JP4831479B2 - 配電系統の縮約モデル作成方法および縮約モデル作成システム - Google Patents

Description

本発明は、配電系統モデルを、一定の電圧解析精度を維持した状態で縮約することができる配電系統の縮約モデル作成方法、および、この方法を用いた縮約モデル作成システムに関する。

潮流計算法を用いて配電系統の電圧シミュレーションを行うためには、対象となる配電系統の配電線モデルを作成する必要がある。最近では、配電線路データ（線種、太さ、亘長）をシステム化して電子データとして保有している場合があり、このデータを活用してシミュレーションを行うことができる（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−３０８０３６号公報

しかしながら、配電系統は多数の開閉器、線種、負荷、分岐線等で構成されている。こうした情報を電子データとして保有するためには、それぞれをノードおよびブランチで区切って個々の設備として管理する必要があることから、一つの配電系統で、最大で５００程度のブランチデータとなる。そのため、これらのデータを系統モデルとして忠実に再現した場合、多数のノードおよびブランチから構成される系統モデルとなる。この系統モデルは、潮流計算としては収束するレベルとなり、シミュレーション自体の実施は可能であるが、計算条件の変更を行う際に、非常に多くの線路データ、負荷データを個別に調整しなくてはならず、実用的でない。したがって、一定の電圧解析精度を維持しつつ、系統モデルの縮約を行う方法を確立することが課題であった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、配電系統モデルを、一定の電圧解析精度を維持した状態で縮約することができる配電系統の縮約モデル作成方法、および、この方法を用いた縮約モデル作成システムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る配電系統の縮約モデル作成方法は、配電線の種類が変わる点である複数のノードと、これらのノードで区切られたそれぞれの区間である複数のブランチとから構成される配電系統モデルを縮約して縮約モデルを作成するものであり、配電系統モデルに基づいて回路計算を行って複数のノードそれぞれの電圧降下の値を算出する電圧降下算出ステップ（例えば、実施形態における系統条件設定処理Ｓ２０）と、配電用変電所が設置されているノードから所定の配電設備が設置されているノードまでのブランチを主線路として設定する主線路設定ステップ（例えば、実施形態における主線路、分岐線の設定処理Ｓ３０の主線路の設定処理Ｓ３１）と、主線路に設定されなかったブランチを分岐線路として設定するとともに、それら分岐線路の中で分岐点を有していない線路を第１分岐線路と設定し、分岐点を有している分岐線路では、主線路からの電圧降下の値が最大となる末端のノードを含む線路を第１分岐線路、それ以外の線路を第２分岐線路と設定する分岐線路設定ステップ（例えば、実施形態における主線路、分岐線の設定処理Ｓ３０の分岐線の設定処理Ｓ３２）と、末端のノードの主線路からの電圧降下の値が所定の閾値未満の分岐線路を削除し、削除された分岐線路の負荷電力を当該分岐線路が接続されていたノードに設定する第１線路縮約ステップ（例えば、実施形態における電圧管理縮約処理Ｓ５０のルール１処理Ｓ５１）と、第２分岐線路を削除し、削除された第２分岐線路の負荷電力を当該第２分岐線路が接続されていたノードに設定する第２線路縮約ステップ（例えば、実施形態における電圧管理縮約処理Ｓ５０のルール２処理Ｓ５２）とを有して構成される。

このような本発明に係る配電系統の縮約モデル作成方法において、主線路および分岐線路の分岐がない区間において、当該区間の長さの合計値と当該区間の負荷電力の合計値との積が所定値（例えば、１０⁶［ｍ・ｋＶＡ］）以上とならないように、当該区間における複数のブランチを一つのブランチに集約し、当該区間における負荷電力の合計値を等分した値を両端のノードにそれぞれ設定する線路集約ステップ（例えば、実施形態における単純縮約処理Ｓ４０、電圧管理縮約処理Ｓ５０のルール３処理Ｓ５３）を有することが好ましい。

また、本発明に係る縮約モデル作成システムは、配電系統の設備データを管理する設備データ管理手段（例えば、実施形態における設備データファイル２）と、この設備データ管理手段から設備データを読み出して配電系統モデルを認識し、配電系統モデルを上述の配電系統の縮約モデル作成方法により縮約して縮約モデルを作成する縮約手段（例えば、実施形態における縮約処理部３）と、を有して構成される。

本発明に係る配電系統の縮約モデル作成方法および縮約モデル作成システムを以上のように構成すると、縮約前の配電系統モデルの電圧解析精度を維持した状態で、この配電系統モデルの縮約を行うことができる。特に、線路集約ステップにおいて、集約対象のブランチの亘長の合計とこのブランチに接続されている負荷の合計との積が所定の大きさ以上にならないようにすることにより、縮約モデルの電圧解析精度を悪化させるのを防止することができる。また、配電系統モデルを主線路と分岐線とに区分し、電圧解析精度に影響しない分岐線を削除することにより、効果的な縮約を行うことができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、本実施例に係る配電系統の縮約モデル作成方法を実行するための縮約モデル作成システム１の構成について図１を用いて説明する。この縮約モデル作成システム１は、配電系統の設備データ（線路定数、開閉器、柱上変圧器タップ整定値、自動電圧調整器（ＳＶＲ）、負荷容量）を管理する設備データファイル２と、縮約処理部３と、縮約結果ファイル４と、縮約処理部３に対して各種条件設定等を行う入出力部５とから構成される。この縮約処理部３は、設備データファイル２で表わされる配電系統モデルを読み込み電圧解析精度を維持した状態で縮約モデルを作成し、その結果を縮約結果ファイル４に記憶するように構成されている。

このような配電系統の設備データは、図２に示すように、分岐点、開閉器が設置されている点、および、配電線の線種が変わる点（この点を「ノード」と呼び、以降の説明では、それぞれを識別するためのノード番号ｉを付けて「Ｎ_i」と表記する）を区切りとし、このノードＮ_iで区切られる区間（この区間を「ブランチ」と呼び、以降の説明では、それぞれを識別するためのブランチ番号ｊを付けて「Ｂ_j」と表記する）を１単位として、その区間の配電線のインピーダンス情報（例えば、線種、太さ、亘長で構成される）が管理されている。

設備データファイル２における配電系統の設備データの管理方法は、例えば、ノードＮ_iについては、図３（ａ）に示すように、ノード番号がそれぞれ１レコードとして管理され、ブランチＢ_jについては、図３（ｂ）に示すように、ブランチ番号毎に線種、太さ、亘長、および、そのブランチ内に接続されている負荷の容量（負荷設備情報）が１レコードとして管理される。また、ノードＮ_iとブランチＢ_jの接続情報は、図３（ｃ）に示すように、ノード番号毎に接続されているブランチ番号が１レコードとして管理される。なお、本実施例においては、配電系統の負荷設備情報はすべてブランチＢ_jの属性情報として管理されているものとし、図示しないが、開閉器等の配電設備も同様の方法でブランチＢ_jの属性情報として管理されているものとする。また、この図３に示すデータの管理構造は一例を示すものであり、図２に示す配電系統の構成およびその属性が管理できるものであれば、このデータ構造に限定されることはない。

