すべき電力量を制御する。このとき、インバータ１６が出力する電圧、電流の値から出力電力を制御する方法はいろいろ提案されている。

図を用いないで一例を挙げると、太陽電池アレイと、系統電源と、負荷と、電力変換装置とを備える太陽光発電システムにおいて、電力変換装置と、太陽電池アレイ、系統電源、及び負荷との間にそれぞれ異なる接続経路を設ける。そして、負荷の消費電力が太陽電池アレイから供給される電力未満であるときには、電力変換装置が、太陽電池アレイから出力される直流電力を交流電力に変換して負荷へ出力すると共に、余剰の交流電力を系統電源に連系させて逆潮流させる。また、負荷の消費電力が太陽電池アレイから供給される発電電力を超えるときには、電力変換装置が、太陽電池アレイから出力された直流電力を交流電力に変換して負荷に出力すると共に、不足する交流電力を系統電源より補うように動作させる。なお、電力変換装置における負荷への接続経路と系統電源への接続経路とを電気的に直接接続しないようにしている。

図１に戻って、ＰＣＳ１４ｃには、タイマ１８及びメモリ１９が備えられており、太陽光発電システムにおけるＰＣＳ１４ｃの運転履歴情報２１ａをメモリ１９に格納することができる。図４は、図１に示す電力調整装置（ＰＣＳ）１４ｃのメモリ１９に格納されたＰＣＳ１４ｃの運転履歴情報２１ａの一例を示す図である。図４に示すように、メモリ１９には、日時ごとに、太陽光パネル１３ｃの電圧、力率、最大可能発電量、該当時刻の発電量、及び該当時刻の売電量などが記録されている。この例は、家庭での消費電力量が１．５ｋＷｈの場合の運転履歴情報を示している。

なお、最大可能発電量とは、その時刻の日射量に応じて変化する太陽光パネル１３ｃの最大発電能力を示したものである。この最大可能発電量は、太陽光パネル１３ｃの出力電圧、電流値の変化から推定することができる。この最大可能発電量は日射量に比例して増加するため、時刻８：００から時刻１０：３０までは太陽が高く昇るとともに最大可能発電量は上昇し、時刻１０：３０から正午までは最大可能発電量は３．０ｋＷｈで一定となっている。ところが、時刻１０：００における最大可能発電量が２．５ｋＷｈであるにも関わらず、時刻１０：００の実際の発電量は２．２ｋＷｈに抑えられ、さらに、時刻１０：３０以降においては、最大可能発電量が３．０ｋＷｈであるにも関わらず、実際の発電量は２．４ｋＷｈに抑えられた一定の値となっている。その理由は、系統電圧が、時刻１０：００で上限値（１０７Ｖ）に達し、時刻１０：３０では上限値を越えて１０８Ｖとなったために、１０：００以降で実際の発電量を抑えられ、さらに、時刻１０：３０以降では最大可能発電量の大きさに関わらず実際の発電量が２．４ｋＷｈに抑制された結果である。また、家庭での消費電力量は１．５ｋＷｈであるので、時刻１０：３０以降においては、発電量が２．４ｋＷｈに抑えられた結果、売電量は０．９ｋＷｈの一定値となっている。

図４に示すようなＰＣＳ１４ｃの運転履歴情報２１ａは、図１に示すようにＰＣＳ１４ｃの通信ＩＦ２０を介して外部に取り出すことが可能である。また、太陽光発電システムの設置者は、当然のことながら、図４の運転履歴情報を見て内容を確認することが可能である。したがって、太陽光発電システムの設置者は、本来であれば、例えば、図４の運転履歴情報において、１０：３０以降における最大可能発電量が３．０ｋＷｈであるので、１．５ｋＷｈを売電できる能力があるにも係わらず、１０：３０以降の系統電圧が上限値を超えて１０８Ｖとなっているため、発電量が２．４ｋＷｈに抑えられた結果、売電量が０．９ｋＷｈに抑制されたことを知ることができる。また、太陽光発電システムの設置者は、図４に示すような運転履歴情報を電力会社に提示することで、系統電圧の電圧上昇対策を求めることが可能となる。

