JP7020962B2 - 計測補正装置及び計測補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、計測補正装置及び計測補正方法に関し、特に、電力系統の計測値を補正する計測補正装置に適用して好適なものである。

従来より、電力系統、特に配電系統に分散配置される複数の開閉器での計測を同様なタイミングで同期しながら実施する技術が存在している（特許文献１参照）。

特開２０１４－３９３７５号公報

上述した従来技術では、同期信号を発生させて電力線に重畳させる装置または電力線に重畳した同期信号を受信する装置を用いているため、前述した同期機能に関連する装置を追加する必要があった。従って、現在一般的に使用されている機器（以下「現有機器」という）をそのまま用いることはできない。一方、多くの現有機器を更新するまでには相当の長期の年月を要することもあり、即応性のある手段が望まれていた。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、電力系統の現有機器に対してハードウェアやソフトウェアを追加することなく計測時間のずれに起因する測定誤差を軽減させる補正を実施することができる計測補正装置及び計測補正方法を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため、本発明においては、電力系統の特定箇所で皮相電流又は皮相電力に換算しうる電気量を相対的に短い周期で計測する第１の計測部と、前記皮相電流の変化に対する電圧降下の変化量の違いを検出する検出部と、前記電圧降下の変化量の違いに応じて前記特定箇所の配下における所定箇所で相対的に長い周期で計測する第２の計測部と、前記第２の計測部によって計測した値を、前記相対的に長い周期以下の分解能で計測した値に近似する方式を切り替える算出方式切替部と、前記算出方式切替部で用いた相関の有無の判定に基づいて前記第２の計測部によって計測した値を補正する補正部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明においては、電力系統の特定箇所で皮相電流又は皮相電力に換算しうる電気量を相対的に短い周期で計測する第１の計測ステップと、前記皮相電流の変化に対する電圧降下の変化量の違いを検出する検出ステップと、前記電圧降下の変化量の違いに応じて前記特定箇所の配下における所定箇所で相対的に長い周期で計測する第２の計測ステップと、前記第２の計測ステップにおいて計測した値を、前記相対的に長い周期以下の分解能で計測した値に近似する方式を切り替える算出方式切替ステップと、前記算出方式切替ステップにおいて切り替えた方法を用いて前記第２の計測部によって計測した値を補正する補正ステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、電力系統の現有機器に対してハードウェアやソフトウェアを追加することなく計測時間のずれに起因する測定誤差を軽減させる補正を実施することができる。

本実施の形態による計測補正装置が適用された電力系統の構成例を示す図である。 本実施の形態による計測補正方法を用いた計測値の流れの一例を示す図である。 順次のポーリングによるデータ収集方法の一例を示すシーケンスチャートである。 太陽光発電（ＰＶ）連系がない場合の長周期の計測による計測値のずれの一例を示す図である。 ＰＶ連系がある場合の長周期の計測による計測値のずれの一例を示す図である。 長周期の計測時間内での時刻のずれに起因する計測値のずれの一例を示す図である。 ＰＶによる潮流の変動と皮相電力等との関係の一例を示す図である。 軽負荷時の皮相電力と電圧降下量との関係の一例を示す図である。 軽負荷でない場合の皮相電力と電圧降下量との関係の一例を示す図である。 本実施の形態に係る機能的な構成例を示すブロック図である。 判定関連の処理の一例を示すフローチャートである。 皮相電力を用いない補正法のシーケンスチャートである。 皮相電力を用いない補正法の処理の一例を示す図である。 皮相電力を用いない補正法の適用結果の一例を示す図である。 皮相電力を用いる補正法の適用結果の一例を示す図である。

以下、図面について、本発明の一実施の形態について詳述する。
（１）本実施の形態によるシステムの構成
図１は、本実施の形態に係る計測補正装置が適用された電力系統の構成例を示す図である。電力系統の主要な流れとしては、発電所１０１にて発電された電力は、送電線１０４を経由し、いくつかの電圧階級の配電用変電所１０２を経て配電線１０５に送電される。このうち、一部の開閉器２００等により、電気量を計測している。さらに電力系統には、大口需要家１０６及び小口需要家１０７などの負荷、及び太陽光発電（Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｐｏｗｅｒ）装置（以下「ＰＶ」とも略す）１１０などの分散電源が連系されている。

