特許 7698460 単独運転系統構成装置、単独運転系統構成システム、および単独運転系統構成方法

(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】2025-06-17

(45)【発行日】2025-06-25

(54)【発明の名称】単独運転系統構成装置、単独運転系統構成システム、および単独運転系統構成方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20250618BHJP

   H02J 3/00 20060101ALI20250618BHJP

【ＦＩ】

H02J3/38 180

H02J3/00 170

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2021075032

(22)【出願日】2021-04-27

(65)【公開番号】P2022169170

(43)【公開日】2022-11-09

【審査請求日】2024-01-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 将士

(72)【発明者】

【氏名】友部 修

(72)【発明者】

【氏名】河村 勉

(72)【発明者】

【氏名】曹 民圭

【審査官】佐藤 卓馬

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－２２２９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０２３２０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０５－３１６６５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１７１８０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ３／３８

Ｈ０２Ｊ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

系統構成案を作成する系統構成案作成部と、
前記系統構成案作成部が作成した前記系統構成案ごとに単独運転の可否を判定することにより、単独運転可能な系統構成案のうち負荷容量が最大の系統構成案を選定できる単独運転可否判定部と、
電力用途を分解する電力用途分解部と、
前記電力用途分解部が分解した用途別電力データを用いて負荷種別の電力需要を予測する負荷種別需要予測部と、
を備えることを特徴とする単独運転系統構成装置。

【請求項2】

前記負荷種別需要予測部は、前記電力用途分解部が分解した前記用途別電力データを用いるか、または、当該用途別電力データおよび回帰分析の両方を用いて負荷種別の電力需要を予測する、
ことを特徴とする請求項１に記載の単独運転系統構成装置。

【請求項3】

系統構成案を作成する系統構成案作成部と、
前記系統構成案作成部が作成した前記系統構成案ごとに単独運転の可否を判定することにより、単独運転可能な系統構成案のうち負荷容量が最大の系統構成案を選定できる単独運転可否判定部と、
負荷モデル、または縮約した負荷モデルを用いて負荷種別に特徴のある突入電流を推定する突入電流推定部、
を備えることを特徴とする単独運転系統構成装置。

【請求項4】

前記突入電流推定部は、予測した復電後の負荷種別需要に基づき、系統モデル中の変圧器モデルおよび／または負荷モデルのパラメータを時系列に設定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の単独運転系統構成装置。

【請求項5】

前記系統構成案作成部は、負荷または／および電源の構成がそれぞれ異なる複数の系統構成案を作成し、
前記単独運転可否判定部は、前記複数の系統構成案ごとに単独運転の可否を判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の単独運転系統構成装置。

【請求項6】

前記単独運転可否判定部は、安定に単独運転可能な系統構成案のうち最大の負荷容量を有する系統構成案を判定できる、
ことを特徴とする請求項１に記載の単独運転系統構成装置。

【請求項7】

前記系統構成案作成部は、開閉器状態の組み合わせによる系統構成案を作成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の単独運転系統構成装置。

【請求項8】

前記系統構成案作成部は、単独運転系統構成案ごとの負荷容量の行列を計算する、
ことを特徴とする請求項１に記載の単独運転系統構成装置。

【請求項9】

分散電源のトリップ基準、または単独運転可否判定基準を設定する設定部、
を有することを特徴とする請求項１に記載の単独運転系統構成装置。

【請求項10】

前記単独運転可否判定部は、前記設定部によって設定された分散電源のトリップ基準に基づき、単独運転可否を判定する、
ことを特徴とする請求項９に記載の単独運転系統構成装置。

【請求項11】

前記系統構成案作成部が作成した系統構成案を選択して画面に出力する画面出力部を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の単独運転系統構成装置。

【請求項12】

前記画面出力部は、系統構成案ごとの開閉器状態、および／または、系統構成案ごとの電力供給エリアを画面に出力する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の単独運転系統構成装置。

【請求項13】

前記画面出力部は、管理する配電系統の地図、および事故点情報を画面に出力する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の単独運転系統構成装置。

【請求項14】

前記画面出力部は、系統解析において設定部により設定された分散電源トリップ判定基準および／または単独運転可否判定基準の各設定を画面に出力する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の単独運転系統構成装置。

【請求項15】

前記画面出力部は、系統構成案ごとに、予測した負荷種別需要に関するグラフ、予測した分散電源出力に関するグラフ、および、突入電流を含む系統に流れる電流および系統周波数偏差、系統周波数のうち何れかに関するグラフのうち何れかを画面に出力する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の単独運転系統構成装置。