それでは、縮約処理部３において実行される本発明に係る縮約モデル作成方法について説明する。図４は、この縮約処理部３における全体の処理の流れを示しており、以降の説明においては、この流れに沿って説明を行う。

（系統情報の認識および例外設定処理Ｓ１０）
縮約処理部３が起動されると、設備データファイル２から配電系統に関する情報を読込み、縮約を行う対象の認識を行う。また、以降の処理において実行する配電系統情報の集約および縮約による過度の設備情報の低下を回避するために、入出力部５により例外設定を行う。ここで、設定可能な例外としては、「高圧需要家が設置されているノードを集約しない」、「地中線と架空線との境界となるノードを集約しない」、および、「ユーザが選択したノードを集約、縮約しない」という設定が可能である。高圧需要家が設置されているノードを集約しないように設定することにより、以降の処理においては、設定されたノードは集約・縮約の対象外となるため、縮約結果を用いて高圧需要家への調相機器の設置検討やフェランチ効果解析を行うことができる。なお、このとき、高圧需要家の指定契約容量を設定可能に構成し、指定契約容量以上の高圧需要家が設置されているノードを集約・縮約の対象から外すように構成することも可能である。また、地中線と架空線との境界となるノードを集約対象から外すことにより、過度の設備情報の低下を回避する（例えば、設備情報の認識補助）を行うことができる。さらに、ユーザが集約・縮約対象から外すノードを指定することにより、縮約結果を用いて需要家、分散型電源の新規設置検討等を行うことができる。

（系統条件設定処理Ｓ２０）
次に、以降の縮約処理を行うために、縮約前の系統条件を設定する。具体的には、図５に示すように、縮約前の配電系統における系統解析処理を実行して全てのノードの電圧を算出し（Ｓ２１）、その結果を用いて、ノード毎の電圧降下を算出する処理（Ｓ２２）と、ブランチ通過電流（割合）を算出する処理（Ｓ２３）とを行う。まず、系統解析処理Ｓ２１は、高圧需要家の負荷力率を調整し、この配電系統に接続された配電変電所の系統（送り出し）負荷力率が設定値となるように、ブランチ損失電力を考慮して繰り返し計算を行うものである。そのため、系統解析処理Ｓ２１は、図６に示すように、まず、第１の解析条件として、目標値としての系統（送り出し）電圧Ｖ_reference［ｋＶｒｍｓ］、目標値としての系統（送り出し）負荷力率ＰＦ_reference、および、低圧需要家の負荷力率ＰＦ_lcを設定する（Ｓ２００）。例えば、これらの値は以下の式（１）のように設定される。

次に、第２の解析条件として、高圧需要家の負荷換算係数Ｋ_{P_hc}と低圧需要家の負荷換算係数Ｋ_{W_lc}を設定する（Ｓ２０１）。設備データファイル２には、負荷の契約容量が記憶されているため、これらの負荷換算係数Ｋ_{P_hc}，Ｋ_{W_lc}は、このような負荷の契約容量に対し、実際の負荷がどの程度であるかを示すための換算値を設定するものである。例えば、これらの値は以下の式（２）のように設定される。

また、第３の解析条件として、設備データファイル２から読み込んだ設備データを用いて、次式（３）および（４）により高圧需要家の負荷設備情報Ｐ_{hc_e}を設定し、次式（５）および（６）により低圧需要家の負荷設備情報Ｗ_{lc_e}を設定する（Ｓ２０２）。

なお、最初に説明したように、本実施例における設備データファイル２においては、配電系統に接続されている負荷情報は、全て、ブランチＢ_jの属性情報として管理されている（図７（ａ）参照）。そのため、これらの負荷情報は、図７（ｂ）に示すように、このブランチＢ_jが接続するノードＮ_p，Ｎ_pに割り当てられ、上述の式（３），（５）のように設定される。

さらに、第４の解析条件として、式（７）および式（８）に示すように、高圧需要家の負荷情報の有効電力分Ｐ_hcと、低圧需要家の負荷情報の有効電力分Ｐ_lcおよび無効電力分Ｑ_lcとが設定されるとともに、以降の計算で用いるブランチ損失電力の有効電力分Ｐ_lossおよび無効電力分Ｑ_lossの初期化が式（９）に示すように行われる（Ｓ２０３）。なお、ここでは、負荷力率は、低圧需要家は１００［％］、すなわち、有効電力分だけが存在し、無効電力分はないものとして扱う。また、以下の式において、ｓｉｇｎ（ｘ）は引数ｘの符号を出力する関数であり、ｘ≧０のとき、ｓｉｇｎ（ｘ）＝１となり、ｘ＜０のとき、ｓｉｇｎ（ｘ）＝−１となる（以降の式においても同様）。

以上のような条件設定が行われると、次に、高圧需要家の負荷情報の有効電力分Ｐ_hcの値が正であるか否か、すなわち、今回解析しようとしている配電系統に高圧需要家が設置されているか否かを判断する（Ｓ２０４）。高圧需要家が設置されていると判断されるときは、以降の処理において回路計算（潮流計算）を行うとともに、送り出し側の系統負荷力率ＰＦ_referenceを高圧需要家の負荷力率に割り振る処理を行う。

まず、高圧需要家の負荷力率ＰＦ_hcの初期化を行う（Ｓ２０５）。具体的には、次式（１０）に示すように、上述のステップで求めた高圧需要家の負荷情報の有効電力分Ｐ_hcと低圧需要家の負荷情報の有効電力分Ｐ_lcとブランチ損失電力の有効電力分Ｐ_lossを加算して系統（送り出し側）の有効電力Ｐを算出する。そして、次式（１１）に示すように、このようにして求めた系統の有効電力Ｐと、ステップＳ２００で設定した目標値である系統負荷力率ＰＦ_referenceから目標値である系統負荷電力の無効電力分Ｑ_referenceを算出し、この系統無効電力分Ｑ_referenceと低圧需要家の負荷情報の無効電力分Ｑ_lcとブランチ損失電力の無効電力分Ｑ_lossから高圧需要家の負荷情報の無効電力分Ｑ_hcを算出する。そして、式（１２）に示すように、このようにして求めた高圧需要家の負荷情報の無効電力分Ｑ_hcとステップＳ２０３で設定した高圧需要家の負荷情報の有効電力分Ｐ_hcとから高圧需要家の負荷情報の皮相電力分Ｗ_hcを算出し、式（１３）により、これらの結果から高圧需要家の負荷力率ＰＦ_hcを算出して初期値とする。

また、以降の収束計算のために、力率誤差の上限値ＰＦ_{error_limit}［％］と、収束計算が発散若しくは収束しにくいときに計算を打ち切るための計算回数の上限値（設定値）を設定する（Ｓ２０６）。力率誤差の上限値ＰＦ_{error_limit}としては、例えば、次式（１４）のような値が設定される。また、この収束計算で利用する負荷力率誤差ＰＦ_errorには十分大きな値が初期設定される。

