(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間幅を有し電力需給調整装置を制御する制御信号を、当該制御信号の開始時からの経過時間に応じて分割した分割制御信号を生成する生成部と、
前記電力需給調整装置の応答遅延時間に基づいて、前記電力需給調整装置に応じた前記分割制御信号を決定する決定部と、を含み、
前記制御信号は、所定の間隔ごとに電力需給調整信号に対してＰＩ制御を実行した信号である、制御装置。
【請求項２】
前記生成部は、前記経過時間に応じて前記制御信号を前記制御信号の開始部分を含む第１分割制御信号と残りの部分の第２分割制御信号と、に分割し、
前記決定部は、前記応答遅延時間が閾値未満の前記電力需給調整装置に対して前記第１分割制御信号を決定し、前記応答遅延時間が前記閾値以上の前記電力需給調整装置に対して前記第２分割制御信号を決定する請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記分割制御信号の各々を、当該分割制御信号に対応する電力需給調整装置に送信する通信部を含む、請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記電力需給調整装置を含み、
前記生成部は、
前記電力需給調整装置の応答遅延時間が閾値未満である場合、前記分割制御信号として前記制御信号の開始部分を含む第１分割制御信号を生成し、
前記電力需給調整装置の応答遅延時間が前記閾値以上である場合、前記分割制御信号として、前記制御信号から前記第１分割制御信号を差し引いた第２分割制御信号を生成する請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記電力需給調整装置の前記応答遅延時間に基づいて生成された前記分割制御信号に基づいて、前記電力需給調整装置を制御する制御部を含む、請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記決定部は、
所定通信網を介することなく通信可能な電力系統側の電力需給調整装置を、前記応答遅延時間が前記閾値未満の電力需給調整装置とし、
前記所定通信網を介して通信する需要家側の電力需給調整装置を前記応答遅延時間が前記閾値以上の電力需給調整装置とする、請求項２から５のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記応答遅延時間は、前記電力需給調整装置へ信号が送信されてから当該信号が前記電力需給調整装置で受信されるまでの時間を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項８】
前記応答遅延時間は、前記電力需給調整装置自体の応答遅れ時間を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項９】
前記電力需給調整信号は、所定時間ごとにレベルが更新可能な信号であり、
前記生成部は、所定時間ごとに、単位レベルの前記電力需給調整信号に対してＰＩ制御を実行した結果と前記電力需給調整信号の実際のレベルとを用いて前記分割制御信号を生成する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記生成部は、単位レベルの前記電力需給調整信号に対してＰＩ制御を実行した結果を保持している、請求項９に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記決定部は、前記応答遅延時間を予め保持している、請求項１から１０のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記決定部は、前記応答遅延時間を、前記決定部から前記電力需給調整装置に送信される信号に基づいて設定する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記決定部は、前記応答遅延時間を、前記電力需給調整装置から前記決定部に送信される信号に基づいて設定する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１４】
前記生成部は、前記第１分割制御信号の時間幅が前記閾値よりも長くなるように、前記制御信号を前記第１分割制御信号と前記第２分割制御信号に分割する、請求項２から６のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１５】
前記通信部が前記第１分割制御信号を送信するタイミングと、前記第１分割制御信号の開始タイミングとの差は、前記応答遅延時間が閾値未満の前記電力需給調整装置と前記通信部との間の通信遅延時間以上である、請求項３に記載の制御装置。
【請求項１６】
前記通信部が前記第１分割制御信号を送信するタイミングと、前記第１分割制御信号の開始タイミングとの差は、前記応答遅延時間が閾値以上の前記電力需給調整装置と前記通信部との間の通信遅延時間よりも短い、請求項３に記載の制御装置。
【請求項１７】
電力需給調整装置を制御する制御装置であって、
時間幅を有し前記電力需給調整装置を制御する制御信号を当該制御信号の開始時からの経過時間に応じて分割した分割制御信号を受け付ける通信部と、
前記分割制御信号に基づいて、前記電力需給調整装置を制御する処理部と、を含み、
前記処理部は、
前記制御装置の応答遅延時間が閾値未満である場合、前記通信部が前記分割制御信号を受け付けるごとに、古い前記分割制御信号を最新の前記分割制御信号で上書きし上書き後の前記分割制御信号で、前記電力需給調整装置を制御する充放電指令を生成し、
前記制御装置の応答遅延時間が前記閾値以上である場合、前記通信部が前記分割制御信号を受け付けるごとに、最新の前記分割制御信号に古い前記分割制御信号の一部を加算して前記充放電指令を生成する、制御装置。
【請求項１８】
蓄電池を含む蓄電装置であって、
時間幅を有し前記蓄電池を制御する制御信号を当該制御信号の開始時からの経過時間に応じて分割した分割制御信号を受け付ける通信部と、
前記分割制御信号に基づいて前記蓄電池を制御する処理部と、を含み、
前記処理部は、
前記蓄電装置の応答遅延時間が閾値未満である場合、前記通信部が前記分割制御信号を受け付けるごとに、古い前記分割制御信号を最新の前記分割制御信号で上書きし上書き後の前記分割制御信号で、前記蓄電池を制御する充放電指令を生成し、
前記蓄電装置の応答遅延時間が前記閾値以上である場合、前記通信部が前記分割制御信号を受け付けるごとに、最新の前記分割制御信号に古い前記分割制御信号の一部を加算して前記充放電指令を生成する、蓄電装置。
【請求項１９】
制御装置が行う制御方法であって、
時間幅を有し電力需給調整装置を制御する、所定の間隔ごとに電力需給調整信号に対してＰＩ制御を実行した信号である制御信号を、当該制御信号の開始時からの経過時間に応じて分割した分割制御信号を生成し、
前記電力需給調整装置の応答遅延時間に基づいて、前記電力需給調整装置に応じた前記分割制御信号を決定する、制御方法。
【請求項２０】
制御装置が行う制御方法であって、
時間幅を有し電力需給調整装置を制御する制御信号を当該制御信号の開始時からの経過時間に応じて分割した分割制御信号を受け付け、
前記分割制御信号に基づいて、電力需給調整装置を制御し、
前記制御装置の応答遅延時間が閾値未満である場合、前記分割制御信号を受け付けるごとに、古い前記分割制御信号を最新の前記分割制御信号で上書きし上書き後の前記分割制御信号で、前記電力需給調整装置を制御する充放電指令を生成し、
前記制御装置の応答遅延時間が前記閾値以上である場合、前記分割制御信号を受け付けるごとに、最新の前記分割制御信号に古い前記分割制御信号の一部を加算して前記充放電指令を生成する、制御方法。
【請求項２１】
蓄電池を含む蓄電装置が行う制御方法であって、
時間幅を有し前記蓄電池を制御する制御信号を当該制御信号の開始時からの経過時間に応じて分割した分割制御信号を受け付け、
前記分割制御信号に基づいて前記蓄電池を制御し、
前記蓄電装置の応答遅延時間が閾値未満である場合、前記分割制御信号を受け付けるごとに、古い前記分割制御信号を最新の前記分割制御信号で上書きし上書き後の前記分割制御信号で、前記蓄電池を制御する充放電指令を生成し、
前記蓄電装置の応答遅延時間が前記閾値以上である場合、前記分割制御信号を受け付けるごとに、最新の前記分割制御信号に古い前記分割制御信号の一部を加算して前記充放電指令を生成する、制御方法。
【請求項２２】
コンピュータに、
時間幅を有し電力需給調整装置を制御する、所定の間隔ごとに電力需給調整信号に対してＰＩ制御を実行した信号である制御信号を、当該制御信号の開始時からの経過時間に応じて分割した分割制御信号を生成する生成手順と、
前記電力需給調整装置の応答遅延時間に基づいて、前記電力需給調整装置に応じた前記分割制御信号を決定する決定手順と、を実行させるためのプログラム。
【請求項２３】
コンピュータに、
時間幅を有し電力需給調整装置を制御する制御信号を当該制御信号の開始時からの経過時間に応じて分割した分割制御信号を受け付ける受付手順と、
前記分割制御信号に基づいて、電力需給調整装置を制御する制御手順と、を実行させ、
前記制御手順で、
前記コンピュータの応答遅延時間が閾値未満である場合、前記受付手順で前記分割制御信号を受け付けるごとに、古い前記分割制御信号を最新の前記分割制御信号で上書きし上書き後の前記分割制御信号で、前記電力需給調整装置を制御する充放電指令を生成させ、
前記コンピュータの応答遅延時間が前記閾値以上である場合、前記通信部が前記分割制御信号を受け付けるごとに、最新の前記分割制御信号に古い前記分割制御信号の一部を加算して前記充放電指令を生成させるためのプログラム。
【請求項２４】
蓄電池を含む蓄電装置内のコンピュータに、
時間幅を有し前記蓄電池を制御する制御信号を当該制御信号の開始時からの経過時間に応じて分割した分割制御信号を受け付ける受付手順と、
前記分割制御信号に基づいて前記蓄電池を制御する制御手順と、を実行させ、
前記制御手順で、
前記コンピュータの応答遅延時間が閾値未満である場合、前記受付手順で前記分割制御信号を受け付けるごとに、古い前記分割制御信号を最新の前記分割制御信号で上書きし上書き後の前記分割制御信号で、前記蓄電池を制御する充放電指令を生成させ、
