JP6859790B2 - 電圧予測方法、負荷配分決定方法及び電圧予測システム - Google Patents

Description

本発明は、配電線の電圧予測方法、負荷配分決定方法及び電圧予測システムに関する。

発電所からの電力を配電する三相配電線は、それぞれの配電線に、家庭などで用いられる負荷が接続されている。このような三相配電線は、安定して電力を供給するために、電圧不平衡を抑制することが求められている。電圧不平衡は、三相配電線の配電線毎の電圧が三相とも等しくない場合に生じる。配電線毎の電圧は、例えば、接続される負荷が配電線毎に偏っている場合に、互いに不平衡となる。従って、電圧不平衡を解消するために、各配電線への負荷が均等となるように、負荷配分を決定する場合がある。特許文献１には、電圧不平衡を抑制するため、各配電線に接続される負荷を分散させる技術が記載されている。

特表２０１４−５０７１０５号公報

また、電圧不平衡は、負荷の偏りだけでなく、各配電線のインピーダンスの不均等によっても起こる。インピーダンスの不均等を解消させるために、配電線の配列を変更させるねん架を行う場合がある。

しかし、負荷を均等に配分するためには、配電線に接続されている負荷を全て把握する必要がある。この場合、膨大な数の負荷のデータを把握する必要がある。さらに、インピーダンスの不均等がある場合などにおいては、負荷を配分し直した後の各配電線の電圧値を予測することが、困難となる。従って、不平衡を解消できるような負荷の配分を決定することは、困難となっている。また、ねん架を行った場合でも、ねん架後の各配電線の電圧値を予測することは困難であり、適切に不平衡を解消できない場合もある。さらに、ねん架は、停電作業を行う必要があるなど、実施が困難な場合もある。従って、電圧不平衡を抑制するための負荷配分の決定に際して、負荷配分の変更後の電圧値を適切に予測することが求められている。

本発明は、上記課題を解決するために、負荷配分の変更後の電圧値を適切に予測する電圧予測方法、負荷配分決定方法及び電圧予測システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の電圧予測方法は、三相交流電流が供給される三相配電線に接続される負荷を変更した場合の、前記三相配電線の電圧を予測する電圧予測方法であって、前記三相配電線の所定位置を流れる電流測定値と、前記所定位置の電圧測定値とを取得する測定値取得ステップと、前記電流測定値と予め設定した前記三相配電線の設定インピーダンスとに基づき、前記所定位置での電圧を算出する計算を実行することで、前記所定位置での電圧算出値を算出する電圧算出値算出ステップと、前記設定インピーダンスを補正して算出した前記電圧算出値と前記電圧測定値との差が所定値以下となるように、前記設定インピーダンスを補正する補正係数を算出する補正係数算出ステップと、前記三相配電線に接続される負荷を変更した条件で、前記設定インピーダンスを前記補正係数で補正して前記計算を実行することで、前記三相配電線に接続される負荷を変更した条件での前記所定位置の電圧予測値を算出する電圧予測値算出ステップと、を有する。

前記電圧予測方法は、前記電圧算出値算出ステップにおいて、前記電流測定値及び前記電圧測定値に基づき前記三相配電線に接続される負荷の算出値を算出し、前記負荷の算出値と前記設定インピーダンスとに基づき、前記電圧算出値を算出し、前記電圧予測値算出ステップにおいて、前記負荷の算出値を変更した条件で前記計算を実行することにより、前記三相配電線に接続される負荷を変更した条件での前記所定位置の電圧の予測値を算出することが好ましい。

前記電圧予測方法は、前記補正係数算出ステップにおいて、前記設定インピーダンスのうちの相互リアクタンス成分を補正して前記電圧算出値を算出した場合に、前記電圧算出値と前記電圧測定値との差が前記所定値以下となるように、前記相互リアクタンス成分を補正する前記補正係数を算出し、前記電圧予測値算出ステップにおいて、前記補正係数で前記相互リアクタンス成分を補正して前記計算を実行することが好ましい。

前記電圧予測方法は、前記補正係数算出ステップにおいて、前記補正係数を、前記三相配電線の複数の相互リアクタンス成分に共通する値として算出し、前記電圧予測値算出ステップにおいて、前記複数の相互リアクタンス成分のそれぞれを前記補正係数で補正して前記計算を実行することが好ましい。

前記電圧予測方法は、前記測定値取得ステップにおいて、前記所定位置に設けられた計測機能付開閉器による前記電流測定値及び前記電圧測定値の測定結果を取得することが好ましい。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の負荷配分決定方法は、前記電圧予測方法を用いて、前記三相配電線のそれぞれに接続される負荷の配分を決定する負荷配分決定方法であって、前記電圧予測値算出ステップで算出した前記電圧予測値に基づき前記三相配電線間の電圧不平衡を算出し、前記電圧不平衡が規定値以下となるように、前記三相配電線のそれぞれに接続される負荷の配分を決定する負荷配分ステップを有する。

前記負荷配分決定方法は、電圧予測値算出ステップにおいて、前記三相配電線のそれぞれに接続される負荷配分の組み合わせ毎に前記計算を実行して、前記負荷配分の組み合わせ毎の前記電圧予測値を算出し、前記負荷配分ステップにおいて、各電圧予測値から算出した前記電圧不平衡が最小となる前記負荷配分の組み合わせを、前記三相配電線のそれぞれに接続される負荷の配分として決定することが好ましい。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の電圧予測システムは、三相交流電流が供給される三相配電線に接続される負荷を変更した場合の、前記三相配電線の電圧を予測する電圧予測システムであって、前記三相配電線の所定位置を流れる電流測定値と、前記所定位置の電圧測定値とを取得する測定値取得部と、前記電流測定値と予め設定した前記三相配電線の設定インピーダンスとに基づき、前記所定位置での電圧を算出する計算を実行することで、前記所定位置での電圧算出値を算出する電圧算出値算出部と、前記設定インピーダンスを補正して算出した前記電圧算出値と前記電圧測定値との差が所定値以下となるように、前記設定インピーダンスを補正する補正係数を算出する補正係数算出部と、前記三相配電線に接続される負荷を変更した条件で、前記設定インピーダンスを前記補正係数で補正して前記計算を実行することで、前記三相配電線に接続される負荷を変更した条件での前記所定位置の電圧予測値を算出する電圧予測値算出部と、を有する。

本発明によれば、負荷配分の変更後の電圧値を適切に予測することができる。

図１は、本実施形態に係る配電システムを示す模式図である。 図２は、本実施形態に係る負荷配分決定システムの模式的なブロック図である。 図３は、電流算出値の算出方法を説明する模式図である。 図４は、本実施形態に係る負荷配分の決定フローを説明するフローチャートである。 図５は、配電線の各箇所の電圧値の一例を示すグラフである。 図６は、配電線の各箇所の電圧値の一例を示すグラフである。 図７は、配電線の各箇所の電圧不平衡率の一例を示すグラフである。 図８は、配電線の各箇所の電圧不平衡率の一例を示すグラフである。

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。

（配電システムの構成）
図１は、本実施形態に係る配電システムを示す模式図である。図１に示すように、配電システム１は、発電所１０、送電線１１、配電用変電所１２、三相配電線１４、開閉器Ｐ、柱上変圧器２０、単相変圧器２１、負荷部２２、単相負荷部２４、分岐線２６、及び負荷配分決定システム３０を有する。配電システム１は、発電所１０より送電線１１を介して送電される電力を配電用変電所１２により降圧し、三相配電線１４及び分岐線２６により配電し、柱上変圧器２０、単相変圧器２１を介して家庭等の負荷部２２や単相負荷部２４に配電する。

発電所１０は、例えば火力発電所などの発電設備であり、配電システム１に属する負荷部２２及び単相負荷部２４に必要な電力を供給する。送電線１１は、発電所１０が発電した三相交流電力が送電される。送電線１１は、例えば６６ｋＶ（キロボルト）の電圧振幅を有する送電用の三相交流電力が送電される。配電用変電所１２は、送電線１１と電気的に接続される変圧器を有する設備である。配電用変電所１２は、送電線１１に送電された６６ｋＶの送電用の三相交流電力を、６．６ｋＶの電圧振幅を有する配電用の三相交流電力に降圧する。以下、発電所から送電され、６．６ｋＶに降圧された配電用の三相交流電力により流れる三相交流電流を、三相交流電流Ｉと記載する。三相交流電流Ｉは、三相交流電流のうちの第１相であるＡ相電流Ｉａと、第２相であるＢ相電流Ｉｂと、第３相であるＣ相電流Ｉｃとを有する。負荷が三相平衡である場合、Ａ相電流Ｉａ、Ｂ相電流Ｉｂ、及びＣ相電流Ｉｃは、それぞれ電流値の振幅が等しい。また、Ｂ相電流Ｉｂは、Ａ相電流Ｉａよりも１２０°位相が遅れている。Ｃ相電流Ｉｃは、Ｂ相電流Ｉｂよりも、１２０°位相が遅れている。

