(57)【要約】【課題】二次電池による発電機の燃料費低減効果をより多く得られる電力系統の需給制御システムを提供する。【解決手段】実施形態によれば、電力系統の需給制御システムは、二次電池と、発電機、風力発電機及び太陽光発電機のうち少なくとも一つと、電力系統の需給制御装置とを有する。前記需給制御装置は、前記二次電池の放電単価と充放電効率に基づき放電閾値と充電閾値を算出し、前記発電機の増分燃料費が前記放電閾値よりも高い場合は前記二次電池を放電するものとし、前記発電機の増分燃料費が前記充電閾値よりも低い場合は前記二次電池を充電するものとして、前記発電機と、前記二次電池のそれぞれの出力配分を算出するものであって、運転実績データを参照して複数の充放電閾値を求めておき、所定の条件に基づいて充放電閾値を変更する。【選択図】図１
2013150473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池と、
発電機、風力発電機及び太陽光発電機のうち少なくとも一つと、
これらと接続された電力系統の需給制御装置と、
を有する電力系統の需給制御システムであって、
前記需給制御装置は、
前記電力系統の系統情報を検出するデータ検出部と、
前記データ検出部にて検出された系統情報に基づいて前記発電機と、前記二次電池のそれぞれの地域要求量を算出する周波数制御部と、
前記発電機と、前記二次電池のそれぞれの出力配分を算出する経済負荷配分部と、
前記周波数制御部にて算出された前記地域要求量と前記経済負荷配分部にて算出された前記出力配分とに基づいて前記発電機と、前記二次電池のそれぞれの目標指令値を作成し、当該作成したそれぞれの目標指令値を対応する前記発電機と、前記二次電池に出力する目標指令値作成部と、
過去の運転実績を記憶する運転実績データ記憶部とを備え、
前記経済負荷配分部は、前記二次電池の放電単価と充放電効率に基づき放電閾値と充電閾値を算出し、前記発電機の増分燃料費が前記放電閾値よりも高い場合は前記二次電池を放電するものとし、前記発電機の増分燃料費が前記充電閾値よりも低い場合は前記二次電池を充電するものとして、前記発電機と、前記二次電池のそれぞれの出力配分を算出するものであって、運転実績データを参照して複数の充放電閾値を求めておき、所定の条件に基づいて充放電閾値を変更する、電力系統の需給制御システム。
【請求項２】
前記経済負荷配分部は、前記二次電池の蓄電量が予め定めた値以下となった場合に充放電閾値を変更する、請求項１記載の需給制御システム。
【請求項３】
前記経済負荷配分部は、前記増分燃料費が予め定めた値以上となった場合に充放電閾値を変更する、請求項１記載の需給制御システム。
【請求項４】
前記経済負荷配分部は、前記発電機及び前記二次電池による下げ側運転予備力が予め定めた値以下となった場合には、放電閾値を下げて強制的に放電し、前記発電機及び前記二次電池による上げ側運転予備力が予め定めた値以下となった場合には、充電閾値を上げて強制的に充電する、請求項１記載の需給制御システム。
【請求項５】
二次電池と、発電機、風力発電機及び太陽光発電機のうち少なくとも一つと接続された電力系統の需給制御装置であって、
前記電力系統の系統情報を検出するデータ検出部と、
前記データ検出部にて検出された系統情報に基づいて前記発電機と、前記二次電池のそれぞれの地域要求量を算出する周波数制御部と、
前記発電機と、前記二次電池のそれぞれの出力配分を算出する経済負荷配分部と、
前記周波数制御部にて算出された前記地域要求量と前記経済負荷配分部にて算出された前記出力配分とに基づいて前記発電機と、前記二次電池のそれぞれの目標指令値を作成し、当該作成したそれぞれの目標指令値を対応する前記発電機と、前記二次電池に出力する目標指令値作成部と、
過去の運転実績を記憶する運転実績データ記憶部とを備え、
前記経済負荷配分部は、前記二次電池の放電単価と充放電効率に基づき放電閾値と充電閾値を算出し、前記発電機の増分燃料費が前記放電閾値よりも高い場合は前記二次電池を放電するものとし、前記発電機の増分燃料費が前記充電閾値よりも低い場合は前記二次電池を充電するものとして、前記発電機と、前記二次電池のそれぞれの出力配分を算出するものであって、運転実績データを参照して複数の充放電閾値を求めておき、所定の条件に基づいて充放電閾値を変更する、電力系統の需給制御装置。
