(57)【要約】【課題】需要家による機器の運用の都合と、発電量の変動とを協調させることができる機器制御システム、機器制御方法、および機器制御プログラムを提供する。【解決手段】通信部１１が、発電量の増減を発電所に指示する発電指示情報を受信する。情報生成部１３が、通信部１１が受信した発電指示情報に応じて、電力で駆動する機器の運用を指示する運用指示情報を生成する。そして、情報生成部１３が、発電指示情報によって発電量の増加の指示が示されている場合に機器を駆動する電力が減少するように運用指示情報を生成し、発電指示情報によって発電量の減少の指示が示されている場合に機器を駆動する電力が増加するように運用指示情報を生成する。通信部１１が、情報生成部１３が生成した運用指示情報を機器に送信する。【選択図】      図１４
2016149901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電量の増減を発電所に指示する発電指示情報を受信する通信手段と、
前記通信手段が受信した前記発電指示情報に応じて、電力で駆動する機器の運用を指示する運用指示情報を生成する情報生成手段とを備え、
前記情報生成手段は、前記発電指示情報によって発電量の増加の指示が示されている場合に前記機器を駆動する電力が減少するように前記運用指示情報を生成し、前記発電指示情報によって発電量の減少の指示が示されている場合に前記機器を駆動する電力が増加するように前記運用指示情報を生成し、
前記通信手段は、前記情報生成手段が生成した前記運用指示情報を前記機器に送信する
ことを特徴とする機器制御システム。
【請求項２】
前記発電指示情報は、前記発電量の増減量を示す情報を含み、
前記情報生成手段は、前記発電指示情報が前記発電量の増加量を示す場合に、前記増加量に応じて前記機器を駆動する電力を減ずるように前記運用指示情報を生成し、前記発電指示情報が前記発電量の減少量を示す場合に、前記減少量に応じて前記機器を駆動する電力が増加するように前記運用指示情報を生成する
請求項１に記載の機器制御システム。
【請求項３】
前記情報生成手段は、電力の需要の変動のうち、フリンジ成分およびサイクリック成分のうち少なくとも一方に応じて生成された前記発電指示情報に応じて、前記運用指示情報を生成する
請求項１または請求項２に記載の機器制御システム。
【請求項４】
前記情報生成手段は、前記発電指示情報に応じて、供給された電力を用いて動作させる前記機器を決定し、動作させると決定した前記機器宛に動作を指示する前記運用指示情報を生成する
請求項１から請求項３のうちいずれかに記載の機器制御システム。
【請求項５】
前記情報生成手段は、前記発電指示情報に応じて、供給された電力を用いて動作させる前記機器の台数を決定し、決定結果の台数に基づいて動作させる前記機器を決定し、動作させると決定した前記機器宛に動作を指示する前記運用指示情報を生成する
請求項１から請求項４のうちいずれかに記載の機器制御システム。
【請求項６】
前記情報生成手段は、前記決定結果の台数に基づいて動作させる前記機器をランダムに決定する
請求項５記載の機器制御システム。
【請求項７】
発電量の増減を発電所に指示する発電指示情報を受信する通信ステップと、
前記通信ステップで受信した前記発電指示情報に応じて、電力で駆動する機器の運用を指示する運用指示情報を生成する情報生成ステップとを含み、
前記情報生成ステップで、前記発電指示情報によって発電量の増加の指示が示されている場合に前記機器を駆動する電力が減少するように前記運用指示情報を生成し、前記発電指示情報によって発電量の減少の指示が示されている場合に前記機器を駆動する電力が増加するように前記運用指示情報を生成し、
前記通信ステップにおいて、前記情報生成ステップで生成した前記運用指示情報を前記機器に送信する
ことを特徴とする機器制御方法。
【請求項８】
コンピュータに、
発電量の増減を発電所に指示する発電指示情報を受信する通信処理と、
前記通信処理で受信した前記発電指示情報に応じて、電力で駆動する機器の運用を指示する運用指示情報を生成する情報生成処理とを実行させ、
前記情報生成処理で、前記発電指示情報によって発電量の増加の指示が示されている場合に前記機器を駆動する電力が減少するように前記運用指示情報を生成させ、前記発電指示情報によって発電量の減少の指示が示されている場合に前記機器を駆動する電力が増加するように前記運用指示情報を生成させ、
前記通信処理において、前記情報生成処理で生成した前記運用指示情報を前記機器に送信させる
ための機器制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器の運用を制御する機器制御システム、機器制御方法、および機器制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
