(57)【要約】【課題】  分散型エネルギーコミュニティー全体としてのエネルギー効率の向上や顧客満足度の向上を図る。【解決手段】  各需要家Ａ、Ｂ、Ｃの連系点電圧情報は、各需要家Ａ、Ｂ、Ｃと分散型エネルギーシステム運転制御装置２をつなぐ通信線６を介して収集される。収集した情報を元に優先順位決定部２４では、電圧規定値を逸脱している、または逸脱しそうな連系点を割り出し、需要家情報ＤＢ２３から読み出した情報と照らし合わせた上で最終的な優先順位テーブルを作成する。作成された優先順位テーブルは優先順位ＤＢ２５に記録する。分散型エネルギーシステム１１のいずれかに対して出力調整制御を行う必要が生じた場合には、優先順位ＤＢ２５に記録された情報を元にして運転制御部２６が優先順位の最も低い分散型エネルギーシステムに対する指令を作成し、データ送信部２８より指令を送信する。【選択図】  図１
2006149061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー発生装置および／またはエネルギー蓄積装置を有し、電力系統に接続された多数の需要家からなるエネルギーコミュニティーの分散型エネルギーシステムの運転制御方法において、各分散型エネルギーシステムのエネルギー発生装置および／またはエネルギー蓄積装置のそれぞれについて制御順序に関する優先順位テーブルを作成し、該優先順位テーブルの優先順位にしたがって各分散型エネルギーシステムのエネルギー発生装置および／またはエネルギー蓄積装置に対する制御を行うことを特徴とする分散型エネルギーシステムの運転制御方法。
【請求項２】
システム運用者によってあらかじめ設定された需要家の重要度情報に基づいて前記優先順位テーブルを作成する、請求項１に記載の分散型エネルギーシステムの運転制御方法。
【請求項３】
それぞれのエネルギー発生装置および／またはエネルギー蓄積装置の運転状況に基づいて前記優先順位テーブルを作成する、請求項１に記載の分散型エネルギーシステムの運転制御方法。
【請求項４】
それぞれのエネルギー発生装置および／またはエネルギー蓄積装置が設置された需要家のエネルギー消費状況に基づいて前記優先順位テーブルを作成する、請求項１に記載の分散型エネルギーシステムの運転制御方法。
【請求項５】
エネルギー発生装置および／またはエネルギー蓄積装置を有し、電力系統に接続された多数の需要家からなるエネルギーコミュニティーの分散型エネルギーシステムの運転制御装置において、各分散型エネルギーシステムのエネルギー発生装置および／またはエネルギー蓄積装置のそれぞれに対する制御優先順位テーブルを作成する優先順位テーブル作成手段と、該優先順位テーブルの優先順位にしたがって各分散型エネルギーシステムのエネルギー発生装置および／またはエネルギー蓄積装置に対する制御を行う運転制御手段を有することを特徴とする分散型エネルギーシステムの運転制御装置。
【請求項６】
前記優先順位テーブル作成手段は、システム運用者によってあらかじめ設定された、需要家の重要度情報に基づいて優先順位テーブルを作成する、請求項５に記載の分散型エネルギーシステムの運転制御装置。
【請求項７】
前記優先順位テーブル作成手段は、前記エネルギー発生装置および／またはエネルギー蓄積装置の運転状況に基づいて優先順位テーブルを作成する、請求項５に記載の分散型エネルギーシステムの運転制御装置。
【請求項８】
前記優先順位テーブル作成手段は、前記エネルギー発生装置および／またはエネルギー蓄積装置が設置された需要家のエネルギー消費状況に基づいて優先順位テーブルを作成する、請求項５に記載の分散型エネルギーシステムの運転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー発生装置および／またはエネルギー蓄積装置を有し、電力系統に接続された多数の需要家からなるエネルギーコミュニティーの分散型エネルギーシステムの運転制御方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の分散型エネルギーシステムのエネルギーを有効に利用し低コストな運用制御を行う方法として、特許文献１に記載されている「分散型エネルギーコミュニティーシステムとその制御方法」がある。これは、制御センタが、分散型エネルギーシステムの制御装置から通信線を介して燃料電池の発電量と蓄電池のエネルギー貯蔵量と負荷の電力消費量のデータを受信すると共に、各分散電源システムに発電電力値および受送電電力値を指令することにより、電力需要の日負荷特性が異なる複数の分散型エネルギーシステム間において電力線を介しての電力需給を補完制御するシステムである。
