JP6435756B2 - トランス接続相判定装置、方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
電力市場の自由化をはじめとする電力事業の規制改革や、再生可能電力普及の流れの中において、電力の伝達手段である送配電系統に求められる機能が、昨今大きく変わって来ている。このうち配電系統においては、今後多数の導入が予想される太陽光発電(Photovoltaics、PV)などの分散型電源への対処が大きな課題である。その一例として、配電系統の供給電圧を一定の範囲内(例えば、101±6V、202±20Vなど)に収めるように電圧管理する必要がある。
(1)センサ内蔵開閉器の測定値
・配電系統の高圧側の線電流(a線、b線、c線)
・配電系統の高圧側の線間電圧(a−b線間、b−c線間、c−a線間)
(2)通信機能付き電力メータの測定値
・需要家の消費電力量(通信機能付き電力メータを導入している一部需要家のみ)
(3)需要家の管理情報
・各需要家とトランスとの接続関係(トランスの接続相は不明)
図2に示すように、第1実施形態に係るトランス接続相判定装置10は、判定部11及びフィルタ最適化部34を備える。判定部11はさらに、需要家選択部12、電流値計算部14、周波数成分計算部30、相関係数計算部16、接続相判定部18、及び出力処理部20を備える。
ρbd=min{ρad,ρbd、ρcd}→ca相接続
ρcd=min{ρad,ρbd,ρcd}→ab相接続
(2)(1)の信頼度指標を複数需要家に対して求め、その周波数帯域毎の平均値及び分散共分散行列を得る。
(3)信頼度指標の平均値一定(例えば、1など)の制約下で、その分散を最小化するような最適フィルタ特性を二次計画法によって求める。
(4)最適化された特性のフィルタを適用した相関係数を算出し、接続相判定を行う。
なお、接続相の判定は、周波数成分のみの相関係数を用いて行うため、(3)において、フィルタの係数まで求める必要はない。
次に、第1実施形態に係るトランス接続相判定装置10の作用について説明する。トランス接続相判定装置10に、接続相の判定対象のトランスを示すトランスIDが入力されると、トランス接続相判定装置10において、図5に示す判定処理が実行される。
次に、第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態に係るトランス接続相判定装置10と同様の部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
(1)(53)式のような理論値を採用する。
(2)パワースペクトル推定のために、量子化前後の時系列データが利用できる場合には、多数のサンプルの統計処理などから、|Φ(ω)|2を実関数や実定数関数のかたちで推定する。
次に、第2実施形態に係るトランス接続相判定装置210の作用について説明する。トランス接続相判定装置210において、図11に示す判定処理が実行される。なお、第1実施形態における判定処理(図5)と同様の処理については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
(1)一般の関数形を対象にしたディジタルフィルタ最適化
(2)電流測定に付随する量子化誤差が、相関係数の算出に与える影響の軽減
これにより、最終的に接続相判定の精度が向上する。
複数の配電線の2つの組み合わせに対応した相のいずれかに接続されたトランスに接続された少なくとも1つの需要家で消費された電力値と、前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々とを取得する取得部と、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値の周波数成分と、前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々の周波数成分とを計算する周波数成分計算部と、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値と前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々との相関を示す相関値の各々を、前記周波数成分計算部で計算された各々の周波数成分を用いて計算する相関値計算部と、
前記相関値の各々に基づいて、前記トランスが接続された相を判定する判定部と、
を含むトランス接続相判定装置。
前記相関値計算部は、前記相関値の差分に基づく信頼度が高くなるように最適化されたフィルタを適用して、前記相関値の各々を計算する付記1記載のトランス接続相判定装置。
前記信頼度を、前記相関値の各々のうち、相関が最も低いことを表す第1の相関値と、相関が二番目に低いことを表す第2の相関値または前記第1の相関値を除く相関値の平均との差に基づく指標とした付記2記載のトランス接続相判定装置。
複数の需要家の各々で消費された電力値に起因する電流値の周波数成分の各々から得られる複数の相関値に基づく前記信頼度を確率変数で定義し、前記確率変数に前記フィルタを乗算した場合の出力の平均を一定とした場合に、該出力の分散値が最小化するように、前記確率変数の平均、分散、及び共分散を用いて、凸二次計画法により前記フィルタを最適化するフィルタ最適化部を含む付記2または付記3記載のトランス接続相判定装置。
前記電力値または前記電力値に起因する電流値、及び前記複数の配電線の各々を流れる電流値の少なくとも一方の量子化誤差の周波数成分を計算する量子化誤差計算部を含み、
前記相関値計算部は、前記量子化誤差計算部で計算された量子化誤差の影響を補正した相関値を計算する
付記1〜付記4のいずれか1項記載のトランス接続相判定装置。
前記量子化誤差計算部は、前記量子化誤差が量子化幅で一様分布すると仮定した際の理論値、または、量子化前後の電流値の複数のサンプルを統計処理して得られる推定値を、前記量子化誤差として計算する付記5記載のトランス接続相判定装置。
コンピュータに、
複数の配電線の2つの組み合わせに対応した相のいずれかに接続されたトランスに接続された少なくとも1つの需要家で消費された電力値と、前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々とを取得し、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値の周波数成分と、前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々の周波数成分とを計算し、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値と前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々との相関を示す相関値の各々を、計算された各々の周波数成分を用いて計算し、