三相配電線１４は、発電所１０から配電用変電所１２を介して三相交流電流Ｉが配電される配電線、ここでは幹線である。三相配電線１４は、Ａ相電流Ｉａが配電されるＡ相配電線１４ａと、Ｂ相電流Ｉｂが配電されるＢ相配電線１４ｂと、Ｃ相電流Ｉｃが配電されるＣ相配電線１４ｃとを有する。

開閉器Ｐは、三相配電線１４に接続されており、三相交流電流Ｉの流れ方向に沿って、複数設けられている。図１の例では、三相交流電流Ｉの流れ方向の上流側から、開閉器Ｐ_ｒ、Ｐ_ｓ、Ｐ_ｔ、Ｐ_ｕ、Ｐ_ｖ、Ｐ_ｗが、この順で三相配電線１４に接続されている。開閉器Ｐは、その箇所を流れる電流を遮断可能な装置である。また、開閉器Ｐは、三相配電線１４に接続された箇所を流れる電流と、その箇所の電圧と、力率とを計測可能となっている。すなわち、開閉器Ｐは、計測機能付開閉器である。ただし、開閉器Ｐは、少なくとも一部が計測機能付開閉器であってもよく、他の一部が、計測機能を有さない開閉器であってもよい。なお、三相配電線１４に接続される開閉器Ｐの数は任意である。

柱上変圧器２０は、三相配電線１４に接続されており、三相交流電流Ｉの流れ方向に沿って、複数設けられている。柱上変圧器２０は、Ａ相配電線１４ａ、Ｂ相配電線１４ｂ、及びＣ相配電線１４ｃのうち、いずれか２つの配電線に接続されている。柱上変圧器２０は、例えば配電用の三相交流電力の電圧振幅（６．６ｋＶ）を、１００Ｖ又は２００Ｖの電圧振幅を有する負荷用電力に降圧する。負荷部２２は、柱上変圧器２０を介して三相配電線１４に接続されている。負荷部２２は、例えば家庭などの電気機器であり、三相配電線１４からの電力を消費して仕事を行う。このように、柱上変圧器２０及び負荷部２２は、２相接続されているが、２相接続に限られず、３相接続であってもよい。

単相変圧器２１は、図１の例では、三相交流電流Ｉの流れ方向に沿った開閉器Ｐ_ｓと開閉器Ｐ_ｔとの間の箇所で、三相配電線１４に接続されている。単相変圧器２１は、Ａ相配電線１４ａ、Ｂ相配電線１４ｂ、及びＣ相配電線１４ｃのうちの２つの配電線、ここではＡ相配電線１４ａ及びＢ相配電線１４ｂに接続されている。単相負荷部２４は、単相変圧器２１を介して、三相配電線１４、ここではＡ相配電線１４ａ及びＢ相配電線１４ｂに接続されている。単相負荷部２４は、Ａ相配電線１４ａ及びＢ相配電線１４ｂに接続された単相の負荷である。単相負荷部２４は、例えば工場などの負荷であり、負荷部２２よりも多くの電力を消費する。ただし、配電システム１は、必ずしも、このような高負荷の単相負荷部２４を有していなくてもよい。

分岐線２６は、三相配電線１４に接続される３相配電線であり、三相配電線１４から分岐される分岐線である。図示は省略するが、分岐線２６にも、柱上変圧器２０、単相変圧器２１、負荷部２２、及び単相負荷部２４が接続されている。分岐線２６には、三相配電線１４から分岐された三相交流電力（三相交流電流Ｉ）が供給され、負荷部２２及び単相負荷部２４に電力を供給する。図１の例では、分岐線２６は、三相交流電流Ｉの流れ方向に沿った開閉器Ｐ_ｕと開閉器Ｐ_ｖとの間の箇所で、三相配電線１４に接続されている。

負荷配分決定システム３０は、開閉器Ｐから、電流、電圧及び力率の測定値を取得して、三相配電線１４への負荷配分を決定する。ここでの負荷とは、負荷部２２や単相負荷部２４により各配電線に接続された負荷を指す。従って、負荷配分とは、Ａ相配電線１４ａ、Ｂ相配電線１４ｂ、及びＣ相配電線１４ｃとが、負荷部２２及び単相負荷部２４によってどれだけの負荷が接続されているかを示すものである。配電システム１は、負荷配分決定システム３０が決定した負荷配分となるように、例えば作業者の作業により、負荷部２２及び単相負荷部２４の接続相、すなわちＡ相配電線１４ａ、Ｂ相配電線１４ｂ、及びＣ相配電線１４ｃへの接続先を変更することができる。配電システム１は、負荷配分決定システム３０の決定に従い負荷配分を決定することで、三相配電線１４の電圧不平衡を抑制することができる。

（電圧不平衡について）
負荷配分決定システム３０の詳細説明については後述し、先に電圧不平衡について説明する。電圧不平衡とは、各線間電圧の振幅が等しく、且つ、線間電圧の位相が１２０°異なる三相交流電圧において、各線間電圧の振幅が異なったり、線間電圧の位相がずれたりすることである。各線間電圧の振幅が異なるとは、例えばＡ相電流Ｉａにおける電圧振幅と、Ｂ相電流Ｉｂにおける電圧振幅と、Ｃ相電流Ｉｃにおける電圧振幅とが３つとも等しくないことをいう。また、線間電圧の位相がずれるとは、例えば、Ａ相電圧とＢ相電圧との位相差、Ｂ相電圧とＣ相電圧との位相差、Ｃ相電圧とＡ相電圧との位相差の少なくとも１つの位相差が１２０°とならないことをいう。

配電システム１は、三相配電線１４で電圧不平衡が発生すると、柱上変圧器２０に供給される電圧が目標の電圧に対してずれてしまう。柱上変圧器２０に供給される電圧のずれが大きくなると、柱上変圧器２０に接続される負荷部２２の誤動作が発生する恐れがある。従って、配電システム１は、三相配電線１４における電圧不平衡の値を小さくすることが望ましい。

電圧不平衡率は、正相電圧に対する逆相電圧の割合で示される。ここで、三相配電線１４における電圧不平衡率をεとし、正相電圧をＶ_Ｐとし、逆相電圧をＶ_Ｎとしたとき、電圧不平衡率εは、次の式（１）で表される。正相電圧Ｖ_Ｐ、逆相電圧Ｖ_Ｎは、各線間電圧、すなわちＡ相配電線１４ａとＢ相配電線１４ｂとの電圧差、Ｂ相配電線１４ｂとＣ相配電線１４ｃとの電圧差、及びＡ相配電線１４ａとＣ相配電線１４ｃとの電圧差に基づいた値であり、例えば対称座標法により算出される。

ε（％）＝｜Ｖ_Ｎ｜／｜Ｖ_Ｐ｜・１００ ・・・（１）

電圧不平衡率εは、Ａ相配電線１４ａとＢ相配電線１４ｂとＣ相配電線１４ｃとに接続される負荷が不均衡である場合に大きくなる。すなわち、ある配電線の負荷が他の配電線より大きいと、その配電線での電力消費が高くなり、他の配電線よりも電圧降下が大きくなる。その結果として、電圧不平衡率εが高くなる。また、電圧不平衡率εは、配電線のインピーダンスが不均等な場合にも高くなる。各配電線は、配電線のインピーダンスのうちの抵抗成分が均等になるように設計されている。しかし、配電線のインピーダンスのうちの相互リアクタンス成分は、Ａ相配電線１４ａとＢ相配電線１４ｂとＣ相配電線１４ｃとの相互関係、すなわち互いの距離によって変化する。配電システム１は、Ａ相配電線１４ａとＢ相配電線１４ｂとＣ相配電線１４ｃとの距離関係が異なるような配列（水平装柱や垂直装柱など）とされている区間がある。このような場合、Ａ相配電線１４ａとＢ相配電線１４ｂとＣ相配電線１４ｃとの相互リアクタンスが互いに均等にならず、配電線のインピーダンスが配電線毎に異なったものとなってしまい、電圧不平衡率が高くなる。

