JPWO2017126273A1 - 盗電検出装置及びプログラム - Google Patents

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    • Y04S10/50Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Abstract

盗電検出装置は、電力供給契約が示す契約容量に基づいて、負荷電流の予測値である予測電流値を算出する予測電流算出部と、電線を流れる負荷電流が検出された値である検出電流値を取得する検出電流取得部と、予測電流算出部が算出する予測電流値と、検出電流取得部が取得する検出電流値とに基づいて、電線を流れる負荷電流のうち未契約の電流である盗電電流値を算出する盗電電流算出部とを備える。

Description

本発明は、盗電検出装置及びプログラムに関する。
従来、配電線の現場画像と戸別電力契約情報とに基づいて、盗電を検出する装置が提案されている(例えば、特許文献1)。
特開2014−93931号公報
しかしながら、特許文献1に記載されるような従来の技術においては、盗電が疑われる配電線の現場画像を、盗電検出に先立って取得しなければならず、盗電検出のための手間が低減できないという問題があった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、盗電検出のための手間を低減することができる盗電検出装置及びプログラムを提供する。
本発明の一態様は、電力供給契約が示す契約容量に基づいて、負荷電流の予測値である予測電流値を算出する予測電流算出部と、電線を流れる負荷電流が検出された値である検出電流値を取得する検出電流取得部と、前記予測電流算出部が算出する前記予測電流値と、前記検出電流取得部が取得する前記検出電流値とに基づいて、前記電線を流れる前記負荷電流のうち未契約の電流である盗電電流値を算出する盗電電流算出部とを備える盗電検出装置である。
また、本発明の一態様の盗電検出装置は、前記電力供給契約の契約種類と、前記盗電電流算出部が算出する前記盗電電流値との相関に基づいて、前記契約種類毎の前記盗電電流値の構成比を算出する盗電構成比算出部を備える。
また、本発明の一態様の盗電検出装置は、前記電力供給契約の契約種類と、前記盗電電流算出部が算出する前記盗電電流値との相関に基づいて、前記契約種類毎の契約高を算出する契約高算出部を備える。
また、本発明の一態様は、コンピュータに、電力供給契約が示す契約容量に基づいて、負荷電流の予測値である予測電流値を算出する予測電流算出ステップと、電線を流れる負荷電流が検出された値である検出電流値を取得する検出電流値取得ステップと、前記予測電流算出ステップにおいて算出される前記予測電流値と、前記検出電流値取得ステップにおいて取得される前記検出電流値とに基づいて、前記電線を流れる前記負荷電流のうち未契約の電流である盗電電流値を算出する盗電電流算出ステップとを実行させるためのプログラムである。
本発明によれば、盗電検出のための手間を低減することができる。
本発明の実施形態に係る盗電検出装置の検出対象の設備の一例を示す図である。 本実施形態の盗電検出装置の構成の一例を示す図である。 本実施形態の電力供給契約の契約種別の一例を示す図である。 本実施形態の配電線の各系統におけるロードカーブの一例を示す図である。 本実施形態の配電線のロードカーブについての契約種別ごとの契約高の構成比の一例を示す図である。 本実施形態の予測電流算出部によるクラスタ分析結果の一例を示す図である。 本実施形態の盗電検出装置の動作の一例を示す図である。 本実施形態の盗電電流算出部による盗電電流の算出結果の一例を示す図である。 本実施形態の正規化された盗電電流値の一例を示す図である。 本実施形態の各クラスタの正規化された平均電流値の一例を示す図である。 本実施形態の盗電契約高算出部による契約高の算出結果の一例を示す図である。
[実施形態]
以下、図面を参照して、本発明に係る盗電検出装置10の一実施形態について説明する。まず、図1を参照して、盗電検出装置10の検出対象の設備の概要について説明する。
[盗電検出装置10の概要]
