(57)【要約】【課題】電力需要家の施設に設けられた分散型電源の制御計画の作成時において、各電力変換器の変換効率を考慮した最適な出力値を算出することを目的とする。【解決手段】電力需要家施設に設けられた分散型電源の制御計画を作成する際に、分散型電源の設備情報や状況情報に加えて、電力変換器の変換効率を取得し、分散型電源の設備情報および状況情報、各電力変換器の変換効率を用いて最適な分散型電源の制御計画を算出するようにした。【選択図】図１
2018121486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力会社から電力が供給される電力需要家施設に設けられたものであって、複数の負荷設備と、これらの負荷設備に電力を供給する分散型電源と、前記各負荷設備および前記分散型電源の間にそれぞれ設けられた複数の電力変換器と、前記各負荷設備、前記分散型電源および前記複数の電力変換器の動作を管理する電力管理装置とを備えたエネルギーマネジメントシステムにおいて、
前記電力管理装置は、前記分散型電源の設備情報および状況情報を取得する設備情報取得部と、前記電力変換器の変換効率の情報を取得する変換効率取得部と、前記分散型電源の設備情報および状況情報、前記電力変換器の変換効率に基づいて前記分散型電源の制御計画を作成する制御計画作成部と、この制御計画作成部により作成した制御計画値を基に制御指令値を算出する制御指令部とを備えたことを特徴とするエネルギーマネジメントシステム。
【請求項２】
請求項１記載のエネルギーマネジメントシステムにおいて、前記分散型電源は、太陽光発電設備、風力発電設備および蓄電池であることを特徴とするエネルギーマネジメントシステム。
【請求項３】
請求項２記載のエネルギーマネジメントシステムにおいて、前記分散型電源による電力を電力会社へ売電するように構成し、その際に、前記電力変換器の変換効率も考慮して制御計画を作成することを特徴とするエネルギーマネジメントシステム。
【請求項４】
電力会社から電力が供給される電力需要家施設に設けられたものであって、複数の負荷設備と、これらの負荷設備に電力を供給する分散型電源と、前記各負荷設備および前記分散型電源の間に設けられた複数の電力変換器と、前記各負荷設備、前記分散型電源および前記複数の電力変換器の動作を管理する電力管理装置とを備えたエネルギーマネジメントシステムにおいて、
さらに、前記各電力変換器を通る電力の変換前、変換後の電力量をそれぞれ計測する複数の計測器を備え、
前記電力管理装置は、前記各計測器が計測した各設備の実績値を取得する実績値取得部と、前記分散型電源の設備情報および状況情報を取得する設備情報取得部と、前記実績値取得部が取得した各設備の計測値に基づいて前記電力変換器の変換効率を算出する変換効率算出部と、前記分散型電源の設備情報および状況情報、前記電力変換器の変換効率に基づいて分散型電源の制御計画を作成する制御計画作成部と、作成した制御計画値を基に制御指令値を算出する制御指令部とを備えたことを特徴とするエネルギーマネジメントシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力需要に対して、蓄電池、発電機、太陽光発電や風力発電などの分散型電源を連携制御するエネルギーマネジメントシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力需要家施設において、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーや蓄電池などの分散型電源の導入が進み、それらを連携制御するためのエネルギーマネジメントシステムが開発されている。また、分散型電源からの電力を負荷設備などに供給するため、ＤＣ／ＤＣ変換やＤＣ／ＡＣ変換などの電力変換器（パワーコンディショナ）が用いられている。
例えば、特許文献１では、分散型電源から出力される電力を電力変換器によって変換するものにおいて、出力される電力が固定損失以下の場合、その電力変換を行わないように制御する電力制御装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２１７１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に記載された電力制御装置においては、電力変換器によって変換された電力を考慮して分散型電源の制御を行っているが、電力変換器の効率を考慮した最適な分散型電源の出力値を算出している訳ではない。
