特開 2024-126135 電力システム、推定装置、及び推定方法

(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】P2024126135

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】電力システム、推定装置、及び推定方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 13/00 20060101AFI20240912BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

H02J13/00 301A

H02J13/00 311A

H02J1/00 301Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023034329

(22)【出願日】2023-03-07

(71)【出願人】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】可知 純夫

(72)【発明者】

【氏名】阿部 飛鳥

【テーマコード（参考）】

5G064

5G165

【Ｆターム（参考）】

5G064AA01

5G064AA04

5G064AC05

5G064AC09

5G064CA12

5G064CB08

5G064CB10

5G064DA03

5G064DA11

5G165DA07

5G165EA02

5G165EA03

5G165LA01

5G165LA02

5G165LA03

(57)【要約】

【課題】複数の電源コンバータが接続された直流の電線路の線路抵抗を算出する。
【解決手段】推定装置は、入力された電力を変換する電力変換部からの出力をπ分岐して直流の電線路に接続され、電力を供給する電力要素から入力された電力を変換して前記電線路へ出力する電源コンバータ、及び二つの前記電源コンバータの間においてＴ分岐で前記電線路に接続され、前記電線路から入力された電力を変換して負荷へ出力する負荷コンバータと通信を行う推定装置であって、前記電源コンバータ及び前記負荷コンバータが測定した自端電圧及び自端電流を取得する取得部と、前記取得部が取得した自端電圧及び自端電流に基づいて、π分岐で前記電線路に接続された二つの前記電源コンバータの間の線路抵抗を算出する算出部と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流の電線路と、
電力を供給する電力要素から入力された電力を変換して前記電線路へ出力する電源コンバータと、
前記電線路から入力された電力を変換して負荷へ出力する負荷コンバータと、
前記電源コンバータ及び前記負荷コンバータと通信を行う推定装置と、
を有し、
前記電源コンバータは、入力された電力を変換する電力変換部からの出力をπ分岐して前記電線路に接続され、
前記負荷コンバータは、π分岐で前記電線路に接続された二つの前記電源コンバータの間においてＴ分岐で前記電線路に接続され、
前記推定装置は、
前記電源コンバータ及び前記負荷コンバータが測定した自端電圧及び自端電流を取得する取得部と、
前記取得部が取得した自端電圧及び自端電流に基づいて、π分岐で前記電線路に接続された二つの前記電源コンバータの間の線路抵抗を算出する算出部と、
を備える電力システム。

【請求項2】

Ｔ分岐で前記電線路に接続された二つの電源コンバータと、
Ｔ分岐で前記電線路に接続された二つの前記電源コンバータの間においてＴ分岐で前記電線路に接続された負荷コンバータとを有し、
前記取得部は、Ｔ分岐で前記電線路に接続された二つの電源コンバータの一方が電力の出力を停止したときに他方の電源コンバータ及びＴ分岐で前記電線路に接続された二つの電源コンバータに接続された前記負荷コンバータが測定した自端電圧及び自端電流を取得し、
前記算出部は、前記取得部が取得した自端電圧及び自端電流に基づいて、Ｔ分岐で前記電線路に接続された二つの前記電源コンバータの間の線路抵抗を算出する
請求項１に記載の電力システム。

【請求項3】

前記取得部は、前記電線路に接続された二つの電源コンバータの一方が前記電線路にパルス状の電流変動を生じさせたときに他方の電源コンバータ及び当該二つの電源コンバータの間で前記電線路に接続された負荷コンバータが測定した自端電圧及び自端電流を取得し、
前記算出部は、前記取得部が取得した自端電圧及び自端電流に基づいて、前記電線路に接続された二つの前記電源コンバータの間の線路抵抗を算出する
請求項１又は請求項２に記載の電力システム。

【請求項4】

入力された電力を変換する電力変換部からの出力をπ分岐して直流の電線路に接続され、電力を供給する電力要素から入力された電力を変換して前記電線路へ出力する電源コンバータ、及び二つの前記電源コンバータの間においてＴ分岐で前記電線路に接続され、前記電線路から入力された電力を変換して負荷へ出力する負荷コンバータと通信を行う推定装置であって、
前記電源コンバータ及び前記負荷コンバータが測定した自端電圧及び自端電流を取得する取得部と、
前記取得部が取得した自端電圧及び自端電流に基づいて、π分岐で前記電線路に接続された二つの前記電源コンバータの間の線路抵抗を算出する算出部と、
を備える推定装置。

【請求項5】

入力された電力を変換する電力変換部からの出力をπ分岐して直流の電線路に接続され、電力を供給する電力要素から入力された電力を変換して前記電線路へ出力する電源コンバータと、二つの前記電源コンバータの間においてＴ分岐で前記電線路に接続され、前記電線路から入力された電力を変換して負荷へ出力する負荷コンバータとを有する電力システムの前記電線路の線路抵抗を推定する推定方法であって、
前記電源コンバータ及び前記負荷コンバータが測定した自端電圧及び自端電流を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得した自端電圧及び自端電流に基づいて、π分岐で前記電線路に接続された二つの前記電源コンバータの間の線路抵抗を算出する算出ステップと、
備える推定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力システム、推定装置、及び推定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