図1は、本発明の実施形態に係る盗電検出装置10の検出対象の設備の一例を示す図である。この一例において、検出対象の設備とは、電力供給のための配電システム1である。配電システム1は、変電所SBと、配電線DSTと、電柱EPとを備える。変電所SBは、不図示の発電所から供給される電力を変換し、変換した電力を配電線DSTに供給する。配電線DSTは、変電所SBから供給される電力を需要家に配電する。この一例では、配電線DSTには、A系統(配電線DST−A)とB系統(配電線DST−B)との2種類の系統がある。電柱EPは、配電線DSTを懸架する。電柱EPには不図示の柱上トランスが設置されている。柱上トランスは、配電線DSTから供給される電力の電圧を供給に適した電圧に変換する。柱上トランスから需要家に対して、引込線SLが設置される。需要家とは、住宅や商業施設、工場などである。以下、住宅によって消費される電力、又はこの住宅を、住宅負荷Hとも記載する。また、商業施設や工場によって消費される電力、又はこの商業施設や工場を、商工業負荷Fとも記載する。
ここで、配電線DSTには、高圧配電線と低圧配電線とがある。高圧配電線とは、変電所SBから柱上トランスまでの配電線である。低圧配電線とは、柱上トランスから引込線SLまでの配電線である。この場合、変電所SBから供給される電力は、高圧配電線、柱上変圧器、低圧配電線、引込線SLを順に介して需要家に配電される。なお、以下の説明においては、変電所SBから供給される電力は、配電線DST、柱上変圧器、引込線SLを順に介して需要家に配電されるものとして記載する。すなわち、配電線DSTにおいて、高圧配電線と低圧配電線との区別を省略して記載する。
なお、配電線DSTは、複数の区間に分割されることがある。具体的には、A系統の配電線DST−Aは、区間SEC−A1、区間SEC−A2及び区間SEC−A3の3区間に分割される。B系統の配電線DST―Bは、区間SEC−B1、及び区間SEC−B2の2区間に分割される。
各需要家は、電柱EPに設置される柱上トランスから、引込線SLを介して電力の供給を受ける。具体的には、住宅負荷HA1は、電柱EPA1に設置される柱上トランスから、引込線SLA1を介して電力の供給を受ける。商工業負荷FA1は、電柱EPA3に設置される柱上トランスから、引込線SLA3を介して電力の供給を受ける。同様に、住宅負荷HB1は、電柱EPB1に設置される柱上トランスから、引込線SLB1を介して電力の供給を受ける。
ここで、需要家には、電力供給者との間に締結される電力供給契約に基づいて電力の供給を受ける正規の需要家と、この電力供給契約に基づかずに電力の供給を受ける非正規の需要家とがある。この非正規の需要家を、未契約需要家又は未契約負荷NCとも記載する。また、未契約需要家による、配電システム1によって供給される電力の使用を、盗電とも記載する。つまり、盗電とは、未契約需要家による電力の使用である。
図1に示す一例においては、未契約負荷NCA1は、配電線DST−Aの電柱EPA0に設置される柱上トランスに、未契約の引込線NCLを接続することにより、配電線DST−Aから電力の供給を受ける。
ここで、未契約負荷NCによる電力の使用に対しては、電力供給契約に基づく電力料金の請求ができない。つまり、未契約負荷NCが存在すると、電力を搾取される。このため、盗電は、電力供給者にとって問題である。したがって、電力供給者は、未契約負荷NCによる電力の使用、つまり盗電を検出できることが望ましい。以下、盗電検出装置10が盗電を検出する仕組みについて説明する。
図2は、本実施形態の盗電検出装置10の構成の一例を示す図である。盗電検出装置10は、予測電流算出部101と、検出電流取得部102と、盗電電流算出部103と、盗電構成比算出部104と、盗電契約高算出部105とを備える。
予測電流算出部101は、電力供給契約が示す契約容量に基づいて、負荷電流の予測値である予測電流値を算出する。この予測電流算出部101は、設備情報記憶部20と、契約情報記憶部30とに接続される。
設備情報記憶部20には、電力供給設備の情報が記憶されている。具体的には、設備情報記憶部20には、配電線DSTの系統数、各系統の配電線DSTの区間数などの情報が記憶されている。
契約情報記憶部30には、電力供給契約の情報が記憶されている。具体的には、契約情報記憶部30には、各需要家の契約種別や契約高、当該需要家に接続されている配電線DSTの区間SECなどが、需要家ごとに記憶されている。ここで、図3を参照して契約種別の一例について説明する。
図3は、本実施形態の電力供給契約の契約種別の一例を示す図である。契約種別には、低圧契約と、高圧契約とがある。また、低圧契約には、電灯契約と、動力契約とがある。
高圧契約には、業務用電力契約と、高圧電力契約とがある。