前記コンピュータの応答遅延時間が前記閾値以上である場合、前記受付手順で前記分割制御信号を受け付けるごとに、最新の前記分割制御信号に古い前記分割制御信号の一部を加算して前記充放電指令を生成させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、蓄電装置、制御方法およびプログラムに関し、特には、電力系統での電力の需給バランスを制御する制御装置、制御方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
石油などの地下資源の枯渇の心配、および、二酸化炭素の排出量の増加による地球温暖化への影響を考慮して、火力発電、水力発電、原子力発電を中心とする発電構成に対して、太陽光発電や風力発電の発電割合を増やそうという社会的な要請がある。この要請に応えるために、先進国を中心に、太陽光発電、風力発電、地熱発電などの再生可能エネルギーと呼ばれる発電技術の導入が盛んになっている。
再生可能エネルギーのなかでも太陽光発電および風力発電が注目され、その導入が進んでいる。しかしながら、これらの発電方法は自然エネルギーを電気エネルギーに変換するため、その発電電力は自然の振る舞いに左右される。
例えば、太陽光発電では、半導体で作られた太陽電池に照射した太陽光が直接電気に変換される。このため、太陽光発電では、太陽の高度の一日の変化により発電電力が変化し、また、雲の多い日は発電電力が少なく、晴天の日は発電電力が多くなり、日ごとに発電電力が変化する。また、太陽光発電は、ほぼ晴天の日に小さな雲の塊が太陽をよぎった瞬間に発電電力が低下するといった不安定性を有する。風力発電も風の状況によって発電電力が変化する。このため、風力発電も、太陽光発電と同様に、発電電力が安定しているものではない。
太陽光発電や風力発電と違い、火力発電所は、燃料の量を調整することで発電量を調整することができる。 
【０００３】
電力システムは、発電所の総発電電力と消費される需要電力とが常に釣り合うことで停電せずに需要家に電力を配ることができる。このため、電力システムは、需要電力の増加や減少に合わせて発電所の総発電電力量を調整している。これを需要と供給（発電）をマッチさせるという。
日本では、前述のように火力発電所で使う燃料を調整したり、発電所を起動または停止したりして需要と供給がマッチされている。
【０００４】
一般に、電力系統での負荷変動（Load Change）は、負荷変動の周期に応じて大きく３つの成分に分けられる。
図３０は、負荷変動LCの３つの成分（サステンド成分LCs、フリンジ成分LCf、サイクリック成分LCc）を説明するための図である。
サステンド成分LCsは、負荷変動LCのうち、10数分以上〜1日の周期の成分である。フリンジ成分LCfは、負荷変動LCのうち、数分〜10数分程度の周期の成分である。サイクリック成分LCcは、負荷変動LCのうち、数分以下の周期の成分である。
【０００５】
太陽光発電や風力発電のような出力変動性のある電源の割合が増えると、発電側（供給側）にも、電力需給バランスの変動要因が増える。このため、需要と供給をマッチさせるために必要な電力需給変動への対応能力が、より必要となる。
太陽光発電や風力発電が電力系統に連系された場合に、需要と供給をマッチさせるための電源として火力発電所が新たに追加されると、再生可能エネルギー導入による二酸化炭素の排出削減効果が低減してしまう。
【０００６】
一方、蓄電池の技術開発の進展により、エネルギー密度の高い充放電が可能なリチウムイオン系の電池（蓄電池）が家庭用として販売されるに至っている。このため、将来、蓄電池の普及が期待できる。
蓄電池は、応答性がよい電力消費（充電）および発電（放電）を実行可能な機器である。このため、家庭用に普及した多数台の蓄電池を電力需給のバランス状態に応じて制御して充放電を実行することで、電力系統の需給安定を図ることが可能となる。
特に応答性の良さから、図３０に示したサイクリック成分LCcやフリンジ成分LCfの需給バランスをとるために、蓄電池を活用することが見込める。
【０００７】
しかし、集中制御で多数台の蓄電池を制御する場合、家庭用に普及し空間的に分散して分布した蓄電池は、通信による遅れや、IP（Internet Protocol）網などの公衆網やホームネットワークの使用時に行われる何段かのプロトコル変換などで遅れが生ずる。このため、空間的に分散して分布した複数の蓄電池を適切に制御するには、蓄電池ごとの応答遅れ（応答遅延時間）を考慮した制御が必要となる。
【０００８】
特許文献１には、系統用蓄電池に担わせる電力需給制御と需要家蓄電池に担わせる電力需給制御とを異ならせるシステムが記載されている。このシステムでは、系統用蓄電池が、高速な応答が要求される負荷周波数制御（Load Frequency Control：以下「LFC」と称する）を担う。一方、需要家蓄電池が、LFCよりも低速な応答で対応可能な経済負荷分配（Economic load Dispatching Control：以下「EDC」と称する）や太陽光発電の余剰対策を担う。なお、需要家蓄電池は、家庭に配置されているものだけではなく、ビルや商業施設などに配置されている非常用の蓄電池も含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−５０２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
高速な応答が要求される電力需給制御（例えばLFC）であっても時間幅を有しているため、少なくとも低速な応答で可能な電力需給制御は含まれている。
そのため特許文献１に記載のシステムのように、高速応答が可能な蓄電池に対して、高速な応答だけでなく低速な応答を含む電力需給制御を担わせた場合、当該蓄電池は低速な応答の電力需給制御についても実行する。その結果、各電力需給調整装置の特性に応じた効率的な電力需給制御を実行できないという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、上記課題を解決可能な制御装置、蓄電装置、制御方法およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の制御装置は、時間幅を有し電力需給調整装置を制御する制御信号を、当該制御信号の開始時からの経過時間に応じて分割した分割制御信号を生成する生成部と、
前記電力需給調整装置の応答遅延時間に基づいて、前記電力需給調整装置に応じた前記分割制御信号を決定する決定部と、を含み、
前記制御信号は、所定の間隔ごとに電力需給調整信号に対してＰＩ制御を実行した信号である。
【００１３】
本発明の制御装置は、電力需給調整装置を制御する制御装置であって、
時間幅を有し前記電力需給調整装置を制御する制御信号を当該制御信号の開始時からの経過時間に応じて分割した分割制御信号を受け付ける通信部と、
前記分割制御信号に基づいて、前記電力需給調整装置を制御する処理部と、を含み、
前記処理部は、
前記制御装置の応答遅延時間が閾値未満である場合、前記通信部が前記分割制御信号を受け付けるごとに、古い前記分割制御信号を最新の前記分割制御信号で上書きし上書き後の前記分割制御信号で、前記電力需給調整装置を制御する充放電指令を生成し、
前記制御装置の応答遅延時間が前記閾値以上である場合、前記通信部が前記分割制御信号を受け付けるごとに、最新の前記分割制御信号に古い前記分割制御信号の一部を加算して前記充放電指令を生成する。
【００１４】
本発明の蓄電装置は、蓄電池を含む蓄電装置であって、
時間幅を有し前記蓄電池を制御する制御信号を当該制御信号の開始時からの経過時間に応じて分割した分割制御信号を受け付ける通信部と、
前記分割制御信号に基づいて前記蓄電池を制御する処理部と、を含み、
前記処理部は、
前記蓄電装置の応答遅延時間が閾値未満である場合、前記通信部が前記分割制御信号を受け付けるごとに、古い前記分割制御信号を最新の前記分割制御信号で上書きし上書き後の前記分割制御信号で、前記蓄電池を制御する充放電指令を生成し、
前記蓄電装置の応答遅延時間が前記閾値以上である場合、前記通信部が前記分割制御信号を受け付けるごとに、最新の前記分割制御信号に古い前記分割制御信号の一部を加算して前記充放電指令を生成する。
【００１５】
本発明の制御方法は、制御装置が行う制御方法であって、
時間幅を有し電力需給調整装置を制御する、所定の間隔ごとに電力需給調整信号に対してＰＩ制御を実行した信号である制御信号を、当該制御信号の開始時からの経過時間に応じて分割した分割制御信号を生成し、
前記電力需給調整装置の応答遅延時間に基づいて、前記電力需給調整装置に応じた前記分割制御信号を決定する。
【００１６】
本発明の制御方法は、制御装置が行う制御方法であって、
時間幅を有し電力需給調整装置を制御する制御信号を当該制御信号の開始時からの経過時間に応じて分割した分割制御信号を受け付け、
前記分割制御信号に基づいて、電力需給調整装置を制御し、
前記制御装置の応答遅延時間が閾値未満である場合、前記分割制御信号を受け付けるごとに、古い前記分割制御信号を最新の前記分割制御信号で上書きし上書き後の前記分割制御信号で、前記電力需給調整装置を制御する充放電指令を生成し、
前記制御装置の応答遅延時間が前記閾値以上である場合、前記分割制御信号を受け付けるごとに、最新の前記分割制御信号に古い前記分割制御信号の一部を加算して前記充放電指令を生成する。
【００１７】
本発明の制御方法は、蓄電池を含む蓄電装置が行う制御方法であって、
時間幅を有し前記蓄電池を制御する制御信号を当該制御信号の開始時からの経過時間に応じて分割した分割制御信号を受け付け、
前記分割制御信号に基づいて前記蓄電池を制御し、
前記蓄電装置の応答遅延時間が閾値未満である場合、前記分割制御信号を受け付けるごとに、古い前記分割制御信号を最新の前記分割制御信号で上書きし上書き後の前記分割制御信号で、前記蓄電池を制御する充放電指令を生成し、
前記蓄電装置の応答遅延時間が前記閾値以上である場合、前記分割制御信号を受け付けるごとに、最新の前記分割制御信号に古い前記分割制御信号の一部を加算して前記充放電指令を生成する。
【００１８】
本発明のプログラムは、コンピュータに、
時間幅を有し電力需給調整装置を制御する、所定の間隔ごとに電力需給調整信号に対してＰＩ制御を実行した信号である制御信号を、当該制御信号の開始時からの経過時間に応じて分割した分割制御信号を生成する生成手順と、
前記電力需給調整装置の応答遅延時間に基づいて、前記電力需給調整装置に応じた前記分割制御信号を決定する決定手順と、を実行させる。
【００１９】
本発明のプログラムは、コンピュータに、
時間幅を有し電力需給調整装置を制御する制御信号を当該制御信号の開始時からの経過時間に応じて分割した分割制御信号を受け付ける受付手順と、
