(57)【要約】  電力供給システムが、自然エネルギー発電装置より供給される電力を用いて水素を生成する水素生成装置と、生成された水素を貯蔵する水素貯蔵装置と、貯蔵された水素を用いて発電を行い、電力を負荷に供給する燃料電池システムと、自然エネルギー発電装置より供給される電力を蓄電し、蓄電された電力を負荷に供給する蓄電装置と、燃料電池システムおよび蓄電装置からの負荷への電力供給を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、蓄電装置が放電可能な電力よりも負荷の需要電力が小さい時間帯において、蓄電装置および燃料システムのそれぞれから負荷に電力を供給する第１の制御を実行する。
2020166571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然エネルギー発電装置より供給される電力を用いて水素を生成する水素生成装置と、
前記水素生成装置により生成された水素を貯蔵する水素貯蔵装置と、
前記水素貯蔵装置で貯蔵された水素を用いて発電を行い、発電された電力を負荷に供給する燃料電池システムと、
自然エネルギー発電装置より供給される電力を蓄電し、蓄電された電力を前記負荷に供給する蓄電装置と、
前記燃料電池システムおよび前記蓄電装置からの前記負荷への電力供給を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置が放電可能な電力よりも前記負荷の需要電力が小さい時間帯において、前記蓄電装置および前記燃料システムのそれぞれから前記負荷に電力を供給する第１の制御を実行する、電力供給システム。
【請求項２】
前記制御装置が、前記蓄電装置が放電可能な電力よりも前記負荷の需要電力が大きい時間帯において、前記蓄電装置から前記負荷に供給される電力を前記蓄電装置が放電可能な電力よりも小さくする第２の制御を実行する、請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記蓄電装置が放電可能な電力量よりも、所定期間における前記負荷の需要電力の積算値である需要電力量が大きい場合に、前記第１の制御を実行する、請求項１または２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記蓄電装置が放電可能な電力量よりも、所定期間における前記負荷の需要電力の積算値である需要電力量が大きい場合に、前記第１の制御および前記第２の制御を実行する、請求項２に記載の電力供給システム。
【請求項５】
電力系統、自然エネルギー発電装置、蓄電装置、および燃料電池システムから負荷に対して電力を供給する電力供給システムの制御方法において、
前記自然エネルギー発電装置の余剰電力を用いて水素生成装置で水素を生成するステップと、
前記生成された水素を水素貯蔵装置に貯蔵するステップと、
前記貯蔵された水素を用いて前記燃料電池システムで発電を行い、前記負荷に電力を供給するステップと、
前記自然エネルギー発電装置の余剰電力を用いて蓄電装置に充電するステップと、
前記蓄電装置が放電を行い、前記負荷に電力を供給するステップと、
前記蓄電装置が放電可能な電力よりも前記負荷の需要電力が小さい時間帯に、前記蓄電装置および前記燃料電池システムのそれぞれから前記負荷に電力を供給する第１の制御を実行するステップと、を備える、電力供給システムの制御方法。
【請求項６】
前記蓄電装置が放電可能な電力よりも前記負荷の需要電力が大きい時間帯に、前記蓄電装置から前記負荷に供給される電力を前記蓄電装置が放電可能な電力よりも小さくする第２の制御を実行するステップをさらに備える、請求項５に記載の電力供給システムの制御方法。
【請求項７】
電力系統と、自然エネルギー発電装置と、自然エネルギー発電装置の余剰電力を充電する蓄電装置と、前記自然エネルギー発電装置の余剰電力を用いて生成された水素を用い発電を行う燃料電池システムと、から負荷に対して電力を供給する電力供給システムの制御装置において、
前記蓄電装置が放電可能な電力よりも前記負荷の需要電力が小さい時間帯において、前記蓄電装置および前記燃料電池システムのそれぞれから前記負荷に電力を供給するように電力の配電比率を設定する配電比率制御部と、
前記配電比率制御部により設定された配電比率に基づいて、前記蓄電装置および前記燃料電池システムから前記負荷へ電力を供給するように制御する機器制御部と、
を備える、電力供給システムの制御装置。
【請求項８】
前記配電比率制御部は、前記蓄電装置が放電可能な電力よりも前記負荷の需要電力が大きい時間帯において、前記蓄電装置から前記負荷に供給される電力を前記蓄電装置が放電可能な電力よりも小さくするように電力の配電比率を設定する、請求項７に記載の電力供給システムの制御装置。
【請求項９】
前記配電比率制御部は、前記蓄電装置が放電可能な電力量よりも、所定期間における前記負荷の需要電力の積算値である需要電力量が大きい場合に、前記蓄電装置および前記燃料電池システムのそれぞれから前記負荷に電力を供給するように電力の配電比率を設定する、請求項７または８に記載の電力供給システムの制御装置。
【請求項１０】
前記配電比率制御部は、前記蓄電装置が放電可能な電力量よりも、所定期間における前記負荷の需要電力の積算値である需要電力量が大きい場合に、前記蓄電装置および前記燃料電池システムのそれぞれから前記負荷に電力を供給し、前記蓄電装置から前記負荷に供給される電力を前記蓄電装置が放電可能な電力よりも小さくするように電力の配電比率を設定する、請求項８に記載の電力供給システムの制御装置。
【請求項１１】
自然エネルギー発電装置より供給される電力を用いて水素を生成する水素生成装置と、
前記水素生成装置により生成された水素を貯蔵する水素貯蔵装置と、
前記水素貯蔵装置で貯蔵された水素を用いて発電を行い、発電された電力を負荷に供給する燃料電池システムと、
自然エネルギー発電装置より供給される電力を蓄電し、蓄電された電力を前記負荷に供給する蓄電装置と、
前記自然エネルギー発電装置における余剰電力の前記燃料電池システムおよび前記蓄電装置へ供給を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力が前記蓄電装置に充電可能な電力よりも小さい時間帯において、前記蓄電装置および前記水素生成装置のそれぞれに前記余剰電力を供給する第１の制御を実行する、電力供給システム。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力が前記蓄電装置に充電可能な電力よりも大きい時間帯において、前記蓄電装置に供給される前記余剰電力を前記蓄電装置に充電可能な電力よりも小さくする第２の制御を実行する、請求項１１に記載の電力供給システム。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記蓄電装置が充電可能な電力量よりも、所定期間における前記自然エネルギー発電装置の余剰電力の積算値である余剰電力量が大きい場合に、前記第１の制御を実行する、請求項１１または１２に記載の電力供給システム。
【請求項１４】
前記制御装置は、前記蓄電装置が充電可能な電力量よりも、所定期間における前記自然エネルギー発電装置の余剰電力の積算値である余剰電力量が大きい場合に、前前記第１の制御および前記第２の制御を実行する、請求項１２に記載の電力供給システム。
【請求項１５】
蓄電装置、水素生成装置、および電力系統に対して自然エネルギー発電装置の余剰電力を供給する電力供給システムの制御方法において、
前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力を用いて前記水素生成装置で水素を生成するステップと、
前記生成された水素を水素貯蔵装置に貯蔵するステップと、
前記貯蔵された水素を用いて燃料電池システムで発電を行い、負荷に電力を供給するステップと、
前記自然エネルギー発電装置の余剰電力を用いて蓄電装置に充電するステップと、
前記蓄電装置が放電を行い、前記負荷に電力を供給するステップと、
前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力が前記蓄電装置に充電可能な電力よりも小さい時間帯において、前記蓄電装置および前記水素生成装置のそれぞれに前記余剰電力を供給する第１の制御を実行するステップと、を備える、電力供給システムの制御方法。
【請求項１６】
前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力が前記蓄電装置に充電可能な電力よりも大きい時間帯において、前記蓄電装置に供給される前記余剰電力を前記蓄電装置に充電可能な電力よりも小さくする第２の制御を実行するステップをさらに備える、請求項１５に記載の電力供給システムの制御方法。
【請求項１７】
電力系統と、自然エネルギー発電装置と、前記自然エネルギー発電装置の余剰電力を蓄電し、蓄電された電力を負荷に供給する蓄電装置と、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力を用いて水素を生成する水素生成装置と、前記水素生成装置により生成された水素を貯蔵する水素貯蔵装置と、前記水素貯蔵装置で貯蔵された水素を用いて発電を行い、発電された電力を前記負荷に供給する燃料電池システムと、を含む電力供給システムの制御装置において、
前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力が前記蓄電装置に充電可能な電力よりも小さい時間帯において、前記蓄電装置および前記水素生成装置のそれぞれに前記余剰電力を供給するように前記余剰電力の給電比率を設定する給電比率制御部と、
前記給電比率制御部により設定された給電比率に基づいて、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力を前記前記蓄電装置および前記水素生成装置に供給するように制御する機器制御部と、
を備える、電力供給システムの制御装置。
【請求項１８】
前記給電比率制御部は、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力が前記蓄電装置に充電可能な電力よりも大きい時間帯において、前記蓄電装置に供給される前記余剰電力を前記蓄電装置に充電可能な電力よりも小さくするように前記余剰電力の給電比率を設定する、請求項１７に記載の電力供給システムの制御装置。
【請求項１９】
前記給電比率制御部は、前記蓄電装置が充電可能な電力量よりも、所定期間における前記自然エネルギー発電装置の余剰電力の積算値である余剰電力量が大きい場合に、前記蓄電装置および前記水素生成装置のそれぞれに前記余剰電力を供給するように前記余剰電力の給電比率を設定する、請求項１７または１８に記載の電力供給システムの制御装置。
【請求項２０】
前記制御装置は、前記蓄電装置が充電可能な電力量よりも、所定期間における前記自然エネルギー発電装置の余剰電力の積算値であり余剰電力量が大きい場合に、前記蓄電装置および前記水素生成装置のそれぞれに前記余剰電力を供給し、前記蓄電装置に供給される前記余剰電力を前記蓄電装置に充電可能な電力よりも小さくするように前記余剰電力の給電比率を設定する、請求項１８に記載の電力供給システムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力系統と、自然エネルギー発電装置と、自然エネルギー発電装置の余剰電力を蓄積して供給するエネルギーの貯蔵システムとから負荷に対して電力を供給する電力供給システム、ならびに電力供給システムの制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電力供給システムとしては、例えば負荷に十分な電力を供給するため自然エネルギー発電装置の発電量の予測値と負荷側の需要電力量の予測値とに基づき、日中蓄電装置に供給する電力の量と水素生成装置に供給する電力の量とを決定しているものがある（例えば、特許文献１参照）。このようなシステムでは、さらに上述の予測値に基づいて、夜間に蓄電装置から負荷に供給する電力の量と燃料電池システムから負荷に供給する電力の量とを決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６１８９４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電力供給システムは電力系統と連系して運転する場合、負荷に対して自然エネルギー発電装置、蓄電装置、及び燃料電池システムから電力を供給できない場合でも系統から電力を購入することができるため、機器の低容量化・低コスト化を行うことができる。ただし、この場合、蓄電装置が単位時間当たりに充放電可能な電力及び、燃料電池システムが発電可能な電力は機器の容量によって制約される。このため、自然エネルギー発電装置の発電したエネルギーを貯蔵して、自然エネルギー発電装置が発電しない時間帯において負荷に電力を供給する際に、電力を不必要に購入する必要が生じる場合がある。すなわち、貯蔵されたエネルギーが負荷に対して十分備わっていたとしても、単位時間当たりに出力可能な電力の制約により、一部の電力を負荷に供給できず結果、システム外から電力を不必要に購入することになってしまう。【０００５】
