(57)【要約】  電源制御方法は、コスト優先度として第１優先度を有する第１分散電源、前記コスト優先度として前記第１優先度よりも低い第２優先度を有する第２分散電源及び前記コスト優先度として前記第２優先度よりも低い第３優先度を有する第３分散電源を、前記コスト優先度に基づいて制御するステップＡと、前記第１分散電源、前記第２分散電源及び前記第３分散電源のいずれかの故障を検知するステップＢと、前記故障が検知された場合において、前記故障が検知された分散電源以外の分散電源である正常分散電源を制御するステップＣとを備える。前記ステップＣは、前記正常分散電源が単位時間に増大可能な出力に関する負荷追従性に基づいて、前記正常分散電源を制御するステップを含む。
2018139603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コスト優先度として第１優先度を有する第１分散電源、前記コスト優先度として前記第１優先度よりも低い第２優先度を有する第２分散電源及び前記コスト優先度として前記第２優先度よりも低い第３優先度を有する第３分散電源を、前記コスト優先度に基づいて制御するステップＡと、
前記第１分散電源、前記第２分散電源及び前記第３分散電源のいずれかの故障を検知するステップＢと、
前記故障が検知された場合において、前記故障が検知された分散電源以外の分散電源である正常分散電源を制御するステップＣとを備え、
前記ステップＣは、前記正常分散電源が単位時間に増大可能な電力の出力に関する負荷追従性に基づいて、前記正常分散電源を制御するステップを含む、電源制御方法。
【請求項２】
前記ステップＣは、前記故障が生じている故障期間において、前記負荷追従性に基づいて前記正常分散電源を制御した後において、前記コスト優先度に基づいて正常分散電源を制御するステップを含む、請求項１に記載の電源制御方法。
【請求項３】
前記第１分散電源は、前記負荷追従性として第１負荷追従性を有する分散電源であり、
前記第２分散電源は、前記負荷追従性として第２負荷追従性を有する分散電源であり、
前記第３分散電源は、前記負荷追従性として前記第２負荷追従性よりも優れた第３負荷追従性を有する分散電源であり、
前記ステップＣは、前記第１分散電源が故障した場合において、前記故障が生じている故障期間において、前記負荷追従性に基づいて前記第３分散電源の出力を増大した後に、前記第３分散電源の電力の出力を減少することによって前記第２分散電源の出力を増大するステップを含む、請求項２に記載の電源制御方法。
【請求項４】
前記第２分散電源は、燃料電池装置であり、
前記第３分散電源は、蓄電池装置である、請求項３に記載の電源制御方法。
【請求項５】
前記故障からの復旧を検知するステップＤと、
前記復旧が検知された場合において、前記復旧が検知された分散電源である復旧分散電源を制御するステップＥとを備え、
前記ステップＥは、前記コスト優先度及び前記負荷追従性に基づいて、前記復旧分散電源を制御するステップを含む、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電源制御方法。
【請求項６】
前記第１分散電源は、前記負荷追従性として第１負荷追従性を有する分散電源であり、
前記第２分散電源は、前記負荷追従性として第２負荷追従性を有する分散電源であり、
前記第３分散電源は、前記負荷追従性として前記第２負荷追従性よりも優れた第３負荷追従性を有する分散電源であり、
前記ステップＥは、前記第２分散電源が復旧した場合において、前記復旧が検知された後において、前記第３分散電源の電力の出力を減少することによって前記第２分散電源の出力を増大するステップを含む、請求項５に記載の電源制御方法。
【請求項７】
前記第２分散電源は、燃料電池装置である、請求項６に記載の電源制御方法。
【請求項８】
コスト優先度として第１優先度を有する第１分散電源、前記コスト優先度として前記第１優先度よりも低い第２優先度を有する第２分散電源及び前記コスト優先度として前記第２優先度よりも低い第３優先度を有する第３分散電源を、前記コスト優先度に基づいて制御する制御部と、
前記第１分散電源、前記第２分散電源及び前記第３分散電源のいずれかの故障を検知する検知部とを備え、
前記制御部は、前記故障が検知された場合において、前記故障が検知された分散電源以外の分散電源である正常分散電源が単位時間に増大可能な電力の出力に関する負荷追従性に基づいて、前記正常分散電源を制御する、電源制御装置。
【請求項９】
コスト優先度として第１優先度を有する第１分散電源と、
前記コスト優先度として前記第１優先度よりも低い第２優先度を有する第２分散電源と、
前記コスト優先度として前記第２優先度よりも低い第３優先度を有する第３分散電源と、
前記第１分散電源、前記第２分散電源及び前記第３分散電源を制御する電源制御装置とを備え、
前記電源制御装置は、前記第１分散電源、前記第２分散電源及び前記第３分散電源のいずれかの故障を検知し、
前記電源制御装置は、前記故障が検知された場合において、前記故障が検知された分散電源以外の分散電源である正常分散電源が単位時間に増大可能な電力の出力に関する負荷追従性に基づいて、前記正常分散電源を制御する、電源制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電源制御方法、電源制御装置及び電源制御システムに関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池装置、太陽電池装置及び蓄電池装置を有するシステムが知られている（例えば、特許文献１）。このようなシステムにおいては、コスト等の観点から、太陽電池装置が最大動作点で動作するように制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３２０７５２号公報
【発明の概要】
【０００４】