このようにして設定された値を用いて高圧需要家の負荷力率誤差ＰＦ_errorの収束処理を行う。まず、負荷力率誤差ＰＦ_errorが設定値である力率誤差の上限値ＰＦ_{error_limit}以下であるか、または、計算回数が所定の上限以上であるかを判断し（Ｓ２０７）、条件を満たす場合は系統解析処理Ｓ２１を終了し、次の処理に移る。一方、条件を満たさない場合には、以上の計算で求めた各種係数を用いて、負荷情報の更新を行う（Ｓ２０８）。具体的には、次式（１５）によりノードＮ_iの高圧需要家の負荷情報（有効電力分Ｐ_{hc_poqas}および無効電力分Ｑ_{hc_poqas}）を、次式（１６）によりノードＮ_iの低圧需要家の負荷情報（有効電力分Ｐ_{lc_poqas}および無効電力分Ｑ_{lc_poqas}）をそれぞれ求め、次式（１７）により両者の和をノードＮ_iにおける需要家のノード負荷（有効電力分Ｐ_poqasおよび無効電力分Ｑ_poqas）として設定する。

各ノードの負荷情報を式（１７）の値に更新したら、系統（送り出し）電圧Ｖ_sを基準とした回路計算（潮流計算）処理を行い（Ｓ２０９）、全てのノードＮ_iの電圧を求め、この結果から、系統（送り出し）電流Ｉ_s、全てのブランチＢ_jの電圧降下ΔＶ（ｊ）、および、全てのブランチＢ_jの通過電流Ｉ（ｊ）を求める。ここで、ブランチＢ_jの電圧降下ΔＶ（ｊ）とは、送り出し側に位置するノードＮ_iにおける電圧に対して、このブランチＢ_jで降下する電圧のことをいうものとする。なお、この回路計算処理Ｓ２０９で実行する潮流計算は、一般に知られた方法を適用することができるため、詳細な説明は省略する。

次に、回路計算処理Ｓ２０９実施後の系統負荷電力を算出する（Ｓ２１０）。具体的には、次式（１８）により、系統電圧Ｖ_sと回路計算処理Ｓ２０９で算出された系統電流Ｉ_sとを用いて系統負荷電力の有効電力分Ｐ_resultと無効電力分Ｑ_resultを算出し、次式（１９）により、これらの値から系統負荷の皮相電力分Ｗ_resultを算出して、系統負荷力率の計算値ＰＦ_resultを算出する。同様に、次式（２０）に示すように、ブランチＢ_jの電圧降下ΔＶ（ｊ）とブランチＢ_jの通過電流Ｉ（ｊ）とから、ブランチ毎のブランチ損失電力の有効電力分Ｐ_loss（ｊ）と無効電力分Ｑ_loss（ｊ）とを算出し、全てのブランチの値の総和により、ブランチ損失電力の有効電力分Ｐ_lossと無効電力分Ｑ_lossとを算出する。

次に、高圧需要家の負荷力率の更新処理を実行する（Ｓ２１１）。具体的には、回路計算の結果から算出された系統負荷電力の有効電力分Ｐ_resultを用いて、次式（２１）により、目標値としての系統（送り出し）負荷電力の無効電力分Ｑ_referenceを更新し、式（２２）により、高圧需要家の負荷情報の無効電力分の更新値Ｑ_hc′を算出し、さらに、式（２３）により、この高圧需要家の負荷情報の無効電力分の更新値Ｑ_hc′から高圧需要家の負荷情報の皮相電力分Ｗ_hcを求めて、高圧需要家の負荷力率ＰＦ_hcを算出して更新する。

そして、収束条件の更新処理を実行し（Ｓ２１２）、次式（２４）により、力率誤差ＰＦ_errorを算出し、ステップＳ２０７に戻って、力率誤差ＰＦ_errorが収束するまで、若しくは、計算回数が設定値を超えるまで以上の処理を繰り返し行う。

なお、上述のステップＳ２０４において、高圧需要家の負荷情報の有効電力分Ｐ_hcの値が０以下であるとき、すなわち、今回解析しようとしている配電系統に高圧需要家が設置されていないと判断されたときは、目標値としての系統負荷力率ＰＦ_referenceを調整することができないため、上述のステップＳ２０８と同様の負荷設備情報の更新（Ｓ２１３）、および、上述のステップＳ２０９で説明した回路計算処理と同様の処理を実行し（Ｓ２１４）を実行し、ステップＳ２１０と同様の系統負荷電力の算出およびブランチ損失電力の算出処理を実行し（Ｓ２１５）、系統解析処理Ｓ２１を終了し、次の処理に移る。

以上に説明した系統解析処理Ｓ２１（図５参照）が終了すると、次に、ノードＮ_i毎の電圧降下ΔＶ（ｉ）の算出処理を実行する（Ｓ２２）。具体的には、次式（２５）に示すように、上述の系統解析処理Ｓ２１で算出された送り出し側の電圧である系統電圧Ｖ_sとそれぞれのノード電圧Ｖ（ｉ）とから、求めることができる。

また、次に、ブランチＢ_j毎にブランチ通過電流（送り出し側の系統電流Ｉ_sに対する割合）の算出処理を実行する（Ｓ２３）。ブランチＢ_jのブランチ通過電流Ｉ_ration（ｊ）は次式（２６）により算出される。

（主線路、分岐線の設定処理Ｓ３０）
以上の処理により、配電系統を構成するノードＮ_i毎の電圧降下値ΔＶ（ｉ）とブランチＢ_jを流れるブランチ通過電流（割合）Ｉ_ratio（ｊ）が求まると、次に、後述する電圧管理縮約等のために、配電系統を主線路と分岐線に分ける処理を行う。具体的には、図８に示すように、主線路の設定処理Ｓ３１と分岐線の設定処理Ｓ３８とから構成される。主線路の設定処理Ｓ３１は、設備データから自動開閉器を抽出し、配電用変電所が設置されているノード（すなわち、送り出し側）からこの自動開閉器が設置されているノードまでの区間（ブランチ）を主線路に設定する処理Ｓ３２、設備データからＳＶＲを抽出し、送り出し側のノードからこのＳＶＲが設置されているノードまでの区間（ブランチ）を主線路に設定する処理Ｓ３３、上述の処理で求められたブランチ通過電流（割合）Ｉ_ratio（ｊ）のうち、所定の割合以上のブランチＢ_jを主線路に設定する処理Ｓ３４、ステップＳ１０で設定した条件を有する高圧需要家（例えば、ユーザが設定した指定契約容量以上の高圧需要家）を抽出し、この高圧需要家が設置されているノードまでの区間（ブランチ）を主線路に設定する処理Ｓ３５、地中線と架空線との境界となるノードまでの区間を主線路に設定する処理Ｓ３６、および、ステップＳ１０（図４参照）でユーザが指定したノードまでを主線路に設定する処理Ｓ３７から構成される。