石油などの地下資源の枯渇や、二酸化炭素排出量の増加による地球温暖化への影響等を考慮して、火力発電を中心とする発電構成から、太陽光発電や風力発電、地熱発電等のように再生可能エネルギを利用した発電の割合を増やすという社会的な要請がある。このような要請に応じて、先進国を中心に、再生可能エネルギを利用した発電技術が盛んに導入されている。
【０００３】
再生可能エネルギを利用した発電方法のなかでも、太陽光発電、および風力発電が注目されて、導入が進んでいる。しかし、これらの発電方法は自然エネルギを電気エネルギに変換するので、天候等に影響されて発電電力の出力が変動する。
【０００４】
太陽光発電は、半導体で作られた太陽電池に照射された太陽光エネルギを電気エネルギに変換する。したがって、太陽光発電は、一日における太陽の高度の変化に応じて発電電力が変化する。また、太陽光発電は、雲が多い日は発電電力量が少なく、晴天の日は発電電力量が多くなり、日ごとに発電電力および発電電力量が変化する。さらに、太陽光発電には、晴天の日であっても、雲が日照を遮った瞬間に発電電力が低下するといった不安定性がある。
【０００５】
風力発電は、風況に応じて発電電力が変化するので、太陽光発電と同様に、不安定性がある。
【０００６】
これらと比べて火力発電は、燃料の量を調整することによって、発電量を容易に調整することができる。
【０００７】
発送電システムは、発電所の総発電電力と消費される需要電力とが常に釣り合うことで停電せずに電力を需要家に配ることができるように構成されている。したがって、一般的な発送電システムは、需要電力の増加または減少に応じて発電所の総発電電力を調整し、常に釣り合いを保っている。これを需要と供給(発電)とを合致させるという。日本では、前述したように火力発電の燃料を調整したり、水力等で調整可能な発電所の出力を調整したり、発電所の起動台数を調整したりして、需要に供給を合致させている。
【０００８】
図１５は、時刻に応じた電力需要の変化を示す説明図である。図１５に示すように、時刻に応じて電力の需要は変化している。電力の需要は、変動周期に基づいて、サステンド成分、フリンジ成分、およびサイクリック成分に分けられる。サステンド成分は、例えば、１０数分以上の長周期で変動する成分である。フリンジ成分は、例えば、数分〜１０分程度の短周期で変動する成分である。サイクリック成分は、例えば、数分以下の極短周期で変動する成分である。
【０００９】
図１６は、一般的な発電システムの構成例を示す説明図である。図１６に示す一般的な発電システムは、中央制御指令所２０１の指示に応じて発電する発電所５００ａ〜５００ｚを含む。
【００１０】
中央制御指令所２０１は、図１５に例示した電力需要の変化に応じて、発電所５００ａ〜５００ｚに発電量を指示する。具体的には、中央制御指令所２０１は、負荷周波数制御（ＬＦＣ：Ｌｏａｄ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）および経済負荷配分制御（ＥＤＣ：Ｅｃｏｎｏｍｉｃ  Ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）に基づき、発電量を増加、維持、または減少させることを示す制御信号を発電所５００ａ〜５００ｚに送信する。発電所５００ａ〜５００ｚは、中央制御指令所２０１の指示に応じて、発電量を制御する。なお、発電所５００ａ〜５００ｚは、例えば、原子力発電所や流れ込み式水力発電所等の一定発電量で運用される発電所ではなく、例えば、火力発電所のように発電量を調整可能な発電所であるとする。
【００１１】
発電量を調整可能な発電所は、ＬＦＣによって、電力の需要の変動のうち、フリンジ成分およびサイクリック成分（特に、フリンジ成分）に応じて、発電量を調整する。
【００１２】
ＬＦＣには、定周波数制御（ＦＦＣ：Ｆｌａｔ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）や、定連系線電力制御（ＦＴＣ：Ｆｌａｔ  Ｔｉｅ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）、周波数偏倚連系線電力制御（ＴＢＣ：Ｔｉｅ  Ｌｉｎｅ  Ｌｏａｄ  Ｂｉａｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）、選択周波数制御（ＳＦＣ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）等がある。そして、ＬＦＣでは、基本的に、需要家に供給する電力の周波数である系統周波数を標準周波数（例えば、５０Ｈｚや６０Ｈｚ）に対する差異が所定の範囲内になるように、電力の需要の変化に応じた発電量が見積もられる。そして、見積もられた発電量に応じた制御信号が発電所５００ａ〜５００ｚに送信される。