一方、図４に示すような運転履歴情報を提示された電力会社では、図１に示した配電系統監視制御装置４６のＰＣＳ運転状況入力端末２８へ運転履歴情報２１ａとして入力し、系統解析サーバ２６での電圧分布計算の入力データとして利用することで、配電線６ａ，６ｂの電圧分布の計算精度を向上させることができる。

《第３実施形態》
本発明の第３実施形態では、電力会社側に設置された配電系統監視制御装置４６の詳細な構成と動作について説明する。

〈配電系統監視制御装置の詳細な構成〉
図５は、図１に示す配電系統監視制御装置４６の各サーバの機能を示した詳細な構成図である。図５に示すように、分散電源管理サーバ（分散電源管理手段）２７は、運転履歴選択部（運転履歴選択手段）５０と太陽光発電運転履歴ＤＢ（データベース）３７とを備えて構成されている。設備管理サーバ（設備管理手段）４５は、配電系統構成ＤＢ３８を備えている。配電情報収集サーバ（配電情報収集手段）２４は、変電所電圧電流ＤＢ３９と開閉器電圧電流ＤＢ４０とを備えて構成されている。系統解析サーバ（系統解析手段）２６は、配電系統解析モデル生成部４１と電圧電流分布解析部（電圧電流分布解析手段）４２とを備えて構成されている。電圧管理サーバ（電圧管理手段）２５は、電圧制御最適化部４３と電圧分布評価部４４とを備えて構成されている。さらに、配電系統監視制御装置４６は、図１では示されていないが、図５に示すように結果表示・解析条件設定部３６を備えている。

分散電源管理サーバ２７の運転履歴選択部５０は、自動検針サーバ４８及びＰＣＳ情報収集サーバ４７からの運転履歴情報を入力して、いずれかのサーバからの運転履歴情報を選択する機能を有している。分散電源管理サーバ２７の太陽光発電運転履歴ＤＢ３７は、運転履歴選択部５０が選択した運転履歴情報を入力し、需要家からの運転履歴情報の対策依頼に基づいて、ＰＣＳ運転状況入力端末２８（図１参照）から入力されたデータ（運転履歴情報２１ａ）を太陽光発電システムごとに記録する機能を有している。

設備管理サーバ４５の配電系統構成ＤＢ３８は、図１に示す配電線６の配電線長、配電線６のインピーダンス、区分開閉器７及び柱上変圧器１０の設置場所などに代表される、当該配電系統の設備情報を記録している。また、配電情報収集サーバ２４の変電所電圧電流ＤＢ３９は、図１に示すそれぞれの柱上変圧器１０で計測した電流、電圧の計測値（計測情報）を計測時刻と対応して記録している。配電情報収集サーバ２４の開閉器電圧電流ＤＢ４０は、図１に示すそれぞれの区分開閉器７で計測した電流、電圧の計測値を計測時刻と対応して記録している。

系統解析サーバ２６の配電系統解析モデル生成部４１は、太陽光発電運転履歴ＤＢ３７、配電系統構成ＤＢ３８、変電所電圧電流ＤＢ３９、及び開閉器電圧電流ＤＢ４０に記録されている各データを用いて解析モデルを生成する機能を有している。系統解析サーバ２６の電圧電流分布解析部４２は、配電系統解析モデル生成部４１が生成した解析モデルに基づいて図１に示す低圧配電線１１の電圧を予測解析する機能を有している。例えば、配電系統解析モデル生成部４１は、図１に示す配電線６及び低圧配電線１１のそれぞれの線長と線種のデータから線路モデルを生成する。電圧電流分布解析部４２は、この線路モデルから、ある特定時刻を指定して、柱上変圧器１０や区分開閉器７の各部の計測情報である電圧、電流値、位相角、及び太陽光発電運転履歴ＤＢ３７の電圧、力率、の各種情報を集めて、低圧配電線１１の電圧を予測解析する。

