(57)【要約】【課題】構成が複雑でなく、安価であり、設置スペース等の問題が発生しない電力需給監視制御システムを提供する。【解決手段】電力需給監視端末２０の演算処理部２４は、電力提供時間帯が始まると、受電電力が逆潮電力より大きいかこれと等しい場合に受電電力から逆潮電力を減算した値を購入電力として積算し、逆潮電力が受電電力よりも大きい場合に逆潮電力から受電電力を減算した値を提供電力として積算する動作を電力提供時間帯が終了するまで繰り返し、電力返還時間帯が始まると、受電電力が逆潮電力より大きい場合に受電電力から逆潮電力から減算した値を返還電力として積算する動作を、電力返還時間帯が終了するか、積算された返還電力が返還可能電力量を超過するまで繰り返す。【選択図】図２
2008148382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給者から電力系統によって電力の供給を受け、また発電装置で発電した電力を前記電力系統によって前記発電供給者に提供する発電需要家内に設置された電力需給監視端末であって、
受電電力および逆潮電力を計測する電力計と、
前記受電電力および逆潮電力の計測値を前記電力計から受け取る電力計インターフェイス部と、
前記発電装置で発電した電力を前記電力供給者に提供する、１日の中の時間帯である電力提供時間帯が始まると、前記受電電力が前記逆潮電力より大きいかこれと等しい場合に前記受電電力から前記逆潮電力を減算した値を購入電力として積算し、前記逆潮電力が前記受電電力よりも大きい場合に前記逆潮電力から前記受電電力を減算した値を提供電力として積算する動作を前記電力提供時間帯が終了するまで繰り返し、前記電力供給者が前記発電需要家から供給を受けた電力を前記発電需要家に返還する、１日の中の時間帯である電力返還時間帯が始まると、前記受電電力が前記逆潮電力より大きい場合に前記受電電力から前記逆潮電力を減算した値を返還電力として積算する動作を、前記電力返還時間帯が終了するか、積算された前記返還電力が返還可能電力量を超過するまで繰り返し、現在の時間が前記電力提供時間帯でも前記電力返還時間帯でもないとき、前記受電電力が前記逆潮電力より大きい場合に前記受電電力から前記逆潮電力から減算した値を購入電力として積算する演算部と、
所定の時間を過ぎると、前記演算部において算出された、購入電力、提供電力、返還電力の各積算値を前記電力供給者内に設置された、前記発電需要家との間の電力の需給を監視する電力需給監視制御装置に送信するデータ送信部と、
を有する電力需給監視端末。
【請求項２】
発電需要家に電力系統によって電力を供給し、また前記発電需要家で発電した電力が前記電力系統によって提供される電力供給者内に設置された電力需給監視制御装置であって、
前記発電需要家内に設置された、該発電需要家の電力の需給を監視する電力需給監視端末から送信された購入電力、提供電力、返還電力の各積算値を受信するデータ受信部と、
前記購入電力、提供電力、返還電力の各積算値に基づき翌日の返還電力提供時間帯と電力返還時間帯を決定するとともに、翌日の発電機の運転計画を立案する演算部と、
前記の決定された電力提供時間帯と電力返還時間帯の情報を前記電力需給監視端末に送信するデータ送信部と、
を有する電力需給監視制御装置。
【請求項３】
電力供給者内に設置された電力需給監視制御装置と、前記電力供給者から電力系統によって電力の供給を受け、また発電装置で発電した電力を前記電力系統によって前記発電供給者に提供する発電需要家内に設置された電力需給監視端末を有し、
前記電力需給監視端末は、
受電電力および逆潮電力を計測する電力計と、
前記受電電力および逆潮電力の計測値を前記電力計から受け取る電力計インターフェイス部と、
前記発電装置で発電した電力を前記電力供給者に提供する、１日の中の時間帯である電力提供時間帯が始まると、前記受電電力が前記逆潮電力より大きいかこれと等しい場合に前記受電電力から前記逆潮電力を減算した値を購入電力として積算し、前記逆潮電力が前記受電電力よりも大きい場合に前記逆潮電力から前記受電電力を減算した値を提供電力として積算する動作を前記電力提供時間帯が終了するまで繰り返し、前記電力供給者が前記発電需要家から供給を受けた電力を前記発電需要家に返還する、１日の中の時間帯である電力返還時間帯が始まると、前記受電電力が前記逆潮電力より大きい場合に前記受電電力から前記逆潮電力から減算した値を返還電力として積算する動作を、前記電力返還時間帯が終了するか、積算された前記返還電力が返還可能電力量を超過するまで繰り返し、前記電力提供時間帯でも前記電力返還時間帯でもないとき、前記受電電力が前記逆潮電力より大きい場合に前記受電電力から前記逆潮電力から減算した値を購入電力として積算する演算部と、
所定の時間を過ぎると、前記演算部において算出された、購入電力、提供電力、返還電力の各積算値を前記電力需給監視制御装置に送信するデータ送信部と、
を有し、
前記電力需給監視制御装置は、
前記電力需給監視端末から送信された購入電力、提供電力、返還電力の各積算値を受信する受信部と、
前記購入電力、提供電力、返還電力の各積算値に基づき翌日の電力提供時間帯と電力返還時間帯を決定するとともに、翌日の発電機の運転計画を立案する演算部と、
前記電力提供時間帯と電力返還時間帯の情報を前記電力需給監視端末に送信する送信部と、
を有する
電力需給監視制御システム。
【請求項４】