【０００３】
一般的に上記のようなシステムに用いられる分散型エネルギーシステムにおいては、各分散型エネルギーシステムが連系している系統電圧が規定値を逸脱しそうになった場合に無効電力出力の調整（交流連系時）や有効電力出力の調整（交流連系、直流連系時）を行い、連系点における系統電圧が規定値を逸脱しないように制御すると共に、出力調整によって電圧が調整できない場合には、分散型エネルギーシステムそのものを系統から解列してしまう機能が組み込まれている。
【特許文献１】特開２００２−４４８７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらこのような従来の制御方法では、需要家や負荷装置の重要度、分散型エネルギーコミュニティー全体としてのエネルギー効率などは考慮されておらず、需要家のニーズを満足できない、エネルギー損失が低減できないといった問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、分散型エネルギーコミュニティー全体としてのエネルギー効率の向上や顧客満足度の向上を図った、分散型エネルギーシステムの運転制御方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、需要家や負荷装置の重要度、分散型エネルギーシステムの運転状況、需要家のエネルギー消費状況のいずれかに基づいて各分散型エネルギーシステムの優先順位テーブルを作成し、優先順位テーブルの優先順位にしたがって各分散型エネルギーシステムのエネルギー発生装置および／またはエネルギー蓄積装置の出力調整や解列動作を行うことによって、分散型エネルギーコミュニティー全体としてのエネルギー効率の向上や顧客満足度の向上を図るものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、重要な負荷や需要家に接続された分散型エネルギーシステムが系統電圧の変動によって解列してしまうことや、各分散型エネルギーシステムが個別に判断して出力調整や解列動作を行うことによる分散型エネルギーコミュニティー全体としてのエネルギー損失の増加を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は本発明の第１の実施形態による分散型エネルギーシステム運転制御装置および分散型エネルギーコミュニティーの構成を示す図である。
【００１０】
図１に示すように、分散型エネルギーシステム運転制御装置２は複数の、この場合３つの需要家Ａ、Ｂ、Ｃ内に設けられた、エネルギー発生装置１２とエネルギー蓄積装置１３からなる分散型エネルギーシステム１１を制御するものである。
【００１１】
分散型エネルギーシステムは電力線４によって商用電源３に接続され、また熱配管５に接続されている。さらに、分散型エネルギーシステム１１と需要家負荷装置１４は通信線６によって分散型エネルギーシステム運転制御装置２に接続されている。
【００１２】
ここで、各需要家に設置されるエネルギー発生装置１２、エネルギー蓄積装置１３は任意であり、例えば熱電供給が可能なエネルギー発生装置、蓄電装置、蓄熱装置を組み合わせ所有する需要家や、エネルギー発生装置のみを所有する需要家、電力負荷および熱負荷のみを所有する需要家など、様々な形態をなす需要家の存在が許される。
【００１３】
分散型エネルギーシステム運転制御装置２はデータ受信部２１と需要家情報入力部２２と需要家情報ＤＢ２３と優先順位決定部２４と優先順位ＤＢ２５と運転制御部２６とエネルギー需給制御部２７とデータ送信部２８から構成される。
【００１４】
各需要家Ａ、Ｂ、Ｃにおけるエネルギー消費状況および分散型エネルギーシステム１１の稼働状況は通信線６を介して分散型エネルギーシステム運転制御装置２に送られる。これらの情報はデータ受信部２１で受信され、需要家情報入力部２２からシステム管理者等によって入力され、需要家情報ＤＢ２３に蓄えられている情報を元にして、優先順位決定部２４によって優先順位テーブルが作成される。