このように、電圧不平衡率εは、三相配電線１４のそれぞれに接続される負荷、及び三相配電線１４のそれぞれの相互リアクタンスに影響される。従って、電圧不平衡率εを抑制するためには、三相配電線１４に接続される負荷を均等にしつつ、相互リアクタンスについても均等にすることが望ましい。しかし、負荷を均等にするためには、全ての負荷部２２がどの配電線に接続されているかを把握する必要がある。負荷部２２は、１つの配電システム１内で膨大な数設置されており、その数も日々変化するため、全ての把握は困難である。さらに、負荷部２２毎の大きさ、すなわち柱上変圧器２１の利用率が異なるため、負荷部２２と配電線との接続関係を把握しても、接続される負荷を正確に反映できない場合もある。また、配電線の配列も区間によって様々であるため、相互リアクタンスについても把握することが困難である。さらに、各配電線に接続される負荷の大きさや配電線の配列を変更させた場合、各部の電圧などが複雑に変動する。そのため、各配電線の負荷を変動させた場合における電圧値は、予め把握することが困難となっている。従って、三相配電線１４のそれぞれに接続される負荷を適切に割り当てて、電圧不平衡を解消することは、一般的には、容易に行うことができない。しかし、本実施形態に係る負荷配分決定システム３０は、負荷配分を変更した場合の電圧値を、適切に予測することができる。従って、負荷配分決定システム３０を用いると、容易に、電圧不平衡を解消することができる。以下、負荷配分決定システム３０について説明する。

(負荷配分決定システム)
負荷配分決定システム３０は、以下説明する処理を行って、三相配電線１４の所定位置における電圧の予測値（電圧予測値）を算出する。以下では、この所定位置を、開閉器Ｐ_ｖが設置された位置として説明する。そして、開閉器Ｐ_ｖよりも下流側の開閉器Ｐ_ｗの位置における電圧不平衡率εを規定値以下とするように、開閉器Ｐ_ｖよりも上流側の負荷配分を決定することを例として説明する。この所定位置は、計測機能を有する開閉器Ｐが設置された位置であればよく、三相配電線１４、すなわち幹線内の位置であることが好ましい。ただし、この所定位置は、電流測定値及び電圧測定値の取得が可能な位置であれば、任意である。また、電圧不平衡率εを規定値以下とする位置も、任意である。また、負荷配分を決定する区間は、開閉器Ｐ_ｖよりも上流側の区間としたが、その区間は任意であってよい。例えば、負荷配分を決定する区間は、開閉器Ｐ_ｕと開閉器Ｐ_ｖとの間などの一部の区間であってよい。

図２は、本実施形態に係る負荷配分決定システムの模式的なブロック図である。負荷配分決定システム３０は、例えばコンピュータであり、記憶したソフトウェア処理を実行することで、以下説明するような処理を実行する。図２に示すように、負荷配分決定システム３０は、電圧予測システム３２と、負荷配分決定部３４と、を有する。電圧予測システム３２は、測定値取得部４０と、電圧算出値算出部４２と、補正係数算出部４４と、電圧予測値算出部４６と、を有する。

測定値取得部４０は、図１に示す開閉器Ｐから、所定位置を流れる三相交流電流Ｉの測定値である電流測定値と、その所定位置での電圧の測定値である電圧測定値とを取得する。具体的には、測定値取得部４０は、開閉器Ｐ_ｖから、電流測定値としてのＡ相電流測定値Ｉ１_ｖａ、Ｂ相電流測定値Ｉ１_ｖｂ、及びＣ相電流測定値Ｉ１_ｖｃと、電圧測定値としてのＡ相電圧測定値Ｅ１_ｖａ、Ｂ相電圧測定値Ｅ１_ｖｂ、及びＣ相電圧測定値Ｅ１_ｖｃと、を取得する。Ａ相電流測定値Ｉ１_ｖａは、Ａ相配電線１４ａの開閉器Ｐ_ｖが接続された位置を流れるＡ相電流Ｉａの測定値である。Ｂ相電流測定値Ｉ１_ｖｂは、Ｂ相配電線１４ｂの開閉器Ｐ_ｖが接続された位置を流れるＢ相電流Ｉｂの測定値である。Ｃ相電流測定値Ｉ１_ｖｃは、Ｃ相配電線１４ｃの開閉器Ｐ_ｖが接続された位置を流れるＣ相電流Ｉｃの測定値である。Ａ相電圧測定値Ｅ１_ｖａは、Ａ相配電線１４ａの開閉器Ｐ_ｖが接続された位置における電圧の測定値である。Ｂ相電圧測定値Ｅ１_ｖｂは、Ｂ相配電線１４ｂの開閉器Ｐ_ｖが接続された位置における電圧の測定値である。Ｃ相電圧測定値Ｅ１_ｖｃは、Ｃ相配電線１４ｃの開閉器Ｐ_ｖが接続された位置における電圧の測定値である。また、測定値取得部４０は、Ａ相配電線１４ａ及びＢ相配電線１４ｂ及びＣ相配電線１４ｃの開閉器Ｐ_ｖが接続された位置における力率も取得する。なお、測定値取得部４０は、他の開閉器Ｐからも、その開閉器Ｐが接続された位置における電流測定値と電圧測定値と力率とを取得してよい。

電圧算出値算出部４２は、測定値取得部４０が取得した電流測定値に基づき、所定位置、ここでは開閉器Ｐ_ｖが接続された位置の電圧算出値を算出する。電圧算出値算出部４２は、予め記憶した計算（シミュレーション）を実行することで、電圧算出値を算出する。この計算は、開閉器Ｐ_ｖが接続された位置の電流値と、後述する設定インピーダンスＺとに基づき、開閉器Ｐ_ｖが接続された位置の電圧値を算出する計算モデルである。

図３は、電流算出値の算出方法を説明する模式図である。電圧算出値算出部４２は、最初に、電流測定値に基づき、開閉器Ｐ_ｖが接続された位置の電流の算出値である電流算出値を算出する。電圧算出値算出部４２は、図３に示すように、Ａ相電流測定値Ｉ１_ｖａのベクトルと、Ｂ相電流測定値Ｉ１_ｖｂのベクトルと、Ｃ相電流測定値Ｉ１_ｖｃのベクトルとを形成する。Ａ相電流測定値Ｉ１_ｖａ、Ｂ相電流測定値Ｉ１_ｖｂ、及びＣ相電流測定値Ｉ１_ｖｃのベクトルの長さ（スカラー）は、それぞれＡ相電流測定値Ｉ１_ｖａ、Ｂ相電流測定値Ｉ１_ｖｂ、及びＣ相電流測定値Ｉ１_ｖｃの絶対値である。また、Ａ相電流測定値Ｉ１_ｖａのベクトルとＢ相電流測定値Ｉ１_ｖｂのベクトルとの間の角度θ_１と、Ｂ相電流測定値Ｉ１_ｖｂのベクトルとＣ相電流測定値Ｉ１_ｖｃのベクトルとの間の角度θ_２と、Ｃ相電流測定値Ｉ１_ｖｃのベクトルとＡ相電流測定値Ｉ１_ｖａのベクトルとの間の角度θ_３とは、それぞれ測定値取得部４０が取得した力率から算出される。

そして、電圧算出値算出部４２は、これらのベクトルに基づき、開閉器で区切られた間にある按分負荷Ｓ２２を算出する。ここでの按分負荷Ｓ２２は、開閉器Ｐ_Ｖと開閉器Ｐ_Ｗとの間において各配電線１４に接続されていると算出された計算上の負荷である。按分負荷Ｓ２２は、開閉器Ｐｖの電力（ｐ_ｖ＋ｊｑ_ｖ）から開閉器Ｐｗの電力（ｐ_ｗ＋ｊｑ_ｗ）を差し引いて求める。すなわち、按分負荷Ｓ２２は、次の式（２Ａ）、（２Ｂ）、及び（２Ｃ）から算出される負荷按分Ｓ２２_ａｂ、Ｓ２２_ｂｃ、Ｓ２２_ｃａの行列式である。負荷按分Ｓ２２_ａｂは、開閉器Ｐ_Ｖと開閉器Ｐ_Ｗとの間におけるａｂ間の負荷（Ａ相配電線１４ａとＢ相配電線１４ｂとに接続される負荷）である。負荷按分Ｓ２２_ｂｃは、開閉器Ｐ_Ｖと開閉器Ｐ_Ｗとの間におけるｂｃ間の負荷（Ｂ相配電線１４ｂとＣ相配電線１４ｃとに接続される負荷）である。負荷按分Ｓ２２_ｃａは、開閉器Ｐ_Ｖと開閉器Ｐ_Ｗとの間におけるｃａ間の負荷（Ｃ相配電線１４ｃとＡ相配電線１４ａとに接続される負荷）である。

