(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源設備を備える複数の通信設備の少なくとも１つである送信相手に対して、電力系統から供給される電力の量である潮流量又は前記電力系統に供給される電力の量である逆潮流量の抑制に関する電力指令メッセージを送信する通信部と、
前記複数の通信設備の各々の負荷の大きさと、前記複数の通信設備の各々の前記電源設備の容量とに基づいて、前記送信相手を選択するスケジューリングを所定時間間隔で行う制御部とを備え、
前記電源設備の容量は、前記電源設備から出力可能な容量又は前記電源設備に蓄電可能な容量であり、
前記通信設備は、通信回線網上に設けられるとともに、前記通信回線網を用いて行われる通信を制御する設備であり、
前記制御部は、前記所定時間間隔ごとに、前記送信相手の電源設備の合計の容量が必要容量を満たすまで、前記複数の通信設備の中から前記負荷が小さい順に優先的に前記送信相手を選択し、
前記必要容量は、削減すべき潮流量又は削減すべき逆潮流量であることを特徴とする管理サーバ。
【請求項２】
前記通信設備は、第１負荷によって影響される第１通信設備及び前記第１負荷よりも大きい第２負荷によって影響される第２通信設備を含み、
前記制御部は、前記第２通信設備に対する前記電力指令メッセージの送信よりも、前記第１通信設備に対する前記電力指令メッセージの送信を優先的にスケジューリングすることを特徴とする請求項１に記載の管理サーバ。
【請求項３】
前記通信設備は、第１蓄電容量を有する前記電源設備を備える第１通信設備及び前記第１蓄電容量よりも小さい第２蓄電容量を有する前記電源設備を備える第２通信設備を含み、
前記制御部は、前記第２通信設備に対する前記電力指令メッセージの送信よりも、前記第１通信設備に対する前記電力指令メッセージの送信を優先的にスケジューリングすることを特徴とする請求項１又は２に記載の管理サーバ。
【請求項４】
前記制御部は、前記通信回線網を用いて行われる通信を制御しない需要家施設に対する前記電力指令メッセージの送信よりも、前記通信設備に対する前記電力指令メッセージの送信を優先的にスケジューリングすることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の管理サーバ。
【請求項５】
前記負荷は、前記通信設備に接続された通信相手の数、前記通信設備と前記通信相手とを接続する通信回線の混雑状態、及び、前記通信設備が処理すべき信号量の少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の管理サーバ。
【請求項６】
前記通信設備は、ユーザ端末と無線通信を行う基地局、及び、前記基地局と通信を行う交換局の少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の管理サーバ。
【請求項７】
電源設備を備える複数の通信設備の少なくとも１つである送信相手に対して、電力系統から供給される電力の量である潮流量又は前記電力系統に供給される電力の量である逆潮流量の抑制に関する電力指令メッセージを送信するステップＡと、
前記複数の通信設備の各々の負荷の大きさと、前記複数の通信設備の各々の前記電源設備の容量とに基づいて、前記送信相手を選択するスケジューリングを所定時間間隔で行うステップＢとを備え、
前記電源設備の容量は、前記電源設備から出力可能な容量又は前記電源設備に蓄電可能な容量であり、
前記通信設備は、通信回線網上に設けられるとともに、前記通信回線網を用いて行われる通信を制御する設備であり、
前記ステップＢは、前記所定時間間隔ごとに、前記送信相手の電源設備の合計の容量が必要容量を満たすまで、前記複数の通信設備の中から前記負荷が小さい順に優先的に前記送信相手を選択するステップを含み、
前記必要容量は、削減すべき潮流量又は削減すべき逆潮流量であることを特徴とする管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源設備を有する通信設備に対して電力指令メッセージを送信する管理サーバ及び管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基地局や交換局等の通信設備は、停電状態におけるバックアップ電源として電源設備を有することが考えられる。通信設備に設けられた電源設備を電力系統の安定化に用いることも検討されている（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
例えば、電力系統の安定化は、電力事業者又は配電事業者などに属する管理サーバから電力指令メッセージを送信することによって、電力系統から供給される電力の量である潮流量又は電力系統に供給される電力の量である逆潮流量を抑制することができる。電力指令メッセージは、例えば、潮流量の抑制に関する潮流抑制メッセージ（例えば、ＤＲ；Ｄｅｍａｎｄ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）及び逆潮流量の抑制に関する逆潮流抑制メッセージ（例えば、出力抑制メッセージ）の少なくとも一方である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−４３６７２号公報
