JP7435800B2

JP7435800B2 - 直流配電システム、制御装置、異常検知方法、及びプログラム

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Publication number: JP7435800B2
Application number: JP2022544972A
Authority: JP
Inventors: 直樹花岡; 英俊高田; 憲光田中; 尚倫中村
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Filing date: 2020-08-26
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Description

本発明は、配電システムにおいて発生した地絡や短絡等の事故を検出する技術に関連するものである。

配電システムにおいては、地絡や短絡等の事故を検出した場合に、電源装置からの配電を停止する等の対応をとることが必要である。

地絡や短絡等の事故を検出するための装置の一例として、交流の変電所の送電端等において、距離継電器（例：非特許文献１に記載のモーリレー）が使用されている。距離継電器は、電圧及び電流を入力量とし、電圧と電流の比の関数が所定値以下となったときに動作する。この比は、継電器の見るインピーダンスと呼ばれる。

ところで、通信ビルやデータセンタ等では、システム全体の電力損失を低減して、省エネルギー化を図るために、高電圧直流配電システムが導入されている。高電圧直流配電システムでは、例えば３８０Ｖといった高電圧により配電が行われる。

用語解説（第22回テーマ：モーリレー）, 電気学会論文誌Ｂ（電力・エネルギー部門誌）132巻(2012)8号、https://www.jstage.jst.go.jp/article/ieejpes/132/8/132_NL8_6/_pdf

高電圧直流配電システムにおいて使用される直流にはリアクタンス分が無いため、非特許文献１に記載のモーリレーのような距離継電器は使用できない。また、３８０Ｖといった高電圧の直流配電用の距離継電器は市場に存在しない。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、直流配電システムにおいて発生した異常を検出することを可能とする技術を提供することを目的とする。

開示の技術によれば、配電側の拠点から、１以上の受電側の拠点に対して配電網を介して直流で配電を行う直流配電システムであって、
前記配電側の拠点と前記１以上の受電側の拠点のそれぞれに備えられた計測器と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記計測器により計測された電圧値及び電流値を取得し、前記配電側の拠点から出力される電力の和である出力側電力和と、前記１以上の受電側の拠点に入力される電力の和である受電側電力和と、前記配電側の拠点と前記１以上の受電側の拠点との間の損失和とを算出する演算部と、
前記出力側電力和と、前記受電側電力和及び前記損失和の合計とを比較することにより、前記配電網の異常を検出する制御部と
を備える直流配電システムが提供される。

開示の技術によれば、直流配電システムにおいて発生した異常を検出することが可能となる。

システムの構成例を示す図である。接続例を示す図である。制御装置１００の構成例を示す図である。制御装置２００の構成例を示す図である。学習装置３００の構成例を示す図である。装置のハードウェア構成例を示す図である。処理の手順を示すフローチャートを示す図である。トポロジの例を示す図である。トポロジの例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態（本実施の形態）を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。

本実施の形態における直流配電システムは、例えば３８０Ｖといった高電圧の直流で配電を行う高電圧直流配電システムであることを想定している。ただし、高電圧で配電を行うことは一例である。また、本発明は、高電圧直流配電システムに限らずに、直流配電システム全般に適用可能である。

（システム構成例）
図１に、本実施の形態における直流配電システムの構成例を示す。本実施の形態における配電システムは、拠点Ａから複数の拠点へ直流で電力の配電を行うシステムである。図１に示す例では、受電側の拠点として拠点Ｂ、拠点Ｃ、拠点Ｄの３つの拠点が存在する。拠点Ａ～Ｄはそれぞれ、例えば通信ビル等の建物であるが、建物に限定されない。

