CN101789625A - 电力系统的分散协调式供求控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力供求控制系统。根据一种实施方式，被编入到构成本地电力系统(3)的各电气设备(61～6M、71～7N)中的各节点(10-6、10-7)，建立与附近节点的通信路径，来收发平均供求状态量的信息。各节点(10-6、10-7)根据平均供求状态量的信息，增减调整自己的发电量或负荷量。各节点(10-6、10-7)计算通过增减调整所修正的平均供求状态量，并执行对建立了通信路径的附近节点进行发送的分散协调式供求控制。

Description

电力系统的分散协调式供求控制系统
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求申请日为2009年1月28日的日本专利申请No.2009-016958的优先权，其全部内容作为参考包含在本文中。
技术领域
本发明涉及适用于一般具有发电设备和负荷设备的本地电力系统中的供求控制系统，特别是涉及分散协调式的供求控制系统。
背景技术
一般在商用电力(注：本申请中，所谓“商用电力”是指包括工业用电和民用电的所有有偿电力)系统中重要的是适当地管理各个用户端在本地电力系统中的电力供求平衡，并且稳定地控制受电侧的功率。为了实现这种情况，积极地利用太阳光发电和风力发电等变动式发电源作为发电设备是有效的。此外，还要求有节能运用电力负荷，并进一步使受电侧的电能稳定的控制技术。
但是，用户中的各种电气设备的负荷是掌管生产活动的重要设备，因此，很难实现负荷侧的受电量控制(所谓的需求端控制：DSC)。从而，实际上在发电设备侧利用能吸收供求变动的细致的发电量控制来实现电力的供求控制。其结果，导致供求控制系统的复杂化，随之系统成本和工程成本增大。
以前已提出了一种掌管电气设备群的供求控制的电力供给控制系统和通信系统(例如，参照日本专利公开公报10-094199)。该文献的系统由登记管理各电气设备的设备管理服务器和掌管供求控制的中央侧供求监视中心构成。中央侧供求监视中心计算整个电气设备群中所容许的电能。供求监视中心对各个电力负荷设备细致地给予功率消耗的许可，实现DSC功能。
但是，该文献的系统必须要有设备管理服务器、供求控制中央监视服务器和通信系统，因此系统整体规模大，实现成本高。而且在产生了新电气设备的导入和老旧设备的废弃时，必须要变更整个供求控制系统的结构。因此，有工程成本和系统维护成本增大的问题。
此外，作为进行电力供求管理的系统，已提出了一种适用于微细网眼(microgrid)的供求管理系统(例如，参照日本专利公开公报2008-104269)。从减少二氧化碳(CO2)等观点出发，微细网眼与一般的需求者接受供电的电力系统不同，是具有能自发电的区域分散电源的系统。作为区域分散电源，例如是燃料电池、太阳光发电、风力发电等。微细网眼是使这些区域分散电源协作进行电力的供求控制的系统。这样，在商用电力系统被切断时，或者需求电力少时，能够有效地利用区域分散电源。微细网眼的供求管理系统是设置了登记管理各电源设备和各负荷设备等电气设备群，并且按照在多个负荷设备中所消耗的负荷功率控制电源设备的输出的控制供求服务器的结构。
但是，微细网眼的供求管理系统需要在市镇村区域单位中具有燃料电池、太阳光发电、风力发电等的发电设备，因此，系统整体规模大，实现成本高。此外，由于服务器集中管理供求，因此，在变更供求控制系统的结构时，有工程成本和系统维护成本增大的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使被编入到多个发电设备和多个负荷设备中的各节点相互协调，能够根据供求状态自主地控制发电量或负荷量的分散协调式供求控制系统。
根据本发明的观点的系统具有：多个节点，被编入到包括供给商用电力的发电设备和负荷设备的至少一方的多个电气设备中，执行分散及协调式的电力供求控制；以及通信单元，用于进行上述各节点间的通信，其中，各节点包括：通信路径单元，用于通信路径的建立，该通信路径用于经上述通信单元在与附近节点之间收发信息；通信控制单元，用于从已建立了上述通信路径的节点接收平均供求状态量的信息；以及控制器，根据上述平均供求状态量的信息，对编入了自节点的电气设备的发电量或电力负荷量进行增减调整，计算根据该增减量修正后的平均供求状态量。
附图说明