前記分割制御信号に基づいて、電力需給調整装置を制御する制御手順と、を実行させ、
前記制御手順で、
前記コンピュータの応答遅延時間が閾値未満である場合、前記受付手順で前記分割制御信号を受け付けるごとに、古い前記分割制御信号を最新の前記分割制御信号で上書きし上書き後の前記分割制御信号で、前記電力需給調整装置を制御する充放電指令を生成させ、
前記コンピュータの応答遅延時間が前記閾値以上である場合、前記通信部が前記分割制御信号を受け付けるごとに、最新の前記分割制御信号に古い前記分割制御信号の一部を加算して前記充放電指令を生成させる。
【００２０】
本発明のプログラムは、
蓄電池を含む蓄電装置内のコンピュータに、
時間幅を有し前記蓄電池を制御する制御信号を当該制御信号の開始時からの経過時間に応じて分割した分割制御信号を受け付ける受付手順と、
前記分割制御信号に基づいて前記蓄電池を制御する制御手順と、を実行させ、
前記制御手順で、
前記コンピュータの応答遅延時間が閾値未満である場合、前記受付手順で前記分割制御信号を受け付けるごとに、古い前記分割制御信号を最新の前記分割制御信号で上書きし上書き後の前記分割制御信号で、前記蓄電池を制御する充放電指令を生成させ、
前記コンピュータの応答遅延時間が前記閾値以上である場合、前記受付手順で前記分割制御信号を受け付けるごとに、最新の前記分割制御信号に古い前記分割制御信号の一部を加算して前記充放電指令を生成させる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、各電力需給調整装置の特性に応じた効率的な電力需給制御を実行することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態の制御装置Ａを示した図である。
【図２】制御信号Ａ３の一例を示した図である。
【図３】中央制御指令所１から送信される信号例を示した図である。
【図４】本実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態のEMS３を含む電力需給調整システムを示した図である。
【図６】中央制御指令所１が送信するLFC信号の一例を示した図である。
【図７】LFC信号のレベルの更新間隔ごとに生成される制御信号Ａ３の一例を示した図である。
【図８】EMS３の一例を示した図である。
【図９Ａ】制御信号生成部３１の伝達関数の一例を示した図である。
【図９Ｂ】制御信号生成部３１の伝達関数の一例を示した図である。
【図１０】５つの制御信号Ａ３をp応答分とq応答分に分割した例を示した図である。
【図１１】制御信号Ａ３をp応答分とq応答分に分割する手法を説明するための図である。
【図１２】p応答分とq応答分についての蓄電池２１〜２４への分担の一例を示した図である。
【図１３】本実施形態の制御手順で用いる時間の定義を説明するための図である。
【図１４】EMS直下の蓄電池２０Ａとネットワークを介した蓄電池２０Ｂの一例を示した図である。
【図１５Ａ】蓄電池２１内の記憶部２２Ａ２２について示した図である。
【図１５Ｂ】蓄電池２３内の記憶部２２Ｂ２２について示した図である。
【図１５Ｃ】蓄電池２２内の記憶部２２Ａ２２について示した図である。
【図１５Ｄ】蓄電池２４内の記憶部２２Ｂ２２について示した図である。
【図１６】制御信号生成部３１の出力（応答波形：制御信号）を示した図である。
【図１７】基準応答波形の分割例を示した図である。
【図１８】中央制御指令所１とEMS３の動作タイミングを説明するためのシーケンス図である。
【図１９】EMS直下の蓄電池の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２０】ネットワークを介した蓄電池の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２１】基準応答波形の出力時刻と、EMS直下の蓄電池の記憶部２０Ａ２２が有するインデックスと、の対応関係を示した図である。
【図２２】基準応答波形の出力時刻と、ネットワークを介した蓄電池の記憶部２０Ｂ２２が有するインデックスと、の対応関係を示した図である。
【図２３】4台の蓄電池２１〜２４のそれぞれが有する記憶部のインデックスと、時刻と、EMS３が中央制御指令所1からLFC信号を受信して処理をするタイミングと、の関係を示した図である。
【図２４】数値解析結果を示した図である。
【図２５】数値解析結果を示した図である。
【図２６】本発明の第３実施形態の電力需給調整システムを示した図である。
【図２７】蓄電池２１Ａおよび２２Ａとして使用可能な蓄電池２０ＡＡを示した図である。
【図２８】蓄電池２３Ａおよび２４Ａとして使用可能な蓄電池２０ＢＢを示した図である。
【図２９】中央制御指令所１から送信されたLFC信号をEMSが中継してEMS配下の蓄電池に配布する場合のシーケンス図である。
【図３０】負荷変動LCの３つの成分を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の制御装置Ａを示した図である。
制御装置Ａは、生成部Ａ１と決定部Ａ２とを含む。
生成部Ａ１は、時間幅を有しかつ蓄電池を制御する制御信号Ａ３を、制御信号Ａ３の開始時からの経過時間（以下、単に「経過時間」とも称する）に応じて分割した分割制御信号を生成する。
蓄電池は、電力需給調整装置の一例である。蓄電池は、電力系統に接続されている。制御信号Ａ３に基づく蓄電池の充放電によって電力系統での電力の需給バランスが調整される。
図２は、制御信号Ａ３の一例を示した図である。
制御信号Ａ３は、例えば、中央制御指令所から送信されたLFC信号のうち単位時間のLFC信号部分についてのインパルス応答である。LFC信号は、電力需給調整信号の一例である。
図３は、中央制御指令所１から送信される信号例を示した図である。
中央制御指令所１は、中央給電指令所とも呼ばれる。中央制御指令所１は、24時間電力需給のバランスをとるために、配下の発電所１１〜１４の発電量を調整している。なお、中央制御指令所１の配下の発電所の数は、4に限らず適宜変更可能である。
中央制御指令所１からの信号を用いた電力需給バランスの調整の仕組みは、大きく分けると、LFC（負荷周波数制御）とEDC（経済負荷配分制御）の２つに分けられる。LFCは、例えば数秒〜数十秒または数分の短い周期で制御を行う電力需給制御であるが、EDCはLFCよりも長い周期で制御を行う電力需給調整である。通常、電力需給調整に使われる発電所は、LFCとEDCの両方の電力需給調整信号を受けて発電出力を変更する。このうち、LFCが、需要のフリンジやサイクリックのような短周期、なかでもフリンジの変動成分をとる仕組みとなっている。LFC信号は、LFCの電力需給調整信号である。LFC信号は、電力の需要と供給の差を表す。
図１に示した決定部Ａ２は、蓄電池の応答遅延時間に基づいて、蓄電池に応じた分割制御信号を決定する。例えば、決定部Ａ２は、蓄電池に割り振る分割制御信号を、蓄電池の応答遅延時間に基づいて決定する。以下、「割り振る」を「分担させる」とも称する。
ここで、蓄電池の応答遅延時間は、蓄電池へ信号が送信されてから該信号が該蓄電池で受信されるまでの時間を含む。なお、蓄電池の応答遅延時間は、蓄電池自体の応答遅れ時間を含んでもよい。また、蓄電池の応答遅延時間は、中央制御指令所１から蓄電池までの距離に応じて決定されてもよい。
【００２５】
次に、本実施形態の動作を説明する。
図４は、本実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
生成部Ａ１は、制御信号Ａ３を経過時間に応じて分割した分割制御信号を生成する（ステップＳ４０１）。
続いて、生成部Ａ１は、分割制御信号を決定部Ａ２に出力する。
決定部Ａ２は、分割制御信号を受け付けると、蓄電池に分担させる分割制御信号を、蓄電池の応答遅延時間に基づいて決定する（ステップＳ４０２）。
なお、決定部Ａ２は、蓄電池の応答遅延時間を予め保持しているとする。
制御装置Ａにおける決定部Ａ２（もしくは追加された専用のブロック）は、定期的に蓄電池に信号を送信し、蓄電池がその信号を受信するまでの時間、もしくは蓄電池がその信号に応じて充放電を開始するまでの時間をモニタリングして、各蓄電池の応答遅延時間を取得してもよい。
また、蓄電池が、定期的に（もしくは制御装置からリクエストがくると）制御装置Ａに信号を送信し、決定部Ａ２が、その信号の受信タイミングと基準タイミング（蓄電池での定期的な送信タイミングまたはリクエストの送信タイミング）との差分から応答遅延時間を取得してもよい。なお、この信号に蓄電池自体の応答遅延時間が含まれてもよい。
また、決定部Ａ２は、蓄電池から制御装置Ａに送信された蓄電池自体の応答遅れ時間（プロトコル変換などの通信の遅れを含まない応答遅れ時間）を『応答遅延時間』として用いてもよい。
なお、応答遅延時間を測定するために使用する信号は、応答遅延時間を測定するための専用の信号でもよいし、実際の電力需給調整に使用される信号（例えば、LFC信号）でもよい。
例えば、生成部Ａ１が、制御信号Ａ３の経過時間に応じて、制御信号Ａ３を、制御信号Ａ３の開始部分を含む第１分割制御信号と、残りの部分の第２分割制御信号と、に分ける場合、決定部Ａ２は、以下のように動作する。
決定部Ａ２が、第１分割制御信号の割振り先として、応答遅延時間が閾値未満である蓄電池を決定し、第２分割制御信号の割振り先として、応答遅延時間が閾値以上である蓄電池を決定する。なお、決定部Ａ２は、応答遅延時間についての閾値を予め保持しているとする。以下、「割振先」を「分担先」とも称する。
他の例として、制御装置Ａが、蓄電池を有する個々の蓄電装置に含まれる場合が挙げられる。この際、生成部Ａ１が、蓄電池の応答遅延時間が閾値未満である場合に第１分割制御信号を生成し、蓄電池の応答遅延時間が閾値以上である場合に第２分割制御信号を生成する状況では、決定部Ａ２は、以下のように動作する。
蓄電装置内の決定部Ａ２は、該蓄電装置内の蓄電池の応答遅延時間が閾値未満の場合、該蓄電池に第１分割制御信号を分担させ、閾値以上の場合、該蓄電池に第２分割制御信号を分担させる。
決定部Ａ２は、制御装置Ａと公衆通信網やホームネットワーク等の通信網を介さずに通信可能な電力系統側の電力需給調整装置を、応答遅延時間が閾値未満である蓄電池として決定してもよい。公衆通信網やホームネットワーク等の通信網は、所定通信網の一例である。
