(57)【要約】  実施形態の電力管理システムは、取得部と、制御部と、を備える。取得部は、電力供給システムから供給される電力を消費する需要家群が、第１の時間帯で消費すると予測される第１の電力量を取得する。制御部は、前記第１の時間帯において、前記電力供給システムから供給される第２の電力量と比べて前記第１の電力量が大きい場合に、割り当てた電力量の合計量が前記第１の電力量と前記第２の電力量の差分になるように、蓄電池が設置された需要家毎に蓄電池から放電する電力量を割り当て、割り当てられた電力量を当該蓄電池から当該需要家に前記第１の時間帯に放電する指示を出力する制御を行う。
2017149724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給システムから供給される電力を消費する需要家群が、第１の時間帯で消費すると予測される第１の電力量を取得する取得部と、
前記第１の時間帯において、前記電力供給システムから供給される第２の電力量と比べて前記第１の電力量が大きい場合に、割り当てた電力量の合計量が前記第１の電力量と前記第２の電力量の差分になるように、蓄電池が設置された需要家毎に蓄電池から放電する電力量を割り当て、割り当てられた電力量を当該蓄電池から当該需要家に前記第１の時間帯に放電する指示を出力する制御を行う制御部と、
を備える電力管理システム。
【請求項２】
前記蓄電池が設置された需要家毎に、前記第１の時間帯に使用される電力の予測情報を記憶する記憶部を、さらに備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された需要家毎の前記予測情報に基づいて、前記蓄電池が設置された当該需要家毎に放電する電力量を割り当てる、
請求項１に記載の電力管理システム。
【請求項３】
前記記憶部に記憶される前記電力の予測情報は、各需要家の時間毎に予測される電力の使用量を示した需要予測値と、当該需要予測値の確度を示した予測確度情報と、を含み、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された需要家毎の前記需要予測値と前記予測確度情報との演算結果に基づいて、前記蓄電池が設置された当該需要家毎に電力を割り当てる、
請求項２に記載の電力管理システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記予測確度情報が、予め定められた値より低い需要家に対して、前記電力供給システムから電力の供給を受けず、当該需要家に設けられた蓄電池の放電で、電力を供給するような指示を、当該需要家に対して出力する制御を行う、
請求項３に記載の電力管理システム。
【請求項５】
前記記憶部に記憶される前記予測情報は、天気、気温、曜日、及び休日であるか否かのうち、いずれか一つ以上の分類毎に記憶されている、
請求項２に記載の電力管理システム。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１の電力量と比べて前記第２の電力量が大きい場合に、割り当てた電力の合計量が、前記第１の電力量と前記第２の電力量の差分になるように、蓄電池が設置された当該需要家毎に電力を割り当てる際に、前記記憶部に記憶された前記電力の予測情報に基づいて、電力の使用量が大きいと判断される需要家から順に、蓄電池の電力を使用するような指示を、当該需要家毎に出力する制御を行う、
請求項２に記載の電力管理システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記需要家に電力を使用する指示を行う際に、当該需要家が前記第１の時間帯で使用すると推測される電力量に基づいて、放電する電力量を定めた放電目標値を指示する、
請求項６に記載の電力管理システム。
【請求項８】
前記制御部は、前記電力供給システムから供給される第２の電力量と比べて前記第１の電力量が小さい時間帯に、前記需要家に設置された蓄電池の蓄電を行う、
請求項１に記載の電力管理システム。
【請求項９】
前記制御部は、前記電力供給システムから供給される第２の電力量と比べて前記第１の電力量が小さい時間帯に、前記需要家に設置された蓄電池の蓄電を行う際に、当該蓄電池のＳＯＣと、予め設定された蓄電目標値と、の違いに基づいて、当該蓄電池の蓄電を行う、
請求項８に記載の電力管理システム。
【請求項１０】
前記制御部は、前記需要家に前記第１の時間帯に放電する指示を、当該需要家に設けられた蓄電池のＳＯＣを示す第１の値で指示し、当該需要家から前記第１の時間帯で前記蓄電池のＳＯＣが前記第１の値以下になる通知を受信した場合に、他の需要家と放電する電力量を調整し、当該需要家に設けられたＳＯＣを示す前記第１の値を他の値に変更する制御を行う、
請求項１に記載の電力管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電力システムでは、発電量を調整することで、需要に応じた電力を得ていた。例えば、需要に変化が生じる場合に、当該変化に追従して発電量を制御していた。このため、需要と供給のバランス差によるロスや、需要自体を調整できないことによるロスが発生していた。また、需要と供給との間で効率の良い制御が行えていないという問題があった。【０００３】
これに対して、近年、スマートグリッドという技術が提案されている。当該技術の概念では、発電設備から、末端の電力機器までを、ネットワークで接続することで、従来型の中央制御では達成するのが難しかった、需要と供給との間の効率的な制御を実現することができる。【０００４】