前記相関値の各々に基づいて、前記トランスが接続された相を判定する
ことを含む処理を実行させるトランス接続相判定方法。
前記相関値を計算する際に、前記相関値の差分に基づく信頼度が高くなるように最適化されたフィルタを適用して、前記相関値の各々を計算する付記7記載のトランス接続相判定方法。
前記信頼度を、前記相関値の各々のうち、相関が最も低いことを表す第1の相関値と、相関が二番目に低いことを表す第2の相関値または前記第1の相関値を除く相関値の平均との差に基づく指標とした付記8記載のトランス接続相判定方法。
前記コンピュータに、
複数の需要家の各々で消費された電力値に起因する電流値の周波数成分の各々から得られる複数の相関値に基づく前記信頼度を確率変数で定義し、前記確率変数に前記フィルタを乗算した場合の出力の平均を一定とした場合に、該出力の分散値が最小化するように、前記確率変数の平均、分散、及び共分散を用いて、凸二次計画法により前記フィルタを最適化する
ことをさらに含む処理を実行させる付記8または付記9記載のトランス接続相判定方法。
前記コンピュータに、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値、及び前記複数の配電線の各々を流れる電流値の少なくとも一方の量子化誤差の周波数成分を計算することをさらに含む処理を実行させ、
前記相関値を計算する際に、計算された量子化誤差の影響を補正した相関値を計算する
付記7〜付記10のいずれか1項記載のトランス接続相判定方法。
前記量子化誤差を計算する際に、前記量子化誤差が量子化幅で一様分布すると仮定した際の理論値、または、量子化前後の電流値の複数のサンプルを統計処理して得られる推定値を、前記量子化誤差として計算する付記11記載のトランス接続相判定方法。
コンピュータに、
複数の配電線の2つの組み合わせに対応した相のいずれかに接続されたトランスに接続された少なくとも1つの需要家で消費された電力値と、前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々とを取得し、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値の周波数成分と、前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々の周波数成分とを計算し、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値と前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々との相関を示す相関値の各々を、計算された各々の周波数成分を用いて計算し、
前記相関値の各々に基づいて、前記トランスが接続された相を判定する
ことを含む処理を実行させるためのトランス接続相判定プログラム。
前記相関値を計算する際に、前記相関値の差分に基づく信頼度が高くなるように最適化されたフィルタを適用して、前記相関値の各々を計算する付記13記載のトランス接続相判定プログラム。
前記信頼度を、前記相関値の各々のうち、相関が最も低いことを表す第1の相関値と、相関が二番目に低いことを表す第2の相関値または前記第1の相関値を除く相関値の平均との差に基づく指標とした付記14記載のトランス接続相判定プログラム。
前記コンピュータに、
複数の需要家の各々で消費された電力値に起因する電流値の周波数成分の各々から得られる複数の相関値に基づく前記信頼度を確率変数で定義し、前記確率変数に前記フィルタを乗算した場合の出力の平均を一定とした場合に、該出力の分散値が最小化するように、前記確率変数の平均、分散、及び共分散を用いて、凸二次計画法により前記フィルタを最適化する
ことをさらに含む処理を実行させるための付記14または付記15記載のトランス接続相判定プログラム。
前記コンピュータに、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値、及び前記複数の配電線の各々を流れる電流値の少なくとも一方の量子化誤差の周波数成分を計算することをさらに含む処理を実行させ、
前記相関値を計算する際に、計算された量子化誤差の影響を補正した相関値を計算する
付記13〜付記16のいずれか1項記載のトランス接続相判定プログラム。
前記量子化誤差を計算する際に、前記量子化誤差が量子化幅で一様分布すると仮定した際の理論値、または、量子化前後の電流値の複数のサンプルを統計処理して得られる推定値を、前記量子化誤差として計算する付記17記載のトランス接続相判定プログラム。
11 判定部
12 需要家選択部
14 電流値計算部
16、216 相関係数計算部
18 接続相判定部
20 出力処理部
22 配電情報記憶部
24 消費電力データ記憶部
26 線電流データ記憶部
30 周波数成分計算部
32 フィルタ特性記憶部
34 フィルタ最適化部
36 量子化誤差計算部
40 コンピュータ
41 CPU
42 メモリ
43 記憶部
50、250 トランス接続相判定プログラム
210 トランス接続相判定装置
Claims (6)
- 複数の配電線の2つの組み合わせに対応した相のいずれかに接続されたトランスに接続された少なくとも1つの需要家で消費された電力値と、前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々とを取得する取得部と、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値の周波数成分と、前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々の周波数成分とを計算する周波数成分計算部と、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値と前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々との相関を示す相関値の各々を、前記周波数成分計算部で計算された各々の周波数成分を用いて、前記相関値の差分に基づく信頼度が高くなるように周波数特性を二次計画法により最適化したフィルタを適用して計算する相関値計算部と、
前記相関値の各々に基づいて、前記トランスが接続された相を判定する判定部と、
