特開 2024-137251 単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステム、単芯電力ケーブルのダイナミックレイティング方法、送電システムおよびプログラム

(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】P2024137251

(43)【公開日】2024-10-07

(54)【発明の名称】単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステム、単芯電力ケーブルのダイナミックレイティング方法、送電システムおよびプログラム

(51)【国際特許分類】

   H02G 9/00 20060101AFI20240927BHJP

   H02G 1/10 20060101ALI20240927BHJP

   H02G 1/06 20060101ALI20240927BHJP

   H01B 9/00 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

H02G9/00

H02G1/10

H02G1/06

H01B9/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023048698

(22)【出願日】2023-03-24

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）２０１９年度国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「次世代洋上直流送電システム開発事業／システム開発」の委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(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】岸田 寛

【テーマコード（参考）】

5G352

5G369

【Ｆターム（参考）】

5G352CA08

5G352EA05

5G369AA16

5G369BA01

5G369BA04

5G369BB01

5G369CA09

(57)【要約】

【課題】高精度の導体温度の推定値の算出を実現すること。
【解決手段】導体と、前記導体の外側を取り囲む絶縁層と、前記絶縁層よりも外側に配置された分布型温度センサを備えた単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステムであって、前記分布型温度センサが検知した検知温度を取得する温度取得部と、前記導体に流れる電流の電流値を測定する電流測定部と、前記単芯電力ケーブルの単位長さの箇所毎に、少なくとも、前記温度取得部が取得した或る測定時刻での検知温度と、前記電流測定部が測定した前記測定時刻までの電流に対応する電力の履歴と、前記電流によって前記導体で発生した熱による前記検知温度の変化を示す温度応答関数とから、前記測定時刻での前記導体の導体温度の推定値を算出し、前記箇所の少なくとも一つに対して、前記推定値を用いて、前記測定時刻から任意時間後の許容電流値を算出する処理部と、を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

送電システムにおいて用いられる単芯電力ケーブルであって、導体と、前記導体の外側を取り囲む絶縁層と、前記絶縁層よりも外側に配置された分布型温度センサを備えた単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステムであって、
前記分布型温度センサが検知した検知温度を取得する温度取得部と、
前記導体に流れる電流の電流値を測定する電流測定部と、
前記単芯電力ケーブルの単位長さの箇所毎に、少なくとも、前記温度取得部が取得した或る測定時刻での検知温度と、前記電流測定部が測定した前記測定時刻までの電流に対応する電力の履歴と、前記電流によって前記導体で発生した熱による前記検知温度の変化を示す温度応答関数とから、前記測定時刻での前記導体の導体温度の推定値を算出し、
前記箇所の少なくとも一つに対して、前記推定値を用いて、前記測定時刻から任意時間後の許容電流値を算出する処理部と、
を備える
単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステム。

【請求項2】

前記推定値は、少なくとも、前記検知温度と、前記電力の履歴と前記温度応答関数との積の過去の時刻から前記測定時刻までの総和と、の和で表され、
前記温度応答関数は、前記導体に電力をインパルス状に加えたときの、前記導体温度と前記検知温度との温度差の時間変化を表す関数である
請求項１に記載の単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステム。

【請求項3】

前記送電システムは、着床式洋上風力発電システムまたは浮体式洋上風力発電システムである
請求項１に記載の単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステム。

【請求項4】

前記単芯電力ケーブルは、海上の気中から海中にわたって保護管に覆われた気中管路部、海水に囲まれた海中部、直に土砂に埋設された直埋設部、保護管に覆われた状態で土砂に埋設された埋設管路部の少なくとも一つを含む
請求項３に記載の単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステム。

【請求項5】

前記気中管路部、前記海中部、前記直埋設部、および前記埋設管路部では、前記温度応答関数が互いに異なる
請求項４に記載の単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステム。

【請求項6】

前記気中管路部または前記埋設管路部において前記単芯電力ケーブルの周囲温度を検知する温度センサを備え、
前記処理部は、前記気中管路部または前記埋設管路部に対しては、前記周囲温度の変動と、前記単芯電力ケーブルとその周囲との熱伝達を示す周囲温度応答関数との積の過去の時刻から前記測定時刻までの総和を含む補正項も適用して、前記測定時刻での前記導体温度の前記推定値を算出する
請求項４に記載の単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステム。

【請求項7】

前記処理部は、前記単芯電力ケーブルの単位長さ毎に前記許容電流値を算出し、
算出した前記許容電流値のうち最も小さい前記許容電流値を、前記単芯電力ケーブルの許容電流値と決定する
請求項１に記載の単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステム。

【請求項8】

前記処理部は、前記単芯電力ケーブルの単位長さ毎に算出した前記導体温度の前記推定値のうち、最も高い前記推定値が算出された箇所に対して、前記許容電流値を算出する
請求項１に記載の単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステム。

【請求項9】

前記測定時刻から前記任意時間後に前記単芯電力ケーブルに流れる電流を、算出した前記許容電流値以下になるように調整する電流制御部を備える
請求項１に記載の単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステム。

【請求項10】

前記単芯電力ケーブルにおいて、複数の前記分布型温度センサが前記導体を中心とする対称の位置に配置されており、
前記処理部は、複数の前記分布型温度センサが検知した検知温度の平均値を前記導体温度の前記推定値の算出に用いる
請求項１に記載の単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステム。

【請求項11】

請求項１に記載の単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステムを備える送電システム。

【請求項12】

送電システムにおいて用いられる単芯電力ケーブルであって、単芯の導体と、前記導体の外側を取り囲む絶縁層と、前記絶縁層よりも外側に配置された分布型温度センサを備えた単芯電力ケーブルのダイナミックレイティング方法であって、
前記分布型温度センサが検知した検知温度を取得する検知温度取得ステップと、
前記導体に流れる電流の電流値を取得する電流値取得ステップと、
前記単芯電力ケーブルの単位長さ毎に、少なくとも、或る測定時刻での前記検知温度と、前記測定時刻までの前記電流に対応する電力の履歴と、前記電流によって前記導体で発生した熱による前記検知温度の変化を示す温度応答関数とから、前記測定時刻での前記導体の導体温度の推定値を算出する推定値算出ステップと、
前記推定値を用いて、前記測定時刻から任意時間後の許容電流値を算出する許容電流値算出ステップと、
を備える
単芯電力ケーブルのダイナミックレイティング方法。

