(57)【要約】【課題】本発明は、地域要求電力を蓄電池群及び発電機群に分配する技術を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、電力系統の周波数偏差に基づき出力要求電力を決定する決定部１１と、出力要求電力の周波数成分に基づき、基準値より大きい周期で変動する成分を発電機群に分配し、基準値以下の周期で変動する成分を蓄電池群に分配する分配部１２と、を有する電力制御装置１０を提供する。分配部１２は、基準値を動的に変化させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の周波数偏差に基づき出力要求電力を決定する決定手段と、
前記出力要求電力の周波数成分に基づき、基準値より大きい周期で変動する成分を発電機群に分配し、前記基準値以下の周期で変動する成分を蓄電池群に分配する分配手段と、
を有し、
前記分配手段は、前記基準値を動的に変化させる電力制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力制御装置において、
前記決定手段は、所定時間Ｔ毎に前記出力要求電力を決定し、
前記分配手段は、前記所定時間Ｔ毎に前記基準値を決定する電力制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電力制御装置において、
前記分配手段は、前記出力要求電力の周波数成分、及び、前記蓄電池群に関する蓄電池群情報に基づき、前記基準値を決定する電力制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電力制御装置において、
前記分配手段は、
前記蓄電池群情報に基づき、前記蓄電池群に分配可能な電力の上限を決定し、
最も小さい変動周期ｔ０から変動周期ｔ１までの前記出力要求電力の積算値と前記上限とが所定の条件を満たすか判断し、前記所定の条件を満たす前記変動周期ｔ１を前記基準値とする電力制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電力制御装置において、
前記分配手段は、前記変動周期ｔ１が予め定められた上限値を超える場合、前記上限値を前記基準値とする電力制御装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の電力制御装置において、
前記分配手段は、各蓄電池の定格出力の合計を、前記蓄電池群に分配可能な電力の上限として決定する電力制御装置。
【請求項７】
請求項４または５に記載の電力制御装置において、
前記分配手段は、各蓄電池のＬＦＣ（load frequency control）用出力上限の合計を、前記蓄電池群に分配可能な電力の上限として決定する電力制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電力制御装置において、
前記分配手段は、各蓄電池の定格出力から各電力需要家の予測消費電力を引いた値を、各蓄電池のＬＦＣ用出力上限として決定する電力制御装置。
【請求項９】
請求項７に記載の電力制御装置において、
前記分配手段は、各蓄電池の定格出力から各蓄電池のΔｆ制御用出力上限を引いた値を、各蓄電池のＬＦＣ用出力上限として決定する電力制御装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の電力制御装置において、
前記分配手段は、各蓄電池の定格出力から各電力需要家の予測消費電力及び各蓄電池のΔｆ制御用出力上限を引いた値を、各蓄電池のＬＦＣ用出力上限として決定する電力制御装置。
【請求項１１】
請求項３に記載の電力制御装置において、
前記分配手段は、さらに、過去の前記出力要求電力の周波数成分、及び、過去の電力系統の総需要量に基づき、前記基準値を決定する電力制御装置。
【請求項１２】
コンピュータが、
電力系統の周波数偏差に基づき出力要求電力を決定する決定工程と、
前記出力要求電力の周波数成分に基づき、基準値より大きい周期で変動する成分を発電機群に分配し、前記基準値以下の周期で変動する成分を蓄電池群に分配する分配工程と、
を実行し、
前記分配工程では、前記基準値を動的に変化させる電力制御方法。
【請求項１３】
コンピュータを、
電力系統の周波数偏差に基づき出力要求電力を決定する決定手段、
前記出力要求電力の周波数成分に基づき、基準値より大きい周期で変動する成分を発電機群に分配し、前記基準値以下の周期で変動する成分を蓄電池群に分配する分配手段、
として機能させ、
前記分配手段は、前記基準値を動的に変化させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力制御装置、電力制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統の周波数調整の方法として、ＬＦＣ（load frequency control）及びΔｆ制御（ＧＦ（governor free）相当制御）がある。ＬＦＣとして、ＦＦＣ（flat frequency control）、ＦＴＣ（flat tie line control）及びＴＢＣ（tie line bias control）があり、日本の電力会社の殆どはＴＢＣを採用している。