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图说明了本发明的实施例，这些附图与上面给出的一般性描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起，用来说明本发明的原理。
图1是用于说明本发明的实施方式涉及的系统的结构的框图。
图2是用于说明本实施方式涉及的节点的结构的框图。
图3A至3D是用于说明本实施方式涉及的利用网络的信息共有的构造的图。
图4是用于说明本实施方式的与受电节点有关的动作的流程图。
图5是用于说明本实施方式的与非受电节点有关的动作的流程图。
图6A和6B是用于说明本实施方式涉及的发电量和负荷量的调整例的图。
图7是其他实施方式的用于说明与节点的附加有关的动作的流程图。
图8是其他实施方式的用于说明与节点的脱离有关的动作的流程图。
图9是用于说明供求控制系统的基本结构的框图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
(系统的结构)
图1是示出本实施方式涉及的分散协调式供求控制系统的结构的框图。图9是示出本地电力系统的供求控制系统的基本结构的框图。
如图9所示，供求控制系统包括与商用电力系统101连接的电力用户的本地电力系统103、设备管理服务器104和中央监视服务器105。本地电力系统103具有受电侧变压器102、电力计测器106和电力电缆107。电力计测器106与受电侧变压器102的次级侧连接，并且经电力电缆107与电源设备群113和负荷设备群114连接。
电源设备群113包括太阳光发电、风力发电、燃料电池等的发电设备113a～113m。此外，负荷设备群114包括消耗电力的多个负荷设备114a～114n。电源设备群113和负荷设备群114经共用的通信电缆115连接成分散配置。与通信电缆115连接有设备管理服务器104和中央监视服务器105。
下面，参照图1说明本实施方式的分散协调式供求控制系统的结构。
如图1所示，分散协调式供求控制系统(以下有时只记载为系统)是经受电侧变压器2在商用电力系统1上连接着本地电力系统3的结构。本地电力系统3具有受电侧变压器2、电力计测器4和电力电缆5。在电力电缆5上连接着电力计测器4、发电设备群6和负荷设备群7。
发电设备群6包括例如太阳光发电、风力发电、燃料电池等各种发电设备61～6M。此外，负荷设备群7包括消耗电力的各种电气机器、动力机器等的多个负荷设备71～7N。再有，有时将发电设备群6和负荷设备群7总称为电气设备群6、7。
在本系统中，在电力计测器4和电气设备群6、7中分别编入了分散协调式需求控制节点(以下有时仅表示为节点)10-4、10-6、10-7。各节点10-4、10-6、10-7分别形成能通过通信介质8与邻接或存在于比较近距离范围内的附近节点相互进行通信的通信路径，执行必要信息的收发。再有，通信介质8包括无线通信、有线通信电缆、电力线载波通信或者通信网络(LAN)。此外，在本实施方式的系统中，也可以是仅在电气设备群6、7的发电设备群或负荷设备群7的一方中编入节点10-6或10-7的结构。
(节点的结构)
图2是用于说明各节点10-4、10-6、10-7的基本结构的框图。为了方便而将各节点说明为节点10。如图2所示，节点10具有数据存储单元11、控制单元12和程序存储单元13。数据存储单元11保存后述的调整表110、设定数据111和暂时的存储数据112。程序存储单元13存储基于后述的合意(形成合意)算法的程序和自主控制用程序。
调整表110至少包括：对编入自节点的发电设备61～6M和负荷设备71～7N中的能对平均供求状态量进行调整的发电量特性和负荷量(功率消耗量)特性进行规定的数据；表示各设备61～6M、71～7N的开关的标志；以及对调整发电量和负荷量的操作条件进行规定的数据。设定数据111包括自节点的ID数据、取得合意的附近节点的ID数据和编入了自节点的各设备61～6M、71～7N的调整容许范围数据。另外，作为暂时的存储数据112，包括从附近节点接收到的信息和各种参照数据。在参照数据中包括用于执行后述的通信路径的设定和生成树(spanning tree)处理而需要的各节点的ID数据等。
控制单元12包括通信控制单元120、控制器121、通信路径单元122和通信切断单元123。再有，控制单元12实际上是利用微处理器(CPU)和软件实现各单元120～123的功能的计算机。