電圧管理サーバ２５の電圧分布評価部４４は、電圧電流分布解析部４２からの情報に基づいて、低圧配電線１１の電圧が１０１Ｖ±６Ｖの規定値内であるか否かを判定する機能を有している。電圧管理サーバ２５の電圧制御最適化部４３は、電圧分布評価部４４からの情報に基づいて、低圧配電線１１の電圧が規定値を越えている場合には、低圧配電線１１の電圧が規定値に入るように配電系統解析モデル生成部４１へ指示を出す機能を有している。なお、結果表示・解析条件設定部３６は、低圧配電線１１の電圧を表示したり、系統解析サーバ２６が行う解析条件を設定したりする機能を有している。

〈配電系統監視制御装置の動作〉
図５に示す配電系統監視制御装置４６が以上のような機能を備えていることにより、分散電源管理サーバ２７の運転履歴選択部５０は、自動検針サーバ４８及びＰＣＳ情報収集サーバ４７からの運転履歴情報を入力し、いずれかのサーバからの運転履歴情報を選択して太陽光発電運転履歴ＤＢ３７へ送信する。太陽光発電運転履歴ＤＢ３７は、運転履歴選択部５０で選択された運転履歴情報を入力し、需要家からの運転履歴情報の対策依頼に基づいて、ＰＣＳ運転状況入力端末２８（図１参照）から入力されたデータ（運転履歴情報２１ａ）を需要家の太陽光発電システムごとに記録する。

系統解析サーバ２６の配電系統解析モデル生成部４１は、太陽光発電運転履歴ＤＢ３７に記録されているデータ（ＰＣＳ運転状況入力端末２８へ入力された運転履歴情報２１ａ）、配電系統構成ＤＢ３８に記録されているデータ（配電線６、区分開閉器７、及び柱上変圧器１０等の情報）、変電所電圧電流ＤＢ３９に記録されているデータ（柱上変圧器１０で計測した電流、電圧の情報）、及び開閉器電圧電流ＤＢ４０に記録されているデータ（区分開閉器７で計測した電流、電圧の情報）を用いて、配電系統の解析モデル（例えば、配電線６の線路モデル）を生成する。

電圧電流分布解析部４２は、配電系統解析モデル生成部４１から入力した配電系統の解析モデルに基づいて、特定時刻に計測された電圧値、電流値、位相角、及び太陽光発電運転履歴ＤＢ３７の電圧、力率を用いて低圧配電線１１の電圧を予測解析する。このようにして、電圧電流分布解析部４２は、従来の計測データに加えて、ＰＣＳ１４の運転時刻と電圧、力率、発電量を入力データとして利用して解析を行っているので、低圧配電線１１の電圧を予測解析するときの解析精度が向上する。

次に、電圧管理サーバ２５の電圧分布評価部４４は、電圧電流分布解析部４２からの情報に基づいて、低圧配電線１１の電圧が１０１Ｖ±６Ｖの規定値内あるか否かを判定する。ここで、低圧配電線１１の電圧が規定値を越えている場合には、電圧制御最適化部４３が、低圧配電線１１の電圧が規定値に入るように図１に示すＬＲＴ（負荷時タップ切替変圧器）２の出力電圧を変更して配電系統解析モデル生成部４１に入力し、電圧電流分布解析部４２にて低圧配電線１１の電圧を再び予測解析する。

また、低圧配電線１１の電圧が規定値内にあるか否かを評価する配電系統に、図１に示すようにＳＶＲ（電圧調整器）９０が存在する場合には、そのＳＶＲ９０の昇圧電圧を変えて、前述の最適化の計算手順を繰り返し行う。このようにして、ＬＲＴ２やＳＶＲ９０の整定置（昇圧電圧）を決定することができる。以上説明したように、本実施形態によれば配電系統の電圧分布解析において、太陽光発電システムの設置位置における電圧、力率、発電量を解析に利用できるため、解析精度が向上するので、低圧配電線１１における電圧が規定値を逸脱するのを抑制することができる。さらに、配電線６における電圧が規定値を逸脱するのを抑制するように制御してもよい。

