JP7444584B2 - 電力制御システム、電力制御装置、電力制御方法およびプログラム - Google Patents

Description

本開示は、電力制御システム、電力制御装置、電力制御方法およびプログラムに関する。

近年、所定のエリアの電力需給を管理する電力事業者が、電力の調達計画を広域機関に提出し、この調達計画に従い、所定のエリアにおける電力需要を制御するシステムがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１９－１２６１５７号公報

上述したシステムでは、所定期間単位で、所定のエリアにおける電力需要の実績値が調達計画と一致する、すなわち、調達計画が達成されることが望ましい。

本開示の目的は、所定のエリアにおける電力の調達計画の達成率の改善を図ることができる電力制御システム、電力制御装置、電力制御方法およびプログラムを提供することにある。

一実施形態に係る電力制御システムは、蓄電装置と、第１電力制御装置と、第２電力制御装置とを備える。第１電力制御装置は、所定のエリアにおける電力の調達計画に従い、所定期間単位で、前記蓄電装置の充放電を制御する。第２電力制御装置は、前記調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定期間において前記所定のエリアにおける電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定する。第２電力制御装置は、前記インバランス調整を行うと判定した場合、前記蓄電装置の充放電を制御する。前記第１電力制御装置および前記第２電力制御装置はそれぞれ、前記所定期間単位で、前記蓄電装置に充放電可能な充放電量が割り当てられる。前記第１電力制御装置は、割り当てられた充放電可能な充放電量内で所定のエリアにおける電力需要のピークカットあるいはピークシフトを行うか否かを判定し、前記判定に基づく制御指示を前記第２電力制御装置に送信する。前記第２電力制御装置は、前記インバランス調整を行う場合、前記所定期間に前記第２電力制御装置に割り当てられた充放電量と、前記所定期間に前記第１電力制御装置に割り当てられた充放電量とを合わせた充放電量の範囲で、前記蓄電装置の充放電を制御する。

また、一実施形態に係る電力制御装置は、制御部を備える。制御部は、所定のエリアにおける電力の調達計画を立案し、該立案した調達計画に従い、所定期間単位で、前記所定のエリア内の蓄電装置の充放電を制御する、他の電力制御装置により立案された調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定期間において前記所定のエリアにおける電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定する。制御部は、前記インバランス調整を行うと判定した場合、前記蓄電装置の充放電を制御する。前記電力制御装置および前記他の電力制御装置はそれぞれ、前記所定期間単位で、前記蓄電装置に充放電可能な充放電量が割り当てられる。前記他の電力制御装置は、割り当てられた充放電可能な充放電量内で所定のエリアにおける電力需要のピークカットあるいはピークシフトを行うか否かを判定し、前記判定に基づく制御指示を前記電力制御装置に送信する。前記制御部は、前記インバランス調整を行う場合、前記所定期間に前記電力制御装置に割り当てられた充放電量と、前記所定期間に前記他の電力制御装置に割り当てられた充放電量とを合わせた充放電量の範囲で、前記蓄電装置の充放電量を制御する。

また、一実施形態に係る電力制御装置における電力制御方法は、判定ステップと、制御ステップとを含む。判定ステップでは、所定のエリアにおける電力の調達計画を立案し、該立案した調達計画に従い、所定期間単位で、前記所定のエリア内の蓄電装置の充放電を制御する、他の電力制御装置により立案された調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定期間において前記所定のエリアにおける電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定する。制御ステップでは、前記インバランス調整を行うと判定した場合、前記蓄電装置の充放電を制御する。前記電力制御装置および前記他の電力制御装置はそれぞれ、前記所定期間単位で、前記蓄電装置に充放電可能な充放電量が割り当てられる。前記他の電力制御装置は、割り当てられた充放電可能な充放電量内で所定のエリアにおける電力需要のピークカットあるいはピークシフトを行うか否かを判定し、前記判定に基づく制御指示を前記電力制御装置に送信する。前記制御ステップでは、前記インバランス調整を行う場合、前記所定期間に前記電力制御装置に割り当てられた充放電量と、前記所定期間に前記他の電力制御装置に割り当てられた充放電量とを合わせた充放電量の範囲で、前記蓄電装置の充放電量を制御する。

また、一実施形態に係るプログラムは、コンピュータに、判定処理と、制御処理とを実行させる。判定処理では、所定のエリアにおける電力の調達計画を立案し、該立案した調達計画に従い、所定期間単位で、前記所定のエリア内の蓄電装置の充放電を制御する、他の電力制御装置により立案された調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定期間において前記所定のエリアにおける電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定する。制御処理では、前記インバランス調整を行うと判定した場合、前記蓄電装置の充放電を制御する。前記電力制御装置および前記他の電力制御装置はそれぞれ、前記所定期間単位で、前記蓄電装置に充放電可能な充放電量が割り当てられる。前記他の電力制御装置は、割り当てられた充放電可能な充放電量内で所定のエリアにおける電力需要のピークカットあるいはピークシフトを行うか否かを判定し、前記判定に基づく制御指示を前記電力制御装置に送信する。前記制御処理では、前記インバランス調整を行う場合、前記所定期間に前記電力制御装置に割り当てられた充放電量と、前記所定期間に前記他の電力制御装置に割り当てられた充放電量とを合わせた充放電量の範囲で、前記蓄電装置の充放電量を制御させる。

