JP6412841B2 - 分散電源発電量推定装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、分散電源発電量推定装置および方法に関する。

近年、地球環境保護を目的に電力系統への太陽光発電をはじめとする分散電源ＤＧ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）の連系量が増加している。一方で、分散電源ＤＧは雲や風など、天候の影響で発電量が急激に変化するリスクがある。電力会社には、電力の安定供給のために、分散電源ＤＧの出力を数秒間隔などで高頻度かつ正確に知りたいとうニーズがある。

分散電源ＤＧ出力推定の従来技術のひとつに、非特許文献１に記される技術がある。本文献には、力率法による分散電源ＤＧ出力推定方式が紹介されている。

力率法による分散電源ＤＧ出力推定では、横軸が有効電力Ｐ、縦軸が無効電力Ｑの座標平面を想定し、ＰＱ座標平面において、分散電源ＤＧが停止中に変電所のバンク単位等で計測した有効電力Ｐや無効電力Ｑに応じてプロットを打ち、これらのプロットに基づき、例えば線形近似処理することにより当該電力系統の負荷特性を予め特定しておく。この負荷特性は、電力系統に分散電源が存在しない場合の特性である。

次に、変電所のバンク単位等で計測するリアルタイムの有効電力Ｐや無効電力Ｑ（例えば１０秒間隔で計測）に応じて先の有効電力・無効電力座標面上にプロットを打つ。仮に分散電源ＤＧが力率１で動作しているとすると、分散電源ＤＧは有効電力だけを出力するので、リアルタイムの有効電力計測値をＰ_１、同じくリアルタイムの無効電力計測値をＱ_１とすると、分散電源ＤＧ出力は（１）式にて算出される。
［数１］
分散電源ＤＧ出力＝無効電力がＱ１の場合に負荷特性から求まる有効電力Ｐ_０−計測したリアルタイムの有効電力Ｐ_１・・・（１）
力率法のメリットは、変電所のバンク単位等で有効電力や無効電力を計測するたびに、その時点における分散電源ＤＧ出力を計算可能であるため、高頻度に分散電源ＤＧ出力を推定することができるという点である。

なお、有効電力や無効電力を変電所のバンク単位等で計測することは、このバンクにフィーダー（配電線）を介して接続された接続された給電対象エリアにおける有効電力や無効電力を計測することになる。このため、上記の発電量の推定は、エリア単位での分散電源発電量を推定することを意味している。

松田他「分散形電源の運転状況推定手法の提案」 電気学会論文誌Ｂ、Ｖｏｌ．１３０ Ｎｏ．６ Ｐａｇｅ．５９３−６０２（２０１０年）

非特許文献１に記載の方式は、分散電源ＤＧの力率を１と仮定して分散電源ＤＧの発電量を推定することから、分散電源ＤＧが力率１以外で運用されている場合には、分散電源ＤＧの発電量推定値に誤差が含まれるという課題がある。

これに対し一般的には、分散電源ＤＧの力率が１以外の場合が想定されることから、分散電源ＤＧの力率を求めたうえで分散電源ＤＧの出力推定に利用されることが望ましい。

以上のことから本発明においては、力率を反映することでより正確に、かつ簡便に出力推定が可能な分散電源発電量推定装置および方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本発明は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例をあげるならば、電力系統上に設置された計測手段により一定間隔で計測された有効電力、無効電力から、電力系統に連系する分散電源の発電量を推定する分散電源発電量推定装置であって、有効電力、無効電力の時間変化量の比として、計測手段の計測点から電力系統の需要側に連系する分散電源の力率を推定する力率推定手段と、電力系統に連系する分散電源が発電していない場合に計測される無電源時有効電力および無電源時無効電力から、有効電力と無効電力による座標平面上における負荷特性を表す第１の特性線を有し、座標平面上において、計測した有効電力、無効電力と分散電源の力率から分散電源の特性を表す第２の特性線を定め、第１の特性線と第２の特性線の交点における有効電力、無効電力と、計測した有効電力、無効電力の差を、分散電源の発電量として推定する分散電源発電量推定手段と、分散電源発電量推定手段が推定する分散電源の発電量推定情報を出力する出力手段を備えることを特徴とする。

