(57)【要約】【課題】本発明の課題は、複数の蓄電装置それぞれの蓄電容量及び充放電能力に応じた計画を設定することを目的とする。【解決手段】上記課題は、複数の需要家それぞれの、時間ごとの電力需要量と、前記複数の需要家の少なくとも一部に設置された複数の蓄電装置それぞれの、蓄電能力、蓄電量、及び、放電能力を含む蓄電情報を取得し、前記電力需要量、及び、前記蓄電情報に基づき、前記複数の蓄電装置それぞれに対する充放電計画を生成する処理をコンピュータに行わせる充放電計画設定プログラムにより達成される。【選択図】図９
2018023188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の需要家それぞれの、時間ごとの電力需要量と、前記複数の需要家の少なくとも一部に設置された複数の蓄電装置それぞれの、蓄電能力、蓄電量、及び、放電能力を含む蓄電情報を取得し、
前記電力需要量、及び、前記蓄電情報に基づき、前記複数の蓄電装置それぞれに対する充放電計画を生成する
処理をコンピュータに行わせる充放電計画設定プログラム。
【請求項２】
前記コンピュータに、
前記複数の需要家それぞれの時間ごとの電力需要量を上限量として、前記蓄電情報を用いて、ピークカット時刻の電力の削減量を、前記複数の蓄電装置それぞれに対して割り当てる割当放電量を取得して、前記蓄電情報に加え、
前記蓄電装置ごとに、前記電力需要量、及び、前記蓄電情報に基づいて、前記ピークカット時刻で前記割当放電量を満たす充放電計画を並列処理で行わせる
ことを特徴とする請求項１記載の充放電計画設定プログラム。
【請求項３】
前記コンピュータに、
前記複数の蓄電装置の蓄電量を合計して全蓄電量を求め、前記蓄電情報を参照して、前記ピークカット時刻の前記電力の削減量を達成する全体の放電量を求める処理を行わせ、
求めた前記全体の放電量を前記ピークカット時刻の電力の削減量として、前記割当放電量を取得させる
ことを特徴とする請求項２記載の充放電計画設定プログラム。
【請求項４】
複数の需要家それぞれの、時間ごとの電力需要量と、前記複数の需要家の少なくとも一部に設置された複数の蓄電装置それぞれの、蓄電能力、蓄電量、及び、放電能力を含む蓄電情報を取得し、
前記電力需要量、及び、前記蓄電情報に基づき、前記複数の蓄電装置それぞれに対する充放電計画を生成する
処理をコンピュータが行う充放電計画設定方法。
【請求項５】
複数の需要家それぞれの、時間ごとの電力需要量と、前記複数の需要家の少なくとも一部に設置された複数の蓄電装置それぞれの、蓄電能力、蓄電量、及び、放電能力を含む蓄電情報を取得する取得部と、
前記電力需要量、及び、前記蓄電情報に基づき、前記複数の蓄電装置それぞれに対する充放電計画を生成する生成部と
を有することを特徴とする充放電計画設定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充放電計画設定プログラム、充放電計画設定方法、及び充放電計画設定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力を使用する需要家が蓄電池を備えた場合、料金の割安な夜間で蓄電し、割高の昼間に利用することで、電力供給業者からの電気料金を少なくでき、また、電力供給量を削減できる。
【０００３】
過去の電力の調整量に対する需要家の応答特性から制約される、調整可能な電力の範囲を示す予備力内で、需要家への電力の調整量を算出することで、電力需給バランスの制御を行う技術等が知られている。消費電力と発電電力との差である負荷不足電力に基づいて算出した蓄電池からの放電量の候補値が、現在から所定時間前におけるピーク値との比較によって制御目標値を決定する技術等が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−９５６５号公報
【特許文献２】特開２０１５−３５９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
各顧客毎の蓄電池の放電量は、蓄電池の仕様、現在の蓄電量、及び電力需要予測等に基づいて算出される。顧客の数に応じて、各蓄電池の充放電を計画する算出負荷が指数関数的に大きくなる。
【０００６】
したがって、１つの側面では、本発明は、複数の蓄電装置それぞれの蓄電容量及び充放電能力に応じた計画を設定可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様によれば、複数の需要家それぞれの、時間ごとの電力需要量と、前記複数の需要家の少なくとも一部に設置された複数の蓄電装置それぞれの、蓄電能力、蓄電量、及び、放電能力を含む蓄電情報を取得し、前記電力需要量、及び、前記蓄電情報に基づき、前記複数の蓄電装置それぞれに対する充放電計画を生成する処理をコンピュータに行わせる充放電計画設定プログラムが提供される。
【０００８】
また、上記課題を解決するための手段として、上記方法を行う装置、コンピュータに上記処理を実行させるためのプログラム、及び、そのプログラムを記憶した記憶媒体とすることもできる。
【発明の効果】
【０００９】
