(57)【要約】【課題】各需要家のプライバシーを守りつつ、確実に逆潮流を防ぐとともにエネルギー効率の向上を図ることができる発電制御システムおよび発電制御方法を提供する。【解決手段】複数の需要家１０ａ、１０ｂ、１０ｃの各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃを制御する発電制御システム１Ａであって、複数の需要家１０ａ、１０ｂ、１０ｃの各々は、接続電線４ａ、４ｂ、４ｃと、複数の需要家１０ａ、１０ｂ、１０ｃの総消費電力から、各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃが出力し得る発電電力の合計値を正規化したときに自己の発電手段（例えば、３ａ）が出力し得る発電電力が合計値の中で占めるべき割合の逆数と自己の発電手段（例えば、３ａ）の発電電力との乗算値を減じた減算値を算出する算出手段５ａ、５ｂ、５ｃと、減算値が正になるように自己の発電手段（例えば、３ａ）の発電電力を制御する制御手段６ａ、６ｂ、６ｃと、を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の受電端を有する幹線および当該幹線から分岐した複数の分岐線からなる配電線を介して、発電手段を有する複数の需要家に一括して系統電力が供給されるコミュニティにおいて、前記複数の需要家の各発電手段を制御する発電制御システムであって、
前記複数の需要家の各々は、
自己の発電手段と前記幹線とを接続する接続電線と、
前記複数の需要家の総消費電力から、前記各発電手段が出力し得る発電電力の合計値を正規化したときに前記自己の発電手段が出力し得る発電電力が前記合計値の中で占めるべき割合の逆数と前記自己の発電手段の発電電力との乗算値を減じた減算値を算出する算出手段と、
前記減算値が正になるように前記自己の発電手段の発電電力を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする発電制御システム。
【請求項２】
単一の受電端を有する幹線および当該幹線から分岐した複数の分岐線からなる配電線を介して、発電手段を有する複数の需要家に一括して系統電力が供給され、かつ前記幹線に接続された蓄電手段から前記複数の需要家に一括して放電電力が供給されるコミュニティにおいて、前記複数の需要家の各発電手段を制御する発電制御システムであって、
前記複数の需要家の各々は、
自己の発電手段と前記幹線のうち前記蓄電手段の接続点よりも前記受電端側の部分とを接続する接続電線と、
前記蓄電手段が放電状態のときは、前記複数の需要家の総消費電力から、前記各発電手段が出力し得る発電電力の合計値を正規化したときに前記自己の発電手段が出力し得る発電電力が前記合計値の中で占めるべき割合の逆数と前記自己の発電手段の発電電力との乗算値と、前記蓄電手段から前記複数の需要家に供給される放電電力と、を減じた減算値を算出する一方、前記蓄電手段が充電状態のときは、前記蓄電手段に供給される充電電力と前記総消費電力との加算値から前記乗算値を減じた減算値を算出する算出手段と、
前記減算値が正になるように前記自己の発電手段の発電電力を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする発電制御システム。
【請求項３】
前記複数の需要家の各算出手段は、
前記幹線および自己の接続電線が貫通している貫通孔を有する変流器を含み、
前記幹線の貫通数と前記自己の接続電線の貫通数との比率が前記正規化後の前記合計値対前記逆数になっており、かつ前記貫通孔内において前記幹線を流れる電流の向きと前記自己の接続電線を流れる電流の向きとが逆になっていることを特徴とする請求項１または２に記載の発電制御システム。
【請求項４】
前記複数の需要家の各算出手段は、
前記幹線が貫通している第１貫通孔を有する第１変流器と、自己の接続電線が貫通している第２貫通孔を有する第２変流器とを含み、
前記第１貫通孔内において前記幹線を流れる電流の向きと前記第２貫通孔内において前記自己の接続電線を流れる電流の向きとが逆になっていることを特徴とする請求項１または２に記載の発電制御システム。
【請求項５】
前記幹線のうち前記受電端から最も離れた前記接続電線の接続点と前記蓄電手段の接続点との間に設けられた、前記幹線が貫通している第１貫通孔を有する第１変流器を含み、
前記複数の需要家の各算出手段は、
自己の接続電線が貫通している第２貫通孔を有する第２変流器を含み、
前記第２貫通孔内において前記自己の接続電線を流れる電流の向きが、前記第１貫通孔内において前記幹線を流れる電流の向きと逆になっていることを特徴とする請求項１または２に記載の発電制御システム。
【請求項６】
前記第１貫通孔内における前記幹線の貫通数と前記第２貫通孔内における前記自己の接続電線の貫通数との比率が前記正規化後の前記合計値対前記逆数になってことを特徴とする請求項４または５に記載の発電制御システム。
【請求項７】
単一の受電端を有する幹線および当該幹線から分岐した複数の分岐線からなる配電線を介して、発電手段を有する複数の需要家に一括して系統電力が供給されるコミュニティにおいて、前記複数の需要家の各発電手段を制御する発電制御方法であって、
前記複数の需要家の各々に対して、独立に、
前記複数の需要家の総消費電力から、前記各発電手段が出力し得る発電電力の合計値を正規化したときに自己の発電手段が出力し得る発電電力が前記合計値の中で占めるべき割合の逆数と前記自己の発電手段の発電電力との乗算値を減じた減算値を算出するステップと、
前記減算値が正になるように前記自己の発電手段の発電電力を制御するステップと、
を行うことを特徴とする発電制御方法。
【請求項８】
単一の受電端を有する幹線および当該幹線から分岐した複数の分岐線からなる配電線を介して、発電手段を有する複数の需要家に一括して系統電力が供給され、かつ前記幹線に接続された蓄電手段から前記複数の需要家に一括して放電電力が供給されるコミュニティにおいて、前記複数の需要家の各発電手段を制御する発電制御方法であって、