図１に示すように、配電側の拠点Ａにコンバータ１０が備えられている。より詳細には、例えば、コンバータ１０の前段に商用電力（交流）を直流に変換する整流装置が備えられている。受電側の拠点Ｂ、拠点Ｃ、拠点Ｄには、コンバータ２０Ｂ、コンバータ２０Ｃ、コンバータ２０Ｄが備えられている。各コンバータはＤＣ／ＤＣコンバータであり、直流の電圧の大きさを変換する装置である。受電側の拠点のコンバータの配下には、例えばサーバ等の負荷が接続されている。

受電側の拠点については、コンバータに代えて、インバータ（ＤＣ／ＡＣ）が備えられてもよい。本実施の形態では、受電側の拠点はコンバータを備えるものとして説明する。図示のとおり、各コンバータ（又はインバータ）は、絶縁機能、及びゲートブロック機能を有している。

なお、受電側のコンバータについて、拠点を区別しない場合には、「コンバータ２０」と記載する。

拠点Ａのコンバータ１０と各拠点のコンバータ２０との間は配電線で接続されており、拠点Ａのコンバータ１０から各拠点のコンバータ２０に対して直流電流が配電される。直流配電システムにおける配電線を「配電網」と呼ぶ場合がある。

拠点Ａには制御装置１００が備えられ、拠点Ｂ～拠点Ｄにはそれぞれ、制御装置２００Ｂ、制御装置２００Ｃ、制御装置２００Ｄが備えられている。なお、受電側の制御装置について、拠点を区別しない場合には、「制御装置２００」と記載する。制御装置１００と各制御装置２００との間は通信ネットワークで接続されている。

制御装置１００は、コンバータ１０内部の装置であってもよいし、コンバータ１０外部の装置であってもよい。また、制御装置１００は、拠点Ａの外部に備えられていてもよい。受電側の各拠点の制御装置２００は、コンバータ２０内部の装置であってもよいし、コンバータ２０外部の装置であってもよい。また、制御装置２００は、拠点の外部に備えられていてもよい。また、拠点毎に制御装置を備えることに代えて、複数拠点に対して１つの制御装置を備えることとしてもよい。

図１に示すとおり、学習装置３００が備えられている。学習装置３００はどこに設置してもよく、例えば、クラウド上の仮想マシンを学習装置３００として使用してもよい。学習装置３００は、制御装置１００と通信ネットワークを介して接続されている。学習装置３００は更に、受電側の各拠点の制御装置２００と通信ネットワークを介して接続されてもよい。なお、制御装置１００又は制御装置２００が学習装置３００として機能してもよい。

配電側のコンバータ１０、及び受電側の各コンバータ２０には、電流計と電圧計（これらを総称して計測器と呼び）が備えられている。計測器はコンバータ１０、２０の内部に備えられていてもよいし、外部に備えられていてもよい。

図２は、配電線の接続を示す図である。図２に示すように、配電側の拠点Ａ（コンバータ１０）において、コンバータ１０の出力側からの配電線が分岐して、３つの受電側拠点に延びる構成をとっている。３つの受電側拠点は、出力側の配電線に対して並列に接続されているので、コンバータ１０の出力側の電圧は、分岐した３つの配電線に等しくかかる。コンバータ１０の出力側から出力される電流Ｉは、電流Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄに分岐する。配電網が正常であれば、Ｉ＝Ｉｂ＋Ｉｃ＋Ｉｄの関係がある。

（動作概要）
図１に示したように、本実施の形態では、配電側の拠点Ａに制御装置１００が備えられ、受電側の拠点に制御装置２００Ｂ～２００Ｄが備えられる。本発明に係る技術により、事故等の異常を検出する処理を行う主体は、配電側の制御装置１００であってもよいし、受電側の制御装置２００であってもよいが、本実施の形態では、配電側の制御装置１００が事故等の異常を検出する処理を行うものとして説明を行う。

配電側の拠点Ａの制御装置１００は、計測器の値を取得することで、コンバータ１０の２次側（出力側）の電圧値と電流値を取得する。

受電側の各拠点の制御装置２００は、計測器の値を取得することで、コンバータ２０の１次側（入力側）の電圧値と電流値を取得する。受電側の各拠点の制御装置２００は、取得したコンバータ２０の１次側（入力側）の電圧値と電流値を、通信ネットワークを介して拠点Ａの制御装置２００に送信する。