電力供給者から電力系統によって電力の供給を受け、また発電装置で発電した電力を前記電力系統によって前記発電供給者に提供する発電需要家内に設置された電力需給監視端末で行われる電力需給監視方法であって、
前記発電装置で発電した電力を前記電力供給者に提供する、１日の中の時間帯である電力提供時間帯が始まると、前記受電電力が逆潮電力より大きいかこれと等しい場合に前記受電電力から前記逆潮電力を減算した値を購入電力として積算し、前記逆潮電力が前記受電電力よりも大きい場合に前記逆潮電力から前記受電電力を減算した値を提供電力として積算する動作を前記電力提供時間帯が終了するまで繰り返し、前記電力供給者が前記発電需要家から供給を受けた電力を前記発電需要家に返還する、１日の中の時間帯である電力返還時間帯が始まると、前記受電電力が前記逆潮電力より大きい場合に前記受電電力から前記逆潮電力を減算した値を返還電力として積算する動作を、前記電力返還時間帯が終了するか、積算された前記返還電力が返還可能電力量を超過するまで繰り返し、前記電力提供時間帯でも前記電力返還時間帯でもないとき、前記受電電力が前記逆潮電力より大きい場合に前記受電電力から前記逆潮電力から減算した値を購入電力として積算するステップと、
所定の時間を過ぎると、前記購入電力、前記提供電力、前記返還電力の各積算値を前記電力需給監視制御装置に送信するステップと、
を有する電力需給監視方法。
【請求項５】
前記購入電力、前記提供電力、前記返還電力の各積算値を前記電力需給監視制御装置に送信するステップの後に、翌日の発電計画を前記電力需給監視制御装置に送信するステップをさらに有する、請求項４に記載の電力需給監視方法。
【請求項６】
発電需要家に電力系統によって電力を供給し、また前記発電需要家で発電した電力が前記電力系統によって供給される電力供給者内に設置された電力需給監視制御装置で行われる電力需給監視制御方法であって、
前記発電需要家内に設置された、該発電需要家の電力の需給を監視する電力需給監視端末から送信された提供電力、購入電力、返還電力の各積算値を受信するステップと、
前記購入電力、提供電力、返還電力の各積算値に基づき翌日の電力提供時間帯と電力返還時間帯を決定するステップと、
前記の決定された電力提供時間帯と電力返還時間帯の情報を前記電力需給監視端末に送信するステップと、
を有する電力需給監視制御方法。
【請求項７】
発電需要家に電力系統によって電力を供給し、また前記発電需要家で発電した電力を前記電力系統によって供給される電力供給者内に設置された電力需給監視制御装置で行われる電力需給監視制御方法であって、
前記発電需要家内に設置された、該発電需要家の電力の需給を監視する電力需給監視端末から送信された提供電力、購入電力、返還電力の各積算値を受信するステップと、
前記電力需給監視端末から翌日の発電計画を受信するステップと、
前記購入電力、提供電力、返還電力の各積算値および前記翌日の発電計画に基づき翌日の電力提供時間帯と電力返還時間帯を決定するステップと、
前記の決定された電力提供時間帯と電力返還時間帯の情報を前記電力需給監視端末に送信するステップと、
を有する電力需給監視制御方法。
【請求項８】
受信した返還電力量と返還可能電力量とを比較し、前記返還電力量の方が前記返還可能電力量よりも大きければ、その差分または、それに一定の低減率αを乗じた値を翌日の繰越返還電力量とするステップをさらに有する、請求項６または７に記載の電力需給監視制御方法。
【請求項９】
発電需要家との間の電力の需給を監視する電力需給監視制御装置を有する電力供給者と、発電需要家の電力の需給を監視する電力需給監視端末を有し、前記電力供給者から電力系統によって電力の供給を受け、また発電装置で発電した電力を前記電力系統によって前記発電供給者に供給する複数の発電需要家を有する電力需給システムにおいて、前記電力需給監視制御装置が行う電力需給制御方法であって、
前記各発電需要家の消費電力と発電量の経時変化を計測するステップと、
前記消費電力と発電量の経時変化から、前記発電装置で発電した電力を前記電力供給者に供給する、１日の中の時間帯である電力提供時間帯と、前記電力供給者が前記発電需要家から供給を受けた電力を前記発電需要家に返還する、１日の中の時間帯である電力返還時間帯を発電需要家ごとに決定するステップと、
前記複数の発電需要家を、類似の前記電力提供時間帯と前記電力返還時間帯を有する発電需要家のグループに分けるステップと、
各発電需要家の予測提供電力と予測返還電力から、各グループの前記電力提供時間帯に提供することができる電力と、前記電力返還時間帯に返還できる電力の総計を計算するステップと、
任意に１つのグループを選択し、該グループを残りのグループと組み合わせ、各組み合わせについて時間帯ごとに前記総計を加算し、加算値が最小の組み合わせを選択することを、前記グループの全ての組み合わせについて行うステップと、
を有する電力需給制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、需要家内に分散型発電装置が設置された電力供給網の監視制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の地球環境問題に関する意識の高まりなどを受け、太陽光発電設備（以下、ＰＶシステム）などの自然エネルギーを利用した分散型発電装置の導入が積極的に進められている。また、エネルギー利用効率の向上が期待できることからガスエンジンを用いたコージェネレーション・システム（ＧＥシステム）なども普及が進んでいる。さらにはガスエンジンよりさらに発電効率の向上とＣＯ2排出の低減が期待できる燃料電池コージェネレーション・システム（ＦＣシステム）の導入も実用段階に入ってきた。