配電線路のインピーダンスを推定する方法として、例えば特許文献１に開示された方法がある。この方法では、柱状変圧器から出る配電線から分岐した複数の引込線のそれぞれに接続される需要家毎にインピーダンス測定装置が設置されており、インピーダンス測定装置は、需要家における電圧実効値、電流実効値、有効電力及び無効電力を測定する。各需要家のインピーダンス測定装置で測定された４種の測定情報は、電力線搬送通信を介して共有される。そして、隣接する分岐点間のインピーダンス及び引込線のインピーダンスを未知数（解）とする非線形連立方程式を、共有された４種の測定情報を用いて、この連立方程式を解くことで需要家間の配電線及び引込線からなる配電線路のインピーダンスを推定する。柱状変圧器から出る配電線から分岐して電力を供給する場合、柱状変圧器から見て末端となる需要家があるため、未知数に対して連立方程式の数が不足することがなく、配電線路のインピーダンスを推定することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６２２５３８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電力を供給するネットワークにおいては、再生可能エネルギーを用いて発電する発電装置である太陽光発電装置（PhotoVoltaic：ＰＶ）、定置型蓄電装置、電気自動車（Electric Vehicle：ＥＶ）等の多種多様な直流機器を、ＤＣ／ＤＣ変換器である電源コンバータを介して直流バスに接続した電力ネットワーク（直流グリッド）がある。このような直流グリッドにおいては、複数の電源コンバータがＴ分岐で直流バスに接続され、直流バスからの電力を負荷へ供給する複数の負荷コンバータが二つの電源コンバータの間で直流バスにＴ分岐で接続される。ここで二つの電源コンバータの間に負荷コンバータが配置された場合、電源コンバータから見て負荷コンバータで末端となるものを定義できない。このため特許文献１の方法では、二つの電源コンバータの間のインピーダンスを求めるにあたり、未知数に対して連立方程式の数が不足し、直流バスの電力変換器間のインピーダンスを推定することができない。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の電源コンバータが接続された直流の電線路の線路抵抗を算出することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る電力システムは、直流の電線路と、電力を供給する電力要素から入力された電力を変換して前記電線路へ出力する電源コンバータと、前記電線路から入力された電力を変換して負荷へ出力する負荷コンバータと、前記電源コンバータ及び前記負荷コンバータと通信を行う推定装置と、を有し、前記電源コンバータは、入力された電力を変換する電力変換部からの出力をπ分岐して前記電線路に接続され、前記負荷コンバータは、π分岐で前記電線路に接続された二つの前記電源コンバータの間においてＴ分岐で前記電線路に接続され、前記推定装置は、前記電源コンバータ及び前記負荷コンバータが測定した自端電圧及び自端電流を取得する取得部と、前記取得部が取得した自端電圧及び自端電流に基づいて、π分岐で前記電線路に接続された二つの前記電源コンバータの間の線路抵抗を算出する算出部と、を備える。

【0007】

本発明の一態様に係る電力システムにおいては、Ｔ分岐で前記電線路に接続された二つの電源コンバータと、Ｔ分岐で前記電線路に接続された二つの前記電源コンバータの間においてＴ分岐で前記電線路に接続された負荷コンバータとを有し、前記取得部は、Ｔ分岐で前記電線路に接続された二つの電源コンバータの一方が電力の出力を停止したときに他方の電源コンバータ及びＴ分岐で前記電線路に接続された二つの電源コンバータに接続された前記負荷コンバータが測定した自端電圧及び自端電流を取得し、前記算出部は、前記取得部が取得した自端電圧及び自端電流に基づいて、Ｔ分岐で前記電線路に接続された二つの前記電源コンバータの間の線路抵抗を算出してもよい。

【0008】

本発明の一態様に係る電力システムにおいては、前記取得部は、前記電線路に接続された二つの電源コンバータの一方が前記電線路にパルス状の電流変動を生じさせたときに他方の電源コンバータ及び当該二つの電源コンバータの間で前記電線路に接続された負荷コンバータが測定した自端電圧及び自端電流を取得し、前記算出部は、前記取得部が取得した自端電圧及び自端電流に基づいて、前記電線路に接続された二つの前記電源コンバータの間の線路抵抗を算出してもよい。

【0009】

本発明の一態様に係る推定装置は、入力された電力を変換する電力変換部からの出力をπ分岐して直流の電線路に接続され、電力を供給する電力要素から入力された電力を変換して前記電線路へ出力する電源コンバータ、及び二つの前記電源コンバータの間においてＴ分岐で前記電線路に接続され、前記電線路から入力された電力を変換して負荷へ出力する負荷コンバータと通信を行う推定装置であって、前記電源コンバータ及び前記負荷コンバータが測定した自端電圧及び自端電流を取得する取得部と、前記取得部が取得した自端電圧及び自端電流に基づいて、π分岐で前記電線路に接続された二つの前記電源コンバータの間の線路抵抗を算出する算出部と、を備える。

