(57)【要約】【課題】電力消費地点に分散型発電装置を備える電力系統において、逆潮流による電力系統への悪影響を回避する。【解決手段】電力供給システムにおいて、所定の将来時期における電力消費地点での気象情報に基づいて、該電力消費地点での消費電力量および該電力消費地点に設置された分散型発電装置による発電電力量を予測する予測部と、予測部によって予測された電力消費地点での消費電力量および分散型発電装置による発電電力量に基づいて、電力系統における電圧分布を推測する電圧分布推測部と、電圧分布推測部によって推測された電圧分布に基づいて、所定の将来時期において、電力消費地点への電力供給が正常に実行可能か否かを判断する供給判断部と、を設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主となる電力供給源を有する電力系統において、該電力供給源から電力消費が行われる複数の電力消費地点に電力を供給するとともに、電力系統に分散的に設けられ且つ発電出力を遠方集中拠点から任意に制御できない分散型発電装置で発電された電力の一部又は全部を、該電力系統側で回収可能な電力供給システムであって、
所定の将来時期における前記分散型発電装置の設置地点での気象情報に基づいて、該分散型発電装置による発電電力量を予測し、前記電力消費地点での気象情報に基づいて、前記電力消費地点における消費電力量を予測する予測部と、
前記予測部によって予測された前記分散型発電装置による発電電力量および前記電力消費地点における消費電力量に基づいて、前記電力系統における電圧分布を推測する電圧分布推測部と、
前記電圧分布推測部によって推測された電圧分布に基づいて、前記所定の将来時期において、前記電力消費地点への正常な電力供給が実行可能か否かを判断する供給判断部と、
を備える、電力供給システム。
【請求項２】
前記電力系統は、該電力系統における部分的な範囲における供給電圧を調整する電圧調整装置を有し、
前記供給判断部は、前記電圧分布推測部によって推測された電圧分布に基づいて、前記電圧調整装置による電圧調整を介して正常な電力供給が実行可能か否かを判断する、
請求項１に記載の電力供給システム
【請求項３】
主となる電力供給源を有する電力系統において、該電力供給源から電力消費が行われる複数の電力消費地点に電力を供給するとともに、電力系統に分散的に設けられ且つ発電出力を遠方集中拠点から任意に制御できない分散型発電装置で発電された電力の一部又は全部を、該電力系統側で回収可能な電力供給システムであって、
所定の将来時期における気象情報に基づいて、電力系統全体の電力消費量を予測し、所定の将来時期における前記分散型発電装置の設置地点での気象情報に基づいて、該分散型発電装置による発電電力量を予測する予測部と、
前記需要予測部によって推測された電力系統全体の電力消費量と、前記発電予測部によって推測された発電電力量に基づいて、前記所定の将来時期において、前記主となる電力供給源を調整することで、需要と供給を一致させることによる正常な電力供給が実行可能か否かを判断する供給判断部と、
を備える、電力供給システム。
【請求項４】
前記供給判断部によって正常な電力供給が実行可能でないと判断されると、前記所定の将来時期において、該電力消費地点での電力消費を促進する通知を実施、もしくは該分散型発電装置による発電電力量を抑制する通知実施する通知部を、更に備える請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記通知部による前記電力消費地点に対する通知は売電価格変更であり、前記通知部による前記分散型発電装置の設置地点に対する通知は買取価格変更又は逆潮流禁止通知である、
請求項４に記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記分散型発電装置は、太陽光発電装置または風力発電装置である、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の電力供給システム。
【請求項７】
前記分散型発電装置は、前記電力消費地点と同一地点に備えられた燃料電池またはガスエンジン発電装置である、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の電力供給システム。
【請求項８】
請求項４又は請求項５の何れか１項に記載の前記分散型発電装置設置地点に設置された制御装置であって、
前記通知部による通知に基づいて、前記分散型発電装置による発電電力量を制御する、
分散型発電装置の制御装置。
【請求項９】
請求項４に記載の前記分散型発電装置の設置地点に設置された制御装置であって、
電力を蓄電する蓄電装置、又は電力によって生成される熱エネルギーを蓄熱する蓄熱装置、又は分散型発電装置の動作により発生する熱エネルギーを蓄熱する蓄熱装置が備えられ、
前記通知部による通知に基づいて、前記蓄電装置による蓄電量、前記蓄熱装置による蓄熱量を制御する、
電力機器の制御装置。
【請求項１０】
請求項４に記載の電力供給システムによって電力が供給される前記電力消費地点に設置された制御装置であって、
電力を蓄電する蓄電装置、又は電力によって生成される熱エネルギーを蓄熱する蓄熱装置が備えられ、
前記通知部による通知に基づいて、前記蓄電装置による蓄電量、前記蓄熱装置による蓄熱量を制御する、
電力機器の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統の電力消費地点に対して電力供給を行うとともに、そこに設けられた分散型発電装置からの発電電力を回収する電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
社会的インフラとして設置されている火力発電所や原子力発電所等からの電力が供給される電力系統において、これらの主となる発電所とは独立して、分散的に発電装置が設置され、自然エネルギー等を利用して発電を行いそれを利用する場合がある。この分散型の発電装置としては、太陽光発電装置、風力発電装置、燃料電池やガスエンジン発電装置が例示できるが、これらの分散型発電装置による発電電力量において余剰電力が生じると、電力系統への逆潮流（いわゆる「売電」）が行われ、電力の有効的な利用が図られる。
【０００３】