【請求項16】

前記画面出力部は、系統構成案ごとに負荷容量、単独運転可否判定結果、および周波数偏差の自乗平均平方根の値のうち何れかを画面に出力する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の単独運転系統構成装置。

【請求項17】

前記画面出力部は、単独運転可能と判定した系統構成案のうち負荷容量が最大の系統構成案を画面に出力する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の単独運転系統構成装置。

【請求項18】

系統構成案を作成する系統構成案作成部と、
前記系統構成案作成部が作成した前記系統構成案ごとに、単独運転の可否を判定することにより、単独運転可能な系統構成案のうち負荷容量が最大の系統構成案を選定できる単独運転可否判定部と、
電力用途を分解する電力用途分解部と、
前記電力用途分解部が分解した用途別電力データを用いて負荷種別の電力需要を予測する負荷種別需要予測部と、
を備えることを特徴とする単独運転系統構成システム。

【請求項19】

系統構成案を作成する系統構成案作成部と、
前記系統構成案作成部が作成した前記系統構成案ごとに、単独運転の可否を判定することにより、単独運転可能な系統構成案のうち負荷容量が最大の系統構成案を選定できる単独運転可否判定部と、
負荷モデル、または縮約した負荷モデルを用いて負荷種別に特徴のある突入電流を推定する突入電流推定部、
を備えることを特徴とする単独運転系統構成システム。

【請求項20】

系統構成案作成部が、系統構成案を作成するステップと、
前記系統構成案作成部が作成した前記系統構成案ごとに、単独運転可否判定部が単独運転の可否の判定を繰り返すことで単独運転可能な系統構成案のうち負荷容量が最大の系統構成案を選定するステップと、
電力用途分解部が、電力用途を分解するステップと、
負荷種別需要予測部が、前記電力用途分解部が分解した用途別電力データを用いて負荷種別の電力需要を予測するステップと、
を実行することを特徴とする単独運転系統構成方法。

【請求項21】

系統構成案作成部が、系統構成案を作成するステップと、
前記系統構成案作成部が作成した前記系統構成案ごとに、単独運転可否判定部が単独運転の可否の判定を繰り返すことで単独運転可能な系統構成案のうち負荷容量が最大の系統構成案を選定するステップと、
突入電流推定部が、負荷モデル、または縮約した負荷モデルを用いて負荷種別に特徴のある突入電流を推定するステップと、
を実行することを特徴とする単独運転系統構成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、配電事業者などが運用する単独運転に関して、単独運転可否を判定しながら、単独運転系統の構成を支援する単独運転系統構成装置、単独運転系統構成システム、および単独運転系統構成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、再生可能エネルギー電源などの分散電源の電力系統への導入が進められている。その一方で、台風や洪水といった大規模災害が増加傾向にあり、これに伴う基幹系統事故や配電系統での多重事故による大規模停電や復旧長期化の事例が顕在化している。電力インフラは、これらの電力供給支障への対応が求められている。今後は、電力系統に連系する分散電源を最大限に活用しつつ、広範囲、早期の停電復旧と、その後の安定した電力供給を実現するために、新たな電力系統運用が必要である。

【0003】

特に、電力インフラの中でも、配電系統においては、太陽光発電をはじめとする分散電源の導入が顕著に進められ、有事における単独運転の検討がなされている。一方、単独運転においては、単独運転系統内の需要や分散電源の出力、単独運転時の過渡現象により、安定に電力供給できないことが課題となることが予想される。このため、有事の際、配電系統での単独運転を安定に継続可能、かつ停電から復旧する需要家を最大限に拡大したいニーズが存在する。

