(57)【要約】  【課題】分散型エネルギーコミュニティー全体の熱電需要及び発電量の予測を精度よく行ってエネルギー供給コストを最小化するエネルギー需給制御方法及び装置の提供。  【解決手段】熱需要予測部１２及び電力需要予測部１３で予測された熱電需要と、日射強度予測部１７その他及び風力発電予測部２１で予測された発電量と、蓄電池監視部２２で取得された蓄電池３ｃの充電状態とに基づいて、燃料電池３ａの運転計画を、分散型エネルギーコミュニティーβ全体のエネルギー供給コストが最小となるよう事前に決定する最適運転計画決定部２３と、この最適運転計画決定部２３で決定された運転計画に基づき、燃料電池３ａの熱電出力を通信線８を介して制御する監視制御部２６とを具備する特徴的構成手段の採用。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散電源及び／又はエネルギー蓄積手段を具備するものを含む複数の熱電需要者宅からなり、当該複数の熱電需要者宅間の熱電融通及び電力会社との間の売買電が可能な分散型エネルギーコミュニティーに適用されるエネルギー需給制御方法であって、
前記複数の熱電需要者宅における前記分散電源及び／又は前記エネルギー蓄積手段、並びに各熱電需要者宅における熱電負荷を通信手段を介して統合管理する情報処理手段において、
前記分散型エネルギーコミュニティー全体の熱電需要と、当該分散型エネルギーコミュニティーに存在する１以上の自然エネルギー利用型の分散電源の発電量とを予測する処理と、
前記分散型エネルギーコミュニティーに存在する１以上のエネルギー蓄積手段のエネルギー蓄積量を前記通信手段を介して取得する処理と、を定常実施し、
予測された前記熱電需要及び前記発電量と取得された前記エネルギー蓄積量とに基づき、前記分散型エネルギーコミュニティーに存在する１以上の熱電出力制御型の分散電源の運転計画を、前記分散型エネルギーコミュニティー全体のエネルギー供給コストが最小となるよう事前に決定する処理と、
決定された前記運転計画に基づき、前記熱電出力制御型の分散電源を前記通信手段を介して制御する処理と、を順次実施する、
ことを特徴とするエネルギー需給制御方法。
【請求項２】
前記分散型エネルギーコミュニティー全体における前記熱電需要を予測する処理は、
前記各熱電需要者宅における前記熱電負荷に関して事前にデータベース化された当該熱電負荷別の単位時間熱電消費量と、当該各熱電需要者宅からそれぞれ前記通信手段を介して通知される当該熱電負荷別の需要計画情報とに基づいて実施する、
ことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー需給制御方法。
【請求項３】
前記自然エネルギー利用型の分散電源の前記発電量を予測する処理は、
当該分散電源が太陽光システムである場合、
当該太陽光システムの地理的設置場所における日射強度に関して事前にデータベース化された天気概況別の経時的平均日射強度と、外部の気象情報機関から通知される天気概況予報とに基づき、当該天気概況予報の有効期間における前記地理的設置場所別の当該日射強度を予測する処理を伴う、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のエネルギー需給制御方法。
【請求項４】
前記太陽光システムの前記地理的設置場所における前記日射強度を予測する処理は、
前記天気概況別の前記経時的平均日射強度が単一の天気現象毎にデータベース化されている場合において、前記気象情報機関から通知された前記天気概況予報が２以上の天気現象の組み合せを表現する天気用語であるときに、
当該気象情報機関が定義している前記天気用語の意味に即して前記２以上の天気現象がそれぞれ発現する期間を決定する処理と、
決定された各期間分の前記経時的平均日射強度を、対応する前記天気概況毎にそれぞれ抽出して合成する処理と、を伴う、
ことを特徴とする請求項３に記載のエネルギー需給制御方法。
【請求項５】
前記太陽光システムの前記地理的設置場所における前記日射強度を予測する処理は、
前記天気概況予報に基づく日射強度予測値、並びに当該天気概況予報と共に前記気象情報機関から通知される降水確率、予想平均気温、予想最高気温、及び予想最低気温に関する各予報、並びに前記天気概況予報に基づく過去の日射強度実績値のうち少なくとも１つを説明変数とし、かつ、当該日射強度実績値を目的変数としたニューラルネットワークによる演算を行う処理を伴う、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載のエネルギー需給制御方法。
【請求項６】
前記自然エネルギー利用型の分散電源である前記太陽光システムの前記発電量を予測する処理は、
予測された前記日射強度に太陽電池モデルを適用して、対応する発電電力に変換する処理を伴う、
ことを特徴とする請求項３、４又は５に記載のエネルギー需給制御方法。
【請求項７】
前記自然エネルギー利用型の分散電源の前記発電量を予測する処理は、
当該分散電源が風力発電システムである場合、
当該風力発電システムの地理的設置場所における風向・風速に応じて事前にデータベース化された当該風力発電システム別の発電量実績値と、外部の気象情報機関から天気概況予報と共に通知される予想風向・風速に関する予報とに基づき、当該予報の有効期間における前記風力発電システム別の発電電力を予測する処理を伴う、
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６に記載のエネルギー需給制御方法。
【請求項８】
前記分散型エネルギーコミュニティー全体の前記熱電需要、及び前記自然エネルギー利用型の分散電源の前記発電量を予測する処理は、
前記各熱電需要者宅からそれぞれ通知される前記熱電負荷別の前記需要計画情報、及び前記気象情報機関から通知される前記天気概況予報が更新される毎にそれぞれ実施し、
前記熱電出力制御型の分散電源の運転計画を決定する処理は、
前記エネルギー蓄積手段に対するエネルギー蓄積計画を、前記需要計画情報及び前記天気概況予報が更新される毎に決定する処理を伴う、
ことを特徴とする請求項３、４、５、６又は７に記載のエネルギー需給制御方法。
【請求項９】
前記エネルギー蓄積手段に対する前記エネルギー蓄積計画を決定する処理は、
当該エネルギー蓄積手段の前記エネルギー蓄積量がその動作許容範囲における上下のしきい値に達したときに、それぞれ、前記熱電出力制御型の分散電源に対する熱電出力制御及び前記熱電負荷に対する動作抑制制御を、前記通信手段を介して遠隔で行う処理を伴う、
ことを特徴とする請求項８に記載のエネルギー需給制御方法。
【請求項１０】
前記情報処理手段は、
前記各熱電需要者宅における需要者が宅外で所持する位置情報出力装置から通知される需要者位置情報の挙動により、当該需要者の在宅時間が変更されたと判断されたときに、前記運転計画及び前記エネルギー蓄積計画の修正、並びに前記熱電負荷の遠隔起動及び遠隔停止を行う処理を、さらに実施する、
ことを特徴とする請求項８又は９に記載のエネルギー需給制御方法。
【請求項１１】
分散電源及び／又はエネルギー蓄積手段を具備するものを含む複数の熱電需要者宅からなり、当該複数の熱電需要者宅間の熱電融通及び電力会社との間の売買電が可能な分散型エネルギーコミュニティーに適用され、前記複数の熱電需要者宅における前記分散電源及び／又は前記エネルギー蓄積手段、並びに各熱電需要者宅における熱電負荷を通信手段を介して統合管理するエネルギー需給制御装置であって、