ただし、電力系統に対して逆潮流が行われると、当該電力系統での電圧が上昇し、電力系統の供給電圧を適正に維持することが困難となる場合がある。そこで、太陽光発電装置等の分散型発電装置においては、電力系統に対して悪影響を及ぼさないように、分散型発電装置と併設される蓄電装置や蓄熱装置に蓄電・蓄熱をすることで、電力系統への逆潮流を抑制する技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。また、電力系統において複数設置されている分散型発電装置間の逆潮流のばらつきを解消することで、電力系統の電力品質を保持する技術も開示されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００４】
また、電力系統全体での電力需要と電力供給は常に一致する必要があるため、電力需要にあわせた発電機の出力調整が行われている。そこで、二次電池を含む電力系統において効率的な発電制御を行う技術が開示されている。（例えば、特許文献３を参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２７０３号公報
【特許文献２】特開２００７−２８８８７７号公報
【特許文献３】特開２００６−９４６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
太陽光や風力等の自然エネルギーを電力に変換する分散型発電装置は、環境負担を軽減する上でその普及が求められている。
【０００７】
一方で、電力系統では発電機に近いほど電圧が高く、発電機から電気的に遠くなり需要地点に近づくにつれて電圧が低くなるという特性がある。この特性に基づき、需要地点において適正な電圧となるように変電所からの送り出し電圧の制御が行われているが、分散型発電装置が設置され発電を行うと、分散型発電装置がない場合より分散型発電装置の設置地点の電圧は高くなる。さらに分散型発電装置による発電電力から余剰電力が生まれ、それを電力系統に戻そうとすると（すなわち逆潮流を生じさせると）、送り出し側より該分散型発電装置の設置地点の電圧が高くなる。送り出し側の電圧は、その下位系統に接続された数十箇所の需要地点の状況を見て制御を行っており、下位系統に分散型発電装置が設置された需要地点と設置されていない需要地点が混在すると電圧の不均衡が生じ、全箇所の電圧を適正に保つことが難しくなる。
【０００８】
さらに、電力系統の周波数を適正に運用するためには、電力需要と電力供給は常に一致
させる必要があるため、電力需要の変化や分散型発電装置の出力変動にあわせ電力系統の主となる発電装置（火力発電所や水力発電所等）からの供給電力を制御している。ここで逆潮流が大きくなると、その分主となる発電装置の出力を低下させる必要があるが、これにより需要変化に応じて、主となる発電装置の出力低下をさせることのできる余力が小さくなる。そして電力系統側の調整能力が及ばなくなると、周波数の乱れ等が発生する。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、分散型発電装置を備える電力系統において、逆潮流による電力系統への悪影響を回避する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】
【００１０】
上記課題を解決すべく、第１の本発明に係る電力供給システムにおいては、分散型発電装置の設置地点での気象情報を利用することで、分散型発電装置の発電量を予測し、電力消費地点での気象情報を利用することで、当該電力消費地点での消費電力量を予測し、その予測結果に基づいて電力系統の電圧分布を推測する構成とした。これにより電力系統による電力供給が正常に行えるか否かを判断することができる。
【００１１】
詳細には、第１の本発明は、主となる電力供給源を有する電力系統において、該電力供給源から電力消費が行われる複数の電力消費地点に電力を供給するとともに、電力系統に分散的に設けられ且つ発電出力を遠方集中拠点から任意に制御できない分散型発電装置で発電された電力の一部又は全部を、該電力系統側で回収可能な電力供給システムであって、所定の将来時期における前記分散型発電装置の設置地点での気象情報に基づいて、該分散型発電装置による発電電力量を予測し、前記電力消費地点での気象情報に基づいて、該電力消費地点での消費電力量を予測する予測部と、前記予測部によって予測された前記電力消費地点での消費電力量および前記分散型発電装置による発電電力量に基づいて、前記電力系統における電圧分布を推測する電圧分布推測部と、前記電圧分布推測部によって推測された電圧分布に基づいて、前記所定の将来時期において、前記電力消費地点への電力供給が正常に実行可能か否かを判断する供給判断部と、を備える。
【００１２】
本発明にかかる電力供給システムでは、火力発電所や原子力発電所のように電力系統の主となる電力供給源からの電力が、家庭や企業の事業所等の電力が消費される電力消費地点に供給される。一方で、分散的に設けられた分散型発電装置の発電により余剰となった電力を電力系統側に逆潮流させることで、電力系統に発電した電力を回収してもらう、いわゆる売電が行われる。これにより、当該分散型発電装置によって、電力系統側から売電による対価を得ることが可能となる。
【００１３】
しかし、この電力の逆潮流が行われるときに問題となるのが、電力系統での電圧上昇であり、この上昇程度が過度に至ると過電圧状態となり、電力機器に悪影響を及ぼす。そのため、電力の逆潮流の程度を一定の範囲内に収めるのが好ましい。そこで、本発明に係る電力供給システムには、上記予測部、電圧推測部および供給判断部が備えられることで、電力系統の電力品質の維持が図られる。予測部は、分散型発電装置の設置地点に関する気象情報に基づいて、そこに設置された分散型発電装置による発電電力量を予測し、電力消費地点に関する気象情報に基づいて、その電力消費地点での消費電力量を予測する。ここで、気象情報を予測のためのパラメータとするのは、消費電力量は気象状態の影響を受ける傾向があること、また自然エネルギーを元に発電を行う分散型発電装置は、気象状態の影響を受ける傾向があるからである。なお、本発明においては、分散型発電装置の設置地点の気象情報に加えてその他のパラメータを用いて、上記予測を行うことを妨げるものではない。また、電力消費地点が分散型発電装置の設置地点でもある場合には、前記気象情報に基づいて該消費地点での該分散型発電装置の発電電力量および消費電力量を予測し、逆潮流を推測する。
