WO2024095615A1

WO2024095615A1 - 低圧配電系統における電圧調整方法および電力システム

Info

Publication number: WO2024095615A1
Application number: PCT/JP2023/033182
Authority: WO
Inventors: 瑛横井; 達矢寺澤
Original assignee: 日本碍子株式会社
Priority date: 2022-10-31
Filing date: 2023-09-12
Publication date: 2024-05-10

Abstract

分散電源が接続された低圧配電系統を含む配電系統において高精度かつ低変動な低圧配電系統の電圧管理を実現する方法として、a)低圧配電系統における電圧値をそれぞれの低圧配電系統に設けた電圧測定装置にて測定する工程と、b)低圧配電系統が接続される高圧配電系統における電圧値を高圧配電系統に設けた所定の高圧機器にて測定する工程と、c)高圧配電系統に設けた電圧調整器、分散電源に備わるＰＣＳ、および低圧配電系統に設けたＳＶＧのそれぞれの動作パラメータを、工程a)および工程b)における測定値に基づいて、演算する工程と、d)工程c)にて演算された動作パラメータに基づいて、電圧調整器、ＰＣＳ、およびＳＶＧを動作させることにより、低圧配電系統における電圧値を所定の管理幅の範囲内に経時的に保持しつつ、管理幅の少なくとも一部の範囲において電圧値の時間変化を平滑化させる工程と、を繰り返し行うようにした。

Description

低圧配電系統における電圧調整方法および電力システム

　本発明は、配電系統における電圧調整に関し、特に、それぞれに分散電源が接続された複数の低圧配電系統を含む配電系統における電圧調整に関する。

　近年、太陽光発電システムや電気自動車をはじめとする分散電源が急速に普及している。カーボンニュートラル宣言などの影響もあり、配電系統に接続される分散電源の数が増加している。

　配電系統に接続される分散電源の数が増えると、短周期の電力注入が頻繁に発生し、電圧変動幅が拡大して配電系統に備わる電圧調整器の調整幅を超え、電圧管理が困難となる場合があることが知られている。

　スマートインバータが配電系統に無効電力を供給することにより、配電系統に備わる電圧調整器を常に余力を確保した状態に維持するようにした電圧管理システムが、すでに公知である（例えば、特許文献１参照）。

　配電系統に接続される分散電源の数は、今後さらに増大することが予想される。係る増大は、上述のような逆潮流の発生のみならず、電圧の過不足や、例えば瞬間的なスパイク状の変動が頻繁に発生するなどの電圧変動の激化を原因とした、需要家機器の誤作動や故障を、引き起こすおそれがある。

　しかしながら、日本の場合、個々の需要家が機器を接続する低圧配電系統の電圧については現状、電気事業法に基づき、３０分平均値が管理されているに過ぎない。

　また、低圧配電系統の電圧は現状、上流の高圧配電系統に設けられたＳＶＲ（Step Voltage Regulator：自動電圧調整器）、ＴＶＲ（Thyristor type step Voltage Regulator：サイリスタ式自動電圧調整器）、ＴＳＣ（Thyristor Switched Capacitors：サイリスタ開閉コンデンサ）方式のＳＶＣ（Static Var Compensator：静止型無効電力補償装置）などの高圧用電圧調整器を用いることにより制御されているが、個々の低圧配電系統における実際の電圧プロファイルをモニタしながらの制御ではないため、実際には管理幅からの逸脱が生じるなど、必ずしも確実かつ最適な電圧制御が実現されているとは限らないという問題もある。

　一方、省エネルギーの観点から、低圧系統における電圧を標準電圧下限値近くで運用するＣＶＲ（Conservation Voltage Reduction）なる電圧管理手法も米国を中心に導入が進んでいるが、スパイク状の電圧変動に対しては必ずしも有効ではない。

特開２０２１－１３２４９８号公報

　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、従来よりも省エネルギー効果の高い、高精度かつ低変動な低圧配電系統の電圧管理を実現することを目的とする。

　上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、それぞれに分散電源が接続された複数の低圧配電系統と前記複数の低圧配電系統が接続されてなる高圧配電系統とを含む配電系統の前記複数の低圧配電系統における電圧の調整方法であって、a)前記複数の低圧配電系統のそれぞれにおける電圧値を前記複数の低圧配電系統のそれぞれに設けた電圧測定装置にて測定する工程と、b)前記高圧配電系統における電圧値を前記高圧配電系統に設けた所定の高圧機器にて測定する工程と、c)前記高圧配電系統に設けた電圧調整器、前記分散電源に備わるパワーコンディショナー、および前記複数の低圧配電系統のそれぞれに設けた静止形無効電力補償装置のそれぞれの動作パラメータを、前記工程a)および前記工程b)における測定値に基づいて、演算する工程と、d)前記工程c)にて演算された前記動作パラメータに基づいて、前記電圧調整器、前記パワーコンディショナー、および前記静止形無効電力補償装置を動作させることにより、前記複数の低圧配電系統のそれぞれにおける電圧値を所定の管理幅の範囲内に経時的に保持しつつ、前記管理幅の少なくとも一部の範囲において前記電圧値の時間変化を平滑化させる工程と、を繰り返し行うことを特徴とする。

　本発明の第２の態様は、第１の態様に係る低圧配電系統における電圧調整方法であって、前記工程d)においては、前記管理幅の全ての範囲について前記電圧値の時間変化を平滑化させる、ことを特徴とする。

　本発明の第３の態様は、第１の態様に係る低圧配電系統における電圧調整方法であって、前記工程d)においては、前記管理幅のうち下限値または上限値から所定の閾値までの範囲について前記電圧値の時間変化を平滑化させる、ことを特徴とする。

　本発明の第４の態様は、第１の態様に係る低圧配電系統における電圧調整方法であって、前記工程d)においては、前記電圧値を前記管理幅の範囲内の所定の目標値にて一定とする、ことを特徴とする。

　本発明の第５の態様は、第４の態様に係る低圧配電系統における電圧調整方法であって、前記工程d)においては、前記管理幅の下限値またはその近傍の値を前記所定の目標値とする、ことを特徴とする。

　本発明の第６の態様は、それぞれに分散電源が接続された複数の低圧配電系統と前記複数の低圧配電系統が接続されてなる高圧配電系統を含む配電系統の前記複数の低圧配電系統における電圧の調整方法であって、a)前記複数の低圧配電系統のそれぞれにおける電圧値を前記複数の低圧配電系統のそれぞれに設けた電圧測定装置にて測定する工程、b)前記高圧配電系統における電圧値を前記高圧配電系統に設けた所定の高圧機器にて測定する工程、c)前記高圧配電系統に設けた電圧調整器および前記分散電源に備わるパワーコンディショナーのそれぞれの動作パラメータを、前記工程a)および前記工程b)における測定値に基づいて、演算する工程、および、d)前記工程c)にて演算された前記動作パラメータに基づいて、前記電圧調整器および前記パワーコンディショナーを動作させる工程、の組と、e)前記複数の低圧配電系統のそれぞれに設けた静止形無効電力補償装置をあらかじめ固定的に定められた動作パラメータに基づいて動作させる工程とを、並行にかつ繰り返し行うことにより、前記複数の低圧配電系統のそれぞれにおける電圧値を所定の管理幅の範囲内に経時的に保持しつつ、前記管理幅の少なくとも一部の範囲において前記電圧値の時間変化を平滑化させる、ことを特徴とする。

　本発明の第７の態様は、第１ないし第６の態様のいずれかに係る低圧配電系統における電圧調整方法であって、前記工程c)においては、前記工程d)において前記電圧調整器が動作することによって前記電圧値の時間変化を示す波形における前記電圧値の変動幅が圧縮されるように、前記電圧調整器の動作パラメータを演算するとともに、前記工程d)において前記パワーコンディショナーが動作することによって前記波形が前記管理幅の下限値または上限値に向かう方向にシフトするように、前記パワーコンディショナーの動作パラメータを演算する、ことを特徴とする。

　本発明の第８の態様は、第７の態様に係る低圧配電系統における電圧調整方法であって、前記工程c)においては、前記工程d)において前記パワーコンディショナーが動作することによって前記波形が前記管理幅の下限値に向かう方向にシフトするように、前記パワーコンディショナーの動作パラメータを演算する、ことを特徴とする。