【０００５】
この発明は、上述したような問題点を解決するためになされたもので、各分散型電源の制御値の算出において、各電力変換器の変換効率を考慮し、最適な制御値を算出することによって高効率な電力制御を実現するエネルギーマネジメントシステムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るエネルギーマネジメントシステムは、電力会社から電力が供給される電力需要家施設に設けられたものであって、複数の負荷設備と、これらの負荷設備に電力を供給する分散型電源と、前記各負荷設備および前記分散型電源の間にそれぞれ設けられた複数の電力変換器と、前記各負荷設備、前記分散型電源および前記複数の電力変換器の動作を管理する電力管理装置とを備えたエネルギーマネジメントシステムにおいて、前記電力管理装置は、前記分散型電源の設備情報および状況情報を取得する設備情報取得部と、前記電力変換器の変換効率の情報を取得する変換効率取得部と、前記分散型電源の設備情報および状況情報、前記電力変換器の変換効率に基づいて前記分散型電源の制御計画を作成する制御計画作成部と、この制御計画作成部により作成した制御計画値を基に制御指令値を算出する制御指令部とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係るエネルギーマネジメントシステムによれば、各分散型電源から出力される電力を算出する際に、電力変換器の変換効率を考慮した制御値を算出するため、高効率な電力制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るエネルギーマネジメントシステムを含む電力需給システム全体の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるエネルギーマネジメントシステムのシステム構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るエネルギーマネジメントシステムにおける電力変換器の変換効率の例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るエネルギーマネジメントシステムを含む電力需給システム全体の構成を示す概略図である。
【図５】本発明の実施の形態２におけるエネルギーマネジメントシステムのシステム構成を概略的に示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係るエネルギーマネジメントシステムを含む電力需給システム全体の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１
以下、この発明を実施の形態である図を参照して説明する。
なお、各図中、同一符号は、同一あるいは相当部分を示すものとする。
図１は、本発明の実施の形態１に係るエネルギーマネジメントシステムを含む電力需給システム全体の構成を示す概略図である。
図において、電力需給システム１００は、２００ボルトなどの商用電力を供給する電力会社１と、電力会社１からの電力供給を受けて電力を消費する住宅、工場、ビルなどの電力需要家施設１０とによって構成され、電力需要家施設１０にはエネルギーマネジメントシステムが設定されている。
【００１０】
この電力需要家施設１０内には、照明、冷蔵庫、空調などの各種負荷設備１１が設けられ、この各種負荷設備１１に対して電力会社１からの電力が変圧器１２を介して供給されている。また、近年、電力需要家施設１０内には、太陽光による発電装置１３（以下、ＰＶと称す）、風力による発電装置１４（以下、ＷＴと称す）などの再生可能エネルギー設備が設けられ、この再生可能エネルギー設備による電力がＤＣ／ＤＣ変換器１３ａ、１４ａを介して各種負荷設備１１に供給されるとともにＤＣ／ＤＣ変換器１３ｂ、１４ｂを介して蓄電池１５（以下、ＢＡＴと称す）に供給され、充電される。また、このＢＡＴ１５は、その出力電力がＤＣ／ＡＣ変換器１５ｂを介して各種負荷設備１１に供給されるとともに、電力会社１から変圧器１２およびＡＣ／DＣ変換器１５ａを介して充電されるように構成されており、このような電力需要家施設１０内の各種装置は、電力管理装置２０によって管理、制御され、これらによりエネルギーマネジメントシステムが形成されている。