【００１４】
そして、電圧分布推測部は、予測部によって予測された結果に従って、所定の将来時期の、電力系統における電圧分布を推測する。この推測された電圧分布は、所定の将来時期における気象状態を反映させたものである。そこで、本発明に係る電力供給システムは、供給判断部を介して、この推測結果に基づいて所定の将来時期における適正な電圧範囲で電力供給が可能か否かを判断する。
【００１５】
上記電力供給システムにおいて、前記供給判断部によって正常な電力供給が実行可能でないと判断されると、前記所定の将来時期において、前記電力消費地点に対して電力消費を促進する通知を、もしくは前記分散型発電装置の設置地点に対して前記分散型発電装置による発電電力量を抑制する通知を、実施する通知部を、更に備えるようにしてもよい。
【００１６】
供給判断部によって正常な電力供給が実行可能でないと判断された場合、通知部による通知が行われる。この通知は、電力供給システムから電力系統に含まれる電力消費地点または分散型発電装置の設置地点に対して行われるものである。通知の内容は、当該電力消費地点での電力消費の促進、もしくは分散型発電装置による発電抑制であり、言い換えると、電力系統に対する逆潮流を抑制することを目的とする通知である。したがって、通知を介して電力消費地点および分散型発電装置の設置地点に逆潮流への対応を促すことで、電力系統全体の電圧分布を適正な状態に保つことが可能となる。
【００１７】
また、上述までの電力供給システムにおいて、前記電力系統が、前記主となる電力供給源からの供給電力を前記電力消費地点に供給するために、該電力系統における部分的な供給電圧を調整する電圧調整装置を有する場合、前記供給判断部は、前記電圧分布推測部によって推測された電圧分布に基づいて、前記電圧調整装置による電圧調整を介して前記電力消費地点への電力供給が正常に実行可能か否かを判断してもよい。電圧調整装置としては、電力系統における負荷時タップ切換器付変圧器や電力用コンデンサやリアクトル等が例示できる。負荷時タップ切換器付変圧器は変圧比を変更することによって、当該変圧器以降の系統の電圧調整を行う。電力用コンデンサやリアクトル等の調相設備は電力系統へ接続または、系統から切り離すことによりその調相設備周辺の限られた範囲での電圧調整を行う。すなわち、供給判断部は、電力系統での電力供給において電圧調整が可能な装置の、調整可能な範囲を考慮して、正常な電力供給が可能か否かを判断する。したがって、この場合に正常な電力供給が可能と判断されれば、電力系統側での電圧調整のみが行われることで、電力系統の電圧分布を正常な分布とすることができる。
【００１８】
ここで、分散型発電装置の設置地点に設置された前記分散型発電装置の制御装置に着目する。前記分散型発電装置の設置地点に、前記分散型発電装置によって発電された電力を蓄電する蓄電装置、又は該発電電力によって生成される熱エネルギーを蓄熱する蓄熱装置が備えられている場合、前記分散型発電装置の制御装置、前記通知部による通知に基づいて、前記分散型発電装置による発電電力量、前記蓄電装置による蓄電量、前記蓄熱装置による蓄熱量を制御するように構成されてもよい。すなわち、当該制御装置は、通知部による通知を基に、分散型発電装置による発電電力量を抑制したり、蓄電装置や蓄熱装置の稼働を制御することで、当該分散型発電装置から電力系統への逆潮流を抑制することが可能となる。
【００１９】
また、上記の電力供給システムによって電力が供給される前記電力消費地点に設置された制御装置について、前記電力消費地点に、電力を蓄電する蓄電装置、又は熱エネルギーを蓄熱する蓄熱装置が備えられている場合、前記電力消費地点に設置された制御装置、前記通知部による通知に基づいて、前記蓄電装置による蓄電量、前記蓄熱装置による蓄熱量を制御するように構成されてもよい。
【００２０】
上述までの分散型発電装置として、太陽光発電装置または風力発電装置が例示できる。予測部による予測のために使用される気象情報としては、太陽発電装置の場合には、日照時間、気温、風速等が挙げられ、風力発電装置の場合には、風速や風向き等が挙げられる。また、電力消費地点に設置された燃料電池またはガスエンジン発電装置も、上述の分散型発電装置とすることができる。燃料電池またはガスエンジン発電装置は気象条件による発電電力量の変化は大きくないが、電力消費地点に設置されることにより、気象情報による該電力消費地点において予測される消費電力量に応じて出力を変動させることで、当該消費地点の電力潮流を制御することができる。
【００２１】
次に、第２に発明にかかる電力供給システムにおいては、分散型発電装置の設置地点での気象情報を利用することで、当該分散型発電装置の発電量を予測し、電力消費地点での気象情報を利用することで、当該電力消費地点での消費電力量を予測し、前記分散型発電装置の発電電力量と電力系統全体の電力消費量の予測結果に基づいて電力系統の主たる電力供給源の調整能力を推測する構成とした。
【００２２】
詳細には、本発明は主となる電力供給源を有する電力系統において、該電力供給源から電力消費が行われる複数の電力消費地点に電力を供給するとともに、電力系統に分散的に設けられ且つ発電出力を遠方集中拠点から任意に制御できない分散型発電装置で発電された電力の一部又は全部を、該電力系統側で回収可能な電力供給システムであって、所定の将来時期における気象情報に基づいて、電力系統全体の電力消費量を予測し、所定の将来時期における前記分散型発電装置の設置地点での気象情報に基づいて、該分散型発電装置による発電電力量を予測する予測部と、前記予測部によって推測された電力系統全体の電力消費量と、前記予測部によって推測された前記分散型発電装置の発電電力量に基づいて、前記所定の将来時期において、前記主となる電力供給源を調整することで、需要と供給を一致させることによる正常な電力供給が実行可能か否かを判断する供給判断部と、を備える。
【００２３】
本発明に係る電力供給システムは、分散型発電装置の発電電力量が大きくなった場合に、主となる電力供給源の調整余力がなくなり、電力系統全体の周波数が上昇することを防ぐことができる。
【００２４】
