(57)【要約】  本発明は、複数の分散型電源を備えるシステムにおいて使用される、電力系統の周波数制御の応答性を高めるようにした周波数制御方法である。  周波数制御方法は、電力系統の周波数変動を所定範囲に収めるための周波数制御指令を取得する指令取得ステップ（ｓ４０２）と、ｍ台の第２分散型電源が入出力する電力に関する情報を取得し（ｓ４０５）、かつ、指令取得ステップにおいて取得された周波数制御指令と、取得したｍ台の第２分散型電源が入出力する電力とに基づいて、ｎ台の第１分散型電源それぞれが入出力する電力を制御するｎ個の第１指令値を決定する決定ステップ（ｓ４０６）と、決定ステップにおいて決定されたｎ個の第１指令値それぞれを対応する第１分散型電源に個別送信する送信制御ステップ（ｓ４０７）と、を含む。
2013172022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に接続された、ｎ（ｎは１以上の自然数）台の第１の機器および前記第１の機器とは異なるｍ（ｍは１以上の自然数）台の第２の機器を含む複数の機器と、通信ネットワークを介して前記複数の機器が入出力する電力を管理する周波数制御装置とを備える周波数制御システムにおける電力系統の周波数制御方法であって、  前記電力系統の周波数の変動を所定の範囲に収めるための周波数制御指令を取得する指令取得ステップと、  （ｉ）ｍ台の前記第２の機器が入出力する電力に関する情報を取得し、かつ、（ｉｉ）前記指令取得ステップにおいて取得された前記周波数制御指令と、取得したｍ台の前記第２の機器が入出力する前記電力とに基づいて、ｎ台の前記第１の機器それぞれが入出力する電力を制御するｎ個の第１指令値を決定する決定ステップと、  前記決定ステップにおいて決定されたｎ個の前記第１指令値それぞれを対応する前記第１の機器に個別送信する送信制御ステップと、を含む  周波数制御方法。
【請求項２】
前記決定ステップでは、さらに、前記指令取得ステップにおいて取得された前記周波数制御指令に基づいて、ｍ台の前記第２の機器が入出力する電力を制御する１つの第２指令値を決定し、  前記送信制御ステップでは、さらに、前記決定ステップにおいて決定された前記第２指令値をｍ台の前記第２の機器に一斉送信する  請求項１に記載の周波数制御方法。
【請求項３】
前記周波数制御指令は、前記電力系統に入出力すべき入出力電力の値を含み、  ｎ個の前記第１指令値それぞれは、対応する前記第１の機器が入出力すべき電力の値を含み、  前記決定ステップでは、前記周波数制御指令に含まれる前記入出力電力と、前記第２指令値に従ってｍ台の前記第２の機器が入出力する電力との差分に相当する電力を、ｎ個の前記第１指令値に振り分ける  請求項２に記載の周波数制御方法。
【請求項４】
前記周波数制御指令は、前記電力系統に入出力すべき入出力電力の値を含み、  ｎ個の前記第１指令値それぞれは、予め定められた基準周波数に対する周波数変動の上限値及び下限値を含み、前記電力系統の周波数が前記上限値を上回る場合に対応する前記第１の機器に相殺電力を入力させ、前記電力系統の周波数が前記下限値を下回る場合に対応する前記第１の機器に相殺電力を出力させるものであり、  前記決定ステップでは、ｎ個の前記第１指令値それぞれについて、前記周波数制御指令に含まれる前記入出力電力と、前記第２指令値に従ってｍ台の前記第２の機器が入出力する電力との差分に相当する電力の絶対値が大きいほど、前記上限値及び前記下限値の差を小さくする  請求項２に記載の周波数制御方法。
【請求項５】
前記第２指令値は、予め定められた基準周波数に対する周波数変動の上限値及び下限値を含み、前記電力系統の周波数が前記上限値を上回る場合にｍ台の前記第２の機器に相殺電力を入力させ、前記電力系統の周波数が前記下限値を下回る場合にｍ台の前記第２の機器に相殺電力を出力させるものであり、  前記決定ステップでは、前記周波数制御指令に含まれる前記入出力電力の絶対値が大きいほど、前記上限値及び前記下限値の差を小さくする  請求項３又は４に記載の周波数制御方法。
【請求項６】
前記第２指令値は、予め定められた基準周波数を外れた場合に入出力すべき相殺電力の値を含み、前記電力系統の周波数が前記基準周波数を上回る場合にｍ台の前記第２の機器に前記相殺電力を入力させ、前記電力系統の周波数が前記基準周波数を下回る場合にｍ台の前記第２の機器に前記相殺電力を出力させるものであり、  前記決定ステップでは、前記周波数制御指令で特定される前記電力系統に入出力すべき電力の絶対値が大きいほど、前記相殺電力の値を大きくする  請求項３又は４に記載の周波数制御方法。
【請求項７】
前記周波数制御指令は、前記電力系統に入出力すべき入出力電力の値を含み、  前記決定ステップでは、ｎ台の前記第１の機器が入出力可能な最大電力の総和が、前記周波数制御指令に含まれる前記入出力電力と、前記第２指令値に従ってｍ台の前記第２の機器が入出力する電力との差分に相当する電力を上回るように、前記複数の機器を前記第１の機器又は前記第２の機器に分類する  請求項２〜６のいずれか１項に記載の周波数制御方法。
【請求項８】
前記指令取得ステップでは、所定の時間間隔毎に前記周波数制御指令を取得し、  前記決定ステップでは、前記指令取得ステップにおいて少なくとも最初に取得された前記周波数制御指令に基づいて、前記第２指令値を決定する  請求項２〜７のいずれか１項に記載の周波数制御方法。
【請求項９】
前記決定ステップでは、前記複数の機器のうち、  所定時間内に前記第１指令値を送信可能なｎ台の前記機器を前記第１の機器に分類し、  前記第１の機器に分類されなかったｍ台の前記機器を前記第２の機器に分類する  請求項１〜８のいずれか１項に記載の周波数制御方法。
【請求項１０】
前記複数の機器は、複数の蓄電池を含み、  前記複数の蓄電池のうち、  充電及び放電の一方のみをさせる前記蓄電池を第１の機器に分類し、  充電及び放電の他方のみをさせる前記蓄電池を第２の機器に分類する  請求項１〜８のいずれか１項に記載の周波数制御方法。
【請求項１１】
前記複数の機器のうち、  電力の消費及び電力の出力の一方のみが可能な前記機器を前記第１の機器に分類し、  電力の消費及び電力の出力の両方が可能な前記機器を前記第２の機器に分類する  請求項１〜８のいずれか１項に記載の周波数制御方法。
【請求項１２】
前記指令取得ステップでは、所定の時間間隔毎に前記周波数制御指令を取得し、  前記決定ステップでは、前記指令取得ステップで前記周波数制御指令が取得されるたびに、当該周波数制御指令に基づいて、ｎ台の前記第１の機器それぞれに対応するｎ個の前記第１指令値を決定する  請求項１〜１１のいずれか１項に記載の周波数制御方法。
【請求項１３】
前記指令取得ステップでは、前記周波数制御指令を生成することにより取得する  請求項１〜１２のいずれか１項に記載の周波数制御方法。
【請求項１４】
電力系統に接続された、ｎ（ｎは１以上の自然数）台の第１の機器および前記第１の機器とは異なるｍ（ｍは１以上の自然数）台の第２の機器を含む複数の機器と、通信ネットワークを介して前記複数の機器が入出力する電力を管理する周波数制御装置とを備える周波数制御システムであって、  前記周波数制御装置は、  前記電力系統の周波数の変動を所定の範囲に収めるための周波数制御指令を取得する指令取得部と、  （ｉ）ｍ台の前記第２の機器が入出力する電力を取得し、かつ、（ｉｉ）前記指令取得部で取得された前記周波数制御指令と、取得したｍ台の前記第２の機器が入出力する前記電力とに基づいて、ｎ台の前記第１の機器それぞれが入出力する電力を制御するｎ個の第１指令値を決定する決定部と、  前記決定部で決定されたｎ個の前記第１指令値それぞれを対応する前記第１の機器に個別送信する送信制御部とを備え、  前記第１の機器は、前記周波数制御装置から取得した第１指令値に従って電力系統に電力を入出力する  周波数制御システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の周波数制御システムに用いられる分散型電源。
【請求項１６】
電力系統の周波数を制御する周波数制御システムにおいて、サーバによって管理され、かつ、ｎ（ｎは１以上の自然数）台の第１の機器および前記第１の機器とは異なるｍ（ｍは１以上の自然数）台の第２の機器を含む複数の機器からなる分散型電源であって、  ｍ台の前記第２の機器が入出力する電力と、前記電力系統の周波数の変動を所定の範囲に収めるための周波数制御指令とに基づいて、ｎ台の前記第１の機器それぞれが入出力する電力を制御するｎ個の第１指令値として前記サーバにおいて決定された電力指令値を前記サーバから受信し、  前記サーバから受信した前記電力指令値に対応する電力を前記電力系統に入出力する  分散型電源。
【請求項１７】
