(57)【要約】【課題】電力系統側に蓄電装置を設けそれを制御することで、該電力系統の電圧状態を安定化させる電力供給システムを提供する。【解決手段】電力供給システムにおいて、電力系統に接続された複数台の蓄電装置と、系統周波数とエリア内の系統状態を検出する検出部と、複数台の蓄電装置のそれぞれと電力系統との間の電力送電効率に関する所定のパラメータに基づいて決定された、電力系統に接続される蓄電装置の制御順位に従って、検出部によって検出された系統状態に基づいて該複数台の蓄電装置を制御する第一制御部と、を備える。【選択図】図３
2010233353.tif 000002
【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から、電力供給の対象となるエリア内の負荷に電力を供給する電力供給システムであって、
前記電力系統に接続され、該電力系統を流れる電力を一時的に蓄電し又は該蓄電された電力を該電力系統に放電することで、該電力系統を介した前記負荷への電力供給又は該電力系統からの電力の蓄電を制御可能な複数台の蓄電装置と、
前記エリア内の系統状態である、送電設備の過負荷状況、電圧状況および前記電力系統の周波数を検出する検出部と、
前記複数台の蓄電装置のそれぞれと前記電力系統との間の電力送電効率に関する所定のパラメータに基づいて決定された、前記電力系統に接続される蓄電装置の制御順位に従って、前記検出部によって検出された系統状態に基づいて該複数台の蓄電装置を制御する第一制御部と、
を備える、電力供給システム。
【請求項２】
前記電力供給システムにおいては、前記電力系統が電力を供給する全エリアが複数のサブエリアに分割され、且つ該複数のサブエリアのうち少なくとも一つのサブエリアには、前記複数の蓄電装置のうち二台以上の蓄電装置が設置されており、
前記第一制御部は、前記一つのサブエリア内の電圧状態が過電圧または不足電圧であるとき、あるいは前記一つのサブエリア内の送電設備が過負荷状態であるときは、該一つのサブエリアに設置された二台以上の蓄電装置の制御順位に従って、該二台以上の蓄電装置を制御する、
請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記電力系統による電力供給の対象となるエリアには、前記電力供給源から独立して発電し該エリア内の負荷に対して該電力系統を介さずに電力供給が可能であって、且つ該発電した電力の一部又は全部を前記電力系統側に逆潮流可能な複数台の分散型発電装置が設けられ、
前記電力供給システムは、
前記複数台の分散型発電装置について、それぞれの分散型発電装置の前記電力系統に対する接続状態を遮断し該分散型発電装置から該電力系統への逆潮流を不可能とさせる遮断と、
前記検出部によって検出された系統状態により、前記複数台の分散型発電装置のそれぞれから前記電力系統への電力の逆潮流に関する所定のパラメータに基づいて決定された、前記遮断部によって前記電力系統から遮断される分散型発電装置の遮断順位に従って、該複数台の分散型発電装置と該電力系統との接続を遮断する第二制御部と、
を更に備える、請求項１又は請求項２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記電力供給システムにおいては、前記電力系統が電力を供給する全エリアが複数のサブエリアに分割され、且つ該複数のサブエリアのうち少なくとも一つのサブエリアに前記複数台の分散型発電装置のうち二台以上の分散型発電装置が設置されており、
前記第二制御部は、前記一つのサブエリア内の電圧状態が過電圧であるとき、または前記一つのサブエリア内の送電設備が過負荷状態であるときは、該一つのサブエリア内の前記二台以上の分散型発電装置の遮断順位に従って、該二台以上の分散型発電装置と該電力系統との遮断を制御する、
請求項３に記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記第一制御部は、前記蓄電装置と前記電力系統との間での送電損失状態、もしくは該蓄電装置の蓄電効率に基づいて、該蓄電装置の制御順位を決定し、該決定された制御順位に従って該蓄電装置を制御する、
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記第二制御部は、前記分散型発電装置の発電効率、もしくは該分散型発電装置による発電に関するコストに基づいて、該分散型発電装置の遮断順位を決定し、該決定された遮断順位に従って該分散型発電装置と該電力系統との接続を制御する、
請求項３又は請求項４に記載の電力供給システム。
【請求項７】
電力系統の主となる電力供給源と、前記電力系統に接続され、該電力系統を流れる電力を一時的に蓄電し又は該蓄電された電力を該電力系統に放電することで、該電力系統を介した前記負荷への電力供給又は該電力系統からの電力の蓄電を制御可能な複数台の蓄電装置と、を有する電力系統から、電力供給の対象となるエリア内の負荷に電力を供給する方法であって、
前記エリア内の系統状態である、送電設備の過負荷状況、電圧状況および前記電力系統の周波数を検出するステップと、