前記分散型エネルギーコミュニティー全体の熱電需要を予測する熱電需要予測手段と、
前記分散型エネルギーコミュニティーに存在する１以上の自然エネルギー利用型の分散電源の発電量を予測する発電量予測手段と、
前記分散型エネルギーコミュニティーに存在する１以上のエネルギー蓄積手段のエネルギー蓄積量を前記通信手段を介して取得するエネルギー蓄積量取得手段と、
前記熱電需要予測手段で予測された前記熱電需要と、前記発電量予測手段で予測された前記発電量と、前記エネルギー蓄積量取得手段で取得された前記エネルギー蓄積量とに基づいて、前記分散型エネルギーコミュニティーに存在する１以上の熱電出力制御型の分散電源の運転計画を、前記分散型エネルギーコミュニティー全体のエネルギー供給コストが最小となるよう事前に決定する最適運転計画決定手段と、
この最適運転計画決定手段で決定された前記運転計画に基づき、前記熱電出力制御型の分散電源を前記通信手段を介して制御する監視制御手段と、を有する、
ことを特徴とするエネルギー需給制御装置。
【請求項１２】
前記熱電需要予測手段は、
前記各熱電需要者宅における前記熱電負荷別の単位時間熱電消費量を事前に蓄積する熱電需要データベースを具備し、
当該熱電需要データベースの内容と、前記各熱電需要者宅からそれぞれ前記通信手段を介して通知される当該熱電負荷別の需要計画情報とに基づいて、前記分散型エネルギーコミュニティー全体における前記熱電需要を予測する機能手段を具備する、
ことを特徴とする請求項１１に記載のエネルギー需給制御装置。
【請求項１３】
前記発電量予測手段は、
前記自然エネルギー利用型の分散電源が太陽光システムである場合に、当該太陽光システムの地理的設置場所における天気概況別の経時的平均日射強度を事前に蓄積する日射強度データベースを具備し、
当該日射強度データベースの内容と、外部の気象情報機関から通知される天気概況予報とに基づいて、当該天気概況予報の有効期間における前記地理的設置場所別の当該日射強度を予測する日射強度予測手段を具備する、
ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載のエネルギー需給制御装置。
【請求項１４】
前記日射強度予測手段は、
前記日射強度データベースが前記天気概況別の前記経時的平均日射強度を単一の天気現象毎に蓄積するものである場合において、前記気象情報機関から通知された前記天気概況予報が２以上の天気現象の組み合せを表現する天気用語であるときに、
当該気象情報機関が定義している前記天気用語の意味に即して前記２以上の天気現象がそれぞれ発現する期間を決定する機能手段と、
当該機能手段で決定された各期間分の前記経時的平均日射強度を、対応する前記天気概況毎にそれぞれ抽出して合成する機能手段と、を具備する、
ことを特徴とする請求項１３に記載のエネルギー需給制御装置。
【請求項１５】
前記日射強度予測手段は、
前記天気概況予報に基づく日射強度予測値、並びに当該天気概況予報と共に前記気象情報機関から通知される降水確率、予想平均気温、予想最高気温、及び予想最低気温に関する各予報、並びに前記天気概況予報に基づく過去の日射強度実績値のうち少なくとも１つを説明変数とし、かつ、当該日射強度実績値を目的変数とした演算を行うニューラルネットワーク処理手段を具備する、
ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載のエネルギー需給制御装置。
【請求項１６】
前記発電量予測手段は、
前記日射強度予測手段で予測された前記日射強度を、対応する発電電力に変換するための太陽電池モデルを具備する、
ことを特徴とする請求項１３、１４又は１５に記載のエネルギー需給制御装置。
【請求項１７】
前記発電量予測手段は、
前記自然エネルギー利用型の分散電源が風力発電システムである場合に、当該風力発電システムの地理的設置場所における風向・風速に応じた当該風力発電システム別の発電量実績値を事前に蓄積する風向・風速別発電量データベースを具備し、
当該風向・風速別発電量データベースの内容と、外部の気象情報機関から天気概況予報と共に通知される予想風向・風速に関する予報とに基づいて、当該予報の有効期間における前記風力発電システム別の発電電力を予測する機能手段を具備する、
ことを特徴とする請求項１１、１２、１３、１４、１５又は１６に記載のエネルギー需給制御装置。
【請求項１８】
前記熱電需要予測手段及び前記発電量予測手段は、
前記各熱電需要者宅からそれぞれ通知される前記熱電負荷別の前記需要計画情報、及び前記気象情報機関から通知される前記天気概況予報が更新される毎に、それぞれ、前記熱電需要及び前記自然エネルギー利用型の分散電源の前記発電量を予測する機能手段を具備し、
前記最適運転計画決定手段は、
前記エネルギー蓄積手段に対するエネルギー蓄積計画を、前記需要計画情報及び前記天気概況予報が更新される毎に決定する機能手段を具備する、
ことを特徴とする請求項１３、１４、１５、１６又は１７に記載のエネルギー需給制御装置。
【請求項１９】
前記監視制御手段は、
前記最適運転計画決定手段が、前記エネルギー蓄積手段に対する前記エネルギー蓄積計画を決定する場合において、前記エネルギー蓄積量取得手段により、当該エネルギー蓄積手段の前記エネルギー蓄積量がその動作許容範囲における上下のしきい値に達したと判断されたときに、それぞれ、前記熱電出力制御型の分散電源に対する熱電出力制御及び前記熱電負荷に対する動作抑制制御を、前記通信手段を介して遠隔で行う機能手段を具備する、
ことを特徴とする請求項１８に記載のエネルギー需給制御装置。
【請求項２０】
前記エネルギー需給制御装置は、
前記各熱電需要者宅における需要者が宅外で所持する位置情報出力装置から通知される需要者位置情報を受信して、その挙動により当該需要者の在宅時間が変更されたか否かを判断する位置情報受信手段を、さらに具備し、
当該位置情報受信手段により前記需要者の前記在宅時間の変更が判断されたときに、
前記最適運転計画決定手段は、
前記運転計画及び前記エネルギー蓄積計画の修正を行う機能手段を具備し、
前記監視制御手段は、
前記熱電負荷の遠隔起動及び遠隔停止を行う機能手段を具備する、
ことを特徴とする請求項１８又は１９に記載のエネルギー需給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー需給制御方法及び装置に関し、詳しくは、分散電源及び／又はエネルギー蓄積手段を具備するものを含む複数の熱電需要者宅からなり、当該複数の熱電需要者宅間の熱電融通及び電力会社との間の売買電が可能な分散型エネルギーコミュニティーに適用されるエネルギー需給制御方法、及びその実施に直接使用されるエネルギー需給制御装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー需要の増加や電力自由化の影響を受け、複数の分散電源を利用した電量供給技術が注目されており、電力会社の系統から供給される商用電源と比較して、分散電源の発電による電力供給のコストメリットが生じるよう当該分散電源を制御する技術が検討されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、複数の熱電需要者宅を統合管理する分散型エネルギーコミュニティーにおいて、各熱電需要者宅間でエネルギーを融通することにより、当該分散型エネルギーコミュニティー全体におけるエネルギー供給コストの低減を図る技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−４４８７０
