特許 5868935 無効電力調整装置の設置位置及び調整量決定方法、プログラム、無効電力調整装置の設置位置及び調整量決定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5868935

(24)【登録日】2016年1月15日

(45)【発行日】2016年2月24日

(54)【発明の名称】無効電力調整装置の設置位置及び調整量決定方法、プログラム、無効電力調整装置の設置位置及び調整量決定装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/16 20060101AFI20160210BHJP

   H02J 3/26 20060101ALI20160210BHJP

【ＦＩ】

   H02J3/16

   H02J3/26

【請求項の数】7

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2013-271701(P2013-271701)

(22)【出願日】2013年12月27日

(65)【公開番号】特開2015-126680(P2015-126680A)

(43)【公開日】2015年7月6日

【審査請求日】2014年12月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000211307

【氏名又は名称】中国電力株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】一色国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】八田 浩一

(72)【発明者】

【氏名】田部 守

(72)【発明者】

【氏名】柴丸 昇

【審査官】 岩田 淳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−０４５６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３４８７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４３１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１６９３００（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ２９／００−２９／２６

Ｈ０２Ｇ １／００− １／１０

７／００− ９／１２

Ｈ０２Ｊ ３／００− ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

三相配電線の無効電力を調整する無効電力調整装置の設置位置と、前記無効電力調整装置によって調整されるべき前記無効電力の調整量と、を定める無効電力調整装置の設置位置及び調整量決定方法であって、
第１演算装置が、前記三相配電線の第１位置の電圧不平衡率の値が第１値以下となるように、前記第１位置の第１無効電力調整量を演算する第１ステップと、
第２演算装置が、前記第１無効電力調整量に基づいて前記無効電力が調整されたときの、前記三相配電線の上流側から下流側に亘る第１電圧不平衡率を演算する第２ステップと、
第３演算装置が、前記三相配電線の第２位置の電圧不平衡率の値が第２値以下となるように、前記第２位置の第２無効電力調整量を演算する第３ステップと、
第４演算装置が、前記第２無効電力調整量に基づいて前記無効電力が調整されたときの、前記三相配電線の上流側から下流側に亘る第２電圧不平衡率を演算する第４ステップと、
第１決定装置が、前記第２及び第４ステップの演算結果に基づいて前記設置位置を定める第５ステップと、
第２決定装置が、前記第１及び第３ステップの演算結果と、前記第５ステップの決定結果に基づいて前記調整量を定める第６ステップと、を含む
ことを特徴とする無効電力調整装置の設置位置及び調整量決定方法。

【請求項2】

前記第５ステップは、前記第１電圧不平衡率の最大値が前記第２電圧不平衡率の最大値よりも小さい場合、前記第１位置を前記設置位置と定め、前記第１電圧不平衡率の最大値が前記第２電圧不平衡率の最大値よりも大きい場合、前記第２位置を前記設置位置と定める
ことを特徴とする請求項１に記載の無効電力調整装置の設置位置及び調整量決定方法。

【請求項3】

前記第６ステップは、
前記第１位置が前記設置位置と定められている場合、前記第１無効電力調整量に応じた量を前記調整量と定める第７ステップと、
前記第２位置が前記設置位置と定められている場合、前記第２無効電力調整量に応じた量を前記調整量と定める第８ステップと、を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の無効電力調整装置の設置位置及び調整量決定方法。

【請求項4】

前記第７ステップは、
前記第１無効電力調整量を含む第１範囲内の第３無効電力調整量に基づいて前記無効電力が調整されたときの、前記三相配電線の上流側から下流側に亘る第３電圧不平衡率の第１最大値を演算する第９ステップと、
前記第１範囲内の前記第３無効電力調整量とは異なる第４無効電力調整量に基づいて前記無効電力が調整されたときの、前記三相配電線の上流側から下流側に亘る第４電圧不平衡率の第２最大値を演算する第１０ステップと、
前記第１最大値が前記第２最大値よりも小さい場合、前記第３無効電力調整量を前記調整量と定め、前記第１最大値が前記第２最大値よりも大きい場合、前記第４無効電力調整量を前記調整量と定める第１１ステップと、を含み、
前記第８ステップは、
前記第２無効電力調整量を含む第２範囲内の第５無効電力調整量に基づいて前記無効電力が調整されたときの、前記三相配電線の上流側から下流側に亘る第５電圧不平衡率の第３最大値を演算する第１２ステップと、
前記第２範囲内の前記第５無効電力調整量とは異なる第６無効電力調整量に基づいて前記無効電力が調整されたときの、前記三相配電線の上流側から下流側に亘る第６電圧不平衡率の第４最大値を演算する第１３ステップと、
前記第３最大値が前記第４最大値よりも小さい場合、前記第５無効電力調整量を前記調整量と定め、前記第３最大値が前記第４最大値よりも大きい場合、前記第６無効電力調整量を前記調整量と定める第１４ステップと、を含む
ことを特徴とする請求項３に記載の無効電力調整装置の設置位置及び調整量決定方法。

【請求項5】

前記第９ステップは、一日の第１時間における前記第３電圧不平衡率の最大値及び一日における前記第１時間とは異なる第２時間の前記第３電圧不平衡率の最大値のうちの大きい方を前記第１最大値として演算し、
前記第１０ステップは、前記第１時間における前記第４電圧不平衡率の最大値及び前記第２時間における前記第４電圧不平衡率の最大値のうちの大きい方を前記第２最大値として演算し、
前記第１２ステップは、前記第１時間における前記第５電圧不平衡率の最大値及び前記第２時間における前記第５電圧不平衡率の最大値のうちの大きい方を前記第３最大値として演算し、
前記第１３ステップは、前記第１時間における前記第６電圧不平衡率の最大値及び前記第２時間における前記第６電圧不平衡率の最大値のうちの大きい方を前記第４最大値として演算する
ことを特徴とする請求項４に記載の無効電力調整装置の設置位置及び調整量決定方法。

