JP6327060B2 - 配電系統の電力推定装置および電力推定方法 - Google Patents
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Description
前記電力系統の各地点で有効電力及び無効電力を定期的に計測する第1の計測手段と、
前記電力系統に接続された各高圧需要家の有効電力及び無効電力を定期的に計測する第2の計測手段と、
前記第1の計測手段で計測された電力の計測値の中から、所定の条件を満たす計測値を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段で抽出された、前記所定の条件を満たす低圧需要家の有効電力計測値及び無効電力計測値を用いて、前記電力系統に接続された負荷が消費する有効電力値を無効電力計測値から推定するための換算式を構築する換算式構築手段と、
前記電力系統における各推定対象区間の上流側での無効電力計測値から、前記推定対象区間の下流側での無効電力計測値と、前記推定対象区間内の高圧需要家の無効電力計測値とを減算することで、前記推定対象区間内の負荷の無効電力計測値を求め、それを前記換算式構築手段で構築された前記換算式における無効電力計測値に読み替えて、各推定対象区間毎に負荷が消費する有効電力推定値(換算)を算出する換算値算出手段と、
前記換算値算出手段で各推定対象区間毎に算出された前記有効電力推定値(換算)に、前記第2の計測手段で計測された各推定対象区間内の高圧需要家の有効電力計測値を加算することで、各推定対象区間毎に負荷が消費する有効電力推定値を算出する第1の推定手段と、
前記第1の推定手段で各推定対象区間毎に算出された負荷が消費する有効電力推定値から、前記第1の計測手段で各推定対象区間毎に計測された有効電力計測値を減算して、各推定対象区間毎に太陽光発電装置が出力する有効電力推定値を算出する第2の推定手段と、
少なくとも、前記第1の推定手段で算出された前記負荷が消費する有効電力推定値と、前記第2の推定手段で算出された前記太陽光発電装置が出力する有効電力推定値のいずれかを、前記電力系統における各推定対象区間毎に画面表示もしくは外部出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする。
また上記課題を解決するために本発明は、複数の太陽光発電装置及び複数の負荷が接続された電力系統における、前記太陽光発電装置が出力する有効電力及び前記負荷が消費する有効電力を推定する電力推定装置による電力推定方法であって、
前記電力系統の各地点で有効電力及び無効電力を定期的に計測する第1の計測ステップ、
前記電力系統に接続された各高圧需要家の有効電力及び無効電力を定期的に計測する第2の計測ステップ、
前記第1の計測ステップで計測された電力の計測値の中から、所定の条件を満たす計測値を抽出する抽出ステップ、
前記抽出ステップで抽出された、前記所定の条件を満たす低圧需要家の有効電力計測値及び無効電力計測値を用いて、前記電力系統に接続された負荷が消費する有効電力値を無効電力計測値から推定するための換算式を構築する換算式構築ステップ、
前記電力系統における各推定対象区間の上流側での無効電力計測値から、前記推定対象区間の下流側での無効電力計測値と、前記推定対象区間内の高圧需要家の無効電力計測値とを減算することで、前記推定対象区間内の負荷の無効電力計測値を求め、それを前記換算式構築ステップで構築された前記換算式における無効電力計測値に読み替えて、各推定対象区間毎に負荷が消費する有効電力推定値(換算)を算出する換算値算出ステップ、
前記換算値算出ステップで各推定対象区間毎に算出された前記有効電力推定値(換算)に、前記第2の計測ステップで計測された各推定対象区間内の高圧需要家の有効電力計測値を加算することで、各推定対象区間毎に負荷が消費する有効電力推定値を算出する第1の推定ステップ、
前記第1の推定ステップで各推定対象区間毎に算出された負荷が消費する有効電力推定値から、前記第1の計測ステップで各推定対象区間毎に計測された有効電力計測値を減算して、各推定対象区間毎に太陽光発電装置が出力する有効電力推定値を算出する第2の推定ステップ、および、
