(57)【要約】【課題】蓄電池を利用した蓄電システムを使用して、低電力需要期に電力系統の余剰電力を処理する方法を提案すること。【解決手段】電力系統に交直変換装置を介して連系され、電力系統の電力を蓄電池に充電し、又は、放電し、更に、受信部、記憶部及び制御部を備えた蓄電システムであり、低電力需要期の第１日において第１時間を、第１日以降の第２日において第２時間を各々定め、外部からの余剰電力処理の指示信号を受信した場合には、予め収納されている余剰電力処理時の充放電パターン等に基づき、第１時間から第２時間の間までに蓄電システムに電力系統からの電力を充電する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に交直変換装置を介して連系され、電力系統からの電力を含む電力を蓄電池に充電し、又は、充電した電力を放電し、更に、受信部、記憶部及び制御部を備えてなる蓄電システムであって、
低電力需要期の中の第１日において第１時間を定め、更に、第１日以降の前記低電力需要期の中の第２日において第２時間を定め、
外部からの余剰電力処理の指示信号を前記受信部で受信した場合には、前記制御部に対して、前記受信部から前記指示信号を伝送するとともに、前記記憶部から前記記憶部に予め収納されている余剰電力処理時の充放電パターンを伝送し、
前記制御部では、伝送された前記指示信号及び前記充放電パターンに基づいて、前記第１時間までに蓄電システムを充電可能な状態にし、更に、前記第１時間から前記第２時間までの間で蓄電システムに電力系統からの電力を充電すること、を特徴とする蓄電システム。
【請求項２】
前記低電力需要期は４月、５月、１０月若しくは１１月、シルバーウイーク、又は、年末年始であること、を特徴とする請求項１の蓄電システム。
【請求項３】
前記第１日は日曜日、前記第２日は月曜日であること、又は、前記第１日は祝日、前記第２日は前記祝日の翌日であること、を特徴とする請求項１又は請求項２の蓄電システム。
【請求項４】
低電力需要期が４月又は５月の場合は、前記第１時間は午前４時以降、前記第２時間は午後７時以前とし、
低電力需要期がシルバーウイークの場合は、前記第１時間は午前６時以降、前記第２時間は午後６時以前とし、
低電力需要期が１０月又は１１月の場合は、前記第１時間は午前６時以降、前記第２時間は午後５時以前とし、
低電力需要期が年末年始の場合は、前記第１時間は午前７時以降、前記第２時間は午後５時以前とすること、を特徴とする請求項２又は請求項３の蓄電システム。
【請求項５】
電力系統に交直変換装置を介して連系され、電力系統からの電力を含む電力を蓄電池に充電し、又は、充電した電力を放電する蓄電システムの低電力需要期における運用方法であって、
低電力需要期の中の第１日において第１時間を定め、更に、第１日以降の前記低電力需要期の中の第２日において第２時間を定め、
放電する等して前記第１時間までに前記蓄電システムを充電可能な状態にし、前記第１時間から前記第２時間までの間で蓄電システムに電力系統からの電力を連続的に又は間欠的に充電すること、を特徴とする蓄電システムの運用方法。
【請求項６】
前記低電力需要期は４月、５月、１０月若しくは１１月、シルバーウイーク、又は、年末年始であること、を特徴とする請求項５の蓄電システムの運用方法。
【請求項７】
前記第１日は日曜日、前記第２日は月曜日であること、又は、前記第１日は祝日、前記第２日は前記祝日の翌日であること、を特徴とする請求項５又は請求項６の蓄電システムの運用方法。
【請求項８】
低電力需要期が４月又は５月の場合は、前記第１時間は午前４時以降、前記第２時間は午後７時以前とし、
低電力需要期がシルバーウイークの場合は、前記第１時間は午前６時以降、前記第２時間は午後６時以前とし、
低電力需要期が１０月又は１１月の場合は、前記第１時間は午前６時以降、前記第２時間は午後５時以前とし、
低電力需要期が年末年始の場合は、前記第１時間は午前７時以降、前記第２時間は午後５時以前とすること、を特徴とする請求項６又は請求項７の蓄電システムの運用方法。
【請求項９】
電力系統に交直変換装置を介して連系され、電力系統からの電力を含む電力を蓄電池に充電し、又は、充電した電力を放電する蓄電システムの制御プログラムであって、
低電力需要期の中の第１日及び前記第１日における第１時間を入力又は外部から受信するステップと、
前記低電力需要期の中の第１日以降の第２日及び前記第２日における第２時間を入力又は外部から受信するステップと、
前記第１時間までに前記蓄電システムを充電可能な状態にするために、蓄電システムが放電又は充電する３０分刻みの又は１時間刻みの電力値を入力又は外部から受信するステップと、
前記第１時間から前記第２時間の間で、蓄電システムが充電する３０分刻みの又は１時間刻みの電力値を入力又は外部から受信するステップと、
外部からの余剰電力処理の指示を入力又は外部から受信するステップと、
前記指示に基づき、前記電力値を蓄電システムの制御部に伝送し、前記蓄電システムを充電可能にさせるステップと、
前記指示に基づき、前記入力又は外部から受信した電力値を蓄電システムの制御部に伝送し、前記第１時間から前記第２時間までの間で蓄電システムに電力系統からの電力を充電させるステップと、を備えること、を特徴とする蓄電システムの制御プログラム。
【請求項１０】
前記低電力需要期は４月、５月、１０月若しくは１１月、シルバーウイーク、又は、年末年始であること、を特徴とする第９の発明の蓄電システムの制御プログラム。
【請求項１１】