【請求項6】

三相配電線の無効電力を調整する無効電力調整装置の設置位置と、前記無効電力調整装置によって調整されるべき前記無効電力の調整量と、を定める無効電力調整装置の設置位置及び調整量決定装置に、
前記三相配電線の第１位置の電圧不平衡率の値が第１値以下となるように、前記第１位置の第１無効電力調整量を演算する第１機能と、
前記第１無効電力調整量に基づいて前記無効電力が調整されたときの、前記三相配電線の上流側から下流側に亘る第１電圧不平衡率を演算する第２機能と、
前記三相配電線の第２位置の電圧不平衡率の値が第２値以下となるように、前記第２位置の第２無効電力調整量を演算する第３機能と、
前記第２無効電力調整量に基づいて前記無効電力が調整されたときの、前記三相配電線の上流側から下流側に亘る第２電圧不平衡率を演算する第４機能と、
前記第２及び第４機能の演算結果に基づいて前記設置位置を定める第５機能と、
前記第１及び第３機能の演算結果と、前記第５機能の決定結果に基づいて前記調整量を定める第６機能と、
を実現させるプログラム。

【請求項7】

三相配電線の無効電力を調整する無効電力調整装置の設置位置と、前記無効電力調整装置によって調整されるべき前記無効電力の調整量と、を定める無効電力調整装置の設置位置及び調整量決定装置であって、
前記三相配電線の第１位置の電圧不平衡率の値が第１値以下となるように、前記第１位置の第１無効電力調整量を演算する第１演算装置と、
前記第１無効電力調整量に基づいて前記無効電力が調整されたときの、前記三相配電線の上流側から下流側に亘る第１電圧不平衡率を演算する第２演算装置と、
前記三相配電線の第２位置の電圧不平衡率の値が第２値以下となるように、前記第２位置の第２無効電力調整量を演算する第３演算装置と、
前記第２無効電力調整量に基づいて前記無効電力が調整されたときの、前記三相配電線の上流側から下流側に亘る第２電圧不平衡率を演算する第４演算装置と、
前記第２及び第４演算装置の演算結果に基づいて前記設置位置を定める第１決定装置と、
前記第１及び第３演算装置の演算結果と、前記第１決定装置の決定結果に基づいて前記調整量を定める第２決定装置と、
を備えたことを特徴とする無効電力調整装置の設置位置及び調整量決定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無効電力調整装置の設置位置及び調整量決定方法、プログラム、無効電力調整装置の設置位置及び調整量決定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、電圧不平衡が発生する三相配電線が知られている（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−２２８０４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般に、特許文献１の三相配電線も含め、三相配電線においては、例えば接続されている電力負荷の消費電力に基づいて発生する電圧不平衡の度合いを示す電圧不平衡率を低下させるために、無効電力調整装置が設置される。しかしながら、三相配電線が比較的長い距離に亘っており、無効電力調整装置の設置位置の候補が複数あるために、例えば三相配電線の電圧不平衡率を低下させるための無効電力調整装置の設置位置及び当該無効電力調整装置による無効電力の調整量を決定するのが煩雑となる虞がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前述した課題を解決する主たる本発明は、三相配電線の無効電力を調整する無効電力調整装置の設置位置と、前記無効電力調整装置によって調整されるべき前記無効電力の調整量と、を定める無効電力調整装置の設置位置及び調整量決定方法であって、第１演算装置が、前記三相配電線の第１位置の電圧不平衡率の値が第１値以下となるように、前記第１位置の第１無効電力調整量を演算する第１ステップと、第２演算装置が、前記第１無効電力調整量に基づいて前記無効電力が調整されたときの、前記三相配電線の上流側から下流側に亘る第１電圧不平衡率を演算する第２ステップと、第３演算装置が、前記三相配電線の第２位置の電圧不平衡率の値が第２値以下となるように、前記第２位置の第２無効電力調整量を演算する第３ステップと、第４演算装置が、前記第２無効電力調整量に基づいて前記無効電力が調整されたときの、前記三相配電線の上流側から下流側に亘る第２電圧不平衡率を演算する第４ステップと、第１決定装置が、前記第２及び第４ステップの演算結果に基づいて前記設置位置を定める第５ステップと、第２決定装置が、前記第１及び第３ステップの演算結果と、前記第５ステップの決定結果に基づいて前記調整量を定める第６ステップと、を含むことを特徴とする無効電力調整装置の設置位置及び調整量決定方法である。

【0006】

本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、無効電力調整装置の設置位置及び調整量を定めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１実施形態における配電系統を示す図である。

【図2】本発明の第１実施形態における不平衡抑制装置のハードを示すブロック図である。

【図3】本発明の第１乃至第４実施形態における不平衡抑制装置を示すブロック図である。

【図4】本発明の第１実施形態における配電系統と対象位置とを示す図である。

【図5】本発明の第１実施形態における配電線の各位置における電圧不平衡率を示す図である。

【図6】本発明の第１実施形態における各時間における電圧不平衡率の最大値を示す図である。

【図7】本発明の第１実施形態における対象位置の無効電力調整量と電圧不平衡率の最大値との関係を示す図である。

【図8】本発明の第１実施形態における不平衡抑制装置の動作を示すフローチャートである。

【図9】本発明の第２実施形態における対象位置の無効電力調整量と電圧不平衡率の最大値との関係を示す図である。

【図10】本発明の第３実施形態における対象位置の無効電力調整量と電圧不平衡率の平均値との関係を示す図である。

【図11】本発明の第４実施形態における対象位置の無効電力調整量と電圧不平衡率の平均値との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

【0010】

[第１実施形態]
＝＝＝配電系統＝＝＝
以下、図１を参照して、本実施形態における配電系統について説明する。図１は、本実施形態における配電系統を示す図である。

【0011】

配電系統１００は、負荷Ｒ１乃至Ｒ４に対して電力を供給するための電力系統である。配電系統１００は、配電用変圧器１０１、配電線Ｌ１００、負荷Ｒ１乃至Ｒ４、開閉器ＬＳ１、ＬＳ２、不平衡抑制装置３（無効電力調整装置の設置位置及び調整量決定装置）を有する。尚、開閉器及び負荷は夫々、配電系統１００に複数設けられているが、説明の便宜上、例えば２個及び４個ずつ設けられていることとする。