【0010】

本発明の一態様に係る推定方法は、入力された電力を変換する電力変換部からの出力をπ分岐して直流の電線路に接続され、電力を供給する電力要素から入力された電力を変換して前記電線路へ出力する電源コンバータと、二つの前記電源コンバータの間においてＴ分岐で前記電線路に接続され、前記電線路から入力された電力を変換して負荷へ出力する負荷コンバータとを有する電力システムの前記電線路の線路抵抗を推定する推定方法であって、前記電源コンバータ及び前記負荷コンバータが測定した自端電圧及び自端電流を取得する取得ステップと、前記取得ステップで取得した自端電圧及び自端電流に基づいて、π分岐で前記電線路に接続された二つの前記電源コンバータの間の線路抵抗を算出する算出ステップと、備える。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、複数の電源コンバータが接続された直流の電線路の線路抵抗を算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、第１実施形態に係る電力システムの構成を示す図である。

【図2】図２は、図２は、ＥＭＳの構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、ＥＭＳの機能ブロック図である。

【図4】図４は、電源コンバータの構成を示すブロック図である。

【図5】図５は、第１実施形態の動作例を説明するためのシーケンス図である。

【図6】図６は、第２実施形態に係る電力システムの構成を示す図である。

【図7】図７は、第２実施形態に係る電源コンバータの構成を示すブロック図である。

【図8】図８は、第２実施形態の動作例を説明するためのシーケンス図である。

【図9】図９は、第３実施形態の動作例を説明するためのシーケンス図である。

【図10】図１０は、変形例に係る電力システムの構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素については適宜同一の符号を付している。

【0014】

［第１実施形態］
＜電力システムの構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電力システムの構成を示す図である。電力システム１は、電源コンバータ１１_１、１１_２、負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３、電力要素２１_１、２１_２、負荷２２_１、２２_２、２２_３、及びバス３０を備えている。さらに、電力システム１は、ＥＭＳ（Energy Management System）４０を備える。ＥＭＳ４０は、本発明に係る推定装置の一例である。図１に示されているのは、電力システム１に含まれる一つの線路区間と、この線路区間に含まれる装置であり、バス３０には隣接する他の線路区間である隣接区間がある。隣接区間においても電源コンバータと負荷コンバータが配置されている。

【0015】

バス３０は、直流バスであり、直流の電力を送る電線路である。バス３０には、電源コンバータ１１_１、１１_２がπ分岐で接続され、負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３がＴ分岐で接続されている。

【0016】

電源コンバータ１１_１、１１_２、及び負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３は、直流の電圧を変換するＤＣ／ＤＣ変換器である。電源コンバータ１１_１、１１_２、及び負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３は、インターネット回線網や携帯電話回線網などから構成される通信ネットワークＮＷを介して有線または無線により情報通信を行う機能を有する。

【0017】

電力要素２１_１、２１_２は、一例として電力の充放電が可能な定置型蓄電装置である。定置型蓄電装置は、常設される設備内蓄電装置の一例である。電力要素２１_１は、電源コンバータ１１_１に接続される。電源コンバータ１１_１は、電力要素２１_１が供給した直流電力の電圧を変換してバス３０に出力し、かつバス３０から供給された直流電力の電圧を変換して電力要素２１_１に出力し、電力要素２１_１を充電させる機能を有する。電力要素２１_２は、電源コンバータ１１_２に接続される。電源コンバータ１１_２は、電力要素２１_２が供給した直流電力の電圧を変換してバス３０に出力し、かつバス３０から供給された直流電力の電圧を変換して電力要素２１_２に出力し、電力要素２１_２を充電させる機能を有する。なお、電力要素２１_１、２１_２は、いずれかが電力の発電および供給が可能な太陽光発電装置であってもよい。

【0018】

負荷２２_１、２２_２、２２_３は、電力を消費する装置であり、例えば供給された電力を運動エネルギー又は熱エネルギーに変換する装置である。負荷２２_１は、負荷コンバータ１２_１に接続される。負荷コンバータ１２_１は、バス３０から供給された直流電力の電圧を変換して負荷２２_１に供給する。負荷２２_２は、負荷コンバータ１２_２に接続される。負荷コンバータ１２_２は、バス３０から供給された直流電力の電圧を変換して負荷２２_２に供給する。負荷２２_３は、負荷コンバータ１２_３に接続される。負荷コンバータ１２_３は、バス３０から供給された直流電力の電圧を変換して負荷２２_３に供給する。

