(57)【要約】【課題】電気自動車の電池や充電スタンドに併設された電池を利用して電力の需要と供給のバランスを調整する。【解決手段】電気自動車と電気自動車に対して充電を行う充電スタンドとを含む電力の需要家のグループにおける電力需要の計画値と実際の需要量とを調整するコンピュータによる調整方法であって、電力需要の計画値と実需要値を取得するステップ、計画値と実需要値との差を閾値以下に調整するための電力の調整手段を選択するステップ、を有し、電力の調整手段を選択するステップでは、充電スタンドに併設された電池を、電気自動車が搭載する電池よりも優先して選択する調整方法を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気自動車と電気自動車に対して充電を行う充電スタンドとを含む電力の需要家のグループにおける電力需要の計画値と実際の需要量とを調整するコンピュータによる調整方法であって、
電力需要の計画値と実際の需要量に相当する実需要値を取得するステップと、
前記計画値と前記実需要値との差を所定の閾値以下に調整するための、前記グループにおける電力の調整手段を選択するステップと、
を有し、
前記電力の調整手段を選択するステップでは、
前記充電スタンドに併設された電池を、前記電気自動車が搭載する電池よりも優先して選択する、調整方法。
【請求項２】
前記計画値から前記実需要値を減算した差が正の場合、
前記電力の調整手段を選択するステップでは、
前記充電スタンドに併設された電池への充電によって前記差が示す電力量を調整できるかどうかを判定し、
調整できない場合、前記電気自動車が搭載する電池へ充電が可能な電力量を算出する、
請求項１に記載の調整方法。
【請求項３】
前記計画値から前記実需要値を減算した差が負の場合、
前記電力の調整手段を選択するステップでは、
前記充電スタンドに併設された電池からの放電によって前記差が示す電力量を調整できるかどうかを判定し、
調整できない場合、前記実需要値のうち抑制が可能な電力需要量を算出する、
請求項１または請求項２に記載の調整方法。
【請求項４】
前記電力の調整手段を選択するステップでは、
さらに、前記抑制が可能な電力需要量によって前記差が示す電力量を調整できるかどうかを判定し、
調整できない場合、前記電気自動車が搭載する電池が放電できる電力量を算出する、
請求項３に記載の調整方法。
【請求項５】
前記電力の調整手段を選択するステップでは、
さらに、前記電気自動車が搭載する電池が放電できる電力量によって前記差が示す電力量を調整できるかどうかを判定し、
調整できない場合、前記グループの発電設備が発電できる電力量を算出する、
請求項４に記載の調整方法。
【請求項６】
前記電力の調整手段を選択するステップでは、
選択候補となる前記電力の調整手段を選択するか否かを判定するにあたり、
前記選択候補となる電力の調整手段を含めて前記差に対応する電力量を調整する場合の調整に要する対価の総額と、前記差に応じたインバランス料金とを比較し、前記インバランス料金が前記対価の総額を上回る場合、前記選択候補となる電力の調整手段を選択する、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の調整方法。
【請求項７】
前記電力の調整手段を選択するステップでは、
前記充電スタンドに併設された電池および前記電気自動車が搭載する電池を除く他の前記電力の調整手段によって、前記差の調整が可能か否かを判定し、
調整が可能な場合、前記充電スタンドに併設された電池および前記電気自動車が搭載する電池が放電できる電力量によって、前記グループの再生エネルギの発電設備が発電すべき電力量を補うことによる利益を計算する、
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の調整方法。
【請求項８】
電気自動車と電気自動車に対して充電を行う充電スタンドとを含む電力の需要家のグループにおける電力需要の計画値と実際の需要量とを調整する電力の調整手段を選択する制御装置であって、
電力需要の計画値と実際の需要量に相当する実需要値を取得し、前記計画値と前記実需要値との差を所定の閾値以下に調整するための、前記グループにおける前記電力の調整手段を選択する調整手段選択部、
を備え、
前記調整手段選択部は、前記充電スタンドに併設された電池を、前記電気自動車が搭載する電池よりも優先して電力の調整手段として選択する、
制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の制御装置と、
前記電気自動車が充電する充電スタンドと、
前記充電スタンドに併設された電池の充電状態を示す情報を記憶する充電スタンド管理サーバと、
を備える電力調整システム。
【請求項１０】
コンピュータを、
電気自動車と電気自動車に対して充電を行う充電スタンドとを含む電力の需要家のグループにおける電力需要の計画値と実際の需要量に相当する実需要値を取得する手段、
前記計画値と前記実需要値との差を所定の閾値以下に調整するための、前記グループにおける電力の調整手段を選択する手段、
として機能させ、
前記電力の調整手段を選択する手段は、
前記充電スタンドに併設された電池を、前記電気自動車が搭載する電池よりも優先して選択する、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力需要の調整方法、制御装置、電力調整システム及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）を用いた電力取引に関する行動として以下がある。
（１）電気自動車に対する充電
（２）電気自動車の非稼働（非走行）時に専用の電力変換器を介して送配電系統へ接続し、ＥＶ内の電池を系統の電力品質安定化のために提供する。
また、電気自動車の普及が進むと、電気自動車が搭載する電池や充電スタンドに併設された電池を電力の需給バランスを取る目的で利用することができる。
なお、特許文献１には、走行中の電気自動車に対して、配下の配電区域内の充電スタンドで充電を行う電気自動車を募集して、その中から必要な数の電気自動車を選定し、各電気自動車への充電量を決定し、さらに、各電気自動車を適切な各充電スタンドに個別に誘導して、各充電スタンドにおける各電気自動車への充電電力を制御することによって、電力系統における電力の需給バランスを取る方法について記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５３９５７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電力自由化に伴う計画時同時同量制度への対応として、需要側は複数の需要家を束ねた需要バランシンググループを形成し、取引を行うことが考えられる。その際、計画値の逸脱によるインバランス料金の支払いを回避するため、需要バランシンググループ内で需要量を計画値と一致（もしくは乖離を最小化）させる必要がある。
この目的のために、電気自動車が搭載する電池や充電スタンドに併設された電池を活用して、需要量の過不足分を調整する方法が求められている。
【０００５】
そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる調整方法、制御装置、電力調整システム及びプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、電気自動車と電気自動車に対して充電を行う充電スタンドとを含む電力の需要家のグループにおける電力需要の計画値と実際の需要量とを調整するコンピュータによる調整方法であって、電力需要の計画値と実際の需要量に相当する実需要値を取得するステップと、前記計画値と前記実需要値との差を所定の閾値以下に調整するための、前記グループにおける電力の調整手段を選択するステップと、を有し、前記電力の調整手段を選択するステップでは、前記充電スタンドに併設された電池を、前記電気自動車が搭載する電池よりも優先して選択する、調整方法である。
【０００７】
本発明の一態様によれば、前記調整方法において、前記計画値から前記実需要値を減算した差が正の場合、前記電力の調整手段を選択するステップでは、前記充電スタンドに併設された電池への充電によって前記差が示す電力量を調整できるかどうかを判定し、調整できない場合、前記電気自動車が搭載する電池へ充電が可能な電力量を算出する。
【０００８】
本発明の一態様によれば、前記調整方法において、前記計画値から前記実需要値を減算した差が負の場合、前記電力の調整手段を選択するステップでは、前記充電スタンドに併設された電池からの放電によって前記差が示す電力量を調整できるかどうかを判定し、調整できない場合、前記実需要値のうち抑制が可能な電力需要量を算出する。
【０００９】
本発明の一態様によれば、前記調整方法における前記電力の調整手段を選択するステップでは、さらに、前記抑制が可能な電力需要量によって前記差が示す電力量を調整できるかどうかを判定し、調整できない場合、前記電気自動車が搭載する電池が放電できる電力量を算出する。
【００１０】
本発明の一態様によれば、前記調整方法における前記電力の調整手段を選択するステップでは、さらに、前記電気自動車が搭載する電池が放電できる電力量によって前記差が示す電力量を調整できるかどうかを判定し、調整できない場合、前記グループの発電設備が発電できる電力量を算出する。
【００１１】
本発明の一態様によれば、前記調整方法における前記電力の調整手段を選択するステップでは、選択候補となる前記電力の調整手段を選択するか否かを判定するにあたり、前記選択候補となる電力の調整手段を含めて前記差に対応する電力量を調整する場合の調整に要する対価の総額と、前記差に応じたインバランス料金とを比較し、前記インバランス料金が前記対価の総額を上回る場合、前記選択候補となる電力の調整手段を選択する。