　本発明の第９の態様は、第１ないし第６の態様のいずれかに係る低圧配電系統における電圧調整方法であって、前記工程a)においては、前記電圧調整装置として、前記複数の低圧配電系統のそれぞれに設けたスマートメータを用いる、ことを特徴とする。

　本発明の第１０の態様は、それぞれに分散電源が接続された複数の低圧配電系統と前記複数の低圧配電系統が接続されてなる高圧配電系統とを配電系統に含む電力システムであって、前記複数の低圧配電系統のそれぞれに設けられてなり、前記複数の低圧配電系統のそれぞれにおける電圧値を測定可能な電圧測定装置と、前記高圧配電系統に設けられてなり、前記高圧配電系統における電圧値を測定可能な所定の高圧機器と、前記高圧配電系統に設けられた電圧調整器と、前記分散電源に備わるパワーコンディショナーと、前記複数の低圧配電系統のそれぞれに設けられた静止形無効電力補償装置と、前記電力システムの動作を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラが、前記電圧測定装置および前記所定の高圧機器における測定値に基づいて、前記電圧調整器、前記パワーコンディショナー、および前記静止形無効電力補償装置のそれぞれの動作パラメータを演算し、演算された前記動作パラメータに基づいて、前記電圧調整器、前記パワーコンディショナー、および前記静止形無効電力補償装置を動作させることにより、前記複数の低圧配電系統のそれぞれにおける電圧値を所定の管理幅の範囲内に経時的に保持させるとともに、前記管理幅の少なくとも一部の範囲において前記電圧値の時間変化を平滑化させる、ことを繰り返し行う、ことを特徴とする。

　本発明の第１１の態様は、第１０の態様に係る電力システムであって、前記コントローラは、前記管理幅の全ての範囲について前記電圧値の時間変化が平滑化されるように、前記静止形無効電力補償装置を動作させる、ことを特徴とする。

　本発明の第１２の態様は、第１０の態様に係る電力システムであって、前記コントローラは、前記管理幅のうち下限値または上限値から所定の閾値までの範囲について前記電圧値の時間変化が平滑化されるように、前記静止形無効電力補償装置を動作させる、ことを特徴とする。

　本発明の第１３の態様は、第１０の態様に係る電力システムであって、前記コントローラは、前記電圧値が前記管理幅の範囲内の所定の目標値にて一定となるように、前記静止形無効電力補償装置を動作させる、ことを特徴とする。

　本発明の第１４の態様は、第１３の態様に係る電力システムであって、前記所定の目標値が前記管理幅の下限値またはその近傍の値である、ことを特徴とする。

　本発明の第１５の態様は、それぞれに分散電源が接続された複数の低圧配電系統と前記複数の低圧配電系統が接続されてなる高圧配電系統とを配電系統に含む電力システムであって、前記複数の低圧配電系統のそれぞれに設けられてなり、前記複数の低圧配電系統のそれぞれにおける電圧値を測定可能な電圧測定装置と、前記高圧配電系統に設けられてなり、前記高圧配電系統における電圧値を測定可能な所定の高圧機器と、前記高圧配電系統に設けられた電圧調整器と、前記分散電源に備わるパワーコンディショナーと、前記複数の低圧配電系統のそれぞれに設けられた静止形無効電力補償装置と、前記電力システムの動作を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラが、前記電圧測定装置および前記所定の高圧機器における測定値に基づいて、前記電圧調整器および前記パワーコンディショナーのそれぞれの動作パラメータを演算し、演算された前記動作パラメータに基づいて、前記電圧調整器および前記パワーコンディショナーを動作させること、と、あらかじめ固定的に定められた動作パラメータに基づいて前記静止形無効電力補償装置を動作させること、とを、並行にかつ繰り返し行うことにより、前記複数の低圧配電系統のそれぞれにおける電圧値を所定の管理幅の範囲内に経時的に保持しつつ、前記管理幅の少なくとも一部の範囲において前記電圧値の時間変化を平滑化させる、ことを特徴とする。

　本発明の第１６の態様は、第１０ないし第１５の態様のいずれかに係る電力システムであって、前記コントローラは、前記電圧調整器が動作することによって前記電圧値の時間変化を示す波形における前記電圧値の変動幅が圧縮されるように、前記電圧調整器の動作パラメータを演算するとともに、前記パワーコンディショナーが動作することによって前記波形が前記管理幅の下限値または上限値に向かう方向にシフトするように、前記パワーコンディショナーの動作パラメータを演算する、ことを特徴とする。

　本発明の第１７の態様は、第１６の態様に係る電力システムであって、前記コントローラは、前記パワーコンディショナーが動作することによって前記波形が前記管理幅の下限値に向かう方向にシフトするように、前記パワーコンディショナーの動作パラメータを演算する、ことを特徴とする。

　本発明の第１８の態様は、第１０ないし第１５の態様のいずれかに係る電力システムであって、前記複数の低圧配電系統のそれぞれにスマートメータが設けられてなり、前記スマートメータが前記電圧調整装置として前記複数の低圧配電系統のそれぞれにおける電圧値を測定する、ことを特徴とする。

　本発明の第１ないし第１８の態様によれば、全ての低圧配電系統における電圧値を、管理幅の範囲内に経時的に保持することができる。

　特に、第３および第１２の態様によれば、静止形無効電力補償装置における余力を確保しつつ、全ての低圧配電系統における電圧値を、管理幅の範囲内に経時的に保持することができる。

　特に、第５、第８、第１４、および第１７の態様によれば、ＣＶＲ（Conservation Voltage Reduction）による省エネルギー効果を得ることが出来る。

　特に、第５および第１４の態様によれば、ＣＶＲによる省エネルギー効果を最大限に得ることが出来る。

電力システム１０００の構成を模式的に示す図である。コントローラ６００の機能的構成要素を示すブロック図である。第１の低圧調整態様における処理の流れを示す図である。低圧配電系統２における電圧値の時間変化を示す電圧プロファイルＰＦ０を示す図である。スマートメーター制御部６２２がスマートメーター２０３から取得する平均測定値についての電圧プロファイルＰＦ１を示す図である。高圧用電圧調整器３００における動作パラメータの変更が電圧プロファイルに与える影響を説明するための図である。低圧用ＰＣＳ２０２ｐにおける動作パラメータの変更が電圧プロファイルに与える影響を説明するための図である。高圧用電圧調整器３００と低圧用ＰＣＳ２０２ｐとを最適パラメータに従い動作させたときの低圧配電系統２における実際の電圧プロファイルＰＦ４を示す図である。ＳＶＧ２０４を最適パラメータにて動作させた場合の、低圧配電系統２における実際の電圧プロファイルＰＦ５を示す図である。第２の低圧調整態様における処理の流れを示す図である。第２の低圧調整態様にて低圧調整が行われた場合の、低圧配電系統２における実際の電圧プロファイルＰＦ６を示す図である。第３の低圧調整態様における処理の流れを示す図である。第３の低圧調整態様にて低圧調整が行われた場合の、低圧配電系統２における実際の電圧プロファイルＰＦ７を示す図である。第４の低圧調整態様における処理の流れを示す図である。

　　＜電力システムの概要＞
　図１は、本発明の実施の形態に係る電圧調整方法の適用対象となる電力システム１０００の構成を模式的に示す図である。電力システム１０００は概略、高圧配電系統１とこれに接続された低圧配電系統２とによって、配電用変電所（以下、単に変電所とも称する）１００と多数の需要家２００（より詳細には各需要家が保有する電気機器等、以下同じ）との間の送配電を行うシステムである。例えば、高圧配電系統１における電圧は６．６ｋＶであり、低圧配電系統２における電圧は１００Ｖまたは２００Ｖである。他の例では、高圧配電系統１における電圧は１２ｋＶであり、低圧配電系統２における電圧は１２０Ｖまたは２４０Ｖである。

　変電所１００は、図示しない発電所から供給される電力における電圧を変圧器にて降圧し、需要家２００へと送出する施設である。変電所１００からの送出電圧は、ＬＲＴ（Load Ratio control Transformer：負荷時タップ切り替え変圧器）１０１により調整される。