また、決定部Ａ２は、制御装置Ａと公衆通信網やホームネットワーク等の通信網を介して通信する電力系統側の電力需給調整装置を、応答遅延時間が閾値以上である蓄電池として決定してもよい。ここで、公衆通信網やホームネットワークを介した通信では、何段かのプロトコル変換などで遅れが生ずる。例えば、この遅れが無い場合に応答遅延時間が閾値未満となり、この遅れがある場合に応答遅延時間が閾値以上となるように、閾値が設定される。
蓄電池は、分担された（割り振られた）分割制御信号に従って充電や放電を行う。分割制御信号に従った蓄電池の充電や放電によって、制御信号Ａ３に応じた電力需給制御が実行される。ここで、制御信号Ａ３は、1つの電力需給制御（LFC）に関する信号である。このため、同一の電力需給制御を担う蓄電池間において応答遅延時間の差異があっても、これらの蓄電池を用いて、精度の高い電力需給制御（LFC）を行うことが可能になる。
【００２６】
次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態では、生成部Ａ１は、制御信号Ａ３を経過時間に応じて分割した分割制御信号を生成する。決定部Ａ２は、蓄電池に応じた分割制御信号を、蓄電池の応答遅延時間に基づいて決定する。
このため、高い応答性を必要とする分割制御信号に応答可能な応答遅延時間を有する蓄電池に、高い応答性を必要とする分割制御信号を担当させることが可能になる。そして、高い応答性を必要とする分割制御信号に応答できない蓄電池に、高い応答性を必要としない分割制御信号を担当させることが可能になる。したがって、各電力需給調整装置の特性に応じた効率的な電力需給制御を実行することが可能になる。
【００２７】
次に、本実施形態の変形例を説明する。
制御装置Ａは、複数の蓄電池を制御するエネルギーマネジメントシステム（Energy Management System：以下「EMS」と称する）または蓄電池に含まれてもよい。制御装置ＡがEMSに含まれている場合、蓄電池の応答遅延時間は、EMSから蓄電池までの距離に応じて決定されてもよい。例えば、EMSから蓄電池までの距離が長くなるほど、その蓄電池の応答遅延時間を長くしてもよい。
また、決定部A2は、蓄電池の応答遅延時間に加えて、中央制御指定所１やEMSから蓄電池までの距離に基づいて、蓄電池に応じた分割制御信号を決定してもよい。また、決定部A2は、蓄電池の通信に関する応答遅延期間（通信遅延時間）の代わりに、中央制御指定所１やEMSから蓄電池までの距離に基づいて、蓄電池に応じた分割制御信号を決定してもよい。
例えば、決定部A2は、EMSまでの距離が距離の閾値未満の蓄電池に対して第１分割制御信号を決定し、EMSまでの距離が距離の閾値以上の蓄電池に対して第２分割制御信号を決定してもよい。
【００２８】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態のEMS３を含む電力需給調整システムを示した図である。図５において、図３に示したものと同一構成のものには同一符号を付してある。
電力需給調整システムは、EMS３と、蓄電池２Ａ〜２Ｙと、を含む。
EMS３は、制御装置の一例である。
EMS３は、中央制御指令所１からLFC信号を受信する。EMS３は、LFC信号に基づいて、EMS３の配下の蓄電池２Ａ〜２Ｙを制御する。
蓄電池２Ａ〜２Ｘおよび２Ｙは、電力系統４に接続されている。蓄電池２Ａ〜２Ｘは、需要家側の蓄電池である。需要家側の蓄電池は、例えば、家庭に配置されて蓄電池である。なお、需要家側の蓄電池は、家庭に配置されているものだけではなく、ビルや商業施設などに配置されている非常用の蓄電池も含む。蓄電池２Ｙは、電力系統側（例えば、電力会社、アグリゲータまたはPPS（Power Producer and Supplier：特定規模電気事業者））の蓄電池である。需要家側の蓄電池の数および電力系統側の蓄電池の数は、それぞれ、適宜変更可能である。
蓄電池２Ｙは、電力需給調整のために使用される。蓄電池２Ｙは、公衆通信網１５などの通信回線を介することなくEMS３と直接接続され、物理的にEMS３と近い。公衆通信網１５などの通信回線は、所定通信網の一例である。EMS３と蓄電池２Ｙとの間の通信遅延は、実質的に無視できるほど小さい。EMS３と蓄電池２Ｙとの間の通信遅延は、蓄電池２Ｙの応答遅延時間に含まれる。以下、蓄電池２Ｙを「EMS直下の蓄電池」とも称する。「EMS直下の蓄電池」の応答遅延時間は、応答遅延時間の閾値thよりも小さい。
蓄電池２Ａ〜２Ｘは、需要家側で使用され、かつ、電力需給調整のためにも使用される。蓄電池２Ａ〜２Ｘは、公衆通信網１５などの通信回線を介してEMS３と接続されている。以下、蓄電池２Ａ〜２Ｘを「ネットワークを介した蓄電池」とも称する。ネットワークを介した蓄電池と中央制御指令所１との間の距離は、EMS直下の蓄電池と中央制御指令所１との間の距離よりも長い。また、ネットワークを介した蓄電池とEMS３との間の距離は、EMS直下の蓄電池とEMS３との間の距離よりも長い。
「ネットワークを介した蓄電池」と「EMS３」との間の通信遅延は、「EMS直下の蓄電池」と「EMS３」との間の通信遅延よりも大きい。これは、公衆通信網１５を介した通信では、何段かのプロトコル変換などで遅れが生ずることに起因する。「ネットワークを介した蓄電池」と「EMS３」との間の通信遅延は、「ネットワークを介した蓄電池」の通信遅延時間に含まれる。「ネットワークを介した蓄電池」の通信遅延時間は、応答遅延時間の閾値th以上である。
【００２９】
図６は、中央制御指令所１が送信するLFC信号の一例を示した図である。
LFC信号は、中央制御指令所１から通知される。LFC信号は、数秒から数十秒間隔でレベル（値）が更新可能な時系列データである。図６では、レベルの更新間隔が5秒間隔となっている。レベルの更新間隔（例えば5秒）は所定時間の一例である。LFC信号は、主にフリンジ成分の変動に追従して変動する。LFCの電力需給調整制御では、LFC信号に基づいて電力の需給バランスが調整される。LFC信号は、電力系統での負荷変動のフリンジ成分を抑制するために使用される。なお、フリンジ変動成分の振幅成分は正規分布をとる。
【００３０】
EMS３は、中央制御指令所１から送られてくるLFC信号を用いて制御信号Ａ３や分割制御信号を生成する。本実施形態では、EMS３は、LFC信号のレベルの更新間隔ごとに、LFC信号のレベルに基づいて制御信号Ａ３や分割制御信号を生成する。
図７は、LFC信号のレベルの更新間隔ごとに生成される制御信号Ａ３の一例を示した図である。
EMS３は、制御信号Ａ３ごとに、制御信号Ａ３を、制御信号Ａ３の経過時間に応じて複数の分割制御信号に分割する。
EMS３は、EMS直下の蓄電池とネットワークを介した蓄電池に分割制御信号を分配する。EMS３は、分配された分割制御信号に従った充放電を各蓄電池に実行させることで、EMS３の配下のすべての蓄電池２Ａ〜２Ｙの充放電電力の時刻ごとの合算値をLFC信号に応答させる。
【００３１】
図８は、EMS３の一例を示した図である。
EMS３は、蓄電池２１〜２４を配下に収めている。蓄電池２１〜２２は「EMS直下の蓄電池」の一例である。蓄電池２３〜２４は「ネットワークを介した蓄電池」の一例である。ここでは、説明の簡略化を図るため、「EMS直下の蓄電池」の数と「ネットワークを介した蓄電池」の数とをそれぞれ2とした。しかしながら、「EMS直下の蓄電池」の数は2に限らず適宜変更可能である。また、「ネットワークを介した蓄電池」の数も2に限らず適宜変更可能である。
EMS３は、制御信号生成部３１と、生成部３２と、決定部３３と、通信部３４と、を含む。
【００３２】
制御信号生成部３１は、LFC信号を受信する。制御信号生成部３１は、LFC信号から制御信号Ａ３を生成する。制御信号生成部３１は、LFC信号に対してPI（Proportional-Integral）制御を実行した結果を示す信号を、制御信号Ａ３として生成する。制御信号生成部３１は、LFC信号のレベルの更新間隔（5秒）ごとに、LFC信号のレベルに基づいて制御信号Ａ３を生成する（図７参照）。このため、制御信号生成部３１は、LFC信号の5秒の更新間隔ごとに、瞬時値から時間経過に基づいて変化する制御信号Ａ３を生成する。
5秒ごとの更新間隔でLFC信号に基づいて生成された制御信号Ａ３は、最初は変動が大きいが時間が経過するにつれて徐々に波形がなだらかになる。
以下、制御信号Ａ３を「充放電指令値」とも称する。
図９Ａおよび図９Ｂは、それぞれ、制御信号生成部３１の伝達関数の一例を示した図である。図９Ａ、図９Ｂに示した制御信号生成部３１は、基本的にPI制御器である。LFC信号は、PI制御器内の積分器（I制御）によって応答に遅れが生ずる。図９Ｂに示した制御信号生成部３１が単純なPI制御器で構成されているのに対して、図９Ａに示した制御信号生成部３１は、出力を利得Gで入力に戻すことにより、ステップ状の入力に対して出力が発散しないようにしている。
【００３３】
図８に示した生成部３２は、制御信号（充放電指令値）Ａ３の各々を、制御信号Ａ３の開始時からの経過時間に応じて、２つの分割制御信号に分割する。
以下、２つの分割制御信号のうち、制御信号Ａ３の開始時の部分を含む分割制御信号を「p応答分」とも称し、残りの分割制御信号を「q応答分」とも称する。
図１０は、５つの制御信号Ａ３の各々をp応答分とq応答分に分割した例を示した図である。
図１１は、生成部３２が制御信号Ａ３をp応答分とq応答分に分割する手法を説明するための図である。
生成部３２は、p応答分とq応答分との境界となる経過時間Eが、「ネットワークを介した蓄電池」である蓄電池２３および２４での応答遅れ（通信遅れ）時間のうち長い方の時間よりも長くなるように、制御信号Ａ３をp応答分とq応答分に分ける。このため、蓄電池２３および２４がq応答分を受信するタイミングが、蓄電池２３および２４がq応答分を用いた充放電動作を開始するタイミングよりも時間的に前になる。換言すると、蓄電池２３および２４がq応答分を用いた充放電動作を開始するタイミングでは、既に蓄電池２３および２４はEMS３からq応答分を受信している。
本実施形態では、「ネットワークを介した蓄電池」である蓄電池２３および２４での応答遅れ時間のうち長い方の時間が10秒よりも短いとする。このため、本実施形態では、経過時間Eとして10秒が用いられる。なお、経過時間Eは、10秒に限らず、ネットワークを介した複数の蓄電池での応答遅れ時間のうち最も長い時間よりも長ければよい。
【００３４】
決定部３３は、p応答分を「EMS直下の蓄電池」である蓄電池２１および２２に分担させ、q応答分を「ネットワークを介した蓄電池」である蓄電池２３および２４に分担させる決定を行う。
