(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置が発電した発電電力と商用の電力系統から供給される買電電力とに基づいて蓄電池の出力を制御する電力管理システムであって、
制御対象日の気象情報と類似した気象情報に対応付けられて記録されている負荷電力の過去実績データを取得する負荷電力データ取得部と、
前記過去実績データのピーク値と、前記蓄電池の出力の推定値及び前記過去実績データを用いて算出した前記買電電力のピーク値との差分をピーク電力削減量として求める出力範囲決定部と、
を備え、
前記出力範囲決定部は、前記蓄電池の出力範囲を変化させながら前記出力範囲毎の前記ピーク電力削減量を算出し、前記出力範囲毎の前記ピーク電力削減量を比較することで前記蓄電池の出力範囲を決定することを特徴とする電力管理システム。
【請求項２】
前記出力範囲決定部は、前記蓄電池の出力範囲を変化させたときの各前記ピーク電力削減量を算出し、前記出力範囲が前記蓄電池の定格出力である時の前記ピーク電力削減量と同等であり、且つ最も狭くなる前記出力範囲を選択することで、前記蓄電池の出力範囲を決定する請求項１に記載の電力管理システム。
【請求項３】
前記出力範囲決定部は、前記蓄電池の出力値を推定し、前記推定した前記蓄電池の出力である前記推定値を前記過去実績データのピーク値から減算することで前記買電電力のピーク値を算出する請求項２に記載の電力管理システム。
【請求項４】
前記負荷電力データ取得部によって取得した前記過去実績データに基づいて、前記蓄電池の補償周波数帯域を決定する蓄電池補償帯域決定部を有し、
前記出力範囲決定部は、前記補償周波数帯域に基づいて、前記過去実績データをフィルタリングすることで前記蓄電池の出力値を推定する請求項３に記載の電力管理システム。
【請求項５】
発電装置が発電した発電電力と商用の電力系統から供給される買電電力とに基づいて蓄電池の出力を制御する電力管理システムの電力管理方法であって、
制御対象日の気象情報と類似した気象情報に対応付けられて記録されている負荷電力の過去実績データを取得する負荷電力データ取得ステップと、
前記過去実績データのピーク値と、前記蓄電池の出力の推定値及び前記過去実績データを用いて算出した前記買電電力のピーク値との差分をピーク電力削減量として求める出力範囲決定ステップと、
を含み、
前記出力範囲決定ステップでは、前記蓄電池の出力範囲を変化させながら前記出力範囲毎の前記ピーク電力削減量を算出し、前記出力範囲毎の前記ピーク電力削減量を比較することで前記蓄電池の出力範囲を決定することを特徴とする電力管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力管理システム及び電力管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、蓄電池は、充放電サイクルを繰り返すことにより蓄電池の内部抵抗が増加する。これにより、蓄電池は劣化し電池容量が低下して電池寿命を迎える。これは、電池容量の上限までフルに充電する満充電や、完全放電のように放電深度（ＤＯＤ：Depth Of Discharge）が深い放電が繰り返されると、内部抵抗の増加が促進されるためである。したがって、蓄電池の長寿命化を図るためには、充電電圧を低く設定する又は放電深度（ＤＯＤ：Depth Of Discharge）を浅く設定し、蓄電池の出力範囲を狭く設定する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４７７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、蓄電池の長寿命化を図るために、蓄電池の出力範囲を狭く設定すると、電力使用量がピークとなる時間帯に充電池の容量が不十分となり、十分な電力を供給することができない場合がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、蓄電池の劣化を低減するとともに電力逼迫時においても電力を蓄電池から安定して供給可能な電力管理システム及び電力管理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、発電装置が発電した発電電力と商用の電力系