JP6454961B2 - 設備選択支援プログラム、設備選択支援方法および設備選択支援装置 - Google Patents

設備選択支援プログラム、設備選択支援方法および設備選択支援装置 Download PDF

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Description

本発明は、設備選択支援プログラム、設備選択支援方法および設備選択支援装置に関する。
配電系統に用いられる配電設備は、配電系統に発生する最大の負荷にも耐えられる容量のものが用いられる。配電系統に発生する最大の負荷を推定する技術がある。例えば、電力会社が行う月一回の検針情報を基に月間使用電力量を算定し、月間使用電力量から演算により最大の負荷を推定する技術がある。
特開2012−147675号公報
しかしながら、従来の技術は、最大の負荷を低く推定して配電設備が実際に発生する最大の負荷に耐えられない事態となることを抑制するため、最大の負荷を大きめに推定する。このため、推定された最大の負荷を基に配電設備の容量を選択した場合、過剰な容量の配電設備が選択される場合がある。また、配電線内の低圧分散型電源により最大の負荷が低く推定されたり、逆潮流が発生することで最大の負荷が推定できない場合に実態よりも小さい容量の設備が選択される場合がある。
1つの側面では、本発明は、負荷に見合う配電設備の選択を支援できる設備選択支援プログラム、設備選択支援方法および設備選択支援装置を提供することを目的とする。
一態様の設備選択支援プログラムは、配電用変電所から需要家までのある配電区間以降の需要家についての電流値の合計を算出する処理をコンピュータに実行させる。また、設備選択支援プログラムは、算出した合計電流値に基づいて、前記配電区間について推奨する配電設備を出力する処理をコンピュータに実行させる。
負荷に見合う配電設備の選択を支援できる。
図1は、実施例1に係る設備選択支援装置の機能的構成を示すブロック図である。 図2は、配電系統を構成する配電設備の一例を示す図である。 図3は、配電系統情報により示される配電系統の接続関係の一例を模式的に示した図である。 図4は、配電系統情報により示される配電系統の接続関係の一例を模式的に示した図である。 図5Aは、配電系統の接続関係をグラフ構造で示した図である。 図5Bは、配電系統の接続関係をグラフ構造で示した図である。 図6は、変圧器仕様情報のデータ構成の一例を示す図である。 図7は、低圧線仕様情報のデータ構成の一例を示す図である。 図8は、引込線仕様情報のデータ構成の一例を示す図である。 図9は、逆潮流が発生した際に電流の流れる方向の一例を模式的に示した図である。 図10は、三相4線式での逆潮流の有無の判定を説明するための図である。 図11は、負荷の変化の一例を示す図である。 図12は、柱上変圧器のピーク負荷電流、オフピーク負荷電流の一例を示した図である。 図13は、低圧線のピーク負荷電流、オフピーク負荷電流の一例を示した図である。 図14Aは、引込線のピーク負荷電流、オフピーク負荷電流の一例を示した図である。 図14Bは、引込線のピーク負荷電流、オフピーク負荷電流の一例を示した図である。 図14Cは、引込線のピーク負荷電流、オフピーク負荷電流の一例を示した図である。 図14Dは、引込線のピーク負荷電流、オフピーク負荷電流の一例を示した図である。 図14Eは、引込線のピーク負荷電流、オフピーク負荷電流の一例を示した図である。 図14Fは、引込線のピーク負荷電流、オフピーク負荷電流の一例を示した図である。 図15は、設備選択支援処理の手順を示すフローチャートである。 図16は、実施例2に係る設備選択支援装置の機能的構成を示すブロック図である。 図17は、負荷の変化の一例を示す図である。 図18は、負荷の変化の一例を示す図である。 図19は、設備選択支援プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。
以下に添付図面を参照して本願に係る設備選択支援プログラム、設備選択支援方法および設備選択支援装置について説明する。なお、この実施例は開示の技術を限定するものではない。そして、各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
[設備選択支援装置の構成]
図1は、実施例1に係る設備選択支援装置の機能的構成を示すブロック図である。図1に示す設備選択支援装置10は、配電系統の配電設備の選択する設備選択支援処理を実行するものである。
かかる設備選択支援装置10の一態様としては、上記の設備選択支援処理を実行するWebサーバとして実装することとしてもよいし、また、上記の設備選択支援処理に関するサービスをアウトソーシングにより提供するクラウドとして実装することもできる。他の一態様としては、パッケージソフトウェアやオンラインソフトウェアとして提供される設備選択支援処理プログラムを所望のコンピュータにプリインストール又はインストールさせることによっても実装できる。
図1に示すように、設備選択支援装置10は、ネットワーク14を介して、クライアント端末11、スマートメータ12、送電元13に設けられた装置などの他の装置との間で通信可能に接続される。かかるネットワーク14には、有線または無線を問わず、インターネット(Internet)、LAN(Local Area Network)やVPN(Virtual Private Network)などの任意の種類の通信網を採用できる。なお、上記のクライアント端末11及びスマートメータ12は、それぞれ任意の台数接続することができる。
このうち、クライアント端末11は、外部から設備選択支援装置10を操作するための端末装置である。かかるクライアント端末11の一例としては、パーソナルコンピュータ(PC:Personal Computer)を始めとする固定端末の他、携帯電話機、PHS(Personal Handyphone System)やPDA(Personal Digital Assistant)などの移動体端末も採用できる。なお、クライアント端末11は、電気事業者の所属員、例えば配電部門の担当者や管理者等によって利用される。
スマートメータ12は、通信機能付きの電力の計量器である。かかるスマートメータ12は、需要家の分電盤等に接続される。一態様としては、スマートメータ12は、所定期間、例えば、30分間ごとに需要家の負荷設備が使用する電力を計量する。このとき、スマートメータ12は、負荷設備によって使用された電力を累積して計量する。以下では、累積して計量された負荷設備の電力使用値のことを「電力使用量」と記載する場合がある。また、スマートメータ12は、所定期間、例えば、30分間ごとのその時点での使用している電流および電圧を計量する。その上で、スマートメータ12は、計測された需要家での電力使用量、電流値、電圧値および計測日時を設備選択支援装置10へ送信する。この計測日時は、例えば、電力使用量を計測した期間が終了した日時とする。なお、ここでは、スマートメータ12が電力使用量を所定期間ごとにアップロードする例を説明したが、電力使用量を間欠的にアップロードすることもできる。また、スマートメータ12は、電力使用量を能動的にアップロードするのではなく、設備選択支援装置10からのリクエストに応答して電力使用量をアップロードすることもできる。
送電元13は、配電系統に電力を配電する電力施設である。送電元13としては、例えば、発電所、変電所、高圧配電線の任意の場所などが挙げられる。本実施例では、後述する配電用変電所が送電元13に該当する。送電元13に設けられた装置は、配電系統に配電する電圧および電圧の計測日時を周期的に計測し、計測された電圧の情報および電圧の計測日時の情報を設備選択支援装置10へ送信する。例えば、送電元13に設けられた装置は、配電系統に配電する電圧値を計測日時と共に周期的に設備選択支援装置10へ送信する。なお、送電元13に設けられた装置は、所定期間毎に、所定期間内の複数の時刻での配電系統に配電する電圧の情報を送信してもよい。また、例えば、送電元13に設けられた装置は、所定期間、例えば、スマートメータ12が電力使用量をアップロードする30分間ごとに配電系統に配電する電圧および電圧の計測日時を設備選択支援装置10へ送信してもよい。