なお、電力需要家施設１０に設けられた各設備の内、再生可能エネルギー設備である発電装置１３、１４およびＢＡＴ１５からなる分散型電源は、直流（ＤＣ）電力を扱い、各種負荷設備１１は、交流（ＡＣ）電力を取り扱うものとして説明する。
【００１１】
図２は、電力管理装置２０の具体的なシステム構成を示している。
図において、電力管理装置２０は、各種のデータを記憶するデータベース２１と、このデータベース２１に記録された各分散型電源（ＰＶ１３，ＷＴ１４，ＢＡＴ１５）の設備情報や現在状態および各種負荷設備１１の現在状態を示すデータを取得する設備情報取得部２２と、データベース２１に記録された各電力変換器（１３ａ，１４ａ，１３ｂ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）における変換効率を取得する変換効率取得部２３と、データベース２１から取得した各分散型電源（ＰＶ１３，ＷＴ１４，ＢＡＴ１５）の設備情報、状態情報および各電力変換器（１３ａ，１４ａ，１３ｂ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）の変換効率に基づいて各分散型電源（ＰＶ１３，ＷＴ１４，ＢＡＴ１５）の制御計画を作成する制御計画作成部２４と、この制御計画作成部２４により作成した分散型電源（ＰＶ１３，ＷＴ１４，ＢＡＴ１５）の制御計画と電力需要家施設１０の各種負荷設備１１や分散型電源（ＰＶ１３，ＷＴ１４，ＢＡＴ１５）の現在状態を基に制御指令値を算出して出力する制御指令部２５とから構成される。
なお、この電力管理装置２０の各部は、各装置を制御し、かつデータを処理する中央処理装置（Central  Processing  Unit）と、プログラムを記憶するＲＯＭ（Read  Only  Memory）と、プログラムを実行する際にデータを一次記憶し、プログラムを実行する際の作業領域として使用するＲＡＭ（Random  Access  Memory）とを有するマイクロコンピュータによって形成されている。
【００１２】
次に、このような構成におけるエネルギーマネジメントシステムの動作について説明する。
まず、変換効率取得部２３は、データベース２１に設定された各電力変換器（１３ａ，１４ａ，１３ｂ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）の変換効率を取得する。なお、この変換効率は、以下の関数の形（式１）で定義され、変換効率の関数の例を図３に示している。
【００１３】
【数１】
2018121486.tif 000003
ここで、fは、変換効率の関数、xは、分散型電源から出力される電力値、ａ，ｂ，ｃは、電力変換器の固有の係数をそれぞれ表す。
【００１４】
次に、設備情報取得部２２は、データベース２１に設定された各分散型電源（ＰＶ１３，ＷＴ１４，ＢＡＴ１５）の設備情報や現在状態を示す情報、各種負荷設備１１の設備情報や現在状態を示す情報、電力会社１との契約情報などを取得する。
具体的には、各種負荷設備１１の電力需要予測値、ＰＶ１３の発電予測値、ＷＴ１４の発電予測値、ＢＡＴ１５の現在の蓄電量、使用可能な蓄電量の最小値・最大値、充放電電力量の最大値・最小値、ＢＡＴ１５の充放電効率、電力会社１との契約情報である電力購入量の購入可能最大値や各時刻における電力購入単価などを取得する。
なお、電力需要予測値については、予め算出されているものであり、算出方法としては、季節および曜日などに応じて作成してもよく、また、過去の各種負荷設備１１により使用された電力量から作成する場合、例えば、時間帯ごとの過去の電力量の平均値を用いる方法などが考えられる。
また、ＰＶ１３やＷＴ１４の発電予測値についても、予め算出されているものであり、過去の発電量と天気の情報から予測用のモデルを作成して、そのモデルと天気予報の情報から算出する方法がある。
【００１５】
次に、制御計画作成部２４は、電力変換器（１３ａ，１４ａ，１３ｂ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）の変換効率と分散型電源（ＰＶ１３，ＷＴ１４，ＢＡＴ１５）の設備情報や現在情報を基に各分散型電源（ＰＶ１３，ＷＴ１４，ＢＡＴ１５）の制御計画値を算出する。このとき、取得した情報を基に制約条件と目的関数を作成し、最適化問題を解くことで制御計画値を作成する。