【0012】

配電用変圧器１０１は、例えば一次側の電圧を所定の変圧比で変圧して、当該変圧された電圧を二次側から出力する装置である。配電用変圧器１０１の一次側は、送電線Ｌ２００の一端に接続される。配電用変圧器１０１の二次側は、配電線Ｌ１００の一端に接続される。

【0013】

配電線Ｌ１００は、配電用変圧器１０１からの電力を負荷Ｒ１乃至負荷Ｒ４に供給するための三相配電線であり、上流側の配電用変圧器１０１から下流側の末端１０２に向かって延びている。配電線Ｌ１００は、配電用変圧器１０１からのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相交流電力を供給するための電力線である。配電線Ｌ１００は、Ｕ相の電力を供給する配電線Ｌ１、Ｖ相の電力を供給する配電線Ｌ２、Ｗ相の電力を供給する配電線Ｌ３を有する。

【0014】

開閉器ＬＳ１、ＬＳ２は、配電線Ｌ１００に設けられている、例えば計測機能付き開閉器である。開閉器ＬＳ１、ＬＳ２は夫々、配電線Ｌ１００における開閉器ＬＳ１、ＬＳ２が設けられている位置の線電流、線間電圧、及び各相の力率を一定時間毎に計測し、計測結果を示す計測信号Ｓ１、Ｓ２を出力する。

【0015】

負荷Ｒ１乃至Ｒ４は、配電線Ｌ１００に接続される例えば電灯負荷等の電力負荷である。負荷Ｒ１乃至Ｒ４は夫々、ノード７１乃至７４において配電線Ｌ１乃至Ｌ３のうち何れか二相（２本）の配電線に接続されて、電力が供給される。

【0016】

不平衡抑制装置３は、配電線Ｌ１００の電圧不平衡を抑制するための装置である。不平衡抑制装置３は、計測信号Ｓ１、Ｓ２に示されている情報等に基づいて、無効電力補償機器（不図示）の設置位置、及び、配電線Ｌ１００の電圧不平衡を抑制するために当該無効電力補償機器によって調整されるべき無効電力の値（「目標無効電力調整量」とも称する）を定める。

【0017】

無効電力補償機器（無効電力調整装置）とは、配電線Ｌ１００における当該無効電力補償機器が設置されている位置の無効電力を調整して、配電線Ｌ１００の電圧不平衡率を低減させる装置である。無効電力補償機器としては、例えば、ＳＶＣ（Static Var Compensator）、電力用コンデンサ、シャントリアクトル等を含んでいる。無効電力補償機器は、無効電力補償機器毎に容量が定められている。

【0018】

容量とは、無効電力補償機器によって調整される無効電力の値の最大に対応している当該無効電力補償機器の装置容量である。例えば、無効電力補償機器の容量が２００（ｋＶａｒ）の場合、当該無効電力補償機器によって調整できる無効電力の値の最大が２００（ｋＶａｒ）となる。尚、配電線Ｌ１００の電圧不平衡を抑制するためには、不平衡抑制装置３によって定められた目標無効電力調整量以上の容量を有する無効電力補償機器を、配電系統１００に設けるのが望ましい。

【0019】

＝＝＝不平衡抑制装置＝＝＝
以下、図２及び図３を参照して、本実施形態における不平衡抑制装置について説明する。図２は、本実施形態における不平衡抑制装置のハードを示すブロック図である。図３は、本実施形態における不平衡抑制装置を示すブロック図である。

【0020】

不平衡抑制装置３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１、通信装置３２、記憶装置３３、表示装置３４、入力装置３５を有する。ＣＰＵ３１は、記憶装置３３に記憶されているプログラムを実行することにより不平衡抑制装置３の各種機能を実現し、不平衡抑制装置３を統括制御する。記憶装置３３には、前述のプログラム、各種情報が記憶されている。尚、各種情報には、配電線Ｌ１００の電圧不平衡率及び対象位置６１乃至６４の無効電力調整量を算出するための配電系統１００についての情報等が含まれていることとする。表示装置３４は、不平衡抑制装置３の情報を表示するディスプレイである。入力装置３５は、不平衡抑制装置３に対して情報を入力するための例えばキーボード、マウス等である。通信装置３２は、ネットワーク３００を介して、開閉器ＬＳ１、ＬＳ２を含む各種装置との間で通信を行う。

【0021】

不平衡抑制装置３は、更に、位置選定部３６（第２及び第４演算装置、第１決定装置）、基準量演算部３７（第１及び第３演算装置）、調整量決定部３８（第２決定装置）、確認部３９（「不平衡抑制装置３の各種機能」とも称する）を有する。尚、不平衡抑制装置３の各種機能は、記憶装置３３に記憶されているプログラムのＣＰＵ３１による実行により実現される。

【0022】

位置選定部３６は、無効電力補償装置の設置位置を定める。基準量演算部３７は、対象位置６１乃至６４の無効電力調整量、及び、基準無効電力調整量を算出する。調整量決定部３８は、目標無効電力調整量（調整量）を定める。確認部３９は、無効電力補償機器が設置された後の配電線Ｌ１００の電圧不平衡率を演算し、当該無効電力補償機器の設置によって配電線Ｌ１００の電圧不平衡率が低下することを確認する。

【0023】

＝＝＝位置選定部＝＝＝
以下、図４及び図５を参照して、本実施形態における位置選定部について説明する。図４は、本実施形態における配電系統と対象位置とを示す図である。尚、配電線Ｌ１００は図１に示されるように３本あるが、説明の便宜上、１本の線として示されている。図５は、本実施形態における配電線の各位置における電圧不平衡率を示す図である。

【0024】

＝対象位置＝
対象位置６１乃至６４は、無効電力補償機器の設置位置としての候補となる位置である。対象位置６１乃至６４は、説明の便宜上４個示されているが、例えば２個であってもよいし、３個であってもよいし、５個以上であってもよい。対象位置６１乃至６４は、例えば、不平衡抑制装置３のユーザによる不平衡抑制装置３に対する情報の入力によって指定されることとしてもよい。