制御装置２００は、配電側の電圧値と電流値、及び、受電側の各拠点の電圧値と電流値とに基づいて、配電網における異常検知（例えば、短絡検知、地絡検知）を行う。異常検知の方法については後述する。制御装置２００は、配電網の異常を検知した場合、例えば、拠点Ａ～Ｄにおいてアラームを表示させたり、コンバータ１０のゲートブロック機能を動作させ、拠点Ｂ～Ｄへの配電を停止させる等の処理を実行する。

（制御装置１００の構成例）
図１に示した直流配電システムにおける制御装置１００、制御装置２００、及び学習装置３００の構成例を説明する。上述したように、制御装置１００が異常検知処理を行い、制御装置２００は、監視、表示等を行う場合を例として構成を説明する。

図３に、制御装置１００の構成例を示す。図３に示すとおり、制御装置１００は、監視部１１０、演算部１２０、制御部１３０、記憶部１４０、表示部１５０、通信部１６０を有する。各部の機能概要は下記のとおりである。

監視部１１０は、配電側のコンバータ１０に内蔵された、あるいは、配電側のコンバータ１０の外側に備えられた、配電線に接続されている電流計及び電圧計の値を読み取る。演算部１２０は、配線抵抗、電力和、損失和等を算出し、制御部１３０は、演算部１２０による演算結果に基づいて、異常（事故等）の有無を判定し、アラーム表示・ゲートブロック制御等を行う。演算部１２０及び制御部１３０の処理の詳細は後述する。なお、演算部１２０及び制御部１３０が「制御部」として一体で構成されてもよい。

記憶部１４０は、配線抵抗等の演算部１２０による演算結果を記憶する。記憶部１４０は、各拠点の電流値、電圧値、電力値、各経路の損失等の情報を記憶してもよい。

通信部１６０は、受電側の各拠点の制御装置２００から、受電側の各拠点のコンバータ２０の入力側の電流値と電圧値を受信する。また、通信部１６０は、電流値、電圧値、演算結果（配線抵抗、配線損失等）等を学習装置３００に送信することができる。

表示部１５０は、制御部１３０による判定結果を表示する。また、表示部１６０は、コンバータ１０の外装のＬＥＤ等のランプであってもよく、その場合、例えば異常検知がなされたときに、ランプを点灯させる。また、表示部１６０は、各拠点を監視する監視システムに信号を送信してもよい。

図４は、受電側の各拠点の制御装置２００の構成例を示す図である。図４に示すように、制御装置２００は、通信部２１０、表示部２２０、制御部２３０、監視部２４０を有する。

監視部２４０は、コンバータ２０に内蔵された、又は、コンバータ２０の外部に備えられた、配電線に接続されている電流計及び電圧計の値を読み取る。通信部２１０は、監視部２４０により取得された電流値及び電圧値を、拠点Ａの制御装置１００に送信する。また、通信部２１０は、制御装置１００で得られた異常検知結果を受信する。

制御部２３０は、例えば、制御装置１００から異常であるとの結果を受信した場合に、コンバータ２０に対してゲートブロック機能を動作させる等の制御を行う。

表示部２２０は、通信部２１０から受信した異常検知結果を表示する。また、表示部２２０は、コンバータ２０の外装のＬＥＤ等のランプであってもよく、その場合、例えば異常検知がなされたときに、ランプを点灯させる。また、表示部２２０は、各拠点を監視する監視システムに信号を送信してもよい。