第１の態様に係る電源制御方法は、コスト優先度として第１優先度を有する第１分散電源、前記コスト優先度として前記第１優先度よりも低い第２優先度を有する第２分散電源及び前記コスト優先度として前記第２優先度よりも低い第３優先度を有する第３分散電源を、前記コスト優先度に基づいて制御するステップＡと、前記第１分散電源、前記第２分散電源及び前記第３分散電源のいずれかの故障を検知するステップＢと、前記故障が検知された場合において、前記故障が検知された分散電源以外の分散電源である正常分散電源を制御するステップＣとを備える。前記ステップＣは、前記正常分散電源が単位時間に増大可能な出力に関する負荷追従性に基づいて、前記正常分散電源を制御するステップを含む。
【０００５】
第２の態様に係る電源制御装置は、コスト優先度として第１優先度を有する第１分散電源、前記コスト優先度として前記第１優先度よりも低い第２優先度を有する第２分散電源及び前記コスト優先度として前記第２優先度よりも低い第３優先度を有する第３分散電源を、前記コスト優先度に基づいて制御する制御部と、前記第１分散電源、前記第２分散電源及び前記第３分散電源のいずれかの故障を検知する検知部とを備える。前記制御部は、前記故障が検知された場合において、前記故障が検知された分散電源以外の分散電源である正常分散電源が単位時間に増大可能な出力に関する負荷追従性に基づいて、前記正常分散電源を制御する。
【０００６】
第３の態様に係る電源制御システムは、コスト優先度として第１優先度を有する第１分散電源と、前記コスト優先度として前記第１優先度よりも低い第２優先度を有する第２分散電源と、前記コスト優先度として前記第２優先度よりも低い第３優先度を有する第３分散電源と、前記第１分散電源、前記第２分散電源及び前記第３分散電源を制御する電源制御装置とを備える。前記電源制御装置は、前記第１分散電源、前記第２分散電源及び前記第３分散電源のいずれかの故障を検知する。前記電源制御装置は、前記故障が検知された場合において、前記故障が検知された分散電源以外の分散電源である正常分散電源が単位時間に増大可能な出力に関する負荷追従性に基づいて、前記正常分散電源を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、一実施形態に係る電源制御システム１００を示す図である。
【図２】図２は、一実施形態に係る施設３００を示す図である。
【図３】図３は、一実施形態に係る電力管理サーバ２００を示す図である。
【図４】図４は、一実施形態に係るローカル制御装置３６０を示す図である。
【図５】図５は、一実施形態に係る適用シーンの一例を説明するための図である。
【図６】図６は、一実施形態に係る適用シーンの一例を説明するための図である。
【図７】図７は、一実施形態に係る適用シーンの一例を説明するための図である。
【図８】図８は、一実施形態に係る適用シーンの一例を説明するための図である。
【図９】図９は、一実施形態に係る適用シーンの一例を説明するための図である。
【図１０】図１０は、一実施形態に係る電源制御方法を示す図である。
【図１１】図１１は、一実施形態に係る電源制御方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
燃料電池装置、太陽電池装置及び蓄電池装置の動作がコスト等の観点で最適化されていたとしても、これらの分散電源のいずれかの分散電源が故障した際に、残りの分散電源（以下、正常分散電源）の動作を最適化する必要性についても検討する必要がある。
【０００９】
本開示は、燃料電池装置、太陽電池装置及び蓄電池装置のいずれかが故障した場合であっても、正常分散電源の動作を最適化することを可能とする電源制御方法、電源制御装置及び電源制御システムを提供する。
【００１０】
［実施形態］
（電源制御システム）
以下において、実施形態に係る電源制御システムについて説明する。
【００１１】
図１に示すように、電源制御システム１００は、電力管理サーバ２００と、施設３００とを有する。図１では、施設３００として、施設３００Ａ〜施設３００Ｃが例示されている。
【００１２】
各施設３００は、電力系統１１０に接続される。以下において、電力系統１１０から施設３００への電力の流れを潮流と称し、施設３００から電力系統１１０への電力の流れを逆潮流と称する。
【００１３】
電力管理サーバ２００、施設３００は、ネットワーク１２０に接続されている。ネットワーク１２０は、電力管理サーバ２００と施設３００との間の回線を提供すればよい。ネットワーク１２０は、例えば、インターネットである。ネットワーク１２０は、ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの専用回線を提供してもよい。
【００１４】
電力管理サーバ２００は、発電事業者、送配電事業者或いは小売事業者などの事業者によって管理されるサーバである。
【００１５】
電力管理サーバ２００は、施設３００に設けられるローカル制御装置３６０に対して、施設３００に設けられる分散電源（例えば、太陽電池装置、蓄電池装置及び燃料電池装置）に対する制御を指示する制御メッセージを送信する。例えば、電力管理サーバ２００は、潮流の制御を要求する潮流制御メッセージ（例えば、ＤＲ；Ｄｅｍａｎｄ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を送信してもよく、逆潮流の制御を要求する逆潮流制御メッセージを送信してもよい。さらに、電力管理サーバ２００は、分散電源の動作状態を制御する電源制御メッセージを送信してもよい。潮流又は逆潮流の制御度合いは、絶対値（例えば、○○ｋＷ）で表されてもよく、相対値（例えば、○○％）で表されてもよい。或いは、潮流又は逆潮流の制御度合いは、２以上のレベルで表されてもよい。潮流又は逆潮流の制御度合いは、現在の電力需給バランスによって定められる電力料金（ＲＴＰ；Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｐｒｉｃｉｎｇ）によって表されてもよく、過去の電力需給バランスによって定められる電力料金（ＴＯＵ；Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｕｓｅ）によって表されてもよい。