【００１３】
しかし、太陽光発電や、風力発電のような不安定性がある電源の割合が増えると、発電電力（供給電力）の変動要因が増える。したがって、需要に供給を合致させるために、必要な変動に対して、より高い対応能力が必要になる。
【００１４】
そこで、制御の対象ではなかった需要家側の機器を、需要と供給とを合致させる調整に使うことが提案されている。
【００１５】
需要側の機器を制御して、需要と供給とを合致させる方法に、負荷（需要）が多い時期に需要側の機器の動作を停止させて、需要期の電力需要を減らす運用方法がある。この運用方法では、一般に、最需要期の３０分から１時間程前に、機器を停止させる制御を実行開始できればよい。したがって、事前に連絡をとって承諾を得ることができる需要家の機器を用いれば、そのような運用が可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
需要に供給を合致させるような調整可能な電源として火力発電の割合を高めると、再生可能エネルギ導入による二酸化炭素の排出削減効果が低減してしまう。
【００１７】
また、フリンジ成分およびサイクリック成分は、電力の需要の変動のうち、予測できない成分、すなわち確定的ではない成分である。また、フリンジ成分およびサイクリック成分は、短い周期で変化する成分である。そのような成分を含んで変動する電力の供給先である需要家側において、前述した方法で、当該変動に応じて消費電力を制御することは困難である。
【００１８】
そこで、本発明は、発電の需要に応じて自動的に機器を制御する機器制御システム、機器制御方法、および機器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】
【００１９】
本発明による機器制御システムは、発電量の増減を発電所に指示する発電指示情報を受信する通信手段と、通信手段が受信した発電指示情報に応じて、電力で駆動する機器の運用を指示する運用指示情報を生成する情報生成手段とを備え、情報生成手段は、発電指示情報によって発電量の増加の指示が示されている場合に機器を駆動する電力が減少するように運用指示情報を生成し、発電指示情報によって発電量の減少の指示が示されている場合に機器を駆動する電力が増加するように運用指示情報を生成し、通信手段は、情報生成手段が生成した運用指示情報を機器に送信することを特徴とする。
【００２０】
本発明による機器制御方法は、発電量の増減を発電所に指示する発電指示情報を受信する通信ステップと、通信ステップで受信した発電指示情報に応じて、電力で駆動する機器の運用を指示する運用指示情報を生成する情報生成ステップとを含み、情報生成ステップで、発電指示情報によって発電量の増加の指示が示されている場合に機器を駆動する電力が減少するように運用指示情報を生成し、発電指示情報によって発電量の減少の指示が示されている場合に機器を駆動する電力が増加するように運用指示情報を生成し、通信ステップにおいて、情報生成ステップで生成した運用指示情報を機器に送信することを特徴とする。
【００２１】
本発明による機器制御プログラムは、コンピュータに、発電量の増減を発電所に指示する発電指示情報を受信する通信処理と、通信処理で受信した発電指示情報に応じて、電力で駆動する機器の運用を指示する運用指示情報を生成する情報生成処理とを実行させ、情報生成処理で、発電指示情報によって発電量の増加の指示が示されている場合に機器を駆動する電力が減少するように運用指示情報を生成させ、発電指示情報によって発電量の減少の指示が示されている場合に機器を駆動する電力が増加するように運用指示情報を生成させ、通信処理において、情報生成処理で生成した運用指示情報を機器に送信させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、発電の需要に応じて自動的に機器を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態の機器制御システムの接続例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の機器制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図３】機器制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】発電指示情報によって示される発電量と、ステップＳ１０２の処理で決定された変更内容に基づく消費電力との例を示す説明図である。
【図５】２４時間でｙリットルの水を汲み上げるように運用されるポンプを駆動する電力の例を示す説明図である。