【0004】

本技術分野の背景技術として、特許文献１に記載の発明がある。この文献の要約書には、「パワーコンディショナ１００は、第１自立運転出力端子１０７及び第２自立運転出力端子１０８と、インバータ１０２と、インバータ１０２が出力する第１電流を検出する第１電流センサ１０５と、第１自立運転出力端子１０７及び前記第２自立運転出力端子１０８のいずれか一方に供給される第２電流を検出する第２電流センサ１０６と、第１電流が所定の第１閾値以上となるか、又は、第２電流が所定の第２閾値以上となる場合に、警告を発する、又は、インバータ１０２の動作を停止させる制御部１１１と、記憶部１０９とを備え、制御部１１１は、優先度が低い側の自立運転出力端子に流れる電流と、優先度が高い側の自立運転出力端子に接続される負荷の電流とに応じて、インバータ１０２を制御する。」と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０２０－４８４１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載されている発明は、分散電源を用いて、突入電流を許容しつつ、配電系統から解列した特定負荷に電力供給できる。しかしながら、特許文献１に記載されている発明では、配電系統での単独運転において一般負荷への安定した電力供給の可否を判定することができず、更に単独運転により停電復旧する負荷を最大化することもできない。
そこで、本発明は、配電系統の単独運転時に安定に電力を供給し、停電から復旧する負荷容量を最大化する系統構成案を作成することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記した課題を解決するため、本発明の単独運転系統構成装置は、系統構成案を作成する系統構成案作成部と、前記系統構成案作成部が作成した前記系統構成案ごとに単独運転の可否を判定することにより、単独運転可能な系統構成案のうち負荷容量が最大の系統構成案を選定できる単独運転可否判定部と、電力用途を分解する電力用途分解部と、前記電力用途分解部が分解した用途別電力データを用いて負荷種別の電力需要を予測する負荷種別需要予測部と、を備えることを特徴とする。

【0008】

本発明の単独運転系統構成システムは、系統構成案を作成する系統構成案作成部と、前記系統構成案作成部が作成した前記系統構成案ごとに単独運転の可否を判定することにより、単独運転可能な系統構成案のうち負荷容量が最大の系統構成案を選定できる単独運転可否判定部と、電力用途を分解する電力用途分解部と、前記電力用途分解部が分解した用途別電力データを用いて負荷種別の電力需要を予測する負荷種別需要予測部と、を備えることを特徴とする。

【0009】

本発明の単独運転系統構成方法は、系統構成案作成部が、系統構成案を作成するステップと、前記系統構成案作成部が作成した前記系統構成案ごとに、単独運転可否判定部が単独運転の可否の判定を繰り返すことで単独運転可能な系統構成案のうち負荷容量が最大の系統構成案を選定するステップと、電力用途分解部が、電力用途を分解するステップと、負荷種別需要予測部が、前記電力用途分解部が分解した用途別電力データを用いて負荷種別の電力需要を予測するステップと、を実行することを特徴とする。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、配電系統の単独運転時に安定に電力を供給し、停電から復旧する負荷容量を最大化する系統構成案を作成可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態の単独運転系統構成装置を示すブロック図である。

【図2】負荷容量データの一例を示す図である。

【図3】管理する配電系統の一例を示す図である。

【図4】系統構成案作成部の処理を示すフローチャートである。

【図5】過去需要データの一例を示す図である。

【図6】過去分散電源出力データの一例を示す図である。

【図7】系統解析設定値設定部の処理を示すフローチャートである。

【図8】系統解析設定値の一例を示す図である。

【図9】単独運転可否判定部の構成と動作を示すブロック図である。

【図10】画面出力部の処理を示すフローチャートである。

【図11】画面出力部が出力する画面例である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以降、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態の単独運転系統構成装置１０００を示すブロック図である。
単独運転系統構成装置１０００は、系統構成案作成部２００と、系統解析設定値設定部５００と、単独運転可否判定部７００と、画面出力部８００と、表示装置９００を含んで構成される。単独運転系統構成装置１０００は更に、不図示の記憶部に、系統情報１００と、過去需要データ３００と、過去分散電源出力データ４００と、系統解析設定値６００と、単独運転系統構成プログラムとを格納している。単独運転系統構成装置１０００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲＡＭ（Random Access Memory）と不揮発性の大容量記憶部を有するコンピュータである。なお、本発明は、単一の装置に限られず、複数のサーバ等が連携した単独運転系統構成システムとして実装されてもよい。

【0013】

系統情報１００は、この単独運転系統構成装置１０００が管理する配電系統１０１（図３参照）における開閉器区間ごとの負荷容量を示す情報である。
系統構成案作成部２００は、系統情報１００に基づいて単独運転系統の構成案を作成する機能部であり、その処理について後記する図４で説明する。

【0014】

過去需要データ３００は、過去の電力使用量に関するデータであり、後記する図５で詳細に説明する。過去需要データ３００は、単独運転可否判定部７００に入力される。
過去分散電源出力データ４００は、過去の分散電源出力に関するデータであり、後記する図６で詳細に説明する。過去分散電源出力データ４００は、単独運転可否判定部７００に入力される。