【０００４】
以上の分散型エネルギーコミュニティーにおけるエネルギー需要の予測に関しては、例えば、下記特許文献２に開示されるように、過去の曜日別エネルギー消費量と気象条件との相関や気温予測値からエネルギー消費量を予測する重回帰モデル等の採用が検討されているが、当該技術は、経験則に基づく傾向が強く、需要者の不規則な生活行動によるエネルギー需要の変動までは考慮されていない。
【特許文献２】特開平７−１２３５８９
【０００５】
一方、上記分散型エネルギーコミュニティーにおける、太陽光や風力などの自然エネルギーを利用した分散電源の発電量予測に関しては、例えば、下記非特許文献１に開示されるように、気象衛星の雲画像を利用して発電量予測を行う技術が知られているが、当該技術は、特殊な気象衛星画像受信装置を必要とするため汎用性に欠ける。
【非特許文献１】高橋里枝、外３名、“衛星雲画像の空間周波数分析を用いた日射予測”、平成１５年、電気学会全国大会
【０００６】
これに対し、上記自然エネルギー利用型の分散電源の発電量予測を汎用的な天気予報を用いて行うものとして、例えば、下記特許文献３及び非特許文献２に開示の技術が知られているが、当該技術は、「晴れ」、「曇り」、「雨」などの天気現象毎の発電量の積算値に基づいて所要の予測値を得るものであるため、不規則な発電予想特性となる。これは、前日の夜間に熱電蓄積量を一括して調整する場合には有効であるが、その制御間隔が短い場合には不向きである。
【特許文献３】特許第２６１２６３９号
【非特許文献２】中川、“天気概況からその日の晴天指数を概算する手法”、１９９６年、日本太陽エネルギー学会、太陽エネルギー、Ｖｏｌ．２２、Ｎｏ．２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のように、従来の技術では、熱電需要の予測、及び自然エネルギー利用型の分散電源の発電量の予測が非常に困難であることから、熱電出力制御が可能な分散電源についても、概略的なスケジュール運転による運用が殆どである。
【０００８】
また、従来の技術では、熱電供給が可能な分散電源について、電力需要に追従する運転と熱需要に追従する運転とが統計的な情報のみで決定されているため、エネルギー供給コストの最小化が真に達成されているのか否かにつき不明確となっている。
【０００９】
ここにおいて、本発明の解決すべき主要な目的は、次のとおりである。
【００１０】
即ち、本発明の第１の目的は、分散型エネルギーコミュニティー全体の熱電需要及び発電量の予測を精度よく行うことの可能なエネルギー需給制御方法及び装置を提供せんとするものである。
【００１１】
本発明の第２の目的は、分散型エネルギーコミュニティーにおけるエネルギー供給コストを最小化することの可能なエネルギー需給制御方法及び装置を提供せんとするものである。
【００１２】
本発明の第３の目的は、エネルギー供給コストを最小化するための制御計画を需要者の行動に応じて修正することの可能なエネルギー需給制御方法及び装置を提供せんとするものである。
【００１３】
本発明の他の目的は、明細書、図面、特に特許請求の範囲の各請求項の記載から、自ずと明らかとなろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
まず、本発明方法においては、分散型エネルギーコミュニティーを構成する複数の熱電需要者宅を通信手段を介して統合管理する情報処理手段に、分散型エネルギーコミュニティー全体の熱電需要と、当該分散型エネルギーコミュニティーに存在する１以上の自然エネルギー利用型の分散電源の発電量とを予測する処理と、分散型エネルギーコミュニティーに存在する１以上のエネルギー蓄積手段のエネルギー蓄積量を通信手段を介して取得する処理とを定常実施させ、予測された熱電需要及び発電量と取得されたエネルギー蓄積量とに基づき、分散型エネルギーコミュニティーに存在する１以上の熱電出力制御型の分散電源の運転計画を、分散型エネルギーコミュニティー全体のエネルギー供給コストが最小となるよう事前に決定する処理と、決定された運転計画に基づき、熱電出力制御型の分散電源を通信手段を介して制御する処理とを順次実施させる、という特徴的構成手法を講じる。
【００１５】
一方、本発明装置においては、分散型エネルギーコミュニティー全体の熱電需要を予測する熱電需要予測手段と、分散型エネルギーコミュニティーに存在する１以上の自然エネルギー利用型の分散電源の発電量を予測する発電量予測手段と、分散型エネルギーコミュニティーに存在する１以上のエネルギー蓄積手段のエネルギー蓄積量を通信手段を介して取得するエネルギー蓄積量取得手段と、予測された熱電需要及び発電量と取得されたエネルギー蓄積量とに基づいて、分散型エネルギーコミュニティーに存在する１以上の熱電出力制御型の分散電源の運転計画を、分散型エネルギーコミュニティー全体のエネルギー供給コストが最小となるよう事前に決定する最適運転計画決定手段と、決定された運転計画に基づき、熱電出力制御型の分散電源を通信手段を介して制御する監視制御手段とを具備させる、という特徴的構成手段を講じる。
【００１６】
さらに、具体的詳細に述べると、当該課題の解決では、本発明が次に列挙する上位概念から下位概念に亙る新規な特徴的構成手法又は手段を採用することにより、前記目的を達成するよう為される。
【００１７】
即ち、本発明方法の第１の特徴は、分散電源及び／又はエネルギー蓄積手段を具備するものを含む複数の熱電需要者宅からなり、当該複数の熱電需要者宅間の熱電融通及び電力会社との間の売買電が可能な分散型エネルギーコミュニティーに適用されるエネルギー需給制御方法であって、前記複数の熱電需要者宅における前記分散電源及び／又は前記エネルギー蓄積手段、並びに各熱電需要者宅における熱電負荷を通信手段を介して統合管理する情報処理手段において、前記分散型エネルギーコミュニティー全体の熱電需要と、当該分散型エネルギーコミュニティーに存在する１以上の自然エネルギー利用型の分散電源の発電量とを予測する処理と、前記分散型エネルギーコミュニティーに存在する１以上のエネルギー蓄積手段のエネルギー蓄積量を前記通信手段を介して取得する処理とを定常実施し、予測された前記熱電需要及び前記発電量と取得された前記エネルギー蓄積量とに基づき、前記分散型エネルギーコミュニティーに存在する１以上の熱電出力制御型の分散電源の運転計画を、前記分散型エネルギーコミュニティー全体のエネルギー供給コストが最小となるよう事前に決定する処理と、決定された前記運転計画に基づき、前記熱電出力制御型の分散電源を前記通信手段を介して制御する処理とを順次実施してなる、エネルギー需給制御方法の構成採用にある。
【００１８】
本発明方法の第２の特徴は、上記本発明方法の第１の特徴における前記分散型エネルギーコミュニティー全体における前記熱電需要を予測する処理を、前記各熱電需要者宅における前記熱電負荷に関して事前にデータベース化された当該熱電負荷別の単位時間熱電消費量と、当該各熱電需要者宅からそれぞれ前記通信手段を介して通知される当該熱電負荷別の需要計画情報とに基づいて実施してなる、エネルギー需給制御方法の構成採用にある。
【００１９】
本発明方法の第３の特徴は、上記本発明方法の第１又は第２の特徴における前記自然エネルギー利用型の分散電源の前記発電量を予測する処理が、当該分散電源が太陽光システムである場合、当該太陽光システムの地理的設置場所における日射強度に関して事前にデータベース化された天気概況別の経時的平均日射強度と、外部の気象情報機関から通知される天気概況予報とに基づき、当該天気概況予報の有効期間における前記地理的設置場所別の当該日射強度を予測する処理を伴ってなる、エネルギー需給制御方法の構成採用にある。