また、分岐線の設定処理Ｓ３８は、上述の主線路の設定処理Ｓ３１で主線路に設定されなかったブランチＢ_jを分岐線と設定する。すなわち、主線路から分岐する一連の分岐線群を分岐線グループとして定義する。なお、この分岐線の設定処理Ｓ３８においては、この分岐線グループの中で、分岐点から末端までの電圧降下の合計値が最大となるノードＮを含む分岐線を第１分岐線、それ以外の分岐線を第２分岐線と定義する。

それでは、実際の事例を示してこの主線路、分岐線の設定処理Ｓ３０における処理について図９を用いて説明する。この図９は、配電用変電所から延び、３４個のノードＮ_iから構成される配電系統を示している。なお、図９において、ノード上に付された数字はそのノードＮ_iのノード番号を示し、ブランチＢ_jについては、図示しないが、両端に接続されたノード（例えば、ノードＮ_pとＮ_qに接続されているとすると）の番号ｐ，ｑを用いて、ｊ＝ｐ，ｑ、すなわち、Ｂ_p,qと表現する。また、この配電系統には、ノードＮ₅とＮ₆との間に自動開閉器が設置され、ノードＮ₁₂とＮ₁₃との間に手動開閉器が設置され、ノードＮ₂₁とＮ₂₂との間にＳＶＲが設置され、ノードＮ₂₈とＮ₂₉との間に容量が８０ｋＶＡの高圧需要家１が設置され、ノードＮ₃₁とＮ₃₂との間に容量が４０ｋＶＡの高圧需要家２が設置されている。また、ブランチ上に矢印を付して表示した％の値は、ブランチ通過電流（割合）の大きさを示している。さらに、以降の説明においては、主線路に設定されたブランチを実線で示し、その他のブランチ（すなわち、分岐線に設定されたブランチ）を点線で示すこととする。

まず、主線路の設定処理Ｓ３１であるが、ステップＳ３２において、自動開閉器が設置されているノードが抽出される。この場合、ブランチＢ_5,6に自動開閉器が設置されているため、図１０に示すように、配電用変電所から、ノードＮ₃で分岐してノードＮ₆まで延びる区間が主線路として設定される。次に、ステップＳ３３において、ＳＶＲが設置されているノードが抽出される。この場合、ブランチＢ_21,22にＳＶＲが設置されているため、図１１に示すように、配電用変電所から、ノードＮ₁で分岐してノードＮ₂₂まで延びる区間が主線路として設定される。また、ステップＳ３４において、通過電流が送り出し電流（系統電流）の所定の割合以上の区間、例えば、通過電流が系統電流の３０％以上の区間を主線路と設定するように構成されているとすると、図１２に示すように、ノードＮ₁₉で分岐して、更に分岐するノードＮ₂₆までの区間が主線路として設定される。さらに、ステップ３５において、５０ｋＶＡ以上の高圧需要家が設置されているノードまでを主線路と設定するように構成されていると、図１３に示すように、ノードＮ₂₆から高圧需要家１が設置されているノードＮ₂₉までが主線路として設定される。なお、ステップＳ３６，Ｓ３７については例示しないが、同様な処理により指定されたノードまでが主線路として設定される。

以上のようにして主線路が設定されると、ステップＳ３８により、残りのブランチが分岐線として設定される。すなわち、図１４に示すように、ノードＮ₆〜Ｎ₈の区間、ノードＮ₃〜Ｎ₁₀〜Ｎ₁₅およびＮ₁₀〜Ｎ₁₇までの区間、ノードＮ₂₂〜Ｎ₂₄までの区間、並びに、ノードＮ₂₆〜Ｎ₃₄までの区間が分岐線（分岐線グループ）として設定される。なお、ノードＮ₁₀を含む分岐線グループにおいて、ノードＮ₁₅における主線路からの電圧降下Ｖｄを２％とし、ノードＮ₁₇における主線路からの電圧降下Ｖｄを１．５％とすると、ノードＮ₃〜Ｎ₁₀〜Ｎ₁₅の分岐線が第１分岐線と設定され、ノードＮ₁₀〜Ｎ₁₇までの分岐線が第２分岐線と設定される。他の分岐線は、その分岐線グループの中で分岐していなため、全て第１分岐線として設定される。

（単純縮約処理Ｓ４０）
以上のように主線路と分岐線とが設定されると、ステップＳ４０（図４参照）では、これらの配電線に対して単純縮約処理が実行される。この単純縮約処理Ｓ４０は、主線路、分岐線の区別無く、機械的に適用可能な方法により縮約を行うものであり、基本的に、需要家契約容量や配電線（インピーダンス）等の絶対量を変化させない処理（このような処理を「集約」と呼ぶ）が行われる。具体的には、図１５に示すように、ブランチの集約処理Ｓ４１とダミーノード／ダミーブランチの集約処理Ｓ４２とから構成される。

ブランチの集約処理Ｓ４１は、分岐が無く線種だけが異なるノードを有する区間を１ブランチに集約する処理である。例えば、図１６（ａ）に示すように、ノードＮ₁，Ｎ₂，Ｎ₃を接続する２本のブランチＢ₁およびＢ₂から構成される区間を集約する場合を考える。この区間において、ブランチＢ₁は線種がＡＬ２４０で亘長が５０ｍの配電線に低圧負荷が５０ｋＶＡ接続されている。また、ブランチＢ₂は、線種がＡＬ１２０で亘長が１００ｍの配電線に低圧負荷が２０ｋＶＡが接続されている。この場合、ノードＮ₂には分岐が無いため、図１６（ｂ）に示すように、ノードＮ₁とＮ₃を繋ぐブランチＢ₁₊₂と、ノートＮ₁に繋がる負荷Ｌ₁とノードＮ₃に繋がる負荷Ｌ₂に集約される。このとき、ブランチＢ₁₊₂は、ブランチＢ₁とブランチＢ₂とを接続したインピーダンスを維持するような属性値となり、また、負荷は合計したものを左右のノードＮ₁，Ｎ₃に等分して振り分けられる（５０＋２０／２＝３５ｋＶＡ）。

ところで、ブランチの集約処理Ｓ４１において、集約しようとする区間のブランチの亘長の和とその区間に接続されている負荷の和との積が１０００［ｍ］×１０００［ｋＶＡ］（＝１０⁶［ｍ・ｋＶＡ］）以上となると、集約後の配電系統モデルを用いた電圧解析誤差を無視できなくなる。そのため、このブランチの集約処理Ｓ４１では、送り出し側に近いノードから集約をスタートし、上記亘長の和と負荷の和の積が１０００［ｍ］×１０００［ｋＶＡ］以上となるノードの一つ前のノードまでを上記方法で集約し、そこから再度このブランチの集約処理Ｓ４１を実行するように構成されている。具体的には、図１７（ａ）に示すように、１０個のノードから構成され、ノードＮ₇で分岐している配電線（分岐線のグループ）がある場合、上記ブランチの集約処理Ｓ４１によれば、ノードＮ₁〜Ｎ₇の間のブランチが集約可能である。しかし、ノードＮ₁〜Ｎ₅までは、亘長の和と負荷の和との積が１０００［ｍ］×１０００［ｋＶＡ］より小さくなるが、ノードＮ₆を加えると超えてしまう。この場合、図１７（ｂ）に示すように、ノードＮ₁〜Ｎ₅までのブランチを集約し、さらにノードＮ₅〜Ｎ₇までのブランチを集約する。

