JP5446830B2 - 電力価格管理システム - Google Patents

Description

本発明は、電力価格管理システムに関するものである。

近時、個別の住宅、集合住宅、大型店舗、工場等の電力需要家が、個別に充電機器と発電機器とを有して、商用電力を極力利用することなく、電力の需給をまかなうようにすることが増加している。個別の電力需要家のみでの電力需給には限界があるため、特許文献１に記載のように、複数の電力需要家の間で電力網を形成して、ある電力需要家の余剰電力を他の電力需要家の不足電力として供給することが開示されている。発電機と蓄電機器とを有して、電力需給を極力自立運転でまかなうようにしたシステムは、マイクログリッド（あるいはマイクログリッドシステム）と呼ばれており、このマイクログリッドにおいては、商用電力との間での電力授受を極力抑制した自立運転が強く望まれるものである。

また、最近では、電気自動車やプラグインハイブリッド車等のように、バッテリを動力源として走行用モータを駆動する車両（走行用バッテリ搭載車両）が増加しつつある。特許文献２には、所定時間先までの生成電力予測と消費電力予測とから所定時間先の電力保有量を予測して、走行用バッテリ搭載車両への充電（売電）価格を、市場価格よりも安くなるように設定した再生可能エネルギの利用システムが提案されている。

ＷＯ２００４／０７３１３６ Ａ１号公報 特開２００８−１３１８４１号公報

ところで、走行用バッテリ搭載車両の普及に際しては、充電設備をいかに数多く設置するかが重要となる。この一方、マイクログリッド等の電力供給システム側にあっては、いかに有効にその内部電力を利用するかが重要となる。特に、走行用バッテリ搭載車両が搭載しているバッテリはその蓄電量（放電量）が大きいこともあって、電力供給システム付近を走行している走行用バッテリ搭載車両に対する充電や放電を有効に利用できれば、電力供給システムを適正に運転する上で好ましいものとなり、特に電力供給システム側からの売電は電力供給システムの収益向上の上で重要となる。

上記のように、電力供給システム付近を走行している走行用バッテリ搭載車両を利用して電力の授受を行う場合に、電力の売買価格というものが、走行用バッテリ搭載車両を電力供給システムに誘導する際の大きな要因となる。すなわち、例えば、電力供給システム側から走行用バッテリ搭載車両への充電用（売電用）価格を高く設定すれば走行用バッテリ搭載車両を誘導しにくいものとなり、逆に充電用価格を安く設定すれば走行用バッテリ搭載車両を誘導しやすいものとなる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、電力供給システムへの走行用バッテリ搭載車両の誘導を適切に行えるように電力価格を設定できるようにした電力価格管理システムを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明における電力価格管理システムにあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
電力供給システム内およびその付近に位置する走行用バッテリを搭載した車両のバッテリ蓄電量に関する情報を、通信ネットワークを介して取得するバッテリ情報取得手段と、
前記車両の現在位置と進行方向と目的地とを含む車両行動情報を、通信ネットワークを介して取得する車両行動情報取得手段と、
前記バッテリ情報取得手段によって取得されたバッテリ蓄電量に関する情報と前記車両行動情報取得手段で取得された車両の行動情報とから、電力供給システムとの間で電力売買を行う車両およびその数を予測する電力売買車両予測手段と、
前記バッテリ情報取得手段によって取得されたバッテリ蓄電量に関する情報と前記電力売買車両予測手段で予測された車両およびその数とから、所定時間先の売買電価格を設定する売買電価格設定手段と、
を備えているようにしてある。上記解決手法によれば、走行用バッテリ搭載車両におけるバッテリ情報とその行動情報とから、売買電価格を動的にコントロールして、走行用バッテリ搭載車両を電力供給システムに的確に誘導することができ、電力供給システムの収益向上等の上で好ましいものとなる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２〜請求項７に記載のとおりである。すなわち、
電力供給システムが有する蓄電機器の現在の蓄電量情報と過去の蓄電量情報との少なくとも１つに基づいて、所定時間先の適正蓄電量を予測する適正蓄電量予測手段と、
電力供給システムにおける現在の電力需給量情報と過去の電力需給量情報との少なくとも１つに基づいて、所定時間先の電力需給量を予測する電力需給量予測手段と、
前記蓄電機器の現在の蓄電量情報と前記電力需給量予測手段で予測された電力需給量とから、前記蓄電機器の所定時間先の蓄電量を予測する蓄電量予測手段と、
前記適正蓄電量予測手段で予測された適正蓄電量と前記蓄電量予測手段で予測された蓄電量とから、所定時間先の蓄電量のギャップを予測する蓄電量ギャップ予測手段と、
をさらに備え、
前記売買電価格設定手段は、前記蓄電量ギャップ予測手段で予測された蓄電量のギャップを加味して売買電価格を設定する、
ようにしてある（請求項２対応）。この場合、電力供給システムにおける所定時間先の電力需給ギャップを解消あるいは低減する上で好ましいものとなる。