【００１６】
施設３００は、図２に示すように、ルータ５００を有する。ルータ５００は、ネットワーク１２０を介して電力管理サーバ２００と接続される。ルータ５００は、ローカルエリアネットワークを構成しており、各装置（例えば、電力計３２１、電力計３２３、ＰＣＳ３３１、ＰＣＳ３３２、ＰＣＳ３３３負荷３５０及びローカル制御装置３６０など）と接続される。図２において、実線は電力線を示しており、点線は信号線を示している。実施形態はこれに限定されるものではなく、電力線で信号が送信されてもよい。
【００１７】
施設３００は、太陽電池３１１と、蓄電池３１２と、燃料電池３１３と、給湯装置３１４と、電力計３２１と、電力計３２３と、ＰＣＳ３３１と、ＰＣＳ３３２と、ＰＣＳ３３３と、分電盤３４０と、負荷３５０と、ローカル制御装置３６０とを有する。
【００１８】
太陽電池３１１は、受光に応じて発電を行う装置である。太陽電池３１１は、発電された直流電力を出力する。太陽電池３１１の発電量は、太陽電池３１１に照射される日射量に応じて変化する。
【００１９】
蓄電池３１２は、電力を蓄積する装置である。蓄電池３１２は、蓄積された直流電力を出力する。蓄電池３１２は、ＶＰＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｌａｎｔ）に用いられる電源であってもよい。
【００２０】
燃料電池３１３は、燃料を用いて電力を発電する電池である。燃料は、例えば水素を含む材料であってもよいし、アルコールを含む材料であってもよい。燃料電池３１３は、例えば、固体酸化物型燃料電池（以下、ＳＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）、固体高分子型燃料電池（以下、ＰＥＦＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）、リン酸型燃料電池（以下、ＰＡＦＣ：Ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ  Ａｃｉｄ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）及び溶融炭酸塩型燃料電池（以下、ＭＣＦＣ：Ｍｏｌｔｅｎ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）のいずれかであってもよい。
【００２１】
給湯装置３１４は、貯湯槽を有しており、燃料電池３１３の排熱を用いて、貯湯槽に貯留される水（湯）の量を維持又は増大し、或いは、貯湯槽に貯留される水（湯）の温度を維持又は上昇する。このような制御は、貯湯槽に貯留される水の沸き上げと称してもよい。
【００２２】
電力計３２１は、ＰＣＳ３３１の出力電力を計測する電力計である。電力計３２１は、太陽電池３１１の発電電力を計測する電力計であってもよい。電力計３２１は、ＰＣＳ３３１の出力電流を計測するＣＴ（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）であってもよい。
【００２３】
電力計３２３は、ＰＣＳ３３３の出力電力を計測する電力計である。電力計３２３は、燃料電池３１３の発電電力を計測する電力計であってもよい。電力計３２３は、ＰＣＳ３３３の出力電流を計測するＣＴであってもよい。
【００２４】
ＰＣＳ３３１は、太陽電池３１１に接続される電力変換装置（ＰＣＳ；Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）である。ＰＣＳ３３１は、太陽電池３１１からの直流電力を交流電力に変換する。ＰＣＳ３３１は、変換した交流電力を第１分電盤３４０Ａに出力してもよい。ＰＣＳ３３１は、変換した交流電力を蓄電池３１２に出力してもよい。
【００２５】
ＰＣＳ３３２は、蓄電池３１２に接続される電力変換装置である。ＰＣＳ３３２は、蓄電池３１２からの直流電力を交流電力に変換する。ＰＣＳ３３２は、変換した交流電力を第１分電盤３４０Ａに出力する。ＰＣＳ３３２は、蓄電池３１２への交流電力を直流電力に変換する。ＰＣＳ３３２は、変換した直流電力を蓄電池３１２に出力する。
【００２６】
ＰＣＳ３３３は、燃料電池３１３に接続される電力変換装置である。ＰＣＳ３３３は、燃料電池３１３からの直流電力を交流電力に変換する。ＰＣＳ３３３は、変換した交流電力を第１分電盤３４０Ａに出力してもよい。ＰＣＳ３３３は、変換した交流電力を蓄電池３１２に出力してもよい。
【００２７】
分電盤３４０は、主幹電力線１０Ｌに接続される。分電盤３４０は、第１分電盤３４０Ａ及び第２分電盤３４０Ｂを有する。第１分電盤３４０Ａは、主幹電力線１０ＬＡを介して電力系統１１０に接続される。第１分電盤３４０Ａは、ＰＣＳ３３１を介して太陽電池３１１と接続されており、ＰＣＳ３３２を介して蓄電池３１２と接続されており、ＰＣＳ３３３を介して燃料電池３１３と接続される。第１分電盤３４０Ａは、ＰＣＳ３３２を介して、電力系統１１０から供給される交流電力を蓄電池３１２に供給してもよい。第１分電盤３４０Ａは、ＰＣＳ３３１から供給される交流電力を、逆潮流として、主幹電力線１０ＬＡを介して電力系統１１０に供給してもよい。第１分電盤３４０Ａは、ＰＣＳ３３２から供給される交流電力を、逆潮流として、主幹電力線１０ＬＡを介して電力系統１１０に供給してもよい。第１分電盤３４０Ａは、ＰＣＳ３３３から供給される交流電力を、逆潮流として、主幹電力線１０ＬＡを介して電力系統１１０に供給してもよい。第１分電盤３４０Ａは、主幹電力線１０ＬＢを介して、ＰＣＳ３３１〜ＰＣＳ３３３から出力される電力及び電力系統１１０から供給される電力を第２分電盤３４０Ｂに供給する。第２分電盤３４０Ｂは、主幹電力線１０ＬＢを介して供給される電力を各機器に分配する。各機器は、例えば、負荷３５０、ローカル制御装置３６０等である。
【００２８】