図2に戻り、予測電流算出部101は、クラスタ分析によって、各系統の配電線DSTについて、契約種別ごとの契約高の構成比を算出する。
図4は、本実施形態の配電線DSTの各系統におけるロードカーブの一例を示す図である。この一例では、A系統の配電線DST−A及びB系統の配電線DST−Bの1日あたりのロードカーブを示す。ここで、配電線DST−Aのロードカーブは、電流波形WAによって示される。また、配電線DST−Bのロードカーブは、電流波形WBによって示される。なお以下の説明において、ロードカーブを需要特性とも記載する。
図5は、本実施形態の配電線DSTのロードカーブについての契約種別ごとの契約高の構成比の一例を示す図である。この一例においては、A系統の配電線DST−Aは、電灯、動力、業務用電力の構成比が比較的小さく、高圧電力の構成比が比較的大きい。また。
B系統の配電線DST−Bは、電灯の構成比が比較的大きく、業務用電力の構成比が伝統の構成比に次いで大きく、動力と、高圧電力との構成比が比較的小さい。予測電流算出部101は、クラスタ分析によって算出した構成比が示すロードカーブの特徴に基づいて、配電線DSTごとのロードカーブを分類することができる。
また、予測電流算出部101は、クラスタ分析において、月ごと、平日及び休日ごと、1時間単位の時間ごとに、ロードカーブの特徴を算出してもよい。この場合、予測電流算出部101は、月ごと、平日及び休日ごと、1時間単位の時間ごとのロードカーブの特徴を算出する。予測電流算出部101がロードカーブの特徴を算出した結果の一例について、図6に示す。
図6は、本実施形態の予測電流算出部101によるクラスタ分析結果の一例を示す図である。予測電流算出部101は、上述したロードカーブの特徴を、月ごと、平日及び休日ごとに、数種類の負荷パターンにクラスタ化する。図6には、任意の月の平日のロードカーブを、4種類の負荷パターンにクラスタ化した一例を示す。負荷パターン1は、電灯の構成比が比較的大きく、動力と、業務用電力と、高圧電力との構成比が比較的小さい。また、負荷パターン2は、電灯と、高圧電力と、動力と、業務用電力との構成比が同程度である。負荷パターン3は、業務量電力の構成比が比較的大きく、電灯と、動力と、高圧電力との構成比が比較的小さい。負荷パターン4は、高圧電力の構成比が比較的大きく、電灯と、動力と、業務量電力の構成比が比較的小さい。
図2に戻り、予測電流算出部101は、クラスタ分析の結果に基づいて予測電流を算出する。この一例では、予測電流算出部101は、重回帰分析によって予測電流を算出する。なお、予測電流算出部101は、重回帰分析に代えて、ニューラルネットワーク分析や時系列分析によって予測電流を算出してもよい。
検出電流取得部102は、配電線DSTを流れる電流の実測値を取得する。ここで、配電線DSTを流れる電流の実測値を、検出電流値とも記載する。つまり、検出電流取得部102は、電線を流れる負荷電流が検出された値である検出電流値を取得する。
検出電流取得部102は、電流検出部40に接続されている。この電流検出部40は、電流センサを備えており、配電線DSTを流れる電流の電流値を検出する。電流検出部40は、配電システム1の様々な配電設備に設置可能である。例えば、電流検出部40は、配電線DSTの変電所SB側の端、すなわち給電ポイントに設置される。この場合、電流検出部40は、ある系統の配電線DSTに流れる電流の総電流値、すなわち変電所SBの送出電流値を検出する。また、電流検出部40は、各電柱EPに設置されてもよい。また、電流検出部40は、配電線DSTの区間SECごとに設置されてもよい。
盗電電流算出部103は、予測電流算出部101が算出する予測電流値と、検出電流取得部102が取得する検出電流値とに基づいて、電線を流れる負荷電流のうち未契約の電流である盗電電流値を算出する。
盗電構成比算出部104は、電力供給契約の契約種類と、盗電電流算出部103が算出する盗電電流値との相関に基づいて、契約種類毎の盗電電流値の構成比を算出する。
盗電契約高算出部105は、電力供給契約の契約種類と、盗電電流算出部103が算出する盗電電流値との相関に基づいて、契約種類毎の契約高を算出する。
次に、これら盗電検出装置10の各部の動作の具体例について、図7を参照して説明する。
[盗電検出装置10の動作の具体例]
図7は、本実施形態の盗電検出装置10の動作の一例を示す図である。
(ステップS10)予測電流算出部101は、式(1)に基づいて予測電流を算出する。