図１２は、p応答分とq応答分についての蓄電池２１〜２４への分担の一例を示した図である。
【００３５】
通信部３４は、決定部３３での決定に基づいて、p応答分を「EMS直下の蓄電池」である蓄電池２１および２２に送信し、q応答分を「ネットワークを介した蓄電池」である蓄電池２３および２４に送信する。
ここで、p応答分を「EMS直下の蓄電池」に送信し、q応答分を「ネットワークを介した蓄電池」に送信する理由について説明する。
通信部３４と「ネットワークを介した蓄電池」との間の通信では、公衆通信網１５に起因する通信遅延が生じる。
このため、「ネットワークを介した蓄電池」にp応答分が送信された場合、「ネットワークを介した蓄電池」にp応答分が届いたときには、p応答分の先頭部分の処理開始タイミングが過ぎている可能性がある。よって、「ネットワークを介した蓄電池」にp応答分が送信されても、「ネットワークを介した蓄電池」は、p応答分に従った充放電制御を実行できない可能性が高い。
一方、「ネットワークを介した蓄電池」にq応答分が送信された場合、「ネットワークを介した蓄電池」にq応答分が届いたときには、q応答分の先頭部分の処理開始タイミングになっていない。このため、「ネットワークを介した蓄電池」は、q応答分に従った充放電制御を実行することができる。
「EMS直下の蓄電池」である蓄電池２１および２２は、p応答分を受信する。蓄電池２１および２２は、p応答分の開始タイミングT1になると、p応答分に従って充放電を開始する。
ここで、通信部３４がp応答分を送信するタイミングとp応答分の開始タイミングT1との差は、「EMS直下の蓄電池」とEMS３との間の通信遅延時間以上であるが、「ネットワークを介した蓄電池」とEMS３との間の通信遅延時間よりも短い。
「ネットワークを介した蓄電池」である蓄電池２３および２４は、q応答分を受信する。ここで、蓄電池２３および２４でのq応答分の受信タイミングは、q応答分の開始タイミングT2よりも前になる。換言すると、蓄電池２３および２４がq応答分を用いた充放電動作を開始するタイミングでは、既に蓄電池２３および２４はEMS３からq応答分を受信している。これは、経過時間Eが「ネットワークを介した蓄電池」である蓄電池２３および２４での応答遅れ（通信遅れ）時間のうち長い方の時間よりも長くなるように、生成部３２が制御信号Ａ３をp応答分とq応答分に分けたからである。
本実施形態では、このように制御信号（充放電指令値）Ａ３を分配することで、LFCのような比較的高速な応答が要求される電力需給調整を、多数の分散設置された蓄電池を活用して実現することが可能になる。
つまり、LFCのような比較的高速な応答が要求される電力需給調整の一部を、通信など影響により応答が遅延する蓄電池を活用して実行することができる。
また応答遅延時間の小さく高速な応答が可能なEMS直下の蓄電池は、LFCのような比較的高速な応答が要求される電力需給調整における一部を実施すればいい。そのため、EMS直下の蓄電池を少なくすることもできる。
【００３６】
図１３は、本実施形態の制御手順で用いる時間の定義を説明するための図である。
LFC信号のレベルは、図６および図１３に示したように5秒間隔で更新される。LFC信号は、図１３に示したように、5秒間隔のタイムステップ（TS）を1単位として処理される。
LFC信号に対する実際の応答波形（制御信号Ａ３）の処理は、さらにタイムステップTS内を1秒単位に分割して行う。
【００３７】
図１４は、EMS直下の蓄電池２０Ａとネットワークを介した蓄電池２０Ｂの一例を示した図である。図１４では、説明の簡略化を図るために、EMS直下の蓄電池２０Ａの数とネットワークを介した蓄電池２０Ｂの数をそれぞれ1としているが、これらの数は適宜変更可能である。EMS直下の蓄電池２０Ａとネットワークを介した蓄電池２０Ｂは、それぞれ、蓄電装置の一例である。
【００３８】
EMS直下の蓄電池２０Ａは、蓄電池部２０Ａ１と、制御部２０Ａ２と、を含む。
蓄電池部２０Ａ１は、蓄電池本体とパワーコンディショナーとを含む。パワーコンディショナーは、電力系統の交流電力を直流電力に変換して蓄電池本体に充電する。また、パワーコンディショナーは、蓄電池本体に充電された直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力する。
制御部２０Ａ２は、EMS３からp応答分を受信する。制御部２０Ａ２は、p応答分に基づいて充放電指令を生成し、その充放電指令を用いて蓄電池部２０Ａ１の充放電を制御する。
制御部２０Ａ２は、通信部２０Ａ２１と、記憶部２０Ａ２２と、処理部２０Ａ２３と、を含む。
通信部２０Ａ２１は、EMS３と通信する。通信部２０Ａ２１は、EMS３からp応答分を受信する。
記憶部２０Ａ２２は、充放電指令を記憶するために使用される。
処理部２０Ａ２３は、通信部２０Ａ２１が受信したp応答分を充放電指令として記憶部２０Ａ２２に記憶する。この際、処理部２０Ａ２３は、充放電指令を、充放電指令の処理タイミングに関連づけて記憶部２０Ａ２２に記憶する。
処理部２０Ａ２３は、充放電指令の処理タイミングに基づいて、記憶部２０Ａ２２内の充放電指令に基づいて蓄電池部２０Ａ１の充放電を制御する。
【００３９】
ネットワークを介した蓄電池２０Ｂは、蓄電池部２０Ｂ１と、制御部２０Ｂ２と、を含む。
蓄電池部２０Ｂ１は、蓄電池部２０Ａ１と同様に、蓄電池本体とパワーコンディショナーとを含む。
制御部２０Ｂ２は、EMS３から公衆通信網１５を介してq応答分を受信する。制御部２０Ｂ２は、q応答分を用いて充放電指令を生成し、その充放電指令を用いて蓄電池部２０Ｂ１を制御する。
制御部２０Ｂ２は、通信部２０Ｂ２１と、記憶部２０Ｂ２２と、処理部２０Ｂ２３と、を含む。
通信部２０Ｂ２１は、公衆通信網１５を介してEMS３と通信する。通信部２０Ｂ２１は、EMS３からq応答分を受信する。
記憶部２０Ｂ２２は、充放電指令を記憶するために使用される。
処理部２０Ｂ２３は、通信部２０Ｂ２１が受信したq応答分と、既に記憶部２０Ｂ２２に記憶されている充放電指令と、を用いて、新たな充放電指令を生成する。続いて、処理部２０Ｂ２３は、記憶部２０Ｂ２２内の充放電指令を新たな充放電指令に更新する。この際、処理部２０Ｂ２３は、新たな充放電指令を、新たな充放電指令の処理タイミングに関連づけて記憶部２０Ｂ２２に記憶する。
処理部２０Ｂ２３は、新たな充放電指令の処理タイミングに基づいて、記憶部２０Ｂ２２内の新たな充放電指令にて蓄電池部２０Ｂ１を制御する。
なお、通信部２０Ｂ２１がq応答分を受信した際に、記憶部２０Ｂ２２に充放電指令が記憶されていない場合、処理部２０Ｂ２３は、通信部２０Ｂ２１が受信したq応答分を、新たな充放電指令として記憶部２０Ｂ２２に記憶する。
【００４０】
図１５Ａ〜１５Ｄは、蓄電池２１〜２４の各々の記憶部におけるインデックスと充放電指令と処理タイミングとの関係を示した図である。
図１５Ａは、蓄電池２１（EMS直下の蓄電池）内の記憶部２０Ａ２２について示した図である。図１５Ｂは、蓄電池２１（EMS直下の蓄電池）と対になっている蓄電池２３（ネットワークを介した蓄電池）内の記憶部２０Ｂ２２について示した図である。図１５Ｃは、蓄電池２２（EMS直下の蓄電池）内の記憶部２０Ａ２２について示した図である。図１５Ｄは、蓄電池２２（EMS直下の蓄電池）と対になっている蓄電池２４（ネットワークを介した蓄電池）内の記憶部２０Ｂ２２について示した図である。
図１５Ａおよび図１５Ｃに示したように、EMS直下の蓄電池である蓄電池２１、２２内の各々の記憶部２０Ａ２２は、2つのTS（２スパン：10秒、配列個数として10個）分の記憶容量を有する。また、蓄電池２２の記憶部２０Ａ２２は、蓄電池２１の記憶部２０Ａ２２が記憶する充放電指令よりも、1TS遅れたタイミングで新たに発生した制御信号Ａ３の充放電指令を記憶する。
本実施形態では、蓄電池２１と蓄電池２３とで、1つの制御信号Ａ３から分割されたp応答分とq応答分が処理される。そして、蓄電池２２と蓄電池２４とで、蓄電池２１と蓄電池２３が処理する制御信号Ａ３の次に発生した制御信号Ａ３から分割されたp応答分とq応答分が処理される。そして、蓄電池２１と蓄電池２３が処理する制御信号Ａ３の次に発生した制御信号Ａ３から分割されたp応答分とq応答分が、蓄電池２１と蓄電池２３とで処理される。
【００４１】
図１５Ａ、図１５Ｂに示したように、TS1から開始する制御信号Ａ３については、TS1〜TS2に含まれる部分（p応答分）が蓄電池２１の記憶部２０Ａ２２に分担され、TS3以降の部分（q応答分）が蓄電池２３の記憶部２０Ｂ２２に分担される。
図１５Ａに示したように、蓄電池２１の記憶部２０Ａ２２の各インデックスは、TS1の開始時からの10秒の間の各1秒の処理タイミングに対応づけられている。なお、図１５Ａ〜１５Ｄでは、TS1の開始時を現在時刻として示している。一方、図１５Ｂに示したように、蓄電池２３の記憶部２０Ｂ２２の各インデックスは、TS1の開始時から10秒経過したタイミング以降の各1秒の処理タイミングに対応づけられている。
このため、図１２に示した制御信号１３Ａ−１のうち、p応答分が蓄電池２１の記憶部２０Ａ２２に記憶され、q応答分が蓄電池２３の記憶部２０Ｂ２２に記憶された場合、制御信号１３Ａ−１に関しては、p応答分に続いてq応答分が処理されることになる。
また、図１５Ｃ、図１５Ｄに示したように、TS2から開始する制御信号Ａ３については、TS2〜TS3に含まれる部分（p応答分）が蓄電池２２の記憶部２０Ａ２２に分担され、TS4以降の部分（q応答分）が蓄電池２４の記憶部２０Ｂ２２に分担される。
図１５Ｃに示したように、蓄電池２２の記憶部２０Ａ２２の各インデックスは、TS2の開始時からの10秒の間の各1秒の処理タイミングに対応づけられている。一方、図１５Ｄに示したように、蓄電池２４の記憶部２０Ｂ２２の各インデックスは、TS2の開始時から10秒経過したタイミング以降の各1秒の処理タイミングに対応づけられている。
このため、図１２に示した制御信号１３Ａ−２のうち、p応答分が蓄電池２２の記憶部２０Ａ２２に記憶され、q応答分が蓄電池２４の記憶部２０Ｂ２２に記憶された場合、制御信号１３Ａ−２に関して、p応答分に続いてq応答分が処理されることになる。
ここで、q応答分のうち、ネットワークを介した蓄電池（蓄電池２３、２４）の記憶部２０Ｂ２２が記憶する部分（q応答分を記憶するステップ数：領域数）は、LFC制御に要求される精度と実装上の制約で決められる。