さらに、供給が需要を上回っている時間帯に生じた余剰電力を、需要が供給を上回っている時間帯に利用するために、巨大な定置型の蓄電システムを準備することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１２８８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術においては、巨大な定置型の蓄電システムを準備する場合には、当該蓄電システムを設置する用地等が必要となる。このため、需要者毎に家庭レベルの蓄電池を配置して、当該蓄電池の充放電で、定置型の蓄電システムと同様に同時同量を達成できれば好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の電力管理システムは、取得部と、制御部と、を備える。取得部は、電力供給システムから供給される電力を消費する需要家群が、第１の時間帯で消費すると予測される第１の電力量を取得する。制御部は、前記第１の時間帯において、前記電力供給システムから供給される第２の電力量と比べて前記第１の電力量が大きい場合に、割り当てた電力量の合計量が前記第１の電力量と前記第２の電力量の差分になるように、蓄電池が設置された需要家毎に蓄電池から放電する電力量を割り当て、割り当てられた電力量を当該蓄電池から当該需要家に前記第１の時間帯に放電する指示を出力する制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態の電力需給管理システムの構成例を示した図である。
【図２】図２は、実施形態の第１の需要家の構成を例示した図である。
【図３】図３は、実施形態の需給管理サーバの構成を例示した図である。
【図４】図４は、実施形態の需要家予測情報記憶部が記憶する、各需要家の時間帯毎に使用される電力の予測情報を保持するテーブル構造を例示した図である。
【図５】図５は、実施形態の発電システムから需要家群に供給される時間帯毎の電力量を示した図である。
【図６】図６は、実施形態の需要予測取得部が、需要予測用情報記憶部及び需要家予測情報記憶部に基づいて取得した、電力の使用量の短期予測結果を示した図である。
【図７】図７は、実施形態の需要家群が実際に使用した電力量と、発電システムから供給される電力量と、の差分を示した図である。
【図８】図８は、実施形態の制御部により設定された、放電を行う需要家の蓄電池の優先順位を時間帯毎に例示した図である。
【図９】図９は、実施形態の第１の需要家が使用する電力量の遷移を例示した図である。
【図１０】図１０は、実施形態の第１の需要家に設けられた蓄電池のＳＯＣの遷移を例示した図である。
【図１１】図１１は、実施形態の需要家毎に使用する電力量の遷移を示した図である。
【図１２】図１２は、実施形態の需要家毎に設けられた蓄電池のＳＯＣの遷移を例示した図である。
【図１３】図１３は、実施形態の需給管理サーバと第１の需要家との間で蓄電池の放電計画を行う際の送受信を例示した図である。
【図１４】図１４は、実施形態の充放電計画に従って蓄電池の充放電を行った場合の第１の需要家に使用される電力の動きを例示する図である。
【図１５】図１５は、実施形態の需給管理サーバの全体的な処理を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本実施形態では電力管理システムを、電力需給管理システムに適用した例について説明するが、他のシステム等に用いても良い。
【００１０】
図１は、実施形態の電力需給管理システムの構成例を示した図である。図１に示される例では、電力自由化時の電力システム全体を示している。
【００１１】
図１に示されるように、電力需給管理システムは、需給管理サーバ１００と、メータ管理サーバ１０３と、発電システム１０４と、蓄電池を設けた需要家群１０１と、蓄電池を設けていない需要家群１０２と、を備えている。
【００１２】
図１に示されるように、発電システム１０４から、電力系統ネットワーク１５２を介して需要家群１０１、１０２に電力が供給されている。
【００１３】
蓄電池を設けていない需要家群１０２の需要電力は、需要家１０２＿１、１０２＿２、…、１０２＿ｍ毎に設けられているスマートメータ１１２＿１、１１２＿２、…、１１２＿ｍ（以下、スマートメータ１１２とする。）毎に計測されている。
【００１４】
蓄電池を設けた需要家群１０１の需要電力は、需要家群１０１の各々に設けられているスマートメータ１１１＿１、１１１＿２、１１１＿３、…、１１１＿ｎ（以下、スマートメータ１１１とする。）毎に計測されている。
【００１５】
スマートメータ１１２及びスマートメータ１１１で計測された電力は、３０分毎にＡＭＩ網（スマートメータ網）１５３を介して、配電事業者のメータ管理サーバ１０３に通知される。
【００１６】
一般的な電力小売事業者は、３０分毎に計測されたスマートメータ１１１、１１２のデータを、電力システム事業者間ネットワーク１５４を介して、配電事業者から取得できる。本実施形態では、配電事業者のメータ管理サーバ１０３が収集したデータが、電力システム事業者間ネットワーク１５４を介して小売事業者の需給管理サーバ１００に送信される。
【００１７】
ところで、現行のルールでは、最新のデータを入手するためには３０分必要とされている。スマートメータからの３０分毎の通知を考慮すると、最大６０分前の計測データまでの入手が可能となる。
【００１８】