【請求項13】

前記単芯電力ケーブルに流れる電流を算出した前記許容電流値以下に制御する制御ステップを備える
請求項１２に記載の単芯電力ケーブルのダイナミックレイティング方法。

【請求項14】

送電システムにおいて用いられる単芯電力ケーブルであって、単芯の導体と、前記導体の外側を取り囲む絶縁層と、前記絶縁層よりも外側に配置された分布型温度センサを備えた単芯電力ケーブルの前記分布型温度センサが検知した検知温度を取得する検知温度取得ステップと、
前記導体に流れる電流の電流値を取得する電流値取得ステップと、
前記単芯電力ケーブルの単位長さ毎に、少なくとも、或る測定時刻での前記検知温度と、前記測定時刻までの前記電流に対応する電力の履歴と、前記電流によって前記導体で発生した熱による前記検知温度の変化を示す温度応答関数とから、前記測定時刻での前記導体の導体温度の推定値を算出する推定値算出ステップと、
前記推定値を用いて、前記測定時刻から任意時間後の許容電流値を算出する許容電流値算出ステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。

【請求項15】

前記プログラムは、さらに、前記単芯電力ケーブルに流れる電流を算出した前記許容電流値以下に制御する制御ステップをコンピュータに実行させる
請求項１４に記載のプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステム、単芯電力ケーブルのダイナミックレイティング方法、送電システムおよびプログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

送電システムにおけるダイナミックレイティングシステム（ＤＲＳ）として、風力発電における発電量や、気象が変化する状況下で、電力ケーブルの導体温度をリアルタイムで推定し、電力ケーブルでの送電に許容される許容電流値を動的に予測するシステムが知られている。ＤＲＳを用いれば、たとえば導体温度が許容値を超えると推定される場合だけ送電する電流を許容電流値以下とする運用が可能である。これにより、電力ケーブルの導体面積を過度に大きくして、導体の温度上昇に過剰に余裕を持たせておく必要がなくなるので、導体面積の削減ひいては電力ケーブルの低コスト化を実現することができる。

【0003】

特許文献１には、多芯の電力ケーブルにおける導体温度の推定方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５５８０７１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、直流電力を送電するような単芯の電力ケーブルにおいては、高精度の導体温度の推定値については検討されていなかった。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高精度の導体温度の推定値の算出を実現できる単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステム、単芯電力ケーブルのダイナミックレイティング方法、送電システムおよびプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様は、送電システムにおいて用いられる単芯電力ケーブルであって、導体と、前記導体の外側を取り囲む絶縁層と、前記絶縁層よりも外側に配置された分布型温度センサを備えた単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステムであって、前記分布型温度センサが検知した検知温度を取得する温度取得部と、前記導体に流れる電流の電流値を測定する電流測定部と、前記単芯電力ケーブルの単位長さの箇所毎に、少なくとも、前記温度取得部が取得した或る測定時刻での検知温度と、前記電流測定部が測定した前記測定時刻までの電流に対応する電力の履歴と、前記電流によって前記導体で発生した熱による前記検知温度の変化を示す温度応答関数とから、前記測定時刻での前記導体の導体温度の推定値を算出し、前記箇所の少なくとも一つに対して、前記推定値を用いて、前記測定時刻から任意時間後の許容電流値を算出する処理部と、を備える単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステムである。

【0008】

前記推定値は、少なくとも、前記検知温度と、前記電力の履歴と前記温度応答関数との積の過去の時刻から前記測定時刻までの総和と、の和で表され、前記温度応答関数は、前記導体に電力をインパルス状に加えたときの、前記導体温度と前記検知温度との温度差の時間変化を表す関数でもよい。

【0009】

前記送電システムは、着床式洋上風力発電システムまたは浮体式洋上風力発電システムでもよい。

【0010】

前記単芯電力ケーブルは、海上の気中から海中にわたって保護管に覆われた気中管路部、海水に囲まれた海中部、直に土砂に埋設された直埋設部、保護管に覆われた状態で土砂に埋設された埋設管路部の少なくとも一つを含んでもよい。

【0011】

前記気中管路部、前記海中部、前記直埋設部、および前記埋設管路部では、前記温度応答関数が互いに異なってもよい。

【0012】

前記ダイナミックレイティングシステムは、前記気中管路部または前記埋設管路部において前記単芯電力ケーブルの周囲温度を検知する温度センサを備え、前記処理部は、前記気中管路部または前記埋設管路部に対しては、前記周囲温度の変動と、前記単芯電力ケーブルとその周囲との熱伝達を示す周囲温度応答関数との積の過去の時刻から前記測定時刻までの総和を含む補正項も適用して、前記測定時刻での前記導体温度の前記推定値を算出してもよい。

【0013】

前記処理部は、前記単芯電力ケーブルの単位長さ毎に前記許容電流値を算出し、算出した前記許容電流値のうち最も小さい前記許容電流値を、前記単芯電力ケーブルの許容電流値と決定してもよい。

【0014】

前記処理部は、前記単芯電力ケーブルの単位長さ毎に算出した前記導体温度の前記推定値のうち、最も高い前記推定値が算出された箇所に対して、前記許容電流値を算出してもよい。

【0015】

前記ダイナミックレイティングシステムは、前記測定時刻から前記任意時間後に前記単芯電力ケーブルに流れる電流を、算出した前記許容電流値以下になるように調整する電流制御部を備えてもよい。

【0016】

前記単芯電力ケーブルにおいて、複数の前記分布型温度センサが前記導体を中心とする対称の位置に配置されており、前記処理部は、複数の前記分布型温度センサが検知した検知温度の平均値を前記導体温度の前記推定値の算出に用いてもよい。

【0017】

本発明の一態様は、前記単芯電力ケーブルのダイナミックレイティングシステムを備える送電システムである。

【0018】

本発明の一態様は、送電システムにおいて用いられる単芯電力ケーブルであって、単芯の導体と、前記導体の外側を取り囲む絶縁層と、前記絶縁層よりも外側に配置された分布型温度センサを備えた単芯電力ケーブルのダイナミックレイティング方法であって、前記分布型温度センサが検知した検知温度を取得する検知温度取得ステップと、前記導体に流れる電流の電流値を取得する電流値取得ステップと、前記単芯電力ケーブルの単位長さ毎に、少なくとも、或る測定時刻での前記検知温度と、前記測定時刻までの前記電流に対応する電力の履歴と、前記電流によって前記導体で発生した熱による前記検知温度の変化を示す温度応答関数とから、前記測定時刻での前記導体の導体温度の推定値を算出する推定値算出ステップと、前記推定値を用いて、前記測定時刻から任意時間後の許容電流値を算出する許容電流値算出ステップと、を備える単芯電力ケーブルのダイナミックレイティング方法である。

