(57)【要約】【課題】状態確認だけでなく一度に複数の装置にかかる情報を得ることができ、かつマイクログリッド内での電源供給を従来よりも安定化させ得るマイクログリッドの需給管理システムを提供する。【解決手段】マイクログリッドの需給管理システムは、情報一括取得手段８１と需給制御手段８２とを有する。情報一括取得手段８１はマルチキャスト通信を行ってグループに属する各装置の情報を一括して取得するので、状態確認だけでなく一度に複数の装置にかかる情報を得ることができる。需給制御手段８２は、マイクログリッド３１内で接続している負荷６０，６１，６２，６３，６４，６５の大きさが複数の分散型電源の出力よりも大きくならないように、マルチキャスト通信によって負荷グループごとに負荷の遮断または接続の制御を行う。すなわち複数の負荷を一度に遮断／接続を行う。【選択図】図１
2008104269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用系統に接続でき、複数の分散型電源および複数の負荷を備えるマイクログリッドの需給を管理するマイクログリッドの需給管理システムであって、
電源グループに属する前記複数の分散型電源と、二以上の負荷グループにグループ分けされた前記複数の負荷とについて、グループごとに異なるマルチキャストアドレスを設定しておき、
マルチキャスト通信によってグループごとにアクセスし、アクセスしたグループに属する各装置の情報を一括して取得する情報一括取得手段と、
前記情報一括取得手段によって取得した情報に基づいて、前記商用系統から切り離された状態のマイクログリッド内で接続している負荷の大きさが前記複数の分散型電源の出力よりも大きくならないように、マルチキャスト通信によって前記負荷グループごとに負荷の遮断または接続の制御を行う需給制御手段とを有するマイクログリッドの需給管理システム。
【請求項２】
請求項１に記載したマイクログリッドの需給管理システムであって、
二以上の負荷グループについてそれぞれ異なる優先度を設定しておき、
需給制御手段は、低い優先度が設定された負荷グループについて負荷の接続を遮断する制御を行うマイクログリッドの需給管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用系統に接続でき、複数の分散型電源および複数の負荷を備えるマイクログリッドの需給を管理するマイクログリッドの需給管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクログリッドは、複数の分散型電源と複数の負荷を持つ小規模系統であって、当該複数の分散型電源が通信ネットワークを介して一括制御され、既存の商用系統から独立して運転可能なオンサイト型の電力供給システムのことである。このようなマイクログリッドは、負荷の計測装置や、分散型電源の制御装置、分散型電源の出力の計測装置などで通信ネットワークを構成する。そして、各装置のネットワーク設定や、マイクログリッド内で電力の需給を制御する制御装置（需給管理サーバ）への登録を手動で行う。また、需給制御のプログラムについても、現在の負荷、分散型電源、配電線の構成にあわせて手動でカスタマイズしている。このような方法では、負荷や分散型電源が導入・廃止されるたびに手動で登録・プログラムの変更を行う必要がある。
【０００３】
上述した登録・プログラムの変更にかかる手間を低減するために、特許文献１に記載された技術をマイクログリッドに適用する方法が考えられる。すなわち、分散型電源や負荷をマイクログリッド内の系統に接続する際に識別符号の自動取得を行い、状態確認が成功するか失敗するかで登録／削除を行う。
【特許文献１】特開２００１−３２０７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した方法を適用した技術では、分散型電源や負荷の情報（例えば電源容量や負荷容量等）を得るには状態確認とは個別にアクセスしなければならず、分散型電源や負荷を接続したり遮断する場合にも個別にしなければならない。分散型電源の中は気象条件によって大きく変動する機種（例えば太陽電池や風力発電機等）も少なくなく、供給可能な電力も大きく変動する場合がある。もし負荷の大きさが分散型電源の容量より大きくなると、マイクログリッド全体で電源供給が不安定になる可能性があった。