【０００３】
ＴＢＣでは、周波数偏差と連系線潮流偏差とに基づいて地域要求電力を算出する。そして、地域要求電力の値に基づき、電力系統に供給する電力を調整（増やしたり減らしたり）する。
【０００４】
関連する技術が、特許文献１乃至４に開示されている。
【０００５】
特許文献１には、地域要求電力を周波数分解し、短周期成分を高速機（発電機）に配分し、中周期成分を低速機（発電機）に配分し、長周期成分をＥＬＤ値（経済負荷配分スケジュール値）に上乗せする技術が開示されている。
【０００６】
特許文献２には、地域要求電力を算出し、所定期間における地域要求電力の変動量と閾値とに基づいて、地域要求電力を配分する対象の発電機を決定することが開示されている。
【０００７】
特許文献３には、過去実績データに基づいて決定した蓄電池の補償周波数帯域と、買電電力及び蓄電池の出力の合計とに基づいて負荷電力を推定し、推定した負荷電力に基づいて蓄電池の出力を制御する技術が開示されている。
【０００８】
特許文献４には、地域要求電力を各発電機に配分し、各発電機の出力の目標指令値を算出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−３４３２４号公報
【特許文献２】特開２０１７−６０３２５号公報
【特許文献３】特開２０１４−１８０１３４号公報
【特許文献４】特開２００２−２０９３３６号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】電気学会技術報告 第８６９号
【非特許文献２】電気学会技術報告 第１３８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
近年、蓄電池を調整力として活用する技術が検討されている。特許文献１乃至４は、地域要求電力を蓄電池群及び発電機群に分配する技術を開示していない。本発明は、地域要求電力を蓄電池群及び発電機群に分配する技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、
電力系統の周波数偏差に基づき出力要求電力を決定する決定手段と、
前記出力要求電力の周波数成分に基づき、基準値より大きい周期で変動する成分を発電機群に分配し、前記基準値以下の周期で変動する成分を蓄電池群に分配する分配手段と、
を有し、
前記分配手段は、前記基準値を動的に変化させる電力制御装置が提供される。
【００１３】
また、本発明によれば、
コンピュータが、
電力系統の周波数偏差に基づき出力要求電力を決定する決定工程と、
前記出力要求電力の周波数成分に基づき、基準値より大きい周期で変動する成分を発電機群に分配し、前記基準値以下の周期で変動する成分を蓄電池群に分配する分配工程と、
を実行し、
前記分配工程では、前記基準値を動的に変化させる電力制御方法が提供される。
【００１４】
また、本発明によれば、
コンピュータを、
電力系統の周波数偏差に基づき出力要求電力を決定する決定手段、
前記出力要求電力の周波数成分に基づき、基準値より大きい周期で変動する成分を発電機群に分配し、前記基準値以下の周期で変動する成分を蓄電池群に分配する分配手段、
として機能させ、
前記分配手段は、前記基準値を動的に変化させるプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、地域要求電力を蓄電池群及び発電機群に分配する技術が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の電力制御装置の適用場面を説明するための図である。
【図２】本実施形態の電力制御装置のハードウエア構成の一例を示す図である。
【図３】本実施形態の電力制御装置の機能ブロック図の一例を示す図である。
【図４】本実施形態の電力制御装置の処理の概念を説明するための図である。
【図５】本実施形態の電力制御装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態の電力制御装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１の実施形態＞
まず、図１を用いて、本実施形態の電力制御装置の適用場面を説明する。
【００１８】
第１の発電所２は、例えば火力発電所であり、発電機で発電した電力を電力系統６に供給する。第２の発電所３は、例えば水力発電所であり、発電機で発電した電力を電力系統６に供給する。第１の発電所２及び第２の発電所３は、中央給電指令所１により出力を制御される。なお、第１の発電所２及び第２の発電所３は、他の種類の発電所であってもよい。また、３つ以上の発電所が中央給電指令所１による制御下にいてもよい。
【００１９】
電力需要家システム群５は、電力需要家各々が備える電力需要家システムの集まりである。電力需要家システムは、蓄電池を備える。蓄電池充放電指令所４は、電力需要家システム群５の複数の蓄電池の充放電を制御する。蓄電池から放電された電力は、電力系統６に供給される。なお、蓄電池は、電力系統６から受電し、充電することもできる。
【００２０】
