(57)【要約】  それぞれの需要家における負荷の消費電力の予測を行い、消費電力の予測に基づいて、それぞれの需要家における前記再生可能エネルギー発電装置およびエネルギー蓄積装置から負荷へ供給する電力の供給計画を作成し、消費電力の予測と電力の供給計画とに基づいて、複数の需要家のうち余剰電力を有する需要家から電力不足の需要家への電力の融通計画を作成し、消費電力の予測と、電力の供給計画および電力の融通計画に基づいて負荷に供給される自給電力と、電力系統から負荷に供給される購入電力と、に基づいて、複数の需要家全体における自給率を算出し、自給率がしきい値以上である場合に電力の運転計画および電力の融通計画を確定する。
2020153443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、前記再生可能エネルギー発電装置にて発電された電力に基づくエネルギーを前記負荷に供給可能に蓄積するエネルギー蓄積装置と、を備える第１需要家と、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、を備える第２需要家と、の間でエネルギーを融通するエネルギーマネジメントシステムであって、
前記第１需要家および前記第２需要家におけるそれぞれの前記負荷の消費電力の予測を行い、前記消費電力の予測に従って前記負荷に供給される自給電力と前記電力系統から前記負荷に供給される購入電力とに基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家の全体における自給率を算出し、前記自給率がしきい値を超えるように、前記第２需要家における前記再生可能エネルギー発電装置で発電された電力の少なくとも一部を前記第１需要家における前記エネルギー蓄積装置に蓄積するようにエネルギーの融通制御を行う制御装置を備える、エネルギーマネジメントシステム。
【請求項２】
負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、前記再生可能エネルギー発電装置にて発電された電力に基づくエネルギーを前記負荷に供給可能に蓄積するエネルギー蓄積装置と、を備える第１需要家と、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、を備える第２需要家と、の間でエネルギーを融通するエネルギーマネジメントシステムであって、
前記第１需要家および前記第２需要家におけるそれぞれの前記負荷の消費電力の予測を行い、前記消費電力の予測に従って前記負荷に供給される自給電力と前記電力系統から前記負荷に供給される購入電力とに基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家の全体における自給率を算出し、前記自給率がしきい値を超えるように、前記第１需要家における前記エネルギー蓄積装置に蓄積されているエネルギーの少なくとも一部を前記第２需要家における前記負荷に供給するようにエネルギーの融通制御を行う制御装置を備える、エネルギーマネジメントシステム。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記第１需要家および前記第２需要家における前記負荷の消費電力の予測を行う需要予測演算部と、
前記消費電力の予測に基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家のそれぞれにおける前記再生可能エネルギー発電装置および前記エネルギー蓄積装置からそれぞれの前記負荷へ供給する電力の供給計画を作成する供給計画作成部と、
前記消費電力の予測と前記電力の供給計画とに基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家のうち余剰電力を有する前記需要家から電力不足の前記需要家への電力の融通計画を作成する融通計画作成部と、
前記消費電力の予測と、前記電力の供給計画および前記電力の融通計画に基づいて前記負荷に供給される自給電力と、前記電力系統から前記負荷に供給される購入電力と、に基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家の全体における自給率を算出する自給率算出部と、
前記自給率がしきい値以上である場合に前記電力の運転計画および前記電力の融通計画を確定する計画決定部と、
を備える、請求項１または２に記載のエネルギーマネジメントシステム。
【請求項４】
前記自給率が前記しきい値よりも小さいときに、前記供給計画作成部および前記融通計画作成部の少なくとも一方に対して計画の修正を実行させる計画調整部をさらに備える、請求項３に記載のエネルギーマネジメントシステム。
【請求項５】
前記融通計画作成部は、前記第２需要家において前記再生可能エネルギー発電装置にて発電された電力を、前記第１需要家における前記エネルギー蓄積装置にて蓄積させるように、電力の融通計画を計画する、請求項３または４に記載のエネルギーマネジメントシステム。
【請求項６】
負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、前記再生可能エネルギー発電装置にて発電された電力に基づくエネルギーを前記負荷に供給可能に蓄積するエネルギー蓄積装置と、を備える第１需要家と、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、を備える第２需要家と、の間でエネルギーを融通するエネルギーマネジメントシステムの制御方法であって、
前記第１需要家および前記第２需要家におけるそれぞれの前記負荷の消費電力の予測を行い、
前記消費電力の予測に従って前記負荷に供給される自給電力と前記電力系統から前記負荷に供給される購入電力とに基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家の全体における自給率を算出し、
前記自給率がしきい値を超えるように、前記第２需要家における前記再生可能エネルギー発電装置で発電された電力の少なくとも一部を前記第１需要家における前記エネルギー蓄積装置に蓄積するようにエネルギーの融通制御を行う、
ことを含む、エネルギーマネジメントシステムの制御方法。
【請求項７】
負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、前記再生可能エネルギー発電装置にて発電された電力に基づくエネルギーを前記負荷に供給可能に蓄積するエネルギー蓄積装置と、を備える第１需要家と、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、を備える第２需要家と、の間でエネルギーを融通するエネルギーマネジメントシステムであって、
前記第１需要家および前記第２需要家におけるそれぞれの前記負荷の消費電力の予測を行い、
前記消費電力の予測に従って前記負荷に供給される自給電力と前記電力系統から前記負荷に供給される購入電力とに基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家の全体における自給率を算出し、
前記自給率がしきい値を超えるように、前記第１需要家における前記エネルギー蓄積装置に蓄積されているエネルギーの少なくとも一部を前記第２需要家における前記負荷に供給するようにエネルギーの融通制御を行う、
ことを含む、エネルギーマネジメントシステムの制御方法。
【請求項８】
前記自給率の算出は、
前記消費電力の予測に基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家のそれぞれにおける前記再生可能エネルギー発電装置および前記エネルギー蓄積装置から前記負荷へ供給する電力の供給計画を作成し、
前記消費電力の予測と前記電力の供給計画とに基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家のうち余剰電力を有する前記需要家から電力不足の前記需要家への電力の融通計画を作成し、
前記消費電力の予測と、前記電力の供給計画および前記電力の融通計画に基づいて前記負荷に供給される自給電力と、前記電力系統から前記負荷に供給される購入電力と、に基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家の全体における自給率を算出する、
ことを含む、請求項６または７に記載のエネルギーマネジメントシステムの制御方法。
【請求項９】
前記自給率が前記しきい値よりも小さいときに、前記電力の供給計画および前記電力の前記融通計画の少なくとも一方に対する計画の修正を実行させる、請求項８に記載のエネルギーマネジメントシステムの制御方法。
【請求項１０】
前記電力の融通計画において、前記第２需要家において前記再生可能エネルギー発電装置にて発電された電力を、前記第１需要家における前記エネルギー蓄積装置にて蓄積させるように、前記電力の融通計画を計画する、請求項８または９に記載のエネルギーマネジメントシステムの制御方法。
【請求項１１】