また電力系統上に設置された計測手段により一定間隔で計測された有効電力、無効電力から、電力系統に連系する分散電源の発電量を推定する分散電源発電量推定方法であって、有効電力、無効電力の時間変化量の比として、計測手段の計測点から電力系統の需要側に連系する分散電源の力率を推定し、電力系統に連系する分散電源が発電していない場合に計測される無電源時有効電力および無電源時無効電力から、有効電力と無効電力による座標平面上における負荷特性を表す第１の特性線を得、座標平面上において、計測した有効電力、無効電力と分散電源の力率から分散電源の特性を表す第２の特性線を得、第１の特性線と第２の特性線の交点における有効電力、無効電力と、計測した有効電力、無効電力の差を、分散電源の発電量として推定することを特徴とする。

本発明によれば、従来と比較して分散電源ＤＧの発電量を正しく、簡便に推定することができる。

これにより本発明の実施例によれば、電力系統を運営する事業者は、分散電源ＤＧ発電量がいつ急変しても対処可能なように、電力系統の各設備の設定状態を予め適切な状態に準備しておくことができる。従って、電力系統への分散電源ＤＧ連系量を増加することができ、分散電源ＤＧ発電量急変時に電力品質を従来より向上させたりすることができる。

エリア単位分散電源発電量推定装置の全体構成を示す図。 入力機能Ｉで取り扱う入力の表示画面の一例を示す図。 出力機能Ｏで取り扱う出力の表示画面の一例を示す図。 力率推定機能Ｃ１における処理イメージを示す図。 力率推定機能Ｃ１の処理手順を示すフローチャート。 潮流計測値データベースＤＢ１のテーブル定義を示す図。 異常値判定機能Ｃ２における処理イメージを示す図。 異常値判定機能Ｃ２の処理手順を示すフローチャート。 力率制御情報データベースＤＢ２のテーブル定義を示す図。 発電量推定機能Ｃ３における処理イメージを示す図。 発電量推定機能Ｃ３の処理手順を示すフローチャート。 負荷特性データベースＤＢ３のテーブル定義を示す図。 負荷特性データベースＤＢ３の格納データの一例を示す図。 推定値データベースＤＢ４のテーブル定義を示す図。 従来の発電量推定機能の処理イメージを示す図。

以下本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。

図１はエリア単位分散電源発電量推定装置の全体構成である。本装置は、入力機能Ｉ、出力機能Ｏ、計算機能Ｃ、記憶機能Ｍなどを有する一般的な電子計算機で実現される。まずここでは本装置の全体概要について記す。

このうち入力機能Ｉは、エリア単位分散電源発電量推定装置の特に計算機能Ｃで使用する設定条件を定めたものであり、分散電源ＤＧ発電量の推定における設定条件を入力する推定条件入力機能Ｉ１と、分散電源ＤＧの力率推定値が異常値であるか否かを判定するための正常範囲入力機能Ｉ２と、過去の力率や分散電源ＤＧ発電の推定値を検証するため、データベースからデータを抽出する際の日時を設定する日時指定機能Ｉ３で構成される。入力機能Ｉについて、図２を参照して後述する。

出力機能Ｏは、分散電源ＤＧ発電量の推定値を出力する発電量出力機能Ｏ１と、分散電源ＤＧ発電量を推定する計算過程をイメージ（画像）で出力する推定過程出力機能Ｏ２と、分散電源ＤＧの力率推定値を出力する力率出力機能Ｏ３と、力率や分散電源ＤＧ発電量の推定値の実績データを出力するための履歴出力機能Ｏ４と、で構成される。出力機能Ｏについて、図３を参照して後述する。

記憶機能Ｍは、例えばデータベースＤＢとして構成されており、潮流の計測値Ｄ１を記憶する潮流計測値データベースＤＢ１、力率制御情報Ｄ２を保有する力率制御情報データベースＤＢ２、負荷特性データＤ３を保有する負荷特性データベースＤＢ３、演算結果の推定値Ｄ４を記憶する推定値データベースＤＢ４と、で構成される。力率制御情報データベースＤＢ２には、電力系統の制御機能（図示せず）が分散電源ＤＧに対して力率制御した場合の力率指令値がリアルタイムに格納されている。

また計算機能Ｃは、力率推定機能Ｃ１、異常値判定機能Ｃ２、発電量推定機能Ｃ３で構成されている。

このうち力率推定機能Ｃ１においては、推定条件入力機能Ｉ１から受ける推定条件と、潮流計測値データベースＤＢ１に格納された、電力系統上で計測した潮流計測値Ｄ１（有効電力や無効電力）とから、潮流計測値の計測点より下流に存在する複数の分散電源ＤＧを束ねた、全体としての力率を推定し、これを異常値判定機能Ｃ２へ出力する。なお、エリア単位での分散電源発電量を推定する場合には、潮流計測値Ｄ１（有効電力や無効電力）は、電力系統上の変電所のバンク設置位置とされている。力率推定機能Ｃ１について、図５を参照して後述する。