一実施形態によれば、所定のエリアにおける電力の調達計画の達成率の改善を図ることができる電力制御システム、電力制御装置、電力制御方法およびプログラムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る電力制御システムの構成例を示す図である。 図１に示す第１電力制御装置が立案する調達計画について説明するための図である。 調達計画、需要予測、発電予測、充電計画および放電計画の変更について説明するための図である。 図１に示す第１電力制御装置の構成例を示す図である。 図１に示す第２電力制御装置の構成例を示す図である。 図１に示す第２電力制御装置によるインバランス調整の要否の判定方法を説明するための図である。 図１に示す第２電力制御装置によるインバランス調整の要否の判定方法を説明するための図である。 従来のインバランス調整について説明するための図である。 第１電力制御装置による充放電制御について説明するための図である。 従来のインバランス調整による充放電制御について説明するための図である。 図１に示す第２電力制御装置によるインバランス調整について説明するための図である。 図１に示す電力制御システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 図１に示す電力制御システムの動作の他の一例を示すシーケンス図である。

以下、一実施形態に係る電力制御システム、電力制御装置、電力制御方法およびプログラムについて、図面を参照して説明する。

図１は、一実施形態に係る電力制御システム１の構成例を示す図である。本実施形態に係る電力制御システム１は、例えば、市町村単位といった所定のエリアにおける電力を制御するＡＥＭＳ（Area Energy Management System）を構成してよい。

図１に示すように、本実施形態に係る電力制御システム１は、第１電力制御装置１０と、第２電力制御装置２０と、機器３０とを備える。第１電力制御装置１０は、第２電力制御装置２０と接続される。第２電力制御装置２０は、ゲートウェイ（ＧＷ）４０を介して機器３０と接続される。機器３０は、電力制御システム１が電力を制御する所定のエリア内に設けられる。機器３０は、例えば、太陽電池３１、電力メータ３２、蓄電装置３３を含む。図１においては、第２電力制御装置２０と機器３０とがＧＷ４０を介して接続される例を示しているが、これに限られるものではない。第２電力制御装置２０と機器３０とはＧＷ４０を介さずに接続されてよい。

第１電力制御装置１０は、所定のエリアにおける電力の調達計画を立案し、立案した調達計画に従い、所定のエリアにおける電力を制御する電力制御装置である。

図２は、調達計画について説明するための図である。

第１電力制御装置１０は、図２に示すように、所定期間（以下、「デマンド区間」と称する。）単位で、所定のエリアにおける電力の需要予測および発電予測に応じて、所定のエリアにおける電力の調達計画を立案する。具体的には、第１電力制御装置１０は、需要予測から発電予測を減算し、充電計画および放電計画に応じた値を加算または減算して、調達計画を立案する。デマンド区間は、例えば、３０分間である。充電計画および放電計画は、例えば、所定のエリアにおける電力のピークカットあるいはピークシフトを行うための、蓄電装置３３の充放電の計画である。電力制御システム１においては、デマンド区間ごとに、所定のエリアにおける電力需要の実績値が調達計画と一致する、すなわち、調達計画を達成することが求められる。

第１電力制御装置１０は、所定時間（例えば、４８時間）だけ先まで調達計画を立案する。ただし、調達計画、需要予測および発電予測はそれぞれ、対象のデマンド区間よりも所定時間だけ前まで変更可能である。例えば、調達計画は、対象のデマンド区間の１時間前まで変更可能である。したがって、対象のデマンド区間が１３：００－１３：２９であるとすると、調達計画は、図３に示すように、１１：５９まで変更可能である。また、需要予測および発電予測は、対象のデマンド区間の３０分前まで変更可能である。したがって、対象のデマンド区間が１３：００－１３：２９であるとすると、需要予測および発電予測は、図３に示すように、１２：２９まで変更可能である。充電計画および放電計画は、対象のデマンド区間内であっても変更可能である。調達計画、需要予測および発電予測が変更できなくなった後は、充電計画および放電計画を調整することで、調達計画の達成が図られる。

第１電力制御装置１０は、立案した調達計画を広域機関（ＯＣＣＴＯ：Organization for Cross-regional Coordination of Transmission Operators）に提出してよい。第１電力制御装置１０は、デマンド区間ごとに、立案した調達計画に従い、蓄電装置３３の充放電を制御する。すなわち、第１電力制御装置１０は、電力の需要予測および発電予測に応じた調達計画に従い、所定期間（デマンド区間）単位で、蓄電装置３３の充放電を制御する。詳細は後述するが、第１電力制御装置１０は、デマンド区間単位で、蓄電装置３３に充放電可能な充放電量が割り当てられている。第１電力制御装置１０は、デマンド区間単位で、そのデマンド区間に割り当てられた充放電量の範囲で、蓄電装置３３の充放電を制御する。また、第１電力制御装置１０は、所定のエリアにおける電力需要のピークカットあるいはピークシフトを行うために、蓄電装置３３の充放電を制御してよい。第１電力制御装置１０は、蓄電装置３３の充放電を制御する制御指示を第２電力制御装置２０に送信する。この制御指示に従い、蓄電装置３３の充放電が制御される。また、第１電力制御装置１０は、調達計画、需要予測および発電予測を、第２電力制御装置２０に送信する。