【0015】

系統解析設定値設定部５００は、系統解析に用いる設定値等を系統解析設定値６００に設定する機能部であり、後記する図７でその処理を説明する。
系統解析設定値６００は、系統解析に用いる設定値に関するデータであり、後記する図８で詳細に説明する。系統解析設定値６００は、単独運転可否判定部７００に入力される。

【0016】

単独運転可否判定部７００は、過去需要データ３００と過去分散電源出力データ４００と系統解析設定値設定部５００を参照しつつ、系統構成案作成部２００が作成した系統構成案を負荷容量の降順に評価し、系統構成案が再停電なく安定な単独運転が可能か否かを判定する機能部である。単独運転可否判定部７００は、系統構成案作成部が作成した前記系統構成案ごとに単独運転の可否を判定することにより、単独運転可能な系統構成案のうち負荷容量が最大の系統構成案を選定できる。単独運転可否判定部７００は、後記する図９でその構成と動作を説明する。

【0017】

画面出力部８００は、表示装置９００に表示する内容を選択して表示させる機能部であり、後記する図１０でその処理を説明する。

【0018】

表示装置９００は、例えば液晶パネルや有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネルなどを備えて構成され、運用者が選択した表示内容などを表示する。この表示装置９００に表示される画面について、後記する図１１で説明する。

【0019】

図２は、系統情報１００の一例を示す図である。
系統情報１００は、開閉器番号欄１１０と、隣接開閉器番号欄１１１と、負荷容量欄１１２と、需要家番号欄１１３と、分散電源番号欄１１４と、事故区間情報欄１１５とを含んで構成される。
開閉器番号欄１１０には、図３に示す配電系統１０１に設置された開閉器を特定する通し番号の情報が格納される。ここで通し番号の１は、図３に示す開閉器ＳＷ１に相当する。以降、通し番号２～４は、開閉器ＳＷ２～ＳＷ４に相当する。
隣接開閉器番号欄１１１には、開閉器番号に対応する開閉器に隣接する全ての開閉器を特定する通し番号の情報が格納される。

【0020】

ここで、第１行目には、開閉器番号欄１１０に１が格納され、隣接開閉器番号欄１１１に２と４が格納されている。第１行目は、図３に示した第４～第７の需要家と、第１の分散電源とが接続された単独系統を示す。
第２行目には、開閉器番号欄１１０に１が格納され、隣接開閉器番号欄１１１に３が格納されている。第２行目は、図３に示した第１～第３の需要家と、変電所とが接続された単独系統を示す。

【0021】

負荷容量欄１１２には、隣接する開閉器で区切られる区間の負荷容量の情報が格納される。第１行目には、第４～第７の需要家の負荷容量の総和が格納される。第２行目には、第１～第３の需要家の負荷容量の総和が格納される。
需要家番号欄１１３には、配電系統１０１の需要家を特定する通し番号であり、開閉器区間に存在する需要家を示す情報が格納される。図３に示した各需要家は、黒丸とそれに隣接する“＃１”などの番号で示されている。

【0022】

分散電源番号欄１１４には、配電系統１０１に設置された分散電源を特定する通し番号であり、開閉器区間に存在する分散電源を示す情報が格納される。図３に示した分散電源は、変電所と分散電源とを含む概念である。
事故区間情報欄１１５には、開閉器区間が事故により開放されているか否かを示す情報が格納される。

【0023】

図３は、単独運転系統構成装置１０００が管理する配電系統１０１の一例を示す図である。
配電系統１０１は、第１～第１４の需要家と、第１～第２の分散電源と、変電所と、スイッチＳＷ１～ＳＷ４とを含んで構成される。各需要家は、黒丸のノードとそれに隣接する“＃１”や“＃２”などの番号で示されている。
第１～第３の需要家と変電所とは、スイッチＳＷ３とスイッチＳＷ１との間に配置されている。第１の分散電源と第４～第７の需要家は、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２とスイッチＳＷ４の間に配置されている。第２の分散電源と第９～第１４の需要家は、スイッチＳＷ２によって接続されている。第８の需要家は、スイッチＳＷ４によって接続されている。