異常値判定機能Ｃ２は、力率推定機能Ｃ１が出力する力率推定値が正常範囲にあるか否かを、正常範囲入力機能Ｉ２にて入力される力率正常範囲の情報を用いて判定する。ところで、力率制御情報データベースＤＢ２には、電力系統の制御機能が分散電源ＤＧに対して力率制御した場合の力率指令値がリアルタイムに格納されている。異常値判定機能Ｃ２は、力率制御情報データベースＤＢ２に現在時刻の力率制御値が格納されている場合には、力率推定値の値を力率制御値の値に置き換え、これに対して、値が正常範囲内にあるか否かを判定する。判定後の力率推定値は、発電量推定機能Ｃ３へ出力されるとともに、力率出力機能Ｏ３と、推定値データベースＤＢ４へ出力される。異常値判定機能Ｃ２について、図８を参照して後述する。

発電量推定機能Ｃ３は、異常値判定機能Ｃ２が出力する力率情報と、負荷特性データベースＤＢ３が有する負荷特性情報Ｄ３と、潮流計測値データベースＤＢ１が有する潮流計測値情報Ｄ１と、から潮流計測点より下流に存在する全ての分散電源ＤＧの発電量（有効電力、無効電力）を推定する。そして、推定した発電量の情報は、発電量出力機能Ｏ１や、推定値データベースＤＢ４へ出力される。また、発電量推定機能Ｃ３内での演算過程をオペレータが視覚的に理解できるよう、演算過程のイメージを推定過程出力機能Ｏ３へ出力する。発電量推定機能Ｃ３について、図１１を参照して後述する。

なお推定値データベースＤＢ４に記録された力率推定値と分散電源ＤＧ発電推定値の情報のうち、日時指定機能Ｉ３が出力する期間に合致するデータは、履歴出力機能Ｏ４へ出力される。

以下、各機能の処理内容について詳細に記載する。

図２は入力機能Ｉで取り扱う入力の表示画面の一例を示す図である。入力機能Ｉは、推定条件入力機能Ｉ１、正常範囲入力機能Ｉ２、日時指定機能Ｉ３で構成されている。

推定条件入力機能Ｉ１では、発電量推定周期と、力率推定用潮流計測値間隔を設定する。発電量推定周期は、電力系統へ連系する分散電源ＤＧの発電量の推定処理を実行する間隔を設定する機能であり、この例では１０秒周期での処理を行うものとする。力率推定用潮流計測値間隔は、分散電源ＤＧの力率を、別の時刻で計測した潮流データ（有効電力、無効電力）から推定するが、この計測データの時間間隔を設定する機能であり、この例では１０秒周期での処理を行うものとする。

正常範囲入力機能Ｉ２では、分散電源ＤＧの力率推定値として、その正常範囲を予め指定するものであり、この例では正常範囲は上限が１．０、下限が０．５の範囲内として指定している。

日時指定機能Ｉ３では、分散電源ＤＧの力率推定値や分散電源ＤＧの発電量推定値の実績データをオペレータが参照する際、その参照期間を設定する機能であり、図示の例では２０１５年８月１日１２時００分から同１２時３０分までの３０分間が参照期間として指定されている。図２では、上記の各機能Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３における値の入力方法を、一例としてプルダウン方式として示したが、設定方法はこの方式に限らない。

図３は出力機能Ｏで取り扱う出力の表示画面の一例を示す図である。出力機能Ｏは、発電量出力機能Ｏ１、推定過程出力機能Ｏ２、力率出力機能Ｏ３、履歴出力機能Ｏ４で構成されている。

発電量出力機能Ｏ１は、発電量推定機能Ｃ３が出力する分散電源ＤＧ発電量予測値（有効電力推定値Ｋｗ、無効電力推定値ＫＶａｒ）を数値またはグラフにより出力する機能である。

推定過程出力機能Ｏ２は、発電量推定機能Ｃ３が分散電源ＤＧ発電量を推定した処理過程をビジュアル的に表示する機能であり、図示の例では有効電力と無効電力による座標面上に表示している。

