(57)【要約】【課題】複数相で電力を供給する電力網に対して電力の不平衡の発生を抑制しつつ負荷を制御することを可能とする制御装置、制御方法及びコンピュータプログラムを提供することである。【解決手段】実施形態の制御装置は、各相電力情報取得部と、負荷情報取得部と、制御部とを持つ。各相電力情報取得部は、複数相で電力を供給する電力網における各相の電力に関する情報を示す各相電力情報を取得する。負荷情報取得部は、前記電力網のいずれかの相から電力供給を受ける需要家側の負荷に関する情報を示す負荷情報を取得する。制御部は、前記各相電力情報取得部により取得された前記各相電力情報と、前記負荷情報取得部により取得された前記負荷情報とに基づいて、前記各相において電力の不平衡の発生を抑制しつつ前記負荷を制御するための制御情報を生成する。【選択図】図３
2016171620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数相で電力を供給する電力網における各相の電力に関する情報を示す各相電力情報を取得する各相電力情報取得部と、
前記電力網のいずれかの相から電力供給を受ける需要家側の負荷に関する情報を示す負荷情報を取得する負荷情報取得部と、
前記各相電力情報取得部により取得された前記各相電力情報と、前記負荷情報取得部により取得された前記負荷情報とに基づいて、前記各相において電力の不平衡の発生を抑制しつつ前記負荷を制御するための制御情報を生成する制御部と、
を備える制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、目標とする量の負荷を前記不平衡の発生を抑制しつつ制御することが可能な制御タイミング及び制御量を、前記各相電力情報及び前記負荷情報に基づいて決定し、前記制御タイミング及び制御量に基づく１つ以上の制御グループに前記負荷を分類し、前記制御グループごとに前記制御情報を生成する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、デマンドレスポンスによって要求される消費電力の目標削減量に応じて前記制御タイミング及び制御量を決定する、
請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
複数相で電力を供給する電力網における各相の電力に関する情報を示す各相電力情報を取得する電力情報取得ステップと、
前記電力網のいずれかの相から電力供給を受ける需要家側の負荷に関する情報を示す負荷情報を取得する負荷情報取得ステップと、
前記各相電力情報取得部により取得された前記各相電力情報と、前記負荷情報取得部により取得された前記負荷情報とに基づいて、前記各相において電力の不平衡の発生を抑制しつつ前記負荷を制御するための制御情報を生成する制御ステップと、
を有する制御方法。
【請求項５】
複数相で電力を供給する電力網における各相の電力に関する情報を示す各相電力情報を取得する各相電力情報取得ステップと、
前記電力網のいずれかの相から電力供給を受ける需要家側の負荷に関する情報を示す負荷情報を取得する負荷情報取得ステップと、
前記各相電力情報取得ステップにおいて取得された前記各相電力情報と、前記負荷情報取得部により取得された前記負荷情報とに基づいて、前記各相において電力の不平衡の発生を抑制しつつ前記負荷を制御するための制御情報を生成する制御ステップと、
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
【請求項６】
複数相で電力を供給する電力網における各相の電力に関する情報を示す各相電力情報を取得する各相電力情報取得部と、
前記電力網のいずれかの相から電力供給を受ける需要家側の負荷に関する情報を示す負荷情報を取得する負荷情報取得部と、
前記電力網のいずれかの相に外部から電力を供給する外部電源に関する情報を示す外部電力情報を取得する外部電力情報取得部と、
前記各相電力情報取得部により取得された前記各相電力情報と、前記負荷情報取得部により取得された前記負荷情報と、前記外部電力情報取得部により取得された外部電力情報とに基づいて、前記各相において電力の不平衡の発生を抑制しつつ前記負荷又は前記外部電源を制御するための制御情報を生成する制御部と、
を備える制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、目標とする量の負荷を前記不平衡の発生を抑制しつつ制御することが可能な制御タイミング及び制御量を、前記各相電力情報と前記負荷情報と前記外部電力情報とに基づいて決定し、前記制御タイミング及び制御量に基づく１つ以上の制御グループに前記負荷又は前記電源を分類し、前記制御グループごとに前記制御情報を生成する、