一方、このような配電系統においては、地中機器（設備）等の設備データにダミーノード、ダミーブランチを用いて管理している場合がある。通常、ダミーノード、ダミーブランチは配電線インピーダンス等が設備データファイル２に設定されておらず、系統解析上は影響がないため、集約することができる。そのため、ダミーノード／ダミーブランチの集約処理Ｓ４２では、ブランチの属性情報の線種および亘長等のインピーダンス情報が設定されていないダミーブランチやこれに接続されているダミーノードを集約するように構成されている。なお、ダミーノードに隣接するダミーブランチの負荷は、ダミーノードの負荷として集約される。

具体的には、図１８（ａ）に示すように、ノードＮ₁とノードＮ₃との間に、３つのダミーノードＮ_2-1，Ｎ_2-2，Ｎ_2-3があり、ノードＮ_2-1とＮ_2-2との間のダミーブランチに低圧負荷が１００ｋＶＡあり、ノードＮ_2-2とＮ_2-3との間のダミーブランチに低圧負荷が接続されていない場合に当てはめると、左右のダミーブランチとダミーノードＮ_2-1，Ｎ_2-3を集約し、残ったダミーノードＮ_2-2にダミーブランチの負荷（低圧１００ＶＡ＋０ＶＡ）を接続する。なお、ダミーノード、ダミーブランチの集約対象となる設備としては、供給用配電箱、供給用電気室、地上用開閉器、地上用変圧器等がある。

また、低圧変換時の電圧解析への影響を考慮し、柱上変圧器のタップが異なる区間の集約は行わない。なお、この単純縮約処理Ｓ４０において、上述の系統情報の認識および例外設定処理Ｓ１０（図４参照）で設定した縮約の対象から除外するブランチ（若しくはノード）に対して、集約処理の対象から除外するように構成することも可能である。これにより、集約による過度の設備情報の精度の低下を回避することができる。

（電圧管理縮約処理Ｓ５０）
上述の単純縮約では、その縮約アルゴリズムから、系統縮約に限界があり、系統条件によっては、十分な縮約効果が得られない場合がある。そのため、本実施例においては、より高機能な縮約方法として電圧管理縮約処理Ｓ５０が実行される。この電圧管理縮約は、分岐線の電圧降下が十分小さく、電圧管理上、必ずしも重要でない分岐線を省略することにより、さらなる系統縮約を行うものである。この電圧管理縮約処理Ｓ５０は、図１９に示すように、３つのステップ（ルール１処理Ｓ５１、ルール２処理Ｓ５２、および、ルール３処理Ｓ５３）から構成される。ここで、ルール１処理Ｓ５１は、電圧降下が十分小さく電圧管理上問題ないと考えられる分岐線を縮約する処理である。また、ルール２処理Ｓ５２は、各分岐線グループの中で電圧降下が最大の分岐線を残し、それ以外の分岐線を縮約する処理である。最後に、ルール３処理Ｓ５３は、ルール１および２処理により縮約された分岐線に対して、再度上述の単純縮約処理を行うものである。

以下、具体例を示して、ルール１〜３処理Ｓ５１〜Ｓ５３について説明する。まず、電圧管理縮約処理Ｓ５０の対象として、図２０に示すように４２個のノードを有する配電系統を用いて説明する。この図２０において、ノードの上に付された数字はそのノードＮ_iのノード番号ｉを示す。また、説明においては、ブランチは、左右に繋がるノード番号ｐ，ｑを用いてＢ_p,q（すなわち、ｊ＝ｐ，ｑ）として表示する。なお、実線で描かれたブランチは主線路を示し、点線で示されたブランチは第１分岐線を示し、一点鎖線で示されたブランチは第２分岐線を示す。また、ノードから延びる矢印（例えばノードＮ₂₃から延びる矢印）はそのノードに接続された負荷を示し、数字は負荷の大きさを示す。さらに、Ｖｄはそのノードにおける主線路からの電圧降下［％］を示し、Ｖｄ′はそのノードにおける第１分岐線からの電圧降下［％］を示し、以降の説明においては必要に応じて図に表示する。

ルール１処理Ｓ５１は、主線路から分岐線の末端のノードまでの電圧降下Ｖｄが所定の割合未満の分岐線を省略して縮約する第１番目の処理と、第１分岐線と第２分岐線とから構成される分岐線グループにおいて、第１分岐線から第２分岐線も末端のノードまでの電圧降下Ｖｄ′が所定の割合未満の第２分岐線を省略して縮約する第２番目の処理とから構成される。まず、第１番目の処理であるが、閾値を０．１［％］とすると、図２０において、ノードＮ₂₄の主線路からの電圧降下Ｖｄは０．０５［％］であるためこの分岐線（ノードＮ₁₃〜Ｎ₂₄）は省略される。また、ノードＮ₁₈からノードＮ₂₂まで延びる第１分岐線の末端のノードＮ₂₂の電圧降下Ｖｄも、ノードＮ₂₀から分岐して、ノードＮ₄₁まで延びる第２分岐線とノードＮ₄₀から分岐してノードＮ₄₂までの延びる第２分岐線の末端のノードＮ₄₁，Ｎ₄₂の電圧降下Ｖｄもいずれも主線路に対して０．０５［％］であるため、この分岐線グループも省略される。結果として、図２１の系統構成となる。このとき、ノードＮ₂₄の負荷（２０ｋＶＡ）は、ノードＮ₁₃に接続され、ノードＮ₂₂，Ｎ₄₁，Ｎ₄₂の負荷（合計６０ｋＶＡ）は、ノードＮ₁₈に接続される。

また、第２番目の処理であるが、閾値を０．１［％］とすると、図２１において、ノードＮ₁₅から分岐する分岐線グループのうち、ノードＮ₃₆の第１分岐線からの電圧降下Ｖｄ′は０．０５［％］であるため、このノードを含む第２分岐線は省略される。また、ノードＮ₈から延びる分岐線グループのうち、ノードＮ₃₈およびＮ₃₉の第１分岐線からの電圧降下Ｖｄ′も、いずれも０．０５［％］であるため、これらのノードを含む第２分岐線も省略される。結果として、図２２の系統構成となる。このとき、ノードＮ₃₆の負荷（２０ｋＶＡ）は、ノードＮ₃₄に接続され、ノードＮ₃₈およびＮ₃₉の負荷（合計４０ｋＶＡ）はノードＮ₁₀に接続される。