【０００３】
図１１はこのような分散型発電装置を系統内の需要家に設置する場合の模式図である。５は電力供給者であり、いわゆる電力会社でもよいし、特定電気事業者や特定規模電気事業者でもよい。６は負荷装置６８と、分散型発電装置である発電装置６７を有する需要家（以下、発電需要家）であり、７は負荷装置７０のみを有する需要家（以下、負荷需要家）である。一般的に電力供給者５は１つであるが、発電需要家６および負荷需要家７は１つでも複数でもよい。発電需要家６に設置された発電装置６７がＰＶシステムの場合、現状では発電電力の買い取り価格が比較的高価であるため、電力系統８に逆潮流された余剰電力（発電電力から発電需要家６の負荷装置６８による消費電力を差分し引いた電力）は全て電力供給者５へ販売している。しかしながらＧＥシステムやＦＣシステムの場合には一般的に余剰電力の買い取り価格が安価であるため、発電電力を売電するメリットはほとんど無いのが現状である。したがって、これらの発電装置を用いる場合には、熱需要と電力需要を総合的に判断した上で、逆潮電力ができるだけ発生せず、かつエネルギー・コストがもっとも低減されるように発電装置の運転パターンを計画することが一般的である（非特許文献１）。しかしながらこの方法ではＧＥシステムやＦＣシステムの運転パターンには制約があり、これら分散型発電装置を用いることによるメリットが最大化されているとは言い難い。また、ＰＶシステムを用いた場合においても、売電価格が下落した場合には余剰電力を逆潮流（電力供給者５へ売電）する発電需要家６のメリットは減少する。
【０００４】
前述の問題は、発電需要家６に電力貯蔵装置を設置することで回避することができる。図１２はこの場合の電力貯蔵システムの構成を示し、発電需要家６内に、発電装置６７、負荷装置６８の他に電力貯蔵装置６９と電力需給監視制御装置６０が備えられている。図１３は、発電装置６７がＰＶシステムのように発電出力が制御できない場合の電力需給監視制御装置６０の構成例を示している。すなわち、電力需給監視制御装置６０は電力消費量予測部６１と発電量予測部６２と系統連系状態監視部６３と電力貯蔵装置制御部６４で構成されている。ここで、電力需給監視制御装置６０の動作を説明する。まず、電力消費量予測部６１において翌日の消費電力予測が行われる。この場合の予測手法に関しては、天気予報などの外部情報を説明変数とした回帰式などから求めてもよいし、ニューラルネットワークなどの手法や電力計ヒューリスティックス手法などを用いてもよい。あるいは蓄積された過去のデータから気温や天候などの条件でもっとも類似性が高いデータを参照してもよい。次に、発電量予測部６２において翌日の発電量に関する予測が行われる。本予測手法に関しても、消費電力予測と同様に外部情報を用いて回帰式やニューラルネット、電力計ヒューリスティックス、過去の蓄積データなどから予測を行う。これらの予測データを元に電力貯蔵装置制御部６４では大まかな運転パターン（充放電パターン）が生成される。このとき１日のサイクルにおいて開始時の充電量と終了時の充電量が一致するように運転パターンが生成される。基本的には発電した電力を全て自家消費できるように運転パターンが生成されるが、実際には発電、消費ともに不確定要素が多く、また、常に小さな変動を繰り返している。したがって、過度の逆潮流による系統電圧異常や契約電流を超過した受電を行わないよう、系統連系状態監視部６３が常に連系線の潮流や電圧の状態を監視している。この情報は電力貯蔵装置制御部６４に送られ、電力貯蔵装置６９の運転状態へと反映される。
【０００５】
図１４は発電出力が制御可能なＧＥシステムやＦＣシステムの場合の電力需給監視制御装置６０の構成図であり、図１３の電力需給監視制御装置６０の発電量予測部６２、電力貯蔵装置制御部６４の代わりに発電計画演算部６５と発電装置・電力貯蔵装置制御部６６を備えている点が図１３の電力需給監視制御装置６０と異なっている。発電計画演算部６５は電力消費量予測部６１の予測結果に基づいて発電計画を演算し、発電装置・電力貯蔵装置制御部６６は該発電計画にしたがって発電装置６７と電力貯蔵装置６９を制御する。
【０００６】
このような構成をとることで、発電装置６７から出力された電力は無駄にすることなく利用できるとともに、発電装置６７の運転パターンに関する自由度も大きくなり、より経済的、環境性に優れた運転が可能になる（非特許文献２、非特許文献３）。
【非特許文献１】東京ガスＨＰ  ｈｔｔｐ：／／ｈｏｍｅ．ｔｏｋｙｏ−ｇａｓ．ｃｏ．ｊｐ／ｅｃｏｗｉｌｌ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ
【非特許文献２】中澤、竹内、遠藤、「“愛・地球博”  マイクログリッドにおける最適スケジューリング（１）遺伝的アルゴリズムの適用」、Ｈ１８  電気学会  全国大会  ６−０５２（２００６）
