JP6764772B2 - 電力系統の力率推定装置および方法 - Google Patents
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Description
電力系統における有効電力と無効電力を入力する入力手段(潮流計測値取得部202)から有効電力と無効電力を得、その時間差分である有効電力差分と無効電力差分で定まる有効電力差分―無効電力差分平面上において、複数時刻で検出した複数の有効電力差分と無効電力差分の組の発生頻度を得る第1の手段(計測情報の分析による分離情報生成部201)と、所定の発生頻度閾値以上となる前記有効電力差分と無効電力差分の組である第1の群と、所定の発生頻度閾値以下となる前記有効電力差分と無効電力差分の組である第2の群とを求める第2の手段(太陽光発電装置、負荷変動成分分離部204)と、有効電力差分―無効電力差分平面上において、前記第1の群が示す方向から前記負荷による有効電力―無効電力平面上における第1の角度を求める第3の手段(有効電力P−無効電力Q平面上での負荷変動方向算出部415)と、有効電力差分―無効電力差分平面上において、前記第2の群が示す方向から前記太陽光発電装置による有効電力―無効電力平面上における第2の角度を求める第4の手段(有効電力P−無効電力Q平面上での太陽光発電装置出力変動方向算出部417)を備えることを特徴とする電力系統の力率推定装置。」としたものである。
上記により、需要家の負荷と太陽光発電装置PV出力の、有効電力P−無効電力Q平面上での変動の方向が求められた。これらの値と、現在の有効電力P−無効電力Q計測値を用い、太陽光発電装置発電量推定部203にて、太陽光発電装置PV発電量を算出する。太陽光発電装置発電量推定部203の演算例として、例えば非特許文献1に記載の手法が適用できる。需要家の負荷による有効電力P−無効電力Q平面上での傾き以外に、無効電力Q切片がわかれば、特許文献1の手法も適用できる。無効電力Q切片の求め方は、後述の実施例3で述べる。
102:変電所
103:計測点
104:送電線
105:配電線
106:大口需要家
107:小口需要家
PV:太陽光発電装置
200:太陽光発電装置の発電量推定装置
201:計測情報の分析による分離情報生成部
202:潮流計測値取得部
203:太陽光発電装置発電量推定部
204:太陽光発電装置、負荷変動成分分離部
205:太陽光発電装置出力推定用所定数算出部
210:時間帯、日種別管理部
401:太陽光発電装置出力推定用諸定数作成処理部
410:差分時間調整部
411:時間差分化部
412:2次元ヒストグラム作成部
413:有効電力差分ΔP、無効電力差分ΔQの2次元ヒストグラム格納部
414:2次元ヒストグラムの度数の閾値処理部
415:有効電力P−無効電力Q平面上での負荷変動方向算出部
416:非ゼロ度数となる階級の分布状況作成部
417:有効電力P−無効電力Q平面上での太陽光発電装置出力変動方向算出部
418:有効電力差分ΔP、無効電力差分ΔQ標本データ格納部
419:高域通過フィルタ処理部
421:切り出し処理部
422:周期設定部
423:窓関数処理部
424:連結部
651:最頻値
652:閾値
655:負荷特性
656:負荷特性の無効電力Q切片
657:潮流計測値
658:太陽光発電装置PV出力により移動した無効電力Q切片
659:太陽光発電装置PV出力により移動した無効電力Q切片の累積頻度分布
662:度数が閾値を超えた階級値の分布を示すコンタ
663:階級値が非0となる領域を示すコンタ
665:需要家の負荷の有効電力差分ΔP―無効電力差分ΔQ平面上での変動方向
667:太陽光発電装置PV出力の有効電力差分ΔP―無効電力差分ΔQ平面上での変動方向
669:需要家負荷の変動による分布
670:太陽光発電装置PV変動による分布
671:太陽光発電装置PV変動による分布範囲の上限付近
672:負荷特性上の交点
673:連系された太陽光発電装置PV出力の最大値
675:需要家負荷の一日分の変動
676:太陽光発電装置PV出力の一日分の変動
679:フィルタの通過域
680:日照が少ない天候時の無効電力Q切片の標本値
Claims (10)
- 負荷及び太陽光発電装置を含む電力系統における力率を推定するための電力系統の力率推定装置であって、
電力系統における有効電力と無効電力を入力する入力手段から有効電力と無効電力を得、その時間差分である有効電力差分と無効電力差分で定まる有効電力差分―無効電力差分平面上において、複数時刻で検出した複数の有効電力差分と無効電力差分の組の発生頻度を得る第1の手段と、所定の発生頻度閾値以上となる前記有効電力差分と無効電力差分の組である第1の群と、所定の発生頻度閾値以下となる前記有効電力差分と無効電力差分の組である第2の群とを求める第2の手段と、有効電力差分―無効電力差分平面上において、前記第1の群が示す方向から前記負荷による有効電力―無効電力平面上における第1の角度を求める第3の手段と、有効電力差分―無効電力差分平面上において、前記第2の群が示す方向から前記太陽光発電装置による有効電力―無効電力平面上における第2の角度を求める第4の手段を備えることを特徴とする電力系統の力率推定装置。 - 請求項1に記載の電力系統の力率推定装置であって、
