(57)【要約】【課題】マルチエージェントによる分散電源の台数制御を確実、容易にし、しかもコストやＣＯ2排出量を最適化できる。【解決手段】開閉器エージェント１００は、発電機エージェント２００の出力に応じた「不満足度」を台数制御のための評価値とし、不満足度集計部１００Ａで「不満足度」を集計し、稼働状況取得部１００Ｂで単位マイクログリッド内の「発電機の稼働状況」を取得し、過不足電力量集計部１００Ｃで単位マイクログリッド内の発電機の現在の電力出力と最高効率点での電力出力との差を「過不足電力量」として集計し、台数制御部１００Ｄで「不満足度」と「発電機の稼働状況」および「過不足電力量」からマイクログリッド内の発電機の選択と起動・停止制御と出力制御を行う。【選択図】図１
2010213454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
区分開閉器または系統開閉器で区分された単位電力系統または単位マイクログリッド内の複数の分散電源位置に各エージェントを配置し、各エージェント間で発電機の稼働状況や負荷状況の情報を授受して各エージェントが発電機や負荷を分散制御する分散電源の制御システムであって、
開閉器エージェントまたは発電機エージェントは、
各エージェントの出力または潮流量に応じた「不満足度」を算定し、これら「不満足度」を集計する不満足度集計手段と、
単位電力系統または単位マイクログリッド内の「発電機の稼働状況」を算定し、これら「発電機の稼働状況」を取得する稼働状況取得手段と、
単位電力系統または単位マイクログリッド内の発電機の現在の電力出力と最高効率点での電力出力との差を「過不足電力量」として計測し、これら「過不足電力量」を単位電力系統またはマイクログリッド内全体の「過不足電力量」として集計する過不足電力量集計手段と、
前記「不満足度」と「発電機の稼働状況」および「過不足電力量」から単位電力系統またはマイクログリッド内の発電機の選択と起動・停止制御と出力制御を行う台数制御手段と、
を備えたことを特徴とする分散電源の制御システム。
【請求項２】
前記台数制御手段は、
単位電力系統または単位マイクログリッド内全体の前記「不満足度」と「発電機の稼働状況」および「過不足電力量」を取得し、「過不足電力量」が一定値を越えている場合に、該「不満足度」のプラス／マイナスを判定し、該「不満足度」がプラスの場合は「発電機の稼働状況」でピックアップされる停止中発電機リストにある発電機すべてに対して、起動リクエストメッセージを送信し、このメッセージを受け取った発電機エージェントは発電機を起動した場合に変化する「不満足度」を計算して回答メッセージを返送し、この回答メッセージを受け取ったエージェントは発電機が起動した後の「不満足度」の絶対値が最も小さい発電機を選択し、その値が起動前の「不満足度」の絶対値よりも小さい場合は、その発電機を起動する起動制御手段と、
前記「不満足度」がマイナスの場合は「発電機の稼働状況」でピックアップされる稼働中発電機リストにある発電機すべてに対して、停止リクエストメッセージを送信し、このメッセージを受け取った発電機エージェントは発電機を停止した場合に変化する「不満足度」を計算して回答メッセージを返送し、この回答メッセージを受け取ったエージェントは発電機が停止した後の「不満足度」の絶対値が最も小さい発電機を選択し、その値が起動前の「不満足度」の絶対値よりも小さい場合は、その発電機を停止する停止制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の分散電源の制御システム。
【請求項３】
前記「不満足度」は、各発電機の現状の出力コストと、その発電機で最も効率の良い出力の時のコストとの差を求め、この差が０の時がその発電機にとってもっとも満足できる評価値であり、プラスの値は発電機が最高効率よりも多く出力しており、マイナスの値は発電機が最高効率よりも低く出力している評価値とすることを特徴とする請求項１または２に記載の分散電源の制御システム。
【請求項４】
前記「不満足度」は、各発電機の現状のＣＯ2排出量と、その発電機で最も効率の良い出力の時のＣＯ2排出量との差を求め、この差が０の時がその発電機にとってもっとも満足できる評価値であり、プラスの値は発電機が最高効率よりも多く出力しており、マイナスの値は発電機が最高効率よりも低く出力している評価値とすることを特徴とする請求項１または２に記載の分散電源の制御システム。
【請求項５】
区分開閉器または系統開閉器で区分された単位電力系統または単位マイクログリッド内の複数の分散電源位置に各エージェントを配置し、各エージェント間で発電機の稼働状況や負荷状況の情報を授受して各エージェントが発電機や負荷を分散制御する分散電源の制御方法であって、