【図６】制御部が、動作させる機器を選択する方法の例を示す説明図である。
【図７】制御部が、動作させる機器を選択する方法の他の例を示す説明図である。
【図８】機器制御システムが、機器に運用指示情報を送信する動作を示す概念図である。
【図９】ステップＳ１０４の処理結果に応じた機器の運用状況を示す説明図である。
【図１０】機器制御システムに入力される発電指示情報の変化の例を示す説明図である。
【図１１】図１０に例示した発電指示情報の変化に応じて、機器の駆動に用いられる電力の変化を示す説明図である。
【図１２】シミュレーションの結果の例として、機器の駆動に用いられる電力の変化を示す説明図である。
【図１３】シミュレーションで、機器において、駆動に用いられる電力の平均値の例を示す説明図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態の機器制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図１５】時刻に応じた電力需要の変化を示す説明図である。
【図１６】一般的な発電システムの構成例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
実施形態１．
本発明の第１の実施形態の機器制御システム１００について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の機器制御システム１００の接続例を示すブロック図である。
【００２５】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態の機器制御システム１００は、電力供給事業者の中央制御指令所２００に接続されている。また、機器制御システム１００は、例えば、インターネット等の通信ネットワーク３００を介して、電力の需要家の機器４００−１〜４００−ｎに接続されている。なお、機器４００−１〜４００−ｎは、互いに異なる管理者によって管理されていてもよいし、同じ管理者によって管理されていてもよい。
【００２６】
また、図１に示すように、機器４００−１〜４００−ｎには、中央制御指令所２００の指示に応じて発電する発電所５００ａ〜５００ｚから送電ネットワーク６００を介して電力が供給されている。機器４００−１〜４００−ｎは、説明の簡単のため、いずれも１ｋＷの電力で運用されるとする。そして、機器４００−１〜４００−ｎは、機器制御システム１００の指示に応じて動作する。
【００２７】
中央制御指令所２００は、ＬＦＣに基づいて、増加または減少させる発電量を示す発電指示情報を生成し、生成した発電指示情報を機器制御システム１００および発電所５００ａ〜５００ｚに送信する。発電所５００ａ〜５００ｚは、発電指示情報によって示される指示に応じて、発電量を増加または減少する。なお、中央制御指令所２００は、機器制御システム１００に、電力の需要の変動におけるフリンジ成分およびサイクリック成分のうち少なくとも一方に応じた発電指示情報を送信する。
【００２８】
図２は、本発明の第１の実施形態の機器制御システム１００の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、本発明の第１の実施形態の機器制御システム１００は、通信部１１０、記憶部１２０、および制御部１３０を含む。通信部１１０は、中央制御指令所２００および機器４００−１〜４００−ｎと通信ネットワーク３００を介して情報を送受信する。なお、図１には、機器制御システム１００が機器４００−１〜４００−ｎと通信ネットワーク３００を介して情報を送受信することが例示されているが、通信ネットワーク３００を介して中央制御指令所２００と情報を送受信するように構成されていてもよい。また、通信部１１０は、通信ネットワーク３００を介さずに、通信回線を介して機器４００−１〜４００−ｎおよび中央制御指令所２００と情報を送受信するように構成されていてもよい。
【００２９】
通信部１１０は、中央制御指令所２００によって送信された発電指示情報を受信して、制御部１３０に入力する。また、通信部１１０は、制御部１３０の指示に応じて、機器４００−１〜４００−ｎに、運用についての指示を示す運用指示情報を送信する。記憶部１２０には、例えば、機器４００−１〜４００−ｎのそれぞれが動作中であるか否かを示す運用状況情報が記憶されている。制御部１３０は、通信部１１０が受信した発電指示情報と記憶部１２０に記憶されている情報とに基づいて、機器４００−１〜４００−ｎのそれぞれに送信する運用指示情報をそれぞれ生成し、通信部１１０に、生成した運用指示情報の送信を指示する。
【００３０】
次に、本発明の第１の実施形態の機器制御システム１００の動作について説明する。図３は、機器制御システム１００の動作を示すフローチャートである。