コンピュータに請求項６から１０のいずれか１つに記載のエネルギーマネジメントシステムの制御方法を実行させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、負荷と、負荷に電力を供給する電力系統と、負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、再生可能エネルギー発電装置にて発電された電力に基づくエネルギーを負荷に供給可能に蓄積するエネルギー蓄積装置と、を備える複数の需要家の間で、エネルギーを融通するエネルギーマネジメントシステムおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力需要家において、太陽光をはじめとする再生可能エネルギーを用いた発電装置、および蓄電池といった分散型電源の導入が進み、これらを連携制御するためのエネルギーマネジメントシステムが開発されている。さらに、今後、単一のエネルギーマネジメントシステムで自らの管理下にある分散型電源を制御するだけなく、エネルギーマネジメントシステム間で連携および協調するような技術が求められている。例えば、変動する電力供給や電力消費に応じて余剰電力量の供給および不足電力量の調達といった電力を、複数の需要家の間で融通するような技術が求められる。【０００３】
例えば、特許文献１では、余剰電力量および電力不足の有無と電力量の余剰または不足による損失コストに基づいて融通必要度および融通電力量を決定し、送受信部を介して相手の電力融通制御装置へ前記融通電力量を送信する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１７／１９１７５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のエネルギーマネジメントシステムは、電力量の余剰または不足による損失コストに基づいて融通計画を作成するため、需要家の支払う電気料金を最小化できる。ただし、カーボンフリーを実現しようとする場合、再生可能エネルギー由来の電力など化石燃料に依存しない電力に基づく指標を導入する必要がある。しかしながら、従来のエネルギーマネジメントシステムでは技術ではカーボンフリーという観点には着目されておらず、需要家に対してカーボンフリーな電力を供給できない可能性がある。【０００６】
本開示は、上述のような従来の課題を解決するものであり、需要家に対してカーボンフリーな電力を供給するエネルギーマネジメントシステムおよびその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】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本開示のエネルギーマネジメントシステムは以下のように構成する。【０００８】
本開示の一の態様にかかるエネルギーマネジメントシステムは、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、前記再生可能エネルギー発電装置にて発電された電力に基づくエネルギーを前記負荷に供給可能に蓄積するエネルギー蓄積装置と、を備える第１需要家と、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、を備える第２需要家と、の間でエネルギーを融通するエネルギーマネジメントシステムであって、前記第１需要家および前記第２需要家におけるそれぞれの前記負荷の消費電力の予測を行い、前記消費電力の予測に従って前記負荷に供給される自給電力と前記電力系統から前記負荷に供給される購入電力とに基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家の全体における自給率を算出し、前記自給率がしきい値を超えるように、前記第２需要家における前記再生可能エネルギー発電装置で発電された電力の少なくとも一部を前記第１需要家における前記エネルギー蓄積装置に蓄積するようにエネルギーの融通制御を行う制御装置を備える、ものである。【０００９】
本開示の他の一の態様にかかるエネルギーマネジメントシステムは、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、前記再生可能エネルギー発電装置にて発電された電力に基づくエネルギーを前記負荷に供給可能に蓄積するエネルギー蓄積装置と、を備える第１需要家と、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、を備える第２需要家と、の間でエネルギーを融通するエネルギーマネジメントシステムであって、前記第１需要家および前記第２需要家におけるそれぞれの前記負荷の消費電力の予測を行い、前記消費電力の予測に従って前記負荷に供給される自給電力と前記電力系統から前記負荷に供給される購入電力とに基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家の全体における自給率を算出し、前記自給率がしきい値を超えるように、前記第１需要家における前記エネルギー蓄積装置に蓄積されているエネルギーの少なくとも一部を前記第２需要家における前記負荷に供給するようにエネルギーの融通制御を行う制御装置を備える、ものである。【００１０】
本開示の一の態様にかかるエネルギーマネジメントシステムの制御方法は、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、前記再生可能エネルギー発電装置にて発電された電力に基づくエネルギーを前記負荷に供給可能に蓄積するエネルギー蓄積装置と、を備える第１需要家と、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、を備える第２需要家と、の間でエネルギーを融通するエネルギーマネジメントシステムの制御方法であって、前記第１需要家および前記第２需要家におけるそれぞれの前記負荷の消費電力の予測を行い、前記消費電力の予測に従って前記負荷に供給される自給電力と前記電力系統から前記負荷に供給される購入電力とに基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家の全体における自給率を算出し、前記自給率がしきい値を超えるように、前記第２需要家における前記再生可能エネルギー発電装置で発電された電力の少なくとも一部を前記第１需要家における前記エネルギー蓄積装置に蓄積するようにエネルギーの融通制御を行う、ことを含む、ものである。【００１１】
本開示の他の一の態様にかかるエネルギーマネジメントシステムの制御方法は、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、前記再生可能エネルギー発電装置にて発電された電力に基づくエネルギーを前記負荷に供給可能に蓄積するエネルギー蓄積装置と、を備える第１需要家と、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、を備える第２需要家と、の間でエネルギーを融通するエネルギーマネジメントシステムであって、前記第１需要家および前記第２需要家におけるそれぞれの前記負荷の消費電力の予測を行い、前記消費電力の予測に従って前記負荷に供給される自給電力と前記電力系統から前記負荷に供給される購入電力とに基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家の全体における自給率を算出し、前記自給率がしきい値を超えるように、前記第１需要家における前記エネルギー蓄積装置に蓄積されているエネルギーの少なくとも一部を前記第２需要家における前記負荷に供給するようにエネルギーの融通制御を行う、ことを含む、ものである。
【発明の効果】
【００１２】
本開示のエネルギーマネジメントシステムおよびその制御方法によれば、自給率に基づいてエネルギーの融通制御を行うことで、カーボンフリー電力を需要家に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の実施の形態におけるエネルギーマネジメントシステムと需要家との構成を示す模式図
【図２】実施の形態のエネルギーマネジメントシステムの構成を示すブロック図
【図３】実施の形態のエネルギーマネジメントシステムの動作を説明するフローチャート
【図４】実施の形態の実施例１にかかるエネルギーマネジメントシステムにより作成された電力の供給計画、融通計画、購入計画を示す表
【図５】実施の形態のエネルギーマネジメントシステムにより作成された電力の供給計画、融通計画、購入計画と消費電力の需要予測とを示す図
【図６】実施の形態の実施例２にかかるエネルギーマネジメントシステムにより作成された電力の供給計画、融通計画、購入計画を示す表
【図７】実施の形態の実施例３にかかるエネルギーマネジメントシステムにより作成された電力の供給計画、融通計画、購入計画を示す表
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示の第１態様によれば、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、前記再生可能エネルギー発電装置にて発電された電力に基づくエネルギーを前記負荷に供給可能に蓄積するエネルギー蓄積装置と、を備える第１需要家と、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、を備える第２需要家と、の間でエネルギーを融通するエネルギーマネジメントシステムであって、前記第１需要家および前記第２需要家におけるそれぞれの前記負荷の消費電力の予測を行い、前記消費電力の予測に従って前記負荷に供給される自給電力と前記電力系統から前記負荷に供給される購入電力とに基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家の全体における自給率を算出し、前記自給率がしきい値を超えるように、前記第２需要家における前記再生可能エネルギー発電装置で発電された電力の少なくとも一部を前記第１需要家における前記エネルギー蓄積装置に蓄積するようにエネルギーの融通制御を行う制御装置を備える、エネルギーマネジメントシステムを提供する。