【請求項６】
前記経済負荷配分部は、前記二次電池の蓄電量が予め定めた値以下となった場合に充放電閾値を変更する、請求項５記載の需給制御装置。
【請求項７】
前記経済負荷配分部は、前記増分燃料費が予め定めた値以上となった場合に充放電閾値を変更する、請求項５記載の需給制御装置。
【請求項８】
前記経済負荷配分部は、前記発電機及び前記二次電池による下げ側運転予備力が予め定めた値以下となった場合には、放電閾値を下げて強制的に放電し、前記発電機及び前記二次電池による上げ側運転予備力が予め定めた値以下となった場合には、充電閾値を上げて強制的に充電する、請求項５記載の需給制御装置。
【請求項９】
二次電池と、発電機、風力発電機及び太陽光発電機のうち少なくとも一つと接続された電力系統の需給制御装置により実行されるプログラムであって、
前記プログラムは、
前記電力系統の系統情報を検出し、
前記データ検出部にて検出された系統情報に基づいて前記発電機と、前記二次電池のそれぞれの地域要求量を算出し、
前記発電機と、前記二次電池のそれぞれの出力配分を算出し、
前記地域要求量と前記出力配分とに基づいて前記発電機と、前記二次電池のそれぞれの目標指令値を作成し、当該作成したそれぞれの目標指令値を対応する前記発電機と、前記二次電池に出力し、
前記二次電池の放電単価と充放電効率に基づき放電閾値と充電閾値を算出し、前記発電機の増分燃料費が前記放電閾値よりも高い場合は前記二次電池を放電するものとし、前記発電機の増分燃料費が前記充電閾値よりも低い場合は前記二次電池を充電するものとして、前記発電機と、前記二次電池のそれぞれの出力配分を算出するものであって、運転実績データを参照して複数の充放電閾値を求めておき、所定の条件に基づいて充放電閾値を変更する、電力系統の需給制御プログラム。
【請求項１０】
前記二次電池の蓄電量が予め定めた値以下となった場合に充放電閾値を変更する、請求項９記載の需給制御プログラム。
【請求項１１】
前記増分燃料費が予め定めた値以上となった場合に充放電閾値を変更する、請求項９記載の需給制御プログラム。
【請求項１２】
前記発電機及び前記二次電池による下げ側運転予備力が予め定めた値以下となった場合には、放電閾値を下げて強制的に放電し、前記発電機及び前記二次電池による上げ側運転予備力が予め定めた値以下となった場合には、充電閾値を上げて強制的に充電する、請求項９記載の需給制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、電力系統の需給制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統の需給運用には、大きく分けて需給計画と需給制御がある。需給計画は、需要予測の結果に基づき、翌日の発電機の経済的な運転計画を算出する。需給制御は、当日の需要変動等に対応して発電機の出力が追従するよう制御する。需給制御は、比較的長い周期の変動に対応する経済負荷配分制御と、短い周期の変動に対応する周波数制御がある。経済負荷配分制御は、変動に対応して経済的な発電機の出力制御を行い、周波数制御は、周波数を一定に維持するように発電機の出力制御を行う。
【０００３】
需給計画と需給制御における二次電池の役割は、負荷平準化による経済性の向上と周波数変動抑制とに大別できる。負荷平準化に関しては、需給計画の段階で最適化が行われる。二次電池を含む需給計画は、二次電池の充電、放電により、発電効率の高い発電機をより効率の高い運転点で運転し、発電効率の低い発電機を停止するような発電計画とするものである。周波数変動抑制に関しては、二次電池の応答の速さを生かし、周波数制御の際に発電機が追従できないような負荷変動や自然エネルギーの出力変動を抑制するものである。二次電池による負荷平準化による経済性の向上に関しては、需給計画の段階で最適化がなされ、需給制御の段階では計画運転される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−９４６４９号公報
