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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024109333
(43)【公開日】2024-08-14
(54)【発明の名称】電力変換装置、制御装置、及び分散型電源システム
(51)【国際特許分類】
H02J 3/00 20060101AFI20240806BHJP
H02M 7/48 20070101ALI20240806BHJP
H02J 3/16 20060101ALI20240806BHJP
H02J 3/38 20060101ALI20240806BHJP
【ＦＩ】
H02J3/00 170
H02M7/48 R
H02J3/16
H02J3/38 160
H02J3/38 150
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023014070
(22)【出願日】2023-02-01
(71)【出願人】
【識別番号】501137636
【氏名又は名称】株式会社ＴＭＥＩＣ
(74)【代理人】
【識別番号】100108062
【弁理士】
【氏名又は名称】日向寺 雅彦
(74)【代理人】
【識別番号】100168332
【弁理士】
【氏名又は名称】小崎 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100146592
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 浩
(74)【代理人】
【氏名又は名称】内田 敬人
(72)【発明者】
【氏名】重政 隆
(72)【発明者】
【氏名】小浦 弘之
【テーマコード（参考）】
5G066
5H770
【Ｆターム（参考）】
5G066AA03
5G066AE09
5G066DA04
5G066DA06
5G066FA01
5G066HB01
5G066HB02
5G066HB03
5G066HB06
5G066HB09
5G066JA01
5G066JB03
5H770BA11
5H770CA04
5H770CA05
5H770CA06
5H770DA03
5H770DA11
5H770DA22
5H770HA02W
5H770HA03W
5H770HA03Y
5H770HA04Y
(57)【要約】
【課題】計測値のノイズへの耐性を高めつつ、系統特性の変化への追従性も高めることができる電力変換装置、制御装置、及び分散型電源システムを提供する。
【解決手段】分散型電源の電力を電力系統に対応した交流電力に変換する主回路部と、主回路部の動作を制御する制御部と、を備え、制御部は、電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部を有し、推定値演算部は、所定の期間の複数の有効電力値、複数の無効電力値、及び複数の電圧値を含む期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、抵抗成分の推定値、リアクタンス成分の推定値、及び電圧値の推定値を演算する推定部を有する電力変換装置が提供される。
【選択図】図１
【解決手段】分散型電源の電力を電力系統に対応した交流電力に変換する主回路部と、主回路部の動作を制御する制御部と、を備え、制御部は、電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部を有し、推定値演算部は、所定の期間の複数の有効電力値、複数の無効電力値、及び複数の電圧値を含む期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、抵抗成分の推定値、リアクタンス成分の推定値、及び電圧値の推定値を演算する推定部を有する電力変換装置が提供される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
分散型電源の電力を無限大母線電力系統につながる電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給することにより、前記分散型電源を前記電力系統と連系させる電力変換装置であって、
前記分散型電源の前記電力を、前記電力系統に対応した前記交流電力に変換する主回路部と、
前記主回路部の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部と、
前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を基に、前記電力系統に供給する無効電力の無効電力指令値を演算する無効電力演算部と、
所定の有効電力及び前記無効電力指令値に対応する無効電力を出力するように、前記主回路部を駆動する駆動回路と、
を有し、
前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する電力変換装置。
前記分散型電源の前記電力を、前記電力系統に対応した前記交流電力に変換する主回路部と、
前記主回路部の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部と、
前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を基に、前記電力系統に供給する無効電力の無効電力指令値を演算する無効電力演算部と、
所定の有効電力及び前記無効電力指令値に対応する無効電力を出力するように、前記主回路部を駆動する駆動回路と、
を有し、
前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する電力変換装置。
【請求項2】
前記推定部は、
前記抵抗成分と前記リアクタンス成分と前記電圧値とを多変量正規分布の平均ベクトルとして設定し、
前記多変量正規分布に従う複数の探索点を演算し、
前記複数の探索点のそれぞれの評価値を演算し、
前記評価値を基に、評価の高い上位数個の探索点を抽出し、
抽出した前記上位数個の探索点を基に、前記多変量正規分布を更新し、
所定の終了条件を満たすまで前記複数の探索点の演算から前記多変量正規分布の更新までの演算を繰り返し実行し、
最終回の演算で更新された前記多変量正規分布の前記平均ベクトルに含まれる前記抵抗成分、前記リアクタンス成分、及び前記電圧値を前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値、及び前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値として演算する請求項１記載の電力変換装置。
前記抵抗成分と前記リアクタンス成分と前記電圧値とを多変量正規分布の平均ベクトルとして設定し、
前記多変量正規分布に従う複数の探索点を演算し、
前記複数の探索点のそれぞれの評価値を演算し、
前記評価値を基に、評価の高い上位数個の探索点を抽出し、
抽出した前記上位数個の探索点を基に、前記多変量正規分布を更新し、
所定の終了条件を満たすまで前記複数の探索点の演算から前記多変量正規分布の更新までの演算を繰り返し実行し、
最終回の演算で更新された前記多変量正規分布の前記平均ベクトルに含まれる前記抵抗成分、前記リアクタンス成分、及び前記電圧値を前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値、及び前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値として演算する請求項１記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記複数の探索点のそれぞれは、前記抵抗成分、前記リアクタンス成分、及び前記電圧値のそれぞれの値を含むベクトルであり、
前記推定部は、
前記期間データに含まれる複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び前記複数の探索点に含まれる前記抵抗成分、前記リアクタンス成分、及び前記電圧値のそれぞれの値を基に、１つの前記探索点に対し、前記期間データに含まれる複数の前記電圧値の数に応じた複数の前記電圧の演算値を演算し、
前記期間データに含まれる前記電圧値と前記演算値との誤差を、前記期間データに含まれる複数の前記電圧値のそれぞれについて演算し、
前記電圧値と前記演算値との誤差の絶対値の総和を１つの前記探索点の前記評価値として演算し、
前記評価値の小さい前記探索点の評価を高くし、前記複数の探索点のうち、前記評価値の小さい上位数個の探索点を抽出する請求項２記載の電力変換装置。
前記推定部は、
前記期間データに含まれる複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び前記複数の探索点に含まれる前記抵抗成分、前記リアクタンス成分、及び前記電圧値のそれぞれの値を基に、１つの前記探索点に対し、前記期間データに含まれる複数の前記電圧値の数に応じた複数の前記電圧の演算値を演算し、
前記期間データに含まれる前記電圧値と前記演算値との誤差を、前記期間データに含まれる複数の前記電圧値のそれぞれについて演算し、
前記電圧値と前記演算値との誤差の絶対値の総和を１つの前記探索点の前記評価値として演算し、
前記評価値の小さい前記探索点の評価を高くし、前記複数の探索点のうち、前記評価値の小さい上位数個の探索点を抽出する請求項２記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記推定値演算部は、前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値の入力を受け、入力された前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値を基に、前記期間データを生成し、生成した前記期間データを前記推定部に入力するデータ生成部をさらに有し、
前記データ生成部は、前記所定の期間の経過に応じて前記期間データを生成した後、次の前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値の入力を受けた際に、最も古い前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値のデータを削除し、入力された新しい前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値のデータを追加することにより、次の前記期間データを生成する移動窓の処理を行う請求項１記載の電力変換装置。
前記データ生成部は、前記所定の期間の経過に応じて前記期間データを生成した後、次の前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値の入力を受けた際に、最も古い前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値のデータを削除し、入力された新しい前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値のデータを追加することにより、次の前記期間データを生成する移動窓の処理を行う請求項１記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記推定値演算部は、選択部をさらに有し、
前記推定部は、入力された１つの前記期間データに対して前記共分散行列適応進化戦略を用いた演算を複数回実行することにより、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の評価値と、を含む出力データを入力された１つの前記期間データから複数生成し、生成した複数の前記出力データを前記選択部に入力し、
前記選択部は、前記評価値を基に、入力された複数の前記出力データから最適な１つの出力データを選択し、選択した１つの前記出力データに含まれる前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記無効電力演算部に入力する請求項１記載の電力変換装置。
前記推定部は、入力された１つの前記期間データに対して前記共分散行列適応進化戦略を用いた演算を複数回実行することにより、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の評価値と、を含む出力データを入力された１つの前記期間データから複数生成し、生成した複数の前記出力データを前記選択部に入力し、
前記選択部は、前記評価値を基に、入力された複数の前記出力データから最適な１つの出力データを選択し、選択した１つの前記出力データに含まれる前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記無効電力演算部に入力する請求項１記載の電力変換装置。
【請求項6】
前記推定値演算部は、選択部をさらに有し、
