JP2004056996A - 地域電力情報監視システムおよびその運用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】地域送配電系統における潮流の輻輳化を抑制すること。
【解決手段】地域送配電系統１０の潮流と電圧に関する系統情報を通信線２０を介して収集するとともに、各需要家３ａ、３ｂの消費電力と需要家３ｂの発電量に関する需要家情報を収集し、さらに一方の需要家から他方の需要家に電力を送電する託送の要求に関する託送情報を収集し、収集した情報を基に、地域電力情報センタ５において、地域送配電系統電圧調整装置１７の出力を調整するための第１の制御設定値を生成するとともに、発電装置４０の出力を調整するための第２の制御設定値を生成し、生成した各制御設定値に関する制御信号を通信線２０を介して、電圧調整装置１７と電源出力調整装置に出力し、地域送配電系統１０における潮流の輻輳化を抑制する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地域電力情報監視システムおよびその運用方法に係り、特に、送配電系統のうち特定の地域送配電系統と系統内の分散型電源との間で協調を取りながら送配電を行うに好適な地域電力情報監視システムおよびその運用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力系統のうち送配電系統は、一般に、一般電気事業者（電力会社）が所有しており、通常一般電気事業者の所有する送配電系統を経由して各需要家に送電する方法が採用されている。ところが、近年、発電装置を有する事業者が、予め契約した需要家に対して、一般電気事業者の所有する送配電系統を経由して送電することが行われている。この場合、一般電気事業者が、発電装置を有する事業者に対して接続供給サービスを提供するようになっている。例えば、標準電圧２０ｋＶ以上、電力２０００ｋＷ以上の需要に応ずる特定規模電気事業者が発電あるいは調達した電気を、需要家に送電する場合に、一般電気事業者が提供する接続供給サービスを受けることができる。このサービスは、一般電気事業者と特定規模電気事業者との間の接続供給約款にしたがって行われる。
【０００３】
一方、送配電系統の一部に大量の分散型電源（自家発電装置）を導入することが検討されている。例えば、分散型電源が大量に導入される場合、配電系統の維持管理が困難になることが指摘されており、系統側と需要家側との間の情報交換を目的とした需給インターフェイスの必要性が指摘されている（非特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
２１世紀の電力系統−需要地系統の構築−（ＯＨＭ　２００２年３月号、ｐ９９〜１０３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、多くの分散型電源が需要家に設置されてきており、更なる電力小売自由化のために、特定規模電気事業者が発電あるいは調達するための電気の電圧や電力に対する制限を緩和することが検討されようとしている。
【０００６】
電圧や電力の制限が、例えば、標準電圧２０ｋＶ以下、電力２０００ｋＷ以下に緩和されると、送配電系統のうち特定の地域送配電系統に大量の分散型電源が導入され、各分散型電源で発電された電力が送配電系統を介して、他の需要家に送電されるようになる。このような場合、送配電系統の状態によらず、需要家間で電力の託送が単に行なわれると、送配電系統における潮流の輻輳化が生じたり、電圧管理が複雑化したりすることが懸念される。
【０００７】
本発明の課題は、特定の地域送配電系統と分散型電源を有する需要家との間で協調を取りながら送配電を行うときに、地域送配電系統における潮流の輻輳化を抑制することができる地域電力情報監視システムおよびその運用方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、送配電系統のうち特定の地域送配電系統の潮流と電圧に関する系統情報を収集するとともに、前記地域送配電系統に接続された各需要家の消費電力と前記需要家のうち発電装置を有する需要家の発電量に関する需要家情報を収集し、さらに、前記地域送配電系統を使用して送電する託送の要求に関する託送情報を収集する情報収集手段と、前記情報収集手段により収集された情報を基に前記地域送配電系統の電圧を調整するための第１の制御設定値を生成するとともに、前記発電装置の出力を調整するための第２の制御設定値を生成する演算処理手段と、前記演算処理手段に生成による第１の制御設定値を前記地域送配電系統の電圧を調整する電圧調整装置に送信し、前記演算処理手段の生成による第２の制御設定値を前記発電装置の出力を調整する電源出力調整装置に送信する通信手段とを備えてなる地域電力情報監視システムを構成したものである。
【０００９】
前記地域電力情報監視システムを構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。
【００１０】
（１）前記演算処理手段は、前記情報処理手段により収集された情報を基に前記地域送配電系統の無効電力を調整するための第３の制御設定値を生成し、前記通信手段は、前記演算処理手段の生成による第３の制御設定値を前記地域送配電系統の無効電力を調整する無効電力調整装置に送信してなる。
【００１１】
（２）前記演算処理手段は、前記各制御設定値を生成するに際しては、前記情報収集手段により収集された情報を基に前記地域送配電系統の潮流と電圧分布に関するシミュレーションを行ない、このシミュレーション結果から前記地域送配電系統の電圧と周波数が指定の範囲に維持される制御設定値を生成してなる。
【００１２】
また、本発明は、前記いずれかの地域情報監視システムを運用するに際して、前記分散型電源を有する需要家が前記地域送配電系統を有する事業者と保証電力接続料金で契約しているときに、地域送配電系統使用料を、前記分散型電源を有する需要家に課金情報として通信ネットワークを介して送信することを特徴する地域電力情報監視システムの運用方法を採用したものである。