【0025】

＝各位置における電圧不平衡率（図５）＝
図５の横軸は、配電線Ｌ１００における各位置に対応している。尚、横軸における配電用変圧器１０１が配電線Ｌ１００における配電用変圧器１０１に接続される側の一端の位置に対応し、対象位置６４が配電線Ｌ１００における下流側の末端１０２の位置に対応している。縦軸は、電圧不平衡率を示している。曲線６１０、６２０、６３０、６４０は、１日におけるオフピークの時間Ｔ１の、配電線Ｌ１００の上流側から下流側に亘る電圧不平衡率を示している。

【0026】

曲線６１０は、無効電力補償機器が対象位置６１に設置され、且つ、対象位置６１における電圧不平衡率の値を所定値以下（例えば、略０）とするような値の無効電力が当該無効電力補償機器から出力されているときの電圧不平衡率を示している。曲線６２０、６３０、６４０は、曲線６１０と同様な電圧不平衡率を示している。

【0027】

具体的には、曲線６２０は、無効電力補償機器が対象位置６２に設置され、且つ、対象位置６２における電圧不平衡率の値を所定値以下（例えば、略０）とするような値の無効電力が当該無効電力補償機器から出力されているときの電圧不平衡率を示している。曲線６３０は、無効電力補償機器が対象位置６３に設置され、且つ、対象位置６３における電圧不平衡率の値を所定値以下（例えば、略０）とするような値の無効電力が当該無効電力補償機器から出力されているときの電圧不平衡率を示している。曲線６４０は、無効電力補償機器が対象位置６４に設置され、且つ、対象位置６４における電圧不平衡率の値を所定値以下（例えば、略０）とするような値の無効電力が当該無効電力補償機器から出力されているときの電圧不平衡率を示している。

【0028】

尚、対象位置６１乃至６４における電圧不平衡率の値を所定値以下（例えば、略０）とするような無効電力の値を夫々、対象位置６１乃至６４の無効電力調整量とも称する。対象位置６１乃至６４の無効電力調整量は夫々、基準量演算部３７によって算出される。

【0029】

＝位置選定部による設置位置の選定＝
位置選定部３６は、不平衡抑制装置３が受信した計測信号Ｓ１、Ｓ２に示されている情報及び記憶装置３３に記憶されている各種情報等に基づいて、各対象位置６１乃至６４に無効電力補償機器が設置されたときの配電線Ｌ１００の電圧不平衡率を算出する。この位置選定部３６による演算結果は、例えば曲線６１０、６２０、６３０、６４０に示されている電圧不平衡率となる。

【0030】

位置選定部３６は、式（１）乃至式（４）に基づいて、配電線Ｌ１００の電圧不平衡率を算出する。

【0031】

【数1】

尚、Ｖ１は正相電圧を示し、Ｖ２は逆相電圧を示し、Ｖｕｖは配電線Ｌ１、Ｌ２の相間電圧を示し、Ｖｗｕは配電線Ｌ１、Ｌ３の相間電圧を示し、Ｖｖｗは配電線Ｌ２、Ｌ３の相間電圧を示している。

【0032】

＜曲線６１０に示される電圧不平衡率の演算＞
位置選定部３６は、無効電力補償機器が対象位置６１に設置され、且つ、対象位置６１の無効電力調整量に対応する値の無効電力が当該無効電力補償機器から出力されているものとして、配電線Ｌ１００の各位置の相間電圧を算出する。尚、例えば、位置選定部３６は、配電線Ｌ１００の線路インピーダンス及び計測信号Ｓ１、Ｓ２に示されている情報等に基づいて当該相間電圧を算出する。尚、位置選定部３６は、開閉器ＬＳ１、ＬＳ２のうちの相間電圧を算出するべき位置に近い開閉器から出力された計測信号に示されている情報を用いて相間電圧を算出することとしてもよい。この後、位置選定部３６は、算出された相間電圧を式１乃至式４に適用して電圧不平衡率を算出する。この演算結果は、例えば、曲線６１０に示される電圧不平衡率となる。

【0033】

尚、例えば、位置選定部３６が、対称座標法を用いたり、所定の潮流計算プログラムを用いたりして、配電線Ｌ１００の電圧不平衡率を算出することとしてもよい。

【0034】

＜曲線６２０、６３０、６４０に示される電圧不平衡率の演算＞
位置選定部３６が曲線６２０、６３０、６４０に示される電圧不平衡率を算出する構成は、位置選定部３６が曲線６１０に示される電圧不平衡率を算出する構成と同様であるので、その説明については省略する。

【0035】

＜設置位置の選定＞
位置選定部３６は、対象位置夫々に対応する電圧不平衡率のうちの最大値が最小となる電圧不平衡率における対象位置を無効電力補償装置の設置位置に定める。具体的には、例えば、曲線６０１、６２０、６３０、６４０夫々の最大値Ｅ２２、Ｅ０、Ｅ２３、Ｅ２４のうちの最小となるのは、Ｅ０である。従って、位置選定部３６は、最大値がＥ０となっている曲線６２０に対応する対象位置６２を無効電力補償装置の設置位置に定める。

【0036】

＝＝＝基準量演算部＝＝＝
以下、図４を参照して、本実施形態における基準量演算部について説明する。

【0037】

基準量演算部３７は、対象位置６１乃至６４の無効電力調整量を算出した後、対象位置６１乃至６４の無効電力調整量のうちの一つの無効電力調整量を基準無効電力調整量と定める。尚、基準無効電力調整量とは、目標無効電力調整量を算出するための基準となる量である。

【0038】

＜対象位置６２の無効電力調整量＞
基準量演算部３７は、例えば、不平衡抑制装置３が受信した計測信号Ｓ１、Ｓ２に示されている情報及び記憶装置３３に記憶されている各種情報を式３乃至式６に適用して、対象位置６２の無効電力調整量を算出する。

