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特許7527151調整力計量装置、調整力計量システム、調整力計量方法、プログラム、及び計測器
(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】
(24)【登録日】2024-07-25
(45)【発行日】2024-08-02
(54)【発明の名称】調整力計量装置、調整力計量システム、調整力計量方法、プログラム、及び計測器
(51)【国際特許分類】
H02J 3/00 20060101AFI20240726BHJP
H02J 13/00 20060101ALI20240726BHJP
H02J 3/14 20060101ALI20240726BHJP
H02J 3/46 20060101ALI20240726BHJP
G06Q 50/06 20240101ALI20240726BHJP
G16Y 10/35 20200101ALI20240726BHJP
G16Y 20/30 20200101ALI20240726BHJP
G16Y 40/20 20200101ALI20240726BHJP
G16Y 40/30 20200101ALI20240726BHJP
【ＦＩ】
H02J3/00 170
H02J13/00 301A
H02J3/00 180
H02J3/14 160
H02J3/46
G06Q50/06
G16Y10/35
G16Y20/30
G16Y40/20
G16Y40/30
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2020135162
(22)【出願日】2020-08-07
(65)【公開番号】P2022030861
(43)【公開日】2022-02-18
【審査請求日】2023-07-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(74)【代理人】
【識別番号】100161702
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 宏之
(74)【代理人】
【識別番号】100189348
【弁理士】
【氏名又は名称】古都 智
(74)【代理人】
【識別番号】100196689
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 康一郎
(72)【発明者】
【氏名】広江 隆治
(72)【発明者】
【氏名】井手 和成
(72)【発明者】
【氏名】佐瀬 遼
【審査官】高野 誠治
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１７０１５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１７０１５２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ３／００ － ５／００
Ｈ０２Ｊ １３／００
Ｇ０６Ｑ ５０／０６
Ｇ１６Ｙ １０／３５
Ｇ１６Ｙ ２０／３０
Ｇ１６Ｙ ４０／２０
Ｇ１６Ｙ ４０／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
管理対象とする送配電網に対し提供された電力需給バランスの調整力を計量する調整力計量装置であって、当該送配電網に対し前記調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点において授受される有効電力の計測値と、当該接続点における周波数の計測値とを取得する計測値取得部と、
所定期間に取得された前記有効電力の計測値と前記周波数の計測値とに基づいて、前記有効電力の変動の前記周波数の変動への影響の度合いを示す調整力係数を算出する調整力係数演算部と、
算出された前記調整力係数と、前記所定期間に取得された前記有効電力の計測値それぞれの変動量を示す有効電力変動の分散と、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動の分散と、に基づいて周波数変動に応じた前記有効電力変動の確率分布を求めるとともに、前記確率分布に基づいて前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出する調整力演算部と、
を備える調整力計量装置。
【請求項2】
前記調整力演算部は、前記確率分布において前記有効電力変動が負の値となる領域をペナルティとして調整力から減じる、請求項１に記載の調整力計量装置。
【請求項3】
管理対象とする送配電網に対し提供された電力需給バランスの調整力を計量する調整力計量装置であって、当該送配電網に対し前記調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点において授受される有効電力の計測値と、当該接続点における周波数の計測値とを取得する計測値取得部と、
前記接続点において授受された有効電力の計測誤差の統計モデル、及び前記接続点における周波数の計測誤差の統計モデルの少なくとも一方と、前記送配電網における調整力係数を正規分布で表す調整力計数の統計モデルと、所定期間に取得された前記有効電力の計測値及び前記周波数の計測値とに基づいて、前記有効電力の変動の前記周波数の変動への影響の度合いを示す調整力係数を算出する調整力係数演算部と、
算出された前記調整力係数と、前記所定期間に取得された前記有効電力の計測値それぞれの変動量を示す有効電力変動の分散と、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動の分散と、に基づいて周波数変動に応じた前記有効電力変動の確率分布を求めるとともに、前記確率分布に基づいて前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出する調整力演算部と、
を備える調整力計量装置。
【請求項4】
前記計測値取得部は、取得した前記周波数変動に対し、所定の伝達関数によるフィルタリングを実施する、請求項１から３の何れか一項に記載の調整力計量装置。
【請求項5】
前記調整力演算部は、調整力提供手段による定常的な出力を前記周波数変動で按分した値を差し引いて前記調整力を算出する、請求項１から４の何れか一項に記載の調整力計量装置。
【請求項6】
請求項１から５の何れか一項に記載の調整力計量装置と、前記送配電網と前記調整力提供手段との接続点に設置され、当該接続点において授受される有効電力と、当該接続点における周波数とを計測可能な計測器と、
を備え、
前記計測値取得部は、前記計測器を通じて、前記有効電力の計測値と前記周波数の計測値とを取得する、
調整力計量システム。
【請求項7】
管理対象とする送配電網に対し提供された電力需給バランスの調整力を計量する調整力計量方法であって、当該送配電網に対し前記調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点において授受される有効電力の計測値と、当該接続点における周波数の計測値とを取得するステップと、
所定期間に取得された前記有効電力の計測値と前記周波数の計測値とに基づいて、前記有効電力の変動の前記周波数の変動への影響の度合いを示す調整力係数を算出するステップと、
算出された前記調整力係数と、前記所定期間に取得された前記有効電力の計測値それぞれの変動量を示す有効電力変動の分散と、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動の分散と、に基づいて周波数変動に応じた前記有効電力変動の確率分布を求めるとともに、前記確率分布に基づいて前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出するステップと、
を有する調整力計量方法。
【請求項8】
管理対象とする送配電網に対し提供された電力需給バランスの調整力を計量する調整力計量装置のコンピュータを機能させるプログラムであって、前記コンピュータに、当該送配電網に対し前記調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点において授受される有効電力の計測値と、当該接続点における周波数の計測値とを取得するステップと、
所定期間に取得された前記有効電力の計測値と前記周波数の計測値とに基づいて、前記有効電力の変動の前記周波数の変動への影響の度合いを示す調整力係数を算出するステップと、
算出された前記調整力係数と、前記所定期間に取得された前記有効電力の計測値それぞれの変動量を示す有効電力変動の分散と、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動の分散と、に基づいて周波数変動に応じた前記有効電力変動の確率分布を求めるとともに、前記確率分布に基づいて前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出するステップと、
を実行させるプログラム。
【請求項9】
管理対象とする送配電網と、当該送配電網に対し電力需給バランスの調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点に設置される計測器であって、前記接続点において授受される有効電力と、当該接続点における周波数とを計測可能なセンサと、
前記センサを通じて、前記有効電力の計測値と、前記周波数の計測値とを取得する計測値取得部と、
所定期間に取得された前記有効電力の計測値と前記周波数の計測値とに基づいて、前記有効電力の変動の前記周波数の変動への影響の度合いを示す調整力係数を算出する調整力係数演算部と、
算出された前記調整力係数と、前記所定期間に取得された前記有効電力の計測値それぞれの変動量を示す有効電力変動の分散と、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動の分散と、に基づいて周波数変動に応じた前記有効電力変動の確率分布を求めるとともに、前記確率分布に基づいて前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出する調整力演算部と、
を備える計測器。
【請求項10】
管理対象とする送配電網に対し提供された電力需給バランスの調整力を計量する調整力計量方法であって、当該送配電網に対し前記調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点において授受される有効電力の計測値と、当該接続点における周波数の計測値とを取得するステップと、
前記接続点において授受された有効電力の計測誤差の統計モデル、及び前記接続点における周波数の計測誤差の統計モデルの少なくとも一方と、前記送配電網における調整力係数を正規分布で表す調整力計数の統計モデルと、所定期間に取得された前記有効電力の計測値及び前記周波数の計測値とに基づいて、前記有効電力の変動の前記周波数の変動への影響の度合いを示す調整力係数を算出するステップと、
算出された前記調整力係数と、前記所定期間に取得された前記有効電力の計測値それぞれの変動量を示す有効電力変動の分散と、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動の分散と、に基づいて周波数変動に応じた前記有効電力変動の確率分布を求めるとともに、前記確率分布に基づいて前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出するステップと、
を有する調整力計量方法。
【請求項11】