開閉器エージェントまたは発電機エージェントは、
各エージェントの出力または潮流量に応じた「不満足度」を算定し、これら「不満足度」を集計する不満足度集計手順と、
単位電力系統または単位マイクログリッド内の「発電機の稼働状況」を算定し、これら「発電機の稼働状況」を取得する稼働状況取得手順と、
単位電力系統または単位マイクログリッド内の発電機の現在の電力出力と最高効率点での電力出力との差を「過不足電力量」として計測し、これら「過不足電力量」を単位電力系統またはマイクログリッド内全体の「過不足電力量」として取得する過不足電力量集計手順と、
前記「不満足度」と「発電機の稼働状況」および「過不足電力量」から単位電力系統またはマイクログリッド内の発電機の選択と起動・停止制御と出力制御を行う台数制御手順と、
を備えたことを特徴とする分散電源の制御方法。
【請求項６】
前記台数制御手順は、
単位電力系統または単位マイクログリッド内全体の前記「不満足度」と「発電機の稼働状況」および「過不足電力量」を取得し、「過不足電力量」が一定値を越えている場合に、該「不満足度」のプラス／マイナスを判定し、該「不満足度」がプラスの場合は「発電機の稼働状況」でピックアップされる停止中発電機リストにある発電機すべてに対して、起動リクエストメッセージを送信し、このメッセージを受け取った発電機エージェントは発電機を起動した場合に変化する「不満足度」を計算して回答メッセージを返送し、この回答メッセージを受け取ったエージェントは発電機が起動した後の「不満足度」の絶対値が最も小さい発電機を選択し、その値が起動前の「不満足度」の絶対値よりも小さい場合は、その発電機を起動する起動制御手順と、
前記「不満足度」がマイナスの場合は「発電機の稼働状況」でピックアップされる稼働中発電機リストにある発電機すべてに対して、停止リクエストメッセージを送信し、このメッセージを受け取った発電機エージェントは発電機を停止した場合に変化する「不満足度」を計算して回答メッセージを返送し、この回答メッセージを受け取ったエージェントは発電機が停止した後の「不満足度」の絶対値が最も小さい発電機を選択し、その値が起動前の「不満足度」の絶対値よりも小さい場合は、その発電機を停止する停止制御手順と、
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の分散電源の制御方法。
【請求項７】
前記「不満足度」は、各発電機の現状の出力コストと、その発電機で最も効率の良い出力の時のコストとの差を求め、この差が０の時がその発電機にとってもっとも満足できる評価値であり、プラスの値は発電機が最高効率よりも多く出力しており、マイナスの値は発電機が最高効率よりも低く出力している評価値とすることを特徴とする請求項５または６に記載の分散電源の制御方法。
【請求項８】
前記「不満足度」は、各発電機の現状のＣＯ2排出量と、その発電機で最も効率の良い出力の時のＣＯ2排出量との差を求め、この差が０の時がその発電機にとってもっとも満足できる評価値であり、プラスの値は発電機が最高効率よりも多く出力しており、マイナスの値は発電機が最高効率よりも低く出力している評価値とすることを特徴とする請求項５または６に記載の分散電源の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチエージェントによる分散電源の制御システムおよび制御方法に係り、特にコストやＣＯ2排出量などの最適化のための分散電源の台数制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
（１）分散電源システム
近年、太陽光発電システム、風力発電システムといった自然エネルギー利用の発電システムやマイクロガスタービン発電システム、ディーゼル発電システム、燃料電池などの出力調整可能な発電システム、さらに電気二重層キャパシタからなる電力貯蔵装置（ＥＣＳ：Ｅｎｅｒｇｙ  Ｃａｐａｃｉｔｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍ）等により構成される複合型の分散電源を、電力系統へ導入することが試みられている。
【０００３】
図８は、単独６．６ｋＶ系統の分散電源システムの構成例である。ディーゼル発電ユニット１１、風力発電ユニット１２、太陽光発電ユニット１３及び電気二重層キャパシタからなる電力貯蔵装置（ＥＣＳ）１４等の分散電源が分散配置されて、配電線１５に接続されている。なお、１６は固定負荷、１７は変動負荷である。
【０００４】
（２）マルチエージェントによる分散制御
