(57)【要約】  基準容量決定器（２３）は、各需要家設備（１）の間で送受電しないと仮定して各蓄電装置（１３）に必要な基準容量を決定する。実容量決定器（２４）は、各需要家設備（１）の間で送受電すると仮定して各蓄電装置（１３）に必要な実容量を決定する。特性値決定器（２５）は、各需要家設備（１）の間で送受電せず、基準容量を有する各蓄電装置（１３）の充電及び放電を制御すると仮定し、第１の充放電サイクル数を計算する。充放電計画決定器（２６）は、各需要家設備（１）の間で送受電し、実容量を有する各蓄電装置（１３）の充電及び放電を制御すると仮定し、第２の充放電サイクル数を計算し、第１の充放電サイクル数に対する第２の充放電サイクル数の悪化の程度を示す目的関数を最小化するように各蓄電装置（１３）の充放電計画を決定する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源設備に接続された電力網を介して互いに接続された複数の需要家設備を含む電力システムのための電力制御装置であって、
前記複数の需要家設備は負荷装置をそれぞれ備え、前記複数の需要家設備のうちの少なくとも２つは蓄電装置をさらに備え、
前記電力制御装置は、
単位時間期間における前記各需要家設備の前記各負荷装置の需要電力を予測し、
前記各需要家設備の間で送受電しないと仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記各需要家設備が前記電源設備から受ける電力を第１のしきい値以下に維持するために必要な前記各蓄電装置の容量を示す基準容量を決定し、
前記各需要家設備の間で送受電すると仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記各需要家設備が前記電源設備から受ける電力を前記第１のしきい値以下に維持するために必要な前記各蓄電装置の容量を示す実容量を決定し、
前記各需要家設備の間で送受電せず、かつ、前記各需要家設備が前記電源設備から受ける電力を前記第１のしきい値以下に維持するように、前記基準容量を有する前記各蓄電装置の充電及び放電を制御すると仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記単位時間期間における前記各蓄電装置の劣化の程度に関連付けられた第１の特性値を計算し、
前記各需要家設備の間で送受電し、かつ、前記各需要家設備が前記電源設備から受ける電力を前記第１のしきい値以下に維持するように、前記実容量を有する前記各蓄電装置の充電及び放電を制御すると仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記単位時間期間における前記各蓄電装置の劣化の程度に関連付けられた第２の特性値を計算し、前記第１の特性値に対する前記第２の特性値の悪化の程度を示す目的関数を最小化するように前記単位時間期間における前記各蓄電装置の充放電計画を決定し、
前記充放電計画に従って、前記実容量を有する前記各蓄電装置の充電及び放電を制御する、
電力制御装置。
【請求項２】
前記複数の需要家設備のうちの少なくとも１つは発電装置をさらに備え、
前記電力制御装置は、前記単位時間期間における前記発電装置の発電電力を予測し、前記需要電力及び前記発電電力に基づいて前記基準容量及び前記実容量を決定し、前記需要電力及び前記発電電力に基づいて前記第１及び第２の特性値を計算し、前記需要電力及び前記発電電力に基づいて前記充放電計画を決定する、
請求項１記載の電力制御装置。
【請求項３】
前記基準容量は、前記各蓄電装置の投資回収期間を最小化するように決定される、
請求項１又は２記載の電力制御装置。
【請求項４】
前記電源設備は電力会社設備であり、
前記各需要家設備は前記電力会社設備から商用電力の供給を受ける、
請求項１〜３のうちの１つに記載の電力制御装置。
【請求項５】
前記電力制御装置は、前記商用電力の電力料金を最小化するように前記各蓄電装置の充電及び放電を制御すると仮定して前記第１の特性値を計算する、
請求項４記載の電力制御装置。
【請求項６】
前記目的関数は、前記商用電力の電力料金を含み、前記電力料金に応じて増大する、
請求項４又は５記載の電力制御装置。
【請求項７】
前記各蓄電装置のうちの一部は予め決められた実容量を有し、前記各蓄電装置のうちの残りは未定の実容量を有し、
前記電力制御装置は、未定の実容量を有する蓄電装置の実容量を決定する、
請求項１〜６のうちの１つに記載の電力制御装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の特性値は、前記各蓄電装置の充放電サイクル数を示し、前記充放電サイクル数の増大により、前記蓄電装置の劣化のすすみと、前記第１及び第２の特性値の悪化とを表す、
請求項１〜７のうちの１つに記載の電力制御装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の特性値は、前記各蓄電装置の蓄電率が変動する動作範囲を示し、前記動作範囲の拡大により、前記蓄電装置の劣化しやすさの増大と、前記第１及び第２の特性値の悪化とを表す、
請求項１〜７のうちの１つに記載の電力制御装置。
【請求項１０】
前記第１及び第２の特性値は、前記各蓄電装置の蓄電率が第２のしきい値以上になる時間長を示し、前記時間長の増大により、前記蓄電装置の劣化しやすさの増大と、前記第１及び第２の特性値の悪化とを表す、
請求項１〜７のうちの１つに記載の電力制御装置。
【請求項１１】
前記第１及び第２の特性値は、前記各蓄電装置の蓄電率の平均値を示し、前記平均値の増大により、前記蓄電装置の劣化しやすさの増大と、前記第１及び第２の特性値の悪化とを表す、
請求項１〜７のうちの１つに記載の電力制御装置。
【請求項１２】
前記第１及び第２の特性値は、前記各蓄電装置の充電及び放電を切り換える回数を示し、前記回数の増大により、前記蓄電装置の劣化しやすさの増大と、前記第１及び第２の特性値の悪化とを表す、
請求項１〜７のうちの１つに記載の電力制御装置。
【請求項１３】
前記第１及び第２の特性値は、前記各蓄電装置に充電する回数及び前記各蓄電装置から放電する回数を示し、前記回数の増大により、前記蓄電装置の劣化しやすさの増大と、前記第１及び第２の特性値の悪化とを表す、
請求項１〜７のうちの１つに記載の電力制御装置。
【請求項１４】
前記第１及び第２の特性値は、前記各蓄電装置の蓄電率が変動する速度範囲を示し、前記速度範囲の拡大により、前記蓄電装置の劣化しやすさの増大と、前記第１及び第２の特性値の悪化とを表す、
請求項１〜７のうちの１つに記載の電力制御装置。
【請求項１５】
電力網を介して互いに接続された複数の需要家設備と、
請求項１〜１４のうちの１つに記載の電力制御装置とを含む、
電力システム。
【請求項１６】
電源設備に接続された電力網を介して互いに接続された複数の需要家設備を含む電力システムのための電力制御装置であって、
前記電力システムは、前記複数の需要家設備のうちの少なくとも２つの需要家設備をそれぞれ含む複数の電力グリッド設備を含み、
前記複数の電力グリッド設備は負荷装置をそれぞれ備え、前記複数の電力グリッド設備のうちの少なくとも２つは蓄電装置をさらに備え、
前記電力制御装置は、
前記電力制御装置は、
単位時間期間における前記各電力グリッド設備の前記各負荷装置の需要電力を予測し、
前記各電力グリッド設備の間で送受電しないと仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記各電力グリッド設備が前記電源設備から受ける電力を第１のしきい値以下に維持するために必要な前記各蓄電装置の容量を示す基準容量を決定し、
前記各電力グリッド設備の間で送受電すると仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記各電力グリッド設備が前記電源設備から受ける電力を前記第１のしきい値以下に維持するために必要な前記各蓄電装置の容量を示す実容量を決定し、
前記各電力グリッド設備の間で送受電せず、かつ、前記各電力グリッド設備が前記電源設備から受ける電力を前記第１のしきい値以下に維持するように、前記基準容量を有する前記各蓄電装置の充電及び放電を制御すると仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記単位時間期間における前記各蓄電装置の劣化の程度に関連付けられた第１の特性値を計算し、
前記各電力グリッド設備の間で送受電し、かつ、前記各電力グリッド設備が前記電源設備から受ける電力を前記第１のしきい値以下に維持するように、前記実容量を有する前記各蓄電装置の充電及び放電を制御すると仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記単位時間期間における前記各蓄電装置の劣化の程度に関連付けられた第２の特性値を計算し、前記第１の特性値に対する前記第２の特性値の悪化の程度を示す目的関数を最小化するように前記単位時間期間における前記各蓄電装置の充放電計画を決定し、
前記充放電計画に従って、前記実容量を有する前記各蓄電装置の充電及び放電を制御する、
電力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数の需要家設備を含む電力システムのための電力制御装置に関する。本開示はまた、そのような電力制御装置及び需要家設備を含む電力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
商用電力の需要家には、その需要家設備において、電力を消費するさまざまな負荷装置に加えて、蓄電装置及び／又は発電装置を備えたものがある。蓄電装置を備えることにより、需要家設備の負荷装置で消費される電力のピーク値を抑制することができる。また、発電装置を備えることにより、商用電力の消費電力量及びその料金を低減することができる。【０００３】
太陽電池などの発電装置の普及にともない、ある需要家設備の発電装置で発電された電力を同じ需要家設備の負荷装置で無駄なく消費するために、蓄電装置の需要が増えると予想される。【０００４】
蓄電装置は、その容量が大きくなるほど、価格が増大する。過度に大容量かつ高価な蓄電装置を導入すると、その初期投資費用の回収が困難になる。一方、費用を下げるために小容量の蓄電装置を用いると、蓄電量の上限又は下限に達しやすくなり、発電電力が無駄になったり、停電などの緊急時に負荷装置に電力を供給できなくなったりする。このため、例えば特許文献１に開示されているように、蓄電装置をそれぞれ備えた複数の需要家設備を含む電力システムにおいて、複数の需要家設備の間で送受電してそれらの蓄電装置を共用することが提案されている。各需要家設備がそれらの蓄電装置を共用することにより、個別の蓄電装置の容量を削減しても、合計の容量を十分に大きくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第６１６３０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数の需要家設備の間で送受電して各蓄電装置を共用する場合、一般に、蓄電装置の充放電サイクル数は送受電なしの場合よりも増大し、蓄電装置の劣化がすすみやすくなる。【０００７】
例えば、特許文献１の発明は、所定の休止期間ごとに、複数の施設のそれぞれに備えられる電力供給装置のうちから選択した一部の電力供給装置を休止させる。これにより、各施設の電力供給装置の長寿命化を図っている。しかしながら、この場合、休止した電力供給装置の仕事（発電又は充放電）を他の電力供給装置により行う必要がある。従って、蓄電装置の充放電サイクル数を削減することはできず、蓄電装置の劣化がすすみやすくなる。また、送受電する経路において損失が発生する可能性がある。【０００８】
本開示の目的は、複数の需要家設備の間で送受電して各蓄電装置を共用する場合であっても、蓄電装置の劣化が生じにくいように各需要家設備を制御することができる電力制御装置を提供することにある。【０００９】
本開示の目的はまた、そのような電力制御装置及び需要家設備を含む電力システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の一態様に係る電力制御装置は、
電源設備に接続された電力網を介して互いに接続された複数の需要家設備を含む電力システムのための電力制御装置であって、
前記複数の需要家設備は負荷装置をそれぞれ備え、前記複数の需要家設備のうちの少なくとも２つは蓄電装置をさらに備え、
前記電力制御装置は、
単位時間期間における前記各需要家設備の前記各負荷装置の需要電力を予測し、
前記各需要家設備の間で送受電しないと仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記各需要家設備が前記電源設備から受ける電力を第１のしきい値以下に維持するために必要な前記各蓄電装置の容量を示す基準容量を決定し、
前記各需要家設備の間で送受電すると仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記各需要家設備が前記電源設備から受ける電力を前記第１のしきい値以下に維持するために必要な前記各蓄電装置の容量を示す実容量を決定し、
前記各需要家設備の間で送受電せず、かつ、前記各需要家設備が前記電源設備から受ける電力を前記第１のしきい値以下に維持するように、前記基準容量を有する前記各蓄電装置の充電及び放電を制御すると仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記単位時間期間における前記各蓄電装置の劣化の程度に関連付けられた第１の特性値を計算し、
前記各需要家設備の間で送受電し、かつ、前記各需要家設備が前記電源設備から受ける電力を前記第１のしきい値以下に維持するように、前記実容量を有する前記各蓄電装置の充電及び放電を制御すると仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記単位時間期間における前記各蓄電装置の劣化の程度に関連付けられた第２の特性値を計算し、前記第１の特性値に対する前記第２の特性値の悪化の程度を示す目的関数を最小化するように前記単位時間期間における前記各蓄電装置の充放電計画を決定し、
前記充放電計画に従って、前記実容量を有する前記各蓄電装置の充電及び放電を制御する。
【発明の効果】
【００１１】
本開示に係る電力制御装置によれば、複数の需要家設備の間で送受電して各蓄電装置を共用する場合であっても、蓄電装置の劣化が生じにくいように各需要家設備を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る電力システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の電力制御装置４の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の電力制御装置４によって実行される第１の電力制御処理を示すフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ１，Ｓ５の電力予測処理を示すサブルーチンである。
【図５】図３のステップＳ２の基準容量決定処理を示すサブルーチンである。
【図６】図３のステップＳ３の実容量決定処理を示すサブルーチンである。
【図７】図３のステップＳ６の特性値決定処理を示すサブルーチンである。
【図８】図３のステップＳ７の充放電計画決定処理を示すサブルーチンである。
【図９】図１の各需要家設備１の間で送受電しない場合について、各需要家設備１の需要電力、売買電力、発電電力、及び充放電電力の例示的な時間的変化を示すグラフである。
【図１０】図１の各需要家設備１の間で送受電しない場合について、各需要家設備１の蓄電装置１３の蓄電量の例示的な時間的変化を示すグラフである。
【図１１】図３のステップＳ２における蓄電装置１３の基準容量の決定を説明するためのグラフである。
【図１２】図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課さない場合について、各需要家設備１の需要電力、売買電力、発電電力、及び充放電電力の例示的な時間的変化を示すグラフである。