請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記制御部は、デマンドレスポンスによって要求される消費電力の目標削減量に応じて前記制御タイミング及び制御量を決定する、
請求項７に記載の制御装置。
【請求項９】
複数相で電力を供給する電力網における各相の電力に関する情報を示す各相電力情報を取得する各相電力情報取得ステップと、
前記電力網のいずれかの相から電力供給を受ける需要家側の負荷に関する情報を示す負荷情報を取得する負荷情報取得ステップと、
前記電力網のいずれかの相に電力を供給する需要家側の電源に関する情報を示す外部電力情報を取得する外部電力情報取得ステップと、
前記各相電力情報取得ステップにおいて取得された前記各相電力情報と、前記負荷情報取得ステップにおいて取得された前記負荷情報と、前記外部電力情報取得ステップにおいて取得された外部電力情報とに基づいて、前記各相において電力の不平衡の発生を抑制しつつ前記負荷又は前記電源を制御するための制御情報を生成する制御ステップと、
を有する制御方法。
【請求項１０】
複数相で電力を供給する電力網における各相の電力に関する情報を示す各相電力情報を取得する各相電力情報取得ステップと、
前記電力網のいずれかの相から電力供給を受ける需要家側の負荷に関する情報を示す負荷情報を取得する負荷情報取得ステップと、
前記電力網のいずれかの相に電力を供給する需要家側の電源に関する情報を示す外部電力情報を取得する外部電力情報取得ステップと、
前記各相電力情報取得ステップにおいて取得された前記各相電力情報と、前記負荷情報取得ステップにおいて取得された前記負荷情報と、前記外部電力情報取得ステップにおいて取得された外部電力情報とに基づいて、前記各相において電力の不平衡の発生を抑制しつつ前記負荷又は前記電源を制御するための制御情報を生成する制御ステップと、
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、制御装置、制御方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の小規模自家発電設備と電力の需要抑制とをソフトウェアによって統合し、あたかも１つの発電所のように電力供給を制御するＶＰＰ（Virtual Power Plant：仮想発電所）という技術が実用化されている。ＶＰＰは、複数の発電設備によって発電された電力を１つの電力供給源とみなして管理する一方で、需要家設備の負荷を制御することで電力消費を抑制する。このような、需要家設備の負荷制御によって電力消費を抑制する仕組みはデマンドレスポンスと呼ばれ、デマンドレスポンスの要請に応じた需要家は、デマンドレスポンスによって削減された消費電力量を電力市場で取引することが可能となる。一般に、太陽光発電や分散電源などの需要家側の発電によって生み出される電力はポジワットと呼ばれ、デマンドレスポンスによって削減される電力はネガワットと呼ばれる。ＶＰＰにより従来のポジワットに加えてネガワットでの市場取引が可能となる。これにより、電力市場がより一層活性化すると考えられ、電力市場の活性化は省エネルギーを促進する大きな原動力になると期待されている。
【０００３】
一方、三相交流のように複数相で電力を供給する電力網は、各相の電圧や電流に偏りが生じないように制御される必要がある。これは、各相の電圧や電流の偏りが、電力網の制御に支障をきたす可能性があるためである。三相交流の電力網において各相の電圧や電流に偏りが生じることは三相不平衡と呼ばれ、一般に、各相から電力供給を受ける需要家側の負荷の不均等によって発生することが知られている。そのため、このような電力網から電力供給を受ける需要家側の負荷に対して、デマンドレスポンスによる負荷制御を無制限に実行することは、三相不平衡を発生させる要因となり、電力網の運用主体にとってリスクとなる。このような理由により、従来、三相不平衡の発生を抑制しつつ需要家側の負荷を制御する技術が望まれている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Unlocking Customer Value:The Virtual Power Plant/By Aaron Zurborg,http://energy.gov/sites/prod/files/oeprod/DocumentsandMedia/ABB_Attachment.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、複数相で電力を供給する電力網に対して電力の不平衡の発生を抑制しつつ負荷を制御することを可能とする制御装置、制御方法及びコンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の制御装置は、各相電力情報取得部と、負荷情報取得部と、制御部とを持つ。