【0019】

前記ダイナミックレイティング方法は、前記単芯電力ケーブルに流れる電流を算出した前記許容電流値以下に制御する制御ステップを備えてもよい。

【0020】

本発明の一態様は、送電システムにおいて用いられる単芯電力ケーブルであって、単芯の導体と、前記導体の外側を取り囲む絶縁層と、前記絶縁層よりも外側に配置された分布型温度センサを備えた単芯電力ケーブルの前記分布型温度センサが検知した検知温度を取得する検知温度取得ステップと、前記導体に流れる電流の電流値を取得する電流値取得ステップと、前記単芯電力ケーブルの単位長さ毎に、少なくとも、或る測定時刻での前記検知温度と、前記測定時刻までの前記電流に対応する電力の履歴と、前記電流によって前記導体で発生した熱による前記検知温度の変化を示す温度応答関数とから、前記測定時刻での前記導体の導体温度の推定値を算出する推定値算出ステップと、前記推定値を用いて、前記測定時刻から任意時間後の許容電流値を算出する許容電流値算出ステップと、をコンピュータに実行させるプログラムである。

【0021】

前記プログラムは、さらに、前記単芯電力ケーブルに流れる電流を算出した前記許容電流値以下に制御する制御ステップをコンピュータに実行させてもよい。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、単芯電力ケーブルにおいて、高精度の導体温度の推定値の算出を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】図１は、実施形態に係るダイナミックレイティングシステムにて用いる単芯電力ケーブルの模式的な断面図である。

【図2】図２は、実施形態に係るダイナミックレイティングシステムが適用される着床式洋上風力発電システムの模式的な構成図である。

【図3】図３は、送電システムが浮体式洋上風力発電システムである場合を示す模式的な構成図である。

【図4】図４は、実施形態に係るダイナミックレイティングシステムの模式的な構成図である。

【図5】図５は、温度応答関数および式（１）の第２項を説明する図である。

【図6】図６は、埋設管路部を説明する図である。

【図7】図７は、異径導体接続構造を説明する図である。

【図8】図８は、異径導体接続構造を用いた単芯電力ケーブルの使用例を説明する図である。

【図9】図９は、実験例１の結果を示す図である。

【図10】図１０は、実験例２の結果を示す図である。

【図11】図１１は、実施形態に係るダイナミックレイティングシステムを備えた送電システムの模式的な構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下に、図面を参照して実施形態について説明する。なお、この実施形態によりこの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は適宜同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

【0025】

（実施形態）
［単芯電力ケーブルの構成］
図１は、実施形態に係るダイナミックレイティングシステムにて用いる単芯電力ケーブル１の模式的な断面図である。単芯電力ケーブル１は、導体１ａと、内部半導電層１ｂと、絶縁層１ｃと、外部半導電層１ｄと、遮水層１ｅと、防食層１ｆと、座床テープ１ｇと、スペーサ１ｈと、温度測定用光ファイバ１ｉと、座床プラスチック紐１ｊと、亜鉛メッキ鉄線１ｋと、外装１ｌと、通信用光ファイバ１ｍと、を備えている。単芯電力ケーブル１はたとえば海底ケーブルとして構成されている。

【0026】

導体１ａは、単芯電力ケーブル１の略中心軸上に配置されている、電流が流れる部分であり、良導体からなる複数の撚線で構成されている。良導体は、たとえば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などである。内部半導電層１ｂは、導体１ａの外側を取り囲んでおり、たとえば、カーボンが混入された半導電性のゴムからなる。絶縁層１ｃは、内部半導電層１ｂの外側を取り囲んでおり、たとえば、架橋ポリエチレンなどの絶縁性の高い樹脂からなる。外部半導電層１ｄは、絶縁層１ｃの外側を取り囲んでおり、たとえば、カーボンが混入された半導電性のゴムからなる。遮水層１ｅは、外部半導電層１ｄの外側を取り囲んでおり、たとえば鉛被で構成されている。防食層１ｆは、遮水層１ｅの外側を取り囲んでおり、たとえばポリエチレンからなる。座床テープ１ｇは、防食層１ｆに巻き付けられており、たとえば不織布からなる。

【0027】

スペーサ１ｈと温度測定用光ファイバ１ｉと通信用光ファイバ１ｍとは、絶縁層１ｃよりも外側に配置され、かつ座床テープ１ｇの外側を取り囲むように配置されている。４本の温度測定用光ファイバ１ｉは、ラマン散乱などを用いて温度検出を行うための光ファイバであり、単芯電力ケーブル１の断面において導体１ａ中心とする対称の位置に、長手方向において螺旋状に配置されている。１本の通信用光ファイバ１ｍは、通常の通信用光ファイバであり、長手方向において螺旋状に配置されている。スペーサ１ｈは、温度測定用光ファイバ１ｉと通信用光ファイバ１ｍとの配置スペースを確保するために長手方向において螺旋状に配置されており、たとえばプラスチックからなる。４本の温度測定用光ファイバ１ｉは、複数の分布型温度センサの一例である。

【0028】

座床プラスチック紐１ｊは、スペーサ１ｈと温度測定用光ファイバ１ｉと通信用光ファイバ１ｍの外側を取り囲んでおり、たとえばポリエチレンからなる。亜鉛メッキ鉄線１ｋは、座床プラスチック紐１ｊの外側を取り囲むように長手方向において螺旋状に配置されている。外装１ｌは、亜鉛メッキ鉄線１ｋの外側を取り囲んでおり、たとえばポリエチレンからなる。

【0029】

［送電システムの例］
図２は、実施形態に係るダイナミックレイティングシステムが適用される送電システムの一例である着床式洋上風力発電システム１０００の模式的な構成図である。図２（ａ）に示すように、着床式洋上風力発電システム１０００は、単芯電力ケーブル１と、洋上風力発電所１００１と、洋上変電所１００２と、陸上変電所１００３とを備えている。

【0030】

洋上風力発電所１００１は、海Ｓｅの海底ＳＢから海上に立設した着床式の風力発電所であり、風車によって発電を行ない、発電した電力（直流電力）を単芯電力ケーブル１によって洋上変電所１００２に送電する。洋上変電所１００２は、海Ｓｅの海底ＳＢから海上に立設した着床式の変電所であり、洋上風力発電所１００１から送電されてきた電力を変圧し、変圧した電力を単芯電力ケーブル１によって陸上変電所１００３に送電する。陸上変電所１００３は、陸上Ｌに設けられており、洋上変電所１００２から送電されてきた電力をさらに変圧し、変圧した電力を単芯電力ケーブル１によって他の変電所等に送電する。