前記複数台の蓄電装置のそれぞれと前記電力系統との間の電力送電効率に関する所定のパラメータに基づいて、前記蓄電装置と前記電力系統との間で電力の授受を可能とするための制御の順位を決定するステップと、
前記決定された蓄電装置の制御順位に従って、前記検出された系統状態に基づいて前記複数台の蓄電装置を制御するステップと、
を含む、電力供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統側に蓄電装置を備えることで負荷に対する供給電力量を制御可能な電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地球環境を考慮した低炭素社会の実現に向けて、太陽光発電等を用いた大量の再生可能エネルギーが従来の電力系統へ導入されることが検討されている。ここで、このような再生可能エネルギーは、天候等の自然条件に応じてその出力（発電量）が時々刻々と変動するため、電力系統において再生可能エネルギーが多く利用されるほど、該電力系統における電圧変動や周波数変動を引き起こす可能性が高くなる。そのため、再生可能エネルギーが大量に導入され、電力系統の潮流状況や周波数状況に応じ適正な発電量の制御が行えない場合は、電力系統における電圧品質が低下してしまう。
【０００３】
このような問題点を鑑み、電力系統に導入される再生可能エネルギーの量が増加しても電力系統に流れる電力の安定化、平準化を図るために、負荷が存在する需要家側に蓄電装置を設置し、その蓄電量を電力系統側からオンラインで制御する技術が開示されている（たとえば、特許文献１〜３を参照。）。これらの技術では、個々の需要家側に設けられた蓄電装置を電力系統側から集中的に制御することで、効率的な電圧制御を図ろうとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−９４６４８号公報
【特許文献２】特開２００８−６７４６９号公報
【特許文献３】特開２００１−３７０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
供給エリア内の負荷に対する電力系統からの電力供給は、電気エネルギーが基本的には蓄積することができないエネルギーであることを考慮して、負荷による需要量に対応させて供給量を時々刻々変化させる必要がある。需要量と供給量にアンバランスがおこると周波数の変動により電力の品質が低下してしまうからである。また、昨今の環境意識の高まりから、電力系統からの電力供給とは独立して負荷に対して電力を供給可能な分散型発電装置、例えば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の普及が求められている。これにより電力系統から供給すべき電力量が低減され電力系統での発電の際に生じる環境負荷を低く抑えることが可能となるが、一方で、そのような分散型発電装置による発電電力の変動が大きくなると、電力系統の主となる発電装置（火力発電所や原子力発電所等）からの供給電力とのバランスに不均衡が生じる要因となりうる。上述した、分散型発電装置の発電電力の変動に対応するために、変電所などに蓄電装置を大量に導入し、分散型発電装置による余剰電力を吸収するなどの制御を行うことが考えられるが、この大量に導入された蓄電池を、どの様に運用・制御するかという課題がある。
【０００６】
一方、電力系統内での系統異常として、送電線や変圧器といった送電設備の過負荷や、系統電圧の過剰な上昇や下降による過電圧や電圧降下といった現象がある。これら系統異常に対応するために、発電機の出力制御や、電力用コンデンサやリアクトルといった調相設備の制御が行われている。この場合の発電機の出力制御に関しても、電力系統に分散的に配置され大量に導入された蓄電装置を、制御対象の発電機ととらえ制御する技術につい
ても未だ開示されていない。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電力系統に複数の蓄電装置を設けそれを制御することで、該電力系統の周波数の安定、電圧の維持あるいは送電設備過負荷の防止により安定した電力供給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】
【０００８】
上記課題を解決すべく、本発明に係る電力供給システムにおいては、電力系統に接続された複数台の蓄電装置を設けるとともに、蓄電装置と電力系統との電力の授受を、所定のパラメータで決定される蓄電装置の制御順位に従って制御する構成とした。これにより、電力系統の状態を安定させるのに必要な蓄電装置を適切に制御することが可能となり、以て電力系統の品質を良好に保つことができる。
【０００９】