各相電力情報取得部は、複数相で電力を供給する電力網における各相の電力に関する情報を示す各相電力情報を取得する。負荷情報取得部は、前記電力網のいずれかの相から電力供給を受ける需要家側の負荷に関する情報を示す負荷情報を取得する。制御部は、前記各相電力情報取得部により取得された前記各相電力情報と、前記負荷情報取得部により取得された前記負荷情報とに基づいて、前記各相において電力の不平衡の発生を抑制しつつ前記負荷を制御するための制御情報を生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】複数相で電力を供給する電力網の具体例を示す図。
【図２】第１の実施形態の制御装置を用いて構成された電力供給システム１のシステム構成を示すシステム構成図。
【図３】制御装置３０の機能構成を示す機能ブロック図。
【図４】対応情報テーブル３１１の具体例を示す図。
【図５】制御装置３０が行う負荷制御の流れを示すフローチャート。
【図６】第１の実施形態における制御グループの生成方法の具体例を示す図。
【図７】第２の実施形態の制御装置を用いて構成された電力供給システム１ａのシステム構成を示すシステム構成図。
【図８】制御装置３０ａの機能構成を示す機能ブロック図。
【図９】外部電源情報テーブル３６１の具体例を示す図。
【図１０】制御装置３０ａが末端負荷２０又は外部電源５０を制御する処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】第２の実施形態における制御グループの生成方法の具体例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の制御装置、制御方法及びコンピュータプログラムを、図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、複数相で電力を供給する電力網の具体例を示す図である。
図１は、複数相で電力を供給する電力網の一例として、三相交流の構成を持つ電力網１０を示す。電力網１０は、負荷１１−１〜１１−３に対して符号１２−１〜１２−３が示す三相の交流電源で電力を供給する。図１の例の場合、負荷１１−１には電源１２−１により電力が供給される。同様に、負荷１１−２には電源１２−２により電力が供給される。同様に、負荷１１−３には電源１２−３により電力が供給される。以下では説明を簡単にするため、特に区別しない限り、負荷１１−１〜１１−３を負荷１１と記載し、電源１２−１〜１２−３を電源１２と記載する。
【００１０】
図１の負荷１１−１〜１１−３は、対応する電源１２に対する電力需要を生み出す主体を模式的に表したものである。具体的には、各負荷１１は、対応する電源１２に対して電力需要を生み出す個々の電気機器の集合である。以下では、この各負荷１１に含まれる個々の電気機器や電気機器の集合を末端負荷と記載することで負荷１１と区別する。図１には、負荷１１−１に含まれる末端負荷の例として、末端負荷２０−１〜２０−Ｎが示されている。末端負荷は、予めいずれかの電源１２に予め対応づけられており、対応する電源１２から電力供給を受ける。
【００１１】
なお、以下の説明では、負荷という言葉は、電力需要を生み出す主体及びその主体によって生み出される需要電力の一方又は両方を示すものとする。
【００１２】
図２は、第１の実施形態の制御装置を用いて構成された電力供給システム１のシステム構成を示すシステム構成図である。
電力供給システム１は、電力網１０、制御装置３０及び三相高速解析装置４０を備える。上述したとおり、電力網１０は、三相交流の構成を持つ電力網である。三相高速解析装置４０は、電力網１０の各相の電圧値及び電流値を相ごとに高速解析する装置である。三相高速解析装置４０は、この高速解析によって、各相の電力に関する情報（以下、「各相電力情報」という。）をリアルタイムで取得する。ここでいうリアルタイムとは、電力供給システムの制御に求められる応答性を実現することが可能な程度に短い周期を示す。この周期はより短い時間であることが望ましいが、例えば、従来技術では、０．４２〜６０ミリ秒程度の短周期での高速解析が実現されている。三相高速解析装置４０には、このような従来技術が用いられてもよい。
【００１３】
制御装置３０は、電力網１０の負荷を制御する装置である。例えば、ＶＰＰが制御装置３０の一例である。制御装置３０は、三相高速解析装置４０から各相電力情報を取得するとともに、電力網１０から負荷情報を取得する。負荷情報は、負荷１１の電力需要に関する情報を示す情報であり、各相ごとに取得される。制御装置３０は、三相高速解析装置４０から取得した各相電力情報と、電力網１０から取得した負荷情報とに基づいて、負荷１１の電力需要を制御するための制御情報を生成する。