【0031】

単芯電力ケーブル１は、洋上風力発電所１００１から陸上変電所１００３に到る各部分が様々な態様にて敷設されている。たとえば、図２（ｂ）は、単芯電力ケーブル１の気中管路部１１を示している。気中管路部１１は、図２（ａ）においてたとえば領域Ａ１、Ａ２に存在する。気中管路部１１は、単芯電力ケーブル１において、海上の気中から海中にわたって保護管１００４に覆われた部分である。保護管１００４はたとえば鋼管である。気中管路部１１は、太陽Ｓｕから日光が照射されたり、海水に浸されたりしているので、比較的温度変動が大きかったり、保護管１００４内の空気の対流の影響を受けたりする部分である。気中管路部１１はＪｔｕｂｅ部とも呼ばれる。

【0032】

図２（ｃ）は、単芯電力ケーブル１の海中部１２を示している。海中部１２は、図２（ａ）においてたとえば領域Ａ３、Ａ４に存在する。海中部１２は、単芯電力ケーブル１において、海水に囲まれた部分である。海中部１２は、温度が低温で比較的安定した部分である。

【0033】

図２（ｄ）は、単芯電力ケーブル１の直埋設部１３を示している。直埋設部１３は、図２（ａ）においてたとえば領域Ａ５に存在する。直埋設部１３は、単芯電力ケーブル１において、直に土砂に埋設された部分である。直埋設部１３は、温度が比較的安定した部分である。

【0034】

図２（ｅ）は、単芯電力ケーブル１の埋設管路部１４を示している。直埋設部１３は、図２（ａ）においてたとえば領域Ａ６に存在する。埋設管路部１４は、単芯電力ケーブル１において、保護管１００５に覆われた状態で土砂に埋設された部分である。保護管１００５はたとえば鋼管である。埋設管路部１４は、保護管１００５内の空気の対流の影響を受ける部分である。

【0035】

図３は、送電システムが浮体式洋上風力発電システム１０００Ａである場合を示す模式的な構成図である。浮体式洋上風力発電システム１０００Ａの場合は、洋上風力発電所１００１Ａは海Ｓｅに浮かぶ浮体式の風力発電所であり、洋上変電所１００２は海Ｓｅに浮かぶ浮体式の変電所である。なお、陸上変電所は図示を省略している。浮体式洋上風力発電システム１０００Ａの場合は、たとえば領域Ａ７、Ａ８に気中管路部があり、領域Ａ９に海中部があり、領域Ａ１０に直埋設部がある。海中部はダイナミックケーブルとも呼ばれる。

【0036】

［ダイナミックレイティングシステムの構成］
図４は、実施形態に係るダイナミックレイティングシステム１００の模式的な構成図である。ダイナミックレイティングシステム１００は、単芯電力ケーブル１と、温度取得部１０と、電流測定部２０と、処理部３０と、電流制御部４０と、を備えている。

【0037】

単芯電力ケーブル１は、発電部Ｐに接続されている。発電部Ｐは、たとえば風力発電機によって発電を行なう。発電した電力は直流電流として単芯電力ケーブル１の上流から下流に流れる。電流測定部２０は、発電部Ｐと単芯電力ケーブル１との間に設けられており、単芯電力ケーブル１の導体１ａに流れる電流の電流値を測定する。

【0038】

温度取得部１０は、分布型温度センサの一例である温度測定用光ファイバ１ｉが検知した検知温度を取得する。なお、図４では２本だけを示しているが、４本の温度測定用光ファイバ１ｉは直列に接続されて折り返し形状を成しており、両端の温度測定用光ファイバ１ｉが温度取得部１０に接続されている。温度取得部１０はたとえばＤＴＳ（Distributed Temperature Sensing）システムで構成されている。

【0039】

処理部３０は、導体１ａの導体温度の推定値の算出と、許容電流値の算出と、電流制御部４０の制御とを行う。処理部３０は、たとえばコンピュータとその周辺機器とで構成されている。処理部３０は、演算部と、記憶部を備えている。演算部は、処理部３０が実行する処理や機能の実現のための各種演算処理を行うものであり、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成される。記憶部は、演算部が演算処理を行うために使用する各種プログラムやデータなどが格納される、たとえばＲＯＭ（Read Only Memory）で構成される部分を備えている。また、記憶部は、演算部が演算処理を行う際の作業スペースや演算部の演算処理の結果などを記憶するなどのために使用される、たとえばＲＡＭ（Random Access Memory）で構成される部分を備えている。プログラムは、ダイナミックレイティング方法に含まれる所定のステップをコンピュータに実行させるプログラムを含む。

【0040】

電流制御部４０は、発電部Ｐと単芯電力ケーブル１との間に設けられており、処理部３０の制御によって、単芯電力ケーブル１に流れる電流を調整する。電流制御部４０は、たとえば可変抵抗装置やＤＣ／ＤＣコンバータで構成されている。

【0041】

［ダイナミックレイティング方法］
つぎに、ダイナミックレイティングシステム１００において実行されるダイナミックレイティング方法について説明する。

【0042】

［検知温度の取得および電流値の取得］
はじめに、温度取得部１０は、温度測定用光ファイバ１ｉが検知した検知温度を取得する（検知温度取得ステップ）。なお、温度測定用光ファイバ１ｉは、単芯電力ケーブル１の単位長さの箇所毎の検知温度を検知しており、温度測定用光ファイバ１ｉも単芯電力ケーブル１の単位長さの箇所毎の検知温度を取得する。単芯電力ケーブル１の単位長さは、特に限定されないが、温度測定用光ファイバ１ｉの分解能以上の長さであり、たとえば０．１ｍ～５００ｍである。温度取得部１０は、取得した検知温度の情報を処理部３０に送信する。

【0043】

一方、電流測定部２０は、単芯電力ケーブル１の導体１ａに流れる電流の電流値を測定する。電流測定部２０は、測定した電流値の情報を処理部３０に送信する。処理部３０は、電流値を取得する（電流値取得ステップ）。

【0044】

［導体温度の推定値の算出］
つぎに、処理部３０は、単芯電力ケーブル１の単位長さの箇所毎に、少なくとも、或る測定時刻での検知温度と、当該或る測定時刻までの、測定した電流値に対応する電力の履歴と、電流によって導体１ａで発生した熱（ｊｏｕｌｅ熱）による検知温度の変化を示す温度応答関数とから、当該或る測定時刻での導体１ａの導体温度の推定値を算出する（推定値算出ステップ）。