図４は、第１電力制御装置１０の構成例を示す図である。

図４に示すように、第１電力制御装置１０は、記憶部１１と、通信部１２と、制御部１３とを備える。

記憶部１１は、第１電力制御装置１０の動作に必要な種々の情報を記憶するメモリである。記憶部１１は、制御部１３による演算結果などの各種データを記憶してよい。記憶部１１は、例えば、半導体メモリまたは磁気ディスクなどにより構成することができるが、これらに限られず、任意の記憶装置により構成することができる。記憶部１１は、第１電力制御装置１０に挿入されたメモリカードのような記憶媒体であってよい。記憶部１１は、後述する制御部１３として用いられるＣＰＵ（Central Processing Unit）の内部メモリであってよい。

通信部１２は、無線通信をはじめとする各種の通信機能を有する通信インタフェースである。通信部１２は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）などの種々の通信方式により通信を実現する。通信部１２は、例えば、ＩＴＵ－Ｔ（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）において通信方式が標準化されたモデムを含んでよい。通信部１２は、ＷｉＦｉ（Wireless Fidelity）またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの種々の方式により無線通信を実現してよい。通信部１２が送受信する各種の情報は、記憶部１１に記憶してよい。通信部１２は、電波を送受信するためのアンテナおよび適当なＲＦ（Radio Frequency）部などを含めて構成してよい。通信部１２は、無線通信を行うための既知の技術により構成することができるため、より詳細なハードウェアの説明は省略する。

通信部１２は、制御部１３の制御に従い、調達計画、需要予測および発電予測を、第２電力制御装置２０に送信してよい。通信部１２は、制御部１３の制御に従い、蓄電装置３３の充放電を制御する制御指示を第２電力制御装置２０に送信してよい。通信部１２は、機器３０による電力需要の実績値を示す実績データを第２電力制御装置２０から受信し、制御部１３に出力してよい。

制御部１３は、第１電力制御装置１０全体の動作を制御するコントローラである。制御部１３は、種々の機能を実行するための制御および処理能力を提供するために、例えば、ＣＰＵのような、少なくとも１つのプロセッサを含んでよい。制御部１３は、１つのプロセッサで実現してよいし、複数のプロセッサで実現してよい。制御部１３は、単一の集積回路として実現されてよい。プロセッサは、通信可能に接続された複数の集積回路およびディスクリート回路として実現されてよい。制御部１３は、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵで実行されるプログラムとして構成されてよい。制御部１３において実行されるプログラムおよび制御部１３において実行された処理の結果などは、記憶部１１に記憶されてよい。

制御部１３は、所定のエリアにおける電力の需要予測および発電予測に応じた電力の調達計画を立案する。制御部１３は、調達計画に従い、デマンド区間単位で、そのデマンド区間に第１電力制御装置１０に割り当てられた充放電量の範囲で、蓄電装置３３の充放電を制御する。制御部１３は、調達計画、需要予測および発電予測を、通信部１２に第２電力制御装置２０へ送信させてよい。制御部１３は、蓄電装置３３の充放電を制御する制御指示を、通信部１２に第２電力制御装置２０へ送信させてよい。

図１を再び参照すると、第２電力制御装置２０は、所定のエリアにおける電力の需要実績と調達計画との不整合（インバランス）を低減するように、所定のエリアにおける電力需要を調整するインバランス調整を行う電力制御装置である。第２電力制御装置２０は、第１電力制御装置１０から送信されてきた蓄電装置３３への制御指示を受信し、ＧＷ４０を介して蓄電装置３３に転送してよい。第２電力制御装置２０は、他の電力制御装置である第１電力制御装置１０から送信されてきた、調達計画、需要予測および発電予測を受信する。第２電力制御装置２０は、機器３０からＧＷ４０を介して所定の時間間隔（例えば、１分間）で送信されてきた、機器３０における電力需要の実績値（実績データ）を受信する。第２電力制御装置２０は、各機器３０から取得した実績データを所定時間（例えば、３０分間）分纏めて、第１電力制御装置１０に送信してよい。

第２電力制御装置２０は、蓄電装置３３の充放電制御なしに、調達計画が達成されないと判定すると、インバランス調整を行う。具体的には、第２電力制御装置２０は、需要予測および発電予測に応じた調達計画と、所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、インバランス調整を行うか否かを判定する。第２電力制御装置２０は、インバランス調整を行うと判定した場合、第１電力制御装置１０よりも短い所定期間（例えば、１分間）単位で、蓄電装置３３の充放電を制御する。ここで、詳細は後述するが、第２電力制御装置２０は、デマンド区間単位で、インバランス調整により蓄電装置３３に充放電可能な充放電量が割り当てられている。

図５は、第２電力制御装置２０の構成例を示す図である。

図５に示す第２電力制御装置２０は、記憶部２１と、通信部２２，２３と、制御部２４とを備える。

記憶部２１は、第２電力制御装置２０の動作に必要な種々の情報を記憶するメモリである。記憶部２１は、一実施形態に係るプログラムを記憶してよい。記憶部２１は、制御部２４による演算結果などの各種データを記憶してよい。記憶部２１は、例えば、半導体メモリまたは磁気ディスクなどにより構成することができるが、これらに限られず、任意の記憶装置により構成することができる。記憶部２１は、第２電力制御装置２０に挿入されたメモリカードのような記憶媒体であってよい。記憶部２１は、後述する制御部２４として用いられるＣＰＵの内部メモリであってよい。