【特許文献２】特開２００１−３７０８５号公報
【特許文献３】特開２０１１−５０１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、経済負荷配分制御の際にも経済性の観点から二次電池を積極的に運用することにより、更に発電機の燃料費を低減して経済性を向上させ得る余地がある。一方、スマートグリッド、マイクログリッドなどと呼ばれる小規模電力系統においては、太陽光や風力といった再生可能エネルギー発電の導入は、今後ますます進むと考えられる。再生可能エネルギー発電の出力変動が電力系統に及ぼす影響を抑制するために、二次電池の導入は不可欠である。しかしながら、二次電池は導入コストが高いため、二次電池の有効活用により二次電池導入の効果を最大限に得たいというニーズがある。
【０００６】
本発明は、需給制御における比較的長い周期の変動に対応する経済負荷配分制御について、経済性の観点から二次電池を積極的に運用することにより、二次電池による経済効果、すなわち二次電池による発電機の燃料費低減効果をより多く得られる電力系統の需給制御システム、需給制御装置及び需給制御プログラ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】
【０００７】
実施形態によれば、電力系統の需給制御システムは、二次電池と、発電機、風力発電機及び太陽光発電機のうち少なくとも一つと、電力系統の需給制御装置とを有する。前記需給制御装置は、データ検出部と、周波数制御部と、経済負荷配分部と、目標指令値作成部と、運転実績データ記憶部とを有する。前記データ検出部は、前記電力系統の系統情報を検出する。前記周波数制御部は、前記データ検出部にて検出された系統情報に基づいて前記発電機と、前記二次電池のそれぞれの地域要求量を算出する。前記経済負荷配分部は、前記発電機と、前記二次電池のそれぞれの出力配分を算出する。前記目標指令値作成部は、前記周波数制御部にて算出された前記地域要求量と前記経済負荷配分部にて算出された前記出力配分とに基づいて前記発電機と、前記二次電池のそれぞれの目標指令値を作成し、当該作成したそれぞれの目標指令値を対応する前記発電機と、前記二次電池に出力する。前記運転実績データ記憶部は、過去の運転実績を記憶する。前記経済負荷配分部は、前記二次電池の放電単価と充放電効率に基づき放電閾値と充電閾値を算出し、前記発電機の増分燃料費が前記放電閾値よりも高い場合は前記二次電池を放電するものとし、前記発電機の増分燃料費が前記充電閾値よりも低い場合は前記二次電池を充電するものとして、前記発電機と、前記二次電池のそれぞれの出力配分を算出するものであって、運転実績データを参照して複数の充放電閾値を求めておき、所定の条件に基づいて充放電閾値を変更する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第1の実施形態に係る電力系統の需要制御システムの構成を示す構成図。
【図２】第1の実施形態に係る経済負荷配分部の処理内容を示すフローチャート。
【図３】第1の実施形態に係る経済負荷分配部にて算出される充放電閾値１と発電機の増分燃料費λの関係、二次電池出力と蓄電量の関係を示す図。
【図４】第1の実施形態に係る経済負荷分配部にて算出される充放電閾値１、充放電閾値２と発電機の増分燃料費λの関係、二次電池出力と蓄電量の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。実施形態は、周辺装置を備えたコンピュータをプログラムで制御することで実現するが、この場合のハードウェアやプログラムの実現態様は各種変更可能であり、電力系統の需給制御システム、需給制御装置、需給制御方法、需給制御プログラム、そのプログラムを記録したコンピュータ可読媒体としても把握可能である。
【００１０】
（第1の実施形態）
（構成）