積分器を含む制御信号生成部３１が出力する制御信号Ａ３の波形は、理論的には無限遠まで影響がある。しかしながら、処理の効率化および記憶容量の小容量化を実現するために、後部の波形変化は初期の変化に対して十分小さいと判断できる時刻で、q応答分を打ち切る。例えば、q応答分を記憶するステップ数として、1分が挙げられる。なお、LFCが担う電力需給調整範囲とEDCが担う電力需給調整範囲との関係を考慮すると、記憶部２０Ｂ２２が記憶するq応答分の最大時間としては10分が挙げられる。
【００４２】
図１６は、図９Ａに示した制御信号生成部３１のパラメータをG=1，K=0.1，Ts=60秒として、1TSを単位とする単位レベルの入力信号（1TSを単位とする単位レベルのLFC信号）に対する制御信号生成部３１の出力（応答波形：制御信号）を示した図である。
1TSを単位時間とする単位レベルの入力信号の応答波形（以下「基準応答波形」と称する）は、制御信号生成部３１のパラメータが決まると決定する。なお、実際の制御信号Ａ３は、1TSごとに、基準応答波形にLFC信号のレベルを乗算したものとなる。基準応答波形は、1TSを単位時間とする単位レベルの入力信号の応答波形であるので、1TSごとに基準応答波形にLFC信号のレベルを乗算することは、1TSごとにLFC信号に対してPI制御を実行することを意味する。
通常は、制御信号生成部３１のパラメータをリアルタイムで調整することはないので、制御信号生成部３１のパラメータが決まった時点で、基準応答波形を計算し、その基準応答波形をEMS内のメモリに保存しておくことも可能ある。この場合、制御信号生成部３１は、メモリ内の基準応答波形にLFC信号の実際のレベルを乗算して制御信号Ａ３を生成する。
なお、制御信号生成部３１は、基準応答波形を保持するメモリを使わず、LFC信号が到着したときに応答波形（制御信号Ａ３）を計算してもよい。しかしながら、リアルタイム性を必要とするLFCへの対応では、限られた時間内で処理を終わらせる必要がある。このため、制御信号生成部３１は、基準応答波形を予め計算し、その計算結果をメモリに保持しておいた方がよい。以下では、制御信号生成部３１内に、基準応答波形を保持したメモリがあることを前提にして説明する。
制御信号生成部３１内のメモリのサイズは、蓄電池２１の記憶部２０Ａ２２と蓄電池２３の記憶部２０Ｂ２２の各々の記憶容量の和と、蓄電池２２の記憶部２０Ａ２２と蓄電池２４の記憶部２０Ｂ２２の各々の記憶容量の和と、のうち、大きい方以上であればよい。
【００４３】
本実施形態における複数の蓄電池を用いてLFCを実行する処理の基本となる考えは、一般的な信号処理の畳み込みの処理に準じる。
EMS３は、LFC信号の時系列データを1タイミング（本実施形態では1TS単位）のデータごとに分ける。EMS３は、各データについて、離散時間単位インパルス応答計算（制御信号Ａ３の計算）を行う。そして、EMS３は、離散時間単位インパルス応答の各々に応じた充放電を複数の蓄電池を同時に用いて実行することで、離散時間単位インパルス応答を積算する。
EMS３は、1TS単位で、基準応答波形にLFC信号の実際のレベルを乗算して1TSごとに制御信号Ａ３を生成する。そして、EMS３は、各制御信号Ａ３に従った複数の蓄電池での充放電が畳み込み処理となるように、制御信号Ａ３に応じた充放電を積算する。
【００４４】
以下では、図８に示したように、EMS直下の蓄電池2台（蓄電池２１および２２）とネットワークを介した蓄電池2台（蓄電池２３および２４）との4台の蓄電池で畳み込みの処理を分担する例を説明する。
図１７は、基準応答波形の分割例を示した図である。基準応答波形は、制御信号生成部３１のメモリ（不図示）に保持されている。制御信号生成部３１は、基準応答波形に1TS単位で実際のLFC信号のレベルを乗算して、1TSごとに制御信号Ａ３を生成する。制御信号生成部３１は、制御信号Ａ３を生成するごとに、制御信号Ａ３を生成部３２に出力する。
生成部３２は、制御信号Ａ３を受け付けるごとに、制御信号Ａ３の頭（開始部分）から2TSまでの部分（p応答分）と、それ以降の部分（q応答分）と、に分ける。生成部３２は、制御信号Ａ３ごとに、p応答分とq応答分とを決定部３３に出力する。
決定部３３は、1つの制御信号Ａ３についてのp応答分とq応答分とを受け付けるごとに、蓄電池２１および２３の組と、蓄電池２２および２４の組と、を交互に選択する。本実施形態では、決定部３３は、蓄電池２１および２３の組を最初に選択し、次に、蓄電池２２および２４の組を選択する。
続いて、決定部３３は、選択した組に含まれるEMS直下の蓄電池にp応答分を分担させ、選択した組に含まれるネットワークを介した蓄電池にq応答分を分担させる。
続いて、通信部３４は、決定部３３の分担結果に従って、p応答分が分担されたEMS直下の蓄電池にp応答分を分配し、q応答分が分担されたネットワークを介した蓄電池にq応答分を分配する。
EMS直下の蓄電池は、分配されたp応答分に応じた処理タイミングで、そのp応答分に従って充電や放電を実行する。また、ネットワークを介した蓄電池は、分配されたq応答分に応じた処理タイミング（q応答分の元になったLFC信号の開始タイミングから2TS（10秒）経過したタイミング）になると、そのq応答分に従って充電や放電を実行する。
このため、4つの蓄電池は以下のように動作する。
最初の制御信号Ａ３の発生時から1TSが経過するまでの期間は蓄電池２１が充放電を実行する。その後の1TS期間は蓄電池２１および２２が充放電を実行する。その後の1TS期間は蓄電池２１〜２３が充放電を実行する。その後の期間は蓄電池２１〜２４が充放電を実行する。このため、電力系統内で全4台の蓄電池の充放電電力が加算され、畳み込み処理が実行される。
【００４５】
図１８は、中央制御指令所１とEMS３の動作タイミングを説明するためのシーケンス図である。
蓄電池２１および２２は、EMS３が中央制御指令所１からLFC信号のレベルを受けて即座に生成した応答波形（制御信号Ａ３）のうちp応答分を交互にEMS３から受け取り、p応答分に従って充放電処理を実行する。本実施形態では、EMS３は、TS1、TS3、TS5・・・のタイミングのLFC信号から生成されたp応答分を、蓄電池２１に送出する。EMS３は、TS2、TS4、TS6・・・のタイミングのLFC信号から生成されたp応答分を、蓄電池２２に送出する。
また、EMS３は、EMS３が生成した応答波形（制御信号Ａ３）のうち応答波形の開始タイミングから2TS以降の信号（q応答分）を、蓄電池２３および２４に交互に送出する。本実施形態では、EMS３は、TS1、TS3、TS5・・・のタイミングのLFC信号から生成されたq応答分を、蓄電池２３に送出する。EMS３は、TS2、TS4、TS6・・・のタイミングのLFC信号から生成されたq応答分を、蓄電池２４に送出する。
【００４６】
図１９は、EMS直下の蓄電池（蓄電池２１、２２）の動作を説明するためのフローチャートである。図２０は、ネットワークを介した蓄電池（蓄電池２３、２４）の動作を説明するためのフローチャートである。図２１は、離散時間単位インパルス応答波形（基準応答波形）と、EMS直下の蓄電池（蓄電池２１、２２）の記憶部２０Ａ２２が有するインデックスと、の対応関係を示した図である。図２２は、離散時間単位インパルス応答波形と、ネットワークを介した蓄電池（蓄電池２３、２４）の記憶部２０Ｂ２２が有するインデックスと、の対応関係を示した図である。
EMS３は、LFC信号を受信するごとに、LFC信号のレベルと基準応答波形を用いて制御信号Ａ３を生成する。
続いて、EMS３は、制御信号Ａ３を生成するたびに、制御信号Ａ３をp応答分とq応答分に分割する。
続いて、EMS３は、制御信号Ａ３をp応答分とq応答分に分割するごとに交互に選択した組に含まれるEMS直下の蓄電池にp応答分を分配し、選択した組に含まれるネットワークを介した蓄電池にq応答分を分配する。
EMS直下の蓄電池では、処理部２０Ａ２３は、通信部２０Ａ２１を介してEMS３からp応答分（2TS分：10秒分）を入手する（ステップＳ１９０１）。
続いて、処理部２０Ａ２３は、p応答分（10秒分）を、記憶部２０Ａ２２の10秒分の記憶領域に上書きして記憶する（ステップＳ１９０２）。この際、処理部２０Ａ２３は、p応答分（充放電指令）を、充放電指令の処理タイミングに関連づけて記憶部２０Ａ２２に記憶する。
続いて、処理部２０Ａ２３は、充放電指令の処理タイミング（記憶部２０Ａ２２の先頭から2TS分の期間（10秒））に従って、その処理タイミングに関連づけられた値（充放電指令）で、蓄電池部２０Ａ１を充電または放電する（ステップＳ１９０３）。
一方、ネットワークを介した蓄電池では、動作開始時に、処理部２０Ｂ２３は、記憶部２０Ｂ２２に記憶されている値をクリアする（ステップＳ２００１）。
続いて、処理部２０Ｂ２３は、通信部２０Ｂ２１を介してEMS３からq応答分を入手する（ステップＳ２００２）。
続いて、処理部２０Ｂ２３は、記憶部２０Ｂ２２のインデックス「0」に対応する記憶領域の処理タイミングになると、記憶部２０Ｂ２２の記憶領域に記憶されている値に、1秒単位でq応答分を加算して、新たな充放電指令を生成する（ステップＳ２００３）。
続いて、処理部２０Ｂ２３は、充放電指令の処理タイミングに従って、その処理タイミングに関連づけられた充放電指令値で、蓄電池部２０Ｂ１を充電または放電する（ステップＳ２００４）。
続いて、処理部２０Ｂ２３は、記憶部２０Ｂ２２上のデータ（充放電指令）を2TS分前詰めにシフトして記憶し、後ろの2TS分の記憶領域の値をクリアする（ステップＳ２００５）。
【００４７】
図２３は、4台の蓄電池２１〜２４のそれぞれが有する記憶部のインデックスと、時刻と、EMS３が中央制御指令所1からLFC信号を受信して処理をするタイミングと、の関係を示した図である。
図２３の横軸は、リアルタイムの時刻を示す。
図２３の縦軸は、EMS３のLFC信号の処理タイミングと、その処理タイミングにおいて、各蓄電池の記憶部に記憶されている充放電指令に対応する処理タイミング（リアルタイムの時刻）と、の関係を示す。
例えば、“TS1で更新”の行では、TS1スタートエッジのタイミングで、蓄電池２１は、EMS３からのp応答分で記憶部２０Ａ２２内のデータを更新し、その直後に、更新した記憶部２０Ａ２２の先頭の1TSの記憶領域に設定（記憶）した値で充放電を実行する。
同じ時刻（TS1スタートエッジのタイミング）に、蓄電池２２は、記憶部２０Ａ２２の後方の1TSの記憶領域に設定（記憶）してある値で充放電を実行する（TS-1で更新の行を参照）。なお、この値は、TS1スタートエッジのタイミングで蓄電池２１が受信したp応答分の元になった制御信号Ａ３よりも1個前に生成された制御信号Ａ３のp応答分に含まれている値である。