電力供給システム近傍の他の電力供給システムにおける売買電価格を通信ネットワークを介して取得する他価格取得手段をさらに備え、
前記売買電価格設定手段は、前記他価格取得手段で取得された他価格を加味して売買電価格を設定する、
ようにしてある（請求項３対応）。この場合、走行用バッテリ搭載車両をより的確に電力供給システムに誘導する上でより一層好ましいものとなる。

前記売買電価格設定手段は、電力需要過多時には売買電価格を高く設定し、電力供給過多時には売買電価格を安く設定する、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、走行用バッテリ搭載車両を電力供給システム誘導する上でより一層好ましいものとなる。

前記電力需給量予測手段は、前記車両から電力供給システムへの放電可能量をも加味して電力需給量を予測する、ようにしてある（請求項５対応）。この場合、電力需給量を精度よく予測する上で好ましいものとなる。

前記電力供給システムが、蓄電機器と発電機器と電力消費負荷とを備えたマイクログリッドとされている、ようにしてある（請求項６対応）。この場合、走行用バッテリ搭載車両を利用して、マイクログリッドを自立運転する機会を増大させることが可能となる。

マイクログリッドにおける現在の電力需給量情報と過去の電力需給量情報との少なくとも１つに基づいて、所定時間先の電力需給量を予測する電力需給量予測手段を備え、
電力需給量予測手段は、マイクログリッド内における個別電力需要家が有する個別の蓄電機器と個別の走行用バッテリ搭載車両のバッテリとの少なくとも１つからマイクログリッドへの所定時間先の放電可能量を加味して、マイクログリッド全体としての所定時間先の電力需給量を予測する、
ようにしてある（請求項７対応）。この場合、電力需給量を精度よく予測する上で好ましいものとなる。

本発明によれば、電力供給システムに対して走行用バッテリ搭載車両を的確に誘導することができる。

マイクログリッドが複数接続された電力系統の一例を示す図。 本発明における制御内容をブロック図的に示す図。 本発明の制御例を示すフローチャート。

図１において、１は商用電力源で、電力会社が所有、管理するものであり、通常の交流電源とされる。この商用電力源１に対して、複数のマイクログリッドＭＧ１〜ＭＧ５が接続されている。この図１において、ＭＧ１が自己のマイクログリッドであり、ＭＧ２〜ＭＧ５が他のマイクログリッドと位置づけられている。なお、以下の説明で、各マイクログリッドを区別する必要のないときは、単にＭＧの符合を用いて説明することとする。なお、図１では、マイクログリッドＭＧは、一戸建て住宅を多数集合させた形式のもの、および多数の個数が入居しているマンション形式のものが示されているが、工場等適宜の施設あるいはその集合体でもってマイクログリッドを構成することもできる。