【0045】

具体的には、処理部３０は、導体温度の推定値を、式（１）に基づいて算出する。

【数1】

【0046】

ここで、ｔ_ｋは測定時刻であり、Ｔ_{ｃｏｎｄ．}（ｔ_ｋ）は測定時刻ｔ_ｋでの導体温度の推定値である。Ｔ_{ｄｅｔｅｃｔ．}（ｔ_ｋ）は、測定時刻ｔ_ｋでの検知温度である。Ｒ（Ｔ）は、導体温度がＴのときの導体１ａの電気抵抗である。Ｉ（ｔ）は、時刻ｔで測定した、導体１ａに流れる電流の電流値である。ｆ_ｃｆ ^{ｊｏｕｌｅ}（ｔ）は、時刻ｔにおける温度応答関数である。また、Δｔは、或る測定時刻から次の測定時刻までの測定時間間隔であり、たとえば１５分である。Ｎ_{ｊｏｕｌｅ}は、所定時間を時間間隔Δｔで除算した値である。所定時間とは、導体１ａの電気抵抗および導体１ａに流れる電流について、測定時刻ｔ_ｋまでの履歴を考慮する上での時間である。したがって、所定時間とは、導体１ａに通電を開始した時刻から測定時刻ｔ_ｋまでの時間、または測定時間間隔Δｔよりも十分に長い時間（たとえば６０時間）である。Δｔを１５分とし、所定時間を６０時間とすると、Ｎ_{ｊｏｕｌｅ}は２４０である。（ｔ_ｋ-ｔ_ｉ）は、測定時刻ｔ_ｋからｔ_ｉ（＝ｉ・Δｔ／Ｎ_{ｊｏｕｌｅ}）だけ過去の時刻である。

【0047】

したがって、式（１）の第２項は、測定した電流値に対応する電力ＲＩ^２の履歴および温度応答関数ｆ_ｃｆ ^{ｊｏｕｌｅ}（ｔ）の履歴を考慮した項である。第２項においては、Ｒ（Ｔ）については、測定時刻ｔ_ｋから所定時間＋測定時間間隔Δｔだけ前までの履歴が考慮されている。Ｉ（ｔ）、ｆ_ｃｆ ^{ｊｏｕｌｅ}（ｔ）については、測定時刻ｔ_ｋから所定時間だけ前までの履歴が考慮されている。

【0048】

式（１）は、測定時刻ｔ_ｋにおける推定値Ｔ_{ｃｏｎｄ．}（ｔ_ｋ）は、検知温度Ｔ_{ｄｅｔｅｃｔ。}（ｔ_ｋ）と、電力ＲＩ^２の履歴と温度応答関数ｆ_ｃｆ ^{ｊｏｕｌｅ}（ｔ）との積の、過去の時刻から測定時刻までの総和と、の和で表されることを示している。

【0049】

また、温度応答関数ｆ_ｃｆ ^{ｊｏｕｌｅ}（ｔ）は、導体１ａに電力（電流）をインパルス状に加えたときの、導体温度と検知温度との温度差の時間変化を表す関数として得ることができる。

【0050】

図５は、温度応答関数および式（１）の第２項を説明する図である。図５（ａ）に示すように、線Ｌ１で示されるようなインパルス状の電力を導体１ａに加えたときに、導体温度と検知温度との温度差ΔＴ（＝Ｔ_{ｃｏｎｄ．}－Ｔ_{ｄｅｔｅｃｔ．}）は線Ｌ２で示すように時間変化する。温度応答関数ｆ_ｃｆ ^{ｊｏｕｌｅ}（ｔ）は線Ｌ２で示されるような関数である。インパルス状の電力の時間幅は、たとえば測定時間間隔Δｔと同じが望ましいが、異なっていてもよい。、インパルス状の電力は、その時間幅の間は、電力が一定である。なお、図５ではインパルス状の電力の時間幅がΔｔの場合を示している。

【0051】

したがって、図５（ｂ）に示すように、線Ｌ３で示されるような時間的に変化する電力が導体１ａに加えられたときに、温度応答関数ｆ_ｃｆ ^{ｊｏｕｌｅ}（ｔ）は線Ｌ４に示すように変化する。すると、式（１）の第２項に対応する温度差ΔＴは線Ｌ５に示すように変化する。

【0052】

したがって、処理部３０は、取得した検知温度Ｔ_{ｄｅｔｅｃｔ．}と線Ｌ５のように得られる式（１）の第２項から、導体温度の推定値Ｔ_{ｃｏｎｄ．}を算出できる。なお、Ｒ（Ｔ）は温度Ｔの関数として定義して処理部３０の記憶部に記憶されていてもよい。また、ｆ_ｃｆ ^{ｊｏｕｌｅ}（ｔ）は、事前実験で得られた、またはシミュレーション等によって有限要素法などを用いて数値解析的に得られた離散的データとして、処理部３０の記憶部に記憶されていてもよい。また、推定値Ｔ_{ｃｏｎｄ．}は、単芯電力ケーブル１の単位長さの箇所毎に算出される。

【0053】

なお、単芯電力ケーブル１に、図２に示すような気中管路部１１、海中部１２、直埋設部１３、または埋設管路部１４が含まれている場合は、各部では温度応答関数が互いに異なっていてもよい。これにより、各部の敷設状態に応じてより正確な推定温度を得ることができる。

【0054】

さらには、図６に示すように、埋設管路部１４は、保護管１００５内の空気Ａｉの対流の影響を受ける。同様に、気中管路部１１も、保護管１００４（図２（ｂ）参照）内の空気の対流によって保護管１００４の外部の周囲環境の影響を受ける。そこで、処理部３０は、気中管路部１１または埋設管路部１４に対しては、式（１）に加え、補正項も適用して、推定値を算出してもよい。これにより、気中管路部１１および埋設管路部１４に対して、より正確な推定温度を得ることができる。