【００３１】
機器制御システム１００において、通信部１１０は、中央制御指令所２００から発電指示情報を受信する（ステップＳ１０１）。通信部１１０は、中央制御指令所２００から受信した発電指示情報を制御部１３０に入力する。
【００３２】
制御部１３０は、発電指示情報を入力された場合に、発電指示情報によって示されている、増加または減少させる発電量に応じて、動作させる機器４００−１〜４００−ｎの台数の増加数または減少数を決定する（ステップＳ１０２）。つまり、制御部１３０は、ステップＳ１０２の処理で、機器４００−１〜４００−ｎの運用の変更内容を決定する。
【００３３】
具体的には、例えば、発電指示情報によって発電量を１０ｋＷ増加させることが示されている場合に、制御部１３０は、動作させる機器４００−１〜４００−ｎの数を１０台減少させる。そのような構成によれば、機器４００−１〜４００−ｎによる消費電力を１０ｋＷ減少させることができる。よって、発電量を１０ｋＷ増加させる場合と同様な効果を奏することができる。
【００３４】
また、例えば、発電指示情報によって発電量を１０ｋＷ減少させることが示されている場合に、制御部１３０は、動作させる機器４００−１〜４００−ｎの数を１０台増加させる。そのような構成によれば、機器４００−１〜４００−ｎによる消費電力を１０ｋＷ増加させることができる。よって、発電量を１０ｋＷ減少させる場合と同様な効果を奏することができる。
【００３５】
図４は、発電指示情報によって示される発電量と、ステップＳ１０２の処理で決定された変更内容に基づく消費電力との例を示す説明図である。図４には、発電指示情報によって示される発電量が実線で示されている。また、図４には、ステップＳ１０２の処理で決定された変更内容に基づく消費電力、つまり、機器４００−１〜４００−ｎを駆動する電力の合計が破線で示されている。図４に示すように、発電指示情報によって示される発電量が増加した場合に、ステップＳ１０２の処理で決定された変更内容に基づく消費電力は減少する。また、図４に示すように、発電指示情報によって示される発電量が減少した場合に、ステップＳ１０２の処理で決定された変更内容に基づく消費電力は増加する。
【００３６】
制御部１３０は、記憶部１２０に記憶されている運用状況情報に基づいて、機器４００−１〜４００−ｎのうち、動作中の機器の台数を計数する。そして、制御部１３０は、計数結果の台数と、ステップＳ１０２の処理で決定した運用の変更内容とに基づいて、動作させる機器４００−１〜４００−ｎの台数を決定する（ステップＳ１０３）。
【００３７】
制御部１３０は、ステップＳ１０３の処理結果に基づいて、機器４００−１〜４００−ｎのうち、動作させる機器４００−１〜４００−ｎを選択する（ステップＳ１０４）。制御部１３０は、ステップＳ１０４の処理で、動作させる機器４００−１〜４００−ｎを、例えば、ランダムに選択してもよいし、動作中の機器を優先的に選択して動作が継続するようにしてもよい。なお、制御部１３０が動作させる機器４００−１〜４００−ｎをランダムに選択する方法については後述する。
【００３８】
制御部１３０は、ステップＳ１０４の処理の結果に基づいて、機器４００−１〜４００−ｎに送信する運用指示情報をそれぞれ生成する（ステップＳ１０５）。具体的には、制御部１３０は、ステップＳ１０４の処理で選択した機器４００−１〜４００−ｎ宛に送信される、動作の開始または継続を指示する運用指示情報を生成する。また、制御部１３０は、ステップＳ１０４の処理で選択しなかった機器４００−１〜４００−ｎ宛に送信される、動作の停止または停止の継続を指示する運用指示情報を生成する。
【００３９】
そして、制御部１３０は、ステップＳ１０５の処理で生成した運用指示情報を通信部１１０に入力する。通信部１１０は、制御部１３０が入力した機器４００−１〜４００−ｎのそれぞれ宛の運用指示情報を機器４００−１〜４００−ｎ宛に送信する（ステップＳ１０６）。
【００４０】
次に、本発明の第１の実施形態の機器制御システム１００によって動作を制御される機器４００−１〜４００−ｎの動作について説明する。ここでは、機器４００−１〜４００−ｎは、それぞれ、水路から水田等に水を汲み上げるポンプであるとして説明する。そして、当該ポンプがｙリットルの水の汲み上げに要する時間は、５００Ｗ（０．５ｋＷ）の電力で駆動された場合に２４時間であり、１ｋＷの電力で駆動された場合に１２時間であるとする。
【００４１】