負荷３５０は、電力線を介して供給される電力を消費する装置である。例えば、負荷３５０は、エアーコンディショナ、照明装置、冷蔵庫、テレビなどの装置を含む。負荷３５０は、単数の装置であってもよく、複数の装置を含んでもよい。
【００２９】
ローカル制御装置３６０は、施設３００における電力を示す電力情報を管理する装置（ＥＭＳ；Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）である。施設３００における電力とは、施設３００内を流れる電力、施設３００が買電する電力、又は施設３００から売電する電力である。従って、ローカル制御装置３６０は、少なくともＰＣＳ３３１〜ＰＣＳ３３３を管理する。ローカル制御装置３６０は、負荷３５０を管理してもよい。また、負荷３５０が複数の装置を含む場合には、ローカル制御装置３６０は、複数の装置のうち一部の装置を管理してもよい。また、この場合、ローカル制御装置３６０は、所定の優先順位に従って、複数の装置を管理してもよい。また、このような優先順位は、負荷３５０が消費する消費電力量に基づいて、ローカル制御装置３６０が決定してもよい。
【００３０】
実施形態において、太陽電池３１１は、コスト優先度として第１優先度を有する第１分散電源の一例である。太陽電池３１１の単体を太陽電池装置と称してもよく、太陽電池３１１及びＰＣＳ３３１を太陽電池装置と称してもよい。太陽電池装置は、負荷追従性として第１負荷追従性を有する分散電源である。
【００３１】
燃料電池３１３は、コスト優先度として第１優先度よりも低い第２優先度を有する第２分散電源の一例である。燃料電池３１３の単体を燃料電池装置と称してもよく、燃料電池３１３及びＰＣＳ３３３を燃料電池装置と称してもよく、燃料電池３１３、給湯装置３１４及びＰＣＳ３３３を燃料電池装置と称してもよい。燃料電池装置は、負荷追従性として第２負荷追従性を有する分散電源ある。第２負荷追従性は、第１負荷追従性と同程度であってもよく、第１負荷追従性よりも劣っていてもよい。
【００３２】
蓄電池３１２は、コスト優先度として第２優先度よりも低い第３優先度を有する第３分散電源の一例である。蓄電池３１２の単体を蓄電池装置と称してもよく、蓄電池３１２及びＰＣＳ３３２を蓄電池装置と称してもよい。蓄電池装置は、第３負荷追従性を有する分散電源である。第３負荷追従性は、少なくとも第２負荷追従性よりも優れている。第３負荷追従性は、第１負荷追従性よりも優れていてもよい。
【００３３】
なお、コスト優先度は、分散電源の種類によって異なるものであり、実施形態においては、コスト優先度が高い分散電源ほど、電力コストが低いものとする。次に電力コストについて説明する。燃料電池３１３の電力コストは、主として燃料となるガスの料金に依存する。蓄電池３１２の電力コストは、主として充電する際の電力料金に依存する。例えば、蓄電池３１２の電力コストは、電力系統１１０から買電する際の電力料金に基づいて算出される。また、蓄電池３１２は、太陽電池３１１の発電電力を充電すれば、電力コストをより低減できる。このように、蓄電池３１２の電力コストは、蓄電池３１２の充電動作に用いる電源（充電使用電源）によって変動する。それゆえ、蓄電池３１２は燃料電池３１３よりもコスト優先度が高くなる場合もある。なお、太陽電池３１１は、発電時に燃料等が不要であるため、燃料電池３１３および蓄電池３１２に比べて電力コストが低く、コスト優先度が高い。したがって、太陽電池３１１のコスト優先度は、燃料電池３１３のコスト優先度よりも高いため、充電使用電源が太陽電池３１１であるケースにおける蓄電池３１２のコスト優先度は、充電使用電源が燃料電池３１３であるケースにおける蓄電池３１２のコスト優先度よりも高い。また、燃料電池３１３の電力コストは、電力系統１１０から買電する際の電力料金よりも低いため、充電使用電源が燃料電池３１３であるケースにおける蓄電池３１２のコスト優先度は、充電使用電源が電力系統１１０であるケースにおける蓄電池３１２のコスト優先度よりも高くなる。
【００３４】
また、負荷追従性は、分散電源の種類によって異なるものであり、実施形態においては、負荷追従性が優れている分散電源ほど、負荷３５０の消費電力の変化に出力する電力を追従しやすい、すなわち、負荷追従速度が速いものとする。負荷追従速度は、負荷３５０の消費電力の増加に応じて、分散電源が単位時間に増大可能な出力電力である。また、負荷追従速度は、負荷３５０の消費電力の減少に応じて、分散電源が単位時間に低減可能な出力電力であってもよい。
【００３５】
実施形態において、電力管理サーバ２００とローカル制御装置３６０との間の通信は、第１プロトコルに従って行われる。一方で、ローカル制御装置３６０と分散電源との間の通信は、第１プロトコルとは異なる第２プロトコルに従って行われる。第１プロトコルとしては、例えば、Ｏｐｅｎ  ＡＤＲ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｄｅｍａｎｄ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）２．０に準拠するプロトコル、或いは、独自の専用プロトコルを用いることができる。第２プロトコルは、例えば、ＥＣＨＯＮＥＴ  Ｌｉｔｅに準拠するプロトコル、ＳＥＰ（Ｓｍａｒｔ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｐｒｏｆｉｌｅ）２．０、ＫＮＸ、或いは、独自の専用プロトコルを用いることができる。なお、第１プロトコルと第２プロトコルは異なっていればよく、例えば、両方が独自の専用プロトコルであっても異なる規則で作られたプロトコルであればよい。
【００３６】
（電力管理サーバ）
以下において、実施形態に係る電力管理サーバについて説明する。図３に示すように、電力管理サーバ２００は、管理部２１０と、通信部２２０と、制御部２３０とを有する。電力管理サーバ２００は、ＶＴＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｔｏｐ  Ｎｏｄｅ）の一例である。