【００１５】
本開示の第２態様によれば、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、前記再生可能エネルギー発電装置にて発電された電力に基づくエネルギーを前記負荷に供給可能に蓄積するエネルギー蓄積装置と、を備える第１需要家と、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、を備える第２需要家と、の間でエネルギーを融通するエネルギーマネジメントシステムであって、前記第１需要家および前記第２需要家におけるそれぞれの前記負荷の消費電力の予測を行い、前記消費電力の予測に従って前記負荷に供給される自給電力と前記電力系統から前記負荷に供給される購入電力とに基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家の全体における自給率を算出し、前記自給率がしきい値を超えるように、前記第１需要家における前記エネルギー蓄積装置に蓄積されているエネルギーの少なくとも一部を前記第２需要家における前記負荷に供給するようにエネルギーの融通制御を行う制御装置を備える、エネルギーマネジメントシステムを提供する。
【００１６】
本開示の第３態様のエネルギーマネジメントシステムは、第１または第２態様のエネルギーマネジメントシステムにおいて、前記制御装置は、前記第１需要家および前記第２需要家における前記負荷の消費電力の予測を行う需要予測演算部と、前記消費電力の予測に基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家のそれぞれにおける前記再生可能エネルギー発電装置および前記エネルギー蓄積装置からそれぞれの前記負荷へ供給する電力の供給計画を作成する供給計画作成部と、前記消費電力の予測と前記電力の供給計画とに基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家のうち余剰電力を有する前記需要家から電力不足の前記需要家への電力の融通計画を作成する融通計画作成部と、前記消費電力の予測と、前記電力の供給計画および前記電力の融通計画に基づいて前記負荷に供給される自給電力と、前記電力系統から前記負荷に供給される購入電力と、に基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家の全体における自給率を算出する自給率算出部と、前記自給率がしきい値以上である場合に前記電力の運転計画および前記電力の融通計画を確定する計画決定部と、を備える、ようにしてもよい。
【００１７】
本開示の第４態様のエネルギーマネジメントシステムは、第３態様のエネルギーマネジメントシステムにおいて、前記自給率が前記しきい値よりも小さいときに、前記供給計画作成部および前記融通計画作成部の少なくとも一方に対して計画の修正を実行させる計画調整部をさらに備える、ようにしてもよい。
【００１８】
本開示の第５態様のエネルギーマネジメントシステムは、第３または第４態様のエネルギーマネジメントシステムにおいて、前記融通計画作成部は、前記第２需要家において前記再生可能エネルギー発電装置にて発電された電力を、前記第１需要家における前記エネルギー蓄積装置にて蓄積させるように、電力の融通計画を計画する、ようにしてもよい。
【００１９】
本開示の第６態様によれば、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、前記再生可能エネルギー発電装置にて発電された電力に基づくエネルギーを前記負荷に供給可能に蓄積するエネルギー蓄積装置と、を備える第１需要家と、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、を備える第２需要家と、の間でエネルギーを融通するエネルギーマネジメントシステムの制御方法であって、前記第１需要家および前記第２需要家におけるそれぞれの前記負荷の消費電力の予測を行い、前記消費電力の予測に従って前記負荷に供給される自給電力と前記電力系統から前記負荷に供給される購入電力とに基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家の全体における自給率を算出し、前記自給率がしきい値を超えるように、前記第２需要家における前記再生可能エネルギー発電装置で発電された電力の少なくとも一部を前記第１需要家における前記エネルギー蓄積装置に蓄積するようにエネルギーの融通制御を行う、ことを含む、エネルギーマネジメントシステムの制御方法を提供する。
【００２０】
本開示の第７態様によれば、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、前記再生可能エネルギー発電装置にて発電された電力に基づくエネルギーを前記負荷に供給可能に蓄積するエネルギー蓄積装置と、を備える第１需要家と、負荷と、前記負荷に電力を供給する電力系統と、前記負荷に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置と、を備える第２需要家と、の間でエネルギーを融通するエネルギーマネジメントシステムであって、前記第１需要家および前記第２需要家におけるそれぞれの前記負荷の消費電力の予測を行い、前記消費電力の予測に従って前記負荷に供給される自給電力と前記電力系統から前記負荷に供給される購入電力とに基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家の全体における自給率を算出し、前記自給率がしきい値を超えるように、前記第１需要家における前記エネルギー蓄積装置に蓄積されているエネルギーの少なくとも一部を前記第２需要家における前記負荷に供給するようにエネルギーの融通制御を行う、ことを含む、エネルギーマネジメントシステムの制御方法を提供する。
【００２１】
本開示の第８態様のエネルギーマネジメントシステムの制御方法は、第６または第７態様の制御方法において、前記自給率の算出は、前記消費電力の予測に基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家のそれぞれにおける前記再生可能エネルギー発電装置および前記エネルギー蓄積装置から前記負荷へ供給する電力の供給計画を作成し、前記消費電力の予測と前記電力の供給計画とに基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家のうち余剰電力を有する前記需要家から電力不足の前記需要家への電力の融通計画を作成し、前記消費電力の予測と、前記電力の供給計画および前記電力の融通計画に基づいて前記負荷に供給される自給電力と、前記電力系統から前記負荷に供給される購入電力と、に基づいて、前記第１需要家および前記第２需要家の全体における自給率を算出する、ことを含む、ようにしてもよい。
【００２２】
本開示の第９態様のエネルギーマネジメントシステムの制御方法は、第８態様の制御方法において、前記自給率が前記しきい値よりも小さいときに、前記電力の供給計画および前記電力の前記融通計画の少なくとも一方に対する計画の修正を実行させる、ようにしてもよい。
【００２３】
本開示の第１０態様のエネルギーマネジメントシステムの制御方法は、第８または第９態様の制御方法において、前記電力の融通計画において、前記第２需要家において前記再生可能エネルギー発電装置にて発電された電力を、前記第１需要家における前記エネルギー蓄積装置にて蓄積させるように、前記電力の融通計画を計画する、ようにしてもよい。
【００２４】
本開示の第１１態様によれば、コンピュータに第６から第１０態様のいずれか１つに記載のエネルギーマネジメントシステムの制御方法を実行させる、プログラムを提供する。
【００２５】
以下に本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
（実施の形態）
（構成）
図１は、本開示の実施の形態におけるエネルギーマネジメントシステム１０１と、エネルギーマネジメントシステム１０１によるマネジメントの対象となる複数の需要家とを示す図である。以下の説明において、複数の需要家における任意の需要家に言及する場合には「需要家１」と称し、特定の需要家に言及する場合には需要家１Ａ、１Ｂ、または１Ｃなどと称するものとする。なお、図１では、複数の需要家１が、例えば３つの需要家１Ａ、１Ｂ、１Ｃである場合を例として示しているが、需要家１の個数は複数（ｎ軒以上（ｎは２以上の自然数））であればよい。また、以降の説明では、任意の需要家１が備える構成については、符号２、３、４、５、６等を用いて説明し、特定の需要家１Ａ、１Ｂ、１Ｃが備える構成に言及する場合には、需要家の符号に合わせて、符号２Ａ、２Ｂ、２Ｃ等を用いて説明する。