図５は、２４時間でｙリットルの水を汲み上げるように運用されるポンプを駆動する電力の例を示す説明図である。図５に示す例において、破線で示されている運用例では、２４時間に亘って５００Ｗの電力で駆動されてｙリットルの水が汲みあげられている。それに対して、図５に示す例において、実線で示されている運用例では、２４時間のうち、断続的に計１２時間、１ｋＷの電力で駆動されてｙリットルの水が汲みあげられている。図５に示す例において、ポンプは、破線で示されている運用例、および実線で示されている運用例で、いずれも２４時間でｙリットルの水を水路から水田等に汲み上げることができる。
【００４２】
ここで、機器４００−１〜４００−ｎであるポンプは、電力の需要の変動のうち、フリンジ成分およびサイクリック成分の調整に用いられるとする。したがって、ポンプは、電力の需要の変動におけるフリンジ成分およびサイクリック成分において、電力の需要が増加した場合に駆動に用いられる電力が減少し、電力の需要が減少した場合に駆動に用いられる電力が増加するように、運用される。そして、電力の需要の変動におけるフリンジ成分およびサイクリック成分の積分値は、例えば、２４時間等の十分に長い期間では、０になると考えられる。
【００４３】
そうすると、そのような期間に、機器制御システム１００に送信される発電指示情報が示す発電量の和は０になる。したがって、機器制御システム１００は、ポンプの動作時間と停止時間とが同じになるように、運用指示情報を生成してポンプである機器４００−１〜４００−ｎに送信する。よって、機器４００−１〜４００−ｎであるポンプを、２４時間のうち、断続的に計１２時間、１ｋＷの電力で駆動してｙリットルの水を汲みあげることができる。
【００４４】
そのように機器４００−１〜４００−ｎであるポンプを運用するために、機器制御システム１００の制御部１３０は、ステップＳ１０４の処理で、以下のような処理を行う。すなわち、機器制御システム１００の制御部１３０は、例えば、機器４００−１〜４００−ｎのうちステップＳ１０３の処理で決定した台数の機器４００−１〜４００−ｎを、動作させる機器４００−１〜４００−ｎに選択する。
【００４５】
機器制御システム１００の制御部１３０が、機器４００−１〜４００−ｎのうちステップＳ１０３の処理で決定した台数の機器を、動作させる機器に選択する方法について説明する。
【００４６】
図６は、制御部１３０が、動作させる機器４００−１〜４００−ｎを選択する方法の例を示す説明図である。本例では、機器４００−１〜４００−ｎは、１０２４台あるとする。つまり、ポンプは、機器４００−１〜４００−１０２４であるとする。そして、各機器４００−１〜４００−１０２４には、互いを識別可能な１〜１０２４の機器番号が設定されている。図６の左側の表に示す例では、各機器番号は、インデックスの値として設定されている。
【００４７】
制御部１３０は、各インデックスの値に対して、例えば、区間［０，１］で一様乱数を生成し、生成した乱数値を対応付ける。また、制御部１３０は、ステップＳ１０３の処理で決定した動作させる機器４００−１〜４００−１０２４の台数の値以下の各インデックスに判別値１を対応付け、残インデックスに判別値０を対応付ける。具体的には、例えば、図６の左側の表に示すように、制御部１３０は、ステップＳ１０３の処理で６台を動作させると決定した場合に、インデックスの値１〜６に判別値１を対応付け、インデックスの値７〜１０２４に判別値０を対応付ける。
【００４８】
そして、制御部１３０は、各インデックスの値および当該値に設定された判別値を、対応付けられた乱数値が小さい順に並べ替える。そして、制御部１３０は、各インデックスの値を、乱数値が小さい順序に更新する。そうすると、図６の右側の表に示すように、インデックス１〜１０２４のうち、６個の値にランダムに判別値１が対応付けられていることになる。そこで、制御部１３０は、ステップＳ１０４の処理で、判別値１が対応付けられているインデックスの値の機器番号の機器４００−１〜４００−１０２４を、動作させる機器に選択する。
【００４９】
そして、制御部１３０は、ステップＳ１０５の処理で、ステップＳ１０４の処理で選択した機器宛に送信される、動作の開始または継続を指示する運用指示情報を生成する。また、制御部１３０は、ステップＳ１０５の処理で、ステップＳ１０４の処理で選択しなかった機器宛に送信される、動作の停止または停止の継続を指示する運用指示情報を生成する。
【００５０】
そのような方法によれば、機器制御システム１００の制御部１３０が、ランダムに、機器４００−１〜４００−１０２４のうち、ステップＳ１０３の処理で決定した台数の機器を、動作させる機器に選択することができる。
【００５１】
図７は、制御部１３０が、動作させる機器４００−１〜４００−ｎを選択する方法の他の例を示す説明図である。本例でも、機器４００−１〜４００−ｎは、１０２４台あるとする。つまり、ポンプは、機器４００−１〜４００−１０２４であるとする。そして、各機器４００−１〜４００−１０２４には、互いを識別可能な１〜１０２４の機器番号が設定されている。
【００５２】