また、自然エネルギー発電装置が発電した電力における余剰電力を貯蔵する際に、余剰電力を貯蔵することができず、余剰電力を売電としてシステム外へ放出してしまう場合がある。すなわち、余剰電力に対して蓄積可能な容量が十分備わっていたとしても、単位時間当たりに入力可能な電力の制約により、一部の電力を蓄積できず結果、システム外へ電力を放出することになってしまう。【０００６】
本開示は、前記従来の課題を解決するもので、自然エネルギー発電装置の発電した電力を蓄積して自然エネルギー発電装置が発電しない時間帯に、蓄積された電力の利用効率を向上することができる電力供給システム、ならびに電力供給システムの制御装置および制御方法を提供することを目的とする。【０００７】
また、本開示は、自然エネルギー発電装置の余剰電力に対する蓄積効率を向上させることができる電力供給システム、ならびに電力供給システムの制御装置および制御方法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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本開示の電力供給システム、ならびに電力供給システムの制御装置および制御方法は以下のように構成する。【０００９】
本開示の一の態様にかかる電力供給システムは、自然エネルギー発電装置より供給される電力を用いて水素を生成する水素生成装置と、前記水素生成装置により生成された水素を貯蔵する水素貯蔵装置と、前記水素貯蔵装置で貯蔵された水素を用いて発電を行い、発電された電力を負荷に供給する燃料電池システムと、自然エネルギー発電装置より供給される電力を蓄電し、蓄電された電力を前記負荷に供給する蓄電装置と、前記燃料電池システムおよび前記蓄電装置からの前記負荷への電力供給を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記蓄電装置が放電可能な電力よりも前記負荷の需要電力が小さい時間帯において、前記蓄電装置および前記燃料システムのそれぞれから前記負荷に電力を供給する第１の制御を実行する、ものである。【００１０】
本開示の一の態様にかかる電力供給システムの制御方法は、電力系統、自然エネルギー発電装置、蓄電装置、および燃料電池システムから負荷に対して電力を供給する電力供給システムの制御方法において、前記自然エネルギー発電装置の余剰電力を用いて水素生成装置で水素を生成するステップと、前記生成された水素を水素貯蔵装置に貯蔵するステップと、前記貯蔵された水素を用いて前記燃料電池システムで発電を行い、前記負荷に電力を供給するステップと、前記自然エネルギー発電装置の余剰電力を用いて蓄電装置に充電するステップと、前記蓄電装置が放電を行い、前記負荷に電力を供給するステップと、
前記蓄電装置が放電可能な電力よりも前記負荷の需要電力が小さい時間帯に、前記蓄電装置および前記燃料電池システムのそれぞれから前記負荷に電力を供給する第１の制御を実行するステップと、を備える、ものである。【００１１】
本開示の一の態様にかかる電力供給システムの制御装置は、電力系統と、自然エネルギー発電装置と、自然エネルギー発電装置の余剰電力を充電する蓄電装置と、前記自然エネルギー発電装置の余剰電力を用いて生成された水素を用い発電を行う燃料電池システムと、から負荷に対して電力を供給する電力供給システムの制御装置において、前記蓄電装置が放電可能な電力よりも前記負荷の需要電力が小さい時間帯において、前記蓄電装置および前記燃料電池システムのそれぞれから前記負荷に電力を供給するように電力の配電比率を設定する配電比率設定部と、前記配電比率制御部により設定された配電比率に基づいて、前記蓄電装置および前記燃料電池システムから前記負荷へ電力を供給するように制御する機器制御部と、を備える、ものである。【００１２】
本開示の一の態様にかかる電力供給システムは、自然エネルギー発電装置より供給される電力を用いて水素を生成する水素生成装置と、前記水素生成装置により生成された水素を貯蔵する水素貯蔵装置と、前記水素貯蔵装置で貯蔵された水素を用いて発電を行い、発電された電力を負荷に供給する燃料電池システムと、自然エネルギー発電装置より供給される電力を蓄電し、蓄電された電力を前記負荷に供給する蓄電装置と、前記自然エネルギー発電装置における余剰電力の前記燃料電池システムおよび前記蓄電装置へ供給を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力が前記蓄電装置に充電可能な電力よりも小さい時間帯において、前記蓄電装置および前記水素生成装置のそれぞれに前記余剰電力を供給する第１の制御を実行する、ものである。【００１３】
本開示の一の態様にかかる電力供給システムの制御方法は、蓄電装置、水素生成装置、および電力系統に対して自然エネルギー発電装置の余剰電力を供給する電力供給システムの制御方法において、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力を用いて前記水素生成装置で水素を生成するステップと、前記生成された水素を水素貯蔵装置に貯蔵するステップと、前記貯蔵された水素を用いて燃料電池システムで発電を行い、負荷に電力を供給するステップと、前記自然エネルギー発電装置の余剰電力を用いて蓄電装置に充電するステップと、前記蓄電装置が放電を行い、前記負荷に電力を供給するステップと、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力が前記蓄電装置に充電可能な電力よりも小さい時間帯において、前記蓄電装置および前記水素生成装置のそれぞれに前記余剰電力を供給する第１の制御を実行するステップと、を備える、ものである。【００１４】
本開示の一の態様にかかる電力供給システムの制御装置は、電力系統と、自然エネルギー発電装置と、前記自然エネルギー発電装置の余剰電力を蓄電し、蓄電された電力を負荷に供給する蓄電装置と、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力を用いて水素を生成する水素生成装置と、前記水素生成装置により生成された水素を貯蔵する水素貯蔵装置と、前記水素貯蔵装置で貯蔵された水素を用いて発電を行い、発電された電力を前記負荷に供給する燃料電池システムと、を含む電力供給システムの制御装置において、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力が前記蓄電装置に充電可能な電力よりも小さい時間帯において、前記蓄電装置および前記水素生成装置のそれぞれに前記余剰電力を供給するように前記余剰電力の給電比率を設定する給電比率制御部と、前記給電比率制御部により設定された給電比率に基づいて、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力を前記前記蓄電装置および前記水素生成装置に供給するように制御する機器制御部と、を備える、ものである。
【発明の効果】
【００１５】
本開示の電力供給システム、ならびにその制御装置および制御方法によれば、自然エネルギー発電装置の発電した電力を蓄積して、自然エネルギー発電装置が発電しない時間帯に蓄積された電力の利用効率を向上することができる。【００１６】
また、本開示の電力供給システム、ならびにその制御装置および制御方法によれば、自然エネルギー発電装置の余剰電力に対する蓄積効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本開示の実施形態１にかかる電力供給システムの一例を示す図
【図２】実施形態１の電力供給システムが備える制御装置の構成の一例を示す図
【図３Ａ】比較例１にかかる蓄積エネルギー制御における余剰電力モデル
【図３Ｂ】比較例２にかかる蓄積エネルギー制御における余剰電力モデル
【図４】実施形態１の蓄積エネルギー制御のフローチャート
【図５Ａ】実施形態１の実施例１にかかる蓄積エネルギー制御における余剰電力モデル
【図５Ｂ】実施形態１の実施例１にかかる蓄積エネルギー制御における余剰電力モデル
【図６Ａ】比較例３にかかる放出エネルギー制御における需要電力モデル
【図６Ｂ】比較例４にかかる放出エネルギー制御における需要電力モデル
【図７】実施形態１の放出エネルギー制御のフローチャート
【図８Ａ】実施形態１の実施例１にかかる放出エネルギー制御における需要電力モデル
【図８Ｂ】実施形態１の実施例１にかかる放出エネルギー制御における需要電力モデル
【図９】実施形態２の蓄積エネルギー制御のフローチャート
【図１０Ａ】実施形態２の実施例２にかかる蓄積エネルギー制御における余剰電力モデル（ｋ＝１）
【図１０Ｂ】実施形態２の実施例２にかかる蓄積エネルギー制御における余剰電力モデル（ｋ＝２）
【図１０Ｃ】実施形態２の実施例２にかかる蓄積エネルギー制御における余剰電力モデル（ｋ＝３）
【図１１】実施形態２の放出エネルギー制御のフローチャート
【図１２Ａ】実施形態２の実施例２にかかる放出エネルギー制御における需要電力モデル（ｋ＝１）
【図１２Ｂ】実施形態２の実施例２にかかる放出エネルギー制御における需要電力モデル（ｋ＝２）
【図１２Ｃ】実施形態２の実施例２にかかる放出エネルギー制御における需要電力モデル（ｋ＝３）
【図１３】その他の実施形態の実施例３および４の蓄積エネルギー制御のフローチャート
【図１４】実施例３にかかる蓄積エネルギー制御における余剰電力モデル
【図１５】実施例４にかかる蓄積エネルギー制御における余剰電力モデル
【図１６】その他の実施形態の実施例３および４の放出エネルギー制御のフローチャート
【図１７】実施例３にかかる放出エネルギー制御における需要電力モデル
【図１８】実施例４にかかる放出エネルギー制御における需要電力モデル
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（本開示の知見）
本発明者等は、上述の課題を解決すべく鋭意検討した。その結果、以下の知見を得た。
【００１９】
本開示は、電力系統と、自然エネルギー発電装置と、自然エネルギー発電装置の余剰電力を蓄積して供給する電力供給システムとから負荷に対して電力を供給するエネルギーネットワークにおける制御に関する。電力供給システムは、電力または電力に基づくエネルギーを貯蔵して貯蔵されたエネルギーを電力として供給する貯蔵システム（貯蔵・供給システム）と、制御装置と、を含む。貯蔵システムは、電力により水素を生成する水素生成装置と、水素生成装置により生成された水素を貯蔵する水素貯蔵装置と、水素貯蔵装置で貯蔵された水素を用いて発電を行う燃料電池システムと、電力を供給可能に蓄電する蓄電装置と、を備える。
【００２０】
以下では、この電力供給システムにおいて、水素生成装置、水素貯蔵装置、及び燃料電池システムを、便宜上、「水素式電力貯蔵装置」と呼ぶ。水素生成装置に電力が供給されることを、便宜上、「水素式電力貯蔵装置」が充電されると呼び、燃料電池システムから電力が出力されることを、便宜上、「水素式電力貯蔵装置」が放電されると呼ぶ。水素生成装置の入力電力（消費電力）を、便宜上、「水素式電力貯蔵装置」の充電電力と呼び、燃料電池システムの発電電力を、便宜上、「水素式電力貯蔵装置」の放電電力と呼ぶ。水素貯蔵装置に貯蔵された水素を全部使用して燃料電池システムで発電したと仮定した場合の総発電電力量を、便宜上、「水素式電力貯蔵装置」の貯蔵電力量と呼ぶ。
【００２１】
また、この電力供給システム（エネルギーネットワーク）が電力系統と連系する場合において、エネルギーネットワークが電力を電力系統に逆潮流する（給電する）こと及びエネルギーネットワークが電力を受電することを、それぞれ「売電」及び「買電」と呼ぶ。
【００２２】
本開示において、「自然エネルギー発電装置の余剰電力」とは、需要電力（負荷の消費電力）に対する自然エネルギー発電装置の発電電力の差異を意味する。また、余剰電力が正の値を取るときは、自然エネルギー発電装置の発電電力よりも需要電力が小さいときを意味し、余剰電力が負の値を取るときは、自然エネルギー発電装置の発電電力よりも需要電力が大きいときを意味する。
【００２３】
ところで、貯蔵システムが電力を貯蔵する能力は、貯蔵システムの単位時間当たりに充電又は放電可能な電力（例えば定格電力）及び貯蔵システムの貯蔵可能な電力量（容量）によって制約される。
【００２４】
貯蔵システムを構成する蓄電装置及び水素式電力貯蔵装置を互いに比較すると、蓄電装置は、水素式電力貯蔵装置に比べて、単位時間当たりに充電又は放電可能な電力が大きく且つ貯蔵可能な電力量が小さい。
【００２５】
また、エネルギー効率を考慮すると、水素式電力貯蔵装置よりもエネルギー効率の高い蓄電装置の充電または放電を優先して行うことが適切である。
【００２６】
しかし、余剰電力が正の場合に蓄電装置を優先して用いると、蓄電装置の蓄電残量が早めに上限値に達してしまい、単位時間当たりに充電可能な電力の小さい水素式電力貯蔵装置でしか余剰電力を蓄電（蓄水素）できない。そのため、蓄電できない余剰電力を売電することになる。この売電分の電力量は、結局、貯蔵システムで蓄電できなかった電力量となる。よって、この売電分の電力量が、余剰電力が負の場合における買電に繋がる。
【００２７】