各マイクログリッドＭＧは、１つの共通電力網１０を有し、この共通電力網１０には、共通発電機器（共通発電設備で、例えば太陽光発電、風力発電、コジェネ等の燃料を用いる発電機器等適宜の種類のものが利用できる）Ｇと、共通蓄電機器（共通蓄電池で、例えば大容量のバッテリ）Ｂと、複数の個別電力需要家（におけける電力消費を行う電気負荷）Ｄとが接続されている。一部の共通電力網１０および一部の個別需要家Ｄについては、走行用バッテリ搭載車両ＥＶに対する充電設備（放電設備を兼用）Ｃが接続されている。各マイクログリッドＭＧは、図示を略すゲートウエイを介して商用電力源１に接続されて、この商用電力源との間での電力授受の際に周波数調整、電圧調整、位相調整が行われる。なお、図１では、充電設備Ｃは一部のみ示されているが、１つのマイクログリッドＭＧについて多数（例えば５０基）接続されているものである。

自己のマイクログリッドＭＧ１には、コンピュータを利用して構成された管理装置Ｕが接続されている。この管理装置Ｕによって、後述するように売買電価格を動的にコントロールして、少なくとも自己のマイクログリッドＭＧ１付近に位置する道路Ｒを走行する電気自動車やプラグインハイブッリッド車等の走行用バッテリ搭載車両ＥＶを、自己のマイクログリッドＭＧ１において充電（あるいは放電）のために誘導する制御を行うようになっている。なお、図１では略してあるが、他のマイクログリッドＭＧ２〜ＭＧ５の一部あるいは全部についても同様の管理装置Ｕが装備されていてもよいものである。

管理装置Ｕは、多数の車両ＥＶとの間で、例えば無線通信によって（ネットワークを介して）、種々の情報のやりとりを行う。すなわち、車両ＥＶから管理装置Ｕに対しては、車両ＥＶが搭載しているバッテリの蓄電量情報、車両ＥＶの行動情報（現在位置と目的地と進行方向に関する情報）が提供される。また、管理装置Ｕから車両ＥＶへは、管理装置Ｕ（自己のマイクログリッドＭＧ１）の位置（特に充電設備Ｃの位置）、売買電価格の情報が提供される。さらに、管理装置Ｕは、例えば商用電力源１に沿って配設されたネットワーク（図示略）を介して、自己のマイクログリッドＭＧ１から所定距離範囲内にある近く他のマイクログリッドＭＧ２〜ＭＧ５での売買電価格に関する情報を入手する。さらに、管理装置Ｕは、天気に関する各種情報（晴れ、雨、温度等）の情報を入手する。

管理装置Ｕによって、自己のマイクログリッドＭＧ１での売買電価格の設定に関する制御の内容について、図２を参照しつつ説明する。管理装置Ｕは、車両ＥＶから送信されてきた車両搭載バッテリの蓄電量情報（Ｍ１対応）と、車両ＥＶの行動情報（現在位置と進行方向と目的地で、Ｍ２対応）とから、自己のマイクログリッドＭＧ１に充電（あるいは放電）のためにくるであろうと予測される車両数を予測する（Ｍ３対応）。すなわち、道路Ｒを走行する車両ＥＶのうち、現在位置と進行方向と目的地とから、自己のマイクログリッドＭＧ１に近づく車両を識別する。そして、識別された車両ＥＶのうち、蓄電量が少なくかつ目的地が現在位置から遠い場合は、充電の可能性があると判断する。また、蓄電量が多くかつ目的地が現在位置から近い場合は、放電の可能性があると判断する。このようにして、自己のマイクログリッドＭＧ１で充電（あるいは放電）する車両ＥＶの数が予測される。

管理装置Ｕは、自己のマイクログリッドＭＧ１における共通蓄電機器Ｂの現在の蓄電量の情報を入手する（Ｍ４対応）と共に、所定時間先の自己のマイクログリッドＭＧ１の電力需給量（Ｍ５対応）を予測する。そして、予測された自己のマイクログリッドＭＧ１の所定時間先の電力需給量と共通蓄電機器Ｂの現在の蓄電量とに基づいて、共通蓄電機器Ｂにおける所定時間先の蓄電量が予測される（Ｍ６対応）。