図２は、電力系統の電気量の計測値の流れの一例を示すシーケンスチャートである。変電所設置計測装置２１０は、配電用変電所１０２の送り出し点を含め、配電系統の電気量の計測結果を収集している。同様に変電所設置計測装置２１０は、変電所送り出し点の計測データを短周期で計測する計測処理２１１を実施している。一方、例えば電柱に各々設置されている開閉器２００１，２００２，……，２００ｎからの計測データは、通信線等を経由して長周期で収集している。

（２）データ収集のタイミングについて、
図３は、図２に示す系統図、及び、データ収集のタイミングを系列的に表したタイミングチャートである。図３（Ａ）は、図２に示す系統図を表しており、図３（Ｂ）は、計測データの収集に関連するシーケンスチャートを表している。

図３（Ｂ）では、通信上の役割に応じ、変電所設置計測装置２１０を「親（「親局」とも呼ぶ）」と定義する一方、前述した開閉器（の子局）２００を「子（「子局」とも呼ぶ）」と定義している。ここで、親局２１０側では、変電所送り出し点での電気量を、短周期で計測、収集している。なお、以下の説明では、複数の子局２００が登場する場合、各子局２００同士を区別するため、第１の子局には２００１という符号を付与し、第２の子局には２００２という符号を付与し、第ｎの子局には２００ｎという符号を付与する場合がある。なお、これら各子局２００１，２００２，・・・，２００ｎは、各図面上、それぞれ、「子１」、「子２」、・・・、「子ｎ」と省略して図示するものとする。

短周期とは、例えば、秒単位等の短い周期を指す。上記計測を短周期で行えるのは、自局内であり、通信の負担が無いか軽微であることによる。収集する電気量としては、例えば皮相電流（｜Ｉ｜）、電圧（Ｖ）などがある。有効電力（Ｐ）や無効電力（Ｑ）の場合もありうるが、必ずしも全ての箇所で計測しているとは限らない。よって、最低限共通の電気量として、皮相電流（｜Ｉ｜）、電圧（Ｖ）、または両者のいずれかに換算（変換）しうる電気量とした。

（３）開閉器からの計測値の収集シーケンス
次に、開閉器２００からの計測値の収集シーケンスについて説明する。開閉器２００からの計測値の収集は、親局２１０から、各開閉器２００（第１の子局２００１、第２の子局２００２，・・・，第ｎの子局２００ｎ）毎に、個別にポーリングを行うことで実施する。

例えば、親局２１０は、第１の子局２００１に対して計測値要求の電文を発行する。同電文を受信した第１の子局２００１は、計測を実施するかまたは最新の計測値を応答電文として親局２１０に対して送信する。

これにより、親局２１０は、上記一連の要求と応答のメッセージ交換を、対象の全ての子局２００１，２００２，・・・，２００ｎに対して順次実施する。一般に、ある親局２１０の配下に入る子局の数は多数である。よって、最初の子局である第１の子局２００１（図示の子１に相当）へのポーリング開始（図３に示す印Ｓ：計測開始の意）の時刻から、最後の子局である第ｎの子局２００ｎ（図示の子ｎに相当）へのポーリングの終了（図３に示す印Ｅ：終了の意）の時刻までは、ある程度幅をもった時間となる（子の時間をΔｔと定義する）。

上述した計測時刻のずれは、子局にリアルタイムクロックまたはＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機などの同期機構を用いていなくても順次のポーリングを契機に計測する方式では、回避しがたい。

図３（Ｂ）では、長周期の計測処理２１２を１サイクル分のみ記載したが、実際には、例えば１時間または１５分の周期で複数サイクル繰り返している。親局２１０による短周期での計測処理２１１も同様で、秒単位などの周期で計測を繰り返す。以上の計測結果を、適宜、上位系の制御システムに送信する。

次に、長周期での計測による計測時刻のずれが計測値に与える影響に関して、ＰＶ１１０との連系（以下「ＰＶ連系」という）が無い系統の場合と、ＰＶ連系のある系統の場合とに分けて説明する。

図４は、ＰＶ連系の無い場合の長周期の計測による計測値のずれを模式的に示す。図示の印Ｓは、親局２１０による長周期での計測の開始時刻を示しており、例えば、親局２１０が、最初である第１の子局２００１へのポーリングを開始する時刻である。一方、図示の印Ｅは、親局２１０による長周期の計測の終了時刻を示しており、親局２１０が、最後である第ｎの子局２００ｎへのポーリングが終了する時刻である。

なお、説明を簡素化するため、親局２１０における計測値要求の送出から第２の子局２００１，２００２，・・・，２００ｎでの計測値取得の時間差、及び、計測値応答の受信と第ｎの子局２００ｎの計測との時間差は無視して図示している。