複数の蓄電装置それぞれの蓄電容量及び充放電能力に応じた計画を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】システムの構成例を示す図である。
【図２】時刻ｔ１における電力需要予測に対する充放電計画の例を示す図である。
【図３】時刻ｔ１から時刻ｔ２までの需要実績の例を示す図である。
【図４】時刻ｔ２で再設定された充放電計画の例を示す図である。
【図５】時刻ｔ３の充放電計画の例を示す図である。
【図６】ピークカットの例を示す図である。
【図７】充放電計画が適切でない場合の例を示す図である。
【図８】充放電計画設定装置のハードウェア構成を示す図である。
【図９】充放電計画設定装置の機能構成例を示す図である。
【図１０】充放電計画設定処理を説明するためのフローチャート図である。
【図１１】全体の放電量を求めるための線形計画問題の例を示す図である。
【図１２】顧客毎の蓄電池の放電量を求めるための線形計画問題の例を示す図である。
【図１３】ピークカット率の例を示す図である。
【図１４】電気料金の合計削減率の例を示す図である。
【図１５】全体を最適化した場合の例を示す図である。
【図１６】本実施例の場合の例を示す図である。
【図１７】比較結果例を示す図である。
【図１８】ピークカット率の例を示す図である。
【図１９】電気料金の合計削減率の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。複数の蓄電池（蓄電装置）の充放電を計画するシステムの構成例について説明する。
【００１２】
図１は、システムの構成例を示す図である。図１に示すシステム１０００は、顧客Ａ、顧客Ｂ等の複数の顧客５の蓄電池３の充放電制御を行う充放電制御装置４と、電力供給者サーバ９と、充放電計画設定装置１００とを有する。充放電計画設定装置１００は、各顧客５の充放電制御装置４と、電力供給サーバ９とにネットワーク２を介して接続される。
【００１３】
各顧客５は、電力供給者との契約に基づき、電力の供給を受け、使用した電力量に対して料金を支払う。また、各顧客５は、充放電計画設定装置１００の充放電計画を提供する提供者とのリース契約等により、蓄電池３及び充電制御装置４等を備えた顧客である。
【００１４】
図１に示す顧客５は、電力供給者と契約している顧客のうち、蓄電池３を利用している一部の顧客に相当する。
【００１５】
充放電制御装置４は、ネットワーク２を介して、充放電計画設定装置１００から送信される充放電計画情報６に基づいて、蓄電池３の充放電を制御する装置である。蓄電池３は、充放電制御装置４の制御下で、電力供給者から供給される電力を充電し、充電した電力を放電する。
【００１６】
電力供給者サーバ９は、契約に基づき顧客５へ電力を供給し、電力のピークを予測し、充放電計画設定装置１００へ、ピークカット要求８を行う。ピークカット要求８によって、電力がピークとなる時間（ピークカット時刻）及び電力削減量（ピークカット電力量）が指定される。
【００１７】
充放電計画設定装置１００は、電力供給者サーバ９からのピークカット要求８に従って、各顧客５の蓄電池３の放電量を算出し、充放電計画情報６を作成して充放電制御装置４へと送信する。
【００１８】
先ず、顧客５毎の蓄電池３の充放電計画について図２〜図５のグラフで説明する。図２〜図５にて、時間経過による、電力需要予測に基づく蓄電池の充放電計画の変化例を示す。
【００１９】
図２〜図５のグラフは、縦軸に電力量を示し、横軸に時間を示している。棒グラフは、所定時間（例えば、１時間）毎の蓄電池の充放電計画を示し、正の電力量は放電量を示し、負の電力量は充電量を示している。
【００２０】
図２は、時刻ｔ１における電力需要予測に対する充放電計画の例を示す図である。図２において、充放電計画設定装置１００が、時刻ｔ１における電力需要予測９ａに基づいて計画した、時刻ｔ１からの所定時間毎の放電量又は充電量を示した蓄電池３の充放電計画の例を示している。放電量又は充電量は、電気料金及び蓄電池３の劣化を最小限にして設定される。
【００２１】
図３は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの需要実績の例を示す図である。図３において、時刻がｔ１からｔ２になると、充放電計画設定装置１００は、充放電制御装置４から受信した時刻ｔ２までの需要実績３ａと、時刻ｔ１での電力需要予測９ａの時刻ｔ２の予測量との差が定めた差分閾値以上となる場合に、充放電計画を再設定する。
【００２２】
この例において、需要実績３ａと、電力需要予測９ａによる時刻ｔ２の電力の予測量とが差分閾値以上の場合、図４に示すような充放電計画に再設定される。
【００２３】
図４は、時刻ｔ２で再設定された充放電計画の例を示す図である。図４では、時刻ｔ２で得られた電力需要予測９ｂに基づいて、放電量又は充電量を、電気料金及び蓄電池３の劣化を最小限にして再設定された充放電計画の例を示している。
【００２４】
図５は、時刻ｔ３の充放電計画の例を示す図である。図５では、時刻ｔ３においても、充放電計画の再設定が必要であると判断され、時刻ｔ３で得た電力需要予測９ｃに基づく新たな充放電計画が行われた例が示されている。
【００２５】