【0024】

図１に示した系統情報１００と、単独運転系統構成装置１０００が管理する配電系統１０１とは紐づけられている。系統情報１００は、例えば開閉器、分散電源、配電用変電所などの位置を示し、例えば開閉器番号、分散電源番号、配電用変電所を特定する番号、ノードに対応する需要家番号の情報などを含んで構成される。単独運転系統構成装置１０００が管理する配電系統１０１は、系統情報１００と紐づく限り、如何なる構成でもよく、図３に示す構成に限定されない。また、単独運転系統構成装置１０００が管理する配電系統１０１の各要素は、道路や住宅等の地図上の位置情報と紐づけられている。

【0025】

図４は、系統構成案作成部２００の処理を示すフローチャートである。
処理を開始すると、系統構成案作成部２００は、系統情報１００から、自身が管理する配電系統１０１内の開閉器の開閉器番号をすべて抽出し、負荷容量の行列の１列目とする（ステップＳ１０）。

【0026】

そのあと、系統構成案作成部２００は、１列目の開閉器番号に対応する開閉器に隣接する全ての開閉器の開閉器番号を系統情報１００から抽出し、負荷容量の行列の２列目とし、開閉器区間をすべて特定する（ステップＳ１１）。
そのあと、系統構成案作成部２００は、各開閉器区間の負荷容量を系統情報１００から抽出し、負荷容量の行列の３列目とする（ステップＳ１２）。

【0027】

そのあと、系統構成案作成部２００は、各開閉器区間に、例えばエリア１、エリア２のようなエリア番号を付与し、負荷容量の行列の４列目とする（ステップＳ１３）。これらの処理により、各開閉器区間の負荷容量と、各区間の構成に必要な開閉器の開閉器番号と、隣接する開閉器区間すなわち同一の開閉器によってそれぞれ区切られる開閉器区間は、エリア番号によって一元的に識別可能となる。

【0028】

そのあと、系統構成案作成部２００は、各エリア番号を１列目に、対応する開閉器区間の負荷容量を２列目に格納した負荷容量の行列を作成する（ステップＳ１４）。

【0029】

そのあと、系統構成案作成部２００は、２からエリア番号の最大値までの自然数を取りうる変数を例えばｎと置き、ｎを２からエリア番号の最大値まで順に動かして、１つ以上の開閉器区間と互いに隣接するｎ個の開閉器区間で構成される系統構成案を総当たり的に作成する（ステップＳ１５）。つまり、系統構成案作成部２００は、開閉器状態の組み合わせによる系統構成案を作成する。

【0030】

そして、系統構成案作成部２００は、各系統構成に含まれるエリア番号をそれぞれすべて負荷容量の行列の１列目に順に追加する（ステップＳ１６）。これにより、１つの開閉器区間のみによる系統構成案、および１つ以上の開閉器区間と必ず隣接する、すなわち連系可能な開閉器区間のみによる系統構成案をすべて作成し、エリア番号の組み合わせにより識別できる。

【0031】

そのあと、系統構成案作成部２００は、各系統構成案の負荷容量を、各エリア番号に対応する負荷容量の総和から計算し（ステップＳ１７）、負荷容量の行列の２列目にそれぞれ格納すると（ステップＳ１８）、図４の処理を終了する。これにより、各系統構成の負荷容量は、他から参照可能となる。そして、系統構成案作成部２００は、負荷または／および電源の構成がそれぞれ異なる複数の系統構成案を作成する機能部として動作する。

【0032】

図５は、過去需要データ３００の一例を示す図である。
過去需要データ３００は、需要家番号欄３０１と、電力消費量欄３０２と含んで構成される。

【0033】

需要家番号欄３０１には、自身が管理する配電系統１０１の需要家を特定する通し番号が格納されており、系統情報１００の需要家番号と同一の情報が格納されている。電力消費量欄３０２には、例えば電力会社が有するスマートメータなどにより計測する需要家の使用電力に関する過去の時系列データが格納される。電力消費量欄３０２には、低圧太陽光発電などの分散電源の出力が含まれてもよい。

【0034】

図６は、過去分散電源出力データ４００の一例を示す図である。
過去分散電源出力データ４００は、分散電源番号欄４０１と、分散電源出力欄４０２と含んで構成される。

【0035】

分散電源番号欄４０１には、管理する配電系統１０１の分散電源を特定する通し番号が格納されており、系統情報１００の分散電源番号と同一の情報が格納されている。分散電源出力欄４０２は、例えば電力会社が有する分散電源の出力に関する過去の時系列データであり、例えば高圧太陽光発電や系統用蓄電池システムなどの出力の時系列データである。