【0019】

電力システム１では負荷２２_１、２２_２、２２_３の電力消費によりバス３０で電圧降下が生じるが、バス３０の電圧が各負荷コンバータの動作の下限電圧未満となると、負荷を動作させる電力を負荷コンバータが負荷へ供給できなくなる。このため、電力システム１では、バス３０で電圧降下が生じてもバス３０の電圧が各負荷コンバータの動作の下限電圧未満とならないようにあらかじめ各種コンバータを分散配置している。

【0020】

図２は、ＥＭＳ４０の構成を示すブロック図である。ＥＭＳ４０は、電力システム１の状態を統合的に管理する機能と、バス３０における各コンバータ間の抵抗値を算出する機能とを有する装置であり、プロセッサ４０１、メモリ４０２、ストレージ４０３、入出力Ｉ／Ｆ４０４、及び通信Ｉ／Ｆ４０５が、バス４０６に接続されて構成されている。

【0021】

メモリ４０２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）であり、揮発性メモリ又は不揮発性メモリで構成される。メモリ４０２は、プロセッサ４０１が演算処理を行う際の作業スペースとなり、プロセッサ４０１の演算処理の結果などを記憶する。ストレージ４０３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等の補助記憶装置により構成される。ストレージ４０３のＲＯＭは、プロセッサ４０１が演算処理を行なうために使用するプログラムを記憶する。ストレージ４０３の補助記憶装置は、プロセッサ４０１が演算処理を行なうために使用するデータを格納する。入出力Ｉ／Ｆ４０４は、オペレータがＥＭＳ４０へ情報の入力を行なうためのマウスやキーボードが接続される。また、入出力Ｉ／Ｆ４０４は、オペレータに対して情報の表示を行なうためのディスプレイ装置が接続される。通信Ｉ／Ｆ４０５は、有線または無線により情報通信を行う通信モジュールを含んで構成されている。通信Ｉ／Ｆ４０５は、ネットワークＮＷを経由して、電力システム１に含まれる各コンバータと情報通信を行う。

【0022】

プロセッサ４０１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、ストレージ４０３からプログラムを読み出し、メモリ４０２を作業スペースとして実行する。プロセッサ４０１は、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）又はＧＰＵ（Graphics Processing Unit）であってもよい。プロセッサ４０１がプログラムを実行することにより、ＥＭＳ４０の機能が実現する。

【0023】

図３は、プロセッサ４０１がプログラムを実行することにより実現する本発明に係る機能部を示す図である。取得部４１１は、電源コンバータ及び負荷コンバータから送信された自端電圧及び自端電流を含む自端計測情報を取得する。算出部４１２は、取得部４１１が取得した自端電圧及び自端電流に基づいて、線路区間内のバス３０の線路抵抗を算出する。指令部４１３は、電源コンバータや負荷コンバータに対して自端計測情報の送信を指示する調査指令や、動作の停止を指示する停止指令、調査信号の出力を指示する出力指令を出力する。

【0024】

＜コンバータの構成＞
次に電源コンバータ１１_１、１１_２の具体的構成について説明する。なお、電源コンバータ１１_１、１１_２の構成は同じであるため、代表して電源コンバータ１１_１の構成を説明する。

【0025】

図４は、電源コンバータ１１_１の構成を示す図である。電源コンバータ１１_１は、制御部１００と、電力変換部１１０と、センサ１２０と、通信部１３０とを有する。

【0026】

電力変換部１１０は、バス３０に対してπ分岐で接続されている。電力変換部１１０から二系統にπ分岐して接続されるバス３０の一方は、第１の電線路の一例であり、電力変換部１１０から二系統にπ分岐して接続されるバス３０の他方は、第２の電線路の一例である。電力変換部１１０は、放電している電力要素２１_１から入力された直流電力の電圧を変換してバス３０に出力するＤＣ／ＤＣ変換を行う。電力変換部１１０は、バス３０から入力された直流電力の電圧を変換して電力要素２１_１に出力し、電力要素２１_１を充電することもできる。電力変換部１１０は、たとえばコイル、コンデンサ、ダイオード、スイッチング素子などを含む電気回路で構成されている。スイッチング素子はたとえば電界効果トランジスタや絶縁ゲート型バイポーラトランジスタである。電力変換部１１０は、たとえばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって電力変換特性を制御することができる。

【0027】

センサ１２０は、電力変換部１１０のバス３０側の電力の電気特性値を測定する。したがって、センサ１２０は、電源コンバータ１１_１に入力されるまたは電源コンバータ１１_１から出力する電力の電気特性値を測定する。具体的には、センサ１２０は、電力変換部１１０から負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３側のバス３０へ出力する電力の電気特性値と、負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３と反対側の隣接区間へ出力する電力の電気特性値を測定する。センサ１２０は、電気特性値として電流値、電圧値、電力値などを測定することができる。センサ１２０は、電気特性値を測定する測定部の一例である。センサ１２０は、測定した電気特性値を制御部１００に出力する。なお、電源コンバータ１１_２のセンサ１２０は、電力変換部１１０から負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３側のバス３０へ出力する電力の電気特性値と、負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３と反対側の隣接区間へ出力する電力の電気特性値を測定する。