ＰＶ連系がない系統では、時間当たりの負荷の変動量は比較的小さい。そこで、印Ｓ及び印Ｅのタイミング差（Δｔ）での潮流値の変化量（ΔＰ_Ｌ）は無視できる程度である。よって、比較例としてのＰＶ１１０の導入以前の一般的な電力系統では、順次のポーリング方式で、測定時刻の差に起因する誤差は無視しうる程度であった。

一方、図５は、本実施の形態においてＰＶ連系がある場合の長周期の計測による計測値のずれを模式的に示す。図示の印Ｓ及び印Ｅは、それぞれ、前述したように長周期の計測に関する開始時刻及び終了時刻を示している。

ＰＶ連系がある場合では、系統の定格値と比較しても有意に大きい幅で、潮流が変化する。これは、負荷の変動が、例えば始業時や正午前後等を除いて、時間的に分散して発生するのに対し、ＰＶ１１０の出力変動は、日射量に応じて、当該ＰＶ１１０の定格値と同程度の幅で変動するためである。

従って、図５に示す印Ｓの時点での電気量の計測値と、Δｔしか離れていないはずの印Ｅの時点での計測値とでも、大幅に異なる値となることもある。よって、長周期の計測周期内における計測値の差（ΔＰ_ＰＶ）は、無視できない程度に大きくなる。なお、図４及び図５では、電気量の一例としてＰ，Ｑを用いたが、変動の大小という意味では、皮相電流（又は皮相電力）を用いても同様である。

図６（Ａ）は、図２及び図３（Ａ）に示す系統図に対応しており、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）は、それぞれ、長周期の計測時間内での時刻のずれに起因する計測値のずれの分布を模式的に示す。図示の例では、計測する電気量の一例として、変電所送り出し点からの電圧降下量Ｖｄを用いている。

図示の例では、同一の測定周期内（Δｔ内）における計測値のずれを示している。図６（Ｂ）は、ＰＶ連系が無い場合の一例を示すとともに、図６（Ｃ）は、ＰＶ連系がある場合の一例を示す。

図６（Ｂ）では（ＰＶ連系が無い場合）、計測時刻が最大Δｔずれている各計測値間での差は無視できる程度である。一方、図６（Ｃ）では（ＰＶ連系がある場合）、計測時刻のずれによる計測値のずれが相対的に大きくなる。図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）では、縦軸が電圧降下量Ｖｄを示しており、横軸が配電用変電所１０２からの距離を示している。

これは、開閉器２００毎に、図示した様にばらつく計測値のいずれかの値となることを示している。よって、ＰＶ連系系統での計測値は、同一の計測周期における計測値を、例えば相対的に比較して潮流を推し量るというような用途には使いにくい。

以上のように、ＰＶ連系がある場合、順次のポーリングにより収集した一般的な方式の計測値は、測定時刻のずれによる計測値のずれが、データの利用価値を低下させてしまっている。

そこで、本実施の形態では、上記測定時刻のずれによる計測値の誤差を補正する手法の少なくとも一部を説明する。ここで、図２及び図３で示した短周期での計測処理２１１に着目する。

当該短周期での計測処理２１１は、変電所送り出し点での皮相電流（｜Ｉ｜）や電圧（Ｖ）を、秒単位などの短周期で計測したデータである。当該短周期での計測処理２１１に着目したのは、計測時刻のずれをリアルタイムで補正できたほうが利便性が高く、系統の運用管理などを含め、活用範囲が広いためである。

しかしながら、皮相電流（｜Ｉ｜）を利用するには課題が存在する。これは、皮相電流から電圧降下量Ｖｄへの変換は必ずしも直接行えないためである。一方、例えば、有効電力（Ｐ）や無効電力（Ｑ）を使用できる場合、電圧降下量（Ｖｄ）に直接結びつけることができる。例えば電圧降下量は、Ｖｄ＝（ＲＰ＋ＸＱ）／Ｖという式を用いて表すことができる、なお、変数Ｒ，Ｘは、当該地点までの系統のインピーダンスを表す。

しかしながら、今回使用できる短周期の計測データは、皮相電流（以降、（√３）Ｖ｜Ｉ｜で皮相電力に変換して使用する）であるため、皮相電力の利用にはなんらかの対策が必要である。

そのような対策を検討する前に、皮相電力と電圧降下量との関連を調べる。前提は以下である。親局は、変電所送り出し点の皮相電流（｜Ｉ｜）、電圧（Ｖ）をいずれも秒単位などの短周期で計測しているものとする。