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から、電力供給の対象となるエリア内の負荷に電力を供給する電力供給システムであって、前記電力系統に接続され、該電力系統を流れる電力を一時的に蓄電し又は該蓄電された電力を該電力系統に放電することで、該電力系統を介した前記負荷への電力供給又は該電力系統からの電力の蓄電を制御可能な複数台の蓄電装置と、前記エリア内の系統状態である、送電設備の過負荷状況、電圧状況および前記電力系統の周波数を検出する検出部と、前記複数台の蓄電装置のそれぞれと前記電力系統との間の電力送電効率に関する所定のパラメータに基づいて決定された、前記電力系統に接続される蓄電装置の制御順位に従って、前記検出部によって検出された系統状態に基づいて該複数台の蓄電装置を制御する第一制御部と、を備える。
【００１０】
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負荷に供給される。ここで電力系統の周波数は、供給する電圧品質を良好に維持するためにも、電力の消費量に合わせて電力の供給量を制御することにより、一般には予め決められた範囲に収まることが求められる。そこで、上記電力供給システムを構成する電力系統においては、電力供給源から負荷に至るまでの途中において、蓄電および放電が可能な蓄電装置が設置されている。その結果、電力系統側において、換言すると負荷に電力が供給されるまでの過程において、該電力系統を流れる電力の蓄電、もしくは該電力系統への放電が可能となり、蓄電装置からの蓄電又は放電と、火力発電所などの主となる電力供給源の出力制御をあわせ、以て電力系統の周波数を適正な状態に維持する。
【００１１】
しかし、電力系統の周波数を適正に維持するには、電力系統と蓄電装置との間で行われる電力の授受を的確に制御しなければならず、逆に蓄電装置によって過剰な蓄電又は放電が行われてしまうと、かえって電力系統の電圧状態を悪化しかねない。そこで、上記電力供給システムでは、電力系統と蓄電装置との間で行われる電力の授受に関する制御が、第一制御部によって行われる構成が採用される。
【００１２】
第一制御部は、複数台設置された蓄電装置の制御順位、すなわち何れの順で優先的に蓄電装置の蓄電または放電を行うかに関する順位に従って、その複数台の蓄電装置を制御する。この制御順位は、蓄電装置と電力系統との間での電力の送電効率に関する所定のパラメータに基づいて決定されるファクターであり、予め決められていてもよく、また電力系統における様々な電気的状況に応じて随時変更されるものでもよい。このように該制御順位が上記所定のパラメータに基づいて決定されるのは、電力系統の電圧状態を適正に制御するに当たってその際に生じる電気的ロスを可及的に抑制し、以て経済的メリットや環境的メリットを生み出すためである。そして、第一制御部は、検出部によって検出された周波数状態に基づいてどの程度の電力の授受を蓄電装置と電力系統との間で行わなければならないか判断し、そして上記制御順位に従うことで電気的ロスを抑えながらその電力の授
受、すなわち蓄電装置による充電、放電を実現する。これにより、電力系統の周波数の安定化が図られることになる。
【００１３】
なお、上記制御順位について、前記第一制御部は、前記蓄電装置と前記電力系統との間での送電損失状態、もしくは該蓄電装置の蓄電効率に基づいて、該蓄電装置の制御順位を決定し、該決定された制御順位に従って該蓄電装置を制御してもよい。このように決定される制御順位を利用することで、上記電気的ロスの抑制の実現が図られる。
【００１４】
ここで、上記電力供給システムにおいて、前記電力系統が電力を供給する全エリアが複数のサブエリアに分割され、且つ該複数のサブエリアのうち少なくとも一つのサブエリアには、前記複数の蓄電装置のうち二台以上の蓄電装置が設置されている形態を考慮する。この場合、前記第一制御部は、前記一つのサブエリア内の電圧状態が過電圧または不足電圧状態であるとき、あるいは前記一つのサブエリア内の送電設備が過負荷状態であるときは、該一つのサブエリアに設置された二台以上の蓄電装置の制御順位に従って、該二台以上の蓄電装置を制御してもよい。
【００１５】
すなわち、電力系統から電力供給が為される全エリアを複数のサブエリアに分割し、上記第一制御部が、そのサブエリアごとに電圧状態または設備過負荷の有無を判断した上で蓄電装置出力の制御行うことで当該サブエリアの電圧状態を効率的に改善し、また送電設備の過負荷を解消することが可能となる。また、サブエリアを更に小さなエリアに分割する等して、階層的なエリア構成を採用してもよく、このような場合には、階層ごとに上記第一制御部による接続の制御を行えばよい。
【００１６】
上述までの電力供給システムにおいて、前記電力系統による電力供給の対象となるエリアには、前記電力供給源から独立して発電し該エリア内の負荷に対して該電力系統を介さずに電力供給が可能であって、且つ該発電した電力の一部又は全部を前記電力系統側に逆潮流可能な複数台の分散型発電装置が設けられてもよい。そして、この場合、前記電力供給システムは、前記複数台の分散型発電装置について、それぞれの分散型発電装置の前記電力系統に対する接続状態を遮断し該分散型発電装置から該電力系統への逆潮流を不可能とさせる遮断部と、前記検出部によって検出された系統状態により、前記複数台の分散型発電装置のそれぞれから前記電力系統への電力の逆潮流に関する所定のパラメータに基づいて決定された、前記遮断部によって前記電力系統から遮断される分散型発電装置の遮断順位に従って、該複数台の分散型発電装置と該電力系統との接続を遮断する第二制御部と、を更に備える。