【００３７】
管理部２１０は、不揮発性メモリ又は／及びＨＤＤなどの記憶媒体によって構成されており、施設３００に関するデータを管理する。施設３００に関するデータは、例えば、施設３００に設けられる分散電源の種別、施設３００に設けられる分散電源のスペックなどである。スペックは、太陽電池３１１に接続されるＰＣＳ３３１の定格発電電力、蓄電池３１２に接続されるＰＣＳ３３２の定格出力電力、燃料電池３１３に接続されるＰＣＳ３３３の定格出力電力などであってもよい。
【００３８】
通信部２２０は、通信モジュールによって構成されており、ネットワーク１２０を介してローカル制御装置３６０と通信を行う。通信部２２０は、上述したように、第１プロトコルに従って通信を行う。例えば、通信部２２０は、第１プロトコルに従って第１メッセージをローカル制御装置３６０に送信する。通信部２２０は、第１プロトコルに従って第１メッセージ応答をローカル制御装置３６０から受信する。
【００３９】
制御部２３０は、メモリ及びＣＰＵなどによって構成されており、電力管理サーバ２００に設けられる各構成を制御する。制御部２３０は、例えば、制御メッセージの送信によって、施設３００に設けられるローカル制御装置３６０に対して、施設３００に設けられる分散電源に対する制御を指示する。また、制御部２３０は、施設３００に設けられるローカル制御装置３６０に対して、施設３００に設けられる負荷３５０に対する制御を指示してもよい。制御メッセージは、上述したように、潮流制御メッセージであってもよく、逆潮流制御メッセージであってもよく、電源制御メッセージであってもよい。
【００４０】
（ローカル制御装置）
以下において、実施形態に係るローカル制御装置について説明する。図４に示すように、ローカル制御装置３６０は、第１通信部３６１と、第２通信部３６２と、制御部３６３とを有する。ローカル制御装置３６０は、ＶＥＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｅｎｄ  Ｎｏｄｅ）の一例である。
【００４１】
第１通信部３６１は、通信モジュールによって構成されており、ネットワーク１２０を介して電力管理サーバ２００と通信を行う。第１通信部３６１は、上述したように、第１プロトコルに従って通信を行う。例えば、第１通信部３６１は、第１プロトコルに従って第１メッセージを電力管理サーバ２００から受信する。第１通信部３６１は、第１プロトコルに従って第１メッセージ応答を電力管理サーバ２００に送信する。
【００４２】
第２通信部３６２は、通信モジュールによって構成されており、分散電源（例えば、ＰＣＳ３３１〜ＰＣＳ３３３）と通信を行う。第２通信部３６２は、上述したように、第２プロトコルに従って通信を行う。例えば、第２通信部３６２は、第２プロトコルに従って第２メッセージを分散電源に送信する。第２通信部３６２は、第２プロトコルに従って第２メッセージ応答を分散電源から受信する。また、第２通信部３６２は、第２プロトコルに従って第２メッセージを負荷３５０に送信してもよい。また、第２通信部３６２は、第２プロトコルに従って第２メッセージ応答を負荷３５０から受信してもよい。
【００４３】
制御部３６３は、メモリ及びＣＰＵなどによって構成されており、ローカル制御装置３６０に設けられる各構成を制御する。具体的には、制御部３６３は、施設３００の電力を制御するために、第２メッセージの送信及び第２メッセージ応答の受信によって、分散電源の動作状態の設定を分散電源に指示する。制御部３６３は、施設３００の電力を管理するために、第２メッセージの送信及び第２メッセージ応答の受信によって分散電源の情報の報告を分散電源に指示してもよい。また、制御部３６３は、第２メッセージの送信及び第２メッセージ応答の受信によって、負荷３５０の動作状態の設定を負荷３５０に指示してもよい。また、制御部３６３は、施設３００の電力を管理するために、第２メッセージの送信及び第２メッセージ応答の受信によって負荷３５０の情報の報告を負荷３５０に指示してもよい。
【００４４】
実施形態において、制御部３６３は、太陽電池３１１を少なくとも含む太陽電池装置、蓄電池３１２を少なくとも含む蓄電池装置及び燃料電池３１３を少なくとも含む燃料電池装置をコスト優先度に基づいて制御する（以下、計画制御）。例えば、制御部３６３は、太陽電池装置、蓄電池装置及び燃料電池装置が正常に動作していることを前提として、負荷３５０の消費電力の予測値に基づいて各分散電源の運転計画を決定する。運転計画は、所定期間（例えば、１日、１週間など）における計画である。制御部３６３は、各分散電源のコスト優先度に基づいて運転計画を決定するが、他の要因を考慮して運転計画を決定してもよい。他の要因は、太陽電池３１１の発電電力の売電価格、電力系統１１０から供給される電力の買電価格、ＣＯ２排出量などの環境負荷、給湯装置３１４の湯量又は湯温、施設３００のユーザの嗜好（設定）などである。
【００４５】
制御部３６３は、太陽電池装置、蓄電池装置及び燃料電池装置のいずれかの故障及び復旧を検知する。制御部３６３は、第２通信部３６２とＰＣＳ３３１〜ＰＣＳ３３３との間の通信エラーに基づいて故障を検知してもよく、ＰＣＳ３３１〜ＰＣＳ３３３から第２通信部３６２が受信するメッセージに基づいて故障を検知してもよい。制御部３６３は、第２通信部３６２とＰＣＳ３３１〜ＰＣＳ３３３との間の通信エラーの解除に基づいて復旧を検知してもよく、ＰＣＳ３３１〜ＰＣＳ３３３から第２通信部３６２が受信するメッセージに基づいて復旧を検知してもよい。従って、各分散電源の故障及び復旧を検知する検知部は制御部３６３である。但し、各分散電源の故障及び復旧を検知する検知部は第２通信部３６２であると考えてもよい。
【００４６】