前記第１日は日曜日、前記第２日は月曜日であること、又は、前記第１日は祝日、前記第２日は前記祝日の翌日であること、を特徴とする請求項９又は請求項１０の蓄電システムの制御プログラム。
【請求項１２】
低電力需要期が４月又は５月の場合は、前記第１時間は午前４時以降、前記第２時間は午後７時以前とし、
低電力需要期がシルバーウイークの場合は、前記第１時間は午前６時以降、前記第２時間は午後６時以前とし、
低電力需要期が１０月又は１１月の場合は、前記第１時間は午前６時以降、前記第２時間は午後５時以前とし、
低電力需要期が年末年始の場合は、前記第１時間は午前７時以降、前記第２時間は午後５時以前とすること、を特徴とする請求項１０又は請求項１１の蓄電システムの制御プログラム。
【請求項１３】
上部調整池と下部調整池の間に施設された水圧鉄管及び発電電動機を各複数基備える揚水発電所の低電力需要期における運用方法であって、
前記施設された発電電動機の１又は複数基を電動機として運用することで電力系統の電力を消費し、それと同時に、前記施設された発電電動機の他の１又は複数基を発電機として運用することで電力系統に電力を放出し、前記電力消費が前記電力放出よりも大きくすることで、電力系統に発生する余剰電力を消費すること、を特徴とする揚水発電所の運用方法。
【請求項１４】
前記低電力需要期は４月、５月、１０月若しくは１１月、シルバーウイーク、又は、年末年始であること、を特徴とする第１３の発明の揚水発電所の運用方法。
【請求項１５】
前記第１日は日曜日、前記第２日は月曜日であること、又は、前記第１日は祝日、前記第２日は前記祝日の翌日であること、を特徴とする請求項１３又は請求項１４の揚水発電所の運用方法。
【請求項１６】
低電力需要期が４月又は５月の場合は、前記第１時間は午前４時以降、前記第２時間は午後７時以前とし、
低電力需要期がシルバーウイークの場合は、前記第１時間は午前６時以降、前記第２時間は午後６時以前とし、
低電力需要期が１０月又は１１月の場合は、前記第１時間は午前６時以降、前記第２時間は午後５時以前とし、
低電力需要期が年末年始の場合は、前記第１時間は午前７時以降、前記第２時間は午後５時以前とすること、を特徴とする請求項１４又は請求項１５の揚水発電所の運用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電システム並びに蓄電システムの運用方法及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素の排出を減らし、低炭素社会を実現することは、人類の重大な課題であり、その対応として、原子力発電の着実な推進とともに、太陽電池の普及が期待されている。
【０００３】
太陽電池により発電された電力（以下「太陽電力」ということもある）を電力会社が買い取ることも義務化され、今後、太陽電池の普及が進展し、電力系統への太陽電力の流入も増加することが見込まれる。また、日本経済は今後も低成長が続くと思われ、電力需要の大きな増加は見込めない。そのため、電力系統に流れる電力に占める太陽電力の比率は、今後、上昇して行くことが予想される。
【０００４】
一方、春や秋は、空調負荷が少なくなることで電力需要も低下し、また、太陽電池の設置箇所（需要箇所）での空調負荷も低下することから電力系統への太陽電力の流入が多くなり、電力系統に流れる電力に占める太陽電力の比率が一年のうちで最も高まる時期である。また、ゴールデンウイークや年末年始、そして、９月の所謂シルバーウイークにおいても、長期休暇による生産活動等の停止により、電力需要が低下し、電力系統における太陽電力の比率は高まる。
【０００５】
そして、これらの低電力需要期における電力会社の電力供給力をみると、出力調整機能を有しない原子力発電の比率が高くなり、また、電力系統の周波数調整のためにＡＦＣ（自動周波数調整）機能の有する火力発電を一定比率以上で運転しなければならず、現状においても電力供給力が過剰ぎみとなることがあり、低電力需要期において電力会社が電力系統の運用を行うに際し、かなり困難な場合も現出している。
【０００６】
更に、今後予想される低電力需要期における電力系統での太陽電力の比率増加により、電力会社における電力系統の運用が益々困難となる状況が予測される。つまり、電力需要以上になる過剰な電力供給力（余剰電力）をどのように処理するかが問題となる（反面、この余剰電力を用いての新たなビジネスを構築できる可能性もある）。
【０００７】
現在、系統運用のバッファとして、揚水発電が使用されている。揚水発電の運用は、夜間の低電力需要時に（下部貯水池から上部貯水池に電動発電機を電動機として用いて揚水することで、位置エネルギーの形態で）系統電力を蓄え、昼間の高電力需要時にその蓄電した電力を（上部貯水池から下部貯水池に放水することで、電動発電機を発電機として用いて位置エネルギーを電気エネルギーに変換して）電力系統に放出するのが基本である。
そこで、この運用を昼夜逆転し、昼間に太陽電力を蓄え、夜間に太陽電力を放出するようにすれば、昼間の過剰な供給力を吸収し、電力系統を適切に運用することも可能となる。
【０００８】
しかし、低電力需要期においては、平日でこそ昼夜逆転の揚水発電の運用方法で電力系統を運用できるかもしれないが、電力需要が平日よりも更に低下する日曜日、ゴールデンウイーク、シルバーウイーク、年末年始には、この揚水発電の運用方法だけでは過剰な電力供給力（余剰電力）を吸収しきれない虞がある。
【０００９】
そこで、発明者は、蓄電池等を用いた蓄電システムの活用を想起した。
【００１０】