通信控制单元120与无线通信天线14和有线通信线(或者LAN)15连接，在与附近节点之间控制收发信。通信控制单元120向下一个附近节点发送包含连接请求信号和自节点的ID数据的包。此外，通信控制单元120对已由通信路径单元122建立了通信路径的下一个附近节点发送修正后的平均供求状态量数据。
通信路径单元122按照来自通信控制单元120的连接请求，一接收包含附近节点的ID数据和连接许可数据的包，就建立与该附近节点(至少1个节点)的通信路径。通信切断单元123在从已有的连接目标节点接收了切断请求数据时，切断与该节点之间的通信路径。
控制器121具有如下功能：通过执行程序存储单元13中所保存的自主控制用程序，执行被编入的电气设备群6、7的自主控制。此外，控制器121执行基于后述的合意用算法的程序。具体地说，控制器121在从附近节点收到了供求状态量数据时，按照该供求状态量，参照调整表110自主地调整自己的现状的发电量或负荷量。即，控制器121控制自己的发电设备或负荷设备的开关操作，调整发电量或负荷量。另外，控制器121还具有如下功能：根据收到的平均供求状态量调整发电量或负荷量，计算修正后的平均供求状态量。
再有，在各节点10-4、10-6、10-7在初始阶段一边互相取得与附近节点的合意一边建立通信路径的情况下，通信控制单元120向利用ID数据识别出的附近节点发送修正后的平均供求状态量数据。
(系统的动作)
首先，各节点10-4、10-6、10-7执行基于合意用算法的程序。关于合意用算法，已在公知文献(“Distributed Consensus in Multi-Vehicle Control”Communication and Control Engineering Series，by Wei Ren&Randai W.Beard，Springer-Verlag(London)，2008，ISBN：978-1-84800-014-8)中记载。利用下述式(1A)、(1B)将合意用算法公式化。即，在具有多个通信功能的节点群相互仅与本地的附近节点进行通信的情况下，根据时刻k的自己和附近节点的状态量ξj[k]，j＝1、...、n，用下述式(1A)表现第i个节点的离散时刻k+1的状态量ξi[k+1]。
数学式(1A)
ξi [ k + 1 ] = Σ j = 1 n dij [ k ] · ξj [ k ] , i＝1、...、n    ...(1A)
其中，dij是加权系数。在满足dij≥0的条件时，下述式(1B)成立。
数学式(1B)
Σ j = 1 n dij [ k ] = 1 , i＝1、...、n    ...(1B)
从而，能够以数学的方式证明n个全部节点间反复更新所得到的状态量ξj[k](j＝1、...、n)在时刻k→∞成为各节点共同的值。
因此，适用如上的一致性算法，参照图3A至3D，对分散在网络上的节点间的信息共有的构造进行说明。
当前，在分散配置了6个节点(No.1～No.6)的情况下，如图3A所示，作为正常通信控制模式中的连接状态，设想附近的多个节点向箭头方向进行单向通信。这时，使用上述的一致性算法，用于使各节点的状态量一致的必要充分条件是在由各节点形成的通信网络中形成有向生成树(direct spanningtree)功能。
图3B是用于说明在正常通信控制模式中包含有有向生成树的例子的图。例如，在假设No.1节点为引导器时，成为信息从该节点1到达全部的被称作跟随器的各节点2～6的构造。根据是否存在引导器节点1以外的各节点从其他的至少2个以上的节点接受信息的通信路径，来判断网络中是否包含有有向生成树。
在此，如图3C所示，例如在节点5的停止(撤出)功能时，节点6从接收信息的通信路径中关闭而孤立。其结果，分散在该网络上的节点相互之间未达成合意。因此，作为节点6，认识到自己是孤立节点，需要告知其他附近节点并建立通信路径。
下面，如图3D所示，在节点5关闭之后，节点6认识到自己是孤立节点。节点6为了恢复向有向生成树的连接状态，对附近节点4发送连接请求，建立通信路径。这样就能够再次建立有向生成树的连接状态。即，剩余的全部节点就能共有供求状态量数据。
这样的有向生成树的连接恢复处理功能在LAN等中被称作spanning tree(生成树)功能。在本实施方式中，如图1所示，也可以通过各节点10-4、10-6、10-7根据预先赋予的优先顺序，在各节点间交换控制信息，由此形成1个平常使用的通信路径，作为除此以外的通信路径，也可以形成在有障碍时的迂回路径的通信路径。作为该控制信息，是例如在LAN中使用的网桥间的被称作BPDU(Bridge Protocol Data Unit：网桥协议数据单元)的信息。