力率出力機能Ｏ３は、異常値判定機能Ｃ２が出力する力率推定値を数値またはグラフにより表示する機能である。

履歴出力機能Ｏ４は、推定値データベースＤＢ４に格納される、過去の分散電源ＤＧ力率推定値や分散電源ＤＧ発電力推定値の中から、日時指定機能Ｉ３が指定する期間のデータを表示する機能である。図示の例では、日時指定機能Ｉ３で指定した２０１５年８月１日１２時００分から同１２時３０分までの３０分間における有効電力、無効電力、力率を数値表示している。

図４は、力率推定機能Ｃ１における処理イメージを示す図である。図４の上部には電力系統で計測した有効電力の時系列波形を示し、図４の下部には同じく電力系統の同一計測点で計測した無効電力波形の時系列波形を示している。なお本図では、一例として有効電力や無効電力は１０秒間隔で計測されているものとし、グラフには１２時００分００秒から１２時００分３０秒までの時系列的な計測値を示した。

ここで、電力系統上で計測される有効電力Ｐや無効電力Ｑの変動の仕方は、当該系統へ連系する需要家の負荷変動と分散電源ＤＧ出力の変動が重なったものである。本発明においては、有効電力Ｐや無効電力Ｑの変動は、需要家の負荷変動と分散電源ＤＧ出力の変動が重なったものであるが、一般に、需要家負荷の変動と比較して分散電源ＤＧ出力は急激に変動するという点に着目している。即ち、ごく短い時間窓（数秒乃至数十秒）に限定すると、需要家負荷の変化はほぼ０と仮定することができることから、この時間窓における有効電力や無効電力の変化は、分散電源ＤＧ出力に起因するものであると考えることができる。そのため、図４では１２時００分００秒から１２時００分３０秒までの３０秒間の計測データを示すことで、分散電源ＤＧ出力による変動のみを表示している。

図４では、１２時００分１０秒から同２０秒までの１０秒間に、有効電力がΔＰ、無効電力がΔＱだけ変化した例を示した。上記の考え方から、ΔＰとΔＱは分散電源ＤＧ発電量の変化量であると見なすことができる。ここで、ΔＰとΔＱの大きさの比率は、有効電力や無効電力を計測したポイントより下流に連系される全ての分散電源ＤＧを束ねた、全体としての力率により決まる。すなわち、ΔＰとΔＱから、（２）式により全体としての力率を推定することができる。
［数２］
力率推定値＝ｃｏｓ（ｔａｎ^−１（ΔＱ／ΔＰ））・・・（２）
ここでΔＰは異なる時刻で計測した有効電力の差（ｋＷ）であり、ΔＱは同じく無効電力の差（ｋｖａｒ）である。なお、ΔＰとΔＱを算出する際の時間間隔は有効電力と無効電力で同一、同一タイミングのものである。この処理は要するに、有効電力と無効電力の時間変化量の比から力率を定めたものである。

図５は、力率推定機能Ｃ１の処理手順を示すフローチャートである。本フローチャートは、分散電源ＤＧ発電量の推定周期に合わせて実行される。なお、分散電源ＤＧ発電量の推定周期の値は、推定条件入力機能Ｉ１の発電量推定周期の値である。

最初の処理ステップＳ１１では、現在時刻の潮流計測値を取得する。本処理では潮流計測値データベースＤＢ１を参照し、現在時刻の有効電力や無効電力の計測値を取得する。なお図６は、潮流計測値データベースＤＢ１のテーブル定義である。本データベースＤＢ１には、日時に対する有効電力と無効電力の計測値がリアルタイムに記録されている。

図５の次の処理ステップＳ１２では、潮流計測値間隔を取得する。潮流計測値間隔は、後にΔＰやΔＱを計算するための時間幅のことである。潮流計測値間隔の値は、推定条件入力機能Ｉ１の力率推定用潮流計測値間隔の値を用いる。

処理ステップＳ１３では、過去の潮流計測値を取得する。ここでは、現在時刻から処理ステップＳ１２で取得した時間長だけ遡った時刻の有効電力と無効電力を、潮流計測値データベースＤＢ１から取得する。

処理ステップＳ１４では、有効電力変化量ΔＰを算出する。ΔＰは（３）式にて算出する。
［数３］
ΔＰ＝Ｐ_ｔ−Ｐ_ｔ−Δｔ・・・（３）
ただし、Ｐ_ｔは現在時刻の有効電力、Ｐ_ｔ−Δｔは、一定時間過去に計測された有効電力である。