【００１２】
本発明の一態様によれば、前記調整方法における前記電力の調整手段を選択するステップでは、前記充電スタンドに併設された電池および前記電気自動車が搭載する電池を除く他の前記電力の調整手段によって、前記差の調整が可能か否かを判定し、調整が可能な場合、前記充電スタンドに併設された電池および前記電気自動車が搭載する電池が放電できる電力量によって、前記グループの再生エネルギの発電設備が発電すべき電力量を補うことによる利益を計算する。
【００１３】
本発明の一態様によれば、電気自動車と電気自動車に対して充電を行う充電スタンドとを含む電力の需要家のグループにおける電力需要の計画値と実際の需要量とを調整する電力の調整手段を選択する制御装置であって、電力需要の計画値と実際の需要量に相当する実需要値を取得し、前記計画値と前記実需要値との差を所定の閾値以下に調整するための、前記グループにおける前記電力の調整手段を選択する調整手段選択部、を備え、前記調整手段選択部は、前記充電スタンドに併設された電池を、前記電気自動車が搭載する電池よりも優先して電力の調整手段として選択する、制御装置である。
【００１４】
本発明の一態様は、上記の制御装置と、前記電気自動車が充電する充電スタンドと、前記充電スタンドに併設された電池の充電状態を示す情報を記憶する充電スタンド管理サーバと、を備える電力調整システムである。
【００１５】
本発明の一態様は、コンピュータを、電気自動車と電気自動車に対して充電を行う充電スタンドとを含む電力の需要家のグループにおける電力需要の計画値と実際の需要量に相当する実需要値を取得する手段、前記計画値と前記実需要値との差を所定の閾値以下に調整するための、前記グループにおける電力の調整手段を選択する手段、として機能させ、前記電力の調整手段を選択する手段は、前記充電スタンドに併設された電池を、前記電気自動車が搭載する電池よりも優先して選択する、プログラムである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電力需要の計画値と実績値との乖離を最小化し、需要量の過不足分を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る第１実施形態における電力の需要バランシンググループにおける電力の調整手段の構成例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態における電力調整サーバ１０の一例を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態における電力の調整手段を決定する処理の一例を示す第１のフローチャートである。
【図４】本発明に係る第１実施形態における電力の調整手段を決定する処理の一例を示す第２のフローチャートである。
【図５】本発明に係る第１実施形態における電力の調整手段を決定する処理の一例を示す第３のフローチャートである。
【図６】本発明に係る第１実施形態における電力の調整手段を決定する処理の一例を示す第４のフローチャートである。
【図７】本発明に係る第２実施形態における電力の需要バランシンググループにおける電力の需給バランスの調整方法を説明する図である。
【図８】本発明に係る第２実施形態における電力の調整手段を決定する処理の一例を示す第１のフローチャートである。
【図９】本発明に係る第２実施形態における電力の調整手段を決定する処理の一例を示す第２のフローチャートである。
【図１０】本発明に係る第２実施形態における電力の調整手段を決定する処理の一例を示す第３のフローチャートである。
【図１１】本発明に係る電力調整サーバ１０のハードウェア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態による電力需要の調整方法について図１〜図６を参照して説明する。
図１は、本発明に係る第１実施形態における電力の需要バランシンググループにおける電力の調整手段の構成例を示す概略図である。
図１に本実施形態の電力調整システムを示す。電力調整システムは、電力調整サーバ１０と、系統ＥＳＳ（Energy Storage System）管理サーバ２０と、自家発電管理サーバ３０と、再生エネルギ管理サーバ４０と、ＥＶ（Electric Vehicle）およびＥＶ関連設備管理サーバ５０（以下、ＥＶ管理サーバ５０と記載）と、需要量管理サーバ６０と、外部調達電力管理サーバ７０と、系統ＥＳＳ２１と、発電設備３１と、再生エネルギ発電設備４１と、充電スタンド５１と、充電スタンド併設ＥＳＳ５２（以下、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２と記載する。）と、ＥＶ搭載電池５３と、設備６１と、を含む。電力調整サーバ１０は、系統ＥＳＳ管理サーバ２０、自家発電管理サーバ３０、再生エネルギ管理サーバ４０、ＥＶ管理サーバ５０、需要量管理サーバ６０、外部調達電力管理サーバ７０の各サーバと通信可能に接続されている。
【００１９】
これら電力調整システムのうち、外部調達電力管理サーバ７０を除く他の構成によって、需要バランシンググループが構成される。需要バランシンググループとは、計画時同時同量制度下において、同制度の実行単位となる１まとまりの需要家のグループである。計画時同時同量制度下では、所定の期間ごと（例えば１時間毎）に次の単位期間（例えば１時間）において必要とする電力需要量の計画値を電気事業者に申請し、実際にその単位期間において消費する電力量と申請した電力量（計画値）との差が所定の範囲を超える場合、ペナルティとしてインバランス料金が課せられることになっているが、需要バランシンググループは、計画値を申請する単位となるグループである。同時同量を達成するために、需要バランシンググループは、単に正確に電力需要量を見積もって、その計画通りに電力を消費するだけではなく、予測できない電力需要の変動に対し、柔軟に対応できる手段を持ち、この手段を効率的に活用できることが好ましい。なお、需要バランシンググループを以下、「需要Ｇ」と記載する場合がある。
【００２０】
（電力調整手段の説明）
需要Ｇ内には、電力需要の調整に用いることができる様々な手段が存在する。そのような手段には、例えば、図１に示す系統ＥＳＳ２１、発電設備３１、再生エネルギ発電設備４１、充電スタンド５１、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２、ＥＶ搭載電池５３、設備６１が存在する。
【００２１】
系統ＥＳＳ２１は、計画値より実際の需要量が上回る場合には、系統ＥＳＳ２１から放電することにより不足分を補い、計画値が実際の需要量を上回る場合には、余剰の電力を系統ＥＳＳ２１に充電するといった目的で利用することができる。
【００２２】
充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２は、充電スタンド５１からＥＶ搭載電池５３への電力の供給をサポートし急速充電を実現する。さらに、Ｖ２Ｇ（Vehicle to Grid）サービスを利用して、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２が蓄積した電力の提供を行って系統の安定化に貢献し、その対価を得ることができる。充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２は、これらに限定されず、系統ＥＳＳ２１と同様に電力需要の計画値と実際の需要量の差を調整する目的で利用することができる。つまり、計画値が実際の需要量を上回る場合には、１または複数の充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２から放電することにより不足分を補うことができ、計画値が実際の需要量を上回る場合には、余剰の電力を１または複数の充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２に充電し蓄えておくことができる。なお、図１には、系統ＥＳＳ２１が記載されているが、系統ＥＳＳ２１が設置されていない場合でも、複数の充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２の充放電を統合して制御することで、系統ＥＳＳ２１を代替する構成として活用することが可能である。
これら、系統ＥＳＳ２１と充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２による電力調整は、コストをかけずに行うことができるという利点がある。
【００２３】
ＥＶ搭載電池５３は、電気自動車の駆動、ユーザが家庭内で使用する家電等の電源として機能する他、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２と同様にして、電力需要の計画値と実際の需要量の差を調整する目的で利用することができる。電気自動車の利用が促進されると、ＥＶ搭載電池５３、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２の数量が増加するため、大規模なＥＳＳとして利用できる。なお、調整とは、需要Ｇ内での実需要量を計画値と一致または両者の乖離を所定の閾値以下にすることである。
【００２４】
設備６１は、電力の主な供給先となる負荷である。負荷を低減することで電力の需要量を低下することができる。具体的には、需要Ｇは、実際の需要量が計画値を上回る場合、設備６１の稼働状態を抑制することを検討する。設備６１の稼働状態を抑制することができれば、実際の需要量を計画値に近づけることができる。なお、設備６１の稼働状態を制御することによって、ユーザの利便性が損なわれる等の損失が発生する可能性がある。本実施形態では、電力調整サーバ１０が、その損失コストとインバランス料金との関係に基づいて、稼働状態の抑制を決定する。