前記複数の需要家の各々に対して、独立に、
前記蓄電手段が放電状態のときは、前記複数の需要家の総消費電力から、前記各発電手段が出力し得る発電電力の合計値を正規化したときに自己の発電手段が出力し得る発電電力が前記合計値の中で占めるべき割合の逆数と前記自己の発電手段の発電電力との乗算値と、前記蓄電手段から前記複数の需要家に供給される放電電力と、を減じた減算値を算出する一方、前記蓄電手段が充電状態のときは、前記蓄電手段に供給される充電電力と前記総消費電力との加算値から前記乗算値を減じた減算値を算出するステップと、
前記減算値が正になるように前記自己の発電手段の発電電力を制御するステップと、
を行うことを特徴とする発電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電手段を有する複数の需要家に一括して系統電力が供給されるコミュニティにおいて、複数の需要家の各発電手段を制御する発電制御システムおよび発電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池等の発電手段を有する複数の需要家がエネルギー（発電電力）を共有することで、全体としてエネルギー効率の向上を図ることができるＣＥＭＳ（コミュニティ・エネルギー・マネージメント・システム）が注目されている。ＣＥＭＳにおける発電制御システムとしては、図９に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
同図に示す発電制御システムでは、複数の需要家１０の各々が、発電電力を生成する発電手段１３と、発電手段１３の運転を制御する運転制御手段１６と、自己の消費電力を計測するための電力計１５とを有している。なお、発電手段１３としては、発電電力に加えて温水も供給することができる燃料電池が用いられている。
【０００４】
この発電制御システムでは、各需要家１０の電力計１５で計測された消費電力に基づいて運転させるべき発電手段１３の台数を決定し、各運転制御手段１６に制御指令を送信する通信手段１１が設けられている。このため、この発電制御システムでは、各需要家１０の総消費電力が小さい場合に、一部の発電手段１３だけを運転させて各需要家１０の総消費電力を担うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９９２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、発電手段１３を構成する燃料電池としては、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）が一般的に用いられているが、固体酸化物形燃料電池は、発電していないときにも一定量の天然ガスを必要とする。このため、上記従来の発電制御システムでは、運転させるべき発電手段１３の台数を減らしたことにより、発電手段１３全体のエネルギー効率が悪化してしまうおそれがある。
【０００７】
また、上記従来の発電制御システムでは、通信手段１１が設けられているので、コストアップを避けられない。さらに、通信手段１１により各需要家１０の消費電力に関するプライバシー情報を通信することになるので、通信手段１１を設けることは、防犯の観点から望ましくない。
【０００８】
さらに、一の需要家１０に通信手段１１を設け、当該一の需要家１０が各需要家１０の発電手段１３を集中制御することも考えられるが、かかる場合、当該一の需要家１０のブレーカが作動して集中制御することができなくなると、各需要家１０の発電手段１３から過剰な発電電力が出力され、本来許されない電力会社への逆潮流を発生させてしまうおそれがある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、各需要家のプライバシーを守りつつ、確実に逆潮流を防ぐとともにエネルギー効率の向上を図ることができる発電制御システムおよび発電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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る発電制御システムは、（１）単一の受電端を有する幹線および当該幹線から分岐した複数の分岐線からなる配電線を介して、発電手段を有する複数の需要家に一括して系統電力が供給されるコミュニティにおいて、複数の需要家の各発電手段を制御する発電制御システムであって、複数の需要家の各々は、自己の発電手段と幹線とを接続する接続電線と、複数の需要家の総消費電力から、各発電手段が出力し得る発電電力の合計値を正規化したときに自己の発電手段が出力し得る発電電力が合計値の中で占めるべき割合の逆数と自己の発電手段の発電電力との乗算値を減じた減算値を算出する算出手段と、減算値が正になるように自己の発電手段の発電電力を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、本発明の他の実施形態に係る発電制御システムは、（２）単一の受電端を有する幹線および当該幹線から分岐した複数の分岐線からなる配電線を介して、発電手段を有する複数の需要家に一括して系統電力が供給され、かつ幹線に接続された蓄電手段から複数の需要家に一括して放電電力が供給されるコミュニティにおいて、複数の需要家の各発電手段を制御する発電制御システムであって、複数の需要家の各々は、自己の発電手段と幹線のうち蓄電手段の接続点よりも受電端側の部分とを接続する接続電線と、蓄電手段が放電状態のときは、複数の需要家の総消費電力から、各発電手段が出力し得る発電電力の合計値を正規化したときに自己の発電手段が出力し得る発電電力が合計値の中で占めるべき割合の逆数と自己の発電手段の発電電力との乗算値と、蓄電手段から複数の需要家に供給される放電電力と、を減じた減算値を算出する一方、蓄電手段が充電状態のときは、蓄電手段に供給される充電電力と総消費電力との加算値から乗算値を減じた減算値を算出する算出手段と、減算値が正になるように自己の発電手段の発電電力を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