【図１３】図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課さない場合について、各需要家設備１の蓄電装置１３の蓄電量の例示的な時間的変化を示すグラフである。
【図１４】図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課す場合について、各需要家設備１の需要電力、売買電力、発電電力、及び充放電電力の例示的な時間的変化を示すグラフである。
【図１５】図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課す場合について、各需要家設備１の蓄電装置１３の蓄電量の例示的な時間的変化を示すグラフである。
【図１６】図１の各需要家設備１の間で送受電しない場合と、図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課さない場合と、図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課す場合とについて、蓄電装置１３の例示的な劣化率を示すグラフである。
【図１７】図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課さない場合について、各需要家設備１の合計の売買電力及び充放電電力の例示的な時間的変化を示すグラフである。
【図１８】図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課す場合について、各需要家設備１の合計の売買電力及び充放電電力の例示的な時間的変化を示すグラフである。
【図１９】図１の電力制御装置４によって実行される第２の電力制御処理を示すフローチャートである。
【図２０】図１９のステップＳ１０１の電力予測処理を示すサブルーチンである。
【図２１】図１９のステップＳ１０２の基準容量決定処理を示すサブルーチンである。
【図２２】図１９のステップＳ１０３の実容量決定処理を示すサブルーチンである。
【図２３】第１の実施形態の第１の変形例に係る電力システムによって使用される目的関数ｆａを説明するためのグラフである。
【図２４】第１の実施形態の第２の変形例に係る電力システムによって使用される目的関数ｆｂ，ｆｃを説明するためのグラフである。
【図２５】第１の実施形態の第３の変形例に係る電力システムによって使用される目的関数ｆｄ，ｆｅを説明するためのグラフである。
【図２６】第１の実施形態の第４の変形例に係る電力システムによって使用される目的関数ｆｆを説明するためのグラフである。
【図２７】第２の実施形態に係る電力システムに含まれる需要家設備１Ａの構成を示すブロック図である。
【図２８】第２の実施形態に係る電力システムに含まれる需要家設備１Ｂの構成を示すブロック図である。
【図２９】第２の実施形態に係る電力システムに含まれる需要家設備１Ｃの構成を示すブロック図である。
【図３０】第３の実施形態に係る電力システムの構成を示すブロック図である。
【図３１】図３０の電力制御装置４Ａによって実行される電力制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本開示の実施形態について説明する。
【００１４】
第１の実施形態．
［電力システムの構成］
図１は、第１の実施形態に係る電力システムの構成を示すブロック図である。図１の電力システムは、複数の需要家設備１−１〜１−３、電力網２、電力会社設備３、及び電力制御装置４を含む。
【００１５】
複数の需要家設備１−１〜１−３は、電力網２を介して互いに接続され、さらに、電力網２を介して電力会社設備３に接続されている。
【００１６】
電力会社設備３は、電力会社（電気事業者、系統運用者など）の発電所、変電所、送電網、及び配電網などを含む電源設備であり、電力網２を介して各需要家設備１−１〜１−３に商用電力を供給する（買電）。各需要家設備１−１〜１−３が電力会社設備３から受ける電力の最大値（ピーク）は、需要家と電力会社との契約により、所定のしきい値以下に制限される。本明細書では、このしきい値を、「ピークカット目標電力」又は「第１のしきい値」ともいう。また、各需要家設備１−１〜１−３が電力会社設備３から受ける電力には、需要家と電力会社との契約により、時間帯に応じて異なる電力料金（例えば、夜間の電力料金が昼間の電力料金よりも低い）が設定されてもよい。また、需要家と電力会社との契約により、各需要家設備１−１〜１−３から電力会社設備３に電力を供給してもよい（売電）。
【００１７】
需要家設備１−１は、需要家制御装置１０、負荷装置１１、発電装置１２、及び蓄電装置１３を備える。需要家設備１−１は、これらの構成要素を備える１つの住宅、店舗、又は工場などである。
【００１８】
負荷装置１１は、さまざまな電気機器を含み、これらの電気機器によって消費される需要電力を有する。
【００１９】
発電装置１２は、例えば太陽電池又は風力発電機などの再生可能エネルギーなどにより、発電電力を発生する。
【００２０】
蓄電装置１３は、発電装置１２によって発生された発電電力、又は、電力会社設備３から供給された商用電力もしくは他の需要家設備１−２〜１−３から送電された電力を充電する。
【００２１】
需要家制御装置１０は、負荷装置１１の需要電力、発電装置１２の発電電力、及び蓄電装置１３の蓄電量（すなわち、蓄電装置１３に現在充電されている電力量）をモニタリングし、その結果を電力制御装置４に通知する。需要家制御装置１０は、例えば、配電盤又は分電盤などに一体化されてもよく、配電盤又は分電盤などに電気的に接続されていてもよい。
【００２２】
他の需要家設備１−２〜１−３もまた、需要家設備１−１と同様に構成される。本明細書では、需要家設備１−１〜１−３を総称して「需要家設備１」とも表記する。
【００２３】
各需要家設備１のピークカット目標電力は、互いに同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。各需要家設備１の蓄電装置１３の容量は、互いに同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。
【００２４】
各需要家設備１は互いに電力を送受電する。複数組の需要家設備１のうちの各組の需要家設備１の間で、共通の電力線を介して同時に送電するために、各需要家設備１は、互いに直交する変調符号で電力を符号変調して送電してもよい。
【００２５】
電力制御装置４は、各需要家設備１の蓄電装置１３の充電及び放電を制御し、さらに、各需要家設備１の間の送受電を制御する。
【００２６】
図２は、図１の電力制御装置４の構成を示すブロック図である。電力制御装置４は、記憶装置２１、予測器２２、基準容量決定器２３、実容量決定器２４、特性値決定器２５、及び充放電計画決定器２６を備える。
【００２７】
記憶装置２１は、各需要家設備１について、過去の需要電力の時間的変化、過去の発電電力の時間的変化、負荷装置１１の情報、発電装置１２の情報、及びユーザ情報のうちの少なくとも一部を記憶する。負荷装置１１の情報は、例えば、負荷装置１１の定格消費電力を含む。発電装置１２の情報は、例えば、発電装置１２の定格出力電力を含む。ユーザ情報は、例えば、各需要家設備１のメンバーの人数、年齢、スケジュール（在宅又は不在）、などを含む。また、記憶装置２１は、外部のサードパーティのサーバ装置（図示せず）から取得された気象情報を記憶してもよい。
【００２８】
予測器２２は、記憶装置２１に記憶された情報に基づいて、現在時刻から予め決められた長さの未来の時刻までの時間期間（本明細書では、「単位時間期間」という）における各需要家設備１の負荷装置１１の需要電力及び発電装置１２の発電電力の時間的変化を予測する。単位時間期間の長さは、例えば、数時間、２４時間、数日などであってもよい。
【００２９】
基準容量決定器２３は、各需要家設備１の間で送受電しないと仮定した場合に、予測された需要電力及び発電電力の時間的変化に基づいて、各需要家設備１が電力会社設備３から受ける電力をピークカット目標電力以下に維持するために必要な各蓄電装置１３の容量を決定する。本明細書では、この容量を「基準容量」という。基準容量は、上述の条件を満たす容量の最小値に設定されてもよい。
【００３０】
実容量決定器２４は、各需要家設備１の間で送受電すると仮定した場合に、予測された需要電力及び発電電力の時間的変化に基づいて、各需要家設備１が電力会社設備３から受ける電力をピークカット目標電力以下に維持するために必要な各蓄電装置１３の容量を決定する。本明細書では、この容量を「実容量」という。実容量は、上述の条件を満たす容量の最小値に設定されてもよい。
【００３１】
各需要家設備１の間で送受電する場合、各需要家設備１は複数の蓄電装置１３を共用するので、実容量は基準容量よりも小さくなる。各需要家設備１には、実容量を有する蓄電装置１３が設置される。
【００３２】
特性値決定器２５は、各需要家設備１の間で送受電しないこと及び各蓄電装置１３が基準容量を有することを仮定して、各蓄電装置１３の充電及び放電を制御する充放電計画を決定する。詳しくは、この仮定の下で、特性値決定器２５は、予測された需要電力及び発電電力の時間的変化に基づいて、各需要家設備１が電力会社設備３から受ける電力をピークカット目標電力以下に維持するように、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電計画を決定する。特性値決定器２５は、この充放電計画に従って基準容量を有する各蓄電装置１３の充電及び放電を制御すると仮定して、単位時間期間における各蓄電装置１３の劣化の程度に関連付けられた特性値を計算する。特性値は、例えば、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電サイクル数である。充放電サイクル数の増大により、蓄電装置１３の劣化のすすみを表す。本明細書では、特性値決定器２５によって決定される充放電サイクル数を「基準サイクル数」又は「第１の特性値」ともいう。
【００３３】
充放電計画決定器２６は、各需要家設備１の間で送受電すること及び各蓄電装置１３が実容量を有することを仮定して、各蓄電装置１３の充電及び放電を制御する充放電計画を決定する。詳しくは、この仮定の下で、充放電計画決定器２６は、予測された需要電力及び発電電力の時間的変化に基づいて、各需要家設備１が電力会社設備３から受ける電力をピークカット目標電力以下に維持するように、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電計画を決定する。充放電計画決定器２６によって決定される充放電計画は、単位時間期間における各蓄電装置１３の充電電力及び放電電力の時間的変化を含み、さらに、各需要家設備１の間の送電電力及び受電電力の時間的変化を含む。充放電計画決定器２６は、この充放電計画に従って実容量を有する各蓄電装置１３の充電及び放電を制御すると仮定して、単位時間期間における各蓄電装置１３の劣化の程度に関連付けられた特性値、すなわち、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電サイクル数を計算する。本明細書では、充放電計画決定器２６によって決定される充放電サイクル数を「実サイクル数」又は「第２の特性値」ともいう。充放電計画決定器２６は、基準サイクル数に対する実サイクル数の悪化の程度を示す目的関数ｆを計算し、目的関数ｆの値を最小化するように、単位時間期間における、実容量を有する各蓄電装置１３の充放電計画を決定する。充放電サイクル数の増大により、基準サイクル数に対する実サイクル数の悪化を表す。
【００３４】
需要家制御装置１０は、制御回路１０ａ及び配電盤１０ｂを備える。制御回路１０ａは、電力制御装置４の制御下で配電盤１０ｂを制御する。配電盤１０ｂは、電力網２を介して電力会社設備３に接続され、電力会社設備３、負荷装置１１、発電装置１２、及び蓄電装置１３の間で電力を送受信する。
【００３５】
本明細書では、ある蓄電装置１３の充放電サイクル数は、単位時間期間における充電電力量の絶対値及び放電電力量の絶対値の総和を、蓄電装置１３の容量（すなわち、基準容量又は実容量）で除算することにより計算される。
【００３６】
目的関数ｆは、例えば、次式によって与えられる。
【００３７】
【数１】
2020044743.tif 000003
【００３８】
ここで、Ａｉは、例えば電力料金の単価に応じて設定される、需要家設備１−ｉ（ｉ＝１〜３）の予め決められた重み係数を示す。例えば、需要家設備１−ｉが日本の一般的な住宅であり、電力料金が日本円で表される場合、重み係数Ａｉは例えば０．０１に設定されてもよい。Ｃａｉは需要家設備１−ｉの基準サイクル数を示し、Ｃｂｉは需要家設備１−ｉの実サイクル数を示す。「Ｃｂｉ−Ｃａｉ」は、実サイクル数Ｃｂｉが基準サイクル数Ｃａｉに対して悪化（すなわち増大）した場合のペナルティを示す。Ｂｉは、需要家設備１−ｉが電力会社設備３から受ける電力に応じて決まる電力料金を示す。需要家設備１−ｉが電力会社設備３に売電する場合には、売電電力に応じて電力料金を低減してもよい。
【００３９】
目的関数ｆの値は、基準サイクル数に対する実サイクル数の増加量に応じて大きくなる。言い換えると、各需要家設備１の間で送受電しかつ各蓄電装置１３の容量を基準容量よりも低減することにより、各需要家設備１の間で送受電せずかつ各蓄電装置１３が基準容量を有する場合よりも充放電サイクル数が増大するとき、目的関数ｆの値は、充放電サイクル数の増加量に応じて大きくなる。また、目的関数ｆの値は、電力料金が増大するほど大きくなる。
【００４０】
電力制御処理４は、充放電計画決定器２６によって決定された充放電計画に従って、各需要家設備１の蓄電装置１３の充電及び放電を制御し、さらに、各需要家設備１の間の送電及び受電を制御する。
【００４１】
電力制御装置４は、ハードウェアの構成要素２１〜２６によって実装されてもよく、プロセッサによって実行されたときに構成要素２１〜２６と同様の機能を提供するプログラムとして実装されてもよい。
【００４２】
［電力制御処理］
以下、図３〜図１６を参照して、電力制御装置４の動作について、より詳細に説明する。
【００４３】
図３は、図１の電力制御装置４によって実行される第１の電力制御処理を示すフローチャートである。
【００４４】
ステップＳ１において、予測器２２は電力予測処理を実行する。これにより、予測器２２は、単位時間期間における各需要家設備１の需要電力及び発電電力の時間的変化を予測する。ステップＳ２において、基準容量決定器２３は基準容量決定処理を実行する。これにより、基準容量決定器２３は、各需要家設備１の間で送受電しないと仮定して各蓄電装置１３の基準容量を決定する。ステップＳ３において、実容量決定器２４は実容量決定処理を実行する。これにより、実容量決定器２４は、各需要家設備１の間で送受電すると仮定して各蓄電装置１３の実容量を決定する。
【００４５】
ステップＳ１〜Ｓ３は、各需要家設備１に蓄電装置１３を設置する前（すなわち、各需要家設備１を実際に動作させる前）に実行される、各需要家設備１の蓄電装置１３の容量を決定するための準備処理である。ステップＳ４において、ステップＳ３で決定された実容量を有する蓄電装置１３が各需要家設備１に設置される。
【００４６】
ステップＳ５において、予測器２２は電力予測処理を実行する。これにより、予測器２２は、単位時間期間における各需要家設備１の需要電力及び発電電力の時間的変化を予測する。ステップＳ６において、特性値決定器２５は特性値決定処理を実行する。これにより、特性値決定器２５は、各需要家設備１の間で送受電しないこと及び各蓄電装置１３が基準容量を有することを仮定して、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電計画を決定し、この充放電計画に従って各蓄電装置１３の充電及び放電を制御するときの基準サイクル数を計算する。ステップＳ７において、充放電計画決定器２６は充放電計画決定処理を実行する。これにより、充放電計画決定器２６は、各需要家設備１の間で送受電すること及び各蓄電装置１３が実容量を有することを仮定して、各蓄電装置１３の充電及び放電を制御するときの実サイクル数を計算し、目的関数ｆの値を最小化するように、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電計画を決定する。ステップＳ８において、電力制御装置４は、ステップＳ７で決定された充放電計画に従って、各需要家設備１の蓄電装置１３の充電及び放電を制御する。ステップＳ９において、単位時間期間が経過したとき、ステップＳ５に戻り、ステップＳ５〜Ｓ９を繰り返す。