上記のように構成された分散電源の出力調整方式として、数台のコンピュータから構成される自動発電制御（ＡＧＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）とコンピュータネットワークによる情報伝送により、各分散電源の稼働状況、出力情報を個々のエージェントで授受し、これら情報を基に各エージェントが発電機や負荷を分散制御するマルチエージェントシステムが提案されている（例えば、非特許文献１、非特許文献２、特許文献１参照）。
【０００５】
図９は、特許文献１で提案されるマルチエージェント構成の制御システムである。電力系統の区分開閉器で分離された区間内で、区分開閉器に配置した開閉器エージェントをＩｎｉｔｉａｔｏｒとし、区間内の発電機Ｇや負荷Ｌおよび下流側開閉器に配置したエージェントをＲｅｓｐｏｎｄｅｒとし、これらエージェント間で契約ネットプロトコルを用いて電力需給の契約をすることで、区間内の分散型電源と負荷および下流区間の需給制御を行う。
【０００６】
また、マイクログリッドにおける単位マイクログリッド内で、連系点開閉器に配置した開閉器エージェントをＩｎｉｔｉａｔｏｒとし、区間マイクログリッド内の発電機Ｇや負荷Ｌおよび下流側開閉器に配置したエージェントをＲｅｓｐｏｎｄｅｒとし、これらエージェント間で契約ネットプロトコルを用いて電力需給の契約をすることで、区間マイクログリッド内の需給バランス、及び下流のマイクログリッドの制御を行う。
【０００７】
一般の電力系統では、事故対策などのため開閉器が多数設けられており、その中には図１０のように特定区間を分離する区分開閉器がある。電力系統のある区間において、下流側にある区分開閉器以下は、一つの発電機や負荷のようなリソースとみなすことができる。
【０００８】
また、マイクログリッドは、図１１のように、商用電力系統と連系点開閉器で接続し、特定領域内で需給バランスや電力品質維持を行う小規模電力供給網である。このマイクログリッドでは、場合によってメタな構造を持つことがあるが、上記の電力系統と同様、下流のメタなマイクログリッドは、一つのリソースとみなすことができる。
【０００９】
以上のように、開閉器以下を一つのリソース（下流側リソース）とみなすことにより、マルチエージェントを用いて、区間毎またはマイクログリッド単位毎での制御が可能になる。
【００１０】
（３）発電機の台数制御
電力系統には電力供給側と電力消費側の２種が存在するが、分散電源を配置した系統全体でコスト（経済性）やＣＯ2（二酸化炭素）排出量について最適な制御を行う場合、台数制御ではマルチエージェントなどを用いた消費側と供給側での契約により、発電機毎にＯＮ／ＯＦＦ制御、出力抑制・促進制御などを行う。一般的な台数制御には発電機の運転順序も制御し、以下のような順序制御方式がある。
【００１１】
（Ａ）順序固定方式
図１２に発電機１，２，３を用いたときの動作の一例を示すように、機器投入台数の増段時と減段時で機器のＯＮ／ＯＦＦ順序を固定した方式である。この順序固定方式は、系統の周波数や電圧の基準となるベース機器や２台目以降の運転順序を変更したくない場合に採用する。また、機種の違いによって運転順位を決定したい場合に使用する。
【００１２】
（Ｂ）先発先停方式
図１３に発電機１，２，３を用いたときの動作の一例を示すように、機器投入台数の増段時に先に運転した機器は減段時に先に停止させる方式である。この先発先停方式は、運転時間を均一化することができる。ただし、同容量の台数制御で採用される。
【００１３】
（Ｃ）稼動時間積算方式
この方式は、増段時は運転時間（稼働時間累計）が最も少ない機器から起動し、減段時は運転時間が最も長い機器から停止する。
【００１４】
（Ｄ）バイナリ方式
図１４に発電機１，２，３を用いたときの動作の一例を示すように、機器の容量を２進法の各桁のように割り当て、それらの出力の総和で容量を制御する方式である。このバイナリ方式は、各段の容量を前段の２倍となるように設定するとｎ段で（２n−１）段階の容量制御を行うことができる。
【００１５】
（４）運転／停止発電機の決定
上記のような台数制御を行う場合、系統状況や発電機の性能等に応じて、下記のように、各発電機の運転／停止を決定する手法がある。
【００１６】
（ａ）渋滞時スキップ制御
運転対象機器がコントローラからの起動または停止命令に反した場合、および警告発生の場合、次順位の機器を起動または停止させる。
【００１７】
（ｂ）再起動・停止防止制御
各機器に対して、最小ＯＮ時間（ＯＦＦ状態からＯＮ状態になったときの状態を変えることができない最低限の時間）、最小ＯＦＦ時間（ＯＮ状態からＯＦＦ状態になったときの状態を変えることができない最低限の時間）を設定し、機器が頻繁に起動／停止することを防止する。
【００１８】
（ｃ）増減段安定制御
運転台数の増減段時に、一時的に負荷状況が不安定となるため、前回の増減段から一定時間経過した後に次回の増減段を許容する。
【００１９】
（ｄ）エネルギー補償制御