処理ステップＳ１５では、無効電力変化量ΔＱを算出する。ΔＱは（４）式にて算出する。
［数４］
ΔＱ＝Ｑ_ｔ−Ｑ_ｔ−Δｔ・・・（４）
ただし、Ｑ_ｔは現在時刻の無効電力、Ｑ_ｔ−Δｔは、一定時間過去に計測された無効電力である。

処理ステップＳ１６は力率推定機能である。本機能は、ΔＰとΔＱを用いて（２）式により力率推定値を算出する。

処理ステップＳ１７は、力率推定値の出力処理である。本処理では、処理ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６で決まった現在時刻の力率推定値を、異常値判定機能Ｃ２へ出力する。

なお、本実施例では、処理ステップＳ１５にてΔＰを基準値と比較する場合を示したが、他にΔＱを基準値と比較する場合や、ΔＰとΔＱの両方を基準値と比較する場合など、バリエーションが考えられる。

図７は、異常値判定機能Ｃ２における処理イメージを示す図である。ここでは、時刻に対する力率推定値のグラフを示している。合わせて、力率の正常範囲の上限値１．０と下限値０．５を示した。本図において、１０時００分２０秒の力率推定値は正常範囲の下限値０．５を逸脱している。従って、本機能Ｃ２では当該時刻の力率推定値が異常値であると判断する。

図８は、異常値判定機能Ｃ２の処理手順を示すフローチャートである。本フローチャートは、分散電源ＤＧ発電量の推定周期に合わせて実行される。なお、分散電源ＤＧ発電量の推定周期の値は、推定条件入力機能Ｉ１の発電量推定周期の値である。

図８の最初の処理ステップＳ２１では、力率正常範囲の上下限値を取得する。力率の正常範囲の上限値１．０と下限値０．５の値は、正常範囲入力機能Ｉ２の設定値を用いる。

処理ステップＳ２２では、力率推定値を取得する。力率推定値は、力率推定機能Ｃ１から取得する。

処理ステップＳ２３では、現在時刻の力率制御情報が存在するかどうかの分岐機能である。ここで言う力率制御情報とは、電力系統の制御システムが電力の安定供給のために、分散電源ＤＧの力率を敢えて下げるような制御をする場合における力率指示量の情報である。この力率制御情報があるかないか、また、その大きさについては、力率制御情報データベースＤＢ２を参照して認識する。ここで図９は、力率制御情報データベースＤＢ２のテーブル定義であり、電力系統の制御システムから力率制御があった際の年月日時刻に対する力率指示値が記録されている。なお、電力系統の制御システムからの分散電源ＤＧの力率制御がなかった時刻のデータは、本テーブルに記録されない。

処理ステップＳ２３では、現在時刻の力率制御情報があるかないかを力率制御情報データベースＤＢ２を参照し確認する。現在時刻の力率制御情報が存在する場合には、処理ステップＳ２４へ処理を進め、力率推定機能Ｃ１から受信した力率推定値を、力率制御情報データベースＤＢ２の記録値に置き換える。一方、力率制御情報データベースＤＢ２に現在時刻の力率制御情報が存在しない場合には、処理ステップＳ２３から処理ステップＳ２５へ処理を進める。

処理ステップＳ２５では、力率推定値の値が正常範囲内であるか否かを判定する。本機能で（５）式を満たせば力率推定値が正常値、（５）式を満たさなければ力率推定値が異常であると判定する。
［数５］
力率正常範囲の下限値≦力率推定値≦力率正常範囲の上限値・・（５）
ただし、力率正常範囲の下限値、および同上限値は、正常範囲入力機能Ｉ２の設定情報である。処理ステップＳ２５にて、力率推定値が正常範囲であると判断された場合には、処理ステップＳ２７へ処理が進む。一方、処理ステップＳ２５にて力率推定値が異常値であると判断された場合には、Ｓ２６にて、力率が異常値であることを示すために、力率推定値の値として９９をセットする。

処理ステップＳ２７では、力率推定値の出力処理を行う。力率推定値の出力先は、発電量推定機能Ｃ３、力率出力機能Ｏ３、推定値データベースＤＢ４である。

図１０は発電量推定機能Ｃ３における処理イメージを示す図である。図１０は有効電力Ｐ、無効電力Ｑによる座標平面を表している。本処理では、有効電力や無効電力を計測するポイントより下流に連系する全ての分散電源ＤＧの発電量を推定する。その手法の一例としてはまず、有効電力と無効電力の座標（図１０）上に、負荷特性の線Ｌ１を引く。ここで言う負荷特性とは、分散電源ＤＧが発電していない場合において、先の計測点で計測される有効電力と無効電力の関係である。