式（２Ａ）、（２Ｂ）、及び（２Ｃ）の各記号は、以下を意味している。すなわち、開閉器Ｐｖのａｂ間の電力（Ａ相配電線１４ａとＢ相配電線１４ｂとの間の電力）を、（ｐ_ｖａｂ＋ｊｑ_ｖａｂ）とする。また、開閉器Ｐｖのｂｃ間の電力（Ｂ相配電線１４ｂとＣ相配電線１４ｃとの間の電力）を、（ｐ_ｖｂｃ＋ｊｑ_ｖｂｃ）とする。また、開閉器Ｐｖのｃａ間の電力（Ｃ相配電線１４ｃとＡ相配電線１４ａとの間の電力）を、（ｐ_ｖｃａ＋ｊｑ_ｖｃａ）とする。同様に、開閉器Ｐｗのａｂ間の電力（Ａ相配電線１４ａとＢ相配電線１４ｂとの間の電力）を、（ｐ_ｗａｂ＋ｊｑ_ｗａｂ）とする。また、開閉器Ｐｗのｂｃ間の電力（Ｂ相配電線１４ｂとＣ相配電線１４ｃとの間の電力）を、（ｐ_ｗｂｃ＋ｊｑ_ｗｂｃ）とする。また、開閉器Ｐｗのｃａ間の電力（Ｃ相配電線１４ｃとＡ相配電線１４ａとの間の電力）を、（ｐ_ｗｃａ＋ｊｑ_ｗｃａ）とする。そして、開閉器Ｐｖ、Ｐｗの電力は、以下の式（２Ｄ）、（２Ｅ）、（２Ｆ）、（２Ｇ）、（２Ｈ）、（２Ｉ）から算出できる。

なお、Ｉ_ｖａｂは、開閉器Ｐ_ＶにおけるＡ相配電線１４ａとＢ相配電線１４ｂとの間の線間電流である。Ｉ_ｖｂｃは、開閉器Ｐ_ＶにおけるＢ相配電線１４ｂとＣ相配電線１４ｃとの間の線間電流である。Ｉ_ｖｃａは、開閉器Ｐ_ＶにおけるＣ相配電線１４ｃとＡ相配電線１４ａとの間の線間電流である。電圧算出値算出部４２は、これらの線間電流Ｉ_ｖａｂ、Ｉ_ｖｂｃ、Ｉ_ｖａｃが一意的に求まらないため、不明な場合は以下の式（２Ｊ）で算出する。線間電流Ｉ_ｖａｂ、Ｉ_ｖｂｃ、Ｉ_ｖａｃのベクトルの関係図は、図３に示されている。すなわち、電圧算出値算出部４２は、２つの配電線間の線間電流を、１つの配電線の電流測定値のベクトルから他の１つの配電線の電流測定値のベクトルから差し引き、その差し引いた値を予め定めた係数（この式の例では３）で除することにより、算出している。ただし、式（２Ｊ）は、一例であり、電圧算出値算出部４２は、式（２ＪＡ）のように、１つの配電線の電流測定値のベクトルから他の１つの配電線の電流測定値のベクトルから差し引き、その差し引いた値に、それぞれ係数ｄ１、ｄ２、ｄ３を乗じることにより算出してもよい。ただし、この係数ｄ１、ｄ２、ｄ３の合計値は、１となる。すなわち、電圧算出値算出部４２は、１つの配電線の電流測定値のベクトルから他の１つの配電線の電流測定値のベクトルから差し引き、その差し引いた値に所定の補正値を乗じて、線間電流Ｉ_ｖａｂ、Ｉ_ｖｂｃ、Ｉ_ｖａｃを算出する。

なお、Ｉ_ｗａｂ、Ｉ_ｗｂｃ、Ｉ_ｗｃａは、開閉器Ｐｗにおける各配電線間の線間電流であり、線間電流Ｉ_ｖａｂ、Ｉ_ｖｂｃ、Ｉ_ｖａｃと同様の方法で算出される。また、Ｅ_ｖａｂは、開閉器Ｐ_ＶにおけるＡ相配電線１４ａとＢ相配電線１４ｂとの間の線間電圧であり、Ｅ_ｖｂｃは、開閉器Ｐ_ＶにおけるＢ相配電線１４ｂとＣ相配電線１４ｃとの間の線間電圧であり、Ｅ_ｖｃａは、開閉器Ｐ_ＶにおけるＣ相配電線１４ｃとＡ相配電線１４ａとの間の線間電圧である。これらの線間電圧Ｅ_ｖａｂ、Ｅ_ｖｂｃ、Ｅ_ｖｃａも、式（２Ｊ）の各電流測定値（例えばＩ１_ｖａ）を電圧測定値（例えばＥ１_ｖａ）に置き換えて、同様の方法で算出される。Ｅ_ｗａｂ、Ｅ_ｗｂｃ、Ｅ_ｗｃａは、開閉器Ｐｗにおける各配電線間の線間電圧であり、線間電圧Ｅ_ｖａｂ、Ｅ_ｖｂｃ、Ｅ_ｖｃａと同様の方法で算出される。

電圧算出値算出部４２は、このように、電流測定値と電圧測定値とに基づき、線間電流及び線間電圧を算出し、その算出した線間電流及び線間電圧を用いて、負荷（ここでは按分負荷Ｓ２２）を算出する。

電圧算出値算出部４２は、この負荷の算出値に基づき、上述した予め記憶した計算、ここでは三相の潮流計算を実行して、電流算出値としてのＡ相電流算出値Ｉ２ｖａ、Ｂ相電流算出値Ｉ２ｖｂ、及びＣ相電流算出値Ｉ２ｖｃと、電圧算出値、すなわちＡ相電圧算出値Ｅ２ｖａ、Ｂ相電圧算出値Ｅ２ｖｂ、及びＣ相電圧算出値Ｅ２ｖｃとを算出する。Ａ相電流算出値Ｉ２ｖａは、Ａ相配電線１４ａの開閉器Ｐｖが接続された位置に流れる電流の算出値である。Ｂ相配電線１４ｂの開閉器Ｐｖが接続された位置を流れる電流の算出値である。Ｃ相電流算出値Ｉ２ｖｃは、Ｃ相配電線１４ｃの開閉器Ｐｖが接続された位置を流れる電流の算出値である。同様に、Ａ相電圧算出値Ｅ２_ｖａは、Ａ相配電線１４ａの開閉器Ｐ_ｖが接続された位置における電圧の算出値である。Ｂ相電圧算出値Ｅ２_ｖｂは、Ｂ相配電線１４ｂの開閉器Ｐ_ｖが接続された位置における電圧の算出値である。Ｃ相電圧算出値Ｅ２_ｖｃは、Ｃ相配電線１４ｃの開閉器Ｐ_ｖが接続された位置における電圧の算出値である。

電圧算出値算出部４２は、潮流計算として、各開閉器Ｐｉ（ｉ=１、・・・、r、s、t、u、v、w)について、設定インピーダンスＺに基づいたノード方程式である式（２Ｋ）と、按分負荷Ｓ２２ｉａｂ，Ｓ２２ｉｂｃ，Ｓ２２ｉｃａを指定したＰＱ指定式である式（２Ｌ）とを立てて、反復法により収束計算を実行する。これにより、電圧算出値算出部４２は、この潮流計算の実行により収束した値を、各位置の電流算出値及び電圧算出値とする。なお、式（２Ｋ）における設定インピーダンスＺは、系統の構成から一意に決まる定数、すなわち予め設定された値であり、Ａ相配電線１４ａとＢ相配電線１４ｂとＣ相配電線１４ｃとのそれぞれのインピーダンスの値である。電圧算出値算出部４２は、例えば、電線の材質や太さ、また装柱、電線の接続情報に基づき、設定インピーダンスＺの値を設定する。

