CN112262514B - 电力管理系统 - Google Patents

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Abstract

城镇蓄电池用电力变换装置(21)在停电时将交流电压输出到配电系统(16)。设置于各需求方住宅(18)的太阳能电池(1)的发电电力由太阳能电池用电力变换装置(2)变换为交流电压，输出到连接有负载(5)的屋内配电系统(10)。在停电时的自主运转中，分散电源的运转计划以比城镇蓄电池(20)的运转计划长的周期被更新。在自主运转时，城镇蓄电池用电力变换装置(21)根据城镇蓄电池(20)的输出电力相对于运转计划的差分使交流电压频率变化。太阳能电池用电力变换装置(2)具有根据交流电压频率来修正太阳能电池(1)的控制目标值的功能。

Description

电力管理系统
技术领域
本发明涉及电力管理系统，更特别地是涉及包括太阳能电池等利用可再生能量的能量产生设备(以下，还称为“产能设备”)的多个分散电源通过交流进行协作的微电网中的停电时的自主运转。
背景技术
近年来，为了降低环境负荷，不排出二氧化碳的太阳能电池等利用自然能量的发电系统正普及到各家庭。另外，为了应对东日本大地震以后的电力不足等，具备蓄电池等蓄能量设备(以下，还称为“蓄能设备”)的系统、将电动汽车用作蓄电池的系统以及将太阳能电池(产能设备)与蓄电池(蓄能设备)进行组合而成的系统等的产品化正在推进。进而，政府为了大幅削减二氧化碳的排出量而促进如下零排放住宅(以后还称为“ZEH住宅”，或者简称为“ZEH”)的普及：在该零排放住宅中，提高住宅等的隔热性能等并且设置太阳能电池等利用可再生能量的产能设备，使在住宅中使用的1年的电力收支成零。
进而，最近被称为房基地开发的利用工厂及学校等房基地的大规模的城镇开发(例如，神奈川县藤泽市的可持续智慧城镇、九州大学房基地开发等)正在推进。在这样的开发中，还存在在各户设置太阳能电池的事例。另外，从如上所述的政府的方针也可预测在今后的城镇开发中，ZEH住宅(在各户设置几kW的产能设备(太阳能电池等)成为前提。另外，在神奈川县藤泽市的可持续智慧城镇中，能够在停电时使用设置于屋内的太阳能电池和蓄电池对屋内的重要负载(例如冰箱)供给72小时的电力来确保LCP(Life ContinuityPerformance，生活持续性表现)。然而，为了确保72小时的LCP，例如，在将供给到重要负载的电力量设为2kWh/天的情况下，设置于各需求方屋内的蓄电池需要为6kWh以上。因此，蓄电池变得昂贵，需求方所负担的成本(住宅购买费用)有可能会变大。
另外，在大规模的房基地开发的情况下，在每1户设置4kW的太阳能电池的情况下，当成为300户左右的城镇规模时，会形成百万瓦级太阳能(mega solar)。因此，为了配电系统电压的稳定化，有时在城镇内设置蓄电池及SVC等配电系统稳定化装备来进行应对。此时，有时在引入这些装备时需求方也负担一部分费用。以往，在发生停电的情况下，如神奈川县藤泽市的可持续智慧城镇那样，需求方在系统互连点处从配电系统切离，将电力从需求方屋内的分散电源供给到重要负载(例如，冰箱)。在该情况下，当在白天将需求方屋内的蓄电池用于削峰(peek-cut)等而几乎没有蓄电电力的情况下，存在虽然有蓄电池，但无法对重要负载供给电力这样的问题点或者如上所述为了确保72小时的LCP而必须购买6kWh以上的昂贵的蓄电池这样的问题点等。
在日本特开2015-126554(专利文献1)中，公开了一种电力管理系统，该电力管理系统是在互连运转时将包括具备利用可再生能量的发电装备以及蓄电池的需求方设施的多个需求方设施(以下，还称为“城镇”)连接于共同的系统电源而构成的。专利文献1的电力管理系统具备与系统电源连接的共同蓄电装置(城镇蓄电池)、在电力管理系统中执行预定的电力管理的需求方设施应对电力管理部以及差分电力计算部。差分电力计算部计算由需求方设施应对电力管理部进行电力管理的状态下的与针对电力管理系统中的各蓄电池的充电电力的多余量或者从各蓄电池供给到负载的电力的不足量对应的差分电力。然后，根据计算出的差分电力，控制共同蓄电装置的充电或者放电，从而促进基于需求方设施的发电装置的发电电力的有效利用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-126554号公报
