JP5897519B2 - 電圧調整装置、電圧調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、電圧調整装置、電圧調整方法に関する。

例えば、電力負荷と太陽光発電装置とが接続されている電力線の電圧を調整する電圧調整装置が知られている（例えば特許文献１）。

特開２０１２−１１４９８９号公報

特許文献１の電圧調整装置は、電力線の実績電圧値と日射量計の計測結果とに基づいて、電力線の電圧値が所定範囲内となるように、電力線の電圧を調整している。例えば、日射量計の故障等に基づいて日射量計による日射量の計測結果に誤差が発生した場合、電力線の電圧の調整精度が低下し、電力線の電圧値が所定範囲内となるように電力線の電圧を調整することが困難となる虞がある。

前述した課題を解決する主たる本発明は、電力負荷と、前記電力負荷に対して電力を供給する分散型電源と、が接続されている電力線の電圧を調整する電圧調整装置であって、第１時間における前記電力負荷の実績電力消費量と、前記第１時間よりも後の第２時間における前記電力負荷の実績電力消費量と、前記第２時間に応じた第３時間における気象実績との相関を示す相関データを算出する第１演算装置と、前記第２時間よりも後の第４時間である現時点における前記電力負荷の実績電力消費量と、前記第２時間と前記第３時間との関係と同様な関係を前記第４時間よりも後の第５時間との間において持っている第６時間における気象予測と、前記第１演算装置によって算出された前記相関データとに基づいて、前記第５時間における前記電力負荷の予測電力消費量を算出する第２演算装置と、前記第４時間において前記電力線の電圧値が所定範囲内となるように前記電力線の電圧を調整した後に、前記第２演算装置の演算結果に基づいて、前記第５時間における前記電力線の電圧値が前記所定範囲内となるように、前記電力線の電圧を調整する調整装置と、を備えたことを特徴とする電圧調整装置である。

本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。

本発明によれば、電力線の電圧値が所定範囲内となるように、電力線の電圧を調整することができる。

本発明の第１実施形態における配電系統を示す図である。 本発明の第１実施形態におけるメッシュを示す図である。 本発明の第１及び第２実施形態における制御装置のハードを示すブロック図である。 本発明の第１及び第２実施形態における制御装置を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態における気温及び湿度と第２電力との関係のイメージを示す図である。 本発明の第１実施形態における雲量と第１電力との関係のイメージを示す図である。 本発明の第１実施形態における第１電圧分布情報を示す図である。 本発明の第１実施形態における第２電圧分布情報を示す図である。 本発明の第１実施形態における配電線の電圧値が変更された後の第２電圧分布情報を示す図である。 本発明の第１実施形態における制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態における配電系統を示す図である。

本明細書およ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。

[第１実施形態]
＝＝＝配電系統＝＝＝
以下、図１を参照して、本実施形態における配電系統について説明する。図１は、本実施形態における配電系統を示す図である。

配電系統１００は、負荷Ｒ１乃至Ｒ４に対して変電所２００からの電力を供給するための電力系統である。配電系統１００は、変電所２００、配電線Ｌ１、Ｌ２（電力線）、需要家１１乃至１４、気象情報装置５（観測装置）、制御装置６（電圧調整装置）を有する。尚、配電線は、配電系統１００に複数設けられているが、説明の便宜上、例えば２本設けられていることとする。需要家は、配電系統１００に複数設けられているが、説明の便宜上、例えば４個設けられていることとする。

変電所２００は、上流側から供給された電力を降圧して、当該降圧された電力を配電線Ｌ１、Ｌ２に供給する、例えば配電用変電所である。変電所２００は、配電用変圧器２０１、送出電圧調整装置２０２を有する。

配電用変圧器２０１は、例えば一次側の電圧を変圧して、当該変圧された電圧を二次側から出力する装置である。配電用変圧器２０１の変圧比は、制御信号Ｓ６に応じたタップの切替により段階的に調整される。配電用変圧器２０１の二次側は、配電線Ｌ１、Ｌ２の一端に接続される。配電用変圧器２０１の一次側は、送電線Ｌ２００の一端に接続される。尚、送電線Ｌ２００は、例えば上流側の一次変電所（不図示）からの６６キロボルトの電圧を、下流側の変電所２００に供給するための電力線である。送出電圧調整装置２０２は、制御信号Ｓ７に基づいて、配電線Ｌ１の送出端Ｐ１０の電圧値及び配電線Ｌ２の送出端Ｐ２０の電圧値夫々を調整するための装置である。つまり、配電線Ｌ１及びＬ２の電圧は、制御信号Ｓ６、Ｓ７に基づいて調整されることになる。

配電線Ｌ１は、変電所２００からの電力を需要家１１及び１２に供給するための電力線であり、上流側の変電所２００から下流側に向かって延びている。配電線Ｌ２は、変電所２００からの電力を需要家１３及び１４に供給するための電力線であり、上流側の変電所２００から下流側に向かって延びている
需要家１１及び１２は配電線Ｌ１に接続されており、需要家１３及び１４は配電線Ｌ２に接続されている。

気象情報装置５は、例えば、気象庁又は気象協会等に設けられ、ＧＰＶ（Ｇｒｉｄ Ｐｏｉｎｔ Ｖａｌｕｅ）データを示す気象信号Ｓ５を出力する装置である。尚、ＧＰＶデータには、例えば、メッシュＮ１乃至Ｎ４夫々における、雲量、風速、気圧、気温、湿度を示すデータが含まれているものとする。ＧＰＶデータには、過去の雲量、風速、気圧、気温、湿度夫々の実績値、未来の雲量、風速、気圧、気温、湿度夫々の予測値が含まれている。尚、ＧＰＶデータは、気象情報装置５による気象の観測結果に基づいて、算出されるデータであることとする。尚、メッシュＮ１乃至Ｎ４の詳細については、後述する。