【００２０】
本発明方法の第４の特徴は、上記本発明方法の第３の特徴における前記太陽光システムの前記地理的設置場所における前記日射強度を予測する処理が、前記天気概況別の前記経時的平均日射強度が単一の天気現象毎にデータベース化されている場合において、前記気象情報機関から通知された前記天気概況予報が２以上の天気現象の組み合せを表現する天気用語であるときに、当該気象情報機関が定義している前記天気用語の意味に即して前記２以上の天気現象がそれぞれ発現する期間を決定する処理と、決定された各期間分の前記経時的平均日射強度を、対応する前記天気概況毎にそれぞれ抽出して合成する処理とを伴ってなる、エネルギー需給制御方法の構成採用にある。
【００２１】
本発明方法の第５の特徴は、上記本発明方法の第３又は第４の特徴における前記太陽光システムの前記地理的設置場所における前記日射強度を予測する処理が、前記天気概況予報に基づく日射強度予測値、並びに当該天気概況予報と共に前記気象情報機関から通知される降水確率、予想平均気温、予想最高気温、及び予想最低気温に関する各予報、並びに前記天気概況予報に基づく過去の日射強度実績値のうち少なくとも１つを説明変数とし、かつ、当該日射強度実績値を目的変数としたニューラルネットワークによる演算を行う処理を伴ってなる、エネルギー需給制御方法の構成採用にある。
【００２２】
本発明方法の第６の特徴は、上記本発明方法の第３、第４又は第５の特徴における前記自然エネルギー利用型の分散電源である前記太陽光システムの前記発電量を予測する処理が、予測された前記日射強度に太陽電池モデルを適用して、対応する発電電力に変換する処理を伴ってなる、エネルギー需給制御方法の構成採用にある。
【００２３】
本発明方法の第７の特徴は、上記本発明方法の第１、第２、第３、第４、第５又は第６の特徴における前記自然エネルギー利用型の分散電源の前記発電量を予測する処理が、当該分散電源が風力発電システムである場合、当該風力発電システムの地理的設置場所における風向・風速に応じて事前にデータベース化された当該風力発電システム別の発電量実績値と、外部の気象情報機関から天気概況予報と共に通知される予想風向・風速に関する予報とに基づき、当該予報の有効期間における前記風力発電システム別の発電電力を予測する処理を伴ってなる、エネルギー需給制御方法の構成採用にある。
【００２４】
本発明方法の第８の特徴は、上記本発明方法の第３、第４、第５、第６又は第７の特徴における前記分散型エネルギーコミュニティー全体の前記熱電需要、及び前記自然エネルギー利用型の分散電源の前記発電量を予測する処理を、前記各熱電需要者宅からそれぞれ通知される前記熱電負荷別の前記需要計画情報、及び前記気象情報機関から通知される前記天気概況予報が更新される毎にそれぞれ実施し、前記熱電出力制御型の分散電源の運転計画を決定する処理が、前記エネルギー蓄積手段に対するエネルギー蓄積計画を、前記需要計画情報及び前記天気概況予報が更新される毎に決定する処理を伴ってなる、エネルギー需給制御方法の構成採用にある。
【００２５】
本発明方法の第９の特徴は、上記本発明方法の第８の特徴における前記エネルギー蓄積手段に対する前記エネルギー蓄積計画を決定する処理が、当該エネルギー蓄積手段の前記エネルギー蓄積量がその動作許容範囲における上下のしきい値に達したときに、それぞれ、前記熱電出力制御型の分散電源に対する熱電出力制御及び前記熱電負荷に対する動作抑制制御を、前記通信手段を介して遠隔で行う処理を伴ってなる、エネルギー需給制御方法の構成採用にある。
【００２６】
本発明方法の第１０の特徴は、上記本発明方法の第８又は第９の特徴における前記情報処理手段が、前記各熱電需要者宅における需要者が宅外で所持する位置情報出力装置から通知される需要者位置情報の挙動により、当該需要者の在宅時間が変更されたと判断されたときに、前記運転計画及び前記エネルギー蓄積計画の修正、並びに前記熱電負荷の遠隔起動及び遠隔停止を行う処理をさらに実施してなる、エネルギー需給制御方法の構成採用にある。
【００２７】
一方、本発明装置の第１の特徴は、分散電源及び／又はエネルギー蓄積手段を具備するものを含む複数の熱電需要者宅からなり、当該複数の熱電需要者宅間の熱電融通及び電力会社との間の売買電が可能な分散型エネルギーコミュニティーに適用され、前記複数の熱電需要者宅における前記分散電源及び／又は前記エネルギー蓄積手段、並びに各熱電需要者宅における熱電負荷を通信手段を介して統合管理するエネルギー需給制御装置であって、前記分散型エネルギーコミュニティー全体の熱電需要を予測する熱電需要予測手段と、前記分散型エネルギーコミュニティーに存在する１以上の自然エネルギー利用型の分散電源の発電量を予測する発電量予測手段と、前記分散型エネルギーコミュニティーに存在する１以上のエネルギー蓄積手段のエネルギー蓄積量を前記通信手段を介して取得するエネルギー蓄積量取得手段と、前記熱電需要予測手段で予測された前記熱電需要と、前記発電量予測手段で予測された前記発電量と、前記エネルギー蓄積量取得手段で取得された前記エネルギー蓄積量とに基づいて、前記分散型エネルギーコミュニティーに存在する１以上の熱電出力制御型の分散電源の運転計画を、前記分散型エネルギーコミュニティー全体のエネルギー供給コストが最小となるよう事前に決定する最適運転計画決定手段と、この最適運転計画決定手段で決定された前記運転計画に基づき、前記熱電出力制御型の分散電源を前記通信手段を介して制御する監視制御手段とを有してなる、エネルギー需給制御装置の構成採用にある。
【００２８】
本発明装置の第２の特徴は、上記本発明装置の第１の特徴における前記熱電需要予測手段が、前記各熱電需要者宅における前記熱電負荷別の単位時間熱電消費量を事前に蓄積する熱電需要データベースを具備し、当該熱電需要データベースの内容と、前記各熱電需要者宅からそれぞれ前記通信手段を介して通知される当該熱電負荷別の需要計画情報とに基づいて、前記分散型エネルギーコミュニティー全体における前記熱電需要を予測する機能手段を具備してなる、エネルギー需給制御装置の構成採用にある。
【００２９】
本発明装置の第３の特徴は、上記本発明装置の第１又は第２の特徴における前記発電量予測手段が、前記自然エネルギー利用型の分散電源が太陽光システムである場合に、当該太陽光システムの地理的設置場所における天気概況別の経時的平均日射強度を事前に蓄積する日射強度データベースを具備し、当該日射強度データベースの内容と、外部の気象情報機関から通知される天気概況予報とに基づいて、当該天気概況予報の有効期間における前記地理的設置場所別の当該日射強度を予測する日射強度予測手段を具備してなる、エネルギー需給制御装置の構成採用にある。
【００３０】
本発明装置の第４の特徴は、上記本発明装置の第３の特徴における前記日射強度予測手段が、前記日射強度データベースが前記天気概況別の前記経時的平均日射強度を単一の天気現象毎に蓄積するものである場合において、前記気象情報機関から通知された前記天気概況予報が２以上の天気現象の組み合せを表現する天気用語であるときに、当該気象情報機関が定義している前記天気用語の意味に即して前記２以上の天気現象がそれぞれ発現する期間を決定する機能手段と、当該機能手段で決定された各期間分の前記経時的平均日射強度を、対応する前記天気概況毎にそれぞれ抽出して合成する機能手段とを具備してなる、エネルギー需給制御装置の構成採用にある。