【0039】

【数2】

尚、ＩＡＦは、例えば、対象位置６２における逆相電圧を打ち消すのに必要な電流に対応している。Ｚは、配電用変圧器１０１のインピーダンスと、配電線Ｌ１００における対象位置と配電用変圧器１０１との間の線路インピーダンスとの和である。例えば、対象位置６２の無効電力調整量を算出する場合、配電用変圧器１０１のインピーダンスと、対象位置６２と配電用変圧器１０１との間の線路インピーダンスＺ２との和がＺとなる。配電線Ｌ１００の定格電圧は、予め定められており例えば６６００（Ｖ）である。

【0040】

＜対象位置６１、６３、６４の無効電力調整量＞
基準量演算部３７が対象位置対象位置６１、６３、６４の無効電力調整量を算出する構成は、基準量演算部３７が対象位置対象位置６２の無効電力調整量を算出する構成と同様であるので、その説明については省略する。

【0041】

＜基準無効電力調整量＞
基準量演算部３７は、位置選定部３６によって定められた設置位置に対応する対象位置の無効電力調整量を基準無効電力調整量と定める。具体的には、例えば、対象位置６２が無効電力補償装置の設置位置に定められている場合、基準量演算部３７は、対象位置６２の無効電力調整量を基準無効電力調整量と定める。

【0042】

＝＝＝調整量決定部＝＝＝
以下、図４乃至図７を参照して、本実施形態における調整量決定部について説明する。尚、対象位置６２が設置位置と定められているときに調整量決定部３８が目標無効電力調整量を定める構成と、対象位置６１、６３、６４が設置位置と定められているときに調整量決定部３８が目標無効電力調整量を定める構成とは同様であるので、対象位置６２が設置位置と定められているときに調整量決定部３８が目標無効電力調整量を定める構成についてのみ説明し、対象位置６１、６３、６４が設置位置と定められているときに調整量決定部３８が目標無効電力調整量を定める構成については、その説明を省略する。

【0043】

図６は、本実施形態における各時間における電圧不平衡率の最大値を示す図である。図７は、本実施形態における対象位置の無効電力調整量と電圧不平衡率の最大値との関係を示す図である。

【0044】

図６、図７においては、設置位置としての対象位置６２に無効電力補償機器が設けられ、基準無効電力調整量としての対象位置６２の無効電力調整量に対応する値であるＨ０の無効電力が当該無効電力補償機器から出力されているものとしたときの、配電線Ｌ１００の上流側から下流側に亘る電圧不平衡率の最大値等が示されている。

【0045】

Ｅ０、Ｆ０、Ｇ０は、基準無効電力調整量の値としてのＨ０に対応する値の無効電力が無効電力補償機器から出力されたときの、配電線Ｌ１００における上流側から下流側に亘る電圧不平衡率のうちの最大値を示している。Ｅ０、Ｆ０、Ｇ０は夫々、１日におけるオフピークの時間Ｔ１、ピークの時間Ｔ２、夜間の時間Ｔ３における当該最大値を示している。尚、時間Ｔ１乃至Ｔ３において電圧不平衡率の最大値が変動しているのは、例えば、負荷Ｒ１乃至Ｒ４による消費電力の変動等に基づくものである。

【0046】

Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１（図７）は、基準無効電力調整量の値であるＨ０に応じた値としてのＨ１に対応する値の無効電力が無効電力補償機器から出力されたときの、配電線Ｌ１００における上流側から下流側に亘る電圧不平衡率のうちの最大値を示している。Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２は、基準無効電力調整量の値であるＨ０に応じた値としてのＨ２に対応する値の無効電力が無効電力補償機器から出力されたときの、配電線Ｌ１００における上流側から下流側に亘る電圧不平衡率のうちの最大値を示している。Ｅ３、Ｆ３、Ｇ３は、基準無効電力調整量の値であるＨ０に応じた値としてのＨ３に対応する値の無効電力が無効電力補償機器から出力されたときの、配電線Ｌ１００における上流側から下流側に亘る電圧不平衡率のうちの最大値を示している。Ｅ４、Ｆ４、Ｇ４は、基準無効電力調整量の値であるＨ０に応じた値としてのＨ４に対応する値の無効電力が無効電力補償機器から出力されたときの、配電線Ｌ１００における上流側から下流側に亘る電圧不平衡率のうちの最大値を示している。Ｅ１乃至Ｅ４は時間Ｔ１の最大値を示しており、Ｆ１乃至Ｆ４は時間Ｔ２の最大値を示しており、Ｇ１乃至Ｇ４は時間Ｔ３の最大値を示している。

【0047】

＜電圧不平衡率の最大値の算出＞
調整量決定部３８は、Ｅ０、Ｆ０、Ｇ０を算出する。尚、例えば、調整量決定部３８は、位置選定部３６と同様にして配電線Ｌ１００の上流側から下流側に亘る電圧不平衡率を算出した後、当該算出結果に基づいてＥ０、Ｆ０、Ｇ０を算出することとしてもよい。更に、調整量決定部３８は、Ｅ０、Ｆ０、Ｇ０のうちの最大値を選択する。例えば、Ｅ０、Ｆ０、Ｇ０のうちの最大値がＥ０である場合、調整量決定部３８は、Ｅ０、Ｆ０、Ｇ０のうちの最大値としてＥ０を選択する。

【0048】

調整量決定部３８は、電力補償機器から出力される無効電力の値をＨ０に対応する値からＨ１に対応する値に変化させて、Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１を算出した後、Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１のうちの最大値として例えばＧ１を選択する。調整量決定部３８は、電力補償機器から出力される無効電力の値をＨ１に対応する値からＨ２に対応する値に変化させて、Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２を算出した後、Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２のうちの最大値として例えばＦ２を選択する。調整量決定部３８は、電力補償機器から出力される無効電力の値をＨ２に対応する値からＨ３に対応する値に変化させて、Ｅ３、Ｆ３、Ｇ３を算出した後、Ｅ３、Ｆ３、Ｇ３のうちの最大値として例えばＥ３を選択する。調整量決定部３８は、電力補償機器から出力される無効電力の値をＨ３に対応する値からＨ４に対応する値に変化させて、Ｅ４、Ｆ４、Ｇ４を算出した後、Ｅ４、Ｆ４、Ｇ４のうちの最大値として例えばＦ４を選択する。