ルール２処理Ｓ５２は、各分岐線グループ（主線路から分岐する一連の分岐線群）の中で電圧降下が最大となるノードを含む分岐線（すなわち、第１分岐線）を残し、それ以外の分岐線（すなわち、第２分岐線）を省略して縮約する処理である。図２２において、分岐線グループは、ノードＮ₃から分岐する分岐線グループＧ１、ノードＮ₅から分岐する分岐線グループＧ２、ノードＮ₈から分岐する分岐線グループＧ３、および、ノードＮ₁₅から分岐する分岐線グループＧ４から構成される。これらの分岐線グループのうち、分岐グループＧ２の第１分岐線の末端のノードＮ₂₇の主線路からの電圧降下Ｖｄは０．６［％］であるのに対し、第２分岐線の末端のノードＮ₂₉，Ｎ₃₀の電圧降下Ｖｄは０．４［％］であるため、第２分岐線として省略される。また、分岐グループＧ４の第１分岐線の末端のノードＮ₃₃の主線路からの電圧降下Ｖｄは０．６［％］であるのに対し、第２分岐線の末端のノードＮ₃₅の電圧降下Ｖｄは０．４［％］であるため、第２分岐線として省略される。結果として、図２３の系統構成となる。このとき、ノードＮ₂₉，Ｎ₃₀の負荷（合計４０ｋＶＡ）はノードＮ₂₅に接続され、ノードＮ₃₄，Ｎ₃₅に接続されていた負荷（合計４０ｋＶＡ）はノードＮ₃₁に接続される。

ルール３処理Ｓ５３は、以上のルール１，２処理Ｓ５１，Ｓ５２の結果、分岐がなく線種のみが異なる分岐区間を、単純縮約処理Ｓ４０で説明したブランチ縮約処理により再度集約するものである（詳細な説明は省略する）。なお、このルール３処理Ｓ５３においても、集約対象となるブランチの亘長の和と負荷の和の積が１０００［ｍ］×１０００［ｋＶＡ］より小さくなるように処理される。このとき、以上の処理によりノードに割り振られている負荷のうち、集約されるノードに接続されている負荷は、ブランチに接続されている負荷と同様に、集約後の両端のノードに均等に割り振られる。

以上説明したように、単純縮約処理Ｓ４０で実施した集約は主線路、分岐線の区別無く縮約することができるが、需要家契約容量および配電線（インピーダンス）の絶対量を変化させない縮約であり、縮約効果は余り高くない。一方、電圧管理縮約処理Ｓ５０で実施した縮約は、配電線（インピーダンス）の絶対量の変化を許容するため、上述の集約（単純縮約）に比較して縮約効果が高い。なお、ルール１処理Ｓ５１では、電圧解析精度の維持を優先し、実際的な電圧管理（電圧降下管理）において影響が小さいと考えられる配電線（分岐線）を縮約し、ルール２処理Ｓ５２では、縮約効果を優先し、電圧降下が最大の配電線（分岐線）を残し、その他の配電線（分岐線）を縮約している。そのため、ルール２処理Ｓ５２はルール１処理Ｓ５１に比べて、縮約効果は大きくなる。

（最終負荷の決定処理Ｓ６０）
最後に、縮約された配電系統に対して系統解析を行い、負荷の最終決定が行われる。この最終負荷の決定処理Ｓ６０は、図２４に示すように、負荷展開のための系統解析を行うものであり、需要家負荷電力、高圧需要家負荷力率を調整し、ブランチ損失電力を考慮して、系統（送り出し）負荷電力、および、力率が設定値となるように繰り返し計算を行うように構成されている。それでは、この最終負荷の決定処理Ｓ６０について説明する。

系統条件設定処理Ｓ２０で実行した系統解析は送り出し側の系統電圧と系統負荷力率のみを用いたが、ここでは、初期設定において系統負荷電流も用いる。まず、第１の解析条件として、ユーザは、目標値としての系統（送り出し）電圧Ｖ_reference［ｋＶｒｍｓ］、目標値としての系統（送り出し）電流Ｉ_reference［Ａｒｍｓ］、目標値としての系統（送り出し）負荷力率ＰＦ_reference、および、低圧需要家の負荷力率ＰＦ_lcを設定する（Ｓ６００）。例えば、これらの値は次式（２７）のように設定される。そして、これらの設定値から次式（２８）により目標値としての系統（送り出し）負荷電力Ｗ_reference［ｋＶＡ］を算出する。なお、以降の説明において、上述の系統条件設定処理Ｓ２０で示した変数と同一のものについての説明は省略する。

次に第２の解析条件として、高圧需要家の負荷換算係数Ｋ_{P_hc}と低圧需要家の負荷換算係数Ｋ_{W_lc}を設定する（Ｓ６０１）。例えば、これらの値は以下の式（２９）のように設定される。

また、第３の解析条件として、設備データファイル２から読み込んだ系統データを用いて、次式（３０）および（３１）により高圧需要家の負荷設備情報Ｐ_{hc_e}を設定し、次式（３２）および（３３）により低圧需要家の負荷設備情報Ｗ_{lc_e}を設定する（Ｓ６０２）。なお、上述のように縮約処理によりノードおよびブランチが省略されるときに、そのブランチ等に接続されていた負荷は、そのブランチの両端に繋がるノードに均等に分散されているため、それらのデータ（Ｐ_{hc_e_bn}，Ｗ_{lc_e_bn}）も用いられる。

さらに、第４の解析条件として、次式（３４）および（３５）に示すように、高圧需要家の負荷情報の有効電力分Ｐ_hcと、低圧需要家の負荷情報の有効電力分Ｐ_lcおよび無効電力分Ｑ_lcとが設定されるとともに、以降の計算で用いるブランチ損失電力の有効電力分Ｐ_lossおよび無効電力分Ｑ_lossの初期化が次式（３６）に示すように行われる（Ｓ６０３）。

以上のような条件設定が行われると、目標値としての系統電力Ｗ_reference（若しくは、目標値としての系統電流Ｉ_reference）が正であるか否か、すなわち、上述の条件設定が正しく行われているかが判断される（Ｓ６０４）。目標値としての系統電力Ｗ_reference（若しくは、目標値としての系統電流Ｉ_reference）が正であると判断されると、次式（３７）により、皮相電力に対する需要家の負荷電力係数Ｋ_wの初期化を行う（Ｓ６０５）。

次に、高圧需要家の負荷情報の有効電力分Ｐ_hcの値が正であるか否か、すなわち、今回解析しようとしている配電系統に高圧需要家が設置されているか否かを判断する（Ｓ６０６）。高圧需要家が設置されていると判断されるときは、上述の系統条件設定処理Ｓ２０と同様に、回路計算（潮流計算）を行うとともに、送り出し側の系統負荷力率ＰＦ_referenceを高圧需要家の負荷力率に割り振る処理を行う。但し、ここでは、需要家負荷電力Ｗ_referenceについても収束計算の対象とする。