電力系統においては、周波数を一定に保つために、電力系統全体の電力需要と電力供給は常に一致する必要がある。そのため、電力需要の変化や、分散型発電装置等の遠方集中拠点から任意に制御できない発電装置による発電電力の変動に応じ、火力発電所や水力発電所といった主となる電力供給源の発電電力を調整することにより、電力需要と電力供給を一致させる制御が行われている。
【００２５】
主となる電力供給源である発電所は、予想される電力系統全体の最大需要電力に対応可能な発電力を確保できる台数の発電機が運転され、出力の増減にる調整が行われるが、これらの発電機はある一定出力以下では運転することができない。このため、調整可能な範囲はある程度限られる。
【００２６】
ここで、前記分散型発電装置による発電電力が非常に大きい場合、主な電力供給源の出力を抑制することにより調整が行われるが、主な電力供給源をさらに抑制することが可能な調整余力が小さくなることが考えられる。前記分散型発電装置による発電電力がさらに大きくなった場合、主な電力供給源を可能な限り抑制しても、電力需要と電力供給を一致させることが困難となる。このため、分散型発電装置による逆潮流の程度を一定の範囲内に収めるのが好ましい。そこで、本発明に係るシステムには、上記予測部および上記供給判定部が備えられることで、主な電力供給源の調整力を確保し、電力系統の電力品質の維持が図られる。
【００２７】
予測部は、電力消費地点に関する気象情報に基づいて、そこでの消費電力量を予測し、各電力消費地点の消費電力量の予測を合計することにより、電力系統全体の電力消費量を予測し、また分散型発電装置の設置地点に関する気象情報に基づいて分散型発電装置の発電電力量を予測する。
【００２８】
そして、供給判定部は予測部によって予測された結果に従って所定の将来時期の主な電力供給源の調整力を推測する。この推測結果に基づいて所定の将来時期における適正な電力供給が可能か否かを判断する。
【００２９】
供給判断部によって正常な電力供給が可能でないと判断された場合、通知部による通知が行われる。この通知は電力供給システムから電力系統に含まれる電力消費地点または分散型発電装置の設置地点に対して行われるものであり、通知の内容は、当該電力消費地点での電力消費の促進、もしくは分散型発電装置による発電抑制である。この電力消費促進または分散型発電装置による発電抑制により、主たる電力供給源の抑制可能な調整能力を確保することが可能となる。
【００３０】
ここで、上記の電力供給システムによって電力が供給される前記分散型発電装置の制御装置に着目する。前記分散型発電装置の設置地点に、前記分散型発電装置によって発電された電力を蓄電する蓄電装置、又は該発電電力によって生成される熱エネルギーを蓄熱する蓄熱装置が備えられている場合、前記分散型発電装置の制御装置、前記通知部による通知に基づいて、前記分散型発電装置による発電電力量、前記蓄電装置による蓄電量、前記蓄熱装置による蓄熱量を制御するように構成されてもよい。すなわち、当該制御装置は、通知部による通知を基に、分散型発電装置による発電電力量を抑制したり、蓄電装置や蓄熱装置の稼働を制御したりすることで、当該分散型発電装置から電力系統への逆潮流を抑制することが可能となる。
【００３１】
また、上記の電力供給システムによって電力が供給される前記電力消費地点に設置された制御装置について、前記電力消費地点に、電力を蓄電する蓄電装置、又は熱エネルギーを蓄熱する蓄熱装置が備えられている場合、前記電力消費地点に設置された制御装置、前記通知部による通知に基づいて、前記蓄電装置による蓄電量、前記蓄熱装置による蓄熱量を制御するように構成されてもよい。
【発明の効果】
【００３２】
分散型発電装置を備える電力系統において、逆潮流による電力系統への悪影響を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る電力供給システムを有する電力系統の概略構成図である。
【図２】本発明に係る電力供給システムの機能ブロックを示す図である。
【図３】図２に示す電力システムにおいて実行される、第１の実施形態のフローチャートである。
【図４】図２に示す電力システムにおいて実行される、第２の実施形態のフローチャートである。
【図５】図１に示す電力系統に含まれる複数の電力消費地点の地理的情報に関するデータベースを示す図である。
【図６】図１に示す電力系統に含まれる複数の電力消費地点に設置された太陽光発電装置の発電電力と日照量に関する図である。
【図７】図１に示す電力系統に含まれる複数の電力消費地点の太陽光発電装置の発電低下に関する図である。
【図８】図１に示す電力系統に含まれる複数の電力消費地点における消費電力量に関する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明に係る電力供給システムの実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００３５】
図１は、主となる電力供給源となる火力発電所１から供給される電力を、途中の変電所２を介して、家庭や工場等の電力消費地点に供給するための電力系統の構成を簡略に示している。図示されている電力系統には、電力供給源として火力発電所１のみが記載されているが、その他に原子力発電所や水力発電所が含まれても構わない。そして、この火力発電所１からの電力は、まず配電用の変電所２に送られ、そこから各電力消費地点または分散型発電装置の設置地点である１０、１２、１４、１６に供給される。
【００３６】
詳細には、分散型発電装置の設置地点１０と変電所２は送電線３でつながれており、変電所２からの送電圧が変圧器３ａによって、分散型発電装置として設置された風力発電装置１１と接続されている。ここで、分散型発電装置の設置地点１０には風力発電装置１１で発電した電力を蓄電するバッテリ１１ｃが設けられている。この風力発電装置１１およびバッテリ１１ｃはその制御装置１１ａによって発電および蓄電が制御され、発電した電力を、火力発電所１を起点とする電力系統側に回収させている。なお、この設置地点１０には電力を消費する負荷は設置されていない。
【００３７】
同様に、電力消費地点１２と変電所２は送電線４でつながれており、変電所２からの送電圧が変圧器４ａによって１０５Ｖに変換された後に、電力消費地点１２での負荷１２ａの駆動のために電力供給が行われる。ここで、電力消費地点１２には、当該地点での負荷１２ａの駆動を補助するために、分散型発電装置として太陽光発電装置１３が設置されている。この太陽光発電装置１３はその制御装置１３ａによって発電が制御され、発電した電力を電力消費地点１２での電力消費に供給することで、火力発電所１を起点とする電力系統から供給される電力量を抑制することが可能となるとともに、場合によっては、余剰電力を電力系統側に逆潮流させることで発電電力の効率的な利用を図る。