【００２５】
発電設備３１は、実際の需要量が計画値を上回る場合に、発電設備３１の稼働状態を促進し、電力の不足分を補う目的で利用することができる。一般に発電設備３１の稼働を促進すると、燃料費等のコストが上昇する。本実施形態では、電力調整サーバ１０が、発電設備３１による発電の増大によって生じるコストとインバランス料金との関係に基づいて、発電設備３１の稼働促進を決定する。
【００２６】
再生エネルギ発電設備４１は、需要Ｇ内で必要な電力を供給するが、天候等の影響により、供給できる電力量が安定しない。その影響により同時同量の達成に影響が出る可能性がある。これに対し、再生エネルギ発電設備４１による発電量の不安定さを、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２等を活用することで安定させることができる。再生エネルギ発電設備４１による発電量の不安定分を充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２、ＥＶ搭載電池５３によって安定化させる制御については、後に第２実施形態で説明する。
【００２７】
（各サーバの説明）
次にこれまでに説明した上記の電力調整手段を制御する各管理サーバについて説明する。電力調整サーバ１０は、ある１つの需要Ｇに生じる電力需要の計画値と実際の需要量との差を調整するために、上記した各電力調整手段（系統ＥＳＳ２１、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２、ＥＶ搭載電池５３、設備６１、発電設備３１、再生エネルギ発電設備４１）の中のどの手段を用いて調整するかを決定する。この決定に際して電力調整サーバ１０は、発生コストが少ない順に、（１）充放電設備（系統ＥＳＳ２１、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２、ＥＶ搭載電池５３）、次に（２）需要の抑制、最後に（３）発電設備による発電、の順に選択する。また、電力調整サーバ１０は、設備規模としての容量ではなく、稼働可能な容量の大きい順に選択する調整手段を決定する。電力調整サーバ１０の機能や電力調整手段の決定処理の詳細については、図２〜図６を用いて説明する。
【００２８】
系統ＥＳＳ管理サーバ２０は、系統ＥＳＳ２１の充電状態を管理する。例えば、系統ＥＳＳ管理サーバ２０は、系統ＥＳＳ２１の充電率を記憶する。また、通常時（同時同量が達成できる見込みのとき）は、所定の充放電計画に基づいて、系統ＥＳＳ２１の充放電を制御する。また、同時同量の達成のために電力調整サーバ１０が、系統ＥＳＳ２１を電力調整手段として選択した場合、例えば、実際の電力需要が計画値を上回ったときには、系統ＥＳＳ管理サーバ２０は、電力調整サーバ１０の指示に基づいて、系統ＥＳＳ２１を放電させ、需要Ｇ内の電力系統へ電力を供給する。また、計画値が実際の電力需要を上回ったときには、系統ＥＳＳ管理サーバ２０は、電力調整サーバ１０の指示に基づいて、系統ＥＳＳ２１に余剰の電力を充電する。
【００２９】
自家発電管理サーバ３０は、発電設備３１の稼働状態の制御、発電量や発電に必要なコスト等の情報を記憶する。通常時、自家発電管理サーバ３０は、所定の発電計画に基づいて、発電設備３１を稼働する。また、自家発電管理サーバ３０は、発電設備３１により発電された電力量、投入された燃料などを監視する。また、同時同量の達成のために電力調整サーバ１０が、発電設備３１を電力調整手段として選択した場合、自家発電管理サーバ３０は、電力調整サーバ１０の指示に基づいて、発電設備３１の稼働状態を調整する。また、自家発電管理サーバ３０は、このときの発電した電力量、燃料費等のコストの情報を電力調整サーバ１０へ送信する。
【００３０】
再生エネルギ管理サーバ４０は、再生エネルギ発電設備４１の稼働状態の制御、発電量等の情報の管理を行う。通常時、再生エネルギ管理サーバ４０は、所定の発電計画に基づいて、再生エネルギ発電設備４１を稼働する。また、再生エネルギ管理サーバ４０は、再生エネルギ発電設備４１により発電された電力量を監視する。再生エネルギ管理サーバ４０は、発電した電力量の情報を電力調整サーバ１０へ送信する。
【００３１】
ＥＶ管理サーバ５０は、充電スタンド５１と接続されており、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２の充電状態や、電気自動車が充電スタンド５１を使用してＥＶ搭載電池５３を充電した際に充電した電力量等を示す充電履歴を記憶する。また、ＥＶ管理サーバ５０は、電気自動車のユーザが利用する携帯端末などから、そのユーザの利用する電気自動車のＥＶ搭載電池５３の充電状態の情報を例えば所定の時間間隔で取得する。これにより、ユーザが電気自動車を走行させた場合でも、その走行によって消費された後のＥＶ搭載電池５３の充電状態の情報が収集され、ＥＶ管理サーバ５０は、ＥＶ搭載電池５３の識別情報（または電気自動車の識別情報）とその充電状態の情報を記憶する。なお、ユーザの利用する電気自動車には、ＢＭＳ（Battery Management System）が搭載されており、ＢＭＳはＥＶ搭載電池５３の充電状態（充電率）を監視する。そして、例えば、ユーザが利用する携帯端末は、ＢＭＳと無線通信を行ってＥＶ搭載電池５３の充電状態を取得し、この情報をＥＶ管理サーバ５０へ無線通信によって送信するように構成されている。このようにして、ＥＶ管理サーバ５０は、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２とＥＶ搭載電池５３の充電状態を管理する。
【００３２】
また、ＥＶ管理サーバ５０は、通常時は、所定の充放電計画に基づいて、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２の充放電を制御する。また、同時同量の達成のために電力調整サーバ１０が、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２を電力調整手段として選択した場合、ＥＶ管理サーバ５０は、電力調整サーバ１０の指示に基づいて、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２の充放電を制御する。
【００３３】
需要量管理サーバ６０は、設備６１の稼働状態の制御、電力の需要量や稼働状態を抑制した場合の損失コストの計算等を行う。また、需要量管理サーバ６０は、設備６１の抑制により削減可能な電力量を記憶する。通常時、需要量管理サーバ６０は、設備６１によって消費される電力量を監視する。また、同時同量の達成のために電力調整サーバ１０が、設備６１を電力調整手段として選択した場合、需要量管理サーバ６０は、電力調整サーバ１０の指示に基づいて、設備６１の稼働状態を抑制する指示を設備６１に対して行う。また、需要量管理サーバ６０は、このときの設備６１による電力需要量、稼働抑止による損失コストの情報を電力調整サーバ１０へ送信する。
【００３４】
外部調達電力管理サーバ７０は、電力取引所、一般電気事業者、電力小売市場から調達できる電力量の情報を管理する。外部調達電力管理サーバ７０は、電力需要の計画値に基づいて需要Ｇが調達を希望する電力量の要求値を取得する。この要求値は、例えば１時間毎に電力調整サーバ１０から与えられ、一般電気事業者等はこの要求値に基づいて発電を計画する。外部調達電力管理サーバ７０は、一般電気事業者等が需要Ｇへ供給する電力量の予測値を電力調整サーバ１０へ送信する。需要Ｇでは、電力需要の計画値に基づいて、一般電気事業者以外から調達する電力量を決定する。外部調達電力管理サーバ７０は、これら調達可能な電力量の情報を電力調整サーバ１０へ送信する。電力調整サーバ１０は、電力需要の計画値と、外部調達電力管理サーバ７０から受信する調達可能な電力量の差を計算し、計画時同時同量を達成すべく、この差を調整する電力調整手段を選択する。
【００３５】
図２は、本発明に係る第１実施形態における電力調整サーバ１０の一例を示す機能ブロック図である。
図示するように電力調整サーバ１０は、計画値取得部１０１と、実績値取得部１０２と、需要予測部１０３と、要調整量算出部１０４と、系統ＥＳＳ充電状態情報取得部１０５と、充電ＳＴ併設ＥＳＳ充電状態情報取得部１０６と、ＥＶ充電状態情報取得部１０７と、需要抑制可能量取得部１０８と、発電可能量取得部１０９と、調達可能量取得部１１０と、調整手段選択部１１１と、インバランス料金算出部１１２と、調整対価算出部１１３と、発電費用算出部１１４と、通信部１２０と、記憶部１２１と、を備える。
【００３６】
計画値取得部１０１は、需要Ｇにおける電力需要の所定期間における計画値を取得する。例えば、計画値取得部１０１は、需要Ｇ内の管理者が算出して電力調整サーバ１０に入力した、１時間ごとの電力需要の計画値を取得する。計画値取得部１０１は、計画値を取得するとその情報を記憶部１２１に記録する。
実績値取得部１０２は、需要Ｇ内で消費または発電された電力量の実績値を各サーバ２０〜６０から取得する。例えば、実績値取得部１０２は、ＥＶ管理サーバ５０から電気自動車の充電に使用した電力量の情報を取得する。例えば、実績値取得部１０２は、需要量管理サーバ６０から設備６１が消費した電力量の情報を取得する。
需要予測部１０３は、実績値取得部１０２が取得した実績値に基づいて、所定の期間に必要となる電力量（実需要値）を予測する。
要調整量算出部１０４は、電力需要の計画値と実需要量の差を算出する。
系統ＥＳＳ充電状態情報取得部１０５は、系統ＥＳＳ２１の充電状態情報を、通信部１２０を介して系統ＥＳＳ管理サーバ２０から取得する。
充電ＳＴ併設ＥＳＳ充電状態情報取得部１０６は、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２の充電状態情報を、通信部１２０を介してＥＶ管理サーバ５０から取得する。