【００１３】
また、前記いずれかの地域電力情報監視システムを運用するに際して、前記分散型電源を有する需要家が前記地域送配電系統を有する事業者と最大電力接続料金で契約しているときには、前記分散型電源を有する需要家の電源出力調整装置を用いて分散型電源の出力を、需要家が希望する出力と異なる出力で運転する毎に接続料金を割り引きし、地域送配電系統使用料から前記割り引きされた料金を差し引いた料金を、前記分散型電源を有する需要家に課金情報として通信ネットワークを介して送信することもできる。
【００１４】
前記した手段によれば、地域送配電系統と分散型電源を有する需要家との間で協調を取りながら送電を行うに際して、地域送配電系統の潮流と電圧に関する系統情報を収集するとともに、各需要家の消費電力と分散型電源を有する発電量に関する需要家情報を収集し、さらに、地域送配電系統を使用して送電する託送の要求に関する託送情報を収集し、収集した各情報を基に、例えば、地域送配電系統の潮流と電圧分布に関するシミュレーションを行い、このシミュレーション結果から地域送配電系統の電圧と周波数が指定の範囲に維持されるような制御設定値として、地域送配電系統の電圧を調整するための第１の制御設定値と、分散型電源の出力を調整するための第２の制御設定値を生成し、第１の制御設定値を地域送配電系統の電圧を調整する電圧調整装置に出力し、第２の制御設定値を分散型電源の出力を調整する電源出力調整装置に出力するようにしたため、地域送配電系統において、電圧を所定の範囲に維持しながら潮流が輻輳化するのを抑制することができる。
【００１５】
この場合、地域送配電系統の無効電力を調整するための第３の制御設定値を生成し、第３の制御設定値を地域送配電系統の無効電力を調整する無効電力調整装置に出力することにより、地域送配電系統における電圧を所定の範囲に維持できる。また、過渡的には、第２の制御設定値に従って電源出力調整装置の出力のみを調整することで、地域送配電系統において、電圧を所定の範囲に維持しながら潮流が輻輳化するのを抑制することができる。
【００１６】
ここで、地域電力情報監視システムを運用するに際しては、地域電力情報監視システムを管理するサービス提供業者と、地域送配電系統所有事業者および契約需要家との間で契約を締結し、契約に従ってシステムを運用することができる。
【００１７】
この場合、地域送配電系統所有事業者を契約者Ａ、契約需要家を契約者Ｂとし、サービス提供事業者を契約者Ｃとすると、契約者Ｃは、契約者Ａおよび契約者Ｂと地域電力情報監視サービスに関する契約を締結する。また、契約者Ｂは、契約者Ａとの間で、最大電力を限りとして、地域送配電系統を使用して送電を行うための接続供給基本契約を締結する。
【００１８】
契約者Ｃは、契約者Ａから提供される送配電系統の監視情報、契約者Ｂから供給される負荷の状態データ、発電装置（分散型電源）の状態データ、および契約者Ｂによる託送要求（契約者Ａの送配電系統を利用して送電するための要求）に基づいて、関連する地域送配電系統の潮流と電圧分布に関するシミュレーションを行い、このシミュレーション結果にしたがって、契約者Ａおよび契約者Ｂに対して必要な制御のための指令値としての制御設定値を提示する。
【００１９】
さらに、電力計測装置および通信技術を用いて、送電（託送）の要求量と送電（託送）電力量の実績を記録する。これらの記録に基づいて、契約で定められた単価を用いて算出された送電（託送）料金を確定し、契約者Ｂが契約者Ａに支払うとともに、契約者Ｃが提供する地域送配電系統を維持するための電力情報の収集および各機器の制御設定値の提示を行うサービスに対して、契約者Ａと契約者Ｂはサービス料金を支払う。
【００２０】
なお、このサービスを実施する際に、サービス事業者Ｃは、契約者Ａと契約者Ｂから電力情報を集めるための電力情報収集装置、通信装置、契約者Ｃの地域電力情報監視システムにおける情報処理装置などをサービス事業者自身の資産を用いるか、あるいは第三者の資産をリースなどすることにより運用するかを選択できることは言うまでもない。また、電力情報収集装置、通信装置などの一部が、契約者Ａあるいは契約者Ｂの資産であり、それをリースすることにより運用することも可能である。
【００２１】
地域電力情報監視サービスにしたがって地域電力情報監視システムを具体的に運用する際しては、契約者Ａが所有する送配電系統に設けられた状態情報収集装置、通信装置を通じて収集された、系統の潮流や電圧に関する情報を、通信手段を用いて、契約者Ｃが所有する地域電力情報センターに送る。契約者（複数）Ｂが所有する需要家構内の変電設備に設けられた状態情報収集装置、通信装置を通じて収集された、分散型電源における発電量、負荷での消費電力、地域送配電系統を使用した託送要求などの情報を、契約者Ｃが所有する地域電力情報センタ（地域電力情報監視システム）に送る。
【００２２】
契約者Ｃ（サービス提供業者）は、上記収集した情報に基づき、契約者Ｂの託送の要求を想定して、地域送配電系統内の潮流、電圧分布などのシミュレーションを行い、地域送配電系統の電圧、周波数が所定の範囲になるように、
（１）契約者Ａに対し、地域送配電系統に設置された電圧調整装置、無効電力調整装置に対する制御設定値の提示を行うとともに、
（２）契約者Ｂに対して、発電装置（分散型電源）出力の提示を行う。
【００２３】
課金処理は、地域電力情報センタに設置された地域送配電系統分散型電源稼動状況データベース、電力計量装置の計測値および託送要求履歴を含む課金情報データベースのデータに基づいて、料金算出期間における託送電力量から、契約者Ｂから契約者Ａに支払われるべき請求料金を算出し、算出結果を表示装置に表示する。さらに、上記監視、情報サービスの費用として、契約者Ａおよび契約者Ｂから契約者Ｃに支払われるべき請求料金を算出し、算出した請求料金を表示装置に表示するとともに、課金情報として通信ネットワークを介して指定の需要家（契約者Ｃ）に送信する。これに基づいて料金の徴収が行われる。