【００３８】
また、電力消費地点１４、１６については、送電線５によって変電所２と変圧器５ａまでがつながれており、該変圧器５ａによって送電圧が１０５Ｖに変換された後に分岐して、電力消費地点１４が送電線５ｃによって電力供給を受け、電力消費地点１６が送電線５ｂによって電力供給を受ける。そして、電力消費地点１４には、当該地点での負荷１４ａの駆動を補助するために、分散型発電装置として太陽光発電装置１５が設置されている。この太陽光発電装置１５はその制御装置１５ａによって発電が制御され、発電した電力を電力消費地点１４での負荷１４ａによる電力消費に供給することで、火力発電所１を起点とする電力系統から供給される電力量を抑制することが可能となるとともに、場合によっては、余剰電力を電力系統側に逆潮流させることができる。なお、電力消費地点１６については負荷１６ａおよびバッテリ１７ｃがあり、分散型発電装置は設置されていない。ここで、電力消費地点１４には、電力を蓄電するバッテリ１５ｃと、温水を貯湯するタンク１５ｄが設けられ、電力消費地点１６には、バッテリ１７ｃが設けられている。これらのバッテリ１５ｃ、１７ｃおよびタンク１５ｄへの蓄電、貯湯は、制御装置１５ａ、１７ａによって制御される。なお、図１には図示を省略しているが、その他の電力消費地点１２にもバッテリを設置してもよい。
【００３９】
このように図１に示す電力系統では、分散的に、自然エネルギーを元に発電を行う発電装置が設置されることで、電力系統からの電力供給を可及的に抑制することが可能となる
一方で、各分散型発電装置からの逆潮流により余剰電力を電力系統全体で効率的に利用することが可能となる。
【００４０】
分散型発電装置から電力系統への逆潮流が実行されると、その結果として電力系統での供給電圧が、過電圧状態となり得る。この過電圧状態は、電力機器に様々な悪影響を与えることから、各電力消費地点において発電電力を逆潮流させようとするときに過電圧状態に至ると判断すれば、その逆潮流を行わせないようにする必要がある。
【００４１】
そこで、逆潮流による電力系統での過電圧状態を適切に回避するために、図１に示す変電所２に設けられた該変電所２の制御装置２ａによる、各分散型発電装置の設置地点および各電力消費地点からの逆潮流の管理に関する処理が行われる。この制御装置２ａによる処理が、本発明の第１の実施形態に係る電力供給システムを形成することになる。なお、図１では図示を省略しているが、変電所２の制御装置２ａは、各分散型発電装置の設置箇所または各電力消費地点に設けられた制御装置１１ａ、１３ａ、１５ａ、１７ａとネットワーク３０（図２を参照）を介して接続されている。そこで、図２に、代表的に変電所２の制御装置２ａと太陽光発電装置１５の制御装置１５ａとの相関を機能ブロック図で示すとともに、本発明に係る電力供給システムに言及する。
【００４２】
制御装置２ａには、各電力消費地点および各分散型発電装置の設置地点の潮流に関する処理用の機能ブロックとして、気象情報取得部２０、予測部２１、電圧分布推測部２２、供給判断部２３、通知部２４が形成されるとともに、これらの機能ブロックがアクセス可能に設定されるデータベースとして、地理関連データベース２５と電力消費・発電関連データベースが形成されている。なお、これらの機能部は制御装置２ａを構成するＣＰＵやメモリによって実行されるプログラムで形成され、また上記データベースは、制御装置２ａに備えられるハードディスク等の記録装置内に格納、形成されている。
【００４３】
一方で、電力消費地点１４に設置された太陽光発電装置１５の制御装置１５ａには、上記制御装置２ａによる潮流に関する処理に対応するための機能ブロックとして、通知受信部４０、料金表示部４１、蓄電・蓄熱制御部４２、バッテリ充電部４３、貯湯タンク制御部４４が形成されている。なお、これらの機能部は制御装置１５ａを構成するＣＰＵやメモリによって実行されるプログラムで形成される。また、図２は太陽光発電装置１５については代表的に示したものであり、同様の機能部を他の制御装置１１ａ、１３ａ、１７ａも有している。
【００４４】
ここで、制御装置２ａについて詳細に説明する。気象情報取得部２０は、変電所２が電力供給を管轄する電力消費地点および分散型発電装置の設置地点の地域に関する気象情報、特に、以下で説明する電力系統の電圧分布を推測する日時（本発明に係る「所定の将来時期」に相当。）の気象情報（予報に関する情報）をネットワークを介して取得する。本発明においては、「翌日」の気象情報を取得するものとし、その情報の取得先は、例えば気象庁のデータベースとする。また取得する気象情報は、気温、雨量、風速、日照、および晴れ、曇り、雨に区分される「天候」に関する情報等であり、更には電力消費地点１４に設置された太陽光発電装置１５の発電や該電力消費地点での電力消費に関連する情報である。次に、予測部２１は、気象情報取得部２０によって取得された気象情報に基づいて、「翌日」の電力消費地点１４での消費電力量と、太陽光発電装置１５による発電電力量とを予測する。
【００４５】
また電圧分布推測部２２は、予測部２１が予測した消費電力量と発電電力量から、電力消費地点１４において逆潮流がどの程度生じるか推測する。さらに、この逆潮流の推測を、電力系統が管轄する全ての分散型発電装置の設置地点および電力消費地点に対して行うことで、該電力系統における逆潮流に起因した過電圧状態の分布である電圧分布を推測す
る。次に、供給判断部２３は、電圧分布推測部２２の推測結果に従って、推測された電圧分布が所定の電圧の範囲に収まっているか否かを判断する。次に、通知部２４は、供給判断部２３が通常の適正な電力供給が実施できないと判断したときに、電力系統が管轄する電力消費地点に対して、「翌日」の消費電力量（電力消費地点１４の場合は、当該電力消費地点での消費電力量）を増加させるか、またはそこに設置される分散型発電装置（電力消費地点１４の場合は、太陽光発電装置１５）による発電電力量を抑制するように、そこに設置される制御装置（電力消費地点１４の場合は、制御装置１５ａ）に通知を行う。なお、設置地点１０のように負荷が存在しない場合には、当該設置地点に設置された分散型発電装置による発電電力量の抑制を促す通知のみが行われる。