さらに、需要家群１０１は、第１の需要家１０１＿１、第２の需要家１０１＿２、第３の需要家１０１＿３、…、第ｎの需要家１０１＿ｎ（ｎは自然数とする）毎に設けられている蓄電池１２１＿１、１２１＿２、１２１＿３、…、１２１＿ｎ（以下、蓄電池１２１とする。）毎に、公衆ネットワーク（例えば、インターネット通信網）１５１を介して、蓄電池１２１の詳細な情報（例えばＳＯＣ）を、小売事業者の需給管理サーバ１００に通知する。
【００１９】
従って、本実施形態の需給管理サーバ１００は、需要家群１０１、１０２のスマートメータ１１１、１１２による計測データと、蓄電池を設けた需要家群１０１の蓄電池１２１に関する詳細なデータと、に基づいて処理を行うことができる。例えば、本実施形態の需給管理サーバ１００は、需要家群１０１に設けられた蓄電池１２１の充放電制御を行う。
【００２０】
電力小売事業者の需給管理サーバ１００は、電力システム事業者間ネットワーク１５４を介して、発電システム１０４を有している発電事業者との間で、需要家に供給する電力を調達するための通信を行う。さらに、電力小売事業者の需給管理サーバ１００は、配電事業者のメータ管理サーバ１０３からの計測データ、公衆ネットワーク１５１を介した需要家群１０１の蓄電池１２１に関する詳細な情報を受信する。そして、電力小売事業者の需給管理サーバ１００は、発電システム１０４から供給される電力量と、受信した計測データ及び蓄電池１２１に関する詳細な情報に基づいた需要家群１０１、１０２で使用される電力量の予測と、に基づいて、需要家群１０１の蓄電池１２１の充放電制御を行うことで、同時同量制御を実現する。
【００２１】
図２は、第１の需要家１０１＿１の構成を例示した図である。図２に示されるように、配電線２０１を介して、負荷２０４と、蓄電池システム２００と、が接続されている。第１の需要家１０１＿１は、例えば家庭や企業の敷地内に設けられた設備とする。図２に示す例では、第１の需要家１０１＿１の構成について説明するが、第２の需要家１０１＿２、…、第ｎの需要家１０１＿ｎも同様の構成として説明を省略する。
【００２２】
本実施形態の第１の需要家１０１＿１は、電力系統ネットワーク１５２を介して、発電システム１０４から電力が供給される。発電システム１０４から出力された電力は、配電線２０１を介して、蓄電池システム２００や負荷２０４に供給される。
【００２３】
スマートメータ１１１＿１は、発電システム１０４から供給される電力を計測する。さらに、スマートメータ１１１＿１は、第１の需要家１０１＿１内で使用される電力を計測すると共に、ＨＥＭＳ（Home  Energy  Management  System）等を通じて、第１の需要家１０１＿１内における電気使用状況を把握する。そして、スマートメータ１１１＿１は、第１の需要家１０１＿１の電力の計測結果を計測データ（当該電力使用状況も含む）として、ＡＭＩ網（スマートメータ網）１５３を介して、配電事業者のメータ管理サーバ１０３に３０分毎に通知する。
【００２４】
負荷２０４は、家庭や企業の敷地内に設けられた家電製品などの電力を消費する機器であれば良い。
【００２５】
電力センサ２０２は、蓄電池１２１＿１と、負荷２０４と、の間の電力を計測する。電力センサ２０２は、電力の計測結果を、制御部２１１に出力する。
【００２６】
蓄電池システム２００は、制御部２１１と、蓄電池１２１＿１と、ＰＣＳ２１３と、通信部２１２と、を備えている。
【００２７】
ＰＣＳ２１３は、蓄電池１２１＿１の直流電力と、配電線２０１を流れる交流電力と、を相互に変換する制御を行う。
【００２８】
そして、蓄電池１２１＿１から放電された電力は、ＰＣＳ２１３で交流電力に変換された後、負荷２０４等に供給される。
【００２９】
通信部２１２は、公衆ネットワーク１５１を介して接続された他の通信装置との間で情報を送受信する。例えば、通信部２１２は、需給管理サーバ１００に対して、蓄電池システム２００に関する詳細な情報を送信する。詳細な情報は、蓄電池１２１＿１の充放電を行うために必要な情報であって、蓄電池１２１＿１のＳＯＣを含んだ情報とする。
【００３０】
制御部２１１は、蓄電池システム２００全体を制御する。例えば、制御部２１１は、通信部２１２が需給管理サーバ１００から受信した充放電制御の指示（充放電計画）に基づいて、蓄電池１２１＿１の充放電を制御する。
【００３１】
蓄電池１２１＿１が充電を行った場合、スマートメータ１１１＿１は、第１の需要家１０１＿１内の負荷２０４が消費する電力量に、蓄電池１２１＿１が充電する電力量を加算した電力量を、第１の需要家１０１＿１で使用される電力量として計測する。そして、スマートメータ１１１＿１は、計測結果を、メータ管理サーバ１０３に送信する。
【００３２】
次に、需給管理サーバ１００について説明する。図３は、本実施形態の需給管理サーバ１００の構成を例示した図である。図３に示されるように、需給管理サーバ１００は、需要予測用情報記憶部３０１と、メータ情報記憶部３０２と、需要家毎蓄電情報記憶部３０３と、需要家予測情報記憶部３０４と、通信Ｉ／Ｆ３０５と、需要予測取得部３０６と、メイン処理部３０７と、を備えている。
【００３３】
通信Ｉ／Ｆ３０５は、公衆ネットワーク１５１と接続するための通信Ｉ／Ｆとする。
【００３４】
需要予測用情報記憶部３０１は、需要家が使用する電力を予測するために必要な、天気、温度や季節などの情報を記憶する。当該情報は、天気等を提供しているサーバ等から取得するが、どのように取得しても良い。
【００３５】
メータ情報記憶部３０２は、需要家群１０１、１０２の需要家各々に設けられたスマートメータ１１１、１１２による計測データを記憶する。
【００３６】