制御部３６３は、太陽電池装置の故障が検知された場合に第１故障制御を行う。制御部３６３は、太陽電池装置の復旧が検知された場合に第１復旧制御を行う。第１故障制御は、太陽電池装置の出力電力（計画値）を他の電源によって代替する制御である。他の電源は、太陽電池装置の出力電力（計画値）を代替する必要性から負荷追従性に基づいて選択される。他の電源は、例えば、優れた負荷追従性を有する蓄電池装置であってもよく、電力系統１１０であってもよい。但し、燃料電池装置の出力電力が最大出力ではない場合には、最大出力を超えない範囲で燃料電池装置の出力電力が増大してもよい。このような場合には、燃料電池装置の負荷追従性が考慮される。第１復旧制御は、太陽電池装置の出力電力を計画値に戻す制御である。運転計画は、コスト優先度に基づいて決定されているが、太陽電池装置の出力電力を直ちに計画値に戻すことができない場合には、太陽電池装置の負荷追従性が考慮される。第１故障制御及び第２復旧制御の詳細については後述する（図６及び図７を参照）。
【００４７】
制御部３６３は、燃料電池装置の故障が検知された場合に第２故障制御を行う。制御部３６３は、燃料電池装置の復旧が検知された場合に第２復旧制御を行う。第２故障制御は、燃料電池装置の出力電力（計画値）を他の電源によって代替する制御である。他の電源は、燃料電池装置の出力電力（計画値）を代替する必要性から負荷追従性に基づいて選択される。他の電源は、例えば、優れた負荷追従性を有する蓄電池装置であってもよく、電力系統１１０であってもよい。但し、太陽電池装置の出力電力が最大出力ではない場合には、最大出力を超えない範囲で太陽電池装置の出力電力が増大してもよい。このような場合には、太陽電池装置の負荷追従性が考慮される。第２復旧制御は、燃料電池装置の出力電力を計画値に戻す制御である。運転計画は、コスト優先度に基づいて決定されているが、燃料電池装置の出力電力を直ちに計画値に戻すことができない場合には、燃料電池装置の負荷追従性が考慮される。第２故障制御及び第２復旧制御の詳細については後述する（図８及び図９を参照）。
【００４８】
制御部３６３は、蓄電池装置の故障が検知された場合に第３故障制御を行う。制御部３６３は、蓄電池装置の復旧が検知された場合に第３復旧制御を行う。第３故障制御は、蓄電池装置の出力電力（計画値）を他の電源によって代替する制御である。他の電源は、蓄電池装置の出力電力（計画値）を代替する必要性から負荷追従性に基づいて選択される。他の電源は、例えば、電力系統１１０であってもよい。但し、太陽電池装置又は燃料電池装置の出力電力が最大出力ではない場合には、最大出力を超えない範囲で太陽電池装置又は燃料電池装置の出力電力が増大してもよい。このような場合には、太陽電池装置又は燃料電池装置の負荷追従性が考慮される。第３復旧制御は、蓄電池装置の出力電力を計画値に戻す制御である。蓄電池装置の負荷追従性は優れているため、第３復旧制御では、負荷追従性が考慮されなくてもよい。
【００４９】
このように、制御部３６３は、分散電源の故障が検知された場合において、故障が検知された分散電源以外の分散電源である正常分散電源を制御する。このような制御において、制御部３６３は、基本的に負荷追従性に基づいて正常分散電源を制御する。制御部３６３は、故障が生じている故障期間において、負荷追従性に基づいて正常分散電源を制御した後において、負荷追従性が許容する範囲内においてコスト優先度に基づいて正常分散電源を制御してもよい。制御部３６３は、分散電源の復旧が検知された場合において、コスト優先度に加えて負荷追従性に基づいて、復旧が検知された分散電源である復旧分散電源を制御してもよい。
【００５０】
（適用シーン）
以下において、実施形態の適用シーンについて説明する。以下においては、施設３００がゼロエネルギー施設であるケースを例示する。ゼロエネルギー施設は、電力系統１１０から供給される電力に依存せずに、施設３００に設けられる分散電源の出力電力によって負荷３５０の消費電力の全てを賄う施設を意味する。ここで、蓄電池装置が充電動作を行っている場合には、蓄電池装置は負荷３５０の一つであると考えてもよい。
【００５１】
ローカル制御装置３６０は、太陽電池装置、蓄電池装置及び燃料電池装置が正常に動作していることを前提として、図５に示すように、負荷３５０の消費電力の予測値に基づいて各分散電源の運転計画を決定する。
【００５２】
図５において、「電力需要」は、負荷３５０の消費電力の予測値の推移である。「ＰＶ→負荷」は、太陽電池装置の出力電力の計画値である。「ＦＣ→負荷」は、燃料電池装置の出力電力の計画値である。「ＢＡＴ→負荷」は、蓄電池装置の出力電力（放電電力）の計画値である。「ＰＶ→負荷」、「ＦＣ→負荷」及び「ＢＡＴ→負荷」は、コスト優先度に基づいて決定されるが、最大出力を超えないことは勿論である。
【００５３】
第１に、太陽電池装置の故障が生じるケースについて、図６及び図７を参照しながら説明する。図７は、太陽電池装置の故障期間（ＰＶ故障期間）にフォーカスを当てた図である。
【００５４】
図６に示すように、１２時及び１３時の時間帯において太陽電池装置の故障が生じる。ＰＶ故障期間において、太陽電池装置の出力電力（計画値）は、基本的に、蓄電池装置及び燃料電池装置の出力電力によって代替される。
【００５５】
詳細には、図７に示すように、ＰＶ故障期間の当初においては、負荷追従性に基づいて、蓄電池装置の出力電力が増大する。続いて、蓄電池装置の出力電力の減少によって、燃料電池装置の出力電力が増大する。ここで、燃料電池装置の最大出力を超えない範囲で、燃料電池装置の負荷追従性に従って蓄電池装置の出力電力が減少することによって、燃料電池装置の出力電力が増大する。
【００５６】
上述したように、燃料電池装置のコスト優先度は、蓄電池装置のコスト優先度よりも高い。すなわち、ローカル制御装置３６０は、ＰＶ故障期間において、負荷追従性に基づいて蓄電池装置の出力電力を増大した後において、燃料電池装置の負荷追従性が許容する範囲内においてコスト優先度に基づいて蓄電池装置の出力電力を減少することによって、最大出力を超えない範囲で燃料電池装置の出力電力を増大する。
【００５７】
さらに、ＰＶ故障期間の直後においては、すなわち、太陽電池装置が復旧した場合において、太陽電池装置の出力電力がＰＶ故障期間の直前のレベルに戻される。その後において、燃料電池装置の出力電力の減少によって、燃料電池装置の出力電力が計画値に戻されながら、太陽電池装置の出力電力が計画値に戻される。