前記推定部は、前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記選択部に入力し、
前記選択部は、前記推定部から前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の入力を受けるとともに、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分、及び前記無限大母線電力系統の電圧値のそれぞれの事前設定値の入力を受け、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値が所定の範囲内に収まっている場合には、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記無効電力演算部に入力し、収まっていない場合には、前記事前設定値を前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値として前記無効電力演算部に入力する請求項１記載の電力変換装置。
前記推定部は、前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記選択部に入力し、
前記選択部は、前記推定部から前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の入力を受けるとともに、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分、及び前記無限大母線電力系統の電圧値のそれぞれの事前設定値の入力を受け、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値が所定の範囲内に収まっている場合には、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記無効電力演算部に入力し、収まっていない場合には、前記事前設定値を前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値として前記無効電力演算部に入力する請求項１記載の電力変換装置。
【請求項7】
前記事前設定値は、前日の同じ時間帯に前記無効電力演算部に出力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の前日値である請求項６記載の電力変換装置。
【請求項8】
前記推定値演算部は、選択部をさらに有し、
前記推定部は、前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記選択部に入力し、
前記選択部は、前記推定部から前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の入力を受けるとともに、前回の演算において前記無効電力演算部に入力した前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の前回値の入力を受け、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値が所定の範囲内に収まっている場合には、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記無効電力演算部に入力し、収まっていない場合には、前記前回値を前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値として前記無効電力演算部に入力する請求項１記載の電力変換装置。
前記推定部は、前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記選択部に入力し、
前記選択部は、前記推定部から前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の入力を受けるとともに、前回の演算において前記無効電力演算部に入力した前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の前回値の入力を受け、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値が所定の範囲内に収まっている場合には、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記無効電力演算部に入力し、収まっていない場合には、前記前回値を前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値として前記無効電力演算部に入力する請求項１記載の電力変換装置。
【請求項9】
分散型電源の電力を無限大母線電力系統につながる電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給することにより、前記分散型電源を前記電力系統と連系させる電力変換装置の動作を制御する制御装置であって、
前記電力変換装置との通信を行う通信部と、
前記電力変換装置の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部を有し、前記推定値演算部によって演算された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値に応じた無効電力を前記電力変換装置に出力させるように、前記電力変換装置の動作を制御し、
前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する制御装置。
前記電力変換装置との通信を行う通信部と、
前記電力変換装置の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部を有し、前記推定値演算部によって演算された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値に応じた無効電力を前記電力変換装置に出力させるように、前記電力変換装置の動作を制御し、
前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する制御装置。
【請求項10】
分散型電源と、
前記分散型電源の電力を無限大母線電力系統につながる電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給することにより、前記分散型電源を前記電力系統と連系させる電力変換装置と、
を備え、
前記電力変換装置は、
前記分散型電源の前記電力を、前記電力系統に対応した前記交流電力に変換する主回路部と、
前記主回路部の動作を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部と、
前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を基に、前記電力系統に供給する無効電力の無効電力指令値を演算する無効電力演算部と、
所定の有効電力及び前記無効電力指令値に対応する無効電力を出力するように、前記主回路部を駆動する駆動回路と、
を有し、
前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する分散型電源システム。
前記分散型電源の電力を無限大母線電力系統につながる電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給することにより、前記分散型電源を前記電力系統と連系させる電力変換装置と、
を備え、
前記電力変換装置は、
前記分散型電源の前記電力を、前記電力系統に対応した前記交流電力に変換する主回路部と、
前記主回路部の動作を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部と、
前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を基に、前記電力系統に供給する無効電力の無効電力指令値を演算する無効電力演算部と、
所定の有効電力及び前記無効電力指令値に対応する無効電力を出力するように、前記主回路部を駆動する駆動回路と、
を有し、
前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する分散型電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、電力変換装置、制御装置、及び分散型電源システムに関する。
【背景技術】
【0002】
電力系統に接続された太陽光発電機、風力発電機、バッテリなどの分散型電源を用いた分散型電源システムにおいて、分散型電源の連系点の電圧変動分を補償するように、分散型電源から連系点に無効電力を注入することが行われている。無効電力の注入は、分散型電源の電力を電力系統に応じた電力に変換する電力変換装置によって制御される。また、分散型電源システムは、電力変換装置の動作を制御する制御装置を備える場合がある。
【0003】
例えば、分散型電源の連系点からみた見かけの系統特性を最小二乗法や拡張カルマンフィルタなどの演算手法を用いることによって推定し、推定結果に基づいた無効電力を注入することが検討されている。これにより、系統インピーダンスなどに対応した無効電力を注入することができ、系統インピーダンスが大きい場合などにも電圧の変動を抑制することができる。
【0004】
系統特性の推定は、例えば、電力系統との連系点の有効電力、無効電力、及び電圧などの計測値に基づいて行われる。しかしながら、こうした計測値には、計測誤差などにともなうノイズが重畳する可能性がある。また、系統特性は、例えば、電力系統網内での遮断器の入り切りによる経路変更、あるいは直近の負荷や電源のトリップなどにより、急激に大きく変化する場合がある。
【0005】
ノイズに強い演算手法を用いて系統特性の推定を行った場合には、系統特性が変化した場合に、変化後の系統特性を適切に推定するまでに時間がかかってしまうことが懸念される。反対に、系統特性の変化に対する追従性の高い演算手法を用いた場合には、計測値にノイズが重畳した場合に、系統特性の推定の誤差がノイズの影響によって大きくなってしまうことが懸念される。
【0006】
このように、計測値のノイズへの耐性を高めようとすると、系統特性の変化への追従性が低下してしまい、系統特性の変化への追従性を高めようとすると、計測値に重畳するノイズにも過敏に反応して系統特性の推定の誤差が大きくなってしまう恐れがある。
【0007】
このため、電力変換装置、電力変換装置の動作を制御する制御装置、及びこれらを用いた分散型電源システムでは、計測値のノイズへの耐性を高めつつ、系統特性の変化への追従性も高められるようにすることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２０１７－６３５２５号公報
【非特許文献】
【0009】
【非特許文献1】Nikolaus Hansen. The CMA Evolution Strategy: A Tutorial. 2005. hal-01297037
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明の実施形態は、計測値のノイズへの耐性を高めつつ、系統特性の変化への追従性も高めることができる電力変換装置、制御装置、及び分散型電源システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の実施形態によれば、分散型電源の電力を無限大母線電力系統につながる電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給することにより、前記分散型電源を前記電力系統と連系させる電力変換装置であって、前記分散型電源の前記電力を、前記電力系統に対応した前記交流電力に変換する主回路部と、前記主回路部の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部と、前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を基に、前記電力系統に供給する無効電力の無効電力指令値を演算する無効電力演算部と、所定の有効電力及び前記無効電力指令値に対応する無効電力を出力するように、前記主回路部を駆動する駆動回路と、を有し、前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する電力変換装置が提供される。
【発明の効果】
【0012】
計測値のノイズへの耐性を高めつつ、系統特性の変化への追従性も高めることができる電力変換装置、制御装置、及び分散型電源システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】実施形態に係る分散型電源システムを模式的に表すブロック図である。