図２〜図５で説明した充放電計画は、「１人」の顧客５の蓄電池３に対する計画である。電力需要予測９ａ等に基づいて、電気料金の削減及び蓄電池３の劣化量の抑制を達成する最適化問題を解くことで、電気料金及び劣化量に対して、最適な充放電計画を行うことができる。また、需要実績３ａに基づいて逐次修正することで、精度良い充放電計画が設定される。
【００２６】
所定時間（例えば、１時間）毎の「１人」の顧客５に対する充放電計画を求める最適化問題Ａを、例えば、
目的関数：
顧客Ａの蓄電池３の将来２４時間分の電気料金及び劣化量の和を最小にする最適解を求める
制約条件：
・将来２４時間に渡って顧客Ａの蓄電池３が系統に逆潮流しない
・将来２４時間に渡って顧客Ａの蓄電池３が蓄電容量の限界を超えない
・将来２４時間に渡って顧客Ａの蓄電池３が１時間に充放電できる限界を超えない
とすればよい。
【００２７】
ここで、上記の最適化問題Ａを、所定時間（例えば、１時間）毎の顧客５の「全員分」の充放電計画を求める最適化問題Ｂへと書き換える。即ち、
目的関数：
各顧客Ａの蓄電池３の将来２４時間分の電気料金及び劣化量の和を最小にする最適解を求める
制約条件：
・将来２４時間に渡って各顧客５の蓄電池３が系統に逆潮流しない
・将来２４時間に渡って各顧客５の蓄電池３が蓄電容量の限界を超えない
・将来２４時間に渡って各顧客５の蓄電池３が１時間に充放電できる限界を超えない
・将来２４時間分の各顧客５の電気料金を５％削減する
・指定時刻のピーク発電量１５％を削減する
とする。
【００２８】
顧客５の「全員分」の充放電計画を求める最適化問題Ｂにおいて、顧客５の人数を10000人とした場合、
２４時間×10000人  ＝  240000個
の決定変数となり、大規模な最適化問題となる。
【００２９】
このような大規模な最適化問題を、所定時間毎に毎回、高速かつ精度良く解かなければならない。しかし、一般に最適化問題は、決定変数の個数が増えるにつれ、計算量が指数関数的に増加する。
【００３０】
一例として、１つの決定変数に対して、１００回探索するとすると、
１００＾（２４×１００００）回
の探索を毎日行わなければならない。
【００３１】
本実施例では、「各蓄電池が協調して達成しなければならないのは、ピークカットだけである」ことを利用して、充放電計画算出を顧客５毎に分散化し、並列計算を行う。即ち、上記例の場合、10000個の蓄電池３を１つの蓄電池（以下、集合蓄電池という場合がある）として考え、電力需要予測に基づきピークカットを達成する蓄電池全体の放電量を計算する。
【００３２】
図６は、ピークカットの例を示す図である。図６のグラフは、縦軸に電力量を示し、横軸に時間を示し、２４時間の時間毎の、蓄電池全体の充放電量、顧客５全体に対する合計の電力需要、蓄電池全体の蓄電量、及び発電量の推移を示している。
【００３３】
このグラフの例で示すように、１２時に１５％の電力削減量のピークカットを要求された場合、全体の放電量（削減量）を各顧客に割り振って、制約条件として各顧客毎に充放電計画を求める。
【００３４】
即ち、上述した最適化問題Ｂを、
目的関数：
各顧客Ａの蓄電池３の将来２４時間分の電気料金及び劣化量の和を最小にする最適解を求める
制約条件：
・顧客Ａの蓄電池３の放電量は１２時の電力削減量（５Ａｈ÷10000人）以上とする
・将来２４時間に渡って各顧客５の蓄電池３が系統に逆潮流しない
・将来２４時間に渡って各顧客５の蓄電池３が蓄電容量の限界を超えない
・将来２４時間に渡って各顧客５の蓄電池３が１時間に充放電できる限界を超えない
とした最適化問題Ｃとすることができる。
【００３５】
最適化問題Ｂでは、
２４時間×10000人  ＝  240000個
の決定変数の最適化となり、
１００＾（２４×１００００）回の探索
を毎日行わなければならない。
【００３６】
一方、本実施例における最適化問題Ｃでは、
「２４個の決定変数の最適化」を独立して行える10000回の探索
を毎日行う。10000回の探索は並列計算が可能である。
【００３７】
本実施例における最適化問題Ｃでは、上述した制約条件により、各顧客５の蓄電池３への放電量を適切に割り振ることができる。最適化問題Ｃは、図７に例示する、割り振り方が適切でない場合に起こる課題を解決することができる。図７は、充放電計画が適切でない場合の例を示す図である。
【００３８】
図７（Ａ）に示すように、ピークカット時刻Ｔｐｃの放電要求量が蓄電池３の蓄電容量以上の場合は放電できない。
【００３９】
図７（Ｂ）では、ピークカット時刻Ｔｐｃまでに放電要求量を確保できない場合を示している。現在の時刻Ｔａにおいて蓄電池３の蓄電量「０」から蓄電した場合に、ピークカット時刻Ｔｐｃの前時刻Ｔｂまでに、蓄電可能な量が放電要求量未満の場合、ピークカット時刻Ｔｐｃにおいて、放電要求量を確保できず放電できない。
【００４０】
図７（Ｃ）に示すように、電力需要量を超えた放電要求量による逆潮流の場合を示している。電力は、蓄電池３から電力系統に逆潮流することができないため、ピークカット時刻Ｔｐｃにおいて放電要求量を放電できない。
【００４１】
最適化問題Ｃにより、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、及び図７（Ｃ）に例示されるような課題を解決することができる。最適化問題Ｃの最適解を求め、顧客５の蓄電池３の充放電を計画する処理を並列処理で行えるようにする充放電計画設定装置１００は、図８に示すようなハードウェア構成を有する。