【非特許文献３】鈴木、工藤、「マイクログリッドエネルギー制御システム」、太陽エネルギー、Ｖｏｌ．３１、Ｎｏ．４（２００５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら前述の電力貯蔵システムでは、各発電需要家に設置された電力需給監視制御装置の構成が複雑であり、そもそも電力貯蔵装置に用いられる２次電池が高価であるため電力貯蔵装置のコストが高い、大きな容積を占める、大きな設置面積が必要などといった問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、構成が複雑でなく、安価であり、設置スペース等の問題が発生しない電力需給監視端末、電力需給監視制御装置、電力需給監視制御システム、電力需給監視方法、電力需給監視制御方法、および電力需給制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電力需給監視端末は、電力供給者から電力系統によって電力の供給を受け、また発電装置で発電した電力を前記電力系統によって前記発電供給者に供給する発電需要家内に設置された電力需給監視端末であって、
受電電力および逆潮電力を計測する電力計と、
前記受電電力および逆潮電力の計測値を前記電力計から受け取る電力計インターフェイス部と、
前記発電装置で発電した電力を前記電力供給者に提供する、１日の中の時間帯である電力提供時間帯が始まると、前記受電電力が前記逆潮電力より大きいかこれと等しい場合に前記受電電力から前記逆潮電力を減算した値を購入電力として積算し、前記逆潮電力が前記受電電力よりも大きい場合に前記逆潮電力から前記受電電力を減算した値を提供電力として積算する動作を前記電力提供時間帯が終了するまで繰り返し、前記電力供給者が前記発電需要家から供給を受けた電力を前記発電需要家に返還する、１日の中の時間帯である電力返還時間帯が始まると、前記受電電力が前記逆潮電力より大きい場合に前記受電電力から前記逆潮電力を減算した値を返還電力として積算する動作を、前記電力返還時間帯が終了するか、積算された前記返還電力が返還可能電力量を超過するまで繰り返し、現在の時間が前記電力提供時間帯でも前記電力返還時間帯でもないとき、前記受電電力が前記逆潮電力より大きい場合に前記受電電力から前記逆潮電力から減算した値を購入電力として積算する演算部と、
所定の時間を過ぎると、前記演算部において算出された、購入電力、提供電力、返還電力の各積算値を前記電力供給者内に設置された、前記発電需要家との間の電力の需給を監視する電力需給監視制御装置に送信するデータ送信部と、
を有する。
【００１０】
また、本発明の電力需給監視制御装置は、発電需要家に電力系統によって電力を供給し、また前記発電需要家で発電した電力を前記電力系統によって供給される電力供給者内に設置された電力需給監視制御装置であって、
前記発電需要家内に設置された、該発電需要家の電力の需給を監視する電力需給監視端末から送信された購入電力、提供電力、返還電力の各積算値を受信するデータ受信部と、
前記購入電力、提供電力、返還電力の各積算値に基づき翌日の返還電力提供時間帯と電力返還時間帯を決定するとともに、翌日の発電機の運転計画を立案する演算部と、
前記の決定された電力提供時間帯と電力返還時間帯の情報を前記電力需給監視端末に送信するデータ送信部と、
を有する。
【００１１】
本発明は、従来の分散型発電装置が導入された電力系統に対し、本発明による電力需給監視制御装置と電力需給監視端末を導入することにより、電力貯蔵システムと同等の機能を有する仮想的な電力貯蔵システムを提供するものである。
【００１２】
電力需給監視制御装置は、予測した電力消費量および発電需要家における発電電力量を元に、１日の中の、発電需要家から電力提供を受ける時間帯（電力提供時間帯）および発電需要家に電力返還を行う時間帯（電力返還時間帯）を予め決定し、それらの情報を元に発電機運転計画を立案する。電力需給監視端末では電力需給監視制御装置から電力提供時間帯、電力返還時間帯に関する情報を受け取る。また、前回の電力返還時間帯において全量返還に至らなかった場合には、繰り越しとなった返還電力に関する情報も受け取る。電力提供時間帯では逆潮電力−受電電力を提供電力（＝仮想的な充電電力）、受電電力−逆潮電力を通常の購入電力として積算する。電力返還時間帯では、提供電力量と繰越電力量とを合算して返還可能電力量とし、返還可能電力量以下の、受電電力−逆潮電力を返還電力（＝放電電力）として積算する。１日の終わりの近くの所定の時刻を過ぎると、提供電力量、返還電力量、および購入電力量の情報を電力需給監視制御装置に送信する。なお、繰越電力量を含んだ返還可能電力量については、電力提供時間帯、電力返還時間帯の情報とともに電力需給監視制御装置から各発電需要家の電力需給監視端末に通知することができる。このときの繰越電力量としては、前回の返還時間帯内で返還しきれなかった電力量をそのまま用いてもよいし、返還しきれなかった電力量に一定の定数を乗じて、低減化（電池の自己放電に相当）された電力量を用いてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、発電需要家にとって電力消費が少ない昼間等に発電した電力を、電力消費の大きな夜間帯に利用することができるとともに、電力供給者側にとっても昼間の業務用電力需要が多い時間帯には発電需要家からの提供電力を利用し、夜間の総電力消費が落ち込む時間帯には需要家への電力返還を行うことで、発電機運転状態の平準化が期待できる。また、高価かつ設置面積が大きく、メンテナンスの必要な電力貯蔵システムを導入することなく、電力貯蔵システムを導入した場合と同等の機能を需要家に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態の電力需給監視制御システムの構成図である。この電力需給監視制御システムは、電力供給者１内に設置された電力需給監視制御装置１０と、発電需要家２内に設置された電力需給監視端末２０で構成されている。電力供給者１内には発電機１７が、発電需要家２内には分散型電源である電源装置２６と、負荷装置２７が設置され、これらおよび負荷需要家３内の負荷装置３０は電力系統４に接続されている。負荷需要家３はここでは便宜上１つであるが、実際には多数存在する。