図５は、学習装置３００の構成例を示す図である。図５に示すように、学習装置３００は、通信部３１０、記憶部３２０、学習部３３０を有する。通信部３１０は、制御装置１００等から学習データ（例：計測器から得た値、配線抵抗、配線損失等と、これらに対応する事象データ（例：拠点Ｃへの経路で短絡））を受信し、当該学習データを記憶部３２０に格納する。学習部３３０は、学習データを用いて学習を行う。例えば、後述するように、ニューラルネットワークのモデルの学習を行う。通信部３１００は、学習済みのモデルを制御装置１００等に送信する。

＜ハードウェア構成例＞
制御装置１００、２００、学習装置３００はいずれも、例えば、コンピュータにプログラムを実行させることにより実現できる。このコンピュータは、物理的なコンピュータであってもよいし、仮想マシンであってもよい。

すなわち、当該装置（制御装置１００、２００、学習装置３００）は、コンピュータに内蔵されるＣＰＵやメモリ等のハードウェア資源を用いて、当該装置で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（可搬メモリ等）に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メール等、ネットワークを通して提供することも可能である。

図６は、上記コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。図６のコンピュータは、それぞれバスＢで相互に接続されているドライブ装置１０００、補助記憶装置１００２、メモリ装置１００３、ＣＰＵ１００４、インタフェース装置１００５、表示装置１００６、入力装置１００７、出力装置１００８等を有する。

当該コンピュータでの処理を実現するプログラムは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ又はメモリカード等の記録媒体１００１によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体１００１がドライブ装置１０００にセットされると、プログラムが記録媒体１００１からドライブ装置１０００を介して補助記憶装置１００２にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体１００１より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置１００２は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。

メモリ装置１００３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置１００２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ１００４は、メモリ装置１００３に格納されたプログラムに従って、当該装置に係る機能を実現する。インタフェース装置１００５は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられ、送信部及び受信部として機能する。表示装置１００６はプログラムによるＧＵＩ（ＧｒａｐｈｉｃａｌＵｓｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ）等を表示する。入力装置１００７はキーボード及びマウス、ボタン、又はタッチパネル等で構成され、様々な操作指示を入力させるために用いられる。出力装置１００８は演算結果を出力する。

（動作フロー）
次に、図７のフローチャートを参照して、配電側の拠点に設置された制御装置１００により異常検知を行う際の動作を詳細に説明する。図７のフローチャートは、定期的（例：１ｍｓ秒間隔、１秒間隔、数秒間隔、１分間隔等）に実行されており、図７のフローチャートが実行される度に、計測器から得た電流値と電圧値、演算結果（配線抵抗、損失等）が、記憶部１４０にタイムスタンプとともに格納される。

＜Ｓ１０１＞
監視部１１０は、配電側の電流計及び電圧計の値を読み取ることで、配電側のコンバータ１０の出力側の電圧値と電流値を取得する。また、通信部１６０は、受電側の各拠点で取得された、受電側のコンバータ２０の入力側の電圧値と電流値を受信する。

演算部１２０は、配電側の電圧値（配電電圧値）と電流値（配電電流値）から配電側の電力値（配電電力値）を算出し、受電側の各拠点の電圧値（受電電圧値）と電流値（受電電流値）から、受電側の各拠点の電力値（受電電力値）を算出する。

配電側の電圧値、電流値、電力値をそれぞれＶ_１、Ｉ_１、Ｐ_１とすると、
Ｐ_１＝Ｖ_１×Ｉ_１
によりＰ_１が算出される。

受電側の拠点ｎの電圧値、電流値、電力値をそれぞれＶ_２ｎ、Ｉ_２ｎ、Ｐ_２ｎとすると、
Ｐ_２ｎ＝Ｖ_２ｎ×Ｉ_２ｎ
によりＰ_２ｎが算出される。図１の例では、拠点Ｂ、拠点Ｃ、拠点Ｄそれぞれの受電電流値をＩ_２ｂ、Ｉ_２ｃ、Ｉ_２ｄとし、拠点Ｂ、拠点Ｃ、拠点Ｄそれぞれの受電電圧値をＶ_２ｂ、Ｖ_２ｃ、Ｖ_２ｄとすると、拠点Ｂ、拠点Ｃ、拠点Ｄそれぞれの受電電力値Ｐ_２ｂ、Ｐ_２ｃ、Ｐ_２ｄは、下記のとおりに算出される。

