(57)【要約】【課題】電力系統の周波数維持に用いられる需給調整の制御を容易にする周波数制御システムを提供する。【解決手段】電力系統における周波数を検出する周波数検出部と、蓄電部の周波数−出力電力特性に関する情報、および、蓄電部における制御指令に対する充電電力もしくは放電電力の時間変化であるスルーレートを表す情報を格納するリソース管理部１１と、複数の蓄電部から抽出された所定数の蓄電部の組に対して、周波数検出部により検出された周波数、および、周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、充放電の制御を行う制御部と、蓄電部の組から充電電力もしくは放電電力を変更する際に、スルーレートを表す情報に基づいて、蓄電部の組のうち、充電する電力もしくは放電する電力を変更する蓄電部を選択する配分計算部１２と、が設けられていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電部への充電および前記複数の蓄電部からの放電を制御することにより、電力系統の周波数調整を行う周波数制御システムであって、
前記電力系統における周波数を検出する周波数検出部と、
前記蓄電部の周波数−出力電力特性に関する情報、および、前記蓄電部における制御指令に対する充電電力もしくは放電電力の時間変化であるスルーレートを表す情報を格納するリソース管理部と、
前記複数の蓄電部から抽出された所定数の前記蓄電部の組に対して、前記周波数検出部により検出された前記周波数、および、前記周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、充放電の制御を行う制御部と、
前記蓄電部の組へ充電する電力もしくは前記蓄電部の組から放電する電力を変更する際に、前記スルーレートを表す情報に基づいて、前記蓄電部の組のうち、充電する電力もしくは放電する電力を変更する前記蓄電部を選択する配分計算部と、
が設けられていることを特徴とする周波数制御システム。
【請求項２】
前記配分計算部は、複数の前記蓄電部を選択した場合に、当該複数の蓄電部に対して、充電する電力もしくは放電する電力を変更するタイミングを、前記スルーレートを表す情報に基づいて制御することを特徴とする請求項１記載の周波数制御システム。
【請求項３】
前記配分計算部は、前記電力系統の周波数調整のために要求される充電電力もしくは放電電力と、前記蓄電部の組に充電もしくは前記蓄電部の組から放電される電力との差が小さくなるように、前記蓄電部の組のそれぞれに対して充電する電力もしくは放電する電力の値を分配することを特徴とする請求項１または２に記載の周波数制御システム。
【請求項４】
前記配分計算部は、更に前記要求される充電電力もしくは放電電力に基づいて、前記蓄電部の組のそれぞれについて充電もしくは放電を開始する時期、および、充電量もしくは放電量の少なくとも一方を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の周波数制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は、電力系統の周波数を所定範囲内に調整するために、旧一般電気事業者による発電機のガバナフリー運転や、発電機の出力制御などが行われていた（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０９０５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電力系統の周波数調整を行うものとして、上述の発電機のガバナフリー運転の他に、大規模電源の利用が検討されている。
また、政府の主導により進められている電力システム改革に伴い、旧一般電気事業者以外の事業者などから調達する需給調整により、電力系統の周波数維持ができるようになる。これに対応するため、旧一般電気事業者以外の事業者による需給調整を供給する新しい市場の形成が予定されている。
【０００５】