また、親局２１０からのポーリングにより、開閉器２００１などで計測した値を子局２００１経由で、順次取得する。開閉器２００１での計測値は、皮相電流（｜Ｉ｜）、電圧とする。

また、全ての子局２００１，２００２，・・・，２００ｎを計測する周期は、例えば一時間または３０分と、親局２０１での計測周期と比較して格段に長い周期であるものとする。以降、皮相電流は、例えば皮相電力に変換して使用するものとする。

図７は、ＰＶ連系がある場合において、ＰＶ１１０の出力変動の態様（以下「潮流」という）の変動と皮相電力との関係及び潮流の変動に対する電圧降下量の関係を示す。なお、図７では、縦軸がＱを表しており、横軸がＰを表しており、図示の平面を「ＰＱ平面」とも呼ぶ。

図示の例において特性Ａは、負荷特性において、大口需要家１０６や小口需要家１０７である負荷のみが連系されたと仮定した場合の潮流の軌跡である。なお、力率が良好な場合には特性Ａの傾斜がより緩やかになる。各々破線両矢印で図示した特性Ｂ，Ｃは、それぞれＰＶ１１０の出力変動が重畳した場合の軌跡であり、それぞれ、例えば、朝のように需要が少なく負荷が小さい場合と、昼間のように需要が多く負荷がある程度大きい場合とに対応している。

また、ある皮相電力の値に対応する潮流は、特性ＤのようにＳ^２＝Ｐ^２＋Ｑ^２に基づいて同心円となる。各々二点鎖線で示した特性Ｇは、電圧降下量Ｖｄの降下態様を等高線状に表している（以下「等高線Ｇ」という）。なお、当該二点鎖線で示した各等高線Ｇは、図示の左下から右上に進むにつれて電圧が降下する。

領域Ｅ，Ｆは、潮流の変化に対する皮相電力の感度が無い領域を表しており、ＰＶ１１０の出力変動の軌跡が上記同心円の接線方向となる。次に領域Ｅ，Ｆの決め方について説明する。まず、原点を通り、ＰＶ１１０の出力変動の傾きと直交する直線を引く。次に、同じく原点を通り、かつ、この直線に対し正負の同じ角度だけ回転させた２つの直線を引く。これら２つの直線に囲まれる範囲が領域Ｅ及び領域Ｆである。

ここで、潮流が特性Ｂに示すような軌跡を辿ったとする。このとき、同軌跡の変化方向は、同心円の略接線方向となり、皮相電力の変動は小さい。一方、特性Ｂの軌跡は、等高線Ｇと平行でないため、電圧降下量Ｖｄは変動する。

上記内容は、皮相電力から電圧降下量Ｖｄを算出できない条件を示している。同領域は、特性Ｅと特性Ｆの範囲となる。これに対して、潮流の軌跡が特性Ｃである場合、特性Ｃの軌跡は変化方向が同心円の略半径方向となり、潮流が変動すると皮相電力も変動し、さらに電圧降下量Ｖｄも変動することとなる。よって、後者の条件）では、皮相電力から電圧降下量Ｖｄを算出することができる可能性がある。

そこで、本実施の形態では、皮相電力と電圧降下量Ｖｄとの関係を、実系統での潮流データを用いて検証する。この検証において、電圧降下量Ｖｄの算出は、配電用変電所１０２の送り出し点での潮流値（Ｐ，Ｑ）に、系統のインピーダンスをかけることで算出している。

図８は、潮流の軌跡が範囲Ｆになる条件（軽負荷）での皮相電力と電圧降下量Ｖｄとの関係を示し、図９は、特性Ｅ，Ｆ以外での皮相電力と電圧降下量Ｖｄとの関係を示す。

潮流の軌跡が範囲Ｆになる条件（軽負荷）では、図７を用いた考察の通り、電圧降下量Ｖｄに対する皮相電力の感度がほとんど無い。つまり、皮相電力と電圧降下量Ｖｄとの相関が小さい。よって、上記条件では、開閉器毎の計測時刻のずれによる計測値の補正に、皮相電力を用いることはできず、別の手段（後述）を用いる。

一方、軽負荷以外の条件（潮流が特性Ｅ，Ｆ以外の範囲となる場合）、同様に図７を用いた考察の通り、電圧降下量Ｖｄに対する皮相電力の感度があることになる。

つまり、上記条件では、皮相電力と電圧降下量Ｖｄとの間に相関があることになる。よって、開閉器２００１など毎の計測時刻のずれによる計測値の補正に、皮相電力を用いることができることが分かる。