【0028】

制御部１００は、電源コンバータ１１_１の主に電力変換機能の実現のために、電力変換部１１０の動作を制御するための各種演算処理を行うプロセッサと記憶部とを含んで構成される。プロセッサは、プロセッサ４０１の構成として例示したものを用いることができ、記憶部は、メモリ４０２及びストレージ４０３の構成として例示したものを用いることができる。

【0029】

制御部１００の機能は、プロセッサが記憶部から各種プログラムを読み出して実行することで、機能部として実現される。例えば、制御部１００は、電力変換部１１０の電力変換特性を制御する。制御部１００は、この制御に際し、ＰＷＭ制御のための操作量（たとえば、デューティ比）の情報を含むＰＷＭ信号を電力変換部１１０に出力し、電力変換部１１０をＰＷＭ制御する。具体的には、制御部１００は、電力変換部１１０の出力の目標値を設定する。目標値は、電気特性値であり、例えば電圧値、電流値、又は電力値である。制御部１００は、センサ１２０が測定した電気特性値と、設定した目標値との差分が所定範囲内となるように、ＰＷＭ制御のための操作量（例えば、デューティ比）を設定するフィードバック制御を行う。制御部１００が行うフィードバック制御は、予め制御部１００の記憶部に記憶された比例ゲイン、積分時間、微分時間などのパラメータを読み出して実行されるＰＩＤ制御等の、公知の手法を用いて実行できる。制御部１００は、設定した操作量の情報を電力変換部１１０に出力し、電力変換部１１０を制御する。

【0030】

通信部１３０は、有線または無線により情報通信を行う通信モジュールと、通信モジュールの動作を制御する通信制御部とを含んで構成されている。通信部１３０は、ネットワークＮＷを経由してＥＭＳ４０と情報通信を行う。通信部１３０は、例えば、ＥＭＳ４０から情報や指令を受信し、制御部１００に出力する。また、通信部１３０は、例えば、制御部１００から入力された電力状況に関する情報として、センサ１２０から出力された電気特性値をＥＭＳ４０に送信する。

【0031】

なお、負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３は、電力変換部１１０がＴ分岐でバス３０に接続されている点で電源コンバータ１１_１と相違し、負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３のセンサ１２０は、バス３０から電力変換部１１０に入力される電力の電気特性値を測定する。負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３の他の構成は、電源コンバータ１１_１と同じである。

【0032】

次にＥＭＳ４０がバス３０に接続された各コンバータ間の抵抗値を算出するときの動作例について、図５のシーケンス図を参照して説明する。ＥＭＳ４０は、例えば入出力Ｉ／Ｆ４０４に接続されたマウスやキーボードにてオペレータにより行われた操作に応じて図５に示す処理を実行する。オペレータは、例えば電力システムを新設するとき、電源コンバータの増設又は撤去が行われたとき、負荷コンバータの増設又は撤去が行われたときなどに、マウスやキーボードを操作してコンバータ間の抵抗値の算出をＥＭＳ４０に指示する。

【0033】

初めにＥＭＳ４０は、電源コンバータ１１_１、１１_２、及び負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３のそれぞれに、自端計測情報の送信を指示する調査指令を出力する（ステップＳ１０１、ステップＳ１０２）。自端計測情報とは、電力システム１の電力状況に関する情報の一例であって、電源コンバータ１１_１、１１_２、及び負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３のそれぞれのセンサ１２０によって測定された自端の電流、電圧、電力などの電気特性値を含む。

【0034】

次に調査指令を受信した電源コンバータ１１_１、１１_２と、負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３は、それぞれ取得した自端計測情報をＥＭＳ４０に送信する（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）。ＥＭＳ４０はそれぞれの自端計測情報をストレージ４０３に記憶する（ステップＳ１０５）。

【0035】

次にＥＭＳ４０は、記憶した自端計測情報をストレージ４０３から読み出し、読み出した自端計測情報に基づいて、バス３０のコンバータ間の抵抗値を算出する（ステップＳ１０６）。ここで、例えば図１に示すように、バス３０において、電源コンバータ１１_１から負荷コンバータ１２_１と反対側の隣接区間へ流れる電流をI_０、電源コンバータ１１_１から負荷コンバータ１２_１側へ流れる電流をI_１、I_１のうち負荷コンバータ１２_１へ流れる電流をｉ_１、I_１のうち負荷コンバータ１２_１より負荷コンバータ１２_２側へ流れる電流をＩ_１１、I_１１のうち負荷コンバータ１２_２へ流れる電流をｉ_２、I_１１のうち負荷コンバータ１２_２より負荷コンバータ１２_３側へ流れる電流をＩ_１２、負荷コンバータ１２_３へ流れる電流をｉ_３、電源コンバータ１１_２から負荷コンバータ１２_３と反対側の隣接区間へ流れる電流をI_３、電源コンバータ１１_２から負荷コンバータ１２_３側へ流れる電流をI_２、I_２のうち負荷コンバータ１２_３へ流れる電流をＩ_２１とする。