Ｐ_２ｂ＝Ｖ_２ｂ×Ｉ_２ｂ
Ｐ_２ｃ＝Ｖ_２ｃ×Ｉ_２ｃ
Ｐ_２ｄ＝Ｖ_２ｄ×Ｉ_２ｄ
更に、演算部１２０は、配電側と受電側の電力和をそれぞれ算出する。本実施の形態では、配電側の電力値（３つに分岐する前の電力値）は１つなので、電力和は前述したＰ_１である。なお、配電側で３つに分岐した後の電圧値、電流値を用いて電力和を算出する場合は、それぞれの電圧値×電流値を足し合わせることで、配電側の電力和がＰ_１として算出される。

受電側の電力和は、ΣＰ_２ｎで算出される。Σは受電側の拠点数分の和を示す。図１の例では、下記のとおりに算出される。

ΣＰ_２ｎ＝Ｐ_２ｂ＋Ｐ_２ｃ＋Ｐ_２ｄ
＜Ｓ１０２＞
Ｓ１０２において、演算部１２０は、配電側拠点から受電側の各拠点への配電線の各経路（経路ｎ）についての配線抵抗を算出する。配電側の拠点と受電側の拠点ｎとの間の配線抵抗をＲ_ｎとすると、Ｒ_ｎは
Ｒ_ｎ＝（Ｖ_１－Ｖ_２ｎ）／Ｉ_２ｎ
により算出される。つまり、配電側拠点から受電側拠点ｎへの経路ｎの電圧降下を、当該経路ｎを流れる電流の値で割った結果がＲ_ｎとなる。図１の例では、下記のとおりに算出される。

Ｒ_ｂ＝（Ｖ_１－Ｖ_２ｂ）／Ｉ_２ｂ
Ｒ_ｃ＝（Ｖ_１－Ｖ_２ｃ）／Ｉ_２ｃ
Ｒ_ｄ＝（Ｖ_１－Ｖ_２ｄ）／Ｉ_２ｄ
ここでの配線抵抗の値は、記憶部１４０に格納されるとともに、制御部１３０に通知される。制御部１３０は、算出した配線抵抗と、記憶部１４０に格納されている過去の配線抵抗とを比較し、差が閾値よりも大きい場合には、アラームを出力するよう表示部１５０に指示し、表示部１５０がアラームを出力する。

一例として、制御部１３０は、例えは、前回の算出時のＲ_ｃから今回のＲ_ｃを引いた値が、閾値よりも大きいことを検知すると、拠点Ａと拠点Ｃとの間の配電線に異常があることを示すアラームを出力するよう表示部１５０に指示し、表示部１５０は当該アラームを出力する。また、通信部１６０が、拠点Ａと拠点Ｃとの間の配電線に異常があることを示す信号を各拠点の制御装置２００に送信し、各拠点において同様のアラームを表示させるようにしてもよい。

＜Ｓ１０３＞
Ｓ１０３において、演算部１２０は、経路毎の損失（配線損失）を算出する。配電側拠点から受電側の拠点ｎへの経路ｎの損失をＬ_ｎとすると、Ｌ_ｎは
Ｌ_ｎ＝Ｉ^２ _２ｎ×Ｒ_ｎ
により算出される。図１の例では、下記のとおりに算出される。

Ｌ_ｂ＝Ｉ^２ _２ｂ×Ｒ_ｂ
Ｌ_ｃ＝Ｉ^２ _２ｃ×Ｒ_ｃ
Ｌ_ｄ＝Ｉ^２ _２ｄ×Ｒ_ｄ
＜Ｓ１０４＞
Ｓ１０４において、演算部１２０は、まず、損失の総和を求める。損失の総和は、ΣＬ_ｎにより算出される。Σは受電側拠点数分の和である。図１の例では、下記のとおりに算出される。