なお、制約条件と目的関数の例として、図１の分散型電源（ＰＶ１３，ＷＴ１４，ＢＡＴ１５）と電力変換器（１３ａ，１４ａ，１３ｂ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）の構成の場合、最適化問題の制約条件は、以下のように定義することができる。
【００１６】
まず、需給バランス制約の制約条件を式（２）に示す。
【００１７】
【数２】
2018121486.tif 000004
【００１８】
ここで、ＥＤは、時刻tにおける電力需要予測値、Ｅ＿ＢＵＹは、時刻tにおける電力購入量、E＿ＰＶｃｏｍは、時刻tにおけるＰＶ１３が発電する発電予測値の内、負荷設備１１に供給される電力のＤＣ／ＡＣ変換器１３ａを通った後の電力量、Ｅ＿ＷＴｃｏｍは、時刻tにおけるＷＴ１４が発電する発電予測値の内、各種負荷設備１１に供給される電力のＤＣ／ＡＣ変換器１４ａを通った後の電力量、Ｅ＿ＢＡＴ＿ＩＮＰＵＴｃｈａｒｇｅは、時刻tにおける電力購入量の内、ＢＡＴ１５に充電する電力のＡＣ／ＤＣ変換器１５ａを通る前の充電電力量、Ｅ＿ＢＡＴｄｉｓｃｈａｒｇｅは、時刻tにおけるＢＡＴ１５から各種負荷設備１１に供給される電力のＤＣ／ＡＣ変換器１５ａを通った後の放電電力量を表す。なお、ＢＡＴ１５の充放電電力量は、プラス値が放電電力量で、マイナス値が充電電力量である。
【００１９】
次に、電力購入量の制約条件を式（３）に示す。
【００２０】
【数３】
2018121486.tif 000005
【００２１】
ここで、Ｅ＿ＢＵＹ＿ＭＩＮは、電力購入量の購入可能最小値、Ｅ＿ＢＵＹ＿ＭＡＸは、電力購入量の購入可能最大値を表す。なお、最小値、最大値は、予め決められた値であり、設備情報取得部２２によって取得する。また、購入可能最小値は、主に「０」であり、購入可能最大値は電力会社１との契約で決められた契約電力である。
【００２２】
次に、ＢＡＴ１５の制約条件を式（４）に示す。
【００２３】
【数４】
2018121486.tif 000006
【００２４】
ここで、ＳＯＣは、時刻tにおけるＢＡＴ１５の蓄電量、ＥＦＦは、ＢＡＴ１５の充放電効率、ＳＯＣ＿ＭＩＮは、ＢＡＴ１５の使用可能な蓄電量の最小値、ＳＯＣ＿ＭＡＸは、ＢＡＴ１５の使用可能な蓄電量の最大値、Ｅ＿ＢＡＴ＿ＭＩＮは、ＢＡＴ１５の充放電電力量の最小値、Ｅ＿ＢＡＴ＿ＭＡＴは、ＢＡＴ１５の充放電電力量の最大値を表す。Ｅ＿ＢＡＴｃｈａｒｇｅは、時刻tにおける電力会社１から供給される電力購入量の内、ＢＡＴ１５に充電するＡＣ／ＤＣ変換器１５ａを通った後の充電電力量、Ｅ＿ＢＡＴ＿ＩＮＰＵＴｄｉｓｃｈａｒｇｅは、時刻tにおけるＢＡＴ１５から各種負荷設備１１に供給される電力のＤＣ／ＡＣ変換器１５ａを通る前の放電電力量、Ｅ＿ＢＡＴｃｈａｒｇｅ＿ＰＶは、時刻tにおけるＰＶ１３が発電する発電予測値の内、ＢＡＴ１５に充電するＤＣ／ＤＣ変換器１３ｂを通った後の充電電力量、Ｅ＿ＢＡＴｃｈａｒｇｅ＿ＷＴは、ＷＴ１４が発電する発電予測値の内、ＢＡＴ１５に充電するＤＣ／ＤＣ変換器１４ｂを通った後の充電電力量を表す。なお、充放電効率、蓄電量の最小値・最大値、充放電電力量の最小値・最大値は，予め設定された値であり、設備情報取得部２２によって取得する。また、充電量は、マイナス値、放電量は、プラス値で表現する。
【００２５】
次に、ＰＶ１３の発電量の制約条件を式（５）に示す。
【００２６】
【数５】
2018121486.tif 000007
【００２７】
ここで、Ｅ＿ＰＶは、時刻tにおける ＰＶ１３が発電する発電量の予測値、Ｅ＿ＰＶ＿ＩＮＰＵＴｃｏｍは、時刻tにおけるＰＶ１３の発電予測値の内、各種負荷設備１１に供給される電力のＤＣ／ＡＣ変換器１３ａを通る前の電力量、Ｅ＿ＰＶ＿ＩＮＰＵＴｃｈａｒｇｅは、時刻tにおけるＰＶ１３の発電予測値の内、ＢＡＴ１５に充電するＤＣ／ＤＣ変換器１３ｂを通る前の電力量を表す。
【００２８】
次に、ＷＴ１４の発電量の制約条件を式（６）に示す。
【００２９】
【数６】
2018121486.tif 000008
【００３０】
ここで、Ｅ＿ＷＴは、時刻tにおけるＷＴ１４が発電する発電量の予測値、Ｅ＿ＷＴ＿ＩＮＰＵＴｃｏｍは、時刻tにおけるＷＴ１４の発電予測値の内、各種負荷設備１１に供給される電力のＤＣ／ＡＣ変換器１４ａを通る前の電力量、Ｅ＿ＷＴ＿ＩＮＰＵＴｃｈａｒｇｅは、時刻tにおけるＷＴ１４の発電予測値の内、ＢＡＴ１５に充電する電力のＤＣ／ＤＣ変換器１４ｂを通る前の電力量を表す。
【００３１】
次に、電力変換器（１３ａ，１４ａ，１３ｂ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）における変換効率の制約条件を式（７）に示す。