管理対象とする送配電網に対し提供された電力需給バランスの調整力を計量する調整力計量装置のコンピュータを機能させるプログラムであって、前記コンピュータに、当該送配電網に対し前記調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点において授受される有効電力の計測値と、当該接続点における周波数の計測値とを取得するステップと、
前記接続点において授受された有効電力の計測誤差の統計モデル、及び前記接続点における周波数の計測誤差の統計モデルの少なくとも一方と、前記送配電網における調整力係数を正規分布で表す調整力計数の統計モデルと、所定期間に取得された前記有効電力の計測値及び前記周波数の計測値とに基づいて、前記有効電力の変動の前記周波数の変動への影響の度合いを示す調整力係数を算出するステップと、
算出された前記調整力係数と、前記所定期間に取得された前記有効電力の計測値それぞれの変動量を示す有効電力変動の分散と、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動の分散と、に基づいて周波数変動に応じた前記有効電力変動の確率分布を求めるとともに、前記確率分布に基づいて前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出するステップと、
を実行させるプログラム。
【請求項12】
管理対象とする送配電網と、当該送配電網に対し電力需給バランスの調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点に設置される計測器であって、前記接続点において授受される有効電力と、当該接続点における周波数とを計測可能なセンサと、
前記センサを通じて、前記有効電力の計測値と、前記周波数の計測値とを取得する計測値取得部と、
前記接続点において授受された有効電力の計測誤差の統計モデル、及び前記接続点における周波数の計測誤差の統計モデルの少なくとも一方と、前記送配電網における調整力係数を正規分布で表す調整力計数の統計モデルと、所定期間に取得された前記有効電力の計測値及び前記周波数の計測値とに基づいて、前記有効電力の変動の前記周波数の変動への影響の度合いを示す調整力係数を算出する調整力係数演算部と、
算出された前記調整力係数と、前記所定期間に取得された前記有効電力の計測値それぞれの変動量を示す有効電力変動の分散と、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動の分散と、に基づいて周波数変動に応じた前記有効電力変動の確率分布を求めるとともに、前記確率分布に基づいて前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出する調整力演算部と、
を備える計測器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、調整力計量装置、調整力計量システム、調整力計量方法、プログラム、及び計測器に関する。
【背景技術】
【0002】
電力系統は電力需要の変動周期に応じて、（１）ガバナーフリー（Governor Free；ＧＦ）、（２）負荷周波数制御（Load Frequency Control；ＬＦＣ）、（３）経済負荷配分制御（Economic load Dispatching Control；ＥＤＣ）による発電機の調整力を組み合わせて周波数が維持されている。電力自由化により、系統運用者は調整力も公募か市場で発電事業者から調達する。
【0003】
オフィスや工場、一般家庭等における電力需要は時々刻々変動する。送配電系統の電力需要が電力供給を超過すると送配電系統の周波数は基準値（例えば、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）より低下し、逆に電力供給が電力需要を超過すると周波数は基準値より上昇する。調整力とは時々刻々変動する需要と供給をバランスさせるためのものであり、調整力が理想的に働いた場合には周波数は基準値に一致する。
【0004】
調整力の増減は、概ね３０分未満の需要変動については、系統の周波数の変動に基づいて行われる。系統の周波数が基準値に不足した場合、系統運用者は、プラスの調整力を電力事業者から調達する。逆に、周波数が基準値を超過した場合には、マイナスの調整力を電力事業者から調達する。調整力調達の実際は、系統運用者からの時々刻々の指令に発電事業者が電源の出力を調整して応じることにより行われる。
【0005】
電力の安定供給は、発電事業者が指令どおりに調整力を提供することに掛かっている。したがって、発電事業者は指令どおりに調整力を提供することが重用であり、それができない場合には、提供の実績に応じて精算することが検討されている。
【0006】
しかしながら、系統運用者が必要以上の調整力を極短時間に指令した場合など、電力事業者は指令に応じることができずペナルティとしての精算金を課せられることになる。また、周波数は電力系統の場所ごとに違いがある。例えば、日本では北海道と九州の周波数は周期３～５秒で、逆位相で搖動する。このため、系統運用者は電源の場所ごとにきめ細かく調整力を指令することが望ましいが、周期３～５秒の揺動に対してそれを行うことは現実的でなく、電源で自立的に行われるガバナーフリーにまかせている。ガバナーフリーによる調整力は指令によらず各電源で自律的に行われるので、電源が短周期で発生した調整力は計量されず、精算されることもなく、電力事業者は対価を得ることもできない。
【0007】
短周期の調整力としては、ガバナーフリーに限らず、発電機やそれに接続した外燃機関や内燃機関の運動エネルギーも重要な役割を果たす。たとえば、電力系統の周波数が低下するとそれに合わせて発電機の回転速度も低下することになるが、回転速度の変動による運動エネルギーの減少が電力系統に供給され、調整力として機能する。近年、電力系統において太陽光発電の占める割合が増えている。太陽光発電は固体素子で発電するので、従来型の発電機のような運動エネルギーがないので、太陽光発電の比率が増えると短周期の調整力をガバナーフリーで補うことが電力の安定供給には重要である。
【0008】
ガバナーフリーの調整力を充実するために、短周期の調整力を計量し対価の対象とすることが求められている。例えば、特許文献１には、電源が電力系統に供給する有効電力の変動ΔＰと、電源及び電力系統の接続点の周波数の変動Δｆとに基づいて調整力係数ｋｐ［Ｗ／Ｈｚ］を算出し、この調整力係数ｋｐを用いて電源の有効電力の変動のうち周波数の偏移を打ち消す側に寄与するものを調整力としてカウントする技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【文献】特許第６６６４０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
従来の技術は、大別すると、（１）調整力係数を算出する過程と、（２）調整力係数に基づき時間ステップ毎の調整力を算出して、一定期間（例えば、２４時間、１時間、３０分間など）の調整力を積算する過程との二つに分けられる。また、従来の技術では、調整力係数を所定時間（例えば、３０分）経過する毎に更新している。例えば、時刻ｔ－１が調整力係数の更新タイミングであったとすると、時刻ｔ－１から所定時間前までのＮステップ（ｔ－１，ｔ－２，…，ｔ－Ｎ）分の有効電力の変動ΔＰ及び周波数の偏移Δｆに基づいて、調整力係数ｋｐ（ｔ－１）を算出する。この調整力係数ｋｐ（ｔ－１）は、次の更新タイミングまで調整力の計算に用いられる。
【0011】
しかしながら、この従来の技術における方式の課題は、過去の時刻｛ｔ－１，ｔ－２，…｝の値で定めた調整力係数ｋｐを、現在の調整力ΔＰ（ｔ）の算出に使うところである。調整力係数ｋｐは、発電所が調停率を変更すること、ガバナーフリーの開始／停止を行うことなどにより値が変わるので、時間とともに変化する性質がある。このため、調整力係数ｋｐが過去の値であれば、調整力の算出誤差が生じることは避けられない。
【0012】
本開示は、このような課題に鑑みてなされたものであって、より精度よく調整力を計算可能な調整力計量装置、調整力計量システム、調整力計量方法、プログラム、及び計測器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本開示の一態様によれば、管理対象とする送配電網に対し提供された電力需給バランスの調整力を計量する調整力計量装置は、当該送配電網に対し前記調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点において授受される有効電力の計測値Ｐと、当該接続点における周波数の計測値とを取得する計測値取得部と、所定期間に取得された前記有効電力の計測値と前記周波数の計測値とに基づいて、前記有効電力の変動の前記周波数の変動への影響の度合いを示す調整力係数を算出する調整力係数演算部と、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動の絶対値の積算値と、前記調整力係数とに基づいて、前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出する調整力演算部と、を備える。
【0014】
本開示の一態様によれば、管理対象とする送配電網に対し提供された電力需給バランスの調整力を計量する調整力計量装置は、当該送配電網に対し前記調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点において授受される有効電力の計測値と、当該接続点における周波数の計測値とを取得する計測値取得部と、所定期間に取得された前記有効電力の計測値と前記周波数の計測値とに基づいて、前記有効電力の変動の前記周波数の変動への影響の度合いを示す調整力係数を算出する調整力係数演算部と、算出された前記調整力係数と、前記所定期間に取得された前記有効電力の計測値それぞれの変動量を示す有効電力変動の分散と、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動の分散と、に基づいて周波数変動に応じた前記有効電力変動の確率分布を求めるとともに、前記確率分布に基づいて前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出する調整力演算部と、を備える。
【0015】
本開示の一態様によれば、管理対象とする送配電網に対し提供された電力需給バランスの調整力を計量する調整力計量装置は、当該送配電網に対し前記調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点において授受される有効電力の計測値と、当該接続点における周波数の計測値とを取得する計測値取得部と、前記接続点において授受された有効電力の計測誤差の統計モデル、及び前記接続点における周波数の計測誤差の統計モデルの少なくとも一方と、前記送配電網における調整力係数を正規分布で表す調整力計数の統計モデルと、所定期間に取得された前記有効電力の計測値及び前記周波数の計測値とに基づいて、前記有効電力の変動の前記周波数の変動への影響の度合いを示す調整力係数を算出する調整力係数演算部と、算出された前記調整力係数と、前記所定期間に取得された前記有効電力の計測値それぞれの変動量を示す有効電力変動の分散と、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動の分散と、に基づいて周波数変動に応じた前記有効電力変動の確率分布を求めるとともに、前記確率分布に基づいて前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出する調整力演算部と、を備える。
【0016】