【００２７】
エネルギーマネジメントシステム１０１によるマネジメントの対象となる複数の需要家１は、基本的な構成として、負荷と、電力系統と、再生可能エネルギー発電装置と、エネルギー蓄積装置とを備えている。需要家１は、例えば家、集合住宅、工場、ビルなどの施設であり、これらに限らず、施設内の一部の設備、または複数の施設に渡った設備で構成されてもよい。
【００２８】
負荷２は、需要家１において電力を消費する設備である。負荷２は、例えば、照明、空気調和機、給湯器などといった設備であり、設備の使用に応じて需要家内で電力を消費する。
【００２９】
電力系統３は、需要家１の外部から電力を供給する系統のことであり、負荷２の電力を供給可能に接続されている。電力系統３は、例えば、電力会社からの電力配電線に接続されており、電力配電線から供給される電力を需要家１内にて供給可能に受電（すなわち、電力の購入（買電））する。また、電力系統３は、他の需要家１における電力系統３に接続されており、他の需要家１における余剰電力を融通して受電することができる。なお、電力系統３は、需要家１内において、負荷２以外の設備、例えばエネルギー蓄積装置などに接続されて電力を供給可能としてもよい。また、需要家１にて発電された余剰電力を電力系統３を通じて電力会社に売電してもよい。
【００３０】
再生可能エネルギー発電装置４は、例えば太陽光発電、風力発電といった再生可能エネルギーを利用した発電設備である。再生可能エネルギー発電装置４は、再生可能エネルギー発電装置により発電された電力に基づくエネルギーを利用したカーボンフリーな発電装置を含む。このような発電装置としては、例えば、再生可能エネルギー発電装置４により発電された電力を用いて水素を生成し、生成された水素を利用した燃料電池などの発電装置がある。
【００３１】
エネルギー蓄積装置５は、電力などのエネルギーを供給可能に蓄積する装置である。エネルギー蓄積装置５としては、例えば、電力の蓄積と蓄積された電力を放電により供給する蓄電池がある。また、再生可能エネルギーを利用したＰ２Ｇ（Power to Gas）システムにより生成されたガスを供給可能に蓄積する装置もエネルギー蓄積装置５に含まれる。エネルギー蓄積装置５は、例えば、再生可能エネルギー発電装置４により発電された電力を用いて水素を生成し、生成された水素を、燃料電池等の発電設備に供給可能に蓄積する水素蓄積装置を含む。エネルギー蓄積装置５は、需要家１において、固定的に設置された設備に限られず、例えば、電気自動車に搭載された蓄電池等であってもよい。
【００３２】
需要家１には、負荷２と、電力系統３と、再生可能エネルギー発電装置４と、エネルギー蓄積装置５との動作を制御する制御装置６を備える。制御装置２は、ＣＰＵ等の演算部（図示せず）、およびＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部（図示せず）を備えている。記憶部には、それぞれの装置を制御する動作プログラム、および動作制御に関する各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部は、動作プログラム等のソフトウェアを記憶部から読み出して実行することにより、制御装置６は、それぞれの装置の各種動作を制御することができる。なお、制御装置６は、集中制御する単独の制御器によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御器によって構成されていてもよい。
【００３３】
それぞれの需要家１における制御装置６は、エネルギーマネジメントシステム１０１に接続されており、エネルギーマネジメントシステム１０１からの動作指令に基づいて、それぞれの装置の動作制御を行う。エネルギーマネジメントシステム１０１は、ＣＰＵ等の演算部（図示せず）、およびＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部（図示せず）を備えている。記憶部には、エネルギーマネジメントシステム１０１の計算を行う基本プログラム、および各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部はこの基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、それぞれの制御装置６に対してエネルギーマネジメントに関する制御を行うことができる。なお、エネルギーマネジメントシステム１０１は、集中制御する単独の制御器によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御器によって構成されていてもよい。また、需要家１の制御装置６をスレーブとし、それらの制御装置６を統括する中央の制御装置としてエネルギーマネジメントシステム１０１を構成してもよい。また、需要家１の制御装置６の１台以上をマスター、すなわちエネルギーマネジメントシステム１０１として、残りの制御装置２をスレーブとしてもよく、これらの構成に限定されず様々な構成を採り得る。
【００３４】
図１に示す本実施の形態においては、エネルギーマネジメントシステム１０１を中央の制御装置として、需要家１におけるそれぞれの制御装置６に対する制御が行われる場合を例として説明する。なお、それぞれの装置において電力を供給する経路は、例えば配電線により構成され、制御装置６とそれぞれの装置との間の制御情報の経路は、例えば有線または無線の通信ネットワークにより構成される。
【００３５】
ここで図１に示す複数の需要家１である、需要家１Ａ、１Ｂ、１Ｃの具体的な構成について説明する。
【００３６】
需要家１Ａは、負荷２Ａと、電力系統３Ａと、再生可能エネルギー発電装置４Ａと、制御装置６Ａとを備えており、需要家１Ａにはエネルギー蓄積装置は備えられていない。
【００３７】
需要家１Ｂは、負荷２Ｂと、電力系統３Ｂと、再生可能エネルギー発電装置４Ｂと、エネルギー蓄積装置５Ｂと、制御装置６Ｂとを備えている。
【００３８】
需要家１Ｃは、負荷２Ｃと、電力系統３Ｃと、再生可能エネルギー発電装置４Ｃと、エネルギー蓄積装置５Ｃと、制御装置６Ｃとを備えている。需要家１Ｃは、再生可能エネルギー発電装置４Ｃにより発電された電力に基づくエネルギーを利用したカーボンフリーな発電システムとして、例えば水素発電システム１０を備える。水素発電システム１０は、水素生成装置１１と、水素貯蔵装置１２と、燃料電池装置１３とを備える。水素生成装置１１は、再生可能エネルギー発電装置４Ｃにより発電された電力または当該電力を蓄積するエネルギー蓄積装置５Ｃから供給される電力を利用して水素を生成する装置である。水素貯蔵装置１２は、水素生成装置１１にて生成された水素をエネルギーとして供給可能に蓄積する装置である。燃料電池装置１３は、水素貯蔵装置１２に貯蔵された水素を利用して電力を発電する装置である。燃料電池装置１３は負荷２Ｃに接続されており、発電された電力を負荷２Ｃに供給することができる。
【００３９】
次に、実施の形態のエネルギーマネジメントシステム１０１の主要な構成を示す機能ブロック図を図２に示す。なお、図２に示す構成は、エネルギーマネジメントシステム１０１の構成の一例であり、実質的に同様な機能を実現する限りにおいて、その他様々な構成を採用してもよい。
【００４０】
エネルギーマネジメントシステム１０１は、需要予測演算部２１と、供給計画作成部２２と、融通計画作成部２３と、自給率算出部２４と、計画決定部２５と、計画調整部２６とを備える。また、エネルギーマネジメントシステム１０１は、需要データベース（需要ＤＢ）３１と、エネルギー貯蔵量データベース（エネルギー貯蔵量）３２と、設備容量データベース（設備容量ＤＢ）３３と、通信部３４とを備える。なお、以降は、データベースをＤＢと省略して称する。
【００４１】
需要ＤＢ３１は、過去における個々の需要家１における負荷３の消費電力の需要値の時系列の記録のデータベースである。需要家１において設備が使用されることによる負荷３の消費電力の需要値が時系列の記録として蓄積されていく。なお、過去の蓄積記録が存在しない場合には、需要家１における設備仕様に応じた消費電力の需要値のデフォルトデータが需要ＤＢ３１に保存されているような場合であってもよい。
【００４２】
エネルギー貯蔵量ＤＢ３２は、個々の需要家１におけるエネルギー蓄積装置５や水素貯蔵装置１２に蓄積されている電力や水素などのエネルギー量の時系列の記録のデータベースである。エネルギー貯蔵量ＤＢ３２は、たとえばセンサによって計測されるエネルギー蓄積装置５のエネルギー蓄積量や、エネルギー蓄積装置５の入出力を検知するセンサの計測値に基づいて更新される。センサは、例えば、電流や電圧、電力などを計測するセンサを例示できるが、これら以外のセンサを用いてもよい。
【００４３】
設備容量ＤＢ３３は、再生可能エネルギー発電装置４およびエネルギー蓄積装置５などエネルギー供給に関係する全ての装置の出力上限値／下限値、蓄積エネルギーの上限値／下限値などの情報を含む。需要ＤＢ３１、エネルギー貯蔵量ＤＢ３２および設備容量ＤＢ３３は、連続的にデータの読み取りおよび記録を行ってもよいし、任意のタイミングで読み取りおよび記録を行ってもよい。また、それぞれのＤＢは、各種記憶装置に構成される場合であってもよく、またクラウド上に構成される場合であってもよい。
【００４４】