ＥＶ充電状態情報取得部１０７は、ＥＶ搭載電池５３の充電状態情報を、通信部１２０を介してＥＶ管理サーバ５０から取得する。
需要抑制可能量取得部１０８は、設備６１にて抑制可能な電力量を、通信部１２０を介して需要量管理サーバ６０から取得する。
発電可能量取得部１０９は、発電設備３１にて発電可能な電力量を、通信部１２０を介して自家発電管理サーバ３０から取得する。また、発電可能量取得部１０９は、再生エネルギ発電設備４１にて発電可能な電力量を、通信部１２０を介して再生エネルギ管理サーバ４０から取得する。
調達可能量取得部１１０は、電力取引所や電力小売市場から調達可能な電力量を、通信部１２０を介して外部調達電力管理サーバ７０から取得する。また、調達可能量取得部１１０は、電力取引所等から調達した電力の価格情報を取得する。
調整手段選択部１１１は、電力需要の計画値と実需要量の差を解消するための電力調整手段（１つでも複数でも良い）を選択する。電力調整手段の選択処理については次に図３〜図６を用いて説明する。
インバランス料金算出部１１２は、同時同量が達成できないときに支払わなければならないインバランス料金の金額を算出する。インバランス料金の金額は、例えば、電力需要の計画値と実需要量の差の大きさに応じてデータテーブルに設定されている。このデータテーブルは、記憶部１２１に記録されている。
調整対価算出部１１３は、調整手段選択部１１１によって選択された電力調整手段によって電力の調整を行ったときに必要なコストを算出する。
発電費用算出部１１４は、発電設備３１によって発電する電力量を増加させ、その増加分を利用して電力需要の計画値と実需要量の差を調整する場合に要する発電費用を算出する。
通信部１２０は他のサーバとの通信を行う。記憶部１２１は、電力調整手段決定処理に必要な種々の情報を記憶する。
【００３７】
図３〜図６は、本発明に係る第１実施形態における電力の調整手段を決定する処理の一例を示すフローチャートである。
以下、図３〜図６を用いて、ある１つの単位時間について、その単位時間での電力の同時同量を達成するために行われる本実施形態の電力調整手段の決定処理について説明する。前提として、単位時間ごとの電力需要の計画値は予め記憶部１２１に記録されているとする。また、需要Ｇは、その計画値に対して釣り合うだけの電力量を、一般電気事業者等から調達する契約を行っているものとする。つまり、ある単位時間の開始時刻を迎えるときには同時同量が達成できるよう計画されているものとする。
【００３８】
まず、図３を用いて説明を行う。調整手段選択部１１１が、単位時間の電力需要の計画値を記憶部１２１から読み出して取得する（ステップＳ１０）。次に実績値取得部１０２が、単位時間の開始後に消費された電力量（実需要量）の実績情報を収集する（ステップＳ１１）。例えば、実績値取得部１０２は、需要量管理サーバ６０から、設備６１による当該単位時間内に消費された電力量の情報を取得する。また、例えば、実績値取得部１０２は、ＥＶ管理サーバ５０から電気自動車への急速充電で使用した電力量の情報を取得する。実績値取得部１０２は、取得した実需要量の実績情報を、需要予測部１０３へ出力する。次に需要予測部１０３は、実需要量の実績情報に基づいて、単位時間終了時における当該単位時間内の実需要量の合計値を予測する（ステップＳ１２）。記憶部１２１には、予め過去の実績に基づく、単位時間あたりの実需要量や実需要量の算出モデル等が、例えば、時間、天候、季節別に登録されていて、需要予測部１０３は、実需要量の実績情報と、当該単位時間における残り時間と、記憶部１２１の算出モデルに基づいて、実際の需要量に相当する実需要量の予測値を算出する。需要予測部１０３は、算出した実需要量の予測値を調整手段選択部１１１へ出力する。次に調整手段選択部１１１は、電力の要調整量を算出する（ステップＳ１３）。具体的には、調整手段選択部１１１は、対象とする単位時間における計画値から実需要量の予測値を減算して、要調整量を算出する。以下、説明するように調整手段選択部１１１は、この要調整量に基づいて、電力の調整手段を選択する。まず、調整手段選択部１１１は、要調整量が０より大きいかどうかを判定する（ステップＳ１４）。
【００３９】
（計画値が実需要量を上回る場合）
要調整量が０より大きい場合、つまり、計画値が実需要量を上回る場合は、調達する電力量が余ることが予測される。電力量が余ると同時同量が達成できずインバランス料金が課せられることになるので、その余剰分を容量の大きな系統ＥＳＳ２１や充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２に優先して充電することを検討し、足りない場合は、ＥＶ搭載電池５３への充電を検討する。具体的には、要調整量が０より大きい場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内（バランシンググループ内）のＥＳＳ（系統ＥＳＳ２１及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２）の充電状態情報を取得する（ステップＳ１５）。例えば、調整手段選択部１１１は、系統ＥＳＳ充電状態情報取得部１０５が系統ＥＳＳ管理サーバ２０から取得して記憶部１２１へ記録した系統ＥＳＳ２１の充電状態情報と、充電ＳＴ併設ＥＳＳ充電状態情報取得部１０６がＥＶ管理サーバ５０から取得して記憶部１２１へ記録した充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２の充電状態情報と、を記憶部１２１から読み出して取得する。
【００４０】
調整手段選択部１１１は、取得した充電状態情報に含まれる各ＥＳＳ（系統ＥＳＳ２１及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２）の容量と充電率の情報から、充電可能な電力量の合計値を算出する（ステップＳ１６）。次に調整手段選択部１１１は、要調整量とＥＳＳで充電可能な電力量とを比較し、ＥＳＳで充電可能な電力量が要調整量より大きいかどうかを判定する（ステップＳ１７）。ＥＳＳで充電可能な電力量が、要調整量より大きい場合（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）、調整手段選択部１１１は、系統ＥＳＳ２１及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２を用いて、要調整量分の電力量を調整すること（Ｓｔｅｐ  Ｂ１）を決定する。次に調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内ＥＳＳでの電力の需給調整を行う（ステップＳ１８）。例えば、調整手段選択部１１１は、全ての系統ＥＳＳ２１及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２の容量と充電率の情報から、実際に充電できる容量が大きいものから順に、要調整量分の電力量を全て充電できるまで、系統ＥＳＳ２１又は充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２を選択する。調整手段選択部１１１は、選択した系統ＥＳＳ２１の識別情報と充電容量を、通信部１２０を介して、系統ＥＳＳ管理サーバ２０へ送信する。系統ＥＳＳ管理サーバ２０は、選択された系統ＥＳＳ２１に対して充電を行うよう制御する。また、調整手段選択部１１１は、選択した充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２の識別情報と充電容量を、通信部１２０を介して、ＥＶ管理サーバ５０へ送信する。ＥＶ管理サーバ５０は、選択された充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２に対して充電を行うよう制御する。
【００４１】
一方、ＥＳＳで充電可能な電力量が、要調整量より小さい場合（ステップＳ１７；Ｎｏ）、調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内のＥＶ搭載電池５３の充電状態情報を取得する（ステップＳ２０）。例えば、調整手段選択部１１１は、ＥＶ充電状態情報取得部１０７がＥＶ管理サーバ５０から取得して記憶部１２１へ記録したＥＶ搭載電池５３の充電状態情報を記憶部１２１から読み出して取得する。調整手段選択部１１１は、取得した充電状態情報に含まれる各ＥＶ搭載電池５３の容量と充電率の情報から、全ての電気自動車を対象とした場合の充電可能な電力量の合計値を算出する（ステップＳ２１）。次に調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内の電気自動車で調整すべき電力量の合計値を算出する（ステップＳ２２）。具体的には、調整手段選択部１１１は、要調整量から全ＥＳＳ（系統ＥＳＳ２１及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２）で充電可能な電力量を減算する。次に調整対価算出部１１３は、ステップＳ２２で算出した電気自動車で調整すべき電力量を充電した場合に、充電に協力したユーザへ支払う調整力の提供対価を算出する（ステップＳ２３）。例えば、１Ｗｈあたりの充電に対するユーザの支払い対価が予め定められていて、調整対価算出部１１３は、この対価に電気自動車で調整すべき電力量の合計値を乗じて調整対価の総額を算出する。調整対価算出部１１３は、調整対価の総額を調整手段選択部１１１へ出力する。
【００４２】