【００３１】
本発明装置の第５の特徴は、上記本発明装置の第３又は第４の特徴における前記日射強度予測手段が、前記天気概況予報に基づく日射強度予測値、並びに当該天気概況予報と共に前記気象情報機関から通知される降水確率、予想平均気温、予想最高気温、及び予想最低気温に関する各予報、並びに前記天気概況予報に基づく過去の日射強度実績値のうち少なくとも１つを説明変数とし、かつ、当該日射強度実績値を目的変数とした演算を行うニューラルネットワーク処理手段を具備してなる、エネルギー需給制御装置の構成採用にある。
【００３２】
本発明装置の第６の特徴は、上記本発明装置の第３、第４又は第５の特徴における前記発電量予測手段が、前記日射強度予測手段で予測された前記日射強度を、対応する発電電力に変換するための太陽電池モデルを具備してなる、エネルギー需給制御装置の構成採用にある。
【００３３】
本発明装置の第７の特徴は、上記本発明装置の第１、第２、第３、第４、第５又は第６の特徴における前記発電量予測手段が、前記自然エネルギー利用型の分散電源が風力発電システムである場合に、当該風力発電システムの地理的設置場所における風向・風速に応じた当該風力発電システム別の発電量実績値を事前に蓄積する風向・風速別発電量データベースを具備し、当該風向・風速別発電量データベースの内容と、外部の気象情報機関から天気概況予報と共に通知される予想風向・風速に関する予報とに基づいて、当該予報の有効期間における前記風力発電システム別の発電電力を予測する機能手段を具備してなる、エネルギー需給制御装置の構成採用にある。
【００３４】
本発明装置の第８の特徴は、上記本発明装置の第３、第４、第５、第６又は第７の特徴における前記熱電需要予測手段及び前記発電量予測手段が、前記各熱電需要者宅からそれぞれ通知される前記熱電負荷別の前記需要計画情報、及び前記気象情報機関から通知される前記天気概況予報が更新される毎に、それぞれ、前記熱電需要及び前記自然エネルギー利用型の分散電源の前記発電量を予測する機能手段を具備し、前記最適運転計画決定手段が、前記エネルギー蓄積手段に対するエネルギー蓄積計画を、前記需要計画情報及び前記天気概況予報が更新される毎に決定する機能手段を具備してなる、エネルギー需給制御装置の構成採用にある。
【００３５】
本発明装置の第９の特徴は、上記本発明装置の第８の特徴における前記監視制御手段が、前記最適運転計画決定手段が、前記エネルギー蓄積手段に対する前記エネルギー蓄積計画を決定する場合において、前記エネルギー蓄積量取得手段により、当該エネルギー蓄積手段の前記エネルギー蓄積量がその動作許容範囲における上下のしきい値に達したと判断されたときに、それぞれ、前記熱電出力制御型の分散電源に対する熱電出力制御及び前記熱電負荷に対する動作抑制制御を、前記通信手段を介して遠隔で行う機能手段を具備してなる、エネルギー需給制御装置の構成採用にある。
【００３６】
本発明装置の第１０の特徴は、上記本発明装置の第８又は第９の特徴における前記エネルギー需給制御装置が、前記各熱電需要者宅における需要者が宅外で所持する位置情報出力装置から通知される需要者位置情報を受信して、その挙動により当該需要者の在宅時間が変更されたか否かを判断する位置情報受信手段を、さらに具備し、当該位置情報受信手段により前記需要者の前記在宅時間の変更が判断されたときに、前記最適運転計画決定手段が、前記運転計画及び前記エネルギー蓄積計画の修正を行う機能手段を具備し、前記監視制御手段が、前記熱電負荷の遠隔起動及び遠隔停止を行う機能手段を具備してなる、エネルギー需給制御装置の構成採用にある。
【発明の効果】
【００３７】
上記解決手段により、本発明によれば、分散型エネルギーコミュニティー全体の熱電需要及び自然エネルギー利用型の分散電源の発電量を精度よく予測することが可能になることから、当該分散型エネルギーコミュニティーにおけるエネルギー供給コストを可及的に最小化することが可能となり、加えて、需要者位置情報を利用した熱電負荷の遠隔制御により、当該熱電負荷の切り忘れを防止して省エネルギーを図ったり、或いは、需要者の帰宅前に事前に空調機器を起動させる出迎え制御を行うことなどが可能となる。
【００３８】
また、付加的な効果として、本発明によれば、需要者は、熱電負荷別の需要計画情報を日単位で申告できることから、使用量別契約を日単位で行うことが可能になると共に、例えば、電力会社へ大容量の売電を行う際に、提出義務のある分散電源の発電計画書の作成が容易になると同時に、逆に電力会社から電力を購入する際も、その買い付け量を容易に予測することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の実施の形態につき、添付図面を参照しつつ、その装置例及びこれに対応する方法例を説明する。
【００４０】
（装置例）
図１は、本発明の装置例に係るエネルギー需給制御装置の機能構成を分散型エネルギーコミュニティーのシステム構成と共に示す図である。
【００４１】
同図に示すように、本装置例に係るエネルギー需給制御装置αは、分散電源及び／又はエネルギー蓄積手段を具備するものを含む複数の熱電需要者宅（本例では、３つの熱電需要者宅Ａ，Ｂ，Ｃのみを示す）からなり、当該複数の熱電需要者宅Ａ，Ｂ，Ｃ間の熱電融通及び電力会社（図示せず）との間の売買電が可能な分散型エネルギーコミュニティーβに適用される。
【００４２】
分散エネルギーコミュニティーβにおける各熱電需要者宅Ａ，Ｂ，Ｃは、共に熱負荷１ａ，１ｂ，１ｃ及び電力負荷２ａ，２ｂ，２ｃを備えており、特に、熱電需要者宅Ａについては、熱電出力制御型の分散電源である熱電供給可能な燃料電池３ａ及び当該燃料電池３ａで生成された熱を温水貯蔵する貯湯槽４を、熱電需要者宅Ｂについては、自然エネルギー利用型の分散電源である太陽光システム３ｂを、熱電需要者宅Ｃについては、余剰電力を蓄積するエネルギー蓄積手段である蓄電池３ｃを、それぞれ備えるものとする。
【００４３】
ここで、熱電需要者宅に設置される分散電源及びエネルギー蓄積手段は任意であり、分散型エネルギーコミュニティーβには、例えば、熱電供給が可能な発電装置、蓄電装置、及び蓄熱装置を組み合せ所有する熱電需要者宅や、熱負荷及び電力負荷のみを所有する熱電需要者宅など、様々な形態をなす熱電需要者宅の存在が許容される。
【００４４】
上記熱負荷１ａ，１ｂ，１ｃ及び電力負荷２ａ，２ｂ，２ｃ（以下、両者をまとめて「熱電負荷１ａ〜１ｃ，２ａ〜２ｃ」という）並びに各種分散電源等に加え、各熱電需要者宅Ａ，Ｂ，Ｃには、その各需要者（図示せず）が、自己の所有に係る熱電負荷別の需要計画情報、即ち、当該需要者の在・不在スケジュール、並びに熱電負荷の種類及びその使用時間帯に関する情報を入力するための需要計画申告装置４ａ，４ｂ，４ｃが設置される。
【００４５】
なお、各熱電需要者宅Ａ，Ｂ，Ｃにおける熱負荷１ａ，１ｂ，１ｃ及び貯湯槽４は、図に点線で示す熱配管５を介して相互に接続され、電力負荷２ａ，２ｂ，２ｃ、並びに燃料電池３ａ、太陽光システム３ｂ、及び蓄電池３ｃは、図に実線で示す商用電源６からの電力線７を介して相互に接続される。
【００４６】
上記構成をなす分散型エネルギーコミュニティーβに適用される情報処理手段としてのエネルギー需給制御装置αは、各熱電需要者宅Ａ，Ｂ，Ｃにおける燃料電池３ａ、太陽光システム３ｂ、及び蓄電池３ｃ、並びに各熱電需要者宅における熱電負荷１ａ〜１ｃ，２ａ〜２ｃを統合管理するために、図に一点鎖線で示す通信線８により分散型エネルギーコミュニティーβに接続される。