通信部２２は、通信部１２の通信方式に対応する通信方式による通信機能を有する通信インタフェースである。

通信部２２は、他の電力制御装置である第１電力制御装置１０から送信されてきた制御指示を受信し、制御部２４に出力してよい。通信部２２は、第１電力制御装置１０からの、調達計画、需要予測および発電予測を受信し、制御部２４に出力する。通信部２２は、制御部２４の制御に従い、所定時間（例えば、３０分間）分の機器３０の電力需要の実績データを纏めて、第１電力制御装置１０に送信してよい。

通信部２３は、無線通信をはじめとする各種の通信機能を有する通信インタフェースである。通信部２３は、例えば、ＬＴＥなどの種々の通信方式により通信を実現する。通信部２３は、例えば、ＩＴＵ－Ｔにおいて通信方式が標準化されたモデムを含んでよい。通信部２３は、ＷｉＦｉまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの種々の方式により無線通信を実現してよい。通信部２３が送受信する各種の情報は、記憶部２１に記憶してよい。通信部２３は、電波を送受信するためのアンテナおよび適当なＲＦ部などを含めて構成してよい。通信部２３は、無線通信を行うための既知の技術により構成することができるため、より詳細なハードウェアの説明は省略する。

通信部２３は、ＧＷ４０を介して機器３０から送信されてきた電力需要の実績データを受信し、制御部２４に出力してよい。通信部２３は、制御部２４の制御に従い、蓄電装置３３の充放電を制御する制御指示を蓄電装置３３に送信してよい。

制御部２４は、第２電力制御装置２０全体の動作を制御するコントローラである。制御部２４は、種々の機能を実行するための制御および処理能力を提供するために、例えば、ＣＰＵのような、少なくとも１つのプロセッサを含んでよい。制御部２４は、１つのプロセッサで実現してよいし、複数のプロセッサで実現してよい。制御部２４は、単一の集積回路として実現されてよい。プロセッサは、通信可能に接続された複数の集積回路およびディスクリート回路として実現されてよい。制御部２４は、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵで実行されるプログラムとして構成されてよい。制御部２４において実行されるプログラムおよび制御部２４において実行された処理の結果などは、記憶部２１に記憶されてよい。

制御部２４は、通信部２２から蓄電装置３３への制御指示が出力されると、その制御指示を通信部２３にＧＷ４０を介して蓄電装置３３へ送信させてよい。制御部２４は、通信部２３から機器３０における電力需要の実績データが出力されると、所定時間分の実績データを纏めて、通信部２２に第１電力制御装置１０へ送信させてよい。

制御部２４は、調達計画および電力需要の実績データに基づき、インバランス調整を行うか否かを判定する。具体的には、制御部２４は、調達計画と、電力需要の実績データ（実績値）との誤差に基づき、インバランス調整を行うか否かを判定する。制御部２４は、インバランス調整を行うと判定した場合、第１電力制御装置１０よりも短い所定期間（例えば、１分間）単位で蓄電装置３３の充放電を制御する。具体的には、制御部２４は、蓄電装置３３の充放電を制御する制御指示を、通信部２３に蓄電装置３３へ送信させる。

図１を再び参照すると、機器３０は、ＧＷ４０を介して第２電力制御装置２０と接続される。機器３０は、所定の時間（例えば、１分）間隔で、機器３０における電力需要の実績データを、ＧＷ４０を介して第２電力制御装置２０に送信する。上述したように、機器３０は、例えば、太陽電池３１、電力メータ３２および蓄電装置３３を含む。

太陽電池３１は、太陽光のエネルギーを直流電力に変換する。太陽電池３１は、例えば、光電変換セルを有する発電部がマトリクス状に接続され、所定の直流電流を出力するように構成される。太陽電池３１は、シリコン系多結晶太陽電池、シリコン系単結晶太陽電池またはＣＩＧＳなどの薄膜系太陽電池など、光電変換可能なものであれば種類は制限されない。

電力メータ３２は、負荷により消費されるまたは供給される電力量を計測する。

蓄電装置３３は、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池などの蓄電池を備える。蓄電装置３３は、充電された電力を放電することにより、電力を供給可能である。また、蓄電装置３３は、電力系統あるいは太陽電池３１などから供給された電力を充電可能である。蓄電装置３３は、第２電力制御装置２０から送信される制御指示に従い、充放電可能である。

次に、第２電力制御装置２０によるインバランス調整の要否の判定について、図６Ａ，６Ｂを参照してより詳細に説明する。図６Ａは、調達計画から実績値を減算して、調達計画と実績値との誤差を求める場合を示している。図６Ｂは、実績値から調達計画と減算して、調達計画と実績値との誤差を求める場合を示している。図６Ａ，６Ｂにおいて、縦軸は、調達計画に対する、調達計画と実績値との誤差の割合（誤差率）を示し、横軸は、対象のデマンド区間の開始からの経過時間を示す。

第２電力制御装置２０は、図６Ａに示すように、誤差率が所定の充電閾値を上回ると、すなわち、誤差率が充電閾値よりも大きい充電必要エリアに達すると、インバランス調整による蓄電装置３３の充電が必要であると判定する。また、第２電力制御装置２０は、誤差率が所定の放電閾値を下回ると、すなわち、誤差率が放電閾値よりも小さい放電必要エリアに達すると、インバランス調整による蓄電装置３３の放電が必要であると判定する。