一方、余剰電力が負の場合に蓄電装置を優先して用いると、蓄電装置の蓄電残量が早めに下限値に達してしまい、単位時間当たりに放電可能な電力の小さい水素式電力貯蔵装置でしか放電できない。そのため、需要電力に対して不足する電力を買電することになる。
【００２８】
つまり、余剰電力の正負に関わらず、蓄電装置充電または放電を優先して実行すると、自然エネルギー発電装置の余剰電力を、効率良く蓄積することができず、また、蓄積されたエネルギーを効率良く利用することができず、買電が発生し易くなる。買電の電気料金が売電の電気料金より高い場合には、買電が発生すると電気使用料が高くつくことになる。
【００２９】
本開示の発明者が鋭意検討を行い、買電が発生しないようにするためには、蓄電装置を優先せずに、且つ蓄電装置の蓄電残量が早めに上限値又は下限値に達しないように蓄電装置及び水素式電力貯蔵装置を用いればよいことを知見するに至った。
【００３０】
蓄電装置の蓄電残量が上限値又は下限値に達する時間は、余剰電力が正の場合における蓄電装置の充電電力と水素式電力貯蔵装置の充電電力との比率、又は、余剰電力が負の場合における蓄電装置の放電電力と水素式電力貯蔵装置の放電電力との比率を調整することによって調整できる。
【００３１】
つまり、余剰電力が正の場合における蓄電装置の充電電力と水素式電力貯蔵装置の充電電力との比率、又は、余剰電力が負の場合における蓄電装置の放電電力と水素式電力貯蔵装置の放電電力との比率を調整することによって、買電量、ひいては、電気使用料金を調整することができる。
【００３２】
本開示は、このような知見に基づいてなされたものである。
【００３３】
（本開示の内容）
【００３４】
本開示の第１態様によれば、自然エネルギー発電装置より供給される電力を用いて水素を生成する水素生成装置と、前記水素生成装置により生成された水素を貯蔵する水素貯蔵装置と、前記水素貯蔵装置で貯蔵された水素を用いて発電を行い、発電された電力を負荷に供給する燃料電池システムと、自然エネルギー発電装置より供給される電力を蓄電し、蓄電された電力を前記負荷に供給する蓄電装置と、前記燃料電池システムおよび前記蓄電装置からの前記負荷への電力供給を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記蓄電装置が放電可能な電力よりも前記負荷の需要電力が小さい時間帯において、前記蓄電装置および前記燃料システムのそれぞれから前記負荷に電力を供給する第１の制御を実行する、電力供給システムを提供する。
【００３５】
本開示の第２態様の電力供給システムは、第１態様の電力供給システムにおいて、前記制御装置が、前記蓄電装置が放電可能な電力よりも前記負荷の需要電力が大きい時間帯において、前記蓄電装置から前記負荷に供給される電力を前記蓄電装置が放電可能な電力よりも小さくする第２の制御を実行する、ようにしてもよい。
【００３６】
本開示の第３態様の電力供給システムは、第１または第２態様の電力供給システムにおいて、前記制御装置は、前記蓄電装置が放電可能な電力量よりも、所定期間における前記負荷の需要電力の積算値である需要電力量が大きい場合に、前記第１の制御を実行する、ようにしてもよい。
【００３７】
本開示の第４態様の電力供給システムは、第２態様の電力供給システムにおいて、前記制御装置は、前記蓄電装置が放電可能な電力量よりも、所定期間における前記負荷の需要電力の積算値である需要電力量が大きい場合に、前記第１の制御および前記第２の制御を実行する、ようにしてもよい。
【００３８】
本開示の第５態様によれば、電力系統、自然エネルギー発電装置、蓄電装置、および燃料電池システムから負荷に対して電力を供給する電力供給システムの制御方法において、前記自然エネルギー発電装置の余剰電力を用いて水素生成装置で水素を生成するステップと、前記生成された水素を水素貯蔵装置に貯蔵するステップと、前記貯蔵された水素を用いて前記燃料電池システムで発電を行い、前記負荷に電力を供給するステップと、前記自然エネルギー発電装置の余剰電力を用いて蓄電装置に充電するステップと、前記蓄電装置が放電を行い、前記負荷に電力を供給するステップと、前記蓄電装置が放電可能な電力よりも前記負荷の需要電力が小さい時間帯に、前記蓄電装置および前記燃料電池システムのそれぞれから前記負荷に電力を供給する第１の制御を実行するステップと、を備える、電力供給システムの制御方法を提供する。
【００３９】
本開示の第６態様の電力供給システムの制御方法は、第５態様の制御方法において、前記蓄電装置が放電可能な電力よりも前記負荷の需要電力が大きい時間帯に、前記蓄電装置から前記負荷に供給される電力を前記蓄電装置が放電可能な電力よりも小さくする第２の制御を実行するステップをさらに備える、ようにしてもよい。
【００４０】
本開示の第７態様によれば、電力系統と、自然エネルギー発電装置と、自然エネルギー発電装置の余剰電力を充電する蓄電装置と、前記自然エネルギー発電装置の余剰電力を用いて生成された水素を用い発電を行う燃料電池システムと、から負荷に対して電力を供給する電力供給システムの制御装置において、前記蓄電装置が放電可能な電力よりも前記負荷の需要電力が小さい時間帯において、前記蓄電装置および前記燃料電池システムのそれぞれから前記負荷に電力を供給するように電力の配電比率を設定する配電比率制御部と、前記配電比率制御部により設定された配電比率に基づいて、前記蓄電装置および前記燃料電池システムから前記負荷へ電力を供給するように制御する機器制御部と、を備える、電力供給システムの制御装置を提供する。
【００４１】
本開示の第８態様の電力供給システムの制御装置は、第７態様の制御装置において、前記配電比率制御部は、前記蓄電装置が放電可能な電力よりも前記負荷の需要電力が大きい時間帯において、前記蓄電装置から前記負荷に供給される電力を前記蓄電装置が放電可能な電力よりも小さくするように電力の配電比率を設定する、ようにしてもよい。
【００４２】
本開示の第９態様の電力供給システムの制御装置は、第７または第８態様の制御装置において、前記配電比率制御部は、前記蓄電装置が放電可能な電力量よりも、所定期間における前記負荷の需要電力の積算値である需要電力量が大きい場合に、前記蓄電装置および前記燃料電池システムのそれぞれから前記負荷に電力を供給するように電力の配電比率を設定する、ようにしてもよい。
【００４３】
本開示の第１０態様の電力供給システムの制御装置は、第８態様の制御装置において、前記配電比率制御部は、前記蓄電装置が放電可能な電力量よりも、所定期間における前記負荷の需要電力の積算値である需要電力量が大きい場合に、前記蓄電装置および前記燃料電池システムのそれぞれから前記負荷に電力を供給し、前記蓄電装置から前記負荷に供給される電力を前記蓄電装置が放電可能な電力よりも小さくするように電力の配電比率を設定する、ようにしてもよい。
【００４４】
本開示の第１１態様によれば、自然エネルギー発電装置より供給される電力を用いて水素を生成する水素生成装置と、前記水素生成装置により生成された水素を貯蔵する水素貯蔵装置と、前記水素貯蔵装置で貯蔵された水素を用いて発電を行い、発電された電力を負荷に供給する燃料電池システムと、自然エネルギー発電装置より供給される電力を蓄電し、蓄電された電力を前記負荷に供給する蓄電装置と、前記自然エネルギー発電装置における余剰電力の前記燃料電池システムおよび前記蓄電装置へ供給を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力が前記蓄電装置に充電可能な電力よりも小さい時間帯において、前記蓄電装置および前記水素生成装置のそれぞれに前記余剰電力を供給する第１の制御を実行する、電力供給システムを提供する。
【００４５】
本開示の第１２態様の電力供給システムは、第１１態様の電力供給システムにおいて、前記制御装置は、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力が前記蓄電装置に充電可能な電力よりも大きい時間帯において、前記蓄電装置に供給される前記余剰電力を前記蓄電装置に充電可能な電力よりも小さくする第２の制御を実行する、ようにしてもよい。
【００４６】
本開示の第１３態様の電力供給システムは、第１１または第１２態様の電力供給システムにおいて、前記制御装置は、前記蓄電装置が充電可能な電力量よりも、所定期間における前記自然エネルギー発電装置の余剰電力の積算値である余剰電力量が大きい場合に、前記第１の制御を実行する、ようにしてもよい。
【００４７】
本開示の第１４態様の電力供給システムは、第１２態様の電力供給システムにおいて、前記制御装置は、前記蓄電装置が充電可能な電力量よりも、所定期間における前記自然エネルギー発電装置の余剰電力の積算値である余剰電力量が大きい場合に、前記第１の制御および前記第２の制御を実行する、ようにしてもよい。
【００４８】
本開示の第１５態様によれば、蓄電装置、水素生成装置、および電力系統に対して自然エネルギー発電装置の余剰電力を供給する電力供給システムの制御方法において、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力を用いて前記水素生成装置で水素を生成するステップと、前記生成された水素を水素貯蔵装置に貯蔵するステップと、前記貯蔵された水素を用いて燃料電池システムで発電を行い、負荷に電力を供給するステップと、前記自然エネルギー発電装置の余剰電力を用いて蓄電装置に充電するステップと、前記蓄電装置が放電を行い、前記負荷に電力を供給するステップと、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力が前記蓄電装置に充電可能な電力よりも小さい時間帯において、前記蓄電装置および前記水素生成装置のそれぞれに前記余剰電力を供給する第１の制御を実行するステップと、を備える、電力供給システムの制御方法を提供する。
【００４９】
本開示の第１６態様の電力供給システムの制御方法は、第１５態様の制御方法において、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力が前記蓄電装置に充電可能な電力よりも大きい時間帯において、前記蓄電装置に供給される前記余剰電力を前記蓄電装置に充電可能な電力よりも小さくする第２の制御を実行するステップをさらに備える、ようにしてもよい。
【００５０】
本開示の第１７態様によれば、電力系統と、自然エネルギー発電装置と、前記自然エネルギー発電装置の余剰電力を蓄電し、蓄電された電力を負荷に供給する蓄電装置と、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力を用いて水素を生成する水素生成装置と、前記水素生成装置により生成された水素を貯蔵する水素貯蔵装置と、前記水素貯蔵装置で貯蔵された水素を用いて発電を行い、発電された電力を前記負荷に供給する燃料電池システムと、を含む電力供給システムの制御装置において、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力が前記蓄電装置に充電可能な電力よりも小さい時間帯において、前記蓄電装置および前記水素生成装置のそれぞれに前記余剰電力を供給するように前記余剰電力の給電比率を設定する給電比率制御部と、前記給電比率制御部により設定された給電比率に基づいて、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力を前記前記蓄電装置および前記水素生成装置に供給するように制御する機器制御部と、を備える、電力供給システムの制御装置を提供する。
【００５１】
本開示の第１８態様の電力供給システムの制御装置は、第１７態様の制御装置において、前記給電比率制御部は、前記自然エネルギー発電装置の前記余剰電力が前記蓄電装置に充電可能な電力よりも大きい時間帯において、前記蓄電装置に供給される前記余剰電力を前記蓄電装置に充電可能な電力よりも小さくするように前記余剰電力の給電比率を設定する、ようにしてもよい。
【００５２】
本開示の第１９態様の電力供給システムの制御装置は、第１７または第１８態様の制御装置において、前記給電比率制御部は、前記蓄電装置が充電可能な電力量よりも、所定期間における前記自然エネルギー発電装置の余剰電力の積算値である余剰電力量が大きい場合に、前記蓄電装置および前記水素生成装置のそれぞれに前記余剰電力を供給するように前記余剰電力の給電比率を設定する、ようにしてもよい。
【００５３】
本開示の第２０態様の電力供給システムの制御装置は、第１８態様の制御装置において、前記制御装置は、前記蓄電装置が充電可能な電力量よりも、所定期間における前記自然エネルギー発電装置の余剰電力の積算値であり余剰電力量が大きい場合に、前記蓄電装置および前記水素生成装置のそれぞれに前記余剰電力を供給し、前記蓄電装置に供給される前記余剰電力を前記蓄電装置に充電可能な電力よりも小さくするように前記余剰電力の給電比率を設定する、ようにしてもよい。
【００５４】
以下、本開示を具体化した本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００５５】
（実施形態１）
＜構成＞