【0055】

補正項が適用される場合、式（１）の代わりに式（２）が適用される。

【数2】

【0056】

式（２）の第３項が補正項である。ここで、ｈは空気の熱伝達係数であり、δＴは気中管路部１１や埋設管路部１４の周囲温度の変動であり、ｆ_ｃｆ ^{ｃｏｎｖ．}は、単芯電力ケーブル１とその周囲との熱伝達を示す周囲温度応答関数である。Σは、補正項についても過去の時刻から測定時刻までの総和を考慮することを示している。ただし、考慮する過去の時刻は、温度応答関数ｆ_ｃｆ ^{ｊｏｕｌｅ}（ｔ）の場合と同じでも異なっていてもよい。つまり、補正項のΣにおける総和の時刻を取る範囲をＮ_{ｊｏｕｌｅ}と異ならせることによって、対流が関与するなど温度応答関数の時定数が異なる現象を伴うような場合でも導体温度の推定値をより効率的に算出することができる。なお、周囲温度の変動は、図６に示すように保護管１００５に熱電対や温度測定用光ファイバなどの温度センサ１００５ａを設けて周囲温度を検知することで得ることができる。なお、温度センサ１００５ａは、周囲温度を或る一つの位置、または長手方向における複数の位置で検知できるように構成されてもよい。温度センサ１００５ａにより検知した周囲温度の情報は、たとえば処理部３０や温度取得部１０の近傍に設置された不図示の温度取得部によって取得され、処理部３０に送信される。また、熱伝達係数ｈや周囲温度応答関数ｆ_ｃｆ ^{ｃｏｎｖ．}は、事前実験やシミュレーション等によって得られた定数や数値解析的に得られた離散的データとして、処理部３０の記憶部に記憶されていてもよい。温度センサ１００５ａは、気中管路部または埋設管路部において単芯電力ケーブルの周囲温度を検知する温度センサの一例である。

【0057】

［許容電流値の算出］
つぎに、処理部３０は、導体温度の推定値を算出した単芯電力ケーブル１の箇所の少なくとも一つに対して、推定値を用いて、測定時刻から任意時間後の許容電流値を算出する（許容電流値算出ステップ）。

【0058】

ここで、許容電流値とは、導体温度の推定値が許容温度値Ｔｐとなるときに、導体に流れる電流値である。許容温度値Ｔｐとは、たとえば、導体温度がそれを超えると単芯電力ケーブル１に不具合が発生する温度値であり、たとえば絶縁層１ｃの耐熱温度に相当するような温度値である。許容温度値Ｔｐはたとえば９０℃である。

【0059】

任意時間を測定時間間隔と同じΔｔとし、許容電流値をＩｐとすると、式（２）から式（３）が成り立つ。式（３）から式（４）が求められる。処理部３０は、Ｉｐを、式（４）に基づいてＩｐを算出する。なお、補正項を加えない場合は式（３）、（４）において補正項を零とすればよい。

【数3】

【数4】

【0060】

ここで、処理部３０は、単芯電力ケーブル１の単位長さ毎に算出した導体温度の推定値のうち、最も高い推定値が算出された箇所に対して、許容電流値を算出してもよい。すなわち、単芯電力ケーブル１のうち最も高い推定値が算出された箇所が、単芯電力ケーブル１に不具合が発生する可能性が最も高いので、この箇所に対する許容電流値を算出することで、単芯電力ケーブル１の保護の上で効果的である。また、当該箇所に対してだけ許容電流値を算出するようにすることで、処理部３０の演算量ひいては演算負荷を軽減できる。

【0061】

また、処理部３０は、単芯電力ケーブル１の単位長さ毎に許容電流値を算出し、算出した許容電流値のうち最も小さい許容電流値を、単芯電力ケーブル１の許容電流値と決定してもよい。この場合も、単芯電力ケーブル１の保護の上で効果的である。

【0062】

［電流の制御］
つぎに、処理部３０は、電流制御部４０に制御信号を送信して、測定時刻ｔ_ｋから任意時間Δｔ後に単芯電力ケーブル１に流れる電流を、許容電流値以下になるように制御する（制御ステップ）。これにより、発電部Ｐが許容電流値を超える電流の電力を発電し、出力したとしても、単芯電力ケーブル１に過度に電流が流れて不具合が発生することが防止される。

【0063】

以上のように、実施形態に係るダイナミックレイティングシステム１００では、高精度の導体温度の推定値の算出を実現できる。さらに、ダイナミックレイティングシステム１００によれば、単芯電力ケーブル１に過度に電流が流れて不具合が発生することが防止される。

【0064】

さらに、ダイナミックレイティングシステム１００によれば、高精度の導体温度の推定値の算出を実現できるので、単芯電力ケーブル１の導体面積を過度に大きくして、導体１ａの温度上昇に過剰に余裕を持たせておく必要がなくなるので、導体面積の削減ひいては単芯電力ケーブル１の低コスト化を実現することができる。

【0065】

［異径導体接続構造との組み合わせ］
上記実施形態に係るダイナミックレイティングシステム１００は、単芯電力ケーブル１を、異径導体接続構造を有する単芯電力ケーブルに置き換えても有効である。

【0066】

図７は、異径導体接続構造を説明する図である。異径導体接続構造６０は、導体１Ａａを有する単芯電力ケーブル１Ａと、導体１Ｂａを有する単芯電力ケーブル１Ｂとを接続する構造である。ここで、導体１Ａａの導体径と導体１Ｂａの導体径とは異なる。単芯電力ケーブル１Ａは、図１に示す単芯電力ケーブル１と同様の構造を有するが、図７では、段剥ぎされた導体１Ａａ、絶縁層１Ａｃ、外部半導電層１Ａｄ、遮水層１Ａｅ、温度測定用光ファイバ１Ａｉ、および亜鉛メッキ鉄線１Ａｋを図示し、その他の層は図示を省略している。同様に、単芯電力ケーブル１Ｂも、単芯電力ケーブル１と同様の構造を有するが、図７では、段剥ぎされた導体１Ｂａ、絶縁層１Ｂｃ、外部半導電層１Ｂｄ、遮水層１Ｂｅ、温度測定用光ファイバ１Ｂｉ、および亜鉛メッキ鉄線１Ｂｋを図示し、その他の層は図示を省略している。

【0067】

図７に示すように、異径導体接続構造６０は、接続部材６１と、補強絶縁部材６２と、内部半導電材６３と、コンパウンド６４と、管部材６５と、光ファイバ接続部６６とを備えている。