【００１４】
具体的には、制御情報は、末端負荷に対して所定の動作を指示する情報である。例えば、制御装置３０は、動作の停止や、低電力の動作モードへの変更を指示する制御情報を生成することにより、負荷１１の電力需要を抑制する。また、例えば、制御装置３０は、停止中の末端負荷に再稼働を指示する制御情報生成することにより負荷１１の電力需要を増加させてもよい。
【００１５】
このような負荷１１の制御（以下、「負荷制御」という。）は、どのような目的に基づくものであってもよい。例えば、負荷制御は、電力消費量の削減を目的とするものであってもよいし、各相の電力状態を平衡に保つことを目的とするものであってもよい。ただし、どのような目的で負荷制御を実施するにしても、無制限に負荷を制御することは電力網１０の三相不平衡を引き起こす要因となりうる。そのため、実施形態の制御装置３０は、電力網１０の三相不平衡の発生を抑制しつつ負荷を制御するように制御情報を生成する。制御装置３０は、生成した制御情報を負荷１１に出力する。
【００１６】
なお、制御装置３０は、末端負荷の動作を直接的に制御する制御情報を生成してもよいし、間接的に制御する制御情報を生成してもよい。例えば、制御装置３０は、末端負荷を間接的に制御する制御情報として、デマンドレスポンスを要求する制御情報を生成してもよい。
【００１７】
図３は、制御装置３０の機能構成を示す機能ブロック図である。
制御装置３０は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備える。制御装置３０は、例えば補助記憶装置に記憶された制御プログラムをメモリに読み込むことにより制御プログラムを実行する。制御装置３０は、制御プログラムの実行によって対応情報記憶部３１、負荷情報取得部３２、各相電力情報取得部３３、制御情報生成部３４（制御部の一例）及び制御情報出力部３５を備える装置として機能する。なお、制御装置３０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。制御プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
【００１８】
対応情報記憶部３１は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。対応情報記憶部３１は、末端負荷と、末端負荷が電力供給を受ける相との対応を示す対応情報を記憶する。対応情報は、電力供給システム１の管理者等により生成され、予め対応情報記憶部３１に記憶されている。対応情報は、例えば次の図４に示すような対応情報テーブル３１１として対応情報記憶部３１に保持される。
【００１９】
図４は、対応情報テーブル３１１の具体例を示す図である。
対応情報テーブル３１１は、例えば、需要家識別情報ごとに対応情報レコードを有する。対応情報レコードは、需要家識別情報、末端負荷識別情報及び電力供給相識別情報の各値を有する。需要家識別情報は、各需要家の識別情報である。図４の例では、需要家識別情報は、“需要家Ａ”、“需要家Ｂ”又は“需要家Ｃ”のいずれかの値を持つことが示されている。
【００２０】
末端負荷識別情報は、末端負荷の識別情報である。図４の例には、需要家Ａに対応する末端負荷が“ａ１１”、“ａ１２”及び“ａ１３”であることが示されている。同様に、需要家Ｂに対応する末端負荷が“ｂ１１”、“ｂ１２”及び“ｂ１３”であることが示されている。同様に、需要家Ｃに対応する末端負荷が“ｃ１１”、“ｃ１２”及び“ｃ１３”であることが示されている。
【００２１】
電力供給相識別情報は、各末端負荷に対応付けられた電力供給相の識別情報である。電力供給システム１が電力網１０のような三相の電力供給相を備える電力網を持つ場合、電力供給相識別情報は、各電力供給相を識別可能な三種類の識別情報を取り得る。例えば図４の例では、電力供給相識別情報は、“第１相”、“第２相”又は“第３相”のいずれかの値を取ることが示されている。図４の例の場合、末端負荷識別情報ａ１１、ａ１２及びａ１３が示す末端負荷は第１相に対応付けられている。同様に、末端負荷識別情報ｂ１１、ｂ１２及びｂ１３が示す末端負荷は第２相に対応付けられている。同様に、末端負荷識別情報ｃ１１、ｃ１２及びｃ１３が示す末端負荷は第３相に対応付けられている。
【００２２】
図３の説明に戻る。
負荷情報取得部３２は、電力網１０から負荷情報を取得する。負荷情報取得部３２は、取得した負荷情報を制御情報生成部３４に出力する。
【００２３】