【００２４】
以上により、契約者Ａは、地域送配電系統の管理・維持が実現でき、契約者Ｂは、需要家に配置された分散型電源を有効に活用でき、経済的な電力取得が可能になる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す送配電系統のブロック構成図である。図１において、契約者Ａ（地域送配電系統所有事業者）は、配電用変電所１、地域系統監視制御センタ２、地域送配電系統１０を所有しており、配電用変電所１には、上位送電系統の電圧を降圧するための変圧器１１、遮断器１２、複数のフィーダ遮断器１３、変電所監視装置２１が設置されており、変圧器１１、遮断器１２、フィーダ遮断器１３の機器の状態が変電所監視装置２１で監視され、その監視結果に関する情報は、通信線２１ａを介して地域系統監視制御センタ２に送信されるようになっている。
【００２６】
配電用変電所１のフィーダ遮断器１３に接続された地域送配電系統１０には、自動開閉器１５、モニタ装置１６、通信ユニット２２、地域送配電系統電圧調整装置１７、連系用開閉器１９が設置されているとともに、無効電力調整装置（図示省略）が設置されている。これらの機器の情報は、各機器に設けられたセンサによって計測され、各センサの計測による情報は、通信線２０を介して地域系統監視制御センタ２に送信されるようになっている。さらに各機器の状態に関する情報は、通信線２０を介して、契約者Ｃが所有する地域電力情報センタ５に送信されるようになっている。また地域系統監視制御センタ２と地域電力情報センタ５は、通信ネットワーク６を介して情報の授受を行なうようになっており、地域系統監視制御センタ２で決定された制御信号は、通信線２０を介して各機器に送信されるようになっている。
【００２７】
地域送配電系統１０には、複数の需要家３ａ、３ｂ、４が接続されており、各需要家には、配電用変電所１から地域送配電系統１０を介して、６．６ｋＶの電圧が印加されるようになっている。
【００２８】
需要家３ａは、発電装置（分散型電源）を設置していない需要家として、負荷装置３６、継電器や遮断器を含む保護装置３３、負荷に必要な電圧に降圧するための変圧器３４、構内の電力情報を監視する監視制御装置３２、電力計測装置３１を備えて構成されている。需要家３ｂは、発電装置を設置している需要家として、負荷装置３６、負荷に必要な電圧に降圧するための変圧器３４、構内の電力情報を監視する監視制御装置３２、電力計測装置３１を備えて構成されているとともに、発電装置（分散型電源）４０、発電装置４０を系統に連系するために、単独運転を検出する機能を持った系統連系保護装置３８を備えて構成されている。
【００２９】
なお、需要家３ｂの中には、発電装置４０とともに蓄電装置３７を設置する場合もある。
【００３０】
また、需要家４は、小規模需要家として、負荷装置３６、電力計測装置３１を備えて構成されており、需要家４には、地域送配電装置１０に設置された変圧器１８で降圧された電圧が給電されるようになっている。
【００３１】
各需要家の負荷消費電力、発電装置出力、託送要求などの情報は、通信線２０を介して、地域電力情報センタ５に収集されるようになっている。地域電力情報センタ５で決定された発電装置出力、構内電圧調整装置の制御設定値は、通信線２０を経て、各需要家に伝送されるようになっている。
【００３２】
上記構成において、本実施形態では、地域送配電系統所有事業者（契約者Ａ）、５個所に分散された契約需要家（契約者Ｂ）およびサービス提供業者（契約者Ｃ）の間の契約に基づいて、地域電力情報監視サービスが行われるようになっている。なお、図１ではそのうち３個所の需要家３ｂについて図示している。
【００３３】
次に、発電装置を設置していない需要家３ａの具体的構成を図２にしたがって説明する。需要家３ａは、電力計測装置３１、監視制御装置３２、保護装置３３、変圧器３４、遮断器３５、負荷３６を備えて構成されており、各機器は、地域送配電系統１０から引き込まれた構内線に沿って設置されている。電力計測装置３１は、需要家３ａに供給される電力を計測するようになっており、この計測値は通信線２０を介して地域系統監視制御センタ２と地域電力情報センタ５に伝送されるようになっている。また遮断器３５や変圧器３４の状態は監視制御装置３２に収集され、収集された情報は、通信線２０を介して地域電力情報センタ５に送られるようになっている。
【００３４】
発電装置を設置している需要家３ｂは、図３に示すように、電力計測装置３１、監視制御装置３２、変圧器３４、遮断器３５、負荷（負荷装置）３６、発電装置４０、発電装置用監視制御装置４１、連絡用遮断器４２、系統連系保護装置３８、発電装置出力端遮断器（図示省略）を備えて構成されている。系統連系保護装置３８は、単独運転を検出する機能とともに瞬時電圧を検出する機能を備えて構成されている。需要家３ｂに供給される電力は電力計測装置３１で計測され、遮断器３５や変圧器３４の状態は監視制御装置３２に収集されるとともに、発電装置４０の発電量は監視制御装置４１で監視され、監視結果が監視制御装置３２に集められるようになっている。そして収集された情報は、電力に関する情報とともに通信線２０を介して地域電力情報センタ５に送信されるようになっている。
【００３５】
監視制御装置３２は、演算処理装置、データベース、表示装置、入力装置からなる。データベースは、電力に係わる各パラメータ（託送電力量を含む）、機器の稼働状態を記録するものである。表示装置は、構内への電力の供給状態、託送に係わる情報、機器の稼働状態を表示している。入力装置は、需要家内のオペレータによる運転指令値の入力などに用いられる。
【００３６】