需要家毎蓄電情報記憶部３０３は、需要家群１０１の各々に設けられた蓄電池システム２００に関する詳細な情報を記憶する。詳細な情報としては、例えば、蓄電池１２１のＳＯＣが含まれている。需要家毎蓄電情報記憶部３０３は、（後述する）受信処理部３１１が受信する間隔毎に更新される。本実施形態では、受信処理部３１１が需要家毎に１分〜５分間隔で受信し、更新される例とするが、受信間隔を制限するものではない。
【００３７】
需要家予測情報記憶部３０４は、蓄電池１２１が設置された需要家群１０１の各々毎に、時間帯毎に使用される電力の予測情報を記憶する。図４は、需要家予測情報記憶部３０４が記憶する、各需要家の時間帯毎に使用される電力の予測情報を保持するテーブル構造を例示した図である。図４に示されるように、需要家予測情報記憶部３０４は、各需要家の時間帯（例えば時間帯Ａ〜時間帯Ｇ）毎の電力の予測情報を記憶している。電力の予測情報は、各需要家の時間帯毎に予測される電力の使用量を示した需要予測値(KWh)（Ｐｗ）と、予測確度情報（Ｃｒ）と、需要予測値（Ｐｗ）に予測確度情報（Ｃｒ）を乗算した判定値（Ｖｌ）と、を含んでいる。予測確度情報（Ｃｒ）は、当該時間帯の需要家の需要予測値（Ｐｗ）がどれくらいの確率で正しい予測であるか（確度）を示した値とする。例えば、予測確度情報（Ｃｒ）は、規則的な生活や活動を行う需要家に対して高い値が設定される。
【００３８】
本実施形態では、時間帯Ａを０時〜６時、時間帯Ｂを６時〜９時、時間帯Ｃを９時〜１２時、時間帯Ｄを１２時〜１５時、時間帯Ｅを１５時〜１８時、時間帯Ｆを１８時〜２１時、時間帯Ｇを２１時〜２４時とした場合について説明するが、時間帯の区分は当該区分に制限するものではなく、例えば、１時間単位や３０分単位で区分を設けても良い。本実施形態では、時間帯別に処理を行うことで、生活の基本パターンに応じた判定を行うことが出来る。
【００３９】
また、本実施形態で示した需要家及び時間帯毎に設定された電力の予測情報は、分類ごとに設けられている。図４に示す例では、晴れ、月曜日、平日の場合のテーブルであって、天気、気温、曜日、及び休日であるか否か毎に当該テーブルが設けられている。つまり、本実施形態では、天気別、気温別、曜日別、又は平日/休日別等の生活パターンに影響する環境状態毎に設けられたテーブルから、適切なテーブルを選択して、需要家が使用する電力を予測することで、確度の妥当性を高めることができる。これにより、より精度が高い予測が可能となる。
【００４０】
図４に示される例では、第１の需要家〜第ｎの需要家までの予測情報が格納されているが、需要家予測情報記憶部３０４は、蓄電池１２１が設けられた需要家群１０１に含まれている全ての需要家の他に、蓄電池が設けられていない需要家群１０２に含まれている全ての需要家について予測情報を記憶してもよい。
【００４１】
図３に戻り、メイン処理部３０７は、受信処理部３１１と、送信処理部３１２と、制御部３１３と、を備えており、需給管理サーバ１００全体の処理を行う。メイン処理部３０７は、需給管理の基本的な処理を行う。
【００４２】
受信処理部３１１は、公衆ネットワーク１５１や電力システム事業者間ネットワーク１５４を介して接続された通信装置から、様々な情報を受信する。例えば、受信処理部３１１は、メータ管理サーバ１０３から、需要家群１０１、１０２の需要家毎に設けられたスマートメータ１１１、１１２による計測データを受信する。そして、受信処理部３１１は、受信した計測データを、メータ情報記憶部３０２に記憶する。
【００４３】
他の例としては、受信処理部３１１は、発電システム１０４（電力供給システム）から供給される電力を消費する需要家群１０１の各々から、当該需要家に設けられた蓄電池システム２００に関する詳細な情報を受信する。
【００４４】
需要予測取得部３０６は、発電システム１０４（電力供給システム）から供給される電力を消費する需要家群１０１、１０２の各々の需要家が時間帯毎に消費されると予測される電力量を取得する。
【００４５】
本実施形態では、需要予測取得部３０６は、需要家予測情報記憶部３０４に記憶されている天気等に対応するテーブルを、需要家予測情報記憶部３０４から選択する。そして、需要予測取得部３０６は、選択された需要家予測情報記憶部３０４から選択されたテーブルから、各需要家の時間帯毎の電力の予測情報を取得する。なお、本実施形態は、需要予測取得部３０６がテーブルから取得する例とするが、他の装置から取得しても良いし、ＳＯＣなどの各種パラメータを用いて需要家毎の電力の使用量をシミュレートすることで、電力の予測情報を算出しても良い。なお、予測は長期的な予測から、１時間先の短期予測まで、随時変動する需要家の需要実績値、気温などの環境情報を計算し、常に最新の予測値を算出するようにしてもよい。
【００４６】
これにより需要予測取得部３０６は、全ての需要家の各々で使用される電力量の需要予測を行うと共に、全ての需要家群１０１、１０２で使用される電力量の総需要予測を行う。
【００４７】
制御部３１３は、需要予測取得部３０６が取得した予測情報に基づいて、需要家群１０１の各々に配置されている蓄電池１２１の充放電計画を立て、当該計画に従って蓄電池１２１の充放電制御を指示する。当該指示は、送信処理部３１２により通信Ｉ／Ｆ３０５を介して送信される。
【００４８】
制御部３１３は、発電システム１０４から供給される時間帯毎の電力量と、需要予測取得部３０６が取得した当該時間帯で各需要家群が消費する電力量の合計値と、を比較する。そして、制御部３１３は、比較結果に応じて、同時同量制御となるように、需要家群１０１に設けられた蓄電池１２１の充放電制御を行う。
【００４９】