【0049】

尚、Ｈ１乃至Ｈ４は、Ｈ０を含む所定範囲内の値であることとする。所定範囲は、例えば、不平衡抑制装置３のユーザによる不平衡抑制装置３に対する情報の入力によって指定されることとしてもよい。又、所定範囲は、配電系統１００に設けられる候補としての無効電力補償機器の仕様等に基づいて定められることとしてもよい。又、例えば、Ｈ１乃至Ｈ４は、図７に示される式によって算出されることしてもよい。尚、例えば、図７のＨ１０は正の値であり、Ｈ０の５％程度の値であることとしてもよい。尚、Ｈ１乃至Ｈ４は例えば４個とされているが、４個以外の複数個であってもよい。

【0050】

＜目標無効電力調整量の決定＞
この後、調整量決定部３８は、Ｆ２、Ｇ１、Ｅ０、Ｅ３、Ｆ４のうちの最小の値に対応する無効電力調整量を目標無効電力調整量と定める。例えば、Ｆ２、Ｇ１、Ｅ０、Ｅ３、Ｆ４のうちのＧ１が最小の値である場合、調整量決定部３８は、Ｇ１に対応するＨ１を目標無効電力調整量と定める。

【0051】

＝＝＝動作＝＝＝
以下、図８を参照して、本実施形態における不平衡抑制装置の動作について説明する。図８は、本実施形態における不平衡抑制装置の動作を示すフローチャートである。

【0052】

不平衡抑制装置３は、各種情報を取得する（ステップＳｔ１１）。尚、各種情報は、入力装置３５、通信装置３２を介して不平衡抑制装置３に入力されることとしてもよい。

【0053】

基準量演算部３７は、対象位置６１乃至６４の無効電力調整量を算出する（ステップＳｔ１２）。位置選定部３６は、基準量演算部３７の演算結果等に基づいて、無効電力補償装置の設置位置を定める（ステップＳｔ１３）。基準量演算部３７は、位置選定部３６の決定結果等に基づいて、基準無効電力量を決定する（ステップＳｔ１４）。調整量決定部３８は、基準量演算部３７の決定結果等に基づいて、目標無効電力調整量を決定する（ステップＳｔ１５）。

【0054】

この後、不平衡抑制装置３は、設置位置と目標無効電力調整量を示す情報を出力したり表示したりすることとしてもよい。

【0055】

例えば、不平衡抑制装置３のユーザは、設置位置と目標無効電力調整量を示す情報に基づいて、当該情報に示されている目標無効電力調整量に示されている値以上の無効電力を出力できる無効電力補償機器を選定し、当該選定された無効電力補償機器を設置位置に設置する。例えば、目標無効電力調整量の値がＨ１（例えば、３４２．４（ｋＶａｒ））であり、設置位置が対象位置６２である場合、不平衡抑制装置３のユーザは、容量が２００（ｋＶａｒ）の無効電力補償機器２台を対象位置６２に設置する。この後、不平衡抑制装置３のユーザは、不平衡抑制装置３の確認部３９の機能を用いて、無効電力補償機器の設置によって配電線Ｌ１００の電圧不平衡率が低下することを確認する。

【0056】

[第２実施形態]
第２実施形態における不平衡抑制装置３Ｂ（図３）は、第１実施形態における不平衡抑制装置３の調整量決定部３８を調整量決定部３８Ｂに変更したものである。不平衡抑制装置３Ｂにおける調整量決定部３８Ｂ以外の構成は、不平衡抑制装置３の構成と同様である。

【0057】

＝＝＝調整量決定部＝＝＝
以下、図３及び図９を参照して、本実施形態における調整量決定部について説明する。図９は、本実施形態における対象位置の無効電力調整量と電圧不平衡率の最大値との関係を示す図である。尚、図７と同様な構成には、同様な符号を付し、その説明については省略する。

【0058】

調整量決定部３８Ｂは、Ｅ０、Ｆ０、Ｇ０の平均値としてＪ０を算出する。調整量決定部Ｂは、Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１の平均値としてＪ１を算出する。調整量決定部３８Ｂは、Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２の平均値としてＪ２を算出する。調整量決定部３８Ｂは、Ｅ３、Ｆ３、Ｇ３の平均値としてＪ３を算出する。調整量決定部３８Ｂは、Ｅ４、Ｆ４、Ｇ４の平均値としてＪ４を算出する。

【0059】

この後、調整量決定部３８Ｂは、Ｊ０乃至Ｊ４のうちの最小の値に対応する無効電力調整量を目標無効電力調整量と定める。例えば、Ｊ０乃至Ｊ４のうちのＪ１が最小の値である場合、調整量決定部３８Ｂは、Ｊ１に対応するＨ１を目標無効電力調整量と定める。

【0060】

[第３実施形態]
第３実施形態における不平衡抑制装置３Ｃ（図３）は、第１実施形態における不平衡抑制装置３の調整量決定部３８を調整量決定部３８Ｃに変更したものである。不平衡抑制装置３Ｃにおける調整量決定部３８Ｃ以外の構成は、不平衡抑制装置３の構成と同様である。

【0061】

＝＝＝調整量決定部＝＝＝
以下、図３及び図１０を参照して、本実施形態における調整量決定部について説明する。図１０は、本実施形態における対象位置の無効電力調整量と電圧不平衡率の平均値との関係を示す図である。尚、図７と同様な構成には、同様な符号を付し、その説明については省略する。

【0062】

図１０においては、例えば、設置位置としての対象位置６２に無効電力補償機器が設けられ、基準無効電力調整量としての対象位置６２の無効電力調整量に対応する値であるＨ０の値に応じた値の無効電力が当該無効電力補償機器から出力されているものとしたときの、配電線Ｌ１００の上流側から下流側に亘る電圧不平衡率の平均値等が示されている。