複数の電源から構成される大規模電源の場合、複数の電源から出力される電力の合計が、要求される出力電力となる制御が行われる。しかしながら、それぞれの電源における出力指令に対する出力電力の追従性（スルーレート）が異なるため、出力される電力を適切に制御することが難しいという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、電力系統の周波数維持に用いられる需給調整の制御を容易にする周波数制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の周波数制御システムは、複数の蓄電部への充電および前記複数の蓄電部からの放電を制御することにより、電力系統の周波数調整を行う周波数制御システムであって、前記電力系統における周波数を検出する周波数検出部と、前記蓄電部の周波数−出力電力特性に関する情報、および、前記蓄電部における制御指令に対する充電電力もしくは放電電力の時間変化であるスルーレートを表す情報を格納するリソース管理部と、前記複数の蓄電部から抽出された所定数の前記蓄電部の組に対して、前記周波数検出部により検出された前記周波数、および、前記周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、充放電の制御を行う制御部と、前記蓄電部の組から充電電力もしくは放電電力を変更する際に、前記スルーレートを表す情報に基づいて、前記蓄電部の組のうち、充電する電力もしくは放電する電力を変更する前記蓄電部を選択する配分計算部と、が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の周波数制御システムによれば、蓄電部における制御指令に対する放電電力の時間変化であるスルーレートを表す情報に基づいて、充電する電力もしくは放電する電力を変更する蓄電部を選択するため、スルーレートを表す情報に基づかない場合と比較して、出力される電力を制御しやすくなる。
【０００９】
上記発明において前記配分計算部は、複数の前記蓄電部を選択した場合に、当該複数の蓄電部に対して、放電する電力を変更するタイミングを、前記スルーレートを表す情報に基づいて制御することが好ましい。
【００１０】
このように充電する電力もしくは放電する電力を変更するタイミングを、スルーレートを表す情報に基づいて制御することにより、スルーレートを表す情報に基づかない場合と比較して、電力系統の周波数維持に求められる充電電力もしくは放電電力の時間変化に追従した制御をしやすくなる。
【００１１】
上記発明において前記配分計算部は、前記電力系統の周波数調整のために要求される充電電力もしくは放電電力と、前記蓄電部の組に充電もしくは前記蓄電部の組から放電される電力との差が小さくなるように、前記蓄電部の組のそれぞれに対して充電する電力もしくは放電する電力の値を分配することが好ましい。
【００１２】
このように電力系統の周波数調整のために要求される充電電力もしくは放電電力と、蓄電部の組から出力される電力との差を小さくすることにより、蓄電部の組から出力される電力が過剰になることを抑制しやすくなる。
【００１３】
上記発明において前記配分計算部は、更に前記要求される充電電力もしくは放電電力に基づいて、前記蓄電部の組のそれぞれについて充電もしくは放電を開始する時期、および、充電量もしくは放電量の少なくとも一方を算出することが好ましい。
【００１４】
このように電力系統の周波数調整のために要求される充電電力もしくは放電電力に基づいて、充電もしくは放電を開始する時期、および、充電量もしくは放電量の少なくとも一方を算出することにより、需給調整の制御を行いやすくなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の周波数制御システムによれば、蓄電部における制御指令に対する充電電力もしくは放電電力の時間変化であるスルーレートを表す情報に基づいて、充電する電力もしくは放電する電力を変更する蓄電部を選択するため、電力系統の周波数維持に用いられる需給調整の制御が容易になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る周波数制御システムの構成を説明するブロック図である。
【図２】図１の上位制御装置の構成を説明するブロック図である。
【図３】図１の下位制御装置の構成を説明するブロック図である。
【図４】電力系統の周波数調整に用いられる周波数−出力電力特性を説明するグラフである。
【図５】仮想蓄電池の周波数−出力電力特性を説明する表である。
【図６】仮想蓄電池に対して要求される出力電力が増加した場合の制御を説明するグラフである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る周波数制御システムにおける仮想蓄電池に対して要求される出力電力が増加した場合の制御を説明するグラフである。
【図８】スルーレートの能力が高い場合における制御を説明するグラフである。
【図９】スルーレートの能力が高い場合における他の制御を説明するグラフである。