　各々の需要家２００は、負荷としての種々の電気機器２０１を保有しており、それらの電気機器２０１は、需要家２００ごとに用意された低圧配電系統２に接続されている。

　需要家２００はさらに、分散電源２０２を保有しており、係る分散電源２０２も、低圧配電系統２に接続されている。分散電源２０２としては、太陽光発電装置（ＰＶ）、電気自動車（ＥＶ）、燃料電池、ガスエンジンなどが例示される。

　ただし、全ての需要家２００が分散電源２０２を有している必要はなく、電気機器２０１のみを低圧配電系統２に接続している需要家２００が存在してもよい。

　分散電源２０２には、発電電力を系統電力に変換する低圧用ＰＣＳ（パワーコンディショナー）２０２ｐが備わっている。低圧用ＰＣＳ２０２ｐは、分散電源２０２の運転（発電動作）や、分散電源２０２が発電した直流電力の交流電力への変換や、分散電源２０２の系統への連系などを制御する。

　また、個々の低圧配電系統２には、スマートメーター２０３と、低圧用電圧調整器としてのＳＶＧ（Static Var Generator：静止形無効電力補償装置）２０４とが設けられている。

　スマートメーター２０３は、各需要家２００における電力使用量を計測する機器である。スマートメーター２０３は、最小では５分ごとの平均測定値を出力することが可能となっている。スマートメーター２０３は通信機能を有しており、係る通信機能を利用することで、各需要家２００は、自身の電力使用量を随時確認することが可能となっている。後述するように、本実施の形態においてはさらに、係るスマートメーター２０３の通信機能を、電力システム１０００における電圧調整にも利用する。具体的には、本発明の実施の形態に係る電圧調整方法において、個々の低圧配電系統２に備わるスマートメーター２０３は、当該低圧配電系統２における電圧値を測定する電圧測定装置として利用される。

　ＳＶＧ２０４は、個々の低圧配電系統２における電圧の変動を調整する。ＳＶＧ２０４は、概略、低圧配電系統２に無効電力を供給し、低圧配電系統２の電圧が所定の条件をみたすように調整する機器である。ＳＶＧ２０４は、インバータを備えることにより、進みから遅れまでの幅広い無効電力補償を、連続かつ高速で行うことができるように構成されている。

　なお、個々の低圧配電系統２がＳＶＧ２０４を備えていることから、本実施の形態に係る電力システム１０００においては、多数のＳＶＧ２０４が当該システム全体に分散して備わっているともいえる。それゆえ、本実施の形態においては、ＳＶＧ２０４を分散型ＳＶＧとも称する。

　一方、高圧配電系統１には、高圧用電圧調整器３００と、センサ付開閉器４００とが設けられている。

　高圧用電圧調整器３００は、概略、高圧配電系統１における電圧変動（電圧降下）を抑制する機器であり、高圧配電系統１を流れる電流の変動に応じて自動的にタップを選択して（切り換えて）、線路の電圧変動を調整するようになっている。高圧用電圧調整器３００としては、ＳＶＲやＴＶＲ、ＴＳＣ方式のＳＶＣなどが例示される。

　なお、図１における高圧用電圧調整器３００の配置箇所はあくまで例示である。具体的な配置箇所は、電力システム１０００の構成（高圧配電系統１の分岐態様、低圧配電系統の接続態様など）に応じて適宜に定められればよい。

　センサ付開閉器４００は、内蔵するセンサによりその設置地点の潮流や電圧などを測定するための高圧機器である。また、センサ付開閉器４００は、高圧配電系統１あるいは低圧配電系統２における停電や事故の発生に伴い電圧降下などが生じた場合に、発生範囲を系統から切り離し、停電や事故の影響を最小限とすることが出来るようになっている。

　なお、図１においては、センサ付開閉器４００が個々の低圧配電系統２の高圧配電系統１に対する接続個所に設けられているが、これはあくまで例示である。センサ付開閉器４００を介することなく低圧配電系統２が高圧配電系統１に接続される態様であってもよいし、高圧配電系統１の途中の適宜の箇所にセンサ付開閉器４００が設けられていてもよい。

　高圧配電系統１にはさらに、メガソーラーとも称される大規模太陽光発電システム（高圧ＰＶ）５００が接続されていてもよい。高圧ＰＶ５００には、発電電力を系統電力に変換する高圧用ＰＣＳ（パワーコンディショナー）５００ｐが備わっている。ＰＣＳ５００ｐは、高圧ＰＶ５００の運転（発電動作）や、高圧ＰＶ５００が発電した直流電力の交流電力への変換や、高圧ＰＶ５００の系統への連系などを制御する。

　電力システム１０００はさらに、全体の動作を制御するコントローラ（制御機器）６００を備える。コントローラ６００は、信号線ＣＬにて、ＬＲＴ１０１を含む変電所１００、各需要家２００の低圧用ＰＣＳ２０２ｐおよびスマートメーター２０３、個々の低圧配電系統２のＳＶＧ２０４、高圧用電圧調整器３００、センサ付開閉器４００、並びに高圧用ＰＣＳ５００ｐと、接続されてなる。コントローラ６００は、係る信号線ＣＬを通じて、それぞれの機器に対し制御信号を送信するとともに、それぞれの機器から動作状態を示す信号や計測値を示す信号を受信することが、可能となっている。なお、信号線ＣＬによるコントローラ６００と上述の各機器等との接続には、無線接続が含まれていてもよく、また、専用線による接続のみならず汎用のインターネットを利用した接続がなされる態様であってもよい。

　図２は、コントローラ６００の機能的構成要素を示すブロック図である。コントローラ６００は、汎用または専用のコンピュータによって構成されており、例えば記憶装置に記憶されている所定のプログラムがＣＰＵにて実行されることにより、所定の機能的構成要素が実現される。

　コントローラ６００は、係る機能的構成要素として、高圧機器制御部６１０と、需要家機器制御部６２０と、データ処理部６３０とを、主として備える。

　高圧機器制御部６１０は、高圧配電系統１に設けられてなるＬＲＴ１０１、高圧用電圧調整器３００、センサ付開閉器４００、および高圧用ＰＣＳ５００ｐの動作状況を示す信号や、センサ付開閉器４００が行う測定（モニタ）の測定値を示す信号を取得し、各機器に、それらの信号に応じてデータ処理部６３０が設定・更新する動作パラメータに基づく動作を、行わせる部位である。

　高圧機器制御部６１０は、ＬＲＴ１０１の動作を制御する第１電圧調整器制御部６１１と、高圧用電圧調整器３００の動作を制御する第２電圧調整器制御部６１２と、センサ付開閉器４００の動作を制御するセンサ付開閉器制御部６１３と、高圧用ＰＣＳ５００ｐの動作を制御する高圧ＰＣＳ制御部３１４とを備える。

　需要家機器制御部６２０は、需要家２００ごとに用意された多数の低圧配電系統２のそれぞれに接続されてなる低圧用ＰＣＳ２０２ｐおよびＳＶＧ２０４の動作状況を示す信号や、スマートメーター２０３が行う測定（モニタ）の測定値を示す信号を取得し、低圧用ＰＣＳ２０２ｐおよびＳＶＧ２０４に、それらの信号に応じてデータ処理部６３０が設定・更新する動作パラメータに基づく動作を、行わせる部位である。

　需要家機器制御部６２０は、低圧用ＰＣＳ２０２ｐの動作を制御する低圧用ＰＣＳ制御部６２１と、スマートメーター２０３の測定値を取得するスマートメーター制御部６２２と、ＳＶＧ２０４の動作を制御する分散型ＳＶＧ制御部６２３とを備える。

　データ処理部６３０は、データ集約部６３１と、制御パラメータ演算部６３２とを備える。データ集約部６３１は、高圧機器制御部６１０および需要家機器制御部６２０の各部が種々の機器から取得した動作信号および測定値信号が示すデータを集約する。制御パラメータ演算部６３２は、データ集約部６３１によって集約されたデータに基づいて、ＬＲＴ１０１、高圧用電圧調整器３００、センサ付開閉器４００、高圧用ＰＣＳ５００ｐ、低圧用ＰＣＳ２０２ｐ、およびＳＶＧ２０４の動作パラメータを演算する。高圧機器制御部６１０および需要家機器制御部６２０の各部は、それぞれの制御対象たる機器に、制御パラメータ演算部６３２にて演算された動作パラメータに基づく動作を行わせる。