【0068】

接続部材６１は、導体１Ａａと導体１Ｂａとを電気的かつ機械的に接続する。接続部材６１は、たとえば接続管などであり、導電性を有する材質からなる。補強絶縁部材６２は、導体１Ａａ、導体１Ｂａ、接続部材６１、絶縁層１Ａｃ、および絶縁層１Ａｃを覆うように設けられている。補強絶縁部材６２は、たとえば絶縁性のゴムユニットである。内部半導電材６３は、単芯電力ケーブル１Ａの内部半導電層と単芯電力ケーブル１Ｂの内部半導電層とを電気的に接続する。コンパウンド６４は、内部半導電材６３と管部材６５との間の領域に、防水のために充填されている。管部材６５は、たとえば銅管などの導電性の管材であり、異径導体接続構造６０の外装を構成する。光ファイバ接続部６６は、温度測定用光ファイバ１Ａｉと温度測定用光ファイバ１Ｂｉとを機械的かつ光学的に接続する。なお、単芯電力ケーブル１Ａ、１Ｂの通信用光ファイバ１ｍ同士も図示しない光ファイバ接続部で接続されている。

【0069】

図８は、異径導体接続構造を用いた単芯電力ケーブルの使用例を説明する図である。たとえば、異径導体接続構造を用いた単芯電力ケーブルは、図２や図３に示すシステムにおいて、陸上や気中管路部の間の海中で使用される。図８におけるグラブの横軸はケーブル長さ（ケーブル距離）であり、縦軸は導体径である。ケーブル距離が０ｋｍの位置は、異径導体接続構造の適用を開始する位置である。

【0070】

海中の単芯電力ケーブルが異径導体接続構造を用いない構成の場合、その導体径は線Ｌ６で示すように長手方向で一定である。しかし、海中は比較的低温であり、水深が大きくなるにつれて海温が低下する。特に、水深２００ｍ以上になるとその傾向が顕著になる。そこで、線Ｌ７で示すように単芯電力ケーブルとして、たとえば、より海底に近い位置に設けられる長手方向中央付近に向かって導体径が１ｋｍごとに小さくなるように異径導体接続構造を用いることが効果的である。

【0071】

さらに、ダイナミックレイティングシステム１００と異径導体接続構造を有する単芯電力ケーブルとを組み合わせれば、導体径を、線Ｌ８で示すように、長手方向中央付近でさらに小さくできるので、たとえば単芯電力ケーブルの低コスト化の点で有利である。なお、異径導体接続構造を採用する場合は、導体径が異なる部分ごとに、異なる温度応答関数を適用して、導体温度の推定値を算出してもよい。

【0072】

（実験例）
図４に示す実施形態に係るダイナミックレイティングシステム１００と同様の構成のダイナミックレイティングシステムを２組作製し、実験を行った。発電部および電流制御部として直流電源（高砂製作所製「ＨＸ０１０－３６００」）を用いた。直流電源は直流電力を発生し、直流電流を単芯導体ケーブルに流す。また、２本の単芯電力ケーブルを準備した。いずれの単芯電力ケーブルにも、長手方向の複数個所に、外装から導体に到る深さの孔を開けて熱電対を差し込み、導体温度を実測可能にした。また、単芯電力ケーブルの外装に熱電対を設け、周囲温度を測定可能とした、導体温度と周囲温度と単芯電力ケーブルに流れる電流の電流値とはデータロガーで収集し、処理部に送信する構成とした。また、単芯電力ケーブルのうち１本は長さ１０ｍの部分を地面から約１．５ｍの深さで直埋設して直埋設部を形成した。また、もう一本は保護管で覆って地上約１ｍの部分に敷設し、気中管路部を形成した。温度取得部はＤＴＳシステムで構成し、収集した検知温度のデータを処理部に送信する構成とした。また、処理部では式（１）に基づく推定値の算出を行った。

【0073】

図９は、直埋設部に関する実験である実験例１の結果を示す図である。図９（ａ）において、横軸は単芯導体ケーブルに直流電流を流し始めた時点をゼロとした時刻を示しており、縦軸は温度および電流値を示している。「Ｔｃ__{Ｍｅａｓｕｒｅ}」は熱電対で実測した導体温度を示し、「Ｔｃ__{ｅｓｔｉｍａｔｅ}」は処理部で推定した導体温度を示す。「Ｉ__{ｇｅｎｅｒａｔｅｄ}」は直流電源が発生した直流電力の電流値を示し、「Ｉ__{ａｐｐｌｙ}」は処理部によって制御された電流値を示す。図９（ｂ）において、「ｅｒｒｏｒ」は導体温度の推定値と実測値との差（温度差ΔＴ）を示しており、「ΔＩ」は発生した電流値と流した電流値との差（電流差Δ_Ｃｕｒｒｅｎｔ）を示している。

【0074】

図９（ａ）、（ｂ）に示すように、導体温度の推定値と実測値との差は２００時間以上にわたっておおよそ±２℃に収まっており、高精度の温度推定ができることが確認された。具体的には、二乗平均平方根誤差（ＲＭＳＥ）は１℃程度であった。また、発生した電流が２０００Ａ程度になると導体温度の推定値が約９０℃となったが、このとき流す電流値が２００～３００Ａ程度下がるように制御され、導体温度の推定値および実測値がそれ以上に上がるのが防止されることが確認された。

【0075】

図１０は、気中管路部に関する実験である実験例２の結果を示す図である。縦軸、横軸および凡例は図９の場合と同じである。気中管路部に関するにおいても、導体温度の推定値と実測値との差は２００時間以上にわたっておおよそ±２℃に収まっており、高精度の温度推定ができることが確認された。具体的には、ＲＭＳＥは１℃程度であった。また、発生した電流が２０００Ａ程度になると導体温度の推定値が約９０℃となったが、このとき流す電流値が２００～４００Ａ程度下がるように調整され、導体温度の推定値および実測値がそれ以上に上がるのが防止されることが確認された。

【0076】

つぎに、実験例３として、気中管路部に関する実験である実験例２と同様であるが、処理部では式（２）に基づく補正項を適用した推定値の算出を行った。すると、導体温度の推定値と実測値との差はさらに小さくなり、具体的にはＲＭＳＥが０．６℃程度というさらに高精度の温度推定ができることが確認された。

【0077】

（送電システムへの適用）
図１１は、ダイナミックレイティングシステム１００を備えた送電システム１００００の模式的な構成図である。送電システム１００００は、洋上風力発電システム２０００と、電力網１０００１と、電力通信網１０００２と、ＳＣＡＤＡ（Supervisory Control And Data Acquisition）システム１０００３とを備えている。

【0078】

洋上風力発電システム２０００は、複数のウィンドプラットフォーム２０１０と、洋上プラットフォーム２０２０と、陸上プラットフォーム２０３０とを備えている。ウィンドプラットフォーム２０１０は、海に設けられた着床式または浮体式の発電設備であり、たとえば風力発電機によって発電を行なう複数の発電部Ｐと、データ取得装置１０１Ａと、光通信部２０１１とを備えている。