【図１０】スルーレートの能力が高い場合における更に別の制御を説明するグラフである。
【図１１】スルーレートの能力が低い蓄電部を有する場合の制御を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る周波数制御システムについて図１から図６を参照しながら説明する。本実施形態の周波数制御システム１は、図１に示すように、複数の蓄電池（蓄電部）Ｇへの充電および複数の蓄電池Ｇからの放電を制御することにより、電力系統４０の周波数調整を行うものである。なお、図１では、理解を容易にするために１つの蓄電池Ｇが図示されているが、実際には複数の蓄電池Ｇが設けられている。
【００１８】
周波数制御システム１には、図１に示すように、上位制御装置１０と、下位制御装置２０とが主に設けられている。上位制御装置１０は、下位制御装置２０に対して充電および放電の制御を指示するものであり、下位制御装置２０は、複数の蓄電池Ｇに対して充電および放電の制御を行うものである。
【００１９】
本実施形態では、１つの上位制御装置１０に対して複数の下位制御装置２０が設けられている例に適用して説明する。また、上述の上位制御装置１０は、他の上位制御装置１０と通信可能とされている例に適用して説明する。
【００２０】
上位制御装置１０は、複数の蓄電池Ｇ、電力変換装置５１および需要設備５２を有する建物設備５０に設けられた下位制御装置２０に対して、蓄電池Ｇの充電および放電の制御を指示するものである。
【００２１】
上位制御装置１０は、図２に示すように、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を有するサーバなどの情報処理装置である。上述のＲＯＭ等の記憶装置に記憶されているプログラムは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェースを協働させて、少なくともリソース管理部１１、配分計算部１２、第１通信部１３、および、第２通信部１４として機能させるものである。
【００２２】
リソース管理部１１は、当該上位制御装置１０から制御が指示される下位制御装置２０により充電および放電が制御される蓄電池Ｇの周波数−出力電力特性に関する情報、および、蓄電池Ｇにおける制御に対する充電電力もしくは放電電力の時間変化であるスルーレートを表す情報を格納するものである。リソース管理部１１は、配分計算部１２の要求に応じて、格納されている蓄電池Ｇの周波数−出力電力特性に関する情報およびスルーレートを表す情報を配分計算部１２へ出力可能とされている。
【００２３】
本実施形態では、第２通信部１４を介して下位制御装置２０から蓄電池Ｇの周波数−出力電力特性に関する情報およびスルーレートを表す情報が取得され、取得した当該情報をリソース管理部１１に格納する例に適用して説明する。また、リソース管理部１１は、格納されている蓄電池Ｇの周波数−出力電力特性に関する情報およびスルーレートを表す情報を第１通信部１３へ出力可能とされている。
【００２４】
配分計算部１２は、蓄電池Ｇの組へ充電する電力もしくは蓄電池Ｇの組から放電する電力を変更する際に、スルーレートを表す情報に基づいて、蓄電池Ｇの組のうち、充電する電力もしくは放電する電力を変更する蓄電池Ｇを選択する演算処理や、充電する電力もしくは放電する電力を変更するタイミングを制御する処理などを行うものである。配分計算部１２における演算処理等の詳細な内容については後述する。
【００２５】
第１通信部１３は、他の上位制御装置１０に設けられた第１通信部１３との間で情報の通信を行うものである。例えば、第１通信部１３は、リソース管理部１１に格納されている蓄電池Ｇの周波数−出力電力特性に関する情報を他の上位制御装置１０へ送信するものである。また、第１通信部１３は、他の上位制御装置１０から受信した蓄電池Ｇの周波数−出力電力特性に関する情報を、配分計算部１２へ出力するものでもある。
【００２６】
なお、第１通信部１３同士の間は、有線による通信が行われてもよいし、無線による通信が行われてもよい。さらに通信に用いられるプロトコルは、公知のプロトコルを用いることができ、特に限定するものではない。
【００２７】
第２通信部１４は、下位制御装置２０に設けられた下位通信部２４との間で通信を行うものである。例えば、下位制御装置２０から送信された蓄電池Ｇの周波数−出力電力特性に関する情報を受信し、リソース管理部１１へ出力するものである。また、配分計算部１２から出力された制御の情報を下位制御装置２０へ送信するものである。