統から供給される買電電力とに基づいて蓄電池の出力を制御する電力管理システムであって、制御対象日の気象情報と類似した気象情報に対応付けられて記録されている負荷電力の過去実績データを取得する負荷電力データ取得部と、前記過去実績データのピーク値と、前記蓄電池の出力の推定値及び前記過去実績データを用いて算出した前記買電電力のピーク値との差分をピーク電力削減量として求める出力範囲決定部と、を備え、前記出力範囲決定部は、前記蓄電池の出力範囲を変化させながら前記出力範囲毎の前記ピーク電力削減量を算出し、前記出力範囲毎の前記ピーク電力削減量を比較することで前記蓄電池の出力範囲を決定することを特徴とする電力管理システムである。
【０００７】
また、本発明の一態様は、上述の電力管理システムであって、前記出力範囲決定部は、前記蓄電池の出力範囲を変化させたときの各前記ピーク電力削減量を算出し、前記出力範囲が前記蓄電池の定格出力である時の前記ピーク電力削減量と同等であり、且つ最も狭くなる前記出力範囲を選択することで、前記蓄電池の出力範囲を決定する。
【０００８】
また、本発明の一態様は、上述の電力管理システムであって、前記出力範囲決定部は、前記蓄電池の出力値を推定し、前記推定した前記蓄電池の出力である前記推定値を前記過去実績データのピーク値から減算することで前記買電電力のピーク値を算出する。
【０００９】
また、本発明の一態様は、上述の電力管理システムであって、前記負荷電力データ取得部によって取得した前記過去実績データに基づいて、前記蓄電池の補償周波数帯域を決定する蓄電池補償帯域決定部を有し、前記出力範囲決定部は、前記補償周波数帯域に基づいて、前記過去実績データをフィルタリングすることで前記蓄電池の出力値を推定する。
【００１０】
また、本発明の一態様は、発電装置が発電した発電電力と商用の電力系統から供給される買電電力とに基づいて蓄電池の出力を制御する電力管理システムの電力管理方法であって、制御対象日の気象情報と類似した気象情報に対応付けられて記録されている負荷電力の過去実績データを取得する負荷電力データ取得ステップと、前記過去実績データのピーク値と、前記蓄電池の出力の推定値及び前記過去実績データを用いて算出した前記買電電力のピーク値との差分をピーク電力削減量として求める出力範囲決定ステップと、を含み、前記出力範囲決定ステップでは、前記蓄電池の出力範囲を変化させながら前記出力範囲毎の前記ピーク電力削減量を算出し、前記出力範囲毎の前記ピーク電力削減量を比較することで前記蓄電池の出力範囲を決定することを特徴とする電力管理方法である。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、蓄電池の劣化を低減するとともに電力逼迫時においても電力を蓄電池から安定して供給可能な電力管理システム及び電力管理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の電力管理システム１の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の蓄電池容量の算出方法を示すグラフである。
【図３】本実施形態の蓄電池の出力の決定方法を説明するブロック図である。
【図４】本実施形態の記憶部に記憶された蓄電池使用範囲設定テーブルの一例を示す。
【図５】本実施形態による、蓄電池制御（蓄電池出力指令値計算部３１の構成）を説明するブロック図である。
【図６】本実施形態の電力管理システム１が取得した過去の負荷電力データを示す図である。
【図７】本実施形態の電力管理システムのシミュレーション結果を示す図である。
【図８】従来の電力管理システムのシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本実施形態の電力管理システム１の構成を示すブロック図である。図１において、電力管理システム１は、システム演算部１０、過去実績データＤＢ（データベース）１１、リアルタイムコントローラ１２及び定置用蓄電池部１３を有する。
システム演算部１０は、気象情報取得部２０、気象類似日負荷電力データ取得部２１、蓄電池補償帯域決定部２２、出力初期値決定部２３及び出力範囲決定部２４を有する。
リアルタイムコントローラ１２は、格納部３０及び蓄電池出力指令値計算部３１を有する。
【００１４】