ここで、潮流計算で基準とする電圧Ｅ１ａ、Ｅ１ｂ、Ｅ１ｃは、送電側の電圧であり、例えば、配電用変電所１２における各配電線の電圧値である。電圧算出値算出部４２は、潮流計算時に、初期値として、Ｅ２１ａにＥ１ａ、Ｅ２１ｂにＥ１ｂ、Ｅ２１ｃにＥ１ｃを与えて反復計算を実行する。計算の結果、電流算出値及び電圧算出値は、それぞれの区間において、以下の式（３）の関係式を満たしている。

このように、電圧算出値算出部４２は、負荷の算出値と設定インピーダンスＺとに基づき、潮流計算を実行することで、電流算出値及び電圧算出値を算出する。ただし、この計算は任意であり、電圧算出値算出部４２は、負荷の算出値と設定インピーダンスＺとに基づき、電流算出値及び電圧算出値を算出すれば、その計算内容は、任意である。

なお、設定インピーダンスＺは、Ａ相配電線１４ａ、Ｂ相配電線１４ｂ、Ｃ相配電線１４ｃのインピーダンスの設定値である。設定インピーダンスＺは、抵抗成分とリアクタンス成分とで表すことが可能である。その場合、式（３）は、次の式（４）のように表される。

式（４）において、Ｒは、設定インピーダンスＺにおける抵抗成分であり、各配電線に共通している。ただし、Ｒは、配電線毎に異なってもよい。ｊは、虚数である。また、Ｘ_ａａは、Ａ相配電線１４ａの自己リアクタンス成分であり、Ｘ_ｂｂは、Ｂ相配電線１４ｂの自己リアクタンス成分であり、Ｘ_ｃｃは、Ｃ相配電線１４ｃの自己リアクタンス成分である。そして、Ｘ_ａｂは、Ａ相配電線１４ａのＢ相配電線１４ｂからの相互リアクタンス成分であり、Ｘ_ａｃは、Ａ相配電線１４ａのＣ相配電線１４ｃからの相互リアクタンス成分である。Ｘ_ｂａは、Ｂ相配電線１４ｂのＡ相配電線１４ａからの相互リアクタンス成分であり、Ｘ_ｂｃは、Ｂ相配電線１４ｂのＣ相配電線１４ｃからの相互リアクタンス成分である。Ｘ_ｃａは、Ｃ相配電線１４ｃのＡ相配電線１４ａからの相互リアクタンス成分であり、Ｘ_ｃｂは、Ｃ相配電線１４ｃのＢ相配電線１４ｂからの相互リアクタンス成分である。

電圧算出値算出部４２は、以上説明したように、予め記憶した計算（ここでは潮流計算）を実行して、電圧算出値、すなわちＡ相電圧算出値Ｅ２_ｖａ、Ｂ相電圧算出値Ｅ２_ｖｂ、及びＣ相電圧算出値Ｅ２_ｖｃを算出する。

図２に示す補正係数算出部４４は、設定インピーダンスＺを補正する補正係数ｋを算出する。補正係数算出部４４は、補正係数ｋで設定インピーダンスＺを補正して算出した電圧算出値と、測定値取得部４０の取得した電圧測定値との差が所定値以下となるように、補正係数ｋを算出する。すなわち、補正係数算出部４４は、補正係数ｋで設定インピーダンスＺを補正してＡ相電圧算出値Ｅ２_ｖａ、Ｂ相電圧算出値Ｅ２_ｖｂ、及びＣ相電圧算出値Ｅ２_ｖｃを算出した場合に、Ａ相電圧算出値Ｅ２_ｖａとＡ相電圧測定値Ｅ１_ｖａとの差が所定値以下となり、Ｂ相電圧算出値Ｅ２_ｖｂとＢ相電圧測定値Ｅ１_ｖｂとの差が所定値以下となり、かつ、Ｃ相電圧算出値Ｅ２_ｖｃとＣ相電圧測定値Ｅ１_ｖｃとの差が所定値以下となるように、補正係数ｋを算出する。また、補正係数算出部４４は、補正係数ｋとして設定可能な数値範囲の値のうち、その値を補正係数ｋとして補正した電圧算出値と電圧測定値との差が最小となるような値を、補正係数ｋとしてもよい。

ここで、補正係数ｋで設定インピーダンスＺを補正した後のＡ相電圧算出値Ｅ２_ｖａをＡ相電圧補正値Ｅ３_ｖａとし、補正した後のＢ相電圧算出値Ｅ２_ｖｂをＢ相電圧補正値Ｅ３_ｖｂとし、補正した後のＣ相電圧算出値Ｅ２_ｖｃをＣ相電圧補正値Ｅ３_ｖｃとする。Ａ相電圧補正値Ｅ３_ｖａと、Ｂ相電圧補正値Ｅ３_ｖｂと、Ｃ相電圧補正値Ｅ３_ｖｃとは、次の式（５）に示すように、式（４）の右辺の設定インピーダンスＺを、補正係数ｋで乗じて（補正して）算出される値である。

より具体的には、Ａ相電圧補正値Ｅ３_ｖａと、Ｂ相電圧補正値Ｅ３_ｖｂと、Ｃ相電圧補正値Ｅ３_ｖｃとは、設定インピーダンスＺのうちの相互リアクタンス成分（Ｘ_ａｂ、Ｘ_ａｃ、Ｘ_ｂａ、Ｘ_ｂｃ、Ｘ_ｃａ、Ｘ_ｃｂ）を補正係数ｋで乗じて（補正して）算出される値である。すなわち、補正係数算出部４４は、相互リアクタンス成分を補正係数ｋで補正して電圧算出値を算出した場合に、電圧算出値と電圧測定値との差が所定値以下となるように、補正係数ｋを算出する。このように、補正係数ｋは、設定インピーダンスＺのうち相互リアクタンス成分を補正するための係数である。このように、補正係数ｋは、設定インピーダンスＺの他の成分、すなわち自己リアクタンス成分や抵抗成分を補正する係数ではないが、相互リアクタンス成分に加えて、自己リアクタンス成分や抵抗成分についても補正するものであってもよい。

なお、式（５）で示すように、補正係数算出部４４は、三相配電線１４の複数の相互リアクタンス成分、すなわちＡ相配電線１４ａ、Ｂ相配電線１４ｂ、Ｃ相配電線１４ｃのそれぞれの相互リアクタンス成分（Ｘ_ａｂ、Ｘ_ａｃ、Ｘ_ｂａ、Ｘ_ｂｃ、Ｘ_ｃａ、Ｘ_ｃｂ）の全てに共通する値として、補正係数ｋを算出する。すなわち、補正係数ｋは、相互リアクタンス成分（Ｘ_ａｂ、Ｘ_ａｃ、Ｘ_ｂａ、Ｘ_ｂｃ、Ｘ_ｃａ、Ｘ_ｃｂ）のそれぞれに対して個別に設定された値でなく、全てに共通して設定された１つの値である。

補正係数算出部４４は、このように、Ａ相電圧補正値Ｅ３_ｖａとＡ相電圧測定値Ｅ１_ｖａとの差が所定値以下となり、Ｂ相電圧補正値Ｅ３_ｖｂとＢ相電圧測定値Ｅ１_ｖｂとの差が所定値以下となり、かつ、Ｃ相電圧補正値Ｅ３_ｖｃとＣ相電圧測定値Ｅ１_ｖｃとの差が所定値以下となるように、補正係数ｋを算出する。

図２に示す電圧予測値算出部４６は、三相配電線１４に接続される負荷を変更した条件で、設定インピーダンスＺを補正係数ｋで補正して、電圧算出値算出部４２が行った計算と同じ計算を実行する。この計算は、負荷の値と補正係数ｋで補正した設定インピーダンスＺとに基づき、潮流計算により、電流算出値と、電圧算出値（ここでは電圧予測値）とを算出するものである。電圧予測値算出部４６は、この計算を実行することで、三相配電線１４に接続される負荷を変更した条件での、開閉器Ｐ_ｖが接続された位置の電圧予測値を算出する。