【図2】実施形態に係る分散型電源システムの電力変換装置を模式的に表すブロック図である。
【図3】実施形態に係る推定値演算部を模式的に表すブロック図である。
【図4】推定部の動作を模式的に表すフローチャートである。
【図7】実施形態に係る推定値演算部の変形例を模式的に表すブロック図である。
【図8】実施形態に係る推定値演算部の変形例を模式的に表すブロック図である。
【図9】実施形態に係る推定値演算部の変形例を模式的に表すブロック図である。
【図10】実施形態に係る分散型電源システムの変形例を模式的に表すブロック図である。
【0014】
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【0015】
図１は、実施形態に係る分散型電源システムを模式的に表すブロック図である。
図１に表したように、分散型電源システム２は、無限大母線電力系統３につながる電力系統４と、分散型電源６と、電力変換装置１０と、を備える。電力系統４の電力は、交流電力である。電力系統４の電力は、例えば、三相交流電力である。
図１に表したように、分散型電源システム２は、無限大母線電力系統３につながる電力系統４と、分散型電源６と、電力変換装置１０と、を備える。電力系統４の電力は、交流電力である。電力系統４の電力は、例えば、三相交流電力である。
【0016】
分散型電源６は、例えば、ソーラーパネルである。分散型電源６の電力は、直流電力である。電力変換装置１０は、分散型電源６と接続されるとともに、変圧器１２、１４などを介して電力系統４と接続される。電力変換装置１０は、分散型電源６の直流電力を電力系統４に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を電力系統４に供給することにより、分散型電源６を電力系統４と連系させる。
【0017】
分散型電源６は、ソーラーパネルに限ることなく、例えば、風力発電機やガスタービン発電機などの他の発電機でもよい。また、分散型電源６は、例えば、蓄電池やコンデンサなどを用いた蓄電装置などでもよい。分散型電源６の電力は、直流電力に限ることなく、交流電力などでもよい。電力変換装置１０の構成は、分散型電源６から供給された電力を電力系統４に対応した交流電力に変換可能な任意の構成でよい。
【0018】
電力系統４の直近には、分散型電源６及び電力変換装置１０の他に、例えば、需要家１６（負荷）や他の発電機１８などが接続される可能性がある。電力変換装置１０は、分散型電源６の出力に基づき、有効電力を電力系統４に供給するとともに、最適な無効電力を電力系統４に供給する。これにより、電力変換装置１０は、自身の有効電力の供給、及び需要家１６や発電機１８の影響によって、電力系統４との連系点ＬＰの電圧が変動してしまうことを抑制する。
【0019】
分散型電源システム２は、例えば、複数の分散型電源６と、複数の分散型電源６のそれぞれに対応する複数の電力変換装置１０と、を備える。但し、分散型電源システム２に設けられる分散型電源６の台数及び電力変換装置１０の台数は、任意の数でよい。分散型電源６の台数及び電力変換装置１０の台数は、１台でもよい。また、電力変換装置１０の台数は、必ずしも分散型電源６の台数と同じでなくてもよい。例えば、１台の電力変換装置１０に対して複数台の分散型電源６を接続してもよい。
【0020】
図２は、実施形態に係る分散型電源システムの電力変換装置を模式的に表すブロック図である。
図２に表したように、電力変換装置１０は、主回路部４０と、制御部４２と、を有する。主回路部４０は、分散型電源６から供給された直流電力又は交流電力を、電力系統４に対応した交流電力に変換する。制御部４２は、主回路部４０の動作を制御する。
図２に表したように、電力変換装置１０は、主回路部４０と、制御部４２と、を有する。主回路部４０は、分散型電源６から供給された直流電力又は交流電力を、電力系統４に対応した交流電力に変換する。制御部４２は、主回路部４０の動作を制御する。
【0021】
主回路部４０は、例えば、複数のスイッチング素子を有し、複数のスイッチング素子のオン・オフにより、電力の変換を行う。制御部４２は、主回路部４０の複数のスイッチング素子のオン・オフの切り替えを制御することにより、主回路部４０による電力の変換を制御する。主回路部４０には、例えば、周知のインバータ回路が用いられる。主回路部４０の構成は、上記の電力変換を行うことができる任意の構成でよい。
【0022】
分散型電源システム２は、例えば、計測装置２０、２２をさらに備える。計測装置２０は、分散型電源６から電力変換装置１０に入力される直流電圧の電圧値Ｖｄｃ、及び分散型電源６から電力変換装置１０に入力される直流電流の電流値Ｉｄｃを検出し、検出した電圧値Ｖｄｃ及び電流値Ｉｄｃを制御部４２に入力する。
【0023】
制御部４２は、例えば、直流電力を分散型電源６の最大電力点に追従させるＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）方式の制御を行う。制御部４２は、例えば、計測装置２０によって検出された電圧値Ｖｄｃ及び電流値Ｉｄｃを基に、分散型電源６の最大電力点（最適動作点）を抽出し、抽出した最大電力点に応じた有効電力を電力系統４に供給するように、主回路部４０の動作を制御する。
【0024】
但し、電力変換装置１０から電力系統４に供給する有効電力の決定方法は、ＭＰＰＴ方式に限るものではない。電力変換装置１０から電力系統４に供給する有効電力は、例えば、上位のコントローラなどから入力される有効電力指令値に基づいて決定してもよい。制御部４２は、入力された有効電力指令値に応じた有効電力を電力系統４に供給するように、主回路部４０の動作を制御してもよい。
【0025】
計測装置２２は、電力変換装置１０の電力系統４との連系点ＬＰの有効電力値Ｐと、連系点ＬＰの無効電力値Ｑと、連系点ＬＰの電圧値Ｖｓと、を検出し、検出した有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓを制御部４２に入力する。
【0026】
制御部４２は、推定値演算部５０と、無効電力演算部５２と、駆動回路５４と、を有する。制御部４２は、計測装置２２から入力された有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓを推定値演算部５０に入力する。
【0027】
推定値演算部５０は、計測装置２２から入力された有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓを基に、電力系統４の系統インピーダンスの抵抗成分Ｒの推定値＾Ｒと、電力系統４の系統インピーダンスのリアクタンス成分Ｘの推定値＾Ｘと、無限大母線電力系統３の電圧値Ｖｒの推定値＾Ｖｒと、を演算する。なお、＾Ｒなどの推定値を表す＾（ハット）は、図２などに表すように、Ｒなどの直上に表記されるものであるが、明細書中においては、書式形式の都合により、＾Ｒのように、ずらして表記するものとする。
【0028】
推定値演算部５０は、換言すれば、有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓを基に、電力系統４の系統特性を推定する。この際、推定値演算部５０は、図２に表したように、電力系統４の系統モデルを系統インピーダンスの抵抗成分Ｒ及びリアクタンス成分Ｘのみの最も簡素な系統モデルとして考える。推定値演算部５０は、演算した各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒを無効電力演算部５２に入力する。
【0029】
無効電力演算部５２は、推定値演算部５０から入力された各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒを基に、電力系統４に供給する無効電力の無効電力指令値Ｑｏｐを演算する。無効電力演算部５２は、演算した無効電力指令値Ｑｏｐを駆動回路５４に入力する。
【0030】
無効電力演算部５２は、例えば、次の（１）式により、各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒから無効電力指令値Ｑｏｐを演算する。無効電力演算部５２は、各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒ及び有効電力値Ｐを基に、最適な無効電力指令値Ｑｏｐを演算する。なお、（１）式において、「ｓｉｇｎ」は、符号関数である。
【数1】
【0031】
駆動回路５４には、無効電力演算部５２で演算された無効電力指令値Ｑｏｐが入力されるとともに、計測装置２０で計測された分散型電源６の電圧値Ｖｄｃ及び電流値Ｉｄｃが入力される。
【0032】
駆動回路５４は、電圧値Ｖｄｃ及び電流値Ｉｄｃに基づくＭＰＰＴ方式の制御によって有効電力を決定し、決定した有効電力及び無効電力指令値Ｑｏｐに対応する無効電力を出力するように、主回路部４０を駆動する。駆動回路５４は、主回路部４０の複数のスイッチング素子のオン・オフを切り替えることにより、決定した有効電力及び無効電力指令値Ｑｏｐに対応する無効電力を、主回路部４０から電力系統４に供給する。
【0033】
計測装置２２及び推定値演算部５０は、定期的に有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓを取得する。推定値演算部５０は、有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓを取得する毎に、各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒを演算（予測）する。
【0034】
無効電力演算部５２は、推定値演算部５０から各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒが入力される毎に、無効電力指令値Ｑｏｐを演算する。駆動回路５４は、無効電力指令値Ｑｏｐが入力される毎に、主回路部４０の制御信号を生成し、有効電力及び無効電力を主回路部４０から電力系統４に供給する。制御部４２は、上記の処理を繰り返すことにより、分散型電源６に応じた有効電力を電力系統４に供給するとともに、電力系統４の系統特性に応じた無効電力を電力系統４に随時供給する。
【0035】
このように、有効電力及び無効電力を電力系統４に供給することにより、電力変換装置１０から電力系統４への有効電力の供給や、需要家１６及び発電機１８などの影響による連系点ＬＰの電圧の変動を抑制することができる。例えば、連系点ＬＰの電圧値Ｖｓの変動を±２％以内に抑えることができる。
【0036】
【0037】
データ生成部６０は、計測装置２２から入力された有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓを基に、所定の期間の複数の有効電力値Ｐ、複数の無効電力値Ｑ、及び複数の電圧値Ｖｓを含む期間データの生成を行う。データ生成部６０は、生成した期間データを推定部６２に入力する。
【0038】
データ生成部６０は、例えば、計測装置２２から入力された有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓを所定の期間記憶することにより、計測装置２２からの入力に基づいて期間データを生成する。
【0039】
計測装置２２は、例えば、有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓの検出を数秒周期で行う。この場合、所定の期間は、例えば、５分間～３０分間などの数分間の期間である。例えば、計測装置２２の計測の周期が５秒間で、所定の期間が３０分間である場合には、期間データは、それぞれ３６０個の有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓを含むデータである。但し、期間データの所定の期間は、上記に限ることなく、任意の期間でよい。計測装置２２の計測の周期は、上記に限ることなく、任意の周期でよい。
【0040】
また、データ生成部６０は、例えば、移動窓の処理によって期間データの生成を行う。データ生成部６０は、所定の期間の経過に応じて期間データを生成した後に、計測装置２２から次の有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓの入力を受けた際に、最も古い有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓのデータを削除し、入力された新しい有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓのデータを追加することにより、次の期間データを生成する。この場合、データ生成部６０は、計測装置２２から有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓの入力を受ける毎に期間データを生成し、生成した期間データを推定部６２に入力する。