需要予測演算部２１は、それぞれの需要家１における負荷２の消費電力の予測（需要値の予測）を行う機能を有する。需要予測演算部２１は、例えば、需要ＤＢ３１の情報に基づいて負荷２の将来の消費電力の予測演算を行い、演算結果を供給計画作成部２２へ出力する。負荷２の将来の消費電力の予測演算は、予め定められた将来の期間、例えば現時点から２４時間の期間における個々の需要家１における負荷２の消費電力の予測演算を行うようにしてもよい。
【００４５】
供給計画作成部２２は、消費電力の予測演算結果に基づいて、それぞれの需要家１における再生可能エネルギー発電装置４およびエネルギー蓄積装置５から負荷２へ供給する電力の供給計画を作成する機能を有する。供給計画作成部２２は、需要予測演算部２１から受信した需要予測演算結果と、エネルギー貯蔵量ＤＢ３２と、設備容量ＤＢ３３との情報に基づいて、再生可能エネルギー発電装置４およびエネルギー蓄積装置５の運転計画、すなわちそれぞれの装置からの電力の供給計画を作成する。また、この電力の供給計画には、水素発電システム１０における水素生成装置１１と水素貯蔵装置１２と燃料電池装置１３との運転計画も含まれる。
【００４６】
供給計画作成部２２は、エネルギー貯蔵量ＤＢ３２から需要家１における現在のエネルギー貯蔵量の値（現在値）を取得し、設備容量ＤＢ３３から需要家１における現在の設備容量の値（現在値）を取得する。供給計画作成部２２は、これら取得された現在値に基づいて再生可能エネルギー発電装置４の出力可能値を求め、需要予測演算結果と比較して、余剰がないように、再生可能エネルギー発電装置４の出力値を決定して、電力の供給計画を作成する。同様に、エネルギー蓄積装置５から供給可能な電力および燃料電池装置１３から供給可能な電力を決定して、これらを含めた電力の供給計画を作成する。再生可能エネルギー発電装置４、エネルギー蓄積装置５、および燃料電池装置１３の出力が不足する場合は、電力系統３からの電力の購入計画を作成する。
【００４７】
融通計画作成部２３は、消費電力の予測演算結果と電力の供給計画とに基づいて、複数の需要家１のうち余剰電力を有する需要家１から電力不足の需要家１への電力の融通計画を作成する機能を有する。ここで、需要家１における余剰電力とは、当該需要家１における負荷２の消費電力を補った上で、再生可能エネルギー発電装置４、エネルギー蓄積装置５、および燃料電池装置１３からさらに供給可能な電力のことである。需要家１における電力不足とは、当該需要家１における負荷２の消費電力に対して、再生可能エネルギー発電装置４、エネルギー蓄積装置５、および燃料電池装置１３から供給可能な電力を補った上でまだ不足する電力のことである。融通計画作成部２３は、作成された電力の供給計画と電力の購入計画とに基づいて１の需要家１から他の需要家１への電力の融通計画を作成する。なお、融通計画作成部２３により作成される融通計画の具体例については後述する。
【００４８】
自給率算出部２４は、消費電力の予測と、電力の供給計画および電力の融通計画に基づいて負荷２に供給される自給電力と、電力系統３から負荷２に供給される購入電力と、に基づいて、複数の需要家１全体における自給率を算出する機能を有する。本明細書において自給率とは、需要家１における再生可能エネルギー発電装置４による発電量のうち、負荷２およびエネルギー蓄積装置５にて消費された量と電力系統３からの購入電力を含まない融通電力量の和と、負荷２における消費電力との割合のことである。具体的には自給率は以下の式（１）で計算される。
自給率［％］＝１＋(蓄積エネルギーの増加量−購入電力量)／電力需要・・・（１）
例えば、自給率が１００％であれば、複数の需要家１全体における負荷２の全消費電力をカーボンフリーな電力でまかなうことが可能であることを示す。
【００４９】
計画決定部２５は、自給率算出部２４により算出された自給率をしきい値と比較判定を行い、自給率がしきい値以上である場合に電力の供給計画および電力の融通計画を確定する機能を有する。確定された電力の供給計画および電力の融通計画、さらに電力の購入計画は、通信部３４を通じてそれぞれの需要家１における制御装置６へと送信される。なお、算出された自給率がしきい値以上でないと判断される場合（すなわち、ＮＧと判断）には、後述する計画調整部２６による処理が行われる。計画決定部２５が参照するしきい値は、予め設定された所定の値であってもよく、また、時間帯や季節などに応じて異なるしきい値が設定されるような場合であってもよい。
【００５０】
計画調整部２６は、自給率がしきい値よりも小さいときに、供給計画作成部２２および融通計画作成部２３の少なくとも一方に対して計画の修正を実行させる機能を有する。例えば、自給率としきい値との偏差が大きい場合には、供給計画作成部２２および融通計画作成部２３のそれぞれに対して、計画の修正を実行させてもよく、偏差が小さい場合には、供給計画作成部２２または融通計画作成部２３の一方に対して、計画の修正を実行させてもよい。
【００５１】
通信部３４は、計画決定部２５から出力された計画の制御装置６への送信と、それぞれの需要家１における装置や設備に関する情報の受信を行う。これらの情報の送受信は、通信部３４から直接通信してもよいし、間にＰＣＳ（パワーコンディショナー）やドライバなどの制御回路を介してもよい。
【００５２】
エネルギーマネジメントシステム１０１において、需要予測演算部２１、供給計画作成部２２、融通計画作成部２３、自給率算出部２４、計画決定部２５、および計画調整部２６にて示される各種機能は、コンピュータにおいて、ＣＰＵ等の演算部が記憶部に保持されている基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより実現される。このような記憶部は基本プログラムが格納された記録媒体として提供されてもよい。また、このような記録媒体は基本プログラムが格納された非一時的コンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。記憶媒体は、例えば、フラッシュメモリ、ＳＳＤ（Solid State Device）、ハードディスク、その他の記憶デバイス又はそれらを適宜組み合わせて実現される。
【００５３】
（動作）
次に、このような構成を有する実施の形態のエネルギーマネジメントシステム１０１における制御方法について、実施例１として、図３のフローチャートを用いて説明する。制御方法の説明にあたり、図１に示す３つの需要家１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおいて、昼間および夜間を含む２４時間の需要予測に基づく制御方法の具体例を用いる。なお、以下の説明では、需要家１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおける再生可能エネルギー発電装置４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、太陽光発電装置であるものとし、需要家１Ｂ、１Ｃにおけるエネルギー蓄積装置５Ｂ、５Ｃは、蓄電池であるものとする。
【００５４】
（実施例１）
（１回目の処理）
まず、図３のステップＳ１において、それぞれの需要家１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおける負荷２Ａ、２Ｂ、２Ｃの消費電力の需要予測を行う。具体的には、需要予測演算部２１が、例えば、需要ＤＢ３１の情報に基づいて負荷２における次の２４時間の消費電力の予測演算を行う。
【００５５】
需要予測演算部２１は、予測演算の結果、需要家１Ａにおける消費電力を昼間：６０、夜間：２０と予測し、需要家１Ｂにおける消費電力を昼間：６０、夜間：２０と予測し、需要家１Ｃにおける消費電力を昼間：６０、夜間：２０と予測する。なお、本説明においては、電力等の数値例を、単位を有さない指数として用いている。これらの予測演算結果は供給計画作成部２２へ出力される。
【００５６】
次に、消費電力の予測演算結果に基づいて、それぞれの需要家１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおける再生可能エネルギー発電装置４Ａ、４Ｂ、４Ｃおよびエネルギー蓄積装置５Ｂ、５Ｃから負荷２Ａ、２Ｂ、２Ｃへ供給する電力の供給計画を作成する（ステップＳ２）。具体的には、供給計画作成部２２が、需要予測演算部２１から受信した需要予測演算結果と、エネルギー貯蔵量ＤＢ３２と、設備容量ＤＢ３３との情報に基づいて、再生可能エネルギー発電装置４およびエネルギー蓄積装置５の運転計画、すなわちそれぞれの装置からの電力の供給計画を作成する。
【００５７】
供給計画作成部２２は、エネルギー貯蔵量ＤＢ３２の情報に基づいて、エネルギー蓄積装置５Ｂ、５Ｃ、および水素貯蔵装置１２に蓄積されているエネルギーが０であるとの情報を取得する。供給計画作成部２２は、設備容量ＤＢ３３の情報に基づいて、再生可能エネルギー発電装置４Ａ、４Ｂ、４Ｃにおけるそれぞれの発電量が昼間：１６０、夜間：０であるとの情報を取得する。これらの情報に基づいて、需要家１Ａにおいて、昼間：６０の消費電力予測に対して、再生可能エネルギー発電装置４Ａによる発電量：１６０、電源系統３Ａ通じての売電（電力会社等への余剰電力を売ること）量：１００とし、夜間：２０の消費電力予測に対して、電源系統３Ａを通じての買電（電力会社等からの購入電力）量：２０とする電力の供給計画が、供給計画作成部２２にて作成される。同様に、需要家１Ｂにおいて、昼間：６０の消費電力予測に対して、再生可能エネルギー発電装置４Ｂによる発電量：１６０、電源系統３Ｂを通じての売電量：１００とし、夜間：２０の消費電力予測に対して、電源系統３Ｂを通じての買電量：２０とする電力の供給計画が作成される。需要家１Ｃにおいて、昼間：６０の消費電力予測に対して、再生可能エネルギー発電装置４Ｃによる発電量：１６０、電源系統３Ｃを通じての売電量：１００とし、夜間：２０の消費電力予測に対して、電源系統３Ｃを通じての買電量：２０とする電力の供給計画が作成される。作成された電力の供給計画は、融通計画作成部２３に出力される。