上述した演算処理装置の構成と動作を図４にしたがって説明する。演算処理装置は、状態信号受信部２５１、制御信号発生部２５２、演算処理部２５３、メモリ部２５４、構外との通信を行うための通信機能部２５５を備えて構成されており、状態信号受信部２５１には、負荷装置状態信号（＃１〜＃ｎ）、発電装置状態信号（＃１〜＃ｍ）、電圧・力率モニタ信号、開閉器状態信号、機器異常信号が入力されている。
【００３７】
負荷装置状態信号の中には、負荷３６での消費電力が含まれており、この消費電力は需要予測のベースとなる。また機器異常信号には、原動機（ディーゼルエンジン）の燃焼異常や温度異常、発電機の異常振動や、絶縁異常、受変電設備・連系装置の絶縁物異常などに関する情報が含まれている。
【００３８】
演算処理部２５３は、発電制御手段あるいは演算処理手段として、状態信号受信部２５１に入力された信号に基づいて、電力の需要予測および発電装置出力の最適化を行うための演算として、例えば、同時同量制御演算を行い、その演算結果に基づいた制御信号（第２の制御設定値）を制御信号発生部２５２から発生させるようになっている。
【００３９】
具体的には、調速器（電源出力調整装置）と自動電圧調整器（電源電圧調整装置）を内蔵した発電装置４０に対する指令値となる発電装置制御信号（＃１〜＃ｍ）、無効電力調整装置用の制御信号、開閉器制御信号（負荷制御を含む）を発生して、各装置の制御を行うようになっている。この制御の結果は監視制御装置３２でモニタされるようになっている。
【００４０】
また、演算処理部２５３は、発電制御手段として、通信機能部２５５に地域電力情報センサ５から制御値（制御設定値）が入力されたとき、例えば、第２の制御設定値が入力されたときに、第２の制御設定値に従った発電装置制御信号を制御信号発生部２５２から発生させることもできる。
【００４１】
次に、地域電力情報監視システムの一要素を構成する地域電力情報センタ５の具体的構成を図５にしたがって説明する。地域電力情報センタ５は、通信装置５７１、演算処理装置５７２、入力装置５７３、表示装置５７４、データベース５７５〜５８０を備えて構成されている。
【００４２】
通信装置５７１は、情報収集手段として、通信線２０を介して、各需要家３ａ、３ｂ、４から送られてくる情報を収集し、収集した情報を演算処理装置５７２に出力したり、あるいは通信手段として、演算処理装置５７２の演算結果にしたがった制御信号を、通信線２０を介して出力するようになっている。
【００４３】
演算処理装置５７２は、演算処理手段として、通信装置５７１で収集された情報とデータベース５７５〜５８０に格納され情報を基に各種の演算を実行するようになっている。例えば、地域送配電系統１０と発電装置４０を有する需要家３ｂとの間で協調を取りながら送電を行うに際して、地域送配電系統１０の潮流と電圧に関する系統情報、各需要家３ａ、３ｂ、４の消費電力と発電装置４０の発電量に関する需要家情報、および地域送配電系統１０を使用して送電する託送（需要家間での電力の授受）の要求に関する託送情報が収集されたときに、収集された情報を基に、地域送配電系統１０の潮流と電圧分布に関するシミュレーションを行い、このシミュレーション結果から地域送配電系統１０の電圧と周波数が指定の範囲に維持されるような制御設定値として、地域送配電系統１０の電圧を調整するための第１の制御設定値を生成するとともに、発電装置（分散型電源）４０の出力を調整するための第２の制御設定値を生成し、さらに、地域送配電系統１０の無効電力を調整するための第３の制御設定値を生成し、各制御設定値に対応した制御信号を通信装置５７１、通信線２０を介して送信するようになっている。なお、地域送配電系統１０の潮流に関する系統情報を収集しなくても、地域送配電系統１０の電圧に関する系統情報を基にシミュレーションを行い、このシミュレーション結果から地域送配電系統１０の電圧と周波数が指定の範囲に維持されるような制御設定値を生成することもできる。
【００４４】
また、演算処理装置５７２は、契約にしたがった課金処理を行うとともに、表示装置５７４の画面上に演算結果として、例えば、電力情報（電圧、電流、変圧器・開閉器の状態）、分散型電源の稼動状況、機器の異常表示、系統の潮流、電圧シミュレーション結果や各制御設定値などを表示するようになっている。
【００４５】
演算処理装置５７２によるモニタリングおよび演算処理の結果は、各データベース５７５〜５８０に格納されるようになっている。そして必要に応じて、いずれかのデータベースからデータを取り出して別の演算処理を実行するようになっている。なお、データベース５７５には配電用変電所１に関するデータが格納され、データベース５７６には自動開閉器１５、遮断器３５、変圧器１８、３４の状態に関するデータが格納され、データベース５７７には各区間における電圧・電流のモニタリングに関するデータが格納され、データベース５７８には地域系統内の発電装置４０の稼動状況に関するデータが格納されるようになっている。また、データベース５７９には、地域送配電系統１０における潮流、電圧に関する予測データが格納され、データベース５８０には、課金情報に関するデータが格納されるようになっている。
【００４６】
次に、地域電力情報センタ５における演算処理（発電出力）として、需要家３ｂを需要家１、２、３に分けたときに、需要家１と需要家３との間で地域送配電系統１０を使用して託送を行うときの処理内容を図６のフローチャートにしたがって説明する。ただし図６における破線内は、各需要家の監視制御装置３２で処理される。
【００４７】
まず、需要家３ｂのうち需要家１、３において、それぞれ所定の時間間隔、例えば１０分間隔で、電力需要のモニタリングを行い（ステップ１３０４、１３０８）、１０分後の電力需要予測を行う（ステップ１３０５、１３０９）。このあと各予測に基づいて、発電設備出力の最適化を行う（ステップ１３０６、１３１０）。ここで、電力需要に対して供給が上回る場合は、供給可能電力（Ｗｅｘ）を算出する（ステップ１３０７）。一方、電力需要に対して供給が下回る場合には、不足電力（ΔＷ）を算出する（ステップ１３１１）。このとき、需要家１は、電力供給に余力があり、需要家３は不足している。