【００１７】
この分散型発電装置は、例えば、設置された場所での自然エネルギー（例えば、太陽光や風力等）を元に発電が可能であり、その発電電力を当該地点で消費することで電力系統からの電力供給量を低減させることが可能となる。そして、場合によっては、当該地点で消費しきれず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、自己使用分の電力を賄うだけでなく、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場合がある。しかし、分散型発電装置の出力変動により、該分散型発電装置が設置されたエリアの電圧上昇や、電力系統全体の周波数変動といった悪影響を与えることがある。
【００１８】
そこで、上記電力供給システムでは、上記遮断部によって分散型発電装置と電力系統との間の接続状態が解消されると（言い換えると遮断状態が形成されると）分散型発電装置から電力系統への逆潮流は行えなくなる。そして、この分散型発電装置から電力系統への逆潮流の可否を、第二制御部が分散型発電装置の遮断順位に従って制御する。この遮断順位は、逆潮流に関する所定のパラメータに基づいて決定される。
【００１９】
分散型発電装置は、ユーザの利便を踏まえて、通常は電力系統と接続され、分散型発電装置で発生した余剰電力は電力系統に随時逆潮流が可能なように接続されているが、電力系統の周波数状態が一定範囲を超え上昇したとき、または該分散型発電装置が設置されたエリアの電圧状態が過電圧状態であるとき、この逆潮流が継続されることは電力系統の安定化のためには好ましくない。そこで、上記第二制御部による分散型発電装置と電力系統との遮断が行われることで、電力系統の周波数または電圧状態の適正化が図られる。また、当該遮断が上記遮断順位に従って行われるのは、逆潮流を遮断することによって電力系統側に生じる影響を踏まえてその遮断を実現するためである。これにより、電力系統への悪影響を可及的に回避しながら、電力系統の状態を改善することができる。
【００２０】
なお、前記第二制御部は、前記分散型発電装置の発電効率、もしくは該分散型発電装置による発電に関するコストに基づいて、該分散型発電装置の遮断順位を決定し、該決定された遮断順位に従って該分散型発電装置と該電力系統との接続を制御してもよい。これにより、電力系統への悪影響を可及的に抑えることができる。
【００２１】
また上記電力供給システムにおいて、前記電力系統が電力を供給する全エリアが複数のサブエリアに分割され、且つ該複数のサブエリアのうち少なくとも一つのサブエリアに前記複数台の分散型発電装置のうち二台以上の分散型発電装置が設置されてもよく、その場合、前記第二制御部は、前記一つのサブエリア内の電圧状態が過電圧であるとき、あるいは前記一つのサブエリア内の送電設備が過負荷状態であるときは、該一つのサブエリア内の前記二台以上の分散型発電装置の遮断順位に従って、該二台以上の分散型発電装置と該電力系統との遮断を制御する。
【００２２】
また、本発明を負荷に対して電力を供給する方法の側面から捉えることも可能である。すなわち、本発明は、電力系統の主となる電力供給源と、前記電力系統に接続され、該電力系統を流れる電力を一時的に蓄電し又は該蓄電された電力を該電力系統に放電することで、該電力系統を介した前記負荷への電力供給又は該電力系統からの電力の蓄電を制御可能な複数台の蓄電装置と、を有する電力系統から、電力供給の対象となるエリア内の負荷に電力を供給する方法であって、前記エリア内の系統状態である、送電設備の過負荷状況、電圧状況および前記電力系統の周波数を検出するステップと、前記複数台の蓄電装置のそれぞれと前記電力系統との間の電力送電効率に関する所定のパラメータに基づいて、前記蓄電装置と前記電力系統との間で電力の授受を可能とするための制御の順位を決定するステップと、前記決定された蓄電装置の制御順位に従って、前記検出された系統状態に基づいて前記複数台の蓄電装置を制御するステップと、を含む。このように電力供給方法の形態においても、電力系統の系統状態を良好に維持することが可能となる。
【００２３】
また、上述した技術的思想に基づいて、本発明を電力を供給するための制御装置、もしくは電力の供給制御を行うためのプログラムの側面から捉えることも可能である。
【発明の効果】
【００２４】
電力系統側に蓄電装置を設けそれを制御することで、該電力系統の系統状態を安定化させる電力供給システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【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１に示す電力供給システムにおいて実行される、該電力系統の系統状態を良好に維持するための第一の電量供給処理のフローチャートである。
【図４】図３に示す電力供給処理が行われる際の、蓄電装置の制御順位を示すリストである。