　　＜低圧配電系統における電圧調整＞
　次に、上述のような構成を有する電力システム１０００において行われる、個々の需要家２００に対応して設けられている多数の低圧配電系統２のそれぞれにおける電圧調整（低圧調整）について説明する。

　本実施の形態では、従来の低圧調整に用いられていた、高圧配電系統１に設けられてなる高圧用電圧調整器３００を利用することに加えて、個々の低圧配電系統２にＳＶＧ２０４を設け、該ＳＶＧ２０４を、同じく個々の低圧配電系統２に接続されてなる低圧用ＰＣＳ２０２およびスマートメーター２０３ともども、低圧調整に利用するようにする。なお、以降においては、説明の簡単のため、高圧ＰＶ５００については高圧配電系統１に含まれているものとして取り扱う。

　係る本実施の形態の低圧調整には、第１ないし第３の態様の３通りがある。以下、順次に説明する。

　（第１の低圧調整態様：基本態様）
　図３は、第１の低圧調整態様における処理の流れを示す図である。図４は、本実施の形態において行う電圧調整の対象例としての、低圧配電系統２における電圧値の時間変化を示す電圧プロファイル（波形）ＰＦ０を示す図である。電圧プロファイルＰＦ０は、従来公知の調整態様にて調整された後のプロファイルに該当する。換言すれば、電圧プロファイルＰＦ０は、第１の低圧調整態様における処理を行わなかった場合の、低圧配電系統２における電圧値の時間変化の例である。

　図４に示すように、個々の低圧配電系統２における電圧は、下限値をＶ_Ｌとし上限値をＶ_Ｕとする所定の管理幅Ｒにて管理される。すなわち、コントローラ６００は、個々の低圧配電系統２における電圧が係る管理幅Ｒ内に収まるように低圧配電系統２における電圧を制御する。例えば、下限値Ｖ_Ｌは９５Ｖであり、上限値Ｖ_Ｕは１０７Ｖである。

　しかしながら、従来公知の態様による調整が行われたとしても、電圧は絶えず（短周期にて）細かに変動しており、図４の部分Ａに示すような上限値Ｖ_Ｕを超える変動や、部分Ｂに示すような下限値Ｖ_Ｌを下回る変動も、起こり得る。また、ごく瞬間的に電圧値が急峻に上下する、スパイクＳＰと称される変動も、ランダムに生じ得る。

　第１の低圧調整態様においては、調整前の電圧プロファイルにこのような変動が現れ得ることを前提として、個々の低圧配電系統２における電圧値が調整される。

　具体的には、それぞれの低圧配電系統２に備わるスマートメーター２０３が、当該低圧配電系統２における電圧値を測定し（ステップＳ１）、その５分ごとの平均測定値（移動平均値）をスマートメーター制御部６２２に対し出力する。係る場合において、スマートメーター２０３は電圧測定装置として機能し、スマートメーター制御部６２２は係る電圧測定装置を制御する電圧測定制御部として機能している。

　また、これと並行して、高圧配電系統１に設置されてなるセンサ付開閉器４００が、その設置箇所における高圧配電系統１の電圧を測定し（ステップＳ２）、その測定値をセンサ付開閉器制御部６１３に対し出力する。

　図５は、図４に示した電圧プロファイルＰＦ０を対象とする電圧測定が電圧測定装置として機能するスマートメーター２０３にて行われた場合に、電圧測定制御部として機能するスマートメーター制御部６２２がスマートメーター２０３から取得する平均測定値についての電圧プロファイルＰＦ１を示す図である。

　なお、確認的にいえば、図４に示した電圧プロファイルＰＦ０の横軸の時間は、スマートメーター２０３による計測間隔に比して十分に長く、それゆえ、スマートメーター２０３による計測は、図４に示した電圧プロファイルＰＦ０の全体が得られるタイミングで行われるのではなく、低圧配電系統２の電圧値が電圧プロファイルＰＦ０に示されたように変動する状況においてリアルタイムに実行される。換言すれば、図４に示した電圧プロファイルＰＦ０における電圧値の時間変化と、図５に示した電圧プロファイルＰＦ１における平均測定値の時間変化とは、同時並行的に進行する。

　電圧プロファイルＰＦ１は図４に示した電圧プロファイルＰＦ０が平滑されたものとなっているが、部分Ｃに示すように電圧値が上限値Ｖ_Ｕを超える箇所は依然として存在し、スパイクＳＰも一部残存している。なお、コントローラ６００は電圧プロファイルＰＦ１を取得するものの、実際の低圧配電系統２における電圧プロファイルＰＦ０が平滑化されているわけではなく、依然として図４に示したような挙動を示す。

　スマートメーター制御部６２２が取得した個々の低圧配電系統２における平均測定値のデータや、センサ付開閉器制御部６１３が取得した高圧配電系統１における電圧のデータは、コントローラ６００のデータ集約部６３１にて集約される（ステップＳ３）。また、データ集約部６３１には絶えず、高圧機器制御部６１０および需要家機器制御部６２０の各部が種々の機器から取得した動作信号に基づくデータも集約される。

　次いで、制御パラメータ演算部６３２が、データ集約部６３１に集約された種々のデータに基づき、高圧用電圧調整器３００、低圧用ＰＣＳ２０２ｐ、および低圧用電圧調整器であるＳＶＧ２０４の動作パラメータについて、低圧配電系統２の低圧調整を行うにあたって最適な値（最適パラメータ）を演算する（ステップＳ４）。

　高圧用電圧調整器３００の動作パラメータとしては、目標電圧および不感帯の範囲が例示される。低圧用ＰＣＳ２０２ｐの動作パラメータとしては、力率やＶ－Ｐ特性が例示される。ＳＶＧ２０４の動作パラメータとしては、目標電圧、不感帯幅、応答速度が例示される。

　制御パラメータ演算部６３２において最適パラメータが演算されると、第２電圧調整器制御部６１２による高圧用電圧調整器３００における当該最適パラメータの適用つまりはパラメータ変更（ステップＳ５）と、低圧用ＰＣＳ制御部６２１による低圧用ＰＣＳ２０２ｐにおける当該最適パラメータの適用つまりはパラメータ変更（ステップＳ６）とが行われる。なお、図３においてこれらのパラメータ変更は並行して行われているが、前者を行ったうえで後者を行う態様であってもよい。

　高圧用電圧調整器３００の最適パラメータは、当該最適パラメータに基づき高圧用電圧調整器３００が動作した結果、低圧配電系統２における電圧の変動が図４あるいは図５に示す管理幅Ｒよりも圧縮された所定の許容変動幅Ｒ１の範囲内に収まる状態が実現されるように、演算される。

　図６は、高圧用電圧調整器３００における動作パラメータの変更が電圧プロファイルに与える影響を説明するための図である。なお、以降においては、図６に示すように、許容変動幅Ｒ１の下限値をＶ_１とし、上限値（目標上限電圧）をＶ_２とする。また、許容変動幅Ｒ１の中央値（下限値Ｖ_１と上限値Ｖ_２の平均値）は、管理幅Ｒの中央値（下限値Ｖ_Ｌと上限値Ｖ_Ｕの平均値）と同じに維持されるものとする。これらは、換言すれば、管理幅Ｒの中央値が目標電圧として設定され、下限値Ｖ_１から上限値Ｖ_２までの許容変動幅Ｒ１の範囲が不感帯として設定されることを意味する。

　概略的にいえば、高圧用電圧調整器３００が最適パラメータに従って動作すると、低圧配電系統２における電圧値は原則として、中央値を維持しつつ、管理幅Ｒに対する許容変動幅Ｒ１の比Ｒ１／Ｒに応じて圧縮される。

　ただし、圧縮後の電圧値が依然として、不感帯である許容変動幅Ｒ１の範囲に属さない場合には、高圧用電圧調整器３００におけるタップ切り替えにより、電圧値は許容変動幅Ｒ１の範囲内へとステップ状にシフトさせられる。これにより、低圧配電系統２における電圧値は必ず、許容変動幅Ｒ１の範囲内の値となる。