【００４２】
図８は、充放電計画設定装置のハードウェア構成を示す図である。図８において、充放電計画設定装置１００は、コンピュータによって制御される情報処理装置であって、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１１と、主記憶装置１２と、補助記憶装置１３と、入力装置１４と、表示装置１５と、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）１７と、ドライブ装置１８とを有し、バスＢに接続される。
【００４３】
ＣＰＵ１１は、主記憶装置１２に格納されたプログラムに従って充放電計画設定装置１００を制御するプロセッサに相当する。主記憶装置１２には、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）等が用いられ、ＣＰＵ１１にて実行されるプログラム、ＣＰＵ１１での処理に必要なデータ、ＣＰＵ１１での処理にて得られたデータ等を記憶又は一時保存する。
【００４４】
補助記憶装置１３には、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）等が用いられ、各種処理を実行するためのプログラム等のデータを格納する。補助記憶装置１３に格納されているプログラムの一部が主記憶装置１２にロードされ、ＣＰＵ１１に実行されることによって、各種処理が実現される。
【００４５】
入力装置１４は、マウス、キーボード等を有し、管理者が充放電計画設定装置１００による処理に必要な各種情報を入力するために用いられる。表示装置１５は、ＣＰＵ１１の制御のもとに必要な各種情報を表示する。入力装置１４と表示装置１５とは、一体化したタッチパネル等によるユーザインタフェースであってもよい。通信Ｉ／Ｆ１７は、有線又は無線などのネットワークを通じて通信を行う。通信Ｉ／Ｆ１７による通信は無線又は有線に限定されるものではない。
【００４６】
充放電計画設定装置１００によって行われる処理を実現するプログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact  Disc  Read-Only  Memory）等の記憶媒体１９によって充放電計画設定装置１００に提供される。
【００４７】
ドライブ装置１８は、ドライブ装置１８にセットされた記憶媒体１９（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等）と充放電計画設定装置１００とのインターフェースを行う。
【００４８】
また、記憶媒体１９に、後述される本実施の形態に係る種々の処理を実現するプログラムを格納し、この記憶媒体１９に格納されたプログラムは、ドライブ装置１８を介して充放電計画設定装置１００にインストールされる。インストールされたプログラムは、充放電計画設定装置１００により実行可能となる。
【００４９】
尚、プログラムを格納する記憶媒体１９はＣＤ−ＲＯＭに限定されず、コンピュータが読み取り可能な、構造（structure）を有する１つ以上の非一時的（non-transitory）な、有形（tangible）な媒体であればよい。コンピュータ読取可能な記憶媒体として、ＣＤ−ＲＯＭの他に、ＤＶＤディスク、ＵＳＢメモリ等の可搬型記録媒体、フラッシュメモリ等の半導体メモリであっても良い。
【００５０】
図９は、充放電計画設定装置の機能構成例を示す図である。図９において、充放電計画設定装置１００は、電力需要予測部４１と、電力需要予測合算部４２と、蓄電池制約合計部４３と、全放電量算出部４４と、割当量算出部４５と、分散処理部４６とを有する。記憶部１３０には、ピークカット要求８の内容、顧客５毎の蓄電池データ９１、顧客５毎の電力需要データ９２、顧客５毎の分散計算用データ９４等が記憶される。
【００５１】
電力需要予測部４１は、定期的に各充電制御装置４から受信する実電力需要データ９２と、予め取得した顧客５毎の蓄電池データ９１とを参照して、各顧客５の電力需要を予測する。電力需要予測合算部４２は、電力需要予測部４１が予測した各顧客５の電力需要を合算して全体の電力予測を行う。
【００５２】
蓄電池制約合計部４３は、定期的に各充電制御装置４から受信する実電力需要データ９２と、予め取得した顧客５毎の蓄電池データ９１とを参照して、各顧客５の蓄電池の制約を合計する。
【００５３】
全放電量算出部４４は、全顧客５の蓄電池３の蓄電量を足し合わせて１つの集合蓄電池の蓄電量であるとみなし、各顧客５の電力需要の和を予測し、各顧客５の蓄電池３の１時間当たりの充放電量の限界、及び、現在の蓄電量から最大限にピークカットを達成するピークカット時刻における全体の放電量を求める。全顧客５とは、蓄電池３を有する顧客５の全てに相当する。
【００５４】
割当量算出部４５は、各顧客５の蓄電容量、現在の蓄電量、１時間当たりの充放電量の限界、及び電力需要予測に基づいて、全放電量算出部４４が求めたピークカット時刻の全体の放電量を各顧客５へ割り当てる割当放電量を求める。各顧客５について充放電計画を算出する際に各顧客５についてピーク時刻に割り振られた放電量を達成する充放電計画が存在し、かつ、各顧客５の蓄電池が逆潮流を起こさないように、各顧客５のピークカット時刻の放電量が定められる。