設備選択支援装置10は、通信I/F(interface)部20と、表示部21と、入力部22と、記憶部23と、制御部24とを有する。なお、設備選択支援装置10は、図1に示した機能部以外にも既知のコンピュータが有する各種の機能部を有することとしてもかまわない。
通信I/F部20は、他の装置、例えばクライアント端末11やスマートメータ12、送電元13に設けられた装置との間で通信制御を行うインタフェースである。かかる通信I/F部20の一態様としては、LANカードなどのネットワークインタフェースカードを採用できる。例えば、通信I/F部20は、クライアント端末11から各種情報、例えば各種の指示情報を受信したり、あるいは設備選択支援装置10から各種画面の画像データをクライアント端末11へ通知したりする。
表示部21は、各種情報を表示する表示デバイスである。表示部21としては、LCD(Liquid Crystal Display)やCRT(Cathode Ray Tube)などの表示デバイスが挙げられる。表示部21は、各種情報を表示する。例えば、表示部21は、後述する調査対象指定画面や劣化箇所画面を含む各種画面を表示する。
入力部22は、各種の情報を入力する入力デバイスである。例えば、入力部22としては、マウスやキーボードなどの入力デバイスが挙げられる。入力部22は、システムを管理する管理者などからの操作入力を受付け、受付けた操作内容を示す操作情報を制御部24に入力する。
記憶部23は、制御部24で実行されるOS(Operating System)や後述の設備選択支援処理を行うプログラムなどの各種プログラムを記憶する記憶デバイスである。記憶部23の一態様としては、フラッシュメモリなどの半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置が挙げられる。なお、記憶部23は、上記の種類の記憶装置に限定されるものではなく、RAM(Random Access Memory)であってもよい。
記憶部23は、制御部24で実行されるプログラムに用いられるデータの一例として、配電系統情報30と、配電電圧情報31と、使用電力情報32と、設備仕様情報33とを記憶する。なお、上記に例示した情報以外にも、他の電子データを併せて記憶することもできる。
ここで、配電系統を構成する配電設備には、1つの位置に紐付く設備「ユニット(unit)」と、2つの位置に紐付く設備「スパン(span)」とがある。図2は、配電系統を構成する配電設備の一例を示す図である。ユニットの一例としては、電柱P、開閉器SW、柱上変圧器TRなどが挙げられる。この他、図示されていない配電用変電所、SVR(Step Voltage Regulator)や各種の計器、例えばスマートメータ12、さらには、地中の設備であるマンホールやハンドホールなどもユニットの範疇に含まれる。
スパンの一例としては、配電用変電所および柱上変圧器TRの間で高圧電力が配電される高圧系統に敷設される電線WH、いわゆる「高圧線」が挙げられる。スパンの他の一例としては、柱上変圧器TRおよび需要家の負荷設備の間で低圧電力が配電される低圧系統のうち柱上変圧器TR及び引込線の区間に敷設される電線WL、いわゆる「低圧線」が挙げられる。また、スパンの他の一例としては、引込線および負荷設備の区間に敷設される電線、いわゆる「引込線」などが挙げられる。スパンの更なる一例としては、地中に埋め込まれたケーブルが挙げられる。なお、高圧線WH及び低圧線WLなどの電線Wについては、電柱Pに架設される単位の本数、例えば3本や2本を1つにまとめてスパンとして扱うことができる。
図1に戻り、配電系統情報30は、配電系統を構成するユニットやスパンなどの各設備に関する情報を記憶したデータである。例えば、配電系統情報30には、配電系統を構成する各設備の接続関係や、位置、種類、品目、仕様、属性に関する情報が記憶されている。なお、配電系統情報30は、複数のテーブルによって構成されてもよい。例えば、配電系統情報30は、設備の接続関係を記憶したテーブルと、設備の位置を記憶したテーブルと、設備の種類、仕様、属性を記憶したテーブルに分かれて構成されてもよい。
配電系統情報30に記憶する属性としては、例えば、スパンの場合、スパンの品目、太さ、材質、径間、単位(m)当たりの抵抗値や単位(m)当たりのリアクタンス値などが挙げられる。また、属性としては、ユニットの場合、ユニットの品目や性能、例えばユニットが変圧器である場合には変圧器の容量や電圧比などの電気的特性が挙げられる。かかる属性の情報は、例えば、配電系統の各配電設備での配電負荷の計算に用いられる。
また、例えば、配電系統情報30には、配電系統を構成する各配電設備に関連付けて位置情報が記憶される。例えば、配電系統情報30には、ユニットの場合、1つの位置情報、スパンの場合、2つの位置情報が関連付けて記憶されている。
本実施例では、配電系統を構成する配電設備の接続関係を、互いの配電設備が電気的に接続される接続点「ノード(node)」と、複数の接続点によって定まる配電設備「ブランチ(branch)」とによって管理している。
ノードの一例としては、図2中の拡大図D1に示す高圧線WHと開閉器SWとの接続点、高圧線WHと柱上変圧器TRとの接続点、柱上変圧器TRと低圧線WLとの接続点が挙げられる。この他、図2中の拡大図D2に示す高圧線WH21aと高圧線WH21bとが接続される点もノードの範疇に含まれる。具体的には、高圧線WH21a及び高圧線WH21bが通り装柱の電柱Pに架設されている場合にも、高圧線WH21a及び高圧線WH21b間が電気的に接続されているものとみなし、高圧線WH同士が接続される点を仮想的なノードとして扱われる。
ブランチの一例としては、図2に示す電柱P、高圧線WH、開閉器SW、柱上変圧器TR、低圧線WLなどの各種の配電設備が挙げられる。この他、図示されていない配電用変電所、引込線、スマートメータ12や負荷設備などもブランチの範疇に含まれる。これら配電用変電所や負荷設備などの端点に位置する配電設備は、1つしかノードを持たない場合がある。
図1に戻り、配電系統情報30には、配電系統を構成する各配電設備に関連付けて、当該配電設備のノード、ブランチの識別情報が記憶されている。このノード、ブランチの識別情報を辿ることにより、配電系統を構成する各配電設備の接続関係を求めることができる。
図3および図4は、配電系統情報により示される配電系統の接続関係の一例を模式的に示した図である。図3の例には、配電用変電所SSと、高圧線WHと、6本の低圧線WL1〜WL6の接続関係の一例が模式的に示されている。高圧線WHは、配電用変電所SSに接続され、例えば、3本の電線により三相3線方式で高圧電力が配電される。高圧線WHは、電柱Pに架設されており、柱上変圧器TR1〜TR6を介して低圧線WL1〜WL6と接続されている。以下では、柱上変圧器TR1〜TR6をバンク#1〜#6とも表記する。柱上変圧器TR1〜TR6は、高圧線WHに接続され、高圧電力を所定の電圧を下げた低圧電力を低圧線WLに配電する。低圧線WLの配線方式は、単相2線式、単相3線式、三相3線式、三相4線式の何れであってもよい。例えば、柱上変圧器TR1〜TR6は、高圧線WHの3本の電線のうち2本の電線に接続され、高圧電力を所定の電圧を下げた低圧電力を低圧線WLに配電する。低圧線WLも、電柱Pに架設されており、電柱Pにおいて引込線が接続され、引込線を介して需要家に電力が供給される。図3の例では、低圧線WL6に引込線ALが接続され、引込線ALを介して需要家に電力が供給される。