以上から皮相電力と電圧降下量Ｖｄとの相関の有無を決める要因の１つが、例えば大口需要家１０６や小口需要家１０７のような負荷の量であることがわかる。負荷の量は、平日や休日など一日単位で特徴が異なるため、判定に用いると利便性が高い。

以上の知見に基づき、本実施の形態では、皮相電力と電圧降下量Ｖｄの相関の有無を基準に、開閉器毎の計測時刻のずれによる計測値を補正する際に、皮相電力を用いる方式と、皮相電力を用いない方式とを切り替える。

以降、本実施の形態について、機能ブロックを用いて説明する。図１０は、本実施の形態に係る計測補正装置の機能的な構成例を示す機能ブロック図である。この計測補正装置は、例えば、配電用変電所等、開閉器で測定したデータを収集する役割を担う電気所等に設置されている。なお、この計測補正装置は、低遅延かつ高速の通信路を介して接続されていれば、上述した場所に限らず、任意の場所に設置されていても良い。

本実施の形態に係る計測補正装置は、入出力部３２２、親局時刻保持部３４０、相関有無判定部３２５、算出方式切替部３３０、統括制御部３２０、計測値格納部３２３、皮相電流を用いた補正部３３１、皮相電流を用いない補正部３３２、及び、ポーリング制御部３２１を備えている。一方、各第１の子局２００１～第ｎ子局２００ｎは、子局時刻保持部３４１を備えている。

入出力部３２２は、外部とのやりとりを行うＩ／Ｏ装置で、主に通信インターフェース等で構成される。操作卓等のコンソールを含んでも良い。

計測値格納部３２３は、配下の開閉器子局からの測定データや各種設定を保存する。

ポーリング制御部３２１は、配下の開閉器子局からの測定データの収集に際し、順次の呼び出し、または、後述する皮相電流を用いない補正のための、特定の子局宛の変則的ポーリング等を実行する。

相関有無判定部３２５は、皮相電流と電圧降下量（電圧降下の変化量）との相関の有無を判定する機能（以下「相関有無判定機能」という）を有する。

算出方式切替部３３０は、本相関有無判定機能の判定結果に応じて、各子局２００１，２００２，・・・，２００ｎにおいて計測された計測値を、例えば、相対的に長い周期以下の分解能で計測した値に近似する（電圧降下量）算出方式を切り替える。

皮相電流を用いた補正部３３１は、皮相電流を用いて電圧降下量Ｖｄを補正する機能を有し、親局にて短周期で計測した皮相電流を用いて、開閉器子局間の計測時刻のずれによる計測値のずれを補正する。

皮相電流を用いない補正部３３２は、皮相電流を用いずに電圧降下量Ｖｄを補正する機能、すなわち、皮相電流を用いずに後述する方式を用いて開閉器子局間の計測時刻のずれによる計測値のずれを補正する機能を有する。

統括制御部３２０は、上述した各機能を統括的に制御する。具体的には、統括制御部３２０は、演算や各種処理の実行主体であるＣＰＵ、タスクを管理するスケジューラー及びＯＳなどで構成されている。

親局時刻保持部３４０及び子局時刻保持部３４１はそれぞれ、親局２１０及び各子局２００１～２００ｎにおいて時刻を保持する機能を有し、具体的には、リアルタイムクロックなどのように時刻を刻むとともに日付を保持するカレンダー機能を有する。

なお、これら親局時刻保持部３４０及び子局時刻保持部３４１は必須の構成ではない。これらを図示したのは、親局２１０と子局２００１～２００ｎとの時刻が同期していないことを明示的に示すためである。例えば、子局２００１～２００ｎは親局２１０の要求に応じて計測値を応答するだけの機能を有していれば、時刻やカレンダーを必ずしも保持する必要は無い。

次に本実施の形態において特徴的な構成である相関有無判定部３２５について説明する。相関有無判定部３２５は、皮相電流と電圧降下量との相関の有無を判定する機能として、図７で示した根拠により、潮流の変動範囲が図７のＰＱ平面上のどの領域におよそ収まるかに応じて、皮相電流と電圧降下量Ｖｄとの相関があるか否かを判定する。

相関有無判定部３２５は、潮流の変動範囲が主に図７に示す領域Ｅ，Ｆである場合、皮相電流と電圧降下量Ｖｄとの相関が無いと判定する。一方、相関有無判定部３２５は、上記以外の場合、皮相電流と電圧降下量Ｖｄとの相関があると判定する。