図１は、本開示の実施形態１に係る電力供給システムの一例を示す図である。図１を参照すると、自然エネルギー発電装置１０と、貯蔵システム１００と、制御装置８０と、負荷部６０とがエネルギーネットワーク１１０を構成している。このエネルギーネットワーク１１０において、貯蔵システム１００と制御装置８０とが本実施形態１に係る電力供給システムを構成している。負荷部６０の所有主体が「負荷部６０を備える電力需要家６１」である。
【００５６】
貯蔵システム１００は、蓄電装置２０と、水素生成装置３０と、水素貯蔵装置４０と、燃料電池システム５０と、を備える。水素生成装置３０と、水素貯蔵装置４０と、燃料電池システム５０とが、水素式電力貯蔵装置９０を構成している。
【００５７】
エネルギーネットワーク１１０は、電力系統７０に電気的に接続されている。具体的には、自然エネルギー発電装置１０と、蓄電装置２０と、水素生成装置３０と、燃料電池システム５０とが、負荷部６０及び電力系統７０に電力伝達経路７１を介して接続されている。
【００５８】
制御装置８０には、負荷部６０における消費電力（需要電力）の情報が負荷部６０から送られ、自然エネルギー発電装置１０における発電電力の情報が自然エネルギー発電装置１０から送られる。制御装置８０には、貯蔵システム１００における貯蔵電力量の情報が貯蔵システム１００から送られる。具体的には、制御装置８０には、蓄電装置２０の貯蔵電力量、水素貯蔵装置４０の貯蔵水素量の情報が送られる。
【００５９】
制御装置８０は、これらの情報に基づいて、蓄電装置２０、水素生成装置３０、及び燃料電池システム５０の動作を制御する。具体的には、制御装置８０は自然エネルギー発電装置１０から貯蔵システム１００に給電される電力および貯蔵システム１００から負荷部６０へ配電する電力を制御する。
【００６０】
このエネルギーネットワーク１１０の適用対象は、特に限定されないが、離島、工場、商業施設、住宅等が例示される。エネルギーネットワーク１１０の適用対象が住宅である場合、住宅の所有主体が「負荷部６０を備える電力需要家６１」であり、エネルギーネットワーク１１０の所有主体でもある。
【００６１】
以下、これらの要素を詳しく説明する。
【００６２】
＜自然エネルギー発電装置＞
自然エネルギー発電装置１０は、自然エネルギーを利用して発電する装置である。自然エネルギー発電装置１０は、本実施形態では、例えば太陽光を利用して発電する太陽光発電装置である。自然エネルギー発電装置１０は、例えば、風力発電装置や水力発電装置でもよい。
【００６３】
＜貯蔵システム＞
貯蔵システム１００は、自然エネルギー発電装置１０と電力系統７０と負荷部６０とに接続されている。貯蔵システム１００は、自然エネルギー発電装置１０が発電した電力又は電力系統７０から受電した電力を電気エネルギーまたは他の形態のエネルギーとして貯蔵し、貯蔵したエネルギーを負荷部６０へ電力として供給する。貯蔵システム１００への電力の給電及び貯蔵システム１００からの電力の配電は、制御装置８０により制御される。なお、貯蔵システム１００が電力系統７０に接続されていない場合であってもよい。
【００６４】
＜蓄電装置＞
蓄電装置２０は、制御装置８０の制御により、自然エネルギー発電装置１０が発電した電力又は電力系統７０から受電した電力（電気エネルギー）を蓄電する。また蓄電された電力は制御装置８０の制御により負荷部６０又は電力系統７０へ放電（給電）される。蓄電装置２０は貯蔵されている電力量（電荷量）の残量を示すＳＯＣ(State of charge)の情報を制御装置８０へ送る。蓄電装置２０は、例えば、２次電池、コンデンサ等で構成される。なお、蓄電装置２０が電力系統７０に接続されていない場合であってもよい。
【００６５】
＜水素生成装置＞
水素生成装置３０は、制御装置８０の制御により、自然エネルギー発電装置１０が発電した電力又は電力系統７０から受電した電力を使用して水素を生成する。水素生成装置３０は、電気エネルギーを用いて水素を生成する構成を有していればよく、例えば、水の電気分解装置で構成されてもよい。
【００６６】
＜水素貯蔵装置＞
水素貯蔵装置４０は水素生成装置により生成された水素を貯蔵し、貯蔵された水素を放出する。水素貯蔵装置４０は、例えば、水素吸蔵合金、高圧水素タンク、水素をデカリン等に変換して液化した状態で貯蔵する液体化水素貯蔵装置等によって構成されてもよい。本実施形態では、水素貯蔵装置４０が高圧水素タンクで構成される場合を例としている。水素生成装置３０は圧力計などの計測機器（図示省略）を含み、貯蔵されている水素の残量の情報を制御装置８０へ送る。
【００６７】
＜燃料電池システム＞
燃料電池システム５０は、制御装置８０の制御により、水素貯蔵装置４０から放出された水素を利用して発電する。発電された電力は負荷部６０又は電力系統７０へ供給される。燃料電池システム５０として、周知のものを用いることができる。なお、燃料電池システム５０が電力系統７０に接続されていない場合であってもよい。
【００６８】
＜制御装置＞
制御装置８０は、制御機能を有するものであればよく、演算処理部（図示せず）と制御プログラムを記憶する記憶部とを備える。演算処理部が、記憶部に記憶された制御プログラムを読み出して実行することによって、制御装置８０が、所定の制御を行う。演算処理部として、マイクロコントローラ、ＰＬＣ(programmable logic controller)、マイクロプロセッサ、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等が例示される。記憶部としては、メモリが例示される。ここでは、制御装置８０は、例えば、マイクロコントローラで構成される。制御装置８０は、集中制御を行う単独の制御装置で構成されてもよく、互いに協働して分散制御を行う複数の制御装置で構成されてもよい。
【００６９】
制御装置８０は、例えば、自然エネルギー発電装置１０と負荷部６０と電力系統７０とから得られる電力の情報及び貯蔵システム１００から得られる蓄電装置２０及び水素貯蔵装置４０のそれぞれの貯蔵残量の情報に基づいて、自然エネルギー発電装置１０から貯蔵システム１００への電力の給電を制御する。また、制御装置８０は、例えば、上述の電力の情報及び貯蔵残量の情報に基づいて、貯蔵システム１００から負荷部６０への電力の配電を制御する。
【００７０】
具体的には、制御装置８０は、自然エネルギー発電装置１０から水素式電力貯蔵装置９０（すなわち、水素生成装置３０および水素貯蔵装置４０）および蓄電装置２０のそれぞれに供給する電力の比率（供給割合）を制御する蓄積エネルギー制御を実行する。また、制御装置８０は、蓄電装置２０および水素式電力貯蔵装置９０（すなわち、水素貯蔵装置４０および燃料電池システム５０）のそれぞれから負荷部６０に供給する電力の比率（供給割合）を制御する放出エネルギー制御を実行する。制御装置８０は、蓄積エネルギー制御及び放出エネルギー制御で制御された比率に基づいて、蓄電装置２０の充電電力及び放電電力、水素生成装置３０の水素生成量、燃料電池システム５０の発電電力などを制御対象とした制御を行う。制御装置８０は、必要に応じて、水素貯蔵装置４０の貯蔵水素量を貯蔵電力量に換算してもよい。この場合、例えば、燃料電池システム５０で水素貯蔵装置４０の貯蔵水素量の全量を用いて発電したと仮定した場合の発電電力量を、水素貯蔵装置４０の貯蔵電力量としてもよい。
【００７１】
＜負荷部＞
負荷部６０は、例えば住宅の家電機器であり、当該家電機器の使用に応じて電力を消費する。負荷部６０は、少なくとも自然エネルギー発電装置１０と貯蔵システム１００と電力系統７０のうちいずれかより電力が供給され動作する機器である。負荷部６０に供給される電力は電力計などの計測機器（図示せず）によって計測され、計測された電力の情報が制御装置８０へ送られる。
【００７２】
＜電力系統＞
電力系統７０は、自然エネルギー発電装置１０および貯蔵システム１００から負荷部６０へ電力が供給されていないとき、負荷部６０へ電力を供給する。また、自然エネルギー発電装置１０又は貯蔵システム１００から負荷部６０へ供給される電力が負荷部６０の需要電力よりも小さいとき、差分となる電力が電力系統７０から負荷部６０へ供給される。また、自然エネルギー発電装置１０が発電する電力と貯蔵システム１００から配電する電力との合計が、負荷部６０が消費する電力より大きいとき、差分となる電力は電力系統７０へ逆潮流される。電力系統７０からエネルギーネットワーク１１０に受電される電力及びエネルギーネットワーク１１０から電力系統７０へ逆潮流される電力は電力計などの計測機器（図示せず）によって計測され、計測された電力の情報は制御装置８０へ送られる。
【００７３】
＜制御装置の詳細な説明＞
次に、制御装置８０を詳しく説明する。図２は制御装置８０の主要な構成の一例を示す図である。
【００７４】
制御装置８０は、給電電力情報取得部８０ａと、配電電力情報取得部８０ｂと、給電比率制御部８２と、配電比率制御部８３と、機器制御部８４とを含む。これらは、制御装置８０に含まれるプロセッサが、制御装置８０に含まれるメモリに格納された所定のプログラムを読み出して実行することによって実現される機能ブロックである。
【００７５】
給電電力情報取得部８０ａは、蓄電装置２０が単位時間当たりに充電可能な電力及び、水素生成装置３０が単位時間当たりに消費可能な電力に関わる情報を取得する。具体的には、これらの情報は、例えば機器の定格容量であってもよく、また蓄電装置２０においては充電残量や装置内温度、水素生成装置３０においては水素貯蔵装置４０の貯蔵残量や装置温度などによって変動する単位時間当たりに給電可能な電力情報としてもよい。また、これらの情報が機器の定格容量ではなく、例えば、定格容量の９０％というように定格容量に対して制限された値であってもよい。すなわち、これらの情報は、貯蔵システム１００が単位時間当たりに貯蔵可能なエネルギーの最大値に関する情報であればよい。給電電力情報取得部８０ａは取得した単位時間当たりの給電電力情報を上限値として給電比率制御部８２へ通知する。
【００７６】
配電電力情報取得部８０ｂは、蓄電装置２０が単位時間当たりに放電可能な電力及び、燃料電池システム５０が単位時間当たりに発電可能な電力に関わる情報を取得する。具体的には、これらの情報は、例えば機器の定格容量であってもよく、また蓄電装置２０においては充電残量や装置内温度、燃料電池システム５０においては水素貯蔵装置４０の貯蔵残量や装置温度などによって変動する単位時間当たりに配電可能な電力情報としてもよい。また、これらの情報が機器の定格容量ではなく、例えば、定格容量の９０％というように定格容量に対して制限された値であってもよい。すなわち、これらの情報は、貯蔵システム１００が単位時間当たりに放電可能なエネルギーの最大値に関する情報であればよい。配電電力情報取得部８０ｂは、取得した単位時間当たりの配電電力情報を上限値として配電比率制御部８３へ通知する。
【００７７】
給電比率制御部８２は、自然エネルギー発電装置１０から貯蔵システム１００に給電される電力における、蓄電装置２０と水素生成装置３０とのそれぞれに供給する電力の比率（供給割合）を制御する。この供給する電力の比率制御は、給電比率制御部８２が給電電力情報取得部８０ａより取得した単位時間当たりの給電電力情報に基づいて行われる。
【００７８】
例えば、給電比率制御部８２は、自然エネルギー発電装置１０の余剰電力について蓄電装置２０が単位時間当たりに充電可能な電力より小さいときに自然エネルギー発電装置１０から貯蔵システム１００に給電される電力における、蓄電装置２０と水素生成装置３０のそれぞれに給電する電力の比率を制御する機能を備えている。
【００７９】
配電比率制御部８３は、貯蔵システム１００から負荷部６０へ配電される電力における、蓄電装置２０と燃料電池システム５０のそれぞれから配電される電力の比率（供給割合）を制御する。この配電される電力の比率制御は、配電比率制御部８３が配電電力情報取得部８０ｂより取得した単位時間当たりの配電電力情報に基づいて行われる。
【００８０】
例えば、配電比率制御部８３は、負荷部６０の需要電力について蓄電装置２０が単位時間当たりに放電可能な電力より小さいときに、貯蔵システム１００から負荷部６０へ配電される電力における、蓄電装置２０と燃料電池システム５０のそれぞれから配電される電力の比率を制御する機能を備えている。
【００８１】
機器制御部８４は、給電比率制御部８２にて制御された給電比率に基づいて、蓄電装置２０の充電電力、および水素生成装置３０の水素生成量などを制御対象とした制御を行う。また、機器制御部８４は、配電比率制御部８３にて制御された配電比率に基づいて、蓄電装置２０の放電電力、燃料電池システム５０の発電電力などを制御対象とした制御を行う。
【００８２】
なお、制御対象は、貯蔵システム１００に給電する電力及び貯蔵システム１００から配電される電力を制御可能なものであり、例えば、蓄電装置２０の充電電力及び放電電力は一定時間もしくは単位時間あたりの電力量を制御対象としてもよい。また、水素生成装置３０の水素生成量は電力量に換算した値を用いてもよい。この場合、当該生成された水素を生成する際に水素生成装置３０に供給される（入力される）電力量を換算値として用いてもよい。また、水素生成装置に入力される一定時間もしくは単位時間あたりの電力量を制御対象としてもよい。冷却水循環ポンプなどの貯蔵システム１００内の装置の運転に必要な電力を考慮した値を制御対象としてもよい。
【００８３】