【0036】

また、π分岐で接続された電源コンバータ１１_１の負荷コンバータ１２_１側の自端電圧をＶ_１、負荷コンバータ１２_１の自端電圧をｖ_１、負荷コンバータ１２_２の自端電圧をｖ_２、負荷コンバータ１２_３の自端電圧をｖ_３、電源コンバータ１１_２の負荷コンバータ１２_３側の自端電圧をＶ_２とする。また、バス３０において、電源コンバータ１１_１と負荷コンバータ１２_１との間の抵抗をＲ_１、負荷コンバータ１２_１と負荷コンバータ１２_２との間の抵抗をＲ_２、負荷コンバータ１２_２と負荷コンバータ１２_３との間の抵抗をＲ_３、電源コンバータ１１_２と負荷コンバータ１２_３との間の抵抗をＲ_４とする。

【0037】

この場合、電源コンバータ１１_１と電源コンバータ１１_２との間に流れる電流の関係は、以下のとおりとなる。
Ｉ_１＝ｉ_１＋Ｉ_１１
Ｉ_１１＝ｉ_２＋Ｉ_１２
Ｉ_１２＝ｉ_３＋Ｉ_２１
Ｉ_２１＝－Ｉ_２
ＥＭＳ４０は、これらの式から連立方程式をたて、読み出した自端計測情報を用いてＩ_１、Ｉ_１１、及びＩ_１２を算出する。

【0038】

また、ＥＭＳ４０は、算出した電流値と、読み出した各コンバータの自端電圧とに基づいて、以下の式によりＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４の抵抗値を算出する。
Ｒ_１＝Ｉ_１／（Ｖ_１－ｖ_１）
Ｒ_２＝Ｉ_１１／（ｖ_１－ｖ_２）
Ｒ_３＝Ｉ_１２／（ｖ_２－ｖ_３）
Ｒ_４＝Ｉ_２１／（ｖ_３－Ｖ_２）

【0039】

以上説明したように本実施形態によれば、二つの電源コンバータ間のバス３０の抵抗値を求めるにあたり、連立方程式の数が不足しないため、抵抗値を求めることができる。また、本実施形態によれば、電力システム１の運用中に二つの電源コンバータ間の抵抗値を測定できるため、二つの電源コンバータ間において負荷コンバータの増設や撤去、移設があっても電力システム１の運用を止めることなく、各コンバータ間の抵抗値を測定することができる。

【0040】

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態について説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る電力システムの構成を示す図である。第２実施形態においては、電源コンバータ１１_１、１１_２がＴ分岐でバス３０に接続されている点と、電源コンバータ間のバス３０の抵抗値の算出方法が第１実施形態と異なる。以下では、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明を省略し、第１実施形態との相違点について説明する。

【0041】

図７は、Ｔ分岐でバス３０に接続される電源コンバータ１１_１の構成を示す図である。第２実施形態では、電力変換部１１０は、バス３０に対してＴ分岐で接続されている。センサ１２０は、電力変換部１１０のバス３０側の電力の電気特性値を測定する。したがって、センサ１２０は、電源コンバータ１１_１に入力されるまたは電源コンバータ１１_１から出力する電力の電気特性値を測定する。

【0042】

次に第２実施形態においてＥＭＳ４０がバス３０のコンバータ間の抵抗値を算出するときの動作例について、図８のシーケンス図を参照して説明する。ＥＭＳ４０は、例えば入出力Ｉ／Ｆ４０４に接続されたマウスやキーボードにてオペレータにより行われた操作に応じて図８に示す処理を実行する。

【0043】

初めにＥＭＳ４０は、電源コンバータ１１_２に対して電力変換部１１０の動作の停止を指示する停止指令を送信する（ステップＳ２０１）。この停止指令を受信した電源コンバータ１１_２は、電力変換部１１０の動作を停止する（ステップＳ２０２）。次にＥＭＳ４０は、電源コンバータ１１_２に接続する隣接区間の電源コンバータに対して停止指令を送信する（ステップＳ２０３）。これにより、隣接区間の電源コンバータも電力変換部１１０の動作を停止する。

【0044】

次にＥＭＳ４０は、電源コンバータ１１_１、及び負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３のそれぞれに、調査指令出力する（ステップＳ２０４、ステップＳ２０５）。調査指令を受信した電源コンバータ１１_１と、負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３は、それぞれ取得した自端計測情報をＥＭＳ４０に送信する（ステップＳ２０６、Ｓ２０７）。ＥＭＳ４０はそれぞれの自端計測情報をストレージ４０３に記憶する（ステップＳ２０８）。

【0045】

次にＥＭＳ４０は、記憶した自端計測情報をストレージ４０３から読み出し、読み出した自端計測情報に基づいて、バス３０のコンバータ間の抵抗値を算出する（ステップＳ２０９）。