図５は、発電システム１０４から需要家群１０１、１０２に供給される時間帯毎の電力量を示した図である。図５で示される例では、１日前に発電事業者から調達された電力量５０１が、発電システム１０４から需要家群１０１、１０２に供給される電力量として示されている。調達された電力量５０１は、発電システム１０４から電力が供給される対象となる需要家群１０１、１０２の総需要量の予測値に基づいて算出され、購入されている。
【００５０】
しかしながら、長期予測通りに需要家群１０１、１０２が電力を使用するとは限らない。
【００５１】
図６は、需要予測取得部３０６が、需要予測用情報記憶部３０１及び需要家予測情報記憶部３０４に基づいて取得した、電力の使用量の短期予測結果を示した図である。図６に示される例では、点線が図５で示した調達された電力量５０１を示している。当該電力量のずれは、直近の気温等や直近の需要実績の変化等を考慮した結果、短期予測が長期予測と比べて精度が高くなるために生じる。
【００５２】
そして、電力量６０１が、短期予測の結果、調達された電力量より下回る場合に生じている余剰電力量を示している。電力量６０２は、短期予測の結果、調達された電力量を上回る場合に生じている不足電力量を示している。
【００５３】
ところで、運用の方法にもよるが、１時間前に短期予測を行うことで、不足電力を追加調達し、余剰電力を他者に販売することで、短期市場において調整を行うことが可能である。短期市場は、電力自由化の新たな制度として運用が開始される予定であり、需給に応じた価格市場になる。通常直近の売買は計画的な売買に比べて価格的に不利になるが、こうした措置を行わなかった場合、現行のルールでは、余剰電力は無償で没収、不足電力は後日ペナルティ電力として請求されることとなる。このため、短期市場での調整も含め、効率的な調整が必要となる。
【００５４】
これに対して、本実施の形態の需給管理サーバ１００は、短期予測の結果生じた余剰電力を、需要家群１０１に設けられた蓄電池１２１に充電する制御を行い、短期予測の結果生じた不足電力を、需要家群１０１に設けられた蓄電池１２１から放電する制御を行うこととした。
【００５５】
これにより、短期市場を利用せず、且つ巨大な定置型の蓄電システムを設けることなく、需要家群１０１に設けられた蓄電池１２１の充放電制御を行うことで、同時同量を達成できる。
【００５６】
さらに、需要家群１０１に設けられた蓄電池１２１から放電された電力を利用する際、定置型の蓄電システムとは異なり、他の需要家に当該電力を供給することは、ノイズ等や規則の関係から好ましくない。
【００５７】
そこで、本実施形態の需給管理サーバ１００は、需要家が消費すると予測される電力量を考慮して、蓄電池１２１から放電する電力を調整することとした。
【００５８】
図７は、需要家群１０１、１０２が実際に使用した電力量と、発電システム１０４から供給される電力量と、の差分を示した図である。図７で示される例では、太線７０３が、実際に使用された電力量を示している。そして、図６で示された短期予測からさらに生じた余剰電力量７０１と、短期予測からさらに生じた不足電力量７０２と、が示されている。余剰電力量７０１及び不足電力量７０２も同様に、需給管理サーバ１００による、蓄電池１２１の充放電制御で調整される。
【００５９】
本実施形態の需給管理サーバ１００の制御部３１３は、需要家予測情報記憶部３０４に記憶された、蓄電池１２１が設けられた需要家群１０１の需要家毎の予測情報に基づいて、放電を行う蓄電池１２１を選択する。
【００６０】
本実施形態の制御部３１３は、需要家予測情報記憶部３０４に記憶されたテーブルから、天候等に基づいて、予測情報を取得するためのテーブルを選択した後、選択したテーブルから、時間帯毎に、放電を行うための蓄電池１２１の優先順位を特定する。本実施形態の制御部３１３は、選択されたテーブルに格納されている時間帯毎に、蓄電池１２１を設けられた需要家１０１のうち、判定値が高い順に優先順位を設定する。図４に示される例では、例えば、時間帯Ｄにおいては、判定値（Ｖｌ）が高い第１の需要家、第３の需要家、第２の需要家の順に優先順位を設定する。
【００６１】
図８は、制御部３１３により設定された、放電を行う需要家の蓄電池１２１の優先順位を時間帯毎に例示した図である。図４に示されたテーブルに基づいて、図８に示されるような優先順位を設定することで、電力の使用量が大きいと判断される需要家から順に、蓄電池１２１の電力を使用するような制御が行われる。図４に示される例では、時間帯Ｄにおいて、第１の需要家、第３の需要家、第２の需要家の順に放電を行うように制御されることを示している。本実施形態では、使用する電力量が大きく、当該電力の使用が高確度で実施される需要家に対して優先的に放電を行うように制御を行うこととした。図８に示される例では、第１の需要家、第２の需要家、第３の需要家のみ示したが、他の需要家についても判定に基づいて優先順位が設定されるものとする。
【００６２】
制御部３１３は、短期予測結果等に基づいて、所定の時間帯（時間帯Ａ〜時間帯Ｇのうちいずれか一つ）において、発電システム１０４からの供給電力量と比べて、需要家群１０１、１０２の使用電力量が大きいと判断した場合に、割り当てた電力の合計量が供給電力量と使用電力量の差分になるように、蓄電池１２１が設置された需要家毎に蓄電池１２１から放電する電力を割り当て、割り当てられた電力を当該蓄電池１２１から当該需要家に所定の時間帯に放電する指示を出力する制御を行う。
【００６３】