【００４７】
ステップＳ５〜Ｓ９は、各需要家設備１を実際に動作させ、各需要家設備１における電力の消費、送電、受電、充電、及び放電を制御する運用処理である。
【００４８】
［電力予測処理］
図４は、図３のステップＳ１，Ｓ５の電力予測処理を示すサブルーチンである。
【００４９】
図４のステップＳ１１において、予測器２２は、１つの需要家設備１を選択する。ステップＳ１２において、予測器２２は、選択された需要家設備１の過去の需要電力及び発電電力のデータが記憶装置２１に記憶されているか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１３に進み、ＮＯのときはステップＳ１４に進む。ステップＳ１３において、予測器２２は、需要家設備１の過去の需要電力及び発電電力の時間的変化に基づいて、単位時間期間における需要家設備１の需要電力及び発電電力の時間的変化を予測する。ステップＳ１４において、予測器２２は、記憶装置２１に記憶された負荷装置１１、発電装置１２、及びユーザの情報に基づいて、単位時間期間における需要家設備１の需要電力及び発電電力の時間的変化を予測する。ステップＳ１５において、予測器２２は、すべての需要家設備１について需要電力及び発電電力の予測が完了したか否かを判断し、ＹＥＳのときは図３のステップＳ２に進み、ＮＯのときは図４のステップＳ１６に進む。ステップＳ１６において、予測器２２は、他の１つの需要家設備１を選択し、その後、ステップＳ１２〜Ｓ１５を繰り返す。
【００５０】
ステップＳ１３において、予測器２２は、需要家設備１の過去の需要電力及び発電電力の時間的変化に加えて、負荷装置１１、発電装置１２、及びユーザの情報を参照して、単位時間期間における需要家設備１の需要電力及び発電電力の時間的変化を予測してもよい。
【００５１】
ステップＳ１では、予測器２２は、各蓄電装置１３の容量（実容量）を適切に決定するために、各需要家設備１の過去の長期間（例えば１年〜数年）にわたる需要電力及び発電電力のデータを用いてもよい。例えば、予測器２２は、過去の長期間にわたる需要電力から毎日の同じ時刻の需要電力を抽出して平均することにより、時刻ごとに平均された需要電力からなる集合を生成してもよい。また、予測器２２は、過去の長期間にわたる需要電力から毎日の同じ時刻の需要電力の最大値を抽出することにより、時刻ごとに最大値の需要電力からなる集合を生成してもよい。このように生成された需要電力からなる集合は、予測された需要電力の時間的変化を表す。また、予測器２２は、過去の長期間にわたる発電電力から毎日の同じ時刻の発電電力を抽出して平均することにより、時刻ごとに平均された発電電力からなる集合を生成してもよい。また、予測器２２は、過去の長期間にわたる発電電力から毎日の同じ時刻の発電電力の最小値を抽出することにより、時刻ごとに最小値の発電電力からなる集合を生成してもよい。このように生成された発電電力からなる集合は、予測された発電電力の時間的変化を表す。
【００５２】
また、ステップＳ１では、予測器２２は、需要電力及び発電電力の時間的変化を予測するために、過去の長期間にわたる気象情報、例えば、天候（例えば日照時間）及び／又は気温の時刻ごとの平均値、最大値、又は最小値を用いてもよい。
【００５３】
一方、ステップＳ５では、充放電計画を適切に決定するために、各需要家設備１の過去の需要電力及び発電電力のデータのうち、ステップＳ５を実行している時点の曜日又は日付と同じ曜日又は同じ日付の需要電力及び発電電力のデータを用いてもよい。
【００５４】
また、ステップＳ５では、予測器２２は、需要電力及び発電電力の時間的変化を予測するために、現在の気象情報及び／又は短期の未来（例えば数時間〜２４時間）にわたる天気予報を用いてもよい。
【００５５】
［基準容量決定処理（ステップＳ２）］
図５は、図３のステップＳ２の基準容量決定処理を示すサブルーチンである。
【００５６】
図５のステップＳ２１において、基準容量決定器２３は、１つの需要家設備１を選択する。ステップＳ２２において、基準容量決定器２３は、選択された需要家設備１の蓄電装置１３のための基準容量の初期値を設定する。ステップＳ２３において、基準容量決定器２３は、各需要家設備１の間で送受電しないこと及び蓄電装置１３が現在設定されている基準容量を有することを仮定して、蓄電装置１３の充放電計画を決定する。詳しくは、この仮定の下で、基準容量決定器２３は、ステップＳ１で予測された需要電力及び発電電力の時間的変化に基づいて、選択された需要家設備１が電力会社設備３から受ける電力をピークカット目標電力以下に維持するように、単位時間期間における蓄電装置１３の充放電計画を決定する。
【００５７】
図９は、図１の各需要家設備１の間で送受電しない場合について、各需要家設備１の需要電力、売買電力、発電電力、及び充放電電力の例示的な時間的変化を示すグラフである。
【００５８】
各需要家設備１−１〜１−３は、互いに異なる需要電力を有する。図９（ならびに、図１２、図１４、図１７、及び図１８）の各グラフにおいて、売買電力のプロットのうち、正の電力は買電を示し、負の電力は売電を示す。また、図９（ならびに、図１２、図１４、図１７、及び図１８）の各グラフにおいて、充放電電力のプロットのうち、正の電力は放電を示し、負の電力は充電を示す。各需要家設備１−１〜１−３の発電装置１２は、互いに同一の天候の条件下で動作する（すなわち、互いに近接した位置に設けられた）太陽電池であり、それらの発電電力の時間的変化は互いに同一であると仮定する。各需要家は、同じ電力料金単価の契約（例えば、６時〜２５時（１時）：２５円／ｋＷｈ；１時〜６時：１７円／ｋＷｈ）を電力会社と結んでいる。各需要家設備１−１〜１−３には、需要家と電力会社との契約により、１ｋＷのピークカット目標電力が設定される。また、図９（ならびに、図１２、図１４、図１７、及び図１８）の各グラフにおいて、単位時間期間は２４時間である。
【００５９】
図９の１段目を参照すると、１〜５時において、需要家設備１−１は、後の時刻に生じると予測された需要電力の増大などに対処するために、予め、電力会社設備３から買電して蓄電装置１３に充電する。７〜９時において、需要家設備１−１は、需要電力の増大に応じて蓄電装置１３から放電し、放電電力を負荷装置１１により消費する。９〜１２時において、発電電力が需要電力を超過し、需要家設備１−１は、発電電力の余りを蓄電装置１３に充電する。１６〜１８時において、需要家設備１−１は、発電電力の減少を補うために、蓄電装置１３から放電し、放電電力を負荷装置１１により消費する。２０時頃には、需要電力はピークカット目標電力を超えて増大する。１９〜２１時において、需要家設備１−１は、需要電力の増大に応じて蓄電装置１３から放電し、放電電力を負荷装置１１により消費する。
【００６０】
図９の２段目を参照すると、０〜２時において、需要家設備１−２は、電力会社設備３から買電して蓄電装置１３に充電する。５〜８時において、需要家設備１−２は、後の時刻に生じると予測された発電電力の増大に対処するために、予め、買電電力を削減して蓄電装置１３から放電し、放電電力を負荷装置１１により消費する。８〜１７時において、発電電力が需要電力を超過し、需要家設備１−２は、発電電力の余りを、蓄電装置１３に充電し、さらに、電力会社設備３に売電する。２１〜２３時において、需要電力はピークカット目標電力を超えて増大し、需要家設備１−２は、需要電力の増大に応じて蓄電装置１３から放電し、放電電力を負荷装置１１により消費する。
【００６１】
図９の３段目を参照すると、０〜５時において、需要家設備１−３は、後の時刻に生じると予測された需要電力の増大などに対処するために、電力会社設備３から買電して蓄電装置１３に充電する。８〜１０時において、需要電力はピークカット目標電力を超えて増大し、需要家設備１−３は、需要電力の増大に応じて蓄電装置１３から放電し、放電電力を負荷装置１１により消費する。１０〜１７時において、発電電力が需要電力を超過し、需要家設備１−３は、発電電力の余りを、蓄電装置１３に充電し、さらに、電力会社設備３に売電する。２１〜２４時において、需要家設備１−３は、買電電力を削減して蓄電装置１３から放電し、放電電力を負荷装置１１により消費する。
【００６２】
各需要家設備１の需要電力及び発電電力の時間的変化が例えば図９に示すように予測されたとき、各需要家設備１の間で送受電しない場合の、各需要家設備１の蓄電装置１３の充放電計画は、例えば図９の充放電電力のプロットに示すように決定される。
【００６３】
図１０は、図１の各需要家設備１の間で送受電しない場合について、各需要家設備１の蓄電装置１３の蓄電量の例示的な時間的変化を示すグラフである。図１０は、各需要家設備１の充放電電力が図９に示すように変化したときの蓄電量の時間的変化を示す。需要家設備１−１の蓄電装置１３に基準容量２．１ｋＷｈが設定され、需要家設備１−２の蓄電装置１３に基準容量１．４ｋＷｈが設定され、需要家設備１−３の蓄電装置１３に基準容量１．８ｋＷｈが設定されていると仮定する。各需要家設備１の蓄電装置１３の基準容量と、図１０に示す蓄電量の増減（すなわち、充電電力量及び放電電力量）とに基づいて、各需要家設備１の蓄電装置１３の充放電サイクル数が計算される。図１０の例では、需要家設備１−１の蓄電装置１３は充放電サイクル数２．１を有し、需要家設備１−２の蓄電装置１３は充放電サイクル数２．４を有し、需要家設備１−３の蓄電装置１３は充放電サイクル数３．１を有する。
【００６４】
図５のステップＳ２４において、基準容量決定器２３は、蓄電装置１３の投資回収期間を予測する。このため、基準容量決定器２３は、需要家設備１がピーク時の需要電力を電力会社設備３から受けることが可能な契約を需要家及び電力会社が結んでいるときの第１の電力料金を計算する。また、基準容量決定器２３は、需要家設備１が最大でピークカット目標電力までの電力を電力会社設備３から受けることが可能な契約を需要家及び電力会社が結んでいるときの第２の電力料金を計算する。ここで、第１及び第２の電力料金は、例えば、［円／月］又は［円／年］を単位とする。第１の電力料金と第２の電力料金との差が、蓄電装置１３を導入したことによる電力料金の削減額である。投資回収期間は、蓄電装置１３の価格を、蓄電装置１３を導入したことによる電力料金の削減額で除算することによって計算される。
【００６５】
図１１は、図３のステップＳ２における蓄電装置１３の基準容量の決定を説明するためのグラフである。蓄電装置１３の容量を大きくするほど、ピークカット目標電力を小さくすることができる。ただし、蓄電装置１３の容量を大きくするほど、蓄電装置１３の価格が増大し、従って、投資回収期間が長くなる。一方、蓄電装置１３の容量を小さくするほど、蓄電装置１３の価格が低下する。ただし、蓄電装置１３の容量を小さくするほど、ピークカット目標電力の低減は困難になり、従って、投資回収期間が長くなる。このため、蓄電装置１３の基準容量は、投資回収期間を最小化するように決定される。
【００６６】
図５のステップＳ２５において、基準容量決定器２３は、投資回収期間が最小値であるか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ２６に進み、ＮＯのときはステップＳ２７に進む。ステップＳ２６において、基準容量決定器２３は、現在設定されている基準容量を、蓄電装置１３の基準容量として決定する。ステップＳ２７において、基準容量決定器２３は、蓄電装置１３の基準容量を変化させる。基準容量決定器２３は、例えば、予め決められたステップ幅で蓄電装置１３の基準容量を変化させてもよく、又は、最急勾配法などを用いて、可変なステップ幅で蓄電装置１３の基準容量を変化させてもよい。ステップ幅は、容量値で表されてもよく、現在設定されている基準容量に対する割合で表されてもよい。
【００６７】
ステップＳ２８において、基準容量決定器２３は、すべての需要家設備１の基準容量を決定したか否かを判断し、ＹＥＳのときは図３のステップＳ３に進み、ＮＯのときは図５のステップＳ２９に進む。ステップＳ２９において、基準容量決定器２３は、他の１つの需要家設備１を選択し、ステップＳ２２〜Ｓ２８を繰り返す。
【００６８】
このように、ステップＳ２の基準容量決定処理を実行することにより、各需要家設備１の間で送受電しないと仮定した場合に、各需要家設備１が電力会社設備３から受ける電力をピークカット目標電力以下に維持するために十分な基準容量を決定することができる。
【００６９】
基準容量決定器２３は、図５に示すように、需要家設備１ごとに基準容量を決定してもよい。それに代わって、基準容量決定器２３は、各需要家設備１に共通の１つの基準容量を決定してもよい。
【００７０】
［実容量決定処理（ステップＳ３）］
図６は、図３のステップＳ３の実容量決定処理を示すサブルーチンである。
【００７１】
図６のステップＳ３１において、実容量決定器２４は、図３のステップＳ２で決定された各需要家設備１の蓄電装置１３の基準容量を、各需要家設備１の蓄電装置１３の実容量の初期値として設定する。
【００７２】
ステップＳ３２において、実容量決定器２４は、各需要家設備１の蓄電装置１３の実容量を変化させる。実容量決定器２４は、例えば、予め決められたステップ幅で蓄電装置１３の実容量を変化させてもよく、又は、最急勾配法などを用いて、可変なステップ幅で蓄電装置１３の実容量を変化させてもよい。ステップ幅は、容量値で表されてもよく、現在設定されている実容量に対する割合で表されてもよい。ステップ幅は、各需要家設備１について同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。
【００７３】
ステップＳ３３において、実容量決定器２４は、各需要家設備１の間で送受電すること及び各蓄電装置１３が現在設定されている実容量を有することを仮定して、各蓄電装置１３の充放電計画の決定を試みる。詳しくは、この仮定の下で、実容量決定器２４は、ステップＳ１で予測された需要電力及び発電電力の時間的変化に基づいて、各需要家設備１が電力会社設備３から受ける電力をピークカット目標電力以下に維持するように、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電計画の決定を試みる。
【００７４】
図１２は、図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課さない場合について、各需要家設備１の需要電力、売買電力、発電電力、及び充放電電力の例示的な時間的変化を示すグラフである。
【００７５】
ここで、「充放電の制約」とは、各需要家設備１の間で送受電しない場合を基準として、蓄電装置１３の劣化の程度に関連付けられた特性値、すなわち、充放電サイクル数の増加量をなるべく小さくするように、各蓄電装置１３の充電及び放電を制御することを意味する。
【００７６】
図１２において、各需要家設備１−１〜１−３の需要電力及び発電電力は、図９に示したものと同じである。
【００７７】
図１２の１〜３段目を参照すると、０〜５時において、各需要家設備１−１〜１−３は、図９の場合と同様に、電力会社設備３から買電して蓄電装置１３に充電する。ただし、図１２の場合では各需要家設備１−１〜１−３の間で送受電してもよいので、０〜５時において買電及び充電する電力は、図９の場合に比較して増大又は減少する。
【００７８】
また、図９を参照して説明したように、需要家設備１−３では、８〜１０時において、需要電力がピークカット目標電力を超えて増大し、需要家設備１−３は蓄電装置１３から放電し、放電電力を負荷装置１１により消費する。このため、図１０に示すように、１０時頃に、需要家設備１−３の蓄電装置１３の蓄電量がゼロに近づく。一方、図１２の場合、需要家設備１−１は、６〜９時において、その蓄電装置１３の放電電力の一部を需要家設備１−３に送電し、需要家設備１−３は、需要家設備１−１からの受電電力を、需要家設備１−３の負荷装置１１により消費する。これにより、図１２の場合、６〜９時において、需要家設備１−１の蓄電装置１３の放電電力は図９の場合よりも増大し、従って、需要家設備１−１の蓄電装置１３の充放電サイクル数の増大は図９の場合よりも大きくなる。