図１は、第１の実施形態に係る電力系統の需給制御システムを示す構成図である。需給制御システムは、電力系統１、計算機（電力系統の需給制御装置）２、ＭＭＩ（マンマシンインターフェース）５を備えている。電力系統１は、例えば、スマートグリッド、マイクログリッドと呼ばれるものである。電力系統１の内部には、複数の発電機Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎ、太陽光発電装置ＰＶ及び風力発電装置ＷＰのうち少なくとも一つと、二次電池ＢＴとが設けられている。電力系統１は、他系統３との間で連系線４を介して連系されている。なお、電力系統１は、他系統と連系しない独立系統とする構成でもよい。また、電力系統１の内部には、データ検出部１０が設けられている。データ検出部１０は、電力系統１における系統情報（発電量の情報など）を電力系統１から検出する。
【００１１】
計算機２は、目標指令値作成部２１１、２１２、・・・、２１ｎ、２１ＢＴ、経済負荷配分部２２、オンライン予測需要および自然エネルギー予測出力部２３、前日運転計画部２４、周波数制御部２５、運転実績データ記憶部２６を備えている。計算機２は、ＭＭＩ５を介して、電力系統１と接続されている。各発電機Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎおよび二次電池ＢＴは、検出用の信号線１１と制御用の信号線１２を介して計算機２内の目標指令値作成部２１１、２１２、・・・、２１ｎ、２１ＢＴにそれぞれ接続されている。
【００１２】
（計算機２の動作）
経済負荷配分部２２は、オンライン予測需要および自然エネルギー予測出力部２３から出力される予測需要および自然エネルギー予測出力と、前日運転計画部２４から出力される前日運転計画が入力される。予測需要および自然エネルギー予測出力は、当日の天候条件（日照、風力、風向きなどの時刻毎の条件）に基づいて予測した情報であって、インターネットを介してオンライン予測需要および自然エネルギー予測出力部２３が取得可能な情報である。前日運転計画は、前日運転計画部２４で設定される前日の運転計画に関する情報である。経済負荷配分部２２は、運転実績データ記憶部２６に記憶されている過去の運転実績データを参照する。運転実績データは、過去（前日、前年同日などの特定の日に限られず、月平均なども含む）の運転実績に関する情報である。
【００１３】
経済負荷配分部２２は、入力された予測需要、自然エネルギー予測出力、前日運転計画、参照する運転実績データに基づいて、後述する演算処理を行い、各発電機Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎおよび二次電池ＢＴそれぞれの出力配分を算出する。経済負荷配分部２２は、算出した各発電機Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎおよび二次電池ＢＴそれぞれの出力配分を、それぞれ対応する目標指令値作成部２１１、２１２、・・・、２１ｎ、２１ＢＴに出力する。つまり、経済負荷配分部２２は、長期的な電力需給の変動成分を制御するものである。
【００１４】
周波数制御部２５は、信号線１３を介してデータ検出部１０により検出された系統情報に基づいて、各発電機Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎおよび二次電池ＢＴのそれぞれの地域要求量（ＡＲ）を算出する。地域要求量（ＡＲ）は、総需要と電力系統１における発電量の差分であり、例えば、データ検出部１０から得られる周波数変化量（Δｆ）や連系線潮流変化量（ΔＰｔ）を用いて算出することができる。周波数制御部２５は、算出した各発電機Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎおよび二次電池ＢＴのそれぞれの地域要求量（ＡＲ）を、対応するそれぞれの目標指令値作成部２１１、２１２、・・・、２１ｎ、２１ＢＴに出力する。つまり、周波数制御部２５は、物理的要因に起因する短期的な電力需給の変動成分を制御するものである。
【００１５】