少なくとも、前記第1の推定ステップで算出された前記負荷が消費する有効電力推定値と、前記第2の推定ステップで算出された前記太陽光発電装置が出力する有効電力推定値のいずれかを、前記電力系統における各推定対象区間毎に画面表示もしくは外部出力する出力ステップ、
を含むことを特徴とする。
図1は、本発明の実施形態に係る配電系統の構成例を示す図である。図1に示す本発明の実施形態に係る配電系統では、配電系統全般、およびまたは、開閉器により区切られた推定対象区間(以下、単に“区間”という)毎について、計測した電力の値(電力データ)から太陽光発電装置が出力する有効電力及び負荷が消費する有効電力を推定可能とするものである。ただし、本発明の実施形態では、高圧需要家(例.工場)には、有効電力および無効電力を計測できるメータ、たとえばスマートメータ、が備えつけられており、該メータの値が電力推定装置に定期的に通報される構成を有する。なお、低圧需要家(例.一般家庭)には有効電力を計測するメータのみが取り付けられているものとする。
図2において本発明の実施形態に係る電力推定装置10は、コンピュータ等の情報を処理する汎用の装置で構成されており、当該装置には、特に図示しないが、CPU(中央処理ユニット)、記憶装置(ハードディスク)、メモリ、通信機能部、入出力インタフェース、入出力装置など当業者によく知られたハードウェアを備えている。そして上記記憶装置には予め所定のアプリケーションプログラムが記憶されており、上記CPUがこのアプリケーションプログラムを読出して実行することにより下記に記述する各種処理部14〜16の機能を実現する。
入力部11は、配電系統に備えられた電力計P1ないし電力計P4で計測された有効電力と無効電力の値を取り込む。図示していないが、外部(例えば、気象庁等)により提供される、気象情報・暦情報も取り込めるように構成しており、また、必要に応じて、オペレータ(図示せず)が入力部11から上記情報を直接入力することもできる。
抽出条件2:推定対象日から過去y日以内の日(例えば、y=30とする)
抽出条件3:推定対象日と平日/休日の区分が同じ日
抽出条件4:t1時〜t2時(例えば、t1=10,t2=16とする)
なお上記の抽出条件に含めていないが、雨天時のデータ及び又は夜間(例えば、21時〜3時)のデータを抽出することは必須であるので、敢えて上記抽出条件に記載していない。また上記“休日”は“祝日”を含んでも構わないが、ここで示す“平日/休日”とは、例えば工場の稼働日/非稼動日を指す。一般の“祝日”であっても工場が稼動している場合は、“平日”とみなして良い。
その場合、類似日抽出処理部14では、日射量が期待できない雨天時等のデータを必ず抽出するので、雨天時のデータであれば、計測データは負荷の有効電力と無効電力を表しているとして良い。一般に低圧需要家(例.一般家庭)の場合には、図4に示されるグラフのように、計測される有効電力と無効電力の関係はほぼ直線状の分布となる。図4に示されるグラフから、負荷の有効電力と無効電力は、ほぼ直線的な関係があることが分かるので、次の式1に示す換算式を構築することができる。すなわち、
負荷が消費する有効電力推定値(換算)=a0 + a1 × 無効電力計測値 ・・・式1
上記式1において、a0は定数、a1は係数である。
有効電力計測値=上流側電力計の有効電力計測値−下流側電力計の有効電力計測値−高圧需要家の有効電力計測値・・・式2
無効電力計測値=上流側電力計の無効電力計測値−下流側電力計の無効電力計測値−高圧需要家の無効電力計測値・・・式3
図1の区間1は、図5に示される類型1のようになり、この場合には、高圧需要家が存在しないので、上記式1における無効電力計測値を、次の式5に示されるものに読み替える。すなわち、
有効電力計測値=電力計1の有効電力計測値−電力計2の有効電力計測値−高圧需要家の有効電力計測値≒電力計1の有効電力計測値−電力計2の有効電力計測値・・・式4
無効電力計測値=電力計1の無効電力計測値−電力計2の無効電力計測値−高圧需要家の無効電力計測値≒電力計1の無効電力計測値−電力計2の無効電力計測値・・・式5
有効電力計測値=電力計2の有効電力計測値−電力計3の有効電力計測値−高圧需要家の有効電力計測値・・・・・・・・・・・・・・・式6