まず、次式（３８）により、高圧需要家の負荷力率ＰＦ_hcの初期化を行う（Ｓ６０７）。また、以降の収束計算のために、次式（３９）に示すように、電力誤差の上限値Ｗ_{error_limit}［％］と力率誤差の上限値ＰＦ_{error_limit}［％］とを設定するとともに、計算回数の上限値（設定値）を設定する（Ｓ６０８）。なお、この収束計算で利用する系統電力誤差Ｗ_errorと系統力率誤差ＰＦ_errorには十分大きな値が設定される。

このようにして設定された値を用いて高圧需要家の電力誤差Ｗ_errorと高圧需要家の負荷力率誤差ＰＦ_errorの収束処理を行う。まず、電力誤差Ｗ_errorが設定値である電力誤差の上限値Ｗ_{error_limit}以下であり、かつ、負荷力率誤差ＰＦ_errorが設定値である力率誤差の上限値ＰＦ_{error_limit}以下であるか、もしくは、計算回数が所定の上限以上であるかを判断し（Ｓ６０９）、条件を満たす場合は最終負荷の決定処理Ｓ６０を終了する。一方、条件を満たさない場合には、以上の計算で求めた各種係数を用いて、負荷設備情報の更新を行う（Ｓ６１０）。具体的には、次式（４０）によりノードＮ_iの高圧需要家の負荷情報（有効電力分Ｐ_{hc_poqas}および無効電力分Ｑ_{hc_poqas}）を、次式（４１）によりノードＮ_iの低圧需要家の負荷情報（有効電力分Ｐ_{lc_poqas}および無効電力分Ｑ_{lc_poqas}）をそれぞれ求め、次式（４２）により両者の和をノードＮ_iにおける需要家のノード負荷（有効電力分Ｐ_poqasおよび無効電力分Ｑ_poqas）として設定する。

各ノードの負荷を式（４２）の値に更新したら、系統（送り出し）電圧Ｖ_sを基準とした回路計算（潮流計算）処理を行い（Ｓ６１１）、全てのノードＮ_iの電圧を求め、この結果から、系統（送り出し）電流Ｉ_s、全てのＢ_jの電圧降下ΔＶ（ｊ）、および、全てのブランチＢ_jの通過電流Ｉ（ｊ）を求める。なお、この回路計算処理Ｓ６１１で実行する潮流計算も、一般に知られた方法を適用することができる。

次に、系統電圧Ｖ_sと、回路計算処理Ｓ６１１で算出された系統電流Ｉ_sとを用いて、次式（４３）により系統負荷電力の皮相電力分Ｗ_resultと系統負荷力率ＰＦ_resultを求め、また、式（４４）によりブランチ損失電力Ｐ_loss，Ｑ_lossを算出する（Ｓ６１２）。

次に、需要家の負荷電力係数の更新処理を実行する（Ｓ６１３）。具体的には、次式（４５）により高圧需要家の系統負荷電力の無効電力分Ｑ_hcを算出し、式（４３）で求めた系統負荷電力の皮相電力分Ｗ_resultを用いて、次式（４６）により需要家の系統負荷電力係数の皮相電力分の更新値Ｋw′を算出する。

また、次式（４７）により、高圧需要家の負荷力率の更新処理を実行し（Ｓ６１４）、高圧需要家の負荷力率ＰＦ_hcを算出して更新する。

そして、収束条件の更新処理により、次式（４８）を用いて系統電力誤差Ｗ_errorを算出し、また、次式（４９）を用いて力率誤差ＰＦ_errorを算出し（Ｓ６１５）、ステップＳ６０９に戻って、以上の処理を系統電力誤差Ｗ_errorまたは力率誤差ＰＦ_errorが収束するまで、若しくは、計算回数が設定値を超えるまで繰り返される。

なお、上述のステップＳ６０６において、高圧需要家の負荷情報の有効電力分Ｐ_hcの値が０以下であるとき、すなわち、今回解析しようとしている配電系統に高圧需要家が設置されていないと判断されたときは、系統負荷力率の目標値ＰＦ_referenceを調整することができない。そのため、このような場合は、以下に示すように、系統電力誤差Ｗ_errorの収束処理を実行する。

まず、上記処理と同様に、電力誤差Ｗ_errorが設定値である電力誤差の上限値Ｗ_{error_limit}以下であるか、もしくは、計算回数が所定の上限以上であるかを判断し（Ｓ６１６）、条件を満たす場合は最終負荷の決定処理Ｓ６０を終了する。一方、条件を満たさない場合には、以上の結果を用いてステップＳ６１０と同様の負荷設備情報の更新（Ｓ６１７）、および、ステップＳ６１１と同様の系統（送り出し）電圧Ｖ_sを基準とした回路計算（潮流計算）処理（Ｓ６１８）を行い、全てのノードＮ_iの電圧を求め、この結果から、系統（送り出し）電流Ｉ_s、全てのブランチＢ_jの電圧降下ΔＶ（ｊ）、および、全てのブランチＢ_jの通過電流Ｉ（ｊ）を求める。そして、式（４３），（４４）により、系統負荷電力の皮相電力分Ｗ_resultとブランチ損失電力Ｐ_loss，Ｑ_lossとを算出し（Ｓ６１９）、式（４５），（４６）により、需要家の系統負荷電力係数の皮相電力分の更新値Ｋ_w′を算出する（Ｓ６２０）。最後に、収束条件の更新処理により、式（４８）を用いて系統電力誤差Ｗ_errorを算出し、ステップＳ６１６に戻って、以上の処理を系統電力誤差Ｗ_errorが収束するまで、若しくは、計算回数が設定値を超えるまで繰り返される。

また、上述のステップＳ６０４で、目標値としての系統電力Ｗ_reference（若しくは、目標値としての系統電流Ｉ_reference）が正でない、すなわち、正しく条件設定が行われていないと判断されたときは、上述のステップＳ６１０と同様の負荷設備情報の更新（Ｓ６２２）、および、ステップＳ６１１と同様の系統（送り出し）電圧Ｖ_sを基準とした回路計算処理（Ｓ６２３）を実行し、ステップＳ６１２と同様の系統負荷電力の算出およびブランチ損失電力の算出処理を実行し（Ｓ６２４）、最終負荷の決定処理Ｓ６０を終了する。

以上のように、本実施例に係る配電系統の縮約モデル作成方法は、電圧解析精度を維持した状態で縮約するように構成されているが、以下に、その効果について検討する。まず、縮約前の配電系統の電圧解析結果をＶ［ｋＶｒｍｓ］とし、縮約後の配電系統の電圧解析結果をＶ′［ｋＶｒｍｓ］とし、基準電圧をＶbase（＝６．６［ｋＶｒｍｓ］）として、電圧解析精度（誤差）Ｖe［％］を次式（５０）で定義する。