【図５】図１に示す電力供給システムにおいて実行される、該電力系統の電圧状態を良好に維持するための第一の電量供給処理のフローチャートである。
【図６】図５に示す電力供給処理が行われる際の、分散型発電装置を電力系統から遮断する順位を示すリストである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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】
【００２７】
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２〜４を介して、家庭や工場等の電力的負荷（以下、単に「負荷」という）に供給するための電力系統の構成を簡略に示している。なお、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、まず配電用の上流側の変電所２に送られ、そこから下流側の変電所３、４を経由して各負荷５〜９に供給される。
【００２８】
上流側変電所２は、下流側変電所３、４と送電線１１でそれぞれつながれている。そして、下流側変電所３からの送電圧が、送電線１２を介してそれぞれ変圧器５ａ、６ａ、７ａに送られ、そこで１０５Ｖに変換された後に負荷５、６、７に供給される。ここで、負荷５には、その負荷駆動を補助するために分散型発電装置として風力発電装置５ｂが設置されている。この風力発電装置５ｂはその制御装置によって発電が制御され、発電した電力を負荷５での電力消費に供給することで、原子力発電所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。そして、場合によっては、風力発電装置５ｂによる発電電力量が負荷５による消費電力量より多くなり、余剰電力が発生する。そのような場合には、余剰電力を電力系統側に回収させる、いわゆる逆潮流を生じさせることで、発電電力の効率的な利用を図る。また、負荷６および負荷７には、それぞれの負荷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６ｂ、７ｂが設置されている。この太陽光発電装置６ｂ、７ｂはその制御装置によって発電が制御され、発電した電力を負荷６、７での電力消費に供給することで、上記風力発電装置５ｂと同様に、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、これらの分散型発電装置は、固定的に電力系統に接続されているのではなく、状況に応じて分散型発電装置と電力系統とは遮断され、電力の逆潮流が不可能な状態にもでき、その詳細については後述する。
【００２９】
また、下流側変電所４からの送電圧は、送電線１３を介して変圧器８ａに送られそこで１０５Ｖに変換された後に、負荷８、９に供給される。そして、負荷８については、その負荷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８ｂが設置されている。太陽光発電装置８ｂについても上記太陽光発電装置６ｂ等と同じように、発電した余剰電力を電力系統側に逆潮流させることができるように制御装置によって制御され、更にはその電力の逆潮流が不可能なようにも制御できる。
【００３０】
このように、図１に示す電力系統では、下流側変電所を起点として該電力系統が電力を供給する全エリアが複数のサブエリアに分割されている。図１においては、全エリアが、下流側変電所３がカバーするサブエリアＡと下流側変電所４がカバーするサブエリアＢの二つに分割される。なお、サブエリアへの分割は本実施例では説明を簡便にするために二つとしているが、それ以上の数に分割してもよく、更に階層的に分割してもよい。
【００３１】
このように形成されるサブエリアには、それぞれを管轄する下流側変電所が存在するこ
とになり、そして各下流側変電所に、電力系統を流れる電力を一時的に蓄電し、またその蓄電された電力を電力系統に放電することが可能な蓄電装置（二次電池）が設置されている。すなわち、これらの蓄電装置は、電力系統において火力発電所１から各負荷に至るまでの途中に設置されており、この設置形態を「電力系統側に設置する」形態と称する。また、各下流側変電所にはそれぞれ複数台の蓄電装置が接続されているが（下流側変電所３には蓄電装置３ａ〜３ｎが、下流側変電所４には蓄電装置４ａ〜４ｎが設置されている）、各蓄電装置と電力系統との接続形態は、固定的に接続されるのではなく、接続および遮断が適宜制御される。この点については後述する。なお、蓄電装置は「電力系統側に設置する」形態に限らず、分散型発電装置または負荷と同地点に分散的に設置されてもよい。
【００３２】