　図６に示す電圧プロファイルＰＦ２は、高圧用電圧調整器３００において動作パラメータが変更された場合に、スマートメーター制御部６２２がスマートメーター２０３から取得する平均測定値についての電圧プロファイルの例である。より具体的には、図４に示した電圧プロファイルＰＦ０が、高圧用電圧調整器３００の動作パラメータが変更されないときの低圧配電系統２における電圧値の変動を示しているとしたときの例である。あるいは、図５に示した電圧プロファイルＰＦ１が、高圧用電圧調整器３００の動作パラメータが変更されないときにスマートメーター制御部６２２がスマートメーター２０３から取得する平均測定値についての電圧プロファイルであるとしたときの例であるともいえる。

　図６に示す電圧プロファイルＰＦ２においては、部分Ｄ１において圧縮後の電圧が許容変動幅Ｒ１の上限値Ｖ_２に到達したために、ステップ状に低減されている。同様に、部分Ｄ２において圧縮後の電圧が許容変動幅Ｒ１の下限値Ｖ_１に到達したために、ステップ状に増大されている。

　また、電圧プロファイルＰＦ２には依然としてスパイクＳＰが存在している。しかも、一部のスパイクＳＰは許容変動幅Ｒ１の範囲を逸脱している。これは、スパイクＳＰにおける急峻な電圧変化はミリ秒のオーダーであるのに対し、高圧用電圧調整器３００の応答時間は秒から分のオーダーであるため、スパイクＳＰの急峻な変動に対し高圧用電圧調整器３００のタップ切り替えが対応しきれないためである。

　とはいえ、図６に示す電圧プロファイルＰＦ２は、全体としては、下限値Ｖ_Ｌから上限値Ｖ_Ｕに至る管理幅Ｒの範囲内に収まっている。

　次に、低圧用ＰＣＳ２０２ｐの最適パラメータは、当該最適パラメータに基づき低圧用ＰＣＳ２０２ｐが動作した結果、電圧値が管理幅Ｒの範囲内で所定値だけシフトした状態が実現されるように、演算される。

　図７は、低圧用ＰＣＳ２０２ｐにおける動作パラメータの変更が電圧プロファイルに与える影響を説明するための図である。なお、図７においては、理解の容易のため、高圧用電圧調整器３００が動作することによって電圧変動が圧縮された後に、低圧用ＰＣＳ２０２ｐにおける動作パラメータの変更が行われた場合を示している。

　概略的にいえば、低圧用ＰＣＳ２０２ｐが最適パラメータに従って動作すると、低圧配電系統２における電圧値は、許容変動幅Ｒ１を維持しつつ管理幅Ｒの範囲内で一定のシフト量にてシフトさせられる。本実施の形態においては、ＣＶＲ（Conservation Voltage Reduction）による電圧管理を意図して、許容変動幅Ｒ１の下限値Ｖ_１が管理幅Ｒの下限値Ｖ_Ｌの近傍の値となるように、シフトを行うものとする。係る場合において、管理幅Ｒの下限値Ｖ_Ｌの近傍の値とは、例えば、１．０１×Ｖ_Ｌなる値である。日本の場合であれば、１００Ｖの低圧配電系統における管理幅Ｒの下限値Ｖ_Ｌは９５Ｖであるので、許容変動幅Ｒ１の下限値Ｖ_１は例えば９６Ｖと設定すればよい。また、２００Ｖの低圧配電系統における管理幅Ｒの下限値Ｖ_Ｌは１８２Ｖであるので、許容変動幅Ｒ１の下限値Ｖ_１は例えば１８４Ｖと設定すればよい。このようにすることで、低圧配電系統２における電圧値が低減されることに伴い需要家２００における消費電力が低減されるので、省エネルギー効果が得られる。なお、許容変動幅Ｒ１の上限値Ｖ_２が管理幅Ｒの上限値Ｖ_Ｕの近傍の値となるようなシフトも可能である。

　図７に示す電圧プロファイルＰＦ３は、低圧用ＰＣＳ２０２ｐにおいて動作パラメータが変更された場合に、スマートメーター制御部６２２がスマートメーター２０３から取得する平均測定値についての電圧プロファイルの例である。より具体的には、電圧プロファイルＰＦ３は、許容変動幅Ｒ１の下限値Ｖ_１が管理幅Ｒの下限値Ｖ_Ｌと略一致するようなシフトが行われた場合の例である。また、図６に示した電圧プロファイルＰＦ２と同様に、図４に示した電圧プロファイルＰＦ０が、高圧用電圧調整器３００の動作パラメータが変更されないときの低圧配電系統２における電圧値の変動を示しているとしたときの例でもある。なお、係るシフト後の許容変動幅Ｒ１の上限値をＶ_３とする。

　電圧値こそ異なるものの、図７に示す電圧プロファイルＰＦ３の全体的な形状は、図６に示した電圧プロファイルＰＦ２と同じである。そのため、依然としてスパイクＳＰは存在しているものの、許容変動幅Ｒ１のシフトはあくまで管理幅Ｒの範囲内で行われることから、図７に示す電圧プロファイルＰＦ３は概ね管理幅Ｒの範囲に収まってはいる。

　それゆえ、一見すると、高圧用電圧調整器３００と低圧用ＰＣＳ２０２ｐとを最適パラメータに従い動作させるようにすれば、管理幅Ｒの範囲内でのＣＶＲによる電圧管理を、好適に行い得るようにも考えられる。

　しかしながら、図７に示す電圧プロファイルＰＦ３はあくまで、スマートメーター２０３による５分ごとの平均測定値のプロファイルに過ぎない。図８は、図７に示す電圧プロファイルＰＦ３のもとになっている、高圧用電圧調整器３００と低圧用ＰＣＳ２０２ｐとを最適パラメータに従い動作させたときの低圧配電系統２における実際の電圧プロファイルＰＦ４を示す図である。

　図４の電圧プロファイルＰＦ０にて示したように、低圧配電系統２における実際の電圧には短周期の細かな変動がある。そのため、実際の電圧プロファイルＰＦ４では、図８の部分Ｅに示すような、図７に示す電圧プロファイルＰＦ３では電圧値が管理幅Ｒの範囲内に収まっていた下限値Ｖ_Ｌの近傍における、管理幅Ｒの範囲外への逸脱が生じている。

　これはすなわち、高圧用電圧調整器３００と低圧用ＰＣＳ２０２ｐとを最適パラメータに従い動作させることのみによってＣＶＲによる電圧管理を行うためには、このような逸脱が発生する可能性を考慮し、許容変動幅Ｒ１のシフト位置と管理幅Ｒの下限値Ｖ_Ｌとの間に一定程度のマージンを確保する必要があることを意味する。しかしながら、このようなマージンの確保は当然ながら、ＣＶＲの効果を減殺させることになる。

　本実施の形態において行う第１の低圧調整態様においては、この点を鑑み、高圧用電圧調整器３００と低圧用ＰＣＳ２０２ｐとを最適パラメータにて動作させることに続いて、個々の低圧配電系統２に設けられてなるＳＶＧ２０４（分散型ＳＶＧ）を、制御パラメータ演算部６３２にて演算された最適パラメータにて動作させることにより、図８に示した電圧プロファイルＰＦ４に現れるような、実際の電圧値における短周期の細かな変動を平滑化させるようにする（ステップＳ７）。

　図９は、ＳＶＧ２０４を最適パラメータにて動作させた場合の、低圧配電系統２における実際の電圧プロファイルＰＦ５を示す図である。より具体的には、ＳＶＧ２０４を最適パラメータにて動作させなかった場合には図８に示す電圧プロファイルＰＦ４にて電圧変動が生じる状況において、ＳＶＧ２０４を最適パラメータにて動作させた場合に得られる実際の電圧プロファイルである。

　ＳＶＧ２０４は、インバータを備えることにより高速に動作するため、低圧配電系統２の電圧値の短周期の変動を平滑化させるとともに、スパイクＳＰを除去あるいは低減することも、可能となっている。