温度や電力需要急変による計画外負荷に対応するため、強制的に増段減を行う。
【００２０】
（ｅ）固定ベース機制御
電力系統における周波数や電圧の基準となる発電機を停止しない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２１】
【非特許文献１】左、檜山、舟橋：単独系統における自動発電制御へのマルチエージェントシステムの適用、平成１４年  電気学会  電力・エネルギー部門大会  論文集（分冊Ａ）、２００２．８．７−９、福井大学
【非特許文献２】檜山、江崎、森、小野、舟橋：電力貯蔵システムＥＣＳを有する単独系統におけるマルチエージェント方式自動発電制御の実験的検証、平成１５年  電気学会全国大会、２００３．３．１７−１９、東北学院大学
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２００８−３０１６４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
マルチエージェントによる分散電源の制御には、前記のような分散制御と台数制御を行うことで、コストやＣＯ2排出量などで最適化運転を図るが、以下のような要求がある。
【００２４】
（１）分散制御
分散電源は、系統に対して頻繁に連系および解列が行われるため、集中制御で行うとその変化に伴う設定変更の手間がかかり、コストがかかってしまう。そのため、集中制御ではなく、各分散電源を自律的に制御できる分散制御が必要となる。
【００２５】
（２）台数制御
前記の順序固定方式や先発先停方式では、必要電力量に応じて予め起動順序を決める必要があるため、頻繁に系統への連系および解列が行われる分散電源には適応することが出来ない。
【００２６】
バイナリ方式では、決められた大きさの発電機しか利用できず、順序固定方式や先発先停方式と同様に頻繁に系統への連系および解列が行われる分散電源では利用できないし、一部の分散電源に対しては起動停止が頻発し、機器にダメージを与える恐れがあるため現実的ではない。
【００２７】
稼働時間積算方式では、あらかじめ起動頃序を決める必要はないものの、コストやＣＯ2排出量などの最適化は期待できない。
【００２８】
（３）台数制御と最適化
台数制御によりコストやＣＯ2排出量を最適化しようとする場合、どの発電機に対して起動・停止の制御をするか決定する必要があるが、最適な発電機の選択およびそれぞれの発電量を正確に求めようとする場合、以下の問題が出てくる。
【００２９】
・コストやＣＯ2排出量の最適化を行なうための集中制御システムが必要となり、分散電源制御には不向きである。
【００３０】
・正確な最適化結果を使うと各発電機の運転の連続性がなくなり、起動・停止が多く発生してしまう。例えば、５台の発電機（Ｇ１〜５）による発電で、最適な発電機の選択および各量は図１５の通りである。
【００３１】
（４）ヒステリシス特性
これまでの台数制御で発電機を制御する場合、それぞれの発電機には起動・停止の頻繁な繰り返しを防ぐために、起動するタイミングと停止するタイミングをずらした、ヒステリシス特性を持たせる必要がある。
【００３２】
一般的に発電機の特性は、０〜１００％で稼動する種類は少なく、５０〜１００％などのように稼動範囲が限られている。そのため、５０％を境に５０％以上をＯＮ，５０％未満をＯＦＦにするとした場合、５０％前後で変動する発電要求があると、発電機をＯＦＦにしたりＯＮにしたりすることが頻繁になり、発電機が故障する可能性が高まる。
【００３３】
これを防ぐため、例えば図１６のように、ＯＦＦ状態からＯＮ状態となるときのモード（動作モード１）、ＯＮ状態からＯＦＦ状態となるときのモード（動作モード２）の２種類を用意し、動作モード１の時は、ｍ％以上にならないとＯＮにならず、また、動作モード２の時はｎ％以下にならないとＯＦＦにならないようにし、そのｎとｍは、ｎ＜ｍであり、その間にはある程度の幅を持たせる、といったヒステリシス特性で運用する必要があり、機器制御が複雑になる。
【００３４】
本発明の目的は、マルチエージェントによる分散電源の台数制御を確実、容易にし、しかもコストやＣＯ2排出量を最適化できる分散電源の制御システムおよび制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本発明は、前記の課題を解決するため、各エージェントの出力または潮流量に応じた「不満足度」を発電機の台数制御における評価値として取り扱い、例えばコストを考慮した台数制御を行う場合には、各発電機の現状の出力コストと、その発電機で最も効率の良い出力の時のコストとの差を不満足度として台数制御し、また、ＣＯ2排出量を考慮した台数制御を行う場合には、各発電機の現状のＣＯ2排出量と、その発電機で最も効率の良い出力の時のＣＯ2排出量との差を不満足度として台数制御するもので、以下の制御システム、および制御方法を特徴とする。