このように図１に示す電力系統では、負荷９を除く各負荷に自然エネルギーを元に発電を行う発電装置が分散的に設置されることで、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。一方で、電力系統による電力供給の観点に立つと、電力系統の主たる電力源である火力発電所１の発電は、各電力消費地点での消費電力量の見込みと相応の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との関係が不均衡な状態になると、周波数が変動し電力の品質低下を招いてしまうからである。また、このような電力供給が行われているときに、各分散型発電装置によって生じた余剰電力が電力系統へ逆潮流されると、電力系統の電圧状態が、適正な範囲を超えた状態である過電圧状態となり得る。また、分散型発電装置からの逆潮流の影響が小さい場合であっても、電圧状態が過度に低い状態になる場合もある。このような不適正な電圧状態は、供給電圧の品質を低下させることになるため好ましいものではない。あるいは、負荷５、６、７が非常に重負荷となった場合、あるいは非常に軽負荷となり、かつ分散型発電装置５ｂ、６ｂ、７ｂからの発電電力が大きい場合、変電所３の変圧器または送電線１１に流れる電力が許容値を超え過負荷となるとことがある。送電設備の過負荷は、当該設備の劣化につながり、最悪の場合設備破壊に至ることから、早急に解消する必要がある。
【００３３】
そこで、電力系統の適正な状態の形成を図るために、図１に示す制御装置２ａによる、蓄電装置３ａ、４ａ等、および各負荷に設けられた分散型発電装置５ｂ等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、制御装置２ａは、各下流側変電所に設けられた蓄電装置の制御装置および各負荷に設けられた分散型発電装置の制御装置とネットワークを介して接続され、上記処理に必要な情報や指示を送受信することが可能となっている。そこで、図２に、上記処理のために制御装置２ａに形成される機能部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。
【００３４】
制御装置２ａには、各電力消費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、系統状態検出部２０、制御エリア決定部２１、制御量決定部２２、制御順位決定部２３、遮断順位決定部２４、蓄電装置制御部２５、分散型発電装置制御部２６が形成される。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ている。一方で、図示はしないが、下流側変電所３、４の制御装置内にはそれぞれに設置された蓄電装置による蓄電および放電を制御するための制御部が形成されており、該制御部が、過去のサブエリアごとの電力需要結果に基づいて現在必要とされる電力量を予測し、その予測量に応じて、蓄電装置による蓄電もしくは放電を行う。これにより、火力発電所から上流側変電所２を経由して送られてくる電力量が現在必要な電力量から外れていても、そのズレ量を蓄電装置である程度はカバーすることが可能である。また、各負荷に対応する分散型発電装置の制御装置内には、当該分散型発電装置によって発電された発電電力の負荷への供給や電力系統への逆潮流等を制御する制御部が形成されており、該制御部が、負荷からの電力需要に応じて発電電力を供給し、そこで余剰電力が生じればそれを電力系統に逆潮流させる。
【００３５】
ここで、制御装置２ａに形成される各機能部について説明する。系統状態検出部２０は、図１に示す電力系統における周波数を検出し、また電力供給を行う全エリアにおいて、その電圧状態および過負荷設備の有無を検出する。本実施例では、電力系統全体の周波数を検出し、また全エリアを構成する二つのサブエリアごとにその電圧状態および過負荷設備の有無を検出する。具体的には電力系統の周波数が一定範囲内であるか、また各サブエリアをカバーする下流側変電所の送電圧値が所定の適正な範囲を下回っているか、もしくは上回っているか、各サブエリアに過負荷設備が存在するか否かにもとづいて、適正な系統状態であるかを検出する。なお、適正な系統状態であるための周波数、送電圧、設備過負荷値の範囲は、サブエリアに存在する負荷や該サブエリア内に設けられた設備等を踏まえて事前に決められている。次に、制御エリア決定部２１は、系統状態検出部２０による検出結果を踏まえて、どのサブエリアが適正な状態から外れ、制御対象となるかを決定し、また制御量決定部２２が、当該検出結果を踏まえて制御対象となるサブエリアにおいてどの程度の電力を増減すべきなのか、その制御量を決定する。例えば、周波数が一定範囲を超えて上昇している場合には、対象は系統全体となり、適正な周波数となるまで、火力発電所１と分散型発電装置と蓄電池による電力供給を抑制する必要がある。また、対象となるサブエリアが過電圧状態である場合には、それが適正な電圧状態となるまで当該サブエリアの蓄電池による放電量の抑制または蓄電の実施、あるいは当該サブエリア内の分散型発電装置の出力抑制ないし遮断する必要があり、必要な電力量が制御量決定部２２によって決定される。
【００３６】