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、状態確認だけでなく一度に複数の装置にかかる情報を得ることができ、かつマイクログリッド内での電源供給を従来よりも安定化させ得るマイクログリッドの需給管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）課題を解決するための手段（以下では単に「解決手段」と呼ぶ。）１は、商用系統に接続でき、複数の分散型電源および複数の負荷を備えるマイクログリッドの需給を管理するマイクログリッドの需給管理システムであって、電源グループに属する前記複数の分散型電源と、二以上の負荷グループにグループ分けされた前記複数の負荷とについて、グループごとに異なるマルチキャストアドレスを設定しておき、マルチキャスト通信によってグループごとにアクセスし、アクセスしたグループに属する各装置の情報を一括して取得する情報一括取得手段と、前記情報一括取得手段によって取得した情報に基づいて、前記商用系統から切り離された状態のマイクログリッド内で接続している負荷の大きさが前記複数の分散型電源の出力よりも大きくならないように、マルチキャスト通信によって前記負荷グループごとに負荷の遮断または接続の制御を行う需給制御手段とを有するを要旨とする。
【０００７】
解決手段１によれば、情報一括取得手段がマルチキャストアドレスに対してマルチキャスト通信を行うことにより、グループに属する各装置の情報を一括して取得する。そのため、状態確認だけでなく一度に複数の装置にかかる情報を得ることができる。一方、もしマイクログリッド内の系統に接続された全負荷の大きさが分散型電源の出力より大きくなったときには、需給制御手段がマルチキャスト通信（一斉通信）によって負荷グループを構成している複数の負荷を一度に遮断するので、マイクログリッド内における電源供給を従来よりも安定化させることができる。
【０００８】
（２）解決手段２は、解決手段１に記載したマイクログリッドの需給管理システムであって、二以上の負荷グループについてそれぞれ異なる優先度を設定しておき、需給制御手段は、低い優先度が設定された負荷グループについて負荷の接続を遮断する制御を行うことを要旨とする。
【０００９】
優先度の設定方法は任意であって、例えば負荷グループにおける負荷の大きさに従って設定したり、負荷の重要性（例えば病院や公共機関等）に従って設定する。解決手段２によれば、需給制御手段が低い優先度が設定された負荷グループから接続を遮断するので、高い優先度が設定された負荷グループは接続が維持される。よって、優先度の高い負荷の接続を維持しながらも、マイクログリッドの電源供給が不安定になるのを防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、マルチキャスト通信によって負荷グループを構成している複数の負荷を一度に遮断するので、マイクログリッド内における電源供給を従来よりも安定化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１にはマイクログリッドの構成例を模式的に表す。図２には需給制御処理の手続き例をフローチャートで表す。図３と図４には優先度リストの一例を表す。
【００１２】
図１は、商用系統１０に対して三つのマイクログリッド３０，３１，３２を接続する例を表す。商用系統１０とマイクログリッド３０の間は連結線Ｌ１によって接続され、連結線Ｌ１の途中に接続／遮断を行う開閉器（遮断器とも呼ぶ。以下同じ）２０が備えられている。同様にして商用系統１０とマイクログリッド３１，３２の間はそれぞれ連結線Ｌ２，Ｌ３によって接続され、連結線Ｌ２，Ｌ３の途中にそれぞれ接続／遮断を行う開閉器２１，２２が備えられている。マイクログリッド３０，３１，３２は、複数の分散型電源および複数の負荷を備える点では同じであるが、具体的な数量は異なるのが一般的である。以下では、説明を簡単にするためにマイクログリッド３１を代表して説明する。
【００１３】
図１に表すマイクログリッド３１は、３つの分散型電源（太陽電池７０，風力発電機７１および燃料電池７２）や、６つの負荷６０，６１，６２，６３，６４，６５、需給制御サーバ８０などを有する。各々の分散型電源と負荷は、上述の連結線Ｌ２とともに自営線４０に接続する。ただし、負荷６０は自営線４０との間に接続／遮断を行う開閉器５０を介在させている。同様にして負荷６１，６２，６３，６４，６５は自営線４０との間にそれぞれ接続／遮断を行う開閉器５１，５２，５３，５４，５５を介在させている。