【００３６】
（システムの発明）
（１）区分開閉器または系統開閉器で区分された単位電力系統または単位マイクログリッド内の複数の分散電源位置に各エージェントを配置し、各エージェント間で発電機の稼働状況や負荷状況の情報を授受して各エージェントが発電機や負荷を分散制御する分散電源の制御システムであって、
開閉器エージェントまたは発電機エージェントは、
各エージェントの出力または潮流量に応じた「不満足度」を算定し、これら「不満足度」を集計する不満足度集計手段と、
単位電力系統または単位マイクログリッド内の「発電機の稼働状況」を算定し、これら「発電機の稼働状況」を取得する稼働状況取得手段と、
単位電力系統または単位マイクログリッド内の発電機の現在の電力出力と最高効率点での電力出力との差を「過不足電力量」として計測し、これら「過不足電力量」を単位電力系統またはマイクログリッド内全体の「過不足電力量」として集計する過不足電力量集計手段と、
前記「不満足度」と「発電機の稼働状況」および「過不足電力量」から単位電力系統またはマイクログリッド内の発電機の選択と起動・停止制御と出力制御を行う台数制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００３７】
（２）前記台数制御手段は、
単位電力系統または単位マイクログリッド内全体の前記「不満足度」と「発電機の稼働状況」および「過不足電力量」を取得し、「過不足電力量」が一定値を越えている場合に、該「不満足度」のプラス／マイナスを判定し、該「不満足度」がプラスの場合は「発電機の稼働状況」でピックアップされる停止中発電機リストにある発電機すべてに対して、起動リクエストメッセージを送信し、このメッセージを受け取った発電機エージェントは発電機を起動した場合に変化する「不満足度」を計算して回答メッセージを返送し、この回答メッセージを受け取ったエージェントは発電機が起動した後の「不満足度」の絶対値が最も小さい発電機を選択し、その値が起動前の「不満足度」の絶対値よりも小さい場合は、その発電機を起動する起動制御手段と、
前記「不満足度」がマイナスの場合は「発電機の稼働状況」でピックアップされる稼働中発電機リストにある発電機すべてに対して、停止リクエストメッセージを送信し、このメッセージを受け取った発電機エージェントは発電機を停止した場合に変化する「不満足度」を計算して回答メッセージを返送し、この回答メッセージを受け取ったエージェントは発電機が停止した後の「不満足度」の絶対値が最も小さい発電機を選択し、その値が起動前の「不満足度」の絶対値よりも小さい場合は、その発電機を停止する停止制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００３８】
（３）前記「不満足度」は、各発電機の現状の出力コストと、その発電機で最も効率の良い出力の時のコストとの差を求め、この差が０の時がその発電機にとってもっとも満足できる評価値であり、プラスの値は発電機が最高効率よりも多く出力しており、マイナスの値は発電機が最高効率よりも低く出力している評価値とすることを特徴とする。
【００３９】
（４）前記「不満足度」は、各発電機の現状のＣＯ2排出量と、その発電機で最も効率の良い出力の時のＣＯ2排出量との差を求め、この差が０の時がその発電機にとってもっとも満足できる評価値であり、プラスの値は発電機が最高効率よりも多く出力しており、マイナスの値は発電機が最高効率よりも低く出力している評価値とすることを特徴とする。
【００４０】
（方法の発明）
（５）区分開閉器または系統開閉器で区分された単位電力系統または単位マイクログリッド内の複数の分散電源位置に各エージェントを配置し、各エージェント間で発電機の稼働状況や負荷状況の情報を授受して各エージェントが発電機や負荷を分散制御する分散電源の制御方法であって、
開閉器エージェントまたは発電機エージェントは、
各エージェントの出力または潮流量に応じた「不満足度」を算定し、これら「不満足度」を集計する不満足度集計手順と、
単位電力系統または単位マイクログリッド内の「発電機の稼働状況」を算定し、これら「発電機の稼働状況」を取得する稼働状況取得手順と、
単位電力系統または単位マイクログリッド内の発電機の現在の電力出力と最高効率点での電力出力との差を「過不足電力量」として計測し、これら「過不足電力量」を単位電力系統またはマイクログリッド内全体の「過不足電力量」として取得する過不足電力量集計手順と、
前記「不満足度」と「発電機の稼働状況」および「過不足電力量」から単位電力系統またはマイクログリッド内の発電機の選択と起動・停止制御と出力制御を行う台数制御手順と、