【００１５】
通常時における発電量制御や充放電量制御といった分散型エネルギーシステムの運転制御に関してはエネルギー需給制御部２７によって、分散型エネルギーコミュニティー内におけるエネルギー消費の最小化、エネルギーコストの最小化、二酸化炭素排出量の最小化といった目的に応じた制御が行われる。この場合の制御時定数は数分から１時間というオーダーとなる。その一方で需要家負荷装置における負荷量の変動などによって需要家連係点における電圧が規定値を逸脱してしまうような場合には、需要家および分散型エネルギーシステムの保護の観点から、負荷遮断、発電量調整、発電装置の解列といった制御を高速に行う必要がある。
【００１６】
分散型エネルギーシステム１１が停止している状態における各需要家Ａ、Ｂ、Ｃの連系点（点ａ、点ｂ、点ｃ）電圧が図２のようになっているとする。ただし、簡略化のため需要家Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれから見た系統インピーダンス、エネルギー消費量、設置されている分散型エネルギーシステム１１の種別、需要家負荷装置１４は同じであるとする。各需要家Ａ、Ｂ、Ｃに設置された分散型エネルギーシステム１１が稼働することにより、各連系点ａ、ｂ、ｃの電圧は例えば図３の実線のようになる。図中の矢印は各分散型エネルギーシステム１１からの逆潮電力による影響を模式的に示している。この場合、需要家Ａの分散型エネルギーシステム１１が最も多く発電し、需要家Ｃではほとんど発電していない。今、図中の網掛部が配電電圧の規定値であるとすると、点ｂは規定の上限を逸脱していることが分かる。このような場合、これまでの制御方法を用いると、需要家Ｂに設置された分散型エネルギーシステム１１の出力電圧を調整することによって、連系点ｂの電圧を規定値内に復帰させることになる（図３中の矢印は電圧適正化に対する出力調整の影響を模式的に表している）。
【００１７】
しかしながら例えば需要家Ｂが、分散型エネルギーコミュニティー１の運用者にとってあるいは社会的に重要な需要家であったり、需要家Ｂに設置された分散型エネルギーシステム１１が出力変動をさせにくい装置であったり、出力変動による装置の劣化が懸念されるような場合には、例えば図４に示すように需要家Ａの出力を抑制することによって、需要家Ｂでの出力調整量を最小に抑えつつ、連系点電圧の適正化を計ることが可能である（図４中の矢印は電圧適正化に対する出力調整の影響を模式的に表している）。
【００１８】
このような制御を実現するためには、あらかじめシステム管理者等によって需要家や分散型エネルギーシステム１１の重要度やシステムの特徴を数値化した需要家情報ＤＢ２３を作成しておけばよい。
【００１９】
各需要家Ａ、Ｂ、Ｃの連系点電圧情報は、各需要家Ａ、Ｂ、Ｃと分散型エネルギーシステム運転制御装置２をつなぐ通信線６を介して収集される。収集した情報を元に優先順位決定部２４では、電圧規定値を逸脱している、または逸脱しそうな連系点を割り出し、需要家情報ＤＢ２３から読み出した情報と照らし合わせた上で最終的な優先順位テーブルを作成する。作成された優先順位テーブルは優先順位ＤＢ２５に記録する。分散型エネルギーシステム１１のいずれかに対して出力調整制御を行う必要が生じた場合には、優先順位ＤＢ２５に記録された情報を元にして運転制御部２６が優先順位の最も低い分散型エネルギーシステム１１に対する指令を作成し、データ送信部２８より指令を送信する。
【００２０】
需要家情報ＤＢ２３に書き込まれた情報をそのまま優先順位テーブルとして利用するのではなく、優先順位決定部２４にて処理を行う理由としては、あらかじめ定めておいた優先順位の低い装置から制御を行っても効果が出ない場合があるためである。例えば図３のときに優先順位ＤＢ２５の内容が表１のようになっているとき、最も優先順位の低い需要家Ｃに対して出力調整指示を送ったとしても、連系点ｂの電圧適正化には効果が無い。すなわち電圧逸脱が発生している、あるいは発生しそうな連系点を特定し、その点を含んで上位（商用電力）側に連系されている需要家のみに対して優先順位を付与しなおす必要がある。したがって優先順位を表２のように修正し需要家Ｃを除外することにより、優先順位が最低である需要家Ａに対する出力調整が速やかに行われるようになる。