【００１４】
需給制御サーバ８０は、各々の分散型電源と負荷、さらには開閉器５０，５１，５２，５３，５４，５５などと通信可能にするためにネットワークＮ（図１では二点鎖線で表す）で接続する。このネットワークＮは、例えばＩＰｖ６のようなマルチキャスト通信が可能なネットワークである。需給制御サーバ８０は、情報取得手段８１、需給制御手段８２、記録部９０などを有する。需給制御サーバ８０の制御例は後述する（図２）。
【００１５】
情報取得手段８１は、マルチキャスト通信によってグループごとにアクセスし、グループごとに属する分散型電源と負荷（すなわちグループの構成要素）の情報を一括取得する。グループは、太陽電池７０，風力発電機７１および燃料電池７２からなる電源グループと、負荷６０，６１，６２，６３，６４，６５を二以上にグループ分けした負荷グループとが該当する。需給制御手段８２は、マイクログリッド３１内で接続している負荷の大きさが電源グループの出力よりも大きくならないように、マルチキャスト通信によって負荷グループごとに負荷の遮断または接続の制御を行う。記録部９０は例えばメモリやディスク記録装置等が該当し、負荷グループごとに優先度を設定するために優先度リストを予め記録しておく。
【００１６】
上述のように構成された需給制御サーバ８０において、需給制御の手続き例についてフローチャートで表した図２を参照しながら説明する。なお図２に表す需給制御処理は、需給制御サーバ８０の電源がオンである間に繰り返されてリアルタイムで実行される。
【００１７】
ここで、グループごとに予め異なるマルチキャストアドレスを設定しておく。すなわち、太陽電池７０，風力発電機７１および燃料電池７２からなる電源グループと、二以上にグループ分けした負荷グループのそれぞれとで異なるマルチキャストアドレスを設定する。より具体的には一つ一つの装置（電源や負荷等）に対してそれぞれマルチキャストアドレスを設定する。グループ分けの方法は任意であって、例えば負荷の種類（例えば工業用や住宅用等）に従って分けたり、負荷の大きさに従って分けたり、負荷の重要性（例えば病院や公共機関等）に従って分ける等が該当する。グループ分けした負荷グループについて、図１では例えば負荷グループＡを「（Ａ）」で表し、負荷グループＢを「（Ｂ）」で表す等のように括弧内に表している。
【００１８】
また、自営線４０と各負荷との間に介在させている開閉器５０，５１，５２，５３，５４，５５には上記負荷グループごとに設定したマルチキャストアドレスと同じアドレスを設定する。すなわち開閉器５０には「２」を設定し、開閉器５１，５２，５４には「３」を設定し、開閉器５３，５５には「４」を設定する。
【００１９】
図２の需給制御処理では、まずマルチキャスト通信を行うにあたってアクセス用のマルチキャストアドレスを切り換え〔ステップＳ１０〕、当該マルチキャスト通信によって各グループに属する分散型電源と負荷の情報を一括取得する〔ステップＳ１１〕。この一括取得は、マイクログリッド３１内の全ての装置にアクセスできるまで繰り返す（ステップＳ１２でＹＥＳ）。ステップＳ１１における情報の一括取得では、分散型電源や負荷の各装置について容量，接続状態，稼働状況（出力）等が得られる。つまり、装置の状態確認だけでなく一度に複数の装置にかかる情報が得られる。
【００２０】
ステップＳ１１で得た情報に基づいて、負荷グループ全体にかかる負荷の大きさが電源グループにかかる分散型電源の出力を超えた場合には（ステップＳ１３でＹＥＳ）、電源グループにかかる分散型電源の容量にまだ余裕があるかをチェックする〔ステップＳ１４〕。もし電源グループにかかる分散型電源の容量にまだ余裕があれば（ステップＳ１４でＹＥＳ）、電源グループの出力を増やす〔ステップＳ１５〕。
【００２１】
一方、電源グループにかかる分散型電源の容量に余裕がなければ（ステップＳ１４でＮＯ）、記録部９０に記録された優先度リストに従って稼働中の負荷グループのうちで優先度が最も低く設定された負荷グループにかかる開閉器に対してマルチキャスト通信による信号を出力して負荷を遮断する〔ステップＳ２０〕。負荷の遮断は、対象となる負荷グループを構成する全部の負荷であってもよく、負荷の大きさが電源グループの全容量以内に収まるように一部の負荷であってもよい。
【００２２】
ここで、優先度リストの一例について図３と図４を参照しながら説明する。図３に表す優先度リスト９１は負荷の重要性に従って設定した例であり、図４に表す優先度リスト９２は負荷グループにおける負荷の大きさに従って設定した例である。