また、第２電力制御装置２０は、図６Ｂに示すように、誤差率が所定の放電閾値を上回ると、すなわち、誤差率が放電閾値よりも大きい放電必要エリアに達すると、インバランス調整による蓄電装置３３の放電が必要であると判定する。また、第２電力制御装置２０は、誤差率が所定の充電閾値を上回ると、すなわち、誤差率が充電閾値よりも小さい充電必要エリアに達すると、インバランス調整による蓄電装置３３の充電が必要であると判定する。

第２電力制御装置２０は、誤差率と充電閾値・放電閾値との比較を、所定の時間間隔（例えば、１分間隔）で行う。第２電力制御装置２０は、比較の結果、誤差率が充電必要エリアあるいは放電必要エリアに達した時点で、インバランス調整が必要であると判定する。

図７は、従来のインバランス調整について説明するための図である。

蓄電装置３３は、一日に充電可能な充電量（日許容充電量）および一日に放電可能な放電量（日許容放電量）が定められている。第１電力制御装置１０は、蓄電装置３３の日許容充電量のうち、所定の充電量が、一日に制御可能な充電量（充電制御量）として割り当てられる。また、第１電力制御装置１０は、蓄電装置３３の日許容放電量のうち、所定の放電量が、一日に制御可能な放電量（放電制御量）として割り当てられる。第１電力制御装置１０は、図８に示すように、デマンド区間ごとに、割り当てられた充電制御量および放電制御量の範囲内で、調達計画に従い、蓄電装置３３の充電を制御する。

従来のインバランス調整による蓄電装置３３への充電は、日許容充電量から充電制御量を引いた調整用日充電量の範囲内で制御される。また、従来のインバランスによる蓄電装置３３からの放電は、日許容放電量から放電制御量を引いた調整用日放電量の範囲内で制御される。

図９は、従来のインバランス調整における、デマンド区間ごとの、インバランス調整に使用可能な充電量（使用可能充電量）、および、インバランス調整に使用可能な放電量（使用可能放電量）を示す図である。図９に示すように、従来のインバランス調整においては、デマンド区間ごとに、使用可能充電量および使用可能放電量が割り当てられる。１日の最後のデマンド区間における使用可能充電量は調整用日充電量以下である。また、１日の最後のデマンド区間における使用可能放電量は調整用日放電量以下である。すなわち、従来のインバランス調整では、調整用日充電量を超えない、各デマンド区間に割り当てられた使用可能充電量の範囲内で、インバランス調整により蓄電装置３３の充電が制御される。また、従来のインバランス調整では、調整用日放電量を超えない、各デマンド区間に割り当てられた使用可能放電量の範囲内で、インバランス調整により蓄電装置３３の充電が制御される。

したがって、従来のインバランス調整では、蓄電装置３３の充電は、日許容充電量から第１電力制御装置１０による充電制御量を引いた調整用日充電量の範囲でしか行うことができない。具体的には、従来のインバランス調整では、図７に示すように、インバランス調整を行う対象デマンド区間の使用可能充電量から、蓄電池充電量の実績値を差し引いた充電量が、対象デマンド区間でインバランス調整に使用可能な充電量（対象デマンド区間用充電量）となる。ここで、蓄電池充電量の実績値は、対象デマンド区間の直前のデマンド区間までのインバランス調整による充電量の合計値である。

また、従来のインバランス調整では、蓄電装置３３の放電は、日許容放電量から第１電力制御装置１０による放電制御量を引いた調整用日放電量の範囲でしか行うことができない。具体的には、従来のインバランス調整では、図７に示すように、対象デマンド区間の使用可能放電量から、蓄電池放電量の実績値を差し引いた放電量が、対象デマンド区間でインバランス調整に使用可能な放電量（対象デマンド区間用放電量）となる。ここで、蓄電池放電量の実績値は、対象デマンド区間の直前のデマンド区間までのインバランス調整による放電量の合計値である。

このように、従来のインバランス調整では、蓄電装置３３の充放電は、調整用日充電量・調整用日放電量の範囲でしか制御できない。そのため、調達計画と需要実績との誤差によっては、調達計画を達成できないことがある。また、インバランス調整が行われる場合、第１電力制御装置１０による蓄電装置３３の充放電は行われない。そのため、従来のインバランス調整では、第１電力制御装置１０に割り当てられた充電制御量および放電制御量を有効に利用することができなかった。すなわち、上述したように、所定の時間間隔（例えば、１分間隔）で、誤差率と充電閾値・放電閾値との比較が行われ、インバランス調整の要否が判定される。ここで、従来のインバランス調整では、インバランス調整が必要であると判定された場合に、調整用日充電量・調整用日放電量の範囲でしか蓄電装置３３の充放電を制御することができなかった。したがって、第１電力制御装置１０に割り当てられた充電制御量および放電制御量はインバランス調整には利用されないままとなっていた。

そこで、本実施形態においては、第２電力制御装置２０は、インバランス調整を行う対象デマンド区間に第２電力制御装置２０に割り当てられた充放電量と、対象デマンド区間に第１電力制御装置１０に割り当てられた充放電量とを合わせた充放電量の範囲で、蓄電装置３３の充放電を制御する。