【００５８】
次に、融通計画作成部２３が、消費電力の予測演算結果と電力の供給計画とに基づいて、複数の需要家１のうち余剰電力を有する需要家１から電力不足の需要家１への電力の融通計画を作成する（ステップＳ３）。具体的には、需要家１Ａ、１Ｂ、１Ｃのそれぞれにおいて、夜間に購入電力を供給しているが、作成された電力の供給計画では、いずれの需要家１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおいても夜間に余剰電力が存在していない。そのため、融通計画作成部２３は、電力の融通を行うことができないものとして融通計画を作成する。
【００５９】
次に、自給率算出部２４は、消費電力の予測と、電力の供給計画および電力の融通計画に基づいて負荷２Ａ、２Ｂ、２Ｃに供給される自給電力と、電力系統３Ａ、３Ｂ、３Ｃから負荷２Ａ、２Ｂ、２Ｃに供給される購入電力と、に基づいて、３つの需要家１Ａ、１Ｂ、１Ｃ全体における自給率を算出する（ステップＳ４）。
【００６０】
この自給率の算出は、上述した式（１）を用いて行われ、以下のように算出される。
昼夜需要電力：  ６０＋２０＋６０＋２０＋６０＋２０＝２４０
蓄積エネルギーの増加量：  ０
購入電力量：  ２０＋２０＋２０＝６０
自給率：  ７５％
自給率算出部２４において算出された自給率は、計画決定部２５に出力される。
【００６１】
次に、計画決定部２５は、自給率算出部２４により算出された自給率をしきい値と比較判定を行う（ステップＳ５）。例えば、自給率のしきい値として予め９０％と設定されている場合には、算出された自給率：７５％がしきい値を下回っていると計画決定部２５にて判断され、ステップＳ６へと移行する。
【００６２】
次に、自給率がしきい値よりも小さいと判断されたため、計画調整部２６が、供給計画作成部２２および融通計画作成部２３の少なくとも一方に対して計画の修正を実行させる。計画の修正の実行を行う前に、計画調整部２６では、それぞれの需要家１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおいて、融通できる電力を作り出すことができるかどうかを判断する（ステップＳ６）。例えば、それぞれの需要家１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおいて、昼間に余剰電力を売電しており、また、エネルギー蓄積装置５Ｂ、５Ｃ等において、電力を蓄積していない状況から、計画調整部２６は融通できる電力を作り出すことが可能と判断する。なお、融通できる電力を作り出すことができないと判断する場合には、自給率がしきい値を下回った状態にて、計画決定部２５が計画を確定する（ステップＳ７）。
【００６３】
（２回目の処理；計画の修正）
次に、計画調整部２５は、供給計画作成部２２および融通計画作成部２３に対して、電力の供給計画と電力の融通計画の修正を実行させる（ステップＳ２、Ｓ３）。例えば、電力の供給計画の修正を行う場合、需要家１Ｂにおいて、再生可能エネルギー発電装置４Ｂにより発電された電力における昼間の余剰電力の一部：１１を、効率０．９にてエネルギー蓄積装置５Ｂに蓄積させる。これにより、エネルギー蓄積装置５Ｂの蓄積エネルギー量が１０となり、売電量が１００から８９に減少する。このようにエネルギー蓄積装置５Ｂに蓄積された電力：１０を、夜間、放電効率０．９にて負荷２Ｂに対して供給する。これにより、需要家１Ｂにおける夜間の買電量を２０から１１に低減することができる。同様な計画を、需要家１Ｃにおいても作成する。このように修正された電力の供給計画では、それぞれの需要家１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおいて作り出された電力はそれぞれの負荷２Ａ、２Ｂ、２Ｃにて消費されるため、電力の融通計画の見直しは行われない。なお、電力の供給計画および融通計画の作成にあたっては、それぞれの装置における発電効率、エネルギー蓄積効率、供給効率を参照して、効率の高い装置から優先して使用するように計画を作成してもよい。本実施の形態では、エネルギー蓄積装置５における蓄積効率（０．９）および供給効率（０．９）は、水素発電システム１０における蓄積効率（０．５）および発電効率（０．５５）よりも高い。
【００６４】
次に、自給率算出部２４により自給率の算出が、上述した式（１）を用いて行われ、以下のように算出される（ステップＳ４）。
昼夜需要電力：  ６０＋２０＋６０＋２０＋６０＋２０＝２４０
蓄積エネルギーの増加量：  ０
購入電力量：  ２０＋１１＋１１＝４２
自給率：  ８３％
自給率算出部２４において算出された自給率は、計画決定部２５に出力される。
【００６５】
次に、計画決定部２５は、自給率算出部２４により算出された自給率をしきい値と比較判定を行う（ステップＳ５）。自給率のしきい値として予め９０％と設定されているため、再度算出された自給率：８３％がしきい値を下回っていると計画決定部２５にて判断され、ステップＳ６へと移行する。
【００６６】
計画調整部２６では、それぞれの需要家１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおいて、融通できる電力を作り出すことができるかどうかを判断する（ステップＳ６）。例えば、それぞれの需要家１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおいて、昼間に余剰電力をまだ売電しており、また、水素貯蔵装置１２において、エネルギーを蓄積していない状況から、計画調整部２６は融通できる電力を作り出すことが可能と判断する。
【００６７】
（３回目の処理；計画の再修正）
次に、計画調整部２５は、供給計画作成部２２および融通計画作成部２３に対して、電力の供給計画と電力の融通計画の再度の修正を実行させる（ステップＳ２、Ｓ３）。例えば、電力の供給計画および融通計画の修正を行う場合、昼間において、需要家１Ａの再生可能エネルギー発電装置４Ａから発電電力７０を、需要家１Ｂの再生可能エネルギー発電装置４Ｂから発電電力５９を、需要家１Ｃの再生可能エネルギー発電装置４Ｃから発電電力５９を、需要家１Ｃの水素生成装置１１に供給する。水素生成装置１１では、供給された電力量：１８８を用いて水素を生成し、効率０．５にて生成された水素を水素貯蔵装置１２に貯蔵する（貯蔵量：９４）。夜間において、水素貯蔵装置１２に貯蔵された水素のうち水素量：７６を用いて、燃料電池装置１３にて効率０．５５にて発電を行う（発電量：４２）。燃料電池装置１３にて発電された電力を需要家１Ａ、１Ｂ、１Ｃ間にて融通し合い、夜間における買電量が０になるように計画を作成する。なお、水素貯蔵装置１２には、９４−７６＝１８の水素が残ることになる。このようにして、電力の供給計画および融通計画の修正が行われる。
【００６８】
次に、自給率算出部２４により自給率の算出が、上述した式（１）を用いて行われ、以下のように算出される（ステップＳ４）。
昼夜需要電力：  ６０＋２０＋６０＋２０＋６０＋２０＝２４０
蓄積エネルギーの増加量：  ９４−７６＝１８
購入電力量：  ０
自給率：  １０７％
自給率算出部２４において算出された自給率は、計画決定部２５に出力される。
【００６９】
次に、計画決定部２５は、自給率算出部２４により算出された自給率をしきい値と比較判定を行う（ステップＳ５）。自給率のしきい値として予め９０％と設定されているため、再度算出された自給率：１０７％がしきい値以上であると計画決定部２５にて判断され、ステップＳ７にて、修正された電力の供給計画および電力の融通計画を確定する。確定された電力の供給計画および電力の融通計画に基づいて、需要家１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおける制御装置６Ａ、６Ｂ、６Ｃに対する制御が、エネルギーマネジメントシステム１０１により行われる。
【００７０】
このように３回の処理を経て行われた電力の供給計画、電力の融通計画、電力の購入計画を、図４に示す表にまとめる。また、電力の供給計画、電力の融通計画、電力の購入計画と消費電力の需要予測との関係を、図５の模式図に示す。図４および図５に示す内容は、上記にて詳述した通りである。
【００７１】
（実施例２）
次に、上述の需要家１Ｂと需要家１Ｃとの間でのエネルギーの融通制御をエネルギーマネジメントシステム１０１が行う場合について、実施例２として説明する。実施例２において、後述するように３回の処理を経て行われる電力の供給計画、電力の融通計画、電力の購入計画を、図６に示す表にまとめる。
【００７２】
（１回目の処理）
まず、図３のステップＳ１において、それぞれの需要家１Ｂ、１Ｃにおける負荷２Ｂ、２Ｃの消費電力の需要予測を行う。
【００７３】