【特許文献２】特開２０１３−７４６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、通信設備の負荷が大きい場合には、電力指令メッセージに対する反応に遅延が生じる可能性がある。このような遅延が生じると、電力系統の安定化を適切に図ることができない虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、電力指令メッセージの送信によって電力系統の安定化を可能とする管理サーバ及び管理方法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】
【０００７】
１つの特徴は、管理サーバであって、電源設備を備える通信設備に対して、電力系統から供給される電力の量である潮流量又は前記電力系統に供給される電力の量である逆潮流量の抑制に関する電力指令メッセージを送信する通信部と、前記通信設備の動作に影響する負荷の大きさに基づいて、前記電力指令メッセージの送信をスケジューリングする制御部とを備え、前記通信設備は、通信回線網上に設けられるとともに、前記通信回線網を用いて行われる通信を制御する設備であることを要旨とする。
【０００８】
１つの特徴は、管理方法であって、電源設備を備える通信設備に対して、電力系統から供給される電力の量である潮流量又は前記電力系統に供給される電力の量である逆潮流量の抑制に関する電力指令メッセージを送信するステップＡと、前記通信設備の動作に影響する負荷の大きさに基づいて、前記電力指令メッセージの送信をスケジューリングするステップＢとを備え、前記通信設備は、通信回線網上に設けられるとともに、前記通信回線網を用いて行われる通信を制御する設備であることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電力指令メッセージの送信によって電力系統の安定化を可能とする管理サーバ及び管理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係る管理システム１００を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係る通信設備１０を示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係る管理サーバ２０を示す図である。
【図４】図４は、実施形態に係る適用シーンを示す図である。
【図５】図５は、実施形態に係る管理方法を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下において、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
【００１２】
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なる場合があることに留意する。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すればよい。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる場合がある。
【００１３】
［開示の概要］
実施形態に係る管理サーバは、電源設備を備える通信設備に対して、電力系統から供給される電力の量である潮流量又は前記電力系統に供給される電力の量である逆潮流量の抑制に関する電力指令メッセージを送信する通信部と、前記通信設備の動作に影響する負荷の大きさに基づいて、前記電力指令メッセージの送信をスケジューリングする制御部とを備え、前記通信設備は、通信回線網上に設けられるとともに、前記通信回線網を用いて行われる通信を制御する設備である。
【００１４】
実施形態では、管理サーバは、通信設備の動作に影響する負荷の大きさに基づいて、電力指令メッセージの送信をスケジューリングする。これによって、電力指令メッセージに対する反応に遅延が生じる可能性を軽減することができ、電力系統の安定化を適切に図ることができる。
【００１５】
［実施形態］
（管理システム）
以下において、実施形態に係る管理システムについて説明する。図１は、実施形態に係る管理システム１００を示す図である。図１に示すように、管理システム１００は、管理サーバ２０と、交換局２００と、基地局３００と、ユーザ端末４００とを有する。管理サーバ２０は、電力事業者、電力アグリゲータ−又は通信事業者等が管理するものである。
【００１６】
管理サーバ２０は、電源設備を備える通信設備に対して、通信回線網５０（例えば、移動体通信網のバックホールネットワーク）を介して電力指令メッセージを送信する。すなわち、管理サーバ２０は、ＤＲ（Ｄｅｍａｎｄ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）サーバであってもよい。
【００１７】