また、制御装置８０は、機器制御部８４が分離された構成であってもよい。例えば、制御装置８０から分離された機器制御部８４が、貯蔵システム１００の各装置が設置される付近に設置された構成でもよい。制御装置８０は、例えば、互いに協働して分散制御する第１及び第２の制御装置（図示せず）で構成されていてもよい。このような場合、例えば、第１の制御装置が給電電力情報取得部８０ａと配電電力情報取得部８０ｂと配電比率制御部８３とを含み、第２の制御装置が機器制御部８４を含んでもよい。
【００８４】
＜蓄積エネルギー制御＞
次に、制御装置８０における自然エネルギー発電装置１０から水素式電力貯蔵装置９０および蓄電装置２０に供給する電力の比率を制御する蓄積エネルギー制御の具体的な内容について説明する。
【００８５】
まず、エネルギーネットワーク１１０において、自然エネルギー発電装置１０に発電された電力のうち、負荷部６０の需要電力を超過する分が余剰電力となる。この余剰電力は、貯蔵システム１００にて貯蔵されて、必要なタイミングにて負荷部６０へ配電される。
【００８６】
上述したように、貯蔵システム１００を構成する蓄電装置２０および水素式電力貯蔵装置９０を互いに比較すると、蓄電装置２０は、水素式電力貯蔵装置９０に比べて、単位時間当たりに充電可能な電力が大きく且つ貯蔵可能な電力量が小さい。また、エネルギー効率を考慮すると、水素式電力貯蔵装置９０よりもエネルギー効率の高い蓄電装置２０の充電を優先して行うことが適切である。
【００８７】
このような基本的な各装置の特徴を前提として、説明のために簡素化した余剰電力モデルを用いて、貯蔵システム１００にて余剰電力をどのように分配して蓄積するのかついて説明する。当該説明にあたって、各装置の設備容量について以下のように設定し、Ｔ１からＴ５までの連続する５つの時間帯における余剰電力モデルを用いるものとする。なお、余剰電力モデルにおいて示す数値は電力量を表す指数としている。
単位時間当たりに充電可能な電力／貯蔵可能な電力量（電力総量）
・蓄電装置：          １００／３００
・水素式電力貯蔵装置：１００／１０００
【００８８】
まず、比較例１にかかる蓄積エネルギー制御の内容について、図３Ａに示す余剰電力モデルを用いて説明する。比較例１にかかる蓄積エネルギー制御においては、水素式電力貯蔵装置よりもエネルギー効率の高い蓄電装置への充電を優先して行い、蓄電装置に蓄積できない分を水素式電力貯蔵装置へ供給し、水素式電力貯蔵装置に蓄積できない分を売電へと供給する制御方法が採用されている。
【００８９】
図３Ａに示す比較例１の余剰電力モデルでは、時間帯Ｔ１からＴ５における余剰電力、蓄電装置への給電電力、水素式電力貯蔵装置への給電電力、および電力系統を通じて売電される電力を示している。図３Ａに示すように、時間帯Ｔ１からＴ５において、余剰電力が比較的少ない状況では、エネルギー効率の高い蓄電装置へ全ての余剰電力が給電されている。そのため、水素式電力貯蔵装置および売電には余剰電力は供給されていない。
【００９０】
次に、比較例２にかかる蓄積エネルギー制御の内容について、図３Ｂに示す余剰電力モデルを用いて説明する。図３Ｂに示す比較例２の余剰電力モデルでは、時間帯Ｔ１からＴ５における余剰電力が比較例１と比べて多く生じている状況である。比較例２においても、比較例１と同じ制御方法が採用されている。
【００９１】
まず、時間帯Ｔ１では、余剰電力８０が全て蓄電装置へ供給されて蓄電されており、水素式電力貯蔵装置および売電には余剰電力は供給されていない。次に、時間帯Ｔ２では、余剰電力が１４０と増加し、蓄電装置において単位時間当たりに充電可能な電力１００については蓄電装置に供給されて、余剰電力の残り分４０については水素式電力貯蔵装置に供給されて水素として蓄積される。同様に、時間帯Ｔ３では、余剰電力１８０に対して、蓄電装置において単位時間当たりに充電可能な電力１００については蓄電装置に供給されて、余剰電力の残り分８０については水素式電力貯蔵装置に供給されて水素として蓄積される。
【００９２】
次に、時間帯Ｔ４では、蓄電装置において貯蔵可能な電力量の上限までの電力２０が蓄電装置に供給される。一方、余剰電力の残り分１２０に対して、水素式電力貯蔵装置において単位時間当たりに充電可能な電力１００については水素式電力貯蔵装置に供給されて、余剰電力の残り分２０については売電に供給される。同様に、時間帯Ｔ５では、蓄電装置に余剰電力を供給することができず、余剰電力１１０に対して、水素式電力貯蔵装置において単位時間当たりに充電可能な電力１００については水素式電力貯蔵装置に供給されて、余剰電力の残り分１０については売電に供給される。
【００９３】
比較例２の蓄積エネルギー制御では、時間帯Ｔ１からＴ５までの余剰電力量６５０に対して、蓄電装置に電力量３００が蓄積され、水素式電力貯蔵装置に電力量３２０が蓄積されている。水素式電力貯蔵装置は貯蔵可能な電力量にまだ余裕がある（蓄積電力量６８０の余裕有り）にも拘わらず、売電に電力量３０が供給されている。
【００９４】
次に、本実施形態１にかかる蓄積エネルギー制御について、図４に示すフローチャートと、図５Ａおよび５Ｂに示す実施例１にかかる余剰電力モデルを用いて説明する。なお、以下に説明する制御は、給電電力情報取得部８０ａ、給電比率制御部８２、および機器制御部８４を含む制御装置８０により実行される。
【００９５】
図４のステップＳ１において、蓄電装置２０および水素式電力貯蔵装置９０への余剰電力の供給割合（すなわち、給電する電力の比率）が初期設定される。具体的には、給電比率制御部８２において、供給割合の初期設定として、蓄電装置２０：１００％、水素式電力貯蔵装置９０：０％が予め設定されており、この初期設定の供給割合が用いられる。
【００９６】
次に、自然エネルギー発電装置１０における余剰電力量の予測値の情報が取得される（ステップＳ２）。この余剰電力量の予想値は、ユーザが入力して設定してもよい。また、過去の蓄積データに基づいて設定されるものであってもよく、１年における季節や１日の時間帯などに基づいて設定されるものであってもよい。余剰電力量の予測値は時間帯毎、例えば、時間帯Ｔ１からＴ５の個々の時間帯毎に設定される。なお、図５Ａ、図５Ｂに示す実施例１の余剰電力モデルでは、時間帯Ｔ１からＴ５における余剰電力が比較例２の余剰電力モデルと同じとしている。図５Ａの余剰電力モデルは、時間帯Ｔ１からＴ５において、余剰電力量の予測値に対して、初期設定の供給割合にて余剰電力を配分した状態（すなわち、蓄電装置２０へ１００％配分した状態）を示している。余剰電力量とは、所定期間における自然エネルギー発電装置１０の余剰電力の積算値のことである。所定期間が時間帯Ｔ１からＴ５の個々の時間帯であってもよく、連続する複数の時間帯であってもよい。例えば、所定期間を時間帯Ｔ１からＴ５とする場合には、余剰電力量を時間帯Ｔ１からＴ５までの余剰電力量の合計値と称してもよい。
【００９７】
次に、時間帯Ｔ１からＴ５までの余剰電力量の予測値の合計値が、蓄電装置２０に貯蔵可能な電力量（電力総量）以内であるかどうかが判断される（ステップＳ３）。この判断は、例えば、制御装置８０において、給電電力情報取得部８０ａにて取得された蓄電装置２０の充電残量や機器の定格容量などに基づいて、蓄電装置２０に貯蔵可能な電力量が算出されることにより行われる。時間帯Ｔ１からＴ５までの余剰電力量の予測値の合計値が、蓄電装置２０に貯蔵可能な電力量以内であると判断される場合には、各時間帯における余剰電力の供給割合を、初期設定の通りとして、給電比率制御部８２にて決定する（ステップＳ９）。その後、機器制御部８４により、決定された余剰電力の供給割合に基づいて、蓄電装置２０および水素式電力貯蔵装置９０への余剰電力の供給が制御される。
【００９８】
本実施例１では、時間帯Ｔ１からＴ５までの余剰電力量の予測値の合計値６５０が、蓄電装置２０に貯蔵可能な電力量３００を超過していると判断される。そのため、ステップＳ９に移行することなく、ステップＳ４へと移行する。
【００９９】
ステップＳ４において、時間帯Ｔ１からＴ５までの余剰電力量の予測値の合計値に対して蓄電装置２０に貯蔵可能な電力量を超えている分が、水素式電力貯蔵装置９０へ振り分けられるように、給電比率制御部８２にて供給割合を一律に変更する。例えば、余剰電力量の予測値の合計値６５０に対して、蓄電装置２０に貯蔵可能な電力量３００を超過している電力量３５０を、水素式電力貯蔵装置９０へ振り分ける。このとき、時間帯Ｔ１からＴ５において、供給割合は一律（一定の値）に変更して設定される。具体的には、余剰電力の蓄電装置２０への供給量と、水素式電力貯蔵装置９０への供給量との割合が、４６．２：５３．８に設定される。図５Ｂの余剰電力モデルは、時間帯Ｔ１からＴ５において、余剰電力の蓄電装置２０への供給量と水素式電力貯蔵装置９０への供給量との割合が、４６．２：５３．８に設定されたものを示している。
【０１００】
次に、各時間帯Ｔ１からＴ５における蓄電装置２０への余剰電力の供給量が、蓄電装置２０において単位時間当たりに充電可能な電力量以内であるかどうかが判断される（ステップＳ５）。蓄電装置２０への余剰電力の供給量が単位時間当たりに充電可能な電力量を越えていると判断される場合には、ステップＳ６にて、超過した時間帯において超過した電力量が水素式電力貯蔵装置９０へと配分される。本実施例１では、時間帯Ｔ１からＴ５において、蓄電装置２０への余剰電力の供給量が、単位時間当たりに充電可能な電力量１００以内であると判断されるため、ステップＳ７へと移行する。
【０１０１】
次に、各時間帯Ｔ１からＴ５における水素式電力貯蔵装置９０への余剰電力の供給量が、水素式電力貯蔵装置９０において単位時間当たりに充電可能な電力量以内であるかどうかが判断される（ステップＳ７）。水素式電力貯蔵装置９０への余剰電力の供給量が単位時間当たりに充電可能な電力量を越えていると判断される場合には、ステップＳ８にて、超過した時間帯において超過した電力量が売電へと配分される。本実施例１では、時間帯Ｔ１からＴ５において、水素式電力貯蔵装置９０への余剰電力の供給量が、単位時間当たりに充電可能な電力量１００以内であると判断されるため、ステップＳ９へと移行する。
【０１０２】
ステップＳ９において、時間帯Ｔ１からＴ５における余剰電力の供給割合が給電比率制御部８２にて決定され、機器制御部８４により、決定された余剰電力の供給割合に基づいて、蓄電装置２０、水素式電力貯蔵装置９０、および売電への余剰電力の供給が制御される。本実施例１では、図５Ｂの余剰電力モデルの通りに余剰電力の供給割合が決定され、決定された供給割合にて蓄積エネルギー制御が行われる。
【０１０３】
なお、上述した本実施形態の蓄積エネルギー制御の方法は一例であり、本実施形態の効果を奏するようにその他様々な方法を採用してもよい。例えば、制御装置８０が、自然エネルギー発電装置１０の余剰電力が蓄電装置２０に充電可能な電力よりも小さい時間帯において、蓄電装置２０および水素生成装置３０のそれぞれに余剰電力を供給する第１の制御を実行するような制御方法を採用してもよい。また、例えば、制御装置８０が、自然エネルギー発電装置１０の余剰電力が蓄電装置２０に充電可能な電力よりも大きい時間帯において、蓄電装置２０に供給される余剰電力を蓄電装置２０に充電可能な電力よりも小さくする第２の制御を実行するような制御方法を採用してもよい。上述の実施例１では、時間帯Ｔ１における電力の供給割合の制御が第１の制御に該当し、時間帯Ｔ２からＴ５における電力の供給割合の制御が第２の制御に該当する。
【０１０４】
また、例えば、制御装置８０が、蓄電装置２０が充電可能な電力量よりも自然エネルギー発電装置１０の余剰電力量が大きい場合に第１の制御を実行してもよい。また、例えば、制御装置８０が、蓄電装置２０が充電可能な電力量よりも自然エネルギー発電装置１０の余剰電力量が大きい場合に第１の制御および第２の制御を実行してもよい。上述の実施例１では、時間帯Ｔ１からＴ５までの需要電力量に基づいて、制御装置８０が第１の制御および第２の制御を実行している。
【０１０５】
＜放出エネルギー制御＞
次に、制御装置８０における蓄電装置２０および燃料電池システム５０から負荷部６０に供給する電力の比率を制御する放出エネルギー制御の具体的な内容について説明する。
【０１０６】
エネルギーネットワーク１１０において、自然エネルギー発電装置１０に発電された電力のうち、負荷部６０の需要電力を超過する余剰電力が、貯蔵システム１００にて貯蔵される。貯蔵システム１００に貯蔵された電力は、負荷部６０の需要電力に応じて負荷部６０に配電される。
【０１０７】
上述したように、貯蔵システム１００を構成する蓄電装置２０および水素式電力貯蔵装置９０を互いに比較すると、蓄電装置２０は、水素式電力貯蔵装置９０に比べて、単位時間当たりに放電可能な電力が大きく且つ貯蔵可能な電力量が小さい。また、エネルギー効率を考慮すると、水素式電力貯蔵装置９０よりもエネルギー効率の高い蓄電装置２０の放電を優先して行うことが適切である。
【０１０８】
このような基本的な各装置の特徴を前提として、説明のために簡素化した需要電力モデルを用いて、貯蔵システム１００に貯蔵された電力を負荷部６０の需要電力に対してどのように分配するのかついて説明する。当該説明にあたって、各装置の設備容量について以下のように設定し、Ｔ１１からＴ１５までの連続する５つの時間帯における需要電力モデルを用いるものとする。なお、需要電力モデルにて示す数値は電力量を表す指数としている。