【００５５】
分散処理部４６は、顧客５毎に、ピークカット時刻に割当放電量を実現する、現時刻から２４時間の充放電計画を行い、充放電計画情報６を作成して、対応する充放電制御装置４へと送信する。顧客５の充放電制御装置４に対して、蓄電池３に対する充放電計画が設定される。
【００５６】
顧客５毎の蓄電池データ９１は、顧客５毎に、蓄電池３の特性を示した蓄電池データであり、予め取得されるデータである。顧客５毎に、蓄電容量、最大充放電量、劣化特性等が示される。蓄電容量は、蓄電池３が初期の状態で蓄電可能な容量を示す。最大充放電量は、1時間当たりの充放電量の最大値を示す。劣化特性は、充放電を繰り返すことによる劣化を示す。劣化特性を用いることで、蓄電池３の蓄積容量から低下した容量（以下、低下容量という）を得られる。
【００５７】
顧客５１の蓄電池データ９１１は、蓄電容量１、最大充放電量１、及び劣化特性１等を示す。顧客５２の蓄電池データ９１２は、蓄電容量２、最大充放電量２、及び劣化特性２等を示す。他の顧客５についても同様である。
【００５８】
実電力需要データ９２は、各顧客５の充放電制御装置４が放電設計計画設定装置１００へ送信する、顧客５における実電力需要と、蓄電池３の現在の蓄電量とを示すデータである。顧客５１のデータ９２１は、実電力需要１、蓄電量１等を示す。顧客５２のデータ９２２は、実電力需要２、蓄電量２等を示す。顧客５１以外の他の顧客５についても同様である。
【００５９】
ピークカット要求８によって、ピークカット時刻と、ピークカット電力量とが指定される。ピークカット時刻は、電力量を削減する時刻を指定する。ピークカット電力量は、顧客５の全体で削減する電力量又は削減率を示す。
【００６０】
分散計算用データ９４は、顧客５毎の蓄電池３の充放電計画を作成するための蓄電情報に相当し、ピークカット条件、蓄電容量、最大充放電量、劣化特性、電力需要予測、及び蓄電量を示す。
【００６１】
ピークカット条件は、電力量を削減する時刻及び顧客５に対する電力需要予測におけるその時刻で予測される電力量に対して削減する電力量又は削減率を示す。蓄電容量、最大充放電量、及び劣化特性は、蓄電データ９１から設定される。電力需要予測は、分散処理部４６によって設定される。蓄電量は、実電力需要データ９２から設定される。
【００６２】
顧客５１の計算用データ９４１は、ピークカット条件１、蓄電容量１、最大充放電量１、劣化特性１、電力需要予測１、及び蓄電量１を示す。顧客５２の計算用データ９４２は、ピークカット条件２、蓄電容量２、最大充放電量２、劣化特性２、電力需要予測２、及び蓄電量２を示す。他の顧客５についても同様である。
【００６３】
顧客５ｉ（ｉ＝１、２、・・・）毎に計算用データ９４ｉを用いて充放電計画を行うことができるため、全顧客５に対して、並列計算によって充放電計画が得られ設定される。分散計算用データ９４を用いて、並列計算によって得た各顧客５の充放電計画は、充放電計画情報６で示され、対応する充放電制御装置４へと提供される。
【００６４】
次に、充放電計画設定装置１００による充放電計画設定処理について説明する。図１０は、充放電計画設定処理を説明するためのフローチャート図である。図１０において、充放電計画設定処理は、所定時刻毎に行われる。所定時刻は、例えば、１時、２時、・・・２４時等の１時間毎の時刻である。
【００６５】
所定時刻になり充放電計画設定処理が開始されると、電力需要予測部４１は、各顧客５の充放電制御装置４から実電力需要データ９２を収集する（ステップＳ７１）。電力需要予測部４１は、予め取得し記憶部１３０に記憶された蓄電池データ９１を参照して、分散計算用データ９４に、顧客５毎に、蓄電容量、最大充放電量、及び劣化特性を設定する。また、電力需要予測部４１は、収集した各顧客５の実電力需要データ９２から蓄電量を分散計算用データ９４に設定する。
【００６６】
電力需要予測部４１は、記憶部１３０に記憶されている各顧客５の前回時刻の電力需要予測９４’と、実電力需要データ９２で示される実電力需要との差に基づいて、今回時刻の電力需要を予測する（ステップＳ７２）。各顧客５の今回時刻の電力需要予測が記憶部１３０の分散計算用データ９４に記憶される。
【００６７】
そして、電力需要予測合算部４２は、各顧客５の電力需要予測を用いて、顧客５全体の電力需要を予測する（ステップＳ７３）。予測した電力需要を示す全電力需要予測データ８１が記憶部１３０に記憶される。
【００６８】
一方、蓄電池制約合算部４３は、各顧客５の蓄電池データ９１を読み込み（ステップＳ７４）、蓄電池データ９１を参照して、各顧客の蓄電池制約を足し合わせる（ステップＳ７５）。蓄電池制約は、一例として、蓄電池データ９１の劣化特性に基づいて得られる、蓄電池３の劣化による低下容量等である。蓄電池制約合算部４３は、全顧客５の蓄電池３の低下容量を合算する。合算した低下容量を示す蓄電池制約合算値８３が記憶部１３０に記憶される。
【００６９】
ステップＳ７４及びＳ７５の後に、ステップＳ７１〜Ｓ７３を行ってもよい。また、並列に処理を行ってもよい。