需要予測演算部２１は、予測演算の結果、需要家１Ｂにおける消費電力を昼間：６０、夜間：２０と予測し、需要家１Ｃにおける消費電力を昼間：６０、夜間：２０と予測する。これらの予測演算結果は供給計画作成部２２へ出力される。
【００７４】
次に、消費電力の予測演算結果に基づいて、それぞれの需要家１Ｂ、１Ｃにおける再生可能エネルギー発電装置４Ｂ、４Ｃおよびエネルギー蓄積装置５Ｂ、５Ｃから負荷２Ｂ、２Ｃへ供給する電力の供給計画を作成する（ステップＳ２）。
【００７５】
供給計画作成部２２は、エネルギー貯蔵量ＤＢ３２の情報に基づいて、エネルギー蓄積装置５Ｂ、５Ｃ、および水素貯蔵装置１２に蓄積されているエネルギーが０であるとの情報を取得する。供給計画作成部２２は、設備容量ＤＢ３３の情報に基づいて、再生可能エネルギー発電装置４Ｂ、４Ｃにおけるそれぞれの発電量が昼間：１６０、夜間：０であるとの情報を取得する。これらの情報に基づいて、需要家１Ｂにおいて、昼間：６０の消費電力予測に対して、再生可能エネルギー発電装置４Ｂによる発電量：１６０、電源系統３Ｂを通じての売電量：１００とし、夜間：２０の消費電力予測に対して、電源系統３Ｂを通じての買電量：２０とする電力の供給計画が作成される。需要家１Ｃにおいて、昼間：６０の消費電力予測に対して、再生可能エネルギー発電装置４Ｃによる発電量：１６０、電源系統３Ｃを通じての売電量：１００とし、夜間：２０の消費電力予測に対して、電源系統３Ｃを通じての買電量：２０とする電力の供給計画が作成される。作成された電力の供給計画は、融通計画作成部２３に出力される。
【００７６】
次に、融通計画作成部２３が、消費電力の予測演算結果と電力の供給計画とに基づいて、複数の需要家１のうち余剰電力を有する需要家１から電力不足の需要家１への電力の融通計画を作成する（ステップＳ３）。具体的には、需要家１Ｂ、１Ｃのそれぞれにおいて、夜間に購入電力を供給しているが、作成された電力の供給計画では、いずれの需要家１Ｂ、１Ｃにおいても夜間に余剰電力が存在していない。そのため、融通計画作成部２３は、電力の融通を行うことができないものとして融通計画を作成する。
【００７７】
次に、自給率算出部２４は、消費電力の予測と、電力の供給計画および電力の融通計画に基づいて負荷２Ｂ、２Ｃに供給される自給電力と、電力系統３Ｂ、３Ｃから負荷２Ｂ、２Ｃに供給される購入電力と、に基づいて、２つの需要家１Ｂ、１Ｃ全体における自給率を算出する（ステップＳ４）。
【００７８】
この自給率の算出は、上述した式（１）を用いて行われ、自給率が７５％と算出される。自給率算出部２４において算出された自給率は、計画決定部２５に出力される。
【００７９】
次に、計画決定部２５は、自給率算出部２４により算出された自給率をしきい値と比較判定を行う（ステップＳ５）。例えば、自給率のしきい値として予め９０％と設定されている場合には、算出された自給率：７５％がしきい値を下回っていると計画決定部２５にて判断され、ステップＳ６へと移行する。
【００８０】
次に、自給率がしきい値よりも小さいと判断されたため、計画調整部２６が、供給計画作成部２２および融通計画作成部２３の少なくとも一方に対して計画の修正を実行させる。計画の修正の実行を行う前に、計画調整部２６では、それぞれの需要家１Ｂ、１Ｃにおいて、融通できる電力を作り出すことができるかどうかを判断する（ステップＳ６）。それぞれの需要家１Ｂ、１Ｃにおいて、昼間に余剰電力を売電しており、また、エネルギー蓄積装置５Ｂ、５Ｃ等において、電力を蓄積していない状況から、計画調整部２６は融通できる電力を作り出すことが可能と判断する。
【００８１】
（２回目の処理；計画の修正）
次に、計画調整部２５は、供給計画作成部２２および融通計画作成部２３に対して、電力の供給計画と電力の融通計画の修正を実行させる（ステップＳ２、Ｓ３）。例えば、電力の供給計画の修正を行う場合、需要家１Ｂにおいて、再生可能エネルギー発電装置４Ｂにより発電された電力における昼間の余剰電力の一部：１１を、効率０．９にてエネルギー蓄積装置５Ｂに蓄積させる。これにより、エネルギー蓄積装置５Ｂの蓄積エネルギー量が１０となり、売電量が１００から８９に減少する。このようにエネルギー蓄積装置５Ｂに蓄積された電力：１０を、夜間、放電効率０．９にて負荷２Ｂに対して供給する。これにより、需要家１Ｂにおける夜間の買電量を２０から１１に低減することができる。同様な計画を、需要家１Ｃにおいても作成する。このように修正された電力の供給計画では、それぞれの需要家１Ｂ、１Ｃにおいて作り出された電力はそれぞれの負荷２Ｂ、２Ｃにて消費されるため、電力の融通計画の見直しは行われない。
【００８２】
次に、自給率算出部２４により自給率の算出が、上述した式（１）を用いて行われ、自給率が８６％と算出される（ステップＳ４）。自給率算出部２４において算出された自給率は、計画決定部２５に出力される。
【００８３】
次に、計画決定部２５は、自給率算出部２４により算出された自給率をしきい値と比較判定を行う（ステップＳ５）。自給率のしきい値として予め９０％と設定されているため、再度算出された自給率：８６％がしきい値を下回っていると計画決定部２５にて判断され、ステップＳ６へと移行する。
【００８４】
計画調整部２６では、それぞれの需要家１Ｂ、１Ｃにおいて、融通できる電力を作り出すことができるかどうかを判断する（ステップＳ６）。それぞれの需要家１Ｂ、１Ｃにおいて、昼間に余剰電力をまだ売電しており、また、水素貯蔵装置１２において、エネルギーを蓄積していない状況から、計画調整部２６は融通できる電力を作り出すことが可能と判断する。
【００８５】
（３回目の処理；計画の再修正）
次に、計画調整部２５は、供給計画作成部２２および融通計画作成部２３に対して、電力の供給計画と電力の融通計画の再度の修正を実行させる（ステップＳ２、Ｓ３）。例えば、電力の供給計画および融通計画の修正を行う場合、昼間において、需要家１Ｃの再生可能エネルギー発電装置４Ｃから発電電力８０を、需要家１Ｃの水素生成装置１１に供給する。水素生成装置１１では、供給された電力量：８０を用いて水素を生成し、効率０．５にて生成された水素を水素貯蔵装置１２に貯蔵する（貯蔵量：４０）。夜間において、水素貯蔵装置１２に貯蔵された水素のうち水素量：４０を用いて、燃料電池装置１３にて効率０．５５にて発電を行う（発電量：２２）。燃料電池装置１３にて発電された電力を需要家１Ｂ、１Ｃ間にて融通し合い、夜間における買電量が０になるように計画を作成する。このようにして、電力の供給計画および融通計画の修正が行われる。
【００８６】
次に、自給率算出部２４により自給率の算出が、上述した式（１）を用いて行われ、自給率が１００％と算出される（ステップＳ４）。
【００８７】
次に、計画決定部２５は、自給率算出部２４により算出された自給率をしきい値と比較判定を行う（ステップＳ５）。自給率のしきい値として予め９０％と設定されているため、再度算出された自給率：１００％がしきい値以上であると計画決定部２５にて判断され、ステップＳ７にて、修正された電力の供給計画および電力の融通計画を確定する。確定された電力の供給計画および電力の融通計画に基づいて、需要家１Ｂ、１Ｃにおける制御装置６Ｂ、６Ｃに対する制御が、エネルギーマネジメントシステム１０１により行われる。
【００８８】
（実施例３）
次に、上述の需要家１Ｂと、需要家１Ｄとの間でのエネルギーの融通制御をエネルギーマネジメントシステム１０１が行う場合について、実施例３として説明する。実施例３において、後述するように３回の処理を経て行われる電力の供給計画、電力の融通計画、電力の購入計画を、図７に示す表にまとめる。なお、需要家１Ｄは、再生可能エネルギー発電装置およびエネルギー蓄積装置を有していない需要家であり、需要家１Ｄは、負荷２Ｄと、電源系統３Ｄとを備えている。
【００８９】
（１回目の処理）
まず、図３のステップＳ１において、それぞれの需要家１Ｂ、１Ｄにおける負荷２Ｂ、２Ｄの消費電力の需要予測を行う。
【００９０】
需要予測演算部２１は、予測演算の結果、需要家１Ｂにおける消費電力を昼間：６０、夜間：５と予測し、需要家１Ｄにおける消費電力を昼間：６０、夜間：２０と予測する。これらの予測演算結果は供給計画作成部２２へ出力される。
【００９１】
次に、消費電力の予測演算結果に基づいて、それぞれの需要家１Ｂにおける再生可能エネルギー発電装置４Ｂおよびエネルギー蓄積装置５Ｂから負荷２Ｂ、２Ｄへ供給する電力の供給計画を作成する（ステップＳ２）。
【００９２】
供給計画作成部２２は、エネルギー貯蔵量ＤＢ３２の情報に基づいて、エネルギー蓄積装置５Ｂに蓄積されているエネルギーが０であるとの情報を取得する。供給計画作成部２２は、設備容量ＤＢ３３の情報に基づいて、再生可能エネルギー発電装置４Ｂにおける発電量が昼間：１６０、夜間：０であるとの情報を取得する。これらの情報に基づいて、需要家１Ｂにおいて、昼間：６０の消費電力予測に対して、再生可能エネルギー発電装置４Ｂによる発電量：１６０、電源系統３Ｂを通じての売電量：１００とし、夜間：５の消費電力予測に対して、電源系統３Ｂを通じての買電量：５とする電力の供給計画が作成される。需要家１Ｄにおいて、昼間：６０の消費電力予測に対して、電源系統３Ｄを通じての買電量：６０とし、夜間：２０の消費電力予測に対して、電源系統３Ｄを通じての買電量：２０とする電力の供給計画が作成される。作成された電力の供給計画は、融通計画作成部２３に出力される。
【００９３】