図７に示す例では、制御部１３０は、ステップＳ１０４の処理で、１〜１０２４の機器番号のうち一の番号をランダムに選択する選択処理を行う。そして、制御部１３０は、ステップＳ１０３の処理で決定した台数に応じた回数、当該選択処理を繰り返す。なお、制御部１３０は、ステップＳ１０４の選択処理で、同じ番号を重複して選択しないとする。
【００５３】
そのような方法によれば、機器制御システム１００の制御部１３０が、ランダムに、機器４００−１〜４００−１０２４のうち、ステップＳ１０３の処理で決定した台数の機器を、動作させる機器に選択することができる。
【００５４】
図８は、機器制御システム１００が、機器４００−１〜４００−１０２４のうち機器４００−１〜４００−７に運用指示情報を送信する動作を示す概念図である。図８に示すように、機器制御システム１００は、機器４００−１〜４００−７に運用指示情報を送信する。機器４００−１〜４００−７は、送信された運用指示情報に応じて、１ｋＷの電力で駆動される動作状態と、駆動されない停止状態との間で相互に遷移する。そして、図８には、機器４００−１〜４００−７に印加される電力の平均値は０．５ｋＷであることが示されている。
【００５５】
図９は、ステップＳ１０４の処理結果に応じた機器４００−１〜４００−７の運用状況を示す説明図である。図９には、機器４００−１〜４００−１０２４のうち、機器４００−１〜４００−７の運用状況について示されている。
【００５６】
図９の上段には、機器制御システム１００に入力された発電指示情報に基づく、機器４００−１〜４００−７を駆動する電力の変化が示されている。
【００５７】
本例では、機器制御システム１００の制御部１３０が、ステップＳ１０３の処理で、入力された発電指示情報に基づいて、機器４００−１〜４００−７のうち動作させる機器４００−１〜４００−７の台数を決定する。したがって、図９の上段に示されている電力の変化は、制御部１３０が、ステップＳ１０３の処理で決定した台数の機器４００−１〜４００−７を駆動する電力の変化である。
【００５８】
図９の下段には、機器４００−１〜４００−７のうち、動作する機器が示されている。なお、図９の下段に示す例では、機器４００−１〜４００−７のうち、動作する機器に対応する欄には「１」が示され、動作しない機器に対応する欄には「０」が示されている。本例では、機器制御システム１００の制御部１３０が、ステップＳ１０４の処理で、機器４００−１〜４００−７のうち動作させる機器４００−１〜４００−７を選択する。したがって、図９の下段には、機器４００−１〜４００−７のうち、制御部１３０が、ステップＳ１０４の処理で選択した機器に対応する欄には「１」が示され、選択しなかった機器に対応する欄には「０」が示されている。
【００５９】
図１０は、機器制御システム１００に入力される発電指示情報の変化の例を示す説明図である。以下に示す非特許文献によれば、ＬＦＣに基づく対応対象の、電力の需要の変動におけるフリンジ成分は、正規分布に従う。
［非特許文献］
佐々木鉄雄、「競争環境に対応した負荷周波数制御とその評価指標に関する研究競争環境に対応した負荷周波数制御とその評価指標に関する研究」、京都大学博士論文、２００３年９月２４日、ｐ．１３〜１４、図２．８
そこで、本例では、発電指示情報の変化は、正規分布に従うとする。そして、図１０には、疑似的な正規分布乱数を用いて生成された、機器制御システム１００に入力される発電指示情報の変化の例が示されている。なお、図１０に示す図は、平均値＝５１２ｋＷ、および（分散）１／２＝１００ｋＷをパラメータとする正規分布に基づく変化が示されている。
【００６０】
図１１は、図１０に例示した発電指示情報の変化に応じて、機器４００−１〜４００−１０２４の駆動に用いられる電力の変化を示す説明図である。図１１には、図１０に例示したように変化する発電指示情報が機器制御システム１００に入力された場合において、機器４００−１〜４００−１０２４の駆動に用いられる電力の合計の変化をシミュレーションした結果が示されている。図１１に示すように、機器４００−１〜４００−１０２４の駆動に用いられる電力の合計は、図１０に例示した機器制御システム１００に入力される発電指示情報の変化に良好に追従していることがわかる。
【００６１】
図１２は、シミュレーションの結果の例として、機器４００−４５，４００−４０３，４００−１０１０の駆動に用いられる電力の変化を示す説明図である。図１２に示すように、機器４００−４５，４００−４０３，４００−１０１０には、ランダムなタイミングで、駆動するための電力が供給および供給停止される。
【００６２】
図１３は、シミュレーションで、機器４００−１〜４００−１０２４において、駆動に用いられる電力の平均値の例を示す説明図である。図１３に示すように、機器４００−１〜４００−１０２４の駆動に用いられる電力の平均値は、いずれも５ｋＷ程度であることがわかる。