【００４６】
また、上述のように、制御装置２ａには、地理関連データベース２５と電力消費・発電関連データベース２６の二つのデータベースが構成されている。地理関連データベース２５には、図５に示すように、各分散型発電装置および各電力消費地点が位置する地域名（例えば、所在都道府県名や所在市町村名等）と、それぞれの地点種類（電力消費地点、または分散型発電装置の設置地点の場合は発電タイプ）に関する情報が格納されている。また、電力消費・発電関連データベースには、各分散型発電装置の設置地点に設置された分散型発電装置の発電能力に関する情報と、各電力消費地点での消費電力量とそこの気象とを関連付けた情報が格納されている。この電力消費・発電関連データベースの具体例については後述する。そして上述した機能部は、これらのデータベースにアクセスが可能である。
【００４７】
次に、制御装置１５ａ側の機能部について説明する。通知受信部４０は、制御装置２ａの有する通知部２４からの通知を受信する。この通知受信部４０が通知を受信すると、料金表示部４１が、制御装置１５ａが設置されている電力消費地点１４のユーザに対して、発電電力量の抑制を促すための発電電力の買取料金を表示し、また蓄電・蓄熱制御部４２は、電力消費地点１４に設置されている太陽光発電装置１５によって発電された電力を、バッテリ充電部４３を介してバッテリ１５ｃに蓄電するとともに、該発電電力を利用して温水を生成しそれを貯湯タンク制御部４４を介してタンク１５ｄに貯湯することで、発電電力が電力系統側に逆潮流するのを抑制する。これにより、図１に示す電力系統での電圧分布状態を適正に維持する。
【００４８】
ここで、制御装置２ａによって形成される電力供給システムが実行する、適正な電圧分布状態での電力供給の制御について、図３に基づいて詳細に説明する。まず、Ｓ１０1 では、気象情報取得部２０によって気象情報の取得が行われる。具体的には、地理関連データベース２６に基づいて、各分散型発電装置および各電力消費地点が所在する地域の気象情報であって、当該地点での分散型発電装置による発電電力量や当該地点での電力消費に影響を与える気象情報の取得が行われる。本実施例では、各地点ごとのＳ１０１では、気温、降雨量、風向き、風速、日照量、および「天候」が取得される。Ｓ１０１の処理が終了すると、Ｓ１０２へ進む。
【００４９】
Ｓ１０２では、予測部２１による各分散型発電装置の設置地点での分散型発電装置による発電電力量および各電力消費地点での消費電力量が、Ｓ１０１で取得された気象情報に基づいて予測される。ここでは、代表して電力消費地点１４における上記発電電力量と消費電力量の予測について、図６、７、８に基づいて説明する。これらの図は、上記電力消費・発電関連データベース２６に格納されているデータを図式化したものである。電力消費地点１４には、太陽光発電装置１５が設置されており、該発電装置の発電電力量に大きく関連する気象パラメータは、日照量と気温と風速である。そこで、図６、７、８にはこれらの気象パラメータと太陽光発電装置１５の発電能力との相関が示されている。
【００５０】
図６は、日照量と太陽光発電装置１５の発電電力量との相関を、時間ごとに示している
。時間ごとに相関を示すのは、太陽の傾きによって太陽光発電装置１５への入射角が変化し、発電電力量が変化するからである。また、図６には示していないが、季節ごとに太陽の高度が変化することを踏まえて、日照量と発電電力量との相関を決定するのが好ましい。次に、図７は、風速と太陽光発電装置１５の発電効率との相関、および気温と太陽光発電装置１５の発電効率との相関を示している。このように、太陽光発電装置１５の発電電力量を予測するにあたり風速と気温を考慮するのは、太陽光発電装置１５の表面温度が上昇すると、発電電力量が低下していくことを踏まえたものである。したがって、太陽光発電装置１５の発電効率は、風速が高くなるに従って上昇し、気温が上昇するに従って低下する。以上より、予測部２１は、日照量に基づいて太陽光発電装置１５の基準となる発電電力量を算出し、それに図７に基づいて算出される発電効率（風速に準ずる効率と気温に準ずる効率とを掛け合わせた効率）を乗ずることで、最終的な太陽光発電装置１５の発電電力量として予測する。
【００５１】
また、図８は、各電力消費地点に対応した、月ごとの１日当たりの消費電力量を示している。そして、この消費電力量は、晴れ、曇り、雨という三種類の天候毎に区別して格納されている。ここで示される消費電力量は、各電力消費地点における、天候毎の過去の消費電力量の平均値である。以上より、予測部２１は、時期と天候に基づいて、太陽光発電装置１５が設置されている電力消費地点１４での消費電力量を予測する。たとえば、天候が晴れで且つ２月の場合の電力消費地点１４の消費電力量は、ｘ７と予測される。
【００５２】
上記においては、電力消費地点１４について説明したが、その他の分散型発電装置の設置地点および電力消費地点についても、本質的には同様に発電電力量と消費電力量が予測される。分散型発電装置の設置地点１０については、図５に示すように発電タイプが「風力１」に区分される風力発電装置１１が設置されていることから、当該発電装置の発電能力に関連する気象パラメータである風速と風向きとを踏まえて、その発電電力量を予測する。この風速と風向きと発電電力量との相関は、電力消費・発電関連データベースに格納されている。また、電力消費地点１２には図５に示すように、電力消費地点１４とは異なるタイプ（太陽光１）の太陽光発電装置１３が設置されている。そのため、図６や図７とは異なる発電電力量と気象パラメータとの相関に基づいて、その発電電力量を予測することになるが、使用するパラメータは同様に日照量、風速、気温であり、それらと発電電力量との相関も、電力消費・発電関連データベースに格納されている。なお、電力消費地点１６については、分散型発電装置は設置されていないため、消費電力量の予測のみを行えばよい。
【００５３】