【００７９】
また、図９を参照して説明したように、需要家設備１−２では、８〜１７時において発電電力が需要電力を超過し、需要家設備１−３では、１０〜１７時において発電電力が需要電力を超過する。図９の場合、このとき、需要家設備１−２，１−３は、発電電力の余りを、蓄電装置１３に充電し、さらに、電力会社設備３に売電する。一方、図１２の場合、９〜１５時において、需要家設備１−２，１−３は、発電電力の余りを、電力会社設備３に売電することに代えて、需要家設備１−１に送電し、需要家設備１−１は、需要家設備１−２，１−３からの受電電力を、蓄電装置１３に充電する。これにより、図１２の場合、９〜１５時において、需要家設備１−１の蓄電装置１３の充電電力は図９の場合よりも増大し、従って、需要家設備１−１の蓄電装置１３の充放電サイクル数の増大は図９の場合よりも大きくなる。また、図１２の場合、売電電力を削減するので、電力会社設備３への影響を図９の場合よりも低減することができる。
【００８０】
また、図９を参照して説明したように、需要家設備１−２では、２１〜２３時において、需要電力がピークカット目標電力を超えて増大し、需要家設備１−２は蓄電装置１３から放電し、放電電力を負荷装置１１により消費する。このため、図１０に示すように、２４時頃において、需要家設備１−２の蓄電装置１３の蓄電量がゼロに近づく。一方、図１２の場合、需要家設備１−１の蓄電装置１３は、前述のように、９〜１５時に需要家設備１−２，１−３からの受電電力を充電したことにより、２１〜２３時において、図９の場合よりも高い蓄電量を有する。従って、図１２の場合、需要家設備１−１は、２１〜２３時において、その蓄電装置１３の放電電力の一部を需要家設備１−２に送電し、需要家設備１−２は、需要家設備１−１からの受電電力を、需要家設備１−２の負荷装置１１により消費する。これにより、図１２の場合、２１〜２３時において、需要家設備１−１の蓄電装置１３の放電電力は図９の場合よりも増大し、従って、需要家設備１−１の蓄電装置１３の充放電サイクル数の増大は図９の場合よりも大きくなる。
【００８１】
各需要家設備１の需要電力及び発電電力の時間的変化が例えば図１２に示すように予測されたとき、各需要家設備１の間で送受電する場合の、各需要家設備１の蓄電装置１３の充放電計画は、例えば図１２の充放電電力のプロットに示すように決定される。
【００８２】
図１３は、図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課さない場合について、各需要家設備１の蓄電装置１３の蓄電量の例示的な時間的変化を示すグラフである。図１３は、各需要家設備１の充放電電力が図１２に示すように変化したときの蓄電量の時間的変化を示す。需要家設備１−１の蓄電装置１３に実容量１．５ｋＷｈが設定され、需要家設備１−２の蓄電装置１３に実容量１．０ｋＷｈが設定され、需要家設備１−３の蓄電装置１３に実容量１．３ｋＷｈが設定されていると仮定する。各需要家設備１の蓄電装置１３の実容量と、図１３に示す蓄電量の増減（すなわち、充電電力量及び放電電力量）とに基づいて、各需要家設備１の蓄電装置１３の充放電サイクル数が計算される。図１３の例では、需要家設備１−１の蓄電装置１３は充放電サイクル数３．１を有し、需要家設備１−２の蓄電装置１３は充放電サイクル数３．１を有し、需要家設備１−３の蓄電装置１３は充放電サイクル数３．１を有する。
【００８３】
図１３によれば、各需要家設備１−１〜１−３の間で送受電することにより、図１０の場合よりも、各需要家設備１−１〜１−３の蓄電装置１３に必要な容量が低下することがわかる。ただし、図１３の場合、各蓄電装置１３の充放電に制約を課さないので、各需要家設備１−１〜１−３の蓄電装置１３の充放電サイクル数は、図１０の場合よりも増大することがある。
【００８４】
図６のステップＳ３３において、実容量決定器２４は、各需要家設備１のピークカット目標電力を満たす充放電計画を決定可能であるか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ３４に進み、ＮＯのときはステップＳ３２に戻る。ステップＳ３４において、実容量決定器２４は、各需要家設備１の蓄電装置１３の実容量が最小値であるか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ３５に進み、ＮＯのときはステップＳ３２に戻り、ステップＳ３２〜Ｓ３４を繰り返す。ステップＳ３５において、実容量決定器２４は、現在設定されている実容量を、各需要家設備１の蓄電装置１３の実容量として決定する。
【００８５】
このように、ステップＳ３の実容量決定処理を実行することにより、各需要家設備１の間で送受電すると仮定した場合に、各需要家設備１が電力会社設備３から受ける電力をピークカット目標電力以下に維持するために十分な実容量を決定することができる。
【００８６】
実容量決定器２４は、需要家設備１ごとに実容量を決定してもよく、各需要家設備１に共通の１つの実容量を決定してもよい。
【００８７】
［特性値決定処理（ステップＳ６）］
図７は、図３のステップＳ６の特性値決定処理を示すサブルーチンである。
【００８８】
図７のステップＳ４１において、特性値決定器２５は、１つの需要家設備１を選択する。
【００８９】
ステップＳ４２において、特性値決定器２５は、各需要家設備１の間で送受電しないこと及び各蓄電装置１３が基準容量を有することを仮定して、ステップＳ４１で選択された需要家設備１の蓄電装置１３の充放電計画を決定する。詳しくは、この仮定の下で、特性値決定器２５は、ステップＳ５で予測された需要電力及び発電電力の時間的変化に基づいて、需要家設備１が電力会社設備３から受ける電力をピークカット目標電力以下に維持するように、かつ、需要家設備１が電力会社設備３から受ける電力の料金を最小化するように、単位時間期間における蓄電装置１３の充放電計画を決定する。ステップＳ４３において、特性値決定器２５は、ステップＳ４２で決定された充放電計画に従って基準容量を有する各蓄電装置１３の充電及び放電を制御すると仮定して、各需要家設備１の蓄電装置１３の基準サイクル数を計算する。
【００９０】
ステップＳ４４において、特性値決定器２５は、すべての需要家設備１の基準サイクル数を決定したか否かを判断し、ＹＥＳのときは図３のステップＳ７に進み、ＮＯのときは図７のステップＳ４５に進む。ステップＳ４５において、特性値決定器２５は、他の１つの需要家設備１を選択し、ステップＳ４２〜Ｓ４４を繰り返す。
【００９１】
［充放電計画決定処理（ステップＳ７）］
図８は、図３のステップＳ７の充放電計画決定処理を示すサブルーチンである。
【００９２】
図８のステップＳ５１において、充放電計画決定器２６は、各需要家設備１の間で送受電すること及び各蓄電装置１３が実容量を有することを仮定して、各蓄電装置１３の充放電計画を決定する。詳しくは、この仮定の下で、充放電計画決定器２６は、ステップＳ５で予測された需要電力及び発電電力の時間的変化に基づいて、各需要家設備１が電力会社設備３から受ける電力をピークカット目標電力以下に維持するように、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電計画を決定する。
【００９３】
ステップＳ５２において、充放電計画決定器２６は、ステップＳ５１で決定された充放電計画に従って実容量を有する各蓄電装置１３の充電及び放電を制御すると仮定して、各需要家設備１の蓄電装置１３の実サイクル数を計算する。ステップＳ５３において、充放電計画決定器２６は、ステップＳ５１で決定された充放電計画に従って実容量を有する各蓄電装置１３の充電及び放電を制御すると仮定して、各需要家設備１の合計の電力料金を計算する。ステップＳ５４において、充放電計画決定器２６は、基準サイクル数、実サイクル数、及び電力料金に基づいて、各需要家設備１の目的関数ｆの値を計算する。
【００９４】
図８のステップＳ５５において、充放電計画決定器２６は、目的関数ｆの値が最小化されたか否かを判断し、ＹＥＳのときは図３のステップＳ８に進み、ＮＯのときは図８のステップＳ５１に進み、ステップＳ５１〜Ｓ５５を繰り返す。
【００９５】
目的関数の値は、ある需要家設備１の需要電力を満たすために、電力会社設備３から買電して消費することに代えて、当該需要家設備１又は他の需要家設備１の発電電力を消費することにより低減される。また、目的関数ｆの値は、ある需要家設備１の需要電力を満たすために、電力会社設備３からリアルタイムで買電して消費することに代えて、需要電力が生じる時間よりも前の、電力料金がより低い時間において電力会社設備３から予め買電して蓄電装置１３に充電することにより低減される。また、条件によっては、目的関数ｆの値は、ある需要家設備１の需要電力を満たすために、電力会社設備３から買電して消費することに代えて、当該需要家設備１又は他の需要家設備１の蓄電装置１３からの放電電力を消費することにより低減されることがある。それに代わって、条件によっては、目的関数ｆの値は、ある需要家設備１の需要電力を満たすために、当該需要家設備１又は他の需要家設備１の蓄電装置１３からの放電電力を消費することに代えて、電力会社設備３から買電して消費することにより低減されることがある。これらの動作及び他の動作を任意に組み合わせて各蓄電装置１３の充放電計画を決定することにより、目的関数ｆの値は低減される。
【００９６】
図１４は、図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課す場合について、各需要家設備１の需要電力、売買電力、発電電力、及び充放電電力の例示的な時間的変化を示すグラフである。
【００９７】
目的関数ｆの値を最小化することにより、前述したように、充放電サイクル数の増加量をなるべく小さくする、という充放電の制約が満たされる。
【００９８】
図１４において、各需要家設備１−１〜１−３の需要電力及び発電電力は、図９に示したものと同じである。
【００９９】
図１４の１段目及び２段目を参照すると、０〜５時において、需要家設備１−１，１−２は、電力会社設備３から買電して蓄電装置１３に充電する電力を、図１２の場合よりも削減する。従って、０〜５時において、需要家設備１−１，１−２の蓄電装置１３の充放電サイクル数の増大は図１２の場合よりも小さくなる。
【０１００】
図１４の１段目を参照すると、７〜９時において、需要家設備１−１は、蓄電装置１３から放電して需要家設備１−３に送電する電力を図１２の場合よりも削減する。従って、７〜９時において、需要家設備１−１の蓄電装置１３の充放電サイクル数の増大は図１２の場合よりも小さくなる。それに応じて、図１４の３段目を参照すると、７〜９時において、需要家設備１−３は、需要家設備１−１からの受電電力を図１２の場合よりも削減し、代わりに、電力会社設備３からの受電電力を図１２の場合よりも増加させる。
【０１０１】
図１４の２段目を参照すると、需要家設備１−２は、９〜１３時において、その蓄電装置１３への充電電力を図１２の場合よりも増加させ、代わりに、需要家設備１−１への送電電力を図１２の場合よりも減少させる。図１４の３段目を参照すると、需要家設備１−３は、１０〜１４時において、電力会社設備３への売電電力を図１２の場合よりも増加させ、代わりに、需要家設備１−１への送電電力を図１２の場合よりも減少させる。それに応じて、図１４の１段目を参照すると、９〜１５時において、需要家設備１−１は、需要家設備１−２，１−３から受電して蓄電装置１３に充電する電力を、図１２の場合よりも削減する。従って、９〜１５時において、需要家設備１−１の蓄電装置１３の充放電サイクル数の増大は図１２の場合よりも小さくなる。
【０１０２】
各需要家設備１は、発電装置１２の発電電力、電力会社設備３からの買電電力、及び／又は他の需要家設備１からの受電電力を、蓄電装置１３に充電することなく負荷装置１１により消費してもよく、後の時間に消費するためにいったん蓄電装置１３に充電してもよい。蓄電装置１３に充電することなく負荷装置１１により消費することにより、目的関数ｆの値を増大させないこと又は低減することができる。
【０１０３】
各需要家設備１の需要電力及び発電電力の時間的変化が例えば図１４に示すように予測されたとき、各需要家設備１の間で送受電する場合の、各需要家設備１の蓄電装置１３の充放電計画は、例えば図１４の充放電電力のプロットに示すように決定される。
【０１０４】
図１５は、図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課す場合について、各需要家設備１の蓄電装置１３の蓄電量の例示的な時間的変化を示すグラフである。図１５は、各需要家設備１の充放電電力が図１４に示すように変化したときの蓄電量の時間的変化を示す。需要家設備１−１の蓄電装置１３が実容量１．５ｋＷｈを有し、需要家設備１−２の蓄電装置１３が実容量１．０ｋＷｈを有し、需要家設備１−３の蓄電装置１３が実容量１．３ｋＷｈを有していると仮定する。各需要家設備１の蓄電装置１３の実容量と、図１５に示す蓄電量の増減（すなわち、充電電力量及び放電電力量）とに基づいて、各需要家設備１の蓄電装置１３の実サイクル数が計算される。図１５の例では、需要家設備１−１の蓄電装置１３は実サイクル数２．１を有し、需要家設備１−２の蓄電装置１３は実サイクル数２．４を有し、需要家設備１−３の蓄電装置１３は実サイクル数３．１を有する。
【０１０５】
図１５によれば、各蓄電装置１３の充放電に制約を課すことにより、各需要家設備１−１〜１−３の蓄電装置１３の充放電サイクル数を図１３の場合よりも削減できることがわかる。また、各蓄電装置１３の充放電に制約を課すことにより、図１０の場合に比較した各蓄電装置１３の充放電サイクル数の増加量を、図１３の場合よりも削減することができ、条件によっては、各蓄電装置１３の充放電サイクル数を図１０の場合よりも削減することができる。
【０１０６】
図８のステップＳ５１〜Ｓ５５を繰り返すことにより、目的関数ｆの値を最小化するように、各蓄電装置１３の充放電計画を決定することができる。
【０１０７】
目的関数ｆが、充放電サイクル数の項Ａｉ×ｍａｘ（Ｃｂｉ−Ｃａｉ，０）を含むことにより、基準サイクル数Ｃａｉに対する実サイクル数Ｃｂｉの増加量を小さくすること、好ましくは、実サイクル数Ｃｂｉを基準サイクル数Ｃａｉよりも小さくすることが制約として課される。この制約が満たされる場合、各需要家設備１の間で送受電して各蓄電装置１３を共用しても、各需要家設備１の間で送受電しない場合に比較して、各蓄電装置１３の大幅な劣化を生じにくくし、好ましくは、各蓄電装置１３をより劣化しにくくすることができる。
【０１０８】
また、図３の電力制御処理において、基準サイクル数及び実サイクル数の関係（違反量）は、ハード制約としてではなく、ソフト制約として設定される。例えば、図３のステップＳ５で予測された需要電力がステップＳ１で予測された需要電力よりも大きい場合、及び／又は、ステップＳ５で予測された発電電力がステップＳ１で予測された発電電力よりも小さい場合、実サイクル数は基準サイクル数よりも悪化（すなわち増大）する可能性がある。このような場合であっても、基準サイクル数及び実サイクル数の関係がソフト制約として設定されるので、基準サイクル数に対する実サイクル数の増加量をなるべく低減して目的関数ｆの値を最小化するように、各蓄電装置１３の充放電計画を決定することができる。
【０１０９】
また、目的関数ｆにおいて、係数Ａｉを小さく設定すると、実サイクル数が基準サイクル数を超過しやすくなり、また、基準サイクル数に対する実サイクル数の増加量が増大しやすくなる。その結果、各需要家設備１の蓄電装置１３の劣化のばらつきが生じやすくなる。一方、係数Ａｉを大きく設定することにより、基準サイクル数に対する実サイクル数の増加量を低減し、又は、実サイクル数が基準サイクル数を超過しにくくし、これにより、各需要家設備１の蓄電装置１３の劣化のばらつきを生じにくくすることができる。
【０１１０】
一方、図３の電力制御処理において、ピークカット目標電力はハード制約として設定される。その理由は、各需要家設備１が電力会社設備３から受ける電力の最大値がピークカット目標電力を超えるか否かに依存して、電力料金が大きく変化するからである。