単位時間当たりに放電可能な電力／貯蔵可能な電力量（電力総量）
・蓄電装置：          １００／３００
・水素式電力貯蔵装置：１００／１０００
【０１０９】
まず、比較例３にかかる放出エネルギー制御の内容について、図６Ａに示す需要電力モデルを用いて説明する。比較例３にかかる放出エネルギー制御においては、水素式電力貯蔵装置よりもエネルギー効率の高い蓄電装置からの放電を優先して行っている。蓄電装置により賄うことができない分を水素式電力貯蔵装置から供給し、さらに水素式電力貯蔵装置から賄うことができない分を買電により供給する制御方法が採用されている。
【０１１０】
図６Ａに示す比較例３の需要電力モデルでは、時間帯Ｔ１１からＴ１５における需要電力、蓄電装置からの配電電力、水素式電力貯蔵装置からの配電電力、および電力系統を通じて買電される電力を示している。図６Ａに示すように、時間帯Ｔ１１からＴ１５において、需要電力が比較的少ない状況では、エネルギー効率の高い蓄電装置から全ての需要電力に対して配電されている。そのため、水素式電力貯蔵装置および買電からは需要電力に対して配電されていない。
【０１１１】
次に、比較例４にかかる放出エネルギー制御の内容について、図６Ｂに示す需要電力モデルを用いて説明する。図６Ｂに示す比較例４の需要電力モデルでは、時間帯Ｔ１１からＴ１５における需要電力が比較例３と比べて多く生じている状況である。比較例４においても、比較例３と同じ制御方法が採用されている。
【０１１２】
まず、時間帯Ｔ１１では、需要電力８０に対して全て蓄電装置から配電されており、水素式電力貯蔵装置および買電からは需要電力に対して配電されていない。次に、時間帯Ｔ１２では、需要電力が１２０と増加し、蓄電装置において単位時間当たりに放電可能な電力１００については蓄電装置から配電される。一方、需要電力に対する不足分２０については水素式電力貯蔵装置から配電される。同様に、時間帯Ｔ１３では、需要電力１１０に対して、蓄電装置において単位時間当たりに放電可能な電力１００については蓄電装置から配電されて、不足分１０については水素式電力貯蔵装置から配電される。
【０１１３】
次に、時間帯Ｔ１４では、需要電力１３０に対して、蓄電装置において貯蔵されている電力量の上限までの電力２０が蓄電装置から配電される。一方、不足分１１０に対して、水素式電力貯蔵装置において単位時間当たりに放電可能な電力１００については水素式電力貯蔵装置から配電される。残りの電力１０については買電から配電される。同様に、時間帯Ｔ１５では、需要電力に対して蓄電装置からは配電することができず、需要電力１３０に対して、水素式電力貯蔵装置において単位時間当たりに放電可能な電力１００については水素式電力貯蔵装置から配電されて、不足分３０については買電から配電される。
【０１１４】
比較例４の放出エネルギー制御では、時間帯Ｔ１１からＴ１５までの需要電力量（合計）５７０に対して、蓄電装置から電力量３００が配電され、水素式電力貯蔵装置から電力量２３０が配電されている。水素式電力貯蔵装置には貯蔵されている電力量が残っている（貯蔵電力量７７０が残っている）にも拘わらず、買電から電力量４０が供給されている。
【０１１５】
次に、本実施形態１にかかる放出エネルギー制御について、図７に示すフローチャートと、図８Ａおよび８Ｂに示す実施例１にかかる需要電力モデルを用いて説明する。なお、以下に説明する制御は、配電電力情報取得部８０ｂ、配電比率制御部８３、および機器制御部８４を含む制御装置８０により実行される。
【０１１６】
図７のステップＳ１１において、蓄電装置２０および水素式電力貯蔵装置９０からの需要電力に対する供給割合（すなわち、配電される電力の比率）が初期設定される。具体的には、配電比率制御部８３において、供給割合の初期設定として、蓄電装置２０から１００％、水素式電力貯蔵装置９０から０％が予め設定されており、この初期設定の供給割合が用いられる。なお、本実施形態１において水素式電力貯蔵装置９０から負荷部６０への配電とは、具体的には燃料電池システム５０から負荷部６０への配電のことである。また、水素式電力貯蔵装置９０において蓄積されている放電可能な電力量とは、水素貯蔵装置４０に蓄積されている水素を用いて、燃料電池システム５０から放電可能な電力量のことである。
【０１１７】
次に、負荷部６０における需要電力量の予測値の情報が取得される（ステップＳ１２）。この需要電力量の予想値は、ユーザが入力して設定してもよい。また、過去の蓄積データに基づいて設定されるものであってもよく、１年における季節や１日の時間帯などに基づいて設定されるものであってもよい。需要電力量の予測値は時間帯毎、例えば、時間帯Ｔ１１からＴ１５の個々の時間帯毎に設定される。なお、図８Ａ、図８Ｂに示す実施例１の需要電力モデルでは、時間帯Ｔ１１からＴ１５における需要電力が比較例４の需要電力モデルと同じとしている。図８Ａの需要電力モデルは、時間帯Ｔ１１からＴ１５において、需要電力量の予測値に対して、初期設定の供給割合にて配電電力を配分した状態（すなわち、蓄電装置２０から１００％配電した状態）を示している。需要電力量とは、所定期間における負荷部６０の需要電力の積算値のことである。所定期間が時間帯Ｔ１１からＴ１５の個々の時間帯であってもよく、連続する複数の時間帯であってもよい。例えば、所定期間を時間帯Ｔ１１からＴ１５とする場合には、需要電力量を時間帯Ｔ１１からＴ１５までの需要電力量の合計値と称してもよい。
【０１１８】
次に、時間帯Ｔ１１からＴ１５までの需要電力量の予測値の合計値が、蓄電装置２０から放電可能な電力量（電力総量）以内であるかどうかが判断される（ステップＳ１３）。この判断は、例えば、制御装置８０において、配電電力情報取得部８０ｂにて取得された蓄電装置２０の充電残量や機器の定格容量などに基づいて、蓄電装置２０にて放電可能な電力量が算出されることにより行われる。時間帯Ｔ１１からＴ１５までの需要電力量の予測値の合計値が、蓄電装置２０が放電可能な電力量以内であると判断される場合には、各時間帯における需要電力に対する電力の供給割合を、初期設定の通りとして、配電比率制御部８３にて決定する（ステップＳ１９）。その後、機器制御部８４により、決定された需要電力に対する電力の供給割合に基づいて、蓄電装置２０および水素式電力貯蔵装置９０から負荷部６０への電力の供給が制御される。
【０１１９】
本実施例１では、時間帯Ｔ１１からＴ１５までの需要電力量の予測値の合計値５７０が、蓄電装置２０における放電可能な電力量３００を超過していると判断される。そのため、ステップＳ１９に移行することなく、ステップＳ１４へと移行する。
【０１２０】
ステップＳ１４において、時間帯Ｔ１１からＴ１５までの需要電力量の予測値の合計値に対して蓄電装置２０にて放電可能な電力量を超えている分が、水素式電力貯蔵装置９０、すなわち燃料電池システム５０へ振り分けられるように、配電比率制御部８３にて供給割合を一律に変更する。例えば、需要電力量の予測値の合計値５７０に対して、蓄電装置２０にて放電可能な電力量３００を超過している電力量２７０を、燃料電池システム５０へ振り分ける。このとき、時間帯Ｔ１１からＴ１５において、供給割合は一律（一定の値）に変更して設定される。具体的には、需要電力に対する蓄電装置２０からの配電量と、燃料電池システム５０からの配電量との割合が、５２．６：４７．４に設定される。図８Ｂの需要電力モデルは、時間帯Ｔ１１からＴ１５において、需要電力に対する蓄電装置２０からの配電量と燃料電池システム５０からの配電量との割合が、５２．６：４７．４に設定されたものを示している。
【０１２１】
次に、各時間帯Ｔ１１からＴ１５における蓄電装置２０からの配電量（供給電力量）が、蓄電装置２０において単位時間当たりに放電可能な電力量（単位時間当たりの最大放電容量）以内であるかどうかが判断される（ステップＳ１５）。蓄電装置２０からの配電量が単位時間当たりに放電可能な電力量を越えていると判断される場合には、ステップＳ１６にて、超過した時間帯において超過した電力量が燃料電池システム５０へと配分される。本実施例１では、時間帯Ｔ１１からＴ１５において、蓄電装置２０からの配電量が、単位時間当たりに放電可能な電力量１００以内であると判断されるため、ステップＳ１７へと移行する。
【０１２２】
次に、各時間帯Ｔ１１からＴ１５における燃料電池システム５０からの配電量（供給電力量）が、燃料電池システム５０において単位時間当たりに放電可能な電力量（単位時間当たりの最大放電容量）以内であるかどうかが判断される（ステップＳ１７）。燃料電池システム５０からの配電量が単位時間当たりに放電可能な電力量を越えていると判断される場合には、ステップＳ１８にて、超過した時間帯において超過した電力量が買電にて補われるように供給割合が再設定される。本実施例１では、時間帯Ｔ１１からＴ１５において、燃料電池システム５０からの配電量が、単位時間当たりに放電可能な電力量１００以内であると判断されるため、ステップＳ１９へと移行する。
【０１２３】
ステップＳ１９において、時間帯Ｔ１１からＴ１５における需要電力に対する電力の供給割合が配電比率制御部８３にて決定され、機器制御部８４により、決定された電力の供給割合に基づいて、蓄電装置２０、水素式電力貯蔵装置９０、および買電からの電力の供給が制御される。本実施例１では、図８Ｂの需要電力モデルの通りに需要電力に対する電力の供給割合が決定され、決定された供給割合にて放出エネルギー制御が行われる。
【０１２４】
なお、上述した本実施形態の放出エネルギー制御の方法は一例であり、本実施形態の効果を奏するようにその他様々な方法を採用してもよい。例えば、制御装置８０が、蓄電装置２０が放電可能な電力よりも負荷部６０の需要電力が小さい時間帯において、蓄電装置２０および燃料電池システム５０のそれぞれから負荷部６０に電力を供給する第１の制御を実行するような制御方法を採用してもよい。また、例えば、制御装置８０が、蓄電装置２０が放電可能な電力よりも負荷部６０の需要電力が大きい時間帯において、蓄電装置２０から負荷部６０に配電される電力を蓄電装置２０が放電可能な電力よりも小さくする第２の制御を実行するような制御方法を採用してもよい。上述の実施例１では、時間帯Ｔ１１における電力の供給割合の制御が第１の制御に該当し、時間帯Ｔ１２からＴ１５における電力の供給割合の制御が第２の制御に該当する。
【０１２５】
また、例えば、制御装置８０が、蓄電装置２０が放電可能な電力量よりも負荷部６０の需要電力量が大きい場合に第１の制御を実行してもよい。また、例えば、制御装置８０が、蓄電装置２０が放電可能な電力量よりも負荷部６０の需要電力量が大きい場合に第１の制御および第２の制御を実行してもよい。上述の実施例１では、時間帯Ｔ１１からＴ１５までの需要電力量に基づいて、制御装置８０が第１の制御および第２の制御を実行している。
【０１２６】
蓄積エネルギー制御において、エネルギー効率の良い蓄電装置を単に優先的に利用するという比較例２の制御方法では、水素式電力貯蔵装置にて貯蔵可能な電力量にまだ余裕があるにも拘わらず、売電へと電力が供給されることになる。このように自然エネルギー発電装置にて発電された余剰電力が、貯蔵システムの貯蔵容量に余裕があるにも拘わらず蓄積されずに売電されことになると、エネルギーの蓄積ロスが生じることになり、余剰エネルギーの蓄積効率を高めることができない。
【０１２７】
また、放出エネルギー制御において、エネルギー効率の良い蓄電装置を単に優先的に利用するという比較例４の制御方法では、水素式電力貯蔵装置には貯蔵されている電力量がまだ残っているにも拘わらず、買電から電力が供給されることになる。このように自然エネルギー発電装置にて発電された余剰電力を蓄積している貯蔵システムにおいて蓄積エネルギーに余裕があるにも拘わらず買電から電力を供給することになると、蓄積エネルギーの利用ロスが生じ、蓄積エネルギーの利用効率を高めることができない。
【０１２８】
これに対して、本実施形態１の実施例１の蓄積エネルギー制御では、エネルギー効率の良い蓄電装置２０を優先的に利用することを前提としながらも、所定の条件（例えば、図４のステップＳ３）を満たす場合には、蓄電装置２０の蓄積量に余裕を持たせながら水素式電力貯蔵装置９０に分配してエネルギーを蓄積するようにしている。これにより、蓄電装置２０の蓄電量が上限値に達する時間を、比較例２に比して遅くすることができる。その結果、売電へと供給される余剰電力を減少させることができ、エネルギーの蓄積ロスを低減でき、余剰エネルギーの蓄積効率を向上させることができる。
【０１２９】
また、本実施形態１の実施例１の放出エネルギー制御では、エネルギー効率の良い蓄電装置２０を優先的に利用することを前提としながらも、所定の条件（例えば、図７のステップＳ１３）を満たす場合には、蓄電装置２０の蓄電量に余裕を持たせながら水素式電力貯蔵装置９０から配電するようにしている。これにより、蓄電装置２０の蓄電量が下限値に達する時間を、比較例４に比して遅くすることができる。その結果、需要電力に対して買電から供給される電力を減少させることができ、蓄積エネルギーの利用ロスを低減でき、蓄積エネルギーの利用効率を高めることができる。
【０１３０】