その際に、制御部３１３は、需要家予測情報記憶部３０４に記憶されたテーブルの予測情報に基づいて設定された優先順位に従って、蓄電池１２１が設置された需要家毎に、放電する電力量を割り当てる。そして、当該所定の時間において、優先的に電力量が割り当てられた需要家の蓄電池１２１は、優先順位が低い需要家の蓄電池１２１と比べて高い電力量を放電することとなる。つまり、使用電力が低い需要家に放電する電力量を高く設定しても、他の需要家が使用することは難しい。そこで、本実施形態では、高い電力量を使用する可能性が高い需要家に対して優先的に放電する電力量を割り当てることとした。
【００６４】
これにより、使用する電力量が大きい需要家において、当該需要家の蓄電池１２１が放電を行うことで、電力需給管理システム全体においては、当該需要家が使用する電力を節約することと同様の効果が生じたとみなすことができ、換言すればネガワットの捻出を行うことが可能となったとも言える。さらに、リアルタイムの充放電制御を行う際に、放電する電力量の目標値を設定することで、確度に応じて需要家内のローカル処理として管理することが可能となる。
【００６５】
さらに、制御部３１３は、短期予測結果等に基づいて、需要家群１０１、１０２の予測総需要より、発電システム１０４から高い電力量が供給される時間帯に、需要家群１０１に設置された蓄電池１２１の蓄電を行うよう制御する。本実施形態の制御部３１３は、当該時間帯以降に、放電する優先順位が高い需要家の蓄電池１２１に対して、優先的に蓄電を行うように制御しても良い。
【００６６】
送信処理部３１２は、通信Ｉ／Ｆ３０５を介して、制御部３１３で生成された充放電の指示を、充放電制御を行う蓄電池１２１が設けられた需要家に送信する制御を行う。
【００６７】
図９は、第１の需要家１０１＿１が使用する電力量の遷移を例示した図である。第１の需要家１０１＿１が使用する電力量９０１は、時間帯毎に使用する電力量が変化する。図９も上述した時間帯と同様に、時間帯Ａが０時〜６時、時間帯Ｂは６時〜９時、時間帯Ｃが９時〜１２時、時間帯Ｄが１２時〜１５時、時間帯Ｅが１５時〜１８時、時間帯Ｆが１８時〜２１時、時間帯Ｇが２１時〜２４時を示している。
【００６８】
図１０は、第１の需要家１０１＿１に設けられた蓄電池１２１のＳＯＣの遷移を例示した図である。図１０に示されるＳＯＣ１００１では、時間帯Ａ、Ｇで増加し、時間帯Ｂ〜Ｆで低下している。これは、図６で示したように、時間帯Ａ、Ｇで余剰電力が生じるため、制御部３１３からの指示に従って充電制御を行い、時間帯Ｂ〜Ｆにおいては不足電力が生じるため、制御部３１３からの指示に従って放電制御を行ったためである。当該充放電の制御により、同時同量制御を実現できる。
【００６９】
また、本実施形態では、電力価格が安価であると想定される夜間(時間帯Ａ、Ｇ)に充電を行うように、当該時間帯の需要予測より大きい電力量を発電システム１０４から購入する様にしても良い。これにより、当該時間帯Ａ、Ｇで余剰電力が生じるため、蓄電池１２１の充電が可能となる。
【００７０】
さらに、制御部３１３は、予測総需要より高い電力が供給される時間帯に、需要家に設置された蓄電池１２１の蓄電を行う際に、蓄電池１２１のＳＯＣと、予め設定された蓄電目標値と、の違いに基づいて、当該蓄電池１２１の蓄電を行うよう制御しても良い。予め設定された蓄電目標値とは、当該時間帯以降に使用される電力量や優先順位等に基づいて設定されるものであり、実施態様に応じて設定されるものであるため、説明を省略する。
【００７１】
図１１は、需要家毎に使用する電力量の遷移を示した図である。図１１に示されるように、需要家毎に使用される電力量の遷移が異なっている。また、時間帯Ｄにおいては、第１の需要家１０１＿１が使用する電力量１１０１が最も高い。そして、第３の需要家１０１＿３が使用する電力量１１０３が次に高く、第２の需要家１０１＿２が使用する電力量１１０２が最も低くなる。そこで、時間帯Ｄにおいては、図８に示されるように、第１の需要家１０１＿１、第３の需要家１０１＿３、第２の需要家１０１＿２の順に優先順位が設定されることになる。
【００７２】
そして、図６や図７で示したように、時間帯Ｄにおいて、発電システム１０４から供給される電力量よりも、需要家群１０１、１０２で使用される電力量が大きくなっているものとする。このように、時間帯Ｄにおいて電力の需給計画が大きく外れ、発電システム１０４から供給される電力だけでは不足状態となることが予測される。
【００７３】
そこで、制御部３１３は、優先順位に従って、各需要家に対して、蓄電池１２１の放電制御を行う。
【００７４】
そして、制御部３１３は、需要家毎に優先順位に従って、需要家に対して蓄電池１２１の放電制御を指示する際に、放電制御による蓄電池１２１のＳＯＣの目標値を設定する必要がある。本実施形態では、制御部３１３は、需要家に電力を使用する指示を行う際に、需要家予測情報記憶部３０４に記憶された、当該時間帯において、当該需要家と対応付けられた需要予測値（Ｐｗ）に基づいて、放電目標値を設定する。例えば、制御部３１３は、需要予測値に“０．８”を乗じた電力量を、放電目標値として設定する。そして、制御部３１３は、放電目標値で示された電力量を放電するようにＳＯＣの目標値を設定する。なお、“０．８”を乗ずるのは例として示したものであって、“０．８”以外の数値を乗じても良いし、他の演算を行っても良い。
【００７５】
図１２は、需要家毎に設けられた蓄電池１２１のＳＯＣの遷移を例示した図である。図１２に示されるように、時間帯Ｄにおいては、第１の需要家１０１＿１のＳＯＣ１２０２、第３の需要家１０１＿３のＳＯＣ１２０４、第２の需要家１０１＿２のＳＯＣ１２０３の順に減少していることが確認できる。
【００７６】