電力系統の周波数を制御する周波数制御システムにおいて、ｎ（ｎは１以上の自然数）台の第１の機器および前記第１の機器とは異なるｍ（ｍは１以上の自然数）台の第２の機器を含む複数の機器が入出力する電力を通信ネットワークを介して管理する周波数制御装置であって、  前記電力系統の周波数の変動を所定の範囲に収めるための周波数制御指令を取得する指令取得部と、  （ｉ）ｍ台の前記第２の機器が入出力する電力を取得し、かつ、（ｉｉ）前記指令取得部で取得された前記周波数制御指令と、取得したｍ台の前記第２の機器が入出力する前記電力とに基づいて、ｎ台の前記第１の機器それぞれが入出力する電力を制御するｎ個の第１指令値を決定する決定部と、  前記決定部で決定されたｎ個の前記第１指令値それぞれを対応する前記第１の機器に個別送信する送信制御部とを含む  周波数制御装置。
【請求項１８】
コンピュータに、電力系統に接続された、ｎ（ｎは１以上の自然数）台の第１の機器および前記第１の機器とは異なるｍ（ｍは１以上の自然数）台の第２の機器を含む複数の機器に電力を入出力させるプログラムであって、  前記電力系統の周波数の変動を所定の範囲に収めるための周波数制御指令を取得する指令取得ステップと、  （ｉ）ｍ台の前記第２の機器が入出力する電力を取得し、かつ、（ｉｉ）前記指令取得ステップにおいて取得された前記周波数制御指令と、取得したｍ台の前記第２の機器が入出力する前記電力とに基づいて、ｎ台の前記第１の機器それぞれが入出力する電力を制御するｎ個の第１指令値を決定する決定ステップと、  前記決定ステップにおいて決定されたｎ個の前記第１指令値それぞれを対応する前記第１の機器に個別送信する送信制御ステップとを、コンピュータに実行させる  プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、周波数制御方法、周波数制御システム、周波数制御装置、及びプログラムに関し、特に、分散型電源が連系された電力系統の周波数を制御するための指令値を決定する周波数制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  電力系統において、発電機は送配電網を介して負荷に電力を供給している。このとき、すべての発電機は同期運転を行っており、電力系統内の負荷が発電機からの電力を上回ると電力系統の周波数は低下し、逆に下回ると周波数は上昇する。そのため、各発電機は調速機（ガバナ）を用いて、周波数が低下した場合は出力を増加し、周波数が上昇した場合には出力を減少するようにしている（ガバナフリー運転）。【０００３】  さらに、ガバナフリー運転では吸収しきれない負荷変動の制御には、中央給電指令所から受信した出力調整信号に基づいて発電機の出力を調整する負荷周波数制御（Ｌｏａｄ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）が行われている。しかし、発電機の応答速度は遅いため、出力調整信号への追従精度が低いことが課題となっている。【０００４】  このような問題への対処法として、例えば特許文献１は、分散型電源、主に蓄電池の高速応答性を活かして負荷周波数制御を実施する技術を開示している。これにより、負荷周波数制御の速応性を高め、周波数の安定性を向上することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２８４２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  近年、負荷周波数制御の応答性をさらに高めることが求められている。【０００７】  本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、負荷周波数制御の応答性をさらに高めた周波数制御方法、周波数制御システム、周波数制御装置、及びプログラ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】  本発明の一形態に係る周波数制御方法は、電力系統に接続された、ｎ（ｎは１以上の自然数）台の第１の機器および前記第１の機器とは異なるｍ（ｍは１以上の自然数）台の第２の機器を含む複数の機器と、通信ネットワークを介して前記複数の機器が入出力する電力を管理する周波数制御装置とを備える周波数制御システムにおける電力系統の周波数制御方法であって、前記電力系統の周波数の変動を所定の範囲に収めるための周波数制御指令を取得する指令取得ステップと、（ｉ）ｍ台の前記第２の機器が入出力する電力に関する情報を取得し、かつ、（ｉｉ）前記指令取得ステップにおいて取得された前記周波数制御指令と、取得したｍ台の前記第２の機器が入出力する前記電力とに基づいて、ｎ台の前記第１の機器それぞれが入出力する電力を制御するｎ個の第１指令値を決定する決定ステップと、前記決定ステップにおいて決定されたｎ個の前記第１指令値それぞれを対応する前記第１の機器に個別送信する送信制御ステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００９】  本発明によれば、制御対象の機器の台数が多くなった場合でも、所定時間内に指令値を送信し、各機器の入出力調整制御を行うことができる周波数制御方法、周波数制御システム、周波数制御装置、及びプログラムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施の形態に係る周波数制御装置を含む電力系統の概念図である。
【図２】図２は、本実施の形態に係る周波数制御装置の機能ブロック図の一例である。
【図３】図３は、本実施の形態に係る周波数制御装置の機能ブロック図の他の例である。
【図４】図４は、本実施の形態に係る周波数制御装置が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、図４の処理によって送受信されるデータフローの概念図である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態１に係る周波数制御装置が複数の機器を第１の機器と第２の機器とに分類する処理のフローチャートの一例である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施の形態１に係る周波数制御装置が複数の機器を第１の機器と第２の機器とに分類する処理のフローチャートの他の例である。
【図７】図７は、周波数制御装置が行う周波数制御処理のシミュレーション向け電力系統の構成図である。
【図８】図８は、周波数制御装置が行う周波数制御のシミュレーションの前提となる負荷変動を示す図である。
【図９】図９は、周波数制御装置が行う周波数制御のシミュレーション結果の一例を示す図であり、周波数制御指令に含まれる入出力電力の推移（実線）と、第１指令値に基づいた第１の分散型電源による電力の入出力の推移（破線）とを示す図である。
【図１０】図１０は、周波数制御装置が行う周波数制御のシミュレーション結果の一例を示す図であり、第２の分散型電源による電力の入出力の推移を示す図である。
【図１１】図１１は、周波数制御装置が行う周波数制御のシミュレーション結果の一例を示す図であり、周波数制御指令に含まれる入出力電力の推移（実線）と、第１の分散型電源による電力の入出力及び第２の分散型電源による電力の入出力の和の推移（破線）とを示す図である。
【図１２】図１２は、周波数制御装置が行う周波数制御のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、第１指令値及び第２指令値の組み合わせの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  （本発明の基礎となった知見）  上記の従来技術は、電力系統の周波数状況に基づいて必要な出力変更指令量を算出し、算出した出力変更指令量を蓄電池の能力値の範囲内で配分し、各蓄電池に送信する技術は開示している。しかしながら、所定時間内に複数の蓄電池に指令量を送信する方法は開示されていない。そのため、制御対象となる蓄電池の台数が増加した場合に、すべての蓄電池に指令を送信するのに時間がかかり、所定時間内に全ての蓄電池の入出力調整を完了することができないという新たな課題がある。
【００１２】  このような課題を解決するために、本発明の一形態に係る周波数制御方法は、電力系統に接続された、ｎ（ｎは１以上の自然数）台の第１の機器および前記第１の機器とは異なるｍ（ｍは１以上の自然数）台の第２の機器を含む複数の機器と、通信ネットワークを介して前記複数の機器が入出力する電力を管理する周波数制御装置とを備える周波数制御システムにおける電力系統の周波数制御方法であって、前記電力系統の周波数の変動を所定の範囲に収めるための周波数制御指令を取得する指令取得ステップと、（ｉ）ｍ台の前記第２の機器が入出力する電力に関する情報を取得し、かつ、（ｉｉ）前記指令取得ステップにおいて取得された前記周波数制御指令と、取得したｍ台の前記第２の機器が入出力する前記電力とに基づいて、ｎ台の前記第１の機器それぞれが入出力する電力を制御するｎ個の第１指令値を決定する決定ステップと、前記決定ステップにおいて決定されたｎ個の前記第１指令値それぞれを対応する前記第１の機器に個別送信する送信制御ステップと、を含む。