また、上記気象情報取得部２０、気象類似日負荷電力データ取得部２１及び過去実績データＤＢ１１を負荷電力取得部４０として構成することもできる。また、蓄電池補償帯域決定部２２及び出力初期値決定部２３を制御パラメータ決定部４１として構成することもできる。また、出力範囲決定部２４を出力範囲機能決定部４２として構成することもできる。格納部３０、蓄電池出力指令値計算部３１、及び定置用蓄電池部１３を蓄電池制御部４３として構成することもできる。
【００１５】
負荷電力取得部４０は、制御対象日の前日、あるいは前日よりも前の日に翌日（制御対象日）の気象情報と類似した気象情報に対応付けられて記録されている負荷電力の過去実績データ（平日、土日・祝日に対応）を取得する（１日１回）。より具体的には、過去実績データＤＢ１１は、外部に設けられたシステムから、負荷電力の履歴、天気、温度、湿度等を含む気象情報とを日付に対応づけて記憶する。
【００１６】
気象情報取得部２０は、インターネット２を介して天気、温度、湿度等を含む気象情報を外部に接続された気象情報提供サーバ等から取得する。気象類似日負荷電力データ取得部２１は、気象情報取得部２０によって取得した気象情報に類似する気象情報が対応づけられた負荷電力のデータを、負荷電力の過去実績データとして過去実績データＤＢ１１から取得する。気象情報が類似するか否かの判定は、例えば、天気（天候）が同じであり、お互いの温度と湿度とが、それぞれ所定の範囲内にあれば類似すると判定する。すなわち、天気が同じであっても、お互いの温度と湿度との少なくともいずれかが、所定の範囲外である場合には、類似しないと判定する。また、制御対象日における気温の推移予想グラフと過去の気象情報における気温の推移グラフの相関関係、制御対象日における湿度の推移予想グラフと過去の気象情報における湿度の推移グラフの相関関係によって類似を判断してもよい。
【００１７】
蓄電池補償帯域決定部２２は、負荷電力取得部４０が取得した負荷電力データ（過去実績データ）を用いて、高域遮断周波数及び低域遮断周波数を決定する。すなわち、蓄電池補償帯域決定部２２は、時刻の経過と負荷電力との関係を表す負荷電力プロファイルのうち、ある時刻の範囲における負荷電力プロファイルから、あるいは、過去の類似する電力プロファイルや、シミュレーション結果などを解析することで、その負荷電力プロファイルに対応する最適な蓄電池の補償周波数帯域を求める。ここで、例えば、使用する負荷電力データは、業務時間帯のデータである。業務時間帯とは、負荷に電力を供給するために蓄電池を放電する時間帯である。
【００１８】
以下に、本実施形態の蓄電池補償帯域決定部２２の高域遮断周波数及び低域遮断周波数を決定する方法の一例を説明する。
【００１９】
まず、蓄電池補償帯域決定部２２は、負荷電力に含まれる周波数成分を特定するため、負荷電力の過去実績データから、（１）式の離散フーリエ変換の公式を用いて、負荷電力の各周波数ｆｋにおける実数部Ｒ（ｆｋ）、及び虚数部Ｉ（ｆｋ）を計算する。ｘ（ｔ）は負荷電力、ｆｋは周波数、Ｘ（ｆｋ）は周波数ｆｋにおける負荷電力、ｋは１からサンプル数Ｎまでの数を表す。
【００２０】
【数１】
0006524515.tif 000002
【００２１】
次に、蓄電池補償帯域決定部２２は、（２）式に基づき、負荷電力の各周波数の振幅｜Ｘ（ｆｋ）｜［ｋＷ］を求める。ｋは、１からＮ／２までの数である。
【００２２】
【数２】
0006524515.tif 000003
【００２３】
次に、蓄電池補償帯域決定部２２は、（３）式に基づき、実数部Ｒ（ｆｋ）及び虚数部Ｉ（ｆｋ）を用いて、位相差φ（ｆｋ）［ｒａｄ］を求める。
【００２４】
【数３】
0006524515.tif 000004
【００２５】
なお、基本周波数ｆ１は、（３）式に基づき、負荷電力のサンプリング間隔Δｔ、及びサンプル数Ｎから求められる。また、ナイキスト周波数ｆｓは、（４）式及び（５）式に基づき求められる。
【００２６】
【数４】
0006524515.tif 000005
【００２７】
【数５】
0006524515.tif 000006
【００２８】
次に、図２を用いて、低域遮断周波数の決定方法を説明する。図２は、（２）式で求めた各周波数の振幅｜Ｘ（ｆｋ）｜の正弦波の時間積分による蓄電池容量の算出方法を示すグラフである。