上記（１）または（２）の発電制御システムでは、（３）複数の需要家の各算出手段は、例えば、幹線および自己の接続電線が貫通している貫通孔を有する変流器を含み、幹線の貫通数と自己の接続電線の貫通数との比率が正規化後の上記合計値対逆数になっており、かつ貫通孔内において幹線を流れる電流の向きと自己の接続電線を流れる電流の向きとが逆になっているよう構成できる。
【００１３】
上記（１）または（２）の発電制御システムでは、（４）複数の需要家の各算出手段は、例えば、幹線が貫通している第１貫通孔を有する第１変流器と、自己の接続電線が貫通している第２貫通孔を有する第２変流器とを含み、第１貫通孔内において幹線を流れる電流の向きと第２貫通孔内において自己の接続電線を流れる電流の向きとが逆になっているよう構成できる。
【００１４】
上記（１）または（２）の発電制御システムでは、（５）幹線のうち受電端から最も離れた接続電線の接続点と蓄電手段の接続点との間に設けられた、幹線が貫通している第１貫通孔を有する第１変流器を含む場合、複数の需要家の各算出手段は、自己の接続電線が貫通している第２貫通孔を有する第２変流器を含み、第２貫通孔内において自己の接続電線を流れる電流の向きが、第１貫通孔内において幹線を流れる電流の向きと逆になっているよう構成できる。
【００１５】
上記（４）または（５）の発電制御システムでは、（６）第１貫通孔内における幹線の貫通数と第２貫通孔内における自己の接続電線の貫通数との比率が正規化後の上記合計値対逆数になってことが好ましい。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る発電制御方法は、（７）単一の受電端を有する幹線および当該幹線から分岐した複数の分岐線からなる配電線を介して、発電手段を有する複数の需要家に一括して系統電力が供給されるコミュニティにおいて、複数の需要家の各発電手段を制御する発電制御方法であって、複数の需要家の各々に対して、独立に、複数の需要家の総消費電力から、各発電手段が出力し得る発電電力の合計値を正規化したときに自己の発電手段が出力し得る発電電力が合計値の中で占めるべき割合の逆数と自己の発電手段の発電電力との乗算値を減じた減算値を算出するステップと、減算値が正になるように自己の発電手段の発電電力を制御するステップと、を行うことを特徴とする。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る発電制御方法は、（８）単一の受電端を有する幹線および当該幹線から分岐した複数の分岐線からなる配電線を介して、発電手段を有する複数の需要家に一括して系統電力が供給され、かつ幹線に接続された蓄電手段から複数の需要家に一括して放電電力が供給されるコミュニティにおいて、複数の需要家の各発電手段を制御する発電制御方法であって、複数の需要家の各々に対して、独立に、蓄電手段が放電状態のときは、複数の需要家の総消費電力から、各発電手段が出力し得る発電電力の合計値を正規化したときに自己の発電手段が出力し得る発電電力が合計値の中で占めるべき割合の逆数と自己の発電手段の発電電力との乗算値と、蓄電手段から複数の需要家に供給される放電電力と、を減じた減算値を算出する一方、蓄電手段が充電状態のときは、蓄電手段に供給される充電電力と総消費電力との加算値から乗算値を減じた減算値を算出するステップと、減算値が正になるように自己の発電手段の発電電力を制御するステップと、を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、各需要家のプライバシーを守りつつ、確実に逆潮流を防ぐとともにエネルギー効率の向上を図ることができる発電制御システムおよび発電制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発電制御システムのブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る発電制御方法のフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る発電制御システムのブロック図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る発電制御方法のフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態に係る発電制御システムのブロック図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る発電制御方法のフローチャートである。
【図７】本発明の第４実施形態に係る発電制御システムのブロック図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る発電制御方法のフローチャートである。
【図９】従来の発電制御システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る発電制御システムおよび発電制御方法の好ましい実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同じ参照符号を付しているものは、基本的に同様の構成または機能を有するものとしてその詳細な説明を省略する。
【００２１】
［第１実施形態］
（発電制御システム）