【0036】

図７は、系統解析設定値設定部５００の処理を示すフローチャートである。
処理を開始すると、系統解析設定値設定部５００は、系統解析設定値６００を構成する設定情報の入力を受け付ける（ステップＳ３０）。設定情報には、例えば単独運転開始時刻、単独運転終了時刻、周波数解析時間刻み、電流解析時間刻み、系統定数、慣性定数、負荷周波数特性定数、分散電源トリップ判定基準、単独運転可否判定基準などがある。

【0037】

そのあと、系統解析設定値設定部５００は、入力された設定情報を系統解析設定値６００として格納すると（ステップＳ３１）、図７の処理を終了する。系統解析設定値設定部５００は、分散電源のトリップ基準、または単独運転可否判定基準を設定する設定部として機能する。

【0038】

図８は、系統解析設定値６００の一例を示す図である。
系統解析設定値６００は、単独運転開始時刻欄６０１と、単独運転終了時刻欄６０２と、周波数解析時間刻み欄６０３と、電流解析時間刻み欄６０４と、系統定数欄６０５と、慣性定数欄６０６と、負荷周波数特性定数欄６０７と、分散電源トリップ判定基準欄６０８と、単独運転可否判定基準欄６０９とを含んで構成される。

【0039】

単独運転開始時刻欄６０１には、単独運転を開始する予定時刻が格納される。
単独運転終了時刻欄６０２には、単独運転を終了する予定時刻が格納される。
周波数解析時間刻み欄６０３には、単独運転系統の系統周波数を解析するシミュレーションにおける時間刻みが格納される。

【0040】

電流解析時間刻み欄６０４には、単独運転系統に流れる電流を解析するシミュレーションにおける時間刻みが格納される。
系統定数欄６０５には、単独運転系統の系統定数が格納される。
慣性定数欄６０６には、単独運転系統の慣性定数が格納される。

【0041】

負荷周波数特性定数欄６０７には、単独運転系統の負荷周波数特性定数が格納される。
分散電源トリップ判定基準欄６０８には、後述の単独運転可否判定部７００において分散電源がトリップする基準が格納される。分散電源がトリップする基準とは、例えば単独運転期間中の単独運転系統における周波数偏差の大きさが3.0Hz以上の時間帯が１秒以上連続することや、分散電源の出力電流が分散電源の定格電流を超える時間帯が１秒以上継続することなどである。

【0042】

単独運転可否判定基準欄６０９には、単独運転可否判定部７００において単独運転可能か不可能化を判定する基準が格納される。単独運転可能と判定する基準とは、例えば単独運転期間中の単独運転系統における周波数偏差の自乗平均平方根（RMS:Root Means Square）値が±0.2Hz以内の場合である。

【0043】

図９は、単独運転可否判定部７００の構成と動作を示すブロック図である。
単独運転可否判定部７００は、単独系統構成案抽出部７０１、電力用途分解部７０２、復電後需要予測部７０３、復電後分散電源出力予測部７０４、突入電流推定部７０５、系統安定性解析部７０６を含んで構成される。単独運転可否判定部７００は、複数の系統構成案ごとに単独運転の可否を判定し、安定に単独運転可能な系統構成案のうち最大の負荷容量を有する系統構成案を選定可能とする。

【0044】

最初、単独系統構成案抽出部７０１は、系統構成案作成部２００から系統構成案ごとの負荷容量の行列を参照し、負荷容量の最も大きい系統構成案を抽出する。そのあと、単独系統構成案抽出部７０１は、抽出した系統構成案における過去需要データを抽出する。

【0045】

電力用途分解部７０２は、単独系統構成案抽出部７０１が抽出した系統構成案における過去需要データを、例えば照明や空調などの負荷種別それぞれの過去の需要データ（用途別電力データ）と、例えば低圧太陽光発電などの分散電源の過去の出力データ（用途別電力データ）とに分解する。

【0046】

復電後需要予測部７０３は、電力用途分解部７０２が分解した負荷種別それぞれの過去需要データ（用途別電力データ）を用いるか、または、負荷種別それぞれの過去需要データ（用途別電力データ）および回帰分析の両方を用いて、復電後の負荷種別の電力需要を予測する。
復電後分散電源出力予測部７０４は、電力用途分解部７０２が分解した分散電源過去出力データを元に、例えば回帰分析などで、復電後の分散電源出力を予測する。