具体的には、電圧予測値算出部４６は、電圧算出値算出部４２での負荷の算出値と異なる負荷の値と、設定インピーダンスＺと、補正係数ｋとに基づき、負荷を変更させた条件での電圧予測値を算出する。電圧予測値算出部４６は、上述の式（５）と同様に、補正係数ｋを各相互リアクタンス成分に乗じて、式（５）の左辺に相当する、Ａ相配電線１４ａ、Ｂ相配電線１４ｂ、及びＣ相配電線１４ｃのそれぞれの電圧予測値を算出する。これにより、電圧予測値算出部４６は、負荷配分を変更した場合において電圧値がどのような値になるかの電圧予測値を、補正係数ｋで補正した条件で算出することができる。なお、電圧予測値算出部４６は、負荷配分の条件（各配電線に接続される負荷の値）を変更させて、それぞれの負荷配分の条件ごとに電圧予測値を算出する。言い換えれば、電圧予測値算出部４６は、三相配電線１４のそれぞれ（Ａ相配電線１４ａ、Ｂ相配電線１４ｂ、Ｃ相配電線１４ｃ）に接続される負荷配分の組み合わせ毎に計算を実行して、負荷配分の組み合わせ毎の電圧予測値を算出する。なお、電圧予測値算出部４６は、全ての負荷配分の組み合わせに対し、同じ補正係数ｋを用いて、電圧予測値を算出する。

図２に示す負荷配分決定部３４は、電圧予測値算出部４６が算出した電圧予測値に基づき、その電圧値における三相配電線１４の電圧不平衡率εを算出する。負荷配分決定部３４は、算出した電圧不平衡率εが規定値以下となるような負荷配分を決定する。すなわち、負荷配分決定部３４は、電圧予測値算出部４６が算出した負荷配分の条件ごとの電圧予測値に基づき、負荷配分の条件ごとの電圧不平衡率εを算出する。負荷配分決定部３４は、算出した複数の電圧不平衡率εのうち、値が規定値以下となるような電圧不平衡率εに対応する負荷配分を、三相配電線１４のそれぞれ（Ａ相配電線１４ａ、Ｂ相配電線１４ｂ、Ｃ相配電線１４ｃ）に接続される負荷として決定する。この規定値は、任意の値であるが、値が小さい方が望ましい。また、負荷配分決定部３４は、電圧予測値算出部４６が算出した各電圧予測値から電圧不平衡率εを算出し、電圧不平衡率εが最小となる負荷配分の組み合わせを、三相配電線１４のそれぞれに接続される負荷として決定することが好ましい。

以上が負荷配分決定システム３０の構成である。次に、負荷配分決定システム３０による負荷配分の決定フローを、フローチャートを用いて説明する。図４は、本実施形態に係る負荷配分の決定フローを説明するフローチャートである。図４に示すように、負荷配分決定システム３０は、最初に、測定値取得部４０により、所定位置での電流測定値と電圧測定値とを取得する（ステップＳ１０；測定値取得ステップ）。具体的には、測定値取得部４０は、開閉器Ｐ_ｖから、Ａ相電流測定値Ｉ１_ｖａ、Ｂ相電流測定値Ｉ１_ｖｂ、及びＣ相電流測定値Ｉ１_ｖｃと、Ａ相電圧測定値Ｅ１_ｖａ、Ｂ相電圧測定値Ｅ１_ｖｂ、及びＣ相電圧測定値Ｅ１_ｖｃと、を取得する。

電流測定値と電圧測定値とを取得した後、負荷配分決定システム３０は、電圧算出値算出部４２により、電流測定値及び電圧測定値に基づき、各配電線の負荷を算出し（ステップＳ１２）、これらの負荷の算出値と設定インピーダンスとに基づき、電流算出値及び電圧算出値を算出する（ステップＳ１４）。具体的には、電圧算出値算出部４２は、ステップＳ１２において、電流測定値及び電圧測定値から、線間電流及び線間電圧を算出し、電力を算出する。そして、電圧算出値算出部４２は、算出した電力に基づき、Ａ相配電線１４ａとＢ相配電線１４ｂとＣ相配電線１４ｃとのそれぞれに接続される負荷を算出する。電圧算出値算出部４２は、ステップＳ１４において、これらの負荷の算出値に基づき計算（潮流計算）を実行して、電流算出値及び電圧算出値、すなわちＡ相電流算出値Ｉ２_ｖａ、Ｂ相電流算出値Ｉ２_ｖｂ、Ｃ相電流算出値Ｉ２_ｖｃ、Ａ相電圧算出値Ｅ２_ｖａ、Ｂ相電圧算出値Ｅ２_ｖｂ、及びＣ相電圧算出値Ｅ２_ｖｃを算出する。これらのステップＳ１２及びＳ１４が、電圧算出値算出ステップに相当する。

電圧算出値を算出した後、負荷配分決定システム３０は、補正係数算出部４４により、補正係数ｋを算出する（ステップＳ１８；補正係数算出ステップ）。補正係数算出部４４は、設定インピーダンスＺのうちの相互リアクタンス成分を補正係数ｋで補正して電圧算出値を算出した場合に、電圧算出値と電圧測定値との差が所定値以下となるように、補正係数ｋを算出する。

補正係数ｋを算出した後、負荷配分決定システム３０は、電圧予測値算出部４６により、設定インピーダンスＺを補正係数ｋで補正して、負荷を変更した条件での電圧予測値を算出する（ステップＳ２０；電圧予測値算出ステップ）。電圧予測値算出部４６は、電圧算出値算出部４２での負荷の算出値と異なる負荷の値と、補正係数ｋで補正した設定インピーダンスＺとを用いて計算を実行することで、上述の式（５）のように補正係数ｋで各相互リアクタンス成分を補正して、式（５）の左辺に相当する電圧予測値を算出する。電圧予測値算出部４６は、三相配電線１４のそれぞれに接続される負荷配分の組み合わせ毎に計算を実行して、負荷配分の組み合わせ毎の電圧予測値を算出する。ただし、電圧予測値算出部４６は、負荷配分の組み合わせ毎に計算を実行することに限られず、１つの負荷配分の組み合わせ条件における電圧予測値のみを算出してもよい。

電圧予測値を算出した後、負荷配分決定システム３０は、負荷配分決定部３４により、電圧予測値に基づき、電圧不平衡率εを算出し（ステップＳ２２）、負荷の配分を決定する(ステップＳ２４)。負荷配分決定システム３０は、電圧予測値算出部４６が算出した負荷配分の組み合わせ毎の電圧予測値に基づき、負荷配分の条件ごとの電圧不平衡率εを算出する。負荷配分決定システム３０は、電圧不平衡率εが最小となる負荷配分の組み合わせを、三相配電線１４のそれぞれに接続される負荷として決定する。ただし、負荷配分決定システム３０は、１つの負荷配分の組み合わせ条件における電圧不平衡率εのみを算出するものであってよい。負荷配分決定部３４は、その際の電圧不平衡率εが規定値以下である場合に、その負荷配分を三相配電線１４のそれぞれに接続される負荷として決定してもよい。このように負荷の配分を決定したら、本処理は終了する。

図５及び図６は、配電線の各箇所の電圧値の一例を示すグラフである。図５は、電圧測定値と、補正係数ｋによる補正前の電圧算出値との一例を示している。図５の横軸は、三相交流電流Ｉの流れに沿った三相配電線１４の上流側からの距離を示している。図５の縦軸は、三相配電線１４の各位置における電圧値を示している。図５の線分Ｌ１ａは、Ａ相電圧測定値Ｅ１_ｖａすなわち、Ａ相配電線１４ａの電圧測定値の一例を示している。図５の線分Ｌ１ｂは、Ｂ相電圧測定値Ｅ１_ｖｂ、すなわち、Ｂ相配電線１４ｂの電圧測定値の一例を示している。図５の線分Ｌ１ｃは、Ｃ相電圧測定値Ｅ１_ｖｃ、すなわち、Ｃ相配電線１４ｃの電圧測定値の一例を示している。図５の線分Ｌ２ａは、Ａ相電圧算出値Ｅ２_ｖａ、すなわち、Ａ相配電線１４ａの電圧算出値（補正係数ｋによる補正前）の一例を示している。図５の線分Ｌ２ｂは、Ｂ相電圧算出値Ｅ２_ｖｂ、すなわち、Ｂ相配電線１４ｂの電圧算出値（補正係数ｋによる補正前）の一例を示している。図５の線分Ｌ２ｃは、Ｃ相電圧算出値Ｅ２_ｖｃ、すなわち、Ｃ相配電線１４ｃの電圧算出値（補正係数ｋによる補正前）の一例を示している。