以上に説明したように、実施形態１によれば、制御装置８０が、自然エネルギー発電装置１０の余剰電力を、蓄電装置２０の充電のための空き容量がなくなる前に蓄電装置２０と水素式電力貯蔵装置９０とを併用して受電している。そのため、蓄電装置２０を単に優先して受電する場合に比べて、売電により余剰電力の蓄積ロスが発生する可能性を低くすることができる。よって、負荷部６０に需要電力が生じた際に、貯蔵システム１００から供給できる電力量を増やすことができ、効率的なエネルギー制御を行うことが可能になる。
【０１３１】
また、負荷部６０に需要電力が生じた際に、制御装置８０が、蓄電装置２０の蓄電残量が下限値に達する前に蓄電装置２０と燃料電池システム５０とを併用して負荷部６０に配電するようにしている。そのため、蓄電装置２０を単に優先して配電する場合に比べて、買電量が増加する可能性を低くすることができる。よって、負荷部６０に需要電力が生じた際に、貯蔵システム１００から供給できる電力量を増やすことができ、効率的なエネルギー制御を行うことが可能になる。
【０１３２】
（実施形態２）
次に、本開示の実施形態２に係る電力供給システムの制御方法について説明する。上述の実施形態１では、余剰電力量の予測値の合計値に対して、蓄電装置に貯蔵可能な電力量を超過している電力量を水素式電力貯蔵装置へ振り分ける際に、全ての時間帯において電力の供給割合を一律に変更する場合を例としていた。また、同様に、需要電力量の予測値の合計値に対して、蓄電装置にて放電可能な電力量を超過している電力量を燃料電池システムへ振り分ける際に、全ての時間帯において電力の供給割合を一律に変更する場合を例としていた。本開示の電力供給システムの制御方法は、このような場合に限られない。本実施形態２では、全ての時間帯のうち、水素式電力貯蔵装置または燃料電池システムを１００％供給とする時間帯と、電力の供給割合を一律に設定する時間帯とが含まれるような制御方法を採用している場合を例として説明する。なお、以降の説明において、実施形態１の電力供給システムと実質的に同じ構成については、同じ参照符号およびステップ符号等を付して、その説明を省略する。以降、実施形態１との相違点を中心に説明を行う。
【０１３３】
＜蓄積エネルギー制御＞
本実施形態２にかかる蓄積エネルギー制御について、図９に示すフローチャートと、図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃに示す実施例２にかかる余剰電力モデルを用いて説明する。なお、以下に説明する制御は、エネルギーネットワーク１１０が備える制御装置８０により実行される。
【０１３４】
図９のステップＳ２１において、蓄電装置２０への余剰電力の供給を開始する時間帯Ｔｋを設定する。制御装置８０により蓄積エネルギー制御を行う対象となっている時間帯が時間帯Ｔ１〜Ｔｎ（ｎは自然数）であり、時間帯Ｔｋ（ｋは１〜ｎの範囲にて設定された値）は、制御対象となっている時間帯Ｔ１〜Ｔｎのいずれかの時間帯である。ステップＳ２１では、初期設定としてｋ＝１に設定される。なお、本実施例２の余剰電力モデルでは、ｎ＝５、すなわち、制御対象の時間帯がＴ１〜Ｔ５である場合を例としている。
【０１３５】
次に、ステップＳ１にて、時間帯Ｔｋ〜Ｔｎ、すなわち、全ての時間帯Ｔ１〜Ｔ５において、蓄電装置２０および水素式電力貯蔵装置９０への余剰電力の供給割合が、蓄電装置２０：１００％、水素式電力貯蔵装置９０：０％に設定される。
【０１３６】
その後、ステップＳ２〜Ｓ８の処理（実施形態１参照）が行われる。これらの処理が行われた結果の余剰電力モデル（ｋ＝１の場合）を図１０Ａに示す。ステップＳ４において、余剰電力量の予測値の合計値８５０に対して、蓄電装置２０に貯蔵可能な電力量３００を超過している電力量５５０を水素式電力貯蔵装置９０へ振り分ける。このとき、時間帯Ｔｋ〜Ｔｎ、すなわち、全ての時間帯Ｔ１〜Ｔ５において一律の供給割合にて行われる。具体的には、時間帯Ｔ１からＴ５において、余剰電力の蓄電装置２０への供給量と水素式電力貯蔵装置９０への供給量との割合が、３５．３：６４．７に設定される。また、水素式電力貯蔵装置９０にて充電可能な電力量を超過している電力量は、売電へと配分される。図１０Ａに示すように、時間帯Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４において売電への電力供給が生じている。
【０１３７】
次に、ステップＳ２２において、時間帯Ｔ１〜Ｔｎ、すなわち全ての時間帯Ｔ１〜Ｔ５の売電総量Ｓｋが０であるかどうかが判断される。図１０Ａに示すように、売電総量Ｓ１（ｋ＝１）は１０１であるため、ステップＳ２３へ移行する。なお、時間帯Ｔ１〜Ｔｎの売電総量Ｓｋが０である場合には、ステップＳ９へ移行し、ステップＳ９にて余剰電力の供給割合が決定される。
【０１３８】
次に、ステップＳ２３において、売電総量の比較が行われ、売電総量Ｓｋ−１＜売電総量Ｓｋであるかどうかが判断される。ｋ＝１であり、ｋ−１の場合が存在しないため、上記関係式を満たさないものと判断され、ステップＳ２４に移行する。
【０１３９】
次に、ステップＳ２４において、ｋ＝ｋ＋１に設定、すなわちｋ＝２に設定する。その後、ステップＳ２５にて、時間帯Ｔ１〜Ｔｋ−１、すなわち時間帯Ｔ１において余剰電力の供給割合が、蓄電装置２０：０％、水素式電力貯蔵装置９０：１００％に設定される。また、時間帯Ｔｋ〜Ｔｎ、すなわち時間帯Ｔ２〜Ｔ５において余剰電力の供給割合が、蓄電装置２０：１００％、水素式電力貯蔵装置９０：０％に設定される。
【０１４０】
その後、ステップＳ２〜Ｓ８の処理が行われる。これらの処理が行われた結果の余剰電力モデル（ｋ＝２の場合）を図１０Ｂに示す。ステップＳ４にて、時間帯Ｔｋ〜Ｔｎ、すなわち時間帯Ｔ２〜Ｔ５において、余剰電力量の予測値の合計値７７０に対して、蓄電装置２０に貯蔵可能な電力量３００を超過している電力量４７０を水素式電力貯蔵装置９０へ振り分ける。具体的には、時間帯Ｔ２からＴ５において、余剰電力の蓄電装置２０への供給量と水素式電力貯蔵装置９０への供給量との割合が、３９．０：６１．０に設定される。また、水素式電力貯蔵装置９０にて充電可能な電力量を超過している電力量は、売電へと配分される。図１０Ｂに示すように、時間帯Ｔ３、Ｔ４において売電への電力供給が生じている。
【０１４１】
次に、ステップＳ２２において、時間帯Ｔ１〜Ｔｎ、すなわち全ての時間帯Ｔ１〜Ｔ５の売電総量Ｓｋが０であるかどうかが判断される。図１０Ｂに示すように、売電総量Ｓ２（ｋ＝２）は８０であるため、ステップＳ２３へ移行する。
【０１４２】
次に、ステップＳ２３において、売電総量の比較が行われ、売電総量Ｓｋ−１＜売電総量Ｓｋであるかどうかが判断される。売電総量Ｓ１＝１０１と、売電総量Ｓ２＝８０とが比較されて、上記関係式を満たさないものと判断され、ステップＳ２４に移行する。
【０１４３】
次に、ステップＳ２４において、ｋ＝ｋ＋１に設定、すなわちｋ＝３に設定する。その後、ステップＳ２５にて、時間帯Ｔ１〜Ｔｋ−１、すなわち時間帯Ｔ１〜Ｔ２において余剰電力の供給割合が、蓄電装置２０：０％、水素式電力貯蔵装置９０：１００％に設定される。また、時間帯Ｔｋ〜Ｔｎ、すなわち時間帯Ｔ３〜Ｔ５において余剰電力の供給割合が、蓄電装置２０：１００％、水素式電力貯蔵装置９０：０％に設定される。
【０１４４】
その後、ステップＳ２〜Ｓ８の処理が行われる。これらの処理が行われた結果の余剰電力モデル（ｋ＝３の場合）を図１０Ｃに示す。ステップＳ４にて、時間帯Ｔｋ〜Ｔｎ、すなわち時間帯Ｔ３〜Ｔ５において、余剰電力量の予測値の合計値６１０に対して、蓄電装置２０に貯蔵可能な電力量３００を超過している電力量３１０を水素式電力貯蔵装置９０へ振り分ける。具体的には、時間帯Ｔ３からＴ５において、余剰電力の蓄電装置２０への供給量と水素式電力貯蔵装置９０への供給量との割合が、４９．２：５０．８に設定される。また、水素式電力貯蔵装置９０にて充電可能な電力量を超過している電力量は、売電へと配分される。図１０Ｃに示すように、時間帯Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４において売電への電力供給が生じている。
【０１４５】
次に、ステップＳ２２において、時間帯Ｔ１〜Ｔｎ、すなわち全ての時間帯Ｔ１〜Ｔ５の売電総量Ｓｋが０であるかどうかが判断される。図１０Ｃに示すように、売電総量Ｓ３（ｋ＝３）は１２０であるため、ステップＳ２３へ移行する。
【０１４６】
次に、ステップＳ２３において、売電総量の比較が行われ、売電総量Ｓｋ−１＜売電総量Ｓｋであるかどうかが判断される。売電総量Ｓ２＝８０と、売電総量Ｓ３＝１２０とが比較されて、上記関係式を満たすものと判断され、ステップＳ２６に移行する。
【０１４７】
ステップＳ２６において、時間帯Ｔ１からＴ５における余剰電力の供給割合がｋ＝ｋ−１の場合、すなわち、ｋ＝２の場合の供給割合（図１０Ｂ）として、給電比率制御部８２にて決定される。決定された余剰電力の供給割合に基づいて、機器制御部８４により、蓄電装置２０、水素式電力貯蔵装置９０、および売電への余剰電力の供給が制御される。本実施例２では、図１０Ｂの余剰電力モデルの通りに余剰電力の供給割合が決定され、決定された供給割合にて蓄積エネルギー制御が行われる。
【０１４８】
＜放出エネルギー制御＞
本実施形態２にかかる放出エネルギー制御について、図１１に示すフローチャートと、図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１２Ｃに示す実施例２にかかる余剰電力モデルを用いて説明する。なお、以下に説明する制御は、エネルギーネットワーク１１０が備える制御装置８０により実行される。
【０１４９】
図１１のステップＳ３１において、需要電力に対して蓄電装置２０から電力の供給を開始する時間帯Ｔｋを設定する。制御装置８０により放出エネルギー制御を行う対象となっている時間帯が時間帯Ｔ１〜Ｔｎ（ｎは自然数）であり、時間帯Ｔｋ（ｋは１〜ｎの範囲にて設定された値）は、制御対象となっている時間帯Ｔ１〜Ｔｎのいずれかの時間帯である。ステップＳ３１では、初期設定としてｋ＝１に設定される。なお、本実施例２の需要電力モデルでは、ｎ＝５、すなわち、制御対象の時間帯がＴ１〜Ｔ５である場合を例としている。
【０１５０】
次に、ステップＳ１１にて、時間帯Ｔｋ〜Ｔｎ、すなわち、全ての時間帯Ｔ１〜Ｔ５において、蓄電装置２０および水素式電力貯蔵装置９０（燃料電池システム５０）からの需要電力に対する供給割合が、蓄電装置２０：１００％、水素式電力貯蔵装置９０：０％に設定される。
【０１５１】
その後、ステップＳ１２〜Ｓ１８の処理（実施形態１参照）が行われる。これらの処理が行われた結果の需要電力モデル（ｋ＝１の場合）を図１２Ａに示す。ステップＳ１４において、需要電力量の予測値の合計値７７０に対して、蓄電装置２０にて放電可能な電力量３００を超過している電力量４７０を燃料電池システム５０へ振り分ける。このとき、時間帯Ｔｋ〜Ｔｎ、すなわち、全ての時間帯Ｔ１〜Ｔ５において一律の供給割合にて行われる。具体的には、時間帯Ｔ１からＴ５において、需要電力に対する蓄電装置２０からの配電量と燃料電池システム５０からの配電量との割合が、３９．０：６１．０に設定される。また、燃料電池システム５０から放電可能な電力量を超過している電力量は、買電にて補われるように供給割合が再設定される。図１２Ａに示すように、時間帯Ｔ２、Ｔ４において買電からの電力供給が生じている。
【０１５２】
次に、ステップＳ３２において、時間帯Ｔ１〜Ｔｎ、すなわち全ての時間帯Ｔ１〜Ｔ５の買電総量Ｑｋが０であるかどうかが判断される。図１２Ａに示すように、買電総量Ｑ１（ｋ＝１）は４４であるため、ステップＳ３３へ移行する。なお、時間帯Ｔ１〜Ｔｎの買電総量Ｑｋが０である場合には、ステップＳ１９へ移行し、ステップＳ１９にて需要電力に対する供給割合が決定される。
【０１５３】
次に、ステップＳ３３において、買電総量の比較が行われ、買電総量Ｑｋ−１＜買電総量Ｑｋであるかどうかが判断される。ｋ＝１であり、ｋ−１の場合が存在しないため、上記関係式を満たさないものと判断され、ステップＳ３４に移行する。
【０１５４】
次に、ステップＳ３４において、ｋ＝ｋ＋１に設定、すなわちｋ＝２に設定する。その後、ステップＳ３５にて、時間帯Ｔ１〜Ｔｋ−１、すなわち時間帯Ｔ１において需要に対する電力の供給割合が、蓄電装置２０：０％、水素式電力貯蔵装置９０：１００％に設定される。また、時間帯Ｔｋ〜Ｔｎ、すなわち時間帯Ｔ２〜Ｔ５において需要電力に対する電力の供給割合が、蓄電装置２０：１００％、水素式電力貯蔵装置９０：０％に設定される。
【０１５５】
その後、ステップＳ１２〜Ｓ１８の処理が行われる。これらの処理が行われた結果の需要電力モデル（ｋ＝２の場合）を図１２Ｂに示す。ステップＳ１４にて、時間帯Ｔｋ〜Ｔｎ、すなわち時間帯Ｔ２〜Ｔ５において、需要電力量の予測値の合計値６９０に対して、蓄電装置２０にて放電可能な電力量３００を超過している電力量３９０を燃料電池システム５０へ振り分ける。具体的には、時間帯Ｔ２からＴ５において、需要電力に対する蓄電装置２０からの配電量と燃料電池システム５０からの配電量との割合が、４３．５：６６．５に設定される。また、燃料電池システム５０から放電可能な電力量を超過している電力量は、買電にて補われるように供給割合が再設定される。図１２Ｂに示すように、時間帯Ｔ２、Ｔ４において買電からの電力供給が生じている。
【０１５６】