図１に、本発明の第１実施形態に係る発電制御システム１Ａを示す。同図に示すように、発電制御システム１Ａは、電力会社から配電線２を介して複数（本実施形態では３つ）の需要家１０ａ、１０ｂ、１０ｃに一括して系統電力が供給されるコミュニティにおいて、３つの需要家１０ａ、１０ｂ、１０ｃの各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃを独立に制御するものである。
【００２２】
配電線２は、単一の受電端を有する幹線２１と、当該幹線２１から分岐して各需要家１０ａ、１０ｂ、１０ｃに接続された３つの分岐線２２ａ、２２ｂ、２２ｃとから構成されている。
【００２３】
各需要家１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、発電手段３ａ、３ｂ、３ｃと、接続電線４ａ、４ｂ、４ｃと、算出手段５ａ、５ｂ、５ｃと、制御手段６ａ、６ｂ、６ｃとを有している。
【００２４】
各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃは、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）からなり、供給された天然ガスから発電電力を生成する。なお、各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃには、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）以外の燃料電池を用いたり、太陽電池等を用いたりすることもできる。
【００２５】
各接続電線４ａ、４ｂ、４ｃは、各算出手段５ａ、５ｂ、５ｃを経由して、各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃと幹線２１とを接続している。例えば需要家１０ａでは、接続電線４ａは、算出手段５ａを経由して発電手段３ａと幹線２１とを接続している。
【００２６】
接続電線４ａ、４ｂ、４ｃと幹線２１の各接続点ａ１、ａ２、ａ３は、いずれも算出手段５ａ、５ｂ、５ｃよりも受電端側に位置している。換言すれば、受電端から各接続点ａ１、ａ２、ａ３までの幹線２１の各配線長は、いずれも最も受電端側にある算出手段５ａから受電端までの幹線２１の配線長よりも短くなっている。
【００２７】
各算出手段５ａ、５ｂ、５ｃは、３つの需要家１０ａ、１０ｂ、１０ｃの総消費電力ＴＰから、各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃが出力し得る発電電力の合計値を正規化したとき（本実施形態では１としたとき）に自己の（同一の需要家１０ａ、１０ｂ、１０ｃに属する）発電手段３ａ、３ｂ、３ｃが出力し得る発電電力が上記合計値の中で占めるべき割合の逆数Ｋｊ（ただし、ｊ＝ａ、ｂ、ｃ）と上記自己の発電手段３ａ、３ｂ、３ｃの発電電力Ｐｊ（ただし、ｊ＝ａ、ｂ、ｃ）との乗算値を減じた減算値Ｓｊ（ただし、ｊ＝ａ、ｂ、ｃ）を算出する。例えば需要家１０ａでは、算出手段５ａは、総消費電力ＴＰから発電手段３ａが出力し得る発電電力が上記合計値の中で占めるべき割合の逆数Ｋａと発電手段３ａの発電電力Ｐａとの乗算値を減じた減算値Ｓａを算出する。
【００２８】
本実施形態では、３つの発電手段３ａ、３ｂ、３ｃが同一の機種であるため、各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃが出力し得る発電電力が上記合計値の中で占めるべき割合は、それぞれ１／３となる。このため、逆数Ｋｊはそれぞれ３となり、各算出手段５ａ、５ｂ、５ｃで算出される減算値Ｓｊは、それぞれＴＰ−３×Ｐｊとなる。なお、各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃが出力し得る発電電力としては、基本的には各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃの定格発電電力または最大発電電力が用いられるが、各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃの経年劣化や各接続電線４ａ、４ｂ、４ｃのインピーダンス等を考慮して、定格発電電力または最大発電電力を補正した値を用いることもできる。
【００２９】
各算出手段５ａ、５ｂ、５ｃは、それぞれ貫通孔を有する変流器（貫通型のカレントトランス）を含んでいる。変流器は、貫通孔内の電線に流れる電流（一次電流）に比例した二次電流を出力するものである。
【００３０】
算出手段５ａの貫通孔には、幹線２１および接続電線４ａが貫通しており、算出手段５ｂの貫通孔には、幹線２１および接続電線４ｂが貫通しており、算出手段５ｃの貫通孔には、幹線２１および接続電線４ｃが貫通している。幹線２１の貫通数と各接続電線４ａ、４ｂ、４ｃの貫通数との比率は、いずれも正規化後の上記合計値対逆数Ｋｊ、すなわち１対３になっている。また、貫通孔内において幹線２１を流れる電流の向きは、供給側（受電端側）から需要側（需要家１０ａ、１０ｂ、１０ｃ側）へ向かう向きになっているのに対して、貫通孔内において各接続電線４ａ、４ｂ、４ｃを流れる電流の向きは、需要側から供給側へ向かう向きになっている。これらの構成により、各算出手段５ａ、５ｂ、５ｃは、実質的に減算値Ｓｊ（＝ＴＰ−３×Ｐｊ）を算出することができる。なお、厳密に言えば、各算出手段５ａ、５ｂ、５ｃで、減算値Ｓｊに応じた二次電流が出力され、各制御手段６ａ、６ｂ、６ｃで、当該二次電流の電流値から減算値Ｓｊが算出されることとなる。
【００３１】