相関有無判定部３２５は、判定根拠として、計測値格納部３２３に格納している過去の皮相電流と電圧降下量Ｖｄとの関係を用い、統計的に算出して判定しても良い。あるいは、相関有無判定部３２５は、例えば、平日か休日などの種別に応じてこれを判定しても良い。いずれにしても、相関有無判定部３２５は、図７で示した判定根拠を適用できればよく、例えば、上位系の制御システムから入手した負荷の状況（Ｐ，Ｑ）を用いて判定しても良い。

図１１は、補正処理の一例を示す。まず、ステップＳ４６１では、相関有無判定部３２５が、皮相電流と電圧降下量Ｖｄとの相関の有無を確認する。ステップＳ４６２では、算出方式切替部３３０が、相関有無判定部３２５によって判定された相関の有無に応じて補正法を選択する。

相関があると判定された場合、算出方式切替部３３０は、皮相電流を用いる補正法を選択すべくステップＳ４６３を実行する。ステップＳ４６３は、皮相電流を用いた補正部３３１が、皮相電流を用いる補正法を適用して補正を実施する。本ステップは機能ブロックに該当する。

一方、相関がないと判定された場合、算出方式切替部３３０は、皮相電流を用いない補正法を選択すべくステップＳ４６４を実行する。このステップＳ４６４では、皮相電流を用いない補正部３３２が、皮相電流を用いない補正法を適用して補正を実行する。

本判定処理は、例えば一日単位で行っても良い。この一日単位の判定処理の実行で足りるケースとしては、図７で示した判定根拠による潮流の変動範囲の領域が、一日単位で変わる場合などである。具体的には、潮流の変動範囲が、図７に示す領域Ｅや領域Ｆにほぼ入らない日とほぼ入る日とがおおよそ日毎に決定できる場合、一日単位の判定処理を実行することができる。

より具体的には、休日や週末のように軽負荷の日は、図７に示す領域Ｆに入る一方、平日のように重負荷の日は、領域Ｅや領域Ｆにほぼ入らないとみなせる場合、日毎の判定を適用できる。系統やＰＶの容量の条件が合えば、簡便な方式として平日か休日かで上記切り替えを実施するようにしても良い。

また、本実施の形態を適用するに際し、実際に図７相当の図を描く必要は無い。これは、皮相電力と電圧降下量Ｖｄの関係は、過去データの分析の他にも、より上位系統でのＰ，Ｑに関する情報から分かるためである。また、別システムがＰＶ出力の推定機能を有している場合、負荷特性（図７に示す特性Ａ）やＰＶの定格に関する情報は入手済みの場合も多い。上述した補正法を適用するシステムにて、上記別システムが保有する情報を用いると、利便性の向上が期待できる。

次に、皮相電流を用いた補正部３３１による皮相電流を用いた電圧降下量Ｖｄの補正機能、及び、皮相電流を用いない補正部３３２による皮相電流を用いない電圧降下量Ｖｄの補正機能について説明する。

補正部３３１による皮相電流を用いた（電圧降下量Ｖｄの）補正法では、詳細な説明は省略するが、図９に示す関係、例えば近似曲線（直線含む）を用いればよい。このような補正法では、時刻のずれによる計測値のずれ量を相対的に求めればよいため、例えば直線の傾きのみを用いた補正としても良い。

次に、皮相電流を用いない電圧降下量Ｖｄの補正法について説明する。皮相電流（又は皮相電力）を用いない場合、配電用変電所１０２の送り出し点にて短周期で計測している電気量を用いることはできない。そこで、皮相電流を用いない補正部３３２は、一例として、後述する図１２及び図１３に示すような手法を用いることができる。本手法では、ある開閉器をターゲットノードとして計測周期内で複数回計測し、その計測値の差を内外挿するものである。

図１２は、皮相電力を用いない補正法を採用した場合における通信シーケンスの一例を示す。図示の例では、開閉器第１の子局２００１をパイロットノードと定義する一方、開閉器第２の子局２００２をターゲットノードと定義する。

計測処理５４３は、１回目のパイロットノードに関する計測処理であり、計測処理５４４は、ターゲットノードに関する計測処理であり、計測処理５４５は、２回目のパイロットノードに関する計測処理である。計測処理５４３，５４４，５４５それぞれの計測時刻をｔ１，ｔ２，ｔ３としている。