また、同じ時刻（TS1スタートエッジのタイミング）に、蓄電池２３は、記憶部２０Ｂ２２の先頭の1TSの領域に設定（記憶）してある値で充放電を実行する（TS-2で更新の行を参照）。なお、この値は、TS1スタートエッジのタイミングで蓄電池２１が受信したp応答分の元になった制御信号Ａ３よりも2個前に生成された制御信号Ａ３のq応答分が反映された値である。
また、同じ時刻（TS1スタートエッジのタイミング）に、蓄電池２４は、記憶部２０Ｂ２２の2番目の1TSの領域に設定してある値で充放電を実行する（TS-3で更新の行を参照）。なお、この値は、TS1スタートエッジのタイミングで蓄電池２１が受信したp応答分の元になった制御信号Ａ３よりも3個前に生成された制御信号Ａ３のq応答分が反映された値である。
このため、TS1スタートエッジのタイミングから1TSの期間、蓄電池２１〜２４の各々で充放電が実行される。
【００４８】
また、同時にEMS３は、このタイミング（TS1スタートエッジのタイミング）で、TS1のLFC信号に対応するq応答分を蓄電池２３に送出する。
蓄電池２３は、このq応答分を、TS1スタートエッジのタイミングから通信遅延だけ遅れたタイミングで受信する。蓄電池２３は、受信したq応答分を反映した充放電指令を用いた充放電を、TS3スタートエッジのタイミングで実行する。
以上に示した手順とタイミング管理により、4台の蓄電池の充放電量を時刻ごとに加算した総充放電電力はLFC信号に応答したものとなる。
【００４９】
以上の処理について数値解析を用いて動作を確認した。図２４と図２５は、数値解析結果を示した図である。
図２４（ａ）は、正規乱数を用いて生成した疑似的なLFC信号を示した図である。
図２４（ｂ）は、図２４（ａ）に示した擬似的なLFC信号を入力とした場合の制御信号生成部３１の出力（制御信号Ａ３）を示した図である。
図２４（ｃ）は、蓄電池２１〜２４の充放電電力の合計を時刻単位で求めた計算の結果を示した図である。
図２４（ｂ）と図２４（ｃ）の差はなく、時刻割振りも含めて好適に分配されていることが分かる。
図２５（ａ）〜図２５（ｄ）は、それぞれ、蓄電池２１〜２４の充放電電力の計算結果を示した図である。なお、図２４（ｃ）は、図２５に示した蓄電池２１〜２４の充放電電力を時刻ごとに加算したものである。
蓄電池２１および２２は、LFC信号の応答波形（インパルス応答波形）のうち時間的に早い成分を担っている。このため、蓄電池２１および２２の充放電電力には、比較的高い周波数成分が含まれていることが、図２５（ａ）および図２５（ｂ）に示した波形の様子から理解できる。
一方、蓄電池２３および２４は、LFC信号の応答波形のうち時間的に遅い成分を担っている。このため、蓄電池２３および２４の充放電電力では、図２５（ｃ）および図２５（ｄ）に示したように、波形がなだらかであることが分かる。
このことから、蓄電池の割振りに際して、EMS直下の蓄電池とネットワークを介した蓄電という2種類の蓄電池の組み合わせではなく、EMS直下の蓄電池ではあるが、応答の早い蓄電池と遅い蓄電池の2種類の組み合わせも考えうる。
また、蓄電池の組み合わせで説明してきたが、蓄電池以外の組み合わせ、例えば遅い応答の機器として電気温水器などの蓄熱機器と早い応答は蓄電池とを組み合わせることも可能である。
【００５０】
次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態では、通信部３４は、分割制御信号の各々を、該分割制御信号の分担先として決定された蓄電池に送信する。このため、複数の蓄電池の各々に分割制御信号を提供することが可能になる。よって、複数の蓄電池を集中的に管理することが可能になる。
【００５１】
制御信号生成部３１は、LFC信号のレベルに基づいて制御信号Ａ３を5秒ごとに生成する。生成部３２は、制御信号Ａ３ごとに、制御信号Ａ３を、制御信号Ａ３の経過時間に応じて複数の分割制御信号に分割する。このため、LFC信号のレベルが変更されるタイミング（レベル変更可能なタイミング）で、各制御信号Ａ３を分割制御信号に分割することが可能になる。よって、各蓄電池が分割制御信号に応じて充放電を行うことによって、畳み込み処理のように電力需給制御を実行することが可能になる。
【００５２】
制御信号生成部３１は、単位レベルのLFC信号に対してPI制御を実行した結果を保持し、その結果にLFC信号の実際のレベルを乗算して制御信号Ａ３を生成する。このため、制御信号Ａ３の生成に要する時間を短くすることが可能になる。
【００５３】
ネットワーク介した蓄電池において、記憶部２０Ｂ２１内の使用済みデータを2TSごとに削除し、その後、記憶部２０Ｂ２１内のデータを書き換えることで、記憶部２０Ｂ２１の効率的な利用を図ることが可能になる。
【００５４】
本実施形態では、上述したように制御信号（充放電指令値）Ａ３を分配することで、LFCのような比較的高速な応答が要求される電力需給調整を、多数の分散設置された蓄電池を活用して実現することが可能になる。
つまり、LFCのような比較的高速な応答が要求される電力需給調整の一部を、通信など影響により応答が遅延する蓄電池を活用して実行することができる。
また応答遅延時間の小さく高速な応答が可能なEMS直下の蓄電池は、LFCのような比較的高速な応答が要求される電力需給調整における一部を実施すればいい。そのため、EMS直下の蓄電池を少なくすることもできる。
例えば、LFCなどの高速な応答が要求される全ての電力需給調整を、EMS直下の蓄電池に担わせる場合に比べて、需給調整の高速応答が必要な部分（本実施形態では最初の１０秒）のみをEMS直下の蓄電池に担わせる場合、EMS直下の蓄電池の数を10％程度まで少なくすることができる。
その結果、電力会社や新電力などは、LFCなどの高速応答に対応させるためにEMS直下に配置する蓄電池の数を少なくすることができ、公衆ネットワークを介して多くの蓄電池を需給調整に用いることが可能になる。
また、EMS直下に配置する蓄電池は一般的にコストが高いが、本実施形態によれば、この高コストのEMS直下の蓄電池の数を少なくでき、コストも下げることが可能になる。
【００５５】
次に、本実施形態の変形例を説明する。
本実施形態では、制御信号生成部３１は、時系列データであるLFC信号から制御信号Ａ３を順次生成したが、例えば、中央制御指令所１が制御信号Ａ３を順次送信する場合、生成部３２は、中央制御指令所１から制御信号Ａ３を順次受信してもよい。この場合、制御信号生成部３１を省略することが可能になる。
蓄電池の応答遅延時間は、EMS３から蓄電池までの距離に応じて決定されてもよい。例えば、EMS３から蓄電池までの距離が長くなるほど、その蓄電池の応答遅延時間を長くしてもよい。
また、決定部３３は、蓄電池の応答遅延時間に加えて、中央制御指定所１やEMS３から蓄電池までの距離に基づいて、蓄電池に応じた分割制御信号を決定してもよい。また、決定部３３は、蓄電池の通信に関する応答遅延期間（通信遅延時間）の代わりに、中央制御指定所１やEMS３から蓄電池までの距離に基づいて、蓄電池に応じた分割制御信号を決定してもよい。
例えば、決定部３３は、EMS３までの距離が距離の閾値未満の蓄電池（例えばEMS直下の蓄電池）に対してp応答分を決定し、EMS３までの距離が距離の閾値以上の蓄電池（例えばネットワークを介した蓄電池）に対してq応答分を決定する。
【００５６】
（第３実施形態）
第２実施形態では、蓄電池を集中制御するEMS側に生成部や決定部が設けられたが、第３実施形態では、蓄電池側に生成部や決定部が設けられる。以下、第３実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に説明する。
【００５７】
図２６は、本発明の第３実施形態の電力需給調整システムを示した図である。図２６において、図８に示したものと同一構成のものには同一符号を付してある。
電力需給調整システムは、EMS３Ａと、蓄電池２１Ａ、２２Ａ、２３Ａおよび２４Ａと、を含む。
EMS３Ａは、パラメータ配信部３Ａ１を含む。
パラメータ配信部３Ａ１は、蓄電池２１Ａ、２２Ａ、２３Ａおよび２４Ａに、制御信号生成部３１のパラメータを送信する。
蓄電池２１Ａ、２２Ａ、２３Ａおよび２４Ａは、蓄電装置の一例である。
【００５８】
蓄電池２１Ａおよび２２Ａは、EMS直下の蓄電池である。
図２７は、蓄電池２１Ａおよび２２Ａとして使用可能な蓄電池２０ＡＡを示した図である。図２７において、図８や図１４に示したものと同一構成のものには同一符号を付してある。
蓄電池２０ＡＡは、制御信号生成部３１と、生成部３２Ａと、決定部３３Ａと、蓄電池部２０Ａ１と、制御部２０Ａ２と、を含む。
制御信号生成部３１は、LFC信号と制御信号生成部３１Ａのパラメータとを受信する。制御信号生成部３１は、制御信号生成部３１Ａのパラメータを用いて基準応答波形を計算し、その計算結果（基準応答波形）を保持する。
制御信号生成部３１は、基準応答波形にLFC信号の実際のレベルを乗算して制御信号Ａ３を順次生成する。制御信号生成部３１は、各制御信号Ａ３を生成部３２Ａに出力する。
生成部３２Ａは、蓄電池部２０Ａ１の応答遅延時間が閾値未満である場合、第１分割制御信号を生成し、蓄電池部２０Ａ１の応答遅延時間が閾値以上である場合、第２分割制御信号を生成する。ここで、生成部３２Ａは、蓄電池部２０Ａ１の応答遅延時間を予め保持しているとする。蓄電池２０ＡＡ内の生成部３２Ａは、第１分割制御信号を生成する。
決定部３３Ａは、蓄電池部２０Ａ１の応答遅延時間が閾値未満である場合、蓄電池部２０Ａ１に第１分割制御信号を分担させ、蓄電池部２０Ａ１の応答遅延時間が閾値以上である場合には、蓄電池部２０Ａ１に第２分割制御信号を分担させる。蓄電池２０ＡＡ内の決定部３３Ａは、蓄電池部２０Ａ１に第１分割制御信号を分担させる。
なお、蓄電池２０ＡＡの生成部３２Ａおよび決定部３３Ａは、蓄電池２０ＡＡの応答遅延時間を予め保持していてもよいし、第１実施形態に記載したように、EMS３Ａと生成部３２Ａおよび決定部３３Ａが互いに定期的に信号を送信し、その信号を受信するまでの時間や蓄電池がその信号に応じて充放電を開始するまでの時間をモニタリングして各蓄電地の応答遅延時間を設定してもよい。
制御部２０Ａ２は、蓄電池部２０Ａ１に分担された分割制御信号に基づいて、蓄電池部２０Ａ１を制御する。蓄電池２０ＡＡ内の制御部２０Ａ２は、第１分割制御信号に基づいて、蓄電池部２０Ａ１を制御する。
【００５９】