所定時間先の電力需給量の予測に際しては、例えば、現在の電力需給量に基づいて予測することができ、過去数年分（例えば１年〜５年）の電力需給量のデータに基づいて予測することもでき、この現在と過去の両方のデータに基づいて予測することもでき、過去の電力需給量のデータのうち比較的古いデータと比較的新しいデータとの両方に基づいて予測することもできる。過去の電力需給量のデータは、例えば、天気（晴れ、雨、温度等）の相違毎について、月毎、曜日毎、時間毎に、過去の電力需給量を記憶しておけばよい（データベースとして記憶、更新している）。

管理装置Ｕは、所定時間先の共通蓄電機器Ｂの適正蓄電量を予測する（Ｍ７対応）。この適正蓄電量は、現在の蓄電量に基づいて予測することができ、過去の蓄電量情報に基づいて予測することもでき、現在と過去の両方の蓄電量情報から予測することもできる。この予測に際しては、前述した所定時間先の電力需給量をもさらに加味して予測することもできる。

共通蓄電機器Ｂについて、所定時間先の予測された適正蓄電量から予測された共通蓄電機器Ｂの蓄電量を差し引くことにより、蓄電量のギャップが予測される（Ｍ８対応）。この蓄電量のギャップは、自己のマイクログリッドＭＧ１の所定時間先の電力需給量の余裕度合（ひっ迫度合）を示すもので、例えば上記減算処理が大きくマイナスになるときは、所定時間先では電力に余裕があって、車両ＥＶに積極的に充電してもらうのが好ましい状況となる（車両ＥＶから放電してもらいたくない状況）。逆に、上記減算処理が大きくプラスになるときは、所定時間先では電力に余裕がなく、車両ＥＶに積極的に放電してもらうのが好ましい状況となる（車両ＥＶに充電してもらいたくない状況）。

大管理装置Ｕは、前述のようにして予測された自己のマイクログリッドＭＧ１に充放電のためにくるであろう車両ＥＶの数（各車両の搭載バッテリの蓄電量情報も得ているので、各車両ＥＶとの間での総充放電量が予測されている状況となる）と、蓄電量ギャップと、ネットワークを介して入手した自己のマイクログリッドＭＧ１近傍に位置する他のマイクログリッドＭＧ２〜ＭＧ５での売買電価格（Ｍ９対応）とに基づいて、自己のマイクログリッドＭＧ１が提供する売買電価格が設定（決定）される（Ｍ１０対応）。この設定された売買電価格が充電設備Ｃの位置情報と共に、無線等のネットワークを介して車両ＥＶに送信される（例えばナビゲーション用画面へ売買電価格や充電設備の位置が表示される）。売買電価格を受信した車両ＥＶ（の運転者）は、売買電価格が適当（妥当）であると判断すれば、自己のマイクログリッドＭＧ１に充放電のために訪れることになる。

売買電価格の設定に際しては、次のようにして行われる。まず、充放電のためにくると予測される車両ＥＶの数（総充放電量）が多いほど、売買電価格が高く設定される。また、蓄電量ギャップについては、大きくマイナスになるときは電力に余力があるため、車両ＥＶへの充電価格（売電価格）は安く、車両ＥＶからの放電価格（買電価格）も安く設定される。また、蓄電量ギャップが大きくプラスになるときは電力に余裕がないため、車両ＥＶへの充電価格は高く、車両ＥＶからの放電価格も高く設定される。さらに、近傍の他のマイクログリッドＭＧ２〜ＭＧ５での売買電価格が高いほど高く設定される。

前述した管理装置Ｕによる売買電価格設定に関する制御を具体的に示したのが、図３のフローチャートである。以下、このフローチャートについて説明するが、既に詳細に説明した内容については簡単な説明にとどめることとする。まず、Ｓ（ステップ−以下同じ）１において、車両ＥＶのバッテリ蓄電量情報と、車両ＥＶの行動情報と、自己のマイクログリッドＭＧ１における共通蓄電機器Ｂの現在の蓄電量情報とが読み込まれる（図２のＭ１、Ｍ２、Ｍ４対応）。次いで、Ｓ２において、充放電のために自己のマイクログリッドＭＧ１にくるであろうと予測される車両ＥＶの数（総充放電量）が予測される（図２のＭ３対応）。