を含むトランス接続相判定装置。 - 複数の配電線の2つの組み合わせに対応した相のいずれかに接続されたトランスに接続された少なくとも1つの需要家で消費された電力値と、前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々とを取得する取得部と、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値の周波数成分と、前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々の周波数成分とを計算する周波数成分計算部と、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値、及び前記複数の配電線の各々を流れる電流値の少なくとも一方の量子化誤差の周波数成分を計算する量子化誤差計算部と、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値と前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々との相関を示す相関値の各々を、前記周波数成分計算部で計算された各々の周波数成分を用いて、前記量子化誤差計算部で計算された量子化誤差の周波数成分に基づいて量子化誤差の影響を補正して計算する相関値計算部と、
前記相関値の各々に基づいて、前記トランスが接続された相を判定する判定部と、
を含むトランス接続相判定装置。 - コンピュータに、
複数の配電線の2つの組み合わせに対応した相のいずれかに接続されたトランスに接続された少なくとも1つの需要家で消費された電力値と、前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々とを取得し、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値の周波数成分と、前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々の周波数成分とを計算し、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値と前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々との相関を示す相関値の各々を、前記計算された各々の周波数成分を用いて、前記相関値の差分に基づく信頼度が高くなるように周波数特性を二次計画法により最適化したフィルタを適用して計算し、
前記相関値の各々に基づいて、前記トランスが接続された相を判定する
ことを含む処理を実行させるトランス接続相判定方法。 - コンピュータに、
複数の配電線の2つの組み合わせに対応した相のいずれかに接続されたトランスに接続された少なくとも1つの需要家で消費された電力値と、前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々とを取得し、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値の周波数成分と、前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々の周波数成分とを計算し、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値、及び前記複数の配電線の各々を流れる電流値の少なくとも一方の量子化誤差の周波数成分を計算し、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値と前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々との相関を示す相関値の各々を、前記計算された各々の周波数成分を用いて、前記計算された量子化誤差の周波数成分に基づいて量子化誤差の影響を補正して計算し、
前記相関値の各々に基づいて、前記トランスが接続された相を判定する
ことを含む処理を実行させるトランス接続相判定方法。 - コンピュータに、
複数の配電線の2つの組み合わせに対応した相のいずれかに接続されたトランスに接続された少なくとも1つの需要家で消費された電力値と、前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々とを取得し、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値の周波数成分と、前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々の周波数成分とを計算し、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値と前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々との相関を示す相関値の各々を、前記計算された各々の周波数成分を用いて、前記相関値の差分に基づく信頼度が高くなるように周波数特性を二次計画法により最適化したフィルタを適用して計算し、
前記相関値の各々に基づいて、前記トランスが接続された相を判定する
ことを含む処理を実行させるためのトランス接続相判定プログラム。 - コンピュータに、
複数の配電線の2つの組み合わせに対応した相のいずれかに接続されたトランスに接続された少なくとも1つの需要家で消費された電力値と、前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々とを取得し、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値の周波数成分と、前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々の周波数成分とを計算し、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値、及び前記複数の配電線の各々を流れる電流値の少なくとも一方の量子化誤差の周波数成分を計算し、
前記電力値または前記電力値に起因する電流値と前記複数の配電線の各々を流れる電流値の各々との相関を示す相関値の各々を、前記計算された各々の周波数成分を用いて、前記計算された量子化誤差の周波数成分に基づいて量子化誤差の影響を補正して計算し、
前記相関値の各々に基づいて、前記トランスが接続された相を判定する
ことを含む処理を実行させるためのトランス接続相判定プログラム。
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