【０１１１】
［第１の実施形態の効果］
図１６は、図１の各需要家設備１の間で送受電しない場合と、図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課さない場合と、図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課す場合とについて、蓄電装置１３の例示的な劣化率を示すグラフである。図９、図１２、及び図１４の条件でシミュレーションを行った。ここで、蓄電装置１３の劣化率は、基準サイクル数の平方根に対する実サイクル数の平方根の百分率によって表される。言い換えると、蓄電装置１３の劣化率は、基準サイクル数で表される劣化の程度によって正規化された、実サイクル数で表される劣化の程度を表す。
【０１１２】
図１６によれば、各蓄電装置１３の充放電に制約を課すことなく各需要家設備１の間で送受電すると、少なくとも一部の需要家設備１において、各需要家設備１の間で送受電しない場合よりも蓄電装置１３の劣化がすすむ。一方、各蓄電装置１３の充放電に制約を課して各需要家設備１の間で送受電すると、各需要家設備１の間で送受電しない場合と同程度まで蓄電装置１３の劣化を抑えることができる。
【０１１３】
また、各蓄電装置１３の充放電に制約を課して各需要家設備１の間で送受電するとき、充放電計画は、基本的には、基準サイクル数を超える実サイクル数を有すると計算された需要家設備１の充電電力及び／又は放電電力を低減するように決定される。従って、各需要家設備１の実サイクル数が基準サイクル数以下になるか、又は、基準サイクル数に対する実サイクル数の超過量が最小化される。このとき、各需要家設備１の蓄電装置１３の劣化は、各需要家設備１の間で送受電しない場合の劣化と同程度になり、これにより、各需要家設備１の蓄電装置１３の劣化のばらつきを低減することができる。
【０１１４】
図１７は、図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課さない場合について、各需要家設備１の合計の売買電力及び充放電電力の例示的な時間的変化を示すグラフである。図１８は、図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課す場合について、各需要家設備１の合計の売買電力及び充放電電力の例示的な時間的変化を示すグラフである。需要電力及び発電電力が一定であると仮定する。各蓄電装置１３の充放電に制約を課す場合、充電電力が減少すると買電電力が減少し、一方、放電電力が減少すると買電電力が増加する。従って、買電電力の減少分と増加分とが相殺され、電力料金の増加分が小さくなり、好ましくは電力料金が小さくなる。
【０１１５】
また、図１６のシミュレーションでは、各需要家設備１の合計の電力料金は、３つの場合において互いにほぼ同じあった。その理由として、例えば以下の要因があると考えられる。各需要家設備１の間で送受電しない場合と比較すると、各需要家設備１の間で送受電する場合には、ある需要家設備１は、電力会社設備３から受電することに代えて、他の需要家設備１から受電することができるが、電力会社設備３が各需要家設備１に供給すべき合計の電力は変わらない。また、各蓄電装置１３の充放電に制約を課さない場合と比較すると、各蓄電装置１３の充放電に制約を課す場合には、充電電力が減少して、結果として買電電力も減少することと、放電電力が減少して、結果として買電電力が増加することとが相殺される。
【０１１６】
以上説明したように、電力制御装置４は、各需要家設備１の間で送受電しないこと及び各蓄電装置１３が基準容量を有することを仮定して、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電計画を決定し、この充放電計画に従って各蓄電装置１３の充電及び放電を制御するときの基準サイクル数を計算する。次いで、電力制御装置４は、各需要家設備１の間で送受電すること及び各蓄電装置１３が実容量を有することを仮定して、各蓄電装置１３の充電及び放電を制御するときの実サイクル数を計算し、目的関数の値を最小化するように、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電計画を決定する。言い換えると、各需要家設備１の間で送受電しないこと及び各蓄電装置１３が基準容量を有することを仮定したときの計算結果に基づいて、各需要家設備１の間で送受電しかつ各蓄電装置１３が実容量を有するときの充放電計画を決定する。
【０１１７】
第１の実施形態に係る電力制御装置４は、複数の需要家設備１の間で送受電してそれらの蓄電装置１３を共用する場合であっても、各蓄電装置１３の劣化が生じにくいように各需要家設備１を制御することができる。
【０１１８】
また、第１の実施形態に係る電力制御装置４は、各需要家設備１の蓄電装置１３の劣化のばらつきを低減することができる。
【０１１９】
また、第１の実施形態に係る電力制御装置４は、複数の需要家設備１の間で送受電してそれらの蓄電装置１３を共用することにより、比較的に小さな容量を有する蓄電装置１３を用いることができる。
【０１２０】
［電力制御処理の変形例］
図３の電力制御処理は、各需要家設備１に蓄電装置１３を設置する前（ステップＳ１〜Ｓ３）及び各需要家設備１を初回以降に実際に動作させるとき（ステップＳ５〜Ｓ９）に実行される。しかしながら、各需要家設備１を２回目以降に実際に動作させるときは、図３の電力制御処理に代えて、図１９の電力制御処理を実行してもよい。
【０１２１】
図１９は、図１の電力制御装置４によって実行される第２の電力制御処理を示すフローチャートである。図３のステップＳ８の後、ステップＳ９に代えて、図１９のステップＳ１０１に進む。
【０１２２】
図１９のステップＳ１０１において、電力制御装置４は、電力システムに新たな蓄電装置１３を追加するか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１０２に進み、ＮＯのときはステップＳ１０６に進む。新たな蓄電装置１３は、既存の需要家設備１に追加されてもよく、当該新たな蓄電装置１３を含む新たな需要家設備１とともに電力システムに追加されてもよい。
【０１２３】
ステップＳ１０２において、予測器２２は電力予測処理を実行する。
【０１２４】
図２０は、図１９のステップＳ１０２の電力予測処理を示すサブルーチンである。
【０１２５】
図２０のステップＳ１１１において、予測器２２は、追加される蓄電装置１３を含む需要家設備１の過去の需要電力及び発電電力のデータが記憶装置２１に記憶されているか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１１２に進み、ＮＯのときはステップＳ１１３に進む。ステップＳ１１２において、予測器２２は、追加される蓄電装置１３を含む需要家設備１の過去の需要電力及び発電電力の時間的変化に基づいて、単位時間期間における需要家設備１の需要電力及び発電電力の時間的変化を予測する。ステップＳ１１３において、予測器２２は、記憶装置２１に記憶された負荷装置１１、発電装置１２、及びユーザの情報に基づいて、単位時間期間における、追加される蓄電装置１３を含む需要家設備１の需要電力及び発電電力の時間的変化を予測する。
【０１２６】
予測器２２は、追加される蓄電装置１３を含む需要家設備１以外の既存の需要家設備１についても、単位時間期間における各需要家設備１の需要電力及び発電電力の時間的変化を予測する。
【０１２７】
図１９のステップＳ１０３において、基準容量決定器２３は基準容量決定処理を実行する。
【０１２８】
図２１は、図１９のステップＳ１０３の基準容量決定処理を示すサブルーチンである。
【０１２９】
図２１のステップＳ１２１において、基準容量決定器２３は、追加される蓄電装置１３の基準容量の初期値を設定する。ステップＳ１２２において、基準容量決定器２３は、ピークカット目標電力を満たす充放電計画を決定する。各需要家設備１の間で送受電しないこと及び蓄電装置１３が現在設定されている基準容量を有することを仮定して、追加される蓄電装置１３の充放電計画を決定する。詳しくは、この仮定の下で、基準容量決定器２３は、ステップＳ１０２で予測された需要電力及び発電電力の時間的変化に基づいて、追加される蓄電装置１３を含む需要家設備１が電力会社設備３から受ける電力をピークカット目標電力以下に維持するように、単位時間期間における、追加される蓄電装置１３の充放電計画を決定する。ステップＳ１２３において、基準容量決定器２３は、追加される蓄電装置１３の投資回収期間を予測する。ステップＳ１２４において、基準容量決定器２３は、投資回収期間が最小値であるか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１２５に進み、ＮＯのときはステップＳ１２６に進む。ステップＳ１２５において、基準容量決定器２３は、現在設定されている基準容量を、追加される蓄電装置１３の基準容量として決定する。ステップＳ１２６において、基準容量決定器２３は、追加される蓄電装置１３の基準容量を変化させる。
【０１３０】
図１９のステップＳ１０４において、実容量決定器２４は実容量決定処理を実行する。
【０１３１】
図２２は、図１９のステップＳ１０４の実容量決定処理を示すサブルーチンである。
【０１３２】
既存の蓄電装置１３は予め決められた実容量を有するが、新たに追加される蓄電装置１３の実容量は未定である。ステップＳ１０４では、新たに追加される蓄電装置１３の実容量を決定する。
【０１３３】
図２２のステップＳ１３１において、実容量決定器２４は、図１９のステップＳ１０３で決定された蓄電装置１３の基準容量を、追加される蓄電装置１３の実容量の初期値として設定する。ステップＳ１３２において、実容量決定器２４は、追加される蓄電装置１３の実容量を変化させる。ステップＳ１３３において、実容量決定器２４は、各需要家設備１の間で送受電すること及び追加される蓄電装置１３が現在設定されている実容量を有することを仮定して、各蓄電装置１３の充放電計画の決定を試みる。既存の蓄電装置１３は、図３のステップＳ３で決定された実容量を有する。詳しくは、この仮定の下で、実容量決定器２４は、ステップＳ１０２で予測された需要電力及び発電電力の時間的変化に基づいて、各需要家設備１が電力会社設備３から受ける電力をピークカット目標電力以下に維持するように、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電計画の決定を試みる。ステップＳ１３３において、実容量決定器２４は、各需要家設備１のピークカット目標電力を満たす充放電計画を決定可能であるか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１３４に進み、ＮＯのときはステップＳ１３２に戻る。ステップＳ１３４において、実容量決定器２４は、追加される蓄電装置１３の実容量は最小値であるか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１３５に進み、ＮＯのときはステップＳ１３２に戻り、ステップＳ１３２〜１３４を繰り返す。ステップＳ１３５において、実容量決定器２４は、現在設定されている実容量を、追加される蓄電装置１３の実容量として決定する。
【０１３４】
図１９のステップＳ１０５において、ステップＳ１０４で決定された実容量を有する蓄電装置１３が既存の需要家設備１に追加される、又は、この実容量を有する蓄電装置１３を含む需要家設備１が電力システムに追加される。
【０１３５】
ステップＳ１０６において、予測器２２は電力予測処理を実行する。ステップＳ１０７において、特性値決定器２５は特性値決定処理を実行する。ステップＳ１０８において、充放電計画決定器２６は充放電計画決定処理を実行する。図１９のステップＳ１０６〜Ｓ１０８は、図３のステップＳ５〜Ｓ８と同様であり、既存の蓄電装置１３及び新たに追加された蓄電装置１３の充放電計画を決定する。ステップＳ１０９において、ステップＳ１０８で決定された充放電計画で各需要家設備１の蓄電装置１３の充電及び放電を制御する。ステップＳ１１０において、単位時間期間が経過したとき、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１〜Ｓ１１０を繰り返す。
【０１３６】
図１９の電力制御処理を実行することにより、電力システムに新たな蓄電装置１３を追加するとき、当該新たな蓄電装置１３の実容量を決定し、目的関数ｆの値を最小化するように、既存の蓄電装置１３及び新たに追加された蓄電装置１３の充放電計画を決定することができる。
【０１３７】
［蓄電装置の劣化に関連付けられた特性値の変形例］
各蓄電装置１３の劣化に関連付けられた特性値は、前述した充放電サイクル数に基づくものに限定されない。次に、図２３〜図２６を参照して、各蓄電装置１３の劣化に関連付けられた特性値の変形例について説明する。
【０１３８】
図２３は、第１の実施形態の第１の変形例に係る電力システムによって使用される目的関数ｆａを説明するためのグラフである。
【０１３９】
各蓄電装置１３の劣化に関連付けられた特性値は、例えば、各蓄電装置１３の蓄電率が変動する動作範囲であってもよい。蓄電率は、例えば、蓄電装置１３の容量に対する現在の蓄電量の割合によって与えられる。蓄電装置１３の蓄電率が１００％及び０％に近づくことは、蓄電装置１３の劣化をすすめやすくする。従って、蓄電装置１３の劣化を生じにくくするために、各需要家設備１の間で送受電しない場合を基準として、蓄電率が変動する動作範囲の増加量をなるべく小さくすることを、充放電の制約として課す。動作範囲の拡大により、蓄電装置１３の劣化しやすさの増大を表す。
【０１４０】
この場合、特性値決定器２５は、各需要家設備１の間で送受電しないこと及び各蓄電装置１３が基準容量を有することを仮定して、基準サイクル数に代えて、各蓄電装置１３の蓄電率が変動する動作範囲を計算する。本明細書では、特性値決定器２５によって決定される動作範囲を「基準動作範囲」又は「第１の特性値」ともいう。また、充放電計画決定器２６は、各需要家設備１の間で送受電すること及び各蓄電装置１３が実容量を有することを仮定して、実サイクル数に代えて、各蓄電装置１３の蓄電率が変動する動作範囲を計算する。本明細書では、充放電計画決定器２６によって決定される動作範囲を「実動作範囲」又は「第２の特性値」ともいう。充放電計画決定器２６は、基準動作範囲に対する実動作範囲の悪化の程度を示す目的関数ｆａを計算し、目的関数ｆａの値を最小化するように、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電計画を決定する。動作範囲の拡大により、基準動作範囲に対する実動作範囲の悪化を表す。
【０１４１】
目的関数ｆａは、例えば、次式によって与えられる。
【０１４２】
【数２】
2020044743.tif 000004
【０１４３】
ここで、Ａｉ及びＢｉは、前述した目的関数ｆの場合と同様に、重み係数及び電力料金をそれぞれ示す。Ｒａｉは需要家設備１−ｉの基準動作範囲の最大値を示し、Ｒｂｉは需要家設備１−ｉの基準動作範囲の最小値を示す。Ｒｃｉは需要家設備１−ｉの実動作範囲の最大値を示し、Ｒｄｉは需要家設備１−ｉの実動作範囲の最小値を示す。「Ｒｃｉ−Ｒａｉ」は、実動作範囲の最大値Ｒｃｉが基準動作範囲の最大値Ｒａｉに対して悪化（すなわち増大）した場合のペナルティを示す。「Ｒｂｉ−Ｒｄｉ」は、実動作範囲の最小値Ｒｄｉが基準動作範囲の最小値Ｒｂｉに対して悪化（すなわち減少）した場合のペナルティを示す。
【０１４４】
図２３は、基準動作範囲の最大値Ｒａｉ＝９０％であり、基準動作範囲の最小値Ｒｂｉ＝１５％であり、実動作範囲の最大値Ｒｃｉ及び最小値Ｒｄｉがそれらに一致している場合を示す。目的関数ｆａが、蓄電率が変動する動作範囲の項を含むことにより、基準動作範囲に対する実動作範囲の超過量を小さくすること、好ましくは、実動作範囲を基準動作範囲内に含めることが制約として課される。この制約が満たされる場合、各需要家設備１の間で送受電して各蓄電装置１３を共用しても、各需要家設備１の間で送受電しない場合に比較して、各蓄電装置１３の大幅な劣化を生じにくくし、好ましくは、各蓄電装置１３をより劣化しにくくすることができる。