ΣＬ_ｎ＝Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ＋Ｌ_ｄ
続いて、演算部１２０は、受電側の電力和と損失和を合計する。図１の例では、下記のとおりに算出される。

ΣＰ_２ｎ＋ΣＬ_ｎ＝Ｐ_２ｂ＋Ｐ_２ｃ＋Ｐ_２ｄ＋Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ＋Ｌ_ｄ
＜Ｓ１０５＞
制御部１３０は、出力側の電力和と、入力側の「電力和＋損失和」とを比較して、一致するかどうかを判定する。つまり、「Ｐ_１＝ΣＰ_２ｎ＋ΣＬ_ｎ」が成り立つかどうかを判定する。なお、ここでの「一致」は、完全一致に限られるわけではなく、予め定めた閾値以内の違いであれば、「一致」と見なすこととしてよい。つまり、閾値をＴＨとすると、Ｓ１０５は、「｜Ｐ_１－（ΣＰ_２ｎ＋ΣＬ_ｎ）｜＜ＴＨ」を満たすかどうかを判定することであってもよい。

Ｓ１０５での判定結果がＹｅｓであれば、処理を終了する。なお、Ｓ１０５での判定がＹｅｓである場合に、正常であることを示す情報を表示部１５０から表示してもよい。Ｓ１０５での判定結果がＮｏであればＳ１０６に進む。

＜Ｓ１０６＞
出力側の電力和と、入力側の「電力和＋損失和」とは、配電網に異常がなければ一致するはずである。Ｓ１０５において、出力側の電力和と、入力側の「電力和＋損失和」とが一致しなかった場合、配電網に異常があることを意味する。異常とは、例えば、地絡又は短絡等の事故である。

Ｓ１０６において、制御部１３０は、配電網に異常があったと判断し、配電網に異常があることを示すアラームを出力するよう表示部１５０に指示し、表示部１５０は当該アラームを出力する。また、通信部１６０が、配電網に異常があることを示す信号を各拠点の制御装置２００に送信し、各拠点において同様のアラームを表示させるようにしてもよい。

また、制御装置１００が、配電側のコンバータ１０のゲートブロックを動作させることで、配電を停止してもよい。

（学習について）
上記のように、出力側の電力和と、入力側の「電力和＋損失和」とを比較することにより異常検知を行うことの他、下記のように学習装置３００が学習することで、異常検知を行うことも可能である。

地絡、短絡等の異常が発生した場合、異常が発生した経路における配線抵抗あるいは配線損失等が変化する。そこで、制御装置２００は、算出した配線抵抗あるいは配線損失を学習装置３００に送信し、学習装置３００は、受信した値と、発生した事象とから、値と発生した事象との関係を学習する。

学習の手法は特定の方法に限られないが、例えば、ニューラルネットワークのモデルを用いてもよい。一例として、図１の構成における短絡及び地絡についての学習の例を説明する。まず、配電網におけるある経路で異常が生じた際のデータ（ここでは例として、経路ｂ、経路ｃ、経路ｄそれぞれの配線抵抗と配線損失、及び、どの経路でどのような異常が発生したかの情報）を学習データとして多数取得する。なお、学習データは、コンピュータシミュレーション等で得ることとしてもよい。

学習装置３００は、学習データである経路ｂ、経路ｃ、経路ｄそれぞれの配線抵抗と配線損失をモデルに入力し、そのデータに対応する出力が、正解の事象（例：経路ｃで短絡）になるようにモデルのパラメータを学習する。そして、学習済みのモデルを制御装置２００の記憶部１４０に格納する。制御装置２００の制御部１３０は、そのモデルに、算出した配線抵抗と配線損失を入力し、モデルからの出力により、異常の有無を判断できる。