发明内容
进行了如下研究：在上述配电系统稳定化设备(城镇蓄电池、SVC等)配置于城镇内的微电网中，使包括城镇蓄电池的配电系统电压稳定化设备与需求方侧分散电源协作协调，在互连运转时实现系统电压的稳定化，另一方面在停电时利用城镇蓄电池对需求方供给电力，从而实现配电系统稳定化设备的设备容量的削减以及需求方屋内的蓄电池容量的削减。
因而，在专利文献1的电力管理系统中，也有可能能够利用城镇蓄电池的积蓄能量来执行停电时的自主运转。在专利文献1所记载的电力管理系统中，根据太阳能电池等产能设备的发电电力预测结果以及需求方屋内的负载消耗电力预测结果来计算城镇整体的电力的多余量或者不足量，根据该计算结果以及配置于城镇内的蓄电池的效率特性来选择作为充放电对象的蓄电池，从而制作用于进行高效的充放电的运转计划。
然而，在将专利文献1所记载的控制应用于停电时的自主运转的情况下，在上述发电电力预测或者负载消耗电力预测中产生误差的情况成为问题。例如，在太阳能电池的发电电力预测不准而产生预测以上的多余电力时，蓄电池有可能虽然有能够充电的余量但太阳能电池的发电量被抑制、或者虽然有多余电力但从城镇蓄电池或需求方的蓄电池进行不必要的放电。
另外，在停电时的自主运转中，需要在微电网内实现关于发电量或消耗电力量的预测不准所引起的电力(电力量)的过度或不足的吸收(所谓的“平滑化”)。一般而言，能够使用城镇蓄电池来吸收过度或不足，但如果产生超过城镇蓄电池的容量的预测误差，则有可能无法维持配电系统。例如，在夜晚的负载的消耗电力大幅超过预测而变大的情况下，有时无法确保电力的同时同量，无法维持配电系统。
因而，例如考虑以确保上述72小时的LCP为目的，通过城镇蓄电池与需求方侧分散电源(太阳能电池等)的协作协调控制，使停电时的自主运转的容量增加。
具体而言，由管理城镇整体(微电网)的CEMS(Community Energy ManagementSystem，社区能源管理系统)预测设置于各需求方的太阳能电池的发电电力量以及负载的消耗电力量。进而，根据该预测结果及蓄电池(城镇蓄电池以及设置于需求方内的蓄电池)的蓄电电力量，制作城镇蓄电池、需求方的蓄电池以及负载的运转计划，从CEMS通知给各需求方的HEMS(Home Energy Management System，家庭能源管理系统)，从而能够实现上述协作协调控制。
此时，缩短运转计划的重估周期，提高预测修正的频度，从而能够抑制预测结果的误差，提高自主运转的持续性。另一方面，CEMS管理300户的需求方，所以制作运转计划而进行通信的周期一般为30分钟左右，根据运算负荷的观点，难以缩短该周期。因此，由于只以30分钟周期重估运转计划，例如存在如下问题点：太阳能电池的发电电力不准，虽然实际上有多余电力但抑制发电电力，从城镇蓄电池释放不必要的电力。
本发明是为了解决如上所述的课题而完成的，其目的在于在设置有包括产能设备的多个分散电源的管理分区(例如，包括工厂、商用设施或者休闲设施等的微电网)的停电时的自主运转中，无需使用于制作多个分散电源的运转计划的运算负荷过度地增加，即使产生与运转计划的误差，也不会不必要地抑制产能设备的输出，而确保电力的同时同量。