図２において、縦軸は電力を表し、横軸は時間を表す。電力のグラフは、（２）式より求めた各周波数ｆｋに対する振幅｜Ｘ（ｆｋ）｜を示し、正弦波の半周期分において、（３）式より求めた位相差φ（ｆｋ）を考慮して、蓄電池の充電期間における放電電力と放電期間における放電電力を示している。すなわち、図２における０〜φ（ｆｋ）における電力は充電電力を示し、φ（ｆｋ）〜１／２ｆｋにおける電力は放電電力を示す。
ここで、負荷変動補償に必要な蓄電池容量は、放電量から充電量を引いた値、すなわち、図２の斜線部分で示した放電量から充電量を引いた値によって算出することができる。周波数ｆｋにおける蓄電池容量は、以下に示す（６）式に基づき求められる。
【００２９】
【数６】
0006524515.tif 000007
【００３０】
蓄電池補償帯域決定部２２は、離散フーリエ変換で求めた振幅｜Ｘ（ｆｋ）｜、周波数ｆｋ、及び位相差φ（ｆｋ）を用いて、図２に示す半周期分において蓄電池の充電量及び放電量を算出する。
【００３１】
また、位相差φ（ｆｋ）を０［ｒａｄ］として考えると、（６）式においてｃｏｓφ（ｆｋ）＝１となり、すなわち、周波数ｆｋにおける蓄電池容量は、半周期において放電電力量に基づく値となる。一方、位相差φ（ｆｋ）が０［ｒａｄ］でない値の場合を考慮すると、半周期分において、放電量に加えて充電量を考慮した電力量が計算される。位相差φ（ｆｋ）を考慮することにより、放電量のみを考慮した蓄電池容量に対して充電量を考慮するため、より小さい蓄電池容量を算出することになり、負荷変動補償に適切な蓄電池容量の決定をすることができる。
【００３２】
蓄電池補償帯域決定部２２は、（７）式に示すように、各成分の周波数ｆｋにおける蓄電池容量を低域遮断周波数から高域遮断周波数まで積算することにより、蓄電池容量Ｗ（放電量−充電量）を計算する。
【００３３】
【数７】
0006524515.tif 000008
【００３４】
このように、蓄電池補償帯域決定部２２は、蓄電池容量Ｗ［ｋＷｈ］について、低域遮断周波数から高域遮断周波数まで積算することにより、低域遮断周波数と負荷変動補償に必要な蓄電池容量との関係を求めることができる。蓄電池補償帯域決定部２２は、（７）式に示す関係から、実効蓄電池容量で最も補償帯域を広くとれる低域遮断周波数を、２点の線形補間で求めることができる。すなわち、蓄電池補償帯域決定部２２は、（７）式において求めた低域遮断周波数と負荷変動補償に必要な蓄電池容量との関係において、実効蓄電池容量において最も補償帯域を広くとれる低域遮断周波数を求め、求めた補償帯域の低域遮断周波数の高域側及び低域側の２点の周波数の線形補間によって低域遮断周波数を決定する。なお、高域遮断周波数は、短周期の速い変動を補償してもピーク電力削減効果が小さいことから固定値とする。
【００３５】
出力初期値決定部２３は、蓄電池出力指令値計算部３１から出力される蓄電池出力指令値（後述する）の初期値（以下、「出力初期値」という。）を算出する。出力初期値は、負荷の変動を補償する負荷変動補償の開始時刻における蓄電池から出力される出力の初期値である。例えば、出力初期値決定部２３は、定置用蓄電池部１３から出力される出力初期値を離散フーリエ変換し、蓄電池補償帯域決定部２２によって算出された高域遮断周波数を上限値、低域遮断周波数を下限値として、逆離散フーリエ変換することで、蓄電池補償帯域決定部２２が高域遮断周波数及び低域遮断周波数を設定した際に予想される蓄電池出力［ｋＷ］を求め、出力初期値を決定する。出力初期値決定部２３は、決定した出力初期値、高域遮断周波数及び低域遮断周波数を制御パラメータとして出力範囲決定部２４に出力する。このように、制御パラメータ決定部４１は、蓄電池補償帯域決定部２２における上述のような補償帯域を決定する処理、及び出力初期値決定部２３における上述のような出力初期値を決定する処理を例えば１日１回実行する。
【００３６】
出力範囲決定部２４は、制御パラメータ決定部４１から供給された制御パラメータ（出力初期値、高域遮断周波数及び低域遮断周波数）及び負荷電力取得部４０が取得した負荷電力データに基づいて、蓄電池の出力の範囲（以下、「出力範囲」という。）を算出する。蓄電池の出力範囲は、蓄電池が出力する電力の上限値と下限値とを有し、例えば、±５０ｋＷである。なお、プラスの出力値は、蓄電池から放電する電力を示し、マイナスの出力値は、蓄電池に対して充電する電力を示す。