本開示の一態様によれば、管理対象とする送配電網に対し提供された電力需給バランスの調整力を計量する調整力計量装置は、当該送配電網に対し前記調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点において授受される有効電力の計測値と、当該接続点における周波数の計測値とを取得する計測値取得部と、所定期間に取得された前記有効電力の計測値それぞれの変動量を示す有効電力変動に対し、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動を重み係数として乗じた値の積算値に基づいて、前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出する調整力演算部と、を備える。
【0017】
本開示の一態様によれば、調整力計量システムは、第１から第７の何れか一の態様に係る調整力計量装置と、前記送配電網と前記調整力提供手段との接続点に設置され、当該接続点において授受される有効電力と、当該接続点における周波数とを計測可能な計測器と、を備える。前記計測値取得部は、前記計測器を通じて、前記有効電力の計測値と前記周波数の計測値とを取得する。
【0018】
本開示の一態様によれば、管理対象とする送配電網に対し提供された電力需給バランスの調整力を計量する調整力計量方法は、当該送配電網に対し前記調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点において授受される有効電力の計測値と、当該接続点における周波数の計測値とを取得するステップと、所定期間に取得された前記有効電力の計測値と前記周波数の計測値とに基づいて、前記有効電力の変動の前記周波数の変動への影響の度合いを示す調整力係数を算出するステップと、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動の絶対値の積算値と、前記調整力係数とに基づいて、前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出するステップと、を有する。
【0019】
本開示の一態様によれば、管理対象とする送配電網に対し提供された電力需給バランスの調整力を計量する調整力計量装置のコンピュータを機能させるプログラムは、前記コンピュータに、当該送配電網に対し前記調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点において授受される有効電力の計測値と、当該接続点における周波数の計測値とを取得するステップと、所定期間に取得された前記有効電力の計測値と前記周波数の計測値とに基づいて、前記有効電力の変動の前記周波数の変動への影響の度合いを示す調整力係数を算出するステップと、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動の絶対値の積算値と、前記調整力係数とに基づいて、前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出するステップと、を実行させる。
【0020】
本開示の一態様によれば、管理対象とする送配電網と、当該送配電網に対し電力需給バランスの調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点に設置される計測器は、前記接続点において授受される有効電力と、当該接続点における周波数とを計測可能なセンサと、前記センサを通じて、前記有効電力の計測値と、前記周波数の計測値とを取得する計測値取得部と、所定期間に取得された前記有効電力の計測値と前記周波数の計測値とに基づいて、前記有効電力の変動の前記周波数の変動への影響の度合いを示す調整力係数を算出する調整力係数演算部と、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動の絶対値の積算値と、前記調整力係数とに基づいて、前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出する調整力演算部と、を備える。
【発明の効果】
【0021】
本開示に係る調整力計量装置、調整力計量システム、調整力計量方法、プログラム、及び計測器によれば、より精度よく調整力を計算することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本開示の第１の実施形態に係る調整力計量システムの全体構成を示す図である。
【図2】本開示の第１の実施形態に係る調整力計量システムの構成を詳細に示す第１図である。
【図3】本開示の第１の実施形態に係る調整力計量装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図4】本開示の第１の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示すブロック図である。
【図5】本開示の第２の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示すブロック図である。
【図6】本開示の第３の実施形態に係る調整力計量装置の機能を説明するための第１の図である。
【図7】本開示の第３の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示すブロック図である。
【図8】本開示の第３の実施形態に係る調整力計量装置の機能を説明するための第２の図である。
【図9】本開示の第３の実施形態に係る調整力計量装置の機能を説明するための第３の図である。
【図10】本開示の第４の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示す第１のブロック図である。
【図11】本開示の第４の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示す第２のブロック図である。
【図12】本開示の第５の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示すブロック図である。
【図13】本開示の第６の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示す第１のブロック図である。
【図14】本開示の第６の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示す第２のブロック図である。
【図15】従来技術における調整力算出手段を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
【0024】
（調整力計量システムの全体構成）
図１は、第１の実施形態に係る調整力計量システムの全体構成を示す図である。
図１には、発電を行う発電事業者Ｇと、発電された電力の送配電を行う一般送配電事業者Ｔと、送配電された電力を消費する需要家Ｃとを示している。図１に示す例では、一般送配電事業者Ｔが管理対象とする送配電網（以下、対象送配電網Ｎ１とも記載する。）には、発電事業者Ｇと需要家Ｃとが接続されている。発電事業者Ｇが発電した電力は、対象送配電網Ｎ１を通じて、需要家Ｃへと流れる。なお、対象送配電網Ｎ１は、他の一般送配電事業者が管理対象とする送配電網（以下、対象外送配電網Ｎ２とも記載する。）とも接続されている。
図１は、第１の実施形態に係る調整力計量システムの全体構成を示す図である。
図１には、発電を行う発電事業者Ｇと、発電された電力の送配電を行う一般送配電事業者Ｔと、送配電された電力を消費する需要家Ｃとを示している。図１に示す例では、一般送配電事業者Ｔが管理対象とする送配電網（以下、対象送配電網Ｎ１とも記載する。）には、発電事業者Ｇと需要家Ｃとが接続されている。発電事業者Ｇが発電した電力は、対象送配電網Ｎ１を通じて、需要家Ｃへと流れる。なお、対象送配電網Ｎ１は、他の一般送配電事業者が管理対象とする送配電網（以下、対象外送配電網Ｎ２とも記載する。）とも接続されている。
【0025】
図１に示すように、調整力計量システム１は、調整力計量装置１０と、計測器５０とを有してなる。
調整力計量装置１０は、一般送配電事業者Ｔに管理（又は、運用）される。調整力計量装置１０は、対象送配電網Ｎ１における電力需給バランスの安定化のために発電事業者Ｇ等が実際に提供した「調整力」を計量可能とする。調整力計量装置１０の具体的な機能構成及び処理の内容については後述する。
計測器５０は、対象送配電網Ｎ１と、発電事業者Ｇ等が管理する調整力提供手段との接続点に設置され、当該接続点において授受される有効電力と、当該接続点における周波数とを計測可能とする。ここで、「調整力提供手段」とは、送配電網（対象送配電網Ｎ１）に対し電力需給バランスの調整力を提供可能な装置等であって、具体的には、発電事業者Ｇが管理する電源（後述）、安定化機器、需要家Ｃが管理する負荷、及び、一般送配電事業者Ｔの管理対象外とする送配電網（対象外送配電網Ｎ２）を指す。
なお、本実施形態に係る計測器５０は、よく知られている周波数計測機能付きの電力計などであってもよい。
調整力計量装置１０は、一般送配電事業者Ｔに管理（又は、運用）される。調整力計量装置１０は、対象送配電網Ｎ１における電力需給バランスの安定化のために発電事業者Ｇ等が実際に提供した「調整力」を計量可能とする。調整力計量装置１０の具体的な機能構成及び処理の内容については後述する。
計測器５０は、対象送配電網Ｎ１と、発電事業者Ｇ等が管理する調整力提供手段との接続点に設置され、当該接続点において授受される有効電力と、当該接続点における周波数とを計測可能とする。ここで、「調整力提供手段」とは、送配電網（対象送配電網Ｎ１）に対し電力需給バランスの調整力を提供可能な装置等であって、具体的には、発電事業者Ｇが管理する電源（後述）、安定化機器、需要家Ｃが管理する負荷、及び、一般送配電事業者Ｔの管理対象外とする送配電網（対象外送配電網Ｎ２）を指す。
なお、本実施形態に係る計測器５０は、よく知られている周波数計測機能付きの電力計などであってもよい。
【0026】
【0027】
以下、発電事業者Ｇが管理する複数の電源２１、２２、２３、・・のうち、一つの電源２１を例に、説明する。なお、他の電源２２、２３、・・の構成及び機能は、電源２１と同様である。
【0028】
電源２１は、制御部２１０と、タービン装置２１１（例えば、ガスタービン、蒸気タービン等）と、発電機２１２とを有してなる。
【0029】
制御部２１０は、タービン装置２１１及び発電機２１２の運転制御を行う。特に、制御部２１０は、発電機２１２の回転速度（出力の周波数に対応）を常時モニタリングして、当該回転速度が一定に保たれるように、タービン装置２１１への燃料、又は蒸気の供給量を自動調整する（ガバナーフリー運転）。このような運転制御によれば、例えば、短期間で負荷（電力需要）が増大し、発電機２１２の回転速度が低下した場合には、制御部２１０は、直ちに、タービン装置２１１への燃料等の供給量を上昇させ、元の回転速度に復帰させるよう指令する。その指令に応じて、発電機２１２が増やした出力は、上記負荷（電力需要）の増大に対応して電源２１が提供した「調整力」である。このように、短周期（周期３～５秒程度）の電力需要変動に対しては、電源２１のガバナーフリー運転により、逐次、調整力が提供される。
【0030】
電源２１は、対象送配電網Ｎ１に接続されている。電源２１と対象送配電網Ｎ１との接続点には、計測器５０が設置されている。
電源２１と対象送配電網Ｎ１との接続点に設置された計測器５０は、当該電源２１から対象送配電網Ｎ１へと出力される有効電力の計測値（以下、「有効電力計測値Ｐ１」とも記載する。）、及び、周波数の計測値（以下、「周波数計測値ｆ１」とも記載する。）を取得する。計測器５０は、所定の通信網（インターネット回線等）を介して、有効電力計測値Ｐ１、周波数計測値ｆ１を一般送配電事業者Ｔが管理する調整力計量装置１０に送信する。