各相電力情報取得部３３は、三相高速解析装置４０から各相電力情報を取得する。各相電力情報取得部３３は、取得した各相電力情報を制御情報生成部３４に出力する。
【００２４】
制御情報生成部３４は、負荷情報取得部３２から負荷情報を取得するとともに、各相電力情報取得部３３から各相電力情報を取得する。制御情報生成部３４は、取得した負荷情報と各相電力情報とに基づいて、電力網１０の各相において三相不平衡（電力の不平衡）の発生を抑制しつつ負荷１１を制御するように制御情報を生成する。制御情報生成部３４は、生成した制御情報を制御情報出力部３５に出力する。なお、リアルタイムに取得される各相電力情報に基づけば、三相不平衡を発生させないような制御情報を生成することも可能である。
【００２５】
制御情報出力部３５は、制御情報生成部３４から制御情報を取得する。制御情報出力部３５は、取得した制御情報を負荷１１に出力する。
【００２６】
図５は、制御装置３０が行う負荷制御の流れを示すフローチャートである。
例えば、制御装置３０は、デマンドレスポンスにおける消費電力の削減要求に応じて本フローチャートの処理を実行する。デマンドレスポンスの要求は、電力会社などの電力供給事業者によってなされ、目標削減量とともに制御装置３０に通知される。制御装置３０は、通知された電力量の削減を達成するため、負荷１１の電力需要を抑制する制御情報を生成する。  
【００２７】
まず、制御装置３０は、各相電力情報及び負荷情報を取得する（ステップＳ１０１）。具体的には、制御装置３０の負荷情報取得部３２が電力網１０から負荷情報を取得する。負荷情報取得部３２は、取得した負荷情報を制御情報生成部３４に出力する。また、制御装置３０の各相電力情報取得部３３は、三相高速解析装置４０から各相電力情報を取得する。各相電力情報取得部３３は、取得した各相電力情報を制御情報生成部３４に出力する。
【００２８】
制御情報生成部３４は、負荷情報取得部３２から負荷情報を取得するとともに、各相電力情報取得部３３から各相電力情報を取得する。制御情報生成部３４は、取得した負荷情報と各相電力情報とに基づいて、制御グループを生成する（ステップＳ１０２）。制御グループとは、三相不平衡の発生を抑制しつつ負荷１１を制御することが可能な制御タイミング及び制御量で表されるグループである。制御情報生成部３４は、生成した各制御グループに各末端負荷２０を分類する（ステップＳ１０３）。制御情報生成部３４は、分類した制御グループごとに制御情報を生成する（ステップＳ１０４）。制御情報生成部３４は、制御グループごとに生成した制御情報を出力する（ステップＳ１０５）ことにより、末端負荷２０の動作を制御グループごとに制御する。
【００２９】
図６は、制御グループの生成方法の具体例を示す図である。
図６（ａ）は、制御装置３０がデマンドレスポンスの要求を受けた時点における各相電力情報の具体例を示す図である。図６（ａ）の縦軸は電力を表す。図６（ａ）の三相平衡範囲は、各相が平衡状態であるとみなすことができる電力差の範囲を示している。各相の電力差の最大値が三相平衡範囲を超えた場合、電力網１０は三相不平衡の状態となる。図６（ａ）では、最大電力をとる第２相と、最小電力をとる第１相との電力差が三相平衡範囲内であるため、この場合の電力網１０は平衡状態にある。
【００３０】
図６（ｂ）は、制御装置３０が制御グループに分類された末端負荷２０の具体例を示す図である。図６（ｂ）の縦軸は電力量を表し、横軸は時間を表す。図６（ｂ）の符号１０１〜１０５は制御グループを表す。各制御グループは、ｔ１１〜ｔ１５に示される制御タイミングに対応づけられており、各制御グループの高さが制御量を表す。各制御グループ内のブロックは個々の末端負荷を表す。各ブロックの高さは末端負荷の負荷の大きさを表し、ブロック内の値は各末端負荷が電力供給を受ける相を表す。負荷情報には、末端負荷ごとの負荷の大きさ及び末端負荷識別情報が含まれ、制御装置３０は対応情報を参照することで、各末端負荷に対応する相を判断する。
【００３１】
各相の電力状態が図６（ａ）のような平衡状態にある場合、電力が最小である第１相の末端負荷を制御すれば、第１相の電力が低下し、三相不平衡が発生する可能性がある。そのため、このような場合、制御情報生成部３４は、最大電力を示している第２相の末端負荷を優先的に制御することを判断する。具体的には、制御情報生成部３４は、第２相の末端負荷を最も早い時刻ｔ１１における制御対象とする。そして、制御情報生成部３４は、第２相の電力が十分に低下するように制御グループ１０１の制御量を決定する。時刻ｔ１１の負荷制御によって各相はより平衡な状態となる。そのため、制御情報生成部３４は、時刻ｔ１２以降については、負荷制御による電力状態の変動が三相平衡範囲内に収まる程度の制御量で、各相の負荷制御を交互に行うように制御グループ１０２〜１０５を生成する。