制御装置６は、配電系統１００を制御し、配電線Ｌ１、Ｌ２の電圧を調整するための装置である。

＝＝＝メッシュ＝＝＝
以下、図２を参照して、本実施形態におけるメッシュについて説明する。図２は、本実施形態におけるメッシュを示す図である。

メッシュＮ１乃至Ｎ４は、例えば日本列島における中国地方等の所定地域Ｎ１００及び当該所定地域Ｎ１００の周辺を所定の規則に基づいて区画して形成される区域である。メッシュＮ１乃至Ｎ４は、例えば、気象情報装置５から出力される気象信号Ｓ５に示されるＧＰＶデータに対応した区域である。メッシュＮ１乃至Ｎ４は夫々、例えば、５キロメートル四方の略矩形の区域である。尚、メッシュＮ１乃至Ｎ４は夫々、例えば、２０キロメートル四方の略矩形の区域であることとしてもよい。尚、メッシュＮ１乃至Ｎ４には夫々、説明の便宜上、需要家１１乃至１４が設けられていることとする。

＝＝＝需要家＝＝＝
以下、図１を参照して、本実施形態における需要家について説明する。

需要家１１は、メッシュＮ１内に設けられる。需要家１１は、測定装置Ｍ１、負荷Ｒ１、発電機Ｇ１を有する。

負荷Ｒ１は、配電線Ｌ１に接続される電力負荷である。負荷Ｒ１は、負荷Ｒ１の稼動状態に応じた電力消費量に基づいて第２電力Ｗ１２が供給される。つまり、第２電力Ｗ１２は、負荷Ｒ１の電力消費量に対応している。

発電機Ｇ１は、配電線Ｌ１及び負荷Ｒ１に接続される、例えば太陽光発電装置等の分散型電源である。発電機Ｇ１は、発電機Ｇ１が設けられている位置の日射量に応じた発電量に基づいて第１電力Ｗ１１を出力する。つまり、第１電力Ｗ１１は、発電機Ｇ１の発電量に対応している。ここで、発電機Ｇ１が設けられている位置の日射量は、発電機Ｇ１が設けられている位置の雲量に応じて定まる。従って、発電機Ｇ１の発電量は、発電機Ｇ１が設けられている位置の雲量に応じた量となる。

測定装置Ｍ１は、例えばスマートメータ等の通信機能付きの電力計である。測定装置Ｍ１は、発電機Ｇ１から出力される第１電力Ｗ１１及び負荷Ｒ１に供給される第２電力Ｗ１２を測定し、当該測定結果を示す測定信号Ｓ１を出力する。測定装置Ｍ１は、例えば３０分等の一定時間毎に測定を行い、測定結果を示す測定信号Ｓ１を一定時間毎に出力する。

測定装置Ｍ１は、更に、測定装置Ｍ１が設けられている位置を示す位置情報を有している。位置情報は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）に基づくものであってもよい。測定装置Ｍ１の位置情報は、測定信号Ｓ１として出力される。つまり、測定信号Ｓ１は、上述の測定結果と共に測定装置Ｍ１の位置情報も示していることになる。

需要家１２、１３、１４は夫々、メッシュＮ２、Ｎ３、Ｎ４内に設けられる。尚、需要家１２乃至１４の構成は夫々、需要家１１の構成と同様である。つまり、測定装置Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４の構成は、測定装置Ｍ１の構成と同様であり、発電機Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４の構成は、発電機Ｇ１の構成と同様であり、負荷Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の構成は、負荷Ｒ１の構成と同様であり、測定信号Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の構成は、測定信号Ｓ１の構成と同様である。

＝＝＝制御装置＝＝＝
以下、図３及び図４を参照して、本実施形態における制御装置について説明する。図３は、本実施形態における制御装置のハードを示すブロック図である。図４は、本実施形態における制御装置を示すブロック図である。

制御装置６は、測定信号Ｓ１乃至Ｓ４及び気象信号Ｓ５を受信してこれらに示されている情報に基づいて、制御信号Ｓ６、Ｓ７を出力する。制御装置６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１、通信装置６２、記憶装置６３、表示装置６４、入力装置６５を有する。ＣＰＵ６１は、記憶装置６３に記憶されているプログラムを実行することにより制御装置６の各種機能を実現し、制御装置６を統括制御する。記憶装置６３には、前述のプログラム、各種情報が記憶されている。尚、記憶装置６３に記憶されている各種情報には、気象信号Ｓ５に示されるＧＰＶデータ、測定信号Ｓ１乃至Ｓ４に示される情報が含まれている。具体的には、記憶装置６３に記憶されている各種情報には、例えば、雲量、風速、気圧、気温、湿度夫々の実績値、雲量、風速、気圧、気温、湿度夫々の予測値、第１電力Ｗ１１、Ｗ２１、Ｗ３１、Ｗ４１夫々の実績値、第２電力Ｗ１２、Ｗ２２、Ｗ３２、Ｗ４２夫々の実績値が含まれている。記憶装置６３に記憶されている各種情報には、更に、測定装置Ｍ１乃至Ｍ４夫々の位置を示す位置情報が含まれている。表示装置６４は、制御装置６の情報を表示するディスプレイである。入力装置６５は、制御装置６に対して情報を入力するための例えばキーボード、マウス等である。通信装置６２は、ネットワーク６００を介して測定装置Ｍ１乃至Ｍ４、気象情報装置５、送出電圧調整装置２０２、タップ切替装置（不図示）との間で通信を行う。尚、タップ切替装置は、変電所２００における配電用変圧器２０１のタップの切替を制御信号Ｓ６に基づいて行う装置である。