【0063】

Ｅ１０、Ｆ１０、Ｇ１０は、基準無効電力調整量の値としてのＨ０に対応する値の無効電力が無効電力補償機器から出力されたときの、配電線Ｌ１００における上流側から下流側に亘る電圧不平衡率の平均値を示している。Ｅ１１、Ｆ１１、Ｇ１１は、Ｈ１に対応する値の無効電力が無効電力補償機器から出力されたときの、配電線Ｌ１００における上流側から下流側に亘る電圧不平衡率の平均値を示している。Ｅ１２、Ｆ１２、Ｇ１２は、Ｈ２に対応する値の無効電力が無効電力補償機器から出力されたときの、配電線Ｌ１００における上流側から下流側に亘る電圧不平衡率の平均値を示している。Ｅ１３、Ｆ１３、Ｇ１３は、Ｈ３に対応する値の無効電力が無効電力補償機器から出力されたときの、配電線Ｌ１００における上流側から下流側に亘る電圧不平衡率の平均値を示している。Ｅ１４、Ｆ１４、Ｇ１４は、Ｈ４に対応する値の無効電力が無効電力補償機器から出力されたときの、配電線Ｌ１００における上流側から下流側に亘る電圧不平衡率の平均値を示している。Ｅ１０乃至Ｅ１４は時間Ｔ１の平均値を示しており、Ｆ１０乃至Ｆ１４は時間Ｔ２の平均値を示しており、Ｇ１０乃至Ｇ１４は時間Ｔ３の平均値を示している。

【0064】

調整量決定部３８Ｃは、Ｅ１０、Ｆ１０、Ｇ１０を算出する。尚、例えば、調整量決定部３８Ｃは、位置選定部３６と同様にして配電線Ｌ１００の上流側から下流側に亘る電圧不平衡率を算出した後、当該算出結果に基づいてＥ１０、Ｆ１０、Ｇ１０を算出する。調整量決定部３８Ｃは、Ｅ０、Ｆ０、Ｇ０のうちの最大値として例えばＥ１０を選択する。

【0065】

調整量決定部３８Ｃは、Ｅ１１、Ｆ１１、Ｇ１１を算出した後、Ｅ１１、Ｆ１１、Ｇ１１のうちの最大値として例えばＧ１１を選択する。調整量決定部３８Ｃは、Ｅ１２、Ｆ１２、Ｇ１２のうちの最大値として例えばＦ１２を選択する。調整量決定部３８Ｃは、Ｅ１３、Ｆ１３、Ｇ１３を算出した後、Ｅ１３、Ｆ１３、Ｇ１３のうちの最大値として例えばＥ１３を選択する。調整量決定部３８Ｃは、Ｅ１４、Ｆ１４、Ｇ１４を算出した後、Ｅ１４、Ｆ１４、Ｇ１４のうちの最大値として例えばＦ１４を選択する。

【0066】

この後、調整量決定部３８Ｃは、Ｆ１２、Ｇ１１、Ｅ１０、Ｅ１３、Ｆ１４のうちの最小の値に対応する無効電力調整量を目標無効電力調整量と定める。例えば、Ｆ１２、Ｇ１１、Ｅ１０、Ｅ１３、Ｆ１４のうちのＧ１１が最小の値である場合、容量選択部３８Ｃは、Ｇ１１に対応する容量Ｈ１を目標無効電力調整量と定める。

【0067】

[第４実施形態]
第４実施形態における不平衡抑制装置３Ｄ（図３）は、第３実施形態における不平衡抑制装置３Ｃの調整量決定部３８Ｃを調整量決定部３８Ｄに変更したものである。不平衡抑制装置３Ｄにおける調整量決定部３８Ｄ以外の構成は、不平衡抑制装置３Ｃの構成と同様である。

【0068】

＝＝＝調整量決定部＝＝＝
以下、図３及び図１１を参照して、本実施形態における調整量決定部について説明する。図１１は、本実施形態における対象位置の無効電力調整量と電圧不平衡率の平均値との関係を示す図である。尚、図１０と同様な構成には、同様な符号を付し、その説明については省略する。

【0069】

調整量決定部３８Ｄは、Ｅ１０、Ｆ１０、Ｇ１０の平均値としてＪ１０を算出する。調整量決定部３８Ｄは、Ｅ１１、Ｆ１１、Ｇ１１の平均値としてＪ１１を算出する。調整量決定部３８Ｄは、Ｅ１２、Ｆ１２、Ｇ１２の平均値としてＪ１２を算出する。調整量決定部３８Ｄは、Ｅ１３、Ｆ１３、Ｇ１３の平均値としてＪ１３を算出する。調整量決定部３８Ｄは、Ｅ１４、Ｆ１４、Ｇ１４の平均値としてＪ１４を算出する。

【0070】

この後、調整量決定部３８Ｄは、Ｊ１０乃至Ｊ１４のうちの最小の値に対応する容無効電力調整量を目標無効電力調整量と定める。例えば、Ｊ１０乃至Ｊ１４のうちのＪ１１が最小の値である場合、調整量決定部３８Ｄは、Ｊ１に対応する容量Ｈ１を目標無効電力調整量と定める。