【００３２】
制御情報生成部３４は、生成した各制御グループの制御量に応じて、各相の末端負荷を対応する相ごとの各制御グループに分類する。各末端負荷をどの制御グループに分類するかは、制御グループの制御量を満たせばどのような基準に基づいて分類されてもよい。例えば、制御情報生成部３４は、負荷制御の応答速度に基づいて各末端負荷を分類する。この場合、制御情報生成部３４は、応答速度が短い末端負荷をより早い時刻の制御グループに分類する。例えば、図６（ｂ）の場合、同じ第２相の末端負荷であっても、時刻ｔ１１の制御グループ１０１に分類される末端負荷は、時刻ｔ１３の制御グループ１０３に分類される末端負荷よりも応答時間が短いものとなる。
【００３３】
上記のように生成された制御グループの単位で負荷制御を行うことによって、制御装置３０は、三相不平衡の発生を抑制しつつ末端負荷を制御することができる。
【００３４】
なお、上述した制御グループの生成方法では、制御情報生成部３４は、末端負荷を各相ごとに生成した制御グループに分類して負荷制御を行ったが、各相で共通の制御グループに末端負荷を分類して負荷制御を行ってもよい。例えば、各相の電力状態が図６（ａ）のような状態である場合、制御情報生成部３４は、図６（ｂ）の制御グループ１０１〜１０５に代えて、例えば、図６（ｃ）のように制御グループ２０１〜２０５を生成してもよい。このように、生成された制御グループに基づけば、各相の負荷制御が同時に、かつ三相不平衡の発生を抑制しつつ行うことが可能となる。このように、制御グループの生成により、制御装置３０は、三相不平衡の発生を抑制しつつより短周期で負荷制御が行うことができる。
【００３５】
また、他の分類方法として、電源と末端負荷との間の距離（以下、「負荷の距離」という。）に基づいて、末端負荷を分類する方法もある。電力系統では末端負荷の距離が近いほど、システムの安定性が高くなることが知られている。そのため、制御情報生成部３４は、この負荷の距離に応じて末端負荷を制御グループに分類してもよい。例えば、負荷の距離が長い末端負荷で形成された制御グループほど、負荷制御の優先順位を高くするようにしてもよい。
【００３６】
また、他の分類方法として、各相電力情報に基づいて、末端負荷をダイナミックグループに分類してもよい。ダイナミックグループは、より短い周期で動的に形成される制御グループを意味する。上述したように、各相電力情報はリアルタイムに取得される。そのため、制御情報生成部３４は、このリアルタイムにより近い周期でダイナミックグループを生成する。末端負荷をこのようなダイナミックグループに分類すれば、時々刻々と変化する配電網１０の状態に追従した柔軟な負荷制御が可能となる。
【００３７】
このように構成された第１の実施形態の制御装置３０は、複数相で電力を供給する電力網の各相の電力に関する情報を示す各相電力情報と、前記電力網から電力供給を受ける負荷に関する情報を示す負荷情報とに基づいて、必要な制御量と制御タイミングに応じた制御グループに分類して末端負荷を制御する。このような制御を行うことによって、電力網の三相不平衡の発生を抑制しつつ負荷を制御することが可能となる。
【００３８】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態の制御装置を用いて構成された電力供給システム１ａのシステム構成を示すシステム構成図である。
第２の実施形態における電力供給システム１ａは、制御装置３０に代えて制御装置３０ａを備える点、外部電源５０をさらに備える点で第１の実施形態の電力供給システム１と異なる。外部電源５０は、電力網１０に電力供給が可能であり電源１２以外の電源である。例えば、外部電源５０は、太陽光発電や風力発電などによって発電する発電機であってもよいし、これらの発電機を複数組み合わせた分散型電源であってもよい。また、外部電源５０は、電力の供給及び蓄積が可能な蓄電池であってもよい。外部電源５０は１つ以上の外部電源を含んで構成される。外部電源５０は、電力網１０のいずれかの相に予め対応づけられており、対応する相の負荷１１に電力を供給する。
【００３９】
なお、図７における制御装置３０ａ及び外部電源５０以外の装置や機能部は図２の電力供給システム１と同様である。これらの装置や機能部には図２と同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００４０】
図８は、制御装置３０ａの機能構成を示す機能ブロック図である。
制御装置３０ａは、制御情報生成部３４に代えて制御情報生成部３４ａを備える点、外部電源情報記憶部３６をさらに備える点で、第１の実施形態の制御装置３０と異なる。
【００４１】