中央給電指令所１は、発電機群及び蓄電池群からの出力を制御することで、電力系統６の周波数調整を行う。具体的には、中央給電指令所１は、発電機群及び蓄電池群各々から出力させる出力目標値を決定し、決定した出力目標値を各発電所（第１の発電所２、第２の発電所３等）や蓄電池充放電指令所４に送信する。各発電所（第１の発電所２、第２の発電所３等）は、中央給電指令所１から受信した出力目標値に基づき、発電機の出力を制御する。また、蓄電池充放電指令所４は、中央給電指令所１から受信した出力目標値に基づき、蓄電池群の出力を制御する。本実施形態の電力制御装置は、中央給電指令所１にて利用される。
【００２１】
ここで、電力制御装置の概要を説明する。電力制御装置は、電力系統の周波数偏差に基づき出力要求電力を決定（例えば、地域要求電力に基づき決定）すると、出力要求電力を周波数解析する。ここで周波数解析とは、例えば、信号に対して周波数フィルタ（ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、両者を用いたバンドパスフィルタなど）を適用し、周波数フィルタの帯域を変えたときの周波数フィルタ通過後の信号強度を解析することなどをいう。なお、フーリエ変換などにより、信号の周波数毎の強度を解析してもよいが、周波数フィルタを用いる手法の方が、以下で述べる基準値の導出が簡単である。そして、電力制御装置は、基準値より大きい周期で変動する成分を発電機群に分配し、基準値以下の周期で変動する成分を蓄電池群に分配する。電力制御装置は、上記基準値を動的に変化させることができる。ここで、発電機群に分配する“大きい周期で変動する成分”を決定する基準値は、ローパスフィルタの時定数で決まる周期などをいう。
【００２２】
このような本実施形態の電力制御装置によれば、出力要求電力の内の相対的に変動周期が長い長周期成分を発電機群に分配し、出力要求電力の内の相対的に変動周期が短い短周期成分を蓄電池群に分配することができる。蓄電池は、発電機よりも出力変化速度が桁違いに速いため、地域要求電力の短周期成分を発電機でなく、蓄電池群に分配することで、周波数調整のための出力応答性能を飛躍的に高めることができる。また、出力要求電力の配分残を回避することができ、出力変化に対する発電機の負担を軽減することができる。
【００２３】
また、本実施形態の電力制御装置によれば、基準値を動的に変化させることで、発電機群及び蓄電池群各々に分配する周波数帯を動的に変化させることができる。かかる場合、各制御タイミングにおける状況（例：蓄電池群の連系数、連系出力、連系容量や蓄電状態等）に応じた所望の制御が実現される。例えば、各制御タイミングで蓄電池群から出力可能な上限電力を算出し、当該上限電力を蓄電池群から出力させるように、各制御タイミングで蓄電池群に分配する周波数帯を決定することができる。このようにすれば、蓄電池群をフルに活用することができる。結果、出力応答性能を高める効果や、出力変化に対する発電機群の負担軽減効果を、各状況下における最大のものとすることができる。
【００２４】
以下、電力制御装置の構成を詳細に説明する。まず、電力制御装置のハードウエア構成の一例について説明する。
【００２５】
本実施形態の電力制御装置が備える各部は、任意のコンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、メモリにロードされるプログラム、そのプログラムを格納するハードディスク等の記憶ユニット（あらかじめ装置を出荷する段階から格納されているプログラムのほか、ＣＤ（Compact Disc）等の記憶媒体やインターネット上のサーバ等からダウンロードされたプログラムをも格納できる）、ネットワーク接続用インターフェイスを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。
【００２６】
図２は、本実施形態の電力制御装置のハードウエア構成を例示するブロック図である。図２に示すように、電力制御装置は、プロセッサ１Ａ、メモリ２Ａ、入出力インターフェイス３Ａ、周辺回路４Ａ、バス５Ａを有する。周辺回路４Ａには、様々なモジュールが含まれる。なお、周辺回路４Ａを有さなくてもよい。
【００２７】
バス５Ａは、プロセッサ１Ａ、メモリ２Ａ、周辺回路４Ａ及び入出力インターフェイス３Ａが相互にデータを送受信するためのデータ伝送路である。プロセッサ１Ａは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit） やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの演算処理装置である。メモリ２Ａは、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリである。入出力インターフェイス３Ａは、入力装置（例：キーボード、マウス、マイク等）、外部装置、外部サーバ、外部センサー等から情報を取得するためのインターフェイスや、出力装置（例：ディスプレイ、スピーカ、プリンター、メーラ等）、外部装置、外部サーバ等に情報を出力するためのインターフェイスなどを含む。プロセッサ１Ａは、各モジュールに指令を出し、それらの演算結果をもとに演算を行うことができる。
【００２８】