【００１６】
図２は電力需給監視制御装置１０と電力需給監視端末２０の構成例を示している。ただし、これは、発電需要家２に設置された発電装置２６である分散型電源が太陽光発電装置（ＰＶシステム）のように、発電量の制御ができない場合である。
【００１７】
電力需給監視制御装置１０は、発電需要家２内に設置された電力需給監視端末２０と通信を行うデータ送受信部１１と、データの保存を行うデータ保存部１２と、発電需要家２から送られてきたデータを元に各種演算を行う演算処理部１３と、電力需要や電力消費量の予測を行う予測計算部１４と、演算処理部１３による演算結果と予測計算部１４による予測結果を基に発電機１７の運転パターンを決定し、発電機１７を制御する発電機運転制御部１５と、電力系統４の状態を監視して電圧や周波数の変動を検出し、これらを発電機の運転へフィードバックするための情報を発電機運転制御部１５に出力する系統状態監視部１６とから構成されている。演算処理部１３は、１日の中の、発電需要家２からの電力提供を受け付ける時間帯である電力提供時間帯と、発電需要家２が受電した電力を返還電力とみなす時間帯である電力返還時間帯を決定する提供・返還時間帯設定機能、提供と返還のサイクル内に返還しきれなかった電力の繰越処理を行う返還電力繰越演算機能も含む。また、予測計算部１４は電力供給網内の電力需要予測を行う電力消費量予測機能や、発電需要家２における発電電力量の予測を行う発電量予測機能も含む。
【００１８】
電力需給監視端末２０は、電力需給監視制御装置１０との通信を行うデータ送受信部２１と、データの記録を行うデータ記録部２２と、発電需要家２に設置されている電力計と接続するための電力計インターフェイス（ＩＦ）部２３と、電力計より入手した電力値（電力系統４からの受電電力および電力系統４への逆潮電力）から、提供電力（＝逆潮電力−受電電力）、購入電力（＝受電電力−逆潮電力）、返還電力（＝受電電力−逆潮電力）の積算を行う演算処理部２４から構成される。
【００１９】
次に、本実施形態の電力需給監視制御システムの動作を図３のフローチャートにより説明する。この動作は午前零時に開始し、午前２４時に終了するサイクルを毎日繰り返す。
【００２０】
まず、現在の時刻が、提供電力量、購入電力量、返還電力量の積算を行う制御が終了する時刻、例えば２３時３０分を過ぎているかどうか判定する（ステップ１０１）。２３時３０分前であれば、現在の時刻が電力提供時間帯かどうか判定する（ステップ１０２）。電力提供時間帯であれば、受電電力と逆潮電力の大小を判定し（ステップ１０３）、逆潮電力の方が受電電力よりも大きければ逆潮電力から受電電力を引いた差分を提供電力として積算する（ステップ１０５）、受電電力が逆潮電力よりも大きいか逆潮電力と等しければ、受電電力から逆潮電力を引いた差分を通常の購入電力として積算する（ステップ１０４）。ステップ１０５，１０４の後、電力提供時間帯が終了したかどうか判定する（ステップ１０６）。電力提供時間帯が終了していなければ、制御はステップ１０３に戻り、終了していれば、制御はステップ１０１に戻る。なお、この場合、図６に示すように、受電電力、逆潮電力をそれぞれ電力計２９，２８で別々に計測している場合を想定している。しかしながら、図６とは異なり１台で受電電力、逆潮電力の双方を計測することが可能な双方向性の電力計を用いる場合には、電力計の計測結果が正であれば（受電電力<逆潮電力）、提供電力として、電力計の計測結果が０または負であれば（受電電力≧逆潮電力）、購入電力として積算すればよい。
【００２１】
ステップ１０２で現在の時間が電力提供時間帯でなければ、現在の時間が電力返還時間帯かどうか判定する（ステップ１０７）。電力返還時間帯であれば、受電電力と逆潮電力の大小を判定し（ステップ１０８）、受電電力の方が逆潮電力よりも大きければ受電電力から逆潮電力を引いた差分を返還電力として積算する（ステップ１０９）。次に、返還電力の積算値が返還可能量を超過しているかどうか判定する（ステップ１１０）。超過していれば、制御はステップ１０１に戻る。ステップ１０８で、逆潮電力が受電電力と等しいか、これよりも大きいと判定された場合、ステップ１１０で、返還電力の積算値が返還可能量を超過していないと判定された場合、電力返還時間帯が終了したかどうか判定する（ステップ１１１）。電力返還時間帯が終了していなければ、制御はステップ１０８に戻り、終了していれば、制御はステップ１０１に戻る。
【００２２】
ステップ１０７で、現在の時刻が電力返還時間帯でないと判定された場合、受電電力と逆潮電力の大小を判定する（ステップ１１２）。受電電力の方が逆潮電力よりも大きければ、受電電力から逆潮電力を引いた差分を購入電力として積算し（ステップ１０９）、制御はステップ１０１に戻る。
【００２３】
現在の時刻が制御終了時刻かそれを過ぎていた場合、データ送受信部２１は、演算処理部２４で算出された提供電力量、購入電力量、返還電力量の各積算値を電力需給監視制御装置１０に送信する（ステップ１１４）。この後、演算処理部２４は提供電力量、購入電力量、返還電力量の各積算値を、翌日の積算のために、０に初期化する（ステップ１１５）。この初期化は図３の処理が開始された直後に行ってもよい。