在本实施方式中，各节点的通信控制单元120、通信路径单元122和通信切断单元123，通过使用存储在数据存储单元11中的临时存储数据112中所包含的参照数据，来执行生成树功能。此外，关于通信路径的迂回路径的生成方法，有使用已应用在道路交通和通信线路或电力线路等中的自动路径搜索程序的方法。此外，通过适当利用预先设置优先顺序并准备迂回路径的候补等的公知的路径搜索方法，能够实现迂回路径的生成。
本实施方式的系统通过各电气设备中所编入的节点10-4、10-6、10-7一边相互取得合意一边分别接收供求状态量数据，协调控制自己的发电量或负荷量，从而能够调整供求平衡。再有，电力计测器4中的节点10-4不执行调整处理，而将受电侧的电力计测值原样地作为供求状态量来使用，并对附近节点发送供求状态量数据。在此，在电力计测器4中计测出的电力计测值相当于从当前本地电力系统中所包含的全部电力负荷量之和中减去全部发电量之和的电力供求的失配部分，即电力供求不平衡。
作为其结果，按照用电力计测器4计测出的电力计测值即电力供求不平衡部分(供求状态量)，各节点10-6、10-7依照合意依次个别地自主协调性地调整自己的发电量或负荷量。这样，就能够在全部的节点10-4、10-6、10-7间保持已取得供求平衡的共用的供求状态量数据。
在此，将为了实现能够在全部的节点10-4、10-6、10-7间进行通信的合意而修正的供求状态量数据称作平均供求状态量数据。此外，在例如电力计测器4的节点10-4的数据存储单元11中，作为设定数据111，存储有特别从商用电力系统1收到的本地电力系统3的合同电量值。
下面，参照图4的流程图说明节点10-4中的正常通信控制模式下的基本动作。再有，在各节点10-4、10-6、10-7的各个数据存储单元11中，在设定数据111中保存着各节点的ID数据。
首先，节点10-4在每个规定的控制周期判断是否从附近节点有连接请求或者是否从附近节点有切断请求(步骤S1～S3)。在从附近节点有连接请求的情况下，节点10-4建立与该附近节点之间的通信路径(步骤S4)。另一方面，在从附近节点有切断请求的情况下，节点10-4切断与附近节点的通信路径，从设定数据111中删除该附近节点的ID数据(步骤S5)。
在步骤S4、S5的处理结束之后，或者在没有连接请求和切断请求时，节点10-4计算这时候的本地电力系统3的供求不平衡量DA(发电量的总和PT与电力负荷的总和LT之差)(步骤S6)。
如各关系式(2)所示，节点10-4将供求平衡量DA在最大受电功率MP(所谓的合同电量)以下及0以上(在商用系统中电力不产生反向趋势)作为容许范围的条件。
MP≥DA(＝LT-PT)≥0...(2)
节点10-4根据上述式(2)所示的供求状态量(供求不平衡量DA)，判定为容许已编入了各节点10-6、10-7的发电设备的发电量或负荷设备的负荷量的变更。因此，节点10-4的通信路径单元122制作包括设定数据111中所包含的自节点的ID数据和连接请求数据的包，在例如能够在至少2个附近节点10-6、10-7之间进行通信的距离范围内发送连接请求(步骤S7)。
这时，节点10-4先从附近节点中的发电设备和/或负荷设备一接收伴随有附近节点的ID数据和连接许可数据的连接许可用包，就判断为合意成立(步骤S8)。这样，节点10-4就将例如已取得合意的发电设备6M的附近节点10-6的ID数据存储为设定数据111，并且建立与附近节点10-6之间的通信路径(步骤S9)。
之后，节点10-4的通信控制单元120向已取得合意的发电设备6M的附近节点10-6发送在上述步骤S6的处理中计算出的供求状态量数据(步骤S10)。节点10-4等待到下一个控制周期后，从步骤S2的处理开始反复执行(步骤S11)。
再有，在节点10-4已经与附近节点10-6间建立了通信路径的情况下，向已经取得了合意的发送设备6M的附近节点10-6发送包含有已经取得的该ID数据和当前时刻的供求状态量数据的包。
下面，参照图5和图6A、6B，关于在非受电侧动作的节点10-6、10-7中的正常通信控制模式的基本动作进行说明。
首先，在非受电侧动作的节点10-6(或10-7)在每个规定的控制周期判断是否从附近节点有连接请求或者是否从附近节点有切断请求(步骤S21～S23)。在从附近节点有连接请求的情况下，节点10-6(10-7)建立与该附近节点的通信路径(步骤S24)。另一方面，在从附近节点有切断请求的情况下，节点10-6(10-7)切换与附近节点的通信路径，从设定数据111中删除该附近节点的ID数据(步骤S25)。