同様に、他の電源２２、２３、・・と対象送配電網Ｎ１との接続点に設置された計測器５０は、当該電源２２、２３、・・の各々から対象送配電網Ｎ１へと出力される有効電力計測値Ｐ２、Ｐ３、・・、及び、周波数計測値ｆ２、ｆ３、・・を取得し、調整力計量装置１０に送信する。
電源２１と対象送配電網Ｎ１との接続点に設置された計測器５０は、当該電源２１から対象送配電網Ｎ１へと出力される有効電力の計測値（以下、「有効電力計測値Ｐ１」とも記載する。）、及び、周波数の計測値（以下、「周波数計測値ｆ１」とも記載する。）を取得する。計測器５０は、所定の通信網（インターネット回線等）を介して、有効電力計測値Ｐ１、周波数計測値ｆ１を一般送配電事業者Ｔが管理する調整力計量装置１０に送信する。
同様に、他の電源２２、２３、・・と対象送配電網Ｎ１との接続点に設置された計測器５０は、当該電源２２、２３、・・の各々から対象送配電網Ｎ１へと出力される有効電力計測値Ｐ２、Ｐ３、・・、及び、周波数計測値ｆ２、ｆ３、・・を取得し、調整力計量装置１０に送信する。
【0031】
（調整力計量装置のハードウェア構成）
図３は、第１の実施形態に係る調整力計量装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
図３に示すように、調整力計量装置１０は、ＣＰＵ１００と、メモリ１０１と、通信インタフェース１０２と、ストレージ１０３とを備えている。
ＣＰＵ１００は、調整力計量装置１０の動作全体の制御を司るプロセッサである。
メモリ１０１は、いわゆる主記憶装置であって、ＣＰＵ１００がプログラムに基づいて動作するための命令及びデータが展開される。
通信インタフェース１０２は、外部装置（特に、計測器５０）との間で情報をやり取りするためのインタフェース機器である。なお、本実施形態においては、通信インタフェース１０２によって実現される通信手段及び通信方式は、特に限定されない。例えば、通信インタフェース１０２は、有線通信を実現するための有線接続インタフェースであってもよいし、無線通信を実現するための無線通信モジュールであってもよい。
ストレージ１０３は、いわゆる補助記憶装置であって、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等であってよい。
図３は、第１の実施形態に係る調整力計量装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
図３に示すように、調整力計量装置１０は、ＣＰＵ１００と、メモリ１０１と、通信インタフェース１０２と、ストレージ１０３とを備えている。
ＣＰＵ１００は、調整力計量装置１０の動作全体の制御を司るプロセッサである。
メモリ１０１は、いわゆる主記憶装置であって、ＣＰＵ１００がプログラムに基づいて動作するための命令及びデータが展開される。
通信インタフェース１０２は、外部装置（特に、計測器５０）との間で情報をやり取りするためのインタフェース機器である。なお、本実施形態においては、通信インタフェース１０２によって実現される通信手段及び通信方式は、特に限定されない。例えば、通信インタフェース１０２は、有線通信を実現するための有線接続インタフェースであってもよいし、無線通信を実現するための無線通信モジュールであってもよい。
ストレージ１０３は、いわゆる補助記憶装置であって、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等であってよい。
【0032】
（調整力計量装置の機能構成）
図４は、第１の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示すブロック図である。
図４に示すように、調整力計量装置１０のＣＰＵ１００は、プログラムに従って動作することで、計測値取得部１００１、積算処理部１００２、調整力係数演算部１００３、調整力演算部１００４としての機能を発揮する。なお、ここでは、調整力計量装置１０が電源２１の調整力を計量する例について説明する。
図４は、第１の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示すブロック図である。
図４に示すように、調整力計量装置１０のＣＰＵ１００は、プログラムに従って動作することで、計測値取得部１００１、積算処理部１００２、調整力係数演算部１００３、調整力演算部１００４としての機能を発揮する。なお、ここでは、調整力計量装置１０が電源２１の調整力を計量する例について説明する。
【0033】
【0034】
積算処理部１００２は、計測値取得部１００１によって有効電力計測値Ｐ及び周波数計測値ｆが取得される毎に、有効電力の変動の計測値ΔＰ（以下、「有効電力変動計測値」とも記載する。詳細は後述する。）と周波数の変動の計測値Δｆ（以下、「周波数変動計測値」とも記載する。詳細は後述する。）との積算値ＳΔＰΔｆ、周波数変動計測値Δｆの二乗値の積算値ＳΔｆΔｆ、周波数変動計測値Δｆの絶対値の積算値Ｓ｜Δｆ｜を算出する。
【0035】
調整力係数演算部１００３は、所定期間に取得された有効電力計測値Ｐと周波数計測値ｆとに基づいて、有効電力の変動の周波数の変動への影響の度合いを示す調整力係数ｋｐを算出する。なお、所定期間とは、計測値取得部１００１が各計測値をＮ回取得する期間（Ｎステップ）である。
【0036】
調整力演算部１００４は、所定期間に取得された周波数変動計測値Δｆの絶対値の積算値Ｓ｜Δｆ｜と、調整力係数ｋｐとに基づいて、電源２１が対象送配電網Ｎ１に提供した調整力を算出する。
【0037】
（調整力について）
図１５は、従来技術における調整力算出手段を説明するための図である。
ここで、従来技術（例えば、特許文献１）の調整力算出手段９００における調整力の算出方法について説明する。電源の出力のうち、電源の所在地の周波数に依存する成分を調整力としてカウントする。電源の周波数の調整力の指標として速度調停率δがある。速度調停率δによると，周波数変動計測値Δｆに対し、電源が追加的に発生する出力、言い換えれば調整力ΔＰは、次式（１）で表される。
図１５は、従来技術における調整力算出手段を説明するための図である。
ここで、従来技術（例えば、特許文献１）の調整力算出手段９００における調整力の算出方法について説明する。電源の出力のうち、電源の所在地の周波数に依存する成分を調整力としてカウントする。電源の周波数の調整力の指標として速度調停率δがある。速度調停率δによると，周波数変動計測値Δｆに対し、電源が追加的に発生する出力、言い換えれば調整力ΔＰは、次式（１）で表される。
【0038】
【数1】
【0039】
式（１）において、『ｆｎ』は電力系統の基準周波数、『Ｐｎ』は電源２１の定格出力［ＭＷ］である。周波数変動計測値Δｆは、基準周波数ｆｎ［Ｈｚ］（例えば、５０Ｈｚ、６０Ｈｚ等）から接続点の計測器５０によって計測された周波数計測値ｆを差し引いたものであり、実周波数（周波数計測値ｆ）が基準周波数ｆｎを超過したときには負の値となる。この関係式は、周波数と出力の静的な釣り合い状態を示す名目的なものであり、実際には電源の出力の時間遅れのために誤差がある。遅れの主要なものは、電源が有する発電機の慣性や制御装置の動作遅れである。
【0040】
調整力算出手段９００は、出力の時間遅れがあるときにも電源の調整力ΔＰの真値を計量するためのものであり、図１５に示すように計測値取得手段９００１、調整力係数算出手段９００２、調整力算出手段９００３、積算手段９００４からなる。計測値取得手段９００１は、発電事業者の電源と系統運用者の電力系統との接続点において授受される電力の周波数と有効電力と計測器５０を通じて取得し、調整力係数算出手段９００２及び調整力算出手段９００３に伝送する。
【0041】
調整力係数算出手段９００２では、電源が電力系統に供給する有効電力の変動をΔＰ、電源と電力系統の接続点の周波数の偏移をΔｆとすると、電源の調整力係数ｋｐを次式（２）で算出する。式（２）は、同有効電力の変動のうち同周波数の偏移を打ち消す側に寄与するものを調整力としてカウントするためのものであり、調整力係数の単位はＷ／Ｈｚである。
【0042】
【数2】
【0043】
調整力算出手段９００３は、調整力係数ｋｐを用いて電源の調整力ΔＰＲを次式（３）で計算する。式（２）の演算では、例えば分子はΔＰとΔｆの積を時刻ｔについて積算を要する。そして、その積算のためには、ΔＰとΔｆの時刻歴をどこかに記憶しておかなければならないかと感じるがその必要はない。分子の積算値を『ＳΔＰΔｆ』と記すと、時間ステップ毎に、『ＳΔＰΔｆ←ＳΔＰΔｆ＋ΔＰΔｆ』を実行すれば時刻歴の記憶は不要である。これは、分母についても同様である。
【0044】
【数3】
【0045】
これを、例えば２４時間、１時間または３０分などの一定期間積算したものが、電源により発生した調整力である。この演算は、次式（４）を用いて積算手段９００４が実行する。
【0046】
【数4】
【0047】
有効電力変動計測値ΔＰ（ｔ）は、式（５Ａ）に示すように有効電力計測値Ｐ（ｔ）の期待値Ｅ［・］からの偏差であってもよい。周波数変動計測値Δｆ（ｔ）は、式（５Ｂ）に示すように周波数計測値Δｆ（ｔ）の期待値Ｅ［・］からの偏差であってもよい。
【0048】
【数5A】
【0049】
【数5B】
【0050】
期待値Ｅ［・］は、簡単に前回値としてもよい。このとき、式（５Ａ）及び式（５Ｂ）は式（６Ａ）、式（６Ｂ）のように表される。
【0051】
【数6A】
【0052】
【数6B】
【0053】
調整力係数ｋｐは毎時刻更新する必要はないのでＮステップ毎に式（２）を用いて更新する。時刻ｔ－１が調整力係数ｋｐの更新のタイミングであったとすると、調整力係数算出手段９００２は、次式（７）のように、時刻ｔ－１において、過去の時刻のＮ点のΔＰとΔｆ、すなわち、｛ΔＰ（ｔ－１），ΔＰ（ｔ－２），…，ΔＰ（ｔ－Ｎ）｝と、｛Δｆ（ｔ－１），Δｆ（ｔ－２），…, Δｆ（ｔ－Ｎ）｝から調整力係数ｋｐ（ｔ－１）を演算する。
【0054】
【数7】
【0055】
そうすると、調整力算出手段９００３は、式（３）を用いて調整力ΔＰＲを算出する。調整力算出手段９００３は、次式（８）のように、次の更新タイミングｔ＋ｉまで、ｋｐ（ｔ－１）を利用して調整力を計算することができる。
【0056】
【数8】
【0057】
しかしながら、従来技術における調整力算出手段９００３の課題は、過去の時刻｛ｔ－１，ｔ－２，…｝の値で定めた調整力係数ｋｐを、現在の調整力ΔＰＲ（ｔ＋ｉ）の算出に使うところである。調整力係数ｋｐは、発電所が調停率を変更すること、ガバナーフリーの開始／停止を行うことにより値が変わるので、時間とともに変化する性質がある。このため、調整力係数ｋｐが過去の値であれば、上式（８）による調整力の算出誤差が生じることは避けられない。
【0058】
このような課題を踏まえ、本実施形態では、調整力ΔＰＲの算出に、現時点の調整力係数ｋｐを用いることを可能とする。具体的には、本実施形態に係る調整力計量装置１０は、調整力ΔＰＲを算出する過程において、周波数変動計測値Δｆの絶対値の積算値を利用することを特徴とする。以下、図４を参照しながら、調整力計量装置１０の各部における処理の詳細について説明する。
【0059】
（調整力計量装置の処理フロー）
本実施形態に係る調整力計量装置１０も、従来技術と同様に、調整力係数ｋｐを式（２）により算出する過程と、調整力係数ｋｐに基づき式（３）により調整力ΔＰＲを算出し、式（４）によって一定期間の調整力を積算する過程とを有している。調整力係数ｋｐを算出する手法も従来技術と同様である。説明のために以下の状況を想定する。調整力係数ｋｐはＮステップ毎に更新されるとして、時刻ｔ－１が調整力係数ｋｐの更新タイミングであったとする。