電力指令メッセージは、電力系統から供給される電力の量である潮流量又は電力系統に供給される電力の量である逆潮流量の抑制に関するメッセージである。潮流量の削減に関する電力指令メッセージは、例えば電力使用量の削減希望量が○％削減である旨のメッセージであったり、電力使用量の削減希望量が○ｋｗｈ削減である旨のメッセージであったり、削減量に応じてインセンティブを提示する旨のメッセージであってもよい。逆潮流の抑制に関するメッセージは、例えば、逆潮流を○％削減する旨のメッセージ等が想定される。実施形態では、電源設備を備える通信設備は、例えば、交換局２００及び基地局３００の少なくともいずれかである。
【００１８】
交換局２００は、電源設備を備える通信設備の一例である。交換局２００は、複数の基地局３００と通信を行うとともに、複数の基地局３００のそれぞれを経由する通信を制御する。実施形態では、交換局２００Ａ及び交換局２００Ｂが設けられる。
【００１９】
基地局３００は、電源設備を備える通信設備の一例である。基地局３００は、通信エリア３１０を有しており、通信エリア３１０に在圏するユーザ端末４００と無線通信を行う。実施形態では、基地局３００Ａ〜基地局３００Ｄが設けられる。基地局３００Ａ〜基地局３００Ｄは、通信エリア３１０Ａ〜通信エリア３１０Ｄを有する。
【００２０】
ユーザ端末４００は、基地局３００と無線通信を行う。ユーザ端末４００は、例えば、携帯電話、タブレット端末などである。
【００２１】
（通信設備）
以下において、実施形態に係る通信設備について説明する。図２は、実施形態に係る通信設備１０を示す図である。通信設備１０は、通信回線網５０上に設けられており、通信回線網５０を用いて行われる通信を制御する設備であればよい。実施形態では、通信設備１０は、例えば、上述した交換局２００及び基地局３００である。図２に示すように、通信設備１０は、電源設備１１及び制御設備１２を有する。
【００２２】
電源設備１１は、通信設備１０から電力系統に供給される電力を出力する設備（例えば、蓄電池、太陽電池又は燃料電池）であってもよい。電源設備１１は、電力系統から通信設備１０に供給される電力を蓄積する設備（例えば、蓄電池）であってもよい。電源設備１１は、例えば、停電などのように電力系統から供給される電力が不足するケースにおいて、通信設備１０で消費する電力を賄うための電力を出力する設備であってもよい。
【００２３】
ここで、電源設備１１の容量は、電源設備１１から出力可能な容量であってもよい。従って、電源設備１１が蓄電池である場合には、電源設備１１の容量は、蓄電池の放電容量であってもよい。電源設備１１が太陽電池又は燃料電池などの発電設備である場合には、電源設備１１の容量は、発電設備の発電容量であってもよい。電源設備１１の容量は、電源設備１１に蓄積可能な容量であってもよい。従って、電源設備１１が蓄電池である場合には、電源設備１１の容量は、蓄電池の蓄電容量であってもよい。蓄電容量は、上述した放電容量と同義であってもよい。
【００２４】
制御設備１２は、ユーザ端末４００と行う通信を制御する。例えば、通信設備１０が交換局２００である場合に、制御設備１２は、複数の基地局３００のそれぞれを経由する通信を制御する基盤等を含む。一方で、通信設備１０が基地局３００である場合に、制御設備１２は、通信エリア３１０に在圏するユーザ端末４００と行われる通信を制御する基盤等を含む。
【００２５】
（管理サーバ）
以下において、実施形態に係る管理サーバ２０について説明する。図３は、実施形態に係る管理サーバ２０を示す図である。図３に示すように、管理サーバ２０は、通信部２１及び制御部２２を有する。
【００２６】
通信部２１は、通信モジュールによって構成されており、通信設備１０に対して、潮流量又は逆潮流量の抑制に関する電力指令メッセージを送信する。通信部２１は、複数の通信設備１０に電力指令メッセージを送信してもよい。
【００２７】
制御部２２は、ＣＰＵ及びメモリによって構成されており、管理サーバ２０を制御する。制御部２２は、通信設備１０の動作に影響する負荷の大きさに基づいて、電力指令メッセージの送信をスケジューリングする。
【００２８】
ここで、電力指令メッセージの送信のスケジューリングは、電力指令メッセージの送信相手（通信設備１０）を選択する処理であってもよく、通信設備１０に対する電力指令メッセージの送信順序を決定する処理であってもよい。
【００２９】
実施形態では、通信設備１０の動作に影響する負荷は、通信設備１０に接続された通信相手の数、通信設備１０と通信相手とを接続する通信回線の混雑状態、及び、通信設備１０が処理すべき信号量の少なくともいずれか一つである。通信設備１０が交換局２００である場合において、通信相手は、交換局２００と通信を行う基地局３００の数であってもよく、交換局２００と通信を行う基地局３００を介して通信を行うユーザ端末４００であってもよい。一方で、通信設備１０が基地局３００である場合において、通信相手は、基地局３００と無線通信を行うユーザ端末４００であってもよい。
【００３０】
例えば、電力指令メッセージの送信のスケジューリングは、以下に示す手順の少なくとも１以上の手順によって行われる。
【００３１】