制御装置６は、更に、予測部６６（第１演算装置、第２演算装置）、第１電圧分布作成部６７、第２電圧分布作成部６８（第３演算装置）、制御部６９（「制御装置６の各種機能」とも称する）を有する。尚、制御装置６の各種機能は、記憶装置６３に記憶されているプログラムのＣＰＵ６１による実行により実現される。

予測部６６は、記憶装置６３に記憶されている各種情報に基づいて、未来の予測対象時間における需要家１１乃至１４夫々の第１電力Ｗ１１、Ｗ２１、Ｗ３１、Ｗ４１の予測値を算出する。又、予測部６６は、記憶装置６３に記憶されている各種情報に基づいて、未来の予測対象時間における需要家１１乃至１４夫々の第２電力Ｗ１２、Ｗ２２、Ｗ３２、Ｗ４２の予測値を算出する。

第１電圧分布作成部６７は、記憶装置６３に記憶されている各種情報に基づいて、第１電圧分布情報１０１（図７）を算出する。第２電圧分布作成部６８は、予測部６６の算出結果及び記憶装置６３に記憶されている各種情報に基づいて、第２電圧分布情報１０２（図８）を算出する。

制御部６９（調整装置）は、第１電圧分布作成部６７によって作成（算出）された第１電圧分布情報１０１、第２電圧分布作成部６８によって作成（算出）された第２電圧分布情報１０２に基づいて、配電系統１００を制御することにより配電線Ｌ１及びＬ２の電圧を調整する。

＝＝＝予測部＝＝＝
以下、図１、図５及び図６を参照して、本実施形態における予測部について説明する。図５は、本実施形態における気温及び湿度と第２電力との関係のイメージを示す図である。図６は、本実施形態における雲量と第１電力との関係のイメージを示す図である。

＜第２電力の予測値（図５）＞
予測部６６は、記憶装置６３に記憶されている各種情報に基づいて、未来の予測対象時間における需要家１１の第２電力Ｗ１２の予測値を算出する。

予測部６６は、記憶装置６３に記憶されている各種情報に基づいて、第２電力Ｗ１２についての相関データを算出する。尚、第２電力Ｗ１２についての相関データとは、第１時間における第２電力Ｗ１２の実績値Ｄ１１と、第１時間よりも後の第２時間における第２電力Ｗ１２の実績値Ｄ１２と、第３時間におけるメッシュＮ１の気温の実績値Ｄ２２及び、第３時間におけるメッシュＮ１の湿度の実績値Ｄ３２との相関を示すデータである。相関データは、これらの相関を示す相関式を表していることとしてもよい。この相関式に対して実績値Ｄ１１、Ｄ２２、Ｄ３２を適用したとき、第２電力Ｗ１２の実績値Ｄ１２が算出されることになる。尚、第３時間は、第２時間に応じた時間であり、例えば、第２時間と同じ時間であってもよいし、第２時間から例えば３０分程度等の所定時間だけずれた異なる時間であってもよい。

この後、予測部６６は、算出された第２電力Ｗ１２についての相関データ等に基づいて、予測対象時間における第２電力Ｗ１２の予測値Ｄ１４を算出する。具体的には、例えば、予測部６６は、第２電力Ｗ１２についての相関データに示されている相関式に対して、第２時間よりも後の第４時間における第２電力Ｗ１２の実績値Ｄ１３と、第４時間よりも後の予測対象時間としての第５時間に応じた第６時間におけるメッシュＮ１の気温の予測値Ｄ２４と、第６時間におけるメッシュＮ１の湿度の予測値Ｄ３４とを適用して、予測対象時間としての第５時間における第２電力Ｗ１２の予測値Ｄ１４を算出する。

尚、第６時間は、第６時間と第５時間との関係が第３時間と第２時間との関係と同様な関係となるような時間である。つまり、例えば、第３時間と第２時間とが同じ時間ある場合、第６時間は、第５時間と同じ時間とされる。又、例えば、第３時間が第２時間の３０分後の時間である場合、第６時間は、第５時間の３０分後の時間とされる。

又、第４時間は、第４時間と第５時間との関係が第１時間と第２時間との関係と同様な関係となるような時間である。つまり、例えば、第１時間が第２時間よりも１００分前の時間である場合、第４時間は、第５時間よりも１００分前の時間とされる。

尚、第４時間は、予測部６６が第２電力Ｗ１２の予測値を算出する現在の時間であることとしてもよい。又、第１乃至第６時間は、例えば時刻であることとしてもよい。尚、予測値Ｄ２４、Ｄ３４は前述したように気象情報装置５におけるＧＰＶデータに含まれているデータであり、所定のシミュレーション等によって求められることとする。

予測部６６は、記憶装置６３に記憶されている各種情報に基づいて、未来の予測対象時間における需要家１２、１３、１４夫々の第２電力Ｗ２２、Ｗ３２、Ｗ４２の予測値を算出する。尚、予測部６６が第２電力Ｗ２２、Ｗ３２、Ｗ４２夫々の予測値を算出する構成は、予測部６６が第２電力Ｗ１２の予測値を算出する構成と同様であるので、その説明については省略する。

＜第１電力の予測値（図６）＞
予測部６６は、記憶装置６３に記憶されている各種情報に基づいて、未来の予測対象時間における需要家１１の第１電力Ｗ１１の予測値を算出する。