在本发明的某个方面，设置有在停电时将交流电压供给到第1配电系统的主分散电源和包括产能设备的多个分散电源的管理分区的电力管理系统具备测量器、通信部、信息收集部、发电电力预测部、消耗电力预测部、运转计划制作部以及发送管理部。测量器测量经由第2配电系统而与多个分散电源分别电连接的负载的消耗电力，所述第2配电系统经由变压器而与第1配电系统连接。通信部与主分散电源、多个分散电源的各个分散电源以及测量器进行通信。信息收集部经由通信部收集由测量器测量出的消耗电力、及主分散电源以及多个分散电源的各个分散电源的状态信息。发电电力预测部预测多个分散电源中的产能设备的发电电力。消耗电力预测部预测停电时的负载的消耗电力。运转计划制作部根据由信息收集部收集到的、由发电电力预测部预测出的发电电力预测结果、由消耗电力预测部预测出的消耗电力预测结果、状态信息以及由测量器测量到的实际消耗电力结果，制作应对停电的自主运转时的用于控制主分散电源的第1运转计划以及用于控制多个分散电源的第2运转计划。发送管理部在自主运转时经由通信部将第1运转计划发送到主分散电源，并且将第2运转计划发送到多个分散电源的各个分散电源。在自主运转时，第1运转计划每隔第1周期而被更新并被发送到主分散电源，该第1周期设定为基于信息收集部的信息收集周期以上，另一方面，第2运转计划每隔比第1周期长的第2周期而被更新并被发送到多个分散电源的各个分散电源。主分散电源包括第1控制部。第1控制部根据相对于主分散电源中的依照第1运转计划的电力收支的过度或不足电力，使从主分散电源输出到第1配电系统的交流电压频率变化。多个分散电源的各个分散电源包括第2控制部。第2控制部依照对第2运转计划加上与第2配电系统的交流电压频率相应的修正值而得到的控制目标值，控制分散电源的输出。
在本发明的其它某个方面，设置有在停电时将交流电压供给到第1配电系统的主分散电源和包括产能设备的多个分散电源的管理分区的电力管理系统具备信息收集部、发电电力预测部、消耗电力预测部以及运转计划制作部。信息收集部收集经由第2配电系统而与多个分散电源的各个分散电源电连接的负载的消耗电力、及主分散电源以及多个分散电源的各个分散电源的状态信息，所述第2配电系统与第1配电系统连接。发电电力预测部预测多个分散电源中的产能设备的发电电力。消耗电力预测部预测停电时的负载的消耗电力。运转计划制作部根据由信息收集部收集到的、由发电电力预测部预测出的发电电力预测结果、由消耗电力预测部预测出的消耗电力预测结果、状态信息以及负载的实际消耗电力结果，制作应对停电的自主运转时的用于控制主分散电源的第1运转计划以及用于控制多个分散电源的第2运转计划。在自主运转时，第1运转计划每隔第1周期而被更新并被发送到主分散电源，该第1周期设定为基于信息收集部的信息收集周期以上，另一方面，第2运转计划每隔比第1周期长的第2周期而被更新并被发送到多个分散电源的各个分散电源。主分散电源包括第1控制部。第1控制部根据相对于主分散电源中的依照第1运转计划的电力收支的过度或不足电力，使从主分散电源输出到第1配电系统的交流电压频率变化。多个分散电源的各个分散电源包括第2控制部。第2控制部依照对第2运转计划加上与第2配电系统的交流电压频率相应的修正值而得到的控制目标值，控制分散电源的输出。
根据本发明，在设置有包括产能设备的多个分散电源的管理分区(微电网)中，在产能设备的发电电力偏离第2运转计划地变化，从而管理分区内的电力收支失衡的情况下，根据与以比第2运转计划短的周期制作的第1运转计划的误差(过度或不足电力)，使经由第1以及第2配电系统而在主分散电源以及多个分散电源间共享的交流电压频率(系统频率)变化，从而无需重新制作第2运转计划，就能够修正多个分散电源的控制目标值。其结果，无需使用于制作多个分散电源的运转计划的运算负荷过度地增加，即使产生与运转计划的误差，也不会不必要地抑制产能设备的输出，就能够确保电力的同时同量。
附图说明
图1是示出配置于作为应用本实施方式的电力管理系统的微电网的一个例子的智慧城镇内的分散电源系统的结构的框图。
图2是用于进一步说明图1所示的需求方屋内的各种装备的结构的框图。
图3是说明基于本实施方式中的CEMS的运转计划制作功能的框图。
图4是说明图3所示的运转计划制作电路的结构的框图。
图5是说明图4所示的第1运转计划制作电路的结构的框图。
图6是说明图4所示的需求方运转计划制作电路的结构的框图。
图7是说明图6所示的需求方运转计划制作单元的结构的框图。
图8是说明图7所示的第2运转计划制作电路的结构的框图。
图9是说明图1所示的太阳能电池用电力变换装置以及蓄电池用电力变换装置的结构的框图。