次に、フローチャートを用いて配電系統監視制御装置４６の動作の流れを説明する。図６は、図５に示す配電系統監視制御装置４６の動作の流れを示すフローチャートである。図６に示すように、先ず、系統解析サーバ２６の配電系統解析モデル生成部４１が、設備管理サーバ４５の配電系統構成ＤＢ３８に記録された情報（配電系統の線路情報）に基づいて配電系統解析モデルを生成する（ステップＳ１）。次に、特定時刻を指定し（ステップＳ２）、系統解析サーバ２６の配電系統解析モデル生成部４１は、指定された特定時刻において、配電情報収集サーバ２４の変電所電圧電流ＤＢ３９に記録された計測情報（例えば、電圧、電流値、位相各など）を収集する（ステップＳ３）。

さらに、系統解析サーバ２６の配電系統解析モデル生成部４１は、指定された特定時刻において、配電情報収集サーバ２４の開閉器電圧電流ＤＢ４０に記録された計測情報（例えば、電圧、電流値、位相角など）を収集する（ステップＳ４）。次に、系統解析サーバ２６の配電系統解析モデル生成部４１は、指定された特定時刻において、分散電源管理サーバ２７の太陽光発電運転履歴ＤＢ３７に記録されたＰＣＳ（電力調整装置）１４の電圧と力率を収集する（ステップＳ５）。

そして、系統解析サーバ２６の電圧電流分布解析部４２が、前記のステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５で収集した各情報に基づいて、指定された特定時刻における当該配電系統の低圧配電線１１の電圧を予測解析する（ステップＳ６）。次に、予測解析した低圧配電線１１の電圧が１０１Ｖ±６Ｖの規定値内に入っているか否かを判定し（ステップＳ７）、低圧配電線１１の電圧が規定値内に入っていれば（ステップＳ７でＹｅｓ）、負荷時タップ切替変圧器（ＬＲＴ）２の出力電圧と電圧調整器（ＳＶＲ）９０の昇圧電圧を決定し（ステップＳ８）、処理を終了する。

一方、ステップＳ７で、低圧配電線１１の電圧が１０１Ｖ±６Ｖの規定値内に入っていなければ（ステップＳ７でＮｏ）、当該配電系統（配電線６）における負荷時タップ切替変圧器（ＬＲＴ）２の出力電圧を変更する（ステップＳ９）。そして、当該配電系統（配電線６）に電圧調整器（ＳＶＲ）９０があるか否かを判定し（ステップＳ１０）、電圧調整器（ＳＶＲ）９０がなければ（ステップＳ１０でＮｏ）、ステップＳ６に戻って前述の各処理を繰り返す。また、当該配電系統（配電線６）に電圧調整器（ＳＶＲ）９０があれば（ステップＳ１０でＹｅｓ）、その電圧調整器（ＳＶＲ）９０の昇圧電圧を変更し（ステップＳ１１）、ステップＳ６に戻って前述の各処理を繰り返す。