【0041】
但し、データ生成部６０による期間データの生成方法は、上記に限定されるものではない。データ生成部６０は、例えば、期間データを生成する毎に、有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓのデータの蓄積を最初から始めることにより、所定の期間の経過毎に期間データを生成してもよい。有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓの各データは、計測装置２２に限ることなく、例えば、上位のコントローラなどからデータ生成部６０に入力してもよい。データ生成部６０の構成は、有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓの入力を受け、入力された有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓを基に、所定の期間の複数の有効電力値Ｐ、複数の無効電力値Ｑ、及び複数の電圧値Ｖｓを含む期間データの生成を行うことが可能な任意の構成でよい。
【0042】
また、期間データは、必ずしも推定値演算部５０（データ生成部６０）で生成しなくてもよい。期間データは、例えば、計測装置２２や上位のコントローラなどで生成してもよい。推定値演算部５０は、例えば、計測装置２２や上位のコントローラなどから期間データの入力を受け、入力された期間データを推定部６２に入力する構成としてもよい。このように、データ生成部６０は、推定値演算部５０に必要に応じて設けられ、省略可能である。計測装置２２や上位のコントローラなどの外部の機器から期間データを推定値演算部５０に入力する場合には、データ生成部６０は、推定値演算部５０から省略される。
【0043】
推定部６２は、期間データの入力を受け、入力された期間データに対して共分散行列適応進化戦略（ＣＭＡ－ＥＳ：Covariance Matrix Adaptation Evolution Strategy）を適用することにより、期間データを基に、電力系統４の系統インピーダンスの抵抗成分Ｒの推定値＾Ｒと、電力系統４の系統インピーダンスのリアクタンス成分Ｘの推定値＾Ｘと、無限大母線電力系統３の電圧値Ｖｒの推定値＾Ｖｒと、を演算する。推定部６２は、換言すれば、共分散行列適応進化戦略を用いることにより、期間データを代表する系統特性（＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒ）を演算する。
【0044】
共分散行列適応進化戦略は、確率変数ベクトルの確率分布を表す多変量正規分布Ｎ（ｍ，σ２Ｃ）を用いて解の探索を行う手法である。ここで、ｍは、平均ベクトルであり、Ｃは、共分散行列（分散共分散行列）であり、σは、ステップサイズである。平均ベクトルｍは、解である抵抗成分Ｒ、リアクタンス成分Ｘ、及び電圧値Ｖｒのそれぞれの平均値を表すベクトルである。ステップサイズσは、探索地点と最適解との距離に応じて増減するスカラー値であり、共分散行列Ｃの補正を行うことにより、探索速度を高める役割を持つパラメータである。
【0045】
【0046】
推定部６２は、系統特性の演算を行う場合、まず、データ生成部６０などから入力された期間データを共分散行列適応進化戦略の入力データとして設定する（図４のステップＳ１０１）。
【0047】
推定部６２は、期間データを設定した後、共分散行列適応進化戦略の各パラメータの初期化を行う（図４のステップＳ１０２）。推定部６２は、共分散行列Ｃを単位行列で初期化する。推定部６２は、抵抗成分Ｒ、リアクタンス成分Ｘ、及び電圧値Ｖｒのそれぞれの平均値の初期値Ｒ０、Ｘ０、Ｖｒ０で平均ベクトルｍを初期化する。初期値Ｒ０、Ｘ０、Ｖｒ０は、例えば、電力系統４において取り得る抵抗成分Ｒ、リアクタンス成分Ｘ、及び電圧値Ｖｒの代表的な値に設定される。推定部６２は、ステップサイズσを初期値σ０に初期化する。初期値σ０は、探索空間（Ｒ、Ｘ、Ｖｒ）に応じた０以上の任意の値に設定される。
【0048】
また、推定部６２は、共分散行列適応進化戦略に用いられる共分散行列Ｃの進化パスｐＣ、及びステップサイズσの進化パスｐσを０に初期化する。進化パスｐＣ及び進化パスｐσは、過去の世代における個体の移動方向を累積することで、最適化の安定性を高めるためのものである。
【0049】
推定部６２は、各パラメータの初期化を行った後、多変量正規分布Ｎ（ｍ，σ２Ｃ）に従う複数の探索点ｘの演算を行う（図４のステップＳ１０３）。推定部６２は、λ個の探索点ｘを演算によって生成する。探索点ｘの数λは、例えば、目的関数の入力次元数をＮとする時に、λ＝４＋３・ｌｎ Ｎによって求められる。この例において、入力次元数Ｎは、抵抗成分Ｒ、リアクタンス成分Ｘ、及び電圧値Ｖｒの３であるから、λは、例えば、７である。すなわち、推定部６２は、７個の探索点ｘを生成する。但し、探索点ｘの数λは、上記に限ることなく、任意の値でよい。
【0050】
推定部６２は、λ個の探索点ｘの演算において、まず、共分散行列Ｃを以下の形に固有値分解する。なお、下式において、Ｂは、直交行列である。Ｄは、共分散行列Ｃの固有値の平方根を対角要素とする対角行列である。Ｔは、転置を表す。
Ｃ＝ＢＤＤＢＴ
次に、推定部６２は、標準正規分布Ｎ（０，Ｉ）から入力次元数Ｎに応じた数の乱数を含むベクトルｚを生成する。この例では、３個の正規分布乱数を含むベクトルｚを生成する。推定部６２は、ベクトルｚを生成した後、下式により、探索点ｘを演算する。
ｙ＝ＢＤｚ
ｘ＝ｍ＋σｙ
上式において、ｙは、標準正規分布から生成されたベクトルｚの線形変換を表す。推定部６２は、ベクトルｚの生成、及び探索点ｘの演算をλ回繰り返すことにより、λ個の探索点ｘを演算する。複数の探索点ｘのそれぞれは、換言すれば、乱数的に発生させた抵抗成分Ｒ、リアクタンス成分Ｘ、及び電圧値Ｖｒのそれぞれの値を含むベクトルである。
Ｃ＝ＢＤＤＢＴ
次に、推定部６２は、標準正規分布Ｎ（０，Ｉ）から入力次元数Ｎに応じた数の乱数を含むベクトルｚを生成する。この例では、３個の正規分布乱数を含むベクトルｚを生成する。推定部６２は、ベクトルｚを生成した後、下式により、探索点ｘを演算する。
ｙ＝ＢＤｚ
ｘ＝ｍ＋σｙ
上式において、ｙは、標準正規分布から生成されたベクトルｚの線形変換を表す。推定部６２は、ベクトルｚの生成、及び探索点ｘの演算をλ回繰り返すことにより、λ個の探索点ｘを演算する。複数の探索点ｘのそれぞれは、換言すれば、乱数的に発生させた抵抗成分Ｒ、リアクタンス成分Ｘ、及び電圧値Ｖｒのそれぞれの値を含むベクトルである。
【0051】
推定部６２は、λ個の探索点ｘを演算した後、各探索点ｘのそれぞれの評価値の演算を行う（図４のステップＳ１０４）。推定部６２は、評価値の演算において、まず、期間データに含まれる複数の有効電力値Ｐ、複数の無効電力値Ｑ、及びλ個の探索点ｘに含まれる抵抗成分Ｒ、リアクタンス成分Ｘ、及び電圧値Ｖｒのそれぞれの値を基に、次の（２）式により、連系点ＬＰの電圧の演算値Ｖｓｅを演算する。
【数2】
【0052】
推定部６２は、１つの探索点ｘに対し、期間データに含まれるデータ数に応じた複数の電圧の演算値Ｖｓｅを演算する。例えば、前述のように、期間データが、３６０個の有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓのデータを含む場合、推定部６２は、１つの探索点ｘに対し、３６０個の電圧の演算値Ｖｓｅを演算する。
【0053】
推定部６２は、１つの探索点ｘに対し、期間データに含まれる複数のデータのそれぞれに対応する複数の電圧の演算値Ｖｓｅを演算した後、期間データに含まれる実際の計測値である電圧値Ｖｓと演算値Ｖｓｅとの誤差（Ｖｓ－Ｖｓｅ）を演算する。
【0054】
推定部６２は、より詳しくは、期間データに含まれる１つのデータの有効電力値Ｐ、及び無効電力値Ｑと、１つの探索点ｘの抵抗成分Ｒ、リアクタンス成分Ｘ、及び電圧値Ｖｒと、を基に、上記の（２）式によって電圧の演算値Ｖｓｅを演算し、同じデータに含まれる電圧値Ｖｓと演算値Ｖｓｅとの誤差を演算する。
【0055】
推定部６２は、上記の誤差を期間データに含まれる複数のデータのそれぞれについて演算した後、次の（３）式のように、電圧値Ｖｓと演算値Ｖｓｅとの誤差の絶対値の総和を１つの探索点ｘの電圧に関する評価値Ｊｖとして演算する。
【数3】
【0056】
また、推定部６２は、期間データに含まれる複数の有効電力値Ｐ、及びλ個の探索点ｘに含まれる抵抗成分Ｒ、リアクタンス成分Ｘ、及び電圧値Ｖｒのそれぞれの値を基に、上記の（１）式により、無効電力の演算値Ｑｏｐを演算する。
【0057】
推定部６２は、１つの探索点ｘに対し、期間データに含まれる複数のデータのそれぞれに対応する複数の無効電力の演算値Ｑｏｐを演算した後、期間データに含まれる実際の計測値である無効電力値Ｑと演算値Ｑｏｐとの誤差（Ｑ－Ｑｏｐ）を演算する。
【0058】
推定部６２は、より詳しくは、期間データに含まれる１つのデータの有効電力値Ｐと、１つの探索点ｘの抵抗成分Ｒ、リアクタンス成分Ｘ、及び電圧値Ｖｒと、を基に、上記の（１）式によって無効電力の演算値Ｑｏｐを演算し、同じデータに含まれる無効電力値Ｑと演算値Ｑｏｐとの誤差を演算する。
【0059】
推定部６２は、上記の誤差を期間データに含まれる複数のデータのそれぞれについて演算した後、次の（４）式のように、無効電力値Ｑと演算値Ｑｏｐとの誤差の絶対値の総和を１つの探索点ｘの無効電力に関する評価値Ｊｑとして演算する。なお、（３）式及び（４）式において、ｎは、期間データに含まれるデータ数に相当する。
【数4】
【0060】
推定部６２は、上記の電圧に関する評価値Ｊｖの演算、及び無効電力に関する評価値Ｊｑの演算をλ個の探索点ｘのそれぞれについて実行する。
【0061】
推定部６２は、λ個の探索点ｘのそれぞれの評価値Ｊｖ、Ｊｑを演算した後、評価値Ｊｖを基に、評価の高い上位μ個の探索点ｘの抽出を行う（図４のステップＳ１０５）。
【0062】
上位の探索点ｘの数μは、例えば、λ／２の整数値によって決定される。例えば、λが７である場合、μは、３である。推定部６２は、例えば、７個の探索点ｘのうち、評価の高い３個の探索点ｘを抽出する。
【0063】
推定部６２は、電圧に関する評価値Ｊｖの小さい探索点ｘの評価を高くする。換言すれば、推定部６２は、実際の計測値である電圧値Ｖｓと演算値Ｖｓｅとの誤差の小さい探索点ｘの評価を高くする。すなわち、推定部６２は、λ個の探索点ｘのうち、評価値Ｊｖの小さい上位μ個の探索点ｘを抽出する。
【0064】
推定部６２は、上位μ個の探索点ｘの抽出を行った後、抽出したμ個の探索点ｘを基に、共分散行列適応進化戦略の各パラメータの更新を行う（図４のステップＳ１０６）。推定部６２は、換言すれば、抽出したμ個の探索点ｘを基に、多変量正規分布Ｎ（ｍ，σ２Ｃ）の更新を行う。
【0065】
推定部６２は、各パラメータの更新において、まず、次の（５）式により、上位μ個の探索点ｘに対応するｙの加重平均ｙＷを重みｗｉを用いて演算する。
【数5】
【0066】
重みｗｉは、例えば、次の（６）式に表すように、μ個の探索点ｘのそれぞれの重みｗｉの総和が１となるように求められる。
【数6】
【0067】
推定部６２は、加重平均ｙＷを演算した後、次の（７）式により、平均ベクトルｍの更新を行う。なお、（７）式において、ｃｍは、平均ベクトルｍの学習率を表す。ｃｍは、例えば、１に設定することが推奨された任意の係数である。
【数7】
【0068】
推定部６２は、次に、ステップサイズσの更新を行う。推定部６２は、ステップサイズσの更新において、まず、次の（８）式により、ステップサイズσの進化パスｐσの更新を行う。
【数8】
【0069】
なお、（８）式において、ｃσは、進化パスｐσの学習率を表す。μｅｆｆは、次の（９）式によって表される。
【数9】
【0070】
推定部６２は、進化パスｐσを更新した後、更新後の進化パスｐσを用いて、以下の（１０）式により、ステップサイズσの更新を行う。なお、（１０）式において、ｄσは、ステップサイズσの更新の減衰パラメータである。
【数10】
【0071】
推定部６２は、次に、共分散行列Ｃの更新を行う。推定部６２は、共分散行列Ｃの更新において、まず、次の（１１）式により、共分散行列Ｃの進化パスｐＣの更新を行う。
なお、（１１）式において、ｃＣは、進化パスｐＣの学習率を表す。ｈσは、進化パスであり、ステップサイズσが大きすぎる時に共分散行列Ｃの進化パスｐＣの更新を中止する役割を持つ。
なお、（１１）式において、ｃＣは、進化パスｐＣの学習率を表す。ｈσは、進化パスであり、ステップサイズσが大きすぎる時に共分散行列Ｃの進化パスｐＣの更新を中止する役割を持つ。
【数11】
【0072】
推定部６２は、進化パスｐＣを更新した後、更新後の進化パスｐＣを用いて、次の（１２）式により、共分散行列Ｃの更新を行う。
【数12】
【0073】
なお、（１２）式において、ｃ１は、共分散行列Ｃのrank-one更新の学習率を表す。ｃμは、rank-μ更新の学習率を表す。δ（ｈσ）は、δ（ｈσ）＝（１－ｈσ）ｃＣ（２－ｃＣ）と表すことができる。Σｗｊは、次の（１３）式によって表される。