ここで、図３に示す電力供給処理に戻ると、Ｓ１０２の処理が終了するとＳ１０３へ進む。Ｓ１０３では、電圧分布推測部２２が、Ｓ１０２で予測した各分散型発電装置の設置地点および各電力消費地点での発電電力量と消費電力量とに従って、電力系統での電圧分布を予測する。電圧の推測方法としては、解析計算による方法と、過去の実績をデータベース化し、データベース内で最も類似した潮流状況における電圧分布を適用する方法とが考えられる。Ｓ１０３の処理が終了すると、Ｓ１０４へ進む。Ｓ１０４では、Ｓ１０３で推測された電力系統の電圧分布に基づいて、電力系統における電力供給が正常に行えるか否かが、供給判断部２３によって判断される。具体的には、推測された電圧分布における電力系統の各箇所の電圧値が、予め想定されている正常な電力供給が可能な範囲に収まっているか否かを基準として、上記判断が行われる。このとき、図１には図示されていないが、電力系統に含まれる電圧調整装置（負荷時タップ切換器付変圧器、電力用コンデンサ、リアクトル等）による電圧調整能力を考慮して、上記判断を行ってもよい。たとえば、変電所２に電力用コンデンサが存在している場合、その調整能力を考慮して、電力消費地点１４、１６に対して正常な電力供給が行えるか否かの判断を行うことができる。
【００５４】
Ｓ１０４において肯定判断されるとＳ１０５へ進み、否定判断されるとＳ１０６へ進む
。Ｓ１０５では、通知部２４による通知は行われず、一方で、Ｓ１０６では、通知部２４による通知が行われる。ここで、通知部２４による通知は、各電力消費地点での消費電力量を増加させるか、各分散型発電装置の設置地点からの逆潮流を抑制するための通知である。
【００５５】
このように通知部２４による通知が行われた場合、各分散型発電装置の設置地点および各電力消費地点では、通知受信部４０によって受信が行われる。そして、料金表示部４１によって、当該通知に含まれている情報のうち、電力系統への逆潮流による買取料金に関する情報を利用して、分散型発電装置の設置地点のユーザに対して予測された「翌日」の買取料金の表示が行われる。具体的には、当該通知には、「通常の買取料金よりも低い買取料金」となる情報が含まれており、その結果、分散型発電装置の設置地点のユーザに対しては、「通常より低額の買取料金」が提示されることになる。そのため、ユーザにおいては、発電電力を電力系統側に売電しても所望の利益を得ることができず、自己で発電電力を消費したり、発電電力を貯蔵しようとするインセンティブが働くことになり、各分散型発電装置の設置地点から電力系統への逆潮流の程度を軽減させることができる。
【００５６】
また、通知受信部４０が通知を受信すると、蓄電・蓄熱制御部４２が、自動的にもしくはユーザの確認を取った上で、バッテリ充電部４３を介してバッテリ１５ｃに蓄電したり、電力により温水を生成し、それを貯湯タンク制御部４４を介してタンク１５ｄに貯湯したりするように構成してもよい。この結果、各電力消費地点での消費電力を増やすことにより全体として電力系統への逆潮流の程度を軽減させることができる。
【００５７】
以上のように、図３に示す電力供給処理を行うことで、電力系統における逆潮流に起因した過電圧状態の形成を可及的に回避することが可能となる。
【００５８】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。電力系統全体の電力供給の観点に立つと、電力系統の主たる電力源の発電は、各消費地点での消費電力量と均衡を保てるように実行される。これは、供給電力と消費電力が不均衡な状態になると、周波数が一定に保てなくなり、電力品質の低下を招いてしまうからである。
【００５９】
分散型発電装置の出力は、一般に遠方集中拠点から任意の制御はできない。そのため、分散型発電装置の出力が変動する際には、主たる電力源の出力を制御することにより消費電力量と発電電力量の均衡をとることが行われている。ここで、前記分散型発電装置の発電電力量が非常に大きくなると、主たる電力源の出力を抑制する余地が小さくなり、電力需要と電力供給の均衡を保つことが難しくなることがあり得る。
【００６０】
そこで、逆潮流を起因とする、主たる電力源の調整余力低下を回避するために、図１に示す変電所２に設けられた該変電所２の制御装置２ａによる、各分散型発電装置の設置地点および各電力消費地点からの逆潮流の管理に関する処理が行われる。この制御装置２ａによる処理が、本発明の第２の実施形態に係る電力供給システムを形成することになる。そこで、図２に、代表的に変電所２の制御装置２ａと太陽光発電装置１５の制御装置１５ａとの相関を機能ブロック図で示すとともに、本発明に係る電力供給システムに言及する。
【００６１】
制御装置２ａには、各分散型発電装置の設置地点からの逆潮流に関する処理用の機能ブロックとして、気象情報取得部２０、予測部２１、供給判断部２３、通知部２４が形成されるとともに、これらの機能ブロックがアクセス可能に設定されるデータベースとして、地理関連データベース２５と電力消費・発電関連データベースが形成されている。なお、これらの機能部は制御装置２ａを構成するＣＰＵやメモリによって実行されるプログラムで形成され、また上記データベースは、制御装置２ａに備えられるハードディスク等の記
録装置内に格納、形成されている。
【００６２】
一方で、電力消費地点１４に設置された太陽光発電装置１５の制御装置１５ａには、上記制御装置２ａによる逆潮流に関する処理に対応するための機能ブロックとして、通知受信部４０、料金表示部４１、蓄電・蓄熱制御部４２、バッテリ充電部４３、貯湯タンク制御部４４が形成されている。なお、これらの機能部は制御装置１５ａを構成するＣＰＵやメモリによって実行されるプログラムで形成される。また、図２は太陽光発電装置１５については代表的に示したものであり、同様の機能部を他の制御装置１１ａ、１３ａ、１７ａも有している。
【００６３】
ここで、制御装置２ａについて詳細に説明する。気象情報取得部２０は、全ての電力消費地点および分散型発電装置の設置地点の地域に関する気象情報、特に、以下で説明する電力系統の電圧分布を推測する日時（本発明に係る「所定の将来時期」に相当。）の気象情報（予報に関する情報）をネットワークを介して取得する。本発明においては、「翌日」の気象情報を取得するものとし、その情報の取得先は、例えば気象庁のデータベースとする。また取得する気象情報は、気温、雨量、風速、日照、および晴れ、曇り、雨に区分される「天候」に関する情報等である。次に、予測部２１は、気象情報取得部２０によって取得された気象情報に基づいて、「翌日」の各電力消費地点での消費電力量を予測し、電力系統全体の消費電力量を予測する。また、同時に予測部２１は、気象情報取得部２０によって取得された気象情報に基づいて、各分散型発電装置の発電電力量を予測する。