【００２８】
なお、第２通信部１４と下位通信部２４の間は、有線による通信が行われてもよいし、無線による通信が行われてもよい。さらに通信に用いられるプロトコルは、公知のプロトコルを用いることができ、特に限定するものではない。
【００２９】
下位制御装置２０は、図１に示すように、上位制御装置１０から出力される指示に基づいて電力変換装置５１を制御することにより、建物設備５０に設置された複数の蓄電池Ｇの充電および放電を制御するものである。
【００３０】
下位制御装置２０は、図３に示すように、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を有するサーバなどの情報処理装置である。上述のＲＯＭ等の記憶装置に記憶されているプログラムは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェースを協働させて、少なくとも周波数検出部２１、フィルタ部２２、出力指令部（制御部）２３、および、下位通信部２４として機能させるものである。
【００３１】
周波数検出部２１は、電力系統４０における電力の周波数（以下、単に「周波数」とも表記する。）を検出し、測定するものである。なお、周波数検出部２１としては、周波数の瞬時値や、瞬時値の偏差を検出する公知のものを用いることができ、その形式等を特に限定するものではない。
【００３２】
また、本実施形態では周波数検出部２１が、建物設備５０における電力系統４０から需要設備５２に至る交流母線４１であって、蓄電池Ｇへの充電および放電を制御する電力変換装置５１への分岐点よりも電力系統４０側の部分に配置されている例に適用して説明するが、電力の周波数を測定できる位置であればよく、その位置を特に限定するものではない。
【００３３】
フィルタ部２２は、周波数検出部２１により測定された電力周波数のバラツキを除去するものである。なお、フィルタ部２２としては、公知の方式や形式のものを用いることができ、特に限定するものではない。
【００３４】
出力指令部２３は、蓄電池Ｇの組に対して、検出された周波数、および、周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、充電および放電の制御を行うものである。制御の具体的な内容については後述する。
【００３５】
下位通信部２４は、上位制御装置１０に設けられた第２通信部１４との間で通信を行うものである。例えば、フィルタ部２２から出力された周波数に関する情報を第２通信部１４へ送信するものである。また、下位制御装置２０から受信された制御の情報を出力指令部２３へ出力するものである。
【００３６】
次に、上記の構成からなる周波数制御システム１における制御内容について説明する。まず、本実施形態における電力系統４０の周波数調整の制御内容について図２から図４を参照しながら説明する。
【００３７】
図３に示すように、下位制御装置２０の周波数検出部２１は、交流母線４１における周波数を検出して測定する。周波数検出部２１から出力された周波数は、フィルタ部２２に入力される。フィルタ部２２は、周波数のバラツキを除去する処理を行い、処理後の周波数を出力指令部２３へ出力する。
【００３８】
出力指令部２３は、入力された周波数に基づいて、電力系統４０の周波数調整の制御を行う。具体的には、下位制御装置２０には、図４に示す周波数−出力電力特性が予め記憶されており、出力指令部２３は、当該周波数−出力電力特性に基づいて、電力変換装置５１に対して蓄電池Ｇの充電および放電を行う制御を行う。
【００３９】
図４において、ｆ０は、電力系統４０（商用電力）の基準周波数である。日本の場合、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚが基準周波数となる。Ｐ０は、蓄電池Ｇにおける出力の基準電力である。本実施形態では、基準電力Ｐ０が０ｋＷである例に適用して説明する。
【００４０】
ｆＴＨは、周波数におけるハイサイド（基準周波数よりも高い周波数側）の動作閾値であり、測定された周波数がｆＴＨ以上となると、蓄電池Ｇへの充電を行う制御が開始される。ｆＴＬは、ローサイド（基準周波数よりも低い周波数側）の動作閾値であり、測定された周波数がｆＴＬ以下となると、蓄電池Ｇから放電を行う制御が開始される。
【００４１】
ｆｍａｘは、電力系統４０における周波数変動が許容される最大の周波数である設定最大周波数である。ｆｍｉｎは、周波数変動が許容される最小の周波数である設定最小周波数である。
【００４２】