予測部６６は、記憶装置６３に記憶されている各種情報に基づいて、第１電力Ｗ１１についての相関データを算出する。尚、第１電力Ｗ１１についての相関データとは、第１時間における第１電力Ｗ１１の実績値Ｄ４１と、第１時間よりも後の第２時間における第１電力Ｗ１１の実績値Ｄ４２と、第３時間におけるメッシュＮ１の雲量の実績値Ｄ５２との相関を示すデータである。相関データは、これらの相関を示す相関式を表していることとしてもよい。この相関式に対して実績値Ｄ４１、Ｄ５２を適用したとき、第１電力Ｗ１１の実績値Ｄ４２が算出されることになる。尚、第３時間は、前述したように、第２時間に応じた時間であり、例えば、第２時間と同じ時間であってもよいし、第２時間から例えば３０分程度等の所定時間だけずれた異なる時間であってもよい。

この後、予測部６６は、算出された第１電力Ｗ１１についての相関データ等に基づいて、予測対象時間における第１電力Ｗ１２の予測値Ｄ４４を算出する。具体的には、例えば、予測部６６は、第１電力Ｗ１１についての相関データに示されている相関式に対して、第２時間よりも後の第４時間における第１電力Ｗ１１の実績値Ｄ４３と、第４時間よりも後の予測対象時間としての第５時間に応じた第６時間におけるメッシュＮ１の雲量の予測値Ｄ５４とを適用して、予測対象時間（第５時間）における第１電力Ｗ１１の予測値Ｄ４４を算出する。

尚、第１電力Ｗ１１の予測値が算出されるときの第１乃至第６時間は、第２電力Ｗ１２の予測値が算出されるときの第１乃至第６時間に対応していることとする。

予測部６６は、記憶装置６３に記憶されている各種情報に基づいて、未来の予測対象時間における需要家１２、１３、１４夫々の第１電力Ｗ２１、Ｗ３１、Ｗ４１の予測値を算出する。尚、予測部６６が第１電力Ｗ２１、Ｗ３１、Ｗ４１夫々の予測値を算出する構成は、予測部６６が第１電力Ｗ１１の予測値を算出する構成と同様であるので、その説明については省略する。

＝＝＝第１電圧分布作成部＝＝＝
以下、図１及び図７を参照して、本実施形態における第１電圧分布作成部について説明する。図７は、本実施形態における第１電圧分布情報を示す図である。尚、横軸は配電線Ｌ１、Ｌ２夫々における送出端Ｐ１０、Ｐ２０からの距離を示し、縦軸は配電線Ｌ１、Ｌ２の電圧値を示している。

＜第１電圧分布情報＞
第１電圧分布情報１０１においては、電圧Ｗ１７、Ｗ２７、上限値Ｖｔ１、下限値Ｖｔ２を示す情報が含まれている。電圧Ｗ１７は、配電線Ｌ１における各位置の予測実施時としての第４時間の電圧値を示している。電圧Ｗ２７は、配電線Ｌ２における各位置の予測実施時としての第４時間の電圧値を示している。つまり、電圧Ｗ１７、Ｗ２７は夫々、配電線Ｌ１、Ｌ２夫々の長手方向における電圧値の分布を示している。上限値Ｖｔ１は、配電線Ｌ１、Ｌ２の電圧の上限値を示している。下限値Ｖｔ２は、配電線Ｌ１、Ｌ２の電圧の下限値を示している。上限値Ｖｔ１、下限値Ｖｔ２は、配電系統１００に設けられる柱上変圧器（不図示）のタップ区間Ｔ１乃至Ｔ３毎にレベルが定められる。

配電線Ｌ１、Ｌ２の電圧値が、上限値Ｖｔ１と下限値Ｖｔ２との間の範囲（「適正電圧範囲」とも称する）から逸脱した場合、負荷Ｒ１乃至Ｒ４の誤動作が引き起こされる虞がある。従って、負荷Ｒ１乃至Ｒ４の誤動作が引き起こされないように、配電線Ｌ１、Ｌ２の電圧値を適正電圧範囲（所定範囲）内とするべく、例えば配電用変圧器２０１のタップの切替等により配電線Ｌ１、Ｌ２の電圧を調整する必要がある。配電線Ｌ１、Ｌ２の電圧値が適正電圧範囲内となっているとき、負荷Ｒ１乃至Ｒ４は、例えば誤動作等が引き起こされずに安定的に動作することになる。

＜第１電圧分布作成部＞
第１電圧分布作成部６７は、記憶装置６３に記憶されている各種情報等に基づいて、第１電圧分布情報１０１を作成する。具体的には、第１電圧分布作成部６７は、例えば第１電力Ｗ１１、Ｗ２１、Ｗ３１、Ｗ４１夫々の実績値、第２電力Ｗ１２、Ｗ２２、Ｗ３２、Ｗ４２夫々の実績値、位置情報に示されている測定装置Ｍ１乃至Ｍ４夫々の位置等に基づいて、第１電圧分布情報１０１を作成（算出）する。尚、第１電圧分布情報１０１には、測定装置Ｍ１乃至Ｍ４の位置が反映されるので、電圧Ｗ１７、Ｗ２７の算出精度が向上されることとなる。

＝＝＝第２電圧分布作成部＝＝＝
以下、図１及び図８を参照して、本実施形態における第２電圧分布作成部について説明する。図８は、本実施形態における第２電圧分布情報を示す図である。尚、横軸は配電線Ｌ１、Ｌ２夫々における送出端Ｐ１０、Ｐ２０からの距離を示し、縦軸は配電線Ｌ１、Ｌ２の電圧値を示している。

＜第２電圧分布情報＞
第２電圧分布情報１０２においては、電圧Ｗ１８、Ｗ２８、上限値Ｖｔ１、下限値Ｖｔ２を示す情報が含まれている。電圧Ｗ１８は、配電線Ｌ１における各位置の未来の予測対象時間としての第５時間の電圧値を示している。電圧Ｗ２８は、配電線Ｌ２における各位置の未来の予測対象時間としての第５時間の電圧値を示している。つまり、電圧Ｗ１８、Ｗ２８は夫々、配電線Ｌ１、Ｌ２夫々の長手方向における電圧値の予測分布を示している。