本実施形態に係る調整力計量装置１０も、従来技術と同様に、調整力係数ｋｐを式（２）により算出する過程と、調整力係数ｋｐに基づき式（３）により調整力ΔＰＲを算出し、式（４）によって一定期間の調整力を積算する過程とを有している。調整力係数ｋｐを算出する手法も従来技術と同様である。説明のために以下の状況を想定する。調整力係数ｋｐはＮステップ毎に更新されるとして、時刻ｔ－１が調整力係数ｋｐの更新タイミングであったとする。
【0060】
まず、計測値取得部１００１は、計測器５０を通じて、毎ステップ、有効電力計測値Ｐ及び周波数計測値ｆを取得する（処理Ｓ１）。
【0061】
また、積算処理部１００２は、式（２）の分子をＳΔＰΔｆと記すと、次式（９Ａ）により、前回調整力係数ｋｐを更新した時刻の次の時刻ｔ－Ｎから時刻ｔ－１までの有効電力変動計測値ΔＰと周波数変動計測値Δｆとの積を積算する（処理Ｓ２）。
【0062】
【数9A】
【0063】
同じく、式（２）の分母をＳΔｆΔｆと記すと、積算処理部１００２は、次式（９Ｂ）により、前回調整力係数ｋｐを更新した時刻の次の時刻ｔ－Ｎから時刻ｔ－１までの周波数変動計測値Δｆの二乗値を積算する（処理Ｓ３）。
【0064】
【数9B】
【0065】
そうすると、調整力係数演算部１００３において、時刻ｔ－１の調整力係数ｋｐは次式（１０）により求められる（処理Ｓ４）。
【0066】
【数10】
【0067】
本実施形態に係る調整力計量装置１０の特徴は、式（９Ａ）及び式（９Ｂ）の積算（図４の処理Ｓ２及び処理Ｓ３）と同時に、周波数変動計測値Δｆの絶対値を次式（１１）により積算するところにある（処理Ｓ５）。
【0068】
【数11】
【0069】
積算値Ｓ｜Δｆ｜を用いると、時刻ｔ－１までのＮステップ分の調整力の積算値ΔＳ（ｔ－１）は次式（１２）となる（処理Ｓ６）。
【0070】
【数12】
【0071】
そして、一定期間（例えば、２４時間、１時間、３０分等）の調整力の積算値Ｓとして次式（１３）を得る（処理Ｓ７）。
【0072】
【数13】
【0073】
このようにすれば、時刻歴を記録することなく、調整力の精度を改善できる。なお、調整力計量装置１０は、複数の電源２１、２２、・・それぞれについて、上述の一連の処理を実行することにより、電源毎の一定期間の調整力の積算値Ｓを算出する。
【0074】
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係る調整力計量装置１０は、所定期間に取得された有効電力計測値Ｐと周波数計測値ｆとに基づいて調整力係数ｋｐを算出し、所定期間に取得された周波数変動計測値Δｆの絶対値の積算値Ｓ｜Δｆ｜と、算出された調整力係数ｋｐとに基づいて、所定期間における電源２１の調整力を算出する。
このようにすることで、調整力計量装置１０は、調整力係数ｋｐの算出と、調整力の積算値ΔＳの算出との両方について、同じ所定期間に取得された計測値を用いて実行することができる。これにより、調整力の算出誤差を低減させることができる。
以上のように、本実施形態に係る調整力計量装置１０は、所定期間に取得された有効電力計測値Ｐと周波数計測値ｆとに基づいて調整力係数ｋｐを算出し、所定期間に取得された周波数変動計測値Δｆの絶対値の積算値Ｓ｜Δｆ｜と、算出された調整力係数ｋｐとに基づいて、所定期間における電源２１の調整力を算出する。
このようにすることで、調整力計量装置１０は、調整力係数ｋｐの算出と、調整力の積算値ΔＳの算出との両方について、同じ所定期間に取得された計測値を用いて実行することができる。これにより、調整力の算出誤差を低減させることができる。
【0075】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係る調整力計量装置、及び、当該調整力計量装置を具備する調整力計量システムについて、図５を参照しながら説明する。第１の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
次に、第２の実施形態に係る調整力計量装置、及び、当該調整力計量装置を具備する調整力計量システムについて、図５を参照しながら説明する。第１の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
【0076】
電力系統には大小さまざまな電力供給者や電力需要者が接続しており、個々の電力の供給量や需要量はランダムに変動する確率変数とみなすことができる。確率論では、中心極限定理が良く知られている。中心極限定理は、標本の平均の分布が正規分布に近づくということを表している。たとえ、元の集団が正規分布ではなくても、標本数が多くなるにつれ、その標本の平均の分布は正規分布に近づく。標本の和は、標本の平均に標本数を掛けただけのものだから、標本数を増やすと標本の平均が正規分布に近付くのと同様に、標本の和も正規分布に近付く。電力系統の周波数の偏移は、電力の供給量と需要量の総和に従うから、中心極限定理のとおり正規分布で近似できる。
【0077】
本実施形態では、周波数偏移が正規分布で近似できることを利用して、調整力を周波数変動計測値Δｆの分散と、有効電力変動計測値ΔＰの分散と、周波数変動計測値Δｆと有効電力変動計測値ΔＰとの相関関数だけから算出することを可能とするものである。なお、周波数変動計測値Δｆと有効電力変動計測値ΔＰとの相関関数とは、調整力係数ｋｐである。
【0078】
（調整力計量装置の処理フロー）
図５は、本開示の第２の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示すブロック図である。まず、計測値取得部１００１は、第１の実施形態と同様に、計測器５０を通じて、毎ステップ、有効電力計測値Ｐ及び周波数計測値ｆを取得する（処理Ｓ１１）。
図５は、本開示の第２の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示すブロック図である。まず、計測値取得部１００１は、第１の実施形態と同様に、計測器５０を通じて、毎ステップ、有効電力計測値Ｐ及び周波数計測値ｆを取得する（処理Ｓ１１）。
【0079】
また、周波数変動計測値Δｆと有効電力変動計測値ΔＰを式（１４）で表す。ここに、ｄはΔＰやΔｆと独立な観測雑音である。
【0080】
【数14】
【0081】
第１の実施形態と同様に、調整力係数演算部１００３は、Ｎステップ毎に式（１０）により調整力係数ｋｐを更新するものとする（処理Ｓ１４）。このとき、積算処理部１００２も同様に、時刻ｔ－Ｎから時刻ｔ－１までの有効電力変動計測値ΔＰと周波数変動計測値Δｆとの積、及び周波数変動計測値Δｆの二乗値をそれぞれ積算した値ＳΔＰΔｆ、ＳΔｆΔｆを毎ステップ算出する（処理Ｓ１２～Ｓ１３）。Ｎステップの時刻歴におけるΔｆの分散をσΔｆ
２、ｄの分散をσｄ
２と記すと、ΔＰの分散は式（１５）で表される。
【0082】
【数15】
【0083】
一方、計測器５０を通じて実測した時系列データから算出したΔＰの分散の値をσΔＰ
２と記すと，次の等式（１６）が成り立ち、観測雑音ｄの分散が式（１７）のように得られる。
【0084】
【数16】
【0085】
【数17】
【0086】
そうすると、Δｆが既知のときΔＰの条件付き分布は式（１８）で表される。
【0087】
【数18】
【0088】
これより、調整力の分布は次式（１９）で表される。
【0089】
【数19】
【0090】
正規分布の確率密度関数は左右対称だから、期待値は次式（２０）となる。
【0091】
【数20】
【0092】
したがって、時刻ｔ－１までのＮステップ分の調整力の積算値ΔＳ（ｔ－１）は次式（２１）となる（処理Ｓ１５）。
【0093】
【数21】
【0094】
そして、一定期間（例えば、２４時間、１時間、３０分等）の調整力の積算値Ｓを、第１の実施形態と同様に式（１３）により算出する（処理Ｓ１６）。
【0095】
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係る調整力計量装置１０は、有効電力変動計測値の分散σΔＰ ２と、周波数電動計測値の分散σΔｆ ２と、調整力係数ｋｐとに基づいて、周波数変動計測値Δｆに応じた有効電力変動計測値ΔＰの確率分布を求めるとともに、当該確率分布に基づいて電源２１の所定期間における調整力ΔＳを算出する。
このようにすることで、第１の実施形態と同様に、調整力の算出誤差を低減させることができる。
以上のように、本実施形態に係る調整力計量装置１０は、有効電力変動計測値の分散σΔＰ ２と、周波数電動計測値の分散σΔｆ ２と、調整力係数ｋｐとに基づいて、周波数変動計測値Δｆに応じた有効電力変動計測値ΔＰの確率分布を求めるとともに、当該確率分布に基づいて電源２１の所定期間における調整力ΔＳを算出する。
このようにすることで、第１の実施形態と同様に、調整力の算出誤差を低減させることができる。
【0096】
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態に係る調整力計量装置、及び、当該調整力計量装置を具備する調整力計量システムについて、図６～図９を参照しながら説明する。第１及び第２の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
次に、第３の実施形態に係る調整力計量装置、及び、当該調整力計量装置を具備する調整力計量システムについて、図６～図９を参照しながら説明する。第１及び第２の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
【0097】
【0098】
式（１４）で述べたように，ΔＰはΔｆに依存して分布する。第２の実施形態における式（１８）を、期待値をμ、分散をσｄ
２と記して書き直したものが式（２２）である。
【0099】
【数22】
【0100】
図６の曲線ｐ（ΔＰ）は、Δｆがある値のときのΔＰの確率密度を表している。ΔＰは、期待値μを中心に、分散σｄ
２で分布している。
【0101】
第２の実施形態では、式（１９）で述べたように、Δｆの値を一つ決めたときに、その調整力ΔＰＲ｜Δｆの期待値を『ｋｐ｜Δｆ｜』で評価している。しかし、図６の縦軸、すなわちΔｆが０付近の取り扱いに課題が残る。この領域では、確率密度曲線の裾がΔＰの負の領域に属する部分（図７の領域Ｒ１）の割合が増えるので、調整力として期待できない。
【0102】
このような課題を踏まえ、本実施形態では、例えばΔｆが０に近い領域のように、調整力として期待できない領域については、調整力への参入の比率を小さくする。これにより、調整力として確実なものだけを調整力の積算値に参入することを可能とする。
【0103】
（調整力計量装置の処理フロー）
図７は、本開示の第３の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示すブロック図である。
まず、計測値取得部１００１は、第１の実施形態と同様に、計測器５０を通じて、毎ステップ、有効電力計測値Ｐ及び周波数計測値ｆを取得する（処理Ｓ２１）。また、積算処理部１００２は、時刻ｔ－Ｎから時刻ｔ－１までの有効電力変動計測値ΔＰの二乗値、有効電力変動計測値ΔＰと周波数変動計測値Δｆとの積、及び周波数変動計測値Δｆの二乗値をそれぞれ積算した値ＳΔＰΔＰ、ＳΔＰΔｆ、ＳΔｆΔｆを毎ステップ算出する（処理Ｓ２２～Ｓ２４）。調整力係数ｋｐの更新（処理Ｓ２５）、Δｆが既知のときΔＰの条件付き分布を求める処理（処理Ｓ２６）については、第２の実施形態と同様である。
図７は、本開示の第３の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示すブロック図である。