节点10-6(10-7)在删除了附近节点的ID数据之后，判断设定数据111中是否还包含有其他节点的ID数据，即判断非受电侧的节点10-6(10-7)是否处于孤立状态(步骤S26)。节点10-6(10-7)在判断为是孤立状态时，将自节点的ID数据和连接请求数据打包后向附近节点发送(步骤S27)。节点10-6(10-7)在已经先和附近节点ID数据一起接收到连接许可数据时，建立与该附近节点的通信路径，并且取得该附近节点的ID数据(步骤S28)。
之后，节点10-6(10-7)从受电侧的节点10-4或其他非受电侧的节点10-6(10-7)接收供求状态量数据或平均供求状态量数据，并作为暂时的存储数据112存储起来。节点10-6(10-7)根据该供求状态量数据或平均供求状态量数据，判断最初发电设备61～6M或负荷设备71～7N各自是否能够按照自己的控制逻辑(自控模式)调整自己的发电量或自己的负荷量(步骤S29)。在此，例如在发电设备和负荷设备提升了电源或者因为其他理由而不能调整的情况下，利用自节点10-6(10-7)的控制器121执行自主控制，转移到本地电力系统整体的协调控制。
另一方面，在步骤S29的判断处理中判断为能调整的情况下，节点10-6(10-7)在各种制约条件的范围内调整自己的发电量和/或负荷量(步骤S31)。此外，在不能调整的情况下，控制器121通过自主控制的执行，一边参照调整表110一边判断是否能够调整自己的发电设备或负荷设备的发电量或负荷量(步骤S30)。
在此，即使在判断为能调整的情况下，在例如发电设备6M超过了额定输出时，或者是在太阳光发电设备的情况下，若是夜间时段，则也不能调整。该情况下，一边监视供求状态量和当前的发电量-边进行判断。在判断为能调整时，节点10-6参照图6A所示的调整表110来调整自己的发电设备6M的发电量或负荷量(步骤S32)。
图6A是对发电设备61～6M编入的调整表110的一例，横轴取平均供求状态量，假设最佳供求量0为边界，其左侧为电力不足(需求过剩)，右侧为电力剩余(供给过剩)。此外，纵轴取包括容许范围在内的效率最优发电量。发电设备6M的节点10-6参照调整表110，根据与横轴的平均供求状态量相应的纵轴的自己发电量，增减当前的发电量。即，若根据平均供求状态量而电力不足，节点10-6就如标记600的箭头所示增加发电量，反之，如标记610的箭头所示减少发电量，执行上述这样的调整即所谓的自主控制(步骤S32)。作为该发电量的增减量，由于例如各发电设备6和/或各负荷设备都基于额定值和其他条件设定了一次调整范围，因此，按照其平均供求状态量的例如电力不足的程度，在调整范围内任意增减发电量。
另一方面，图6B是对发电设备71～7M中编入的调整表110的一例，横轴取平均供求状态量，纵轴取自负荷量。负荷设备7N的节点10-7参照调整表110，根据与平均供求状态量相应的纵轴的自负荷量，增减当前的负荷量。即，若平均供求状态量的电力不足，则节点10-7就如标记620的箭头所示减少负荷量，若电力剩余，就如标记630的箭头所示增加负荷量，执行上述所谓的自主控制。再有，关于负荷量的增减量，也依照预定的约定进行增减。
在此，在电力不足时增加了发电量，但在例如处于接近容许最大发电量的状况时，例如对附加的发电设备进行接通操作。此外，在电力剩余时减少了发电量，但在处于接近容许最小发电量的状况时，例如对附加的个别发电设备或发电设备整体进行关闭操作。这样，通过增减调整发电量，本地电力系统的平均供求状态量发生变化。
接着，在其他发电设备6M的节点10-6对收到的平均供求状态量数据修正了调整量部分之后，向附近节点发送连接请求。节点10-6若判断为已与接收到了自节点的ID数据的其他电源设备的节点10-6之间建立了通信路径，就通过通信控制单元120发送修正后的当前的平均供求状态量数据(步骤S33)。该情况下，节点10-6在已经与附近节点建立了通信路径的情况下，不发送连接请求，而发送修正后的当前的平均供求状态量数据。之后，节点10-6在发送了平均供求状态量数据之后，等待到下一个控制周期，然后反复执行从步骤S22开始的处理(步骤S34)。