【００４７】
ここで、エネルギー需給制御装置αにおける需要計画情報受信部１１は、各熱電需要者宅Ａ，Ｂ，Ｃの需要計画申告装置４ａ，４ｂ，４ｃから、メールやスケジューラ機能を利用して通知される需要計画情報を通信線８を介して受信する機能手段である。
【００４８】
熱需要予測部１２及び電力需要予測部１３は、それぞれ、分散型エネルギーコミュニティーβ全体の熱電需要を予測する機能手段であり、詳しくは、各熱電需要者宅Ａ，Ｂ，Ｃにおける熱電負荷別の単位時間熱電消費量を事前に蓄積する熱需要ＤＢ１４（ＤＢは「データベース」。以下同じ）及び電力需要ＤＢ１５の内容と、需要計画情報受信部１１で受信された熱電負荷別の需要計画情報とに基づいて、分散型エネルギーコミュニティーβ全体における熱電需要を予測するよう機能する。なお、図２に、電力需要ＤＢ１５の内部構成例を示す（熱需要ＤＢ１４についても同様な内部構成をなす）。
【００４９】
一方、気象情報受信部１６は、例えば、気象庁などの気象情報機関（図示せず）が発表する対象地域における翌日の天気概況予報、降水確率、予想平均気温、予想最高気温、予想最低気温、予想風向・風速などの予報を含む気象情報γを受信する機能手段である。但し、当該気象情報受信部１６は、気象情報γの形態が天気概況を数値に対応させたテロップ予報以外である場合、当該気象情報γ上に表示された文字を認識することが可能な機能手段であるものとする。なお、図３に、その気象情報γの形態例を示す。
【００５０】
日射強度予測部１７は、分散型エネルギーコミュニティーβに存在する自然エネルギー利用型の分散電源の発電量を予測する発電量予測手段の一部をなし、詳しくは、その分散電源が太陽光システム（３ｂ）である場合に、当該太陽光システムの地理的設置場所における天気概況別の経時的平均日射強度を事前に蓄積する日射強度ＤＢとしての気象ＤＢ１８の内容と、気象情報受信部１６で受信された気象情報γの天気概況予報とに基づいて、当該天気概況予報の有効期間における地理的設置場所別の当該日射強度を予測するよう機能する。なお、図４に、日射強度ＤＢとしての気象ＤＢ１８の内部構成例を示す。
【００５１】
ここで、上記日射強度予測部１７は、気象ＤＢ１８が天気概況別の経時的平均日射強度を、「晴れ」、「曇り」などの単一の天気現象毎に蓄積するものである場合において、気象情報機関から通知された天気概況予報が２以上の天気現象の組み合せを表現する天気用語（「晴れのち曇り」など）であるときに、当該気象情報機関が定義している天気用語の意味に即して２以上の天気現象がそれぞれ発現する期間を決定し、その決定された各期間分の経時的平均日射強度を、対応する天気概況毎にそれぞれ抽出して合成するよう機能する（詳細は後述）。
【００５２】
ＮＮＷ処理部１９（ＮＮＷは「ニューラルネットワーク」）は、天気概況予報に基づく日射強度予測値、並びに当該天気概況予報と共に気象情報機関から通知される降水確率、予想平均気温、予想最高気温、及び予想最低気温に関する各予報、並びに天気概況予報に基づく過去（例えば前日）の日射強度実績値のうち少なくとも１つを説明変数とし、かつ、当該日射強度実績値を目的変数とした演算を行う機能手段であり、当該演算により最終的に得られた日射強度を太陽電池モデル２０（「太陽光発電システム設計ガイドブック」（オーム社）に詳しい）に与えて、当該日射強度を対応する発電電力に変換させるよう機能する。
【００５３】
他方、風力発電予測部２１は、分散型エネルギーコミュニティーβに存在する自然エネルギー利用型の分散電源の発電量を予測する発電量予測手段の一部をなし、詳しくは、その分散電源が風力発電システム（図示せず）である場合に、当該風力発電システムの地理的設置場所における風向・風速に応じた当該風力発電システム別の発電量実績値を事前に蓄積する風向・風速別発電量ＤＢとしての気象ＤＢ１８の内容と、気象情報受信部１６で受信された気象情報γの予想風向・風速に関する予報とに基づいて、当該予報の有効期間における風力発電システム別の発電電力を予測するよう機能する。なお、図５に、風向・風速別発電量ＤＢとしての気象ＤＢ１８の内部構成例を示す。
【００５４】
また、蓄電池監視部２２は、分散型エネルギーコミュニティーβに存在する蓄電池３ｃの充電状態を通信線８を介して取得する機能手段であり、最適運転計画決定部２３は、熱需要予測部１２及び電力需要予測部１３で予測された熱電需要と、発電量予測手段（日射強度予測部１７、ＮＮＷ処理部１９、太陽電池モデル２０、及び風力発電予測部２１）で予測された発電量と、蓄電池監視部２２で取得された充電状態とに基づいて、分散型エネルギーコミュニティーβに存在する熱電出力制御型の分散電源である燃料電池３ａの運転計画を、分散型エネルギーコミュニティーβ全体のエネルギー供給コストが最小となるよう事前に決定する機能手段である。
【００５５】
なお、電力料金ＤＢ２４及びガス料金ＤＢ２５は、それぞれ、電力会社に対する買電単価及び売電単価に関するデータ、並びにガス料金に関するデータを蓄積するデータベースであり、これらは、上記最適運転計画決定部２３による運転計画の決定に際して参照される。また、監視制御部２６は、最適運転計画決定部２３で決定された運転計画に基づき、熱電出力制御型の分散電源である燃料電池３ａを通信線８を介して制御する機能手段である。
【００５６】
ここで、上記熱需要予測部１２及び電力需要予測部１３並びに発電量予測手段（日射強度予測部１７、ＮＮＷ処理部１９、太陽電池モデル２０、及び風力発電予測部２１）は、各熱電需要者宅Ａ，Ｂ，Ｃからそれぞれ通知される熱電負荷別の需要計画情報、及び気象情報機関から通知される天気概況予報が更新される毎に、それぞれ、熱電需要及び自然エネルギー利用型の分散電源である太陽光システム３ｂの発電量を予測する機能手段を具備し、最適運転計画決定部２３は、蓄電池３ｃに対する充放電計画を、需要計画情報及び天気概況予報が更新される毎に決定するよう機能する。
【００５７】
また、上記監視制御部２６は、最適運転計画決定部２３が蓄電池３ｃに対する充放電計画を決定する場合において、蓄電池監視部２２により、蓄電池３ｃの充電量がその動作許容範囲における上下のしきい値に達したと判断されたときに、それぞれ、熱電出力制御型の分散電源である燃料電池３ａに対する熱電出力制御及び熱電負荷１ａ〜１ｃ，２ａ〜２ｃに対する動作抑制制御を、通信線８を介して遠隔で行うよう機能する。
【００５８】
これに対し、位置情報受信部２７は、各熱電需要者宅Ａ，Ｂ，Ｃにおける需要者が宅外で所持するＧＰＳ（Global Positioning System）やＰＨＳ（Personal Handy-phone System）など位置情報出力装置（図示せず）から通知される需要者位置情報を受信して、その挙動により当該需要者の在宅時間が変更されたか否かを判断する機能手段である。
【００５９】
なお、上記位置情報受信部２７により需要者の在宅時間の変更が判断された場合、当該位置情報受信部２７は、需要計画情報受信部１１を通じて需要計画情報の修正を行うよう機能し、これに伴い、最適運転計画決定部２３は、上記運転計画及び充放電計画の修正を行うよう機能し、さらに、監視制御部２６は、上記位置情報出力装置からの指示に応じて熱電負荷１ａ〜１ｃ，２ａ〜２ｃの遠隔起動及び遠隔停止を行うよう機能する。
【００６０】
（方法例）