図4の例には、低圧線と需要家の接続関係の一例が模式的に示されている。低圧線WL1〜WL6には、不図示の引込線ALを介してそれぞれ需要家が接続されている。例えば、図4の例では、低圧線WL1の電柱P1において契約アンペアが60Aの需要家が6戸接続されている。また、図4の例では、低圧線WL1の電柱P2において契約アンペアが60Aの需要家が5戸接続されている。また、図4の例では、低圧線WL1の電柱P3において契約アンペアが60Aの需要家が6戸接続されている。また、図4の例では、低圧線WL1の電柱P4において契約アンペアが60Aの需要家が5戸接続されている。また、図4の例では、低圧線WL1の電柱P5において契約アンペアが60Aの需要家が6戸接続されている。図4には、変圧器(バンク)単位での接続された需要家数が示されている。
図5A、図5Bは、配電系統の接続関係をグラフ構造で示した図である。図5A、図5Bの例には、図3、図4に示される配電系統の接続関係がグラフ構造で示されている。図5A、図5Bの例には、各配電設備と、それぞれの接続点であるノードやブランチが示されている。また、図5A、図5Bの例では、ノード、ブランチに対応付けてそれぞれに付与された識別情報であるIDが示されている。ここで、図5A、図5Bの例では、配電用変電所を表す「SS」、電柱を表す「PO」や需要家を表す「LL」などの配電設備の種別を識別可能な文字列を頭に付加してノードのIDを示している。例えば、高圧線WHは、ID「SS001N01」のノードで配電用変電所が接続されている。また、高圧線WHは、ID「PO0001B11」、「PO0002B21」、「PO0003B31」、「PO0004B41」、「PO0005B51」、「PO0006B61」のノードでそれぞれ柱上変圧器TR1〜TR6と接続されている。柱上変圧器TR1〜TR6は、それぞれ低圧線WLを介して需要家と接続されている。例えば、柱上変圧器TR1は、ID「PO0001B12」のノードで低圧線WLに接続されている。低圧線WLは、図5A中の拡大図D3に示すように、ID「PO0007B13」のノードで引込線AL1〜AL6に接続されている。引込線AL1〜AL6は、ID「LL0702B01」、「LL0801B01」、「LL0802B01」、「LL0901B01」、「LL0902B01」、「LL1001B01」のノードでそれぞれ需要家と接続されている。
図1に戻り、配電電圧情報31は、配電系統に配電される電力に関する各種情報を記憶したデータである。例えば、配電電圧情報31は、送電元13として配電用変電所SSや高圧配電線に設けられた装置から周期的にアップロードされる配電系統への配電の電圧および計測日時に関する情報が記憶される。
使用電力情報32は、需要家に設置されたスマートメータ12から受信した電力に関する各種情報を記憶したデータである。例えば、使用電力情報32は、スマートメータ12から周期的に通知される需要家の使用電力、電流値、電圧値および計測日時に関する情報が記憶される。
設備仕様情報33は、配電系統に使用可能な各種の配電設備の仕様に関する各種情報を記憶したデータである。本実施例では、設備仕様情報33に、仕様に関する各種情報を配電設備の種類毎に分けて記憶させている。例えば、本実施例では、設備仕様情報33を、変圧器仕様情報33Aと、低圧線仕様情報33Bと、引込線仕様情報33Cとに分けている。
変圧器仕様情報33Aは、配電系統に使用可能な変圧器の仕様に関する各種情報を記憶したデータである。例えば、変圧器仕様情報33Aは、変圧器のタイプ毎に、仕様に関する情報が記憶されている。
図6は、変圧器仕様情報のデータ構成の一例を示す図である。変圧器仕様情報33Aは、品目、仕様、許容電流などの項目が対応付けられたテーブルを採用できる。品目の項目は、変圧器のタイプを示す識別情報を格納する領域である。変圧器には、タイプ毎に、例えば、型式などそれぞれのタイプを示す識別情報が定められる。品目の項目には、変圧器のタイプを示す識別情報が格納される。仕様の項目は、変圧器の仕様に関する各種情報を記憶する領域である。本実施例では、仕様の項目として、鉄心、容量の項目を有する。鉄心の項目は、変圧器の鉄心を主に構成する部材の種類を記憶する領域である。容量の項目は、変圧器が許容する電気的な容量を記憶する領域である。許容電流の項目は、変圧器が許容する電流値を記憶する領域である。図6の例では、品目「TR−0030」の変圧器は、鉄心が「鋼板」により形成され、容量が「30kVA」であり、許容電流が「228A」であることを示す。
低圧線仕様情報33Bは、配電系統に低圧線として使用可能な電線の仕様に関する各種情報を記憶したデータである。例えば、低圧線仕様情報33Bは、低圧線として使用可能な電線のタイプ毎に、仕様に関する情報が記憶されている。
図7は、低圧線仕様情報のデータ構成の一例を示す図である。低圧線仕様情報33Bは、品目、仕様、許容電流などの項目が対応付けられたテーブルを採用できる。品目の項目は、低圧線として使用可能な電線のタイプを示す識別情報を格納する領域である。電線には、タイプ毎に、例えば、型式などそれぞれのタイプを示す識別情報が定められる。品目の項目には、電線のタイプを示す識別情報が格納される。仕様の項目は、電線の仕様に関する各種情報を記憶する領域である。本実施例では、仕様の項目として、心線、被覆、サイズの項目を有する。心線の項目は、電線において中心部に存在し、電流が流れる導線を主に構成する部材の種類や構造を記憶する領域である。被覆の項目は、電線を被覆する部材の種類や絶縁状況を記憶する領域である。サイズの項目は、心線の太さを示す情報を記憶する領域である。本実施例では、心線の太さを示す情報として、心線の断面積を記憶させるが、心線の断面性の直径や半径、太さを示すコードなどを用いてもよい。許容電流の項目は、電線が許容する電流値を記憶する領域である。図7の例では、品目「LL−01025」の電線は、心線が「鋼心アルミより線」であり、被覆が「ポリエチレン絶縁電線」であり、サイズが「25mm」であり、許容電流が「85A」であることを示す。
引込線仕様情報33Cは、配電系統に引込線として使用可能な電線の仕様に関する各種情報を記憶したデータである。例えば、引込線仕様情報33Cは、引込線として使用可能な電線のタイプ毎に、仕様に関する情報が記憶されている。
図8は、引込線仕様情報のデータ構成の一例を示す図である。引込線仕様情報33Cは、品目、仕様、許容電流などの項目が対応付けられたテーブルを採用できる。本実施例では、仕様の項目として、心線、被覆、サイズの項目を有する。品目の項目は、引込線として使用可能な電線のタイプを示す識別情報を格納する領域である。品目の項目には、電線のタイプを示す識別情報が格納される。仕様の項目は、電線の仕様に関する各種情報を記憶する領域である。本実施例では、仕様の項目として、心線、被覆、サイズの項目を有する。心線の項目は、電線において中心部に存在し、電流が流れる導線の構造を記憶する領域である。被覆の項目は、電線を被覆する部材の種類や絶縁状況を記憶する領域である。サイズの項目は、心線の太さを示す情報を記憶する領域である。本実施例では、心材の構造が単線構造である場合、サイズの項目に心線の直径を記憶させ、心材の構造がより線構造である場合、サイズの項目に心線の断面積を記憶させる。許容電流の項目は、電線が許容する電流値を記憶する領域である。図8の例では、品目「SL−01020」の電線は、心線が「単線」であり、被覆が「引込用ビニル絶縁電線」であり、サイズが、心線が単線であることから直径「2mm」であり、許容電流が「25A」であることを示す。