【００２３】
優先度リスト９１では、負荷の重要度の順番に三つの負荷グループＡ，Ｂ，Ｃにグループ分けしている。重要度の高いほうから、負荷グループＡは負荷６０のみ、負荷グループＢは負荷６１，６２，６４からなり、負荷グループＣは負荷６３，６５からなる。また、負荷グループＡ，Ｂ，Ｃの順番で優先度を１，２，３に設定している。ステップＳ２０で例えば負荷グループＣを遮断する場合、需給制御サーバ８０は「４」が設定されたマルチキャストアドレスに対してマルチキャスト通信により遮断する信号を一斉出力する。
【００２４】
優先度リスト９２では、合計容量が多い順番となるように四つの負荷グループＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄにグループ分けしている。合計容量の多いほうから順番に、負荷グループＡは負荷６５，６２からなり、負荷グループＢは負荷６０のみ、負荷グループＣは負荷６３のみ、負荷グループＤは負荷６１，６４からなる。優先度は、負荷グループＢ，Ｃ，Ａ，Ｄの順番でそれぞれ１，２，３，４に設定している。
【００２５】
図２に戻って、負荷グループ全体にかかる負荷の大きさが電源グループにかかる分散型電源の出力を超えていない場合であって（ステップＳ１３でＮＯ）、負荷を追加して接続できる場合には（ステップＳ３０でＹＥＳ）、電源グループにかかる分散型電源の出力を超えない範囲で負荷グループまたは負荷を追加する〔ステップＳ３１〕。どのように追加するかは任意である。例えば、負荷グループの全体を追加しても電源グループの全容量の範囲内に収まれば負荷グループの全体を追加し、収まらなければ負荷グループの一部の負荷を追加する等が該当する。電源容量に余裕があるときは、接続する負荷を増やすことができる。
なお、負荷グループ全体にかかる負荷の大きさが電源グループにかかる分散型電源の出力を超えず（ステップＳ１３でＮＯ）、かつ電源グループの全容量を超えるために負荷を追加して接続できなければ（ステップＳ３０でＮＯ）、何も行わない。
【００２６】
その後、需給制御を続ける場合には（ステップＳ１６でＹＥＳ）、マイクログリッド３１全体の情報を取得するためにステップＳ１０に戻って実行を継続する。これに対して需給制御を続けない場合には（ステップＳ１６でＮＯ）、需給制御処理を終える。このように需給制御処理はリアルタイムで実行される。
【００２７】
上述した実施の形態によれば、以下に表す各効果を得ることができる。
（１）グループごとに異なるマルチキャストアドレスを設定しておき（図１を参照）、マルチキャスト通信によって各グループに属する分散型電源と負荷の情報を一括取得した（図２のステップＳ１０〜Ｓ１２；情報取得手段８１に相当）。そのため、状態確認だけでなく一度に複数の装置にかかる情報を得ることができる。また、マイクログリッド３１内の自営線４０に接続された負荷６０，６１，６２，６３，６４，６５の大きさが太陽電池７０，風力発電機７１および燃料電池７２の出力より大きくなったときには（図２のステップＳ１３でＹＥＳ）、マルチキャスト通信によって負荷グループを構成している複数の負荷を一度に遮断した（図２のステップＳ２０；需給制御手段８２に相当）。よって、マイクログリッド３１内における電源供給を従来よりも安定化させることができる。
【００２８】
（２）低い優先度が設定された負荷グループから接続を遮断するように制御したので（図２のステップＳ２０；需給制御手段８２に相当）、高い優先度が設定された負荷グループは接続が維持される。よって、優先度の高い負荷の接続を維持しながらも、マイクログリッド３１の電源供給が不安定になるのを防止できる。
【００２９】
〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することができる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
【００３０】
（１）上述した実施の形態では、複数の分散型電源として太陽電池７０（すなわち太陽光発電装置），風力発電機７１および燃料電池７２を適用した（図１を参照）。この形態に代えて（あるいは加えて）、マイクロガスタービンや、電力貯蔵装置、バイオマス発電装置、波力発電装置、廃棄物発電装置等が該当する。図１の例では三機を接続したが、分散型電源の容量を多く確保する点では種類を問わずできるだけ多くの数の分散型電源を接続するのが望ましい。接続できる分散型電源の数が多くなるにつれて、マイクログリッド３１内における電源供給の安定性が増す。