外部電源情報記憶部３６は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。外部電源情報記憶部３６は、外部電源５０の電力供給に関する情報を示す外部電源情報を記憶する。外部電源情報は、電力供給システム１ａの管理者等により生成され、予め外部電源情報記憶部３６に記憶されている。外部電源情報は、例えば次の図９に示すような外部電源情報テーブル３６１として保持される。
【００４２】
図９は、外部電源情報テーブル３６１の具体例を示す図である。
外部電源情報テーブル３６１は、電源識別情報ごとに電源情報レコードを有する。電源情報レコードは、電源識別情報、電源種別及び対応相の各値を有する。電源識別情報は、各外部電源５０の識別情報である。電源種別は、各外部電源５０の種別を表す。対応相は、各外部電源５０が対応づけられた相を表す。
【００４３】
外部電力情報取得部３７は、外部電源５０から外部電力情報を取得する。外部電力情報は、外部電源５０から取得されてもよいし、外部電源５０を制御するコントローラから取得されてもよい。外部電力情報取得部３７は、取得した外部電力情報を制御情報生成部３４ａに出力する。
【００４４】
制御情報生成部３４ａは、負荷情報取得部３２、各相電力情報取得部３３及び外部電力情報取得部３７から、それぞれ、負荷情報、各相電力情報及び外部電力情報を取得する。制御情報生成部３４は、取得した負荷情報、各相電力情報及び外部電力情報に基づいて、電力網１０の三相不平衡の発生を抑制しつつ末端負荷又は外部電源５０を制御するための制御情報を生成する。制御情報生成部３４ａは、生成した制御情報を制御情報出力部３５に出力する。
【００４５】
制御情報出力部３５ａは、制御情報生成部３４ａから制御情報を取得する。制御情報出力部３５ａは、取得した制御情報を制御対象の末端負荷２０又は外部電源５０に出力する。
【００４６】
図１０は、制御装置３０ａが末端負荷２０又は外部電源５０を制御する処理の流れを示すフローチャートである。
図５のフローチャートと同様に、例えば、制御装置３０ａは、デマンドレスポンスにおける消費電力の削減要求に応じて本フローチャートの処理を実行する。
【００４７】
まず、制御装置３０ａは、各相電力情報、負荷情報及び外部電力情報を取得する（ステップＳ２０１）。具体的には、負荷情報取得部３２が電力網１０から負荷情報を取得する。負荷情報取得部３２は、取得した負荷情報を制御情報生成部３４ａに出力する。また、各相電力情報取得部３３が三相高速解析装置４０から各相電力情報を取得する。各相電力情報取得部３３は、取得した各相電力情報を制御情報生成部３４ａに出力する。また、外部電力情報取得部３７が外部電源５０から外部電力情報を取得する。制御装置３０ａは、取得した外部電力情報を制御情報生成部３４ａに出力する。
【００４８】
制御情報生成部３４ａは、負荷情報取得部３２、各相電力情報取得部３３及び外部電力情報取得部３７から、それぞれ、負荷情報、各相電力情報及び外部電力情報を取得する。制御情報生成部３４ａは、取得した負荷情報、各相電力情報及び外部電力情報に基づいて、制御グループを生成する（ステップＳ２０２）。制御グループとは、三相不平衡の発生を抑制しつつ負荷１１を制御することが可能な制御タイミング及び制御量で表されるグループである。
【００４９】
制御情報生成部３４ａは、生成した各制御グループに各末端負荷２０又は各外部電源５０を分類する（ステップＳ２０３）。制御情報生成部３４ａは、分類した制御グループごとに制御情報を生成する（ステップＳ２０４）。制御情報生成部３４ａは、制御グループごとに生成した制御情報を出力する（ステップＳ２０５）ことにより、末端負荷２０又は外部電源５０の動作を制御グループごとに制御する。
【００５０】
図１１は、制御グループの生成方法の具体例を示す図である。
図１１（ａ）は、図６（ａ）と同様に、制御装置３０ａがデマンドレスポンスの要求を受けた時点における各相電力情報の具体例を示す図である。図６（ａ）と同様に、図１１（ａ）の例では、各相の電力状態は平衡状態にある。また、図６（ａ）において網掛けされた部分の電力は、各相の電力のうち外部電源５０の電力供給が寄与する分を示す。外部電力情報は、電源識別情報と電力供給の出力量とを示す情報が含まれ、制御装置３０ａは電源情報を参照することで、各相の電力における外部電源５０の寄与の大きさを判断する。
【００５１】
制御情報生成部３４ａは、基本的には制御グループと同様の考え方で制御グループを生成する。制御情報生成部３４と異なるのは、制御情報生成部３４ａは、各相の電力状態に加えて、外部電源５０の電力供給の状態をさらに考慮して制御グループを生成する点である。
【００５２】