【００４８】
次に、供給可能電力（Ｗｅｘ）が不足電力（ΔＷ）を上回るか否かを判定し（ステップ１３１２）、供給可能電力（Ｗｅｘ）が不足電力（ΔＷ）を上回るときには、需要家１における発電装置４０の出力をΔＷだけ増加させるように設定する（ステップ１３１３）。
【００４９】
一方、供給可能電力（Ｗｅｘ）が不足電力（ΔＷ）を下回るときには、需要家１の発電装置４０の出力増加をＷｅｘに設定する（ステップ１３１４）。発電装置４０の出力をＷｅｘに変更するときには、発電装置４０の出力増加（変更）を行う期間を申請し（ステップ１３１５）、この申請を基に、地域電力情報センタ５において、地域送配電系統１０の潮流、電圧に基づいたシミュレーションを行う（ステップ１３１６）。このシミュレーション結果に基づいて、地域電力情報センタ５は、需要家１に対して、発電装置４０の出力の増加（変更）の指示（第２の制御設定値）を出し、需要家１はその指示にしたがって発電装置４０の出力を増加させるための制御を行う（ステップ１３１７）。なお、必要な場合には、需要家内の電圧調整装置の設定変更も行う（ステップ１３１８）。このあと次の時間ステップ、例えば１０分後についても同様の処理を行う。
【００５０】
次に、地域電力情報センタ５における演算処理として、潮流・電圧分布に関する演算処理を行うときの処理内容を図７のフローチャートにしたがって説明する。まず、需要家側から地域送配電系統内の発電装置４０の出力変更申請ΔＷが地域電力情報センタ５に対して申請されると（ステップ１５０４）、地域電力情報センタ５において、通信線２０を介して各種情報、例えば、配電用変電所１、開閉器１５、変圧器３４における電力情報や電流・電圧モニタリング結果の電力情報を収集するとともに（ステップ１５０５）、電圧・区間電流などの地域系統稼動状況に関する情報を入力する（ステップ１５０６）。そして、収集した情報と発電装置４０の出力変更申請ΔＷに基づいて、地域送配電系統内の潮流、電圧分布変化のシミュレーションを行う（ステップ１５０７）。このシミュレーション結果を基に、地域系統電圧調整装置１７の調整で対応が可能か否かを判定し（ステップ１５０８）、対応が可能なときには、地域系統監視制御センタ２に対して、地域系統電圧調整装置１７の設定変更（第１の制御設定値）を指示し（ステップ１５０９）、需要家に対しては、発電装置４０の出力変更ΔＷ（第２の制御設定値）を指示する（ステップ１５１０）。
【００５１】
一方、地域系統電圧調整装置１７の電圧の変更では対応できない場合には、発電装置４０の出力変更を許可しない。所定の時間が経過したときに（ステップ１５１１）、発電装置４０の出力変更依頼の期間内であれば（ステップ１５１２）、所定時間経過後の系統稼動状況に基づいて、地域送配電系統１０内の潮流、電圧分布のシミュレーションを行い、発電装置４０の出力と電圧調整装置１７の再設定を行い、このルーチンでの処理を終了する。
【００５２】
図８は、需要家１から需要家３に電力託送を行うときに、需要家３が連系する送配電系統の送電電力を示している。そして破線は託送を行わないときの送電電力で、実線は託送を含めた全送電電力である。また送配電系統の送電容量は３０００ｋＷである。夏期の需要が最大となった日の前後３日間のデータである。
【００５３】
図８（ａ）は本発明を適用したときの特性図であり、（ｂ）は従来の関連需要家の契約電力、設備容量から決定される送電サービスを適用した場合である。（ｂ）の場合は、送電電力５００ｋＷである。
【００５４】
一方、（ａ）の場合は、図中２日目で、送電電力が送電容量３０００ｋＷに達し、託送電力に制限が加えられたが、その他の日については、送電電力１０００ｋＷの託送が可能である。通年で見ても、送電電力が送電容量３０００ｋＷに達し、託送電力に制限が加えられるのは数日である。
【００５５】
ここで、電力の託送においては、発電側の託送電力量と、需要側での消費電力量とを所定の時間間隔（例えば、３０分間）で、ほぼ等しくなるよう（例えば、偏差３％）に運用する必要があり、一般に同時同量と呼ばれている。本発明において、同時同量をどのように実現するかを図９を用いて説明する。
【００５６】
図９は、複数の発電装置４０で発電された電力（発電側の電力）が（各発電装置４０から送配電系統１０に送られる電力を、発電１〜発電ｍとする）、地域送配電系統１０を経由して託送され、複数の需要家（託送による電力を受ける各需要家での消費電力を、需要１〜需要ｎとする）で消費される場合を表している。なお、簡単のため、地域送配電系統１０での損失は無く、発電１〜発電ｍは、全て制御可能な発電装置４０により供給されるものとして説明する。
【００５７】
グラフ２００３は、モニタされた各発電装置４０から送配電系統１０に送られる電力の総和を表す。グラフ２００４は、託送による電力を受ける各需要家（需要場所）での需要電力の総和を表す。この場合、各発電装置４０に対する制御は時間ステップＴ１毎に行なわれ、この例では、時間ステップＴ１毎に各発電装置４０に対して発電量を増加させるための制御が実行されていることを示している。また、電力の需給バランスをとるための制御は、同時同量制御によって行なわれ、この時間間隔はＴ２に設定されている。グラフ２００６は、上述の発電側と需要家側の電力の偏差（累積）を表しており、所定の時点での電力の偏差（累積）が零になるように、次の時間ステップでの発電電力（制御設定値）が決定される。なお、複数の発電装置４０が利用できる場合は、経済性を考慮して託送電力を配分することができる。
【００５８】