ここで、日本の東地域の場合には、基準周波数が５０±０．２Ｈｚ以内であることから、ｆｍａｘ＝５０．２Ｈｚ、ｆｍｉｎ＝４９．８Ｈｚであり、５０．０Ｈｚ＜ｆＴＨ≦５０．２Ｈｚ、４９．８Ｈｚ≦ｆＴＬ＜５０．０Ｈｚとすることが適当であると考えられる。
【００４３】
また、ｆｍａｘ＝ｆＴＬ、ｆｍｉｎ＝ｆＴＬを許容しているのは、特性に傾きを持たせないケースも想定しているためである。なお、北海道地域では基準周波数が５０±０．３Ｈｚ以内、中西地域では、基準周波数が６０±０．３Ｈｚ以内とされる。
【００４４】
ｆＨｉｓは、周波数偏差に対するヒステリシス値であり、チャタリングを防止するために設けられるものである。ＰＤは、蓄電池Ｇから放電される最大放電電力であり、ＰＣは、蓄電池Ｇへ充電される最大充電電力である。ＰＤ、ＰＣは、具体的には電力変換装置の定格容量である。定格容量未満であれば、出力制限を行ってもよい。ここで、ｆＴＬからｆＴＨの間は、蓄電池Ｇへの充電や、蓄電池Ｇからの放電を行わない不感帯となる。
【００４５】
出力指令部２３が蓄電池Ｇの組に対して充電制御を行う場合、または、蓄電池Ｇの組に対して放電制御を行う場合には、次の演算処理が行われる。
下位制御装置２０には、配分計算部１２から出力された仮想蓄電池の周波数−出力電力特性に関する情報が予め記憶されている。出力指令部２３は、仮想蓄電池の周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、蓄電池Ｇの組に対して充電制御を行う場合、または、蓄電池Ｇの組に対して放電制御を行う。
【００４６】
ここで仮想蓄電池とは、蓄電池Ｇの組を１つの蓄電池と仮想的にみなしたものである。本実施形態では４つの蓄電池Ｇ、つまり蓄電池Ｇ１、蓄電池Ｇ２、蓄電池Ｇ３、および、蓄電池Ｇ４の組から仮想蓄電池が構成されている例に適用して説明する。
【００４７】
上述の仮想蓄電池の周波数−出力電力特性に関する情報としては、図５に示すものを例示することができる。仮想蓄電池の出力は、蓄電池Ｇ１、蓄電池Ｇ２、蓄電池Ｇ３、および、蓄電池Ｇ４の出力の合計値である。
【００４８】
また、測定された周波数が基準周波数ｆ０である場合には、蓄電池Ｇ１、蓄電池Ｇ２、蓄電池Ｇ３、および、蓄電池Ｇ４の出力は０ｋＷに設定される。言い換えると、仮想蓄電池の出力も０ｋＷに設定される。
【００４９】
測定された周波数が基準周波数ｆ０から低周波数側へ離れるに伴い（ｆＬ１，ｆＬ２，ｆＬ３，ｆＬ４，ｆＬ５）、蓄電池Ｇ１、蓄電池Ｇ２、蓄電池Ｇ３、および、蓄電池Ｇ４の放電電力の値が大きくなるように設定されている。言い換えると、仮想蓄電池の放電電力の値も大きくなるように設定されている。
【００５０】
測定された周波数が基準周波数ｆ０から高周波数側へ離れるに伴い（ｆＨ１，ｆＨ２，ｆＨ３，ｆＨ４，ｆＨ５）、蓄電池Ｇ１、蓄電池Ｇ２、蓄電池Ｇ３、および、蓄電池Ｇ４の充電電力の値が大きくなるように設定されている。言い換えると、仮想蓄電池の充電電力の値も大きくなるように設定されている。
【００５１】
本実施形態では、ｆＬ１，ｆＬ２，ｆＬ３，ｆＬ４，ｆＬ５を、動作閾値ｆＴＬから設定最小周波数ｆｍｉｎまでの間を５等分した周波数の値である例に適用して説明する。また、ｆＨ１，ｆＨ２，ｆＨ３，ｆＨ４，ｆＨ５を、動作閾値ｆＴＨから設定最大周波数ｆｍａｘまでの間を５等分した周波数の値である例に適用して説明する。
【００５２】
仮想蓄電池を構成する蓄電池Ｇの組、および、蓄電池Ｇ１、蓄電池Ｇ２、蓄電池Ｇ３、および、蓄電池Ｇ４におけるそれぞれの放電電力の値や、充電電力の値は、配分計算部１２において求められる。
【００５３】
仮想蓄電池を構成する蓄電池Ｇの組や、蓄電池Ｇ１、蓄電池Ｇ２、蓄電池Ｇ３、および、蓄電池Ｇ４におけるそれぞれの放電電力の値や、充電電力の値は、蓄電池Ｇ１、蓄電池Ｇ２、蓄電池Ｇ３、および、蓄電池Ｇ４のそれぞれの容量や用途に応じて任意に定めることができる。
【００５４】
次に、仮想蓄電池に対して要求される出力電力（放電電力）が増加した場合における制御の内容について図６を参照しながら説明する。図６において、横軸は時間（ｓ）であり、縦軸は出力電力（ｋＷ）である。
【００５５】
図６の場合には、仮想蓄電池に対して要求される出力電力ＰＲが約１２ｋＷであり、出力の要請がされてから約５秒後に電力の出力を開始し、約７秒経過した段階で出力が約１２ｋＷに至る要求（グラフＲ参照。）である例に適用して説明する。
【００５６】
仮想蓄電池に対して要求される出力電力ＰＲや、出力の時間変化は、配分計算部１２が電力系統４０における電力の周波数に基づいて求めてもよいし、電力系統４０の運用会社から指示されるものであってもよい。