制御部24は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する。制御部24は、図1に示すように、取得部40と、算出部41と、出力部42とを有する。
取得部40は、各種情報を取得する処理部である。例えば、取得部40は、配電系統の電圧の情報として、配電用変電所SSから引き出された高圧配電線の電圧を取得する。一態様としては、取得部40は、配電用変電所SSから引き出された高圧配電線に設けられた装置からアップデートされた配電系統の3線の配電の電圧および電圧の計測日時を取得する。なお、計測日時は、データがアップロードされた日時としてもよい。取得部40は、取得した配電の電圧および電圧の計測日時を配電電圧情報31に追加登録する。
また、例えば、取得部40は、スマートメータ12から電力使用量、電流値、電圧値および計測日時を取得する。一態様としては、取得部40は、各需要家の負荷設備に接続されたスマートメータ12からアップデートされた電力使用量および計測日時を取得する。なお、計測日時は、データがアップロードされた日時としてもよい。取得部40は、スマートメータ12が接続されている負荷設備の設備ID、電力使用量、電流値、電圧値および計測日時を使用電力情報32に追加登録する。例えば、各スマートメータ12が所定期間、例えば、30分間ごとにデータをアップデートする場合を想定する。使用電力情報32には、所定期間毎に取得された電力消費設備の負荷情報が記憶される。例えば、使用電力情報32には、1つのスマートメータ12につき、スマートメータ12に電力使用量の検針結果を通知させる検針間隔と、使用電力情報32及び設備選択支援装置10間の伝送遅延時間との和に相当する時間の周期でデータが登録される。
ここで、配電系統に用いられる各種の配電設備は、配電系統に発生する最大の負荷(以下、ピーク負荷とも言う)にも耐えられる容量のものを用いなければならない。配電系統の負荷は、配電系統に接続された各需要家の負荷設備が使用する電力使用量によって経時的に変化する。例えば、一時的な電力使用量の多い需要家が接続されている場合、平常時には、負荷はそれほど高くないものの、需要家で電力を使用した場合にピーク負荷が高くなる。また、家庭用太陽光発電に代表される低圧分散型電源の普及により、消費する電力量の一部を自家発電で代替することで、電力会社が行う検針で得られる需要家の月間使用電力量が実際の使用量より小さい方向に乖離する場合が発生する。その結果、例えば、従来のように、月間使用電力量から配電系統に発生する最大の負荷を推定すると、ピーク負荷電流が小さく算定されることで、実際の負荷より容量の小さい設備で問題ないと判断される場合がある。また、需要家に設置された分散型電源から電気事業者の配電系統へ逆潮流が発生する場合がある。このように、変電所および負荷設備の間で電力が双方向へ流れる場合には、例えば、逆潮流によって低圧系統に含まれる各設備での電力の変動が大きくなる。また、需要家の生活パターンの多様化や負荷設備の多様化により、電力消費パターンも変化している。このため、配電系統に用いられる各種の配電設備の適正な容量を求めることが困難になってきている。
図9は、逆潮流が発生した際に電流の流れる方向の一例を模式的に示した図である。例えば、バンク#6に接続された各需要家に分散型電源が設置されている場合、低圧線WL6には、矢印で示すように、需要家から柱上変圧器TR6への逆潮流が発生する場合がある。また、バンク間の高圧線でも逆潮流が発生する場合がある。図9の例では、柱上変圧器TR6から変圧器TR5へ逆潮流が発生している。このように、逆潮流が発生する場合、配電系統では、平常時に需要家へ流れる電流よりも、需要家からの逆潮流による電流の方が大きくなる場合がある。
算出部41は、配電系統の負荷状況を算出する。例えば、算出部41は、配電用変電所から需要家までのある配電区間以降の需要家についての電流値の合計を算出する。この算出される合計電流値は、ある配電区間の負荷状況を表す。本実施例では、スマートメータ12により所定期間、例えば、30分間ごとに需要家の電力使用量、電流値、電圧値を計量するため、使用電力情報32には、各需要家の複数の時点での計量結果のデータが記憶されている。算出部41は、所定期間、例えば、30分間ごとの期間の間に計量された時点が含まれる各需要家の電流値を合計して、各所定期間の電流値の合計を算出する。
これを具体的に説明すると、算出部41は、記憶部23から負荷状況の計算に用いる情報を読み出す。例えば、算出部41は、使用電力情報32から所定期間、例えば、30分間ごとの各所定期間の間に計量された時点が含まれる各需要家の電流値を読み出す。
また、算出部41は、需要家において逆潮流が発生していないか判定する。逆潮流が発生していないかの判定は、何れの方式を用いてもよい。例えば、低圧線WLの各電線の電圧、電流の位相のずれから逆潮流が発生していないか判定できる。一例として、低圧線WLが三相4線式の場合、各電線の電圧、電流から、電流が配電系統から需要家へ流れる順潮流か、需要家から配電系統へ流れる逆潮流かを判定できる。図10は、三相4線式での逆潮流の有無の判定を説明するための図である。例えば、三相4線式の4本の電線、s線、n線、t線、r線について、それぞれを流れる電流をI、I、I、Iとする。また、s線とn線間の電圧をVnsとし、s線とt線間の電圧をVstとし、s線とr線間の電圧をVrsとし、n線とt線間の電圧をVtnとし、t線とr線間の電圧をVtrとする。また、Re()で括弧内の実部を示す。また、I はs相の電流値の共役複素数、I はr相の電流値の共役複素数を示す。この場合、以下の式から逆潮流の有無を判定できる。なお、以下の式では、I=0と仮定して演算する。
Re(Vst・I −Vtr・I )>0 :順潮流
Re(Vst・I −Vtr・I )<0 :逆潮流
例えば、Iは、10[A]であり、位相が90度遅れている(−90°)ものとする。Iは、0[A]とする。Iは、10[A]であり、位相が90度進んでいる(+90°)ものとする。Iは、0[A]とする。Iは、0[A]とする。また、Vnsは、100Vで位相が60度遅れている(−60°)ものとする。Vtnは、100Vで位相が60度遅れている(−60°)ものとする。Vstは、100Vで位相が60度進んでいる(+120°)ものとする。Vtrは、200Vで位相が0度(0°)とする。Vrsは、200Vで位相が0度(0°)とする。
この場合、例えば、Vst、I、I は、以下ように算出される。
st=200{cos(120°)+j・sin(120°)}
=−100+j・100・(3)1/2
=10{cos(−90°)+j・sin(−90°)}
=0−j・10・(3)1/2
=0+j・10・(3)1/2
同様に、Vtr、I は、以下ように算出される。
tr=200+j・0
=0+j・0
この場合、逆潮流の有無を判定式の値は、以下のように算出される。
st・I −Vtr・I
=(−100+j・100・(3)1/2)・(0+j・10・(3)1/2
−(200+j・0)・(0+j・0)
=3000−J・1000・(3)1/2
Re(Vst・I −Vtr・I )=3000>0
この場合、順潮流であると判定される。なお、本実施例では、配電系統を需要家側へ流れる電流方向を基準とするため、順潮流の電流をプラスの値とし、逆潮流の電流をマイナスの値としている。また、逆潮流の判定の手法は、これ限定されるものではない。例えば、低圧線WLでは、柱上変圧器TRと接続する上流側よりも下流側の電圧の方が高い場合、逆潮流が発生していると判定してもよい。例えば、需要家で計量される電圧が、当該需要家の上流側の電圧より高い場合、需要家では、逆潮流が発生していると判定してもよい。