調整手段選択部１１１は、インバランス料金と調整対価の総額を比較し、インバランス料金が調整対価の総額以上かどうかを判定する（ステップＳ２４）。インバランス料金が調整対価の総額未満の場合（ステップＳ２４；Ｎｏ）、調整手段選択部１１１は、系統ＥＳＳ２１及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２を用いて、要調整量分の電力量を調整すること（Ｓｔｅｐ  Ｂ１）を決定し、ステップＳ１８の処理を行う。この選択は、ＥＶ搭載電池５３を調整手段に加える方がインバランス料金を支払うより高コストとなることによる。インバランス料金が調整対価の総額以上の場合（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、調整手段選択部１１１は、ＥＳＳに加え、ＥＶ搭載電池５３を用いて要調整量分の電力量を調整すること（Ｓｔｅｐ  Ｂ２）を決定する。この場合、まず、調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内ＥＳＳでの電力の需給調整を行う（ステップＳ２５）。この処理は、ステップＳ１８の処理と同様である。次に調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内のＥＶ搭載電池５３で残りの電力の需給調整を行う（ステップＳ２６）。例えば、調整手段選択部１１１は、各ＥＶ搭載電池５３の容量や充電率の情報に基づいて、実際に充電が可能な容量が大きいものから順に、必要な充電量を満たすまで、ＥＶ搭載電池５３を選択し、その識別情報（又は当該ＥＶ搭載電池５３を搭載した電気自動車の識別情報）を、通信部１２０を介してＥＶ管理サーバ５０へ送信する。ＥＶ管理サーバ５０は、各電気自動車のユーザが利用する携帯端末等へ、現在充電に協力すると１ＷｈあたりＸＸ円安くなる、あるいは、ポイントを付与する等、何らかのインセンティブを与える旨の通知を行い、充電への協力を呼びかける。あるいは、駐車場や自宅などで専用の充電設備に接続されている電気自動車に対して、このような状況下においてＥＶ搭載電池５３を提供する旨の契約を予め行っているユーザの電気自動車に対して自動的に充電を行うような制御を行っても良い。
【００４３】
（実需要量が計画値を上回る場合）
要調整量が０以下の場合、つまり、実需要量が計画値を上回る場合は、調達する電力量では足りないことが予測される。電力が不足すると同時同量が達成できずインバランス料金が課せられることになるので、その不足分を、コストが掛からないＥＳＳ（系統ＥＳＳ２１、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２）からの放電で補う、需要を低下させる、ＥＶ搭載電池５３からの放電で補う、需要Ｇ内の発電設備による発電で補うという順に検討する。具体的な処理については、図４を用いて説明を行う。要調整量が０以下の場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、調整手段選択部１１１は、要調整量と０との差が所定の範囲内かどうかを判定し（ステップＳ３０）、所定の範囲内の場合（ステップＳ３０；Ｙｅｓ）は、特に調整手段の選択を行わない。一方、所定の範囲を超える場合（ステップＳ３０；Ｎｏ）は、調整手段選択部１１１は、ステップＳ１５と同様にして需要Ｇ内のＥＳＳの充電状態情報を取得する（ステップＳ３１）。次に調整手段選択部１１１は、取得した充電状態情報に含まれる各ＥＳＳ（系統ＥＳＳ２１及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２）の容量と充電率の情報から、放電可能な電力量の合計値を算出する（ステップＳ３２）。次に調整手段選択部１１１は、ＥＳＳで放電可能な電力量が要調整量より大きいかどうかを判定する（ステップＳ３３）。ＥＳＳで放電可能な電力量が、要調整量より大きい場合（ステップＳ３３；Ｙｅｓ）、調整手段選択部１１１は、系統ＥＳＳ２１及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２を用いて、要調整量分の電力量を調整すること（Ｓｔｅｐ  Ａ１）を決定する。次に調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内ＥＳＳでの電力の需給調整を行う（ステップＳ３４）。例えば、調整手段選択部１１１は、全ての系統ＥＳＳ２１及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２の容量と充電率の情報から、実際に放電できる容量が大きいものから順に、要調整量分の電力量を全て補うことができるまで、系統ＥＳＳ２１又は充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２を選択する。調整手段選択部１１１は、選択した系統ＥＳＳ２１の識別情報と放電容量とを、通信部１２０を介して、系統ＥＳＳ管理サーバ２０へ送信する。系統ＥＳＳ管理サーバ２０は、選択された系統ＥＳＳ２１に対して放電を行うよう制御する。また、調整手段選択部１１１は、選択した充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２の識別情報と放電容量を、通信部１２０を介して、ＥＶ管理サーバ５０へ送信する。ＥＶ管理サーバ５０は、選択された充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２に対して放電を行うよう制御する。
【００４４】
一方、ＥＳＳで放電可能な電力量が、要調整量より小さい場合（ステップＳ３３；Ｎｏ）、調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内の設備６１の需要抑制可能量を、通信部１２０を介して、需要量管理サーバ６０から取得する（ステップＳ４０）。例えば、需要量管理サーバ６０には、消灯できる照明設備、稼働状態を抑制できる空調設備、エスカレータ等の機器・設備と、それらの機器設備の稼働を抑制することでどの程度の電力量が抑制できるかに関する情報が、例えば時間別に記録されていて、電力調整サーバ１０は、この情報を需要量管理サーバ６０から取得する。調整手段選択部１１１は、これらの情報に基づいて、抑制可能な需要量の合計を算出する。次に調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内で抑制すべき電力需要量の合計値を算出する（ステップＳ４１）。具体的には、調整手段選択部１１１は、要調整量から全ＥＳＳ（系統ＥＳＳ２１及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２）で放電可能な電力量を減算する。
【００４５】
次に調整手段選択部１１１は、ＥＳＳの放電と需要抑制によって要調整量を満足することができるかどうかを判定する（ステップＳ４２）。要調整量を満足することができる場合（ステップＳ４２；Ｙｅｓ）、調整手段選択部１１１は、ＥＳＳに加え、負荷の需要抑制を行って要調整量分の電力量を調整すること（Ｓｔｅｐ  Ａ２）を決定する。この場合、まず、調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内ＥＳＳでの電力の需給調整を行う（ステップＳ４３）。この処理は、ステップＳ３４の処理と同様である。次に調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内の需要抑制により、不足分の電力量を調整する（ステップＳ４４）。例えば、調整手段選択部１１１は、抑制が必要な電力量の情報を、通信部１２０を介して、需要量管理サーバ６０へ送信する。需要量管理サーバ６０は、例えば、所定の節電計画に従って、設備６１の稼働状態を抑制する。
【００４６】
なお、電力の調整手段として、需要抑制を検討する場合、例えば、機器や設備の稼働状態を抑制することにより、その節電に協力した企業、団体へ何らかの対価を支払うような場合、さらにインバランス料金と需要量管理サーバ６０が算出した需要抑制への対価（損失コスト）を比較し、この対価の総額がインバランス料金を上回るようならば、需要抑制を調整手段として選択しない（ＥＳＳのみによって調整する）との決定を行う処理をさらに追加しても良い。
【００４７】
次に図５を用いて説明を行う。ステップＳ４２の判定で、要調整量を満足できないと判定した場合（ステップＳ４２；Ｎｏ）、調整手段選択部１１１は、ステップＳ２０の処理と同様に、需要Ｇ内のＥＶ搭載電池５３の充電状態情報を取得する（ステップＳ５０）。次に調整手段選択部１１１は、取得した充電状態情報に含まれる各ＥＶ搭載電池５３の容量と充電率の情報から、全ての電気自動車を対象とした場合の放電可能な電力量の合計値を算出する（ステップＳ５１）。次に調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内の電気自動車で調整すべき電力量の合計値を算出する（ステップＳ５２）。具体的には、調整手段選択部１１１は、要調整量から全ＥＳＳ（系統ＥＳＳ２１及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２）で放電可能な電力量と抑制可能な電力量（需要抑制量）とを減算する。
【００４８】
次に調整手段選択部１１１は、ＥＳＳの放電と需要抑制とＥＶ搭載電池５３の放電とによって要調整量を満足することができるかどうかを判定する（ステップＳ５３）。要調整量を満足することができる場合（ステップＳ５３；Ｙｅｓ）、調整対価算出部１１３は、放電に協力したユーザへ支払う調整力の提供対価を算出する（ステップＳ５４）。例えば、１Ｗｈあたりの放電に対する対価が予め定められていて、調整対価算出部１１３は、この対価に電気自動車で調整すべき電力量の合計値を乗じて調整対価の総額を算出する。調整対価算出部１１３は、調整対価の総額を調整手段選択部１１１へ出力する。また、調整対価算出部１１３は、対象となる単位時間内に充電を控えてくれたユーザへ支払う対価を算出する。例えば、調整対価算出部１１３は、ステップS５０で調整手段選択部１１１が取得した各ＥＶ搭載電池５３の充電状態情報に基づいて、充電が近いと推測されるＥＶ搭載電池５３（例えば、所定の充電率以下のＥＶ搭載電池５３）を抽出し、それらのＥＶ搭載電池５３が充電を行った場合の電力量を予測する。そして、調整対価算出部１１３は、例えば、予め定められた１Ｗｈあたりの充電抑制に対する対価を、予測した電力量に乗じて充電抑制に対する対価の総額を算出する。調整対価算出部１１３は、調整対価の総額に充電抑制に対する対価の総額を加算して、最終的な調整対価の総額を算出する。