《第４実施形態》
次に、第４実施形態として、太陽光発電システムの構成と動作について説明する。図７は、本発明の第４実施形態に係る太陽光発電システムの構成図である。先ず、図７に示す太陽光発電システム６０及び周辺の構成について説明する。なお、太陽光発電システム６０は、太陽光パネル１３と、ＰＣＳ（電力調整装置）１４と、パーソナルコンピュータ（パソコン）３３と、及び無線端末３４とによって構成されている。図７に示す構成は、配電線６から分岐された柱上変圧器１０と、この柱上変圧器１０の２次側回路に接続される低圧配電線１１から電力が供給される住宅１２の入口に設置された電力量計（ＷＨＭ：Watt Hour Meter）３０と、この電力量計（ＷＨＭ）３０を経由して電力線３１に接続されたＰＣＳ１４と、電力線３１に接続されたパソコン３３と、電力線３１に接続された屋内の各家電機器３２ａ，３２ｂ，３２ｃと、及びＰＣＳ１４に接続されて住宅１２の屋根などに設置された太陽光パネル１３とを備えた構成となっている。なお、ＰＣＳ１４の内部構成は図１のＰＣＳ１４ｃの拡大図に示す構成と同じである。また、ＰＣＳ１４とパソコン３３とは無線通信で接続され、パソコン３３は、公衆回線ＩＰネットワーク（通信ネットワーク）４９を介して、屋外の電柱などに設置された自動検針用無線基地局３５に通信接続できるように構成されている。なお、電力量計（ＷＨＭ）３０に無線端末３４を付設してもよい。

このような構成において、配電線６を経由して住宅１２に供給される電力は、その住宅１２の低圧配電線１１から電力量計（ＷＨＭ）３０を経由して、ＰＣＳ１４、パソコン３３、及び屋内の各家電機器３２ａ，３２ｂ，３２ｃに供給される。また、太陽光パネル１３の発電電力もＰＣＳ１４を経由してパソコン３３及び各家電機器３２ａ，３２ｂ，３２ｃに供給される。一方、ＰＣＳ１４の運転履歴情報は、図１に示すように、そのＰＣＳ１４に内蔵された通信ＩＦ２０を介して取得され、専用のＩＰネットワーク２２を介して配電系統監視制御装置４６へ送信される。

以下、本実施形態に係る太陽光発電システム６０を用いて、ＰＣＳ１４の動作及びＰＣＳ１４の運転履歴情報の通信方法を説明する。すなわち、ＰＣＳ１４に内蔵された通信ＩＦ２０（図１参照）に無線機能を持たせると以下のような２つの通信方法が可能となる。

第１の通信方法は、パソコン３３にもＰＣＳ１４と同様の無線機能を付加し、そのパソコン３３とＰＣＳ１４との間で無線通信を行い、ＰＣＳ１４の運転履歴情報をパソコン３３に取り込む。その後は、パソコン３３のユーザがＰＣＳ１４の運転履歴情報を確認する。そして、ＰＣＳ１４の運転履歴情報の詳細を知る必要があれば、パソコン３３から、公衆回線ＩＰネットワーク４９を介して、電力会社の配電系統監視制御装置４６へ、当該運転履歴情報を電子メールにて通信する。

あるいは、電力会社が太陽光発電システム６０の設置者向けにホームページを開設し、このような運転履歴情報をアップロードできる機能を持たせてもよい。電力会社のホームページにこのような運転履歴情報の開示機能を持たせると、太陽光発電システム６０の利用者は運転履歴情報の通知方法が容易となる。一方、運転履歴情報を管理する電力会社側は電子メールで情報を取得した場合には、分散電源管理サーバ２７（図１参照）へ運転履歴情報を転送する作業が必要でなくなるために省力化に寄与することができる。

第２の通信方法は、電力量計（ＷＨＭ）３０に無線端末３４を設けて、自動検針用無線基地局３５で自動検針する通信ネットワーク（公衆回線ＩＰネットワーク４９）を利用して運転履歴情報の通知を行う方法である。この場合は、ＰＣＳ１４から無線で無線端末３４を経由し、公衆回線ＩＰネットワーク４９を介して、運転履歴情報が自動検針用無線基地局３５へ通信される。このとき、自動検針用無線基地局３５は、光ネットワーク（公衆回線ＩＰネットワーク４９）によって電力会社の営業所２３の自動検針サーバ４８（図１参照）に接続され、図１に示すように、自動検針サーバ４８から配電系統監視制御装置４６の分散電源管理サーバ２７へ運転履歴情報が転送される。これによって、配電系統監視制御装置４６はＰＣＳ運転履歴情報を利用することが可能となる。