【００３２】
【数７】
2018121486.tif 000009
【００３３】
ここで、ＥＦＦ＿ＰＶＤＣ／ＡＣは、ＰＶ１３の電力が通るＤＣ／ＡＣ変換器１３ａの変換効率、ＥＦＦ＿ＷＴＤＣ／ＡＣは、ＷＴ１４の電力が通るＤＣ／ＡＣ変換器１４ａの変換効率、ＥＦＦ＿ＢＡＴＡＣ／ＤＣは、ＢＡＴ１５の充電電力が通るＡＣ／ＤＣ変換器１５ｂの変換効率、ＥＦＦ＿ＢＡＴＤＣ／ＡＣは、ＢＡＴ１５の放電電力が通るＤＣ／ＡＣ変換器１５ａの変換効率、ＥＦＦ＿ＰＶＤＣ／ＤＣは、ＰＶ１３の電力が通るＤＣ／ＤＣ変換器１３ｂの変換効率、ＥＦＦ＿ＷＴＤＣ／ＤＣは、ＷＴ１４の電力が通るＤＣ／ＤＣ変換器１４ｂの変換効率をそれぞれ表す。なお、これらの変換効率については、予め設定された値であり、変換効率取得部２３によって取得する。
【００３４】
さらに、目的関数としては、例えば、電力購入コストを最小化する制御計画値を作成する場合、式（８）を目的関数とする。
【００３５】
【数８】
2018121486.tif 000010
【００３６】
ここで、Ｃ＿ＢＵＹは、時刻tにおける電力購入コスト、Ｅ＿ＢＵＹ＿ＣＯＳＴは、時刻tにおける電力購入単価を表す。
なお、電力購入単価については、予め設定された値であり、設備情報取得部２２によって取得し、電力会社１との契約によって決まるものとする。また、電力購入コストを最小化する際に合計値を算出する算出期間（Ｔ）は、電力需要家によって決められるものであり、例えば、１日の２４時間先までの計画を３０分刻みにするなどの設定値が考えられる。
【００３７】
次に、制御指令部２５では、制御計画作成部２４で算出された分散型電源（ＰＶ１３，ＷＴ１４，ＢＡＴ１５）の制御計画値と、各分散型電源（ＰＶ１３，ＷＴ１４，ＢＡＴ１５）の現在情報（出力値、停止状態、ＢＡＹ１５の蓄電量、電力会社１からの購入電力など）から制御計画値を補正し、分散型電源（ＰＶ１３，ＷＴ１４，ＢＡＴ１５）の制御指令値を算出し、出力する。
【００３８】
なお、制御指令値の算出方法としては、ＰＩＤ制御などのフィードバック制御により、制御指令値を算出する。そして、算出された補正値を基に各分散型電源（ＰＶ１３，ＷＴ１４，ＢＡＴ１５）の指令値を算出するが、このとき、各電力変換器（１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）の変換効率を考慮して、補正を按分することによって指令値を算出する。
【００３９】
以上のように、実施の形態１による電力管理装置２０によれば、電力変換器（１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）の変換効率を考慮した出力値を算出し、各分散型電源（ＰＶ１３，ＷＴ１４，ＢＡＴ１５）から出力される電力を算出する際に、補正を加えることによって、高効率な電力制御を行うことができる。
【００４０】
実施の形態２
上述の実施の形態１においては、予め設定された各電力変換器（１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）の変換効率に基づいて、各分散型電源（ＰＶ１３，ＷＴ１４，ＢＡＴ１５）の制御計画値を補正し、分散型電源（ＰＶ１３，ＷＴ１４，ＢＡＴ１５）の制御を行うように構成したが、電力変換器（１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）の変換効率は、それぞれの経年劣化や周囲の温度、湿度によって常に変化するため、設定された変換効率を使用し続けると、実際の変換効率との間で誤差が発生し、効率的な電力供給を行うことができなくなる。
このため、実施の形態２におけるエネルギーマネジメントシステムでは、電力変換器（１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）の変換効率を常に算出して補正するように構成したもので、より効率的な電力供給を行うことが可能となる。
【００４１】
図４は、本発明の実施の形態２に係る電力管理装置２０を含むエネルギーマネジメントシステム全体の構成を示す概略図である。
図４において、図１と同一または相当する構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