無効電力計測値=電力計2の無効電力計測値−電力計3の無効電力計測値−高圧需要家の無効電力計測値・・・・・・・・・・・・・・・式7
有効電力計測値=電力計3の有効電力計測値−電力計4の有効電力計測値−高圧需要家の有効電力計測値 ≒ 0・・・・・・・・・・・・式8
無効電力計測値=電力計3の無効電力計測値−電力計4の無効電力計測値−高圧需要家の無効電力計測値 ≒ 0・・・・・・・・・・・・式9
負荷が消費する有効電力推定値=
負荷が消費する有効電力推定値(換算)+高圧需要家の有効電力計測値 ・・式10
太陽光発電装置が出力する有効電力推定値=
負荷が消費する有効電力推定値−有効電力計測値 ・・式11
このようにして負荷が消費する有効電力と太陽光発電装置が出力する有効電力とを推定により求めることができるようになる。
図2に示されているように、以上に説明した、入力部11、メモリ部12、出力部13、類似日抽出処理部14、換算式構築処理部15、および、推定処理部16は、バス17によって相互に接続されている。また類似日抽出処理部14、換算式構築処理部15、および、推定処理部16は、上述した情報処理装置のCPUが記憶装置内に格納されている所定のアプリケーションプログラムを読出して実行することにより各処理部14〜16の機能が実現される。
図3において、まず、図2に示す入力部11に入力されたデータの入力処理を行う(ステップS1)。次いで、ステップS2では、図2に示す類似日抽出処理部14により類似日抽出処理を行う。類似日抽出処理の内容は上述したのでここでは再説しない。
5 開閉器及びメータ配置入力部
10 電力推定装置
11 入力部
12 メモリ部
13 出力部
14 類似日抽出処理部
15 換算式構築処理部
16 推定処理部
17 バス
S1〜S4 開閉器
P1〜P4 電力計
M (有効電力と無効電力を計測する)メータ
Claims (7)
- 複数の太陽光発電装置及び複数の負荷が接続された電力系統における、前記太陽光発電装置が出力する有効電力及び前記負荷が消費する有効電力を推定する電力推定装置であって、
前記電力系統の各地点で有効電力及び無効電力を定期的に計測する第1の計測手段と、
前記電力系統に接続された各高圧需要家の有効電力及び無効電力を定期的に計測する第2の計測手段と、
前記第1の計測手段で計測された電力の計測値の中から、所定の条件を満たす計測値を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段で抽出された、前記所定の条件を満たす低圧需要家の有効電力計測値及び無効電力計測値を用いて、前記電力系統に接続された負荷が消費する有効電力値を無効電力計測値から推定するための換算式を構築する換算式構築手段と、
前記電力系統における各推定対象区間の上流側での無効電力計測値から、前記推定対象区間の下流側での無効電力計測値と、前記推定対象区間内の高圧需要家の無効電力計測値とを減算することで、前記推定対象区間内の負荷の無効電力計測値を求め、それを前記換算式構築手段で構築された前記換算式における無効電力計測値に読み替えて、各推定対象区間毎に負荷が消費する有効電力推定値(換算)を算出する換算値算出手段と、
前記換算値算出手段で各推定対象区間毎に算出された前記有効電力推定値(換算)に、前記第2の計測手段で計測された各推定対象区間内の高圧需要家の有効電力計測値を加算することで、各推定対象区間毎に負荷が消費する有効電力推定値を算出する第1の推定手段と、
前記第1の推定手段で各推定対象区間毎に算出された負荷が消費する有効電力推定値から、前記第1の計測手段で各推定対象区間毎に計測された有効電力計測値を減算して、各推定対象区間毎に太陽光発電装置が出力する有効電力推定値を算出する第2の推定手段と、
少なくとも、前記第1の推定手段で算出された前記負荷が消費する有効電力推定値と、前記第2の推定手段で算出された前記太陽光発電装置が出力する有効電力推定値のいずれかを、前記電力系統における各推定対象区間毎に画面表示もしくは外部出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする電力推定装置。 - 請求項1記載の電力推定装置において、