利用这样的处理，全部节点10-6、10-7就依次传递一点一点地修正后的平均供求状态量数据。此外，节点10-4通过传递修正后的平均供求状态量数据，就能够取得根据电力计测器4计测出的电力计测值所调整的结果的平均供求状态量数据。具体地说，在各节点10-6、10-7中增减了发电量或电力负荷量的情况下，利用下述式(3)能够计算出修正后的平均供求状态量ADc。在此，AD表示原来的平均供求状态量，PI表示发电增加量，LI表示电力负荷增加量。
ADc＝AD+PI-LI  ...(3)
如上所述，根据本实施方式，分散的各节点10-6、10-7计算平均供求状态量，在该平均供求状态量处于电力供求平衡变化的容许范围内时，按照平均供求状态量协调性地增减调整发电量或电力负荷量。该情况下，各节点10-6、10-7对电气设备的全部或个别地执行接通或关闭的操作，通过调整发电量或电力负荷量，就能够取得电力供求平衡。
从而，不设置将有关各电气设备61～6M、71～7N的基础数据的登记和运转状态、发电量或电力负荷量集中到一处的设备管理服务器和中心服务器，而能够实现电力的供求控制系统。此外，不采用遵从复杂的通信协议的通信手段，就能够在不增加维护和系统设置等成本的情况下实现简单的电力供求控制系统。
再有，在求上述的当前平均供求状态量时，根据通信的延迟、各节点的发电量和负荷量的调整的延迟等，在供求控制中产生延迟，瞬间产生供求不平衡。在延迟时间短的情况下没有问题，但是在时间长的情况下，供求不平衡成为过剩，有脱离上述关系式(2)所示的容许范围的危险。对此，在将平均供求状态量作为未来值，通过发电设备的发电量或负荷设备的负荷量的增减调整或者发电设备或负荷设备的接通关闭操作成为未来的计划值的情况下，能够解决如上的延迟所产生的问题。
即，各节点10-6、10-7通过具有预测先行的时间表控制功能，来执行将平均供求状态量作为未来值进行处理的、发电设备的发电量或负荷设备的负荷量的增减调整。此外，各节点10-6、10-7通过执行发电设备或负荷设备的接通关闭操作，能够避免电力的供求不平衡成为过剩。
此外，作为防止电力供求平衡过剩的相应对策，在各电源设备61～6M和负荷设备71～7N中的一部分设备中设置蓄电池等电力储存装置是有效的。若是这种方法，通过蓄电池的充放电快速地吸收电力的供求不平衡，就能够总是满足上述关系式(2)所示的制约条件。
(其他实施方式)
图7和图8是其他实施方式涉及的流程图。再有，关于系统和节点的结构，与图1和图2所示的相同，故省略说明。
设想在本地电力系统3中追加或接通新的电气设备，或者脱离或关闭(停止)电气设备。本实施方式涉及用于进行这种情况下的与追加或脱离的电气设备相对应的节点的插入或撤出的控制。再有，各节点10-4、10-6、10-7的控制器121具有用于与插入或撤出对应的控制功能。
首先，参照图7，关于在本地电力系统3中与新追加的电气设备相对应的非受电侧的节点10-6(或者10-7)的插入的控制过程进行说明。
在新追加的节点10-6(或10-7)插入到本地电力系统3中时，在建立了与附近节点的通信路径之后，必须要使编入有该新节点10-6(或10-7)的电气设备接通。
因此，新节点10-6(或10-7)的控制器121向附近节点发送包含自节点的ID数据的连接请求信号(步骤S41)。新节点10-6(或10-7)在从附近节点最先与其他节点的ID数据一起接收了连接许可信号时，将该其他节点的ID数据作为设定数据111存储起来，建立与该附近节点的通信路径(步骤S42)。然后，在确认了通信路径的建立之后，新节点10-6(或10-7)使新追加的电气设备即电源设备或负荷设备接通，结束该电源设备或负荷设备的追加处理(步骤S43)。之后，新节点10-6(或10-7)进入图5所示的正常通信控制模式。
下面，参照图8，关于在本地电力系统3中与被脱离的电气设备相对应的节点10-6(或10-7)的撤出的控制过程进行说明。
与要脱离的电气设备相对应的节点10-6(或10-7)，在从本地电力系统3中撤出时，使要脱离的电气设备关闭，并且切断与附近节点的通信。
即，该节点10-6(或10-7)的控制器121利用图5所示的正常通信控制模式，使自己的发电设备或负荷设备关闭(步骤S51)。另外，该节点10-6(或10-7)向已建立了通信路径的附近节点发送包含自节点的ID数据的切断请求信号(步骤S52)。该情况下，在设定数据111中设定有已达成合意的其他节点的ID数据时，该节点10-6(或10-7)也可以向附近节点发送包含该其他节点的ID数据的切断请求信号。
该节点10-6(或10-7)在从附近节点收到切断认知信号时，切断与该节点之间的通信路径(步骤S53)。该节点10-6(或10-7)删除设定数据111中所包含的其他节点的ID数据，结束该电源设备或负荷设备的脱离。