【００４９】
調整手段選択部１１１は、インバランス料金と調整対価の総額を比較し、インバランス料金が調整対価の総額以上かどうかを判定する（ステップＳ５５）。インバランス料金が調整対価の総額未満の場合（ステップＳ５５；Ｎｏ）、調整手段選択部１１１は、ＥＳＳ（系統ＥＳＳ２１、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２）の放電及び需要抑制によって、要調整量分の電力量を調整すること（Ｓｔｅｐ  Ａ２）を決定し、図４のステップＳ４３、Ｓ４４の処理を行う。
【００５０】
インバランス料金が調整対価の総額以上の場合（ステップＳ５５；Ｙｅｓ）、調整手段選択部１１１は、ＥＳＳと需要抑制に加え、ＥＶ搭載電池５３を用いて要調整量分の電力量を調整すること（Ｓｔｅｐ  Ａ３）を決定する。この場合、まず、調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内ＥＳＳでの電力の需給調整を行う（ステップＳ５６）。この処理は、ステップＳ４３の処理と同様である。次に調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内の負荷の需要抑制により電力の需給調整を行う（ステップＳ５７）。この処理は、ステップＳ４４の処理と同様である。次に調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内のＥＶ搭載電池５３で残りの電力の需給調整を行う（ステップＳ５８）。例えば、調整手段選択部１１１は、各ＥＶ搭載電池５３の容量や充電率の情報に基づいて、実際に放電が可能な容量が大きいものから順に、必要な放電量を満たすまで、ＥＶ搭載電池５３を選択し、その識別情報（又は当該ＥＶ搭載電池５３を搭載した電気自動車の識別情報）を、通信部１２０を介してＥＶ管理サーバ５０へ送信する。ＥＶ管理サーバ５０は、各電気自動車のユーザが利用する携帯端末等へ、現在放電に協力すると何らかのインセンティブを与える旨の通知を行い、放電への協力を呼びかける。また、例えば、充電率が所定の閾値以下のＥＶ搭載電池５３を搭載した電気自動車のユーザへは、充電を控えるよう促すメッセージを通知する。このユーザに対しては、所定の時間内に充電を行わなかった場合、何らかのインセンティブを与える旨の通知を行ってもよい。あるいは、実際に充電スタンド５１にて充電を行おうとすると、受電スタンドの表示パネルに、充電を控えるよう促すメッセージを表示させ、ユーザが携帯端末から所定の操作を行う（例えば、充電スタンド５１に来たユーザにしか分からない数値列を入力する等）と、例えば次回そのユーザが充電する際には、本来の価格より安い価格で充電できるよう制御しても良い。
【００５１】
次に図６を用いて説明を行う。ステップＳ５３の判定で、要調整量を満足できないと判定した場合（ステップＳ５３；Ｎｏ）、発電可能量取得部１０９は、需要Ｇ内の複数の発電設備３１の状態（稼働の程度や最大出力）を示す情報を、通信部１２０を介して、自家発電管理サーバ３０から取得する（ステップＳ６０）。次に調整手段選択部１１１は、各発電設備３１の状態を示す情報に基づいて、需要Ｇ内の発電可能な電力量を算出する（ステップＳ６１）。次に調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内の発電設備３１で調整すべき電力量を算出する。具体的には、調整手段選択部１１１は、要調整量から全てのＥＳＳで放電可能な電力量と抑制可能な電力量と全てのＥＶ搭載電池５３によって放電可能な電力量とを減算する。
次に調整対価算出部１１３は、ＥＶ搭載電池５３による放電に協力したユーザへ支払う調整力の提供対価を算出する（ステップＳ６３）。この処理は、ステップＳ５４と同様である。次に発電費用算出部１１４は、発電設備３１による発電に必要な発電費用を算出する（ステップＳ６４）。例えば、発電費用算出部１１４は、発電量を増加する発電設備３１ごとに単位電力量当たりの燃料費と発電増加量を乗じる等して各発電設備３１に対する発電費用を算出し、それらを合計して発電費用の総額を算出する。なお、単位電力量当たりの燃料費は、例えば、自家発電管理サーバ３０から取得する。発電費用算出部１１４は、発電費用の総額を調整手段選択部１１１に出力する。調整手段選択部１１１は、ステップＳ６３で算出した調整力の提供対価の総額と発電費用の総額を合計して調整対価の総額を算出する。
【００５２】
調整手段選択部１１１は、インバランス料金と調整対価の総額を比較し、インバランス料金が調整対価の総額以上かどうかを判定する（ステップＳ６５）。インバランス料金が調整対価の総額未満の場合（ステップＳ６５；Ｎｏ）、調整手段選択部１１１は、ＥＳＳ（系統ＥＳＳ２１、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２）の放電及び需要抑制及びＥＶ搭載電池５３の放電によって、要調整量分の電力量を調整すること（Ｓｔｅｐ  Ａ３）を決定し、図５のステップＳ５６、Ｓ５７、Ｓ５８の処理を行う。
【００５３】
インバランス料金が調整対価の総額以上の場合（ステップＳ６５；Ｙｅｓ）、調整手段選択部１１１は、ＥＳＳと需要抑制とＥＶ搭載電池５３とに加え、発電設備３１を用いて要調整量分の電力量を調整すること（Ｓｔｅｐ  Ａ４）を決定する。この場合、まず、調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内ＥＳＳの放電による電力の需給調整を行う（ステップＳ６６）。この処理は、ステップＳ５６の処理と同様である。次に調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内の負荷の需要抑制により電力の需給調整を行う（ステップＳ６７）。この処理は、ステップＳ５７の処理と同様である。次に調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内のＥＶ搭載電池５３の放電による電力の需給調整を行う（ステップＳ６８）。この処理は、ステップＳ５８の処理と同様である。
【００５４】
次に調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内の発電設備３１による発電量の増加により電力の需給調整を行う（ステップＳ６９）。例えば、調整手段選択部１１１は、必要な発電量の情報を、通信部１２０を介して、自家発電管理サーバ３０へ送信する。自家発電管理サーバ３０は、所定の発電量増加時の発電計画に基づいて、例えば、発電量の上限までに余裕がある１つ又は複数の発電設備３１を選択して、あるいは、より低コストで発電量の増加が可能な１つ又は複数の発電設備３１を選択して発電量を増加させるよう各発電設備３１へ指示を行う。選択された発電設備３１は、この指示に基づいて発電量を増加させる。
【００５５】
これらの電力調整手段の決定処理が完了すると、電力調整サーバ１０は、単位時間の終了を迎えたかどうかを判定する（図３のステップＳ１９）。単位時間の終了時刻に至らない場合、電力調整サーバ１０、単位時間の終了を迎えるまで、例えば所定の時間ごとに（例えば１０分毎など）ステップＳ１１以降の処理を繰り返し行う。
【００５６】
本実施形態によれば、需要Ｇ内の需要量を計画値と一致させることができるので、インバランス料金の支払いを回避することができる。また、コストのかからない需要Ｇ内のＥＳＳ（系統ＥＳＳ２１、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２）を優先的に活用することで、需給バランスの調整に要するコストを抑制することができる。また、ある電力調整手段を選択した場合、それらの中から実際に稼働可能な容量の大きいものから順に、その調整力を利用するよう決定することで、インバランス回避制御を行う調整手段の数（制御対象機器や設備の数）をなるべく少数に抑えることができる。これにより、効率よく需要Ｇ内の電力調整を行うことができる。
なお、必要に応じた数の充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２の充放電を統一的に制御することで、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２を系統ＥＳＳ２１の代わりとして利用することができる。今後、電気自動車の普及と共に充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２の設置が促進されると考えられるが、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２の従来の役割である電気自動車への充電や、Ｖ２Ｇによる電力安定化への貢献に加え、本実施形態で説明したような計画時同時同量達成（インバランス回避）への活用を、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２に対する制御内容に組み込むことで、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２の利用価値が高め、系統ＥＳＳ２１の容量を低減したり、系統ＥＳＳ２１の導入を控えることができるため、より低コストで、需要Ｇ内の電力需給の調整を行うことができるようになる。