【数13】
【0074】
また、（１２）式において、第１項のｃ１δ（ｈσ）－ｃ１－ｃμΣｗｊの部分は、必要に応じて設けられ、省略可能である。換言すれば、ｃ１δ（ｈσ）－ｃ１－ｃμΣｗｊ＝０とすることができる。
【0075】
推定部６２は、上記のように共分散行列適応進化戦略の各パラメータの更新を行った後、系統特性の推定演算の終了条件を満たしたか否かの判定を行う（図４のステップＳ１０７）。
【0076】
推定部６２は、終了条件を満たしていないと判定した場合には、ステップＳ１０３の処理に戻る。推定部６２は、例えば、ステップＳ１０３からステップＳ１０６までの演算の回数、及び評価値Ｊｖを基に、終了判定を行う。推定部６２は、例えば、演算回数が予め設定された所定回数未満であり、かつ評価値Ｊｖが所定値以上である場合には、終了条件を満たしていないと判定する。そして、推定部６２は、演算回数が所定回数に到達した場合、又は評価値Ｊｖが所定値未満となった場合に、終了条件を満たしたと判定する。
【0077】
このように、推定部６２は、例えば、演算回数が所定回数に到達するまで、又は評価値Ｊｖが所定値未満となり、系統特性の推定演算が十分に収束したと判定されるまで、ステップＳ１０３からステップＳ１０７までの演算を繰り返し実行する。ここで、判定に用いる評価値Ｊｖは、最終回の演算で更新された平均ベクトルｍに含まれる抵抗成分Ｒ、リアクタンス成分Ｘ、及び電圧値Ｖｒのそれぞれの平均値と期間データとを基に、探索点ｘの場合と同様の手順で演算した評価値Ｊｖである。また、終了条件は、上記に限定されるものではない。推定部６２は、例えば、演算回数のみで終了判定を行ってもよい。
【0078】
推定部６２は、終了条件を満たしたと判定した場合には、最終回の演算で更新された平均ベクトルｍに含まれる抵抗成分Ｒ、リアクタンス成分Ｘ、及び電圧値Ｖｒのそれぞれの平均値を、電力系統４の系統インピーダンスの抵抗成分Ｒの推定値＾Ｒ、電力系統４の系統インピーダンスのリアクタンス成分Ｘの推定値＾Ｘ、及び無限大母線電力系統３の電圧値Ｖｒの推定値＾Ｖｒとして出力する。
【0079】
以上のように、推定部６２は、期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、期間データを基に、電力系統４の系統インピーダンスの抵抗成分Ｒの推定値＾Ｒと、電力系統４の系統インピーダンスのリアクタンス成分Ｘの推定値＾Ｘと、無限大母線電力系統３の電圧値Ｖｒの推定値＾Ｖｒと、を演算する。
【0080】
推定部６２は、例えば、抵抗成分Ｒとリアクタンス成分Ｘと電圧値Ｖｒとを多変量正規分布Ｎ（ｍ，σ２Ｃ）の平均ベクトルｍとして設定し、多変量正規分布Ｎ（ｍ，σ２Ｃ）に従う複数の探索点ｘを演算し、複数の探索点ｘのそれぞれの評価値Ｊｖを演算し、評価値Ｊｖを基に、評価の高い上位数個の探索点ｘを抽出し、抽出した上位数個の探索点ｘを基に、多変量正規分布Ｎ（ｍ，σ２Ｃ）を更新し、所定の終了条件を満たすまで複数の探索点ｘの演算から多変量正規分布Ｎ（ｍ，σ２Ｃ）の更新までの演算を繰り返し実行し、最終回の演算で更新された多変量正規分布Ｎ（ｍ，σ２Ｃ）の平均ベクトルｍに含まれる抵抗成分Ｒ、リアクタンス成分Ｘ、及び電圧値Ｖｒを電力系統４の系統インピーダンスの抵抗成分Ｒの推定値＾Ｒ、電力系統４の系統インピーダンスのリアクタンス成分Ｘの推定値＾Ｘ、及び無限大母線電力系統３の電圧値Ｖｒの推定値＾Ｖｒとして演算する。
【0081】
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、期間データの一例を模式的に表すグラフである。
図６（ａ）～図６（ｄ）は、推定部の演算結果の一例を模式的に表すグラフである。
図５（ａ）は、期間データに含まれる有効電力値Ｐ、及び無効電力値Ｑの一例を模式的に表す。
図５（ｂ）は、期間データに含まれる電圧値Ｖｓの一例を模式的に表す。
図６（ａ）は、図５に表した期間データを基に、推定部６２によって演算された評価値Ｊｖ、及びステップサイズσの一例を模式的に表す。
図６（ｂ）は、図５に表した期間データを基に、推定部６２によって演算された電力系統４の系統インピーダンスの抵抗成分Ｒの推定値＾Ｒの一例を模式的に表す。
図６（ｃ）は、図５に表した期間データを基に、推定部６２によって演算された電力系統４の系統インピーダンスのリアクタンス成分Ｘの推定値＾Ｘの一例を模式的に表す。
図６（ｄ）は、図５に表した期間データを基に、推定部６２によって演算された無限大母線電力系統３の電圧値Ｖｒの推定値＾Ｖｒの一例を模式的に表す。
図６（ａ）～図６（ｄ）は、推定部の演算結果の一例を模式的に表すグラフである。
図５（ａ）は、期間データに含まれる有効電力値Ｐ、及び無効電力値Ｑの一例を模式的に表す。
図５（ｂ）は、期間データに含まれる電圧値Ｖｓの一例を模式的に表す。
図６（ａ）は、図５に表した期間データを基に、推定部６２によって演算された評価値Ｊｖ、及びステップサイズσの一例を模式的に表す。
図６（ｂ）は、図５に表した期間データを基に、推定部６２によって演算された電力系統４の系統インピーダンスの抵抗成分Ｒの推定値＾Ｒの一例を模式的に表す。
図６（ｃ）は、図５に表した期間データを基に、推定部６２によって演算された電力系統４の系統インピーダンスのリアクタンス成分Ｘの推定値＾Ｘの一例を模式的に表す。
図６（ｄ）は、図５に表した期間データを基に、推定部６２によって演算された無限大母線電力系統３の電圧値Ｖｒの推定値＾Ｖｒの一例を模式的に表す。
【0082】
図６（ａ）～図６（ｄ）では、図５に表した期間データを基に、図４のステップＳ１０３～ステップＳ１０７の処理を２０００回繰り返した例を示している。図６（ａ）～図６（ｄ）に表したように、この例では、ステップＳ１０３～ステップＳ１０７の処理を８００回程度繰り返すことにより、各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒ、及び評価値Ｊｖがほぼ一定になり、収束していることが分かる。また、探索地点と最適解との距離に応じたステップサイズσは、演算回数の増加に応じて徐々に小さくなり、０に近付いていることが分かる。なお、評価値Ｊｖは、終了判定に用いた評価値Ｊｖを表している。
【0083】
図５（ｂ）には、移動窓の処理によって有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓの入力毎に生成される期間データを基に演算された無限大母線電力系統３の電圧値Ｖｒの推定値＾Ｖｒの一例、及び演算された各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒを基に、上記の（２）式と同様の式に基づいて演算した電圧Ｖｓの演算値Ｖｓｈの一例を、期間データに含まれる電圧値Ｖｓの一例とともに表している。
【0084】
図５（ｂ）に表したように、演算値Ｖｓｈは、計測値である電圧値Ｖｓに追従しており、共分散行列適応進化戦略によって各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒを適切に推定できていることが分かる。
【0085】
以上、説明したように、本実施形態に係る分散型電源システム２及び電力変換装置１０では、電力変換装置１０の制御部４２に設けられた推定部６２が、期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒを演算する。
【0086】
推定部６２は、所定の期間の複数の有効電力値Ｐ、複数の無効電力値Ｑ、及び複数の電圧値Ｖｓを含む期間データを基に、各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒを演算する。これにより、例えば、計測値である有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓにノイズが重畳している場合にも、１つの有効電力値Ｐ、無効電力値Ｑ、及び電圧値Ｖｓを基に各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒを演算する演算手法などと比べて、ノイズへの耐性を高めることができる。
【0087】
さらに、系統特性が変化した場合にも、変化後の期間データを取得することで、変化後の系統特性を適切に推定することができる。すなわち、期間データの長さ以上に系統特性の変化への追従が遅れてしまうことを抑制することができる。従って、計測値のノイズへの耐性を高めつつ、系統特性の変化への追従性も高めることができる電力変換装置１０、及び分散型電源システム２を提供することができる。電力変換装置１０、及び分散型電源システム２では、期間データを代表する系統特性を高精度・高信頼に推定することができる。
【0088】
本実施形態に係る電力変換装置１０では、例えば、電力系統４の系統特性をより適切に推定し、連系点ＬＰの電圧変動をより適切に抑制することができる。本実施形態に係る電力変換装置１０では、適切な無効電力を連系点ＬＰに注入することで、連系点ＬＰの電圧Ｖｓの変動をより適切に抑制できるとともに、出力する交流電力の力率を改善し、より効率良く有効電力を電力系統４に供給することができる。これにより、例えば、分散型電源システム２から電力系統４への有効電力の供給量を増大させ、分散型電源システム２の事業主の売電収入の増加を見込むことができる。
【0089】
また、共分散行列適応進化戦略を用いた演算では、勾配を計算する必要などがなく、データのフィルタ前処理なども不要である。このため、例えば、推定部６２の演算負荷が高くなってしまうことを抑制することもできる。例えば、共分散行列適応進化戦略を用いた演算により、推定部６２の構成が複雑になってしまうことなどを抑制することもできる。
【0090】
また、本実施形態に係る電力変換装置１０では、推定値演算部５０が、データ生成部６０を有し、データ生成部６０は、移動窓の処理によって期間データの生成を行う。これにより、電力系統４の系統特性をより適切に推定し、連系点ＬＰの電圧変動をより適切に抑制することができる。
【0091】
図７は、実施形態に係る推定値演算部の変形例を模式的に表すブロック図である。
図７に表したように、推定値演算部５０ａは、選択部６４をさらに有する。なお、上記実施形態と機能・構成上実質的に同じものには、同符号を付し、詳細な説明は省略する。
図７に表したように、推定値演算部５０ａは、選択部６４をさらに有する。なお、上記実施形態と機能・構成上実質的に同じものには、同符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0092】
この例において、推定部６２は、入力された１つの期間データに対して共分散行列適応進化戦略を用いた演算を複数回実行することにより、電力系統４の系統インピーダンスの抵抗成分Ｒの推定値＾Ｒと、電力系統４の系統インピーダンスのリアクタンス成分Ｘの推定値＾Ｘと、無限大母線電力系統３の電圧値Ｖｒの推定値＾Ｖｒと、を含む出力データを入力された１つの期間データから複数生成し、生成した複数の出力データを選択部６４に入力する。
【0093】
推定部６２は、例えば、複数の演算器を有し、１つの期間データを複数の演算器に入力し、複数の演算器のそれぞれで共分散行列適応進化戦略を用いた演算を実行することにより、複数の出力データを生成する。これに限ることなく、推定部６２は、例えば、１つの期間データを１つの演算器で繰り返し演算することにより、複数の出力データを生成してもよい。図７では、推定部６２において５つの出力データを生成する例を示している。生成する出力データの数は、５つに限ることなく、任意の数でよい。
【0094】
また、推定部６２は、出力データに各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒの評価値Ｊｖを含める。換言すれば、推定部６２は、各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒと評価値Ｊｖとを含む出力データを生成する。推定部６２は、例えば、終了判定に用いた評価値Ｊｖを出力データに含める。換言すれば、推定部６２は、例えば、最終回の演算で更新された平均ベクトルｍに含まれる抵抗成分Ｒ、リアクタンス成分Ｘ、及び電圧値Ｖｒのそれぞれの平均値と期間データとを基に演算した評価値Ｊｖを出力データに含める。
【0095】
選択部６４は、入力された複数の出力データから最適な１つの出力データを選択する。選択部６４は、各出力データに含まれる評価値Ｊｖを基に、複数の出力データのうち評価値Ｊｖの最も小さい出力データを最適な１つの出力データとして選択する。選択部６４は、選択した１つの出力データに含まれる各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒを無効電力演算部５２に入力する。
【0096】