より具体的には、図１０に示すように、第２電力制御装置２０は、対象デマンド区間に第２電力制御装置２０に割り当てられた使用可能充電量から、蓄電池充電量の実績値を差し引き、対象デマンド区間に第１電力制御装置１０に割り当てられた充電制御量を加えた充電量を、対象デマンド区間用充電量とする。また、第２電力制御装置２０は、対象デマンド区間に第２電力制御装置２０に割り当てられた使用可能放電量から、蓄電池放電量の実績値を差し引き、対象デマンド区間に第１電力制御装置１０に割り当てられた放電制御量を加えた充電量を、対象デマンド区間用充電量とする。

このように本実施形態においては、第２電力制御装置２０は、インバランス調整を行う対象デマンド区間に第２電力制御装置２０に割り当てられた充放電量と、対象デマンド区間に第１電力制御装置１０に割り当てられた充放電量とを合わせた充放電量の範囲で、蓄電装置３３の充放電を制御する。そのため、従来のインバランス調整と比べて、より大きな充放電量の範囲でインバランス調整を行うことができるので、調達計画の達成率の向上を図ることができる。

例えば、所定のデマンド区間における第１電力制御装置１０の充放電制御量が１００ｋＷであり、第２電力制御装置２０のインバランス調整に割り当てられた充放電量が３０ｋＷであったとする。そのデマンド区間では、従来のインバランス調整では、第２電力制御装置２０は、３０ｋＷの範囲でしか、蓄電装置３３の充放電を制御することができない。一方、本実施形態においては、第２電力制御装置２０は、第１電力制御装置１０が利用可能な１００ｋＷを加えた、１３０ｋＷの範囲で、蓄電装置３３の充放電を制御することができる。したがって、より柔軟にインバランス調整を行うことができ、調達計画の達成率の向上を図ることができる。

図１１は、電力制御システム１の動作の一例を示すフローチャートであり、第２電力制御装置２０における電力制御方法について説明するための図である。図１１においては、機器３０として電力メータ３２および蓄電装置３３を示しているが、上述したように、機器３０には太陽電池３１などが含まれてよい。

第１電力制御装置１０は、調達計画に従い蓄電装置３３の充放電を制御する制御指示を第２電力制御装置２０に送信する（ステップＳ１０１）。

第２電力制御装置２０は、第１電力制御装置１０から制御指示を受信すると、受信した制御指示を蓄電装置３３に転送する（ステップＳ１０２）。

蓄電装置３３は、第２電力制御装置２０から制御指示を受信すると、制御指示に対する受信応答を第２電力制御装置２０に送信する（ステップＳ１０３）。

第２電力制御装置２０は、蓄電装置３３から制御指示に対する受信応答を受信すると、受信応答を第１電力制御装置１０に転送する（ステップＳ１０４）。

電力メータ３２および蓄電装置３３はそれぞれ、所定時間（例えば、１分）間隔で、電力需要の実績データを第２電力制御装置２０に送信する（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）。

第２電力制御装置２０は、所定の時間間隔（例えば、１分間隔）で、調達計画と、各機器３０から受信した実績データに示される電力需要の実績値との誤差に基づき、インバランス調整の要否を判定する（ステップＳ１０７）。

第２電力制御装置２０は、インバランス調整が必要であると判定すると、蓄電装置３３の充放電を制御する制御指示を蓄電装置３３に送信する（ステップＳ１０８）。ここで、第２電力制御装置２０は、インバランス調整を行う対象デマンド区間に第２電力制御装置２０に割り当てられた充放電量と、対象デマンド区間に第１電力制御装置１０に割り当てられた充放電量とを合わせた充放電量の範囲で、蓄電装置３３の充放電を制御する。

蓄電装置３３は、第２電力制御装置２０から制御指示を受信すると、制御指示に対する受信応答を第２電力制御装置２０に送信する（ステップＳ１０９）。これにより、蓄電装置３３の充放電が、第１電力制御装置１０による制御から、第２電力制御装置２０による制御に切り替わる。

このように、本実施形態に係る第２電力制御装置２０における電力制御方法は、第１電力制御装置１０により立案された調達計画と、所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、インバランス調整を行うか否かを判定する判定ステップ（ステップＳ１０７）を含む。さらに、本実施形態に係る電力制御方法は、インバランス調整を行うと判定した場合、蓄電装置３３の充放電を制御する制御ステップ（ステップＳ１０８）を含む。制御ステップでは、インバランス調整を行う場合、所定期間に第２電力制御装置２０に割り当てられた充放電量と、所定期間に第１電力制御装置１０に割り当てられた充放電量とを合わせた充放電量の範囲で、蓄電装置３３の充放電量を制御する。

図１に示すような電力制御システム１においては、上述したように、インバランスを発生させず、調達計画を達成することが求められる。一方で、図１に示すような電力制御システム１においては、所定のエリアにおける電力需要のピークに応じた電力料金が課される。そのため、電力需要のピークをカットあるいはシフトすることが、電力料金のコスト増を防ぐために必要となる。これらの課題を個別の対策により解決しようとすると、各課題に対する対策が相反する場合がある。以下では、電力需要のピークによる電力料金のコスト増およびシフトのインバランスの発生を防ぐための電力制御システム１の動作について、図１２に示すシーケンス図を参照して説明する。

第１電力制御装置１０は、需要予測および発電予測に応じた調達計画を立案する（ステップＳ２０１）。

第１電力制御装置１０は、調達計画に基づき、電力需要に所定値以上のピークが発生するか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