また、本実施形態では、所定の時点での電力の偏差（累積）を零に制御する過程で、電力量もモニタしており（電力量のモニタリングの間隔は、電力のモニタリング間隔よりも長く設定している）、この結果を発電装置４０の制御に反映することとしている。グラフ２００７は、モニタされた各発電装置４０から送配電系統１０に送られる電力量の総和を、グラフ２００８は、託送による電力を受ける各需要家での需要電力量の総和を表している。グラフ２０１０は、上述の発電側と需要家側（託送による電力を受ける需要家側）の電力量の偏差を表しており、電力量の偏差が零になるよう、各発電装置４０に対する制御設定値に対し、グラフ２０１１に示すように補正を行って、最終的に制御値（制御設定値）を決定するようにしている。この例では、グラフ２０１０に示すように、電力量の偏差が正になっているので、この後は、時間ステップＴ１毎に制御値を小さくするための補正を行ない、補正された制御値に従って各発電装置４０の発電量を制御する。
【００５９】
なお、電力の偏差（累積）は、負荷・発電量の時間変化に比べ、計測・制御間隔が短ければ、電力量の偏差と一致する。しかし、計測・制御間隔を短くするには限界があるので、電力（累積）と電力量の２つの偏差をそれぞれ０に抑制するための制御を行なうこととしている。
【００６０】
図９の説明では、発電設備としての発電装置４０は全て制御可能としたが、太陽光発電や風力発電のように、出力を任意には制御できない発電設備（非調整用発電設備）については、需要電力の総和から予め差引き、制御可能な発電設備（調整用発電設備）について、上述の同時同量制御を適用すれば良い。
【００６１】
次に、地域電力情報センサ５における同時同量制御の具体的な処理を図１０のフローチャートに従って説明する。本実施形態では、需要データ収集につき、短い時間間隔でモニタリングを行う需要家（大規模需要家）と長い時間間隔でモニタリングを行う需要家（小規模需要家）が混在する場合を説明する。
【００６２】
まず、発電装置４０を含む発電設備（１〜ｍ）の電力データを収集する（ステップ２２０１）。非調整用発電設備については、制御時点での発電電力予測を行う（ステップ２２０２）。これらの収集データおよび予測値は、通信線２０を介して地域電力情報センタ５に送信され、地域電力情報センタ５の発電設備データベース２２０３に記録される。
【００６３】
一方、地域電力情報センタ５は、短い時間間隔（図中では短周期と記載）で大規模需要家からの需要データを収集し（ステップ２２０４）、需要データベース２２０５に記録する。次に、小規模需要家からの需要データを取得したか否かを判定し、需要データを取得したと判定したときには（ステップ２２０６）、長い時間間隔（図中では長周期と記載）で小規模需要家からの需要データを収集し（ステップ２２０７）、収集した需要データを需要データベース２２０５に記録する。一方、小規模需要家からの需要データを取得していないと判定したときには、短周期の需要データから、長周期に相当するタイミングにおける需要を推定する（ステップ２２０８）。実測による需要データおよび推定による需要データは、需要データベース２２０５に記録される。
【００６４】
次に、演算処理装置５７２において、需要データベース２２０５の情報に基づき、制御時（至近時刻）における需要の予測を行う（ステップ２２０９）。電力量の取得のタイミング（ステップ２２１０）では、発電設備側および需要側の電力量のデータを収集する（ステップ２２１１）。この収集されたデータは、発電設備データベース２２０３および需要データベース２２０５に記録される。
【００６５】
この後、演算処理装置５７２は、ステップ２２０２における非調整用発電設備電力に関する予測結果、需要データ２２０５に記録された需要データに基づき、図９のアルゴリズムに従い、調整用発電設備の制御値（第２の制御設定値）を算出する（ステップ２２１２）。この制御値は、調整用発電設備、例えば、発電装置４０に指令値として送信され（ステップ２２１３）、制御値に従って調整用発電設備の運用が実行される。このとき、制御値は制御値データベース２２１４に記録される。この後、終了でなければ（ステップ２２１５）、次の時間ステップでの処理に移行し（ステップ２２１６）、同様の処理を実行する。
【００６６】
上述の処理を行うことにより、様々な発電設備、需要の組合せでも、同時同量が達成できる。
【００６７】
次に、課金処理を行うときの作用を図１１のフローチャートにしたがって説明する。まず、接続供給に関して、契約者Ａと契約者Ｂとの間で、さらに、それぞれ上記接続供給契約を実現するのに必要な情報を提供する契約者Ｃとの間で、契約内容を予め決定しておく（ステップ１５３１）。この場合、系統接続料金種別として、ａ：保証電力接続料金（契約した電力の範囲でいつでも系統への接続を保証するもの）、あるいは、ｂ：最大電力接続料金（接続できる最大電力を規定しておき、系統の状況により、接続できる電力に制限を受けるもの）から、いずれか一方を選択する。
【００６８】
系統への接続をする場合、接続料金種別として、ａを選択しているとき（ステップ１５３２）、契約の範囲内で希望する電源の出力変更ができる。一方、ｂを選択しているとき（ステップ１５３３）、電力出力変更に修正を加えることが可能であれば（ステップ１５３４）、接続料金の割引が適用される（ステップ１５３５）。この一連の処理は課金情報データベース５８０に記録される（ステップ１５３６）。
【００６９】
次に、料金算出の時期となったときには（ステップ１５４０）、地域系統使用料の集計を行い（ステップ１５４１）、この結果を課金情報データベース５８０に記録する（ステップ１５４２）。さらに、地域系統使用料の集計および課金情報データベース５８０の情報を基に、請求料金を算出し（ステップ１５４３）、請求料金を表示装置５７４の画面上に表示する（ステップ１５４４）。すなわち請求料金を算出するときには、接続料金を割り引いたか否かによって料金を算出し、算出結果を画面上に表示する。この場合、請求料金を課金情報として、通信ネットワーク６、地域系統監視制御センサ２、通信線２０を介して、指定の需要家に送信することもできる。
【００７０】
これまでは、地域送配電系統として、高圧系統について説明したが、特別高圧の送配電系統についても本発明を適用することができる。
【００７１】