【００６３】
本実施形態によれば、機器制御システム１００が、中央制御指令所２００が送信した発電指示情報に基づいて、機器４００−１〜４００−ｎの運用を制御するための運用指示情報を生成して機器４００−１〜４００−ｎに送信する。すると、当該機器４００−１〜４００−ｎの駆動に用いられる電力が、中央制御指令所２００が送信した発電指示情報に応じて変化する。
【００６４】
したがって、本実施形態によれば、中央制御指令所２００が送信した発電指示情報に基づいて、自動的に電力の需要を変化させることができる。
【００６５】
さらに、本実施形態によれば、機器制御システム１００が、機器４００−１〜４００−ｎに求められる仕事量に応じて、駆動させる期間を制御する。よって、需要家による機器の運用の都合と、発電量の変動とを協調させることができる。
【００６６】
なお、本例では、機器４００−１〜４００−ｎであるポンプは、２４時間のうち、１２時間、１ｋＷで駆動されて動作する仕事量が求められているとして説明した。しかし、機器４００−１〜４００−ｎであるポンプは、２４時間のうち、１８時間や８時間等の１２時間以外の時間、１ｋＷで駆動されて動作する仕事量が求められていてもよい。
【００６７】
また、本例では、機器４００−１〜４００−ｎは、水路から水田等に水を汲み上げるポンプであるとして説明したが、上水道や下水道などで定常的に運転されているポンプであってもよいし、温水プールや屋外プール、銭湯や温泉施設等の循環用ポンプ等であってもよい。また、機器４００−１〜４００−ｎは、例えば、冷蔵庫や冷蔵倉庫等に用いられる熱交換機器（ポンプ）や、オン／オフ式の空調機器、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）照明等であってもよい。なお、ＬＥＤは入力電流に対する発光応答が早いので、直流電流を高速な信号で変調したうえで、運用指示情報に応じて２次変調を施して、明かりの揺らぎが小さくなるようにすることが好ましいと考えられる。
【００６８】
なお、機器４００−１〜４００−ｎは、１ｋＷの電力で駆動する運転状態と、電力で駆動しない停止状態との間で互いに遷移するとして説明したが、運転状態は、例えば、高い電力で駆動される状態と、低い電力で駆動される状態とが含まれていてもよい。したがって、運転状態で機器４００−１〜４００−ｎを駆動するための電力は、１種類に限られず、２種類以上あってもよい。そして、機器制御システム１００の制御部１３０は、発電指示情報に応じて、複数種類の駆動電力、または停止を指示する運用指示情報を生成するように構成されていてもよい。そのような構成によれば、より柔軟に、精度よく、発電の需要に応じて機器４００−１〜４００−ｎの動作を制御することができる。
【００６９】
実施形態２．
本発明の第２の実施形態の機器制御システム１０について、図面を参照して説明する。図１４は、本発明の第２の実施形態の機器制御システム１０の構成例を示すブロック図である。図１４に示すように、本発明の第２の実施形態の機器制御システム１０は、通信部１１と、情報生成部１３とを含む。なお、通信部１１は、図２に示す第１の実施形態における通信部１１０に相当する。また、情報生成部１３は、図２に示す第１の実施形態における制御部１３０に相当する。
【００７０】
通信部１１は、発電量の増減を発電所に指示する発電指示情報を受信する。情報生成部１３は、通信部１１が受信した発電指示情報に応じて、電力で駆動する機器の運用を指示する運用指示情報を生成する。
【００７１】
そして、情報生成部１３は、発電指示情報によって発電量の増加の指示が示されている場合に機器を駆動する電力が減少するように運用指示情報を生成し、発電指示情報によって発電量の減少の指示が示されている場合に機器を駆動する電力が増加するように運用指示情報を生成する。通信部１１は、情報生成部１３が生成した運用指示情報を機器に送信する。
【００７２】
本実施形態によれば、発電の需要に応じて自動的に機器を制御することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０、１００    機器制御システム
１１、１１０    通信部
１３    情報生成部
１２０    記憶部
１３０    制御部
２００、２０１    中央制御指令所
３００  通信ネットワーク
４００−１〜４００−１０２４    機器
５００ａ〜５００ｚ    発電所
６００    送電ネットワーク
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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