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公開番号2024060369
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-02
出願番号2022167697
出願日2022-10-19
発明の名称太陽光発電出力推定装置、系統制御システム、需給制御システム、設備形成支援システム、太陽光発電出力推定方法および太陽光発電出力推定プログラム
出願人三菱電機株式会社
代理人個人
主分類H02J 3/00 20060101AFI20240424BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】太陽光発電設備の発電出力の推定精度の向上を図ることができる太陽光発電出力推定装置を得ること。
【解決手段】推定対象の太陽光発電設備の発電出力である推定対象太陽光発電出力を、日射強度を示す日射強度データと太陽光発電設備が設置された需要家における消費電力と太陽光発電出力との合算値である残余需要とを用いて推定する推定部150と、日射強度データと残余需要との相関を示す相関情報を用いて推定対象太陽光発電出力の推定精度が定められた精度を満たすか否かを判定する推定精度検証部140と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
推定対象の太陽光発電設備の発電出力である推定対象太陽光発電出力を、日射強度を示す日射強度データと前記太陽光発電設備が設置された需要家における消費電力と太陽光発電出力との合算値である残余需要とを用いて推定する推定部と、
前記日射強度データと前記残余需要との相関を示す相関情報を用いて前記推定対象太陽光発電出力の推定精度が定められた精度を満たすか否かを判定する推定精度検証部と、
を備えることを特徴とする太陽光発電出力推定装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記推定対象太陽光発電出力の推定時点より前の第１期間における、前記日射強度データの時系列データと前記残余需要の時系列データとの共分散である第１共分散を算出する第１共分散算出部と、
前記第１期間における前記日射強度データの時系列データと前記第１期間から遅延時間だけずれた第２期間の前記日射強度データの時系列データとの自己共分散である第２共分散を算出する第２共分散算出部と、
を備え、
前記遅延時間は、前記太陽光発電設備と前記日射強度データに対応する地点との間で日射変動が伝搬する時間であり、
前記推定部は、前記第１共分散および前記第２共分散を用いて前記日射強度データと前記推定対象太陽光発電出力との比の推定値である比率を算出し、前記比率を前記推定時点から遅延時間ずれた前記日射強度データに乗じることで前記推定対象太陽光発電出力を推定し、
前記推定精度検証部は、前記第１期間ごとに前記推定対象太陽光発電出力の推定精度が定められた精度を満たすか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電出力推定装置。
【請求項３】
前記比率は、前記第１共分散を前記第２共分散で除して－１を乗じた値であることを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電出力推定装置。
【請求項４】
前記相関情報は、前記第１期間における前記日射強度データの時系列データと前記第１期間から遅延時間だけずれた前記第２期間の前記残余需要の時系列データとの相関係数に－１を乗じた値であり、
前記推定精度検証部は、前記相関係数が閾値以上である場合に、前記推定対象太陽光発電出力の推定精度が定められた精度を満たすと判定し、前記相関係数が閾値未満である場合に、前記推定対象太陽光発電出力の推定精度が定められた精度を満たさないと判定することを特徴とする請求項３に記載の太陽光発電出力推定装置。
【請求項５】
前記第１期間は複数設定され、
前記推定部は、前記相関係数が閾値以上であると判定された前記第１期間に対応する前記比率を用いて前記比率の代表値を算出し、前記代表値を用いて前記推定対象太陽光発電出力を推定することを特徴とする請求項４に記載の太陽光発電出力推定装置。
【請求項６】
前記相関係数と、前記推定対象太陽光発電出力の実測値に対する前記推定部により推定された前記推定対象太陽光発電出力の推定値の誤差との関係を示す散布図を表示する表示部、
を備えることを特徴とする請求項５に記載の太陽光発電出力推定装置。
【請求項７】
前記表示部は、前記散布図に重畳して前記閾値を表示することを特徴とする請求項６に記載の太陽光発電出力推定装置。
【請求項８】
前記遅延時間を０と近似することを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電出力推定装置。
【請求項９】
前記日射強度データは、前記日射強度データに対応する地点に設置された太陽光発電設備の発電出力の計測データまたは推定値であることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電出力推定装置。
【請求項１０】