【００３７】
以下に、本実施形態における出力範囲決定部２４の出力範囲の決定方法について説明する。
まず、出力範囲決定部２４は、制御パラメータ及び負荷電力データに基づいて、蓄電池の出力を計算する。図３は、蓄電池の出力の決定方法を説明する図である。図３（ａ）は、バンドパスフィルタを用いた蓄電池の出力の決定方法を示している。図３（ｂ）は、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタを用いた蓄電池の出力の決定方法を示している。
【００３８】
バンドパスフィルタは、ローパスフィルタとハイパスフィルタによって構成することができる。ここで、ローパスフィルタの入力をｘ（ｎ）、ローパスフィルタの出力（ハイパスフィルタの入力）をｙ（ｎ）、蓄電池出力をｚ（ｎ）とすると、ｙ（ｎ）は、ｘ（ｎ）を入力とする、高域遮断周波数によって定められた高域周波数を遮断するローパスフィルタの出力である。
また、ｚ（ｎ）は、ｙ（ｎ）を入力とする、低域遮断周波数によって定められた低域周波数を遮断するハイパスフィルタの出力である。
例えば、出力範囲決定部２４は、負荷電力取得部４０が取得した負荷電力（ｘｎ）、高域遮断周波数及び低域遮断周波数からバンドパスフィルタの計算式を用いて蓄電池出力（ｚｎ）を求める。バンドパスフィルタの計算式は、以下の式で示すことができる。
【００３９】
【数８】
0006524515.tif 000009
【００４０】
ｙｎは、中間出力値（ｋＷ）である。ｙｎ−１は、ｙｎの1ステップ前の中間出力値（ｋＷ）である。ｙｎは、以下に示す式で表すことができる。
【００４１】
【数９】
0006524515.tif 000010
【００４２】
ここで、ｘｎ−１は、バンドパスフィルタに入力するｘｎの１ステップ前の負荷電力（ｋＷ）である。Ｔは、制御周期であり、例えば１ｓである。ωＬは、高域遮断角周波数である。ωＨは、低域遮断角周波数である。ωＬ及びωＨは、以下で示す式で表すことができる。
【００４３】
【数１０】
0006524515.tif 000011
【００４４】
【数１１】
0006524515.tif 000012
【００４５】
ｆＬは、高域遮断周波数である。ｆＨは、低域遮断周波数である。なお、図３（ｂ）に示すように、バンドパスフィルタは、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタに分けることができる。したがって、蓄電池補償帯域決定部２２は、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタの計算式に基づいて蓄電池出力値を計算することができる。すなわち、蓄電池補償帯域決定部２２は、負荷電力（ｘｎ）及び高域遮断周波数（ｆＬ）からローパスフィルタの計算式を用いて、中間出力値（ｙｎ）を計算する。次に、蓄電池補償帯域決定部２２は、計算した中間出力値（ｙｎ）及び低域遮断周波数（ｆＨ）からハイパスフィルタの計算式を用いて、蓄電池出力値（ｚｎ）を計算する。
【００４６】
出力範囲決定部２４は、過去実績データのピーク値と買電電力のピーク値との差分から、蓄電池の出力範囲を変化させたときの各ピーク電力の削減量を算出し、出力範囲毎のピーク電力の削減量を比較することで蓄電池の出力範囲を決定する。
具体的には、出力範囲決定部２４は、負荷電力データから、所定周期の中で最も大きい負荷電力の所定周期を選択し、選択した所定周期の負荷電力（以下、「負荷電力ピーク」という。）から選択した所定周期の蓄電池出力値を減算することで、買電電力（以下、「買電電力ピーク」という。）を算出する。なお、所定周期は、例えば１分でもよいし、デマンド時限と同様に３０分でもよい。
出力範囲決定部２４は、負荷電力ピークから買電電力ピークを減算することで、ピーク電力削減量を算出する。
また、出力範囲決定部２４は、蓄電池出力値（ｚｎ）を時間積分し、その時間積分値の最大値を蓄電池の使用容量とする。例えば、時間積分する時間間隔は、デマンド時限と呼ばれる単位時間による計測期間である。したがって、出力範囲決定部２４は、蓄電池出力値（ｚｎ）の時間積分をデマンド時限毎に算出する。そして、出力範囲決定部２４は、算出したデマンド時限毎に時間積分値の中で、最も大きい時間積分値を蓄電池の使用容量とする。