現在、定置式の蓄電池としては、ナトリウム−硫黄電池（以下「ＮａＳ電池」ということがある）が需要家の負荷平準化用途で普及が進んでいる。また、電気自動車用の蓄電池としては、リチウムイオン電池（以下「ＬｉＩ電池」ということがある）やニッケル水素電池（以下「ＮｉＮＨ電池」ということがある）が広く使用されている。
【００１１】
そして、電力系統の運用に蓄電池を活用した先行技術を調べたところ、電力系統の周波数調整に二次電池（蓄電池）からの充放電を活用することが提案されており（特許文献１）、また、周波数調整や電圧維持などのアンシラリーサービスに二次電池を活用することが提案されており（特許文献２）、更に、需要家に設置した二次電池を使用して、電力系統の潮流制御又は系統制御を行うことが提案されていた（特許文献３）。
しかし、低電力需要期における過剰な電力供給力（余剰電力）の処理について、蓄電池を活用することについては提案されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−３７０８５号公報
【特許文献２】特開２００３−２８４２４４号公報
【特許文献３】特開２００６−９４６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そのため、蓄電池や揚水発電等の蓄電システムを使用して、電力系統の過剰となる電力供給力（余剰電力）を処理する方法を提案することが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そこで、発明者は、次の各発明をなした。
つまり、第１の発明として、次の発明をなした。
電力系統に交直変換装置を介して連系され、電力系統からの電力を含む電力を蓄電池に充電し、又は、充電した電力を放電し、更に、受信部、記憶部及び制御部を備えてなる蓄電システムであって、
低電力需要期の中の第１日において第１時間を定め、更に、第１日以降の前記低電力需要期の中の第２日において第２時間を定め、
外部からの余剰電力処理の指示信号を前記受信部で受信した場合には、前記制御部に対して、前記受信部から前記指示信号を伝送するとともに、前記記憶部から前記記憶部に予め収納されている余剰電力処理時の充放電パターンを伝送し、
前記制御部では、伝送された前記指示信号及び前記充放電パターンに基づいて、前記第１時間までに蓄電システムを充電可能な状態にし、更に、前記第１時間から前記第２時間までの間で蓄電システムに電力系統からの電力を充電すること、を特徴とする蓄電システム。
【００１５】
更に、第２の発明として、次の発明をなした。
前記低電力需要期は４月、５月、１０月若しくは１１月、シルバーウイーク、又は、年末年始であること、を特徴とする第１の発明の蓄電システム。
【００１６】
更に、第３の発明として、次の発明をなした。
前記第１日は日曜日、前記第２日は月曜日であること、又は、前記第１日は祝日、前記第２日は前記祝日の翌日であること、を特徴とする第１の又は第２の発明の蓄電システム。
【００１７】
更に、第４の発明として、次の発明をなした。
低電力需要期が４月又は５月の場合は、前記第１時間は午前４時以降、前記第２時間は午後７時以前とし、
低電力需要期がシルバーウイークの場合は、前記第１時間は午前６時以降、前記第２時間は午後６時以前とし、
低電力需要期が１０月又は１１月の場合は、前記第１時間は午前６時以降、前記第２時間は午後５時以前とし、
低電力需要期が年末年始の場合は、前記第１時間は午前７時以降、前記第２時間は午後５時以前とすること、を特徴とする第２の又は第３の発明の蓄電システム。
【００１８】
更に、第５の発明として、次の発明をなした。
電力系統に交直変換装置を介して連系され、電力系統からの電力を含む電力を蓄電池に充電し、又は、充電した電力を放電する蓄電システムの低電力需要期における運用方法であって、
低電力需要期の中の第１日において第１時間を定め、更に、第１日以降の前記低電力需要期の中の第２日において第２時間を定め、
放電する等して前記第１時間までに前記蓄電システムを充電可能な状態にし、前記第１時間から前記第２時間までの間で蓄電システムに電力系統からの電力を連続的に又は間欠的に充電すること、を特徴とする蓄電システムの運用方法。
【００１９】
更に、第６の発明として、次の発明をなした。
前記低電力需要期は４月、５月、１０月若しくは１１月、シルバーウイーク、又は、年末年始であること、を特徴とする第５の発明の蓄電システムの運用方法。
【００２０】
更に、第７の発明として、次の発明をなした。
前記第１日は日曜日、前記第２日は月曜日であること、又は、前記第１日は祝日、前記第２日は前記祝日の翌日であること、を特徴とする第５の又は第６の発明の蓄電システムの運用方法。
【００２１】
更に、第８の発明として、次の発明をなした。
低電力需要期が４月又は５月の場合は、前記第１時間は午前４時以降、前記第２時間は午後７時以前とし、
低電力需要期がシルバーウイークの場合は、前記第１時間は午前６時以降、前記第２時間は午後６時以前とし、
低電力需要期が１０月又は１１月の場合は、前記第１時間は午前６時以降、前記第２時間は午後５時以前とし、
低電力需要期が年末年始の場合は、前記第１時間は午前７時以降、前記第２時間は午後５時以前とすること、を特徴とする第６の又は第７の発明の蓄電システムの運用方法。
【００２２】
更に、第９の発明として、次の発明をなした。
電力系統に交直変換装置を介して連系され、電力系統からの電力を含む電力を蓄電池に充電し、又は、充電した電力を放電する蓄電システムの制御プログラムであって、