この実施の形態２においては、各種負荷設備１１にそれぞれ電力の使用状況を計測する計測器１６を設けるとともに、各分散型電源（ＰＶ１３，ＷＴ１４，ＢＡＴ１５）と各種負荷設備１１との間の各電力変換器（１３ａ，１４ａ，１５ａ，１５ｂ）の前後に、それぞれ計測器１７，１８を設け、さらに、ＰＶ１３およびＷＴ１４とＢＡＴ１５との間の各電力変換器（１３ｂ，１４ｂ）の前後に計測器１９を設け、各電力変換器（１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）を通る電力の変換前と変換後の電力量を計測して電力管理装置２０に供給するように構成されている。
【００４２】
図５は、実施の形態２における電力管理装置２０の具体的なシステム構成を示すものである。
図において、電力管理装置２０は、各電力変換器（１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）の動作状態を計測する計測器１６、１７，１８からデータを取得し、データベース２１に記録する実績値取得部２６と、この実績値取得部２６により取得したデータをデータベース２１から取り出し、各電力変換器（１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）の変換効率を算出する変換効率算出部２３とを備えて構成されている。他の構成は、図２の構成と同一であり、その説明を省略する。
【００４３】
次に、このような構成におけるエネルギーマネジメントシステムの動作を説明する。
まず、実績値取得部２６では、各電力変換器（１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）の前後に設けられた計測器１７，１８，１９と各種負荷設備１１に設けられた計測器１６とによって計測された各電力量を実績値として取得し、取得した時刻を追記してデータベース２１に格納する。
【００４４】
次に、変換効率算出部２３では、各電力変換器（１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）によって変換される電力の変換前と変換後の電力を計測器１７，１８，１９により計測し、過去の計測値を基に変換効率を算出する。この変換効率は、実施の形態１と同様に式（１）で表される関数である。また、係数ａ，ｂ，ｃは、予め計測器１７，１８，１９が計測した計測値を基に算出されたものであり、最小ニ乗法などにより算出することができる。
【００４５】
なお、その際に、使用する計測値としては、データベース２１に蓄積されている過去の全ての計測値を使用して算出してもよく、前日の計測値のみを用いて算出してもよく、同一時刻帯の計測値を用いて算出してもよく、過去１５日前などの取得期間を絞った期間の計測値を用いて算出してもよく、さらに、これらの組み合わせを用いてもよい。
【００４６】
次に、制御計画作成部２４では、変換効率算出部２３によって算出された各電力変換器（１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）の変換効率を用いて各分散型電源１３，１４，１５の制御計画値を算出し、制御指令部２５から出力する。
このようなエネルギーマネジメントシステムによって、経年劣化や周囲の気温や湿度によって常に変化する各電力変換器（１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）の変換効率を反映した各分散型電源１３，１４，１５の制御計画値を作成することができる。
【００４７】
実施の形態３．
上述の実施の形態１と実施の形態２では、基本的に各種負荷設備を動かすために分散型電源をどのように制御すればよいかを算出しているが、発生した電力を売電することを考慮した分散型電源の制御計画値を算出することができない。一方、近年の再生可能エネルギー固定価格買取制度などのように電力需要家施設１０で発生した電力を売電することができるように電力需給システムが構築されてきており、実施の形態３においては、このような電力の売電も考慮した制御計画値を算出することによって、より効率的な電力の需給を行うことが可能となる。
【００４８】
図６は本発明の実施の形態３に係る電力管理装置２０を含むエネルギーマネジメントシステム全体の構成を示す概略図である。ここで、図１または図４と同一または相当する構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
図において、ＰＶ１３、ＷＴ１４などの分散型電源から電力変換器１３ｃ、４ｃを介して電力会社１への売電が可能となるように構成している。