なお、ＰＣＳ１４の無線通信機能は、検針員が使用している自動検針用の無線端末（不図示）と同等のものを用いれば、ＰＣＳ１４から、直接、自動検針用無線基地局３５との間で無線通信ができるようになる。このように電力会社の自動検針通信ネットワークを利用することで、太陽光発電システム６０の設置者の手を介在させることなく、ＰＣＳ１４の運転履歴情報を電力会社へ通知することが可能となる。

《第５実施形態》
以上述べた第１実施形態から第４実施形態では、ＰＣＳ（電力調整装置）１４の運転履歴情報を全て電力会社の配電系統監視制御装置４６へ通信する場合について説明した。しかし、配電系統の電圧分布の解析においては、時間帯ごとの運転履歴情報の全てが必要となるのではなく、配電系統の電圧が規定値の上限となり、ＰＣＳ１４が発電量を抑制しなければならない時点でのＰＣＳ１４の運転履歴情報のみが重要となる。すなわち、配電系統の電圧分布の解析において必要となるのは、その配電系統の電圧が上下限を超える可能性がある条件で、消費電力が最大、あるいは最小となるときの運転履歴情報のみである。これ以外に太陽光発電システム６０等の分散電源が存在しない場合には運転履歴情報の必要はない。

また、太陽光発電システム６０等の分散電源がある場合には、その太陽光発電システム６０の発電量と消費電力との関係で部分的な電圧上昇が発生する可能性がある。このような部分的な電圧上昇は、日射量を仮定して太陽光発電の発電パターンをモデル化することで解析することも可能であるが、解析精度を高めるためには発電パターンごとにモデル化して解析する必要がある。

これに対して、実稼働中のＰＣＳ（電力調整装置）１４で電圧上昇により発電量を抑制している時間帯は明らかに電圧制御の対策を検討すべき条件であり、電力会社の配電系統監視制御装置４６に入力して保存しておくべき運転履歴情報は、ＰＣＳ１４が発電電力の出力を抑制している時刻、電圧、力率、発電量、消費電力量である。このような運転履歴情報のみを電力会社の配電系統監視制御装置４６に入力して保存することで、データベースの増大化を防止することが可能となる。なお、通信ネットワークを用いてＰＣＳ１４の運転履歴情報を配電系統監視制御装置４６の分散電源管理サーバ２７に入力する場合には、データベースに格納する際に発電抑制時刻のデータのみを格納することでも上記の効果を得ることができる。

《まとめ》
以上述べたように、本発明の各実施形態に係る配電系統監視制御装置４６は、商用電力系統などの配電系統に連系された太陽光発電システム６０におけるＰＣＳ（電力調整装置）１４の運転履歴情報と、配電系統の電圧・電流の計測値とを入力データとして、配電系統における配電線６上の電圧分布を高精度に解析している。このとき、ＰＣＳ１４の運転履歴情報には、時刻、太陽光発電システム６０の配電線接続点における電気量（電圧・電流）と力率、及び太陽光発電システム６０の発電量を含んでいるので、配電線６上の電圧分布の解析において電力の潮流方向を解析することができる。このようにして配電線６上の電圧分布と潮流方向とを解析することにより、系統電圧の上昇と系統への発電量の注入抑制とを適切に回避することができる。

また、配電系統監視制御装置４６へ入力したＰＣＳ１４の運転履歴情報をデータベースに記録することにより、不定期に実施される系統電圧の分布の解析評価にも利用することができる。さらに、ＰＣＳ１４の運転履歴情報を記録するときに、系統電圧が規定値の上限または下限を超える時刻の情報（規定値逸脱時刻情報）や、太陽光発電システム６０の発電電力を抑制した時刻の情報（電力抑制時刻情報）などを選択することにより、メモリに記録する情報量を低減させることができる。