まず、計測値取得部１００１は、第１の実施形態と同様に、計測器５０を通じて、毎ステップ、有効電力計測値Ｐ及び周波数計測値ｆを取得する（処理Ｓ２１）。また、積算処理部１００２は、時刻ｔ－Ｎから時刻ｔ－１までの有効電力変動計測値ΔＰの二乗値、有効電力変動計測値ΔＰと周波数変動計測値Δｆとの積、及び周波数変動計測値Δｆの二乗値をそれぞれ積算した値ＳΔＰΔＰ、ＳΔＰΔｆ、ＳΔｆΔｆを毎ステップ算出する（処理Ｓ２２～Ｓ２４）。調整力係数ｋｐの更新（処理Ｓ２５）、Δｆが既知のときΔＰの条件付き分布を求める処理（処理Ｓ２６）については、第２の実施形態と同様である。
【0104】
周波数調整の原理式である上式（１）に従うと、Δｆが負のときには、ΔＰは正でなければならない。しかし、前述のように、Δｆが小さいときには調整力として期待できないので、予め調整力の計算から除外することにより、調整力の算出を確実なものとすることができる。具体的には、確率密度曲線ｐ（ΔＰ）の裾がΔＰの負の領域に属する部分（図７の領域Ｒ１）はペナルティ（罰金）として差し引く。例えば式（２３）のような計量法が考えられる。右辺の第一項がペナルティに相当する。
【0105】
【数23】
【0106】
図８は、本開示の第３の実施形態に係る調整力計量装置の機能を説明するための第２の図である。
式（２３）の定積分は、図８の表ＴＢ１のように標準正規分布に対してテーブル化したものを表引きして利用する。表ＴＢ１で『Φ（ｘ）』は，式（２４）の右辺の定積分である。
式（２３）の定積分は、図８の表ＴＢ１のように標準正規分布に対してテーブル化したものを表引きして利用する。表ＴＢ１で『Φ（ｘ）』は，式（２４）の右辺の定積分である。
【0107】
【数24】
【0108】
Φ（ｘ）を用いると、『μ＝ｋｐΔｆ』だから、式（２３）は以下の式（２５）のように表現される。
【0109】
【数25】
【0110】
図９は、本開示の第３の実施形態に係る調整力計量装置の機能を説明するための第３の図である。
関数Φ（ｘ）のグラフを図９に示す。『ｘ』が３より大きいと『Φ（ｘ）＝ｘ』と近似できる。『ｘ』が３より小さいと、『Φ（ｘ）』はｘより小さくなっており、前述のペナルティが機能していることが分かる。
関数Φ（ｘ）のグラフを図９に示す。『ｘ』が３より大きいと『Φ（ｘ）＝ｘ』と近似できる。『ｘ』が３より小さいと、『Φ（ｘ）』はｘより小さくなっており、前述のペナルティが機能していることが分かる。
【0111】
Δｆの確率密度関数はＮ（０，σΔｆ
２）だから、ΔＰＲの期待値は式（２６）で表される。
【0112】
【数26】
【0113】
式（２６）の積分は、例えば以下のように数値積分して計算する。
【0114】
まず、Δｆを０を始点として等間隔にサンプリングし、それを式（２７）のようにベクトルｖΔｆで表す。Δｈは離散化の幅である。式（２６）で積分区間は－∞から０にしているので，Δｈの値は負である。サンプリング数はＮ＋１とする。
【0115】
【数27】
【0116】
ｖΔｆの値一つ一つについて、確率密度関数ｐの値を計算し、式（２８）のように行ベクトルｖｐで表す。
【0117】
【数28】
【0118】
同様に，ｖΔｆの値一つ一つについて、条件付き期待値を計算し、式（２９）のように行ベクトルｖΦで表す。
【0119】
【数29】
【0120】
そうすると、式（２６）は式（３０）で計算できる（処理Ｓ２７）。ベクトルや行列の右肩の記号Ｔは転置を表している。式（３０）において、ｖｐ
Tは、ｖｐの転置ベクトルを表している。
【0121】
【数30】
【0122】
Ｎステップの調整力の積算値は、式（３１）で与えられる。
【0123】
【数31】
【0124】
そして、一定期間（例えば、２４時間、１時間、３０分等）の調整力の積算値Ｓを、第１の実施形態と同様に式（１３）により算出する（処理Ｓ２８）。
【0125】
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係る調整力計量装置１０は、有効電力変動計測値ΔＰの確率分布において、有効電力変動計測値ΔＰが負の値となる領域（図６の領域Ｒ１）をペナルティとして調整力から減じる。
このようにすることで、調整力として期待できない電源２１の出力の変動については、調整力の算出から除外することができるので、調整力をより正確に算出することが可能となる。
以上のように、本実施形態に係る調整力計量装置１０は、有効電力変動計測値ΔＰの確率分布において、有効電力変動計測値ΔＰが負の値となる領域（図６の領域Ｒ１）をペナルティとして調整力から減じる。
このようにすることで、調整力として期待できない電源２１の出力の変動については、調整力の算出から除外することができるので、調整力をより正確に算出することが可能となる。
【0126】
＜第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態に係る調整力計量装置、及び、当該調整力計量装置を具備する調整力計量システムについて、図１０を参照しながら説明する。第１～第３の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
次に、第４の実施形態に係る調整力計量装置、及び、当該調整力計量装置を具備する調整力計量システムについて、図１０を参照しながら説明する。第１～第３の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
【0127】
第３の実施形態では、Δｆが０に近いときのように、調整力が必要でないときついては、調整力への参入の比率を小さくして、たとえそのようなときに大きく出力を変えても調整力に参入しない技術、言い換えれば、ノイズの影響を除去する技術について述べた。
【0128】
第４の実施形態は、それに似た現象として、そのような状況でノイズの影響により調整力を実際よりも過大に見積もって、その結果として調整力を過大に計算することを防ぐ技術について述べる。本実施形態では、電力系統（対象送配電網Ｎ１）内の発電事業者Ｇや需要家Ｃの調整力係数ｋｐを確率変数とみなし、ベイズ推定の方法を適用する。
【0129】
（調整力計量装置の処理フロー）
図１０は、本開示の第４の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示す第１のブロック図である。
本実施形態では、調整力係数並びに、電力と周波数の計測誤差の分布の事前情報からなる電力と周波数を関連付ける数学モデルを利用することにより、調整力係数ｋｐの推定精度を改善し、最終的には調整力の計量の精度をより良くする。なお、処理Ｓ３１～Ｓ３４については、第３の実施形態の処理Ｓ２１～Ｓ２４（図７）と同様である。
図１０は、本開示の第４の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示す第１のブロック図である。
本実施形態では、調整力係数並びに、電力と周波数の計測誤差の分布の事前情報からなる電力と周波数を関連付ける数学モデルを利用することにより、調整力係数ｋｐの推定精度を改善し、最終的には調整力の計量の精度をより良くする。なお、処理Ｓ３１～Ｓ３４については、第３の実施形態の処理Ｓ２１～Ｓ２４（図７）と同様である。
【0130】
発電事業者Ｇや需要家Ｃが、対象送配電網Ｎ１との接続点において授受する電力を式（３２）でモデル化する。式（３２）は、第２の実施形態の式（１４）に対し、周波数の計測誤差ｄｆを新規に追加したものである。
【0131】
【数32】
【0132】
そして、事前情報から、調整力係数ｋｐ、周波数の計測誤差ｄｆ、電力の計測誤差ｄＰを、以下の式（３３Ａ）～（３３Ｃ）の統計モデルで表現する。
【0133】
【数33A】
【0134】
【数33B】
【0135】
【数33C】
【0136】
各統計モデルのうち、調整力係数ｋｐは対象送配電網Ｎ１全体の需給の状況により変動する性質がある。このため、例えば系統運用者である一般送配電事業者Ｔが、発電事業者Ｇや需要家Ｃの調整力係数ｋｐを、通信回線を介して収集して調整力係数の統計モデルを更新することが望ましい。周波数の計測誤差ｄｆと電力の計測誤差ｄＰは、接続点に配置する計測器５０固有の値であるので、接続点毎に予め定めておけば充分である。
【0137】
図１１は、本開示の第４の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示す第２のブロック図である。
また、図１１に示すように、一般送配電事業者Ｔが通信回線を介して、各接続点の計測誤差の統計量を収集するなどして、時間と共に有効電力及び周波数の計測誤差の統計モデルを変更しても良い。この場合、図１１の例のように、調整力計量装置１０は各接続点に設置されてもよく、接続点毎の統計モデルが一般送配電事業者Ｔによって更新される毎に、通信回線を介して各調整力計量装置１０に配信される。
また、図１１に示すように、一般送配電事業者Ｔが通信回線を介して、各接続点の計測誤差の統計量を収集するなどして、時間と共に有効電力及び周波数の計測誤差の統計モデルを変更しても良い。この場合、図１１の例のように、調整力計量装置１０は各接続点に設置されてもよく、接続点毎の統計モデルが一般送配電事業者Ｔによって更新される毎に、通信回線を介して各調整力計量装置１０に配信される。
【0138】
そうすると、式（３２）の有効電力のモデルと、式（３３Ａ）～（３３Ｃ）の事前情報から予測される有効電力ΔＰと調整力係数ｋｐの同時分布は次式（３４）で表される。
【0139】
【数34】
【0140】
式（３４）において、｛｝は時間について整列した時系列データを列ベクトル化したものである。具体的に、『｛Δｆ｝』は、Δｆの時系列データを時間の順にならべた列ベクトル｛Δｆ（ｔ），Δｆ（ｔ），…, Δｆ（ｔ－Ｎ＋１）｝である。『｛ΔＰ｝』は、ΔＰの時系列データを時間の順にならべた列ベクトル｛ΔＰ（ｔ），ΔＰ（ｔ），…, ΔＰ（ｔ－Ｎ＋１）｝である。
【0141】
そうすると、｛Δｆ｝と｛ΔＰ｝を事後情報として得ると、調整力係数ｋｐのベイズ推定値は次式（３５）となる。
【0142】
【数35】
【0143】
調整力係数演算部１００３は、式（３５）で得られた値を、次式（３６）のように調整力係数ｋｐに用いる（処理Ｓ３５）。
【0144】
【数36】
【0145】
また、調整力演算部１００４がＮステップ分の調整力の積算値ΔＳを求める処理Ｓ３６、及び一定期間の調整力の積算値Ｓを求める処理Ｓ３７については、第３の実施形態の処理Ｓ２６～Ｓ２８と同様である。
【0146】
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係る調整力計量装置１０は、接続点毎の統計モデルに基づいて調整力係数を算出する。
このようにすることで、調整力計量装置１０は、調整力係数ｋｐの推定精度を向上させることができ、その結果として、調整力の計量の精度を向上させることができる。
以上のように、本実施形態に係る調整力計量装置１０は、接続点毎の統計モデルに基づいて調整力係数を算出する。
このようにすることで、調整力計量装置１０は、調整力係数ｋｐの推定精度を向上させることができ、その結果として、調整力の計量の精度を向上させることができる。
【0147】
＜第５の実施形態＞
次に、第５の実施形態に係る調整力計量装置、及び、当該調整力計量装置を具備する調整力計量システムについて、図１２を参照しながら説明する。第１～第４の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
なお、本実施形態は、第２の実施形態に係る調整力計量装置１０の調整力係数ｋｐに代えて、有効電力ΔＰを調整力に参入するときに、参入の重みとしてΔｆを更に用いることを特徴としている。
次に、第５の実施形態に係る調整力計量装置、及び、当該調整力計量装置を具備する調整力計量システムについて、図１２を参照しながら説明する。第１～第４の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