次に、電力制御装置の機能構成を説明する。図３に、電力制御装置１０の機能ブロック図の一例を示す。図示するように、電力制御装置１０は、決定部１１と、分配部１２とを有する。
【００２９】
決定部１１は、電力系統の周波数偏差に基づき出力要求電力を決定する。決定部１１は、所定時間Ｔ毎に出力要求電力を決定する。所定時間Ｔは、例えば数秒程度である。
【００３０】
まず、決定部１１は地域要求電力を算出する。決定部１１は、例えば、ＴＢＣ（tie line bias control）を前提とし、下記式（１）に基づき、地域要求電力を算出する。
【００３１】
【数１】
2019057999.tif 000003
【００３２】
Ｋは系統定数である。ΔＦは系統の周波数偏差である。ΔＰｔは連系線潮流偏差である。なお、ΔＰｔは自系統に流入する潮流がプラスであり、他系統に流出する潮流するがマイナスである。地域要求電力が正の値の時、電力系統に供給する電力を増やし、地域要求電力が負の値の時、電力系統に供給する電力を減らすこととなる。
【００３３】
その後、決定部１１は、算出した地域要求電力に対して各種処理を行い、処理後の値を出力要求電力とする。各種処理は、平滑化処理、ＰＩ（proportional integral）制御処理等を含むことができる。なお、その他の処理をさらに含んでもよい。これら算出処理の一般的な例は、例えば、非特許文献１及び２に記載されている。
【００３４】
分配部１２は、出力要求電力の周波数成分に基づき、基準値より大きい周期で変動する成分を発電機群に分配し、基準値以下の周期で変動する成分を蓄電池群に分配する。具体的には、分配部１２は、出力要求電力を周波数解析し、基準値より大きい周期で変動する成分を発電機群に分配し、基準値以下の周期で変動する成分を蓄電池群に分配する。
【００３５】
なお、分配部１２は、基準値を動的に変化させることができる。例えば、分配部１２は、所定時間Ｔ毎に、すなわち出力要求電力の算出と同じ周期で、基準値を決定してもよい。その他、分配部１２は、所定時間Ｔよりも大きい時間毎に、すなわち出力要求電力の算出よりも長い周期で、基準値を決定してもよい。
【００３６】
ここで、図４を用いて、基準値を動的に変化させることの概念を説明する。横軸は、地域要求電力に対して各種処理を行った後の出力要求電力が含む成分の変動周期である。図は、出力要求電力の中に、変動周期が１分から２５分の間の成分を含む場合の例である。Ｘが基準値であり、領域Ａが蓄電池群に分配される成分であり、領域Ｂが発電機群に分配される成分である。図より、Ｘを変化させることで、蓄電池群に分配する周波数帯及び発電機群に分配する周波数帯が変化することが分かる。また、その変化に応じて、蓄電池群に分配する電力量及び発電機群に分配する電力量が変化することが分かる。
【００３７】
次に、基準値の決定方法を説明する。分配部１２は、出力要求電力の周波数解析の結果、及び、蓄電池群に関する蓄電池群情報に基づき、基準値を決定する。具体的には、分配部１２は、蓄電池群情報に基づき、蓄電池群に分配可能な電力の上限Ｐ［Ｗ］を決定する。次いで、分配部１２は、出力要求電力の中の最も小さい変動周期ｔ０から変動周期ｔ１までの成分の積算値Ｑ［Ｗ］と上記上限Ｐとが所定の条件を満たすか判断する。そして、分配部１２は、ＰとＱが所定の条件を満たす変動周期ｔ１を基準値とする。
【００３８】
「蓄電池群に分配可能な電力の上限Ｐ」は、ＬＦＣのために蓄電池群に分配可能な電力の上限である。
【００３９】
例えば、予め、各蓄電池の定格出力［Ｗ］が、蓄電池充放電指令所４に通知されていてもよい。そして、蓄電池充放電指令所４は、各蓄電池の定格出力の合計を、蓄電池群に分配可能な電力（蓄電池群情報）として、中央給電指令所１に通知していてもよい。この場合、分配部１２は、蓄電池充放電指令所４から通知された蓄電池群に分配可能な電力を、上限Ｐとしてもよい。
【００４０】
その他、予め、各蓄電池のＬＦＣ用出力上限［Ｗ］が蓄電池充放電指令所４に通知されていてもよい。例えば、各蓄電池の所有者が自分の蓄電池のＬＦＣ用出力上限［Ｗ］を決定してもよい。そして、蓄電池充放電指令所４は、各蓄電池のＬＦＣ用出力上限の合計を、蓄電池群に分配可能な電力（蓄電池群情報）として、中央給電指令所１に通知していてもよい。この場合、分配部１２は、蓄電池充放電指令所４から通知された蓄電池群に分配可能な電力を、上限Ｐとしてもよい。
【００４１】
その他、予め、各電力需要家の予測消費電力［Ｗ］の時間変化が蓄電池充放電指令所４に通知されていてもよい。また、予め、各蓄電池の定格出力［Ｗ］が蓄電池充放電指令所４に通知されていてもよい。
【００４２】
この場合、蓄電池充放電指令所４は、定格出力［Ｗ］から予測消費電力［Ｗ］を引いた値（または、定格出力［Ｗ］から予測消費電力［Ｗ］＋αを引いた値）を、各タイミングにおける蓄電池のＬＦＣ用出力上限［Ｗ］として決定してもよい。そして、各電力需要家のＬＦＣ用出力上限［Ｗ］を合計することで、各時間帯における蓄電池群に分配可能な電力を算出してもよい。そして、蓄電池充放電指令所４は、各タイミングにおける各蓄電池のＬＦＣ用出力上限の合計を、各タイミングにおける蓄電池群に分配可能な電力（蓄電池群情報）として、中央給電指令所１に通知していてもよい。この場合、分配部１２は、蓄電池充放電指令所４から通知された各タイミングにおける蓄電池群に分配可能な電力を、各タイミングにおける上限Ｐとしてもよい。