さらに、系統電圧の分布を解析する条件として、記録されたＰＣＳ１４の運転履歴情報や配電系統の電圧・電流の計測値から定める場合には、通常は同一時刻の運転履歴情報を選択するが、一方のＰＣＳ１４の運転履歴情報が欠落した場合に記録した他時刻のＰＣＳ１４の運転履歴情報やその運転履歴情報を補間したＰＣＳ１４の運転履歴情報を解析条件とすることで、実体系に近いデータの個数が増えるために電圧解析精度が向上する。

さらに、太陽光発電システム６０の設置者からＰＣＳ１４の運転履歴情報を電子メールや特定のサーバにダウンロードすることにより、当該設置者からのＰＣＳ１４の運転履歴情報の収集を容易にすることができる。また、ＰＣＳ１４の運転履歴情報を電力会社が保有する自動検針などの通信ネットワークを経由して収集することで、太陽光発電システム６０の設置者が介在することなくＰＣＳ１４の運転履歴情報を収集することができる。さらに、ＰＣＳ１４の運転履歴情報の収集の可否に関して、設置者からの許可が必要な仕組みとすることでプライバシーを保護することが可能となる。

以上、本発明に係る配電系統監視制御装置、配電系統監視制御方法、及び太陽光発電システムの実施形態について具体的に説明したが、本発明は前述した各実施形態の内容に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。例えば、前記の各実施形態では太陽光発電システムについて述べたが、これに限定されることはなく、風力発電システムなどにおいても本発明が適用できることは言うまでもない。

本発明によれば、太陽光発電システムや風力発電システムなどの再生可能エネルギーを商用電力系統などの配電系統と連系させる分散電源システムに有効に利用することができる。

１ 変電所
２ 負荷時タップ切替変圧器（ＬＲＴ）
３ 遮断器（ＣＢ）
４ 変電所ＴＣ
５ 電圧電流センサ
６ 配電線
７ 区分開閉器
８ 遠制子局
９ 通信線
１０ 柱上変圧器
１１ 低圧配電線
１２ 住宅
１３ 太陽光パネル
１４ 電力調整装置（ＰＣＳ）
１５ ＤＣ−ＤＣコンバータ
１６ インバータ
１７ 制御部
１８ タイマ
１９ メモリ（記憶手段）
２０ 通信ＩＦ（通信インタフェース）
２１ 運転履歴情報
２２ ＩＰネットワーク
２３ 営業所
２４ 配電情報収集サーバ（配電情報収集手段）
２５ 電圧管理サーバ（電圧管理手段）
２６ 系統解析サーバ（系統解析手段）
２７ 分散電源管理サーバ（分散電源管理手段）
２８ ＰＣＳ運転状況入力端末（電力調整装置運転状況入力手段）
２９ ＬＡＮ
３０ 電力量計（ＷＨＭ）
３１ 電力線
３２ 家電機器
３３ パソコン
３４ 無線端末
３５ 自動検針用無線基地局
３６ 結果表示・解析条件設定部
３７ 太陽光発電反転履歴データベース
３８ 配電系統構成データベース
３９ 変電所電圧電流データベース
４０ 開閉器電圧電流データベース
４１ 配電系統解析モデル生成部
４２ 電圧電流分布解析部（電圧電流分布解析手段）
４３ 電圧制御最適化部
４４ 電圧分布評価部
４５ 設備管理サーバ（設備管理手段）
４６ 配電系統監視制御装置
４７ ＰＣＳ情報収集サーバ
４８ 自動検針サーバ（自動検針手段）
４９ 公衆回線ＩＰネットワーク（通信ネットワーク）
５０ 運転履歴選択部（運転履歴選択手段）
６０ 太陽光発電システム
９０ 電圧調整器（ＳＶＲ）

Claims (10)