各制御手段６ａ、６ｂ、６ｃは、各算出手段５ａ、５ｂ、５ｃで算出された減算値Ｓｊが正（ＴＰ−３×Ｐｊ＞０）になるように各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃの発電電力をそれぞれ独立に制御する。具体的には、制御手段６ａは、算出手段５ａで算出された減算値Ｓａが正（ＴＰ−３×Ｐａ＞０）になるように発電手段３ａを制御し、制御手段６ｂは、算出手段５ｂで算出された減算値Ｓｂが正（ＴＰ−３×Ｐｂ＞０）になるように発電手段３ｂを制御し、制御手段６ｃは、算出手段５ｃで算出された減算値Ｓｃが正（ＴＰ−３×Ｐｃ＞０）になるように発電手段３ｃを制御する。
【００３２】
上記制御により、各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃは、総消費電力ＴＰの少なくとも一部を常に１／３ずつ担うことになるので、総消費電力ＴＰの大きさによって発電手段の運転台数を減らす従来の発電制御システムと比較すると、発電手段３ａ、３ｂ、３ｃの稼働率を向上させることができる。その結果、本実施形態に係る発電制御システム１Ａでは、エネルギー効率の向上を図ることができる。
【００３３】
また、上記３つの式（ＴＰ−３×Ｐａ＞０、ＴＰ−３×Ｐｂ＞０、ＴＰ−３×Ｐｃ＞０）を加算して両辺を３で割ると、
ＴＰ−（Ｐａ＋Ｐｂ＋Ｐｃ）＞０
となる。この式は、３つの発電手段３ａ、３ｂ、３ｃの総発電電力Ｐａ＋Ｐｂ＋Ｐｃが３つの需要家１０ａ、１０ｂ、１０ｃの総消費電力ＴＰよりも小さくなることを示しており、本実施形態に係る発電制御システム１Ａにおいて、各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃの発電電力Ｐｊが受電端をこえて電力会社側に逆潮流しないことを保証している。
【００３４】
さらに、各制御手段６ａ、６ｂ、６ｃは、各需要家１０ａ、１０ｂ、１０ｃの消費電力に関するプライバシー情報を相互に通信することなく、上述したように各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃの発電電力Ｐｊをそれぞれ独立に制御している。このため、本実施形態に係る発電制御システム１Ａは、コストおよびプライバシー保護の面において、通信手段を必要とする従来の発電制御システムよりも有利となる。
【００３５】
（発電制御方法）
次に、図１および図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る発電制御方法について説明する。
【００３６】
本実施形態に係る発電制御方法は、発電制御システム１Ａの各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃを独立に制御する方法であって、図２に示すように、各需要家１０ａ、１０ｂ、１０ｃ毎に行われる２つのステップ（Ｓ１、Ｓ２）を含んでいる。
【００３７】
すなわち、各需要家１０ａ、１０ｂ、１０ｃでは、３つの需要家１０ａ、１０ｂ、１０ｃの総消費電力ＴＰから、各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃが出力し得る発電電力の合計値を正規化したとき（本実施形態では１としたとき）に自己の発電手段３ａ、３ｂ、３ｃが出力し得る発電電力が上記合計値の中で占めるべき割合の逆数Ｋｊ（本実施形態では、予め３に設定されている）と自己の発電手段３ａ、３ｂ、３ｃの発電電力Ｐｊとの乗算値を減じた減算値Ｓｊ（＝ＴＰ−３×Ｐｊ）を算出する第１ステップ（Ｓ１）と、第１ステップで算出された減算値Ｓｊが正（ＴＰ−３×Ｐｊ＞０）になるように自己の発電手段３ａ、３ｂ、３ｃの発電電力を制御する第２ステップ（Ｓ２）とが行われる。
【００３８】
第１ステップは、算出手段５ａ、５ｂ、５ｃで行われ、第２ステップは、制御手段６ａ、６ｂ、６ｃで行われる。例えば需要家１０ａでは、算出手段５ａが、総消費電力ＴＰから逆数Ｋａ（＝３）と発電手段３ａの発電電力Ｐａとの乗算値を減じた減算値Ｓａを算出し（第１ステップ）、制御手段６ａが、第１ステップで算出された減算値Ｓａが正になるように発電手段３ａの発電電力を制御する（第２ステップ）。
【００３９】
本実施形態に係る発電制御方法によれば、各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃが総消費電力ＴＰの少なくとも一部を常に１／３ずつ担うことになるので、発電手段３ａ、３ｂ、３ｃの稼働率を向上させることができ、その結果、エネルギー効率の向上を図ることができる。
【００４０】
また、本実施形態に係る発電制御方法によれば、減算値Ｓｊが正（ＴＰ−３×Ｐｊ＞０）になるように各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃの発電電力を制御する第２ステップが行われることから、
ＴＰ−（Ｐａ＋Ｐｂ＋Ｐｃ）＞０
が成立するので、各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃの発電電力Ｐｊが受電端をこえて電力会社側に逆潮流しないことを保証できる。
【００４１】
さらに、本実施形態に係る発電制御方法によれば、各需要家１０ａ、１０ｂ、１０ｃの消費電力に関するプライバシー情報を相互に通信するための通信手段が不要となるので、コストダウンおよびプライバシー保護の強化を図ることができる。
【００４２】
［第２実施形態］
（発電制御システム）
図３に、本発明の第２実施形態に係る発電制御システム１Ｂを示す。同図に示すように、発電制御システム１Ｂは、配電線２を介して複数（本実施形態では２つ）の需要家１０ａ、１０ｂに系統電力および蓄電手段７からの放電電力ＴＢが一括して供給されるコミュニティにおいて、２つの需要家１０ａ、１０ｂの各発電手段３ａ、３ｂを独立に制御するものである。
【００４３】
蓄電手段７は、電力会社から供給される系統電力および各発電手段３ａ、３ｂの発電電力Ｐｊ（ただし、ｊ＝ａ、ｂ）により充電され、かつ充電された電力を放電する蓄電池と、当該蓄電池の充放電を制御する充放電制御部とから構成されている。蓄電手段７は、２つの算出手段５ａ、５ｂが設けられた位置よりもさらに受電端から離れた位置（幹線２１の配線長が長くなる位置）において、幹線２１に接続されている。