【００１３】  上記構成によれば、制御対象の機器の台数が多くなった場合でも、所定時間内に指令値を送信し、各機器の入出力調整制御を行うことができる。
【００１４】  一例として、前記決定ステップでは、さらに、前記指令取得ステップにおいて取得された前記周波数制御指令に基づいて、ｍ台の前記第２の機器が入出力する電力を制御する１つの第２指令値を決定し、前記送信制御ステップでは、さらに、前記決定ステップにおいて決定された前記第２指令値をｍ台の前記第２の機器に一斉送信してもよい。
【００１５】  一例として、前記周波数制御指令は、前記電力系統に入出力すべき入出力電力の値を含み、ｎ個の前記第１指令値それぞれは、対応する前記第１の機器が入出力すべき電力の値を含み、前記決定ステップでは、前記周波数制御指令に含まれる前記入出力電力と、前記第２指令値に従ってｍ台の前記第２の機器が入出力する電力との差分に相当する電力を、ｎ個の前記第１指令値に振り分けてもよい。
【００１６】  他の例として、前記周波数制御指令は、前記電力系統に入出力すべき入出力電力の値を含み、ｎ個の前記第１指令値それぞれは、予め定められた基準周波数に対する周波数変動の上限値及び下限値を含み、前記電力系統の周波数が前記上限値を上回る場合に対応する前記第１の機器に相殺電力を入力させ、前記電力系統の周波数が前記下限値を下回る場合に対応する前記第１の機器に相殺電力を出力させるものであり、前記決定ステップでは、ｎ個の前記第１指令値それぞれについて、前記周波数制御指令に含まれる前記入出力電力と、前記第２指令値に従ってｍ台の前記第２の機器が入出力する電力との差分に相当する電力の絶対値が大きいほど、前記上限値及び前記下限値の差を小さくしてもよい。
【００１７】  一例として、前記第２指令値は、予め定められた基準周波数に対する周波数変動の上限値及び下限値を含み、前記電力系統の周波数が前記上限値を上回る場合にｍ台の前記第２の機器に相殺電力を入力させ、前記電力系統の周波数が前記下限値を下回る場合にｍ台の前記第２の機器に相殺電力を出力させるものであり、前記決定ステップでは、前記周波数制御指令に含まれる前記入出力電力の絶対値が大きいほど、前記上限値及び前記下限値の差を小さくしてもよい。
【００１８】  他の例として、前記第２指令値は、予め定められた基準周波数を外れた場合に入出力すべき相殺電力の値を含み、前記電力系統の周波数が前記基準周波数を上回る場合にｍ台の前記第２の機器に前記相殺電力を入力させ、前記電力系統の周波数が前記基準周波数を下回る場合にｍ台の前記第２の機器に前記相殺電力を出力させるものであり、前記決定ステップでは、前記周波数制御指令で特定される前記電力系統に入出力すべき電力の絶対値が大きいほど、前記相殺電力の値を大きくしてもよい。
【００１９】  一例として、前記周波数制御指令は、前記電力系統に入出力すべき入出力電力の値を含み、前記決定ステップでは、ｎ台の前記第１の機器が入出力可能な最大電力の総和が、前記周波数制御指令に含まれる前記入出力電力と、前記第２指令値に従ってｍ台の前記第２の機器が入出力する電力との差分に相当する電力を上回るように、前記複数の機器を前記第１の機器又は前記第２の機器に分類してもよい。
【００２０】  他の例として、前記指令取得ステップでは、所定の時間間隔毎に前記周波数制御指令を取得し、前記決定ステップでは、前記指令取得ステップにおいて少なくとも最初に取得された前記周波数制御指令に基づいて、前記第２指令値を決定してもよい。
【００２１】  一例として、前記決定ステップでは、前記複数の機器のうち、所定時間内に前記第１指令値を送信可能なｎ台の前記機器を前記第１の機器に分類し、前記第１の機器に分類されなかったｍ台の前記機器を前記第２の機器に分類してもよい。
【００２２】  他の例として、前記複数の機器は、複数の蓄電池を含み、前記複数の蓄電池のうち、充電及び放電の一方のみをさせる前記蓄電池を第１の機器に分類し、充電及び放電の他方のみをさせる前記蓄電池を第２の機器に分類してもよい。
【００２３】  他の例として、前記複数の機器のうち、電力の消費及び電力の出力の一方のみが可能な前記機器を前記第１の機器に分類し、電力の消費及び電力の出力の両方が可能な前記機器を前記第２の機器に分類してもよい。
【００２４】  例えば、前記指令取得ステップでは、所定の時間間隔毎に前記周波数制御指令を取得し、前記決定ステップでは、前記指令取得ステップで前記周波数制御指令が取得されるたびに、当該周波数制御指令に基づいて、ｎ台の前記第１の機器それぞれに対応するｎ個の前記第１指令値を決定してもよい。
【００２５】  例えば、前記指令取得ステップでは、前記周波数制御指令を生成することにより取得してもよい。
【００２６】  本発明の一形態に係る周波数制御システムは、電力系統に接続された、ｎ（ｎは１以上の自然数）台の第１の機器および前記第１の機器とは異なるｍ（ｍは１以上の自然数）台の第２の機器を含む複数の機器と、通信ネットワークを介して前記複数の機器が入出力する電力を管理する周波数制御装置とを備える周波数制御システムであって、前記周波数制御装置は、前記電力系統の周波数の変動を所定の範囲に収めるための周波数制御指令を取得する指令取得部と、（ｉ）ｍ台の前記第２の機器が入出力する電力を取得し、かつ、（ｉｉ）前記指令取得部で取得された前記周波数制御指令と、取得したｍ台の前記第２の機器が入出力する前記電力とに基づいて、ｎ台の前記第１の機器それぞれが入出力する電力を制御するｎ個の第１指令値を決定する決定部と、前記決定部で決定されたｎ個の前記第１指令値それぞれを対応する前記第１の機器に個別送信する送信制御部とを備え、前記第１の機器は、前記周波数制御装置から取得した第１指令値に従って電力系統に電力を入出力する。
【００２７】  また、上記周波数制御システムに用いられる分散型電源として実現してもよい。
【００２８】  本発明の一形態に係る分散型電源は、電力系統の周波数を制御する周波数制御システムにおいて、サーバによって管理され、かつ、ｎ（ｎは１以上の自然数）台の第１の機器および前記第１の機器とは異なるｍ（ｍは１以上の自然数）台の第２の機器を含む複数の機器からなる分散型電源であって、ｍ台の前記第２の機器が入出力する電力と、前記電力系統の周波数の変動を所定の範囲に収めるための周波数制御指令とに基づいて、ｎ台の前記第１の機器それぞれが入出力する電力を制御するｎ個の第１指令値として前記サーバにおいて決定された電力指令値を前記サーバから受信し、前記サーバから受信した前記電力指令値に対応する電力を前記電力系統に入出力する。
【００２９】  本発明の一形態に係る周波数制御装置は、電力系統の周波数を制御する周波数制御システムにおいて、ｎ（ｎは１以上の自然数）台の第１の機器および前記第１の機器とは異なるｍ（ｍは１以上の自然数）台の第２の機器を含む複数の機器が入出力する電力を通信ネットワークを介して管理する周波数制御装置であって、前記電力系統の周波数の変動を所定の範囲に収めるための周波数制御指令を取得する指令取得部と、（ｉ）ｍ台の前記第２の機器が入出力する電力を取得し、かつ、（ｉｉ）前記指令取得部で取得された前記周波数制御指令と、取得したｍ台の前記第２の機器が入出力する前記電力とに基づいて、ｎ台の前記第１の機器それぞれが入出力する電力を制御するｎ個の第１指令値を決定する決定部と前記決定部で決定されたｎ個の前記第１指令値それぞれを対応する前記第１の機器に個別送信する送信制御部とを含む。
【００３０】  本発明の一形態に係るプログラムは、コンピュータに、電力系統に接続された、ｎ（ｎは１以上の自然数）台の第１の機器および前記第１の機器とは異なるｍ（ｍは１以上の自然数）台の第２の機器を含む複数の機器に電力を入出力させるプログラムであって、前記電力系統の周波数の変動を所定の範囲に収めるための周波数制御指令を取得する指令取得ステップと、（ｉ）ｍ台の前記第２の機器が入出力する電力を取得し、かつ、（ｉｉ）前記指令取得ステップにおいて取得された前記周波数制御指令と、取得したｍ台の前記第２の機器が入出力する前記電力とに基づいて、ｎ台の前記第１の機器それぞれが入出力する電力を制御するｎ個の第１指令値を決定する決定ステップと、前記決定ステップにおいて決定されたｎ個の前記第１指令値それぞれを対応する前記第１の機器に個別送信する送信制御ステップとを、コンピュータに実行させる。
【００３１】  以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】  なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例である。したがって、これらの各形態により、本発明が限定されるものではない。本発明は、請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
【００３３】  （実施の形態）  図１は、本実施の形態に係る周波数制御装置２０１を含む電力系統の概念図である。