前記抽出手段で抽出される前記所定の条件を満たす計測値は、前記太陽光発電装置の出力がない日の計測値であって、且つ、気象条件及び暦条件(季節,平日か休日若しくは曜日のいずれか又はこれらの条件の組合せ)のうちの1つもしくは複数の条件が推定対象日のものと同じ日の計測値であることを特徴とする電力推定装置。 - 請求項1記載の電力推定装置において、
前記第1の計測手段は、各推定対象区間の上流側と下流側の各々に配置された電力計を含み、前記第2の計測手段は、推定対象区間内の各高圧需要家に設置されたメータを含み、前記推定対象区間内に高圧需要家が存在する場合には、前記メータで計測される有効電力計測値及び無効電力計測値と、前記電力計で計測される有効電力計測値及び無効電力計測値とから、当該推定対象区間における有効電力及び無効電力を推定することを特徴とする電力推定装置。 - 請求項1記載の電力推定装置において、
前記出力手段により表示される推定対象区間は、前記電力系統に接続された前後2ヶ所の開閉器により区分けされた領域であることを特徴とする電力推定装置。 - 複数の太陽光発電装置及び複数の負荷が接続された電力系統における、前記太陽光発電装置が出力する有効電力及び前記負荷が消費する有効電力を推定する電力推定装置による電力推定方法であって、
前記電力系統の各地点で有効電力及び無効電力を定期的に計測する第1の計測ステップ、
前記電力系統に接続された各高圧需要家の有効電力及び無効電力を定期的に計測する第2の計測ステップ、
前記第1の計測ステップで計測された電力の計測値の中から、所定の条件を満たす計測値を抽出する抽出ステップ、
前記抽出ステップで抽出された、前記所定の条件を満たす低圧需要家の有効電力計測値及び無効電力計測値を用いて、前記電力系統に接続された負荷が消費する有効電力値を無効電力計測値から推定するための換算式を構築する換算式構築ステップ、
前記電力系統における各推定対象区間の上流側での無効電力計測値から、前記推定対象区間の下流側での無効電力計測値と、前記推定対象区間内の高圧需要家の無効電力計測値とを減算することで、前記推定対象区間内の負荷の無効電力計測値を求め、それを前記換算式構築ステップで構築された前記換算式における無効電力計測値に読み替えて、各推定対象区間毎に負荷が消費する有効電力推定値(換算)を算出する換算値算出ステップ、
前記換算値算出ステップで各推定対象区間毎に算出された前記有効電力推定値(換算)に、前記第2の計測ステップで計測された各推定対象区間内の高圧需要家の有効電力計測値を加算することで、各推定対象区間毎に負荷が消費する有効電力推定値を算出する第1の推定ステップ、
前記第1の推定ステップで各推定対象区間毎に算出された負荷が消費する有効電力推定値から、前記第1の計測ステップで各推定対象区間毎に計測された有効電力計測値を減算して、各推定対象区間毎に太陽光発電装置が出力する有効電力推定値を算出する第2の推定ステップ、および、
少なくとも、前記第1の推定ステップで算出された前記負荷が消費する有効電力推定値と、前記第2の推定ステップで算出された前記太陽光発電装置が出力する有効電力推定値のいずれかを、前記電力系統における各推定対象区間毎に画面表示もしくは外部出力する出力ステップ、
を含むことを特徴とする電力推定方法。 - 請求項5記載の電力推定方法において、
前記抽出ステップで抽出される前記所定の条件を満たす計測値は、前記太陽光発電装置の出力がない日の計測値であって、且つ、気象条件及び暦条件(季節,平日か休日若しくは曜日のいずれか又はこれらの条件の組合せ)のうちの1つもしくは複数の条件が推定対象日のものと同じ日の計測値であることを特徴とする電力推定方法。 - 請求項5記載の電力推定方法において、
前記第1の計測ステップは、各推定対象区間の上流側と下流側の各々に配置さた電力計を用いて計測することを含み、前記第2の計測ステップは、推定対象区間内の各高圧需要家に設置されたメータを用いて計測することを含み、前記推定対象区間内に高圧需要家が存在する場合には、前記メータで計測される有効電力計測値及び無効電力計測値と、前記電力計で計測される有効電力計測値及び無効電力計測値とから、当該推定対象区間における有効電力及び無効電力を推定することを特徴とする電力推定方法。
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