なお、本実施形態は、第２の実施形態に係る調整力計量装置１０の調整力係数ｋｐに代えて、有効電力ΔＰを調整力に参入するときに、参入の重みとしてΔｆを更に用いることを特徴としている。
【0148】
第３の実施形態では、Δｆが０に近いときのように、調整力が必要でないときついては、調整力への参入の比率を小さくして、たとえそのようなときに大きく出力を変えても調整力に参入しない技術、言い換えれば、ノイズの影響を除去する技術について述べた。
【0149】
第５の実施形態は、第３の実施形態の考えを拡張して、Δｆを調整力への参入の比率の重み係数として利用することについて述べる。本実施形態に係る調整力計量装置１０は、同じ出力変化（有効電力変動計測値ΔＰ）であったとしても、それを調整力に参入する程度はΔｆに比例させる。このようにすれば、需給の変動が大きいとき、すなわちΔｆが大きいときに調整力を供給することが促され、対象送配電網Ｎ１の安定化に寄与する。
【0150】
図１２は、本開示の第５の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示すブロック図である。
具体的には、図１２に示すように、計測値取得部１００１は、第２の実施形態と同様に、計測器５０を通じて、毎ステップ、有効電力計測値Ｐ及び周波数計測値ｆを取得する（処理Ｓ４１）。また、積算処理部１００２は、時刻ｔ－Ｎから時刻ｔ－１までの有効電力変動計測値ΔＰと周波数変動計測値Δｆとの積を積算した値ＳΔＰΔＰを毎ステップ算出する（処理Ｓ４２）。
具体的には、図１２に示すように、計測値取得部１００１は、第２の実施形態と同様に、計測器５０を通じて、毎ステップ、有効電力計測値Ｐ及び周波数計測値ｆを取得する（処理Ｓ４１）。また、積算処理部１００２は、時刻ｔ－Ｎから時刻ｔ－１までの有効電力変動計測値ΔＰと周波数変動計測値Δｆとの積を積算した値ＳΔＰΔＰを毎ステップ算出する（処理Ｓ４２）。
【0151】
次に、調整力演算部１００４は、Ｎステップ分の調整力ΔＳを算出する（処理Ｓ４３）。まず、単位を合わせるために、ΔＰは周波数で除してトルクに換算後にΔｆを乗じる。周波数は５０Ｈｚまたは６０Ｈｚなどの基準周波数値から大きく偏位することはないので、基準周波数ｆｎで除して、式（３７）で計算する。
【0152】
【数37】
【0153】
調整力の期待値は次式（３８）で計算する。
【0154】
【数38】
【0155】
また、Ｎステップの調整力の積算値は、式（３９）で与えられる。
【0156】
【数39】
【0157】
そして、一定期間の調整力の積算値Ｓを、第２の実施形態と同様に式（１３）により算出する（処理Ｓ４４）。
【0158】
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係る調整力計量装置１０は、周波数変動計測値Δｆを重み係数として、調整力を算出する。
このようにすることで、周波数の変動が大きいほど、電源２１の出力の変動が調整力として大きくカウントされることとなる。これにより、需給の変動が大きいとき、すなわちΔｆが大きいときに調整力を供給することが促され、対象送配電網Ｎ１の安定に寄与することができる。
以上のように、本実施形態に係る調整力計量装置１０は、周波数変動計測値Δｆを重み係数として、調整力を算出する。
このようにすることで、周波数の変動が大きいほど、電源２１の出力の変動が調整力として大きくカウントされることとなる。これにより、需給の変動が大きいとき、すなわちΔｆが大きいときに調整力を供給することが促され、対象送配電網Ｎ１の安定に寄与することができる。
【0159】
＜第６の実施形態＞
次に、第６の実施形態に係る調整力計量装置、及び、当該調整力計量装置を具備する調整力計量システムについて、図１３を参照しながら説明する。第１～第５の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
次に、第６の実施形態に係る調整力計量装置、及び、当該調整力計量装置を具備する調整力計量システムについて、図１３を参照しながら説明する。第１～第５の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
【0160】
対象送配電網Ｎ１の需給は時々刻々変動しており、需給の不平衡の程度も時間と共に変動する。例えば、電力需要は、夜間は少なく、昼間は多いことが知られている。このため、早朝から会社の始業時に掛けて電力需要が増加し、周波数は定常的に低く偏位することがしばしばである。このような場合、定常的な偏移を打ち消すべく、発電事業者Ｇには需要の増加に合わせて持続的に電力供給を増やすことが求められる。
【0161】
本実施形態は、周波数偏移が持続的であるときには、出力変動の持続に応じて、調整力の価値を変更することを可能とするものである。
【0162】
図１３は、本開示の第６の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示す第１のブロック図である。
図１３に示すように、本実施形態に係る調整力計量装置１０において、計測値取得部１００１は、計測器５０を通じて有効電力計測値及び周波数計測値ｆを取得すると（処理Ｓ５１）、取得した周波数計測値ｆと、伝達関数Ｔとに基づいて、周波数変動計測値Δｆにフィルタリング演算を実施する（処理Ｓ５２）。伝達関数Ｔは、たとえば一般送配電事業者Ｔなどが指定しても良いし、予め、季節や時刻に応じて変更するように調整力計量装置１０にプログラミングしておいてもよい。
図１３に示すように、本実施形態に係る調整力計量装置１０において、計測値取得部１００１は、計測器５０を通じて有効電力計測値及び周波数計測値ｆを取得すると（処理Ｓ５１）、取得した周波数計測値ｆと、伝達関数Ｔとに基づいて、周波数変動計測値Δｆにフィルタリング演算を実施する（処理Ｓ５２）。伝達関数Ｔは、たとえば一般送配電事業者Ｔなどが指定しても良いし、予め、季節や時刻に応じて変更するように調整力計量装置１０にプログラミングしておいてもよい。
【0163】
また、積算処理部１００２、調整力係数演算部１００３、調整力演算部１００４の処理は、第１～第５の実施形態のうち何れかの処理と同様である。
【0164】
このようにすることで、対象送配電網Ｎ１の需給状況に応じて、調整力の価値を変更することができる。例えば、電源２１による持続的な出力増加が必要な状況については、フィルタを積分特性に設定して、持続的な出力上昇の価値を高める。あるいは、速応性が求められるときには、フィルタを比例または微分的に設定して、速応性の価値を高めてもよい。
【0165】
図１３の重みフィルタ（処理Ｓ５２Ａ）は、積分的なフィルタの例である。『ｓ』はラプラス演算子、『Ｔ』は積分の時定数、『ε』は積分を遮断する角速度である。本実施形態に係る計測値取得部１００１は、周波数変動計測値Δｆに代えて、フィルタリング演算により得た値ΔｆＦを積算処理部１００２に出力する。
【0166】
図１４は、本開示の第６の実施形態に係る調整力計量装置の機能構成を示す第２のブロック図である。
また、計測値取得部１００１は、フィルタ演算により積分計算を実装する代わりに、周波数変動計測値Δｆではなくて周波数計測値ｆを入力してもよい。周波数計測値ｆから基準周波数ｆｎを差し引いて、整定状態で入力がゼロになるよう調整すると、図１４の処理Ｓ５２Ｂのようになる。これも、本実施形態の一態様である。
また、計測値取得部１００１は、フィルタ演算により積分計算を実装する代わりに、周波数変動計測値Δｆではなくて周波数計測値ｆを入力してもよい。周波数計測値ｆから基準周波数ｆｎを差し引いて、整定状態で入力がゼロになるよう調整すると、図１４の処理Ｓ５２Ｂのようになる。これも、本実施形態の一態様である。
【0167】
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係る調整力計量装置１０は、周波数変動計測値Δｆを伝達関数によりフィルタリングして、調整力の演算に用いる。
このようにすることで、例えば周波数の偏移が持続的であるとき、または、周波数の偏移に対し速応性が求められるときなどの状況に応じて、調整力の価値を変更することが可能となる。これにより、よりきめ細かく調整力を算出することができる。
以上のように、本実施形態に係る調整力計量装置１０は、周波数変動計測値Δｆを伝達関数によりフィルタリングして、調整力の演算に用いる。
このようにすることで、例えば周波数の偏移が持続的であるとき、または、周波数の偏移に対し速応性が求められるときなどの状況に応じて、調整力の価値を変更することが可能となる。これにより、よりきめ細かく調整力を算出することができる。
【0168】
なお、上述の各実施形態においては、上述した調整力計量装置１０の各種処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【0169】
上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。更に、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【0170】
以上、本開示の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
【0171】
上述の各実施形態において、調整力ΔＰは式（１）にしたがって出力されるものとして説明してきた。しかしながら、式（１）に限定せず、たとえばバリエーションとして、式（４０）を用いてもよい。
【0172】
【数40】
【0173】
式（４０）は、周波数変動計測値Δｆ［Ｈｚ］に比例して、トルクＴ［Ｎｍ］を追加的に発することを表している。式（１）と式（４０）との違いは、追加するものが有効電力Ｐ（または出力Ｐ）か、トルクＴかである。機械システムのような力学系の制御においては、制御入力はトルクや荷重が一般的であるので、式（４０）は対象送配電網Ｎ１の周波数調整を、発電機２１２の回転運動の制御として捉えたときの制御系を表していると考えられる。調整力の表現方法は、観点の違いに依存する。本願の調整力の計量方法も、式（４０）に対応したものを説明しておく。
【0174】
式（１）のΔＰは次式（４１）のように表される。係数２πは、Ｈｚをｒａｄ／ｓに換算するためのものである。
【0175】
【数41】
【0176】
式（４１）の括弧内の第三項目の『Ｔｔ－１Δｆ』は、式（４０）にあるΔＴに依存しない。これを差し引いたものを『ΔＰ～』と表記し、式（４２）で表す。
【0177】
【数42】
【0178】
上述の各実施形態に係る調整力計量装置１０において、調整力演算部１００４は、これらの式を利用して調整力を算出するようにしてもよい。このような態様によっても上述の各実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【0179】
また、上述の各実施形態において、複数の電源２１、２２、・・それぞれの一定期間の調整力の積算値Ｓを求める態様について説明したが、これに限られることはない。他の実施形態では、上述の各実施形態に係る調整力計量装置１０は、特許文献１と同様に、発電事業者Ｇが管理する安定化機器、需要家Ｃが管理する負荷、及び、一般送配電事業者Ｔの管理対象外とする送配電網（対象外送配電網Ｎ２）による一定期間の調整力の積算値Ｓを算出するようにしてもよい。
【0180】
また、上述の各実施形態において、一般送配電事業者Ｔが調整力計量装置１０を有している態様を例として説明したが、これに限られることはない。調整力計量装置１０は、各接続点に設置されていてもよい。また、調整力計量装置１０の各部の機能は、計測器５０に組み込まれていてもよい。この場合、計測器５０は調整力計量装置１０としても機能する。