【００７０】
その後、全放電量算出部４４は、ピークカット要求８で指定されたピークカット時刻のピークカット電力量を達成する全体の放電量を算出する（ステップＳ７６）。蓄電池３を備えた全顧客５の蓄電量を合計した全蓄電量を、１つの集合蓄電池の蓄電量と見なす。全顧客５の電力需要を満たせる電力量を予測する。蓄電池データ９１及び実電力需要データ９２を参照して、各顧客５の蓄電池３の１時間当たりの充放電量の上限値、及び、現在の蓄電量から最大限にピークカットを達成するピークカット時刻における全体の放電量を求める。
【００７１】
そして、割当量算出部４５は、全体の放電量の各顧客への割当放電量を算出する（ステップＳ７７）。各顧客５の蓄電池３の蓄電容量及び１時間当たりの最大充放電量は、蓄電データ９１から取得できる。現在の蓄電池３の蓄電量は、実電力需要データ９２から取得できる。電力需要予測は、分散計算用データ９４から取得できる。
【００７２】
分散処理部４６は、顧客５毎に、ピークカット時刻に割当放電量を実現する、現時刻から２４時間の充放電計画を行い、充放電計画情報６を作成して、対応する充放電制御装置４へと送信する（ステップＳ７８）。顧客５の充放電制御装置４に対して、蓄電池３に対する充放電計画が設定される。
【００７３】
全放電量算出部４４は、一例として、図１１で表される線形計画問題を解くことで、全体の放電量（集合蓄電池としての放電量）を求める。図１１は、全体の放電量を求めるための線形計画問題の例を示す図である。
【００７４】
図１１において、線形計画問題６１は、現在時刻をｋとした時に、制約条件６１ｂを満たしつつ、「全体のピークカット時刻の放電量」から「ピークカットに必要な全体の放電量」で減算した値を最小とする最小化６１ａを求める問題である。
【００７５】
「ピークカットに必要な全体の放電量」は、ピークカット要求８で指定されるピークカット時刻における顧客５全体の電力需要予測から、ピークカット要求８で指定されるピークカット電力量を減算した値である。
【００７６】
「全体のピークカット時刻の放電量」は、各蓄電池３の放電量を集めた放電量の合算であり、即ち、１つの集合蓄電池の放電量に相当する。
【００７７】
制約条件１ｂにおいて、
「0  ≦  k時の全体の蓄電量  ≦  全体の蓄電容量,...,
0  ≦  k+24時の全体の蓄電量  ≦全体の蓄電容量」
を満たすことで、全体の蓄電容量が限界を超えないことを条件としている。
【００７８】
また、
「k時の全体の充放電速度≦充放電速度の限界,...,
k+24時の全体の充放電速度≦充放電速度の限界」
を満たすことで、全体の１時間当たりの充放電量（充放電速度）が限界を超えないことを条件としている。
【００７９】
更に、
「k時の全体の放電量  ≦  k時の全体の電力需要予測,...,
k+24時の全体の放電量  ≦  k+24時の全体の電力需要予測」
を満たすことで、全体として逆潮流を起こさないことを条件としている。
【００８０】
全放電量算出部４４によって求められた集合蓄電池の放電量を用いて、割当量算出部４５が、各蓄電池３がピークカット時刻に放電する放電量を求める。放電量は、一例である図１２に示すような線形計画問題によって算出される。
【００８１】
図１２は、顧客毎の蓄電池の放電量を求めるための線形計画問題の例を示す図である。図１２において、線形計画問題６３は、各顧客１、・・・、１００００に対して、制約条件６３ｂを満たす、全体の放電量に対する割合ａ１、・・・、ａ１００００を求める問題である。
【００８２】
制約条件６３ｂにおいて、
「0  ≦  顧客1のk時の蓄電量≦顧客1の蓄電容量
・・・
0  ≦  顧客1のk+24時の蓄電量  ≦顧客1の蓄電容量、
・・・
0  ≦顧客10000のk+24時の蓄電量  ≦顧客10000の蓄電容量、」
を満たすことで、各顧客５について、蓄電池３の蓄電量が蓄電容量を超えないことを条件としている。ただし、
顧客iのピークカット時刻における放電量
＝ａｉ×全体でピークカットを達成する放電量
とする。
【００８３】
また、
「k時の顧客1の充放電速度  ≦  顧客1の蓄電池の充放電速度の限界
・・・
k+24時の顧客1の充放電量≦顧客1の蓄電池の充放電速度の限界
・・・
k+24時の顧客10000の充放電量≦顧客10000の蓄電池の充放電速度の限界」
を満たすことで、各顧客について、1時間当たりの充放電量が蓄電池の仕様を超えないことを条件としている。
【００８４】
更に、
「a1×全体でピークカットを達成する放電量  ≦  顧客1の指定時刻の電力需要予測、
・・・
a10000×全体でピークカットを達成する放電量  ≦  顧客10000の指定時刻の電力需要予測」を満たすこと、かつ、
「a1  +  a2  +  ・・・  +  a10000  =  1」
を満たすことで、各顧客の蓄電池が系統に、逆潮流を起こさないことを条件としている。
【００８５】
次に、顧客毎に分散し、逆潮流を考慮した本実施例による充放電計画と、逆潮流を考慮しない充放電計画との比較について、図１３及び図１４で説明する。
【００８６】