目標指令値作成部２１１、２１２、・・・、２１ｎ、２１ＢＴは、経済負荷配分部２２にて算出された出力配分と周波数制御部２５にて算出された地域要求量（ＡＲ）とに基づいて発電機Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎおよび二次電池ＢＴのそれぞれの目標指令値を作成する。目標指令値作成部２１１、２１２、・・・、２１ｎ、２１ＢＴは、作成したそれぞれの目標指令値を対応する各発電機Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎおよび二次電池ＢＴに信号線１２を介して出力することで、対応する各発電機Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎおよび二次電池ＢＴの出力制御を行う。
【００１６】
（経済負荷配分部２２の動作）
図２は、第１の実施形に係る経済負荷配分部２２の処理動作を示すフローチャートである。まず、経済負荷配分部２２は、式（１）、式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（３Ａ）、式（３Ｂ）、式（４）、式（５）を用いて、二次電池ＢＴの充電閾値１、放電閾値１、充電閾値２、放電閾値２、変更条件を算出する（Ｂｌｏｃｋ１０１）。なお、以下、充電と放電を総称して充放電、充電閾値と放電閾値とを総称して充放電閾値と言う場合がある。二次電池ＢＴの充放電により経済効果を得るためには、ある単価で充電した電力を、充放電による損失を考慮したうえで、それより高い単価で放電してやればよい。よって、経済負荷配分部２２は、式（１）を満たす二次電池ＢＴの充電単価と放電単価を求める。なお、以下、充電単価と放電単価とを総称して充放電単価と言う場合がある。経済負荷配分部２２は、充放電単価に基づいて、充放電の閾値を算出する。
【００１７】
充電単価／η≦放電単価                        ・・・式（１）
η：二次電池ＢＴの充放電効率
経済負荷配分部２２は、例えば、前日運転計画における二次電池ＢＴの平均放電単価を算出し、式（２Ａ）、式（２Ｂ）を用いて、二次電池ＢＴの放電単価と充放電効率に基づき、二次電池ＢＴの充電閾値１と放電閾値１を算出する。即ち、経済負荷配分部２２は、算出した平均放電単価を放電閾値１として決定する。そして、経済負荷配分部２２は、決定した放電閾値１と二次電池ＢＴの充放電効率ηに基づいて、充電閾値１を算出する。
【００１８】
放電閾値１＝前日運転計画における平均放電単価   ・・・式（２Ａ）
充電閾値１＝放電閾値１×η                    ・・・式（２Ｂ）
次に、経済負荷配分部２２は、運転実績データ記憶部２６に記憶されている運転実績データから、需要および自然エネルギー出力の実績値が、当日の予測需要および自然エネルギー予測出力と類似の日を選び、データ参照日とする。類似の日のデータは、例えば、前年同月日のデータ、前日のデータ、当日が属する月平均のデータなどである。図３は、式（２Ａ）、式（２Ｂ）により算出された充放電閾値１とデータ参照日における時刻に対する発電機の増分燃料費λ実績値との関係のグラフ（図３の（ａ））と、データ参照日における時刻に対する二次電池ＢＴの出力量実績値、蓄電量実績値のグラフ（図３の（ｂ））である。ここで、増分燃料費λは、要求電力量を複数の発電機Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎの発電量で割った燃料費の増分の値である。充放電閾値１と増分燃料費λ実績値との関係が図３の（ａ）に示すグラフの場合、図３の（ｂ）に示すグラフによれば、二次電池ＢＴの蓄電量がゼロになるために増分燃料費λが放電閾値１を超えても二次電池ＢＴが動作しない時間帯が生じる。このような場合、経済負荷配分部２２は、式（３Ａ）、式（３Ｂ）を用いて、二次電池ＢＴの充電閾値２と放電閾値２を算出する。つまり、経済負荷配分部２２は、運転実績データを参照して複数の充放電閾値を求める。
【００１９】
放電閾値２＝放電閾値１×α                    ・・・式（３Ａ）