図５に示すように、各配電線の電圧算出値は、補正係数ｋで設定インピーダンスＺを補正せずに算出された値であるため、実際の測定値（電圧測定値）に対し値がずれている箇所がある。

図６は、電圧測定値と、補正係数ｋによる補正後の電圧補正値との一例を示している。図６の線分Ｌ３ａは、Ａ相電圧補正値Ｅ３_ｖａ、すなわち、補正係数ｋによる補正後のＡ相配電線１４ａの電圧算出値を示している。図６の線分Ｌ３ｂは、Ｂ相電圧補正値Ｅ３_ｖｂ、すなわち、補正係数ｋによる補正後のＢ相配電線１４ｂの電圧算出値を示している。図６の線分Ｌ３ｃは、Ｃ相電圧補正値Ｅ３_ｖｃ、すなわち、補正係数ｋによる補正後のＣ相配電線１４ｃの電圧算出値を示している。図６に示すように、補正係数ｋで設定インピーダンスＺを補正した場合、各配電線の電圧算出値は、補正しない場合よりも、実際の測定値（電圧測定値）に対し全体的に近い値となっている。

図７及び図８は、配電線の各箇所の電圧不平衡率の一例を示すグラフである。図７は、補正係数ｋによる補正前の電圧算出値を用いて算出した電圧不平衡率εを示している。図７の横軸は、三相交流電流Ｉの流れに沿った三相配電線１４の上流側からの距離を示している。図７の縦軸は、三相配電線１４の各位置における電圧不平衡率を示している。図７の線分α１は、図５及び図６に示した電圧測定値（線分Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃ）を用いて算出した電圧不平衡率εを示している。図７の線分α２は、図５に示した補正係数ｋによる補正前の電圧算出値（線分Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ）を用いて算出した電圧不平衡率εを示している。図７の線分α２に示すように、補正係数ｋで補正する前の電圧算出値を用いた場合、電圧不平衡率εが、実際の測定値（電圧測定値）を用いた場合からずれた値となっている。

図８は、補正係数ｋによる補正後の電圧算出値を用いて算出した電圧不平衡率εを示している。図８の線分α３は、図６に示した補正係数ｋによる補正後の電圧算出値（線分Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ、Ｌ３ｃ）を用いて算出した電圧不平衡率εを示している。図８の線分α３に示すように、補正係数ｋによる補正後の電圧算出値を用いた場合、電圧不平衡率εが、実際の測定値（電圧測定値）を用いた値に近くなっている。また、図８の線分βは、補正係数ｋで補正しつつ、負荷配分を変更させて電圧予測値を算出した場合に、電圧不平衡率εが最小となる負荷配分の組み合わせにおける電圧不平衡率εの算出値を示している。線分βに示すように、電圧不平衡率εは、補正係数ｋで補正した電圧予測値に従い負荷配分を変更した場合に、適切に値が小さくなることが予測される。

以上説明したように、電圧予測システム３２が実行する電圧予測方法は、測定値取得ステップと、電圧算出値算出ステップと、補正係数算出ステップと、電圧予測値算出ステップと、を有する。測定値取得ステップは、測定値取得部４０により実施され、三相配電線１４の所定位置を流れる電流測定値と、所定位置の電圧測定値とを取得する。電圧算出値算出ステップは、電圧算出値算出部４２により実施され、電流測定値と予め設定した設定インピーダンスＺとに基づき、所定位置での電圧を算出する計算（ここでは潮流計算）を実行することで、所定位置での電圧算出値を算出する。補正係数算出ステップは、補正係数算出部４４により実施され、設定インピーダンスＺを補正して算出した電圧算出値と電圧測定値との差が所定値以下となるように、設定インピーダンスＺを補正する補正係数ｋを算出する。電圧予測値算出ステップは、電圧予測値算出部４６により実施され、三相配電線１４に接続される負荷を変更した条件で、設定インピーダンスＺを補正係数ｋで補正して計算を実行することで、三相配電線１４に接続される負荷を変更した条件での所定位置の電圧予測値を算出する。

電圧不平衡率εを抑制するためには、各配電線への負荷を適切に配分する必要がある。しかし、上述のように、負荷配分を変更した場合、変更後の電圧値を予め把握することが困難である。特に、配電線のインピーダンスは、装柱状態などによって異なるため、予測が困難となっている。本実施形態に係る電圧予測方法は、電圧算出値算出部４２により、現状の負荷配分での電流測定値と、予め設定した設定インピーダンスＺとに基づき、その負荷配分での電圧算出値を算出する。さらに、電圧予測方法は、この電圧算出値と、実際の測定値（電圧測定値）とを比較し、その差が大きい（所定値より大きい）場合は、設定インピーダンスＺが実際とは異なっていると判断する。電圧予測方法は、補正係数算出部４４により、設定インピーダンスＺを補正した場合に、電圧算出値と電圧測定値との差が小さくなるような補正係数ｋを算出する。電圧予測方法は、電圧予測値算出部４６により、この補正係数ｋを用いて設定インピーダンスＺを実際の値に近づけた状態で、負荷配分を変更した場合の電圧予測値の計算を実行する。この電圧予測方法によると、補正係数ｋにより補正した設定インピーダンスＺを用いて電圧値の予測（算出）を行うため、負荷配分を変更した場合の電圧値の予測精度を向上させることができる。従って、この電圧予測方法によると、負荷配分を変更した場合の電圧値の予測を適切に行うことができる。なお、設定インピーダンスＺは、各配電線に固有の成分であるため、負荷を変更しても変化しない。従って、どのような負荷配分にでも、同じ補正係数ｋで設定インピーダンスＺを補正することができる。

また、電圧算出値算出ステップにおいて、電圧算出値算出部４２は、電流測定値及び電圧測定値に基づき三相配電線１４に接続される負荷の算出値を算出し、負荷の算出値と設定インピーダンスＺとに基づき、電圧算出値を算出する。そして、電圧予測値算出ステップにおいて、電圧予測値算出部４６は、負荷の算出値を変更した条件で計算を実行することにより、三相配電線１４に接続される負荷を変更した条件での所定位置の電圧予測値を算出する。この電圧予測方法は、電流測定値に基づき三相配電線１４に接続される負荷を算出し、それに基づき電流算出値を算出している。この電圧予測方法によると、電圧算出値の計算に用いる電流算出値を、電流測定値を用いて算出しているため、精度よく電圧算出値を算出し、それに伴い、補正係数ｋを精度よく算出することができる。この電圧予測方法によると、補正係数ｋを精度よく算出して設定インピーダンスＺを実際の値により精度良く近づけることができるため、負荷配分を変更した場合の電圧値の予測を適切に行うことができる。

また、補正係数算出ステップにおいて、補正係数算出部４４は、設定インピーダンスＺのうちの相互リアクタンス成分を補正して電圧算出値を算出した場合に、電圧算出値と電圧測定値との差が所定値以下となるように、相互リアクタンス成分を補正する補正係数ｋを算出する。電圧予測値算出ステップにおいて、電圧予測値算出部４６は、補正係数ｋで相互リアクタンス成分を補正して計算を実行する。この電圧予測方法は、電圧算出値と、電圧測定値とを比較し、その差が大きい（所定値より大きい）場合は、設定インピーダンスＺのうちの相互リアクタンス成分が実際とは異なっていると判断する。この電圧予測方法は、補正係数算出部４４により、相互リアクタンス成分を補正した場合に、電圧算出値と電圧測定値との差が小さくなるような補正係数ｋを算出する。この電圧予測方法は、そのような補正係数ｋで相互リアクタンス成分を補正して電圧予測値を算出している。従って、この電圧予測方法によると、補正係数ｋをより精度よく算出するため、負荷配分を変更した場合の電圧値の予測を適切に行うことができる。

また、補正係数算出ステップにおいて、補正係数算出部４４は、補正係数を、三相配電線の複数の相互リアクタンス成分に共通する値として算出する。そして、電圧予測値算出ステップにおいて、電圧予測値算出部４６は、複数の相互リアクタンス成分のそれぞれを補正係数で補正して計算を実行する。この電圧予測方法によると、補正係数ｋを、三相配電線の複数の相互リアクタンス成分に共通する値として算出するため、補正係数ｋを容易に算出することが可能となる。従って、この電圧予測方法によると、負荷配分を変更した場合の電圧値の予測を、より容易に行うことができる。