Ｓ３では、自己のマイクログリッドＭＧ１における所定時間先の電力需給量が予測される（図２のＭ５対応）。この後、Ｓ４において、所定時間先の共通蓄電機器Ｂの蓄電量が予測される（図２のＭ６対応）。Ｓ４の後、Ｓ５において、共通蓄電機器Ｂの所定時間先の適正蓄電量が予測される（図２のＭ７対応）。そして、Ｓ６において、共通蓄電機器Ｂにおける蓄電量のギャップが予測される（図２のＭ８対応）。

Ｓ７においては、近傍にある他のマイクログリッドＭＧ２〜ＭＧ５での売買電価格の情報が入手される。この後、Ｓ８において、自己のマイクログリッドＭＧ１において、記憶、更新されている過去の売買電情報が読み込まれる。この売買電情報は、希望する売買電価格と実際の売買の結果とを対応づけた売買実績データである。この後Ｓ９において、前述した売買電価格を決定するが（図２のＭ１０対応）、この決定された売買電価格は、Ｓ８で読み込まれたデータに基づいて補正された価格とされる。この売買実績データに基づく売買電価格の補正（修正）は、希望する売買電価格では過去の売買実績が悪ければ安くする方向の補正とされ、過去の売買実績が良ければ高くする方向の補正とされる。

Ｓ９の後、Ｓ１０において、Ｓ９での最終的な売買電価格における売買実績がモニタリングされて、このモニタリングの結果に基づいて、売買実績データが更新される（Ｓ８で読み込むデータの更新）。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。個別の電力需要家Ｄが、共通電力網１０に接続されると共に、個別発電機や個別蓄電機器を有する個別電力網を有して、個別の電力需要家Ｄ内において極力自立運転する形式のマイクログリッドであってもよい。この場合、自己のマイクログリッドＭＧ１全体としての所定時間先の電力需給量は、個別の電力需要家Ｄでの所定時間先の電力需給量を合計することによって得ることもできる。電力供給システムは、マイクログリッドに限らないものであり、もっぱら電力を売るシステムであってもよく、あるいはもっぱら電力を買うシステムであってもよい。

売買電価格を設定（決定）する際に用いるパラメータとして、自己のマイクログリッドＭＧ１と商用電力源１との間での売買電価格を加味するようにしてもよい（商用電力源１への売電価格よりも高い売電価格とされ、商用電力源１からの買電価格よりも安い買電価格に設定する）。自己のマイクログリッドＭＧ１における所定時間先の電力需給量の予測に際して、自己のマイクログリッドＭＧ１での個別電力需要家Ｄが所有する走行用バッテリ搭載車両ＥＶに搭載されているバッテリの蓄電量（放電可能量）を加味するようにしてもよい（車両ＥＶは、共通電力網１０に接続される場合でも、個別電力需要家Ｄ内に構成された個別電力網に接続された場合のいずれでもよい）。

バッテリ蓄電量に関する情報としては、蓄電量そのものは勿論のこと、例えばバッテリ容量、航続可能距離、電費（単位電力あたりの相応距離）であってもよく、これらの任意の２つ以上の組み合わせの情報であってもよい。車両ＥＶとしてはマイクログリッドＭＧに所属する所属車両と所属しない非所属車両とが考えられるが、所属車両と非所属車両とを区別して売買電のための車両およびその数の予測を行うのが予測精度向上の上で好ましいものとなる。所定時間先の電力需給量の予測に際しては、個別の電力需要家Ｄそのものが自立運転のために個別蓄電機器（車両ＥＶに搭載されているバッテリ以外の蓄電機器）を有する場合は、この個別蓄電機器の蓄電量（放電可能量）を加味して行うようにしてもよく、これに加えて個別の電力需要家Ｄが所有する車両ＥＶのバッテリの蓄電量（放電可能量）を加味して行うようにしてもよい。