次に、制御順位決定部２３は、蓄電装置と電力系統との間での電力の授受を行うための該蓄電装置の制御順位を決定する。また、遮断順位決定部２４は、各負荷に設置されている分散型発電装置を電力系統から電気的に遮断する際に、その遮断する順位を決定する。ここでいう遮断とは、通常電力系統と電気的に接続され逆潮流が可能である分散型発電装置を、逆潮流が行えないように電気的に遮断することをいう。そして、蓄電装置制御部２５は、制御順位決定部２３によって決定された制御順位に従って、その対象となる蓄電装置と電力系統との間で電力の授受が実現できるようにする。また、分散型発電装置制御部２６は、遮断順位決定部２４によって決定された遮断順位に従って、その対象となる分散型発電装置を電力系統から遮断し、該分散型発電装置からの逆潮流が生じないようにする。
【００３７】
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、適正な系統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、
電力需要に基づいた電力供給が行われる。ここでは全エリアの電力需要量と電力供給量とが均衡がとれているか、すなわち、電力系統の周波数が一定範囲内であるかが判定される。ここでの判定は電力系統全体に関するものであり、各サブエリアに対応したものではない。Ｓ１０１の処理が終了すると、Ｓ１０２へ進む。
【００３８】
Ｓ１０２では、系統状態検出部２０が、サブエリアＡとサブエリアＢのそれぞれの現在の電圧状態および過負荷設備の有無を検出する。すなわち、サブエリアＡであれば、負荷５〜７による電力消費および分散型発電装置５ｂ〜７ｂによる逆潮流等が反映されたサブエリアＡ内での電圧および潮流状態が検出され、サブエリアＢであれば、負荷８、９による電力消費および分散型発電装置８ｂによる逆潮流等が反映されたサブエリアＢ内での電圧および潮流状態が検出される。その後、Ｓ１０３では、制御エリア決定部２１が、Ｓ１０２での検出結果に基づいて、どのサブエリアが電圧状態が適正な範囲から逸脱しているか、またはどのサブエリア内に過負荷設備があるかを判定し、制御を行わなければならないサブエリアを決定する。なお、本実施例では、Ｓ１０３において制御すべきエリアとしてサブエリアＡが決定されたものとして、以降の説明を進める。
【００３９】
そして、Ｓ１０４では、制御量決定部２２が、制御すべきサブエリアＡにおいて、その制御量を決定する。例えば、Ｓ１０２においてサブエリアＡが過電圧状態と検出されたとき、その過電圧の状態を適正な電圧状態にするために、サブエリアＡ内に供給される電力系統の電力をどの程度該サブエリアＡ内から取り除く必要があるかがＳ１０４で算出されることになる。ここで、取り除くべき電力量が大きくなるに従い、サブエリアＡに対応して設置されている電力系統側の蓄電装置は、より多くの放電量の抑制または蓄電を行う必要があることを意味する。Ｓ１０４の処理が終了すると、Ｓ１０５へ進む。
【００４０】
Ｓ１０５では、制御順位決定部２３が、制御すべきサブエリアＡに対応して設置されている電力系統側の複数台の蓄電装置のうち、どの蓄電装置を使用して該サブエリアＡの系統状態を制御すべきか制御の優先順位を決定する。このとき、この制御順位は、少なくとも蓄電装置と電力系統側の設備である下流側変電所３との間の送電効率に関するパラメータに基づいて決定される。例えば、蓄電装置と下流側変電所との間での送電損失が低い蓄電装置は優先的に放電出力が増加されるように制御順位が設定される。また、蓄電装置自体の特性としてその蓄電効率が高いほど、該蓄電装置は優先的に制御されるように制御順位が設定される。このように送電効率に関するパラメータを踏まえて制御順位が決定されるのは、制御すべきサブエリアＡに対応する電力系統の状態を制御するにあたって、その際に生じる電気的ロスを可及的に抑えるためである。また、制御順位を決定する際に送電効率以外のパラメータとして、蓄電装置の持つ電圧状態の調整能力（すなわち、蓄電装置が蓄電できる余裕量および蓄電装置が放電できる量）を踏まえることが好ましい。
【００４１】
ここで、図４に制御順位決定部２３が決定した制御順位をリストにして示す。なお、図４に示すリストでは、説明を簡便にするために、サブエリアＡに対応して設置された蓄電装置を三台（３ａ〜３ｃ）、サブエリアＢに対応して設置された蓄電装置を二台（４ａ、４ｂ）とし、また制御順位決定部２３は、これら五台の蓄電装置に対して制御順位を決定している。また、当該リストには、各蓄電装置が現時点で放電可能な量と蓄電可能な量も示されており、これが各蓄電装置による調整能力に相当する。本実施例では、制御順位決定部２３は、蓄電装置３ａ、４ａ、４ｂ、３ｂ、３ｃの順位に優先的に蓄電装置と電力系統とを接続すべきと判断している。したがって、Ｓ１０３で制御すべきサブエリアがサブエリアＡのみと判断されている本実施例では、蓄電装置３ａ、３ｂ、３ｃの順に電力系統との接続が行われることになる。Ｓ１０５の処理が終了すると、Ｓ１０６へ進む。
【００４２】