電力需要にピークが発生すると判定した場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、第１電力制御装置１０は、ピークカットが必要であると判定し、ピークカットを行うために蓄電装置３３の充放電を制御するピークカット動作指示を立案する（ステップＳ２０３）。

電力需要にピークが発生しないと判定した場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、および、ピークカット動作指示を立案した後、第１電力制御装置１０は、電力の購入料金が所定値より高いか否かを判定する（ステップＳ２０４）。

電力の購入料金が高いと判定した場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、第１電力制御装置１０は、ピークシフトが必要であると判定し、ピークシフトを行うために蓄電装置３３の充放電を制御するピークシフト動作指示を立案する（ステップＳ２０５）。

電力料金が所定値より高くないと判定した場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、および、ピークシフト動作指示を立案した後、第１電力制御装置１０は、ピークカットおよびピークシフトの両方が必要であるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。

ピークカットおよびピークシフトの両方が必要であると判定した場合（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、第１電力制御装置１０は、ピークカット動作指示を実施することによる経済的効果と、ピークシフト動作指示を実施することによる経済的効果とを試算する。第１電力制御装置１０は、経済的効果が優れている動作指示を実施すると決定する（ステップＳ２０７）。

ピークカットおよびピークシフトの少なくとも一方が必要でないと判定した場合（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、第１電力制御装置１０は、立案している動作指示を実施すると決定する。

第１電力制御装置１０は、実施すると決定した動作指示に対応する制御指示を第２電力制御装置２０に送信する（ステップＳ２０８）。この制御指示は、ピークカットあるいはピークシフトを行うために蓄電装置３３の充放電を制御するものである。また、第１電力制御装置１０は、調達計画、需要予測、発電予測および予測誤差情報を第２電力制御装置２０に送信する。

第２電力制御装置２０は、第１電力制御装置１０から制御指示を受信すると、受信した制御指示を蓄電装置３３に転送する（ステップＳ２０９）。これにより、制御指示に従って、蓄電装置３３の充放電が制御され、ピークカットあるいはピークシフトが行われる。

電力メータ３２および蓄電装置３３はそれぞれ、所定の時間（例えば、１分）間隔で、電力需要の実績データを第２電力制御装置２０に送信する（ステップＳ２１０，Ｓ２１１）。

第２電力制御装置２０は、調達計画と、各機器３０から受信した実績データとに基づき、インバランス調整の要否を判定する（ステップＳ２１２）。

第２電力制御装置２０は、インバランス調整が必要であると判定すると、蓄電装置３３の充放電を制御する制御指示を蓄電装置３３に送信する（ステップＳ２１３）。この制御指示は、インバランス調整を行うために蓄電装置３３の充放電を制御するものである。

図１２においては、第１電力制御装置１０によるピークカットまたはピークシフトのための蓄電装置３３の充放電制御が行われた後に、第２電力制御装置２０によるインバランス調整のための蓄電装置３３の充放電制御が行われる。そのため、電力需要のピークによる電力料金のコスト増およびインバランスの発生を防ぐことができる。

このように本実施形態においては、電力制御システム１は、所定のエリア内の蓄電装置３３と、第１電力制御装置１０と、第２電力制御装置２０とを備える。第１電力制御装置１０は、所定のエリアにおける電力の調達計画に従い、所定期間単位で、蓄電装置３３の充放電を制御する。第２電力制御装置２０は、調達計画と、所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、インバランス調整を行うか否かを判定し、インバランス調整を行うと判定した場合、蓄電装置３３の充放電を制御する。第１電力制御装置１０および第２電力制御装置２０はそれぞれ、所定期間単位で、蓄電装置３３に充放電可能な充放電量が割り当てられる。第２電力制御装置２０は、インバランス調整を行う場合、所定期間に第２電力制御装置２０に割り当てられた充放電量と、所定期間に第１電力制御装置１０に割り当てられた充放電量とを合わせた充放電量の範囲で、蓄電装置３３の充放電を制御する。

そのため、より大きな充放電量の範囲でインバランス調整を行うことができるので、調達計画の達成率の向上を図ることができる。

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本開示の趣旨および範囲内で、多くの変更および置換が可能であることは当業者に明らかである。したがって、本開示は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形および変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。

上述した実施形態は、電力制御システム１、第１電力制御装置１０および第２電力制御装置２０としての実施のみに限定されない。例えば、上述した実施形態は、第２電力制御装置２０のような電力制御装置における電力制御方法として実施してよい。また、上述した実施形態は、第２電力制御装置２０のようなコンピュータにおいて実行されるプログラムとして実施してよい。

２０１５年９月の国連サミットにおいて採択された１７の国際目標として、「持続可能な開発目標（Sustainable Development Goals：ＳＤＧｓ）」がある。一実施形態に係る電力制御システム１は、このＳＤＧｓの１７の目標のうち、例えば「７．エネルギーをみんなに そしてクリーンに」、「９．産業と技術革新の基盤をつくろう」、および「１１．「住み続けられるまちづくりを」の目標などの達成に貢献し得る。

１ 電力制御システム
１０ 第１電力制御装置（他の電力制御装置）
１１ 記憶部
１２ 通信部
１３ 制御部
２０ 第２電力制御装置（電力制御装置）
２１ 記憶部
２２ 通信部
２３ 通信部
２４ 制御部
３０ 機器
３１ 太陽電池
３２ 電力メータ
３３ 蓄電装置
４０ ゲートウェイ