また、測定値取得ステップにおいて、測定値取得部４０は、所定位置に設けられた計測機能付開閉器による電流測定値及び電圧測定値の測定結果を取得する。測定値取得部４０は、計測機能付開閉器の測定値を取得するため、測定値の取得を、精度よく容易に行うことができる。ただし、測定値取得部４０は、計測機能付開閉器によらず、例えば必要な箇所に設置された専用の測定装置から、測定値を取得してもよい。なお、測定値取得部４０が取得する測定値の測定位置、すなわち所定位置は、三相配電線１４内、すなわち幹線であることが好ましく、分岐線２６でなくてもよい。また、この所定位置は、高負荷の単相負荷部２４の直前又は直後の位置（図１の例では、開閉器Ｐ_ｓ又は開閉器Ｐ_ｔの位置）の位置や、分岐線２６の直前又は直後の位置（図１の例では、開閉器Ｐ_ｕ又は開閉器Ｐ_ｖの位置）であることが好ましい。

また、本実施形態の負荷配分決定システム３０による負荷配分決定方法は、上述の電圧予測システム３２による電圧予測方法を用いて、三相配電線１４のそれぞれに接続される負荷の配分を決定する。この負荷配分決定方法は、負荷配分ステップを有する。負荷配分ステップは、負荷配分決定部３４により実行され、電圧予測値算出ステップで算出した電圧予測値に基づき三相配電線１４間の電圧不平衡を算出し、電圧不平衡が規定値以下となるように、三相配電線１４のそれぞれに接続される負荷の配分を決定する。この負荷配分方法によると、補正係数ｋによって精度が向上した電圧予測値を用いて、電圧不平衡率εが規定値以下となるような負荷配分を決定している。従って、この負荷配分方法を用いると、電圧不平衡率εを適切に抑制することができる。

また、電圧予測値算出ステップにおいて、電圧予測値算出部４６は、三相配電線１４のそれぞれに接続される負荷配分の組み合わせ毎に計算を実行して、負荷配分の組み合わせ毎の電圧予測値を算出する。そして、負荷配分ステップにおいて、負荷配分決定部３４は、各電圧予測値から算出した電圧不平衡が最小となる負荷配分の組み合わせを、三相配電線１４のそれぞれに接続される負荷の配分として決定する。この電圧予測値算出ステップによると、複数の負荷配分の組み合わせから、電圧不平衡が最小となるものを、負荷の配分として決定する。従って、この負荷配分方法を用いると、電圧不平衡率εをより適切に抑制することができる。

なお、本実施形態では、負荷配分決定部３４により、電圧不平衡を抑制する負荷配分を決定した。しかし、負荷配分決定部３４による負荷配分は必ずしも行う必要はなく、電圧予測システム３２のみを用いてもよい。この場合でも、電圧予測システム３２は、補正係数ｋの導入により、電圧予測値の精度を向上させているので、新たに負荷が加わった場合に電圧不平衡を小さくするような接続相を決定したり、電圧不平衡を設定した値にする場合における負荷配分を決定したりすることもできる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、これら実施形態の内容によりこの発明が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

１ 配電システム
１０ 発電所
１１ 送電線
１２ 配電用変電所
１４ 三相配電線
１４ａ Ａ相配電線
１４ｂ Ｂ相配電線
１４ｃ Ｃ相配電線
２０ 柱上変圧器
２１ 単相変圧器
２２ 負荷部
２４ 単相負荷部
２６ 分岐線
３０ 負荷配分決定システム
３２ 電圧予測システム
３４ 負荷配分決定部
４０ 測定値取得部
４２ 電圧算出値算出部
４４ 補正係数算出部
４６ 電圧予測値算出部
ｋ 補正係数
Ｐ 開閉器
Ｚ 設定インピーダンス

Claims (8)

1. 三相交流電流が供給される三相配電線に接続される負荷を変更した場合の、前記三相配電線の電圧を予測する電圧予測方法であって、
   前記三相配電線の所定位置を流れる電流測定値と、前記所定位置の電圧測定値とを取得する測定値取得ステップと、
   前記電流測定値と予め設定した前記三相配電線の設定インピーダンスとに基づき、前記所定位置での電圧を算出する計算を実行することで、前記所定位置での電圧算出値を算出する電圧算出値算出ステップと、
   前記設定インピーダンスを補正して算出した前記電圧算出値と前記電圧測定値との差が所定値以下となるように、前記設定インピーダンスを補正する補正係数を算出する補正係数算出ステップと、
   前記三相配電線に接続される負荷を変更した条件で、前記設定インピーダンスを前記補正係数で補正して前記計算を実行することで、前記三相配電線に接続される負荷を変更した条件での前記所定位置の電圧予測値を算出する電圧予測値算出ステップと、
   を有する電圧予測方法。
2. 前記電圧算出値算出ステップにおいて、前記電流測定値及び前記電圧測定値に基づき前記三相配電線に接続される負荷の算出値を算出し、前記負荷の算出値と前記設定インピーダンスとに基づき、前記電圧算出値を算出し、
   前記電圧予測値算出ステップにおいて、前記負荷の算出値を変更した条件で前記計算を実行することにより、前記三相配電線に接続される負荷を変更した条件での前記所定位置の電圧の予測値を算出する、請求項１に記載の電圧予測方法。
3. 前記補正係数算出ステップにおいて、前記設定インピーダンスのうちの相互リアクタンス成分を補正して前記電圧算出値を算出した場合に、前記電圧算出値と前記電圧測定値との差が前記所定値以下となるように、前記相互リアクタンス成分を補正する前記補正係数を算出し、
   前記電圧予測値算出ステップにおいて、前記補正係数で前記相互リアクタンス成分を補正して前記計算を実行する、請求項１又は請求項２に記載の電圧予測方法。
4. 前記補正係数算出ステップにおいて、前記補正係数を、前記三相配電線の複数の相互リアクタンス成分に共通する値として算出し、前記電圧予測値算出ステップにおいて、前記複数の相互リアクタンス成分のそれぞれを前記補正係数で補正して前記計算を実行する、請求項３に記載の電圧予測方法。
5. 前記測定値取得ステップにおいて、前記所定位置に設けられた計測機能付開閉器による前記電流測定値及び前記電圧測定値の測定結果を取得する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電圧予測方法。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電圧予測方法を用いて、前記三相配電線のそれぞれに接続される負荷の配分を決定する負荷配分決定方法であって、
   前記電圧予測値算出ステップで算出した前記電圧予測値に基づき前記三相配電線間の電圧不平衡を算出し、前記電圧不平衡が規定値以下となるように、前記三相配電線のそれぞれに接続される負荷の配分を決定する負荷配分ステップを有する、負荷配分決定方法。
7. 前記電圧予測値算出ステップにおいて、前記三相配電線のそれぞれに接続される負荷配分の組み合わせ毎に前記計算を実行して、前記負荷配分の組み合わせ毎の前記電圧予測値を算出し、
   前記負荷配分ステップにおいて、各電圧予測値から算出した前記電圧不平衡が最小となる前記負荷配分の組み合わせを、前記三相配電線のそれぞれに接続される負荷の配分として決定する、請求項６に記載の負荷配分決定方法。
8. 三相交流電流が供給される三相配電線に接続される負荷を変更した場合の、前記三相配電線の電圧を予測する電圧予測システムであって、
   前記三相配電線の所定位置を流れる電流測定値と、前記所定位置の電圧測定値とを取得する測定値取得部と、
   前記電流測定値と予め設定した前記三相配電線の設定インピーダンスとに基づき、前記所定位置での電圧を算出する計算を実行することで、前記所定位置での電圧算出値を算出する電圧算出値算出部と、
   前記設定インピーダンスを補正して算出した前記電圧算出値と前記電圧測定値との差が所定値以下となるように、前記設定インピーダンスを補正する補正係数を算出する補正係数算出部と、
   前記三相配電線に接続される負荷を変更した条件で、前記設定インピーダンスを前記補正係数で補正して前記計算を実行することで、前記三相配電線に接続される負荷を変更した条件での前記所定位置の電圧予測値を算出する電圧予測値算出部と、
   を有する電圧予測システム。

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