本願発明者は、鋭意の検討の結果、共分散行列適応進化戦略を用いた演算では、同じ期間データを用いて演算を行ったとしても、各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒの演算結果が一意ではないことを見出した。これは、λ個の探索点ｘの生成に乱数を用いているためであると推察される。すなわち、λ個の探索点ｘの乱数の生成具合によって、各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒの演算結果にバラツキが生じるものと推察される。
【0097】
このため、推定値演算部５０ａでは、１つの期間データから複数の出力データを生成し、各出力データの中から評価値Ｊｖの最も小さい出力データを最適な１つの出力データとして選択する。これにより、電力系統４の系統特性をより適切に推定し、連系点ＬＰの電圧変動をより適切に抑制することができる。
【0098】
図８は、実施形態に係る推定値演算部の変形例を模式的に表すブロック図である。
図８に表したように、推定値演算部５０ｂでは、選択部６４が、推定部６２から複数の出力データの入力を受けるとともに、電力系統４の系統インピーダンスの抵抗成分Ｒ、電力系統４の系統インピーダンスのリアクタンス成分Ｘ、及び無限大母線電力系統３の電圧値Ｖｒのそれぞれの事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄの入力を受ける。
図８に表したように、推定値演算部５０ｂでは、選択部６４が、推定部６２から複数の出力データの入力を受けるとともに、電力系統４の系統インピーダンスの抵抗成分Ｒ、電力系統４の系統インピーダンスのリアクタンス成分Ｘ、及び無限大母線電力系統３の電圧値Ｖｒのそれぞれの事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄの入力を受ける。
【0099】
事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄは、例えば、電力系統４での安全を考えた保守的な系統特性に設定される。事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄは、例えば、共分散行列適応進化戦略の演算に用いられる初期値Ｒ０、Ｘ０、Ｖｒ０と同じでもよい。
【0100】
事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄは、例えば、前日の同じ時間帯に無効電力演算部５２に出力された各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒ（前日値）としてもよい。例えば、分散型電源システム２が太陽光発電システムである場合には、朝や夜の時間帯の発電量が小さく、日中の時間帯の発電量が大きい。そして、これにともなって電力系統４の系統特性にも時間帯に応じた傾向が発生する可能性がある。従って、事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄを前日値とした場合には、時間帯の傾向を考慮した系統特性とすることができる。
【0101】
但し、事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄは、上記に限定されるものではない。例えば、各時間帯の前日までの週毎や月毎の平均値などを事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄとして設定してもよい。事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄは、電力系統４での安全性を考慮した任意の系統特性でよい。
【0102】
制御部４２は、例えば、図示を省略した記憶部を有し、事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄを記憶部に記憶させる。事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄは、例えば、記憶部から選択部６４に入力される。記憶部は、推定値演算部５０ｂ内に設けてもよいし、制御部４２内の別の位置に設けてもよい。事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄは、例えば、上位のコントローラなどの外部機器、あるいは電力変換装置１０に設けられた操作部などから選択部６４に入力してもよい。選択部６４への事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄの入力方法は、上記に限ることなく、任意の方法でよい。
【0103】
選択部６４は、推定部６２から入力された複数の出力データに含まれる各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒのそれぞれについて、所定の範囲内に収まっているか否かの判定を行う。より詳しくは、選択部６４は、複数の出力データのそれぞれについて、推定値＾Ｒが推定値＾Ｒ用の所定範囲内に収まっているか否か、推定値＾Ｘが推定値＾Ｘ用の所定範囲内に収まっているか否か、推定値＾Ｖｒが推定値＾Ｖｒ用の所定範囲内に収まっているか否かを判定する。
【0104】
選択部６４は、各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒのいずれかが所定の範囲から外れていると判定した場合には、その出力データを選択対象から除外する。選択部６４は、各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒのそれぞれが所定の範囲内に収まっている出力データがある場合には、各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒのそれぞれが所定の範囲内に収まっている出力データの中から評価値Ｊｖの最も小さい出力データを最適な１つの出力データとして選択する。
【0105】
一方、選択部６４は、複数の出力データのいずれも各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒのいずれかが所定の範囲から外れている場合には、事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄを選択し、事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄを各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒとして無効電力演算部５２に入力する。換言すれば、選択部６４は、各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒのそれぞれが所定の範囲内に収まっている出力データがない場合には、事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄを各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒとして無効電力演算部５２に入力する。
【0106】
このように、推定値演算部５０ｂでは、事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄが、選択部６４に入力され、選択部６４は、複数の出力データのいずれも各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒのいずれかが所定の範囲から外れている場合には、事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄを各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒとして無効電力演算部５２に入力する。
【0107】
これにより、何らかの不具合などによって現実的ではない推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒが演算されてしまったとしても、現実的ではない推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒに基づいて主回路部４０の動作が制御されてしまうことを抑制することができる。従って、連系点ＬＰの電圧変動をより適切に抑制することができる。
【0108】
なお、図８に表した例では、選択部６４に複数の出力データと事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄと、を入力している。これに限ることなく、推定部６２で演算された１つの推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒと、事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄと、を選択部６４に入力する構成としてもよい。
【0109】
選択部６４は、入力された各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒが所定の範囲内に収まっているか否かを判定し、収まっていると判定した場合には、入力された各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒを無効電力演算部５２に入力し、収まっていないと判定した場合に、事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄを各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒとして無効電力演算部５２に入力してもよい。
【0110】
図９は、実施形態に係る推定値演算部の変形例を模式的に表すブロック図である。
図９に表したように、推定値演算部５０ｃでは、選択部６４が、推定部６２から複数の出力データの入力を受けるとともに、前回の演算において無効電力演算部５２に入力した各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒの前回値Ｒｐ、Ｘｐ、Ｖｒｐの入力を受ける。
図９に表したように、推定値演算部５０ｃでは、選択部６４が、推定部６２から複数の出力データの入力を受けるとともに、前回の演算において無効電力演算部５２に入力した各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒの前回値Ｒｐ、Ｘｐ、Ｖｒｐの入力を受ける。
【0111】
図８に表した例と同様に、選択部６４は、複数の出力データのいずれも各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒのいずれかが所定の範囲から外れている場合に、前回値Ｒｐ、Ｘｐ、Ｖｒｐを選択し、前回値Ｒｐ、Ｘｐ、Ｖｒｐを各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒとして無効電力演算部５２に入力する。換言すれば、選択部６４は、各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒのそれぞれが所定の範囲内に収まっている出力データがない場合に、前回値Ｒｐ、Ｘｐ、Ｖｒｐを各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒとして無効電力演算部５２に入力する。
【0112】
このように、推定値演算部５０ｃでは、前回値Ｒｐ、Ｘｐ、Ｖｒｐが、選択部６４に入力され、選択部６４は、複数の出力データのいずれも各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒのいずれかが所定の範囲から外れている場合には、前回値Ｒｐ、Ｘｐ、Ｖｒｐを各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒとして無効電力演算部５２に入力する。
【0113】
これにより、図８に表した例と同様に、何らかの不具合などによって現実的ではない推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒが演算されてしまったとしても、現実的ではない推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒに基づいて主回路部４０の動作が制御されてしまうことを抑制することができる。従って、連系点ＬＰの電圧変動をより適切に抑制することができる。
【0114】
図８に表した例と同様に、推定値演算部５０ｃにおいても、推定部６２で演算された１つの推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒと、前回値Ｒｐ、Ｘｐ、Ｖｒｐと、を選択部６４に入力する構成としてもよい。
【0115】