【0046】

この場合、電源コンバータ１１_１と電源コンバータ１１_２との間に流れる電流の関係は、以下のとおりとなる。
Ｉ_１＝ｉ_１＋Ｉ_１１
Ｉ_１１＝ｉ_２＋Ｉ_１２
Ｉ_１２＝ｉ_３
ＥＭＳ４０は、これらの式から連立方程式をたて、読み出した自端計測情報を用いてＩ_１、Ｉ_１１、及びＩ_１２を算出する。

【0047】

次にＥＭＳ４０は、算出した電流値と、読み出した各コンバータの自端電圧とに基づいて、以下の式によりＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３の抵抗値を算出する。
Ｒ_１＝Ｉ_１／（Ｖ_１－ｖ_１）
Ｒ_２＝Ｉ_１１／（ｖ_１－ｖ_２）
Ｒ_３＝Ｉ_１２／（ｖ_２－ｖ_３）

【0048】

第２実施形態の方法による電源コンバータ間の抵抗値の算出は、電源コンバータの動作を停止させるため、例えば新設する電力システム１において運用を開始する前に実行するのが好ましい。また、第２実施形態の方法による電源コンバータ間の抵抗値の算出は、電力システム１の運用を開始した後に各コンバータの増設や撤去、移設を行う場合、これらの工事を行った後に停電中の作業として実行してもよい。本実施形態によれば、二つの電源コンバータ間のバス３０の抵抗値を求めるにあたり、連立方程式の数が不足しないため、抵抗値を求めることができる。

【0049】

［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態においては、電源コンバータ間のバス３０の抵抗値の算出方法が第１、第２実施形態と異なる。以下では、第１、第２実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明を省略し、第１、第２実施形態との相違点について説明する。

【0050】

図９は、第３実施形態においてＥＭＳ４０がバス３０のコンバータ間の抵抗値を算出するときの動作を説明するためのシーケンス図である。ＥＭＳ４０は、例えば入出力Ｉ／Ｆ４０４に接続されたマウスやキーボードにてオペレータにより行われた操作に応じて図９に示す処理を実行する。

【0051】

初めにＥＭＳ４０は、電源コンバータ１１_１に対して調査信号の出力指令を送信し（ステップＳ３０１）、負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３に対して調査信号に応じて変動した電気特性値の測定と、測定結果の送信を指示する調査指令を送信する（ステップＳ３０２）。

【0052】

出力指令を受信した電源コンバータ１１_１は、調査信号をバス３０へ出力し、調査信号を出力したときにセンサ１２０で測定した電気特性値である自端計測情報をＥＭＳ４０へ送信する（ステップＳ３０４）。また、調査指令を受信した負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３は、調査信号に応じて変動した電気特性値を測定し、測定結果を含む自端計測情報をＥＭＳ４０へ送信する（ステップＳ３０５）。ここで調査信号は、バス３０にパルス状の電流変動を生じさせる信号である。ＥＭＳ４０は、電源コンバータ１１_１から送信された自端計測情報と、負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３から送信された自端計測情報をストレージ４０３に記憶する（ステップＳ３０６）。

【0053】

次にＥＭＳ４０は、電源コンバータ１１_２に対して調査信号の出力指令を送信し（ステップＳ３０７）、負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３に対して調査信号に応じて変動した電気特性値の測定と、測定結果の送信を指示する調査指令を送信する（ステップＳ３０８）。

【0054】

出力指令を受信した電源コンバータ１１_２は、調査信号をバス３０へ出力し、調査信号を出力したときにセンサ１２０で測定した電気特性値である自端計測情報をＥＭＳ４０へ送信する（ステップＳ３１０）。また、調査指令を受信した負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３は、調査信号に応じて変動した電気特性値を測定し、測定結果を含む自端計測情報をＥＭＳ４０へ送信する（ステップＳ３１１）。ＥＭＳ４０は、電源コンバータ１１_２から送信された自端計測情報と、負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３から送信された自端計測情報をストレージ４０３に記憶する（ステップＳ３１２）。次にＥＭＳ４０は、ステップＳ３０５とステップＳ３１２で記憶した自端計測情報をストレージ４０３から読み出し、読み出した自端計測情報に基づいて、バス３０のコンバータ間の抵抗値を算出する（ステップＳ３１３）。

【0055】

例えば電源コンバータ１１_１から負荷コンバータ１２_２までの区間の抵抗であるＲ_０１は、以下の式で算出できる。
Ｒ_０１＝ΔＶ_１／ΔＩ_１
ΔＶ_１は、電源コンバータ１１_１が調査信号を出力しているときの電源コンバータ１１_１の自端電圧と負荷コンバータ１２_２の自端電圧との差の増加分である。ΔＩ_１は、電源コンバータ１１_１が調査信号による電源コンバータ１１_１と負荷コンバータ１２_２の間の電流の変化分である。