【００４３】
その他、例えば、予めΔｆ制御用出力上限［Ｗ］が蓄電池毎に定められていてもよい。また、予め、各蓄電池の定格出力［Ｗ］が蓄電池充放電指令所４に通知されていてもよい。蓄電池充放電指令所４は、各蓄電池に分配可能な電力として、{（定格出力）−（Δｆ制御用出力上限［Ｗ］）}を算出してもよい。そして、蓄電池充放電指令所４は、各蓄電池に分配可能な電力の合計を、蓄電池群に分配可能な電力（蓄電池群情報）として、中央給電指令所１に通知していてもよい。この場合、分配部１２は、蓄電池充放電指令所４から通知された蓄電池群に分配可能な電力を、上限Ｐとしてもよい。
【００４４】
その他、例えば、予めΔｆ制御用出力上限［Ｗ］が蓄電池毎に定められていてもよい。また、予め、各電力需要家の予測消費電力［Ｗ］の時間変化が蓄電池充放電指令所４に通知されていてもよい。さらに、予め、各蓄電池の定格出力［Ｗ］が蓄電池充放電指令所４に通知されていてもよい。
【００４５】
この場合、蓄電池充放電指令所４は、定格出力［Ｗ］から予測消費電力［Ｗ］及びΔｆ制御用出力上限［Ｗ］を引いた値（または、定格出力［Ｗ］から予測消費電力［Ｗ］及びΔｆ制御用出力上限［Ｗ］＋αを引いた値）を、各タイミングにおける蓄電池のＬＦＣ用出力上限［Ｗ］として決定してもよい。そして、各蓄電池のＬＦＣ用出力上限［Ｗ］を合計することで、各タイミングにおける蓄電池群に分配可能な電力を算出してもよい。そして、蓄電池充放電指令所４は、各タイミングにおける各蓄電池のＬＦＣ用出力上限の合計を、各タイミングにおける蓄電池群に分配可能な電力（蓄電池群情報）として、中央給電指令所１に通知していてもよい。この場合、分配部１２は、蓄電池充放電指令所４から通知された各タイミングにおける蓄電池群に分配可能な電力を、各タイミングにおける上限Ｐとしてもよい。
【００４６】
次に、「ＰとＱの所定の条件」について説明する。ＰとＱの所定の条件は、例えば、「Ｐ＝Ｑ」であってもよい。
【００４７】
その他、ＰとＱの所定の条件は、「ｋ×Ｐ≦Ｑ≦Ｐ」であってもよい。ｋは０より大、１より小の値である。蓄電池群をできるだけ活用する（蓄電池群からの出力をできるだけ大きくする）観点から、ｋをできるだけ１に近くし、ＱをＰにできるだけ近づけるのが好ましい。例えば、ｋは０．８以上、好ましくは０．９以上、さらに好ましくは０．９５以上である。
【００４８】
その他、ＰとＱの所定の条件は、「Ｑは、積算値Ｑを導出する上での制約（例えば、周波数解析でローパスフィルタの時定数を変えて周波数分解する際の分解刻み幅など）がある中で、Ｑ≦Ｐを満たす中の最大の値」であってもよい。
【００４９】
次に、図５のフローチャートを用いて、本実施形態の電力制御装置１０の処理の流れの一例を説明する。
【００５０】
まず、決定部１１は、電力系統の周波数偏差に基づき出力要求電力を決定する（Ｓ１０）。
【００５１】
その後、分配部１２は、Ｓ１０で決定された出力要求電力を周波数解析する（Ｓ１１）。次いで、分配部１２は、Ｓ１１での周波数解析の結果、及び、蓄電池群に関する蓄電池群情報に基づき、基準値を決定する（Ｓ１２）。そして、分配部１２は、Ｓ１２で決定した基準値より大きい周期で変動する成分を発電機群に分配し、当該基準値以下の周期で変動する成分を蓄電池群に分配する（Ｓ１３）。
【００５２】
その後、電力制御装置１０は、分配結果を出力する（Ｓ１４）。例えば、電力制御装置１０は、発電機群に分配された出力要求電力を各発電機に分配する。そして、電力制御装置１０は、各発電機に分配した出力要求電力を各発電所（第１の発電所２、第２の発電所３等。図１参照。）のシステムに通知する。なお、発電機群に分配された出力要求電力を各発電機に分配する手段は、本実施形態では特段制限されない。
【００５３】
また、電力制御装置１０は、蓄電池群に分配された出力要求電力を蓄電池充放電指令所４（図１参照）のシステムに通知する。蓄電池充放電指令所４のシステムは、蓄電池群に分配された出力要求電力を各蓄電池に分配する。そして、蓄電池充放電指令所４のシステムは、各蓄電池に分配した出力要求電力を、各蓄電池の動作を制御する装置に通知する。なお、蓄電池群に分配された出力要求電力を各蓄電池に分配する手段は、本実施形態では特段制限されない。
【００５４】
本実施形態では、例えば所定時間Ｔ毎に、Ｓ１０乃至Ｓ１４を実施することができる。
【００５５】
以上説明した本実施形態の電力制御装置１０によれば、出力要求電力の内の相対的に変動周期が長い長周期成分を発電機群に分配し、出力要求電力の内の相対的に変動周期が短い短周期成分を蓄電池群に分配することができる。蓄電池は、発電機よりも出力変化速度が桁違いに速いため、地域要求電力の短周期成分を発電機でなく、蓄電池群に分配することで、周波数調整のための出力応答性能を飛躍的に高めることができる。また、出力要求電力の配分残を回避することができ、出力変化に対する発電機の負担を軽減することができる。
【００５６】