次に、融通計画作成部２３が、消費電力の予測演算結果と電力の供給計画とに基づいて、複数の需要家１のうち余剰電力を有する需要家１から電力不足の需要家１への電力の融通計画を作成する（ステップＳ３）。具体的には、需要家１Ｂ、１Ｄのそれぞれにおいて、夜間に購入電力を供給しているが、作成された電力の供給計画では、いずれの需要家１Ｂ、１Ｄにおいても夜間に余剰電力が存在していない。そのため、融通計画作成部２３は、電力の融通を行うことができないものとして融通計画を作成する。
【００９４】
次に、自給率算出部２４は、消費電力の予測と、電力の供給計画および電力の融通計画に基づいて負荷２Ｂ、２Ｄに供給される自給電力と、電力系統３Ｂ、３Ｄから負荷２Ｂ、２Ｄに供給される購入電力と、に基づいて、２つの需要家１Ｂ、１Ｄ全体における自給率を算出する（ステップＳ４）。
【００９５】
この自給率の算出は、上述した式（１）を用いて行われ、自給率は４１％と算出される。自給率算出部２４において算出された自給率は、計画決定部２５に出力される。
【００９６】
次に、計画決定部２５は、自給率算出部２４により算出された自給率をしきい値（８５％）と比較判定を行う（ステップＳ５）。算出された自給率：４１％がしきい値：８５％を下回っていると計画決定部２５にて判断され、ステップＳ６へと移行する。
【００９７】
次に、自給率がしきい値よりも小さいと判断されたため、計画調整部２６が、供給計画作成部２２および融通計画作成部２３の少なくとも一方に対して計画の修正を実行させる。計画の修正の実行を行う前に、計画調整部２６では、それぞれの需要家１Ｂ、１Ｄにおいて、融通できる電力を作り出すことができるかどうかを判断する（ステップＳ６）。例えば、需要家１Ｂにおいて、昼間に余剰電力を売電しており、また、エネルギー蓄積装置５Ｂ等において、電力を蓄積していない状況から、計画調整部２６は融通できる電力を作り出すことが可能と判断する。
【００９８】
（２回目の処理；計画の修正）
次に、計画調整部２５は、供給計画作成部２２および融通計画作成部２３に対して、電力の供給計画と電力の融通計画の修正を実行させる（ステップＳ２、Ｓ３）。例えば、電力の供給計画の修正を行う場合、需要家１Ｂにおいて、再生可能エネルギー発電装置４Ｂにより発電された電力における昼間の余剰電力の一部：１１を、効率０．９にてエネルギー蓄積装置５Ｂに蓄積させる。これにより、エネルギー蓄積装置５Ｂの蓄積エネルギー量が１０となり、売電量が１００から８９に減少する。エネルギー蓄積装置５Ｂに蓄積された電力：１０の一部（５．６）を、夜間、放電効率０．９にて負荷２Ｂに対して供給する。これにより、需要家１Ｂにおける夜間の買電量を５から０に低減することができる。
【００９９】
次に、自給率算出部２４により自給率の算出が、上述した式（１）を用いて行われ、自給率が４２％と算出される（ステップＳ４）。自給率算出部２４において算出された自給率は、計画決定部２５に出力される。
【０１００】
次に、計画決定部２５は、自給率算出部２４により算出された自給率をしきい値と比較判定を行う（ステップＳ５）。再度算出された自給率：４２％がしきい値を下回っていると計画決定部２５にて判断され、ステップＳ６へと移行する。
【０１０１】
計画調整部２６では、それぞれの需要家１Ｂ、１Ｄにおいて、融通できる電力を作り出すことができるかどうかを判断する（ステップＳ６）。需要家１Ｂにおいて、昼間に余剰電力を売電しており、エネルギー蓄積装置５Ｂにおいて蓄積されているエネルギーに残量が存在している状況から、計画調整部２６は融通できる電力を作り出すことが可能と判断する。
【０１０２】
（３回目の処理；計画の再修正）
次に、計画調整部２５は、供給計画作成部２２および融通計画作成部２３に対して、電力の供給計画と電力の融通計画の再度の修正を実行させる（ステップＳ２、Ｓ３）。例えば、電力の供給計画および融通計画の修正を行う場合、昼間において、需要家１Ｂの再生可能エネルギー発電装置４Ｂから発電電力６０を、需要家１Ｄの負荷２Ｄに供給する。これにより、需要家１Ｂにおいて昼間の売電が２９となり、需要家１Ｄにおいて昼間の買電が０となる。さらに、エネルギー蓄積装置５Ｂに蓄積された電力：１０の一部（４．４）を、夜間、放電効率０．９にて需要家１Ｄの負荷２Ｄに対して供給する。これにより、需要家１Ｄにおける夜間の買電量を２０から１６に低減することができる。このようにして、電力の供給計画および融通計画の修正が行われる。
【０１０３】
次に、自給率算出部２４により自給率の算出が、上述した式（１）を用いて行われ、自給率が８９％と算出される（ステップＳ４）。自給率算出部２４において算出された自給率は、計画決定部２５に出力される。
【０１０４】
次に、計画決定部２５は、自給率算出部２４により算出された自給率をしきい値と比較判定を行う（ステップＳ５）。自給率のしきい値として予め８５％と設定されているため、再度算出された自給率：８９％がしきい値以上であると計画決定部２５にて判断され、ステップＳ７にて、修正された電力の供給計画および電力の融通計画を確定する。確定された電力の供給計画および電力の融通計画に基づいて、需要家１Ｂ、１Ｄにおける制御装置に対する制御が、エネルギーマネジメントシステム１０１により行われる。
【０１０５】
本実施の形態のエネルギーマネジメントシステム１０１およびその制御方法によれば、自給率に基づいて運転計画および融通計画を作成することで、複数の需要家１の間で、カーボンフリーな電力を融通し合うことができる。よって、複数の需要家１の集合体におけるカーボンフリーな電力の自給率を高めることができ、エネルギーマネジメントシステム１０１およびその制御方法を提供することができる。
【０１０６】
本実施の形態にかかるエネルギーマネジメントシステム１０１により複数の需要家の間においてエネルギーの融通制御を行う例として、実施例１、２、３について説明を行ったが、このようなエネルギーの融通制御はその他様々な実施例を採用し得る。
【０１０７】
エネルギーマネジメントシステム１０１が、例えば、負荷２Ｂと、電力系統３Ｂと、再生可能エネルギー発電装置４Ｂと、エネルギー蓄積装置５Ｂと、を備える需要家１Ｂと、負荷２Ａと、電力系統３Ａと、再生可能エネルギー発電装置４Ａと、を備える需要家１Ａと、の間でエネルギーの融通制御を行うような場合であってもよい。
【０１０８】
エネルギーマネジメントシステム１０１は、需要家１Ａ、１Ｂにおけるそれぞれの負荷の消費電力の予測を行い、消費電力の予測に従って負荷に供給される自給電力と電力系統から負荷に供給される購入電力とに基づいて、需要家１Ａ、１Ｂの全体における自給率を算出してもよい。エネルギーマネジメントシステム１０１は、自給率がしきい値を超えるように、需要家１Ａにおける再生可能エネルギー発電装置４Ａで発電された電力の少なくとも一部を需要家１Ｂにおけるエネルギー蓄積装置５Ｂに蓄積するようにエネルギーの融通制御を行ってもよい。
【０１０９】
また、エネルギーマネジメントシステム１０１は、自給率がしきい値を超えるように、需要家１Ｂにおけるエネルギー蓄積装置５Ｂに蓄積されているエネルギーの少なくとも一部を需要家１Ａにおける負荷２Ａに供給するようにエネルギーの融通制御を行ってもよい。
【０１１０】
また、エネルギーマネジメントシステム１０１の構成は、上述した構成に限られない。例えば、エネルギーマネジメントシステム１０１は、需要予測演算部２１と、自給率算出部２４とを含み、自給率がしきい値を超えるように複数の需要家の間でのエネルギーの融通制御を行うような制御装置であってもよい。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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】
【０１１３】
本開示のエネルギーマネジメントシステムによる運転計画作成方法は、カーボンフリーな電力を提供できる効果を有し、例えば工場等のＣＯ２排出削減などの用途にも適用できる。
【符号の説明】
【０１１４】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  需要家
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ  負荷
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ  電力系統
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ  再生可能エネルギー発電装置
５、５Ｂ、５Ｃ  エネルギー蓄積装置
６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ  制御装置
１０  水素発電システム
１１  水素生成装置
１２  水素貯蔵装置
１３  燃料電池装置
２１  需要予測演算部
２２  供給計画作成部
２３  融通計画作成部
２４  自給率算出部
２５  計画決定部
２６  計画調整部
３１  需要データベース
３２  エネルギー貯蔵量データベース
３３  設備容量データベース
３４  通信部
１０１  エネルギーマネジメントシステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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