を備えたことを特徴とする。
【００４１】
（６）前記台数制御手順は、
単位電力系統または単位マイクログリッド内全体の前記「不満足度」と「発電機の稼働状況」および「過不足電力量」を取得し、「過不足電力量」が一定値を越えている場合に、該「不満足度」のプラス／マイナスを判定し、該「不満足度」がプラスの場合は「発電機の稼働状況」でピックアップされる停止中発電機リストにある発電機すべてに対して、起動リクエストメッセージを送信し、このメッセージを受け取った発電機エージェントは発電機を起動した場合に変化する「不満足度」を計算して回答メッセージを返送し、この回答メッセージを受け取ったエージェントは発電機が起動した後の「不満足度」の絶対値が最も小さい発電機を選択し、その値が起動前の「不満足度」の絶対値よりも小さい場合は、その発電機を起動する起動制御手順と、
前記「不満足度」がマイナスの場合は「発電機の稼働状況」でピックアップされる稼働中発電機リストにある発電機すべてに対して、停止リクエストメッセージを送信し、このメッセージを受け取った発電機エージェントは発電機を停止した場合に変化する「不満足度」を計算して回答メッセージを返送し、この回答メッセージを受け取ったエージェントは発電機が停止した後の「不満足度」の絶対値が最も小さい発電機を選択し、その値が起動前の「不満足度」の絶対値よりも小さい場合は、その発電機を停止する停止制御手順と、
を備えたことを特徴とする。
【００４２】
（７）前記「不満足度」は、各発電機の現状の出力コストと、その発電機で最も効率の良い出力の時のコストとの差を求め、この差が０の時がその発電機にとってもっとも満足できる評価値であり、プラスの値は発電機が最高効率よりも多く出力しており、マイナスの値は発電機が最高効率よりも低く出力している評価値とすることを特徴とする。
【００４３】
（８）前記「不満足度」は、各発電機の現状のＣＯ2排出量と、その発電機で最も効率の良い出力の時のＣＯ2排出量との差を求め、この差が０の時がその発電機にとってもっとも満足できる評価値であり、プラスの値は発電機が最高効率よりも多く出力しており、マイナスの値は発電機が最高効率よりも低く出力している評価値とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４４】
以上のとおり、本発明によれば、各エージェントの出力または潮流量に応じた「不満足度」を発電機の台数制御における評価値として取り扱い、例えばコストを考慮した台数制御を行う場合には、各発電機の現状の出力コストと、その発電機で最も効率の良い出力の時のコストとの差を不満足度として台数制御し、また、ＣＯ2排出量を考慮した台数制御を行う場合には、各発電機の現状のＣＯ2排出量と、その発電機で最も効率の良い出力の時のＣＯ2排出量との差を不満足度として台数制御するため、マルチエージェントによる分散電源の台数制御を確実、容易にし、しかもコストやＣＯ2排出量を最適化できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態を示す分散電源の制御システムの要部ブロック図。
【図２】不満足度の説明図。
【図３】不満足度集計のフローチャート。
【図４】発電機稼働リスト・停止リストの作成フローチャート。
【図５】台数制御処理のフローチャート。
【図６】起動制御部の応答フローチャート。
【図７】停止制御部の応答フローチャート。
【図８】分散電源システムの構成例。
【図９】制御システムのマルチエージェント構成例。
【図１０】区分開閉器による電力系統の区分図。
【図１１】連系点開閉器によるマイクログリッドの区分図。
【図１２】発電機投入台数の順序固定方式。
【図１３】発電機投入台数の先発先停方式。
【図１４】発電機投入台数のバイナリ方式。
【図１５】５台の発電機による最適化結果の例。
【図１６】発電機のヒステリシス特性。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
（１）システムの要部構成
図１は、本発明の実施形態になる分散電源の制御システムの要部ブロック図であり、各部はコンピュータ資源とこれを利用したソフトウェアで構成される。
【００４７】
本実施形態では、分散電源が多数接続されたマイクログリッドにおいて、マルチエージェントを用いた分散制御を行う。これには各発電機、連系点、負荷などにエージェントをそれぞれ配置し、それらのエージェントがネットワーク越しに協調して制御を行い、コストやＣＯ2排出量を最適化する。
【００４８】