　そのため、係るＳＶＧ２０４の動作の結果として得られる図９の電圧プロファイルＰＦ５は、図７に示した、高圧用電圧調整器３００と低圧用ＰＣＳ２０２ｐとを最適パラメータにて動作させた場合に、スマートメーター制御部６２２がスマートメーター２０３から取得する平均測定値についての電圧プロファイルである電圧プロファイルＰＦ３と、概ね一致するようになる。そればかりか、電圧プロファイルＰＦ３においてはスパイクＳＰが存在していたが、電圧プロファイルＰＦ５においてはスパイクＳＰは好適に除去されている。

　このことは、コントローラ６００が把握するのはあくまで、電圧プロファイルＰＦ３のようなスマートメーター２０３からの５分ごとの平均測定値についての電圧プロファイルに過ぎないとしても、ＳＶＧ２０４を最適パラメータにて動作させるようにしておけば、係る平均測定値についての電圧プロファイルは実質的に、実際の電圧値についての電圧プロファイルであるとみなして取り扱えることを意味する。

　さらに、実際の電圧値の強度が電圧プロファイルＰＦ５のようになるということは、ＣＶＲの効果を最大限得るべく、低圧用ＰＣＳ２０２ｐを最適パラメータにて動作させるにあたり、許容変動幅Ｒ１の下限値Ｖ_１を管理幅Ｒの下限値Ｖ_Ｌと略一致させるようなシフトを、行い得るということを意味する。

　ステップＳ１からステップＳ７に至る処理は、電力システム１０００の全ての低圧配電系統２において繰り返される。すなわち、コントローラ６００のデータ集約部６３１における、個々の低圧配電系統２における平均測定値のデータや高圧配電系統１における電圧のデータなどの集約と、制御パラメータ演算部６３２における当該集約されたデータに基づいた個々の低圧配電系統２に備わる高圧用電圧調整器３００、低圧用ＰＣＳ２０２ｐ、およびＳＶＧ２０４の最適パラメータの演算と、それら高圧用電圧調整器３００、低圧用ＰＣＳ２０２ｐ、およびＳＶＧ２０４の当該演算された最適パラメータに基づく動作とが、リアルタイムで繰り返しループされる。すなわち、処理がループされる都度、最適パラメータは最新のものに更新される。

　これにより、電力システム１０００に備わる全ての低圧配電系統２において、図４に示す電圧プロファイルＰＦ０にて例示するような管理幅Ｒから逸脱する電圧値の変動が生じることを防ぐことができる。すなわち、全ての低圧配電系統２における電圧値を、管理幅の範囲内に経時的に保持することができる。

　このことは、第１の低圧調整態様によれば、高精度かつ低変動な低圧配電系統の電圧管理が実現されることを意味する。

　しかも、それぞれの低圧配電系統２において、例えば図９に示す電圧プロファイルＰＦ５のように、電圧値が変動する範囲を管理幅Ｒの下限値Ｖ_Ｌの近傍にまでシフトさせることによって、ＣＶＲの効果を好適に得られるようにすることも、可能となっている。

　また、ＳＶＧ２０４が動作することにより、低圧配電系統２における実際の電圧プロファイルはリアルタイムで図９に示す電圧プロファイルＰＦ５のように平滑化され、かつ、係る実際の電圧プロファイルは、図７に示す電圧プロファイルＰＦ３のような、コントローラ６００がスマートメーター２０３から取得する５分ごとの平均測定値のプロファイルと類似するものとなる。よって、コントローラ６００においては、スマートメーター２０３から平均測定値を取得するのみであっても、係る取得値を実際の電圧値とみなして取り扱うことができる。

　なお、ステップＳ１からステップＳ７の処理は繰り返し行われることから、ステップＳ７における、最新の最適パラメータによるＳＶＧ２０４の動作は、必ずしもステップＳ５およびステップＳ６の後に行われる必要はない。

　（第２の低圧調整態様：条件付動作）
　上述した第１の低圧調整態様においては、ステップＳ１～ステップＳ７に示した処理が繰り返される都度、ＳＶＧ２０４が絶えず動作し、低圧配電系統２の電圧値に生じる短周期の変動や、スパイクＳＰが、好適に抑制されるようになっている。

　しかしながら、管理幅Ｒの下限値Ｖ_Ｌの近傍における短周期の変動は管理幅Ｒからの電圧値の逸脱という点において問題である一方で、管理幅Ｒの下限値Ｖ_Ｌから離れた範囲で生じる短周期の変動については、許容変動幅Ｒ１の上限値Ｖ_３の値が管理幅Ｒの上限値Ｖ_Ｕの値より小さいこともあって、電圧管理上、問題となることはまれである。それゆえ、当該範囲については、ＳＶＧ２０４による平滑化を省略したとしても、特段の不具合は生じないと考えられる。

　第２の低圧調整態様では、この点を考慮した低圧調整が行われる。概略的には、第２の低圧調整態様では、ＳＶＧ２０４を動作させる電圧値の範囲を、管理幅Ｒのうち所定の閾値Ｖ_ｔ以下の範囲に限定する。そして、低圧配電系統２の電圧値が（管理幅Ｒの下限値Ｖ_Ｌ以上で）当該閾値Ｖ_ｔ以下である場合に、ＳＶＧ２０４が動作レベルにあるとする。

　図１０は、第２の低圧調整態様における処理の流れを示す図である。また、図１１は、係る第２の低圧調整態様にて低圧調整が行われた場合の、低圧配電系統２における実際の電圧プロファイルＰＦ６を示す図である。より具体的には、ＳＶＧ２０４を全く動作させなかった場合には図８に示す電圧プロファイルＰＦ４にて電圧変動が生じる状況において、低圧配電系統２における電圧値がＳＶＧ２０４の動作レベルにある場合のみＳＶＧ２０４を最適パラメータにて動作させることで得られる、実際の電圧プロファイルである。

　図１０のステップＳ１～ステップＳ６までは、図３に示した第１の低圧調整態様と同じである。ただし、以降の処理は、低圧配電系統２の電圧値がＳＶＧ２０４の動作レベルにあるか否か（ステップＳ８）で場合分けされる。

　低圧配電系統２の電圧値がＳＶＧ２０４の動作レベルにある場合（ステップＳ８でＹＥＳ）、第１の低圧調整態様と同様、ＳＶＧ２０４が最適パラメータにて動作する（ステップＳ７）。一方、低圧配電系統２の電圧値がＳＶＧ２０４の動作レベルにない場合（ステップＳ８でＮＯ）は、ＳＶＧ２０４は動作しない。これは例えば、処理対象たる電圧値が閾値Ｖ_ｔ以下である場合のみ動作するよう、ＳＶＧ２０４の動作条件をあらかじめ設定しておくことなどによって実現される。

　係る第２の低圧調整態様が採用される場合、図１１に示す電圧プロファイルＰＦ６のように、電圧値が閾値Ｖ_ｔ以下である場合のみ、図９に示した電圧プロファイルＰＦ５と同様に電圧値の短周期の変動やスパイクＳＰが解消される。電圧値が閾値Ｖ_ｔを超える範囲での電圧値の変動は、図８に示した電圧プロファイルＰＦ４と同じとなる。

　第２の低圧調整態様においても、ステップＳ１からステップＳ７に至る処理は繰り返される。それゆえ、第２の低圧調整態様においても、第１の低圧調整態様と同様に、電力システム１０００に備わる全ての低圧配電系統２において管理幅Ｒから逸脱する電圧値の変動が生じることを、防ぐことができる。すなわち、全ての低圧配電系統２における電圧値を、管理幅の範囲内に経時的に保持することができる。

　このことは、第２の低圧調整態様が採用される場合も、管理幅の下限値Ｖ_Ｌあるいは上限値Ｖ_Ｕとの関係においては十分に、高精度かつ低変動な低圧配電系統の電圧管理が実現されることを意味する。

　しかも、それぞれの低圧配電系統２において、電圧値が変動する範囲を管理幅Ｒの下限値Ｖ_Ｌの近傍にまでシフトさせることにより、ＣＶＲの効果を好適に得られるようにすることも、可能となっている。