【００４４】
接続点ａ１、ａ２のうち受電端側にある接続点ａ２と受電端との間には、幹線２１が貫通している貫通孔を有する変流器（貫通型のカレントトランス）５が設けられている。当該変流器５では、幹線２１の貫通数が１になっており、かつ貫通孔内において幹線２１を流れる電流の向きが、供給側から需要側へ向かう向きになっている。このため、変流器５は、電力会社から供給される系統電力を算出することができる。
【００４５】
変流器５で算出された系統電力の値は、蓄電手段７の充放電制御部に出力される。充放電制御部は、変流器５により算出された系統電力の値がゼロに近づくように、蓄電池の放電を制御する。これにより、２つの需要家１０ａ、１０ｂの総消費電力ＴＰのうち２つ発電手段３ａ、３ｂの発電電力Ｐａ＋Ｐｂで補いきれない部分を、蓄電手段７からの放電電力ＴＢで優先的に補うことができる。
【００４６】
蓄電手段７が電力を放電中の場合、見掛け上の総消費電力は、２つの需要家１０ａ、１０ｂの総消費電力ＴＰから、蓄電手段７から供給される放電電力ＴＢを減じた値となる。この時、各算出手段５ａ、５ｂは、各発電手段３ａ、３ｂが出力し得る発電電力の合計値を１としたときに自己の（同一の需要家１０ａ、１０ｂに属する）発電手段３ａ、３ｂが出力し得る発電電力が上記合計値の中で占めるべき割合の逆数Ｋｊ（ただし、ｊ＝ａ、ｂ）と上記自己の発電手段３ａ、３ｂの発電電力Ｐｊとの乗算値を、見掛け上の総消費電力であるＴＰ−ＴＢから減じた減算値Ｓｊ（ただし、ｊ＝ａ、ｂ）を算出する。すなわち、各算出手段５ａ、５ｂは、蓄電手段７の放電時に減算値Ｓｊを算出する。
【００４７】
一方、蓄電手段７が外部から電力を取りこむ充電中の場合、見掛け上の総消費電力は、２つの需要家１０ａ、１０ｂの総消費電力ＴＰに、蓄電手段７へと供給される充電電力ＴＢ’を加算した値となる。ただし、一般的にはＴＢ’とＴＢは等しい値とは限らない。この時、各算出手段５ａ、５ｂは、各発電手段３ａ、３ｂが出力し得る発電電力の合計値を１としたときに自己の（同一の需要家１０ａ、１０ｂに属する）発電手段３ａ、３ｂが出力し得る発電電力が上記合計値の中で占めるべき割合の逆数Ｋｊ（ただし、ｊ＝ａ、ｂ）と上記自己の発電手段３ａ、３ｂの発電電力Ｐｊとの乗算値を、見掛け上の総消費電力であるＴＰ＋ＴＢ’から減じた減算値Ｓｊ’（ただし、ｊ＝ａ、ｂ）を算出する。すなわち、各算出手段５ａ、５ｂは、蓄電手段７の充電時に減算値Ｓｊ’を算出する。
【００４８】
本実施形態では、発電手段３ａ、３ｂが同一の機種であるため、発電手段３ａ、３ｂが出力し得る発電電力が上記合計値の中で占めるべき割合はそれぞれ１／２となり、逆数Ｋｊはそれぞれ２となる。このため、各算出手段５ａ、５ｂで算出される放電時の減算値ＳｊはそれぞれＴＰ−ＴＢ−２×Ｐｊとなり、充電時の減算値Ｓｊ’はそれぞれＴＰ＋ＴＢ’−２×Ｐｊとなる。
【００４９】
また、各算出手段５ａ、５ｂは、それぞれ貫通孔を有する変流器から構成されている。算出手段５ａの貫通孔には、幹線２１および接続電線４ａが貫通しており、算出手段５ｂの貫通孔には、幹線２１および接続電線４ｂが貫通している。幹線２１の貫通数と各接続電線４ａ、４ｂの貫通数との比率は、１対逆数Ｋｊ（＝２）になっており、貫通孔内において幹線２１を流れる電流の向きと貫通孔内において各接続電線４ａ、４ｂを流れる電流の向きとは、逆になっている。これにより、各算出手段５ａ、５ｂは、減算値ＳｊまたはＳｊ’を即時に算出することができる。
【００５０】
各制御手段６ａ、６ｂは、各算出手段５ａ、５ｂで算出された減算値ＳｊまたはＳｊ’が正になるように、各発電手段３ａ、３ｂの発電電力をそれぞれ独立に制御する。すなわち、制御手段６ａは、算出手段５ａで算出された減算値ＳａまたはＳａ’が正（ＴＰ−ＴＢ−２×Ｐａ＞０またはＴＰ＋ＴＢ’−２×Ｐａ＞０）になるように発電手段３ａを制御し、制御手段６ｂは、算出手段５ｂで算出された減算値ＳｂまたはＳｂ’が正（ＴＰ−ＴＢ−２×Ｐｂ＞０またはＴＰ＋ＴＢ’−２×Ｐｂ＞０）になるように発電手段３ｂを制御する。
【００５１】
上記制御により、各発電手段３ａ、３ｂは、総消費電力ＴＰの少なくとも一部を常に１／２ずつ担うことになるので、総消費電力ＴＰの大きさによって発電手段の運転台数を減らす従来の発電制御システムと比較すると、発電手段３ａ、３ｂの稼働率を向上させることができる。その結果、本実施形態に係る発電制御システム１Ｂでは、エネルギー効率の向上を図ることができる。
【００５２】
また、放電時における上記２つの式（ＴＰ−ＴＢ−２×Ｐａ＞０、ＴＰ−ＴＢ−２×Ｐｂ＞０）を加算して２で割ると、
ＴＰ−ＴＢ−（Ｐａ＋Ｐｂ）＞０
となる。この式は、蓄電手段７の放電電力ＴＢと２つの発電手段３ａ、３ｂの総発電電力Ｐａ＋Ｐｂの合計値が、需要家１０ａ、１０ｂの総消費電力ＴＰよりも小さくなることを示しており、本実施形態に係る発電制御システム１Ｂにおいて、蓄電手段７の放電電力ＴＢおよび各発電手段３ａ、３ｂの発電電力Ｐｊが受電端をこえて電力会社側に逆潮流しないことを保証している。
【００５３】
さらに、各制御手段６ａ、６ｂは、各需要家１０ａ、１０ｂの消費電力に関するプライバシー情報を相互に通信することなく、上述したように各発電手段３ａ、３ｂの発電電力Ｐｊをそれぞれ独立に制御している。このため、本実施形態に係る発電制御システム１Ｂは、コストおよびプライバシー保護の面において、通信手段を必要とする従来の発電制御システムよりも有利となる。
【００５４】
（発電制御方法）
次に、再び図３および図４を参照して、本発明の第２実施形態に係る発電制御方法について説明する。
【００５５】
本実施形態に係る発電制御方法は、発電制御システム１Ｂの各発電手段３ａ、３ｂを独立に制御する方法であって、図４に示すように、各需要家１０ａ、１０ｂ毎に行われる以下の２つステップ（Ｓ３、Ｓ４）を含んでいる。