前記日射強度データは、前記日射強度データに対応する地点で測定された日射強度の測定値または推定値であることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電出力推定装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、太陽光発電設備の発電出力を推定する太陽光発電出力推定装置、系統制御システム、需給制御システム、設備形成支援システム、太陽光発電出力推定方法および太陽光発電出力推定プログラムに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、再生可能エネルギーの利用を拡大することの重要性が高まっており、太陽光発電設備などの分散型電源を設置し、送電系統または配電系統（以下、これらを電力系統という）に電力を供給する需要家が増えてきている。一方、電力系統を運用する電力会社などでは、一部の太陽光発電設備の発電出力は把握しているものの、多くの太陽光発電設備の発電出力は把握できていない。このため、各需要家が設置した太陽光発電設備の発電出力を推定する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。なお、上記の発電出力を把握できる太陽光発電設備は、全量買取制度の契約（以下、全量買取契約とも呼ぶ）の対象となっている太陽光発電設備であり、発電出力を把握できない太陽光発電設備は、余剰電力買取制度の契約（以下、余剰買取契約とも呼ぶ）の対象となっている太陽光発電設備である。これは、全量買取契約の対象となっている太陽光発電設備を保有する需要家には、太陽光発電設備の発電量を計測するスマートメータと、需要家内の負荷の消費電力量を計測するスマートメータが個別に設置されているのに対し、余剰買取契約の対象となっている太陽光発電設備を保有する需要家には、太陽光発電設備の発電量と負荷の消費電力量との合算値を計測するスマートメータしか設置されていないためである。
【０００３】
特許文献１には、余剰買取契約の対象となっている太陽光発電設備を保有する需要家（以下、余剰買取需要家とも呼ぶ）の太陽光発電設備の発電出力を推定する技術が開示されている。特許文献１に記載の太陽光発電出力推定装置は、余剰買取需要家の負荷の消費電力量を計測するスマートメータの計測値と、余剰買取需要家の太陽光発電設備から予め定められた距離内に設置された、全量買取契約の対象となっている太陽光発電設備の発電量を計測するスマートメータの計測値と、を用いて、余剰買取需要家の発電設備の発電出力を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１９１７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電力会社などが多くの太陽光発電設備の発電出力を把握できていない状況下において、太陽光発電設備が大量に導入された場合、電力系統の運用には様々な問題が生じる。電力会社などでは、自身が所管する変電所などで、太陽光発電設備の発電出力を加味した見かけ上の電力系統の負荷（以下、見かけ上の負荷という）の消費電力を計測器などで計測できているものの、電力系統に連系されている全ての太陽光発電設備の発電出力合計値が未知であるため、実際の負荷（以下、実負荷という）の消費電力を正確に把握することができない。このため、太陽光発電設備が大量に導入された場合、重回帰分析などを利用して予測を行っている実負荷の消費電力の予測誤差が大きくなるという需給制御上のリスクが増大したり、系統事故後の復旧操作に支障が生じるという系統制御上のリスクが増大したりする。
【０００６】
このため、太陽光発電設備の発電出力を正確に推定する必要がある。しかしながら、特許文献１の太陽光発電出力推定装置によれば、推定対象の余剰買取需要家の太陽光発電設備の発電出力が、全量買取需要家の太陽光発電設備の発電出力に正比例すると仮定して推定を行っているため、この仮定が成立しない条件下では、発電出力の推定誤差が大きくなることがあるという課題がある。
【０００７】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、太陽光発電設備の発電出力の推定精度の向上を図ることができる太陽光発電出力推定装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる太陽光発電出力推定装置は、推定対象の太陽光発電設備の発電出力である推定対象太陽光発電出力を、日射強度を示す日射強度データと太陽光発電設備が設置された需要家における消費電力と太陽光発電出力との合算値である残余需要とを用いて推定する推定部と、日射強度データと残余需要との相関を示す相関情報を用いて推定対象太陽光発電出力の推定精度が定められた精度を満たすか否かを判定する推定精度検証部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の太陽光発電出力推定装置によれば、太陽光発電設備の発電出力の推定精度の向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施の形態１にかかる系統制御システムの構成例を示す図
実施の形態１の系統制御システムの機能構成例を示すブロック図
実施の形態１の太陽光発電出力推定装置を実現するコンピュータシステムの構成例を示す図
実施の形態１の太陽光発電出力推定装置による発電出力の推定処理手順の一例を示すフローチャート
実施の形態１の記憶部に格納される、太陽光発電設備の組み合わせごとの比率の一例を示す図
実施の形態１の比率の算出処理の一例を示すフローチャート
実施の形態１の第２太陽光発電設備の太陽光発電出力の推定処理の一例を示すフローチャート
実施の形態１の発電出力の推定方法の検証結果の一例を示す図
推定精度の検証を行わない場合の実施の形態１の発電出力の推定方法の検証結果の一例を示す図
相関係数と第２太陽光発電出力の推定誤差との散布図の一例を示す図
実施の形態２の太陽光発電出力推定装置による発電出力の推定処理手順の一例を示すフローチャート
実施の形態３にかかる系統制御システムの構成例を示す図
実施の形態３の太陽光発電出力推定装置による発電出力の推定処理手順の一例を示すフローチャート
実施の形態３の比率の算出処理の一例を示すフローチャート
実施の形態３の第２太陽光発電設備の太陽光発電出力の推定処理の一例を示すフローチャート
実施の形態４の太陽光発電出力推定装置による発電出力の推定処理手順の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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