上記の例では、配線抵抗と配線損失を学習に用いることとしているが、これは例である。その他の値（例：配電電圧、配電電流、各拠点の受電電圧と受電電流）を用いて学習を行うこととしてもよい。

（トポロジの例）
本実施の形態では、１拠点対複数拠点の例を説明したが、本発明に係る技術は、１拠点対複数拠点以外にも、複数拠点対複数拠点のトポロジの直流配電システムにも適用可能である。また、本発明に係る技術は、図８、図９に示すような、（ａ）複数拠点を直線状に接続したライン型トポロジ、（ｂ）ハブ拠点を中心に各拠点を接続したスター型トポロジ、（ｃ）複数拠点をツリー状に接続したツリー型トポロジ、（ｄ）複数拠点をリング状に接続したリング型トポロジ、（ｅ）複数拠点をバス状に接続したバス型トポロジ、（ｆ）複数拠点をメッシュに接続したメッシュ型トポロジ、（ｇ）複数拠点をフルメッシュで接続したフルメッシュ型トポロジ等にも適用可能である。

（実施の形態の効果）
以上、説明したとおり、本実施の形態によれば、直流配電システムにおいて発生した異常を検出することが可能となる。

また、直流配電網の保護のために特別な継電器を使用せずに、短絡、地絡事故を検出できる。ヒューズやＭＣＣＢなどの保護素子と併用することも可能である。また、配電線の抵抗値や配線損失をデータとして保存し、学習によりモデルを構築し、２次利用も実現できる。また、複数対複数の配電や様々なトポロジで活用でき、各拠点がネットワークで接続されているため、全ての拠点の電力情報を詳細に知ることができる。また、電源を停止せずに状態監視を行うことができる。

（実施の形態のまとめ）
本明細書には、少なくとも下記各項の直流配電システム、制御装置、異常検知方法、及びプログラムが開示されている。
（第１項）
配電側の拠点から、１以上の受電側の拠点に対して配電網を介して直流で配電を行う直流配電システムであって、
前記配電側の拠点と前記１以上の受電側の拠点のそれぞれに備えられた計測器と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記計測器により計測された電圧値及び電流値を取得し、前記配電側の拠点から出力される電力の和である出力側電力和と、前記１以上の受電側の拠点に入力される電力の和である受電側電力和と、前記配電側の拠点と前記１以上の受電側の拠点との間の損失和とを算出する演算部と、
前記出力側電力和と、前記受電側電力和及び前記損失和の合計とを比較することにより、前記配電網の異常を検出する制御部と
を備える直流配電システム。
（第２項）
前記制御部は、前記出力側電力和と、前記受電側電力和及び前記損失和の合計とが一致しない場合に、前記配電網に異常が発生したと判断する
第１項に記載の直流配電システム。
（第３項）
前記演算部により算出された経路毎の配線抵抗及び配線損失と、前記配電網に生じた事象とを用いて、経路毎の配線抵抗及び配線損失と前記配電網に生じた事象との関係をモデル化したモデルの学習を行う学習装置
を更に備える第１項又は第２項に記載の直流配電システム。
（第４項）
配電側の拠点から、１以上の受電側の拠点に対して配電網を介して直流で配電を行う直流配電システムにおける異常検知を行う制御装置であって、
前記配電側の拠点と前記１以上の受電側の拠点のそれぞれに備えられた計測器により計測された電圧値及び電流値を取得し、前記配電側の拠点から出力される電力の和である出力側電力和と、前記１以上の受電側の拠点に入力される電力の和である受電側電力和と、前記配電側の拠点と前記１以上の受電側の拠点との間の損失和とを算出する演算部と、
前記出力側電力和と、前記受電側電力和及び前記損失和の合計とを比較することにより、前記配電網の異常を検出する制御部と
を備える制御装置。
（第５項）
配電側の拠点から、１以上の受電側の拠点に対して配電網を介して直流で配電を行う直流配電システムにおける制御装置が実行する異常検知方法であって、
前記配電側の拠点と前記１以上の受電側の拠点のそれぞれに備えられた計測器により計測された電圧値及び電流値を取得し、前記配電側の拠点から出力される電力の和である出力側電力和と、前記１以上の受電側の拠点に入力される電力の和である受電側電力和と、前記配電側の拠点と前記１以上の受電側の拠点との間の損失和とを算出するステップと、
前記出力側電力和と、前記受電側電力和及び前記損失和の合計とを比較することにより、前記配電網の異常を検出するステップと
を備える異常検知方法。
（第６項）
コンピュータを、第４項に記載の制御装置における各部として機能させるためのプログラム。