算出部41は、所定期間、例えば、30分間ごとの期間の間に計量された時点が含まれる各需要家の電流値を合計して、各所定期間の電流値の合計を算出する。この電流値の合計した合計電流値は、配電設備に生じる負荷を示す。図11は、負荷の変化の一例を示す図である。図11は、各所定期間の電流値の合計した合計電流値を、例えば、各所定期間毎に、それぞれの所定期間の終了時点にプロットしてグラフ化したものである。図11は、家庭用太陽光発電などの低圧分散型電源が需要家に設けられた場合の柱上変圧器TR(バンク)と、柱上変圧器に接続された低圧線WLの架設された各電柱P毎の合計電流値の経時的な変化の一例である。低圧分散型電源が需要家に設けられた場合は、図11に示すように、7時頃から17時頃の間に需要家からの逆潮流によって合計電流値がマイナスとなり、マイナス側のピークがプラス側のピークよりも大きくなる場合がある。
算出部41は、配電系統の各配電設備について、配電系統において当該配電設備以降の需要家についての各所定期間の電流値の合計を算出する。
出力部42は、各種の出力を行う。例えば、出力部42は、特定の配電区間について推奨する配電設備を出力する。例えば、出力部42は、所定期間毎に算出された合計電流値のうち、絶対値が最大の合計電流値を求める。一例として、出力部42は、配電設備毎に、算出部41により算出された各所定期間の合計電流から、プラス側のピークの合計電流およびマイナス側のピークの合計電流をそれぞれ求める。以下、プラス側のピークの合計電流を「ピーク負荷電流」とも言い、マイナス側のピークの合計電流を「オフピーク負荷電流」とも言う。図11の例では、矢印X1がピーク負荷電流であり、矢印X2がオフピーク負荷電流である。出力部42は、ピーク負荷電流と、オフピーク負荷電流を比較し、絶対値が大きい方を用いて推奨する配電設備を出力する。
図12〜14Fには、配電設備のピーク負荷電流、オフピーク負荷電流を求めた結果の一例が示されている。図12は、柱上変圧器のピーク負荷電流、オフピーク負荷電流の一例を示した図である。図12の例には、バンク#1〜#6のピーク負荷電流、オフピーク負荷電流が示されている。また、図12の例には、バンク#1〜#6で使用されている変圧器の品目が示されている。
図13は、低圧線のピーク負荷電流、オフピーク負荷電流の一例を示した図である。図13の例には、バンク#1〜#6に接続された各低圧線WLのピーク負荷電流、オフピーク負荷電流が電柱P毎に分けて示されている。上方向低圧線1は、図4において、バンク#1〜#6に接続された低圧線WLのうち、上方向に1つ目の電柱Pまでの低圧線WLを示す。上方向低圧線2は、図4において、バンク#1〜#6に接続された低圧線WLのうち、上方向に1つ目の電柱Pから2つ目の電柱Pまでの低圧線WLを示す。下方向低圧線1は、図4において、バンク#1〜#6に接続された低圧線WLのうち、下方向に1つ目の電柱Pまでの低圧線WLを示す。下方向低圧線2は、図4において、バンク#1〜#6に接続された低圧線WLのうち、下方向に1つ目の電柱Pから2つ目の電柱Pまでの低圧線WLを示す。また、図13の例には、低圧電WLとして使用されている電線の品目が示されている。本実施例では、低圧線WLとして使用する電線のうち、n線とs線およびt線とで使用する電線を分けており、相「n」がn線に対応し、相「s/t」がs線およびt線に対応する。
図14A〜図14Fは、引込線のピーク負荷電流、オフピーク負荷電流の一例を示した図である。図14A〜図14Fには、バンク#1〜#6のそれぞれの配下の各引込線ALのピーク負荷電流、オフピーク負荷電流が電柱P毎に分けて示されている。図14A〜図14Fの例は、引込線ALが接続された電柱P毎に引込線ALがまとめられている。バンク#配下の需要家は、バンクが設けられた電柱Pに接続された需要家の引込線ALをまとめたものである。上方向電柱1配下の需要家は、図4において、上方向に1つ目の電柱Pに接続された需要家の引込線ALをまとめたものである。上方向電柱2配下の需要家は、図4において、上方向に2つ目の電柱Pに接続された需要家の引込線ALをまとめたものである。下方向電柱3配下の需要家は、図4において、下方向に1つ目の電柱Pに接続された需要家の引込線ALをまとめたものである。下方向電柱4配下の需要家は、図4において、下方向に2つ目の電柱Pに接続された需要家の引込線ALをまとめたものである。また、図14A〜図14Fの例には、引込線ALとして使用されている電線の品目が示されている。本実施例では、低圧線WLとして2本の電線(s線およびt線)を用いており、相「s/t」がs線およびt線に対応する。
出力部42は、ピーク負荷電流と、オフピーク負荷電流を比較し、絶対値が大きい方を用いて推奨する配電設備を出力する。例えば、出力部42は、ピーク負荷電流と、オフピーク負荷電流を比較して、大きい方を最大負荷の電流値と特定する。出力部42は、特定された最大負荷の電流値に対応する許容電流値を持つ配電設備を設備仕様情報33から選択する。例えば、出力部42は、最大負荷の電流値が許容電流値以下であり、かつ許容電流値が最も小さい品目の配電設備を選択する。そして、出力部42は、選択した配電設備が現在使用中の配電設備と異なる場合、選択した配電設備を推奨する配電設備として出力する。出力部42は、推奨する配電設備に関する情報を表示した画面情報をクライアント端末11へ出力して、クライアント端末に画面を表示させる。なお、出力部42は、配電設備毎の最大負荷の電流値を出力してもよい。また、出力部42は、容量が不足する配電設備について推奨する配電設備に関する情報を出力し、容量が過剰な配電設備については推奨する配電設備を出力しなくてもよい。容量が過剰な配電設備は、交換しなくても問題が発生しない。このため、出力部42は、容量が不足する配電設備についてのみ推奨する配電設備を出力してもよい。
例えば、図12の例の場合、バンク#1〜#5では、ピーク負荷電流が最大負荷の電流値と特定される。バンク#6では、オフピーク負荷電流が最大負荷の電流値と特定される。このバンク#6は、図11に示したように、逆潮流が多く発生する系統である。図12の例では、最大負荷の電流値に対応して選択された配電設備の品目が選択品目として示されている。バンク#1〜#5では、最大負荷の電流値であるピーク負荷電流に対応する許容電流値を持つ配電設備として、許容電流値が762Aの品目「TR−0100」が選択される。一方、バンク#6では、最大負荷の電流値であるオフピーク負荷電流に対応する許容電流値を持つ配電設備として、許容電流値が762Aの品目「TR−0100」が選択される。出力部42は、バンク#6について、選択した品目「TR−0100」が現在使用中の品目「TR−0050」と異なるため、品目「TR−0100」を推奨する配電設備として出力する。ここで、ピーク負荷電流に対応させた配電設備を設置した場合、バンク#6は、許容電流値が380Aの品目「TR−0050」とされる。しかし、バンク#6は、オフピーク負荷が480Aであるため、品目「TR−0050」では容量不足となる。そこで、バンク#6を推奨された配電設備に交換することで容量不足となることを抑制できる。
また、出力部42は、最大負荷の電流値に対応する許容電流値を持つ配電設備を選択することにより、過剰な容量の配電設備が設置されることを抑制できる。
例えば、図13で例では、最大負荷の電流値に対して過剰な容量ものを「容量過剰」と記載し、ピーク負荷電流よりもオフピーク負荷電流が大きいものを「逆潮流」と記載している。容量過剰な配電整備については、許容電流値の少ない配電設備が選択される。例えば、バンク#1の上方向低圧線1では、n線は許容電流値が135Aの品目「LL−01058」とされ、s線およびt線は許容電流値が195Aの品目「LL−01120」とされている。出力部42は、n線について許容電流値が85Aの品目「LL−01025」の電線を選択し、s線およびt線について許容電流値が135Aの品目「LL−01058」を選択する。n線は、許容電流値が85Aの品目「LL−01025」の電線でも容量内である。また、s線およびt線は許容電流値が135Aの品目「LL−01058」でも容量内である。よって、出力部42は、負荷に見合う配電設備を選択させることできる。