また、本実施形態の電力制御装置によれば、基準値を動的に変化させることで、発電機群及び蓄電池群各々に分配する周波数帯を動的に変化させることができる。かかる場合、各制御タイミングにおける状況（例：蓄電池群の連系数、連系出力、連系容量や蓄電状態等）に応じた所望の制御が実現される。例えば、各制御タイミングで蓄電池群から出力可能な上限電力を算出し、当該上限電力を蓄電池群から出力させるように、各制御タイミングで蓄電池群に分配する周波数帯を決定することができる。このようにすれば、蓄電池群をフルに活用することができる。結果、出力応答性能を高める効果や、出力変化に対する発電機群の負担軽減効果を、各状況下における最大のものとすることができる。
【００５７】
＜第２の実施形態＞
本実施形態の電力制御装置１０は、基準値の決定方法が第１の実施形態と異なる。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００５８】
本実施形態の電力制御装置１０のハードウエア構成の一例は、第１の実施形態同様、図２で示される。
【００５９】
また、本実施形態の電力制御装置１０の機能ブロック図の一例は、第１の実施形態同様、図３で示される。決定部１１の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００６０】
分配部１２は、第１の実施形態同様、蓄電池群情報に基づき、蓄電池群に分配可能な電力の上限Ｐを決定する。次いで、最も小さい変動周期ｔ０から変動周期ｔ１までの出力要求電力の積算値Ｑと上限Ｐとが所定の条件を満たすか判断する。そして、所定の条件を満たす周期ｔ１が予め定められた上限値Ｍを超える場合、上限値Ｍを基準値とする。一方、所定の条件を満たす周期ｔ１が予め定められた上限値Ｍを超えない場合、ｔ１を基準値とする。分配部１２のその他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００６１】
次に、本実施形態の作用効果を説明する。上述の通り、蓄電池は、発電機よりも出力変化速度が速い。このため、より多くの周波数成分を蓄電池群に分配することで、周波数調整のための出力応答性能をより高めることができる。しかし、蓄電池群から出力可能な電力量は有限であり、蓄電池群に負担させる周波数帯域を広くするほど、蓄電池群の充電電力の枯渇が早まる。蓄電池群の充電電力が枯渇すると、蓄電池群からの電力出力ができなくなる。このため、蓄電池群の充電電力が枯渇すると、それ以降、出力要求電力の短周期成分を発電機で負担しなければならなくなる。本実施形態では、基準時の上限値Ｍを設定し、上限値Ｍを超える基準値を設定しないように構成することで、上記不都合を軽減する。
【００６２】
＜第３の実施形態＞
本実施形態の電力制御装置１０は、基準値の決定方法が第１及び第２の実施形態と異なる。その他の構成は、第１及び第２の実施形態と同様である。
【００６３】
本実施形態の電力制御装置１０のハードウエア構成の一例は、第１及び第２の実施形態同様、図２で示される。
【００６４】
また、本実施形態の電力制御装置１０の機能ブロック図の一例は、第１及び第２の実施形態同様、図３で示される。決定部１１の構成は、第１及び第２の実施形態と同様である。
【００６５】
分配部１２は、「過去の季節・時間別の電力系統の総需要量と、過去の出力要求電力の周波数解析の結果（周波数成分ごとの出力要求電力）との相関関係を機械学習した予測モデル」と、「推定タイミングの季節、時間、電力系統の総需要量」とに基づき、各タイミングにおける周波数成分ごとの出力要求電力を予測・推定する。
【００６６】
そして、分配部１２は、第１及び第２の実施形態と同様にして、出力要求電力の周波数解析の推定結果、及び、蓄電池群に関する蓄電池群情報に基づき、基準値を決定する。予測モデルには、例えば、重回帰分析、ニューラルネットワーク、サポートベクターマシン、隠れマルコフモデル等の利用が例示されるが、これらに限定されない。
【００６７】
本実施形態の電力制御装置１０によれば、過去の実績に基づき最適な基準値を決定することができる。かかる場合、基準値を決定するタイミングの自由度が大きくなる。すなわち、周期Ｔ毎の基準値を周期Ｔ毎に決定する必要はなく、予め（例えば前日に）、周期Ｔ毎の基準値を決定することもできる。結果、周期Ｔ毎に行う電力制御装置１０の処理負担を軽減できる。
【００６８】
＜第４の実施形態＞
本実施形態の電力制御装置１０は、基準値の決定方法、具体的には蓄電池群に分配可能な電力の上限Ｐの算出方法が第１乃至第３の実施形態と異なる。その他の構成は、第１乃至第３の実施形態と同様である。
【００６９】
本実施形態の電力制御装置１０のハードウエア構成の一例は、第１乃至第３の実施形態同様、図２で示される。
【００７０】
また、本実施形態の電力制御装置１０の機能ブロック図の一例は、第１乃至第３の実施形態同様、図３で示される。決定部１１の構成は、第１乃至第３の実施形態と同様である。
【００７１】
分配部１２は、蓄電池群に分配可能な電力の上限Ｐの算出方法において、第１乃至第３の実施形態と異なる。分配部１２のその他の構成は、第１乃至第３の実施形態と同様である。
【００７２】