【0071】

前述したように、不平衡抑制装置３は、配電線Ｌ１００の無効電力を調整する無効電力補償機器の設置位置と、当該無効電力補償機器によって調整されるべき無効電力の値を示す目標無効電力調整量と、を定める。不平衡抑制装置３は、位置選定部３６、基準量演算部３７、調整量決定部３８を有する。基準量演算部３７は、例えば、対象位置６１における電圧不平衡率の値が所定値以下（例えば、略０）となるように、対象位置６１に設置されている無効電力補償機器の出力に基づいて調整されるべき対象位置６１の無効電力の値を示す対象位置６１の無効電力調整量を演算する。位置選定部３６は、無効電力補償機器が対象位置６１に設置され、且つ、対象位置６１の無効電力調整量に対応する値の無効電力が当該無効電力補償機器から出力されているものとして、配電線Ｌ１００の上流側から下流側に亘る電圧不平衡率（「第１電圧不平衡率」とも称する）を演算する。基準量演算部３７は、例えば、対象位置６２における電圧不平衡率の値が所定値以下（例えば、略０）となるように、対象位置６２に設置されている無効電力補償機器の出力に基づいて調整されるべき対象位置６２の無効電力の値を示す対象位置６２の無効電力調整量を演算する。位置選定部３６は、無効電力補償機器が対象位置６２に設置され、且つ、対象位置６２の無効電力調整量に対応する値の無効電力が当該無効電力補償機器から出力されているものとして、配電線Ｌ１００の上流側から下流側に亘る電圧不平衡率（「第２電圧不平衡率」とも称する）を演算する。位置選定部３６は、演算されている第１及び第２電圧不平衡率に基づいて、無効電力補償機器の設置位置を定める。調整量決定部３８は、位置選定部３６によって定められた設置位置、及び、演算された対象位置６１、６２の無効電力調整量に基づいて、目標無効電力調整量を定める。従って、無効電力補償機器の設置位置及び目標無効電力調整量を定めることができる。不平衡抑制装置３の決定結果に基づいて、目標無効電力調整量以上の容量を有する無効電力補償機器を選定し、選定された無効電力補償機器を設置位置に設置することにより、配電線Ｌ１００の電圧不平衡率を低減させることができる。又、配電線Ｌ１００に対して必要以上に無効電力補償機器が設置されるのを防止しして、無効電力補償機器について設備投資の金額を低減させることができる。

【0072】

又、第１電圧不平衡率の最大値が第２電圧不平衡率の最大値よりも小さい場合、位置選定部３６は、対象位置６１を無効電力補償機器の設置位置と定める。第１電圧不平衡率の最大値が第２電圧不平衡率の最大値よりも大きい場合、位置選定部３６は、対象位置６２を無効電力補償機器の設置位置と定める。従って、第１及び第２電圧不平衡率の最大値の大小に基づいて、設置位置を比較的容易かつ確実に決定することができる。

【0073】

又、対象位置６１が無効電力補償機器の設置位置と定められている場合、調整量決定部３８は、対象位置６１の無効電力調整量に応じた量を目標無効電力調整量と定める。対象位置６２が無効電力補償機器の設置位置と定められている場合、調整量決定部３８は、対象位置６２の無効電力調整量に応じた量を目標無効電力調整量と定める。従って、設置位置に基づいて、目標無効電力調整量を比較的容易かつ確実に決定することができる。

【0074】

又、調整量決定部３８は、基準無効電力調整量の値としてのＨ０を含む所定範囲内の無効電力調整量を示す例えばＨ１に基づいて無効電力が調整されたときの、配電線Ｌ１００の上流側から下流側に亘る電圧不平衡率の最大値（例えば、図７のＧ１）を演算する。調整量決定部３８は、基準無効電力調整量の値としてのＨ０を含む所定範囲内の無効電力調整量を示す例えばＨ１とは異なるＨ２に基づいて無効電力が調整されたときの、配電線Ｌ１００の上流側から下流側に亘る電圧不平衡率の最大値（例えば、Ｆ２）を演算する。例えば、Ｇ１がＦ２よりも小さい場合、調整量決定部３８は、Ｈ１を目標無効電力調整量と定める。例えば、Ｇ１がＦ２よりも大きい場合、調整量決定部３８は、Ｈ２を目標無効電力調整量と定める。従って、無効電力調整量を所定範囲内において変化させて、最適な無効電力調整量を目標無効電力調整量と定めることができる。つまり、配電線Ｌ１００の電圧不平衡率を確実に低減させることが可能な目標無効電力調整量を定めることができる。

【0075】

又、調整量決定部３８は、一日の時間Ｔ２におけるＦ１と時間Ｔ３におけるＧ１のうちの大きい方であるＧ１を、Ｈ１に基づいて無効電力が調整されたときの、配電線Ｌ１００の上流側から下流側に亘る電圧不平衡率の最大値とする。調整量決定部３８は、一日の時間Ｔ２におけるＦ２と時間Ｔ３におけるＧ２のうちの大きい方であるＦ２を、Ｈ２に基づいて無効電力が調整されたときの、配電線Ｌ１００の上流側から下流側に亘る電圧不平衡率の最大値とする。従って、例えば、時間毎に変動する負荷Ｒ１乃至Ｒ４の消費電力に基づく配電線Ｌ１００の電圧不平衡率の変動を考慮して、目標無効電力調整量を定めることができる。

【0076】

尚、上記第１乃至第４実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

【0077】

第１実施形態においては、対象位置６１乃至６４における電圧不平衡率の値を所定値以下（例えば、略０）とするような無効電力の値を、基準量演算部３７が算出することについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、対象位置６１乃至６４夫々における電圧不平衡率の値を相互に異り且つ０より大きい値とするような無効電力の値を、基準量演算部３７が算出することとしてもよい。又、所定値は、例えば３（％）等であり、不平衡抑制装置３のユーザによる不平衡抑制装置３に対する情報の入力によって指定されることとしてもよい。

【0078】

又、第１実施形態においては、対象位置夫々に対応する電圧不平衡率のうちの最大値が最小となる電圧不平衡率における対象位置を無効電力補償装置の設置位置と定めることについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、対象位置夫々に対応する電圧不平衡率のうちの最大値が２番目、３番目、４番目に小さくなる電圧不平衡率における対象位置を設置位置と定めることとしてもよい。

【0079】

又、第１実施形態においては、Ｆ２、Ｇ１、Ｅ０、Ｅ３、Ｆ４のうちの最小の値に対応する無効電力調整量を目標無効電力調整量と定めることについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、Ｆ２、Ｇ１、Ｅ０、Ｅ３、Ｆ４のうちの２番目、３番目、４番目に小さい値に対応する無効電力調整量を目標無効電力調整量と定めることとしてもよい。又、不平衡抑制装置３が複数の設置位置及び目標無効電力調整量を定めることとしてもよい。

【符号の説明】

【0080】

３、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ 不平衡抑制装置
３６ 位置選定部
３７ 基準量演算部
３８、３８Ｂ、３８Ｃ、３８Ｄ 調整量決定部
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ１００ 配電線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】