例えば、外部電源５０が需要家側の発電機であってポジワットを供給する電源であると考えた場合、外部電源５０は発電した電力を電力需要や、電力網１０の状況に関係なく電力網１０に供給する。そのため、外部電源５０によって供給される電力が供給過多になってしまうと、電力網１０の三相不平衡を引き起こす可能性がある。このような理由により、電力供給システム１ａでは、電源１２と外部電源５０との両方の電力供給状況に応じて、末端負荷や外部電源５０を制御することが必要となる。
【００５３】
例えば、各相の電力状態が図１１（ａ）のような状態にある場合、第２相の負荷を抑制することは電力網１０の三相不平衡を引き起こす可能性があるため、制御情報生成部３４ａは、第２相を対象外として制御グループ（制御グループ３０１〜３０４）を生成する（例えば、図１１（ｂ））。この場合、制御情報生成部３４ａは、第２相に対応する負荷の制御タイミングを遅らせるように制御グループを生成してもよい。
【００５４】
また、制御情報生成部３４ａは、第２相を対象外とする代わりに、外部電源５０の出力を抑制しつつ負荷を抑制するような制御グループ（制御グループ４０１〜４０５）を生成してもよい（例えば、図１１（ｃ））。図１１（ｃ）の制御グループ４０１において、“外２”と記載されたブロックは、第２相に対応する外部電源５０を表している。この場合、制御情報生成部３４ａは、外部電源５０の出力を抑制する代わりに、蓄電池などの外部電源５０を新たな末端負荷として制御グループに含めるようにしてもよい。
【００５５】
このように構成された第２の実施形態の制御装置３０ａは、各相の末端負荷に加え、外部電源５０も制御対象とした制御グループを生成する。このような制御を行うことによって、制御装置３０ａは、需要家側の機器による電力需要及び電力供給を、電力網に与える影響を抑制しつつ制御することが可能となる。
【００５６】
一般に、電力網１０（電源１２を含む）の運用主体は電力会社であり、負荷１１（末端負荷）及び外部電源５０の運用主体は、電力会社から電力の売買のサービスを受ける消費者である。そして、デマンドレスポンスを例に考えた場合、デマンドレスポンスの要求に応じて需要家（消費者）の負荷を制御する主体はアグリゲータと呼ばれる第三者である。アグリゲータには、電力網１０の運用責任がないため、従来は、効率性や経済性を重視した負荷制御が行われるのが一般的であった。そのため、デマンドレスポンスを実行することによって電力網１０の三相不平衡が発生することが懸念されていた。上記実施形態の制御装置は、一般的には需要家側が運用主体となる末端負荷や外部電源５０などのリソースを、電力網１０の状態に基づいて制御することで、電力網１０に与える影響を抑制しつつ需要家側のリソースを制御することができる。
【００５７】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、複数相で電力を供給する電力網における各相の電力に関する情報を示す各相電力情報を取得する各相電力情報取得部と、電力網のいずれかの相から電力供給を受ける需要家側の負荷に関する情報を示す負荷情報を取得する負荷情報取得部と、各相電力情報取得部により取得された各相電力情報と、負荷情報取得部により取得された負荷情報とに基づいて、各相において電力の不平衡が発生しないように負荷を制御するための制御情報を生成する制御部と、を持つことにより、複数相で電力を供給する電力網に対して電力の不平衡を発生させないように負荷を制御することができる。
【００５８】
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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００５９】
１、１ａ…電力供給システム，１０…電力網，１１、１１−１〜１１−３…負荷，１２、１２−１〜１２−３…電源，２０−１〜２０−Ｎ…末端負荷，３０、３０ａ…制御装置，３１…対応情報記憶部，３１１…対応情報テーブル，３２…負荷情報取得部，３３…各相電力情報取得部，３４、３４ａ…制御情報生成部，３５、３５ａ…制御情報出力部，３６…外部電源情報記憶部，３６１…外部電源情報テーブル，３７…外部電力情報取得部，４０…三相高速解析装置，５０…外部電源
【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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【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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【図１１】
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