充電閾値２＝放電閾値２×η                    ・・・式（３Ｂ）
α：前日あるいは至近の運転実績データを参照して経済負荷配分部２２が設定するα＞１．０なる正の所定値
次に、経済負荷配分部２２は、二次電池ＢＴの充放電閾値を充放電閾値１から充放電閾値２に変更する条件を決定する。ここでは、変更条件の例として、２つ示すが、限定されるものではない。
【００２０】
＜変更条件１＞
蓄電量≦β、β≧０                            ・・・式（４）
⇒充放電閾値１から充放電閾値２に変更
ただし、０〜６時および１８〜２４時を除く
蓄電量は、経済負荷配分時の二次電池ＢＴ出力による蓄電量
とする。  
変更条件は、以下の変更条件２であってもよい。  
＜変更条件２＞
発電機の増分燃料費λ≧γ                              ・・・式（５）
⇒充放電閾値１から充放電閾値２に変更
ただし、０〜６時および１８〜２４時を除く
γは、前日あるいは至近の運転実績データを参照して経済負荷配分部２２が設定する正の値
とする。
【００２１】
次に、経済負荷配分部２２は、Ｂｌｏｃｋ１０１で決定した変更条件１または変更条件２を満たすかどうかを判断して、充放電閾値を充放電閾値１または充放電閾値２に設定する（Ｂｌｏｃｋ１０２）。つまり、経済負荷配分部２２は、変更条件１または変更条件２を用いることで、式（４）により二次電池ＢＴの蓄電量が予め定めた値以下となる条件を満たす場合または式（５）により増分燃料費λが予め定めた値以上となる条件を満たす場合、充放電閾値を充放電閾値１から充放電閾値２に変更する。つまり、経済負荷配分部２２は、二次電池ＢＴが放電し難くなる方向（放電を避ける方向）に放電閾値を高くし、二次電池ＢＴが充電し易くなる方向に充電閾値を高くするように変更する。
【００２２】
したがって、経済負荷配分部２２は、充放電閾値１のままでは二次電池ＢＴが放電していた時間帯であっても、充放電閾値２に変更することで、経済負荷配分部２２が放電しないように制御できる。また、経済負荷配分部２２は、充放電閾値１のままでは二次電池ＢＴが動作していない時間帯であっても、充放電閾値２に変更することで、経済負荷配分部２２が充電するように制御できる。なお、経済負荷配分部２２は、変更条件１及び変更条件２を組み合わせて用いて、充放電閾値を充放電閾値１または充放電閾値２に設定してもよい。
【００２３】
次に、経済負荷配分部２２は、発電機分担需要を算出する（Ｂｌｏｃｋ１０３）。即ち、経済負荷配分部２２は、オンライン予測需要および自然エネルギー予測出力部２３から入力される予測需要と自然エネルギー予測出力を用いて、式（６）により発電機Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎの分担需要を算出する。なお、自然エネルギー予測出力には、太陽光発電装置ＰＶの予測出力（以下、ＰＶ予測出力と言う）および風力発電装置ＷＰの予測出力（以下、ＷＰ予測出力と言う）が含まれる。  
発電機分担需要＝予測需要−（ＰＶ予測出力＋ＷＰ予測出力） ・・・式（６）
次に、経済負荷配分部２２は、初期配分を決定する（Ｂｌｏｃｋ１０４）。即ち、経済負荷配分部２２は、Ｂｌｏｃｋ１０３で算出した発電機分担需要に対して、二次電池ＢＴの充放電を行わないものとして発電機の初期配分としての出力配分を決定し、当該時間断面の各発電機の増分燃料費λを算出する。経済負荷配分部２２は、発電機の起動停止状態を前日運転計画２４から得られる。経済負荷配分部２２は、発電機の起動停止状態に基づいて、並列発電機の出力配分を、例えば等λ法を用いて算出する。等λ法は、発電機の経済負荷配分を行う場合に一般的に用いられている手法である。経済負荷配分部２２は、等λ法を用いることで、各発電機の増分燃料費λも併せて算出できる。
【００２４】
次に、経済負荷配分部２２は、二次電池ＢＴ出力を決定する（Ｂｌｏｃｋ１０５）。即ち、経済負荷配分部２２は、Ｂｌｏｃｋ１０２で決定した充放電閾値とＢｌｏｃｋ１０３で算出した発電機の増分燃料費λの大小比較を行い、式（７Ａ）〜式（７Ｃ）により二次電池ＢＴの充放電を決定する。