図１３は、ピークカット率の例を示す図である。図１３中、縦軸にピークカット率（％）を示し、横軸に日を示している。また、ピークカット要求８で要求されるピークカット電力量を目標カット率６６で示している。目標カット率６６は、この例では、１５％であり、目標カット率６６以上であることが好ましい。
【００８７】
図１３（Ａ）は、本実施例による充放電計画を実施した場合のピークカット率を示している。図１３（Ｂ）は、逆潮流を考慮しない充放電計画を実施した場合のピークカット率を示している。
【００８８】
図１３（Ａ）の未達成幅６５ａは、本実施例において、目標カット率６６を最も大きく下回ったときの未達成分の大きさを示している。図１３（Ｂ）の未達成幅６５ｂは、逆潮流を考慮しない充放電計画において、目標カット率６６を最も大きく下回ったときの未達成分の大きさを示している。本実施例の未達成幅６５ａは、逆潮流を考慮したことにより、逆潮流を考慮しない充放電計画の未達成幅６５ｂより明らかに小さい。
【００８９】
図１４は、電気料金の合計削減率の例を示す図である。図１４中、縦軸に電気料金の合計削減率（％）を示し、横軸に顧客Ａ〜Ｕを示している。また、ピークカット要求８で要求されるピークカット電力量に相当する電気料金削減率を目標削減率６７で示している。目標削減率６７は、この例では、１５％であり、目標削減率６７以上であることが好ましい。
【００９０】
顧客５毎の分散計算用データ９４を用いた並列処理による効果について、図１５から図１９で説明する。先ず、処理時間について、本実施例と、全体を最適化した場合とでの比較例を、図１５及び図１６で説明する。図１５及び図１６中、電力需要予測に外れがないときの、顧客Ａ、Ｂ、及びＣの３人での例を示し、
図１５は、全体を最適化した場合の例を示す図である。図１５において、ピークカット率は１５％であり、計算時間は、２４．２秒であった。顧客Ａ、Ｂ、及びＣの各々で電気料金削減率は「５％」であり、１０年換算劣化率は、それぞれ、「２．０６％」、「１．１６％」、及び「１．１８％」を示した。１０年換算劣化率の合計は「５．１６％」であった。
【００９１】
並列処理でない場合、ピークカット時間におけるピークカット率が一律に顧客Ａ、Ｂ、及びＣのそれぞれに課された充放電計画となる。
【００９２】
図１６は、本実施例の場合の例を示す図である。図１６において、ピークカット率は１５％であり、計算時間は、４秒であった。顧客Ａ、Ｂ、及びＣの各々で電気料金削減率は「５％」であり、１０年換算劣化率は、それぞれ、「２．３８％」、「１．２１％」、及び「１．６８％」を示した。１０年換算劣化率の合計は「５．２７％」であった。
【００９３】
本実施例では、１０年換算劣化率では、図１５に例示した全体を最適化した場合に比べて若干大きくなるものの、計算時間において、図１５に例示した全体を最適化した場合に比べて、処理時間が大幅に削減されている。
【００９４】
次に、顧客２１人に対して、電力需要予測を用いて最適化を逐次修正し、２１７日分のシミュレーションを行った場合の例を、図１７〜図１９で説明する。
【００９５】
図１７は、比較結果例を示す図である。図１７に示すように、顧客が２１人と多くなると、１０年換算劣化量の合計は、全体最適化では、各顧客平均「５．３６％」であるのに対して、本実施例では、各顧客平均「４．３７％」であった。１回当たりの計算時間の平均は、全体最適化では、「０．８秒」であるのに対して、本実施例では、並列化により「０．１１秒」であった。
【００９６】
全体を最適化した場合、顧客数が多くなると、即ち、蓄電池３の個数が多くなると、劣化量が悪化する。従って、顧客数が多くなると、本実施例では、全体を最適化した場合に比べて劣化量も改善でき、計算時間も１／８へと軽減することができた。
【００９７】
図１８は、ピークカット率の例を示す図である。図１８のグラフは、図１３と同様であるため、その説明を省略する。
【００９８】
図１８（Ａ）は、全体を最適化した場合の充放電計画を実施した場合のピークカット率を示している。図１８（Ｂ）は、本実施例による充放電計画を実施した場合のピークカット率を示している。
【００９９】
図１８（Ａ）のグラフでは、ピークカット率のバラツキが大きく、最適化を精度良く解けていないと言える。一方、図１８（Ｂ）を参照すると、ピークカット率のバラツキが小さく、全体を最適化した場合に比べて、本実施例では、最適化を精度よく解けていると言える。
【０１００】
図１９は、電気料金の合計削減率の例を示す図である。図１９のグラフは、図１４と同様である。
【０１０１】
図１９（Ａ）は、全体を最適化した場合の充放電計画を実施した場合の電気料金の合計削減率を示している。図１９（Ｂ）は、本実施例による充放電計画を実施した場合の電気料金の合計削減率を示している。
【０１０２】
図１９（Ａ）より、電気料金の合計削減率の平均は９％であったのに対して、図１８（Ｂ）を参照すると、本実施例では、電気料金の合計削減率の平均は１１％であり、電気料金の削減率を改善している。
【０１０３】
上述より、本実施例では、複数の蓄電池３夫々の蓄電容量及び充放電能力に応じた充放電計画を適切に設定できる。
【０１０４】
本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、主々の変形や変更が可能である。
【０１０５】