選択部６４は、入力された各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒが所定の範囲内に収まっているか否かを判定し、収まっていると判定した場合には、入力された各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒを無効電力演算部５２に入力し、収まっていないと判定した場合に、前回値Ｒｐ、Ｘｐ、Ｖｒｐを各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒとして無効電力演算部５２に入力してもよい。
【0116】
さらには、図８の構成と図９の構成とを組み合わせ、複数の出力データ又は１つの推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒを選択部６４に入力するとともに、事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄと前回値Ｒｐ、Ｘｐ、Ｖｒｐとを選択部６４に入力してもよい。
【0117】
例えば、太陽光発電システムにおける朝の稼働時など、制御部４２が動作を開始した１回目の演算においては、適切な前回値Ｒｐ、Ｘｐ、Ｖｒｐが存在しない可能性がある。このため、選択部６４は、前回値Ｒｐ、Ｘｐ、Ｖｒｐが存在しない状態において各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒのそれぞれが所定の範囲内に収まっている出力データがない場合に、事前設定値Ｒｄ、Ｘｄ、Ｖｒｄを選択し、前回値Ｒｐ、Ｘｐ、Ｖｒｐが存在する状態において各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒのそれぞれが所定の範囲内に収まっている出力データがない場合に、前回値Ｒｐ、Ｘｐ、Ｖｒｐを選択してもよい。
【0118】
図１０は、実施形態に係る分散型電源システムの変形例を模式的に表すブロック図である。
図１０に表したように、分散型電源システム２ａは、制御装置１００をさらに備える。制御装置１００は、分散型電源システム２ａに設けられた複数の電力変換装置１０のそれぞれの動作を制御する。制御装置１００は、例えば、メインサイトコントローラなどと呼ばれる場合がある。但し、制御装置１００は、複数台の電力変換装置１０に限ることなく、１台の電力変換装置１０の動作を制御してもよい。
図１０に表したように、分散型電源システム２ａは、制御装置１００をさらに備える。制御装置１００は、分散型電源システム２ａに設けられた複数の電力変換装置１０のそれぞれの動作を制御する。制御装置１００は、例えば、メインサイトコントローラなどと呼ばれる場合がある。但し、制御装置１００は、複数台の電力変換装置１０に限ることなく、１台の電力変換装置１０の動作を制御してもよい。
【0119】
制御装置１００は、通信部１０２と、制御部１０４と、を備える。通信部１０２は、電力変換装置１０との通信を行う。通信部１０２は、例えば、複数の電力変換装置１０のそれぞれと通信を行う。なお、通信部１０２と電力変換装置１０との間の通信は、有線でもよいし、無線を介してもよい。
【0120】
制御部１０４は、推定値演算部１１０を有する。推定値演算部１１０の構成は、上記実施形態に関して説明した推定値演算部５０～５０ｃのいずれかの構成と同様とすることができる。制御部１０４は、推定値演算部１１０によって演算された各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒに応じた無効電力を各電力変換装置１０に出力させるように、各電力変換装置１０の動作を制御する。
【0121】
制御部１０４は、例えば、上記実施形態に関して説明した無効電力演算部５２と同様の無効電力演算部を有し、無効電力演算部によって演算された無効電力指令値を各電力変換装置１０に入力することにより、各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒに応じた無効電力を各電力変換装置１０に出力させるように、各電力変換装置１０の動作を制御する。
【0122】
例えば、各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒを制御装置１００から各電力変換装置１０に入力し、無効電力の演算は、各電力変換装置１０に演算させてもよい。各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒに応じた無効電力を各電力変換装置１０に出力させるように、各電力変換装置１０の動作を制御する制御の態様は、各推定値＾Ｒ、＾Ｘ、＾Ｖｒに応じた適切な無効電力を各電力変換装置１０に出力させることが可能な任意の態様でよい。
【0123】
分散型電源システム２ａにおいては、各電力変換装置１０の制御部４２の推定値演算部５０を省略可能である。また、制御装置１００の制御部１０４に無効電力演算部を設けた場合には、各電力変換装置１０の制御部４２の無効電力演算部５２も省略可能である。
【0124】
このように、推定値演算部は、各電力変換装置１０の制御部４２に限ることなく、各電力変換装置１０の動作を制御する制御装置１００の制御部１０４に設けてもよい。この場合にも、上記実施形態と同様に、計測値のノイズへの耐性を高めつつ、系統特性の変化への追従性も高めることができる。
【0125】
本実施形態は、以下の態様を含む。
（付記１）
分散型電源の電力を無限大母線電力系統につながる電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給することにより、前記分散型電源を前記電力系統と連系させる電力変換装置であって、
前記分散型電源の前記電力を、前記電力系統に対応した前記交流電力に変換する主回路部と、
前記主回路部の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部と、
前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を基に、前記電力系統に供給する無効電力の無効電力指令値を演算する無効電力演算部と、
所定の有効電力及び前記無効電力指令値に対応する無効電力を出力するように、前記主回路部を駆動する駆動回路と、
を有し、
前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する電力変換装置。
（付記１）
分散型電源の電力を無限大母線電力系統につながる電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給することにより、前記分散型電源を前記電力系統と連系させる電力変換装置であって、
前記分散型電源の前記電力を、前記電力系統に対応した前記交流電力に変換する主回路部と、
前記主回路部の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部と、
前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を基に、前記電力系統に供給する無効電力の無効電力指令値を演算する無効電力演算部と、
所定の有効電力及び前記無効電力指令値に対応する無効電力を出力するように、前記主回路部を駆動する駆動回路と、
を有し、
前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する電力変換装置。
【0126】
（付記２）
前記推定部は、
前記抵抗成分と前記リアクタンス成分と前記電圧値とを多変量正規分布の平均ベクトルとして設定し、
前記多変量正規分布に従う複数の探索点を演算し、
前記複数の探索点のそれぞれの評価値を演算し、
前記評価値を基に、評価の高い上位数個の探索点を抽出し、
抽出した前記上位数個の探索点を基に、前記多変量正規分布を更新し、
所定の終了条件を満たすまで前記複数の探索点の演算から前記多変量正規分布の更新までの演算を繰り返し実行し、
最終回の演算で更新された前記多変量正規分布の前記平均ベクトルに含まれる前記抵抗成分、前記リアクタンス成分、及び前記電圧値を前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値、及び前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値として演算する付記１記載の電力変換装置。
前記推定部は、
前記抵抗成分と前記リアクタンス成分と前記電圧値とを多変量正規分布の平均ベクトルとして設定し、
前記多変量正規分布に従う複数の探索点を演算し、
前記複数の探索点のそれぞれの評価値を演算し、
前記評価値を基に、評価の高い上位数個の探索点を抽出し、
抽出した前記上位数個の探索点を基に、前記多変量正規分布を更新し、
所定の終了条件を満たすまで前記複数の探索点の演算から前記多変量正規分布の更新までの演算を繰り返し実行し、
最終回の演算で更新された前記多変量正規分布の前記平均ベクトルに含まれる前記抵抗成分、前記リアクタンス成分、及び前記電圧値を前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値、及び前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値として演算する付記１記載の電力変換装置。
【0127】
（付記３）
前記複数の探索点のそれぞれは、前記抵抗成分、前記リアクタンス成分、及び前記電圧値のそれぞれの値を含むベクトルであり、
前記推定部は、
前記期間データに含まれる複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び前記複数の探索点に含まれる前記抵抗成分、前記リアクタンス成分、及び前記電圧値のそれぞれの値を基に、１つの前記探索点に対し、前記期間データに含まれる複数の前記電圧値の数に応じた複数の前記電圧の演算値を演算し、
前記期間データに含まれる前記電圧値と前記演算値との誤差を、前記期間データに含まれる複数の前記電圧値のそれぞれについて演算し、
前記電圧値と前記演算値との誤差の絶対値の総和を１つの前記探索点の前記評価値として演算し、
前記評価値の小さい前記探索点の評価を高くし、前記複数の探索点のうち、前記評価値の小さい上位数個の探索点を抽出する付記２記載の電力変換装置。
前記複数の探索点のそれぞれは、前記抵抗成分、前記リアクタンス成分、及び前記電圧値のそれぞれの値を含むベクトルであり、
前記推定部は、
前記期間データに含まれる複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び前記複数の探索点に含まれる前記抵抗成分、前記リアクタンス成分、及び前記電圧値のそれぞれの値を基に、１つの前記探索点に対し、前記期間データに含まれる複数の前記電圧値の数に応じた複数の前記電圧の演算値を演算し、
前記期間データに含まれる前記電圧値と前記演算値との誤差を、前記期間データに含まれる複数の前記電圧値のそれぞれについて演算し、
前記電圧値と前記演算値との誤差の絶対値の総和を１つの前記探索点の前記評価値として演算し、
前記評価値の小さい前記探索点の評価を高くし、前記複数の探索点のうち、前記評価値の小さい上位数個の探索点を抽出する付記２記載の電力変換装置。
【0128】
（付記４）
前記推定値演算部は、前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値の入力を受け、入力された前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値を基に、前記期間データを生成し、生成した前記期間データを前記推定部に入力するデータ生成部をさらに有し、
前記データ生成部は、前記所定の期間の経過に応じて前記期間データを生成した後、次の前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値の入力を受けた際に、最も古い前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値のデータを削除し、入力された新しい前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値のデータを追加することにより、次の前記期間データを生成する移動窓の処理を行う付記１～３のいずれか１つに記載の電力変換装置。
前記推定値演算部は、前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値の入力を受け、入力された前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値を基に、前記期間データを生成し、生成した前記期間データを前記推定部に入力するデータ生成部をさらに有し、