【００５７】
配分計算部１２は、仮想蓄電池に対して要求される出力電力ＰＲや、出力の時間変化の情報が入力されると、仮想蓄電池を構成する蓄電池Ｇの組から放電される出力電力ＩＭと、要求される出力電力のグラフＲとの差ＤＦが小さくなるように、蓄電池Ｇの組のそれぞれに対して放電する電力の値を分配する演算処理を行う。
【００５８】
本実施形態では、配分計算部１２は、放電電力を最も小さく設定した蓄電池Ｇ１に対して、出力要請から約１秒後に放電を開始し、約３秒後から約２ｋＷの放電を継続して行う制御を行う。また、蓄電池Ｇ１よりも放電電力を大きく設定した蓄電池Ｇ２に対して、出力要請から約３秒後に放電を開始し、約５秒後から約４ｋＷの放電を継続して行う制御を行う。さらに、蓄電池Ｇ３よりも放電電力を大きく設定した蓄電池Ｇに対して、出力要請から約５秒後に放電を開始し、約７秒後から約６ｋＷの放電を継続して行う制御を行う。
【００５９】
上記の構成の周波数制御システム１によれば、蓄電池Ｇにおける制御指令に対する放電電力の時間変化であるスルーレートを表す情報に基づいて、放電する電力を変更する蓄電池Ｇを選択するため、スルーレートを表す情報に基づかない場合と比較して、出力される電力を制御しやすくなる。
【００６０】
放電する電力を変更するタイミングを、スルーレートを表す情報に基づいて制御することにより、スルーレートを表す情報に基づかない場合と比較して、電力系統４０の周波数維持に求められる放電電力の時間変化に追従した制御をしやすくなる。
【００６１】
電力系統４０の周波数調整のために要求される放電電力Ｒと、蓄電池Ｇの組から出力される電力との差ＤＦを小さくすることにより、蓄電池Ｇの組から出力される電力ＩＭが過剰になることを抑制しやすくなる。
【００６２】
なお、上述の実施形態では、スルーレートを表す情報に基づいて、放電する電力に関する制御を行う例に適用して説明したが、放電する電力だけでなく、充電する電力に関する制御を行ってもよく、特に限定するものではない。
【００６３】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る周波数制御システムについて図７から図１１を参照して説明する。本実施形態の周波数制御システムの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、仮想蓄電池に対して要求される出力電力が変化した場合の制御が異なっている。よって、本実施形態においては、図７から図１１を用いて上述の制御について説明し、構成やその他の制御等の説明を省略する。
【００６４】
なお、本実施形態では、蓄電部として蓄電池を用いていた第１実施形態と異なり、蓄電部として蓄電池以外の蓄電装置を用いることができる。そこで、本実施形態では第１実施形態と異なり蓄電部を蓄電部Ｇと表記する。
【００６５】
本実施形態に係る周波数システム１において、仮想蓄電部に対して要求される出力電力（放電電力）が増加した場合における制御の内容について図７から図１１を参照しながら説明する。
【００６６】
図７から図１１において、横軸は時間（ｓ）であり、縦軸は出力電力（ｋＷ）である。また、仮想蓄電池に対して要求される出力電力ＰＲが約１００ｋＷであり、出力の要請がされてから（約０秒で）電力の出力を開始し、約１０秒経過した段階で出力が約１００ｋＷに至る要求（グラフＲ参照。）である例に適用して説明する。
【００６７】
仮想蓄電池に対して要求される出力電力ＰＲや、出力の時間変化は、配分計算部１２が電力系統４０における電力の周波数に基づいて求めてもよいし、電力系統４０の運用会社から指示されるものであってもよい。
【００６８】
配分計算部１２は、仮想蓄電部に対して要求される出力電力ＰＲや、出力の時間変化の情報が入力されると、仮想蓄電部を構成する蓄電部Ｇの組から放電される出力電力ＩＭと、要求される出力電力のグラフＲとに基づいて、蓄電部Ｇの組のそれぞれに対して放電する電力の値を分配する演算処理を行う。
【００６９】
例えば、仮想蓄電部である蓄電部Ｇの組のそれぞれの蓄電部Ｇにおけるスルーレートの能力の合計（仮想蓄電部における出力電力の時間変化の傾き）と、要求される出力電力ＰＲの時間変化と、が一致する場合には、配分計算部１２は、図７で説明される制御を行う。
【００７０】