【００２４】
電力需給監視制御装置１０は提供電力量、購入電力量、返還電力量の各積算値をデータ送受信部１１で受信する（ステップ２０１）。次に、演算処理部１３で、受信した返還電力量と先に算出しておいた返還可能電力量とを比較し、返還電力量の方が返還可能電力量よりも大きければ、その差分または、それに一定の低減率αを乗じた値を翌日の繰越返還電力量とする（ステップ２０２）。低減率αは仮想的な電力貯蔵装置における自己放電率ととらえることができるが、発電需要家２に設置している発電装置の種別や電力供給者１との契約内容などに応じて低減率αの設定を変更することも可能である。演算処理部１３は次に、予測計算部１４で算出された、発電需要家２における翌日発電量の予測値、翌日に返還する繰越返還電力量を元に翌日の電力提供時間帯、電力返還時間帯を設定し、それらの情報を総合的に勘案して翌日の発電機運転計画を立案する（ステップ２０３）。そして、データ送受信部１１より電力需給監視端末２０に対し、設定された、翌日の電力提供時間帯、電力返還時間帯の情報、および返還可能電力量を通知する（ステップ２０４）。
【００２５】
電力需給監視端末２０はデータ送受信部２１で該情報を受信し、データ記録部２２に記録する（ステップ１１６）。
【００２６】
なお、発電需要家２に設置された発電装置２６がＧＥシステムやＦＣシステムのように出力電力制御が可能な発電装置である場合には、図４に示すように、電力需給端末２に発電装置インターフェイス（ＩＦ部）２５が追加され、図５に示すように電力需給監視端末２０から電力需給監視制御装置１０へ翌日発電計画を通知するステップ（ステップ１１７）が追加され、電力需給監視制御装置１０ではこの情報を受け（ステップ２０５）、演算処理部１３が発電需要家２における翌日の発電量を算出し、発電機運転計画を立案する（ステップ２０６）。電力系統４内に出力電力制御が不可能な電力装置と可能な発電装置が混在している場合には、翌日発電量の予測値と翌日発電計画による発電予定量の合算値を元に各種計算が行われることになる。
【００２７】
本実施形態においては、電力需給監視端末２０における電力提供時間帯と電力返還時間帯と返還可能電力量は電力需給監視制御装置１０から定期的に送信される変動する値を用いたが、これらの値はあらかじめ設定された固定値であってもよい。この場合には、これらを送受信する動作は不要になるが、予め設定した電力提供時間帯と電力返還時間帯の値と返還可能電力量とを変更する必要が生じた場合には、データ送受信部１１より電力需給監視端末２０に送信すればよい。
【００２８】
図７に、ある発電需要家２における一日のエネルギー収支例を示す。上のグラフは折れ線グラフが一日の消費電力の推移を、棒グラフが発電電力の推移を表している。また、下のグラフは消費電力と発電電力の差分について、提供電力、返還電力、購入電力、提供電力と見なされない発電電力の４つに分類したものであり、時刻軸の上方向は発電需要家２から電力系統４へと流れる逆潮電力を、下側は発電需要家２が電力系統４から受け取る受電電力を示している。ただし、前提条件として、前日に全量の返還を受けており、この日は電力返還を受けられないと仮定している。したがって、０時から９時になるまでの間については、発電装置２６における発電電力と負荷装置２７における消費電力の差分は通常の購入電力として積算される。９時から１６時までは電力提供時間帯であり、受電電力よりも発電電力が上回った場合には提供電力として積算される。１６時以降は電力返還時間帯となっている。図７の例では１６時から１７時の間で発電電力の方が受電電力よりも上回っているが、すでに電力提供時間帯は終了しているのでこの分の電力は提供電力とは見なされない。電力返還時間帯内では発電電力よりも上回った受電電力分が返還電力として積算されるが、当日の返還可能量に対して全量返還しきった段階で通常の購入電力として積算されるようになる。本例では電力提供時間帯と電力返還時間帯は互いに接するように説明しているが、両者の間にどちらでもない時間帯を設定してもよい。
【００２９】
このように、電力提供時間帯に電力系統４へ提供した電力を、他の時間帯に返還してもらうことで、発電した電力を無駄なく利用することができる。特に、ＧＥシステムやＦＣシステムなどの分散型電力システムは発生する電気と熱の両方を利用するコージェネレーションシステムとして利用することで、メリットの最大化が図れる。したがって、本発明を用いることで発電時間や発電量に対する制約が大幅に軽減されるため、発電装置２６の運転パターンの最適化に対する自由度が向上する。
【００３０】
本発明を用いることによる、電力供給者１のメリットについて図８、図９を用いて説明する。図８は一般的なオフィスビルと一般家庭（２０軒相当）の消費電力パターンを示したものである。図から明らかなように、オフィスビルと一般家庭では電力消費パターンに大きな差分異がある。オフィスビルにおいては９：００−１８：００に消費電力が多く、一方、一般家庭においては６：００−９：００、１８：００−２４：００に消費電力が多い。この場合にオフィスビルにおいては消費電力の多い９：００−１８：００に電力返還時間帯が設定され、これ以外の時間帯に電力提供時間帯が設定される。一方、一般家庭においてはオフィスビルとは逆に９：００−１８：００に電力提供時間帯が設定され、これ以外の時間帯に電力返還時間帯が設定される。したがって、９：００−１８：００には一般家庭から提供された電力をオフィスビルに返還し、これ以外の時間帯はオフィスビルから提供された電力を一般家庭に返還することにより電力を効率的に需給することが可能になる。実際の結果を図９に示す。