【0181】
また、上述の各実施形態において、電源２１、２２、・・がタービン装置２１１及び発電機を用いて発電を行う態様について説明したが、これに限られることはない。他の実施形態では、電源２１、２２、・・は、太陽電池を用いて太陽光発電を行う態様であってもよい。
【0182】
＜付記＞
上述の実施形態に記載の調整力計量装置、調整力計量システム、調整力計量方法、プログラム、及び計測器は、例えば以下のように把握される。
上述の実施形態に記載の調整力計量装置、調整力計量システム、調整力計量方法、プログラム、及び計測器は、例えば以下のように把握される。
【0183】
本開示の第１の態様によれば、管理対象とする送配電網に対し提供された電力需給バランスの調整力を計量する調整力計量装置１０は、当該送配電網に対し前記調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点において授受される有効電力の計測値Ｐと、当該接続点における周波数の計測値ｆとを取得する計測値取得部１００１と、所定期間に取得された前記有効電力の計測値Ｐと前記周波数の計測値ｆとに基づいて、前記有効電力の変動ΔＰの前記周波数の変動Δｆへの影響の度合いを示す調整力係数ｋｐを算出する調整力係数演算部１００３と、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動Δｆの絶対値の積算値Ｓ｜Δｆ｜と、前記調整力係数ｋｐとに基づいて、前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出する調整力演算部１００４と、を備える。
【0184】
このようにすることで、調整力計量装置１０は、調整力係数ｋｐの算出と、調整力の積算値ΔＳの算出との両方について、同じ所定期間に取得された計測値を用いて実行することができる。これにより、調整力の算出誤差を低減させることができる。
【0185】
本開示の第２の態様によれば、管理対象とする送配電網に対し提供された電力需給バランスの調整力を計量する調整力計量装置１０は、当該送配電網に対し前記調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点において授受される有効電力の計測値Ｐと、当該接続点における周波数の計測値ｆとを取得する計測値取得部１００１と、所定期間に取得された前記有効電力の計測値Ｐと前記周波数の計測値ｆとに基づいて、前記有効電力の変動ΔＰの前記周波数の変動Δｆへの影響の度合いを示す調整力係数を算出する調整力係数演算部１００３と、算出された前記調整力係数ｋｐと、前記所定期間に取得された前記有効電力の計測値Ｐそれぞれの変動量を示す有効電力変動ΔＰの分散σΔＰ
２と、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値ｆそれぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動Δｆの分散σΔｆ
２と、に基づいて周波数変動Δｆに応じた前記有効電力変動ΔＰの確率分布を求めるとともに、前記確率分布に基づいて前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出する調整力演算部１００４と、を備える。
【0186】
このようにすることで、調整力の算出誤差を低減させることができる。
【0187】
本開示の第３の態様によれば、第２の態様に係る調整力計量装置１０において、前記調整力演算部１００４は、前記確率分布において前記有効電力変動ΔＰが負の値となる領域をペナルティとして調整力から減じる。
【0188】
このようにすることで、調整力として期待できない電源２１の出力の変動については、調整力の算出から除外することができるので、調整力をより正確に算出することが可能となる。
【0189】
本開示の第４の態様によれば、管理対象とする送配電網に対し提供された電力需給バランスの調整力を計量する調整力計量装置１０は、当該送配電網に対し前記調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点において授受される有効電力の計測値Ｐと、当該接続点における周波数の計測値ｆとを取得する計測値取得部１００１と、前記接続点において授受された有効電力の計測誤差ｄＰの統計モデル、及び前記接続点における周波数の計測誤差ｄｆの統計モデルの少なくとも一方と、前記送配電網における調整力係数を正規分布で表す調整力計数の統計モデルと、所定期間に取得された前記有効電力の計測値Ｐ及び前記周波数の計測値ｆとに基づいて、前記有効電力の変動ΔＰの前記周波数の変動Δｆへの影響の度合いを示す調整力係数ｋｐを算出する調整力係数演算部１００３と、算出された前記調整力係数ｋｐと、前記所定期間に取得された前記有効電力の計測値それぞれの変動量を示す有効電力変動の分散σΔＰ
２と、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動の分散σΔｆ
２と、に基づいて周波数変動Δｆに応じた前記有効電力変動ΔＰの確率分布を求めるとともに、前記確率分布に基づいて前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出する調整力演算部１００４と、を備える。
【0190】
このようにすることで、調整力計量装置１０は、調整力係数ｋｐの推定精度を向上させることができ、その結果として、調整力の計量の精度を向上させることができる。
【0191】
本開示の第５の態様によれば、管理対象とする送配電網に対し提供された電力需給バランスの調整力を計量する調整力計量装置１０は、当該送配電網に対し前記調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点において授受される有効電力の計測値Ｐと、当該接続点における周波数の計測値ｆとを取得する計測値取得部１００１と、前記所定期間に取得された前記有効電力の計測値それぞれの変動量を示す有効電力変動ΔＰに対し、所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動Δｆを重み係数として乗じた値の積算値ＳΔＰΔｆに基づいて、前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出する調整力演算部１００４と、を備える。
【0192】
このようにすることで、周波数の変動が大きいほど、電源２１の出力の変動が調整力として大きくカウントされることとなる。これにより、需給の変動が大きいとき、すなわちΔｆが大きいときに調整力を供給することが促され、対象送配電網Ｎ１の安定に寄与することができる。
【0193】
本開示の第６の態様によれば、第１から第５の何れか一の態様に係る調整力計量装置１０において、前記計測値取得部１００１は、取得した前記周波数変動Δｆに対し、所定の伝達関数Ｔによるフィルタリングを実施する。
【0194】
このようにすることで、例えば周波数の偏移が持続的であるとき、または、周波数の偏移に対し速応性が求められるときなどの状況に応じて、調整力の価値を変更することが可能となる。これにより、よりきめ細かく調整力を算出することができる。
【0195】
本開示の第７の態様によれば、第１から第６の何れか一の態様に係る調整力計量装置１０において、前記調整力演算部１００４は、調整力提供手段による定常的な出力を前記周波数変動Δｆで按分した値を差し引いて前記調整力を算出する。
【0196】
このようにすることで、第１から第６の何れか一の態様に係る調整力計量装置と同様の効果を得ることができる。
【0197】
本開示の第８の態様によれば、調整力計量システム１は、第１から第７の何れか一の態様に係る調整力計量装置１０と、前記送配電網と前記調整力提供手段との接続点に設置され、当該接続点において授受される有効電力と、当該接続点における周波数とを計測可能な計測器５０と、を備える。前記計測値取得部１００１は、前記計測器５０を通じて、前記有効電力の計測値と前記周波数の計測値とを取得する。
【0198】
本開示の第９の態様によれば、管理対象とする送配電網に対し提供された電力需給バランスの調整力を計量する調整力計量方法は、当該送配電網に対し前記調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点において授受される有効電力の計測値と、当該接続点における周波数の計測値とを取得するステップと、所定期間に取得された前記有効電力の計測値と前記周波数の計測値とに基づいて、前記有効電力の変動の前記周波数の変動への影響の度合いを示す調整力係数を算出するステップと、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動の絶対値の積算値と、前記調整力係数とに基づいて、前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出するステップと、を有する。
【0199】
本開示の第１０の態様によれば、管理対象とする送配電網に対し提供された電力需給バランスの調整力を計量する調整力計量装置１０のコンピュータを機能させるプログラムは、前記コンピュータに、当該送配電網に対し前記調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点において授受される有効電力の計測値と、当該接続点における周波数の計測値とを取得するステップと、所定期間に取得された前記有効電力の計測値と前記周波数の計測値とに基づいて、前記有効電力の変動の前記周波数の変動への影響の度合いを示す調整力係数を算出するステップと、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動の絶対値の積算値と、前記調整力係数とに基づいて、前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出するステップと、を実行させる。
【0200】
本開示の第１１の態様によれば、管理対象とする送配電網と、当該送配電網に対し電力需給バランスの調整力を提供可能な調整力提供手段との接続点に設置される計測器５０は、前記接続点において授受される有効電力と、当該接続点における周波数とを計測可能なセンサと、前記センサを通じて、前記有効電力の計測値と、前記周波数の計測値とを取得する計測値取得部１００１と、所定期間に取得された前記有効電力の計測値と前記周波数の計測値とに基づいて、前記有効電力の変動の前記周波数の変動への影響の度合いを示す調整力係数を算出する調整力係数演算部１００３と、前記所定期間に取得された前記周波数の計測値それぞれの基準値からの偏差を示す周波数変動の絶対値の積算値と、前記調整力係数とに基づいて、前記調整力提供手段が前記送配電網に提供した調整力を算出する調整力演算部１００４と、を備える。
【符号の説明】
【0201】
１ 調整力計量システム
１０ 調整力計量装置
１００ ＣＰＵ
１００１ 計測値取得部
１００２ 積算処理部
１００３ 調整力係数演算部
１００４ 調整力演算部
１０１ メモリ
１０２ 通信インタフェース
１０３ ストレージ
２１、２２、２３ 電源
２１０ 制御部
２１１ タービン装置
２１２ 発電機
５０ 計測器
１０ 調整力計量装置
１００ ＣＰＵ
１００１ 計測値取得部
１００２ 積算処理部
１００３ 調整力係数演算部
１００４ 調整力演算部
１０１ メモリ
１０２ 通信インタフェース
１０３ ストレージ
２１、２２、２３ 電源
２１０ 制御部
２１１ タービン装置
２１２ 発電機
５０ 計測器
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】