【００５８】
第２に、燃料電池装置の故障が生じるケースについて、図８及び図９を参照しながら説明する。図９は、燃料電池装置の故障期間（ＦＣ故障期間）にフォーカスを当てた図である。
【００５９】
図８に示すように、１２時及び１３時の時間帯において燃料電池装置の故障が生じる。ＦＣ故障期間において、燃料電池装置の出力電力（計画値）は、基本的に、蓄電池装置の出力電力によって代替される。なお、太陽電池装置の出力電力（計画値）が最大電力未満である場合には、太陽電池装置の出力電力が計画値よりも増大されてもよい。
【００６０】
詳細には、図９に示すように、ＦＣ故障期間においては、負荷追従性に基づいて、蓄電池装置の出力電力が増大する。太陽電池装置の出力電力（計画値）が最大電力未満である場合には、蓄電池装置の出力電力よりも優先して太陽電池装置の出力電力が増大する。
【００６１】
さらに、ＦＣ故障期間の直後において、すなわち、燃料電池装置が復旧した場合において、蓄電池装置の出力電力の減少によって、燃料電池装置の出力電力が増大する。ここで、燃料電池装置の出力電力の計画値を超えない範囲で、燃料電池装置の負荷追従性に従って蓄電池装置の出力電力が減少することによって、燃料電池装置の出力電力が増大する。これによって、燃料電池装置の出力電力が計画値に戻される。
【００６２】
すなわち、ローカル制御装置３６０は、燃料電池装置が復旧した場合において、負荷追従性及びコスト優先度に基づいて蓄電池装置の出力電力を減少することによって燃料電池装置の出力電力を計画値まで増大する。
【００６３】
（電源制御方法）
以下において、実施形態に係る電源制御方法について説明する。
【００６４】
第１に、分散電源の故障制御について図１０を参照しながら説明する。
【００６５】
図１０に示すように、ステップＳ１０において、ローカル制御装置３６０は、運転計画に基づいて各分散電源を制御する（計画制御）。運転計画は、上述したように、所定期間（例えば、１日、１週間など）における計画であり、負荷３５０の消費電力の予測値及び各分散電源のコスト優先度に基づいて決定される。
【００６６】
ステップＳ１１において、ローカル制御装置３６０は、各分散電源の故障が検知されたか否かを判定する。判定結果がＹＥＳである場合には、ステップＳ１２の処理が行われ、判定結果がＮＯである場合には、ステップＳ１１の処理が継続する。
【００６７】
ステップＳ１２において、ローカル制御装置３６０は、太陽電池装置が故障したか否かを判定する。判定結果がＹＥＳである場合には、ステップＳ１４の処理が行われ、判定結果がＮＯである場合には、ステップＳ１３の処理が行われる。
【００６８】
ステップＳ１３において、ローカル制御装置３６０は、燃料電池装置が故障したか否かを判定する。判定結果がＹＥＳである場合には、ステップＳ１５の処理が行われ、判定結果がＮＯである場合には、ステップＳ１６の処理が行われる。
【００６９】
ステップＳ１４において、ローカル制御装置３６０は、第１故障制御（図６及び図７を参照）を行う。ローカル制御装置３６０は、ＰＶ故障期間において、太陽電池装置の出力電力（計画値）を蓄電池装置及び燃料電池装置の出力電力によって代替する。具体的には、ローカル制御装置３６０は、ＰＶ故障期間において、負荷追従性に基づいて蓄電池装置の出力電力を増大した後において、燃料電池装置の負荷追従性が許容する範囲内においてコスト優先度に基づいて蓄電池装置の出力電力を減少することによって、最大出力を超えない範囲で燃料電池装置の出力電力を増大する。
【００７０】
ステップＳ１５において、ローカル制御装置３６０は、第２故障制御（図８及び図９を参照）を行う。ローカル制御装置３６０は、ＦＣ故障期間において、燃料電池装置の出力電力（計画値）を蓄電池装置の出力電力によって代替する。ここで、ローカル制御装置３６０は、太陽電池装置の出力電力が最大出力ではない場合には、最大出力を超えない範囲で太陽電池装置の出力電力を増大してもよい。
【００７１】
ステップＳ１６において、ローカル制御装置３６０は、第３故障制御を行う。ローカル制御装置３６０は、蓄電池装置の出力電力（計画値）を電力系統１１０の供給電力によって代替する。ここで、ローカル制御装置３６０は、太陽電池装置又は燃料電池装置の出力電力が最大出力ではない場合には、最大出力を超えない範囲で太陽電池装置又は燃料電池装置の出力電力を増大してもよい。
【００７２】
第２に、分散電源の復旧制御について図１１を参照しながら説明する。
【００７３】
図１１に示すように、ステップＳ２０において、ローカル制御装置３６０は、各分散電源の復旧が検知されたか否かを判定する。判定結果がＹＥＳである場合には、ステップＳ２１の処理が行われ、判定結果がＮＯである場合には、各分散電源の復旧の検知待ち状態が維持される。
【００７４】
ステップＳ２１において、ローカル制御装置３６０は、太陽電池装置が復旧したか否かを判定する。判定結果がＹＥＳである場合には、ステップＳ２３の処理が行われ、判定結果がＮＯである場合には、ステップＳ２２の処理が行われる。
【００７５】
ステップＳ２２において、ローカル制御装置３６０は、燃料電池装置が復旧したか否かを判定する。判定結果がＹＥＳである場合には、ステップＳ２４の処理が行われ、判定結果がＮＯである場合には、ステップＳ２５の処理が行われる。
【００７６】
ステップＳ２３において、ローカル制御装置３６０は、第１復旧制御を行う。ローカル制御装置３６０は、太陽電池装置の出力電力を計画値に戻す。ここで、ローカル制御装置３６０は、太陽電池装置の出力電力をＰＶ故障期間の直前のレベルに戻した後において、燃料電池装置の出力電力の減少によって、燃料電池装置の出力電力を計画値に戻しながら、太陽電池装置の出力電力を計画値に戻してもよい。
【００７７】