図１２は、本発明の第２実施形態を示す需要家の機器構成を示すブロック図である。図１２に示す需要家３は３３ｋＶの系統に連系した需要家の機器構成の例であり、系統への連系点の電圧を６．６ｋＶに降圧する変圧器３９が設けられている他は、基本的な機器の構成は、図１の需要家１と同様である。
【００７２】
次に、本発明の第３実施形態を図１３に従って説明する。本実施形態は、送配電系統構成、機器構成等は、図１と同様であるが、需要家（発電１）、需要家（発電２）、需要家（発電３）において、発電装置４０の代わりに、分散型電源として、新エネルギー電源４０Ｒが設置されている点が異なっている。これらの新エネルギー電源４０Ｒについては、送配電系統１０を運用する一般電気事業者による電力の買取が可能である。しかし、新エネルギー電源４０Ｒが増えた場合、新エネルギー電源４０Ｒの出力変動が大きく、送配電系統１０の電力品質の維持が難しくなる問題がある。これに対し、複数の新エネルギー電源４０Ｒによる供給を全体として、ほぼ一定に維持することが望まれている。
【００７３】
本実施形態において、需要家（発電１）における、新エネルギー電源４０Ｒはバイオマス発電装置であり、燃料貯蔵設備（燃料としてのバイオガスなどを貯留するタンク）５０が設置されている。需要家（発電２）、需要家（発電３）における新エネルギー電源４０Ｒは、太陽光発電装置あるいは風力発電装置である。
【００７４】
発電設備として、新エネルギー電源４０Ｒを用いてときの運用例を図１４に従って説明する。図１４におけるグラフ２５１０は、需要家（発電２）から送配電系統１０に送られる電力（以下、逆潮電力と呼ぶ）の１日の変化を示し、グラフ２５２０は、需要家（発電３）から送配電系統に送られる逆潮電力の１日の変化を示している。両需要家の発電量は日射量に依存するため、ほぼ類似のパターンとなる。新エネルギー電源４０Ｒとして、太陽光発電装置を用いた場合、昼間の時間帯は逆潮電力を発生させることはできるが、朝晩の時間帯では逆潮電力を発生させることができない。
【００７５】
一方、グラフ２５３０は、需要家（発電１）からの逆潮電力の変化を示している。これは、地域電力情報センタ５で収集した、需要家（発電２）、需要家（発電３）からの逆潮電力データに基づき、需要家（発電１）のバイオマス発電装置の発電量を調整した結果である。すなわち、朝晩の時間帯において、需要家（発電２）、需要家（発電３）から逆潮電力が発生しないことを考慮し、逆潮電力の不足分を需要家（発電１）のバイオマス発電装置で補うための発電量の調整が行なわれた。この結果、３需要家からの逆潮電力の総和は、グラフ２５４０で示すようにほぼ一定に維持できる。
【００７６】
燃料貯蔵設備５０には、バイオガスが貯えられており、グラフ２５３０に示すような運転が容易にできる。なお、新エネルギー電源４０Ｒとして、太陽光発電装置や風力発電装置など、出力制御が困難な電源を用いる場合は、燃料電池と組合せ、逆反応で生成した水素を貯蔵するという方法で、グラフ２５３０のような運転を行うこともできる。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態によれば、地域電力情報センタ５と地域送配電系統１０との間で連携を行いながら送配電するときに、地域送配電系統１０の潮流と電圧に関する系統情報を収集するとともに、各需要家の消費電力と発電量に関する需要家情報を収集し、さらに地域送配電系統１０を使用して送電する託送の要求に関する託送情報を収集し、収集した情報を基に地域送配電系統電圧調整装置１７を調整したり、分散型電源の出力を調整するようにしたため、地域送配電系統１０における潮流の輻輳化を抑制することができる。
【００７８】
また、本実施形態によれば、契約者Ａ（地域送配電系統所有事業者）のメリットとして、
（１）提供される情報に基づき、地域送配電系統１０の電圧、周波数の維持、潮流の制御ができる。
【００７９】
（２）地域送配電系統１０を有効に活用できる。
【００８０】
一方、契約Ｂ（契約需要家）のメリットとして、
（１）分散型電源の系統連系の制限が緩和され、需要家内の分散型電源を効率良く運用できる。
【００８１】
（２）電力託送が容易になる。
【００８２】
また契約者Ｃ（サービス提供業者）に与えるメリットとして、
（１）比較的長期に渡り、安定なビジネスが可能になる。
【００８３】
（２）収集した電力情報を活用した種々のサービスを提供できる。
【００８４】
これらのメリットは、契約者Ａから提供される地域送配電系統１０の監視情報、契約者Ｂから提供される負荷の状態データ、発電装置の状態データおよび契約者Ｂからの電力託送要求に基づき、関連する地域送配電系統１０のシミュレーションを行い、契約者Ａおよび契約者Ｂに、必要な制御のための指令値（制御設定値）を提示することができる。また上述の電力託送要求、送配電系統、負荷および発電装置のデータに基づいて料金請求が可能になる。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、地域送配電系統において潮流が輻輳化するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された送配電系統のブロック構成図である。
【図２】発電装置を有しない需要家の機器構成図である。
【図３】発電装置を有する需要家の機器構成図である。
【図４】監視制御装置のブロック構成図である。
【図５】地域電力情報センタのブロック構成図である。
【図６】地域電力情報センタにおける演算処理内容（発電出力）を説明するためのフローチャートである。
【図７】地域電力情報センタにおける演算処理内容（電圧分布）を説明するためのフローチャートである。
【図８】託送の運用例を説明するための図であって、（ａ）は本発明に係る運用方法による特性結果を示す図、（ｂ）は従来の運用方法による特性結果を示す図である。
【図９】電力の託送を同時同量で行なうときの構成を説明するための図である。