【００３４】  図１に示される様に、電力系統は、変電所１０１と、電力線１０２と、周波数検出点１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄと、分散型電源１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄと、通信線１０５と、周波数制御装置２０１とを含む。なお、図１においては、説明を簡易化するため負荷を図示していない。
【００３５】  電力線１０２は、変電所１０１と分散型電源１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄとを接続する。そして、電力線１０２は、変電所１０１から出力される電力を分散型電源１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ及び図示しない負荷に供給すると共に、分散型電源１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄから出力される電力を図示しない負荷に供給する。なお、「負荷」とは、冷蔵庫、洗濯機、テレビ等の電力を消費して動作するあらゆる機器を指す。
【００３６】  周波数検出点１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄは、分散型電源１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄそれぞれが電力系統の周波数を検出する点である。以下、周波数検出点１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄを総称して「周波数検出点１０３」と表記することがある。また、分散型電源１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄを総称して「分散型電源１０４」と表記することがある。
【００３７】  分散型電源１０４は、例えば、太陽光発電システム又は燃料電池システム等の分散型発電システム、あるいは蓄電池システム等の分散型電気エネルギー貯蔵システムである。分散型電源１０４は、例えば、太陽電池又は燃料電池のような発電装置、あるいは蓄電池等の貯蔵装置と、発電装置または貯蔵装置により発電された直流電力を交流電力に変換（ＤＣ／ＡＣ変換）するパワーコンディショナとを有する。なお、本実施の形態では、分散型電源１０４として蓄電池を対象とするが、これに限定されるものではない。
【００３８】  分散型電源１０４は、電力を電力系統へ入出力することにより、電力系統の周波数を所定の範囲内を維持するように調整を行う。ここで、電力系統の基準周波数を５０Ｈｚとし、変動を許容する所定の範囲を±０．１Ｈｚとする例を用いて説明する。なお、電力系統に接続される機器の一例としての蓄電池は、電力系統の電力で充電（電力の入力）し、電力系統に電力を放電（電力の出力）する。
【００３９】  通信線１０５は、周波数制御装置２０１と分散型電源１０４との間でデータ又は情報を送受信するためのものであり、例えば、インターネット、ＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、９５０ＭＨｚ帯無線等が考えられる。また、周波数制御装置２０１は、通信線１０５を通じて変電所１０１との間でもデータ又は情報を送受信してもよい。但し、周波数制御装置２０１の機能が変電所１０１に含まれている場合には不要である。
【００４０】  周波数制御装置２０１は、分散型電源１０４の電力の入出力を制御することにより、電力系統の周波数を調整するための制御装置である。図２及び図３を参照して、周波数制御装置２０１について詳細に説明する。
【００４１】  図２は、本実施の形態に係る周波数制御装置２０１の機能ブロックを示す図である。図２に示されるように、周波数制御装置２０１は、指令取得部２０２と、決定部２０３と、送信制御部２０４と、通信部２０５とを備える。
【００４２】  指令取得部２０２は、中央給電指令所或いは系統管理装置から周波数制御指令を受信し、決定部２０３へ出力する。なお、指令取得部２０２は、中央給電指令所或いは系統管理装置から周波数制御指令を受信するのではなく、電力系統の周波数を定期的に観測し、自ら周波数制御指令を生成することにより取得することも可能である。例えば、電力系統の周波数を観測し、中央給電指令所或いは系統管理装置と同様の計算を行うことで、周波数制御指令を生成することにより取得する。なお、中央給電指令所或いは系統管理装置の役割は、例えば、変電所１０１が担ってもよいし、変電所１０１より上流又は下流の設備（図示省略）が担ってもよい。
【００４３】  周波数制御指令は、電力系統の周波数の変動を所定の範囲に収めるために、中央給電指令所或いは系統管理装置によって発行されるものである。そして、周波数制御指令は、電力系統にさらに入出力すべき電力の値である入出力電力を含む。
【００４４】  具体的には、入出力電力＝＋５ｋＷとは、例えば１００ｋＷの電力が供給されている電力系統に、５ｋＷの電力を供給する（或いは消費される電力を５ｋＷ減らす）ことを指す。これらを、「電力系統に電力を出力する」という。また、入出力電力＝−５ｋＷとは、例えば１００ｋＷの電力が供給されている電力系統に、供給される電力を５ｋＷ減らす（或いは消費される電力を５ｋＷ増やす）ことを指す。これらを、「電力系統に電力を入力する」という。
【００４５】  決定部２０３は、後述する分類方法によって、複数の分散型電源１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄを第１の分散型電源（第１の機器）１０４Ａと第２の分散型電源（第２の機器）１０４Ｂとに分類する。第１の分散型電源１０４Ａに分類されるｎ（ｎは１以上の自然数）台の分散型電源１０４は、電力系統への電力の入出力が周波数制御装置２０１によって個別に制御される。一方、第２の分散型電源１０４Ｂに分類されるｍ（ｍは１以上の自然数）台の分散型電源１０４は、電力系統への電力の入出力が周波数制御装置２０１によって共通に制御される。
【００４６】  また、決定部２０３は、指令取得部２０２が取得した周波数制御指令に基づいて、第１の分散型電源１０４Ａに分類されたｎ台の分散型電源１０４それぞれに対するｎ個の第１指令値を個別に決定する。さらに、決定部２０３は、第２の分散型電源１０４Ｂに分類されたｍ台の分散型電源１０４に対して共通（１つ）の第２指令値を決定する。すなわち、第１指令値は最大でｎ個決定され、第２指令値はただ１つだけ決定される。
【００４７】  送信制御部２０４は、通信部２０５を介して、決定部２０３が決定したｎ個の第１指令値をそれぞれ対応する第１の分散型電源１０４Ａに個別送信（ユニキャスト）し、決定部２０３が決定した第２指令値をｍ台の第２の分散型電源１０４Ｂに一斉送信（ブロードキャスト又はマルチキャスト）する。
【００４８】  通信部２０５は、分散型電源１０４との通信インタフェースであり、通信線１０５を介して分散型電源１０４に第１指令値又は第２指令値を送信する。
【００４９】  図３は、本実施の形態に係る周波数制御装置２０１の機能ブロックの他の例を示す図である。なお、図２と同様の構成要素については同一の符号をつけ、詳細な説明は省略する。図３に示されるように、周波数制御装置２０１は、図２の構成に加えて、さらに電力取得部３０１を備えてもよい。
【００５０】  電力取得部３０１は、第２指令値に従って第２の分散型電源１０４Ｂが電力系統に入出力する電力の値を、通信線１０５を介して取得し、決定部２０３に送信する。このとき、決定部２０３は、例えば、（第１指令値）≒（周波数制御指令の値）−（第２指令値に従って第２の分散型電源が入出力する電力の値）となるように、第１指令値を決定する。換言すれば、第１指令値に従って第１の分散型電源が入出力する電力の値と、第２指令値に従って第２の分散型電源が入出力する電力の値との和が周波数制御指令の値に近づくように、第１指令値を決定する。詳細は後述する。
【００５１】  次に、図４及び図５を参照して、周波数制御装置２０１の動作を説明する。図４は、周波数制御装置２０１が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。図５は、図４の処理によって送受信されるデータフローの概念図である。
【００５２】  まず、周波数制御装置２０１の決定部２０３は、電力系統に接続されている複数の分散型電源１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄを第１の分散型電源と第２の分散型電源とに分類する（Ｓ４０１）。具体的な分類方法は図６Ａ及び図６Ｂ等を用いて後述するが、以下の説明では、分散型電源１０４ａ、１０４ｂが第１の分散型電源１０４Ａに分類され、分散型電源１０４ｃ、１０４ｄが第２の分散型電源１０４Ｂに分類されたことを前提とする。