また、本実施形態では、時間帯Ｂ〜時間帯Ｅまで第１の需要家１０１＿１の優先順位が高いため、制御部３１３は、時間帯Ａにおいて、第１の需要家１０１＿１の蓄電池１２１を優先的に充電するように制御する。これにより、第１の需要家１０１＿１の蓄電池１２１は、時間帯Ａが終了した時点１２０１において、第２の需要家１０１＿２、及び第３の需要家１０１＿３と比べて、ＳＯＣが高くなる。
【００７７】
図１２で示される例では、短期予想又は実際に使用した電力量と一日前に予測された電力量と、の差分である不足電力を、第１の需要家〜第３の需要家の蓄電池１２１を用いて、ネガワットとして捻出する例について説明した。実際には不足電力Ｌとした場合、制御部３１３は、蓄電池１２１が設けられた需要家群１０１の時間帯Ｄで使用すると予測される電力量から、優先順位に基づいて充放電計画を立て、その合計が不足電力Ｌを満たすまで、優先順位の上位から需要家の蓄電池１２１が放電するよう制御を行う。
【００７８】
また、図１２に示される例では、時間帯Ｄについて不足電力を調整する例について説明したが、他の時間帯も同様に、蓄電池１２１の選択、充放電計画を立てることで需給管理を行う。
【００７９】
また、制御部３１３は、需要家予測情報記憶部３０４に記憶された予測確度情報が、予め定められた値（例えば、０．１）より低い需要家に対して、発電システム１０４から電力の供給を受けず、需要家に設けられた蓄電池１２１の放電で、電力を供給するような指示を、当該需要家に対して出力する制御を行ってもよい。予測確度情報が低い需要家の場合、充放電計画に違いが生じる可能性が高いため、当該需要家に対して、当該需要家に設けられた蓄電池１２１を用いて充放電制御で電力供給することで、電力量の変動を抑止し、確度の高い充放電計画を実現できる。
【００８０】
制御部３１３は、需要家に所定の時間帯に放電する指示を、需要家に設けられた蓄電池１２１のＳＯＣの第１の目標値で指示する制御を行った場合に、需要家から当該所定の時間帯で蓄電池１２１のＳＯＣが第１の目標値以下になる通知を受信することがある。このような場合に、制御部３１３は、他の需要家と放電する電力量を調整し、当該需要家に設けられたＳＯＣを示す第１の目標値を、第２の目標値に変更する制御を行う。
【００８１】
図１３は、需給管理サーバ１００と第１の需要家１０１＿１との間で蓄電池１２１の充放電計画を行う際の送受信を例示した図である。図１３に示される例では、制御部３１３が、第１の需要家１０１＿１の蓄電池１２１のＳＯＣの目標値を算出した後、当該ＳＯＣの目標値と、第１の需要家１０１＿１で予測された使用電力量と、を含んだ充放電計画を、第１の需要家１０１＿１に送信する（Ｓ１３０１）。当該送信は、時間帯毎に行われるものとする。
【００８２】
そして、第１の需要家１０１＿１が、送信された充放電計画に含まれているＳＯＣの目標値を満たしている場合（例えば、第１の需要家１０１＿１が使用する電力が予測と概ね一致している場合（例えば、所定の閾値Ｔを設け、目標値を基準とした当該閾値Ｔより大きい／小さいか否かにより判定しても良い）、需給管理サーバ１００に対して再度の通信は行わない。
【００８３】
一方、第１の需要家１０１＿１の制御部２１１が、充放電計画に従った目標値を達成できないと判定した場合（Ｓ１３０２）に、通信部２１２を介して、需給管理サーバ１００に達成不可通知を行う（Ｓ１３０３）。当該達成不可通知は、第１の需要家１０１＿１の需要が予測から大きく外れ、蓄電池の充放電の目標が達成できない場合に行われるものとする。
【００８４】
また、当該時間帯で目標値を達成した場合にも、第１の需要家１０１＿１は、需給管理サーバ１００に対して、処理結果を通知する。この場合には、実際の需要実績のデータも含まれる。
【００８５】
そして、受信処理部３１１が、当該達成不可通知を受信した場合に、制御部３１３は、当該時間帯について、第１の需要家１０１＿１以外の、蓄電池１２１が設けられた他の需要家を含めて、充放電計画の再計算を行う（Ｓ１３０４）。これにより、第１の需要家１０１＿１の蓄電池１２１の負担を軽減した充放電計画が再設計される。当該再設計も優先順位を考慮して行われる。
【００８６】
そして、制御部３１３は、再計算した充放電計画を、第１の需要家１０１＿１を含んだ、蓄電池１２１が設けられた需要家に対して再通知する（Ｓ１３０５）。
【００８７】
このような再計算を行うことで、時間の経過と共に、複数の需要家を含めて蓄電池の充放電の目標値を更新するが、更新により新たに生じた差分を他の蓄電池の充放電に割り当てる効率化計算を行ってもよい。これにより、変更を指示する蓄電池の数を減らし、通信の頻度を削減することができる。
【００８８】
図１４は、充放電計画に従って蓄電池１２１の充放電を行った場合の第１の需要家１０１＿１に使用される電力の動きを例示する図である。図１４に示される例では、０値ライン１４００が電力量‘０’を示している。そして、図１４に示される電力量は、スマートメータ１１１＿１で測定された電力量とする。なお、第１の需要家１０１＿１内の需要は、蓄電池１２１による放電により賄われているため、需要家内の生活や活動は制約を受けない。
【００８９】
電力量９０１が、第１の需要家１０１＿１の本来の需要電力量を示している。蓄電池１２１を使用しない場合に、電力量９０１で示される値が、電力系統を介して供給されることになる。
【００９０】
電力量１４１１は、上述した構成で、第１の需要家１０１＿１が使用する電力量を予測した上で、蓄電池１２１の放電を行っている例とする。時間帯Ｄにおいても需要量は０値ライン１４００を下回っていない様子が示されている。
【００９１】