＜第２電圧分布作成部＞
第２電圧分布作成部６８は、予測部６６の算出結果及び記憶装置６３に記憶されている各種情報等に基づいて、第２電圧分布情報１０２を算出する。具体的には、第２電圧作成部６８は、予測対象時間における第１電力Ｗ１１、Ｗ２１、Ｗ３１、Ｗ４１夫々の予測値、第２電力Ｗ１２、Ｗ２２、Ｗ３２、Ｗ４２夫々の予測値、位置情報に示されている測定装置Ｍ１乃至Ｍ４夫々の位置等に基づいて第２電圧分布情報１０２を作成（算出）する。尚、第２電圧分布情報１０２には、測定装置Ｍ１乃至Ｍ４の位置が反映さていれるので、電圧Ｗ１８、Ｗ２８の算出精度が向上されることとなる。尚、記憶装置６３には、例えば、配電線Ｌ１、Ｌ２の線路インピーダンス、送出端Ｐ１０、Ｐ２０の電圧等を示す情報を含む、配電線Ｌ１、Ｌ２の電圧を算出するための系統情報が更に記憶されていることとする。第２電圧分布作成部６８は、記憶装置６３に記憶されている各種情報と共に系統情報に基づいて、第２電圧分布情報１０２を算出することとする。

＝＝＝制御部＝＝＝
以下、図１、図６乃至図９を参照して、本実施形態における制御部について説明する。

図９は、本実施形態における配電線の電圧値が変更された後の第２電圧分布情報を示す図である。尚、横軸は配電線Ｌ１、Ｌ２夫々における送出端Ｐ１０、Ｐ２０からの距離を示し、縦軸は配電線Ｌ１、Ｌ２の電圧値を示している。

＜第２電圧分布情報＞
第２電圧分布情報１０３においては、電圧Ｗ１９、Ｗ２９、上限値Ｖｔ１、下限値Ｖｔ２を示す情報が含まれている。電圧Ｗ１９は、配電線Ｌ１における各位置の未来の予測対象時間としての第５時間の電圧値を示している。電圧Ｗ２９は、配電線Ｌ２における各位置の未来の予測対象時間としての第５時間の電圧値に対応している。

＜予測実施時における制御＞
制御部６９は、第１電圧分布情報１０１に基づいて、電圧Ｗ１７、Ｗ２７夫々が適正電圧範囲から逸脱しているか否かを判定し、判定結果に基づいて配電系統１００を制御する。

例えば、電圧Ｗ１７が適正電圧範囲から逸脱していると判定された場合、制御部６９は、電圧Ｗ１７が適正電圧範囲内となるように、制御信号Ｓ６、Ｓ７を出力して配電線Ｌ１の電圧を調整する。又、例えば、電圧Ｗ２７が適正電圧範囲から逸脱していると判定された場合、制御部６９は、電圧Ｗ２７が適正電圧範囲内となるように、制御信号Ｓ６、Ｓ７を出力して配電線Ｌ２の電圧を調整する。又、例えば、電圧Ｗ１７及びＷ２７の双方が適正電圧範囲内となっていると判定された場合、制御部６９は、制御信号Ｓ６、Ｓ７を出力しない。

＜予測対象時間における制御＞
制御部６９は、第２電圧分布情報１０２に基づいて、電圧Ｗ１８、Ｗ２８夫々が適正電圧範囲から逸脱しているか否かを判定する。

例えば、電圧Ｗ１８が適正電圧範囲から逸脱していると判定された場合、制御部６９は、電圧Ｗ１８を適正電圧範囲内の電圧Ｗ１９（図９）とするための、配電線Ｌ１の電圧の調整量を算出する。この後、時間が経過して予測対象時間になった際、制御部６９は、算出された調整量が反映された制御信号Ｓ６、Ｓ７を出力して、配電線Ｌ１の電圧を調整する。又、例えば、電圧Ｗ２８が適正電圧範囲から逸脱していると判定された場合、制御部６９は、電圧Ｗ２８を適正電圧範囲内の電圧Ｗ２９（図９）とするための、配電線Ｌ２の電圧の調整量を算出する。この後、時間が経過して予測対象時間になった際、制御部６９は、算出された調整量が反映された制御信号Ｓ６、Ｓ７を出力して、配電線Ｌ２の電圧を調整する。又、例えば、電圧Ｗ１８及びＷ２８の双方が適正電圧範囲内となっていると判定された場合、制御部６９は、制御信号Ｓ６、Ｓ７を出力しない。

＝＝＝動作＝＝＝
以下、図１及び図１０を参照して、本実施形態における制御装置の動作について説明する。図１０は、本実施形態における制御装置の動作を示すフローチャートである。

制御装置６は、測定信号Ｓ１乃至Ｓ４、気象信号Ｓ５を受信する（ステップＳｔ１１）。受信した信号に示されている各種情報は、記憶装置６３に記憶される。制御装置６は、記憶装置６３に記憶されている各種情報等に基づいて、第１電圧分布情報１０１を算出する（ステップＳｔ１２）。この後、制御装置６は、電圧Ｗ１７、Ｗ２７夫々が適正電圧範囲から逸脱しているか否かに応じて配電系統１００を制御する。