なお、負荷特性の線Ｌ１を入手する手法としては、非特許文献１に記される技術が適用できる。ＰＱ座標平面において、分散電源ＤＧが運転停止中に変電所のバンク単位等で計測した有効電力Ｐや無効電力Ｑに応じてプロットを打ち、これらのプロットに基づき、例えば線形近似処理することにより当該電力系統の負荷特性を予め特定しておくことができる。この入手手法は、分散電源ＤＧが運転停止中であることを確認可能である場合に有効である。

これに対し電力系統の実運用としては、分散電源ＤＧが太陽光発電のみであれば、夜間のデータを入手することで運転停止中と判断することが可能であるが、分散電源ＤＧとして風力発電を含む場合には、夜間かつ風力発電停止を別途確認する必要がある。

この点を考慮した他の負荷特性の線Ｌ１を入手する手法としては、運転停止を条件とせずに過去における変電所のバンク単位等で計測した有効電力Ｐ、無効電力Ｑに応じて座標平面上にプロットを打ち、座標平面上の第４象限（有効電力Ｐが正、無効電力Ｑが負の領域）、または第１象限（有効電力Ｐ、無効電力Ｑがともに正の領域）において有効電力Ｐまたは無効電力Ｑの大きさが最大となる点のみに着目して、例えば線形近似処理することにより当該電力系統の負荷特性を予め特定しておくことができる。

次に、有効電力と無効電力のリアルタイム計測値を本座標上に打つ（図１０では点Ｎと記載）。更に、点Ｎを通過し、分散電源ＤＧの力率推定値の力率角θを持つ線Ｌ２を引く（ここでは力率特性と記載）。そのうえで、負荷特性の線Ｌ１と力率特性の線Ｌ２との交点をＲと置く。

ここで点Ｎと点Ｒの関係を考えると、点Ｒは、現時点において全ての分散電源ＤＧが発電していない場合に計測点で計測される有効電量や無効電力に相当する。一方、点Ｎは分散電源ＤＧの発電効果が含まれた有効電力と無効電力の計測値である。即ち、点Ｎと点Ｒとの乖離幅が分散電源ＤＧ発電量である。従って、分散電源ＤＧ発電量の有効電力成分は、点Ｒの有効電力Ｐ_Ｈから点Ｃの有効電力Ｐ_Ｌを差し引いた値Ｐ_ＤＧとして算出することができる。一方、分散電源ＤＧ発電量の無効電力成分は、点Ｎの無効電力Ｑ_Ｈから点Ｒの無効電力Ｑ_Ｌを差し引いた値Ｑ_ＤＧとして算出することができる。

図１１は発電量推定機能Ｃ３の処理手順を示すフローチャートである。本フローチャートは、分散電源ＤＧ発電量の推定周期に合わせて実行される。なお、分散電源ＤＧ発電量の推定周期の値は、推定条件入力機能Ｉ１の発電量推定周期の値である。

図１１の最初の処理ステップＳ３１では、負荷特性情報を取得する。負荷特性情報は負荷特性情報データベースＤＢ３を参照して取得する。図１３は負荷特性データベースＤＢ３の格納データの一例である。ここでは負荷特性を複数の座標点で定義している。図１２は負荷特性データベースＤＢ３のテーブル定義である。負荷特性を定義する複数の座標点の座標（有効電力と無効電力の組み合わせ）が記録されている。図１２、図１３によれば、分散電源ＤＧが停止中に変電所のバンク単位等で計測した有効電力Ｐや無効電力Ｑの関係を示す負荷特性の線Ｌ１が、複数点でのＰＱの値として記憶されている。

処理ステップＳ３１では、取得した負荷特性情報に沿い、図１０の説明で記したように、有効電力−無効電力座標平面上に負荷特性の線Ｌ１を引いておく。

処理ステップＳ３２では、現在時刻の計測値を取得する。現在時刻の潮流計測値（有効電力、無効電力）は、潮流計測値データベースＤＢ１を参照して取得する。

処理ステップＳ３３では、現在時刻の力率推定値を取得する。現在時刻の力率推定値は、異常値判定機能Ｃ２から取得する。

処理ステップＳ３４では、現在時刻の力率推定値が、正常値か否かを判定する分岐機能である。即ち、力率推定値の値が「９９」でなければ正常値であると判断し、処理ステップＳ３５へ処理を進める。一方、力率推定の値が「９９」である場合には異常値であると判断し、処理ステップＳ３８へ処理を進める。