【００３１】
図９は図８におけるオフィスビルと一般家庭の消費電力の合計と、一般家庭に設置されている発電装置の出力の合計について時間的な推移を示したものである。通常、電力供給者は消費電力の推移の中でもっとも大きなピークにあわせて設備容量を決定する必要がある。また、一日のうちの最低消費電力と最大消費電力の比（負荷率）は小さければ小さいほど経済的な設備運用が可能である。今、消費電力合計値と発電電力合計値の差分分を見ると、昼間のピークが抑制されており、また負荷率も改善していることがわかる。本発明では既に説明したように、電力提供時間帯と電力返還時間帯を設け、さらにそれらを適切に設定することで、発電需要家２における発電時間帯を電力供給者１にとって最も有利な時間帯へと誘導することが可能であり、従来技術に対して大きな優位性が発揮される。
【００３２】
本発明の他の実施形態として、さらに効率的な電力の需給が可能になる実施形態を以下に説明する。上述のように、発電需要家の電力消費の形態は多種にわたり、電力提供時間帯と電力返還時間帯のパターンも多種にわたる。まず、このような多くの発電需要家を電力提供時間帯と電力返還時間帯のパターンにより同様のパターンを有するグループに分ける。次に、各発電需要家の予測提供電力と予測返還電力から各グループの電力提供時間帯に提供することができる電力と電力返還時間帯に返還を要する電力の総和を算出する。次に、無作為に１つのグループを抽出して残りの各グループと組み合わせて、組み合わせた各グループとの時間帯ごとの提供できる電力と返還を要する電力の総計を算出する。次に、提供電力と返還電力の総計が最低の値を示すグループの組み合わせを決定する。次に、この残りのグループについて同様に提供電力と返還電力の総計が最低の値を示すグループの組み合わせを決定する。以上を繰り返して、最終的に提供電力と返還電力の総計が最低の値を示すグループの組み合わせを決定する。なお、以上の処理は電力供給者１内に設置された電力需給監視制御装置１０（図１）で行われる。
【００３３】
この決定されたグループの組み合わせごとに本システムを適用すれば、時間ごとにあるグループの提供電力を他のグループの返還電力として利用でき、余剰電力、不足電力が最低限に低減され、効率的な電力の需給が可能になる。この方法によれば、計算対象がグループ化されているので、対象を各発電需要家として計算するよりも効率的、かつ短時間で計算できるので有効である。
【００３４】
本実施形態を具体的により説明する。ここでは説明をわかりやすくするために簡略化した電力消費パターンについて説明する。初めに対象とする発電需要家を、電力提供時間帯と電力返還時間帯の同様なパターンを有するグループＡ〜Ｄに分ける。その結果、グループＡが１００戸、グループＢが７０戸、グループＣが７０戸、グループＤが２００戸となったとする。表１にグループＡ−Ｄの発電需要パターンを示す。
【００３５】
グループＡは６：００−１２：００の時間帯に２００Ｗを消費、６：００−１８：００の時間帯に１００Ｗを発電しており、その結果１２：００−１８：００の時間帯に１００Ｗを提供可能、６：００−１２：００の時間帯に１００Ｗ返還を必要としている。グループＢは０：００−１２：００の時間帯に１００Ｗ消費、０：００−２４：００の時間帯に５０Ｗ発電しており、その結果１２：００−２４：００の時間帯に５０Ｗ提供可能、０：００−１２：００の時間帯に５０Ｗ返還を必要としている。グループＣは１２：００−２４：００の時間帯に１００Ｗ消費、０：００−２４：００の時間帯に５０Ｗ発電しており、その結果０：００−１２：００の時間帯に５０Ｗ提供可能、１２：００−２４：００の時間帯に５０Ｗ返還を必要としている。グループＤは１２：００−１８：００の時間帯に１００Ｗ消費、６：００−１８：００の時間帯に５０Ｗ発電しており、その結果６：００−１２：００の時間帯に５０Ｗ提供可能、１２：００−１８：００の時間帯に５０Ｗ返還を必要としている。この場合、各グループＡ〜Ｄの時間帯ごとの提供電力、返還電力の総計は表１の通りとなる（単位はＷ）。ここでは、電力の総計は、各グループの時間帯ごとの提供電力、返還電力に戸数を乗じたものである。表１においては提供をプラス、返還をマイナスで表示した。
【００３６】
【表１】
2008148382.tif 000003
【００３７】
次に、グループＡについて、グループＢ，Ｃ，Ｄと組み合わせた場合の提供電力、返還電力の総計を計算すると、表２のようになる（単位はＷ）。
【００３８】
【表２】
2008148382.tif 000004
【００３９】
したがって、グループＡについてはグループＤとの組み合わせにおいて、各時間帯の提供電力、返還電力の総計が最低（零）になるので、最適の組み合わせとなる。同様に、残りのグループＢについてグループＣと組み合わせた場合の提供電力、返還電力の総計を計算すると、各時間帯の提供電力、返還電力の総計が最低（零）になるので、最適の組み合わせとなる。以上より、最終的にグループＡとＤ、グループＢとＣを組み合わせて運用すれば、最適の電力運用ができることがわかる。
【００４０】
この説明においては、２グループずつに組み合わせた例について説明したが、実際には３グループ以上の組み合わせについて行っても構わない。
【００４１】