低電力需要期の中の第１日及び前記第１日における第１時間を入力又は外部から受信するステップと、
前記低電力需要期の中の第１日以降の第２日及び前記第２日における第２時間を入力又は外部から受信するステップと、
前記第１時間までに前記蓄電システムを充電可能な状態にするために、蓄電システムが放電又は充電する３０分刻みの又は１時間刻みの電力値を入力又は外部から受信するステップと、
前記第１時間から前記第２時間の間で、蓄電システムが充電する３０分刻みの又は１時間刻みの電力値を入力又は外部から受信するステップと、
外部からの余剰電力処理の指示を入力又は外部から受信するステップと、
前記指示に基づき、前記電力値を蓄電システムの制御部に伝送し、前記蓄電システムを充電可能にさせるステップと、
前記指示に基づき、前記入力又は外部から受信した電力値を蓄電システムの制御部に伝送し、前記第１時間から前記第２時間までの間で蓄電システムに電力系統からの電力を充電させるステップと、を備えること、を特徴とする蓄電システムの制御プログラム。
【００２３】
更に、第１０の発明として、次の発明をなした。
前記低電力需要期は４月、５月、１０月若しくは１１月、シルバーウイーク、又は、年末年始であること、を特徴とする第９の発明の蓄電システムの制御プログラム。
【００２４】
更に、第１１の発明として、次の発明をなした。
前記第１日は日曜日、前記第２日は月曜日であること、又は、前記第１日は祝日、前記第２日は前記祝日の翌日であること、を特徴とする第９の又は第１０の発明の蓄電システムの制御プログラム。
【００２５】
更に、第１２の発明として、次の発明をなした。
低電力需要期が４月又は５月の場合は、前記第１時間は午前４時以降、前記第２時間は午後７時以前とし、
低電力需要期がシルバーウイークの場合は、前記第１時間は午前６時以降、前記第２時間は午後６時以前とし、
低電力需要期が１０月又は１１月の場合は、前記第１時間は午前６時以降、前記第２時間は午後５時以前とし、
低電力需要期が年末年始の場合は、前記第１時間は午前７時以降、前記第２時間は午後５時以前とすること、を特徴とする第１０の又は第１１の発明の蓄電システムの制御プログラム。
【００２６】
更に、第１３の発明として、次の発明をなした。
上部調整池と下部調整池の間に施設された水圧鉄管及び発電電動機を各複数基備える揚水発電所の低電力需要期における運用方法であって、
前記施設された発電電動機の１又は複数基を電動機として運用することで電力系統の電力を消費し、それと同時に、前記施設された発電電動機の他の１又は複数基を発電機として運用することで電力系統に電力を放出し、前記電力消費が前記電力放出よりも大きくすることで、電力系統に発生する余剰電力を消費すること、を特徴とする揚水発電所の運用方法。
【００２７】
更に、第１４の発明として、次の発明をなした。
前記低電力需要期は４月、５月、１０月若しくは１１月、シルバーウイーク、又は、年末年始であること、を特徴とする第１３の発明の揚水発電所の運用方法。
【００２８】
更に、第１５の発明として、次の発明をなした。
前記第１日は日曜日、前記第２日は月曜日であること、又は、前記第１日は祝日、前記第２日は前記祝日の翌日であること、を特徴とする第１３の又は第１４の発明の揚水発電所の運用方法。
【００２９】
更に、第１６の発明として、次の発明をなした。
低電力需要期が４月又は５月の場合は、前記第１時間は午前４時以降、前記第２時間は午後７時以前とし、
低電力需要期がシルバーウイークの場合は、前記第１時間は午前６時以降、前記第２時間は午後６時以前とし、
低電力需要期が１０月又は１１月の場合は、前記第１時間は午前６時以降、前記第２時間は午後５時以前とし、
低電力需要期が年末年始の場合は、前記第１時間は午前７時以降、前記第２時間は午後５時以前とすること、を特徴とする第１４の又は第１５の発明の揚水発電所の運用方法。
【発明の効果】
【００３０】
本発明により、低電力需要期において過剰となる電力系統における余剰電力を蓄電システムに充電し、または、揚水発電所で消費することができ、電力系統の円滑運用に資することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】蓄電池を用いた蓄電システムの物的な構成を示す図面である。
【図２】主に日曜日に、蓄電システムに系統電力を充電する場合の蓄電システムの充        放電を示す図面である。
【図３】蓄電システムへの指示信号の送信を示す図面である。
【図４】主に土曜日と日曜日に、蓄電システムに系統電力を充電する場合の蓄電シス        テムの充放電を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面にも言及しながら、本発明の実施形態について説明する。
なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００３３】
（実施例１：主に日曜日に系統電力を充電する場合の説明）
＜蓄電システムが低電力需要期に利用できることの説明＞
ＮａＳ電池などの蓄電池を用いた電力需要家に設置された定置式の蓄電システムは、電力系統（一般には、電力会社が施設し運用しているものであり、電力を発生させる複数の発電設備、および、発電設備と電力を消費する複数の電力消費地点の間を接続し発電設備で発生した電力を電力消費地点に送る電力流通設備を備えてなり、場合によっては電力消費地点の負荷をも含むものをいう）と連系し、夜間の比較的安価な電力を充電し、昼間にそれを放電するのが基本である。