処理ステップＳ３５は、力率特性を生成する。図１０の説明で記したように、処理ステップＳ３１の処理で作成した有効電力−無効電力座標平面上に、処理ステップＳ３２で取得したリアルタイムの潮流計測値を打つともに、潮流計測値の点Ｎを通過し、かつ処理ステップＳ３３で取得する力率の推定角θを有する直線Ｌ２（力率特性）を生成する。

処理ステップＳ３６では、上記の有効電力−無効電力座標平面上において、処理ステップＳ３１で生成した負荷特性の線Ｌ１と、処理ステップＳ３５で生成した潮流計測値の点Ｎを通過する力率特性の線Ｌ２との交点Ｒの座標を算出する。

処理ステップＳ３７では、現在時刻における分散電源ＤＧの合計発電量を推定する。分散電源ＤＧの合計発電量の有効電力の大きさは（６）式で、無効電力の大きさは（７）式で算出する。
［数６］
分散電源ＤＧの有効電力発電量＝Ｐ_Ｈ−Ｐ_Ｌ・・・（６）
［数７］
分散電源ＤＧの無効電力発電量＝Ｑ_Ｈ−Ｑ_Ｌ・・・（７）
ただし、Ｐ_Ｈは負荷特性の線Ｌ１と力率特性の線Ｌ２との交点座標Ｒの有効電力成分（ｋＷ）、Ｐ_Ｌは現在時刻における有効電力計測値（ｋＷ）、Ｑ_Ｈは現在時刻における無効電力計測値（ｋｖａｌ）、Ｑ_Ｌは負荷特性の線Ｌ１と力率特性の線Ｌ２との交点座標Ｒの無効電力成分（ｋｖａｌ）である。

処理ステップＳ３８では、力率推定値が異常値であることから、分散電源ＤＧ発電量として“不明”を意味する“＊”の文字をセットする。

処理ステップＳ３９では、発電量推定値の出力処理を行う。発電量推定値の出力先は、発電量出力機能Ｏ１、推定値データベースＤＢ４である。

処理ステップＳ１３では、発電量推定値算出過程のイメージ出力を行う。本処理では、処理ステップＳ３１から処理ステップＳ３８までの処理を可視化したイメージ図（すなわち図１０のイメージ）を生成し、これを推定過程出力機能Ｏ２へ出力する。推定過程出力機能Ｏ２への出力例が、図３のＯ２として示されている。

図１４は推定値データベースＤＢ４のテーブル定義である。本テーブルには日付日時ごとの、分散電源ＤＧ発電量の有効電力成分と無効電力成分、更に、力率推定値が記録されている。本テーブルに記録されているデータのうちから、日時指定機能Ｉ３が指定する期間に相当するデータが、履歴出力機能Ｏ４へ出力される。これによりオペレータが過去の分散電源ＤＧ発電量の推定値の妥当性等を確認することができる。

なお図１５は、従来の発電量推定機能の処理イメージである。従来手法では、分散電源ＤＧの力率１．０を前提に、現在時刻における潮流計測値（本図中の点Ｎ）と、この点を通過しＸ軸に平行な直線と負荷特性との交点（図中点Ｒ‘）までの距離を分散電源ＤＧ出力であると計算する。従って、出力推定値を図１０に示す方式の場合より大きく推定する。即ち、力率を考慮しないことによる誤差が含まれるという課題がある。

本発明によれば、分散電源ＤＧの力率を考慮した図１０に示す方式により、分散電源ＤＧ発電量の推定誤差を従来と比較して小さくすることができる。従って、電力系統を運営する事業者は、分散電源ＤＧ発電量がいつ急変しても対処可能なように、電力系統の各設備の設定状態を予め適切な状態に準備しておくことができるという効果がある。また、電力系統への分散電源ＤＧ連系量を増加することができたり、分散電源ＤＧ発電量急変時に電力品質を従来と比較して向上させたりすることができるという効果もある。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

Ｉ：入力機能
Ｉ１：指定条件入力機能
Ｉ２：正常範囲入力機能
Ｉ３：日時指定入力機能
Ｃ１：力率推定機能
ＤＢ１：潮流計測値データベース
Ｃ２：異常値判定機能
ＤＢ２：力率制御情報データベース
Ｃ３：発電量推定機能
ＤＢ３：負荷特性データベース
ＤＢ４：推定値データベース
Ｏ：出力機能
Ｏ１：発電量出力機能
Ｏ２：推定過程出力機能
Ｏ３：力率出力機能
Ｏ４：履歴出力機能