分配部１２は、第１の周期Ｔ１における上限Ｐを決定する際、まず、第１の周期Ｔ１より前の周期における各蓄電池のΔｆ制御用出力［Ｗ］の結果に基づき、第１の周期Ｔ１におけるΔｆ制御用出力［Ｗ］の上限を蓄電池毎に決定する。例えば、第１の周期Ｔ１より前の周期における各蓄電池のΔｆ制御用出力［Ｗ］の統計値（例：最大値、最小値、平均値、中央値、最頻値等）を、第１の周期Ｔ１におけるΔｆ制御用出力［Ｗ］の上限として決定する。そして、分配部１２は、各蓄電池に分配可能な電力として、{（定格出力）−（Δｆ制御用出力上限［Ｗ］）}を算出し、各蓄電池に分配可能な電力の合計を、第１の周期Ｔ１における上限Ｐとして決定する。
【００７３】
なお、蓄電池毎に第１の周期Ｔ１におけるΔｆ制御用出力［Ｗ］の上限を決定する処理、及び、各蓄電池に分配可能な電力として、{（定格出力）−（Δｆ制御用出力上限［Ｗ］）}を算出し、各蓄電池に分配可能な電力の合計を算出する処理を、蓄電池充放電指令所４が行ってもよい。そして、蓄電池充放電指令所４は、各蓄電池に分配可能な電力の合計を、蓄電池群に分配可能な電力（蓄電池群情報）として、中央給電指令所１に通知していてもよい。この場合、分配部１２は、蓄電池充放電指令所４から通知された蓄電池群に分配可能な電力を、上限Ｐとしてもよい。
【００７４】
変形例として、分配部１２は、「過去の季節・時間別の電力系統の総需要量と、過去の各蓄電池のΔｆ制御用出力［Ｗ］との相関関係を機械学習した予測モデル」と、「推定タイミングの季節、時間、電力系統の総需要量」とに基づき、第１の周期Ｔ１における各蓄電池のΔｆ制御用出力［Ｗ］を予測してもよい。そして、分配部１２は、各蓄電池に分配可能な電力として{（定格出力）−（Δｆ制御用出力上限［Ｗ］）}を算出し、各蓄電池に分配可能な電力の合計を、第１の周期Ｔ１における上限Ｐとして決定してもよい。推定モデルには、例えば、重回帰分析、ニューラルネットワーク、サポートベクターマシン、隠れマルコフモデル等の利用が例示されるが、これらに限定されない。
【００７５】
なお、第１の周期Ｔ１における各蓄電池のΔｆ制御用出力［Ｗ］を予測する処理、及び、各蓄電池に分配可能な電力として、{（定格出力）−（Δｆ制御用出力上限［Ｗ］）}を算出し、各蓄電池に分配可能な電力の合計を算出する処理を、蓄電池充放電指令所４が行ってもよい。そして、蓄電池充放電指令所４は、各蓄電池に分配可能な電力の合計を、蓄電池群に分配可能な電力（蓄電池群情報）として、中央給電指令所１に通知していてもよい。この場合、分配部１２は、蓄電池充放電指令所４から通知された蓄電池群に分配可能な電力を、上限Ｐとしてもよい。
【００７６】
本実施形態の電力制御装置１０によれば、Δｆ制御用出力及びＬＦＣ用出力の分担を適切に行い、蓄電池を有効活用することができる。
【００７７】
＜第５の実施形態＞
本実施形態の電力制御装置１０は、基準値の決定周期が第１乃至第４の実施形態と異なる。その他の構成は、第１乃至第４の実施形態と同様である。
【００７８】
本実施形態の電力制御装置１０のハードウエア構成の一例は、第１乃至第４の実施形態同様、図２で示される。
【００７９】
また、本実施形態の電力制御装置１０の機能ブロック図の一例は、第１乃至第４の実施形態同様、図３で示される。決定部１１の構成は、第１乃至第４の実施形態と同様である。分配部１２の構成は、以下で説明する。
【００８０】
ここで、図６を用いて、本実施形態の電力制御装置１０の処理の流れの一例を説明する。
【００８１】
まず、決定部１１は、電力系統の周波数偏差に基づき出力要求電力を決定する（Ｓ１０）。
【００８２】
その後、分配部１２は、Ｓ１０で決定された出力要求電力を周波数解析する（Ｓ１１）。次いで、分配部１２は、基準値より大きい周期で変動する成分を発電機群に分配し、当該基準値以下の周期で変動する成分を蓄電池群に分配する（Ｓ１３）。その後、電力制御装置１０は、分配結果を出力する（Ｓ１４）。
【００８３】
電力制御装置１０は、例えば所定時間Ｔ毎に、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１３及びＳ１４を実施することができる。所定時間Ｔは、例えば数秒程度である。
【００８４】
そして、図示しないが、分配部１２は、所定時間Ｔよりも大きい所定時間Ｔ´毎に、基準値の決定（Ｓ１２）を実施する。所定時間Ｔ´は、例えば数分程度である。基準値の決定は、第１及び第２の実施形態と同様な手段で実現されてもよい。この場合、Ｓ１３では、分配部１２は、その時点で最新の基準値に基づき、分配を行ってもよい。なお、所定時間Ｔ´は、第３の実施形態や第４の実施形態で利用している機械学習等を用いる数理解析処理に必要な時間に依存して決定してもよい。
【００８５】
本実施形態の電力制御装置１０によれば、基準値の決定周期を、第１乃至第４の実施形態よりも大きくすることができる。結果、周期Ｔ毎に行う電力制御装置１０の処理負担を軽減できる。
【００８６】
＜第６の実施形態＞
本実施形態の電力制御装置１０は、基準値の決定方法が第１乃至第５の実施形態と異なる。その他の構成は、第１乃至第５の実施形態と同様である。
【００８７】
本実施形態の電力制御装置１０のハードウエア構成の一例は、第１乃至第５の実施形態同様、図２で示される。
【００８８】
また、本実施形態の電力制御装置１０の機能ブロック図の一例は、第１乃至第５の実施形態同様、図３で示される。決定部１１の構成は、第１乃至第５の実施形態と同様である。