【０１４５】
図２４は、第１の実施形態の第２の変形例に係る電力システムによって使用される目的関数ｆｂ，ｆｃを説明するためのグラフである。
【０１４６】
各蓄電装置１３の劣化に関連付けられた特性値は、例えば、各蓄電装置１３の蓄電率が継続して予め決められたしきい値以上に維持される時間長であってもよい。蓄電装置１３の蓄電率が高い状態で長時間にわたって維持されることは、蓄電装置１３の劣化をすすめやすくする。従って、蓄電装置１３の劣化を生じにくくするために、各需要家設備１の間で送受電しない場合を基準として、各蓄電装置１３の蓄電率が継続して予め決められたしきい値以上に維持される時間長の増加量をなるべく小さくすることを、充放電の制約として課す。本明細書では、このしきい値を「第２のしきい値」ともいう。時間長の増大により、蓄電装置１３の劣化しやすさの増大を表す。
【０１４７】
この場合、特性値決定器２５は、各需要家設備１の間で送受電しないこと及び各蓄電装置１３が基準容量を有することを仮定して、基準サイクル数に代えて、各蓄電装置１３の蓄電率が継続して予め決められたしきい値以上に維持される時間長を計算する。本明細書では、特性値決定器２５によって決定される時間長を「基準高蓄電時間」又は「第１の特性値」ともいう。また、充放電計画決定器２６は、各需要家設備１の間で送受電すること及び各蓄電装置１３が実容量を有することを仮定して、実サイクル数に代えて、各蓄電装置１３の蓄電率が継続して予め決められたしきい値以上に維持される時間長を計算する。本明細書では、充放電計画決定器２６によって決定される時間長を「実高蓄電時間」又は「第２の特性値」ともいう。充放電計画決定器２６は、基準高蓄電時間に対する実高蓄電時間の悪化の程度を示す目的関数ｆｂを計算し、目的関数ｆｂの値を最小化するように、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電計画を決定する。時間長の増大により、基準高蓄電時間に対する実高蓄電時間の悪化を表す。
【０１４８】
目的関数ｆｂは、例えば、次式によって与えられる。
【０１４９】
【数３】
2020044743.tif 000005
【０１５０】
ここで、Ａｉ及びＢｉは、前述した目的関数ｆの場合と同様に、重み係数及び電力料金をそれぞれ示す。Ｔａｉは需要家設備１−ｉの基準高蓄電時間を示し、Ｔｂｉは需要家設備１−ｉの実高蓄電時間の最大値を示す。「Ｔｂｉ−Ｔａｉ」は、実高蓄電時間Ｔｂｉが基準高蓄電時間Ｔａｉに対して悪化（すなわち増大）した場合のペナルティを示す。
【０１５１】
図２４は、予め決められたしきい値Ｔｈが蓄電装置１３の容量の８０％であり、基準高蓄電時間Ｔａｉ＝４時間であり、実高蓄電時間Ｔｂｉが４時間以内である場合を示す。目的関数ｆｂが、蓄電率が継続して予め決められたしきい値以上に維持される時間長の項を含むことにより、基準高蓄電時間Ｔａｉに対する実高蓄電時間Ｔｂｉの超過量を小さくすること、好ましくは、実高蓄電時間Ｔｂｉを基準高蓄電時間Ｔａｉよりも短くすることが制約として課される。この制約が満たされる場合、各需要家設備１の間で送受電して各蓄電装置１３を共用しても、各需要家設備１の間で送受電しない場合に比較して、各蓄電装置１３の大幅な劣化を生じにくくし、好ましくは、各蓄電装置１３をより劣化しにくくすることができる。
【０１５２】
各蓄電装置１３の劣化に関連付けられた特性値は、例えば、各蓄電装置１３の蓄電率の平均値であってもよい。前述のように、蓄電装置１３の蓄電率が高い状態で長時間にわたって維持されることは、蓄電装置１３の劣化をすすめやすくする。従って、蓄電装置１３の劣化を生じにくくするために、各需要家設備１の間で送受電しない場合を基準として、蓄電率の平均値の増加量をなるべく小さくすることを、充放電の制約として課す。平均値の増大により、蓄電装置１３の劣化しやすさの増大を表す。
【０１５３】
この場合、特性値決定器２５は、各需要家設備１の間で送受電しないこと及び各蓄電装置１３が基準容量を有することを仮定して、基準サイクル数に代えて、各蓄電装置１３の蓄電率の平均値を計算する。本明細書では、特性値決定器２５によって決定される平均値を「基準平均値」又は「第１の特性値」ともいう。また、充放電計画決定器２６は、各需要家設備１の間で送受電すること及び各蓄電装置１３が実容量を有することを仮定して、実サイクル数に代えて、各蓄電装置１３の蓄電率の平均値を計算する。本明細書では、充放電計画決定器２６によって決定される平均値を「実平均値」又は「第２の特性値」ともいう。充放電計画決定器２６は、基準平均値に対する実平均値の悪化の程度を示す目的関数ｆｃを計算し、目的関数ｆｃの値を最小化するように、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電計画を決定する。平均値の増大により、基準平均値に対する実平均値の悪化を表す。
【０１５４】
目的関数ｆｃは、例えば、次式によって与えられる。
【０１５５】
【数４】
2020044743.tif 000006
【０１５６】
ここで、Ａｉ及びＢｉは、前述した目的関数ｆの場合と同様に、重み係数及び電力料金をそれぞれ示す。ＡＶａｉは需要家設備１−ｉの基準平均値を示し、ＡＶｂｉは需要家設備１−ｉの実平均値を示す。「ＡＶｂｉ−ＡＶａｉ」は、実平均値ＡＶｂｉが基準平均値ＡＶａｉに対して悪化（すなわち増大）した場合のペナルティを示す。
【０１５７】
図２４は、基準平均値ＡＶａｉ＝５２％であり、実平均値ＡＶｂｉが５２％以下である場合を示す。目的関数ｆｃが、蓄電率の平均値の項を含むことにより、基準平均値ＡＶａｉに対する実平均値ＡＶｂｉの増加量を小さくすること、好ましくは、実平均値ＡＶｂｉを基準平均値ＡＶａｉよりも小さくすることが制約として課される。この制約が満たされる場合、各需要家設備１の間で送受電して各蓄電装置１３を共用しても、各需要家設備１の間で送受電しない場合に比較して、各蓄電装置１３の大幅な劣化を生じにくくし、好ましくは、各蓄電装置１３をより劣化しにくくすることができる。
【０１５８】
図２５は、第１の実施形態の第３の変形例に係る電力システムによって使用される目的関数ｆｄ，ｆｅを説明するためのグラフである。
【０１５９】
各蓄電装置１３の劣化に関連付けられた特性値は、例えば、各蓄電装置１３の充電及び放電を切り換える回数であってもよい。蓄電装置１３の充電電力及び放電電力が変動することは、抵抗成分の発熱をもたらし、蓄電装置１３の劣化をすすめやすくする。従って、蓄電装置１３の劣化を生じにくくするために、各需要家設備１の間で送受電しない場合を基準として、充電及び放電を切り換える回数の増加量をなるべく小さくすることを、充放電の制約として課す。回数の増大により、蓄電装置１３の劣化しやすさの増大を表す。
【０１６０】
この場合、特性値決定器２５は、各需要家設備１の間で送受電しないこと及び各蓄電装置１３が基準容量を有することを仮定して、基準サイクル数に代えて、各蓄電装置１３の充電及び放電を切り換える回数を計算する。本明細書では、特性値決定器２５によって決定される回数を「基準切り換え回数」又は「第１の特性値」ともいう。また、充放電計画決定器２６は、各需要家設備１の間で送受電すること及び各蓄電装置１３が実容量を有することを仮定して、実サイクル数に代えて、各蓄電装置１３の充電及び放電を切り換える回数を計算する。本明細書では、充放電計画決定器２６によって決定される回数を「実切り換え回数」又は「第２の特性値」ともいう。充放電計画決定器２６は、基準切り換え回数に対する実切り換え回数の悪化の程度を示す目的関数ｆｄを計算し、目的関数ｆｄの値を最小化するように、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電計画を決定する。回数の増大により、基準切り換え回数に対する実切り換え回数の悪化を表す。
【０１６１】
目的関数ｆｄは、例えば、次式によって与えられる。
【０１６２】
【数５】
2020044743.tif 000007
【０１６３】
ここで、Ａｉ及びＢｉは、前述した目的関数ｆの場合と同様に、重み係数及び電力料金をそれぞれ示す。Ｎａｉは需要家設備１−ｉの基準切り換え回数を示し、Ｎｂｉは需要家設備１−ｉの実切り換え回数を示す。「Ｎｂｉ−Ｎａｉ」は、実切り換え回数Ｎｂｉが基準切り換え回数Ｎａｉに対して悪化（すなわち増大）した場合のペナルティを示す。
【０１６４】
図２５は、基準切り換え回数Ｎａｉ＝４回であり、実切り換え回数Ｎｂｉが４回である場合を示す。目的関数ｆｄが、各蓄電装置１３の充電及び放電を切り換える回数の項を含むことにより、基準切り換え回数に対する実切り換え回数の増加量を小さくすること、好ましくは、実切り換え回数を基準切り換え回数以下にすることが制約として課される。この制約が満たされる場合、各需要家設備１の間で送受電して各蓄電装置１３を共用しても、各需要家設備１の間で送受電しない場合に比較して、各蓄電装置１３の大幅な劣化を生じにくくし、好ましくは、各蓄電装置１３をより劣化しにくくすることができる。
【０１６５】
各蓄電装置１３の劣化に関連付けられた特性値は、例えば、各蓄電装置１３に充電する回数及び各蓄電装置１３から放電する回数であってもよい。前述したように、蓄電装置１３の充電電力及び放電電力が変動することは、抵抗成分の発熱をもたらし、蓄電装置１３の劣化をすすめやすくする。従って、蓄電装置１３の劣化を生じにくくするために、各需要家設備１の間で送受電しない場合を基準として、各蓄電装置１３に充電する回数及び各蓄電装置１３から放電する回数の増加量をなるべく小さくすることを、充放電の制約として課す。回数の増大により、蓄電装置１３の劣化しやすさの増大を表す。
【０１６６】
この場合、特性値決定器２５は、各需要家設備１の間で送受電しないこと及び各蓄電装置１３が基準容量を有することを仮定して、基準サイクル数に代えて、各蓄電装置１３の充電回数及び放電回数を計算する。本明細書では、特性値決定器２５によって決定される充電回数及び放電回数を「基準充電回数」及び「基準放電回数」、又は「第１の特性値」ともいう。また、充放電計画決定器２６は、各需要家設備１の間で送受電すること及び各蓄電装置１３が実容量を有することを仮定して、実サイクル数に代えて、各蓄電装置１３の充電回数及び放電回数を計算する。本明細書では、充放電計画決定器２６によって決定される充電回数及び放電回数を「実充電回数」及び「実放電回数」、又は「第２の特性値」ともいう。充放電計画決定器２６は、基準充電回数に対する実充電回数の悪化の程度と、基準放電回数に対する実放電回数の悪化の程度とを示す目的関数ｆｅを計算し、目的関数ｆｅの値を最小化するように、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電計画を決定する。回数の増大により、基準充電回数に対する実充電回数の悪化を表す。
【０１６７】
目的関数ｆｅは、例えば、次式によって与えられる。
【０１６８】
【数６】
2020044743.tif 000008
【０１６９】
ここで、Ａｉ及びＢｉは、前述した目的関数ｆの場合と同様に、重み係数及び電力料金をそれぞれ示す。Ｍａｉは需要家設備１−ｉの基準充電回数を示し、Ｍｂｉは需要家設備１−ｉの基準放電回数を示す。Ｍｃｉは需要家設備１−ｉの実充電回数を示し、Ｍｄｉは需要家設備１−ｉの実放電回数を示す。「Ｍｃｉ−Ｍａｉ」は、実充電回数Ｍｃｉが基準充電回数Ｍａｉに対して悪化（すなわち増大）した場合のペナルティを示す。「Ｍｄｉ−Ｍｂｉ」は、実放電回数Ｍｄｉが基準放電回数Ｍｂｉに対して悪化（すなわち増大）した場合のペナルティを示す。
【０１７０】
図２５は、基準充電回数Ｍａｉ＝２回であり、基準放電回数Ｍｂｉ＝３回であり、実充電回数Ｍｃｉ及び実放電回数Ｍｄｉがそれらに一致している場合を示す。目的関数ｆｅが、各蓄電装置１３に充電する回数及び各蓄電装置１３から放電する回数の項を含むことにより、基準充電回数及び基準放電回数に対する実充電回数及び実放電回数の増加量を小さくすること、好ましくは、実充電回数及び実放電回数を基準充電回数及び基準放電回数以下にすることが制約として課される。この制約が満たされる場合、各需要家設備１の間で送受電して各蓄電装置１３を共用しても、各需要家設備１の間で送受電しない場合に比較して、各蓄電装置１３の大幅な劣化を生じにくくし、好ましくは、各蓄電装置１３をより劣化しにくくすることができる。
【０１７１】
図２６は、第１の実施形態の第４の変形例に係る電力システムによって使用される目的関数ｆｆを説明するためのグラフである。
【０１７２】
各蓄電装置１３の劣化に関連付けられた特性値は、例えば、各蓄電装置１３の蓄電率が変動する速度範囲であってもよい。蓄電率が変動する速度は、例えば、蓄電装置１３の容量に対する現在の充電電力又は放電電力によって与えられる。蓄電装置１３の蓄電率が変動する速度が高いことは、蓄電装置１３の劣化をすすめやすくする。従って、蓄電装置１３の劣化を生じにくくするために、各需要家設備１の間で送受電しない場合を基準として、蓄電率が変動する速度範囲の増加量をなるべく小さくすることを、充放電の制約として課す。速度範囲の拡大により、蓄電装置１３の劣化しやすさの増大を表す。
【０１７３】
この場合、特性値決定器２５は、各需要家設備１の間で送受電しないこと及び各蓄電装置１３が基準容量を有することを仮定して、基準サイクル数に代えて、各蓄電装置１３の蓄電率が変動する速度範囲を計算する。本明細書では、特性値決定器２５によって決定される速度範囲を「基準速度範囲」又は「第１の特性値」ともいう。また、充放電計画決定器２６は、各需要家設備１の間で送受電すること及び各蓄電装置１３が実容量を有することを仮定して、実サイクル数に代えて、各蓄電装置１３の蓄電率が変動する速度範囲を計算する。本明細書では、充放電計画決定器２６によって決定される速度範囲を「実速度範囲」又は「第２の特性値」ともいう。充放電計画決定器２６は、基準速度範囲に対する実速度範囲の悪化の程度を示す目的関数ｆｆを計算し、目的関数ｆｆの値を最小化するように、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電計画を決定する。速度範囲の拡大により、基準速度範囲に対する実速度範囲の悪化を表す。
【０１７４】
目的関数ｆｆは、例えば、次式によって与えられる。
【０１７５】
【数７】
2020044743.tif 000009
【０１７６】
ここで、Ａｉ及びＢｉは、前述した目的関数ｆの場合と同様に、重み係数及び電力料金をそれぞれ示す。Ｌａｉは需要家設備１−ｉの基準速度範囲の最大値を示し、Ｌｂｉは需要家設備１−ｉの基準速度範囲の最小値を示す。Ｌｃｉは需要家設備１−ｉの実速度範囲の最大値を示し、Ｌｄｉは需要家設備１−ｉの実速度範囲の最小値を示す。ここで、基準速度範囲及び実速度範囲の最大値は放電速度の最大値を示し、基準速度範囲及び実速度範囲の最小値は充電速度の最大値を示す。「Ｌｃｉ−Ｌａｉ」は、実速度範囲の最大値Ｌｃｉが基準速度範囲の最大値Ｌａｉに対して悪化（すなわち増大）した場合のペナルティを示す。「Ｌｂｉ−Ｌｄｉ」は、実速度範囲の最小値Ｌｄｉが基準速度範囲の最小値Ｌｂｉに対して悪化（すなわち減少）した場合のペナルティを示す。
【０１７７】
図２６は、基準速度範囲の最大値Ｌａｉ＝０．３６であり、基準速度範囲の最小値Ｌｂｉ＝−０．２７であり、実速度範囲の最大値Ｌｃｉ及び最小値Ｌｄｉがそれらに一致している場合を示す。目的関数ｆｆが、各蓄電装置１３の蓄電率が変動する速度範囲の項を含むことにより、基準速度範囲に対する実速度範囲の超過量を小さくすること、好ましくは、実速度範囲を基準速度範囲内に含めることが制約として課される。この制約が満たされる場合、各需要家設備１の間で送受電して各蓄電装置１３を共用しても、各需要家設備１の間で送受電しない場合に比較して、各蓄電装置１３の大幅な劣化を生じにくくし、好ましくは、各蓄電装置１３をより劣化しにくくすることができる。
【０１７８】
本明細書に例示した充放電サイクル数などに代えて、単位時間期間における各蓄電装置１３の劣化の程度に関連付けられた他の特性値を用いてもよい。本明細書に例示した目的関数ｆなどに代えて、単位時間期間における各蓄電装置１３の劣化の程度に関連付けられた特性値を含む他の目的関数を用いてもよい。また、複数の種類の特性値を含む目的関数を用いてもよい。
【０１７９】
第２の実施形態．