　さらには、ＳＶＧ２０４が絶えず動作する第１の低圧調整態様とは異なり、第２の低圧調整態様においては、所定の動作レベルをみたす場合のみＳＶＧ２０４が動作するので、ＳＶＧ２０４にある程度の余力が確保される。

　なお、ステップＳ１からステップＳ８の処理は繰り返し行われることから、ステップＳ８における判断と、ステップＳ７における、最新の最適パラメータによるＳＶＧ２０４の動作との組は、必ずしもステップＳ５およびステップＳ６の後に行われる必要はない。

　また、電圧値が変動する範囲を管理幅Ｒの上限値Ｖ_Ｕの近傍にまでシフトさせる場合に、低圧配電系統２の電圧値が所定の閾値以上（かつ管理幅Ｒの上限値Ｖ_Ｕ以下）である場合に、ＳＶＧ２０４が動作レベルにあるとしてもよい。

　（第３の低圧調整態様：電圧一定化）
　上述した第１および第２の低圧調整態様においては、ＳＶＧ２０４が動作することにより、低圧配電系統２の電圧値に生じる短周期の変動やスパイクＳＰが抑制されるようになっている。加えて、ＣＶＲの効果が好適に得られるようになっている。一方で、管理幅Ｒの範囲内における電圧値の長周期の変動（ゆらぎ）については基本的に許容されている。

　しかしながら、ＣＶＲの効果を最大限に得るためには、低圧配電系統２の電圧値は、管理幅Ｒの範囲内においてできる限り小さい方が望ましい。

　第３の低圧調整態様では、この点を考慮した低圧調整が行われる。図１２は、第３の低圧調整態様における処理の流れを示す図である。また、図１３は、係る第３の低圧調整態様にて低圧調整が行われた場合の、低圧配電系統２における実際の電圧プロファイルＰＦ７を示す図である。より具体的には、ＳＶＧ２０４を全く動作させなかった場合には図８に示す電圧プロファイルＰＦ４にて電圧変動が生じる状況において、第３の定圧調整態様に従いＳＶＧ２０４を最適パラメータにて動作させることで得られる、実際の電圧プロファイルである。

　図１２のステップＳ１～ステップＳ７までは、図３に示した第１の低圧調整態様と同じである。ただし、第３の低圧調整態様では、これに加え、低圧配電系統２における電圧値を管理幅Ｒの下限値Ｖ_Ｌと同一またはその近傍の目標値にて一定とするよう、ＳＶＧ２０４が動作する（ステップＳ９）。係る場合において、管理幅Ｒの下限値Ｖ_Ｌの近傍の値とは、例えば、１．０１×Ｖ_Ｌである。ステップＳ９でのＳＶＧ２０４の最適パラメータは、ステップＳ７における最適パラメータとは異なるものとなる。

　係る第３の低圧調整態様においては、第１の低圧調整態様と同様の効果を得ることができることに加えて、第１および第２の低圧調整態様によりもさらに効果的に、ＣＶＲによる電圧管理を行うことができ、省エネルギー効果をより顕著に得ることができる。

　なお、ステップＳ１からステップＳ７およびステップＳ９の処理は繰り返し行われることから、ステップＳ７およびステップＳ９における最新の最適パラメータによるＳＶＧ２０４の動作の組は、必ずしもステップＳ５およびステップＳ６の後に行われる必要はない。

　（第４の低圧調整態様：固定パラメータによる分散型ＳＶＧの動作）
　上述した第１ないし第３の低圧調整態様においては、ＳＶＧ２０４は制御パラメータ演算部６３２において演算される最適パラメータに基づき動作している。第４の低圧調整態様では、これに代わり、ＳＶＧ２０４はあらかじめ固定的に設定されコントローラ６００に保持された動作パラメータ（固定パラメータ）に従い動作する。ＳＶＧ２０４は上述のように、実際の電圧値における短周期の細かな変動を平滑化させるという処理を担う装置であるため、係る平滑化を好適に抑制できるように動作パラメータを設定しておけば、その動作は必ずしも、ＳＶＧ２０４よりも応答時間の長い高圧用電圧調整器３００および低圧用ＰＣＳ２０２ｐが動作した後に行われずともよい。

　図１４は、この点を考慮した、第４の低圧調整態様における処理の流れを示す図である。図１４のステップＳ１～ステップＳ６までは、図３に示した第１の低圧調整態様と同じである。

　ただし、第１の低圧調整態様では、ステップＳ４における最適パラメータの演算対象に個々のＳＶＧ２０４（分散型ＳＶＧ）も含まれていたが、第４の低圧調整態様では、高圧用電圧調整器３００および低圧用ＰＣＳ２０２ｐのみ、最適パラメータが演算される。

　また、第１の低圧調整態様では、ステップＳ５およびステップＳ６に続いて、個々の低圧配電系統２に設けられてなるＳＶＧ２０４を制御パラメータ演算部６３２にて演算された最適パラメータにて動作させることにより、実際の電圧値における短周期の細かな変動を平滑化させるようにしていた。第４の低圧調整態様では、これに代わり、ステップＳ１～ステップＳ６の処理と並行して、あらかじめ固定的に設定されてなる動作パラメータにて個々の低圧配電系統２に設けられてなるＳＶＧ２０４を動作させることにより、それぞれの低圧配電系統２において実際の電圧値に現れる短周期の細かな変動を、平滑化させるようにする（ステップＳ７β）。

　ステップＳ１～Ｓ６の処理とこれに並行するステップＳ７βの処理は、電力システム１０００の全ての低圧配電系統２において繰り返される。すなわち、ＳＶＧ２０４は固定パラメータに従い繰り返し動作しつつ、高圧用電圧調整器３００および低圧用ＰＣＳ２０２ｐは都度演算される最新の最適パラメータに基づく動作を行う。

　係る第４の低圧調整態様の場合も、個々の低圧配電系統２においては、図９に示した第１の低圧調整態様における電圧プロファイルＰＦ５と同様の電圧プロファイルが実現される。すなわち、高精度かつ低変動な低圧配電系統の電圧管理が実現される。

　　＜変形例＞
　上述の実施の形態に係る電圧調整方法においては、電力システム１０００において個々の低圧配電系統２に備わるスマートメーター２０３が、当該低圧配電系統２における電圧値を測定する電圧測定装置として利用されているが、係るスマートメーター２０３の利用に代わり、個々の低圧配電系統２に、当該低圧配電系統２における電圧値を測定する電圧測定装置が設けられ、係る電圧測定装置の測定値が、電力システム１０００における電圧調整に用いられる態様であってもよい。係る場合においては、個々の低圧配電系統２の一部または全部に、スマートメーター２０３が備わっていなくてもよい。