【００８９】
本実施形態では、蓄電池群は、性能として実現可能な出力変化速度、又は、ハンチング等の防止のため制御特性を考慮して別途設定された出力変化速度[Ｗ/秒]に応じて第１乃至第ｎ（ｎは２以上の整数）のグループに分類される。
【００９０】
そして、分配部１２は、最も小さい変動周期ｔ１・０から変動周期ｔ１・１までの出力要求電力を第１のグループに分配し、変動周期ｔ１・（ｎ−１）から変動周期ｔ１・ｎまでの出力要求電力を第ｎのグループに分配し、変動周期ｔ１・ｎより大きい出力要求電力を発電機群に分配する。なお、ｎの値が小さいグループほど、出力変化速度が速い蓄電池を含む。
【００９１】
分配部１２は、第１乃至第５の実施形態と同様にして、各グループに分配可能な電力の上限を決定する。そして、変動周期ｔ１・（ｎ−１）から変動周期ｔｍまで（ｔ１・（ｎ−１）＜ｔｍ）の出力要求電力の積算値と、第ｎのグループに分配可能な電力の上限とが所定の条件を満たすか判断し、所定の条件を満たすｔｍをｔ１・ｎとする。
【００９２】
本実施形態によれば、より出力変化速度が速い蓄電池に、より短周期成分を分配することができる。結果、出力応答性能をより高めることができる。
【００９３】
以下、参考形態の例を付記する。
１．  電力系統の周波数偏差に基づき出力要求電力を決定する決定手段と、
前記出力要求電力の周波数成分に基づき、基準値より大きい周期で変動する成分を発電機群に分配し、前記基準値以下の周期で変動する成分を蓄電池群に分配する分配手段と、
を有し、
前記分配手段は、前記基準値を動的に変化させる電力制御装置。
２．  １に記載の電力制御装置において、
前記決定手段は、所定時間Ｔ毎に前記出力要求電力を決定し、
前記分配手段は、前記所定時間Ｔ毎に前記基準値を決定する電力制御装置。
３．  １または２に記載の電力制御装置において、
前記分配手段は、前記出力要求電力の周波数成分、及び、前記蓄電池群に関する蓄電池群情報に基づき、前記基準値を決定する電力制御装置。
４．  ３に記載の電力制御装置において、
前記分配手段は、
前記蓄電池群情報に基づき、前記蓄電池群に分配可能な電力の上限を決定し、
最も小さい変動周期ｔ０から変動周期ｔ１までの前記出力要求電力の積算値と前記上限とが所定の条件を満たすか判断し、前記所定の条件を満たす前記変動周期ｔ１を前記基準値とする電力制御装置。
５．  ４に記載の電力制御装置において、
前記分配手段は、前記変動周期ｔ１が予め定められた上限値を超える場合、前記上限値を前記基準値とする電力制御装置。
６．  ４または５に記載の電力制御装置において、
前記分配手段は、各蓄電池の定格出力の合計を、前記蓄電池群に分配可能な電力の上限として決定する電力制御装置。
７．  ４または５に記載の電力制御装置において、
前記分配手段は、各蓄電池のＬＦＣ用出力上限の合計を、前記蓄電池群に分配可能な電力の上限として決定する電力制御装置。
８．  ７に記載の電力制御装置において、
前記分配手段は、各蓄電池の定格出力から各電力需要家の予測消費電力を引いた値を、各蓄電池のＬＦＣ用出力上限として決定する電力制御装置。
９．  ７に記載の電力制御装置において、
前記分配手段は、各蓄電池の定格出力から各蓄電池のΔｆ制御用出力上限を引いた値を、各蓄電池のＬＦＣ用出力上限として決定する電力制御装置。
１０．  ７に記載の電力制御装置において、
前記分配手段は、各蓄電池の定格出力から各電力需要家の予測消費電力及び各蓄電池のΔｆ制御用出力上限を引いた値を、各蓄電池のＬＦＣ用出力上限として決定する電力制御装置。
１１．  ３に記載の電力制御装置において、
前記分配手段は、さらに、過去の前記出力要求電力の周波数成分、及び、過去の電力系統の総需要量に基づき、前記基準値を決定する電力制御装置。
１２．  コンピュータが、
電力系統の周波数偏差に基づき出力要求電力を決定する決定工程と、
前記出力要求電力の周波数成分に基づき、基準値より大きい周期で変動する成分を発電機群に分配し、前記基準値以下の周期で変動する成分を蓄電池群に分配する分配工程と、
を実行し、
前記分配工程では、前記基準値を動的に変化させる電力制御方法。
１３．  コンピュータを、
電力系統の周波数偏差に基づき出力要求電力を決定する決定手段、
前記出力要求電力の周波数成分に基づき、基準値より大きい周期で変動する成分を発電機群に分配し、前記基準値以下の周期で変動する成分を蓄電池群に分配する分配手段、
として機能させ、
前記分配手段は、前記基準値を動的に変化させるプログラム。
【符号の説明】
【００９４】
１Ａ    プロセッサ
２Ａ    メモリ
３Ａ    入出力Ｉ／Ｆ
４Ａ    周辺回路
５Ａ    バス
１      中央給電指令所
２      第１の発電所
３      第２の発電所
４      蓄電池充放電指令所
５      電力需要家システム群
６      電力系統
１０    電力制御装置
１１    決定部
１２    分配部
【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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