【0047】

突入電流推定部７０５は、予測した復電後の負荷種別需要に基づき、系統モデル中の変圧器モデル、負荷モデル、縮約した負荷モデル等のパラメータを時系列に設定し、系統解析設定値６００に設定された電流解析時間刻みで、復電後の単独運転系統に流れ、負荷種別に特徴のある突入電流をシミュレーションする。

【0048】

これにより、突入電流推定部７０５は、系統構成案と、時間により変化する変圧器および負荷の突入電流を考慮しながら、復電後の単独運転系統に流れる電流を推定できる。

【0049】

また、突入電流推定部７０５は、系統解析設定値６００に電流に関する分散電源トリップ判定基準がある場合には、同シミュレーションにおいて同基準を満たした時間に分散電源をトリップさせる。これにより、変圧器および負荷の突入電流などにより分散電源がトリップする時間を推定できる。突入電流推定部７０５は、例えば変圧器および照明や空調などの各負荷を、それぞれ等価回路でモデリングしてシミュレーションする。

【0050】

また、突入電流推定部７０５は、例えば一般需要家がすべて同じ種類の負荷を同数持つものと仮定し、例えば系統すべての変圧器や負荷をモデリングする。その後、突入電流推定部７０５は、縮約前と縮約後でシミュレーション結果が同様となるよう、変圧器や負荷モデルのパラメータをチューニングする。これにより突入電流推定部７０５は、変圧器や負荷モデルを縮約して計算時間を短縮することができる。

【0051】

系統安定性解析部７０６は、復電後の負荷種別需要予測、分散電源出力予測、突入電流推定結果を元に、例えば系統解析設定値６００に設定された周波数解析時間刻みで需給周波数安定性などをシミュレーションする。系統安定性解析部７０６は、系統解析設定値６００に、例えば周波数に関する分散電源トリップ判定基準が含まれる場合、シミュレーションにおいて同基準を満たした時間に分散電源をトリップさせる。これにより、系統安定性解析部７０６は、周波数偏差の時間変化および周波数逸脱による分散電源のトリップをシミュレーションできる。

【0052】

そのあと、系統安定性解析部７０６は、系統解析設定値６００に設定された単独運転可否判定基準に基づき、単独系統構成案抽出部７０１にて抽出した単独運転系統構成案で単独運転が可能か否かを判定し、系統構成案と負荷容量と単独運転可否の組み合わせの情報を保存する。

【0053】

そのあと、単独系統構成案抽出部７０１は、直前に判定した系統構成案の次に負荷容量の大きい系統構成案を負荷容量の行列から抽出する。以降、単独運転可否判定部７００は、一連の処理を繰り返し、最も負荷容量が小さい系統構成案の単独運転可否を判定した場合に、一連の処理を終了する。系統構成案と負荷容量と単独運転可否の組み合わせの情報により、ユーザは、安定に単独運転可能な系統構成案のうち最大の負荷容量を有する系統構成案を選定可能となる。また、ユーザは、各系統構成案で単独運転が可能か否かを知ることができる。

【0054】

図１０は、画面出力部８００の処理を示すフローチャートである。
画面出力部８００は、例えばボタンやプルダウンなどを、後述する表示装置９００上の表示内容選択ペイン９１１（図１１参照）に表示する。表示装置９００に表示されたボタンやプルダウンなどを運用者が単数、または複数押下したり、選択したりすることにより、画面出力部８００は、運用者に選択された表示内容を表示装置９００に表示された別ペインに出力する。

【0055】

この際、選択できる表示内容は、例えば、系統構成案作成部２００が作成した単独運転系統構成案、系統構成案ごとの開閉器状態、系統構成案ごとの電力供給エリア、事故点情報、道路や住宅等の地図、系統解析設定値設定部５００で運用者が任意に設定した分散電源トリップ判定基準や単独運転可否判定基準等の各設定、予測した負荷種別需要に関するグラフ、予測した分散電源出力に関するグラフ、突入電流を含む系統に流れる電流および系統周波数偏差、系統周波数のうち何れかに関するグラフ、系統構成案ごとの負荷容量、系統構成案ごとの単独運転可否判定結果、系統構成案ごとの周波数の自乗平均平方根値、最適な系統構成案などである。