また、電気自動車（ハイブリッド式のものも含む）に備えられているＬｉＩ電池やＮｉＮＨ電池も、充電時には電力系統に連系され、走行用の電力を電力系統から充電することから、電気自動車も広義の蓄電システムと言い得る。
更に、電力会社も電力需要の平準化等のため揚水発電所を設置しており、また、蓄電池を活用した蓄電システムを設置することもある。
【００３４】
電力系統の電力需要は、空調負荷の高低により波動し、夏や冬は需要が高くなり、春や秋は需要が低くなる。また、ゴールデンウイーク、シルバーウイーク、年末年始は更に需要が低下する。
そのため、電力需要家に設置された蓄電システムは、夏や冬は高稼働になる（蓄電システムの設置により、電力会社との電力供給契約の契約電力（ｋＷ）を低めていることから、この契約電力を超過しないように、昼間ではフル稼働に近い稼働状態となる）。また、春や秋は需要が低下することから、契約電力を超過させないという観点からは、低稼働としてもよい（時間帯別の料金契約を締結することにより、夜間の比較的安価な電力（ｋＷｈ）を充電し、昼間にそれを放電することで、昼間に電力系統から直接受電する比較的高価な電力（ｋＷｈ）の使用量を削減して経済メリットを享受するという観点では、蓄電システムをフル稼働してもよい。ただし、経済メリットの大きさでは、契約電力を超過させない効果の方が大きい）。
【００３５】
そのため、ゴールデンウイーク、シルバーウイーク、年末年始又はそれ以外の低電力需要期（具体的には、４、５、１０又は１１月）では、定置式の蓄電システムはフルに充放電しなくてもよい期間ないし時間帯がある。特に、需要家が休業する土曜日又は日曜日、なかんずく日曜日には、自由に充放電できる場合がある。
【００３６】
なお、本願においては、次のように定める。
ゴールデンウイークとは、次の(1)から(4)よりなる期間とする。
(1) ４月２９日の昭和の日から５月５日のこどもの日までの期間
(2) (1)の期間の祝日により生じる振替休日及び国民の休日
(3) (1)と(2)の期間に連続する前後の土曜日及び日曜日
(4) (1)、(2)及び(3)の期間の後の最初の平日
シルバーウイークとは、次の(1)から(3)よりなる期間とする。
(1) 敬老の日及び秋分の日並びにその二祝日により生じる振替休日及び国民の休日
(2) (1)の期間に連続する前後の土曜日及び日曜日
(3) (1)及び(2)の期間の後の最初の平日
年末年始とは、次の(1)から(3)よりなる期間とする。
(1) １２月２９日から翌年１月３日までの期間
(2) (1)の期間に連続する前後の土曜日及び日曜日
(3) (1)及び(2)の期間の後の最初の平日
ここで、振替休日とは、国民の祝日に関する法律第３条第２項に規定する休日であり、国民の休日とは、同法律第３条第３項に規定する休日である。
【００３７】
また、電気自動車も、休業日に用いられない業務用のもの（例えば、トラックやバスなど）は、この休業日に電力系統に連系され電力系統から充電されているが、次の業務日の始業時間までに充電が完了していれば、休業日に充電した後、待機している必要はない。そのため、休業日には業務用の電気自動車に備えられている蓄電池も、自由に充放電できる場合がある。また、これは業務用の電気自動車に限ったことではなく、自家用電気自動車でも同様の状況が現出し得る。
【００３８】
＜余剰電力が発生する時間域の説明＞
また、太陽電力により余剰電力が発生するのは、昼間の日射がある時間帯になる。
日本の国土の大部分において、４月、５月では、日出は早いところでは午前３時台、日入は遅いところで午後７時台であり、シルバーウイークでは、日出は早いところでは午前５時台、日入は遅いところで午後６時台であり、１０月、１１月では、日出は早いところでは午前５時台、日入は遅いところで午後５時台であり、年末年始では、日出は早いところでは午前６時台、日入は遅いところで午後５時台である（国立天文台編：平成２１年理科年表による。ちなみに、東京都三鷹市の東京天文台における日出時刻／日入時刻は、平成２１年１月１日では午前６時１５分／午後５時１４分、同年５月１日では午前４時１５分／午後７時２分、同年９月２３日では午前４時５７分／６時９分、同年１０月３日では午前５時５分／午後５時５５分である）。
ここで、日出時刻、日入時刻は、太陽の上辺が地平線に一致する時刻であることから、日出時刻から暫く経過しないと、また、日出時刻より暫く前でないと、太陽電池で発電する程度の日射にはならない。
【００３９】
そのため、太陽電力による供給力過剰が問題となるのは、４月、５月では、午前４時から午後７時の時間帯（以下「春期日射時間帯」ということがある）で、シルバーウイークでは、午前６時から午後６時の時間帯（以下「ＳＷ日射時間帯」ということがある）で、１０月、１１月では、午前６時から午後５時の時間帯（以下「秋期日射時間帯」ということがある）で、年末年始では、午前７時から午後５時の時間帯（以下「年末年始日射時間帯」ということがある）で、である（なお、以下、「春期日射時間帯」、「ＳＷ日射時間帯」、「秋期日射時間帯」、「年末年始日射時間帯」をあわせて「日射時間帯」ということがある）。
【００４０】
＜蓄電システムの物的構成の説明＞
低電力需要期の日射時間帯で発生した余剰電力を蓄電池２に充電する蓄電システム１の概略構成を図１に示す。
蓄電システム１は、交直変換装置３を介して、蓄電システム１を設置している需要家の構内母線１１（一般家庭の場合は、屋内配線）に接続される。この構内母線１１には構内負荷１３が接続され、また、需要家の内部で消費する電力を発生するための構内発電機１４（例えば、ディーゼル発電機や燃料電池など）も接続される。