逆潮流の配電整備については、オフピーク負荷電流に対応する許容電流値の配電設備が選択される。例えば、バンク#6の上方向低圧線2のs線およびt線では、許容電流値が135Aの品目「LL−01058」が選択される。
図14A〜14Fの例の場合でも、最大負荷の電流値に対して過剰な容量ものを「容量過剰」と記載し、最大負荷の電流値に対して過小な容量のものを「容量不足」と記載し、ピーク負荷電流よりもオフピーク負荷電流が大きいものを「逆潮流」と記載している。例えば、図14Aのバンク#1配下の各需要家では、容量過剰とされて、許容電流値が25Aの品目「SL−01020」が選択される。また、図14Bの下方向電柱4配下の1番目の需要家では、現在の品目「SL−01026」の許容電流値、34Aがピーク負荷に対して不足するため、許容電流値が44Aの品目「SL−01032」が選択される。また、図14Fでは、バンク#6は、全ての引込線が逆潮流であるため、オフピーク負荷電流に対応する許容電流値の引込線が選択される。
なお、出力部42は、ピーク負荷電流と、オフピーク負荷電流を比較し、絶対値が大きい方、すなわち絶対値が最大の合計電流値を最大負荷の電流値とするが、最大の合計電流値に対してマージンを加えた値を最大負荷の電流値としてもよい。このマージンは、固定値としてもよく、最大の合計電流値に対して、例えば、10%などと比率として定めてもよい。また、マージンは、管理者等が外部から設定可能としてもよい。
また、出力部42は、最大負荷の電流値が許容電流値以下であり、かつ許容電流値が最も小さい品目の配電設備を、対応する配電設備として選択するが、他の基準を用いて対応する配電設備として選択してもよい。例えば、設備仕様情報33に、各配電設備の価格などコストの情報を記憶させる。出力部42は、最大負荷の電流値が許容電流値以下であり、かつコストが小さい品目の配電設備を、対応する配電設備として選択してもよい。また、出力部は、最大負荷の電流値が許容電流値以下であり、かつ配電線の径(サイズ)の小さい品目の配電設備を、対応する配電設備として選択してもよい。電線は、一般的に径が大きいほど価格が高くなり、設置等のコストもアップする。このため、出力部42が径の小さい配電設備を選択することにより、配電設備にかかるコストの増加を抑制できる。
なお、制御部24には、各種の集積回路や電子回路を採用できる。また、制御部24が有する機能部の一部を別の集積回路や電子回路とすることもできる。例えば、集積回路としては、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)が挙げられる。また、電子回路としては、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)などが挙げられる。
[処理の流れ]
続いて、本実施例に係る設備選択支援装置10が配電設備の選択を支援する設備選択支援処理の流れについて説明する。図15は、設備選択支援処理の手順を示すフローチャートである。この設備選択支援処理は、所定のタイミング、例えば、クライアント端末11から配電設備の選択が指示されたタイミングで処理が開始される。
図15に示すように、算出部41は、配電系統の各配電設備について、配電系統において当該配電設備以降の需要家についての各所定期間の電流値の合計を算出する(ステップS10)。出力部42は、所定期間毎に算出された合計電流値のうち、絶対値が最大の合計電流値を求める(ステップS11)。例えば、出力部42は、配電設備毎に、算出部41により算出された各所定期間の合計電流から、ピーク負荷電流およびオフピーク負荷電流を求める。そして、出力部42は、ピーク負荷電流と、オフピーク負荷電流を比較し、絶対値が大きい方を最大の合計電流値と求める。
出力部42は、配電系統の各配電設備について、最大の合計電流値に対応する許容電流値を持つ配電設備を設備仕様情報33から選択する(ステップS12)。出力部42は、選択した配電設備が現在使用中の配電設備と異なる場合、選択した配電設備を推奨する配電設備として出力する。例えば、出力部42は、推奨する配電設備に関する情報を表示した画面情報を配電設備の選択が指示したクライアント端末11へ出力して、クライアント端末に画面を表示させる。
[実施例1の効果]
上述してきたように、設備選択支援装置10は、配電用変電所SSから需要家までのある配電区間以降の需要家についての電流値の合計を算出する。そして、設備選択支援装置10は、算出した合計電流値に基づいて、配電区間について推奨する配電設備を出力する。これにより、設備選択支援装置10は、負荷に見合う配電設備の選択を支援できる。
また、設備選択支援装置10は、推奨する配電設備を、合計電流値を越える許容電流値を持つ配電設備のうち、最も許容電流値が小さい又はコストが小さい又は配電線の径が小さいものとする。これにより、設備選択支援装置10は、コストのより小さい配電設備を推奨できるため、配電設備にかかるコストの増加を抑制できる。
また、設備選択支援装置10は、推奨する配電設備を、許容電流値が前記合計電流値に対してマージンを加えた値以上のものとする。これにより、設備選択支援装置10は、例えば、需要家の生活パターンの変化等により、配電系統に発生する負荷が増加した場合でも、推奨した配電設備が負荷に対応できなくなることを抑制できる。
また、設備選択支援装置10は、所定期間毎に算出された合計電流値のうち、絶対値が最大の合計電流値に対応する許容電流値を持つ配電設備を出力する。これにより、設備選択支援装置10は、実際に発生する最大の負荷に対応した配電設備の推奨ができる。
次に、実施例2について説明する。図16は、実施例2に係る設備選択支援装置の機能的構成を示すブロック図である。実施例2に係る設備選択支援装置10の機能的構成は、実施例と略同一であるため、主に異なる部分について説明する。
制御部24は、図16に示すように、特定部43をさらに有する。
ここで、配電設備は、電流が流れると発熱し、流れる電流が多いほど多く発熱する。このため、配電設備は、多くの電流が流れる期間が長いほど温度が高くなる。配電設備は、許容される温度を超えると故障等の不具合が発生しやすくなる。配電設備の許容電流は、電流が流れた場合でも許容される温度を超えないように定められる。一方、配電設備は、電流が少ない期間に冷却されるため、一時的に多くの電流が流れても温度が高くなりづらい。
特定部43は、各種の特定を行う。例えば、特定部43は、合計電流値の絶対値が所定の閾値以上であり、かつ当該合計電流値が算出された時点が連続する区間を特定する。図17は、負荷の変化の一例を示す図である。例えば、特定部43は、図17に示すように、合計電流値の絶対値が閾値Th1となる合計電流値が算出された時点が連続する区間T1を特定する。
出力部42は、特定された区間T1が所定時間長以上、例えば、2時間以上である場合、当該区間内で算出された各時点の合計電流値よりも大きい許容電流値を持つ配電設備を選択して出力する。すなわち、出力部42は、区間T1内の合計電流値よりも大きい許容電流値を持つ配電設備を選択する。例えば、出力部42は、区間T1内の最大の合計電流値にマージンを加えた値に対応する許容電流値を持つ配電設備を選択する。このマージンは、固定値としてもよく、最大の合計電流値に対して、例えば、10%などと比率として定めてもよい。また、マージンは、管理者等が外部から設定可能としてもよい。
[実施例2の効果]
上述してきたように、設備選択支援装置10は、合計電流値の絶対値が閾値th1以上であり、かつ当該合計電流値が算出された時点が連続する区間を特定する。そして、設備選択支援装置10は、特定された区間が所定時間長以上である場合、当該区間内で算出された各時点の合計電流値よりも大きい許容電流値を持つ配電設備を出力する。これにより、設備選択支援装置10は、配電設備の温度が許容される温度を超えて不具合が発生しやすくなることを抑制できる。