【0056】

また、画面出力部８００は、系統解析において設定部により設定された分散電源トリップ判定基準や、単独運転可否判定基準の各設定を画面に出力してもよい。ここで最適な系統構成案とは、単独運転可能と判定した系統構成案のうち負荷容量が最大のものをいう。画面出力部８００は、図１１に示す画面９１０の表示内容選択ペイン９１１を通じて運用者が選択した表示内容を、画面９１０の別のペインに表示する。

【0057】

図１１は、画面出力部８００が出力する画面９１０である。
画面９１０は、表示装置９００に表示される画面であり、画面出力部８００にて選択した表示内容を、例えば図１１のように表示する。

【0058】

表示内容選択ペイン９１１は、画面出力部８００で選択処理する表示内容を、運用者が操作して選択するための表示である。これにより、他のペインには、表示内容選択ペイン９１１で選択された表示内容が表示される。

【0059】

解析条件ペイン９１２には、運用者が任意に設定した各設定が表示される。解析条件ペイン９１２には、例えば系統解析設定値６００を構成する情報が表示される。図１１では、単独運転開始時刻、単独運転終了時刻、系統定数、慣性定数、負荷周波数特性定数、分散電源トリップ判定基準、単独運転可否判定基準、などが表示されている。

【0060】

地図ペイン９１４には、系統構成案と、これに位置関係が対応した道路や住宅等の地図とが重畳表示される。系統構成案は、各系統が識別できるように色付けされた系統図であり、系統図上には、例えば系統中の開閉器状態を示すために開状態と閉状態の開閉器を色分けして表示し、また例えば事故点９１４１の位置を、バツ印などの記号で表示する。地図上には、例えば単独運転で電力供給するエリア９１４２が色付けして表示される。

【0061】

解析結果ペイン９１５は、単独運転可否判定部７００で保存した系統構成案に応じた単独運転に関するシミュレーション結果が表示される。図１１では、シミュレーション結果として、予測した負荷種別需要に関するグラフ、単独運転系統の周波数または周波数偏差に関するグラフ、突入電流を含む単独運転系統に流れる電流に関するグラフ、単独運転系統ごとの周波数偏差の自乗平均平方根値、系統等構成案ごとの負荷容量、系統構成案ごとの単独運転可否判定結果が表示されている。しかし、解析結果ペイン９１５のシミュレーション結果は、これに限られず、予測した分散電源出力に関するグラフなどであってもよい。
シミュレーション結果は、系統構成案に応じて表示される。ただし、画面出力部８００にて最適な系統構成案を表示するよう選択されている場合、例えば画面９１０には、単独運転可能と判定した単独運転系統構成案のうち負荷容量が最大の系統構成案に応じた表示内容が表示される。

【0062】

（変形例）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば上記した実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

【0063】

上記の各構成、機能、処理部、処理手段などは、それらの一部または全部を、例えば集積回路などのハードウェアで実現してもよい。上記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈して実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記録装置、または、フラッシュメモリカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などの記録媒体に置くことができる。

【0064】

各実施形態に於いて、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

【符号の説明】

【0065】

１０００ 単独運転系統構成装置
１００ 系統情報
１０１ 配電系統
１１０ 開閉器番号欄
１１１ 隣接開閉器番号欄
１１２ 負荷容量欄
１１３ 需要家番号欄
１１４ 分散電源番号欄
１１５ 事故区間情報欄
２００ 系統構成案作成部
３００ 過去需要データ
３０１ 需要家番号欄
３０２ 電力消費量欄
４００ 過去分散電源出力データ
４０１ 分散電源番号欄
４０２ 分散電源出力欄
５００ 系統解析設定値設定部 （設定部）
６００ 系統解析設定値
６０１ 単独運転開始時刻欄
６０２ 単独運転終了時刻欄
６０３ 周波数解析時間刻み欄
６０４ 電流解析時間刻み欄
６０５ 系統定数欄
６０６ 慣性定数欄
６０７ 負荷周波数特性定数欄
６０８ 分散電源トリップ判定基準欄
６０９ 単独運転可否判定基準欄
７００ 単独運転可否判定部
７０１ 単独系統構成案抽出部
７０２ 電力用途分解部
７０３ 復電後需要予測部 （負荷種別需要予測部）
７０４ 復電後分散電源出力予測部
７０５ 突入電流推定部
７０６ 系統安定性解析部
８００ 画面出力部
９００ 表示装置
９１０ 画面
９１１ 表示内容選択ペイン
９１２ 解析条件ペイン
９１４ 地図ペイン
９１５ 解析結果ペイン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】