ここで、負荷パターン及び契約種別は、上述したとおり、いずれも4種類である。したがって、式(1)の偏回帰係数は、16種類ある。予測電流算出部101は、式(2)に示すように、この16種類の電流値を予測電流値として算出する。


(ステップS20)検出電流取得部102は、配電線DSTを流れる電流の実測値を取得する。
(ステップS30)盗電電流算出部103は、式(3)に基づいて、盗電電流値を算出する。



この盗電電流算出部103による盗電電流の算出結果の一例を図8に示す。
図8は、本実施形態の盗電電流算出部103による盗電電流の算出結果の一例を示す図である。盗電電流算出部103は、検出電流取得部102が取得する検出電流値(電流波形W2)から、予測電流算出部101が算出する予測電流値(電流波形W1)を差し引くことにより、盗電電流値(電流波形W3)を算出する。
盗電電流算出部103は、算出した盗電電流値を、盗電検出装置10の外部の装置に出力してもよい。盗電検出装置10は、この盗電電流値を出力することにより、盗電の検出作業の担当者に対して盗電の状況を提示することができる。
(ステップS40)盗電構成比算出部104は、式(4)に基づいて、盗電電流値を正規化する。



盗電構成比算出部104が正規化した盗電電流値の一例を図9の電流波形W4に示す。
図9は、本実施形態の正規化された盗電電流値の一例を示す図である。



また、盗電構成比算出部104は、式(5)に基づいて、正規化された盗電電流値と、各クラスタの正規化された平均電流値との相関係数を求める。図10に各クラスタの正規化された平均電流値の一例を示す。
図10は、本実施形態の各クラスタの正規化された平均電流値の一例を示す図である。
盗電構成比算出部104は、正規化された盗電電流値と最も相関が高い、正規化された平均電流値のクラスタに、盗電電流値を分類する。図10に示す一例では、クラスタ1の正規化された平均電流値が、電流波形WC1によって示される。クラスタ2の正規化された平均電流値が、電流波形WC2によって示される。クラスタ3の正規化された平均電流値が、電流波形WC3によって示される。クラスタ4の正規化された平均電流値が、電流波形WC4によって示される。ここでは、正規化された盗電電流値と各クラスタの正規化された平均電流値との相関係数について、クラスタ1が0.21、クラスタ2が0.59、クラスタ2と3が0.59、クラスタ4が0.96である。この場合、盗電構成比算出部104は、正規化された盗電電流値と最も相関が高い、正規化された平均電流値のクラスタが、クラスタ4であると判定する。盗電構成比算出部104は、正規化された盗電電流値をクラスタ4に分類する。
(ステップS50)盗電契約高算出部105は、式(6)に示すように、盗電電流値と、分類されたクラスタの偏回帰係数とに基づいて、電力供給契約の契約高を算出する。