前記データ生成部は、前記所定の期間の経過に応じて前記期間データを生成した後、次の前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値の入力を受けた際に、最も古い前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値のデータを削除し、入力された新しい前記有効電力値、前記無効電力値、及び前記電圧値のデータを追加することにより、次の前記期間データを生成する移動窓の処理を行う付記１～３のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【0129】
（付記５）
前記推定値演算部は、選択部をさらに有し、
前記推定部は、入力された１つの前記期間データに対して前記共分散行列適応進化戦略を用いた演算を複数回実行することにより、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の評価値と、を含む出力データを入力された１つの前記期間データから複数生成し、生成した複数の前記出力データを前記選択部に入力し、
前記選択部は、前記評価値を基に、入力された複数の前記出力データから最適な１つの出力データを選択し、選択した１つの前記出力データに含まれる前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記無効電力演算部に入力する付記１～４のいずれか１つに記載の電力変換装置。
前記推定値演算部は、選択部をさらに有し、
前記推定部は、入力された１つの前記期間データに対して前記共分散行列適応進化戦略を用いた演算を複数回実行することにより、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の評価値と、を含む出力データを入力された１つの前記期間データから複数生成し、生成した複数の前記出力データを前記選択部に入力し、
前記選択部は、前記評価値を基に、入力された複数の前記出力データから最適な１つの出力データを選択し、選択した１つの前記出力データに含まれる前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記無効電力演算部に入力する付記１～４のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【0130】
（付記６）
前記推定値演算部は、選択部をさらに有し、
前記推定部は、前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記選択部に入力し、
前記選択部は、前記推定部から前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の入力を受けるとともに、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分、及び前記無限大母線電力系統の電圧値のそれぞれの事前設定値の入力を受け、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値が所定の範囲内に収まっている場合には、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記無効電力演算部に入力し、収まっていない場合には、前記事前設定値を前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値として前記無効電力演算部に入力する付記１～５のいずれか１つに記載の電力変換装置。
前記推定値演算部は、選択部をさらに有し、
前記推定部は、前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記選択部に入力し、
前記選択部は、前記推定部から前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の入力を受けるとともに、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分、及び前記無限大母線電力系統の電圧値のそれぞれの事前設定値の入力を受け、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値が所定の範囲内に収まっている場合には、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記無効電力演算部に入力し、収まっていない場合には、前記事前設定値を前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値として前記無効電力演算部に入力する付記１～５のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【0131】
（付記７）
前記事前設定値は、前日の同じ時間帯に前記無効電力演算部に出力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の前日値である付記６記載の電力変換装置。
前記事前設定値は、前日の同じ時間帯に前記無効電力演算部に出力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の前日値である付記６記載の電力変換装置。
【0132】
（付記８）
前記推定値演算部は、選択部をさらに有し、
前記推定部は、前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記選択部に入力し、
前記選択部は、前記推定部から前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の入力を受けるとともに、前回の演算において前記無効電力演算部に入力した前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の前回値の入力を受け、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値が所定の範囲内に収まっている場合には、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記無効電力演算部に入力し、収まっていない場合には、前記前回値を前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値として前記無効電力演算部に入力する付記１～７のいずれか１つに記載の電力変換装置。
前記推定値演算部は、選択部をさらに有し、
前記推定部は、前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記選択部に入力し、
前記選択部は、前記推定部から前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の入力を受けるとともに、前回の演算において前記無効電力演算部に入力した前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値の前回値の入力を受け、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値が所定の範囲内に収まっている場合には、入力された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値を前記無効電力演算部に入力し、収まっていない場合には、前記前回値を前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値として前記無効電力演算部に入力する付記１～７のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【0133】
（付記９）
分散型電源の電力を無限大母線電力系統につながる電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給することにより、前記分散型電源を前記電力系統と連系させる電力変換装置の動作を制御する制御装置であって、
前記電力変換装置との通信を行う通信部と、
前記電力変換装置の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部を有し、前記推定値演算部によって演算された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値に応じた無効電力を前記電力変換装置に出力させるように、前記電力変換装置の動作を制御し、
前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する制御装置。
分散型電源の電力を無限大母線電力系統につながる電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給することにより、前記分散型電源を前記電力系統と連系させる電力変換装置の動作を制御する制御装置であって、
前記電力変換装置との通信を行う通信部と、
前記電力変換装置の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部を有し、前記推定値演算部によって演算された前記抵抗成分の推定値、前記リアクタンス成分の推定値、及び前記電圧値の推定値に応じた無効電力を前記電力変換装置に出力させるように、前記電力変換装置の動作を制御し、
前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する制御装置。
【0134】
（付記１０）
分散型電源と、
前記分散型電源の電力を無限大母線電力系統につながる電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給することにより、前記分散型電源を前記電力系統と連系させる電力変換装置と、
を備え、
前記電力変換装置は、
前記分散型電源の前記電力を、前記電力系統に対応した前記交流電力に変換する主回路部と、
前記主回路部の動作を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部と、
前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を基に、前記電力系統に供給する無効電力の無効電力指令値を演算する無効電力演算部と、
所定の有効電力及び前記無効電力指令値に対応する無効電力を出力するように、前記主回路部を駆動する駆動回路と、
を有し、
前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する分散型電源システム。
分散型電源と、
前記分散型電源の電力を無限大母線電力系統につながる電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給することにより、前記分散型電源を前記電力系統と連系させる電力変換装置と、
を備え、
前記電力変換装置は、
前記分散型電源の前記電力を、前記電力系統に対応した前記交流電力に変換する主回路部と、
前記主回路部の動作を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記電力系統との連系点の有効電力値、前記連系点の無効電力値、及び前記連系点の電圧値を基に、前記電力系統の系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定値演算部と、
前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を基に、前記電力系統に供給する無効電力の無効電力指令値を演算する無効電力演算部と、
所定の有効電力及び前記無効電力指令値に対応する無効電力を出力するように、前記主回路部を駆動する駆動回路と、
を有し、
前記推定値演算部は、所定の期間の複数の前記有効電力値、複数の前記無効電力値、及び複数の前記電圧値を含む期間データの入力を受け、入力された前記期間データに対して共分散行列適応進化戦略を適用することにより、前記期間データを基に、前記電力系統の前記系統インピーダンスの抵抗成分の推定値と、前記電力系統の系統インピーダンスのリアクタンス成分の推定値と、前記無限大母線電力系統の電圧値の推定値と、を演算する推定部を有する分散型電源システム。
【0135】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0136】
２、２ａ…分散型電源システム、 ３…無限大母線電力系統、 ４…電力系統、 ６…分散型電源、 １０…電力変換装置、 １２、１４…変圧器、 １６…需要家、 １８…発電機、 ２０、２２…計測装置、 ４０…主回路部、 ４２…制御部、 ５０、５０ａ～５０ｃ…推定値演算部、 ５２…無効電力演算部、 ５４…駆動回路、 ６０…データ生成部、 ６２…推定部、 ６４…選択部、 １００制御装置、 １０２通信部、 １０４制御部、 １１０…推定値演算部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】