Ｓ１０６では、Ｓ１０５で決定された蓄電装置の制御順位に従って、Ｓ１０４で決定された制御量に基づいて蓄電装置の制御処理が行われる。例えば、サブエリアＡの電圧状態が過電圧状態で制御量が「１５」に相当する電力をサブエリアＡに対応する電力系統から取り除く必要がある場合には、制御順位に従って、蓄電装置３ａと３ｂとを制御し、両蓄電装置によって蓄電を実行させる。また、サブエリアＡの電圧状態が低電圧状態であれば、サブエリアに対応する電力系統に電量を供給するべく、すなわち蓄電装置から放電するべく、蓄電装置の制御が行われる。なお、蓄電装置による蓄電、放電の実行は、制御装置２ａから下流側変電所３に設けられた蓄電装置の制御装置に実行の指示が出され、その指示に従って制御装置内の制御部が実行する。Ｓ１０６の処理が終了すると、Ｓ１０７へ進み、そこで、制御の対象となっているサブエリアＡの系統状態が適正な状態となっているか否かが判定される。当該判定によって肯定判定されれば本処理は終了し、否定判定されればＳ１０４以降の処理が再び行われる。
【００４３】
このように、図３に示す処理によれば、制御順位に従うことで電力ロスを可及的に抑えながら、またサブエリアごとに電圧状態の制御を行うことで効率的に電圧状態を適正な状態に制御することが可能となる。
【００４４】
図３に示す処理より更に発展的な処理の例を図５に示す。図５に示す処理では、上述し
た蓄電装置の接続処理に加えて、分散型発電装置の遮断処理が行われる。そこで、図５に示す処理において、図３に示す処理と重複する部分については、同一の参照番号を付すことで、その詳細な説明は省略する。図５に示す処理において、Ｓ１０７で否定判定されるとＳ２０１へ進む。Ｓ２０１では、Ｓ１０７で正常な電圧状態ではないと判定されたサブエリアＡの電圧状態が過電圧状態であるか否か、エリアＡに過負荷設備があるか否かが判定される。ここで肯定判定されるとＳ２０２へ進み、否定判定されるとＳ１０４以降の処理が再び行われる。
【００４５】
Ｓ２０２では、遮断順位決定部２４が、電圧状態を制御すべきサブエリアＡに設置されている複数台の分散型発電装置のうち、どの分散型発電装置を使用して該サブエリアＡの系統状態を制御すべきかを決定するために、使用すべき分散型発電装置と電力系統との遮断の優先順位を決定する。このとき、この遮断順位は、少なくとも分散型発電装置からの電力の逆潮流に関するパラメータに基づいて決定される。例えば、分散型発電装置の発電効率が高いほど、電力系統に対する接続を遮断することによる逆潮流の低減効果が大きいため、そのような分散型発電装置は優先的に遮断されるように遮断順位が設定される。また、逆潮流が行えないように遮断することは負荷側から見ればせっかくの「売電」の機会を失うことになる。そのため、電力供給を行う電力系統側はその売電機会の逸失を補填するために賠償金を支払わなければならない場合がある。そのような場合には、賠償金が低く設定されている分散型発電装置の遮断順位を優先的に遮断される順位に設定することで、賠償金の支払額を抑制することもできる。
【００４６】
このようにして遮断順位決定部２４が決定した遮断順位を図６にリストにして示す。なお、遮断順位決定部２４は、サブエリアＡとサブエリアＢに設置された四台の分散型発電装置に対して遮断順位を決定している。また、当該リストには、各分散型発電装置が現時点で発電している電力量であって、いわば「遮断」を行うことで低減できる電力量である逆潮流低減量も示されている。本実施例では、遮断順位決定部２４は、分散型発電装置５ｂ、６ｂ、７ｂ、８ｂの順位に優先的に分散型発電装置を電力系統から遮断すべきと判断している。したがって、Ｓ１０３で制御すべきサブエリアがサブエリアＡのみと判断されている本実施例では、分散型発電装置５ｂ、６ｂ、７ｂの順に電力系統から遮断されることになる。Ｓ２０２の処理が終了すると、Ｓ２０３へ進む。
【００４７】
Ｓ２０３では、Ｓ２０２で決定された分散型発電装置の遮断順位に従って、Ｓ１０４で決定された制御量に基づいて電力系統から分散型発電装置の電気的な遮断処理が行われる。例えば、サブエリアＡの電圧状態が過電圧状態で制御量が「５」に相当する電力をサブエリアＡに対応する電力系統から取り除く必要がある場合には、遮断順位に従って、分散型発電装置５ｂのみを電力系統から遮断させる。なお、分散型発電装置は、蓄電装置と異なり電力系統から電力を蓄電することはできないため、サブエリアＡの電圧状態が低電圧状態であるときは（Ｓ２０１で否定判定された場合）、図３に示す処理と同様に、Ｓ１０４以降の処理が繰り返されることになる。
【００４８】
このように、図５に示す処理によれば、図３に示す処理に加えて、分散型発電装置の遮断処理を行うため、特にサブエリアにおいて過電圧状態が発生している場合には、その電圧状態をより速やかに適正な状態に戻すことが可能となる。
【符号の説明】
【００４９】
１  火力発電所
２  上流側変電所
２ａ  制御装置
３  下流側変電所
３ａ、３ｂ、３ｃ、４ａ、４ｂ  蓄電装置
５〜９  負荷
５ｂ  風力発電装置（分散型発電装置）
６ｂ、７ｂ、８ｂ  太陽光発電装置（分散型発電装置）
【図１】
2010233353.tif 000003
【図２】
2010233353.tif 000004
【図３】
2010233353.tif 000005
【図４】
2010233353.tif 000006
【図５】
2010233353.tif 000007
【図６】
2010233353.tif 000008