【００２５】
増分燃料費λ＜充電閾値  ⇒  二次電池ＢＴを充電する               ・・・式（７Ａ）
充電閾値≦増分燃料費λ≦放電閾値  ⇒  二次電池ＢＴを充放電しない  ・・・式（７Ｂ）
放電閾値＜増分燃料費λ  ⇒  二次電池ＢＴを放電する               ・・・式（７Ｃ）
つまり、経済負荷配分部２２は、式（７Ａ）により、発電機の増分燃料費λが二次電池ＢＴの充電閾値よりも低い場合は、「二次電池ＢＴを充電する」と決定する。経済負荷配分部２２は、式（７Ｂ）により、発電機の増分燃料費λが二次電池ＢＴの充電閾値と放電閾値の間にある場合は、「二次電池ＢＴを充電も放電もしない」と決定する。経済負荷配分部２２は、式（４Ｃ）により、発電機の増分燃料費λが二次電池ＢＴの放電閾値よりも高い場合は、「二次電池ＢＴを放電する」と決定する。
【００２６】
経済負荷配分部２２は、二次電池ＢＴの充放電出力を、前日運転計画部２４による二次電池の計画充放電出力との合算値が二次電池のｋＷ容量を超えない範囲、且つ、その合算値による蓄電量が二次電池のｋＷｈ容量を超えない範囲で決定する。経済負荷配分部２２は、例えば放電の場合、二次電池ＢＴの放電により発電機の増分燃料費λは小さくなるので、その値が放電閾値以下とならない放電出力を代数的に算出してもよいし、放電する場合の目安値を予め定めておいてもよい。同様に、経済負荷配分部２２は、充電の場合、二次電池ＢＴの充電により発電機の増分燃料費λは大きくなるので、その値が充電閾値以上とならない充電出力を代数的に算出してもよいし、充電する場合の目安値を予め定めておいてもよい。 
図４は、時刻に対するＢｌｏｃｋ１０２で設定された充放電閾値とＢｌｏｃｋ１０４で算出された発電機の増分燃料費λの関係のグラフ（図４の（ａ））と、時刻に対する二次電池ＢＴの出力量、蓄電量のグラフ（図４の（ｂ））である。図４に示す例は、変更条件１を用い、β＝０とした場合である。なお、説明を簡単にするために、当日の需要および自然エネルギー出力は、図３に示した参照日の実績値と同じ値としている。図４に示すグラフによれば、経済負荷配分部２２は、０〜６時は増分燃料費λが充電閾値１を下回っているので二次電池ＢＴを充電するように制御し、７〜９時の間には放電閾値１を超えている時刻があるのでその時刻には二次電池ＢＴを放電するように制御する。二次電池ＢＴは、９時前に蓄電量がゼロとなるので、経済負荷配分部２２は、変更条件１に従って、充放電閾値が充放電閾値１から充放電閾値２に変更する。したがって、図４の（ｂ）に示すグラフによれば、二次電池ＢＴは、図３の（ｂ）に示した運転実績では動作していなかった９〜１８時の間であっても、充放電していることがわかる。
【００２７】
次に、経済負荷配分部２２は、Ｂｌｏｃｋ１０４で算出した各発電機の初期配分としての出力配分をＢｌｏｃｋ１０５で算出した二次電池ＢＴ出力に基づいて再配分する（Ｂｌｏｃｋ１０６）。即ち、経済負荷配分部２２は、Ｂｌｏｃｋ１０５で算出した二次電池出力（放電の場合はプラス値、充電の場合はマイナス値）を、Ｂｌｏｃｋ１０３で算出した発電機分担需要から差し引いた値を新たな発電機分担需要とし、この新たな発電機分担需要に基づいて各発電機Ｇ１〜Ｇｎの出力配分を再度決定することで再配分する。経済負荷配分部２２は、Ｂｌｏｃｋ１０１の処理をまず行い、Ｂｌｏｃｋ１０２〜Ｂｌｏｃｋ１０６までの処理を制御周期に応じて都度行って、二次電池ＢＴと各発電機Ｇ１〜Ｇｎの出力配分を都度算出する。
【００２８】
第１の実施形態によれば、経済負荷配分制御が対象とする比較的長い周期の変動にも対応した二次電池ＢＴによる経済運用が行えるので、二次電池ＢＴによる経済効果、すなわち二次電池ＢＴによる発電機の燃料費低減効果をより多く得られる電力系統の需給制御を行なうことができる。
【００２９】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係る需給制御システムの構成は、図１に示す第１の実施形態に係る需給制御システムと同様である。また、需給制御システムの各部の動作は、特段の説明がない限り、第１の実施形態での説明と同様であってもよい。