そして、送電線２０（一般家庭の場合は配電線）から連系変圧器１２を介して構内母線１１に系統電力が流入し、交直変換装置３で交流から直流に変換して蓄電池２に充電される。更に、構内発電機１４の発電電力を蓄電システム１に充電する場合もある。また、蓄電池２を放電する場合は、蓄電池２の直流出力を交直変換装置３で交流に変換して構内母線１１に放出し、構内負荷１３に電力を供給する。
なお、原則として、送電線２０には、蓄電システム１の放電電力および構内発電機１４で発電した電力は放出しないようにしている（ただし、需要家が、電力系統の運用の安定性を阻害しない対策を施していれば、電力系統への電力放出（つまり逆潮流）は認められている）。
【００４１】
＜蓄電システムの具体的な動作の説明＞
１０月に余剰電力が発生し、対策が必要になったとする。その対策が必要となった期間の初日を第１日、末日を第２日と定め、更に、第１日で蓄電システム１による余剰電力対策（つまり系統電力の充電）を開始する時刻を第１時間、第２日で蓄電システム１による余剰電力対策を終了する時刻を第２時間と定める。
例えば、第１日を日曜日、第１時間を日曜日の午前６時（秋期日射時間帯の始期に同じ）、第２日を翌・月曜日、第２時間を月曜日の午前８時（秋期日射時間帯の終期の午後５時より以前）と定める。この第１日、第２日、第１時間、第２時間の定め方は、主には、需要家の負荷状況と実際の日射時間帯による。
【００４２】
また、蓄電システム１には記憶部６が備わっており、この記憶部６には、余剰電力処理時に蓄電システム１がどの様に充放電するかのパターン（以下、「余剰電力処理充放電パターン」ということがある）を予め入力しておく。この余剰電力処理充放電パターンは、第１時間までに蓄電システム１を充電可能な状態に移行するために蓄電システム１をどの様に放電するか、また、第１時間から第２時間までの間で蓄電システム１に系統電力をどの様に充電するか等により構成される（この部分の詳細は、後で述べる）。
【００４３】
そして、電力会社の制御所２２から蓄電システム１に余剰電力処理の指示信号Ｓが送信され、指示信号Ｓが蓄電システム１の受信部５で受信されたとする。この送信は、無線でも、有線でも、どちらでもよい。
なお、余剰電力処理の指示信号Ｓを送信するのは、電力会社以外にもあり得る。それは、蓄電システム１を導入している需要家と低電力需要期における電力系統の余剰電力の充電を行うことを勧誘、契約し、蓄電システム１をそのために一時使用する対価を契約した需要家に支払い、一方で、その余剰電力の充電に対する費用を電力会社から得ることで収益を得る者（いわゆるアグリゲータ）である。
【００４４】
指示信号Ｓを受信した後は、蓄電システム１の制御部４にこの指示信号が伝送されるとともに、記憶部６に予め入力されている余剰電力処理充放電パターンを伝送する。そして、制御部４からの指令により蓄電システム１が放電、充電又は待機のいずれかの動作を行う。つまり、蓄電システム１を放電するなりして第１時間までに充電可能な状態するとともに、第１時間から第２時間までの間で蓄電システム１に電力系統からの電力を連続的に、又は、間欠的に充電させる。
【００４５】
以下、図２の蓄電システム１の充放電図により、余剰電力処理充放電パターンの動作を説明する。
図２（Ａ）にて、ある需要家の蓄電システム１で予め設定されていた充放電パターン（以下「設定済充放電パターン」ということがある）を点線で示す。また、上記の例にならい、時期は１０月で、第１日の第１時間を日曜日の午前６時、第２日の第２時間を翌・月曜日の午前８時と定める。そして、余剰電力処理の指示信号Ｓを受信したのが、前日・土曜日の午後６時であったとする。
【００４６】
この場合、指示信号Ｓを受信した時点で、蓄電システム１は放電中である。この放電は、電力会社との契約電力を超過しないように設定済充放電パターンにて放電させていることから、放電が完了するまで、余剰電力処理充放電パターンは動作させない（余剰電力処理充放電パターンを動作させ、例えば、充電可能な状態に早く移行するため放電電力を多くすると、放電末期において、放電電力量が不足し、需要家の電力系統からの受電電力が契約電力を超過してしまうこともあり得るからである）。
【００４７】
そして、設定済充放電パターンによる蓄電システム１の放電が完了した時点で、設定済充放電パターンをロックし、余剰電力処理充放電パターンにシフトする。
【００４８】
設定済充放電パターンによる放電が完了した時点で、蓄電システム１の蓄電池２に残存電力があれば、定格出力にて放電し、蓄電池２を空にする。これは、第１時間以降で、余剰電力をなるべく多く充電できるようにするためである。
なお、蓄電システム１を非常用電源兼用又は瞬時電圧低下対策として活用している場合は、ある程度の放電容量を残す必要があるので、蓄電システム１の（余剰電力処理充放電パターンに依らない）固有の機能はロックせず、また、必要な放電容量は残しておく。
更に、蓄電システム１が放電した時点では、需要家の負荷自体が小さくなっていることもあり、逆潮流にならないように、定格出力での放電ができず、定格出力以下での放電となる場合もあることに注意が必要である（逆潮流が許されていれば別である）。
【００４９】
この放電が完了したら、第１時間まで蓄電システム１は待機となる。
【００５０】
その後、第１時間になると、蓄電システム１は充電を開始する。この充電は、太陽電力が電力系統に放出される時間帯において行われる必要があるが、上記のとおり、秋期日射時間帯は午前６時から午後５時の間であり、この時間帯で充電する（蓄電システム１の設置場所によって日射時間が異なるため、設置場所の日射時間に合わせて充電することもあり得るが、本発明は電力系統全体での余剰電力を吸収することが目的であることから、設置場所における日射時間ではなく日射時間帯にて充電するのが望ましい）。