（Ａ）制御部２２は、複数の通信設備１０の各々の負荷状態に応じて、電力指令メッセージの送信をスケジューリングする。例えば、第１負荷によって影響される第１通信設備及び第１負荷よりも大きい第２負荷によって影響される第２通信設備を通信設備１０が含むケースについて考える。このようなケースにおいて、制御部２２は、第２通信設備に対する電力指令メッセージの送信よりも、第１通信設備に対する電力指令メッセージの送信を優先的にスケジューリングする。例えば、制御部２２は、電力指令メッセージの送信相手（通信設備１０）として、第２通信設備よりも第１通信設備を優先的に選択してもよく、第２通信設備に対する電力指令メッセージの送信順序よりも、第１通信設備に対する電力指令メッセージの送信順序を早くしてもよい。すなわち、制御部２２は、相対的に小さい負荷によって影響される通信設備１０に対する電力指令メッセージの送信を優先的にスケジューリングする。
【００３２】
（Ｂ）制御部２２は、所定閾値よりも大きい負荷を有する通信設備１０を電力指令メッセージの送信相手（通信設備１０）から除外してもよい。制御部２２は、所定閾値よりも小さい負荷を有する通信設備１０に対する電力指令メッセージの送信タイミングを基準タイミングとした場合に、所定閾値よりも大きい負荷を有する通信設備１０に対する電力指令メッセージの送信タイミングを基準タイミングよりも遅らせてもよい。
【００３３】
（Ｃ）制御部２２は、複数の通信設備１０が備える電源設備１１の各々の容量に応じて、電力指令メッセージの送信をスケジューリングしてもよい。例えば、第１蓄電容量を有する電源設備１１を備える第１通信設備及び第１蓄電容量よりも小さい第２蓄電容量を有する電源設備１１を備える第２通信設備を通信設備１０が含むケースについて考える。このようなケースにおいて、制御部２２は、第２通信設備に対する電力指令メッセージの送信よりも、第１通信設備に対する電力指令メッセージの送信を優先的にスケジューリングする。例えば、制御部２２は、電力指令メッセージの送信相手（通信設備１０）として、第２通信設備よりも第１通信設備を優先的に選択してもよく、第２通信設備に対する電力指令メッセージの送信順序よりも、第１通信設備に対する電力指令メッセージの送信順序を早くしてもよい。すなわち、制御部２２は、相対的に大きい容量を有する電源設備１１を備える通信設備１０に対する電力指令メッセージの送信を優先的にスケジューリングする。
【００３４】
（Ｄ）制御部２２は、所定閾値よりも小さい容量を有する電源設備１１を備える通信設備１０を電力指令メッセージの送信相手（通信設備１０）から除外してもよい。制御部２２は、所定閾値よりも大きい容量を有する電源設備１１を備える通信設備１０に対する電力指令メッセージの送信タイミングを基準タイミングとした場合に、所定閾値よりも小さい容量を有する電源設備１１を備える通信設備１０に対する電力指令メッセージの送信タイミングを基準タイミングよりも遅らせてもよい。
【００３５】
（Ｅ）制御部２２は、複数の通信設備１０の各々の負荷状態及び複数の通信設備１０が備える電源設備１１の各々の容量の双方に応じて、電力指令メッセージの送信をスケジューリングしてもよい。このようなケースにおいて、制御部２２は、負荷状態に基づいた優先度及び容量に基づいた優先度に基づいて、電力指令メッセージの送信をスケジューリングする。制御部２２は、負荷状態に基づいた優先度及び容量に基づいた優先度のそれぞれに重み付け係数を乗算した結果に基づいて、電力指令メッセージの送信をスケジューリングしてもよい。
【００３６】
上述した手順において、通信設備１０の負荷は、潮流量又は逆潮流量を抑制する期間（以下、抑制期間）に取得される通信設備１０の負荷の現在値であってもよい。通信設備１０の負荷は、抑制期間における通信設備１０の負荷の予測値であってもよい。予測値は、抑制期間よりも前に取得されてもよい。
【００３７】
上述した手順において、電源設備１１の容量は、電源設備１１の最大容量であってもよい。電源設備１１の容量は、抑制期間に取得される電源設備１１の容量の現在値であってもよい。電源設備１１の容量は、抑制期間における電源設備１１の容量の予測値であってもよい。予測値は、抑制期間よりも前に取得されてもよい。
【００３８】
（適用シーン）
以下において、実施形態に係る適用シーンについて説明する。図４は、実施形態に係る適用シーンを示す図である。図４では、電力指令メッセージが潮流量の抑制に関するメッセージであるケースについて例示する。電力指令メッセージは、管理サーバ２０によって管理される区画において削減すべき潮流量である必要削減容量を示す情報を含む。
【００３９】
図４に示すように、通信設備１０として通信設備Ａ〜通信設備Ｅが設けられており、通信設備Ａ〜通信設備Ｅのそれぞれが電源設備１１として蓄電池を備えるケースを例に挙げて説明する。通信設備Ａ〜通信設備Ｅの負荷（混雑状態）は時間経過とともに変化しており、通信設備Ａ〜通信設備Ｅが備える蓄電池の蓄電容量（放電容量）も時間経過とともに変化している。
【００４０】