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。上述した電力需要予測部４１と、電力需要予測合算部４２と、蓄電池制約合計部４３と、全放電量算出部４４とが、取得部に相当し、割当量算出部４５と、分散処理部４６とが、生成部に相当する。
（付記１）
複数の需要家それぞれの、時間ごとの電力需要量と、前記複数の需要家の少なくとも一部に設置された複数の蓄電装置それぞれの、蓄電能力、蓄電量、及び、放電能力を含む蓄電情報を取得し、
前記電力需要量、及び、前記蓄電情報に基づき、前記複数の蓄電装置それぞれに対する充放電計画を生成する
処理をコンピュータに行わせる充放電計画設定プログラム。
（付記２）
前記コンピュータに、
前記複数の需要家それぞれの時間ごとの電力需要量を上限量として、前記蓄電情報を用いて、ピークカット時刻の電力の削減量を、前記複数の蓄電装置それぞれに対して割り当てる割当放電量を取得して、前記蓄電情報に加え、
前記蓄電装置ごとに、前記電力需要量、及び、前記蓄電情報に基づいて、前記ピークカット時刻で前記割当放電量を満たす充放電計画を並列処理で行わせる
ことを特徴とする付記１記載の充放電計画設定プログラム。
（付記３）
前記コンピュータに、
前記複数の蓄電装置の蓄電量を合計して全蓄電量を求め、前記蓄電情報を参照して、前記ピークカット時刻の前記電力の削減量を達成する全体の放電量を求める処理を行わせ、
求めた前記全体の放電量を前記ピークカット時刻の電力の削減量として、前記割当放電量を取得させる
ことを特徴とする付記２記載の充放電計画設定プログラム。
（付記４）
前記コンピュータは、
各時刻において、前記複数の蓄電装置の全体の蓄電容量の限界以下である、時間当たりの充放電量の限界内である、かつ、全体の電力需要予測以下であることを制約条件として、前記ピークカット時刻の前記電力の削減量と、各蓄電装置の放電量を合計した全放電量が最も最小となるときの全体の放電量を算出する
ことを特徴とする付記３記載の充放電計画設定プログラム。
（付記５）
前記コンピュータは、
各時刻において、各蓄電装置の蓄電量が該蓄電装置の蓄電容量以下である、各蓄電装置の充放電速度が該蓄電装置の充放電速度の限界以下である、各蓄電装置の前記複数の蓄電装置の前記全体の放電量に対する割合が該蓄電装置の該時刻で予測された電力需要量以下であって各蓄電装置の割合の合計は１であることを制約条件として、各各蓄電装置の割合を算出する
ことを特徴とする付記４記載の充放電計画設定プログラム。
（付記６）
複数の需要家それぞれの、時間ごとの電力需要量と、前記複数の需要家の少なくとも一部に設置された複数の蓄電装置それぞれの、蓄電能力、蓄電量、及び、放電能力を含む蓄電情報を取得し、
前記電力需要量、及び、前記蓄電情報に基づき、前記複数の蓄電装置それぞれに対する充放電計画を生成する
処理をコンピュータが行う充放電計画設定方法。
（付記７）
複数の需要家それぞれの、時間ごとの電力需要量と、前記複数の需要家の少なくとも一部に設置された複数の蓄電装置それぞれの、蓄電能力、蓄電量、及び、放電能力を含む蓄電情報を取得する取得部と、
前記電力需要量、及び、前記蓄電情報に基づき、前記複数の蓄電装置それぞれに対する充放電計画を生成する生成部と
を有することを特徴とする充放電計画設定装置。
【符号の説明】
【０１０６】
２          ネットワーク
３          蓄電池
４          充放電制御装置
５          顧客
６          充放電計画情報
７          電力現状情報
８          ピークカット要求
９          電力供給者サーバ
４１        電力需要予測部
４２        電力需要予測合算部
４３        蓄電池制約合算部
４４        全放電量算出部
４５        割り当て量算出部
４６        分散処理部
９１        蓄電池データ
９２        実電力需要データ
９４        分散計算用データ
１００      充放電計画設定装置
【図１】
2018023188.tif 000003
【図２】
2018023188.tif 000004
【図３】
2018023188.tif 000005
【図４】
2018023188.tif 000006
【図５】
2018023188.tif 000007
【図６】
2018023188.tif 000008
【図７】
2018023188.tif 000009
【図８】
2018023188.tif 000010
【図９】
2018023188.tif 000011
【図１０】
2018023188.tif 000012
【図１１】
2018023188.tif 000013
【図１２】
2018023188.tif 000014
【図１３】
2018023188.tif 000015
【図１４】
2018023188.tif 000016
【図１５】
2018023188.tif 000017
【図１６】
2018023188.tif 000018
【図１７】
2018023188.tif 000019
【図１８】
2018023188.tif 000020
【図１９】
2018023188.tif 000021