【0079】

洋上プラットフォーム２０２０は、海に設けられたたとえば着床式または浮体式の変電設備であり、ウィンドプラットフォーム２０１０と単芯電力ケーブル１で接続されている。洋上プラットフォーム２０２０は、データ取得装置１０１Ａと、制御装置２０１Ａと、光通信部２０２１とを備えている。また、洋上プラットフォーム２０２０は、図示しない他の洋上プラットフォーム２０２０と単芯電力ケーブル１で接続されている。

【0080】

陸上プラットフォーム２０３０は、陸上に設けられた変電設備であり、洋上プラットフォーム２０２０と単芯電力ケーブル１で接続されている。陸上プラットフォーム２０３０は、データ取得装置１０１Ａと、光通信部２０３１とを備えている。また、陸上プラットフォーム２０３０は、図示しない他の陸上プラットフォーム２０３０と単芯電力ケーブル１で接続されている。また、陸上プラットフォーム２０３０は、単芯電力ケーブル１によって電力網１０００１と接続されており、通信ケーブルによって電力通信網１０００２と接続されている。電力通信網１０００２は、通信ケーブルによってＳＣＡＤＡシステム１０００３と接続されている。

【0081】

データ取得装置１０１Ａは、温度取得部１０と、電流測定部２０とを備えている。制御装置２０１Ａは、処理部３０Ａと、電流制御部４０Ａとを備えている。データ取得装置１０１Ａおよび制御装置２０１Ａはダイナミックレイティングシステム１００Ａを構成している。

【0082】

ウィンドプラットフォーム２０１０では、発電部Ｐによって発電された直流電力が単芯電力ケーブル１で洋上プラットフォーム２０２０に送電される。この際、ウィンドプラットフォーム２０１０のデータ取得装置１０１Ａは、ウィンドプラットフォーム２０１０と洋上プラットフォーム２０２０とを接続する単芯電力ケーブル１における検知温度および電流値のデータを取得し、取得したデータを光通信部２０２１にて送信する。

【0083】

洋上プラットフォーム２０２０では、ウィンドプラットフォーム２０１０から送電されてきた直流電力が単芯電力ケーブル１で陸上プラットフォーム２０３０または他の洋上プラットフォーム２０２０に送電される。この際、洋上プラットフォーム２０２０のデータ取得装置１０１Ａは、洋上プラットフォーム２０２０と陸上プラットフォーム２０３０または他の洋上プラットフォーム２０２０とを接続する単芯電力ケーブル１における検知温度および電流値のデータを取得し、取得したデータを光通信部２０２１にて送信する。

【0084】

陸上プラットフォーム２０３０では、洋上プラットフォーム２０２０から送電されてきた直流電力が単芯電力ケーブル１で電力網１０００１または他の陸上プラットフォーム２０３０に送電される。この際、陸上プラットフォーム２０３０のデータ取得装置１０１Ａは、陸上プラットフォーム２０３０と電力網１０００１または他の陸上プラットフォーム２０３０とを接続する単芯電力ケーブル１における検知温度および電流値のデータを取得し、取得したデータを光通信部２０２１にて送信する。

【0085】

洋上プラットフォーム２０２０の制御装置２０１Ａは、光通信部２０２１から、他のプラットフォームから送信されてきた検知温度および電流値のデータを取得する。処理部３０Ａは、各データから、各単芯電力ケーブル１における導体温度の推定値と許容電流値とを算出する。電流制御部４０Ａは、必要な単芯電力ケーブル１に対して、流れる電流が許容電流値以下になるように調整する。これにより、送電システム１００００は低コストな単芯電力ケーブル１を用いて適正に運用される。

【0086】

なお、ＳＣＡＤＡシステム１０００３は、各プラットフォームから、各検知温度や各電流値のデータを取得してもよい。この場合、ＳＣＡＤＡシステム１０００３が、処理部３０Ａの代わりに推定温度の算出と許容電流の算出を行い、さらに各電流制御部４０Ａに制御信号を送信して、単芯電力ケーブル１に流れる電流を許容電流値以下になるように制御してもよい。この場合、ＳＣＡＤＡシステム１０００３はダイナミックレイティングシステムにおける処理部の機能を有する。また、各プラットフォームが制御装置２０１Ａを備えていてもよい。

【0087】

なお、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各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、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0088】

１、１Ａ、２：単芯電力ケーブル
１ａ、１Ａａ、１Ｂａ：導体
１ｂ ：内部半導電層
１ｃ、１Ａｃ、１Ｂｃ：絶縁層
１ｄ、１Ａｄ、１Ｂｄ：外部半導電層
１ｅ、１Ａｅ、１Ｂｅ：遮水層
１ｆ ：防食層
１ｇ ：座床テープ
１ｈ ：スペーサ
１ｉ、１Ａｉ、１Ｂｉ：温度測定用光ファイバ
１ｊ ：座床プラスチック紐
１ｋ、１Ａｋ、１Ｂｋ：亜鉛メッキ鉄線
１ｌ ：外装
１ｍ ：通信用光ファイバ
１０ ：温度取得部
１１ ：気中管路部
１２ ：海中部
１３ ：直埋設部
１４ ：埋設管路部
２０ ：電流測定部
３０、３０Ａ：処理部
４０、４０Ａ：電流制御部
６０ ：異径導体接続構造
６１ ：接続部材
６２ ：補強絶縁部材
６３ ：内部半導電材
６４ ：コンパウンド
６５ ：管部材
６６ ：光ファイバ接続部
１００、１００Ａ：ダイナミックレイティングシステム
１０１Ａ ：データ取得装置
２０１Ａ ：制御装置
１０００ ：着床式洋上風力発電システム
１０００Ａ ：浮体式洋上風力発電システム
１００１、１００１Ａ ：洋上風力発電所
１００２ ：洋上変電所
１００３ ：陸上変電所
１００４、１００５：保護管
１００５ａ ：温度センサ
２０００ ：洋上風力発電システム
２０１０ ：ウィンドプラットフォーム
２０１１、２０２１、２０３１ ：光通信部
２０２０ ：洋上プラットフォーム
２０３０ ：陸上プラットフォーム
１００００ ：送電システム
１０００１ ：電力網
１０００２ ：電力通信網
１０００３ ：ＳＣＡＤＡシステム
Ａ１～Ａ９ ：領域
Ａｉ ：空気
Ｌ ：陸上
Ｌ１～Ｌ５ ：線
Ｐ ：発電部
ＳＢ ：海底
Ｓｅ ：海
Ｓｕ ：太陽

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】