次に、実施例3について説明する。実施例3に係る設備選択支援装置10の機能的構成は、実施例2と同一であるため、説明を省略する。
実施例3に係る設備選択支援装置10では、特定部43は、合計電流値の絶対値が閾値以上となる時点の間隔を特定する。図18は、負荷の変化の一例を示す図である。例えば、特定部43は、図18に示すように、合計電流値の絶対値が閾値Th2以上となる時点の間隔T2を特定する。
ここで、配電設備は、電流が少ない期間に冷却される。このため、配電設備は、流れる電流が多い期間の間隔T2が長い場合、間隔T2の間に冷却される。一方、配電設備は、間隔T2が短い場合、十分に冷却されず温度が高くなる。
そこで、出力部42は、特定された間隔T2に所定時間長以下、例えば、1時間以下のものがある場合、次のように推奨する配電設備を出力する。すなわち、出力部42は、合計電流値の絶対値が閾値Th2以上であり、かつ当該合計電流値が算出された時点の間隔T2が所定時間長以下の時点の合計電流値を使用して推奨する配電設備を出力する。すなわち、出力部42は、間隔T2に所定時間長以下の場合、間隔T2の前後で合計電流値の絶対値が閾値Th2以上となる区間の合計電流値を使用して配電設備を選択する。例えば、出力部42は、間隔T2の前後で合計電流値の絶対値が閾値Th2以上となる区間で最大の合計電流値に対応する許容電流値を持つ配電設備を選択する。
[実施例3の効果]
上述してきたように、設備選択支援装置10は、合計電流値の絶対値が閾値以上となる時点の間隔を特定する。そして、設備選択支援装置10は、特定された間隔に所定時間長以下のものがある場合、前記合計電流値の絶対値が閾値以上であり、かつ当該合計電流値が算出された時点の間隔が所定時間長以下の時点の合計電流値を使用して推奨する配電設備を出力する。これにより、設備選択支援装置10は、配電設備の温度が許容される温度を超えて不具合が発生しやすくなることを抑制できる。
さて、これまで開示の装置に関する実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、本発明に含まれる他の実施例を説明する。
例えば、上記の実施例では、スマートメータ12が、需要家が使用する所定期間毎の電流値を送信する場合について説明したが、開示の装置はこれに限定されない。例えば、スマートメータ12が、電流値を送信しない場合、電力使用量および電圧から需要家が使用している電流値を算出してもよい。例えば、スマートメータ12が設置されていない場合、接続される負荷設備や電源設備の仕様などから電流値を算出してもよい。
また、上記の実施例では、スマートメータ12がネットワーク13を介して設備選択支援装置10へ各種の情報を送信する場合について説明したが、開示の装置はこれに限定されない。例えば、スマートメータ12が需要家が使用する所定期間毎の電流値を記憶し、電力会社が行う月一回の検針時に、電圧値のデータを収集してもよい。
また、上記の実施例では、推奨する配線設備を出力する場合について説明したが、開示の装置はこれに限定されない。例えば、ある配電区間に対応づけて記憶された配電設備の許容電流値と算出した合計電流値の大小関係に応じて配電区間の配電設備の変更について異なる示唆を出力してもよい。例えば、配電系統の配電設備の許容電流値が合計電流値よりも小さい場合、配電設備の変更を促すメッセージを出力してもよい。
[分散および統合]
また、図示した各装置の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、上記実施例の取得部40、算出部41、出力部42および特定部43を設備選択支援装置10の外部装置としてネットワーク14を経由して接続するようにしてもよい。また、取得部40、算出部41、出力部42および特定部43を別の装置がそれぞれ有し、ネットワーク接続されて協働することで、上記の設備選択支援装置10の機能を実現するようにしてもよい。
[設備選択支援プログラム]
また、上記の実施例で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図19を用いて、上記の実施例と同様の機能を有する設備選択支援プログラムを実行するコンピュータの一例について説明する。図19は、設備選択支援プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。
図19に示すように、コンピュータ300は、CPU(Central Processing Unit)310、ROM(Read Only Memory)320、HDD(Hard Disk Drive)330、RAM(Random Access Memory)340を有する。これら310〜340の各部は、バス400を介して接続される。
ROM320には上記実施例の各処理部と同様の機能を発揮する設備選択支援プログラム320aが予め記憶される。例えば、上記実施例の取得部40、算出部41、出力部42および特定部43と同様の機能を発揮する設備選択支援プログラム320aを記憶させる。なお、設備選択支援プログラム320aについては、適宜分離しても良い。
そして、CPU310が、設備選択支援プログラム320aをROM320から読み出して実行することで、上記実施例と同様の動作を実行する。すなわち、設備選択支援プログラム320aは、取得部40、算出部41、出力部42および特定部43と同様の動作を実行する。
なお、上記した設備選択支援プログラム320aについては、必ずしも最初からROM320に記憶させることを要しない。設備選択支援プログラム320aはHDD330に記憶させてもよい。
例えば、コンピュータ300に挿入されるフレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、DVDディスク、光磁気ディスク、ICカードなどの「可搬用の物理媒体」にプログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ300がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。
さらには、公衆回線、インターネット、LAN、WANなどを介してコンピュータ300に接続される「他のコンピュータ(またはサーバ)」などにプログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ300がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。
10 設備選択支援装置
12 スマートメータ
14 ネットワーク
23 記憶部
24 制御部
30 配電系統情報
31 配電電圧情報
32 使用電力情報
33 設備仕様情報
33A 変圧器仕様情報
33B 低圧線仕様情報
33C 引込線仕様情報
40 取得部
41 算出部
42 出力部
43 特定部

Claims (6)

  1. 配電用変電所からの配電系統に接続された各需要家でそれぞれ使用された電力の電流値を取得し、
    取得した各需要家の使用した電流値のうち、前記配電系統のある配電区間以降の需要家について、所定期間毎の複数の時点で需要家の電流値の合計を算出し、
    算出した合計電流値の絶対値が閾値以上であり、かつ当該合計電流値が算出された時点が連続する区間を特定し、
    特定した区間が所定時間長以上である場合、当該区間内の最大の合計電流値に対して、特定した区間が所定時間長未満の場合よりも大きいマージンを加えた値に対応する許容電流値を持つ配電設備を、前記配電区間について推奨する配電設備として出力する、