【図１０】電力の託送を同時同量で行なうときの作用を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明に係る課金処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の第２実施形態を示す需要家の機器構成図である。
【図１３】本発明の第３実施形態を示す送配電系統のブロック構成図である。
【図１４】分散電源に新エネルギー電源を用いて逆潮電力を制御するときの作用を説明するための図である。
【符号の説明】
１　配電用変電所
２　地域系統監視センタ
３ａ、３ｂ　需要家
５　地域電力情報センタ
１０　地域送配電系統
１６　モニタ装置
１７　地域系統電圧調整装置
２０　通信線
３２　監視制御装置
３６　負荷
３８　連系保護装置
４０　発電装置
４０Ｒ　新エネルギー電源
４１　発電監視制御装置

Claims (8)

1. 送配電系統のうち特定の地域送配電系統の潮流と電圧に関する系統情報を収集するとともに、前記地域送配電系統に接続された各需要家の消費電力と前記需要家のうち発電装置を有する需要家の発電量に関する需要家情報を収集し、さらに、前記地域送配電系統を使用して送電する託送の要求に関する託送情報を収集する情報収集手段と、前記情報収集手段により収集された情報を基に前記地域送配電系統の電圧を調整するための第１の制御設定値を生成するとともに、前記発電装置の出力を調整するための第２の制御設定値を生成する演算処理手段と、前記演算処理手段に生成による第１の制御設定値を前記地域送配電系統の電圧を調整する電圧調整装置に送信し、前記演算処理手段の生成による第２の制御設定値を前記発電装置の出力を調整する電源出力調整装置に送信する通信手段とを備えてなる地域電力情報監視システム。
2. 請求項１に記載の地域電力情報監視システムにおいて、前記演算処理手段は、前記情報処理手段により収集された情報を基に前記地域送配電系統の無効電力を調整するための第３の制御設定値を生成し、前記通信手段は、前記演算処理手段の生成による第３の制御設定値を前記地域送配電系統の無効電力を調整する無効電力調整装置に送信してなることを特徴とする地域電力情報監視システム。
3. 送配電系統のうち特定の地域送配電系統の電圧に関する系統情報を収集するとともに、前記地域送配電系統に接続された各需要家の消費電力と前記需要家のうち発電装置を有する需要家の発電量に関する需要家情報を収集し、さらに、前記地域送配電系統を使用して送電する託送の要求に関する託送情報を収集する情報収集手段と、前記情報収集手段により収集された情報を基に前記発電装置の出力を調整するための制御設定値を生成する演算処理手段と、前記演算処理手段に生成による制御設定値を前記発電装置の出力を調整する電源出力調整装置に送信する通信手段とを備えてなる地域電力情報監視システム。
4. 請求項１、２または３のうちいずれか１項に記載の地域電力情報監視システムにおいて、前記演算処理手段は、前記各制御設定値を生成するに際しては、前記情報収集手段により収集された情報を基に前記地域送配電系統の潮流と電圧分布に関するシミュレーションを行ない、このシミュレーション結果から前記地域送配電系統の電圧と周波数が指定の範囲に維持される制御設定値を生成してなることを特徴とする地域電力情報監視システム。
5. 請求項１、２、３または４のうちいずれか１項に記載の地域電力情報監視システムを運用するに際して、前記発電装置を有する需要家が前記地域送配電系統を有する事業者と保証電力接続料金で契約しているときに、地域送配電系統使用料を、前記発電装置を有する需要家に課金情報として通信ネットワークを介して送信することを特徴する地域電力情報監視システムの運用方法。
6. 請求項１、２、３または４のうちいずれか１項に記載の地域電力情報監視システムを運用するに際して、前記発電装置を有する需要家が前記地域送配電系統を有する事業者と最大電力接続料金で契約しているときに、前記発電装置を有する需要家の電源出力調整装置を用いて発電装置の出力を、需要家が希望する出力と異なる出力で運転する毎に接続料金を割り引きし、地域送配電系統使用料から前記割り引きされた料金を差し引いた料金を、前記発電装置を有する需要家に課金情報として通信ネットワークを介して送信することを特徴する地域電力情報監視システムの運用方法。
7. 発電所から送配電系統を介して、特定の地域送配電系統の各需要家に電力を供給するとともに、前記需要家のうち発電装置を有する需要家から他の需要家に電力を供給する地域電力供給システムにおいて、前記特定の地域送配電系統の潮流と電圧に関する系統情報を収集するとともに、前記地域送配電系統に接続された各需要家の消費電力と前記需要家のうち発電装置を有する需要家の発電量に関する需要家情報を収集し、さらに、前記地域送配電系統を使用して送電する託送の要求に関する託送情報を収集する情報収集手段と、前記情報収集手段により収集された情報を基に前記地域送配電系統の電圧を調整するための第１の制御設定値を生成するとともに、前記発電装置の出力を調整するための第２の制御設定値を生成する演算処理手段と、前記演算処理手段に生成による第１の制御設定値を前記地域送配電系統の電圧を調整する電圧調整装置に送信し、前記演算処理手段の生成による第２の制御設定値を前記発電装置の出力を調整する電源出力調整装置に送信する通信手段と、前記特定の地域送配電系統に接続された需要家のうち発電装置を有する需要家に配置されて前記第２の制御設定値に従って前記発電装置の出力を制御する発電制御手段とを備えてなる地域電力供給システム。
8. 請求項７に記載の地域電力供給システムにおいて、前記発電制御手段は、負荷装置の状態を示す負荷装置状態信号を基に電力の需要予測と発電装置出力の最適化を行なうための同時同量制御演算を行なって第２の制御設定値を生成し、前記第２の制御設定値に基づいて前記発電装置の出力を制御してなることを特徴とする地域電力供給システム。

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