盗電契約高算出部105による契約高の算出結果の一例を図11に示す。
図11は、本実施形態の盗電契約高算出部105による契約高の算出結果の一例を示す図である。この一例では、盗電契約高算出部105は、電灯契約を3000kW、動力契約を600kW、業務用電力契約を800kW、高圧電力を300kWとして算出する。
以上説明したように、本実施形態の盗電検出装置10は、予測電流算出部101が予測した予測電流値と、実際の電流値とを比較することにより、盗電を検出する。したがって、本実施形態の盗電検出装置10によれば、従来技術のように配電線の現場画像がなくても、盗電を検出することができる。このように構成することにより、盗電検出装置10は、盗電の検出に先立って、配電線の現場画像を取得する手間が無いため、従来技術に比べて、盗電の検出の手間を低減することができる。
また、本実施形態の盗電検出装置10は、予測電流算出部101がクラスタ分析によって予測電流値を算出する。このクラスタ分析は、電力供給契約の契約種類や契約高に基づいて、配電線毎に行われる。ここで、電力供給契約の契約種類や契約高は、需要特性を示している。つまり、盗電検出装置10は、配電線ごとの需要特性に基づいたクラスタ分析によって予測電流値を算出する。このように構成することにより、盗電検出装置10は、配電線の需要特性に基づいて盗電を検出することができる。例えば、電灯、動力、業務用、及び高圧電力の契約種類のうち、ある配電線は、電灯の契約高の割合が、他の契約種類の契約高の割合よりも小さい場合がある。つまりこの場合、この配電線は、正規の契約による「電灯」の使用量が比較的少ない。この場合には、盗電が「電灯」について行われているとすると、この配電線の「電灯」の使用量に対する盗電の使用量の割合が、他の配電線に比べて大きくなりやすい。したがって、この配電線については、少しでも「電灯」の検出電流値が増加した場合には、盗電が行われている可能性が高いと判定することができる。
すなわち、本実施形態の盗電検出装置10によれば、配電線ごとの需要特性に基づいたクラスタ分析によって予測電流値を算出することにより、配電線ごとの需要特性に応じた盗電の検出を行うことができる。
また、盗電検出装置10は、配電線の区間ごとに、クラスタ分析を行うことによって予測電流値を算出してもよい。このように構成することにより、盗電検出装置10は、配線線ごとにクラスタ分析を行う場合に比べて、より細かく区分けされた需要特性に応じて、盗電の検出を行うことができる。つまり、このように構成することにより、盗電検出装置10は、盗電の検出の精度を向上させることができる。
また、盗電検出装置10は、盗電構成比算出部104が、盗電電流値の需要特性と、配電線ごとの需要特性との相関に基づいて、盗電電流値の需要特性を分類する。このように構成することにより盗電検出装置10は、盗電電流値の契約種類の構成比を、盗電の検出作業の担当者に提示することができる。
また、盗電検出装置10は、盗電契約高算出部105が、盗電電流値と、配電線ごとの需要特性とに基づいて、盗電電流値の契約高を算出する。このように構成することにより盗電検出装置10は、盗電電流値の契約高を、盗電の検出作業の担当者に提示することができる。
このように、盗電検出装置10は、盗電電流値の契約種類の構成比や、盗電電流値の契約高を提示する。盗電検出装置10によれば、盗電がどのような状況で行なわれているのかを類推するための情報を提供することができる。
以上、本発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
なお、上述の各装置は内部にコンピュータを有している。そして、上述した各装置の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
1…配電システム、10…盗電検出装置、101…予測電流算出部、102…検出電流取得部、103…盗電電流算出部、104…盗電構成比算出部、105…盗電契約高算出部

Claims (4)

  1. 電力供給契約が示す契約容量に基づいて、負荷電流の予測値である予測電流値を算出する予測電流算出部と、
    電線を流れる負荷電流が検出された値である検出電流値を取得する検出電流取得部と、
    前記予測電流算出部が算出する前記予測電流値と、前記検出電流取得部が取得する前記検出電流値とに基づいて、前記電線を流れる前記負荷電流のうち未契約の電流である盗電電流値を算出する盗電電流算出部と
    を備える盗電検出装置。
  2. 前記電力供給契約の契約種類と、前記盗電電流算出部が算出する前記盗電電流値との相関に基づいて、前記契約種類毎の前記盗電電流値の構成比を算出する盗電構成比算出部
    を備える請求項1に記載の盗電検出装置。
  3. 前記電力供給契約の契約種類と、前記盗電電流算出部が算出する前記盗電電流値との相関に基づいて、前記契約種類毎の契約高を算出する契約高算出部
    を備える請求項1又は請求項2に記載の盗電検出装置。
  4. コンピュータに、
    電力供給契約が示す契約容量に基づいて、負荷電流の予測値である予測電流値を算出する予測電流算出ステップと、
    電線を流れる負荷電流が検出された値である検出電流値を取得する検出電流値取得ステップと、
    前記予測電流算出ステップにおいて算出される前記予測電流値と、前記検出電流値取得ステップにおいて取得される前記検出電流値とに基づいて、前記電線を流れる前記負荷電流のうち未契約の電流である盗電電流値を算出する盗電電流算出ステップと
    を実行させるためのプログラム。
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