但是，由于平均供求状态量在全部节点中共有，因此，需要通信路径包括有向生成树，但在例如发生了图3B所示的状态时，各节点10-6、10-7检测到是孤立的节点。即，在从自己以外的附近节点的一个信息都得不到时，认识到自身是孤立节点，根据自节点的ID数据，对附近节点请求建立通信。这样，各节点10-6、10-7就如图3C所示与附近节点间形成新的合意，取得已取得合意的其他节点的ID数据，作为设定数据进行存储。
即，孤立节点通过根据自节点的ID数据请求建立通信，与附近的其他节点之间建立通信路径，能够再次建立有向生成树，就能总是与全部节点间共有平均供求状态量。
总之，若是本实施方式的系统，就不需要中央监视控制服务器，通过以并行方式利用分散协调控制方式，就能在发电设备群和负荷设备群中相互自主地调整发电量和负荷量。从而，能够实现控制成取得本地电力系统3中的供求平衡的电力供求控制系统。
此外，若是其他实施方式的系统，在有新电气设备的追加(插入)或已有电气设备的去除(撤出)的情况下，能够在追加(插入)或变更电气设备时实现顺畅的供求控制系统。作为其结果，能使高度的供求控制功能普及到各发电设备和负荷设备的各个角落。从而能够发挥积极的需求端控制(DSC)的功能，能够实现比现有系统高性能且廉价的电力供求控制系统。从而，能积极灵活地实现电力设备的节能和运用天然能量，进行不对商用电力系统1产生坏影响的电力运用。
其它的优点和改进对于本领域的技术人员来说会很容易实现。因此，本发明并不局限于本文中所示出并描述的特定细节和有代表性的实施例。因而，在不脱离由所附的权利要求和其等效内容所限定的本发明的一般性原理的精神或范围的情况下，可以做出各种改进。

Claims (17)

1.一种电力供求控制系统，具有：
多个节点(10-6、10-7)，被编入到包括供给商用电力的发电设备和负荷设备的至少一方的多个电气设备中，执行分散及协调式的电力供求控制；以及
通信单元(8)，用于进行上述各节点间的通信，
其中，各节点包括：
通信路径单元(122)，用于通信路径的建立，该通信路径用于经上述通信单元在与附近节点之间收发信息；
通信控制单元(120)，用于从已建立了上述通信路径的节点接收平均供求状态量的信息；以及
控制器(121)，根据上述平均供求状态量的信息，对编入了自节点的电气设备的发电量或电力负荷量进行增减调整，计算根据该增减量修正后的平均供求状态量。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，
上述各节点(10-6、10-7)包含存储单元(11)，该存储单元用于对设定有参照信息的调整表信息(110)进行存储，该参照信息用于根据上述平均供求状态量，在容许范围内增减调整发电设备的发电量或负荷设备的电力负荷量。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，
上述各节点(10-6、10-7)为了根据上述平均供求状态量的信息，参照上述调整表信息(110)，在容许范围内增减调整发电设备的发电量或负荷设备的电力负荷量，执行自己的发电设备或自己的负荷设备的开关操作。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，
上述通信路径单元(122)经上述通信单元发送连接请求，与对该连接请求进行了连接许可响应的附近节点之间建立通信路径。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，
上述通信控制单元(120)向建立了上述通信路径的其他节点发送表示由上述控制器(121)计算出的已修正的平均供求状态量的信息。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，
上述各节点(10-6、10-7)一边与多个附近节点取得合意一边建立通信路径，通过与该各附近节点间交换上述修正后的平均供求状态量，来调整由供给上述商用电力的上述电气设备群所构成的本地电力系统(3)的电力供求平衡。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，
还具有引导节点(10-4)，设置在被供给上述商用电力的受电部与由上述电气设备群构成的本地电力系统(3)之间，