続いて、以上のように構成されたエネルギー需給制御装置αにより実施される方法例を説明する。なお、本方法例では、熱電需要者宅Ａにおける燃料電池３ａの運転計画、熱電需要者宅Ｃにおける蓄電池３ｃの充放電計画、及び熱電需要者宅Ａにおける貯湯槽４の蓄熱給湯計画を前日に決定し、これらを制御する場合を例に挙げて説明する。
【００６１】
図６は、図１に示したエネルギー需給制御装置αの全体動作を説明するためのフローチャートである。
【００６２】
同図に示すように、エネルギー需給制御装置αは、まず、需要計画情報受信部１１において、各熱電需要者宅Ａ，Ｂ，Ｃの需要者によりそれぞれ需要計画申告装置４ａ，４ｂ，４ｃに入力された翌日分の需要計画情報を、通信線８を介しながらメールやスケジューラ機能を利用して受信する（ＳＴ１）。
【００６３】
次に、熱需要予測部１２及び電力需要予測部１３は、各熱電需要者宅Ａ，Ｂ，Ｃにおける熱電負荷１ａ〜１ｃ，２ａ〜２ｃに関して熱需要ＤＢ１４及び電力需要ＤＢ１５に事前にデータベース化された当該熱電負荷別の単位時間熱電消費量と、上記需要計画情報受信部１１で受信された熱電負荷別の需要計画情報とに基づいて、図７（電力需要ＤＢ１５に基づく電力需要の予測例を示す図。熱需要ＤＢ１４に基づく熱需要の予測も同様）に示すように、分散型エネルギーコミュニティーβ全体における熱電需要を予測する（ＳＴ２）。なお、このとき、一般的な予想気温等の情報を用いた熱電需要予測の結果を、需要計画情報からの予測を基に修正加工するようにしてもよい。
【００６４】
一方、気象情報受信部１６は、気象庁などの気象情報機関が発表する対象地域における翌日の天気概況予報、降水確率、予想平均気温、予想最高気温、予想最低気温、予想風向・風速などの予報を含む気象情報γを受信し（ＳＴ３）、当該気象情報γがテロップ予報である場合には、そのテロップ番号を取得して上記各予報を認識し、それがテロップ予報以外である場合には、当該気象情報γ上に表示された文字を認識して上記各予報を認識する（図３参照）。
【００６５】
次に、日射強度予測部１７は、熱電需要者宅Ｂにおける太陽光システム３ｂの地理的設置場所における日射強度に関して気象ＤＢ１８に事前にデータベース化された天気概況別の経時的平均日射強度（月別及び時刻別の平均日射強度。図４参照）と、上記気象情報受信部１６で受信された気象情報γの天気概況予報とに基づいて、当該天気概況予報の有効期間における地理的設置場所別の当該日射強度を予測する（ＳＴ４）。
【００６６】
ここで、上記気象ＤＢ１８において、仮に、天気概況別の経時的平均日射強度が「晴れ」などの単一の天気現象毎にデータベース化されている場合、図８（天気現象別平均日射強度の合成例を示す図）に示すように、天気概況予報について気象情報機関が定義している天気用語に従い、単一の天気現象が発現している期間を決定し、その決定された期間部分の日射強度を対応させるようにする。例えば、天気概況予報が「晴れのち曇り」である場合、これは、「のち」の定義により、「晴れ」の天気現象が予報期間の前半に発現し、かつ「曇り」の天気現象が予報期間の後半に発現することを意味するため、気象ＤＢ１８から「晴れ」の平均日射強度の前半部分と「曇り」の平均日射強度の後半部分を抽出して、両者を合成するようにする。
【００６７】
このとき、天気現象の変わり目において日射強度に不規則な変動を生じさせることなく両者を合成するために、事前に、天気現象が変化する際の平均的な日射強度の時間変動の傾きを最小二乗法などにより算出しておくとよい。また、天気現象の変化は、雲の流れに大きく依存するため、風速と日射強度の時間変動との間の関係を用いて両者を合成するようにしてもよい。
【００６８】
次に、エネルギー需給制御装置αのＮＮＷ処理部１９は、図９（ＮＮＷ処理を説明するための図）に示すように、日射強度予測部１７において天気概況予報から求めた日射強度予測値と、気象情報受信部１６で受信された気象情報γに含まれる降水確率、予想平均気温、予想最高気温、及び予想最低気温に関する各予報と、上記天気概況予報に基づく前日（前期間）の日射強度実績値とを入力して所要のＮＮＷ処理を行い（ＳＴ５）、最終的に得られた日射強度を太陽電池モデル２０に与えて、当該日射強度を、対応する太陽光システム３ｂの発電電力に変換させる（ＳＴ６）。
【００６９】
なお、気象情報γの利用については、例えば、気象情報機関が気象庁の場合、当該気象情報γは５時、１１時、１７時に発表されるため、夜間における各設備の運転計画探索用としては、１７時発表の気象情報γを利用し、日中における各設備の運転計画探索用としては、５時及び１１時発表の気象情報γを利用するとよい。また、過去の月別平均日射強度の収集が困難な場合は、月別、即ち、太陽高度の影響を無視することができるように、日射強度を大気外日射強度で正規化した値を用いてもよい。
【００７０】
これに対し、エネルギー需給制御装置αの風力発電予測部２１は、図示されない熱電需要者宅に風力発電システムが存在する場合、当該風量発電システムの地理的設置場所における地理的設置場所における風向・風速に応じて気象ＤＢ１８に事前にデータベース化された当該風力発電システム別の発電量実績値（図５参照）と、上記気象情報受信部１６で受信された気象情報γの予想風向・風速に関する予報とに基づいて、当該予報の有効期間における風力発電システム別の発電電力を予測し（ＳＴ７）、蓄電池監視部２２は、熱電需要者宅Ｃにおける蓄電池３ｃの充電状態を通信線８を介して取得する（ＳＴ８）。なお、気象予報間隔が制御間隔よりも大きい場合には、上記予測値に対してスプライン補完や一次補完を施すとよい。
【００７１】
なお、以上ＳＴ１〜ＳＴ８の各処理は、定常的に実施されるものであり、ＳＴ１における需要計画情報の受信、ＳＴ３における気象情報γの受信、ＳＴ４以降の太陽光システム３ｂの発電電力予想、ＳＴ７における風力発電システムの発電電力予想、及びＳＴ８における蓄電池３ｃの充電状態取得は、その順序を問わず随時実施される。
【００７２】
次に、エネルギー需給制御装置αの最適運転計画決定部２３は、熱需要予測部１２及び電力需要予測部１３で予測された熱電需要と、発電量予測手段（日射強度予測部１７、ＮＮＷ処理部１９、太陽電池モデル２０、及び風力発電予測部２１）で予測された発電量と、蓄電池監視部２２で取得された充電状態と、さらには、電量料金ＤＢ２４及びガス料金ＤＢ２５に蓄積された各種データとに基づいて、熱電需要者宅Ａにおける燃料電池３ａの運転計画を、分散型エネルギーコミュニティーβ全体のエネルギー供給コストが最小となるよう事前に決定すると共に（ＳＴ９）、熱電需要者宅Ｃにおける蓄電池３ｃに対する充放電計画を決定する（ＳＴ１０）。
【００７３】
以上の運転計画の決定（探索）につき具体的に説明すれば、自然エネルギーによる発電量は、需要予測の観点ではマイナスの消費と捉えられるため、最適運転計画決定部２３は、図１０（運転計画の探索例を示す図）に示すように、電力需要予測部１３で予測された消費電力量から、自然エネルギーによる発電量を差し引いた消費電力量に対し、熱電需要者宅Ａにおける燃料電池３ａの発電及び発熱量、熱電需要者宅Ｃにおける蓄電池３ｃの充放電量、及び電力会社に対する売買電力量を探索する。
【００７４】
ここで、最適運転計画決定部２３は、上述の需要予測値に加え、蓄電池監視部２２で取得された蓄電池３ｃの充電状態や、電力会社に対する売買電単価、ガス会社（図示せず）のガス料金単価の情報を基に、熱電需要者宅Ａにおける燃料電池３ａの運転計画、熱電需要者宅Ｃにおける蓄電池３ｃの充放電計画、及び熱電需要者宅Ａにおける貯湯槽４の蓄熱給湯量を、関数形である数理計画法や、或いは、発電パターン、充放電パターン等の組み合せを検索するタブーサーチや、遺伝子アルゴリズム等のメタヒューリスティック法を用いて、分散型エネルギーコミュニティーβ全体のエネルギー供給コストが最小となるよう決定する。