このような前提下において、最初の１０分間においては、電力指令メッセージの送信相手として、負荷（混雑状態）が最も小さい通信設備Ａが１番目に選択され、負荷（混雑状態）が２番目に小さい通信設備Ｂが２番目に選択され、負荷（混雑状態）が２番目に小さい通信設備Ｃが３番目に選択される。通信設備Ａ〜通信設備Ｃが電力指令メッセージの送信相手として選択された時点で、潮流量を削減可能な容量が必要蓄積容量に達するため、通信設備Ｄ,Ｅは電力指令メッセージの送信相手から除外される。このようなケースにおいて、最も大きい蓄電容量を有する通信設備Ｃに対する電力指令メッセージの送信順序が１番目であり、２番目に大きい蓄電容量を有する通信設備Ｂに対する電力指令メッセージの送信順序が２番目であり、３番目に大きい蓄電容量を有する通信設備Ｂに対する電力指令メッセージの送信順序が３番目であってもよい。
【００４１】
２番目の１０分間及び最後の１０分間においても、最初の１０分間と同様の手順に従って、通信設備１０の負荷に基づいて電力指令メッセージの送信相手が選択される。さらに、最初の１０分間と同様の手順に従って、電源設備１１の容量に基づいて電力指令メッセージの送信順序が決定されてもよい。
【００４２】
また、必要削減容量は、後述するように、抑制要求又は系統電力状況等によって算出されてもよいし、当初予定していた削減容量を修正してもよい。
【００４３】
（管理方法）
以下において、実施形態に係る管理方法について説明する。図５は、実施形態に係る管理方法を示すシーケンス図である。
【００４４】
図５に示すように、ステップＳ１０において、管理サーバ２０は、潮流量又は逆潮流量の抑制要求を受け付ける。抑制要求は、電力事業者から受信するメッセージの受信によって受け付けられてもよく、オペレータの入力によって受け付けられてもよい。
【００４５】
ステップＳ１１において、管理サーバ２０は、通信設備１０群に対して問合せメッセージを送信する。問合せメッセージは、通信設備１０の負荷（現在値又は予測値）を示す情報の送信を要求するメッセージである。問合せメッセージは、電源設備１１の容量（現在値又は予測値）を示す情報の送信を要求するメッセージであってもよい。
【００４６】
ステップＳ１２において、通信設備１０群は、管理サーバ２０に対して応答メッセージを送信する。応答メッセージは、通信設備１０の負荷（現在値又は予測値）を示す情報を含む。応答メッセージは、電源設備１１の容量（現在値又は予測値）を示す情報を含んでもよい。
【００４７】
ステップＳ１３において、管理サーバ２０は、通信設備１０の動作に影響する負荷の大きさに基づいて、電力指令メッセージの送信をスケジューリングする。
【００４８】
ここで、電力指令メッセージの送信のスケジューリングは、電力指令メッセージの送信相手（通信設備１０）を選択する処理であってもよく、通信設備１０に対する電力指令メッセージの送信順序を決定する処理であってもよい。
【００４９】
ステップＳ１４において、管理サーバ２０は、ステップＳ１３のスケジューリング結果に基づいて、通信設備１０群に対して電力指令メッセージを送信する。
【００５０】
（作用及び効果）
実施形態では、管理サーバ２０は、通信設備１０の動作に影響する負荷の大きさに基づいて、電力指令メッセージの送信をスケジューリングする。これによって、電力指令メッセージに対する反応に遅延が生じる可能性を軽減することができ、電力系統の安定化を適切に図ることができる。
【００５１】
実施形態では、管理サーバ２０は、通信設備１０が備える電源設備１１の容量に基づいて、電力指令メッセージの送信をスケジューリングしてもよい。これによって、電力指令メッセージの送信のスケジューリングを効率的に行うことができる。
【００５２】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００５３】
実施形態では、潮流量又は逆潮流量の抑制に寄与する設備（又は施設）として、電源設備１１を備える通信設備１０のみを管理サーバ２０が管理するケースについて主として説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。管理サーバ２０は、潮流量又は逆潮流量の抑制に寄与する設備（又は施設）として、電源設備１１を備える通信設備１０以外に、通信回線網５０を用いて行われる通信を制御しない需要家施設を管理してもよい。このようなケースにおいて、管理サーバ２０（制御部２２）は、通信回線網５０を用いて行われる通信を制御しない需要家施設に対する電力指令メッセージの送信よりも、通信設備に対する電力指令メッセージの送信を優先的にスケジューリングしてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１０…通信設備、１１…電源設備、１２…制御設備、２０…管理サーバ、２１…通信部、２２…制御部、５０…通信回線網、１００…管理システム、２００…交換局、３００…基地局、３１０…通信エリア、４００…ユーザ端末
【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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