本発明は、例えばマイクログリッド内で自立運転する機会を増大させつつ収益向上を図ることができる。

ＭＧ１：マイクログリッド（自己のマイクログリッド）
ＭＧ２〜ＭＧ５：マイクログリッド（他のマイクログリッド）
ＥＶ：走行用バッテリ搭載車両
Ｕ：管理装置
Ｒ：道路
Ｇ：発電機器
Ｂ：蓄電機器
Ｃ：充電設備
Ｄ：個別の電力需要家
１：商用電力源
１０：共通電力網

Claims (7)

1. 電力供給システム内およびその付近に位置する走行用バッテリを搭載した車両のバッテリ蓄電量に関する情報を、通信ネットワークを介して取得するバッテリ情報取得手段と、
   前記車両の現在位置と進行方向と目的地とを含む車両行動情報を、通信ネットワークを介して取得する車両行動情報取得手段と、
   前記バッテリ情報取得手段によって取得されたバッテリ蓄電量に関する情報と前記車両行動情報取得手段で取得された車両の行動情報とから、電力供給システムとの間で電力売買を行う車両およびその数を予測する電力売買車両予測手段と、
   前記バッテリ情報取得手段によって取得されたバッテリ蓄電量に関する情報と前記電力売買車両予測手段で予測された車両およびその数とから、所定時間先の売買電価格を設定する売買電価格設定手段と、
   を備えていることを特徴とする電力価格管理システム。
2. 請求項１において、
   電力供給システムが有する蓄電機器の現在の蓄電量情報と過去の蓄電量情報との少なくとも１つに基づいて、所定時間先の適正蓄電量を予測する適正蓄電量予測手段と、
   電力供給システムにおける現在の電力需給量情報と過去の電力需給量情報との少なくとも１つに基づいて、所定時間先の電力需給量を予測する電力需給量予測手段と、
   前記蓄電機器の現在の蓄電量情報と前記電力需給量予測手段で予測された電力需給量とから、前記蓄電機器の所定時間先の蓄電量を予測する蓄電量予測手段と、
   前記適正蓄電量予測手段で予測された適正蓄電量と前記蓄電量予測手段で予測された蓄電量とから、所定時間先の蓄電量のギャップを予測する蓄電量ギャップ予測手段と、
   をさらに備え、
   前記売買電価格設定手段は、前記蓄電量ギャップ予測手段で予測された蓄電量のギャップを加味して売買電価格を設定する、
   ことを特徴とする電力価格管理システム。
3. 請求項１または請求項２において、
   電力供給システム近傍の他の電力供給システムにおける売買電価格を通信ネットワークを介して取得する他価格取得手段をさらに備え、
   前記売買電価格設定手段は、前記他価格取得手段で取得された他価格を加味して売買電価格を設定する、
   ことを特徴とする電力価格管理システム。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
   前記売買電価格設定手段は、電力需要過多時には売買電価格を高く設定し、電力供給過多時には売買電価格を安く設定する、ことを特徴とする電力価格管理システム。
5. 請求項２において、
   前記電力需給量予測手段は、前記車両から電力供給システムへの放電可能量をも加味して電力需給量を予測する、ことを特徴とする電力価格管理システム。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
   前記電力供給システムが、蓄電機器と発電機器と電力消費負荷とを備えたマイクログリッドとされている、ことを特徴とする電力価格管理システム。
7. 請求項６において、
   マイクログリッドにおける現在の電力需給量情報と過去の電力需給量情報との少なくとも１つに基づいて、所定時間先の電力需給量を予測する電力需給量予測手段を備え、
   電力需給量予測手段は、マイクログリッド内における個別電力需要家が有する個別の蓄電機器と個別の走行用バッテリ搭載車両のバッテリとの少なくとも１つからマイクログリッドへの所定時間先の放電可能量を加味して、マイクログリッド全体としての所定時間先の電力需給量を予測する、
   ことを特徴とする電力価格管理システム。
   

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