電力システムの各需要家設備は、図１に示すように負荷装置１１、発電装置１２、及び蓄電装置１３のすべてを備えたものに限定されない。電力システムは、発電装置１２を備えていない需要家設備を含んでいてもよく、蓄電装置１３を備えていない需要家設備を含んでいてもよい。
【０１８０】
図２７は、第２の実施形態に係る電力システムに含まれる需要家設備１Ａの構成を示すブロック図である。需要家設備１Ａは、需要家制御装置１０Ａ、負荷装置１１、及び蓄電装置１３を備える。需要家制御装置１０Ａは、発電装置の発電電力をモニタリングしないことを除いて、図１の需要家制御装置１０と同様に構成される。
【０１８１】
図２８は、第２の実施形態に係る電力システムに含まれる需要家設備１Ｂの構成を示すブロック図である。需要家設備１Ｂは、需要家制御装置１０Ｂ、負荷装置１１、及び発電装置１２を備える。需要家制御装置１０Ｂは、蓄電装置の蓄電量をモニタリングしないことを除いて、図１の需要家制御装置１０と同様に構成される。
【０１８２】
図２９は、第２の実施形態に係る電力システムに含まれる需要家設備１Ｃの構成を示すブロック図である。需要家設備１Ｃは、需要家制御装置１０Ｃ及び負荷装置１１を備える。需要家制御装置１０Ｃは、発電装置１２の発電電力及び蓄電装置の蓄電量をモニタリングしないことを除いて、図１の需要家制御装置１０と同様に構成される。
【０１８３】
第２の実施形態に係る電力システムにおいて、すべての需要家設備（需要家設備１、１Ａ〜１Ｃ）は負荷装置１１をそれぞれ備える。第２の実施形態に係る電力システムにおいて、需要家設備のうちの少なくとも１つ（需要家設備１、１Ｂ）は発電装置１２をさらに備える。第２の実施形態に係る電力システムにおいて、需要家設備のうちの少なくとも２つ（需要家設備１、１Ａ）は蓄電装置１３をさらに備える。蓄電装置１３を備える少なくとも２つの需要家設備１、１Ａを含むのであれば、第２の実施形態に係る電力システムは、需要家設備１、１Ａ〜１Ｃの任意の組み合わせを含んでもよい。
【０１８４】
第２の実施形態に係る電力制御装置４は、第１の実施形態に係る電力制御装置４と同様に構成され、図３及び図１９の電力制御処理を実行する。ただし、第２の実施形態に係る電力制御装置４は、発電装置をもたない需要家設備１Ａ，１Ｃについては、発電電力を予測せず、その需要電力のみを予測する。第２の実施形態に係る電力制御装置４は、発電装置をもたない需要家設備１Ａ，１Ｃについては、予測された需要電力に基づいて基準容量及び実容量を決定し、予測された需要電力に基づいて第１及び第２の特性値を計算し、予測された需要電力に基づいて充放電計画を決定する。
【０１８５】
第２の実施形態に係る電力システムによれば、発電装置及び蓄電装置の少なくとも一方を備えていない需要家設備が存在しても、第１の実施形態の場合と同様に、各蓄電装置１３の劣化が生じにくいように各需要家設備１を制御することができる。
【０１８６】
第１又は第２の実施形態に係る電力システムは、電力会社設備３に代えて、各需要家設備１、１Ａ〜１Ｃに十分な電力を供給可能である他の電源設備（例えば、ローカルな発電装置など）に接続されてもよい。この場合、各需要家設備１、１Ａ〜１Ｃが電源設備から受ける電力の最大値は、他の需要家設備に有意な影響を与えないと考えられる予め決められたしきい値以下に制限される。このしきい値は、前述の「ピークカット目標電力」又は「第１のしきい値」に相当する。
【０１８７】
第１又は第２の実施形態に係る電力システムは、電力会社設備３と、他の電源設備との両方に接続されてもよい。
【０１８８】
第３の実施形態．
図３０は、第３の実施形態に係る電力システムの構成を示すブロック図である。図３０の電力システムは、複数の電力グリッド設備１０１−１〜１０１−３、電力網２、電力会社設備３、及び電力制御装置４Ａを含む。
【０１８９】
電力グリッド設備１０１−１は、複数の需要家設備１−１〜１−３及び電力グリッド制御装置５をそれぞれ含む。電力グリッド設備１０１−１の需要家設備１−１〜１−３は、図１の需要家設備１、図２７の需要家設備１Ａ、図２８の需要家設備１Ｂ、又は図２９の需要家設備１Ｃと同様に構成される。電力グリッド制御装置５は、電力グリッド設備１０１−１に含まれる各需要家設備１の負荷装置１１の需要電力、発電装置１２の発電電力、及び蓄電装置１３の蓄電量をモニタリングし、その結果を電力制御装置４Ａに通知する。
【０１９０】
他の電力グリッド設備１０１−２〜１０１−３もまた、電力グリッド設備１０１−１と同様に構成される。本明細書では、電力グリッド設備１０１−１〜１０１−３を総称して「電力グリッド設備１０１」とも表記する。
【０１９１】
電力制御装置４Ａは、図２の電力制御装置４と実質的に同様に構成され、記憶装置、予測器、基準容量決定器、実容量決定器、特性値決定器、及び充放電計画決定器を備える。
【０１９２】
電力制御装置４Ａの記憶装置は、各電力グリッド設備１０１について、過去の需要電力の時間的変化、過去の発電電力の時間的変化、負荷装置１１の情報、発電装置１２の情報、及びユーザ情報のうちの少なくとも一部を記憶する。
【０１９３】
電力制御装置４Ａの予測器は、記憶装置に記憶された情報に基づいて、単位時間期間における各電力グリッド設備１０１の負荷装置１１の需要電力及び発電装置１２の発電電力の時間的変化を予測する。
【０１９４】
電力制御装置４Ａの基準容量決定器は、各電力グリッド設備１０１の間で送受電しないと仮定した場合に、予測された需要電力及び発電電力の時間的変化に基づいて、各電力グリッド設備１０１が電力会社設備３から受ける電力をピークカット目標電力以下に維持するために必要な各蓄電装置１３の容量を決定する。本明細書では、この容量を「基準容量」という。基準容量は、上述の条件を満たす容量の最小値に設定されてもよい。
【０１９５】
電力制御装置４Ａの実容量決定器は、各電力グリッド設備１０１の間で送受電すると仮定した場合に、予測された需要電力及び発電電力の時間的変化に基づいて、各電力グリッド設備１０１が電力会社設備３から受ける電力をピークカット目標電力以下に維持するために必要な各蓄電装置１３の容量を決定する。本明細書では、この容量を「実容量」という。実容量は、上述の条件を満たす容量の最小値に設定されてもよい。
【０１９６】
電力制御装置４Ａの特性値決定器は、各電力グリッド設備１０１の間で送受電しないこと及び各蓄電装置１３が基準容量を有することを仮定して、各蓄電装置１３の充電及び放電を制御する充放電計画を決定する。詳しくは、この仮定の下で、特性値決定器は、予測された需要電力及び発電電力の時間的変化に基づいて、各電力グリッド設備１０１が電力会社設備３から受ける電力をピークカット目標電力以下に維持するように、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電計画を決定する。特性値決定器は、この充放電計画に従って基準容量を有する各蓄電装置１３の充電及び放電を制御すると仮定して、単位時間期間における各蓄電装置１３の劣化の程度に関連付けられた特性値を計算する。特性値は、例えば、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電サイクル数である。本明細書では、特性値決定器によって決定される充放電サイクル数を「基準サイクル数」又は「第１の特性値」ともいう。
【０１９７】
電力制御装置４Ａの充放電計画決定器は、各電力グリッド設備１０１の間で送受電すること及び各蓄電装置１３が実容量を有することを仮定して、各蓄電装置１３の充電及び放電を制御する充放電計画を決定する。詳しくは、この仮定の下で、充放電計画決定器は、予測された需要電力及び発電電力の時間的変化に基づいて、各電力グリッド設備１０１が電力会社設備３から受ける電力をピークカット目標電力以下に維持するように、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電計画を決定する。充放電計画決定器によって決定される充放電計画は、単位時間期間における各蓄電装置１３の充電電力及び放電電力の時間的変化を含み、さらに、各電力グリッド設備１０１の間の送電電力及び受電電力の時間的変化を含む。充放電計画決定器は、この充放電計画に従って実容量を有する各蓄電装置１３の充電及び放電を制御すると仮定して、単位時間期間における各蓄電装置１３の劣化の程度に関連付けられた特性値、すなわち、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電サイクル数を計算する。本明細書では、充放電計画決定器によって決定される充放電サイクル数を「実サイクル数」又は「第２の特性値」ともいう。充放電計画決定器は、基準サイクル数に対する実サイクル数の悪化の程度を示す目的関数ｆを計算し、目的関数ｆの値を最小化するように、単位時間期間における、実容量を有する各蓄電装置１３の充放電計画を決定する。
【０１９８】
図３１は、図３０の電力制御装置４Ａによって実行される電力制御処理を示すフローチャートである。
【０１９９】
ステップＳ２０１において、電力制御装置４Ａの予測器は電力予測処理を実行する。これにより、予測器は、単位時間期間における各電力グリッド設備１０１の需要電力及び発電電力の時間的変化を予測する。ステップＳ２０２において、電力制御装置４Ａの基準容量決定器は基準容量決定処理を実行する。これにより、基準容量決定器は、各電力グリッド設備１０１の間で送受電しないと仮定して各蓄電装置１３の基準容量を決定する。ステップＳ２０３において、電力制御装置４Ａの実容量決定器は実容量決定処理を実行する。これにより、実容量決定器は、各電力グリッド設備１０１の間で送受電すると仮定して各蓄電装置１３の実容量を決定する。
【０２００】
ステップＳ２０１〜Ｓ２０３は、各電力グリッド設備１０１に蓄電装置１３を設置する前（すなわち、各電力グリッド設備１０１を実際に動作させる前）に実行される、各電力グリッド設備１０１の蓄電装置１３の容量を決定するための準備処理である。ステップＳ２０４において、ステップＳ２０３で決定された実容量を有する蓄電装置１３が各電力グリッド設備１０１に設置される。
【０２０１】
ステップＳ２０５において、電力制御装置４Ａの予測器は電力予測処理を実行する。これにより、予測器は、単位時間期間における各電力グリッド設備１０１の需要電力及び発電電力の時間的変化を予測する。ステップＳ２０６において、電力制御装置４Ａの特性値決定器は特性値決定処理を実行する。これにより、特性値決定器は、各電力グリッド設備１０１の間で送受電しないこと及び各蓄電装置１３が基準容量を有することを仮定して、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電計画を決定し、この充放電計画に従って各蓄電装置１３の充電及び放電を制御するときの基準サイクル数を計算する。ステップＳ２０７において、電力制御装置４Ａの充放電計画決定器は充放電計画決定処理を実行する。これにより、充放電計画決定器は、各電力グリッド設備１０１の間で送受電すること及び各蓄電装置１３が実容量を有することを仮定して、各蓄電装置１３の充電及び放電を制御するときの実サイクル数を計算し、目的関数ｆの値を最小化するように、単位時間期間における各蓄電装置１３の充放電計画を決定する。ステップＳ２０８において、電力制御装置４Ａは、ステップＳ２０７で決定された充放電計画に従って、各電力グリッド設備１０１の蓄電装置１３の充電及び放電を制御する。ステップＳ２０９において、単位時間期間が経過したとき、ステップＳ２０５に戻り、ステップＳ２０５〜Ｓ２０９を繰り返す。
【０２０２】
ステップＳ２０５〜Ｓ２０９は、各電力グリッド設備１０１を実際に動作させ、各電力グリッド設備１０１における電力の消費、送電、受電、充電、及び放電を制御する運用処理である。
【０２０３】
図３１の電力制御処理は、各電力グリッド設備１０１に蓄電装置１３を設置する前（ステップＳ２０１〜Ｓ２０３）及び各電力グリッド設備１０１を初回以降に実際に動作させるとき（ステップＳ２０５〜Ｓ２０９）に実行される。しかしながら、各電力グリッド設備１０１を２回目以降に実際に動作させるときは、図３１の電力制御処理に代えて、図１９の電力制御処理と同様の処理を実行してもよい。
【０２０４】
第３の実施形態に係る電力制御装置４Ａは、複数の電力グリッド設備１０１の間で送受電してそれらの蓄電装置１３を共用する場合であっても、各蓄電装置１３の劣化が生じにくいように各電力グリッド設備１０１を制御することができる。第３の実施形態によれば、第１の実施形態に係る電力システムよりも大規模な電力システムに適用可能であることがわかる。
【０２０５】
第３の実施形態に係る電力制御装置４Ａもまた、単位時間期間における各蓄電装置１３の劣化の程度に関連付けられた特性値として、充放電サイクル数に代えて、図２３〜図２６を参照して説明した特性値又は他の特性値を用いてもよい。また、第３の実施形態に係る電力制御装置４Ａもまた、単位時間期間における各蓄電装置１３の劣化の程度に関連付けられた特性値を含む目的関数として、目的関数ｆに代えて、図２３〜図２６を参照して説明した目的関数又は他の目的関数を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２０６】
本開示に係る電力システムは、ある需要家設備で発生した発電電力をその需要家設備又は近隣の需要家設備で消費する「地産地消型電力システム」として実現可能である。小容量の蓄電装置を用いることにより蓄電装置の初期投資費用を低減し、蓄電量の変動を最小化して、あまり劣化を生じることがないように長期間にわたって蓄電装置を動作させることができる。
【符号の説明】
【０２０７】
１−１〜１−３，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…需要家設備、
２…電力網、
３…電力会社設備、
４，４Ａ…電力制御装置、
５…電力グリッド制御装置、
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…需要家制御装置、
１１…負荷装置、
１２…発電装置、
１３…蓄電装置、
２１…記憶装置、
２２…予測器、
２３…基準容量決定器、
２４…実容量決定器、
２５…特性値決定器、
２６…充放電計画決定器、
１０１−１〜１０１−３…電力グリッド設備。
【図１】
2020044743.tif 000010
【図２】
2020044743.tif 000011
【図３】
2020044743.tif 000012
【図４】
2020044743.tif 000013
【図５】
2020044743.tif 000014
【図６】
2020044743.tif 000015
【図７】
2020044743.tif 000016
【図８】
2020044743.tif 000017
【図９】
2020044743.tif 000018
【図１０】
2020044743.tif 000019
【図１１】
2020044743.tif 000020
【図１２】
2020044743.tif 000021
【図１３】
2020044743.tif 000022
【図１４】
2020044743.tif 000023
【図１５】
2020044743.tif 000024
【図１６】
2020044743.tif 000025
【図１７】
2020044743.tif 000026
【図１８】
2020044743.tif 000027
【図１９】
2020044743.tif 000028
【図２０】
2020044743.tif 000029
【図２１】
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【図２２】
2020044743.tif 000031
【図２３】
2020044743.tif 000032
【図２４】
2020044743.tif 000033
【図２５】
2020044743.tif 000034
【図２６】
2020044743.tif 000035
【図２７】
2020044743.tif 000036
【図２８】
2020044743.tif 000037
【図２９】
2020044743.tif 000038
【図３０】
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【図３１】