1. 変電所から需要者に電力を供給する配電系統の設備情報及び当該配電系統の計測情報を収集する配電情報収集手段と、
   当該配電系統の前記計測情報と前記設備情報とに基づいて、前記配電系統の電圧分布を解析し、あらかじめ設定された判定基準値に基づいて、当該配電系統の電圧調整手段の電圧レベルを定める整定値を決定する電圧管理手段と、
   当該配電系統に接続された太陽光発電システムにおける電力調整装置の運転履歴情報を取得する電力調整装置運転状況入力手段と、
   前記電力調整装置運転状況入力手段が取得した前記運転履歴情報を用いて当該配電系統の電圧分布を解析する系統解析手段と、
   を備えることを特徴とする配電系統監視制御装置。
2. 前記配電系統は、配電線及び当該配電線に接続された区分開閉器を含み、
   前記配電系統の前記設備情報は、前記配電線の線路情報及び前記区分開閉器の開閉情報を含み、
   前記電圧調整手段は、前記変電所の負荷時タップ切替変圧器、前記配電線の途中に設置された電圧調整器、柱上変圧器を含んでいる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の配電系統監視制御装置。
3. 前記運転履歴情報は、少なくとも、時刻と、前記太陽光発電システムの配電線接続点における電圧、電流、及び電力からなる電気量と、力率と、該太陽光発電システムの発電量とを含み、
   前記電力調整装置運転状況入力手段へ入力された前記運転履歴情報を記録する太陽光発電運転履歴データベースを有する分散電源管理手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の配電系統監視制御装置。
4. 前記分散電源管理手段は、前記電気量または前記発電量が一定の条件を満足している前記運転履歴情報のみを選択して前記太陽光発電運転履歴データベースへ記録させる運転履歴選択手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の配電系統監視制御装置。
5. 前記系統解析手段は、前記運転履歴情報と前記配電系統の配電線の電圧・電流計測値とのいずれかを予測値として、該配電線の電圧分布を予測解析する電圧電流分布解析手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の配電系統監視制御装置。
6. 前記電力調整装置からインターネットを経由して前記運転履歴情報を取得する自動検針手段をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の配電系統監視制御装置。
7. 前記電力調整装置と接続された通信ネットワークを介して前記電力調整装置から前記運転履歴情報を取得する自動検針手段をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の配電系統監視制御装置。
8. 変電所から需要者に電力を供給する配電系統の設備情報及び当該配電系統の計測情報を収集する配電情報収集手順と、
   当該配電系統の前記計測情報と前記設備情報とに基づいて、前記配電系統の電圧分布を解析して、あらかじめ設定された判定基準値に基づいて、当該配電系統の電圧調整手段の電圧レベルを定める整定値を決定する電圧管理手順と、
   当該配電系統に接続された太陽光発電システムにおける電力調整装置の運転履歴情報を取得する電力調整装置運転状況入力手順と、
   前記電力調整装置運転状況入力手順で取得された前記運転履歴情報を用いて当該配電系統の電圧分布を解析する系統解析手順と、
   を実行することを特徴とする配電系統監視制御方法。
9. 前記配電系統は、配電線及び当該配電線に接続された区分開閉器を含み、
   前記配電系統の前記設備情報は、前記配電線の線路情報及び前記区分開閉器の開閉情報を含み、
   前記電圧調整手段は、前記変電所の負荷時タップ切替変圧器、前記配電線の途中に設置された電圧調整器、または、柱上変圧器である、
   ことを特徴とする請求項８に記載の配電系統監視制御方法。
10. 前記系統解析手順は、
    前記配電線の電圧分布を解析するための配電系統解析モデルを生成する第１のステップと、
    特定時刻を指定する第２のステップと、
    前記特定時刻における前記配電系統の計測情報を収集する第３のステップと、
    前記特定時刻における前記運転履歴情報を収集する第４のステップと、
    前記特定時刻における前記配電線の電圧を予測解析する第５のステップと、
    前記配電線の電圧が規定値内に入っているか否かを判定する第６のステップと、
    前記配電線の電圧が規定値内に入っているときは、前記整定値をそのまま決定し、前記配電線の電圧が規定値内に入っていないときは、前記整定値を変更する第７のステップと、
    を含むことを特徴とする請求項９に記載の配電系統監視制御方法。

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