電力量１４１２は、第１の需要家１０１＿１の需要量に係らず、蓄電池１２１が放電可能な電力量を放電している例を示している。電力量１４１２は、時間帯Ｄで０値ライン１４００を下回っている。このため、結果的に第１の需要家１０１＿１から系統側に電力が流れる逆潮流が発生していることを示している。再生可能エネルギー機器以外の機器からの逆潮流を行うのは、現在の日本の規則では難しい。
【００９２】
また、逆潮流が認められる場合でも、本実施形態で示したような充放電計画による同時同量制御の技術の確立を前提としたものであり、逆潮流が認められる場合でも有効と考えられる。
【００９３】
図１５は、需給管理サーバ１００の全体的な処理を示したフローチャートである。図１５に示される例では、メイン処理部３０７が、天気サーバ等から天気情報等を取得し（Ｓ１５０１）、需要予測用情報記憶部３０１に記憶する。なお、需要予測用情報記憶部３０１に記憶される天気情報等は、時間の経過に従って更新されるものとする。
【００９４】
そして、メイン処理部３０７は、需要予測用情報記憶部３０１に記憶された、長期の天気情報等に従って、１日分の電力の供給計画を作成し（Ｓ１５０２）、当該供給計画に従って、発電システム１０４を有している発電事業者との間で、需要家に供給する電力を調達するための通信を行う。これにより発電システム１０４から時間帯毎に供給される電力量が１日単位で設定される。
【００９５】
そして、メイン処理部３０７の制御部３１３は、需要家予測情報記憶部３０４に記憶された予測情報に基づいて、時間帯毎に、蓄電池１２１を設けている需要家に放電させる優先順位を作成する（Ｓ１５０３）。なお、優先順位は、天気情報等が変化した場合に再作成しても良い。
【００９６】
その後、需要予測取得部３０６は、時間帯毎に、需要家予測情報記憶部３０４に記憶された予測情報に基づいて、需要家群１０１、１０２の需要家の各々の電力量、及び総電力量の短期予測を取得する（Ｓ１５０４）。
【００９７】
そして、制御部３１３は、短期予測結果から、当該時間帯において、供給される電力量と比べて、需要家群１０１、１０２が使用する電力量が高いか否かを判定する（Ｓ１５０５）。
【００９８】
そして、供給される電力量と比べて、需要家群１０１、１０２が使用する電力量が高くないと判定した場合（Ｓ１５０５：Ｎｏ）、制御部３１３は、蓄電池１２１が設けられた需要家毎に、蓄電池１２１に蓄電させるための目標電力量（蓄電池１２１のＳＯＣの目標値）を計算する（Ｓ１５０６）。
【００９９】
そして、送信処理部３１２が、算出された目標電力量を、蓄電池１２１が設けられた需要家毎に通知し（Ｓ１５０７）、Ｓ１５１３に遷移する。
【０１００】
一方、制御部３１３は、供給される電力量と比べて、需要家群１０１、１０２が使用する電力量が高いと判定した場合（Ｓ１５０５：Ｙｅｓ）、当該時間帯の放電させるための優先順位に従って、需要家毎に電力量を放電させるための目標蓄電量（ＳＯＣの目標値）を算出する（Ｓ１５０８）。
【０１０１】
そして、送信処理部３１２が、算出された目標蓄電量を、蓄電池１２１が設けられた需要家毎に通知する（Ｓ１５０９）。
【０１０２】
その後、受信処理部３１１は、蓄電池１２１が設けられた需要家から、目標達成不可の通知を受信したか否かを判定する（Ｓ１５１０）。受信していないと判定した場合（Ｓ１５１０：Ｎｏ）、Ｓ１５１３に遷移する。
【０１０３】
一方、目標達成不可の通知を受信したと判定した場合（Ｓ１５１０：Ｙｅｓ）、制御部３１３は、需要家毎に、目標蓄電量の再計算を行う（Ｓ１５１１）。そして、送信処理部３１２が、再算出された目標蓄電量を、蓄電池１２１が設けられた需要家毎に通知する（Ｓ１５１２）。
【０１０４】
そして、制御部３１３は、一日が終了したか否かを判定する。一日が終了していないと判定した場合（Ｓ１５１３：Ｎｏ）、Ｓ１５０４から処理を行う。一方、一日が終了したと判定した場合（Ｓ１５１３：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【０１０５】
本実施形態の需給管理サーバ１００においては、上述した処理を行うことで、短期予測等で使用される電力が変化した場合でも、充放電制御を調整することで、同時同量制御を実現できる。
【０１０６】
本実施形態においては、電力が自由化された後、予測・計画に基づいて調達した電力と、実際に需要家が消費する電力の不一致が発生した場合に、需要家側に分散的に配置された蓄電池を充放電制御することで、電力の同時同量を実現できる。
【０１０７】
さらに、本実施形態では、一部の需要家に蓄電池１２１を配備した場合に、需給管理サーバ１００は、スマートメータ１１１から得られる電力需要の３０分毎の計測値と、蓄電池１２１が設けられた需要家から、蓄電池１２１に関する詳細な需要データと、を取得できるようにした。これにより、需給管理サーバ１００は、需要家の需要予測を行った上で適切な充放電制御を行うことができる。
【０１０８】
さらに、需給管理サーバ１００は、蓄電池１２１の充放電の制御においては、蓄電池１２１から放電された電力が系統側に流れず、換言すれば逆潮流を発生させずとも、同時同量を実現する。
【０１０９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【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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【国際調査報告】
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