【００４７】
出力範囲決定部２４は、蓄電池の出力範囲を変化させながら、上記ピーク電力削減量と蓄電池の使用容量とを算出する。そして、出力範囲決定部２４は、例えば、蓄電池の出力範囲が定格出力のときのピーク電力削減量と同等のピーク電力削減量であり、且つもっとも出力範囲が狭い出力範囲を選択する。すなわち、出力範囲決定部２４は、蓄電池が出力する電力の出力範囲（上限値と下限値）を変化させながら、出力範囲毎にピーク電力削減量を算出する。そして、出力範囲決定部２４は、出力範囲を狭めても、所定の電力の削減量が得られる出力範囲を選択する。したがって、出力範囲決定部２４は、例えば蓄電池の出力範囲が定格出力のときのピーク電力削減量と同等であり、かつ出力範囲の幅が最も狭い出力範囲を選択する。
具体的には、出力範囲決定部２４は、不図示の記憶部に予め記憶されている蓄電池使用範囲設定テーブルを参照する。
【００４８】
図４に、記憶部に記憶された蓄電池使用範囲設定テーブルの一例を示す。蓄電池使用範囲設定テーブルは、蓄電池の出力範囲、ピーク電力削減量、蓄電池の使用容量が対応付けられている。出力範囲決定部２４は、蓄電池が出力する電力の出力範囲（上限値と下限値）を変化させながら、出力範囲毎にピーク電力削減量と蓄電池の使用容量を蓄電池使用範囲設定テーブルに書き込んでいく。変化させる蓄電池の出力範囲は、所定の範囲毎の値が予め設定されている。そして、出力範囲決定部２４は、出力範囲毎のピーク削減量を比較し、蓄電池の出力範囲が定格出力のときのピーク電力削減量と同等のピーク電力削減量であり、且つもっとも出力範囲が狭い出力範囲を選択する。例えば、蓄電池の定格出力が±９０ｋＷであった場合、図４に示すように、出力範囲決定部２４は、４２．４ｋＷと同等のピーク電力削減量であり、且つもっとも出力範囲が狭い出力範囲である±５０ｋＷを選択する。出力範囲決定部２４は、選択した出力範囲を格納部３０に出力する。
【００４９】
格納部３０は、高域遮断周波数、低域遮断周波数及び出力範囲決定部２４が選択した出力範囲を格納する。
次に、蓄電池制御部４３が行う蓄電池制御処理について説明する。蓄電池制御部４３は、例えば、蓄電池制御処理を制御周期１秒として実行する。蓄電池制御部４３は、所定の蓄電池制御のアルゴリズムに従って、リアルタイム制御で、様々な周波数成分を持つ負荷電力の変動（買電電力と蓄電池出力との合計）に基づいて負荷電力の推定を行い、格納部３０に格納された補償周波数帯域（高域遮断周波数及び低域遮断周波数）の変動を抽出して蓄電池出力指令を解き、蓄電池出力指令値を出力する（制御周期１秒）。蓄電池出力指令値の上限及び下限のリミッタは、格納部３０に格納された蓄電池の出力範囲の上限値及び下限値である。
【００５０】
図５は、本実施形態による、蓄電池制御（蓄電池出力指令値計算部３１の構成）を説明するブロック図である。蓄電池出力指令値計算部３１は、加算器５０、バンドパスフィルタ５１及び出力リミッタ５２を有する。加算器５０は、買電電力と蓄電池出力とを加算する。バンドパスフィルタ５１は、低域遮断周波数と高域遮断周波数と出力初期値に従って、加算器５０から供給される買電電力と蓄電池出力との合計値をフィルタリングする。出力リミッタ５２は、バンドパスフィルタ５１から供給される出力信号の振幅を出力範囲の上限値及び下限値により制限する。出力リミッタ５２は、制限された出力信号を蓄電池出力指令値として出力する。すなわち、蓄電池出力指令値計算部３１では、様々な周波数成分を持つ負荷電力の変動（加算器５０で加算した買電電力と蓄電池出力との合計）を、図５に示すバンドパスフィルタ５１に通す。そして、出力範囲決定部２４で選択された蓄電池の出力範囲内の補償帯域の変動を抽出して蓄電池出力指令を解き、蓄電池出力指令値として出力する。
【００５１】
定置用蓄電池部１３は、上記蓄電池出力指令値計算部３１からの蓄電池出力指令値に従って、自身の内部に設けられた蓄電池の出力を制御する。
【００５２】
次に、本実施形態の電力管理システム１の効果について説明する。以下に、電力管理システム１のピーク電力削減量についてＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ(マトラボ（マットラブ）／シミュリンク)を用いてシミュレーションを行った。なお、蓄電池は、定格出力が９０ｋＷであり、定格容量が１６３ｋＷｈとして、上記シミュレーションを行った。ただし、電池残量（ＳＯＣ：State Of Charge）の使用範囲を３０％から９５％と設定しているため、実効蓄電池容量は１０６ｋＷｈとなる。