図１３は、皮相電力を用いない補正法の一例を示す。電圧降下量Ｖｄは、前述のように変電所１０２の送り出し点を基準とした各ノード（開閉器）までの電圧差に相当する。

これら計測処理５４３，５４４，５４５の各符号は、それぞれ、図１２に示すシーケンスでの計測処理に対応している。ここで、パイロットノードの計測値の差Ｖｄ１を用いて、ターゲットノードの計測時刻ｔ２における測定値を、同様にターゲットノードの時刻ｔ１における値に補正する補正値Ｖｄ２は、Ｖｄ２≒Ｖｄ１＊（Ｃ１）＊（Ｃ２）で示される。

計測処理５４５での計測値に対し、上記補正値Ｖｄ２によって補正することで、ターゲットノード補正結果５４６が得られる。なお、実際には計測できない値であるが、ターゲットノードの理想値５４７もある。

上記係数Ｃ１は、ターゲットノードの電圧変動量に対するパイロットノードの電圧変動量の比である。有効電力（Ｐ）及び無効電力（Ｑ）が分かっている場合、系統インピーダンスと潮流による電圧降下量の比を容易に算出できるが、本実施の形態の場合、皮相電力しか分かっていない。また、皮相電流を用いない補正部３３２は、少なくとも皮相電力の感度が無い前提で使用する。よって、各ノードの電圧変動量の比を用いる。ノードの電圧変動量の比の算出には、計測値格納部３２３に蓄積した過去のデータを使用できる。

ここで、電圧変動量の比は、特に制約を設けない一般の条件下では、一定に近い値となることを期待できない。しかしながら、皮相電流を用いない補正部３３２を動作させるべき条件下では、ある程度一定に近い値となることを期待できる。これは、皮相電流を用いない補正部３３２を適用する条件が、休日や週末のような軽負荷の日である点、及び、皮相電流を用いない補正部３３２を適用する対象が、短時間のＰＶの出力変動による電圧変動の補正である点により、条件を絞り込めるためである。一方、上述した変数Ｃ２は、計測時刻差の比を示しており、Ｃ２＝（ｔ２－ｔ１）／（ｔ３－ｔ１）で表される。

図１４は、皮相電力を用いない補正法の適用結果の一例を示す。本結果は、実系統での潮流計測データを用いて電圧降下量Ｖｄを算出することで取得された。図１４（Ａ）は、補正を行わない場合の一例を示す。図１４（Ａ）の横軸が、ターゲットノードの時刻ｔ１における正しい値（図１３の理想値５４７）である。同じく縦軸がターゲットノードの時刻ｔ２における値（図１３の計測値５４５）である。

図１４（Ｂ）は、補正を行った場合の一例を示す。図１４（Ｂ）の横軸が、図１４（Ａ）と同様にターゲットノードの計測時刻ｔ１における正しい値（図１３の値５４７）、縦軸は、ターゲットノードの時刻ｔ２の値を補正したターゲットノードの時刻ｔ１の推定値（図１３の値５４６）である。分布の形状が傾き１の直線に近いほど（細いほど）、理想値に近いことを示している。図１４（Ａ）に示す分布と比較し、図１４（Ｂ）に示す分布は細く、補正の効果が出ていることが分かる。本実施の形態では、補正しない場合と比較し、誤差を約３割低減できている。

図１５は、皮相電力を用いる補正法の適用結果の例である。同図縦軸は,変電所送り出し点からの電圧降下量Ｖｄ、横軸は時刻Ｔでフルスパン約２０分である。ここで、図示の「子２_理想値」は、ある基準時刻からのずれが無いと仮定した場合の値を示し、目標とする値である。図示の「子２_計測値」は、実際に計測できる値を示し、ある基準時刻からのずれがある値である。図示の「子２_補正後」とは、親局において短周期で計測している皮相電力を用い、第２の子局２００２_計測値に補正を加えた値を示す。同図から分かるとおり、皮相電力を用いた補正は、電圧降下量Ｖｄが値ＶＡから値ＶＢにシフトしており、効果的に時刻のずれを補正できることがわかる。

本実施例の方式により、高精度な補正が可能な皮相電力を用いる補正法と、適用範囲が広い皮相電力を用いない補正法を、上述のように、例えば図７に示したような明確な根拠をもって切り替えることができる。

つまり、皮相電流と電圧降下量Ｖｄとの相関がある条件には、皮相電力（皮相電流）を用いて電圧降下を算出した方が補正の精度が高い。一方、皮相電力と電圧降下量との相関がない条件もあるため、精度は低いが適用条件が広い、皮相電力を用いない方式（内外挿等）の手段を用いる。本実施の形態では、そのような条件に応じて、より効果の高い補正方式を選択することで、測定時刻の違いによる誤差の低減効果を向上することができる。なお、上記方式は、整合性のみを評価関数とし、例えばメタヒューリスティック的手法で求めた補正と比較し、明確な根拠に基づいているため、有利である。