【００５３】  次に、周波数制御装置２０１の指令取得部２０２は、最初の周波数制御指令の受信を監視する（Ｓ４０２）。本実施の形態では、最初の周波数制御指令を取得（Ｓ４０２でＹｅｓ）してから最後の周波数制御指令を取得（Ｓ４０８でＹｅｓ）するまでを１回の周波数制御処理と定義する。そして、１回の周波数制御処理において、複数の周波数制御指令が、所定の時間間隔で繰り返し発行されることを前提として説明する。
【００５４】  なお、「最初の周波数制御指令」及び「最後の周波数制御指令」の特定方法は特に限定されないが、例えば、最初又は最後であることを示すフラグをデータ中に設けてもよいし、１回の周波数制御処理で送信される周波数制御指令の数又は１回の周波数制御処理の実行期間を特定する情報が最初の周波数制御指令に含められていてもよい。
【００５５】  最初の周波数制御指令が指令取得部２０２で取得された場合（Ｓ４０２でＹｅｓ）、周波数制御装置２０１の決定部２０３は、指令取得部２０２で取得された最初の周波数制御指令に基づいて、第２指令値を１つだけ決定する（Ｓ４０３）。そして、周波数制御装置２０１の送信制御部２０４は、決定部２０３で決定された第２指令値を、通信部２０５を通じて第２の分散型電源１０４Ｂに分類された分散型電源１０４ｃ、１０４ｄに一斉送信する（Ｓ４０４）。
【００５６】  ここで、第２指令値は、電力系統に生じる電力の変動を第２の分散型電源１０４Ｂに相殺させるための指令値であり、第２の分散型電源１０４Ｂに分類された全ての分散型電源１０４ｃ、１０４ｄに対して共通に用いられる。本実施の形態に係る第２指令値は、予め定められた基準周波数に対する周波数変動の上限値及び下限値を特定する情報を含む。
【００５７】  例えば、基準周波数が５０Ｈｚであれば、周波数変動の上限値は５０．１Ｈｚ、周波数変動の下限値は４９．９Ｈｚのようになる。但し、上限値及び下限値は、上記の基準周波数に対して必ずしも対称である必要はない。すなわち、例えば、上限値を５０．３Ｈｚとし、下限値を４９．９Ｈｚとしてもよい。
【００５８】  決定部２０３は、例えば、最初に取得した周波数制御指令に含まれる入出力電力の絶対値が大きいほど、周波数変動の範囲（上限値及び下限値の差）が小さくなり、入出力電力の絶対値が小さいほど、周波数変動の範囲（上限値及び下限値の差）が大きくなるように、第２指令値に含める上限値及び下限値を決定する。
【００５９】  また、決定部２０３は、ステップＳ４０１において複数の分散型電源１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄを分類したときに決定された暫定的な仮第２指令値（後述参照）を、ステップＳ４０３において第２指令値と決定することにより、第２指令値を決定してもよい。つまり、このようにして決定部２０３が第２指令値を決定する場合には、ステップＳ４０３はなくてもよい。
【００６０】  なお、第２指令値は、周波数制御指令に含まれる入出力電力に対してベース入出力になるように決定するのがよい。例えば、周波数制御指令に含まれる入出力電力が５ｋＷである場合に、第２の分散型電源が入出力する電力の合計が５ｋＷよりも小さくなるのがよい。第２の分散型電源が入出力する電力の合計が５ｋＷより大きくなる場合、例えば７ｋＷとなる場合は、第１の分散型電源全体の入出力電力は−２ｋＷとなり、余分な充放電が発生する。そこで、一般に周波数制御指令に含まれる入出力電力の絶対値の統計が正規分布に近くなることを利用して、決定部２０３は、ステップＳ４０３では、この正規分布から求められる平均値と、ステップＳ４０１で決定された仮第２指令値に基づいて第２の分散型電源に分類された分散型電源１０４ｃ、１０４ｄから入出力されると予測される電力とを比較することにより第２指令値を決定してもよい。例えば、決定部２０３は、ステップＳ４０３において、第２の分散型電源の入出力電力値が平均値の前後５％以内の範囲に入るように、第２指令値を決定してもよい。
【００６１】  そして、第２の分散型電源１０４Ｂに分類された分散型電源１０４ｃ、１０４ｄは、第２指令値を取得すると、それぞれ周波数検出点１０３ｃ、１０３ｄで電力系統の周波数を検出する。そして、分散型電源１０４ｃ、１０４ｄは、電力系統の周波数が上限値を上回る場合に所定の大きさの相殺電力を入力（充電）する。一方、分散型電源１０４ｃ、１０４ｄは、電力系統の周波数が下限値を下回る場合に所定の大きさの相殺電力を出力（放電）する。
【００６２】  なお、第２の分散型電源１０４Ｂは、図５に示されるように、１回の周波数制御処理中において、ステップＳ４０４で取得した第２指令値を用いて電力系統に生じる電力（周波数）の変動を相殺するための上記の処理を自律的に継続する。すなわち、第２指令値は、１回の周波数制御処理中に少なくとも１回だけ送信されればよい。
【００６３】  また、第２の分散型電源１０４Ｂは、取得した第２指令値に含まれる制御開始のタイミングを示す情報に基づいて、取得した第２指令値に基づく電力の入出力の制御を当該制御開始のタイミングで開始してもよい。これにより、第２指令値は、周波数制御処理の開始前に予め送信しておくことが可能である。
【００６４】  また、第２の分散型電源１０４Ｂが入出力する相殺電力の大きさは、第２指令値に含められていてもよい。すなわち、第２の分散型電源１０４Ｂの入出力は、（符号）×（相殺電力）となる。ここで、（符号）とは、検出した周波数が上限値を逸脱している場合は負（入力）となり、検出した周波数が下限値を逸脱している場合は正（出力）となる。
【００６５】  また、第２の分散型電源１０４Ｂが入出力する相殺電力の大きさは、予め定められた値を第２の分散型電源１０４Ｂが保持していてもよい。
【００６６】  また、電力系統の周波数の変動大きさに応じて第２の分散型電源１０４Ｂが相殺電力の大きさを適応的に決定してもよい。すなわち、周波数が上限値を大きく上回る（又は下限値を大きく下回る）ほど、相殺電力の絶対値を大きくしてもよい。例えば、上限値を逸脱している場合、第２の分散型電源１０４Ｂの入出力は、（（上限値）−（検出した周波数））×Ｋとなる。また、下限値を逸脱している場合、第２の分散型電源１０４Ｂの入出力は、（（下限値）−（検出した周波数））×Ｋとなる。ここで、Ｋは、出力を決定するための感度係数を示し、単位はｋＷ／Ｈｚである。
【００６７】  次に、周波数制御装置２０１の電力取得部３０１は、第２の分散型電源１０４Ｂに分類された分散型電源１０４ｃ、１０４ｄが第２指令値に従って入出力する電力の合計値を取得する（Ｓ４０５）。なお、電力取得部３０１は、電力線１０２上の電力を実際に計測してもよいし、入出力した電力の値を、通信線１０５を通じて分散型電源１０４ｃ、１０４ｄそれぞれから取得してもよい。
【００６８】  または、ステップＳ４０５の処理に代えて、第２の分散型電源１０４Ｂが入出力する電力の理論値を、決定部２０３で決定された第２指令値に基づいて決定してもよい。すなわち、第２の分散型電源１０４Ｂが第２指令値に従って入出力する電力の合計値は、Σ（（上限値あるいは下限値）−（決定部２０３で検出した周波数））×Ｋｉとなる。ここで、Ｋｉは、識別子ｉ（ｉ≦ｍ）で特定される第２の分散型電源１０４Ｂの入出力を決定するための感度係数である。この場合、図２に示されるように、電力取得部３０１を省略することができる。
【００６９】  次に、周波数制御装置２０１の決定部２０３は、第１の分散型電源１０４Ａに分類された分散型電源１０４ａ、１０４ｂそれぞれに対して、第１指令値を決定する（Ｓ４０６）。具体的には、決定部２０３は、周波数制御指令に含まれる入出力電力と、電力取得部３０１で取得された第２の分散型電源１０４Ｂが入出力する電力の合計値との差分に相当する電力を、分散型電源１０４ａに対する第１指令値と、分散型電源１０４ｂに対する第１指令値とに振り分ける。
【００７０】  例えば、周波数制御指令に含まれる入出力電力が５ｋＷであり、第２の分散型電源１０４Ｂが入出力した電力の合計値が２ｋＷであったとすると、第１指令値に含められる電力の合計は３ｋＷとなる。この例において、３ｋＷを２つの第１指令値にどのように分配するかは特に限定されないが、例えば、分散型電源１０４ａの第１指令値に２ｋＷを、分散型電源１０４ｂの第１指令値に１ｋＷを含めてもよいし、分散型電源１０４ａの第１指令値に３ｋＷ（この場合、分散型電源１０４ｂに対する第１指令値は０ｋＷとなる）を含めてもよい。
【００７１】  次に、周波数制御装置２０１の送信制御部２０４は、決定部２０３で決定された２つの第１指令値それぞれを、通信部２０５を通じて対応する第１の分散型電源１０４Ａに個別送信する（Ｓ４０７）。上述したように、ステップＳ４０６で決定される第１指令値の数は、最大で第１の分散型電源１０４Ａの台数である。すなわち、ステップＳ４０７では、第１の分散型電源１０４Ａの台数以下の第１指令値が送信されることになる。ここで、第１指令値が０ｋＷと決定された分散型電源１０４ｂに第１指令値（０ｋＷ）を送信しないようにする場合は、送信される第１指令値の数は、第１の分散型電源１０４Ａの台数未満となる。