同図中、開閉器エージェント１００と発電機エージェント２００は、図９に示すマルチエージェント構成での単位マイクログリッドのエージェントとして配置される。すなわち、各発電機エージェント２００は、発電機をそれぞれ制御し、エージェント間はＰ２Ｐ（Ｐｅｅｒ  ｔｏ  Ｐｅｅｒ）による出力配分の最適化の繰り返しで、稼働中発電機の最適化を行う。開閉器エージェント１００は、マイクログリッドの連系点開閉器に配置され、連系点潮流の把握及び発電機エージェント群への情報伝達によって、発電機の稼動状況や不満足度の情報の要求／応答および起動／停止の要求／応答によって発電機の台数制御を行う。
【００４９】
なお、マイクログリッドに代えて、区分開閉器で分離された区間内の電力需給をマルチエージェントで制御するシステムにも同様に適用できる。また、開閉器エージェントが発電機の台数制御を行う場合を示すが、ベースとなる主発電機位置に配置したエージェントなど、他のエージェントを中枢として発電機の台数を制御することもできる。
【００５０】
（２）不満足度
開閉器エージェント１００や発電機エージェント２００は、各エージェントの出力または潮流量に応じた「不満足度」を台数制御のための評価値として取り扱う。この「不満足度」とは、例えばコストを考慮した台数制御を行う場合には、図２に例を示すように、各発電機の現状の出力コストと、その発電機で最も効率の良い出力の時のコストとの差とする。
【００５１】
「発電機の不満足度」＝「現在の出力コスト」−「最高効率出力でのコスト」
この「発電機の不満足度」が０の時がその発電機にとってもっとも満足できる評価値であり、プラスの値は発電機が最高効率よりも多く出力していることを意味しており、稼働中の発電機が少ないことを意味している。逆に、マイナスの値は発電機が最高効率よりも低く出力していることを意味しており、稼働中の発電機が多いことを意昧している。
【００５２】
連系点での「不満足度」は、例えばコストを考慮した台数制御を行う場合は、現在の系統からマイクログリッド内へ流れる潮流量と基準潮流量（例えばマイクログリッド内で需要と供給をバランスする場合は０となる）との差を、単位購入コストでかければ求めることが出来る。
【００５３】
「連系点の不満足度」＝「現在の潮流量」−「基準潮流量」×「単位購入コスト」
この「連系点の不満足度」が０の時が連系点にとってもっとも満足できる評価値であり、プラスの値はマイクログリッド内の需要量が供給量よりも多いことを意味しており、稼働中の発電機が少ないことを意味している。逆に、マイナスの値はマイクログリッド内の需要量が供給量よりも少ないことを意味しており、稼働中の発電機が多いことを意味している。
【００５４】
なお、コスト以外でもＣＯ2排出量による計算を行えば、ＣＯ2排出量を考慮した台数制御を行うことができる。
【００５５】
（３）不満足度集計
図１において、開閉器エージェント１００の不満足度集計部１００Ａは、周期的に各発電機エージェント２００にもつ「不満足度」を要求し、各発電機エージェントの不満足度算定部２００Ａで算定した「不満足度」を収集し、マイクログリッド内の「不満足度」総量を求める。この収集した「不満足度」の総量が改善されるよう、開閉器エージェント１００は、起動／停止する発電機を選択し、それを起動／停止制御する台数制御に利用する。
【００５６】
図３は開閉器エージェントによる不満足度集計のフローチャートを示す。不満足度集計部１００Ａは不満足度の総和を初期化、つまり連系点の不満足度を設定し（Ｓ１）、各発電機エージェント２００に対して不満足度を要求する（Ｓ２）。この要求メッセージを受けた各発電機エージェント２００の不満足度算定部２００Ａが不満足度を算定してその応答メッセージを開閉器エージェント１００で受信することで不満足度の総和を求める（Ｓ３）。
【００５７】
（４）稼働状況取得
開閉器エージェント１００の稼働状況取得部１００Ｂは、「不満足度」により発電機の起動・停止を制御するため、現在どの発電機が起動しているか、また停止しているかを把握する。そのため、取得部１００Ｂは、「不満足度」の集計と同じように、各発電機エージェント２００に対して、現在の稼働中発電機リスト、及び停止中発電機リストを要求し、この要求で発電機エージェント２００の稼働状況算定部２００Ｂが稼働中／停止中発電機リストを生成し、取得部１００Ｂに応答として送信する。
【００５８】
図４は開閉器エージェントによる発電機稼働・停止リストの作成フローチャートを示す。稼働状況取得部１００Ｂは、各発電機エージェント２００に対して、発電機の稼働・停止状況を要求し（Ｓ４）、この要求に対して、各発電機エージェント２００の稼働状況算定部２００Ｂが稼働状況を算定して応答メッセージとして取得部１００Ｂに送信したときに、取得部１００Ｂがそれを受信して稼働・停止リストをとりまとめる（Ｓ５）。
【００５９】
（５）過不足電力量集計