【００２１】
【表１】
2006149061.tif 000003
【００２２】
【表２】
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【００２３】
一方、優先順位テーブルを作成する方法として、分散型エネルギーシステム１１の稼働状況に関する情報を利用する方法もある。
【００２４】
需要家Ａ、Ｂ、Ｃが所有するエネルギー発生装置１２の効率が図６の●で示されるとき、損失は図中○のようになる。したがってこの場合、同程度の出力調整を行うのであれば、現在の出力が大きい装置（この場合は需要家Ａ）に対して出力調整を行ったほうが、全体としての損失を低減することができる。したがって図３に示す状況であれば優先順位テーブルは表２と同様になり、まず需要家Ａに対して出力調整指令が出される。エネルギー発生装置１２の効率特性は方式や型式等によって異なるため、常に適切な情報を適用する必要があることは言うまでも無い。
【００２５】
優先順位を作成する方法として、各需要家のエネルギー消費状況に関する情報を利用する方法も考えられる。
【００２６】
熱であれ電気であれエネルギーを輸送する際には損失が発生する。この損失を最小化するためにはできるだけ需要家の近くでエネルギー発生装置を運転することが望ましい。したがって、エネルギー消費が大きくなっている需要家およびその周辺の需要家に対する優先順位を高くし出力調整がかかりにくくすることによって、コミュニティー全体のエネルギー効率を高めることが可能となる。
【００２７】
これまで説明した優先順位を作成する方法は、それぞれ個別に適用してもよいし、適宜切り替えて使用できるようにしてもよい。また、これらを組み合わせ、システム効率と顧客満足度のトレードオフが最も良い優先順位を作成するようにしてもよい。
【００２８】
本発明の分散型エネルギーコミュニティーは図１に示すように直接商用電源３に接続されている代わりに、図７に示すように双方向電力変換装置７を介して商用電源３に接続されていてもよい。この場合、分散型エネルギーコミュニティー内における電力供給方法としては一般的な交流電力供給方式でもよいし、直流を用いた電力供給方式でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態の分散型エネルギーシステム運転制御装置の構成を、分散型エネルギーコミュニティーのシステム構成と共に示す図である。
【図２】需要家連系点の電圧分布例を示す図である。
【図３】分散型エネルギーシステムが逆潮流を行っている際の需要家連系点の電圧分布例を示す図である。
【図４】従来制御法を用いて分散型エネルギーシステムの出力調整を行い、連系点電圧の適正化を行った例を示す図である。
【図５】本発明を用いて連系点電圧の適正化を行った例を示す図である。
【図６】エネルギー発生装置の発電効率と損失の関係を示す例である。
【図７】本発明の他の実施形態の分散型エネルギーシステム運転制御装置の構成を分散型エネルギーコミュニティーシステムのシステム構成と共に示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１、１’    分散型エネルギーコミュニティー
２    分散型エネルギーシステム運転制御装置
３    商用電源
４、４’    電力線
５    熱配管
６    通信線
７    双方向電力変換装置
１１    分散型エネルギーシステム
１２    エネルギー発生装置
１３    エネルギー蓄積装置
１４    需要家負荷装置
２１    データ受信部
２２    需要家情報入力部
２３    需要家情報ＤＢ
２４    優先順位決定部
２５    優先順位ＤＢ
２６    運転制御部
２７    エネルギー需給制御部
２８    データ送信部
【図１】
2006149061.tif 000005
【図２】
2006149061.tif 000006
【図３】
2006149061.tif 000007
【図４】
2006149061.tif 000008
【図５】
2006149061.tif 000009
【図６】
2006149061.tif 000010
【図７】
2006149061.tif 000011