配分計算部１２は、図７に示すように、蓄電部Ｇ１から約２０ｋＷ、蓄電部Ｇ２から約３０ｋＷ、および、蓄電部Ｇ３から５０ｋＷの放電を行う設定処理を行う。そして、出力要請を受けると、その直後（約０秒）から蓄電部Ｇ１、蓄電部Ｇ２、および、蓄電部Ｇ３からの放電を開始し、要求時間ＴＲである約１０秒後に、それぞれに設定された値の電力を放電する制御を行う。この時、仮想蓄電部から放電される電力のグラフＩＭと、要求される出力電力ＰＲのグラフＲとは、一致している。
【００７１】
このようにすることにより、仮想蓄電部である蓄電部Ｇの組の合計出力と、要求される出力電力ＰＲと、を一致させることができる。そのため、提供先である電力系統４０の運用者（一般配送電事業者等）や、上位制御装置１０よりも上位に位置するアグリゲータが、電源計画を策定しやすくなる。
【００７２】
例えば、仮想蓄電部である蓄電部Ｇの組のそれぞれの蓄電部Ｇにおけるスルーレートの能力が、要求される出力電力ＰＲの時間変化よりも大きい場合には、配分計算部１２は、図８で説明される制御を行う。
【００７３】
なお、上述のようなスルーレートの能力が高い蓄電部Ｇとしては、鉛蓄電池や、リチウムイオン蓄電池や、フロー電池（Ｆｌｏｗ  Ｂａｔｔｅｒｙ）等の二次電池、および、ウルトラキャパシタ等を例示することができる。
【００７４】
配分計算部１２は、蓄電部Ｇ１から約２０ｋＷ、蓄電部Ｇ２から約３０ｋＷ、および、蓄電部Ｇ３から５０ｋＷの放電を行う設定処理を行う点については、図７で説明する制御と同様である。
【００７５】
そして、出力要請を受けると、その約１秒後から蓄電部Ｇ１、蓄電部Ｇ２、および、蓄電部Ｇ３からの放電を開始して約２秒後まで放電電力を増加させる。約２秒後から約３秒後までは放電電力を一定に保つ制御を行う。その後、約３秒後から約４秒後までは再び放電電力を増加させる。これを約１０秒後まで繰り返し行う。
【００７６】
この時、仮想蓄電部から放電される電力のグラフＩＭは、放電電力が増える区間と、放電電力が一定の区間が繰り返し現れるステップ状（階段状）のグラフとなる。また、グラフＩＭは、要求される出力電力ＰＲのグラフＲを上回らないように制御される。
【００７７】
このようにすることにより、仮想蓄電部である蓄電部Ｇの組の合計出力と、要求される出力電力ＰＲと、を近づけやすくなる。そのため、提供先である電力系統４０の運用者（一般配送電事業者等）や、上位制御装置１０よりも上位に位置するアグリゲータが、電源計画を策定しやすくなる。
【００７８】
例えば、仮想蓄電部である蓄電部Ｇの組のそれぞれの蓄電部Ｇにおけるスルーレートの能力が、要求される出力電力ＰＲの時間変化よりも大きい場合には、配分計算部１２は、図８で説明される制御の代わりに、図９で説明される制御を行ってもよい。
【００７９】
配分計算部１２は、蓄電部Ｇ１から約２０ｋＷ、蓄電部Ｇ２から約３０ｋＷ、および、蓄電部Ｇ３から５０ｋＷの放電を行う設定処理を行う点については、図７で説明する制御と同様である。
【００８０】
そして、出力要請を受けると、蓄電部Ｇ１に対して直後（約０秒後）から放電を開始して、約５秒後に約２０ｋＷまで放電電力を増加させる制御を行う。また、蓄電部Ｇ２に対して直後（約０秒後）から放電を開始して、約６秒後に約３０ｋＷまで放電電力を増加させる制御を行う。更に、蓄電部Ｇ３に対して、直後（約０秒後）から放電を開始して、約５秒後に約５０ｋＷまで放電電力を増加させる制御を行う。
【００８１】
この時、仮想蓄電部から放電される電力のグラフＩＭは、約０秒後から約５秒後までの放電電力が増加する傾きと、約５秒後から約６秒後まで放電電力が増加する傾きが異なる（後者は前者よりも傾きが小さい）。また、グラフＩＭは、要求される出力電力ＰＲのグラフＲを上回ることが許容されている。
【００８２】
このようにすることにより、仮想蓄電部である蓄電部Ｇの組の合計出力が、要求時間ＴＲよりも早いタイミングで要求される出力電力ＰＲに到達する。そのため、仮想蓄電部の出力不足が抑制でき、電力系統４０の周波数調整を確実に行いやすくなる。
【００８３】
また、周波数調整の制御を行っている際に、蓄電部Ｇの組の何れかの蓄電部Ｇが故障等で脱落した（充電または放電が行えなくなった）場合に、仮想蓄電部である蓄電部Ｇの組の合計出力、要求される出力電力ＰＲを下回ることを回避しやすくなる。
【００８４】
具体的には、蓄電部Ｇの出力電力は、起動から目標値到達まで所定の時間が必要となる。一の蓄電池Ｇにおいて起動から目標値到達までの間（例えば出力要請から８秒後）に、一の蓄電池Ｇに不具合が発生して脱落した場合に、他の蓄電池Ｇに切り替えることにより、仮想蓄電部である蓄電部Ｇの組の合計出力、要求される出力電力ＰＲを下回ることを回避しやすくなる。
【００８５】