同様に、本実施形態で説明したインバランス回避のための制御を行うことで、電気自動車が搭載するＥＶ搭載電池５３を有効に活用し、電気自動車の普及並びに社会全体の省エネルギ化に貢献することができる。
【００５７】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態による電力の需給バランスの調整方法について図７〜図１０を参照して説明する。
電気自動車が普及すると需要Ｇ内における電気自動車（ＥＶ搭載電池５３）、充電スタンド５１（充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２）の数量が増加する。そこで、第２実施形態では、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２およびＥＶ搭載電池５３に焦点を当て、これらを活用する１つの実施例について説明を行う。なお、本発明の第２実施形態に係る構成のうち、本発明の第１実施形態に係る電力調整システムの構成と同じものには同じ符号を付し、それらの説明を省略する。
【００５８】
図７は、本発明に係る第２実施形態における電力の需要バランシンググループにおける電力の需給バランスの調整方法を説明する図である
第２実施形態では、電気自動車及び充電スタンド５１が普及した状況において、需要Ｇ内のＥＶ搭載電池５３及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２を、ユーザグループとして形成し、このユーザグループが保有する電池群を以下の観点で制御し、需要Ｇ内の電力需要と供給の調整を行う。
（１）計画時同時同量達成のための調整力として、需要Ｇに提供する。
（２）再生エネルギ発電設備４１による発電品質安定化のための調整力として、需要Ｇに提供する。
【００５９】
次に図８〜図１０を用いて、本実施形態の電力の調整処理について説明する。
図８は、本発明に係る第２実施形態における電力の調整手段を決定する処理の一例を示す第１のフローチャートである。図９は、本発明に係る第２実施形態における電力の調整手段を決定する処理の一例を示す第２のフローチャートである。図１０は、本発明に係る第２実施形態における電力の調整手段を決定する処理の一例を示す第３のフローチャートである。
まず、図８を用いて説明する。調整手段選択部１１１が、単位時間における発電計画値（調達する電力）と電力需要の計画値とを取得する（ステップＳ１００）。また、調整手段選択部１１１は、これらの差を計算（電力需要の計画値−発電計画値）する。
次に調整手段選択部１１１が、需要Ｇ内のＥＶ搭載電池５３及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２を除いた電力調整手段による調整能力を算出する（ステップＳ１０１）。調整手段選択部１１１は、系統ＥＳＳ２１による充放電能力、発電設備３１による発電能力、設備６１による需要抑制能力を合計し、余剰分を吸収できる電力量、供給できる電力量を算出する。
次に需要予測部１０３が、需要Ｇ内の電気自動車の充電状態情報及び電気自動車の動静予測情報から単位時間内での電気自動車（ＥＶ搭載電池５３）による調整能力を算出する（ステップＳ１０２）。なお、動静予測情報（どれぐらいの数の電気自動車がどの程度走行するかを予測する情報）は、予め記憶部１２１に記録されている。
次に需要予測部１０３が、需要Ｇ内の充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２の充電状態情報及び充電スタンド５１への電気自動車の到来予測情報から充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２による調整能力を算出する（ステップＳ１０３）。なお、到来予測情報は、予め記憶部１２１に記録されている。
【００６０】
次に調整手段選択部１１１は、発電計画値と電力需要の計画値の差を、ＥＶ搭載電池５３及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２を除いた電力調整手段によって調整できるかどうか、つまりインバランスの回避が可能かどうかを判定する（ステップＳ１０４）。
インバランスの回避が可能な場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、
調整手段選択部１１１は、ＥＶ搭載電池５３及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２による調整能力を、再生エネルギ発電設備４１の発電品質の安定化に利用することを検討する。具体的には、まず、調整対価算出部１１３は、ＥＶ搭載電池５３及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２が放電した電力を供給することで、再生エネルギ発電設備４１を運営する再生エネルギ事業者からどれだけの収入があるかを算出する（ステップＳ１０５）。再生エネルギ事業者が、予め定められた電力量を供給できない場合、不足電力の供給に対して再生エネルギ事業者が支払うべき１Ｗｈあたりの料金が記憶部１２１に記録されていて、調整対価算出部１１３は、要調整量にこの料金を乗じて収入を算出する。
【００６１】
次に調整対価算出部１１３は、ＥＶ搭載電池５３及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２の調整力を、品質の安定化に利用した場合の電池劣化による電池買取価格額の変動を算出する（ステップＳ１０６）。例えば、放電容量に応じた電池の劣化度と、劣化度に応じた電池交換時期を予測する予測モデル、将来の電池交換時期ごとの電池買取価格の予測データが、記憶部１２１に記録されていて、調整対価算出部１１３は、品質の安定化の目的で提供する電力量から、電池の交換時期を予測し、その時期における買取価格を求める。また、調整対価算出部１１３は、品質の安定化の目的で電池を提供しない場合の電池の交換時期を予測し、その時期における買取価格を求める。そして、調整対価算出部１１３は、品質の安定化の目的で電池を提供した場合とそうでない場合の電池買取価格の変動分を算出する。
次に調整手段選択部１１１は、再生エネルギ事業者からの収入額と電池買取価格変動額を比較し、再生エネルギ事業者からの収入額が電池買取価格変動額より小さいかどうかを判定する（ステップＳ１０７）。収入額が電池買取価格変動額（価格の低下分）以上の場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、調整手段選択部１１１は、ＥＶ搭載電池５３及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２による調整能力を、再生エネルギ発電設備４１の発電品質の安定化に利用することを決定する（ステップＳ１０８）。
収入額が電池買取価格変動額より小さい場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、調整手段選択部１１１は、ＥＶ搭載電池５３及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２による調整能力を発電品質の安定化に利用しない。なお、何れの場合も、調整手段選択部１１１は、ＥＶ搭載電池５３及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２以外の調整能力によりインバランス回避を行うよう、例えば第１実施形態で説明した処理に従って、電力調整手段の選択を行う。
【００６２】
次に図９を用いて説明する。ステップＳ１０４の判定でインバランスの回避が不可能と判定した場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、インバランス料金算出部１１２は、発電計画値と電力需要の計画値の差に応じたインバランス料金を算出する（ステップＳ１１０）。
次に調整手段選択部１１１は、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２の調整能力を加えれば、インバランスの発生を回避できるかどうかを判定する（ステップＳ１１１）。ステップＳ１０１で算出した調整能力に需要Ｇ内の充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２によって充電または放電が可能な容量を加えることで、発電計画値と電力需要の計画値の差を調整することができる場合（ステップＳ１１１；Ｙｅｓ）、調整手段選択部１１１は、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２が負担する調整量を算出する（ステップＳ１１２）。次に調整対価算出部１１３は、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２への調整力提供対価を算出する（ステップＳ１１３）。例えば、調整対価算出部１１３は、ステップＳ１０６と同様にして、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２を提供することによる電池の劣化状態変動に伴う電池買取価格変動額を算出する。
【００６３】
次に調整手段選択部１１１は、インバランス料金と調整対価額（調整力提供対価額）とを比較して、インバランス料金が調整対価額以上かどうかを判定する（ステップＳ１１４）。インバランス料金が調整対価額未満の場合（ステップＳ１１４；Ｎｏ）、調整手段選択部１１１は、ＥＶ搭載電池５３及び充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２を除いた電力調整手段によってインバランス回避を行うことを決定する。インバランス料金が調整対価額以上の場合（ステップＳ１１４；Ｙｅｓ）、調整手段選択部１１１は、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２をインバランス回避のための電力調整手段として提供することを決定する（ステップＳ１１５）。