なお、実施の形態３に係る電力管理装置２０の構成は、図２に示すものと同等であるが、電力変換器（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１５ａ，１５，）の変換効率を基づいて分散型電源１３，１４，１５の制御計画を作成する制御計画作成部２４においては、実施の形態１および実施の形態２と異なり、解く最適化問題の目的関数と制約条件が式（９）から式（１６）で表されるようになる。
【００４９】
まず、実施の形態３における最適化問題の目的関数を式（９）に示す。
【００５０】
【数９】
2018121486.tif 000011
【００５１】
ここで、Ｃ＿ＢＵＹは、時刻tの電力購入コスト、Ｃ＿ＳＥＬＬは、時刻tの電力売電コスト、Ｅ＿ＢＵＹは、時刻tの電力購入量、Ｅ＿ＳＥＬＬは、時刻tの電力売電量、Ｅ＿ＢＵＹ＿ＣＯＳＴは、時刻tの電力購入単価、Ｅ＿ＳＥＬＬ＿ＣＯＳＴは、時刻tの電力売電単価を表す。
なお、電力購入単価および電力売電単価については、電力会社１との契約によって決まる予め設定された値であり、設備情報取得部２２によって取得する。また、電力購入コストを最小化する際に合計値を算出期間（Ｔ）は、電力需要家によって決められるものであり、例えば、１日の２４時間先までの計画を３０分刻みなどが設定値として考えられる。
【００５２】
次に、実施の形態３における需給バランス制約の制約条件を式（１０）に示す。
【００５３】
【数１０】
2018121486.tif 000012
【００５４】
ここで、ＥＤは、時刻tの電力需要予測値、Ｅ＿ＢＵＹは、時刻ｔの購入電力量、Ｅ＿ＰＶｃｏｍは、時刻tのＰＶ１３の発電予測値の内、負荷設備１１で消費される電力の変換器１３ａを通った後の電力量、Ｅ＿ＷＴｃｏｍは、時刻tのＷＴ１４の発電予測値の内、負荷設備１１で消費される電力の変換器１４ａを通った後の電力量、Ｅ＿ＢＡＴｄｉｓｃｈａｒｇｅは、時刻tの蓄電池１５から負荷設備１１に供給される電力の変換器１５ａを通った後の放電電力量、Ｅ＿ＢＡＴ＿ＩＮＰＵＴｃｈａｒｇｅは、時刻tの電力会社１から供給される電力購入量の内、蓄電池１５に充電する電力の変換器１５ｂを通る前の充電電力量を表す。
【００５５】
次に、実施の形態３における売電バランス制約の制約条件を式（１１）に示す。
【００５６】
【数１１】
2018121486.tif 000013
【００５７】
ここで、Ｅ＿ＰＶｓｅｌｌは、時刻tのＰＶ１３の発電量の内、電力会社１に売電する電力の変換器１３ｃを通った後の電力量、Ｅ＿ＷＴｓｅｌｌは、時刻tのＷＴ１４の発電量の内、電力会社１に売電する電力の変換器１４ｃを通った後の電力量を表す。
【００５８】
次に、実施の形態３における買い電、売り電の制約条件を式（１２）に示す。
【００５９】
【数１２】
2018121486.tif 000014
【００６０】
ここで、Ｅ＿ＢＵＹ＿ＭＩＮは、電力購入量の購入可能最小値、Ｅ＿ＢＵＹ＿ＭＡＸは、電力購入量の購入可能最大値、Ｅ＿ＳＥＬＬ＿ＭＩＮは、電力売電量の売電可能最小値、Ｅ＿ＳＥＬＬ＿ＭＡＸは、電力売電量の売電可能最大値を表す。なお、最小値、最大値は予め決められた値である。
次に、実施の形態３における蓄電池１５の制約条件を式（１３）に示す。
【００６１】
【数１３】
2018121486.tif 000015
【００６２】
ここで、ＳＯＣは、時刻tの蓄電池１５の蓄電量、ＥＦＦは、蓄電池１５の充放電効率、ＳＯＣ＿ＭＩＮは、蓄電池１５の使用可能な蓄電量の最小値、ＳＯＣ＿ＭＡＸは、蓄電池１５の使用可能な蓄電量の最大値、Ｅ＿ＢＡＴ＿ＭＩＮは、蓄電池１５の充放電電力量の最小値、Ｅ＿ＢＡＴ＿ＭＡＴは、蓄電池１５の充放電電力量の最大値を表す。また、Ｅ＿ＢＡＴｃｈａｒｇｅは、時刻tに電力会社１から供給される電力購入量の内、蓄電池１５に充電する電力の変換器１５ｂを通った後の充電電力量、Ｅ＿ＢＡＴ＿ＩＮＰＵＴｄｉｓｃｈａｒｇｅは、時刻tに蓄電池１５から負荷設備１１に供給される電力の変換器１５aを通った後の放電電力量、Ｅ＿ＢＡＴｃｈａｒｇｅ＿ｐｖは、時刻tのＰＶ１３が発電する発電予測値の内、蓄電池１５に充電する電力の変換器１３ｂを通った後の充電電力量、Ｅ＿ＢＡＴｃｈａｒｇｅ＿ＷＴは、ＷＴ１４が発電する発電予測値の内、蓄電池１５に充電する電力の変換器１４ｂを通った後の充電電力量を表す。なお、充放電効率、蓄電量の最小値・最大値、充放電電力量の最小値・最大値は予め設定された値であり、設備情報取得部２２によって取得する。