【００３１】
（２）上述した実施の形態では、商用系統１０とマイクログリッド３０，３１，３２との間をそれぞれ連結線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３で接続する構成とした（図１を参照）。この形態に加えて、マイクログリッド３０，３１，３２の相互間を直接的に接続する構成としてもよい。こうすれば、マイクログリッドの相互間でも電力の授受を必要な時に行える。
【００３２】
（３）上述した実施の形態では、負荷をグループ分けしたが（図３，図４を参照）、分散型電源をグループ分けしてもよい。例えば、出力制御が不能な分散型電源（太陽電池や風力発電機等）と出力制御が可能な分散型電源（燃料電池やガスエンジンコージェネ等）とに分けたり、電源の使用目的（例えば工業用や住宅用等）ごとに分けたり、電源の容量がほぼ等しくなるように分ける等が該当する。出力制御の可否によってグループ分けした場合には、出力制御が可能な電源を容易に特定することができる。また、図２の需要制御処理は電源容量を一定と仮定して負荷の接続／遮断を制御したが、この処理と同様にして負荷が一定であると仮定して分散型電源の接続／遮断を制御を行うようにする。さらには、負荷の場合と同様にグループごとに優先度を設定するのが望ましい。このように分散型電源をグループ分けすれば、自営線４０に供給する電源容量をほぼ一定に制御したり、負荷の需要に合わせて電源容量を調整するように制御することができる。
【００３３】
（４）上述した実施の形態では、自営線４０（系統，電力線）とネットワークＮ（通信線，通信網）とを別個に設ける構成とした（図１を参照）。この形態に代えて、自営線４０によりネットワークＮを兼ねる構成、すなわち電力線通信（ＰＬＣ；Power Line Communication）を構成してもよい。こうすれば、ネットワークＮを構築する費用を省くことができるので、全体のコストを低く抑えることができる。
【００３４】
（５）上述した実施の形態では、マルチキャスト通信によって各グループに属する分散型電源と負荷の情報を一括取得するにあたって（図２のステップＳ１１を参照）、マルチキャストアドレスを予め設定しておいた（図１を参照）。この形態に代えて、需給制御サーバ８０が識別情報に基づいて各装置（電源や負荷等）にマルチキャストアドレスを設定するアドレス設定手段を備えてもよい。こうすれば、各装置に予めマルチキャストアドレスを設定しておく必要がないので、設定のための手間が省ける。
具体的には、太陽電池７０，風力発電機７１および燃料電池７２と、負荷６０，６１，６２，６３，６４，６５には識別情報が予め記録されている。この識別情報は機器固有のデータであって、例えばＩＰアドレスや型番等が該当する。需給制御サーバ８０は識別情報に基づいて負荷６０，６１，６２，６３，６４，６５を二以上にグループ分けし、さらにグループごとに異なるアドレスとなるように各装置（電源や負荷等）にマルチキャストアドレスを設定する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】マイクログリッドの構成例を模式的に表す図である。
【図２】需給制御処理の手続き例を表すフローチャートである。
【図３】優先度リストの一例を表す図である。
【図４】優先度リストの一例を表す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  商用系統
２０，２１，２２  開閉器
３０，３１，３２  マイクログリッド
４０  自営線
５０，５１，５２，５３，５４，５５  開閉器
６０，６１，６２，６３，６４，６５  負荷
７０  太陽電池（分散型電源）
７１  風力発電機（分散型電源）
７２  燃料電池（分散型電源）
８０  需給制御サーバ
８１  情報取得手段
８２  需給制御手段
９０  記録部
９１，９２  優先度リスト
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３  連結線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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