制御装置６は、気象信号Ｓ５を再受信する（ステップＳｔ１３）。再受信した気象信号Ｓ５に基づくＧＰＶデータが、記憶装置６３に更に記憶される。尚、記憶装置６３には、気象信号Ｓ５を受信する毎にＧＰＶデータが蓄積されることとする。制御装置６は、記憶装置６３に記憶されている各種情報に基づいて、予測対象時間における第１電力Ｗ１１、Ｗ２１、Ｗ３１、Ｗ４１の予測値を算出する（ステップＳｔ１４）。制御装置６は、記憶装置６３に記憶されている各種情報に基づいて、予測対象時間における第２電力Ｗ１２、Ｗ２２、Ｗ３２、Ｗ４２の予測値を算出する（ステップＳｔ１５）。制御装置６は、予測部６６の算出結果及び記憶装置６３に記憶されている各種情報等に基づいて、第２電圧分布情報１０２を算出する（ステップＳｔ１６）。

第２電圧分布情報１０２においては、例えば、電圧Ｗ１８の一部が上限値Ｖｔ１を上回っており、電圧Ｗ２８の一部が下限値Ｖｔ２を下回っていることとして説明する。制御装置６は、電圧Ｗ１８が電圧Ｗ１９（図９）となるように電圧Ｗ１８を下降させるための、配電線Ｌ１の電圧についての第１調整量を算出する。制御装置６は、電圧Ｗ２８が電圧Ｗ２９（図９）となるように電圧Ｗ２８を上昇させるための、配電線Ｌ２の電圧についての第２調整量を算出する。時間が経過して予測対象時間になった際、制御装置６は、第１及び第２調整量が反映された制御信号Ｓ６、Ｓ７を出力して、配電線Ｌ１及びＬ２の電圧を調整する（ステップＳｔ１７）。この後、制御装置６は、動作を終了する。

[第２実施形態]
＝＝＝配電系統＝＝＝
本実施形態における配電系統１００Ｂは、第１実施形態の配電系統１００において需要家１１乃至１４、制御装置６を夫々、需要家１１Ｂ乃至１４Ｂ、制御装置６Ｂに変更したものである。配電系統１００Ｂにおける需要家１１Ｂ乃至１４Ｂ、制御装置６Ｂ以外の構成は、配電系統１００の構成と同様である。

以下、図１１を参照して、本実施形態における配電系統について説明する。図１１は、本実施形態における配電系統を示す図である。尚、図１と同様な構成については、同一の符号を付し、その説明については省略する。

配電系統１００Ｂは、需要家１１Ｂ乃至１４Ｂ、制御装置６Ｂを有する。

需要家１１Ｂは、メッシュＮ１内に設けられる。需要家１１Ｂは、測定装置Ｍ１１を有する。

測定装置Ｍ１１は、例えばスマートメータ等の通信機能付きの電力計である。測定装置Ｍ１１は、需要家１１Ｂから配電線Ｌ１に供給される余剰電力としての第１電力Ｗ１３、配電線Ｌ１から需要家１１Ｂに供給される第２電力Ｗ１４を測定し、当該測定結果を示す測定信号Ｓ１１を出力する。測定装置Ｍ１１は、例えば３０分等の一定時間毎に測定を行い、測定結果を示す測定信号Ｓ１１を一定時間毎に出力する。

測定装置Ｍ１１は、更に、測定装置Ｍ１１が設けられている位置を示す位置情報を有していることとする。位置情報は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）に基づくものであってもよい。測定装置Ｍ１１の位置情報は、測定信号Ｓ１１として出力される。つまり、測定信号Ｓ１１は、上述の測定結果と共に測定装置Ｍ１１の位置情報も示していることになる。

需要家１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂは夫々、メッシュＮ２、Ｎ３、Ｎ４内に設けられる。尚、需要家１２Ｂ乃至１４Ｂの構成は夫々、需要家１１Ｂの構成と同様である。つまり、測定装置Ｍ１２、Ｍ１３、Ｍ１４の構成は、測定装置Ｍ１１の構成と同様であり、測定信号Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４の構成は、測定信号Ｓ１１の構成と同様である。

制御装置６Ｂは、配電系統１００Ｂを制御し、配電線Ｌ１、Ｌ２の電圧を調整するための装置である。

＝＝＝制御装置＝＝＝
以下、図３及び図４を参照して、本実施形態における制御装置について説明する。

制御装置６Ｂは、測定信号Ｓ１１乃至Ｓ１４及び気象信号Ｓ５を受信してこれらに示されている情報に基づいて、制御信号Ｓ６、Ｓ７を出力する。制御装置６Ｂは、記憶装置６３Ｂを有する。記憶装置６３Ｂには、各種情報が記憶されている。尚、記憶装置６３Ｂに記憶されている各種情報には、気象信号Ｓ５に示されるＧＰＶデータ、測定信号Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４に示される情報が含まれている。具体的には、記憶装置６３Ｂに記憶されている各種情報には、例えば、雲量、風速、気圧、気温、湿度夫々の実績値、雲量、風速、気圧、気温、湿度夫々の予測値、第１電力Ｗ１３、Ｗ２３、Ｗ３３、Ｗ４３夫々の実績値、第２電力Ｗ１４、Ｗ２４、Ｗ３４、Ｗ４４夫々の実績値が含まれている。記憶装置６３Ｂに記憶されている各種情報には、更に、測定装置Ｍ１１乃至Ｍ１４夫々の位置を示す位置情報が含まれている。

制御装置６Ｂは、更に、予測部６６Ｂを有する。予測部６６Ｂは、記憶装置６３Ｂに記憶されている各種情報に基づいて、未来の予測対象時間における需要家１１Ｂ乃至１４Ｂ夫々の第１電力Ｗ１３、Ｗ２３、Ｗ３３、Ｗ４３の予測値を算出する。又、予測部６６Ｂは、記憶装置６３Ｂに記憶されている各種情報に基づいて、未来の予測対象時間における需要家１１Ｂ乃至１４Ｂ夫々の第２電力Ｗ１４、Ｗ２４、Ｗ３４、Ｗ４４の予測値を算出する。尚、予測部６６Ｂにおける予測値を算出する構成は、予測部６６（第１実施形態）における予測値を算出する構成と同様であることとする。