【００５６】
すなわち、各需要家１０ａ、１０ｂでは、蓄電手段７が放電状態の場合に、見掛け上の総消費電力であるＴＰ−ＴＢから逆数Ｋｊ（本実施形態では、予め２に設定されている）および自己の発電電力Ｐｊの乗算値を減じた減算値Ｓｊ（＝ＴＰ−ＴＢ−２×Ｐｊ）を算出する一方、蓄電手段７が充電状態の場合に、見掛け上の総消費電力であるＴＰ＋ＴＢ’から上記乗算値を減じた減算値Ｓｊ’（＝ＴＰ＋ＴＢ’−２×Ｐｊ）を算出する第１ステップ（Ｓ３）と、第１ステップで算出された減算値ＳｊまたはＳｊ’が正（ＴＰ−ＴＢ−２×Ｐｊ＞０またはＴＰ＋ＴＢ’−２×Ｐｊ＞０）になるように、自己の発電電力Ｐｊを制御する第２ステップ（Ｓ４）とが行われる。
【００５７】
第１ステップは、算出手段５ａ、５ｂで行われ、第２ステップは、制御手段６ａ、６ｂで行われる。例えば需要家１０ａでは、蓄電手段７が放電状態の場合、算出手段５ａが、見掛け上の総消費電力であるＴＰ−ＴＢから逆数Ｋａ（＝２）および発電手段３ａの発電電力Ｐａの乗算値を減じた減算値Ｓａを算出し（第１ステップ）、制御手段６ａが、第１ステップで算出された減算値Ｓａが正になるように発電手段３ａの発電電力を制御する（第２ステップ）。
【００５８】
本実施形態に係る発電制御方法によれば、第１実施形態に係る発電制御方法と同様に、確実に逆潮流を防ぎつつ、発電手段３ａ、３ｂの稼働率を向上させることでエネルギー効率の向上を図ることができるとともに、各需要家１０ａ、１０ｂの消費電力に関するプライバシー情報の通信を不要とすることでコストダウンおよびプライバシー保護の強化を図ることができる。
【００５９】
［第３実施形態］
（発電制御システム）
図５に、本発明の第３実施形態に係る発電制御システム１Ｃを示す。同図に示すように、発電制御システム１Ｃは、２つの需要家１０ａ、１０ｂに一括して系統電力が供給されるコミュニティが形成されている点、および第１実施形態における算出手段５ａ、５ｂに替えて、幹線２１が貫通している第１貫通孔を有する第１変流器８ａ、８ｂと、自己の接続電線４ａ、４ｂが貫通している第２貫通孔を有する第２変流器８ａ’、８ｂ’と、演算部９ａ、９ｂとを含む算出手段が設けられている点において、第１実施形態に係る発電制御システム１Ａと異なっている。
【００６０】
第１変流器８ａ、８ｂの各第１貫通孔には、幹線２１が貫通しており、第２変流器８ａ’の第２貫通孔には、接続電線４ａが貫通しており、第２変流器８ｂ’の第２貫通孔には、接続電線４ｂが貫通している。幹線２１の貫通数と各接続電線４ａ、４ｂの貫通数との比率は、１対逆数Ｋｊ（＝２）になっており、第１貫通孔内において幹線２１を流れる電流の向きと第２貫通孔内において各接続電線４ａ、４ｂを流れる電流の向きは、逆になっている。また、各演算部９ａ、９ｂは、アンペアメーター等の計測手段を含んでいる。演算部９ａのアンペアメーターには、第１変流器８ａと第２変流器８ａ’とが並列接続されており、第１変流器８ａおよび第２変流器８ａ’の二次電流が入力される。同様に、演算部９ｂのアンペアメーターには、第１変流器８ｂと第２変流器８ｂ’とが並列接続されており、第１変流器８ｂおよび第２変流器８ｂ’の二次電流が入力される。これらの構成により演算部９ａ、９ｂの各アンペアメーターで減算値Ｓｊに応じた電流値が計測され、その結果、各演算部９ａ、９ｂで当該電流値から減算値Ｓｊが算出されることとなる。
【００６１】
各需要家１０ａ、１０ｂでは、第１変流器８ａ、８ｂが総消費電力ＴＰを算出し、第２変流器８ａ’、８ｂ’が逆数Ｋｊと自己の発電電力Ｐｊとの乗算値を算出し、演算部９ａ、９ｂが自己の第１変流器８ａ、８ｂで算出された総消費電力ＴＰから自己の第２変流器８ａ’、８ｂ’で算出された乗算値を減じた減算値Ｓｊ（＝ＴＰ−２×Ｐｊ）を算出し、制御手段６ａ、６ｂが自己の演算部９ａ、９ｂで算出された減算値Ｓｊが正（ＴＰ−２×Ｐｊ＞０）になるように自己の発電手段３ａ、３ｂを制御する。
【００６２】
したがって、本実施形態に係る発電制御システム１Ｃによれば、第１実施形態に係る発電制御システム１Ａと同様に、確実に逆潮流を防ぎつつ、発電手段３ａ、３ｂの稼働率を向上させることでエネルギー効率の向上を図ることができるとともに、各需要家１０ａ、１０ｂの消費電力に関するプライバシー情報の通信を不要とすることでコストダウンおよびプライバシー保護の強化を図ることができる。
【００６３】
（発電制御方法）
次に、再び図５および図６を参照して、本発明の第３実施形態に係る発電制御方法について説明する。
【００６４】
本実施形態に係る発電制御方法は、発電制御システム１Ｃの各発電手段３ａ、３ｂを独立に制御する方法であって、図６に示すように、各需要家１０ａ、１０ｂ毎に行われる以下の４つステップ（Ｓ５〜Ｓ８）を含んでいる。
【００６５】
すなわち、各需要家１０ａ、１０ｂでは、総消費電力ＴＰを算出する第１ステップ（Ｓ５）と、逆数Ｋｊ（本実施形態では、予め２に設定されている）と自己の発電電力Ｐｊとの乗算値を算出する第２ステップ（Ｓ６）と、第１ステップで算出した総消費電力ＴＰから第２ステップで算出した乗算値を減じた減算値Ｓｊ（＝ＴＰ−２×Ｐｊ）を算出する第３ステップ（Ｓ７）と、第３ステップで算出した減算値Ｓｊが正（ＴＰ−２×Ｐｊ＞０）になるように自己の発電手段３ａ、３ｂを制御する第４ステップ（Ｓ８）とが行われる。第１ステップは、第１変流器８ａ、８ｂで行われ、第２ステップは、第２変流器８ａ’、８ｂ’で行われ、第３ステップは、演算部９ａ、９ｂで行われ、第４ステップは、制御手段６ａ、６ｂで行われる。
【００６６】
本実施形態に係る発電制御方法によれば、第１実施形態に係る発電制御方法と同様に、確実に逆潮流を防ぎつつ、発電手段３ａ、３ｂの稼働率を向上させることでエネルギー効率の向上を図ることができるとともに、各需要家１０ａ、１０ｂの消費電力に関するプライバシー情報の通信を不要とすることでコストダウンおよびプライバシー保護の強化を図ることができる。