Claims (6)

1. 所定のエリア内の蓄電装置と、
   前記所定のエリアにおける電力の調達計画に従い、所定期間単位で、前記蓄電装置の充放電を制御する第１電力制御装置と、
   前記調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定期間において前記所定のエリアにおける電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定し、前記インバランス調整を行うと判定した場合、前記蓄電装置の充放電を制御する第２電力制御装置とを備え、
   前記第１電力制御装置および前記第２電力制御装置はそれぞれ、前記所定期間単位で、前記蓄電装置に充放電可能な充放電量が割り当てられ、
   前記第１電力制御装置は、割り当てられた充放電可能な充放電量内で所定のエリアにおける電力需要のピークカットあるいはピークシフトを行うか否かを判定し、前記判定に基づく制御指示を前記第２電力制御装置に送信し、
   前記第２電力制御装置は、前記インバランス調整を行う場合、前記所定期間に前記第２電力制御装置に割り当てられた充放電量と、前記所定期間に前記第１電力制御装置に割り当てられた充放電量とを合わせた充放電量の範囲で、前記蓄電装置の充放電を制御する、電力制御システム。
2. 前記第２電力制御装置は、前記第１電力制御装置から送信されてきた蓄電装置へのピークシフト・ピークカットを含む電力調達計画に基づく前記制御指示を受信し、前記制御指示と、インバランス調整を行う制御指示とを、蓄電装置に送信する、請求項１に記載の電力制御システム。
3. 前記第２電力制御装置は、前記第１電力制御装置から送信されてきた蓄電装置へのピークシフト・ピークカットを含む電力調達計画に基づく前記制御指示と、前記インバランス調整を行う制御指示に従い、蓄電装置の充放電を制御する、請求項１に記載の電力制御システム。
4. 電力制御装置であって、
   所定のエリアにおける電力の調達計画を立案し、該立案した調達計画に従い、所定期間単位で、前記所定のエリア内の蓄電装置の充放電を制御する、他の電力制御装置により立案された調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定期間において前記所定のエリアにおける電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定し、前記インバランス調整を行うと判定した場合、前記蓄電装置の充放電を制御する制御部を備え、
   前記電力制御装置および前記他の電力制御装置はそれぞれ、前記所定期間単位で、前記蓄電装置に充放電可能な充放電量が割り当てられ、
   前記他の電力制御装置は、割り当てられた充放電可能な充放電量内で所定のエリアにおける電力需要のピークカットあるいはピークシフトを行うか否かを判定し、前記判定に基づく制御指示を前記電力制御装置に送信し、
   前記制御部は、前記インバランス調整を行う場合、前記所定期間に前記電力制御装置に割り当てられた充放電量と、前記所定期間に前記他の電力制御装置に割り当てられた充放電量とを合わせた充放電量の範囲で、前記蓄電装置の充放電量を制御する、電力制御装置。
5. 電力制御装置における電力制御方法であって、
   所定のエリアにおける電力の調達計画を立案し、該立案した調達計画に従い、所定期間単位で、前記所定のエリア内の蓄電装置の充放電を制御する、他の電力制御装置により立案された調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定期間において前記所定のエリアにおける電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定する判定ステップと、
   前記インバランス調整を行うと判定した場合、前記蓄電装置の充放電を制御する制御ステップと、を含み、
   前記電力制御装置および前記他の電力制御装置はそれぞれ、前記所定期間単位で、前記蓄電装置に充放電可能な充放電量が割り当てられ、
   前記他の電力制御装置は、割り当てられた充放電可能な充放電量内で所定のエリアにおける電力需要のピークカットあるいはピークシフトを行うか否かを判定し、前記判定に基づく制御指示を前記電力制御装置に送信し、
   前記制御ステップでは、前記インバランス調整を行う場合、前記所定期間に前記電力制御装置に割り当てられた充放電量と、前記所定期間に前記他の電力制御装置に割り当てられた充放電量とを合わせた充放電量の範囲で、前記蓄電装置の充放電量を制御する、電力制御方法。
6. 電力制御装置のコンピュータに、
   所定のエリアにおける電力の調達計画を立案し、該立案した調達計画に従い、所定期間単位で、前記所定のエリア内の蓄電装置の充放電を制御する、他の電力制御装置により立案された調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定期間において前記所定のエリアにおける電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定する判定処理と、
   前記インバランス調整を行うと判定した場合、前記蓄電装置の充放電を制御する制御処理と、を実行させ、
   前記電力制御装置および前記他の電力制御装置はそれぞれ、前記所定期間単位で、前記蓄電装置に充放電可能な充放電量が割り当てられ、
   前記他の電力制御装置は、割り当てられた充放電可能な充放電量内で所定のエリアにおける電力需要のピークカットあるいはピークシフトを行うか否かを判定し、前記判定に基づく制御指示を前記電力制御装置に送信し、
   前記制御処理では、前記インバランス調整を行う場合、前記所定期間に前記電力制御装置に割り当てられた充放電量と、前記所定期間に前記他の電力制御装置に割り当てられた充放電量とを合わせた充放電量の範囲で、前記蓄電装置の充放電量を制御させる、プログラム。

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