前述したように、制御装置６は、予測部６６、制御部６９を有する。制御装置６は、配電線Ｌ１及びＬ２の電圧を調整する装置である。尚、配電線Ｌ１には、電力負荷としての負荷Ｒ１及びＲ２と、負荷Ｒ１及びＲ２に電力を供給する分散型電源としての発電機Ｇ１及びＧ２とが接続されている。配電線Ｌ２には、電力負荷としての負荷Ｒ３及びＲ４と、負荷Ｒ３及びＲ４に電力を供給する分散型電源としての発電機Ｇ３及びＧ４とが接続されている。予測部６６は、第１時間における第２電力Ｗ１２の実績値Ｄ１１（実績電力消費量）と、第１時間よりも後の第２時間における第２電力Ｗ１２の実績値Ｄ１２（実績電力消費量）と、第３時間における気温の実績値Ｄ２２（気象実績）及び第３時間における湿度の実績値Ｄ３２（気象実績）との相関を示す相関データを算出する。予測部６６は、算出された上述の相関データと、第２時間よりも後の第４時間における第２電力Ｗ１２の実績値Ｄ１３（実績電力消費量）と、第４時間よりも後の予測対象時間としての第５時間に応じた第６時間における気温の予測値Ｄ２４（気象予測）と、第６時間における湿度の予測値Ｄ３４（気象予測）とに基づいて、予測対象時間としての第５時間における第２電力Ｗ１２の予測値Ｄ１４（予測電力消費量）を算出する。尚、第６時間は、第２時間と第３時間との関係と同様な関係を第４時間よりも後の第５時間との間において持っている時間である。予測部６６は、同様にして第５時間における第２電力Ｗ２２、Ｗ３２、Ｗ４２の予測値を算出する。制御部６９は、予測部６６によって算出された第２電力Ｗ１２の予測値Ｄ１４、第２電力Ｗ２２、Ｗ３２、Ｗ４２の予測値等に基づいて、第５時間における配電線Ｌ１及びＬ２の電圧値が適正電圧範囲内となるように、配電線Ｌ１及びＬ２の電圧を調整する。これらの構成により、配電線Ｌ１及びＬ２の電圧値が適正電圧範囲内となるように、配電線Ｌ１及びＬ２の電圧を調整することができる。

又、制御装置６は、第２電圧分布作成部６８を更に有する。第２電圧分布作成部６８は、予測部６６の演算結果に基づいて、配電線Ｌ１及びＬ２夫々の長手方向における電圧値の予測分布としての電圧Ｗ１８及びＷ２８（図８）を算出する。制御部６９は、第２電圧分布作成部６８の演算結果に基づいて、配電線Ｌ１及びＬ２の電圧を調整する。これらの構成により、配電線Ｌ１及びＬ２における長手方向の各位置の電圧値が適正電圧範囲内となるように、配電線Ｌ１及びＬ２の電圧を調整することができる。よって、配電線Ｌ１及びＬ２の長手方向の各位置に設けられている負荷Ｒ１乃至Ｒ４に対して、適正電圧範囲に応じた範囲内の電圧値を有する電圧を供給することが可能となる。つまり、負荷Ｒ１乃至Ｒ４に対して、負荷Ｒ１乃至Ｒ４を安定的に動作させる電圧を供給することが可能となる。

又、第２電圧分布作成部６８は、配電線Ｌ１及びＬ２における負荷Ｒ１乃至Ｒ４が接続されている位置に応じた位置を示す位置情報（位置データ）に基づいて、第２電圧分布情報１０２の電圧Ｗ１８及びＷ２８を算出する。この構成により、第２電圧分布情報１０２における電圧Ｗ１８及びＷ２８の算出の際に、位置情報を反映させることにより、電圧Ｗ１８及びＷ２８の算出精度を向上させることが可能となる。従って、配電線Ｌ１及びＬ２の電圧値が適正電圧範囲内となるように、配電線Ｌ１及びＬ２の電圧を確実に調整することができる。

又、制御部６９は、配電線Ｌ１及びＬ２夫々における送出端Ｐ１０及びＰ２０の電圧を調整する。つまり、制御部６９は、配電線Ｌ１における負荷Ｒ１及びＲ２、発電機Ｇ１及びＧ２よりも上流側で発生する電圧を調整する。又、制御部６９は、配電線Ｌ２における負荷Ｒ３及びＲ４、発電機Ｇ３及びＧ４よりも上流側で発生する電圧を調整する。よって、配電線Ｌ１及びＬ２の長手方向の各位置における一部のみの電圧値を調整するのではなく、配電線Ｌ１及びＬ２全体の電圧値を上昇させたり下降させたりすることができる。従って、配電線Ｌ１及びＬ２の長手方向における各位置の電圧値が適正電圧範囲内となるように、配電線Ｌ１及びＬ２の電圧を確実に調整することができる。

又、予測部６６は、負荷Ｒ１乃至Ｒ４が設けられている位置の気象を観測する気象情報装置５の観測結果を気象実績として、相関データを算出する。例えば、負荷Ｒ１乃至Ｒ４が設けられている位置の気温を計測するための温度計を設ける必要がないので、配電線Ｌ１及びＬ２の電圧を調整するためのコストを低減させることができる。