また、シミュレーションとして、気象情報取得部２０は、過去の負荷データから翌日の気象情報と類似した負荷電力として図６に示す負荷電力データを取得したと仮定する。
蓄電池補償帯域決定部２２は、図６に示す負荷電力データから、高域遮断周波数を１０ｍＨｚ、低域遮断周波数を０．０４５ｍＨｚに決定した。また、出力初期値決定部２３は、蓄電池補償帯域決定部２２が決定した高域遮断周波数及び低域遮断周波数に基づいて出力初期値を７９．７ｋＷに決定した。
【００５３】
出力範囲決定部２４は、図６に示す負荷電力データに基づいて、蓄電池の出力範囲が定格出力のときのピーク電力削減量（例えば、４２．４ｋＷ（図４に示す））と同等のピーク電力削減量であり、且つもっとも出力範囲が狭い出力範囲を±５０ｋＷに決定する。
【００５４】
図７は、シミュレーションにおいて、制御パラメータ決定部４１で決定した制御パラメータと出力範囲決定部２４が決定した出力範囲（±５０ｋＷ）とを用いて、蓄電池制御処理を行った結果を示す。図７（ａ）は１秒刻みの電力（ｋＷ）と電力量（ｋＷｈ）を示す。図７（ｂ）は、３０分平均毎の負荷電力と買電電力との推移を示す図である。上記のシミュレーションの結果、本実施形態における電力管理システム１では、図７（ａ）に示すように蓄電池の使用容量が７３．０ｋＷｈと計算され、図７（ｂ）に示すように、ピーク電力削減量が４０．７ｋＷと計算された。
【００５５】
図８は、従来の電力管理システムのシミュレーション結果を示す図である。従来の電力管理システムは、蓄電池の出力範囲を±９０ｋＷに設定されている。図８（ａ）は１秒刻みの電力（ｋＷ）と電力量（ｋＷｈ）を示す。図８（ｂ）は、３０分平均毎の負荷電力と買電電力との推移を示す図である。なお、シミュレーションには、図６に示した過去の実績データをリアルタイムの負荷電力として用いた。上記のシミュレーションの結果、従来の電力監視システムでは、図８（ａ）に示すように蓄電池の使用容量１０２．４ｋＷｈと計算され、ピーク電力削減量が４０．７ｋＷと計算された。
図７及び図８に示すシミュレーションの結果より、本実施形態における電力管理システム１は、従来と比較して蓄電池の出力範囲を狭め、蓄電池の使用容量を低減させても、従来の電力管理システムと同等の最大のピーク電力削減量を得ることができた。
【００５６】
上述したように、本実施形態の電力管理システム１は、発電装置が発電した発電電力と商用の電力系統から供給される買電電力とに基づいて蓄電池の出力を制御する電力管理システムであって、制御対象日の気象情報と類似した気象情報に対応付けられて記録されている負荷電力の過去実績データを取得する負荷電力データ取得部２１と、過去実績データのピーク値と買電電力のピーク値との差分から、蓄電池の出力範囲を変化させたときの各ピーク電力の削減量を算出し、出力範囲毎のピーク電力の削減量を比較することで蓄電池の出力範囲を決定する出力範囲決定部２４と、を有する。したがって、蓄電池の長寿命化を考慮して蓄電池の出力範囲を狭めた場合でも、最大のピーク電力の削減量を得ることができる。すなわち、本実施形態の電力管理システム１は、蓄電池の長寿命に寄与し、電力逼迫時においても蓄電池から安定した電力供給が可能である。
【００５７】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００５８】
１  電力管理システム
２  インターネット
１０  システム演算部
１１  過去実績データＤＢ
１２  リアルタイムコントローラ
１３  定置用蓄電池部
２０  気象情報取得部
２１  気象類似日負荷電力データ取得部
２２  蓄電池補償帯域決定部
２３  出力初期値決定部
２４  出力範囲決定部
３０  格納部
３１  蓄電池出力指令値計算部
４１  制御パラメータ決定部
４３  蓄電池制御部
【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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