蓄電池２３Ａおよび２４Ａは、ネットワークを介した蓄電池（例えば、需要家側の蓄電池）である。需要家側の蓄電池は、例えば、家庭に配置されて蓄電池である。なお、需要家側の蓄電池は、家庭に配置されているものだけではなく、ビルや商業施設などに配置されている非常用の蓄電池も含む。蓄電池２３Ａおよび２４Ａは、それぞれ、制御装置の一例でもある。
図２８は、蓄電池２３Ａおよび２４Ａとして使用可能な蓄電池２０ＢＢを示した図である。図２８において、図８、図１４、図２７に示したものと同一構成のものには同一符号を付してある。以下、蓄電池２０ＢＢについて、蓄電池２０ＡＡと異なる点を中心に説明する。
蓄電池２０ＢＢは、制御信号生成部３１と、生成部３２Ａと、決定部３３Ａと、蓄電池部２０Ｂ１と、制御部２０Ｂ２と、を含む。
蓄電池２０ＢＢ内の生成部３２Ａは、第２分割制御信号を生成する。
蓄電池部２０ＢＢ内の決定部３３Ａは、蓄電池部２０Ｂ１に第２分割制御信号を分担させる。
制御部２０Ｂ２は、蓄電池部２０Ｂ１に分担された第２分割制御信号に基づいて、蓄電池部２０Ｂ１を制御する。
なお、蓄電池２０ＢＢの生成部３２Ａおよび決定部３３Ａは、蓄電池２０ＢＢの応答遅延時間を予め保持していてもよいし、第１実施形態に記載したように、EMS３Ａと生成部３２Ａおよび決定部３３Ａが互いに定期的に信号を送信し、その信号を受信するまでの時間や蓄電池がその信号に応じて充放電を開始するまでの時間をモニタリングして各蓄電地の応答遅延時間を設定してもよい。
【００６０】
制御信号生成部３１の出力応答波形（制御信号Ａ３）は、制御信号生成部３１のパラメータが定まると波形が定まり、その波形にLFC信号のレベルを乗算することで計算できることをすでに述べている。
通常、制御信号生成部３１のパラメータは、LFC信号に応答している期間中にリアルタイムに変更するものではない。
このため、EMS３Ａは、外部から与えられた制御信号生成部３１のパラメータを各蓄電池に配る。そして、各蓄電池が、1TSを単位とする単位レベルのLFC信号の入力信号に対する応答波形を計算し、テンプレートとして必要な波形部分を記憶する。
この場合、図２６に示したように、LFC信号は直接、中央制御指令所１から配られる構成になってもよい。
また、EMS３Ａが、1TSを単位とする単位レベルのLFC信号に対する応答波形を計算し、その計算結果をテンプレートとして蓄電池に応じた必要な波形を作成し、各蓄電池へ必要な波形を予め配布して、各蓄電池が必要な波形を記憶しておくという構成でもよい。
いずれにしても蓄電池がリアルタイムで受信するのはLFC信号のレベルとなる。
【００６１】
図２９は、中央制御指令所１から送信されたLFC信号をEMSが中継してEMS配下の蓄電池に配布する場合のシーケンス図である。
EMSを中継してLFC信号を配布することで、LFC信号の蓄電池への選択的な配布が可能となる。このため、LFC信号の配布タイミングの違いを用いて各蓄電池の動作タイミングの管理が可能となる。
【００６２】
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態では、生成部３２Ａは、蓄電池部２０Ａ１の応答遅延時間が閾値未満である場合、第１分割制御信号を生成し、蓄電池部２０Ａ１の応答遅延時間が閾値以上である場合、第２分割制御信号を生成する。決定部３３Ａは、蓄電池部２０Ａ１の応答遅延時間が閾値未満である場合、蓄電池部２０Ａ１に第１分割制御信号を分担させ、蓄電池部２０Ａ１の応答遅延時間が閾値以上である場合には、蓄電池部２０Ａ１に第２分割制御信号を分担させる。制御部２０Ａ２は、蓄電池部２０Ａ１に分担された分割制御信号に基づいて、蓄電池部２０Ａ１を制御する。本実施形態では、制御部２０Ａ２は、第１分割制御信号に基づいて、蓄電池部２０Ａ１を制御する。
このため、蓄電池側で分割制御信号を生成することが可能になる。
【００６３】
次に、本実施形態の変形例を説明する。
蓄電池の応答遅延時間は、EMS３Ａから蓄電池までの距離に応じて決定されてもよい。例えば、EMS３Ａから蓄電池までの距離が長くなるほど、その蓄電池の応答遅延時間を長くしてもよい。
また、決定部３３Ａは、蓄電池の応答遅延時間に加えて、中央制御指定所１やEMS３Ａから蓄電池までの距離に基づいて、蓄電池に応じた分割制御信号を決定してもよい。
また、決定部３３Ａは、蓄電池の通信に関する応答遅延期間（通信遅延時間）の代わりに、中央制御指定所１やEMS３Ａから蓄電池までの距離に基づいて、蓄電池に応じた分割制御信号を決定してもよい。
例えば、決定部３３Ａは、EMS３Ａまでの距離が距離の閾値未満の蓄電池（例えばEMS直下の蓄電池）に対して第１分割制御信号を決定し、EMS３Ａまでの距離が距離の閾値以上の蓄電池（例えばネットワークを介した蓄電池）に対して第２分割制御信号を決定する。
【００６４】
上記各実施形態によれば、電力需給バランスを補正するための確定的でなくランダムなLFC信号に対してリアルタイムに応答させることで電源周波数の安定化に寄与する仕組みに、ネットワークを介して分散設置された蓄電池も活用できるようになる。
このため、建設に時間がかかりコストもかかる水力発電所や火力発電所が有するLFC機能の一部を代替え可能になり、電力需給バランス運用のコストを小さくできる。
また、今後徐々に増加する変動電源である再生可能エネルギー電源の大量導入に伴うLFC容量の増加に対して、蓄電池等の電力需給調整装置を活用でき、再生可能エネルギー大量導入時の需給バランス運用（電力系統の安定運用）に寄与することが可能になる。
【００６５】
次に、変形例を説明する。
第２実施形態および第３実施形態で4つの蓄電池が用いられたが、蓄電池の数は4つに限らず適宜変更可能である。また、EMS直下の蓄電池の数とネットワークを介した蓄電池の数を同数としたが、これらの数は異なっていてもよい。
【００６６】
第２実施形態および第３実施形態では、蓄電池の応答遅延時間に、蓄電池へ信号が送信されてから該信号が該蓄電池で受信されるまでの時間（以下「通信遅延時間」と称する）が含まれるが、蓄電池の応答遅延時間に、蓄電池自体の応答遅れ時間が含まれてもよい。
【００６７】
また、蓄電池の応答遅延時間として、通信遅延時間が用いられずに蓄電池自体の応答遅れ時間が用いられてもよい。
例えば、EMSが、ネットワークを介した蓄電池の代わりに、EMS直下の蓄電池のうち蓄電池自体の応答遅れ時間が応答遅延時間の閾値以上の蓄電池を用いた場合、それらの蓄電池は、図１５Ｂや図１５Ｄに示された記憶部２０Ｂ２２を含む制御部２０Ｂ２を有することになる。そして、記憶部２０Ｂ２２のインデックスと処理タイミングとの関係は、インデックス「0」と対応づけられた処理タイミング（TS内の1秒単位のタイミング）は、TS3の先頭のタイミングよりも蓄電池自体の応答遅れ時間だけ前のタイミングに設定される。
【００６８】
第２実施形態および第３実施形態において、p応答分の各値がその値の処理タイミングに合わせて提供される場合、p応答分の提供先は、p応答分を記憶部に記憶することなく、提供されたp応答分を用いて蓄電池の充放電を制御してもよい。
【００６９】
第２実施形態および第３実施形態において、制御信号生成部３１が生成部３２や３２Ａに内蔵されてもよい。この場合、生成部３２や３２Ａは、5秒ごとに、単位レベルのLFC信号に対してPI制御を実行した結果とLFC信号の実際のレベルとを用いて分割制御信号を生成することになる。
【００７０】
上記各実施形態では、電力需給調整装置として主に蓄電池が用いられたが、電力需給調整装置は、蓄電池に限らず適宜変更可能である。例えば、電力需給調整装置として、エアコンなどの電気機器や、電気温水器や、ヒートポンプ給湯器や、ポンプや、電気自動車が用いられてもよい。
【００７１】
上記実施形態において、制御装置Ａ、EMS３および３Ａ、制御部２０Ａ２および２０Ｂ２は、それぞれ、コンピュータにて実現されてもよい。この場合、コンピュータは、コンピュータにて読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムを読込み実行して、制御装置Ａ、EMS３および３Ａ、制御部２０Ａ２および２０Ｂ２のいずれか有する機能を実行する。記録媒体は、例えば、CD-ROM（Compact Disk Read Only Memory）である。記録媒体は、CD-ROMに限らず適宜変更可能である。
以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７２】
Ａ      制御装置
Ａ１    生成部
Ａ２    決定部
１      中央制御指令所
１１〜１４  発電所
１５    公衆通信網
２Ａ〜２Ｙ、２１〜２４、２１Ａ〜２４Ａ、２０Ａ、２０Ｂ  蓄電池
２０ＡＡ、２０ＢＢ  蓄電池
２０Ａ１、２０Ｂ１  蓄電池部
２０Ａ２、２０Ｂ２  制御部
２０Ａ２１、２０Ｂ２１  通信部
２０Ａ２２  記憶部
２０Ａ２３、２０Ｂ２３  処理部
３、３Ａ  EMS
３Ａ１    パラメータ配信部
３１    制御信号生成部
３２、３２Ａ  生成部
３３、３３Ａ  決定部
３４    通信部
【図１】
0006451369.tif 000002
【図２】
0006451369.tif 000003
【図３】
0006451369.tif 000004
【図４】
0006451369.tif 000005
【図５】
0006451369.tif 000006
【図６】
0006451369.tif 000007
【図７】
0006451369.tif 000008
【図８】
0006451369.tif 000009
【図９Ａ】
0006451369.tif 000010
【図９Ｂ】
0006451369.tif 000011
【図１０】
0006451369.tif 000012
【図１１】
0006451369.tif 000013
【図１２】
0006451369.tif 000014
【図１３】
0006451369.tif 000015
【図１４】
0006451369.tif 000016
【図１５Ａ】
0006451369.tif 000017
【図１５Ｂ】
0006451369.tif 000018
【図１５Ｃ】
0006451369.tif 000019
【図１５Ｄ】
0006451369.tif 000020
【図１６】
0006451369.tif 000021
【図１７】
0006451369.tif 000022
【図１８】
0006451369.tif 000023
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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