【００６４】
次に図１０を用いて説明する。ステップＳ１１１の判定でインバランスの回避が不可能と判定した場合（ステップＳ１１１；Ｎｏ）、調整手段選択部１１１は、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２及びＥＶ搭載電池５３の調整能力を加えれば、インバランスの発生を回避できるかどうかを判定する（ステップＳ１２０）。インバランスを回避できる場合（ステップＳ１２０；Ｙｅｓ）、調整対価算出部１１３は、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２による調整力を全て提供し、それでも不足する分をＥＶ搭載電池５３によって補うとした場合の充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２の調整力提供対価を算出する（ステップＳ１２１）。この処理はステップＳ１１３と同様である。
【００６５】
次に調整手段選択部１１１は、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２による調整力を全て利用した場合のＥＶ搭載電池５３が負担する調整量を算出する（ステップＳ１２２）。次に調整対価算出部１１３は、ＥＶ搭載電池５３への調整力提供対価を算出する（ステップＳ１２３）。次に調整手段選択部１１１は、インバランス料金と調整対価額（充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２及びＥＶ搭載電池５３への調整力提供対価額）とを比較して、インバランス料金が調整対価額以上かどうかを判定する（ステップＳ１２４）。インバランス料金が調整対価額以上の場合（ステップＳ１２４；Ｙｅｓ）、調整手段選択部１１１は、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２及びＥＶ搭載電池５３の調整力をインバランス回避のために提供することを決定する（ステップＳ１２５）。インバランス料金が調整対価額未満の場合（ステップＳ１２４；Ｎｏ）、調整手段選択部１１１は、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２をインバランス回避のために提供することを決定する（図９のステップＳ１１５）。
【００６６】
一方、ステップＳ１２０の判定で、インバランスを回避できないと判定した場合（ステップＳ１２０；Ｎｏ）、調整対価算出部１１３は、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２による調整力を全てと、需要Ｇ内のＥＶ搭載電池５３による調整力の全てを提供するとした場合の充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２とＥＶ搭載電池５３の調整力提供対価の合計を算出する（ステップＳ１３０）。
次に調整手段選択部１１１は、インバランス回避に必要な外部からの追加調達量を算出する（ステップＳ１３１）。つまり、調整手段選択部１１１は、需要Ｇ内の電力調整力で調整可能な電力量と要調整量との差を算出し、これを追加調達量とする。
次に調達可能量取得部１１０が、外部から足りない電力を調達した場合の追加調達額を算出する（ステップＳ１３２）。調達可能量取得部１１０は、外部調達電力管理サーバ７０から電力の価格情報を取得し、ステップＳ１３１で算出された追加調達量と価格とを乗じて、追加調達額を算出する。
次に調整手段選択部１１１は、インバランス料金と、調整対価額に追加調達額を加えた値とを比較し、インバランス料金が、調整対価額と追加調達額の合計値以上かどうかを判定する（ステップＳ１３３）。インバランス料金が合計値以上の場合（ステップＳ１３３；Ｙｅｓ）、調整手段選択部１１１は、外部から追加の電力を調達することを決定する（ステップＳ１３４）。
インバランス料金が合計値未満の場合（ステップＳ１３３；Ｎｏ）、調整手段選択部１１１は、充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２及びＥＶ搭載電池５３の調整力をインバランス回避のために提供することを決定する（ステップＳ１２５）。
【００６７】
本実施形態によれば、電気自動車が普及した際に、電気自動車のＥＶ搭載電池５３、充電スタンド５１に併設された充電ＳＴ併設ＥＳＳ５２を活用して、需要Ｇ内のインバランス回避（需給バランスの調整）を行ったり、再生エネルギの品質安定化の目的に役立てることができる。
【００６８】
（ハードウェア構成）
電力調整サーバ１０、系統ＥＳＳ管理サーバ２０、自家発電管理サーバ３０、再生エネルギ管理サーバ４０、ＥＶ管理サーバ５０、需要量管理サーバ６０、外部調達電力管理サーバ７０は、例えば一般的なコンピュータ５００を用いて実現することができる。図１０にコンピュータ５００の構成の一例を示す。
図１１は、本発明に係る電力調整サーバ１０のハードウェア構成の一例を示す図である。
コンピュータ５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）５０３、ストレージ装置５０４、外部Ｉ／Ｆ（Interface）５０５、入力装置５０６、出力装置５０７、通信Ｉ／Ｆ５０８等を有する。これらの装置はバスＢを介して相互に信号の送受信を行う。
【００６９】
ＣＰＵ５０１は、ＲＯＭ５０３やストレージ装置５０４等に格納されたプログラムやデータをＲＡＭ５０２上に読み出し、処理を実行することで、コンピュータ５００の各機能を実現する演算装置である。例えば、上記の各機能部は、ＣＰＵ５０１が、ＲＯＭ５０３等が記憶するプログラムを読み込んで実行することにより、コンピュータ５００に備わる機能である。ＲＡＭ５０２は、ＣＰＵ５０１のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。ＲＯＭ５０３は、電源を切ってもプログラムやデータを保持する不揮発性のメモリである。ストレージ装置５０４は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等により実現され、ＯＳ（Operation System）、アプリケーションプログラム、及び各種データ等を記憶する。外部Ｉ／Ｆ５０５は、外部装置とのインタフェースである。外部装置には、例えば、記録媒体５０９等がある。コンピュータ５００は、外部Ｉ／Ｆ５０５を介して、記録媒体５０９の読取り、書き込みを行うことができる。記録媒体５０９には、例えば、光学ディスク、磁気ディスク、メモリカード、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等が含まれる。
【００７０】
入力装置５０６は、例えば、マウス、及びキーボード等で構成され、操作者の指示を受けてコンピュータ５００に各種操作等を入力する。出力装置５０７は、例えば、液晶ディスプレイにより実現され、ＣＰＵ５０１による処理結果を表示する。通信Ｉ／Ｆ５０８は、有線通信又は無線通信により、コンピュータ５００をインターネット等のネットワークに接続するインタフェースである。バスＢは、上記各構成装置に接続され、構成装置間で各種信号等を送受信する。
【００７１】
なお、上述した電力調整サーバ１０における各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムを電力調整サーバ１０のコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
【００７２】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
また、電力調整サーバ１０等は、１台のコンピュータで構成されていても良いし、通信可能に接続された複数のコンピュータで構成されていてもよい。
【００７３】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。ＥＶ管理サーバ５０は充電スタンド管理サーバの一例である。
【符号の説明】
【００７４】
１０・・・電力調整サーバ
２０・・・系統ＥＳＳ管理サーバ
３０・・・自家発電管理サーバ
４０・・・再生エネルギ管理サーバ
５０・・・ＥＶ管理サーバ
６０・・・需要量管理サーバ
７０・・・外部調達電力管理サーバ
２１・・・系統ＥＳＳ
３１・・・発電設備
４１・・・再生エネルギ発電設備
５１・・・充電スタンド
５２・・・充電ＳＴ併設ＥＳＳ
５３・・・ＥＶ搭載電池
６１・・・設備
１０１・・・計画値取得部
１０２・・・実績値取得部
１０３・・・需要予測部
１０４・・・要調整量算出部
１０５・・・系統ＥＳＳ充電状態情報取得部
１０６・・・充電ＳＴ併設ＥＳＳ充電状態情報取得部
１０７・・・ＥＶ充電状態情報取得部
１０８・・・需要抑制可能量取得部
１０９・・・発電可能量取得部
１１０・・・調達可能量取得部
１１１・・・調整手段選択部
１１２・・・インバランス料金算出部
１１３・・・調整対価算出部
１１４・・・発電費用算出部
１２０・・・通信部
１２１・・・記憶部
【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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【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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