過不足電力量集計部１００Ｃは、マイクログリッド内全体の「過不足電力量」を求める。「不満足度」の集計と同じ方法ではあるが、過不足電力量集計部１００Ｃは、各発電機エージェント２００の電力計測部２００Ｃに対して、電力量を計測要求を行い、電力計測部２００Ｃでは、コストやＣＯ2排出量などの要素は考慮せず、現在の電力出力と最高効率点での電力出力との差を各エージェントで求めて応答し、これを受信した集計部１００Ｃで集計する。
【００６０】
なお、連系点においても、現在の潮流量と基準潮流量との差を求め、これを集計した値に加える。
【００６１】
（６）台数制御
開閉器エージェント１００の台数制御部１００Ｄは、周期的に呼び出されて台数制御（発電機の選択と起動・停止制御と出力制御）を行う。この処理は、図５にフローチャートで示す。
【００６２】
台数制御部１００Ｄは、まず、集計部１００Ａ，１００Ｃで集計したマイクログリッド内全体の「不満足度」および「過不足電力量」を取得する（Ｓ１１，Ｓ１２）。なお、「発電機の稼働状況」は予め取得しておく。
【００６３】
次に、「過不足電力量」が一定値を越えている場合、「不満足度」のプラス／マイナスを判定し、「不満足度」がプラスの場合、開閉器エージェント１００は、「発電機の稼働状況」にピックアップされている停止中発電機リストにある発電機すべてに対して、起動リクエストメッセージを送信する（Ｓ１３）。なお、メッセージに含める情報は、過不足電力量、系統からの単位購入コスト、および「不満足度」とする。
【００６４】
メッセージを受け取った各発電機エージェント２００の起動制御部２００Ｄは、発電機を起動した場合に変化する「不満足度」を計算し、開閉器エージェントの台数制御部１００Ｄに回答メッセージを返送する。
【００６５】
台数制御部１００Ｄは、起動制御部２００Ｄから発電機を起動した場合に変化する「不満足度」を含む応答メッセージを受信する（Ｓ１４）。
【００６６】
台数制御部１００Ｄは、発電機が起動した後の「不満足度」の絶対値が最も小さい発電機を選択し（Ｓ１５）、その値が起動前の「不満足度」の絶対値よりも小さい場合は、その発電機を起動する起動要求をし（Ｓ１６）、この要求により発電機エージェントが発電機を起動させる。。これに並行して、台数制御部１００Ｄは、起動要求した発電機について停止中発電機リストから除外し、起動中発電機リストに加える。
【００６７】
次に、「不満足度」がマイナスの場合、開閉器エージェント１００は、起動中発電機リストにある発電機すべてに対して、停止リクエストメッセージを送信する（Ｓ１７）。なお、メッセージに含める情報は、過不足電力量、系統からの単位購入コスト、および「不満足度」とする。
【００６８】
メッセージを受け取った各発電機エージェント２００の停止制御部２００Ｅは、発電機が停止した場合に変化する「不満足度」を計算し、開閉器エージェントの台数制御部１００Ｄに回答メッセージを返送する。
【００６９】
台数制御部１００Ｄは、停止制御部２００Ｅから発電機を停止した場合に変化する「不満足度」を含む応答メッセージを受信する（Ｓ１８）。
【００７０】
台数制御部１００Ｄは、発電機が停止した後の「不満足度」の絶対値が最も小さい発電機を選択し（Ｓ１９）、その値が起動前の「不満足度」の絶対値よりも小さい場合は、その発電機を停止する停止要求をし（Ｓ２０）、この要求に発電機エージェントが発電機を停止させる。これに並行して、台数制御部１００Ｄは、停止要求した発電機について起動中発電機リストから除外し、停止中発電機リストに加える。
【００７１】
図６は、発電機エージェントの起動要求に対する応答のフローチャートを示す。開閉器エージェント１００から受け取った過不足電力量に応じた起動後の予定出力を決定し（Ｓ２１）、発電機起動による連系点の不満足度の減少分を計算し、不満足度から減算する（Ｓ２２）。この結果に、発電機の出力に応じた不満足度を加え（Ｓ２３）、発電した場合の「不満足度」として開閉器エージェント１００に返送する（Ｓ２４）。
【００７２】
図７は、発電機エージェントの停止要求に対する応答のフローチャートを示す。発電機停止による連系点の不満足度の増加分を計算し、不満足度に加算する（Ｓ２５）。この結果に、発電機のこれまでの不満足度から差し引き（Ｓ２６）、停止した場合の「不満足度」として開閉器エージェント１００に返送する（Ｓ２７）。
【符号の説明】
【００７３】
１００  開閉器エージェント
２００  発電機エージェント
１００Ａ  不満足度集計部
１００Ｂ  稼働状況取得部
１００Ｃ  過不足電力量集計部
１００Ｄ  台数制御部
２００Ａ  不満足度算定部
２００Ｂ  稼働状況算定部
２００Ｃ  電力量計測部
２００Ｄ  起動制御部
２００Ｅ  停止制御部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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