【００７２】  そして、第１指令値を取得した第１の分散型電源１０４Ａに分類された分散型電源１０４ａ、１０４ｂは、それぞれの第１指令値に示される電力を電力系統に対して入出力する。これにより、図５に示されるように、入出力電力と第２の分散型電源１０４Ｂが入出力する電力との差を埋めることができる。
【００７３】  次に、周波数制御装置２０１の指令取得部２０２は、最後の周波数制御指令の受信を監視する（Ｓ４０８）。最後の周波数制御指令を受信しない場合（Ｓ４０８でＮｏ）、第１指令値の決定及び送信処理（Ｓ４０５〜Ｓ４０７）を再び実行する。一方、最後の周波数制御指令を受信した場合（Ｓ４０８でＹｅｓ）、今回の周波数制御処理を終了し、次回の周波数制御処理に備えて分散型電源１０４ａ〜１０４ｄの分類処理（Ｓ４０１）を再び実行する。なお、分散型電源１０４ａ〜１０４ｄの分類を頻繁に行う必要がない場合は、ステップＳ４０１をスキップし、ステップＳ４０２から再実行することも可能である。
【００７４】  ここで、最後の周波数制御指令を受信しない場合（Ｓ４０８でＮｏ）の一例は、最後でない周波数制御指令を受信した場合である。この場合の第１指令値は、図５に示されるように、周波数制御指令を取得するたびに決定され、送信される。また、最後の周波数制御指令を受信しない場合（Ｓ４０８でＮｏ）の他の例は、前回の周波数制御指令を受信してから所定の時間経過した場合（すなわち、所定の時間経過しても次の周波数制御指令を受信しない場合）である。この場合の第１指令値は、１つの周波数制御指令に対して複数回決定され、送信される。すなわち、第１指令値の決定及び送信処理（Ｓ４０５〜Ｓ４０７）は、１つの周波数制御指令に対して、１回以上実行される。
【００７５】  図６Ａは、周波数制御装置２０１が複数の分散型電源１０４ａ〜１０４ｄを、第１の分散型電源１０４Ａと第２の分散型電源１０４Ｂとに分類する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００７６】  まず、決定部２０３は、電力系統に接続されている分散型電源１０４ａ〜１０４ｄのうちの１台を、第１の分散型電源１０４Ａの候補として選択する（Ｓ６０１）。選択基準は特に限定されないが、例えば、第１指令値の送受信に要する時間の短い順に選択してもよいし、瞬間的に入出力可能な電力の大きい（応答速度が速い）順に選択してもよい。
【００７７】  次に、決定部２０３は、現在までに第１の分散型電源１０４Ａに分類された分散型電源１０４と、ステップＳ６０１で新たに選択された分散型電源１０４とに第１指令値を個別送信するのに必要な時間の合計値が所定時間に収まるか否かを判断する（Ｓ６０２）。なお、所定時間とは、例えば、周波数制御指令の送信間隔である。より望ましくは、周波数制御指令の送信間隔から第１指令値に従って第１の分散型電源１０４Ａが入出力する電力が安定するのに要する時間（応答時間）を減じた時間を、所定時間としてもよい。また、系統管理装置等によって規定された時間を、所定時間としてもよい。
【００７８】  送信時間が所定時間内に収まる場合（Ｓ６０２でＹｅｓ）、決定部２０３は、直前のステップＳ６０１で選択した分散型電源１０４を第１の分散型電源に分類（Ｓ６０３）し、ステップＳ６０１に戻る。一方、送信時間が所定時間内に収まらない場合（Ｓ６０２でＮｏ）、直前のステップＳ６０１で選択した分散型電源１０４を第１の分散型電源に分類せずに、ステップＳ６０４に進む。
【００７９】  例えば、２台の分散型電源１０４ａ、１０４ｂそれぞれに第１指令値を個別送信するのに要する時間は所定時間に収まる（Ｓ６０２でＹｅｓ）が、３台の分散型電源１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃそれぞれに第１指令値を個別送信するのに要する時間は所定時間に収まらない（Ｓ６０２でＮｏ）場合、分散型電源１０４ａ、１０４ｂのみが第１の分散型電源１０４Ａに分類され、分散型電源１０４ｃは第１の分散型電源１０４Ａに分類されない。
【００８０】  次に、決定部２０３は、ステップＳ６０１〜Ｓ６０３で第１の分散型電源１０４Ａに分類されなかった分散型電源１０４を第２の分散型電源１０４Ｂに分類する（Ｓ６０４）。上記の例では、分散型電源１０４ｃ、１０４ｄが第２の分散型電源１０４Ｂに分類される。これにより、所定時間内に全ての第１指令値を送信できる範囲で第１の分散型電源１０４Ａを決定することができる。
【００８１】  次に、決定部２０３は、第１の分散型電源１０４Ａ全体で瞬間的に入出力すべき最大電力（偏差）と、分散型電源１０４ａ、１０４ｂが実際に入出力可能な電力の最大値とを比較する（Ｓ６０５）。
【００８２】  なお、「偏差」とは、電力系統の周波数を所定の範囲に収めるために第１の分散型電源１０４Ａ全体で入出力すべき電力の最大値であって、例えば、周波数制御指令に含まれる入出力電力の最大値（予測値）から第２の分散型電源１０４Ｂ全体で入出力する電力の最大値（予測値）を減じた値に相当する。
【００８３】  第１の分散型電源１０４Ａ全体で瞬間的に入出力可能な最大電力が偏差を下回る場合（Ｓ６０５でＮｏ）、決定部２０３は、第２の分散型電源１０４Ｂに分類された分散型電源１０４ｃ、１０４ｄのうちから１台を、第１の分散型電源１０４Ａに移動させる候補として選択する（Ｓ６０６）。選択基準は特に限定されないが、例えば、第１指令値の送受信に要する時間の短い順に選択してもよいし、瞬間的に入出力可能な電力の大きい（応答速度が速い）順に選択してもよい。この例では、分散型電源１０４ｄが選択されたものとする。
【００８４】  次に、決定部２０３は、ステップＳ６０１〜Ｓ６０３で第１の分散型電源１０４Ａに分類された分散型電源１０４ａ、１０４ｂと、ステップＳ６０６で選択された分散型電源１０４ｄとに第１指令値を個別送信するのに要する時間が所定時間内であるか否かを判断する（Ｓ６０７）。
【００８５】  送信時間が所定時間内の場合（Ｓ６０７でＹｅｓ）、決定部２０３は、ステップＳ６０６で選択された分散型電源１０４ｄを第１の分散型電源１０４Ａに移動させる（Ｓ６０８）。一方、送信時間が所定時間内でない場合（Ｓ６０７でＮｏ）、決定部２０３は、分散型電源１０４ｄを第１の分散型電源１０４Ａに移動させずに（すなわち、第２の分散型電源に分類した状態のまま）、仮第２指令値に含まれる周波数変動の範囲（上限値及び下限値の差）を小さくする（Ｓ６０９）。すなわち、仮第２指令値に含まれる周波数変動範囲から逸脱しやすくなるため、第２の分散型電源の入出力する電力が大きくなる。または、決定部２０３は、分散型電源１０４ｄを第１の分散型電源１０４Ａに移動させずに（すなわち、第２の分散型電源に分類した状態のまま）、仮第２指令値に含まれる相殺電力の値を大きくしてもよい。
【００８６】  なお、ステップＳ６０５でＮｏと判断される場合とは、入出力電力と、仮第２指令値に従って第２の分散型電源１０４Ｂが入出力する電力との差分に相当する電力を、第１の分散型電源１０４Ａ全体で賄えない可能性があることを示している。そのため、送信時間に余裕がある場合（Ｓ６０７でＹｅｓ）には、第１の分散型電源１０４Ａに分類される分散型電源１０４の台数を増やす（Ｓ６０８）。一方、送信時間に余裕が無い場合（Ｓ６０７でＮｏ）には、第２の分散型電源１０４Ｂが入出力する電力を大きくする（すなわち、偏差を小さくする）ために、仮第２指令値の周波数変動の範囲を小さくする（Ｓ６０９）。
【００８７】  上記の理由により、決定部２０３は、ステップＳ６０５でＹｅｓと判断されるまで、ステップＳ６０６〜Ｓ６０９の処理を繰り返し実行する。そして、第１の分散型電源１０４Ａ全体で瞬間的に入出力可能な最大電力が偏差を上回る場合（Ｓ６０５でＹｅｓ）、決定部２０３は、図６Ａの分類処理を終了する。
【００８８】  但し、図６Ａに示される分類方法において、ステップＳ６０５〜Ｓ６０９の処理は省略することができる。例えば、ステップＳ６０２とステップＳ６０５の判定に優先度をつけて、ステップＳ６０２の優先度が高い場合には、ステップＳ６０５以降を省略する。すなわち、図６Ａの分類方法によれば、少なくとも第１の分散型電源１０４Ａに分類される分散型電源１０４の台数を、所定時間内に全ての第１指令値を送信できる範囲内に制限することができる。
【００８９】  図６Ｂは、周波数制御装置２０１が複数の分散型電源１０４ａ〜１０４ｄを、第１の分散型電源１０４Ａと第２の分散型電源１０４Ｂとに分類する処理の流れの他の例を示すフローチャートである。図６Ｂに示されるフローチャートは、ステップＳ６０２に代えてステップＳ６１０を実行する点と、ステップＳ６０５に代えてステップＳ６１１（ステップＳ６０７に相当する処理）を実行する点と、ステップＳ６０７に代えてステップＳ６１２（ステップＳ６０５に相当する処理）を実行する点で、図６Ａに示されるフローチャートと相違する。その他の処理は図６Ａと共通するので、再度の説明は省略する。