【００５１】
図２（Ａ）では、日曜日では午前６時から午後５時までの１１時間、翌・月曜日においては午前６時から午前８時までの２時間、計１３時間充電し、この１３時間で蓄電池２が満充電となるような充電電力（ｋＷ）を充電パターンとして設定する。また、日曜日の午後５時から月曜日の午前６時までは、蓄電システム１は待機とする。
【００５２】
更に、予め充電電力（ｋＷ）を決めておき、それを連続的に続けるパターンであってもよい。この場合、充電電力（ｋＷ）の設定が大きいと、日射時間帯の途中で蓄電池２が満充電になるかもしれない。また、充電電力（ｋＷ）の設定が小さいと、月曜日の第２時間で蓄電池２が満充電にならないかもしれず、その場合は、月曜日の未明に補充電する必要が生じ得る（低電力需要期においては、前述のとおり、蓄電システム１をフル稼働させる必要がないことも多く、そのため、補充電を行う場合は限られる）。
【００５３】
そして、第２時間以降については、余剰電力処理充放電パターンから設定済充放電パターンにシフトし、蓄電システム１を運転する（図２（Ａ）の場合は、第２時間以降は放電することになる）。
【００５４】
また、図２（Ｂ）において、余剰電力処理の指示信号Ｓを受信したのが、日曜日の午前４時であったとする。この場合、設定済充放電パターンにより、既に系統電力をかなり充電しているが、設定済充放電パターンでは日曜日には放電は行わないため、指示信号Ｓの受信後、逆潮流にならない範囲でフル放電を開始し、第１時間の午前６時までに、蓄電システム１になるべく充電できるようにする。蓄電池２を全て放電してしまう方が、日射時間帯により多くの余剰電力を充電できることから、望ましいが、放電時間が午前４時から午前６時までの２時間に限られているので、できる限り放電するしかない（このように、指示信号Ｓを遅く送信してしまうと、余剰電力の充電が充分できない虞がある。そのため、指示信号Ｓはなるべく早くに送信するのが望ましい）。
【００５５】
なお、指示信号Ｓは、電力系統に連系された蓄電システム１に一律に送信される訳ではない。天気、太陽電池の地域による集積度合いの粗密や既存の発電所２１の位置関係、電力系統の運用状態等から、充電指示信号Ｓを発信しなくてもよい地域もあり得る。例えば、図３にて、電力系統は開閉所２３にて１００ａと１００ｂに分割されているが、雨天等で日射が少なくなる地域の電力系統１００ｂでは、電力系統に余剰電力が発生しないこともあり得るので、電力系統１００ｂに連系される蓄電システム１ｃ、１ｄには充電指示信号Ｓは発信しなくてもよい。しかし、晴天で日射が多い地域の電力系統１００ａに連系する蓄電システム１ａ、１ｂには充電指示信号Ｓが送信される。
【００５６】
また、逆に、開閉所２３の操作により、分割された電力系統１００の範囲を変更し、蓄電システム１による余剰電力の充電能力が足りない電力系統１００に、充電能力が余っている電力系統１００の一部を併合して、充電能力を確保することもできる。
【００５７】
また、上で説明した蓄電システム１は、主に、需要家に設置した定置式のものを念頭においているが、蓄電池を備えた電気自動車も蓄電システム１として用いることができる。
【００５８】
（実施例２：主に土曜日と日曜日に系統電力を充電する場合の説明）
＜余剰電力充電を連続２日以上に行う場合の説明＞
太陽電力が非常に多くなった場合には、土曜日においても余剰電力が多くなり、土曜日、日曜日と２日連続して蓄電システム１による余剰電力対策を行うニーズが生じることも考えられる。また、ゴールデンウイーク、シルバーウイーク、年末年始では、１週間程度連続して蓄電システム１による余剰電力対策を行うニーズが生じることも考えられる。
また、土曜日、日曜日、ゴールデンウイーク、シルバーウイーク、年末年始に蓄電システム１を放電する必要のない需要家もいる（例えば、週休二日制を採用しているテナントが多く入居している業務用ビルに設置した蓄電システム１は、これらの時期では放電する必要が無いことが多い）。そこで、主に土曜日と日曜日に余剰電力を充電する場合の蓄電システム１の動作について、以下、図４の充放電図により説明していく。
【００５９】
＜蓄電システムの具体的な動作の説明＞
図４（Ａ）にて、ある需要家の蓄電システム１で設定済充放電パターンを点線で示す。このパターンは、土曜日の朝方まで充電を行い、以後は、月曜日の朝方まで待機しているものである。また、時期は１０月であり、第１日の第１時間を土曜日の午前６時、第２日の第２時間を月曜日の午前８時と定める。
余剰電力処理の指示信号Ｓを受信したのが、金曜日の午後６時であったとする。この場合、図２（Ａ）を説明したのと同様に、設定済充放電パターンのとおり放電を完了させ、それでも残存容量がある場合には、追放電させる。そして、第１時間の土曜日午前６時から日射時間帯で充電を開始し、更に、日曜日の日射時間帯でも充電させ、また更に、月曜日の日射時間帯に充電させる。この場合、日射時間帯で充電しない時間帯（例えば、雨天や曇天の時間帯に対応したもの）を設けてもよい。これは、制御所２２から待機信号Ｔ、再開信号Ｒを出すことにより行ってもよい。
【００６０】
以上は、土曜日、日曜日に蓄電システム１から放電しないパターンであるが、昼間充電、夜間放電という、通常の蓄電システム１とは全く逆の使い方をするパターンもあり、それを図４（Ｂ）にて説明する。
【００６１】