ステップＳ２４において、ローカル制御装置３６０は、第２復旧制御を行う。ローカル制御装置３６０は、燃料電池装置の出力電力を計画値に戻す。ここで、ローカル制御装置３６０は、燃料電池装置の負荷追従性が許容する範囲内においてコスト優先度に基づいて蓄電池装置の出力電力を減少することによって、燃料電池装置の出力電力を計画値に戻してもよい。
【００７８】
ステップＳ２５において、ローカル制御装置３６０は、第３復旧制御を行う。ローカル制御装置３６０は、蓄電池装置の出力電力を計画値に戻す。ここで、蓄電池装置の負荷追従性は優れているため、ローカル制御装置３６０は、蓄電池装置の出力電力を直ちに計画値に戻してもよい。
【００７９】
（作用及び効果）
ローカル制御装置３６０は、故障が検知された場合において、故障が検知された分散電源以外の分散電源である正常分散電源が単位時間に増大可能な出力に関する負荷追従性に基づいて、正常分散電源を制御する。このような構成によれば、故障が検知された分散電源の出力電力（計画値）を正常分散電源の出力電力によって適切に代替することができる。
【００８０】
［その他の実施形態］
本開示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。
【００８１】
実施形態では、第１分散電源として太陽電池装置を例示した。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。第１分散電源は、風力又は地熱などの自然エネルギーを利用する分散電源であってもよい。
【００８２】
実施形態では、第２分散電源として燃料電池装置を例示した。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。同様に、第３分散電源として蓄電池装置を例示した。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。第２分散電源及び第３分散電源は、第３分散電源の負荷追従性が第２分散電源の負荷追従性よりも相対的に優れた関係を満たす分散電源であればよい。第２分散電源及び第３分散電源は、第３分散電源のコスト優先度が第２分散電源のコスト優先度よりも相対的に低い関係を満たす分散電源であればよい。
【００８３】
実施形態では、第１分散電源、第２分散電源及び第３分散電源は、コスト優先度及び負荷追従性の観点において種類が異なるものとした。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。例えば、各分散電源は、電池の種類が同じだった場合、分散電源の定格出力電力等のスペック、分散電源の保守情報、分散電源の制御履歴等の観点において種類が異なるようにしてもよい。この場合、電力コストは、それぞれの各分散電源で異なる。なお、分散電源の保守情報は、分散電源の総運転時間に関する情報、分散電源の寿命の情報、分散電源の劣化情報、分散電源の交換情報、分散電源の修理情報等を含んでもよい。また、分散電源の制御履歴は、分散電源の通常停止または異常停止に関する情報を含む分散電源の停止情報、分散電源の起動情報等を含んでもよい。なお、コスト優先度及び負荷追従性は、分散電源の保守情報、分散電源の制御履歴等の変化に応じて、変動するものであってもよい。
【００８４】
実施形態では特に触れていないが、施設３００に設けられるローカル制御装置３６０は、必ずしも施設３００内に設けられていなくてもよい。例えば、ローカル制御装置３６０の機能の一部は、インターネット上に設けられるクラウドサーバによって提供されてもよい。すなわち、ローカル制御装置３６０がクラウドサーバを含むと考えてもよい。
【００８５】
実施形態では、各分散電源を制御するローカル制御装置がローカル制御装置３６０（ＥＭＳ）であるケースを例示した。しかしながら、このようなローカル制御装置は、ＰＣＳ３３１〜ＰＣＳ３３３であってもよい。このようなケースにおいて、ＰＣＳ３３１〜ＰＣＳ３３３は相互に通信を行う機能を有してもよい。
【００８６】
実施形態では、第１プロトコルがＯｐｅｎ  ＡＤＲ２．０に準拠するプロトコルであり、第２プロトコルがＥＣＨＯＮＥＴ  Ｌｉｔｅに準拠するプロトコルであるケースについて例示した。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。第１プロトコルは、電力管理サーバ２００とローカル制御装置３６０との間の通信で用いるプロトコルとして規格化されたプロトコルであればよい。第２プロトコルは、施設３００で用いるプロトコルとして規格化されたプロトコルであればよい。
【００８７】
実施形態では、燃料電池装置、太陽電池装置及び蓄電池装置のいずれかが故障するケース、具体的には、負荷３５０の消費電力は変化せずに、分散電源の出力電力が減少するケースについて例示した。しかしながら、これに限らず、分散電源が出力する電力は変化せずに、負荷３５０の消費電力が急激に変化する場合であってもよい。すなわち、分散電源の出力電力と負荷３５０の消費電力との間の電力値の相対関係に変化が生じた場合であってもよい。
【００８８】
なお、日本国特許出願第２０１７−０１２８５０号（２０１７年１月２７日出願）の全内容が、参照により、本願に組み込まれている。
【図１】
2018139603.tif 000003
【図２】
2018139603.tif 000004
【図３】
2018139603.tif 000005
【図４】
2018139603.tif 000006
【図５】
2018139603.tif 000007
【図６】
2018139603.tif 000008
【図７】
2018139603.tif 000009
【図８】
2018139603.tif 000010
【図９】
2018139603.tif 000011
【図１０】
2018139603.tif 000012
【図１１】
2018139603.tif 000013
【国際調査報告】
2018139603.tif 000014
2018139603.tif 000015
2018139603.tif 000016
2018139603.tif 000017