この説明においては、簡略化した例を用いたが、実際にはより多くの発電需要者数について計算を行う必要がある。したがって、上述のように、発電需要者を、類似したパターンを有するグループにあらかじめ分けることによって、最適の組み合わせに関する計算回数を低減することができ、解析速度を向上させることができる。
【００４２】
また上述のパターンによるグループ分けにおいて、時間帯ごとの提供電力、返還電力の変化だけでなく、季節（気温、天候）、市場動向などの時間帯ごとの提供電力、返還電力の変化における変動要因を考慮することも有効である。この結果、解析の精度が向上するだけでなく、変動があった場合に同様の変動要因を有するグループについて一括で修正を加えることにより対応できる。例えば、一般家庭においては季節により夏季の冷房、冬季の暖房による需要電力の増加などが同じ傾向を示すので、気温という変動要因においてグループ化することにより、気温の変動による需要電力の変化、つまり提供電力、返還電力の変化を一括で修正できる。同様に太陽光発電装置を有する発電需要家をグループ化することにより日照時間の変動に対して容易に対応できる。また、同様に企業における工場群をグループ化することにより市場動向による製品生産量の変動、すなわち工場の稼働時間に対して容易に対応できる。このように、解析の精度が向上するだけでなく、変動があった場合に同様の変動要因を有するグループについて一括で修正を加えることにより対応できるので、変動に対する対応が簡易にできるという利点がある。
【００４３】
なお、電力需給監視制御装置と電力需給監視端末の機能は、その機能を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行するものであってもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク装置等の記憶装置を指す。さらに、コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、インターネットを介してプログラムを送信する場合のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの（伝送媒体もしくは伝送波）、その場合のサーバとなるコンピュータ内の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものを含む。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態による電力需給監視制御システムのブロック図である。
【図２】電力需給監視制御装置と電力需給監視端末の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の電力需給監視制御システムの動作例を示すフローチャートである。
【図４】電力需給監視制御装置と電力需給監視端末の他の構成を示すブロック図である。
【図５】図１の電力需給監視制御システムの他の動作例を示すフローチャートである。
【図６】電力計の配置例を示す図である。
【図７】発電需要家におけるエネルギー収支例を示す図である。
【図８】オフィスビルと一般家庭の消費電力パターン例を示す図である。
【図９】本発明を用いた場合の電力供給者におけるメリットの説明図である。
【図１０】発電需要家のグループＡ〜Ｄの電力発電需要パターンを示す図である。
【図１１】分散型発電装置を系統内の需要家に設置する場合の模式図である。
【図１２】従来の電力貯蔵システムのブロック図である。
【図１３】図１２の電力貯蔵システムにおける電力需給監視制御装置のブロック図である。
【図１４】図１２の電力貯蔵システムにおける電力需給監視制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    電力供給者
２    発電需要家
３    負荷需要家
４    電力系統
１０    電力需給監視制御装置
１１    データ送受信部
１２    データ保存部
１３    演算処理部
１４    予測計算部
１５    発電機運転制御部
１６    系統連系状態監視部
１７    発電機
２０    電力需給監視端末
２１    データ送受信部
２２    データ記録部
２３    電力計ＩＦ部
２４    演算処理部
２５    発電装置ＩＦ部
２６    発電装置
２７，３０    負荷装置
２８，２９    電力計
１０１〜１１７、２０１〜２０６    ステップ
【図１】
2008148382.tif 000005
【図２】
2008148382.tif 000006
【図３】
2008148382.tif 000007
【図４】
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【図５】
2008148382.tif 000009
【図６】
2008148382.tif 000010
【図７】
2008148382.tif 000011
【図８】
2008148382.tif 000012
【図９】
2008148382.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2008148382.tif 000016
【図１３】
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【図１４】
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