上述引导节点(10-4)向上述各节点(10-6、10-7)发送相当于上述本地电力系统(3)的电力供求不平衡量的供求状态量的信息。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，
上述各节点(10-6、10-7)具有如下的时间表控制功能：为了避免电力供求不平衡的过剩，将上述平均供求状态量作为未来的预测值，根据该预测值执行自己的发电量或电力负荷量的增减调整。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，
上述各节点(10-6、10-7)在对由上述电气设备群构成的本地电力系统(3)插入新连接的电气设备中所编入的新节点时，建立与上述新节点之间的通信路径，
上述新节点根据从建立了通信路径的上述各节点(10-6、10-7)接收的当前的平均供求状态量，增减调整自己的发电设备的发电量或自己的负荷设备的电力负荷量，
向建立了通信路径的上述各节点(10-6、10-7)发送通过该增减调整修正后的平均供求状态量。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，
上述各节点(10-6、10-7)在与由上述电气设备群构成的本地电力系统(3)连接的电气设备中所编入的脱离对象节点进行撤出时，根据来自上述脱离对象节点的切断请求，切断与上述脱离对象节点之间的通信路径，
上述脱离对象节点对自己的发电设备或自己的负荷设备进行关闭操作。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，
上述各节点(10-6、10-7)在规定时间内从自己以外的附近节点未接收到连接请求和/或上述平均供求状态量时，检测为自己是孤立节点，
并根据上述检测结果，向上述附近节点发送连接请求信号，建立通信路径。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，
上述各节点(10-6、10-7)在检测到自己是孤立节点时，根据预先赋予的优先顺序，向附近节点发送连接请求信号，
在接收到针对上述连接请求信号的连接许可信号时，与上述附近节点之间建立通信路径，
在与上述其他全部节点间实现有向生成树的连接恢复。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，
上述发电设备或上述负荷设备包含电力储存设备。
14.一种用于在本地电力系统中进行供求控制的节点，具有：
通信单元(8)，是被编入到包括供给商用电力的发电设备和负荷设备中至少一方的多个电气设备中的节点(10-6、10-7)中的一个，用于与被编入到其他电气设备中的其他节点(10-6、10-7)之间进行通信；
通信路径单元(122)，用于建立通信路径，该通信路径用于经上述通信单元与其他节点之间收发信息；
通信控制单元(120)，用于从建立了上述通信路径的节点接收平均供求状态量的信息；以及
控制器(121)，根据上述平均供求状态量的信息，对编入了自节点的电气设备的发电量或电力负荷量进行增减调整，计算根据该增减量修正后的平均供求状态量。
15.根据权利要求14所述的节点，其中，
上述是设置在被供给上述商用电力的受电部与由上述电气设备群构成的本地电力系统(3)之间的引导节点(10-4)，
向上述各节点(10-6、10-7)发送相当于上述本地电力系统(3)的电力供求不平衡量的供求状态量的信息。
16.一种在本地电力系统中进行供求控制的方法，该方法包括：
建立通信路径(S24、S28)，该通信路径用于在包括供给商用电力的发电设备和负荷设备中至少一方的多个电气设备中所编入的多个节点之间收发信息；
根据从建立了上述通信路径的节点发送的平均供求状态量，增减调整编入了自节点的电气设备的发电量或电力负荷量(S32)；
计算根据该增减量修正后的平均供求状态量，来向建立了上述通信路径的节点发送(S33)。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括如下步骤：
从设置在被供给上述商用电力的受电部与由上述电气设备群构成的本地电力系统(3)之间的引导节点(10-4)，向被编入到上述电气设备中的多个节点(10-6、10-7)发送相当于上述本地电力系统(3)的电力供求不平衡量的供求状态量的信息(S10)。
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