【００９０】  すなわち、図６Ｂに示される分類方法は、第１の分散型電源１０４Ａが瞬間的に入出力可能な最大電力の総和が偏差を上回るように、複数の分散型電源１０４ａ〜１０４ｄを、第１の分散型電源１０４Ａと第２の分散型電源１０４Ｂとに分類する。また、図６ＢのステップＳ６０６、Ｓ６０８〜Ｓ６０９、Ｓ６１１〜Ｓ６１２は、図６Ａの場合と同様に省略することができる。
【００９１】  図７は、周波数制御装置２０１が行う周波数制御処理のシミュレーション向け電力系統の構成図である。なお、図１と同様の構成要素については同一の符号をつけ、詳細な説明は省略する。図７では、第１の分散型電源９０１Ａ及び第２の分散型電源９０１Ｂに分散型電源が１台ずつ割り当てられている例を示している。
【００９２】  図８は、周波数制御装置２０１が行う周波数制御のシミュレーションの前提となる負荷変動を示す図である。図８において、横軸は時間を、縦軸は負荷変動をそれぞれ表している。また、中心線は負荷変動が０（電力消費量＝電力供給量）であることを表しており、負荷が中心線を上回る場合は負荷が増加（電力消費量＞電力供給量）したことになり、下回る場合は負荷が減少（電力消費量＜電力供給量）したことになる。
【００９３】  図８に示されるように、電力系統の負荷は、時間の経過と共に激しく変動している。なお、電力系統の周波数は、図８の負荷の変動と逆位相になるように変動する。そして、系統管理装置は、この周波数（又は電力）の変動を検出し、周波数制御指令に含める入出力電力を決定する。具体的には、系統管理装置は、負荷が正の場合（負荷が図８の中心線を上回る場合）には正の値の入出力電力を含めた周波数制御指令を送信し、負荷が負の場合（負荷が図８の中心線を下回る場合）には負の値の入出力電力を含めた周波数制御指令を送信する。
【００９４】  周波数制御装置２０１は、図８で示される負荷変動によって発生する周波数の変動を制御するために、系統管理装置から周波数制御指令を取得し、取得した周波数制御指令に基づいて第１指令値及び第２指令値を決定し、決定した第１指令値及び第２指令値を第１の分散型電源９０１Ａ及び第２の分散型電源９０１Ｂに送信する。
【００９５】  次に、図９は、周波数制御装置２０１が行う周波数制御のシミュレーション結果の一例を示す図であり、周波数制御指令に含まれる入出力電力の推移（実線）と、第１指令値に基づいた第１の分散型電源９０１Ａによる電力の入出力の推移（破線）とを表している。
【００９６】  図９において、横軸は時間を表している。なお、図９の横軸は図８の横軸と一致している。縦軸は電力の値を表している。中心線は入出力電力及び第１の分散型電源９０１Ａによる電力の入出力が０であることを表している。中心線を上回る場合は、入出力電力が正であり、第１の分散型電源９０１Ａが電力を出力したことになる。中心線を下回る場合は、入出力電力が負であり、第１の分散型電源９０１Ａが電力を入力したことになる。
【００９７】  図９を参照すると、第１の分散型電源９０１Ａが入出力する電力（破線）は、入出力電力（実線）に追従して変動している。但し、波形の模式的な拡大箇所を参照すれば明らかなように、第１の分散型電源９０１Ａが入出力する電力の絶対値は、入出力電力より若干小さい。
【００９８】  次に、図１０は、周波数制御装置２０１が行う周波数制御のシミュレーション結果の一例を示す図であり、第２の分散型電源９０１Ｂによる電力の入出力の推移を表している。
【００９９】  図１０において、横軸は時間を表している。なお、図１０の横軸は図８の横軸と一致している。縦軸は電力の値を示している。図１０において、破線は第２指令値に基づいた第２の分散型電源９０１Ｂによる電力の入出力の推移を表している。中心線は第２の分散型電源９０１Ｂによる電力の入出力が０であることを表しており、中心線を上回る場合は第２の分散型電源９０１Ｂが電力を出力したことになり、下回る場合は第２の分散型電源９０１Ｂが電力を入力したことになる。
【０１００】  図１１は、周波数制御装置２０１が行う周波数制御のシミュレーション結果の一例を示す図であり、周波数制御指令に含まれる入出力電力の推移（実線）と、第１の分散型電源９０１Ａによる電力の入出力（図９の破線）及び第２の分散型電源９０１Ｂによる電力の入出力（図１０の破線）の和の推移（破線）とを表している。
【０１０１】  図１１において、横軸は時間を表している。なお、図１１の横軸は図８の横軸と一致している。縦軸は電力の値を表している。中心線は、入出力電力及び第１及び第２の分散型電源９０１Ａ、９０１Ｂによる電力の入出力の和が０であることを表している。中心線を上回る場合は、入出力電力が正であり、第１及び第２の分散型電源９０１Ａ、９０１Ｂによる電力の入出力の和が出力方向であることを表している。一方、中心線を下回る場合は、入出力電力が負であり、第１及び第２の分散型電源９０１Ａ、９０１Ｂによる電力の入出力の和が入力方向であることを表している。
【０１０２】  図１１の波形の模式的な拡大箇所は、図９の拡大箇所に対応する。これらを比較すると、第１及び第２の分散型電源９０１Ａ、９０１Ｂによる電力の入出力の和の絶対値が入出力電力により近づいていることが分かる。すなわち、周波数制御装置２０１は、分散型電源による電力の入出力を、周波数制御指令に含まれる入出力電力に高精度に追従させることが可能であることがわかる。
【０１０３】  図１２は、周波数制御装置２０１が行う周波数制御のシミュレーション結果の一例を示す図であり、上記の制御を行った後の電力系統の周波数の変動を表している。図１２において、横軸は時間を表している。なお、図１２の横軸は図８の横軸と一致している。縦軸は周波数変動を表している。また、図１２の縦軸の上限は電力系統の周波数の上限値を表しており、図１２の縦軸の下限は電力系統の周波数の下限値を表している。図１２において、実線は周波数の変動の推移を表している。
【０１０４】  図１２より、周波数の変動は上限及び下限の範囲内で推移しており、周波数制御装置２０１は、電力系統の周波数を所定の範囲に維持するように、分散型電源による電力の入出力を制御することが可能であることがわかる。
【０１０５】  なお、本実施の形態では機器の具体例として二次電池（蓄電池）を中心に説明した。そして、上述の分散型電源１０４は、０ｋＷ（入出力なし）を基準電力とし、第１指令値又は第２指令値に従って、電力を放電（出力）したり、電力を充電（入力）することにより、電力系統への電力の入出力を調整している。
【０１０６】  しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、決定部２０３は、複数の分散型電源１０４ａ〜１０４ｄのうち、充電及び放電の一方のみをさせる蓄電池を第１の分散型電源１０４Ａに分類し、充電及び放電の他方のみをさせる蓄電池を第２の分散型電源１０４Ｂに分類してもよい。
【０１０７】  そして、充電のみを行う蓄電池は、基準充電電力より大きい電力を充電（入力）する、或いは、基準充電電力より小さい電力を充電（出力）することにより、電力系統への電力の入出力を調整してもよい。同様に、放電のみを行う蓄電池は、基準放電電力より小さい電力を放電（入力）する、或いは、基準放電電力より大きい電力を放電（出力）することにより、電力系統への電力の入出力を調整してもよい。
【０１０８】  このように分類することにより、１回の周波数制御処理中に、各蓄電池が充放電を繰り返すことがなくなるので、蓄電池の劣化を効果的に抑制することができる。なお、どの蓄電池を充電専用又は放電専用とするかは特に限定されないが、例えば、各蓄電池の現在の蓄電量を取得し、蓄電量の少ない蓄電池を充電専用とし、蓄電量の多い蓄電池を放電専用とすればよい。
【０１０９】  また、周波数制御装置２０１は、図１の分散型電源１０４に代えて、例えば、ヒーター、電気温水器等の負荷であっても制御することが可能である。周波数制御装置２０１は、第１の負荷それぞれに対応する第１指令値を個別送信し、第２の負荷に共通の第２指令値を一斉送信して、第１指令値及び第２指令値に従って第１の負荷及び第２の負荷に消費電力を調整させればよい。
【０１１０】  但し、負荷は、電力を出力することができないため、周波数制御装置２０１は、例えば、基準値を平均消費電力とし、基準値を中心に第１指令値及び第２指令値を決定し、負荷に追従させるように制御することも可能である。すなわち、負荷は、平均消費電力より大きい電力を消費（入力）する、或いは、平均消費電力より小さい電力を消費（出力）することにより、電力系統への電力の入出力を調整することができる。
【０１１１】  さらに、図１の分散型電源１０４に代えて、燃料電池等の発電装置であっても電力系統の周波数制御に用いることができる。すなわち、発電装置は、例えば平均発電電力を基準発電電力とし、基準発電電力より小さい電力を発電（入力）する、或いは、基準発電電力より大きい電力を発電（出力）することにより、電力系統への電力の入出力を調整することができる。