図４（Ｂ）にても、第１時間の土曜日午前６時までの動作は図４（Ａ）にて説明したものと同様である。第１時間以降は、土曜日、日曜日とも、日射時間帯の終期の午後５時で、蓄電システム１の蓄電池２が満充電になるように、充電する。このようにすると、余剰電力の充電量は、図４（Ａ）で説明したものの約２倍とすることができる。そして、日曜日の日射時間帯でも蓄電システム１を充電させるために、土曜日の午後５時から日曜日の午前６時までの間で、蓄電システム１を放電させる。
【００６２】
ただし、低電力需要期は、昼夜間の需要差があまり大きくなく、また、揚水発電でも土曜日の昼間に余剰電力の蓄電運転を行っている場合には、土曜日の夕方以降でも揚水発電による蓄電能力が不足する可能性もあり、土曜日の日射時間帯に充電した系統電力の全てを放電できない可能性がある。また、土曜日の電力需要より日曜日の電力需要の方が、一般に、かなり小さいため、より余剰電力対策の切迫度が高いのは、土曜日よりも日曜日の方である。そのため、土曜日の日射時間帯の充電は満充電まで行わず、日曜日により多く充電できるように充放電パターンを設定した方がよい。
【００６３】
（実施例３：運用方法と制御プログラムの説明）
上で説明したものは、物の発明としての蓄電システムについてであるが、外部から余剰電力処理の指示信号Ｓを受信しない場合や、受信部５を備えていない蓄電池システム１でも、同様に、低電力需要期に蓄電システム１を余剰電力処理のために運用してもよい。具体的な運用方法は、指示信号Ｓを受信する以外は上記で説明した物の発明としての蓄電システム１と同様であるから、詳細説明は省略する。
また更に、蓄電システム１にインストールして、上述の運用方法を行わせるプログラムも考えられる。このプログラムの動作も、上記で説明した物の発明としての蓄電システム１と同様であるから、詳細説明は省略する。
【００６４】
（実施例４：揚水発電所を負荷設備として使用して余剰電力を消費することの説明）
これまでは、蓄電池を用いた蓄電システム１及びその運用方法等を説明してきたが、これらの蓄電池システム１を余剰電力の処理に利用したとしても、場合によっては余剰電力の全てを充電できない場合もあり得る。
そのため、このよう場合の緊急避難的な対応として、揚水発電所を電力系統の大きな負荷設備として利用することが考えられる。
【００６５】
つまり、上部調整池と下部調整池の間に敷設された水圧鉄管及び発電電動機を各複数基備える電力系統に連系された揚水発電所で、その発電電動機の一部を電動機として運用することで電力系統の電力を消費し、それと同時に、その発電電動機の他の一部を発電機として運用することで電力系統に電力を放出し、電力消費が電力放出よりも大きくすることで、電力系統に発生する余剰電力を消費することができる。
【００６６】
揚水発電所では、上部調整池に揚水することで水の位置エネルギーの形態で電気エネルギーを蓄えるものであるが、上部調整池の貯水量にも限度があり、この限度に近づくと揚水できなくなる。そのため、上部調整池の貯水量を殆ど変化させないように揚水と放水を同時に行う。揚水発電の効率は、系統電力により発電電動機を電動機として使用して揚水する場合が８５％程度、揚水した水を放落し発電電動機を発電機として使用する場合が８５％程度であるから、例えば定格３０万ｋＷの発電電動機２台をこの運用方法で定格運転した場合は、３０万ｋＷ×（１／０．８５−０．８５）≒３０万ｋＷ×０．３＝９万ｋＷだけ電力系統の電力を消費することができる。
【００６７】
（蓄熱設備の余剰電力対策への活用）
なお、この揚水発電所の運用方法の運用期間は、基本的に、上述の蓄電システム１で説明した期間と同じであるが、この方法は緊急避難的な運用方法であり、また、電力系統の周波数等の適切な保持を図るための運用のためとはいえ、一面で、エネルギーの浪費でもある。そのため、例えば、日曜日における余剰電力を揚水発電所で蓄電したが日曜日の夕方には上部調整池の貯水量が限界に達し、翌日・月曜日の朝方にかけて、このような運用を行うなど、限定した運用が必要である。
【００６８】
以上においては、余剰電力を、蓄電池を利用した蓄電システムに蓄電することを中心に、また、揚水発電所を負荷設備として利用することについても説明した。しかし、このような形態に限らず、例えば、普段は夜間電力を使い製氷又は貯湯等するオフィスビルの蓄熱空調設備にて、低電力需要期の日曜日の昼間に製氷又は貯湯等することも余剰電力対策となりうる（ただし、低電力需要期においては、需要家の空調負荷自体が減少し、また、電気とは違って、蓄えられた熱は主には空調用途にしか利用できず、余剰電力対策としては蓄電システムより効果が低い）。
【符号の説明】
【００６９】
１  蓄電システム、    ２  蓄電池
３  交直変換装置、    ４  制御部
５  受信部、          ６  記憶部
１１  構内母線、      １２  連系変圧器
１３  構内負荷、      １４  構内発電機
２０  送電線、        ２１  発電所
２２  制御所、        ２３  開閉所
１００  電力系統（の一部）
Ｓ  制御所２２からの余剰電力処理の指示信号
Ｔ  制御所２２からの余剰電力処理の待機信号
Ｒ  制御所２２からの余剰電力処理の再開信号
【図１】
2011188559.tif 000003
【図２】
2011188559.tif 000004
【図３】
2011188559.tif 000005
【図４】
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