また、従来、時刻のずれによる計測値のズレを考慮し、電圧余裕等を大きくとる必要があったが、計測精度の向上により、適切な余裕とすることが可能となる。適切な余裕とすることができれば、ＰＶ導入量の積み増しが可能となる。あるいは、同様な精度の電気量を取得できるまでの計測期間を短縮することができる。従って、ＰＶ導入可否の判定に要する期間等を短縮できるため、変革の早い再生エネルギー関連への対応において優位に立てる。

（４）その他の実施形態
上記実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。例えば、上記実施形態では、各種プログラムの処理をシーケンシャルに説明したが、特にこれにこだわるものではない。従って、処理結果に矛盾が生じない限り、処理の順序を入れ替え又は並行動作するように構成しても良い。

本発明は、電力系統の計測値を補正する計測補正装置に広く適用することができる。

１０１……発電所、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、１１０……ＰＶ（太陽光発電）装置、２００……開閉器、２１０……変電所設置計測装置、２１１……変電所送り出し点での短周期の計測処理、２１２……開閉器での長周期の計測処理、３２０……統括制御部、３２１……ポーリング制御部、３２２……入出力部、３２３……データ格納部、３２５……相関有無判定部、３３０……算出方式切替部、３３１……皮相電流を用いた補正部、３３２……皮相電流を用いない補正部。

Claims (5)

1. 電力系統の特定箇所で皮相電流又は皮相電力に換算しうる電気量を相対的に短い周期で計測する第１の計測部と、
   前記皮相電流と電圧降下量との相関の有無を判定する判定部と、
   前記特定箇所の配下における所定箇所で相対的に長い周期で計測する第２の計測部と、
   前記判定部による前記皮相電流と電圧降下量との相関の有無の判定結果に応じて、前記第２の計測部によって計測した値を、前記相対的に長い周期以下の分解能で計測した値に近似する方式を切り替える算出方式切替部と、
   前記算出方式切替部によって切り替えた方式に基づいて前記第２の計測部によって計測した値を補正する補正部と、
   を備えることを特徴とする計測補正装置。
2. 前記電力系統の負荷の量を根拠として前記電圧降下量の変化量の違いを判定する負荷判定部を有し、
   前記算出方式切替部は、
   前記判定部に代えて前記負荷判定部による判定結果に応じて検出した前記電圧降下量の変化量の違いに応じて、前記特定箇所の配下における所定箇所で相対的に長い周期で計測した値を、前記長い計測周期以下の分解能で計測した値に近似する方式を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の計測補正装置。
3. 平日か休日かの種別を根拠に前記電圧降下量の変化量の違いを判定する種別判定部を備え、
   前記算出方式切替部は、
   前記判定部に代えて前記種別判定部による判定結果に応じて検出した前記電圧降下量の変化量の違いに応じて、前記特定箇所の配下における所定箇所で相対的に長い周期で計測した値を前記長い計測周期以下の分解能で計測した値に近似する方式を切り替えることを特徴とする請求項２に記載の計測補正装置。
4. 前記判定部、前記負荷判定部及び前記種別判定部を切り替える判定切替部を有し、
   前記算出方式切替部は、
   前記判定切替部によって切り替えられた前記判定部、前記負荷判定部及び前記種別判定部のいずれかによる実行結果に応じて、前記特定箇所の配下における所定箇所で相対的に長い周期で計測した値を前記長い計測周期以下の分解能で計測した値に近似する方式を切り替える
   ことを特徴とする請求項３に記載の計測補正装置。
5. 電力系統の特定箇所で皮相電流又は皮相電力に換算しうる電気量を相対的に短い周期で計測する第１の計測ステップと、
   前記皮相電流と電圧降下量との相関の有無を判定する判定ステップと、
   前記特定箇所の配下における所定箇所で相対的に長い周期で計測する第２の計測ステップと、
   前記判定ステップによる前記皮相電流と電圧降下量との相関の有無の判定結果に応じて、前記第２の計測ステップにおいて計測した値を、前記相対的に長い周期以下の分解能で計測した値に近似する方式を切り替える算出方式切替ステップと、
   前記算出方式切替ステップにおいて切り替えた方式に基づいて前記第２の計測ステップによって計測した値を補正する補正ステップと、
   を有することを特徴とする計測補正方法。

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