以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０、２０コンバータ
１００、２００制御装置
１１０、２４０監視部
１２０演算部
１３０、２３０制御部
１４０記憶部
１５０、２２０表示部
１６０、２１０通信部
３００学習装置
３１０通信部
３２０記憶部
３３０学習部
１０００ドライブ装置
１００１記録媒体
１００２補助記憶装置
１００３メモリ装置
１００４ＣＰＵ
１００５インタフェース装置
１００６表示装置
１００７入力装置

Claims

配電側の拠点から、１以上の受電側の拠点に対して配電網を介して直流で配電を行う直流配電システムであって、
前記配電側の拠点と前記１以上の受電側の拠点のそれぞれに備えられた計測器と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記計測器により計測された電圧値及び電流値を取得し、前記配電側の拠点から出力される電力の和である出力側電力和と、前記１以上の受電側の拠点に入力される電力の和である受電側電力和と、前記配電側の拠点と前記１以上の受電側の拠点との間の損失和とを算出する演算部と、
前記出力側電力和と、前記受電側電力和及び前記損失和の合計とを比較することにより、前記配電網の異常を検出する制御部と
を備える直流配電システム。
前記制御部は、前記出力側電力和と、前記受電側電力和及び前記損失和の合計とが一致しない場合に、前記配電網に異常が発生したと判断する
請求項１に記載の直流配電システム。
前記演算部により算出された経路毎の配線抵抗及び配線損失と、前記配電網に生じた事象とを用いて、経路毎の配線抵抗及び配線損失と前記配電網に生じた事象との関係をモデル化したモデルの学習を行う学習装置
を更に備える請求項１又は２に記載の直流配電システム。
配電側の拠点から、１以上の受電側の拠点に対して配電網を介して直流で配電を行う直流配電システムにおける異常検知を行う制御装置であって、
前記配電側の拠点と前記１以上の受電側の拠点のそれぞれに備えられた計測器により計測された電圧値及び電流値を取得し、前記配電側の拠点から出力される電力の和である出力側電力和と、前記１以上の受電側の拠点に入力される電力の和である受電側電力和と、前記配電側の拠点と前記１以上の受電側の拠点との間の損失和とを算出する演算部と、
前記出力側電力和と、前記受電側電力和及び前記損失和の合計とを比較することにより、前記配電網の異常を検出する制御部と
を備える制御装置。
配電側の拠点から、１以上の受電側の拠点に対して配電網を介して直流で配電を行う直流配電システムにおける制御装置が実行する異常検知方法であって、
前記配電側の拠点と前記１以上の受電側の拠点のそれぞれに備えられた計測器により計測された電圧値及び電流値を取得し、前記配電側の拠点から出力される電力の和である出力側電力和と、前記１以上の受電側の拠点に入力される電力の和である受電側電力和と、前記配電側の拠点と前記１以上の受電側の拠点との間の損失和とを算出するステップと、
前記出力側電力和と、前記受電側電力和及び前記損失和の合計とを比較することにより、前記配電網の異常を検出するステップと
を備える異常検知方法。
コンピュータを、請求項４に記載の制御装置における各部として機能させるためのプログラム。