Claims (9)

1. 電力系統上に設置された計測手段により一定間隔で計測された有効電力、無効電力から、電力系統に連系する分散電源の発電量を推定する分散電源発電量推定装置であって、
   前記有効電力、無効電力の時間変化量の比として、前記計測手段の計測点から前記電力系統の需要側に連系する分散電源の力率を推定する力率推定手段と、
   前記電力系統に連系する分散電源が発電していない場合における無電源時有効電力および無電源時無効電力から、有効電力と無効電力による座標平面上における負荷特性を表す第１の特性線を有し、前記座標平面上において、前記計測した有効電力、無効電力と前記分散電源の力率から分散電源の特性を表す第２の特性線を定め、前記第１の特性線と前記第２の特性線の交点における有効電力、無効電力と、前記計測した有効電力、無効電力の差を、前記分散電源の発電量として推定する分散電源発電量推定手段と、
   前記分散電源発電量推定手段が推定する前記分散電源の発電量推定情報を出力する出力手段を備えることを特徴とする分散電源発電量推定装置。
2. 請求項１に記載の分散電源発電量推定装置であって、
   前記分散電源発電量推定装置は、その内部処理で使用する設定条件の入力機能を備え、該入力機能は発電量推定周期と、力率推定用潮流計測値間隔を設定することを特徴とする分散電源発電量推定装置。
3. 請求項２に記載の分散電源発電量推定装置であって、
   前記分散電源発電量推定装置は、前記力率推定手段で算出した力率の異常値を判定して除外する力率異常値判定手段を備え、
   前記入力機能は、前記力率異常値判定手段における異常値判定のための、力率正常範囲の値を設定入力していることを特徴とする分散電源発電量推定装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の分散電源発電量推定装置であって、
   前記入力機能は、前記分散電源の力率推定値、分散電源の発電量推定値の実績データの参照期間を設定入力していることを特徴とする分散電源発電量推定装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の分散電源発電量推定装置であって、
   前記出力手段は、前記分散電源発電量推定手段が前記発電量推定情報を生成するプロセスを可視的イメージ像で出力することを特徴とする分散電源発電量推定装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の分散電源発電量推定装置であって、
   前記分散電源発電量推定装置は、記憶機能として、電力系統上に設置された前記計測手段により一定間隔で計測された有効電力、無効電力を含む潮流計測値データベースと、電力系統の制御システムが電力の安定供給のために分散電源の力率を変更制御する場合における力率指示量の情報である力率制御情報を含む力率制御情報データベースと、有効電力と無効電力による座標平面上における前記負荷特性を表す第１の特性線を含む負荷特性データベースを備えることを特徴とする分散電源発電量推定装置。
7. 電力系統上に設置された計測手段により一定間隔で計測された有効電力、無効電力から、電力系統に連系する分散電源の発電量を推定する分散電源発電量推定方法であって、
   前記有効電力、無効電力の時間変化量の比として、前記計測手段の計測点から前記電力系統の需要側に連系する分散電源の力率を推定し、
   前記電力系統に連系する分散電源が発電していない場合における無電源時有効電力および無電源時無効電力から、有効電力と無効電力による座標平面上における負荷特性を表す第１の特性線を得、前記座標平面上において、前記計測した有効電力、無効電力と前記分散電源の力率から分散電源の特性を表す第２の特性線を得、前記第１の特性線と前記第２の特性線の交点における有効電力、無効電力と、前記計測した有効電力、無効電力の差を、前記分散電源の発電量として推定することを特徴とする分散電源発電量推定方法。
8. 請求項７に記載の分散電源発電量推定方法であって、
   前記有効電力、無効電力の時間変化量の比として、前記計測手段の計測点から前記電力系統の需要側に連系する分散電源の力率を推定するにあたり、前記時間変化量は数秒乃至数十秒の時間範囲における前記有効電力、無効電力の変化量とされることを特徴とする分散電源発電量推定方法。
9. 請求項７または請求項８に記載の分散電源発電量推定方法であって、
   有効電力と無効電力による座標平面上における負荷特性を表す第１の特性線を得るために、過去に計測した有効電力、無効電力に応じて前記座標平面上にプロットを打ち、座標平面上の第４象限、または第１象限において有効電力または無効電力の大きさが最大となる点を線形近似処理することにより当該電力系統の負荷特性を得ることを特徴とする分散電源発電量推定方法。

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