【０１１２】  そして、決定部２０３は、上記のような様々な機器を、その特性に応じて分類してもよい。例えば、決定部２０３は、電力の消費及び電力の出力（発電）の一方のみが可能な機器（すなわち、負荷又は発電装置）を第１の機器に分類し、電力の消費（充電）及び電力の出力（放電）の両方が可能な機器（すなわち、蓄電池）を第２の機器に分類してもよい。
【０１１３】  そして、周波数制御装置２０１は、第２指令値に従って蓄電池（第２の機器）に充放電を行わせることにより、電力系統に生じる電力の変動を相殺する。また、周波数制御装置２０１は、入出力電力と第２の機器の入出力する電力との差分が正の場合に発電装置に発電（電力の出力）を行わせ、入出力電力と第２の機器の入出力する電力との差分が負の場合に負荷に電力を消費（電力の入力）させるように、第１指令値を送信してもよい。
【０１１４】  なお、上記の実施の形態では、第１指令値を電力指令値とし、第２指令値を周波数指令値とした例（図１３のケース１）を説明したが、本発明はこれに限定されず、図１３に示されるケース１〜４のいずれかを採用することができる。
【０１１５】  なお、第１指令値を周波数指令値とする場合（ケース３、４）、第１指令値は、上述の第２指令値と同様に、予め定められた基準周波数に対する周波数変動の上限値及び下限値を特定する情報を含む。そして、この第１指令値を取得した第１の機器は、電力系統の周波数を検出し、電力系統の周波数が上限値を上回る場合に所定の大きさの電力（相殺電力）を入力し、電力系統の周波数が下限値を下回る場合に所定の大きさの電力（相殺電力）を出力する。ケース４において、第２の指令値を周波数指令値とする場合との相違点は、第２指令値が複数の第２の機器に対して共通に決定されるのに対して、第１の指令値は第１の機器それぞれに対して個別に決定される点である。
【０１１６】  また、第２指令値を電力指令値とする場合（ケース２、３）、第２指令値は、電力系統の周波数が基準周波数を外れた場合に入出力すべき相殺電力を特定する情報を含む。そして、この第２指令値を取得した第２の機器は、電力系統の周波数を検出し、電力系統の周波数が基準周波数を上回る場合に相殺電力を入力し、電力系統の周波数が基準周波数を下回る場合に相殺電力を出力する。
【０１１７】  なお、上記の実施の形態では、第２指令値を決定部２０３が決定し、決定された第２指令値を第２の分散型電源１０４Ｂに分類されたｍ台の分散型電源１０４に通信部２０５が一斉送信しているが、これに限らない。つまり、本開示の周波数制御装置は、決定部２０３が第２指令値を決定すること、または、通信部２０５が第２指令値を第２の分散型電源１０４Ｂに一斉送信することには限定されない。図２および図３の破線の矢印は、通信部２０５が第２指令値を第２の分散型電源１０４Ｂに送信しない場合も含むことを意味する。
【０１１８】  例えば、複数の分散型電源１０４が予め決定された第２指令値を固定値として記憶していてもよい。つまり、この場合には、複数の分散型電源１０４が第２指令値を予め保持しており、第２の分散型電源１０４Ｂに分類された分散型電源１０４が当該第２指令値に基づいて電力系統に生じる電力（周波数）の変動を相殺するための電力を入出力してもよい。なお、このように第２指令値が予め分散型電源１０４に記憶されている場合には、全ての分散型電源１０４に第２指令値が記憶されていることが好ましいが、必ずしも全ての分散型電源１０４に記憶されていなくてもよい。例えば、一部の分散型電源１０４のみに第２指令値が予め記憶されている場合には、当該一部の分散型電源１０４のみが第２の分散型電源１０４Ｂとして分類されるように分類してもよい。また、第２の分散型電源１０４Ｂとして分類された分散型電源１０４のうち、第２指令値が予め記憶されていない分散型電源１０４のみに第２指令値を送信するようにしてもよい。
【０１１９】  また、例えば、複数の分散型電源１０４が予め定められたアルゴリズムに基づいて第２指令値を決定してもよい。このときの決定方法は、上述したように決定部２０３が第２指令値を決定する方法と同様である。
【０１２０】  このとき、決定部２０３は、第１指令値を、第２指令値に基づいて第２の分散型電源１０４Ｂが入出力する電力および周波数制御指令に基づいて決定する。なお、「第２指令値に基づいて第２の分散型電源１０４Ｂが入出力する電力」は、電力取得部３０１により取得された第２の分散型電源１０４Ｂが入出力する電力の合計値であってもよいし、第２の分散型電源１０４Ｂが入出力する電力の理論値を第２指令値に基づいて決定した値であってもよい。後者の場合に、予め決定された固定値としての第２指令値を周波数制御装置２０１が保持していてもよいし、予め定められたアルゴリズムに基づいて第２指令値を決定してもよい。
【０１２１】  （その他の実施の形態）  なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
【０１２２】  （１）上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムで実現され得る。ＲＡＭまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
【０１２３】  （２）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。ＲＯＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、ＲＯＭからＲＡＭにコンピュータプログラムをロードし、ロードしたコンピュータプログラムにしたがって演算等の動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。
【０１２４】  （３）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されてもよい。ＩＣカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカードまたはモジュールには、上記の超多機能ＬＳＩが含まれてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、ＩＣカードまたはモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有してもよい。
【０１２５】  （４）本発明は、上記に示す方法で実現されてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムで実現してもよいし、コンピュータプログラムからなるデジタル信号で実現してもよい。
【０１２６】  また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したもので実現してもよい。また、これらの記録媒体に記録されているデジタル信号で実現してもよい。
【０１２７】  また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送してもよい。
【０１２８】  また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、メモリは、コンピュータプログラムを記憶しており、マイクロプロセッサは、コンピュータプログラムにしたがって動作してもよい。
【０１２９】  また、プログラムまたはデジタル信号を記録媒体に記録して移送することにより、またはプログラムまたはデジタル信号をネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施してもよい。
【０１３０】  （５）上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせてもよい。
【０１３１】  以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】  本発明は、分散型電源が連系された電力系統の周波数を制御するための指令値を決定する周波数制御装置等に適用できる。
【符号の説明】
【０１３３】１０１  変電所１０２  電力線１０３，１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ  周波数検出点１０４，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ  分散型電源１０４Ａ，９０１Ａ  第１の分散型電源１０４Ｂ，９０１Ｂ  第２の分散型電源１０５  通信線２０１  周波数制御装置２０２  指令取得部２０３  決定部２０４  送信制御部２０５  通信部３０１  電力取得部
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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2013172022.tif 000018
2013172022.tif 000019
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