【0056】

また、電源コンバータ１１_２から負荷コンバータ１２_２までの区間の抵抗であるＲ_０２は、以下の式で算出できる。
Ｒ_０２＝ΔＶ_２／ΔＩ_２
ΔＶ_２は、電源コンバータ１１_２が調査信号を出力しているときの電源コンバータ１１_２の自端電圧と負荷コンバータ１２_２の自端電圧との差の増加分である。ΔＩ_２は、電源コンバータ１１_２が調査信号による電源コンバータ１１_１と負荷コンバータ１２_２の間の電流の変化分である。

【0057】

なお、電源コンバータ１１_１、１１_２がπ分岐でバス３０に接続されている第１実施形態の構成においても、第３実施形態と同様に電源コンバータ１１_１、１１_２から調査信号をバス３０へ出力させ、調査信号が出力されているときの自端計測情報に基づいてバス３０におけるコンバータ間の抵抗値を算出してもよい。

【0058】

本実施形態によれば、電力システム１の運用中に二つの電源コンバータ間の抵抗値を測定できるため、二つの電源コンバータ間において負荷コンバータの増設や撤去、移設があっても電力システム１の運用を止めることなく、各コンバータ間の抵抗値を測定することができる。

【0059】

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。上述した各実施形態及び各変形例の構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態や変形例に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

【0060】

本発明においては、π分岐で電源コンバータがバス３０に接続される線路区間と、Ｔ分岐で電源コンバータがバス３０に接続される線路区間が混在していてもよい。図１０は、π分岐で電源コンバータがバス３０に接続される線路区間と、Ｔ分岐で電源コンバータがバス３０に接続される線路区間が混在する電力システムの一例を示す図である。なお、図１０に示す電力システム１Ａにおいては、図面が煩雑になるのを防ぐため、ＥＭＳ４０と通信ネットワークＮＷの図示を省略している。

【0061】

電源コンバータ１３_１、１３_２、電源コンバータ１５_１、１５_２、負荷コンバータ１４_１、１４_２、１４_３、及び負荷コンバータ１６_１、１６_２、１６_３は、直流の電圧を変換するＤＣ／ＤＣ変換器である。電力要素２３_１、２３_２は、一例として電力の充放電が可能な定置型蓄電装置である。電力要素２３_１は、電源コンバータ１３_１に接続され、電力要素２３_１２は、電源コンバータ１３_２に接続されている。電源コンバータ１３_１、１３_２は、Ｔ分岐でバス３０に接続されている。負荷２４_１、２４_２、２４_３は、電力を消費する装置であり、負荷２４_１は、負荷コンバータ１４_１に接続され、負荷２４_２は、負荷コンバータ１４_２に接続され、負荷２４_３は、負荷コンバータ１４_３に接続されている。

【0062】

電力要素２５_１、２５_２は、一例として電力の充放電が可能な定置型蓄電装置である。電力要素２５_１は、電源コンバータ１５_１に接続され、電力要素２５_１２は、電源コンバータ１５_２に接続されている。電源コンバータ１５_１、１５_２は、Ｔ分岐でバス３０に接続されている。負荷２６_１、２６_２、２６_３は、電力を消費する装置であり、負荷２６_１は、負荷コンバータ１６_１に接続され、負荷２６_２は、負荷コンバータ１６_２に接続され、負荷２６_３は、負荷コンバータ１６_３に接続されている。

【0063】

電力システム１Ａにおいては、電源コンバータ１１_１、１１_２、及び負荷コンバータ１２_１、１２_２、１２_３がバス３０に接続されている線路区間に対して第１実施形態の方法、又は第３実施形態の方法で二つの電源コンバータ間のバス３０の抵抗値を求めてもよい。また、電力システム１Ａにおいては、電源コンバータ１３_１、１３_２、及び負荷コンバータ１４_１、１４_２、１４_３がバス３０に接続されている線路区間と、電源コンバータ１５_１、１５_２、及び負荷コンバータ１６_１、１６_２、１６_３がバス３０に接続されている線路区間に対して、第２実施形態の方法、又は第３実施形態の方法で二つの電源コンバータ間のバス３０の抵抗値を求めてもよい。

【符号の説明】

【0064】

１、１Ａ 電力システム
１１_１、１１_２、１３_１、１３_２、１５_１、１５_２ 電源コンバータ
１２_１、１２_２、１２_３、１４_１、１４_２、１４_３、１６_１、１６_２、１６_３ 負荷コンバータ
２１_１、２１_２、２３_１、２３_２、２５_１、２５_２ 電力要素
２２_１、２２_２、２２_３、２４_１、２４_２、２４_３、２６_１、２６_２、２６_３ 負荷
１００ 制御部
１１０ 電力変換部
１２０ センサ
１３０ 通信部
４０１ プロセッサ
４０２ メモリ
４０３ ストレージ
４０４ 入出力Ｉ／Ｆ
４０５ 通信Ｉ／Ｆ
４０６ バス
４１１ 取得部
４１２ 算出部
４１３ 指令部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】