【００７５】
例えば、１日のエネルギー供給コスト、即ち、燃料コストに分散型エネルギーコミュニティーβ内の熱電コストを加減算したコストを目的関数として、この目的関数が最小となるように各設備の運転計画を検索する（例えば、燃料電池３ａの出力調整レベルを６段階、蓄電池３ｃの充放電量を１０段階、１日を２４区分した場合、各区分において、出力レベルを交叉や突然変異を起こす遺伝子アルゴリズムに当てはめ、上記目的関数が最小となるような各設備の出力レベルを探索・決定するなどすればよい）。
【００７６】
次に、エネルギー需給制御装置αの最適運転計画決定部２３は、需要計画情報及び／又は気象情報γが定期的又は一次的に更新されたか否かを判別し（ＳＴ１１）、それが更新された場合には（ＳＴ１１；Ｙｅｓ）、ＳＴ９における運転計画の決定及びＳＴ１０における充放電計画の決定を再び実行する。即ち、最適運転計画決定部２３は、需要計画情報及び／又は気象情報γが更新される度に、上記熱電需要者宅Ａにおける燃料電池３ａの運転計画、及び熱電需要者宅Ｃにおける蓄電池３ｃに対する充放電計画を探索する。
【００７７】
これに対し、需要計画情報及び／又は気象情報γが更新されず、エネルギー需給制御装置αの定常状態が維持されている場合（ＳＴ１１；Ｎｏ）、蓄電池監視部２２は、熱電需要者宅Ｃにおける蓄電池３ｃの充電量が、その動作許容範囲における上下のしきい値に達したか否かを定常的に判別し（ＳＴ１２）、それがしきい値に達した場合には（ＳＴ１２；Ｙｅｓ）、監視制御部２６は、熱電需要者宅Ａにおける燃料電池３ａに対する熱電出力制御、及び各熱電需要者宅Ａ，Ｂ，Ｃにおける熱電負荷１ａ〜１ｃ，２ａ〜２ｃに対する動作抑制制御を、通信線８を介して遠隔で行う（ＳＴ１３）。
【００７８】
なお、同監視制御部２６は、定常状態において、分散型エネルギーコミュニティーβ内の全熱電需要量及び供給量をリアルタイムで監視して、当該分散型エネルギーコミュニティーβからその実測値を取得し、当該実測値と上記運転計画に基づく予測値との間で誤差が生じた場合、上記ＳＴ１３におけるのと同様な遠隔制御を行って、その誤差をリアルタイムで吸収するよう動作する。
【００７９】
次に、上記遠隔制御が行われ又は熱電需要者宅Ｃにおける蓄電池３ｃの充電量がしきい値に達せず、エネルギー需給制御装置αの定常状態が維持されている場合（ＳＴ１２；Ｎｏ）、位置情報受信部２７は、需要者が宅外で所持しているＧＰＳやＰＨＳなどの位置情報出力装置から通知される需要者位置情報を受信する（ＳＴ１４）。また、同位置情報受信部２７は、定常状態において分散型エネルギーコミュニティーβをリアルタイムで監視している監視制御部２６が、熱電負荷の切り忘れを検出したときに、その切り忘れに係る熱電負荷の状態を、該当する需要者が所持している位置情報出力装置に向けて送信する（ＳＴ１５）。
【００８０】
次に、位置情報受信部２７は、受信された需要者位置情報の挙動が変化したか否かを判別し（ＳＴ１６）、当該需要者位置情報の挙動が、該当する需要者の需要計画情報による当初予定に反して変化した場合には（ＳＴ１６；Ｙｅｓ）、当該需要者の在宅時間が変更された、即ち、同需要者の帰宅時間が早まったと判断して、その旨を監視制御部２６に通知する。そして、これに伴い、監視制御部２６は、例えば、該当する熱電需要者宅における空調機器などの熱電負荷に関して出迎え制御を行うために、当該熱電負荷を、需要者の帰宅前に通信線８を介して事前に遠隔起動するための制御を行う（ＳＴ１７）。
【００８１】
これに対し、上記需要者位置情報の挙動が変化せず、エネルギー需給制御装置αの定常状態が維持されている場合（ＳＴ１６；Ｎｏ）、位置情報受信部２７は、切り忘れに係る熱電負荷の状態を、該当する需要者が所持している位置情報出力装置に向けて送信し、これに対し、該当する熱電負荷の遠隔停止を行うための操作指示が同位置情報出力装置から為されて、その信号を位置情報受信部２７が受信すると（ＳＴ１８；Ｙｅｓ）、同位置情報受信部２７は、その旨を監視制御部２６に通知する。そして、これに伴い、監視制御部２６は、上述したＳＴ１７の処理において、今度は、その切り忘れに係る熱電負荷を、需要者の帰宅前に通信線８を介して遠隔停止するための制御を行う。
【００８２】
なお、該当する熱電負荷の遠隔停止を行うための操作指示が位置情報出力装置から為されない場合（ＳＴ１８；Ｎｏ）、位置情報受信部２７は動作を行わず、これに伴い、エネルギー需給制御装置αは定常状態に復帰する。
【００８３】
以上、本発明の実施の形態につき、その装置例及びこれに対応する方法例を挙げて説明したが、本発明は、必ずしも上述した手段及び手法にのみ限定されるものではなく、前述した効果を有する範囲内において、適宜、変更実施することが可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の装置例に係るエネルギー需給制御装置の機能構成を分散型エネルギーコミュニティーのシステム構成と共に示す図である。
【図２】電力需要ＤＢの内部構成例を示す図である。
【図３】気象情報の形態例を示す図である。
【図４】日射強度ＤＢとしての気象ＤＢの内部構成例を示す図である。
【図５】風向・風速別発電量ＤＢとしての気象ＤＢの内部構成例を示す図である。
【図６】図１に示したエネルギー需給制御装置の全体動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】電力需要ＤＢに基づく電力需要の予測例を示す図である。
【図８】天気現象別平均日射強度の合成例を示す図である。
【図９】ＮＮＷ処理を説明するための図である。
【図１０】運転計画の探索例を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
α…エネルギー需給制御装置
β…分散型エネルギーコミュニティー
γ…気象情報
１ａ，１ｂ，１ｃ…熱負荷
２ａ，２ｂ，２ｃ…電力負荷
３ａ…燃料電池
３ｂ…太陽光システム
３ｃ…蓄電池
４…貯湯槽
４ａ，４ｂ，４ｃ…需要計画申告装置
５…熱配管
６…商用電源
７…電力線
８…通信線
１１…需要計画情報受信部
１２…熱需要予測部
１３…電力需要予測部
１４…熱需要ＤＢ（データベース）
１５…電力需要ＤＢ（データベース）
１６…気象情報受信部
１７…日射強度予測部
１８…気象ＤＢ（データベース）
１９…ＮＮＷ（ニューラルネットワーク）処理部
２０…太陽電池モデル
２１…風力発電予測部
２２…蓄電池監視部
２３…最適運転計画決定部
２４…電力料金ＤＢ（データベース）
２５…ガス料金ＤＢ（データベース）
２６…監視制御部
２７…位置情報受信部
【図１】
2005086953.tif 000003
【図２】
2005086953.tif 000004
【図３】
2005086953.tif 000005
【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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【図９】
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【図１０】
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