2020044743.tif 000040
【手続補正書】
【提出日】令和3年2月25日(2021.2.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源設備に接続された電力網を介して互いに接続された複数の需要家設備を含む電力システムのための電力制御装置であって、
前記複数の需要家設備は負荷装置をそれぞれ備え、前記複数の需要家設備のうちの少なくとも２つは蓄電装置をさらに備え、
前記電力制御装置は、
単位時間期間における前記各需要家設備の前記各負荷装置の需要電力を予測し、
前記各需要家設備の間で送受電しないと仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記各需要家設備が前記電源設備から受ける電力を第１のしきい値以下に維持するために必要な前記各蓄電装置の容量を示す基準容量を決定し、
前記各需要家設備の間で送受電すると仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記各需要家設備が前記電源設備から受ける電力を前記第１のしきい値以下に維持するために必要な前記各蓄電装置の容量を示す実容量を決定し、
前記各需要家設備の間で送受電せず、かつ、前記各需要家設備が前記電源設備から受ける電力を前記第１のしきい値以下に維持するように、前記基準容量を有する前記各蓄電装置の充電及び放電を制御すると仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記単位時間期間における前記各蓄電装置の劣化の程度に関連付けられた第１の特性値を計算し、
前記各需要家設備の間で送受電し、かつ、前記各需要家設備が前記電源設備から受ける電力を前記第１のしきい値以下に維持するように、前記実容量を有する前記各蓄電装置の充電及び放電を制御すると仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記単位時間期間における前記各蓄電装置の劣化の程度に関連付けられた第２の特性値を計算し、前記第１の特性値に対する前記第２の特性値の悪化の程度を示す目的関数を最小化するように前記単位時間期間における前記各蓄電装置の充放電計画を決定し、
前記充放電計画に従って、前記実容量を有する前記各蓄電装置の充電及び放電を制御する、
電力制御装置。
【請求項２】
前記複数の需要家設備のうちの少なくとも１つは発電装置をさらに備え、
前記電力制御装置は、前記単位時間期間における前記発電装置の発電電力を予測し、前記需要電力及び前記発電電力に基づいて前記基準容量及び前記実容量を決定し、前記需要電力及び前記発電電力に基づいて前記第１及び第２の特性値を計算し、前記需要電力及び前記発電電力に基づいて前記充放電計画を決定する、
請求項１記載の電力制御装置。
【請求項３】
前記基準容量は、前記各蓄電装置の投資回収期間を最小化するように決定される、
請求項１又は２記載の電力制御装置。
【請求項４】
前記電源設備は電力会社設備であり、
前記各需要家設備は前記電力会社設備から商用電力の供給を受ける、
請求項１〜３のうちの１つに記載の電力制御装置。
【請求項５】
前記電力制御装置は、前記商用電力の電力料金を最小化するように前記各蓄電装置の充電及び放電を制御すると仮定して前記第１の特性値を計算する、
請求項４記載の電力制御装置。
【請求項６】
前記目的関数は、前記商用電力の電力料金を含み、前記電力料金に応じて増大する、
請求項４又は５記載の電力制御装置。
【請求項７】
前記各蓄電装置のうちの一部は予め決められた実容量を有し、前記各蓄電装置のうちの残りは未定の実容量を有し、
前記電力制御装置は、未定の実容量を有する蓄電装置の実容量を決定する、
請求項１〜６のうちの１つに記載の電力制御装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の特性値は、前記各蓄電装置の充放電サイクル数を示し、前記充放電サイクル数の増大により、前記蓄電装置の劣化のすすみと、前記第１及び第２の特性値の悪化とを表す、
請求項１〜７のうちの１つに記載の電力制御装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の特性値は、前記各蓄電装置の蓄電率が変動する動作範囲を示し、前記動作範囲の拡大により、前記蓄電装置の劣化しやすさの増大と、前記第１及び第２の特性値の悪化とを表す、
請求項１〜７のうちの１つに記載の電力制御装置。
【請求項１０】
前記第１及び第２の特性値は、前記各蓄電装置の蓄電率が第２のしきい値以上になる時間長を示し、前記時間長の増大により、前記蓄電装置の劣化しやすさの増大と、前記第１及び第２の特性値の悪化とを表す、
請求項１〜７のうちの１つに記載の電力制御装置。
【請求項１１】
前記第１及び第２の特性値は、前記各蓄電装置の蓄電率の平均値を示し、前記平均値の増大により、前記蓄電装置の劣化しやすさの増大と、前記第１及び第２の特性値の悪化とを表す、
請求項１〜７のうちの１つに記載の電力制御装置。
【請求項１２】
前記第１及び第２の特性値は、前記各蓄電装置の充電及び放電を切り換える回数を示し、前記回数の増大により、前記蓄電装置の劣化しやすさの増大と、前記第１及び第２の特性値の悪化とを表す、
請求項１〜７のうちの１つに記載の電力制御装置。
【請求項１３】
前記第１及び第２の特性値は、前記各蓄電装置に充電する回数及び前記各蓄電装置から放電する回数を示し、前記回数の増大により、前記蓄電装置の劣化しやすさの増大と、前記第１及び第２の特性値の悪化とを表す、
請求項１〜７のうちの１つに記載の電力制御装置。
【請求項１４】
前記第１及び第２の特性値は、前記各蓄電装置の蓄電率が変動する速度範囲を示し、前記速度範囲の拡大により、前記蓄電装置の劣化しやすさの増大と、前記第１及び第２の特性値の悪化とを表す、
請求項１〜７のうちの１つに記載の電力制御装置。
【請求項１５】
電力網を介して互いに接続された複数の需要家設備と、
請求項１〜１４のうちの１つに記載の電力制御装置とを含む、
電力システム。
【請求項１６】
電源設備に接続された電力網を介して互いに接続された複数の需要家設備を含む電力システムのための電力制御装置であって、
前記電力システムは、前記複数の需要家設備のうちの少なくとも２つの需要家設備をそれぞれ含む複数の電力グリッド設備を含み、
前記複数の電力グリッド設備は負荷装置をそれぞれ備え、前記複数の電力グリッド設備のうちの少なくとも２つは蓄電装置をさらに備え、
前記電力制御装置は、
単位時間期間における前記各電力グリッド設備の前記各負荷装置の需要電力を予測し、
前記各電力グリッド設備の間で送受電しないと仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記各電力グリッド設備が前記電源設備から受ける電力を第１のしきい値以下に維持するために必要な前記各蓄電装置の容量を示す基準容量を決定し、
前記各電力グリッド設備の間で送受電すると仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記各電力グリッド設備が前記電源設備から受ける電力を前記第１のしきい値以下に維持するために必要な前記各蓄電装置の容量を示す実容量を決定し、
前記各電力グリッド設備の間で送受電せず、かつ、前記各電力グリッド設備が前記電源設備から受ける電力を前記第１のしきい値以下に維持するように、前記基準容量を有する前記各蓄電装置の充電及び放電を制御すると仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記単位時間期間における前記各蓄電装置の劣化の程度に関連付けられた第１の特性値を計算し、
前記各電力グリッド設備の間で送受電し、かつ、前記各電力グリッド設備が前記電源設備から受ける電力を前記第１のしきい値以下に維持するように、前記実容量を有する前記各蓄電装置の充電及び放電を制御すると仮定した場合に、前記需要電力に基づいて、前記単位時間期間における前記各蓄電装置の劣化の程度に関連付けられた第２の特性値を計算し、前記第１の特性値に対する前記第２の特性値の悪化の程度を示す目的関数を最小化するように前記単位時間期間における前記各蓄電装置の充放電計画を決定し、
前記充放電計画に従って、前記実容量を有する前記各蓄電装置の充電及び放電を制御する、
電力制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る電力システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の電力制御装置４の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の電力制御装置４によって実行される第１の電力制御処理を示すフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ１，Ｓ５の電力予測処理を示すサブルーチンである。
【図５】図３のステップＳ２の基準容量決定処理を示すサブルーチンである。
【図６】図３のステップＳ３の実容量決定処理を示すサブルーチンである。
【図７】図３のステップＳ６の特性値決定処理を示すサブルーチンである。
【図８】図３のステップＳ７の充放電計画決定処理を示すサブルーチンである。
【図９】図１の各需要家設備１の間で送受電しない場合について、各需要家設備１の需要電力、売買電力、発電電力、及び充放電電力の例示的な時間的変化を示すグラフである。
【図１０】図１の各需要家設備１の間で送受電しない場合について、各需要家設備１の蓄電装置１３の蓄電量の例示的な時間的変化を示すグラフである。
【図１１】図３のステップＳ２における蓄電装置１３の基準容量の決定を説明するためのグラフである。
【図１２】図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課さない場合について、各需要家設備１の需要電力、売買電力、発電電力、及び充放電電力の例示的な時間的変化を示すグラフである。
【図１３】図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課さない場合について、各需要家設備１の蓄電装置１３の蓄電量の例示的な時間的変化を示すグラフである。
【図１４】図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課す場合について、各需要家設備１の需要電力、売買電力、発電電力、及び充放電電力の例示的な時間的変化を示すグラフである。
【図１５】図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課す場合について、各需要家設備１の蓄電装置１３の蓄電量の例示的な時間的変化を示すグラフである。
【図１６】図１の各需要家設備１の間で送受電しない場合と、図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課さない場合と、図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課す場合とについて、蓄電装置１３の例示的な劣化率を示すグラフである。
【図１７】図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課さない場合について、各需要家設備１の合計の売買電力及び充放電電力の例示的な時間的変化を示すグラフである。
【図１８】図１の各需要家設備１の間で送受電し、かつ、各蓄電装置１３の充放電に制約を課す場合について、各需要家設備１の合計の売買電力及び充放電電力の例示的な時間的変化を示すグラフである。
【図１９】図１の電力制御装置４によって実行される第２の電力制御処理を示すフローチャートである。
【図２０】図１９のステップＳ１０２の電力予測処理を示すサブルーチンである。
【図２１】図１９のステップＳ１０３の基準容量決定処理を示すサブルーチンである。
【図２２】図１９のステップＳ１０４の実容量決定処理を示すサブルーチンである。
【図２３】第１の実施形態の第１の変形例に係る電力システムによって使用される目的関数ｆａを説明するためのグラフである。
【図２４】第１の実施形態の第２の変形例に係る電力システムによって使用される目的関数ｆｂ，ｆｃを説明するためのグラフである。
【図２５】第１の実施形態の第３の変形例に係る電力システムによって使用される目的関数ｆｄ，ｆｅを説明するためのグラフである。
【図２６】第１の実施形態の第４の変形例に係る電力システムによって使用される目的関数ｆｆを説明するためのグラフである。
【図２７】第２の実施形態に係る電力システムに含まれる需要家設備１Ａの構成を示すブロック図である。
【図２８】第２の実施形態に係る電力システムに含まれる需要家設備１Ｂの構成を示すブロック図である。
【図２９】第２の実施形態に係る電力システムに含まれる需要家設備１Ｃの構成を示すブロック図である。
【図３０】第３の実施形態に係る電力システムの構成を示すブロック図である。
【図３１】図３０の電力制御装置４Ａによって実行される電力制御処理を示すフローチャートである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
電力制御装置４は、充放電計画決定器２６によって決定された充放電計画に従って、各需要家設備１の蓄電装置１３の充電及び放電を制御し、さらに、各需要家設備１の間の送電及び受電を制御する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
目的関数ｆの値は、ある需要家設備１の需要電力を満たすために、電力会社設備３から買電して消費することに代えて、当該需要家設備１又は他の需要家設備１の発電電力を消費することにより低減される。また、目的関数ｆの値は、ある需要家設備１の需要電力を満たすために、電力会社設備３からリアルタイムで買電して消費することに代えて、需要電力が生じる時間よりも前の、電力料金がより低い時間において電力会社設備３から予め買電して蓄電装置１３に充電することにより低減される。また、条件によっては、目的関数ｆの値は、ある需要家設備１の需要電力を満たすために、電力会社設備３から買電して消費することに代えて、当該需要家設備１又は他の需要家設備１の蓄電装置１３からの放電電力を消費することにより低減されることがある。それに代わって、条件によっては、目的関数ｆの値は、ある需要家設備１の需要電力を満たすために、当該需要家設備１又は他の需要家設備１の蓄電装置１３からの放電電力を消費することに代えて、電力会社設備３から買電して消費することにより低減されることがある。これらの動作及び他の動作を任意に組み合わせて各蓄電装置１３の充放電計画を決定することにより、目的関数ｆの値は低減される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３５】
ステップＳ１０６において、予測器２２は電力予測処理を実行する。ステップＳ１０７において、特性値決定器２５は特性値決定処理を実行する。ステップＳ１０８において、充放電計画決定器２６は充放電計画決定処理を実行する。図１９のステップＳ１０６〜Ｓ１０８は、図３のステップＳ５〜Ｓ７と同様であり、既存の蓄電装置１３及び新たに追加された蓄電装置１３の充放電計画を決定する。ステップＳ１０９において、ステップＳ１０８で決定された充放電計画で各需要家設備１の蓄電装置１３の充電及び放電を制御する。ステップＳ１１０において、単位時間期間が経過したとき、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１〜Ｓ１１０を繰り返す。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５０】
ここで、Ａｉ及びＢｉは、前述した目的関数ｆの場合と同様に、重み係数及び電力料金をそれぞれ示す。Ｔａｉは需要家設備１−ｉの基準高蓄電時間を示し、Ｔｂｉは需要家設備１−ｉの実高蓄電時間を示す。「Ｔｂｉ−Ｔａｉ」は、実高蓄電時間Ｔｂｉが基準高蓄電時間Ｔａｉに対して悪化（すなわち増大）した場合のペナルティを示す。
【国際調査報告】
2020044743.tif 000041
2020044743.tif 000042