【００３０】
第２の実施形態は、図２のＢｌｏｃｋ１０１における経済負荷配分部２２の動作が第１の実施形態と異なる。第２の実施形態は、発電機Ｇ１〜Ｇｎ及び二次電池ＢＴによる運転予備力が不足した場合に、経済性を犠牲にして、供給信頼度の観点から二次電池ＢＴを運用する場合である。経済負荷配分部２２は、Ｂｌｏｃｋ１０１において、式（１）の関係を考慮せず、充放電閾値１から充放電閾値２に変更する条件を式（８Ａ)による変更条件３または式(８Ｂ)による変更条件４と決定し、充放電閾値２を式（９Ａ)または式(９Ｂ)と決定する。なお、経済負荷配分部２２は、式（８Ａ)及び式(９Ａ)を、下げ側運転予備力が不足している場合に用いる。下げ側運転予備力とは、発電機Ｇ１〜Ｇｎ及び二次電池ＢＴでの発電量を運転予備力として下げることが可能な電力量である。
【００３１】
＜変更条件３＞  
下げ側運転予備力＜総需要×δ                  ・・・式（８Ａ）
⇒    充放電閾値１から充放電閾値２に変更
δ：負の値
＜充放電閾値２＞  
放電閾値２＝ε
充電閾値２＝ε                                ・・・式（９Ａ）
ε：増分燃料費λに対して十分小さい値。例えば0.0
経済負荷配分部２２が式(８Ａ)及び式（９Ａ）を用いることにより、Ｂｌｏｃｋ１０５における放電閾値と増分燃料費λの関係は、常に「放電閾値＜増分燃料費λ」となる。したがって、経済負荷配分部２２は、下げ側運転予備力が予め定めた値以下となった場合には、放電閾値を下げて二次電池ＢＴを常に強制的に放電するように制御するので、下げ側予備力を増加させることができる。
【００３２】
一方、経済負荷配分部２２は、式（８Ｂ)及び式(９Ｂ)を、上げ側運転予備力が不足している場合に用いる。上げ側運転予備力とは、発電機Ｇ１〜Ｇｎ及び二次電池ＢＴでの発電量を運転予備力として上げることが可能な電力量である。
【００３３】
＜変更条件４＞  
上げ側運転予備力＜総需要×δ´                ・・・式（８Ｂ）
⇒    充放電閾値１から充放電閾値２に変更
δ´：正の値
＜充放電閾値２＞  
放電閾値２＝ε´
充電閾値２＝ε´                              ・・・式（９Ｂ）
ε´：増分燃料費λに対して十分大きい。例えば100.0
経済負荷配分部２２が式(８Ｂ)及び式（９Ｂ）を用いることにより、Ｂｌｏｃｋ１０５における放電閾値と増分燃料費λの関係は、常に「増分燃料費λ＜充電閾値」となる。したがって、経済負荷配分部２２は、上げ側運転予備力が予め定めた値以下となった場合には、充電閾値を上げて二次電池ＢＴを常に強制的に充電するように制御するので、上げ側予備力を増加させることができる。
【００３４】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態で奏する効果に加え、各発電機Ｇ１〜Ｇｎ及び二次電池ＢＴによる運転予備力が不足した場合に運転予備力を増加させることができるので、電力系統１における供給信頼度の向上に寄与することができる。
【００３５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３６】
１…電力系統、２…計算機、３…他系統、４…連系線、５…ＭＭＩ、１０…データ検出部、１１、１２、１３…信号線、２２…経済負荷配分部、２３…オンライン予測需要および自然エネルギー予測出力部、２４…前日運転計画部、２５…周波数制御部、２６…運転実績データ記憶部、２１１、２１２、…、２１ｎ、２１ＢＴ…目標指令値作成部、Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｎ…発電機、ＢＴ…二次電池、ＰＶ…太陽光発電、ＷＰ…風力発電。
【図１】
2013150473.tif 000003
【図２】
2013150473.tif 000004
【図３】
2013150473.tif 000005
【図４】
2013150473.tif 000006