次に、ステップＳ３２において、時間帯Ｔ１〜Ｔｎ、すなわち全ての時間帯Ｔ１〜Ｔ５の買電総量Ｑｋが０であるかどうかが判断される。図１２Ｂに示すように、買電総量Ｑ２（ｋ＝２）は２６であるため、ステップＳ３３へ移行する。
【０１５７】
次に、ステップＳ３３において、買電総量の比較が行われ、買電総量Ｑｋ−１＜買電総量Ｑｋであるかどうかが判断される。買電総量Ｑ１＝４４と、買電総量Ｑ２＝２６とが比較されて、上記関係式を満たさないものと判断され、ステップＳ３４に移行する。
【０１５８】
次に、ステップＳ３４において、ｋ＝ｋ＋１に設定、すなわちｋ＝３に設定する。その後、ステップＳ３５にて、時間帯Ｔ１〜Ｔｋ−１、すなわち時間帯Ｔ１〜Ｔ２において需要に対する電力の供給割合が、蓄電装置２０：０％、水素式電力貯蔵装置９０：１００％に設定される。また、時間帯Ｔｋ〜Ｔｎ、すなわち時間帯Ｔ３〜Ｔ５において需要電力に対する電力の供給割合が、蓄電装置２０：１００％、水素式電力貯蔵装置９０：０％に設定される。
【０１５９】
その後、ステップＳ１２〜Ｓ１８の処理が行われる。これらの処理が行われた結果の需要電力モデル（ｋ＝３の場合）を図１２Ｃに示す。ステップＳ１４にて、時間帯Ｔｋ〜Ｔｎ、すなわち時間帯Ｔ３〜Ｔ５において、需要電力量の予測値の合計値５１０に対して、蓄電装置２０にて放電可能な電力量３００を超過している電力量２１０を燃料電池システム５０へ振り分ける。具体的には、時間帯Ｔ３からＴ５において、需要電力に対する蓄電装置２０からの配電量と燃料電池システム５０からの配電量との割合が、５８．８：４１．２に設定される。また、燃料電池システム５０から放電可能な電力量を超過している電力量は、買電にて補われるように供給割合が再設定される。図１２Ｃに示すように、時間帯Ｔ２、Ｔ４において買電からの電力供給が生じている。
【０１６０】
次に、ステップＳ３２において、時間帯Ｔ１〜Ｔｎ、すなわち全ての時間帯Ｔ１〜Ｔ５の買電総量Ｑｋが０であるかどうかが判断される。図１２Ｃに示すように、買電総量Ｑ３（ｋ＝３）は１００であるため、ステップＳ３３へ移行する。
【０１６１】
次に、ステップＳ３３において、買電総量の比較が行われ、買電総量Ｑｋ−１＜買電総量Ｑｋであるかどうかが判断される。買電総量Ｑ２＝２６と、買電総量Ｑ３＝１００とが比較されて、上記関係式を満たすものと判断され、ステップＳ３６に移行する。
【０１６２】
ステップＳ３６において、時間帯Ｔ１からＴ５における余剰電力の供給割合がｋ＝ｋ−１の場合、すなわち、ｋ＝２の場合の供給割合（図１２Ｂ）として、配電比率制御部８３にて決定される。決定された需要電力に対する電力の供給割合に基づいて、機器制御部８４により、蓄電装置２０、水素式電力貯蔵装置９０、および買電からの電力の供給が制御される。本実施例２では、図１２Ｂの需要電力モデルの通りに需要電力に対する電力の供給割合が決定され、決定された供給割合にて放出エネルギー制御が行われる。
【０１６３】
本実施形態２によれば、蓄積エネルギー制御において、売電へと供給される余剰電力を減少させることができ、エネルギーの蓄積ロスを低減でき、余剰エネルギーの蓄積効率を向上させることができる。また、放出エネルギー制御において、需要電力に対して買電から供給される電力を減少させることができ、蓄積エネルギーの利用ロスを低減でき、蓄積エネルギーの利用効率を高めることができる。
【０１６４】
（その他の実施例）
次に、上述の実施形態１および２にて説明した実施例の他のいくつかの実施例について説明する。なお、以降の実施例の説明において、実施形態１の電力供給システムと実質的に同じ構成については、同じ参照符号およびステップ符号等を付して、その説明を省略する。以降、実施形態１との相違点を中心に説明を行う。
【０１６５】
まず、実施例３および４にかかる蓄積エネルギー制御について、図１３に示すフローチャートと、図１４に示す実施例３の余剰電力モデルと、図１５に示す実施例４の余剰電力モデルとを用いて説明する。なお、以下に説明する制御は、給電電力情報取得部８０ａ、給電比率制御部８２、および機器制御部８４を含む制御装置８０により実行される。
【０１６６】
図１３のフローチャートにおける上述の実施形態１の蓄積エネルギー制御との相違点はステップＳ４４における処理である。図４のステップＳ４では、余剰電力の供給割合を一律に変更する処理を行っているのに対して、図１３のステップＳ４４では、余剰電力の供給を任意の値に変更している。なお、図１３におけるその他のステップは、図４のフローチャートのステップと同じ処理を行っている。
【０１６７】
まず、実施例１と同様に図５Ａに示す余剰電力モデルに対して、図１３のステップＳ１からＳ３までの処理が行われる。時間帯Ｔ１からＴ５までの余剰電力量の予測値の合計値が、蓄電装置２０に貯蔵可能な電力量（電力総量）以内であるかどうかが判断される（ステップＳ３）。時間帯Ｔ１からＴ５までの余剰電力量の予測値の合計値６５０が、蓄電装置２０に貯蔵可能な電力量３００を超過していると判断される。
【０１６８】
次に、ステップＳ４４において、時間帯Ｔ１からＴ５までの余剰電力量の予測値の合計値に対して蓄電装置２０に貯蔵可能な電力量を超えている分が、水素式電力貯蔵装置９０へ振り分けられるように、給電比率制御部８２にて余剰電力の供給を任意の値に変更する。
【０１６９】
余剰電力の供給を任意の値に変更する処理としては、それぞれの機器の情報、エネルギーの単価情報、制御設定の情報など様々な情報に基づいて行われてもよい。例えば、図１４の実施例３では、エネルギー単価情報に基づいて、時間帯Ｔ２からＴ４では売電に電力を供給する方が、コストメリットが高いと判断して、売電への電力の振り分けが行われている。また、機器情報に基づいて、時間帯Ｔ５では水素式電力貯蔵装置９０への電力配分を優先し、単位時間当たりに蓄積可能な電力量を越えていると判断された電力量が蓄電装置２０へ供給されている。
【０１７０】
また、図１５の実施例４に示すように、水素式電力貯蔵装置９０への電力配分を、蓄電装置２０への電力配分よりも優先して行うような場合であってもよい。このような優先配分の割合は、時間帯に関係なく一定であってもよく、時間帯によって変更してもよい。
【０１７１】
次に、実施例３および４にかかる放出エネルギー制御について、図１６に示すフローチャートと、図１７に示す実施例３の需要電力モデルと、図１８に示す実施例４の需要電力モデルとを用いて説明する。なお、以下に説明する制御は、配電電力情報取得部８０ｂ、配電比率制御部８３、および機器制御部８４を含む制御装置８０により実行される。
【０１７２】
図１６のフローチャートにおける上述の実施形態１の放出エネルギー制御との相違点はステップＳ５４における処理である。図７のステップＳ１４では、需要電力の供給割合を一律に変更する処理を行っているのに対して、図１６のステップＳ５４では、需要電力の供給を任意の値に変更している。なお、図１６におけるその他のステップは、図７のフローチャートのステップと同じ処理を行っている。
【０１７３】
まず、実施例１と同様に図８Ａに示す需要電力モデルに対して、図１６のステップＳ１１からＳ１３までの処理が行われる。時間帯Ｔ１１からＴ１５までの需要電力量の予測値の合計値が、蓄電装置２０から放電可能な電力量（電力総量）以内であるかどうかが判断される（ステップＳ１３）。時間帯Ｔ１１からＴ１５までの需要電力量の予測値の合計値５７０が、蓄電装置２０における放電可能な電力量３００を超過していると判断される。
【０１７４】
ステップＳ５４において、時間帯Ｔ１１からＴ１５までの需要電力量の予測値の合計値に対して蓄電装置２０にて放電可能な電力量を超えている分が、水素式電力貯蔵装置９０、すなわち燃料電池システム５０へ振り分けられるように、配電比率制御部８３にて需要電力に対する電力供給を任意の値に変更する。
【０１７５】
電力供給を任意の値に変更する処理としては、それぞれの機器の情報、エネルギーの単価情報、制御設定の情報など様々な情報に基づいて行われてもよい。例えば、図１７の実施例３では、燃料電池システム５０をベースロードとして用いることが設定されている。この設定情報に基づいて、蓄電装置２０からの配電量と燃料電池システム５０からの配電量との割合が設定される。
【０１７６】
また、図１８の実施例４に示すように、非常時において、蓄電装置２０または燃料電池システム５０の少なくともいずれか一方により需要電力に対応できるように、買電から需要電力に配電するようにしてもよい。買電からの配電割合は、時間帯に関係なく一定であってもよく、時間帯によって変更してもよい。
【０１７７】
また、上述の実施形態の説明では、電力供給システムにおいて、蓄積エネルギー制御と放出エネルギー制御とが共に実行される場合を例としたが、本開示はこのような場合に限定されない。例えば、電力供給システムにおいて、蓄積エネルギー制御のみが実行される場合であってもよく、放出エネルギー制御のみが実行される場合であってもよい。
【０１７８】
上述の実施形態においては、蓄電装置と水素式電力貯蔵装置の供給割合を全時間帯で一律に変更する方法（実施形態１）について説明した。また、本明細書では、水素式電力貯蔵装置を１００％利用する時間帯と、蓄電装置および水素式電力貯蔵装置の供給割合を一律に変更する時間帯とを区分けする方法（実施形態２）について説明した。しかし、本開示に係る電力供給システムはこれらに限られず、供給割合は時間帯に応じた蓄電装置および水素式電力貯蔵装置の単位時間当たりの充電／放電可能電力量に基づいて変更されてもよい。例えばユーザが特定の時間において所定の蓄電装置の蓄積電力残量を設定している場合（例えば時間帯Ｔ３時点にて蓄積電力残量５０％を確保など）については、特定の時間まで（例えば時間帯Ｔ３まで）の供給割合とそれ以降の供給割合とを異なる供給割合で設定してもよい。
【０１７９】
また、蓄電装置および水素式電力貯蔵装置が自動車などの移動体内に設置されており、負荷への電力供給以外に移動体の走行に電力を用いることがある場合などについては、走行予定に基づいて所定の時間における供給割合を変更してもよい（例えば時間帯Ｔ３からＴ４は電気自動車で外出予定なので、この間は蓄電装置の充放電配分は０％に設定するなど）。
【０１８０】
上述の実施形態においては「供給割合」について各時間帯における余剰電力／需要電力を１００％とし、蓄電装置および水素式電力貯蔵装置のそれぞれの供給割合を設定している場合を例とした。このような場合に代えて、あらかじめ蓄電装置および水素式電力貯蔵装置の「単位時間当たりの充電／放電可能電力量」の合計値を１００％として、それぞれの供給割合を設定してもよい。
【０１８１】
なお、上記様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【０１８２】
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１８３】
本開示の電力供給システムは、自然エネルギー発電装置の余剰電力に対する蓄積して利用する電力供給システムとして有用である。
【符号の説明】
【０１８４】
１０  自然エネルギー発電装置
２０  蓄電装置
３０  水素生成装置
４０  水素貯蔵装置
５０  燃料電池システム
６０  負荷部
６１  電力需要家
７０  電力系統
８０  制御装置
８０ａ  給電電力情報取得部
８０ｂ  配電電力情報取得部
８１  電気料金情報取得部
８２  給電比率制御部
８３  配電比率制御部
８４  機器制御部
９０  水素式電力貯蔵装置
１００  貯蔵システム
１１０  エネルギーネットワーク
【図１】
2020166571.tif 000003
【図２】
2020166571.tif 000004
【図３Ａ】
2020166571.tif 000005
【図３Ｂ】
2020166571.tif 000006
【図４】
2020166571.tif 000007
【図５Ａ】
2020166571.tif 000008
【図５Ｂ】
2020166571.tif 000009
【図６Ａ】
2020166571.tif 000010
【図６Ｂ】
2020166571.tif 000011
【図７】
2020166571.tif 000012
【図８Ａ】
2020166571.tif 000013
【図８Ｂ】
2020166571.tif 000014
【図９】
2020166571.tif 000015
【図１０Ａ】
2020166571.tif 000016
【図１０Ｂ】
2020166571.tif 000017
【図１０Ｃ】
2020166571.tif 000018
【図１１】
2020166571.tif 000019
【図１２Ａ】
2020166571.tif 000020
【図１２Ｂ】
2020166571.tif 000021
【図１２Ｃ】
2020166571.tif 000022
【図１３】
2020166571.tif 000023
【図１４】
2020166571.tif 000024
【図１５】
2020166571.tif 000025
【図１６】
2020166571.tif 000026
【図１７】
2020166571.tif 000027
【図１８】
2020166571.tif 000028
【国際調査報告】
2020166571.tif 000029
2020166571.tif 000030
2020166571.tif 000031
2020166571.tif 000032