【００６４】
次に、供給判定部２３は、前記電力系統全体の消費電力量の予測と、前記分散型発電装置の発電電力量に基づいて、主たる電力源の出力およびその調整余力を推測する。供給判定部は、推測された前記主たる電力源の調整余力が適正な値以上であるか否かを判断する。次に、通知部２４は、供給判断部２３が通常の適正な電力供給が実施できないと判断したときに、各電力消費地点に対して、「翌日」の消費電力量（電力消費地点１４の場合は、当該電力消費地点での消費電力量）を増加させるか、またはそこに設置される分散型発電装置（電力消費地点１４の場合は、太陽光発電装置１５）による発電電力量を抑制するように、そこに設置される制御装置（電力消費地点１４の場合は、制御装置１５ａ）に通知を行う。なお、設置地点１０のように負荷が存在しない場合には、当該設置地点に設置された分散型発電装置による発電電力量の抑制を促す通知のみが行われる。
【００６５】
次に、制御装置１５ａ側の機能部について説明する。通知受信部４０は、制御装置２ａの有する通知部２４からの通知を受信する。この通知受信部４０が通知を受信すると、料金表示部４１が、制御装置１５ａが設置されている電力消費地点１４のユーザに対して、発電電力量の抑制を促すための発電電力の買取料金を表示し、また蓄電・蓄熱制御部４２は、電力消費地点１４に設置されている太陽光発電装置１５によって発電された電力を、バッテリ充電部４３を介してバッテリ１５ｃに蓄電するとともに、該発電電力を利用して温水を生成しそれを貯湯タンク制御部４４を介してタンク１５ｄに貯湯することで、発電電力が電力系統側に逆潮流するのを抑制する。これにより、主たる電力源の抑制余力を適正な範囲に維持する。
【００６６】
ここで、制御装置２ａによって形成される電力供給システムが実行する制御について、図４に基づいて詳細に説明する。まず、Ｓ２０１では、気象情報取得部２０によって気象情報の取得が行われる。具体的には、地理関連データベース２６に基づいて、各分散型発電装置および各電力消費地点が所在する地域の気象情報であって、当該地点での分散型発電装置による発電電力量や当該地点での電力消費に影響を与える気象情報の取得が行われる。本実施例では、各地点ごとのＳ２０１では、気温、降雨量、風向き、風速、日照量、および「天候」が取得される。Ｓ２０１の処理が終了すると、Ｓ２０２へ進む。
【００６７】
Ｓ２０２では、予測部２１による各分散型発電装置の設置地点での分散型発電装置による発電電力量および各電力消費地点での消費電力量が、Ｓ１０１で取得された気象情報に基づいて予測される。Ｓ２０２の処理が終了すると、Ｓ２０４へ進む。
【００６８】
Ｓ２０４では、主たる電力源の調整余力が適正な値以上確保され、電力系統における電力供給が正常に行えるか否かが、供給判断部２３によって判断される。
【００６９】
主たる電力源は、翌日に予想される最大の消費電力に対しても、一定量以上の予備力を確保できるように運転台数が定められる。運転している主たる電力源である各発電機は、発電機ごとに可能な出力幅（例えば定格出力の３０％〜１００％）があり、その範囲内で出力調整が行われる。ここで、電力系統全体の消費電力量と、分散型発電装置の発電電力量の差が、主たる電力源に求められる発電電力量となるが、分散型発電装置の発電電力が大きい場合、運転している主たる電力源の可能な出力幅内での出力抑制ができない、あるいは残りの出力抑制する調整余力がある一定以下となる場合に、供給判断部２３は電力系統における電力供給が正常に行えない、と判断する。
【００７０】
Ｓ２０４において肯定判断されるとＳ２０５へ進み、否定判断されるとＳ２０６へ進む。Ｓ２０５では、通知部２４による通知は行われず、一方で、Ｓ２０６では、通知部２４による通知が行われる。ここで、通知部２４による通知は、各電力消費地点での消費電力量を増加させるか、各分散型発電装置の設置地点からの逆潮流を抑制するための通知である。
【００７１】
このように通知部２４による通知が行われた場合、各分散型発電装置の設置地点および各電力消費地点では、通知受信部４０によって受信が行われる。そして、料金表示部４１によって、当該通知に含まれている情報のうち、電力系統への逆潮流による買取料金に関する情報を利用して、分散型発電装置の設置地点のユーザに対して予測された「翌日」の買取料金の表示が行われる。具体的には、当該通知には、「通常の買取料金よりも低い買取料金」となる情報が含まれており、その結果、分散型発電装置の設置地点のユーザに対しては、「通常より低額の買取料金」が提示されることになる。そのため、ユーザにおいては、発電電力を電力系統側に売電しても所望の利益を得ることができず、自己で発電電力を消費したり、発電電力を貯蔵しようとするインセンティブが働くことになり、各分散型発電装置の設置地点から電力系統への逆潮流の程度を軽減させることができる。
【００７２】
また、通知受信部４０が通知を受信すると、蓄電・蓄熱制御部４２が、自動的にもしくはユーザの確認を取った上で、バッテリ充電部４３を介してバッテリ１５ｃに蓄電したり、電力により温水を生成し、それを貯湯タンク制御部４４を介してタンク１５ｄに貯湯したりするように構成してもよい。この結果、各電力消費地点での消費電力を増やすことにより全体として電力系統への逆潮流の程度を軽減させることができる。
【００７３】
以上のように図４に示す電力供給処理を行うことで、電力系統における逆潮流に起因した、主たる電力源の調整余力不足を回避することが可能となる。
【符号の説明】
【００７４】
１  火力発電所
２  変電所
１０、１２、１４、１６  電力消費地点
１１  風力発電装置（分散型発電装置）
１３、１５、１７  太陽光発電装置（分散型発電装置）
２ａ、１１ａ、１３ａ、１５ａ、１７ａ  制御装置
１５ｃ  バッテリ
１５ｄ  タンク
３０  ネットワーク
【図１】
2010233352.tif 000003
【図２】
2010233352.tif 000004
【図３】
2010233352.tif 000005
【図４】
2010233352.tif 000006
【図５】
2010233352.tif 000007
【図６】
2010233352.tif 000008
【図７】
2010233352.tif 000009
【図８】
2010233352.tif 000010