Claims

　それぞれに分散電源が接続された複数の低圧配電系統と前記複数の低圧配電系統が接続されてなる高圧配電系統とを含む配電系統の前記複数の低圧配電系統における電圧の調整方法であって、
　a)前記複数の低圧配電系統のそれぞれにおける電圧値を前記複数の低圧配電系統のそれぞれに設けた電圧測定装置にて測定する工程と、
　b)前記高圧配電系統における電圧値を前記高圧配電系統に設けた所定の高圧機器にて測定する工程と、
　c)前記高圧配電系統に設けた電圧調整器、前記分散電源に備わるパワーコンディショナー、および前記複数の低圧配電系統のそれぞれに設けた静止形無効電力補償装置のそれぞれの動作パラメータを、前記工程a)および前記工程b)における測定値に基づいて、演算する工程と、
　d)前記工程c)にて演算された前記動作パラメータに基づいて、前記電圧調整器、前記パワーコンディショナー、および前記静止形無効電力補償装置を動作させることにより、前記複数の低圧配電系統のそれぞれにおける電圧値を所定の管理幅の範囲内に経時的に保持しつつ、前記管理幅の少なくとも一部の範囲において前記電圧値の時間変化を平滑化させる工程と、
を繰り返し行うことを特徴とする、低圧配電系統における電圧調整方法。
　請求項１に記載の低圧配電系統における電圧調整方法であって、
　前記工程d)においては、前記管理幅の全ての範囲について前記電圧値の時間変化を平滑化させる、
ことを特徴とする低圧配電系統における電圧調整方法。
　請求項１に記載の低圧配電系統における電圧調整方法であって、
　前記工程d)においては、前記管理幅のうち下限値または上限値から所定の閾値までの範囲について前記電圧値の時間変化を平滑化させる、
ことを特徴とする低圧配電系統における電圧調整方法。
　請求項１に記載の低圧配電系統における電圧調整方法であって、
　前記工程d)においては、前記電圧値を前記管理幅の範囲内の所定の目標値にて一定とする、
ことを特徴とする低圧配電系統における電圧調整方法。
　請求項４に記載の低圧配電系統における電圧調整方法であって、
　前記工程d)においては、前記管理幅の下限値またはその近傍の値を前記所定の目標値とする、
ことを特徴とする低圧配電系統における電圧調整方法。
　それぞれに分散電源が接続された複数の低圧配電系統と前記複数の低圧配電系統が接続されてなる高圧配電系統を含む配電系統の前記複数の低圧配電系統における電圧の調整方法であって、
　a)前記複数の低圧配電系統のそれぞれにおける電圧値を前記複数の低圧配電系統のそれぞれに設けた電圧測定装置にて測定する工程、
　b)前記高圧配電系統における電圧値を前記高圧配電系統に設けた所定の高圧機器にて測定する工程、
　c)前記高圧配電系統に設けた電圧調整器および前記分散電源に備わるパワーコンディショナーのそれぞれの動作パラメータを、前記工程a)および前記工程b)における測定値に基づいて、演算する工程、
および、
　d)前記工程c)にて演算された前記動作パラメータに基づいて、前記電圧調整器および前記パワーコンディショナーを動作させる工程、
の組と、
　e)前記複数の低圧配電系統のそれぞれに設けた静止形無効電力補償装置をあらかじめ固定的に定められた動作パラメータに基づいて動作させる工程
とを、並行にかつ繰り返し行うことにより、前記複数の低圧配電系統のそれぞれにおける電圧値を所定の管理幅の範囲内に経時的に保持しつつ、前記管理幅の少なくとも一部の範囲において前記電圧値の時間変化を平滑化させる、
ことを特徴とする、低圧配電系統における電圧調整方法。
　請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の低圧配電系統における電圧調整方法であって、
　前記工程c)においては、
　　前記工程d)において前記電圧調整器が動作することによって前記電圧値の時間変化を示す波形における前記電圧値の変動幅が圧縮されるように、前記電圧調整器の動作パラメータを演算するとともに、
　　前記工程d)において前記パワーコンディショナーが動作することによって前記波形が前記管理幅の下限値または上限値に向かう方向にシフトするように、前記パワーコンディショナーの動作パラメータを演算する、
ことを特徴とする低圧配電系統における電圧調整方法。
　請求項７に記載の低圧配電系統における電圧調整方法であって、
　前記工程c)においては、前記工程d)において前記パワーコンディショナーが動作することによって前記波形が前記管理幅の下限値に向かう方向にシフトするように、前記パワーコンディショナーの動作パラメータを演算する、
ことを特徴とする低圧配電系統における電圧調整方法。
　請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の低圧配電系統における電圧調整方法であって、
　前記工程a)においては、前記電圧調整装置として、前記複数の低圧配電系統のそれぞれに設けたスマートメータを用いる、
ことを特徴とする低圧配電系統における電圧調整方法。
　それぞれに分散電源が接続された複数の低圧配電系統と前記複数の低圧配電系統が接続されてなる高圧配電系統とを配電系統に含む電力システムであって、
　前記複数の低圧配電系統のそれぞれに設けられてなり、前記複数の低圧配電系統のそれぞれにおける電圧値を測定可能な電圧測定装置と、
　前記高圧配電系統に設けられてなり、前記高圧配電系統における電圧値を測定可能な所定の高圧機器と、
　前記高圧配電系統に設けられた電圧調整器と、
　前記分散電源に備わるパワーコンディショナーと、
　前記複数の低圧配電系統のそれぞれに設けられた静止形無効電力補償装置と、
　前記電力システムの動作を制御するコントローラと、
を備え、
　前記コントローラが、
　　前記電圧測定装置および前記所定の高圧機器における測定値に基づいて、前記電圧調整器、前記パワーコンディショナー、および前記静止形無効電力補償装置のそれぞれの動作パラメータを演算し、
　　演算された前記動作パラメータに基づいて、前記電圧調整器、前記パワーコンディショナー、および前記静止形無効電力補償装置を動作させることにより、前記複数の低圧配電系統のそれぞれにおける電圧値を所定の管理幅の範囲内に経時的に保持させるとともに、前記管理幅の少なくとも一部の範囲において前記電圧値の時間変化を平滑化させる、
ことを繰り返し行う、ことを特徴とする電力システム。
　請求項１０に記載の電力システムであって、
　前記コントローラは、前記管理幅の全ての範囲について前記電圧値の時間変化が平滑化されるように、前記静止形無効電力補償装置を動作させる、
ことを特徴とする電力システム。
　請求項１０に記載の電力システムであって、
　前記コントローラは、前記管理幅のうち下限値または上限値から所定の閾値までの範囲について前記電圧値の時間変化が平滑化されるように、前記静止形無効電力補償装置を動作させる、
ことを特徴とする電力システム。
　請求項１０に記載の電力システムであって、
　前記コントローラは、前記電圧値が前記管理幅の範囲内の所定の目標値にて一定となるように、前記静止形無効電力補償装置を動作させる、
ことを特徴とする電力システム。
　請求項１３に記載の電力システムであって、
　前記所定の目標値が前記管理幅の下限値またはその近傍の値である、
ことを特徴とする電力システム。
　それぞれに分散電源が接続された複数の低圧配電系統と前記複数の低圧配電系統が接続されてなる高圧配電系統とを配電系統に含む電力システムであって、
　前記複数の低圧配電系統のそれぞれに設けられてなり、前記複数の低圧配電系統のそれぞれにおける電圧値を測定可能な電圧測定装置と、
　前記高圧配電系統に設けられてなり、前記高圧配電系統における電圧値を測定可能な所定の高圧機器と、
　前記高圧配電系統に設けられた電圧調整器と、
　前記分散電源に備わるパワーコンディショナーと、
　前記複数の低圧配電系統のそれぞれに設けられた静止形無効電力補償装置と、
　前記電力システムの動作を制御するコントローラと、
を備え、
　前記コントローラが、
　　前記電圧測定装置および前記所定の高圧機器における測定値に基づいて、前記電圧調整器および前記パワーコンディショナーのそれぞれの動作パラメータを演算し、演算された前記動作パラメータに基づいて、前記電圧調整器および前記パワーコンディショナーを動作させること、
と、
　あらかじめ固定的に定められた動作パラメータに基づいて前記静止形無効電力補償装置を動作させること、
とを、並行にかつ繰り返し行うことにより、前記複数の低圧配電系統のそれぞれにおける電圧値を所定の管理幅の範囲内に経時的に保持しつつ、前記管理幅の少なくとも一部の範囲において前記電圧値の時間変化を平滑化させる、
ことを特徴とする電力システム。
　請求項１０ないし請求項１５のいずれかに記載の電力システムであって、
　前記コントローラは、
　　前記電圧調整器が動作することによって前記電圧値の時間変化を示す波形における前記電圧値の変動幅が圧縮されるように、前記電圧調整器の動作パラメータを演算するとともに、
　　前記パワーコンディショナーが動作することによって前記波形が前記管理幅の下限値または上限値に向かう方向にシフトするように、前記パワーコンディショナーの動作パラメータを演算する、
ことを特徴とする電力システム。
　請求項１６に記載の電力システムであって、
　前記コントローラは、前記パワーコンディショナーが動作することによって前記波形が前記管理幅の下限値に向かう方向にシフトするように、前記パワーコンディショナーの動作パラメータを演算する、
ことを特徴とする電力システム。
　請求項１０ないし請求項１５のいずれかに記載の電力システムであって、
　前記複数の低圧配電系統のそれぞれにスマートメータが設けられてなり、
　前記スマートメータが前記電圧調整装置として前記複数の低圧配電系統のそれぞれにおける電圧値を測定する、
ことを特徴とする電力システム。