又、予測部６６は、気象実績としての気温の実績値Ｄ２２に基づいて相関データを算出する。予測部６６は、気象予測としての気温の予測値Ｄ２４に基づいて予測電力消費量としての第２電力Ｗ１２の予測値Ｄ１４を算出する。つまり、相関データの算出の際に、負荷Ｒ１乃至Ｒ４の電力消費量との間において相関の度合いが比較的高い（大きい）気温の実績値が用いられることになる。更に、予測電力消費量の算出の際に、当該相関データと気温の予測値が用いられることになる。従って、予測電力消費量の算出精度を向上させることにより、配電線Ｌ１及びＬ２の電圧値が適正電圧範囲内となるように、配電線Ｌ１及びＬ２の電圧を確実に調整することができる。

尚、上記第１及び第２実施形態は、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。

第１実施形態においては、雲量及び第１電力Ｗ１１に応じた第１電力の相関に基づいて、第１電力Ｗ１１の予測値を予測部６６が算出することについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ＧＰＶデータに示されている雲量、風速、気圧、気温、湿度のうちの少なくとも一つのデータ及び第１電力Ｗ１１に応じた第１電力の相関に基づいて、第１電力Ｗ１１の予測値を予測部６６が算出することとしてもよい。又、例えば、気象情報装置５が、風速、雲量等に基づいてメッシュＮ１乃至Ｎ４夫々における日射量を算出し、当該算出された日射量を示す情報が気象信号Ｓ５に示されるＧＰＶデータに含まれていることとしてもよい。この場合、予測部６６は、当該ＧＰＶデータに含まれている日射量を示すデータ及び第１電力Ｗ１１に応じた第１電力の相関に基づいて、第１電力の相関に基づいて、第１電力Ｗ１１を算出する。

又、第１実施形態においては、配電線Ｌ１及びＬ２夫々における送出端Ｐ１０及びＰ２０の電圧を制御装置６が調整することについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、配電線Ｌ１及びＬ２における負荷Ｒ１乃至Ｒ４が接続されている位置に対応する位置に電力用コンデンサ、分路リアクトル等を設けて、これらの電力用コンデンサ、分路リアクトル等を制御することにより配電線Ｌ１及びＬ２における電力用コンデンサ、分路リアクトル等が設けられている位置の電圧を制御装置６が調整することとしてもよい。

５ 気象情報装置
６、６Ｂ 制御装置
６６、６６Ｂ 予測部
６８ 第２電圧分布作成部
６９ 制御部
Ｌ１、Ｌ２ 配電線

Claims (7)

1. 電力負荷と、前記電力負荷に対して電力を供給する分散型電源と、が接続されている電力線の電圧を調整する電圧調整装置であって、
   第１時間における前記電力負荷の実績電力消費量と、前記第１時間よりも後の第２時間における前記電力負荷の実績電力消費量と、前記第２時間に応じた第３時間における気象実績との相関を示す相関データを算出する第１演算装置と、
   前記第２時間よりも後の第４時間である現時点における前記電力負荷の実績電力消費量と、前記第２時間と前記第３時間との関係と同様な関係を前記第４時間よりも後の第５時間との間において持っている第６時間における気象予測と、前記第１演算装置によって算出された前記相関データとに基づいて、前記第５時間における前記電力負荷の予測電力消費量を算出する第２演算装置と、
   前記第４時間において前記電力線の電圧値が所定範囲内となるように前記電力線の電圧を調整した後に、前記第２演算装置の演算結果に基づいて、前記第５時間における前記電力線の電圧値が前記所定範囲内となるように、前記電力線の電圧を調整する調整装置と、
   を備えたことを特徴とする電圧調整装置。
2. 前記第２演算装置の演算結果に基づいて、前記電力線の長手方向における前記電圧値の予測分布を算出する第３演算装置、を更に備え、
   前記調整装置は、前記第３演算装置の演算結果に基づいて、前記電力線の電圧を調整する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電圧調整装置。
3. 前記第３演算装置は、前記電力線における前記電力負荷が接続されている位置に応じた位置を示す位置データに基づいて、前記予測分布を算出する
   ことを特徴とする請求項２に記載の電圧調整装置。
4. 前記調整装置は、前記電力線における前記電力負荷及び前記分散型電源よりも上流側で発生する電圧を調整する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電圧調整装置。
5. 前記第１演算装置は、前記電力負荷が設けられている位置の気象を観測する観測装置の観測結果を前記気象実績として、前記相関データを算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電圧調整装置。
6. 前記第１演算装置は、前記気象実績としての気温の実績値に基づいて前記相関データを算出し、
   前記第２演算装置は、前記気象予測としての気温の予測値に基づいて前記予測電力消費量を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電圧調整装置。
7. 電力負荷と、前記電力負荷に対して電力を供給する分散型電源と、が接続されている電力線の電圧を調整する電圧調整方法であって、
   第１時間における前記電力負荷の実績電力消費量と、前記第１時間よりも後の第２時間における前記電力負荷の実績電力消費量と、前記第２時間に応じた第３時間における気象実績との相関を示す相関データを算出する第１ステップと、
   前記第２時間よりも後の第４時間である現時点における前記電力負荷の実績電力消費量と、前記第２時間と前記第３時間との関係と同様な関係を前記第４時間よりも後の第５時間との間において持っている第６時間における気象予測と、前記第１ステップにおいて算出された前記相関データとに基づいて、前記第５時間における前記電力負荷の予測電力消費量を算出する第２ステップと、
   前記第４時間において前記電力線の電圧値が所定範囲内となるように前記電力線の電圧を調整した後に、前記第２ステップの演算結果に基づいて、前記第５時間における前記電力線の電圧値が前記所定範囲内となるように、前記電力線の電圧を調整する第３ステップと、を含む
   ことを特徴とする電圧調整方法。

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