【００６３】
次に、実施の形態３のＰＶの発電量の制約条件を式（１４）に示す。
【００６４】
【数１４】
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【００６５】
ここで、Ｅ＿ＰＶは、時刻tにＰＶ１３が発電する発電量の予測値、Ｅ＿ＰＶ＿ＩＮＰＵＴｃｏｍは、時刻tにＰＶ１３が発電する発電予測値の内、負荷設備１１に供給される電力の変換器１３ａを通る前の電力量、Ｅ＿ＰＶ＿ＩＮＰＵＴｃｈａｒｇｅは，時刻tにＰＶ１３が発電する発電予測値の内、蓄電池１１への充電に供給される電力の変換器１３ｂを通る前の電力量、Ｅ＿ＰＶ＿ＩＮＰＵＴｓｅｌｌは、時刻tにＰＶ１３が発電する発電予測値の内、電力会社１に売電する電力の変換器１３ｃを通る前の電力量を表す。
次に、実施の形態３におけるＷＴ１４の発電量の制約条件を式（１５）に示す。
【００６６】
【数１５】
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【００６７】
ここで、Ｅ＿ＷＴは、時刻tに１４が発電する発電量の予測値、Ｅ＿ＷＴ＿ＩＮＰＵＴｃｏｍは、時刻tにＷＴ１４が発電する発電予測値の内、負荷設備１１に供給される電力の変換器１４ａを通る前の電力量、Ｅ＿ＷＴ＿ＩＮＰＵＴｃｈａｒｇｅは，時刻tにＷＴ１４が発電する発電予測値の内、蓄電池１１への充電に供給される電力の変換器１４ｂを通る前の電力量、Ｅ＿ＷＴ＿ＩＮＰＵＴｓｅｌｌは、時刻tにＷＴ１４が発電する発電予測値の内、売電する電力の変換器１４ｃを通る前の電力量を表す。
【００６８】
次に、実施の形態３における変換器の制約条件を式（１６）に示す。
【００６９】
【数１６】
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【００７０】
ここで、ＥＦＦ＿ＰＶＤＣ／ＡＣ＿ｃｏｍは、ＰＶ１３の電力が通るＤＣ／ＡＣ変換器１３aの変換効率、ＥＦＦ＿ＷＴＤＣ／ＡＣ＿ｃｏｍは、ＷＴ１４の電力が通るＤＣ／ＡＣ変換器１４ａの変換効率、ＥＦＦ＿ＢＡＴＡＣ／ＤＣは、蓄電池１５の充電電力が通るＡＣ／ＤＣ変換器１５ｂの変換効率、ＥＦＦ＿ＢＡＴDC/ＡＣは、蓄電池１５の放電電力が通るＤＣ／ＡＣ変換器１５ａの変換効率、蓄電池１５に充電される時刻tのＰＶ１３の電力量、ＥＦＦ＿ＰＶDC／DCは、ＰＶ１３の電力が通るＤＣ／ＤＣ変換器１３ｃの変換効率、ＥＦＦ＿ＷＴＤＣ／ＤＣは、ＷＴ１４の電力が通るＤＣ／ＤＣ変換器１４ｂの変換効率、ＥＦＦ＿ＰＶＤＣ／ＡＣ＿ｓｅｌｌは、ＰＶ１３の売電電力が通るＤＣ／ＡＣ変換器１３ｃの変換効率、ＥＦＦ＿ＷＴＤＣ／ＡＣ＿ｓｅｌｌは、ＷＴ１４の売電電力が通るＤＣ／ＡＣ変換器１４ｃの変換効率を表す。なお、これらの変換効率については、予め設定された値であり、変換効率取得部２３によって取得する。
以上説明したように、実施の形態３によれば、電力の売電も考慮した制御計画値を算出することが可能となり、売電電力においても電力変換器の変換効率を考慮した制御を行うことができ、より効果的なエネルギーマネジメントシステムを得ることができる。
【００７１】
なお、上述の実施例においては、分散型電源として太陽光発電装置、風力発電装置、蓄電池を用いたシステムについて説明したが、太陽光発電装置または風力発電装置と蓄電池とによって構成してもよく、地熱発電装置などの他の発電装置を併用してもよい。
また、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜、変更、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１：電力会社、  １０：電力需要家施設、  １１：負荷設備、  １３：太陽光発電装置、
１４：風力発電装置、１５：蓄電池、
１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ：電力変換器、
１６，１７，１８，１９：計測器、  ２０：電力管理装置、  ２１：データベース、
２２：設備情報取得部、  ２３：変換効率取得部、  ２４：制御計画作成部、
２５：制御指令部、  ２６：実績値取得部
【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６】
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