    処理をコンピュータに実行させることを特徴とする設備選択支援プログラム。
  2. 前記推奨する配電設備は、前記最大の合計電流値に対して前記マージンを加えた値を越える許容電流値を持つ配電設備のうち、最も許容電流値が小さい又はコストが小さい又は配電線の径が小さい、
    ことを特徴とする請求項1記載の設備選択支援プログラム。
  3. 前記推奨する配電設備は、許容電流値が前記合計電流値に対してマージンを加えた値以上である、
    ことを特徴とする請求項1記載の設備選択支援プログラム。
  4. 配電用変電所からの配電系統に接続された各需要家でそれぞれ使用された電力の電流値を取得し、
    取得した各需要家の使用した電流値のうち、前記配電系統のある配電区間以降の需要家について、所定期間毎の複数の時点で需要家の電流値の合計を算出し、
    算出した合計電流値の絶対値が閾値以上であり、かつ当該合計電流値が算出された時点が連続する区間を特定し、
    特定した区間が所定時間長以上である場合、当該区間内の最大の合計電流値に対して、特定した区間が所定時間長未満の場合よりも大きいマージンを加えた値に対応する許容電流値を持つ配電設備を、前記配電区間について推奨する配電設備として出力する、
    処理をコンピュータが実行することを特徴とする設備選択支援方法。
  5. 配電用変電所からの配電系統に接続された各需要家でそれぞれ使用された電力の電流値を取得する取得部と、
    前記取得部により取得した各需要家の使用した電流値のうち、前記配電系統のある配電区間以降の需要家について、所定期間毎の複数の時点で需要家の電流値の合計を算出する算出部と、
    前記算出部により算出した合計電流値の絶対値が閾値以上であり、かつ当該合計電流値が算出された時点が連続する区間を特定する特定部と、
    前記特定部により特定した区間が所定時間長以上である場合、当該区間内の最大の合計電流値に対して、特定した区間が所定時間長未満の場合よりも大きいマージンを加えた値に対応する許容電流値を持つ配電設備を、前記配電区間について推奨する配電設備として出力する出力部と、
    を有する設備選択支援装置。
  6. 配電用変電所からの配電系統に接続された各需要家でそれぞれ使用された電力の電流値を取得し、
    取得した各需要家の使用した電流値のうち、前記配電系統のある配電区間以降の需要家についての所定期間毎の複数の時点で電流値の合計を算出し、
    算出した合計電流値の絶対値が閾値以上となる時点の間隔を特定し、
    特定した間隔に所定時間長以下のものがある場合、前記合計電流値の絶対値が閾値以上であり、かつ当該合計電流値が算出された時点の間隔が所定時間長以下の時点の合計電流値を使用して推奨する配電設備を出力する、
    処理をコンピュータに実行させることを特徴とする設備選択支援プログラム。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9613359B2 (en) * 2014-02-18 2017-04-04 San Diego Gas & Electric Company Distribution interconnection information systems and methods
JP6921529B2 (ja) * 2016-12-28 2021-08-18 積水化学工業株式会社 配電系統の潮流制御方法及び配電システム

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05233742A (ja) * 1992-02-24 1993-09-10 Sekisui Chem Co Ltd 配線材料の選択方法
JP3249275B2 (ja) * 1993-12-02 2002-01-21 株式会社東芝 配電系統における送出電圧調整処理装置
JP3500758B2 (ja) * 1994-03-18 2004-02-23 株式会社日立製作所 配電系統監視方法,配電系統制御方法およびそれら装置
JP2000349161A (ja) 1999-06-08 2000-12-15 Fujitsu Ltd 電源配線設計方法、電源配線設計装置、及び、記録媒体
JP3845261B2 (ja) 2001-02-28 2006-11-15 矢崎総業株式会社 自動車用電気負荷駆動制御装置
JP3814640B2 (ja) * 2001-08-31 2006-08-30 株式会社日立製作所 配電系統の状態推定方法および装置
JP2004164162A (ja) * 2002-11-12 2004-06-10 Hitachi Ltd 制御盤配線表の作成装置
JP2005237130A (ja) * 2004-02-20 2005-09-02 Hiroyuki Naruto ツリー状の配電路における電線太さの選定方法、ソフトウェア及び記憶媒体
JP2006246683A (ja) * 2005-03-07 2006-09-14 Toshiba Corp 配電線自動制御方法およびプログラム、ならびにそれを搭載した配電線自動制御システム
JP2008199855A (ja) * 2007-02-15 2008-08-28 Toshiba Corp 配電系統過剰設備チェックシステム
AU2009307002A1 (en) * 2008-10-20 2010-04-29 Mischa Warren Beuthling Single phase power factor correction system and method
JP2010213542A (ja) 2009-03-12 2010-09-24 Kansai Electric Power Co Inc:The 配電系統
JP2010276408A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Sofwel Corp 電力監視システム及び電力監視装置
JP5557801B2 (ja) 2010-06-15 2014-07-23 株式会社日立製作所 系統状態演算装置,系統制御装置,系統状態演算システム,配電系統潮流シミュレーション装置,系統状態演算方法,系統制御方法,配電系統潮流シミュレーション方法及びそのプログラム
JP5335005B2 (ja) 2011-01-12 2013-11-06 中国電力株式会社 配電系統計算装置及び配電系統計算方法
JP2012196046A (ja) * 2011-03-16 2012-10-11 Kansai Electric Power Co Inc:The 日負荷予測曲線の逐次補正方法および装置
JP5786814B2 (ja) * 2012-07-17 2015-09-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置および制御方法
US9302199B2 (en) * 2012-07-31 2016-04-05 Chevron U.S.A. Inc. Alkylation process with recycle of hydrogen and recovery of hydrogen chloride
US9240685B2 (en) * 2013-01-21 2016-01-19 Hamilton Sundstrand Corporation Reconfigurable matrix-based power distribution architecture
JP5992870B2 (ja) * 2013-06-20 2016-09-14 ヤフー株式会社 電力小売管理装置および電力小売管理方法

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