有効電力―無効電力平面上において、入力した有効電力と無効電力が示す位置から前記第1の角度の方向に延伸する線分について当該線分が前記有効電力―無効電力平面の無効電力軸と交差する切片を入力した有効電力と無効電力の複数の組について求め、無効電力軸と交差する切片の最大値と前記第1の角度から前記負荷による負荷特性を得る第5の手段を備えることを特徴とする電力系統の力率推定装置。 - 請求項1に記載の電力系統の力率推定装置であって、
有効電力―無効電力平面上において、入力した有効電力と無効電力が示す位置から前記第1の角度の方向に延伸する線分について当該線分が前記有効電力―無効電力平面の無効電力軸と交差する切片を入力した有効電力と無効電力の複数の組について求め、無効電力軸と交差する切片の最大値と前記第1の角度から前記負荷による負荷特性を得る第5の手段とを備え、前記切片の最小値から前記第2の角度の方向に延伸する線分について当該線分が前記負荷特性と交差する位置に置ける有効電力を、前記太陽光発電装置による最大有効電力とすることを特徴とする電力系統の力率推定装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電力系統の力率推定装置であって、
入力手段に入力された電力系統における有効電力と無効電力は、その高周波数成分について、その時間差分である有効電力差分と無効電力差分を求められることを特徴とする電力系統の力率推定装置。 - 請求項4に記載の電力系統の力率推定装置であって、
入力手段に入力された電力系統における有効電力と無効電力は、複数の日に得られたものであり、その高周波数成分について、その時間差分である有効電力差分と無効電力差分を求められることを特徴とする電力系統の力率推定装置。 - 負荷及び太陽光発電装置を含む電力系統における力率を推定するための電力系統の力率推定方法であって、
有効電力及び無効電力または有効電力及び無効電力に変換しうる潮流計測値から、太陽光発電装置により生じる潮流変動の有効電力−無効電力平面上での変動方向と、負荷により生じる潮流変動の有効電力−無効電力平面上での変動方向とを分離するため、
潮流計測値における有効電力の時間差分と潮流計測値における無効電力の時間差分とを各々の軸とした二次元の累積度数を求め、
前記累積度数が所定の閾値を超える階級値もしくは該階級に属する標本値の無効電力値と有効電力値の比の逆正接から需要家の負荷に起因する有効電力−無効電力平面上での変動方向を求め、
前記累積度数が0でない累積度数の分布範囲が形成する平行四辺形のうち、前記需要家の負荷に起因する有効電力−無効電力平面上での変動方向と平行でない辺の角度を太陽光発電装置により生じる潮流変動の有効電力−無効電力平面上での変動方向とすることを特徴とする電力系統の力率推定法。 - 請求項6に記載の電力系統の力率推定法であって、
負荷に起因する有効電力−無効電力平面上での変動方向を用い、
有効電力−無効電力平面上で潮流計測値である有効電力値と無効電力値のなす点を通り、傾きが負荷に起因する有効電力−無効電力平面上での変動方向である直線が、無効電力の軸と交わる点の累積頻度を求め、
度数が0でない下限となる階級値を太陽光発電装置による潮流変動によらない負荷のみに起因する有効電力−無効電力平面上での変動直線の無効電力の軸との切片とすることを特徴とする電力系統の力率推定法。 - 負荷及び太陽光発電装置を含む電力系統における力率を推定するための電力系統の力率推定方法であって、
有効電力及び無効電力または有効電力及び無効電力に変換しうる潮流計測値から、太陽光発電装置により生じる潮流変動の有効電力−無効電力平面上での変動方向を求めるため、
潮流計測値である有効電力値と無効電力値の時系列値に対し、高域通過フィルタを適用し、高域通過フィルタを適用した後の前記無効電力値と有効電力値の比の逆正接から前記太陽光発電装置により生じる潮流変動の有効電力−無効電力平面上での変動方向を求めることを特徴とする電力系統の力率推定法。 - 請求項8に記載の電力系統の力率推定法であって、
およその日照時間に対応した一日における時間範囲を基準に、切り出し処理もしくは窓関数処理もしくは連結処理もしくは0値充填処理もしくは位相反転処理のいずれか1つを含む処理を適用し、前記高域通過フィルタへの入力とすることを特徴とする電力系統の力率推定法。 - 請求項8に記載の電力系統の力率推定法であって、
一日における時間範囲を日時情報もしくは緯度経度情報もしくはタイムゾーン情報の少なくとも1つを用いて変更し、あるいは前記高域通過フィルタの特性値を一日における時間範囲値にもとづいて変更することを特徴とする電力系統の力率推定法。
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