【００６７】
［第４実施形態］
（発電制御システム）
図７に、本発明の第４実施形態に係る発電制御システム１Ｄを示す。同図に示すように、発電制御システム１Ｄは、第３実施形態における２つの第１変流器８ａ、８ｂに替えて、幹線２１が貫通している第１貫通孔を有する単一の第１変流器８が設けられている点、および第１貫通孔における幹線２１の貫通数と各第２変流器８ａ’、８ｂ’の第２貫通孔における各接続電線４ａ、４ｂの貫通数との比率が１対１になっている点において、第３実施形態に係る発電制御システム１Ｃと異なっている。
【００６８】
各需要家１０ａ、１０ｂでは、第１変流器８が総消費電力ＴＰを算出し、第２変流器８ａ’、８ｂ’が自己の発電電力Ｐｊを算出し、演算部９ａ、９ｂが第１変流器８で算出された総消費電力ＴＰから、逆数Ｋｊ（＝２）と自己の第２変流器８ａ’、８ｂ’で算出された発電電力Ｐｊとの乗算値を減じた減算値Ｓｊ（＝ＴＰ−２×Ｐｊ）を算出し、制御手段６ａ、６ｂが自己の演算部９ａ、９ｂで算出された減算値Ｓｊが正（ＴＰ−２×Ｐｊ＞０）になるように自己の発電手段３ａ、３ｂの発電電力をそれぞれ独立に制御する。
【００６９】
したがって、本実施形態に係る発電制御システム１Ｄによれば、第３実施形態に係る発電制御システム１Ｃと同様に、確実に逆潮流を防ぎつつ、発電手段３ａ、３ｂの稼働率を向上させることでエネルギー効率の向上を図ることができるとともに、各需要家１０ａ、１０ｂの消費電力に関するプライバシー情報の通信を不要とすることでコストダウンおよびプライバシー保護の強化を図ることができる。
【００７０】
（発電制御方法）
次に、再び図７および図８を参照して、本発明の第４実施形態に係る発電制御方法について説明する。
【００７１】
本実施形態に係る発電制御方法は、発電制御システム１Ｄの各発電手段３ａ、３ｂを独立に制御する方法であって、図８に示すように、各需要家１０ａ、１０ｂ毎に行われる４つステップ（Ｓ９〜Ｓ１２）を含んでいる。
【００７２】
すなわち、各需要家１０ａ、１０ｂでは、総消費電力ＴＰを算出する第１ステップ（Ｓ９）と、自己の発電電力Ｐｊを算出する第２ステップ（Ｓ１０）と、第１ステップで算出した総消費電力ＴＰから、逆数Ｋｊ（＝２）と第２ステップで算出した発電電力Ｐｊとの乗算値を減じた減算値Ｓｊ（＝ＴＰ−２×Ｐｊ）を算出する第３ステップ（Ｓ１１）と、第３ステップで算出した減算値Ｓｊが正（ＴＰ−２×Ｐｊ＞０）になるように自己の発電手段３ａ、３ｂの発電電力をそれぞれ独立に制御する第４ステップ（Ｓ１２）とが行われる。第１ステップは、第１変流器８で行われ、第２ステップは、第２変流器８ａ’、８ｂ’で行われ、第３ステップは、演算部９ａ、９ｂで行われ、第４ステップは、制御手段６ａ、６ｂで行われる。
【００７３】
本実施形態に係る発電制御方法によれば、第３実施形態に係る発電制御方法と同様に、確実に逆潮流を防ぎつつ、発電手段３ａ、３ｂの稼働率を向上させることでエネルギー効率の向上を図ることができるとともに、各需要家１０ａ、１０ｂの消費電力に関するプライバシー情報の通信を不要とすることでコストダウンおよびプライバシー保護の強化を図ることができる。
【００７４】
以上、本発明に係る発電制御システムおよび発電制御方法の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。
【００７５】
上記第１実施形態では、３つの需要家１０ａ、１０ｂ、１０ｃが有する各発電手段３ａ、３ｂ、３ｃを独立に制御しているが、本発明に係る発電制御システムおよび発電制御方法は、４以上の需要家が有する各発電手段に対しても適用可能である。
【００７６】
一般的に、ｎ個の需要家が有する各発電手段に対して本発明を適用した場合、各発電手段が出力し得る発電電力の合計値を１としたときに各発電手段が出力し得る発電電力が上記合計値の中で占めるべき割合をηｊ（ただし、ｊ＝１、２、３、・・・、ｎ）とすると、各制御手段は、自己の（同一の需要家に属する）算出手段で算出された減算値Ｓｊが正（ＴＰ−（１／ηｊ）×Ｐｊ＞０）になるように自己の発電手段を制御する。
【００７７】
上記の式（ＴＰ−（１／ηｊ）×Ｐｊ＞０）において、両辺にηｊ（＞０）を乗じて、ｊ＝１、２、３、・・・、ｎまで加算すると、
（η１＋η２＋・・・＋ηｎ）×ＴＰ−（Ｐ１＋Ｐ２＋・・・＋Ｐｎ）＞０
となり、η１＋η２＋・・・＋ηｎ＝１であることから、
ＴＰ−（Ｐ１＋Ｐ２＋・・・＋Ｐｎ）＞０
となる。この式は、ｎ個の発電手段の総発電電力Ｐ１＋Ｐ２＋・・・＋Ｐｎがｎ個の需要家の総消費電力ＴＰよりも小さくなることを示しており、各発電手段の発電電力Ｐｊが受電端をこえて電力会社側に逆潮流しないことを保証している。
【００７８】
なお、本発明における需要家は、上記各実施例では一戸建ての住宅を想定しているが、マンション等の集合住宅の各住戸であってもよく、ビルなどの商用施設や工場等であってもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ    発電制御システム
２    配電線
３ａ、３ｂ、３ｃ    発電手段
４ａ、４ｂ、４ｃ    接続電線
５ａ、５ｂ、５ｃ    算出手段
６ａ、６ｂ、６ｃ    制御手段
７    蓄電手段
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ    需要家
【図１】
2014233125.tif 000003
【図２】
2014233125.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2014233125.tif 000007
【図６】
2014233125.tif 000008
【図７】
2014233125.tif 000009
【図８】
2014233125.tif 000010
【図９】
2014233125.tif 000011