表１は、本実施例に係る縮約処理を実施した場合の電圧解析精度を示すものであり、上段は、縮約前と単純縮約および電圧管理縮約を行ったときのブランチ数を示し、中段は重負荷時の電圧解析精度を示し、下段は軽負荷時の電圧解析精度を示す。なお、送り出し電流は、この表１の負荷条件に示し、送り出し力率は、重負荷時は９５［％］遅れ力率とし、軽負荷時は５０［％］進み力率として計算した。このように、電圧管理縮約まで実行すると、ブランチ数を縮約前の３０％以下にすることができ、また、電圧解析精度も０．１１５％未満とすることができるので、実際的な電圧管理において、十分良好な電圧解析精度を維持して配電系統の縮約を行うことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、次のような変形例が考えられる。第１の変形例として、上記実施形態では、系統情報の認識および例外設定処理Ｓ１０において、地中線と架空線との境界となるノードを集約対象から外すことにより、過度の設備情報の低下を回避している（例えば、設備情報の認識補助）が、さらに、縮約後の配電系統モデルにおいて主線路を構成するノードの位置が、実際に設定されている地図上の位置関係と近くなるように表示する構成とすることで、縮約後の配電系統モデルの視認性を向上させることもできる。

第２の変形例として、上記実施形態では、配電系統の設備データとして、分岐点、開閉器が設定されている点、および、配電線の線種が変わる点をノードとし、このノードで区切られる区間をブランチとして管理しているが、電柱をノードとし、電柱間を結ぶ電線をブランチとして管理することもできる。なお、この場合、負荷設備の情報および開閉器等の配電設備の情報は、ノードの属性情報として管理される。

第３の変形例として、上記実施形態では、主線路の設定処理Ｓ３１において、設備データから自動開閉器を抽出し、配電用変電所が設置されているノード（すなわち、送り出し側）からこの自動開閉器が設置されているノードまでの区間（ブランチ）を主線路に設定しているが、自動開閉器に替わり区分開閉器、連系用開閉器を用いるようにすることもできる。

また、第４の変形例として、上記実施形態では、単純縮約のブランチの集約処理Ｓ４１および電圧管理縮約のルール３処理Ｓ５３において、ブランチの線種・太さに係わらず、集約しようとする区間のブランチの亘長の和とその区間に接続されている負荷の和との積が１０⁶［ｍ・ｋＶＡ］以上とならないように集約しているが、ブランチの線種、太さ、亘長（すなわち、集約しようとする区間のインピーダンスの和）を考慮するようにしてもよい。

本発明に係る縮約モデル作成システムの構成を示すブロック図である。 配電系統モデルにおけるノードとブランチの構成を示す説明図である。 設備データの管理方法を示すデータ構造図であって、（ａ）はノード管理テーブルの構成を示し、（ｂ）はブランチ管理テーブルの構成を示し、（ｃ）はネットワーク接続情報の構成を示す。 本発明に係る縮約モデル作成方法の全体の処理の流れを示すフローチャートである。 系統条件設定処理の流れを示すフローチャートである。 系統解析処理の流れを示すフローチャートである。 上記系統解析処理における、ブランチに接続された負荷の利用方法を示す説明図である。 主線路、分岐線の設定処理の流れを示すフローチャートである。 主線路、分岐線の設定処理を説明するための配電系統モデルの構成を示す説明図である。 上記説明図において、自動開閉器のある区間を主線路と設定したときの状態を示す図である。 上記説明図において、ＳＶＲのある区間を主線路と設定したときの状態を示す図である。 上記説明図において、通過電流が送り出し電流に対して所定の割合以上の区間を主線路として設定したときの状態を示す図である。 上記説明図において、所定の契約容量を有する高圧需要家のある区間を主線路としたときの状態を示す図である。 上記説明図における分岐線の状態を示す図である。 単純縮約処理の流れを示すフローチャートである。 単純縮約処理におけるブランチ集約の方法を示す説明図であり、（ａ）は集約前を示し、（ｂ）は集約後を示す。 ブランチ集約における亘長と容量との積による制約を示す説明図であり、（ａ）は集約前を示し、（ｂ）は集約後を示す。 単純縮約処理におけるダミーノード／ダミーブランチ集約の方法を示す説明図であり、（ａ）は集約前を示し、（ｂ）は集約後を示す。 電圧管理縮約処理の流れを示すフローチャートである。 電圧管理縮約処理を説明するための配電系統モデルの構成を示す説明図である。 上記説明図において、第１のルールの第１番目の処理を適用したときの状態を示す図である。 上記説明図において、第１のルールの第２番目の処理を適用したときの状態を示す図である。 上記説明図において、第２のルールを適用したときの状態を示す図である。 最終負荷の決定処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 縮約モデル作成システム
２ 設備データファイル（設備データ管理手段）
３ 縮約処理部（縮約手段）
Ｓ２０ 系統条件設定処理
Ｓ３０ 主線路、分岐線の設定処理
Ｓ４０ 単純縮約処理
Ｓ５０ 電圧管理縮約処理

Claims (3)

1. 配電線の種類が変わる点である複数のノードと、前記複数のノードで区切られたそれぞれの区間である複数のブランチとから構成される配電系統モデルを縮約して縮約モデルを作成する配電系統の縮約モデル作成方法であって、
   前記配電系統モデルに基づいて回路計算を行って前記複数のノードそれぞれの電圧降下の値を算出する電圧降下算出ステップと、
   配電用変電所が設置されている前記ノードから所定の配電設備が設置されている前記ノードまでの前記ブランチを主線路として設定する主線路設定ステップと、
   前記主線路に設定されなかった前記ブランチを分岐線路として設定するとともに、それら分岐線路の中で分岐点を有していない線路を第１分岐線路と設定し、分岐点を有している分岐線路では、前記主線路からの電圧降下の値が最大となる末端の前記ノードを含む線路を第１分岐線路、それ以外の線路を第２分岐線路と設定する分岐線路設定ステップと、
   末端の前記ノードの前記主線路からの電圧降下の値が所定の閾値未満の前記分岐線路を削除し、削除された前記分岐線路の負荷電力を当該分岐線路が接続されていた前記ノードに設定する第１線路縮約ステップと、
   前記第２分岐線路を削除し、削除された前記第２分岐線路の負荷電力を当該第２分岐線路が接続されていた前記ノードに設定する第２線路縮約ステップとを有することを特徴とする配電系統の縮約モデル作成方法。
2. 前記主線路および前記分岐線路の分岐がない区間において、当該区間の長さの合計値と当該区間の負荷電力の合計値との積が所定値以上とならないように、当該区間における複数のブランチを一つのブランチに集約し、当該区間における負荷電力の合計値を等分した値を両端の前記ノードにそれぞれ設定する線路集約ステップを有することを特徴とする請求項１に記載の縮約モデル作成方法。
3. 配電系統の設備データを管理する設備データ管理手段と、
   前記設備データ管理手段から前記設備データを読み出して配電系統モデルを認識し、前記配電系統モデルを請求項１または２に記載の配電系統の縮約モデル作成方法により縮約して縮約モデルを作成する縮約手段とを有することを特徴とする縮約モデル作成システム。

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