言い換えると、要求される出力電力ＰＲに対して、仮想蓄電部である蓄電部Ｇの組の合計出力が過剰になり損失が多くなるが、当該合計出力が出力電力ＰＲよりも下回ることを回避しやすくなる。
【００８６】
例えば、仮想蓄電部である蓄電部Ｇの組のそれぞれの蓄電部Ｇにおけるスルーレートの能力の合計（仮想蓄電部における出力電力の時間変化の傾き）が、要求される出力電力ＰＲの時間変化よりも大きい場合には、配分計算部１２は、図８で説明される制御の代わりに、図１０で説明される制御を行ってもよい。
【００８７】
配分計算部１２は、蓄電部Ｇ１から約２０ｋＷ、蓄電部Ｇ２から約３０ｋＷ、および、蓄電部Ｇ３から５０ｋＷの放電を行う設定処理を行う点については、図７で説明する制御と同様である。
【００８８】
そして、出力要請を受けると、蓄電部Ｇ１に対して約５秒後から放電を開始して、約１０秒後に約２０ｋＷまで放電電力を増加させる制御を行う。また、蓄電部Ｇ２に対して約４秒後から放電を開始して、約１０秒後に約３０ｋＷまで放電電力を増加させる制御を行う。更に、蓄電部Ｇ３に対して、約５秒後から放電を開始して、約１０秒後に約５０ｋＷまで放電電力を増加させる制御を行う。
【００８９】
この時、仮想蓄電部から放電される電力のグラフＩＭは、出力要請を受けてから約４秒までの待機期間が設けられる。更に、約４秒後から約５秒後までの放電電力が増加する傾きと、約５秒後から約１０秒後まで放電電力が増加する傾きが異なる（前者は後者よりも傾きが小さい）。また、グラフＩＭは、要求される出力電力ＰＲのグラフＲを上回らないように制御されている。
【００９０】
このようにすることにより、仮想蓄電部である蓄電部Ｇの組のそれぞれに対して待機時間を設け、要求時間ＴＲに、仮想蓄電部である蓄電部Ｇの組の合計出力が出力電力ＰＲに到達する。そのため、仮想蓄電部である蓄電部Ｇの組の合計出力が出力電力ＰＲを満たしつつ、仮想蓄電部である蓄電部Ｇの組の合計出力を必要最小限の出力とすることができ、損失の低減を図りやすくなる。
【００９１】
また、図９に示す制御と異なり、グラフＩＭは、待機期間を設けて、要求される出力電力ＰＲのグラフＲを上回らないように制御されているため、仮想蓄電部における電力損失を低減しやすくなる。
【００９２】
例えば、仮想蓄電部である蓄電部Ｇの組に属する蓄電部Ｇ１におけるスルーレートの能力が小さい場合には、配分計算部１２は、図１１で説明される制御を行ってもよい。
なお、上述のようなスルーレートの能力が小さい蓄電部Ｇ１としては、ディーゼルエンジンやガスタービンなどの内燃機関により駆動されて発電を行う内燃力発電や、揚水発電等を例示することができる。
【００９３】
配分計算部１２は、蓄電部Ｇ１から約２０ｋＷ、蓄電部Ｇ２から約３０ｋＷ、および、蓄電部Ｇ３から５０ｋＷの放電を行う設定処理を行う点については、図７で説明する制御と同様である。
【００９４】
蓄電部Ｇ１に対しては、出力要請を受けるまえから約２０ｋＷの放電を行う制御が行われる。また、蓄電部Ｇ２に対しては、約４秒後から放電を開始して、約１０秒後に約３０ｋＷまで放電電力を増加させる制御を行う。更に、蓄電部Ｇ３に対しては、約５秒後から放電を開始して、約１０秒後に約５０ｋＷまで放電電力を増加させる制御を行う。
【００９５】
この時、仮想蓄電部から放電される電力のグラフＩＭは、出力要請を受けるまえから約２０ｋＷの放電が行われていることを示している。また、約４秒後から約５秒後までの放電電力が増加する傾きと、約５秒後から約１０秒後まで放電電力が増加する傾きが異なる（前者は後者よりも傾きが小さい）。
【００９６】
また、蓄電部Ｇ１は、発電を行う際のコストが、スルーレートの能力が高いものと比較して一般的に安い。そのため、電力系統４０の周波数調整を行う費用の増加を抑制しやすい。
【００９７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、本発明を上記の実施形態に適用したものに限られることなく、これらの実施形態を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定するものではない。
【符号の説明】
【００９８】
１…周波数制御システム、１１…リソース管理部、２１…周波数検出部、２３…出力指令部（制御部）、１２…配分計算部、４０…電力系統、Ｇ…蓄電池（蓄電部），蓄電部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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