图10是说明控制图9所示的太阳能电池用电力变换装置的第1DC/DC变换电路的第1控制电路的结构的框图。
图11是说明控制图9所示的太阳能电池用电力变换装置的第1DC/AC变换电路的第2控制电路的结构的框图。
图12是说明控制图9所示的蓄电池用电力变换装置的第2DC/DC变换电路的第3控制电路的结构的框图。
图13是说明控制图9所示的蓄电池用电力变换装置的第2DC/AC变换电路的第4控制电路的结构的框图。
图14是说明图1所示的城镇蓄电池用电力变换装置的结构的框图。
图15是说明控制图14所示的城镇蓄电池用电力变换装置的第3DC/DC变换电路的第9控制电路的结构的框图。
图16是说明控制图14所示的城镇蓄电池用电力变换装置的第3DC/AC变换电路的第10控制电路的结构的框图。
图17是说明利用本实施方式的电力管理系统中的压降特性的同时同量控制的动作原理的概念图。
图18是用于说明用于计算太阳能电池用电力变换装置中的差分电力的压降特性的概念图。
图19是用于说明用于计算蓄电池用电力变换装置中的差分电力的压降特性的概念图。
图20是用于说明用于设定城镇蓄电池用电力变换装置的输出频率的压降特性的概念图。
图21是示出以30分钟周期制作出的运转计划的一个例子的概念性的曲线图。
图22是示出根据以30分钟周期生成的运转计划进行动作的情况下的最初的5分钟的实测结果的一个例子的柱状图。
图23是说明依照基于CEMS的运转计划的30分钟的动作图像的概念图。
图24是说明基于CEMS的发生停电时的一连串的处理的第1流程图。
图25是说明基于CEMS的发生停电时的一连串的处理的第2流程图。
图26是本实施方式的电力系统中的停电时的各种设备间的动作序列图。
图27是说明图26的制作运转计划的步骤中的处理的详细内容的流程图。
图28是用于说明本实施方式的电力系统中的城镇蓄电池的24小时量的目标SOC的概念图。
图29是示出在智慧城镇内产生的各时刻的多余电力量的预测结果的一个例子的曲线图。
图30是示出城镇蓄电池的充放电电力的计划例的曲线图。
图31是示出依照城镇蓄电池的运转计划的SOC推移的一个例子的曲线图。
图32是示出需求方的蓄电池的充放电电力的计划例的曲线图。
图33是示出依照需求方的蓄电池的运转计划的SOC推移的计算结果的一个例子的曲线图。
图34是说明图27的制作城镇蓄电池的运转计划的步骤中的处理的详细内容的流程图。
图35是说明图34的推测太阳能电池的发电电力抑制量的步骤中的处理的详细内容的流程图。
图36是说明图34的变更城镇蓄电池的运转计划的步骤中的处理的详细内容的流程图。
(符号说明)
1：太阳能电池；2：太阳能电池用电力变换装置；3：蓄电池(需求方住宅)；4：蓄电池用电力变换装置；5：负载；6：分电盘；8：智能计量表；9、9Q、9R、9Z：电杆上变压器；10：屋内配电系统；11：屋内通信网络；12：信号线；13：屋外通信网络；14：配电系统(电杆上变压器二次侧)；16：配电系统(电杆上变压器一次侧)；17：配电系统(变电站)；18、18a、18b、18x：需求方住宅；19Q、19R、19Z：分区；20：城镇蓄电池；21：城镇蓄电池用电力变换装置；22：开闭器；23：云；24：变电站；51：蓄热设备；52：空调器；53：冰箱；54：照明；55：烹调加热器；61：电力测量电路；151：通信电路；152：信息收集电路；153：数据发送管理电路；154：数据接收管理电路；155：分散电源状态管理电路；156：实际发电电力管理电路；157：发电电力预测电路；158：消耗电力预测电路；159：实际消耗电力管理电路；160：运转计划制作电路；161：运转计划制作管理电路；201、206、210、401、406、410、601、606、610：电压计；202、207、211、402、407、411、602、607、611：电流计；203：第1DC/DC变换电路；204：第1控制电路；205、405、605：直流母线；208：第1DC/AC变换电路；209：第2控制电路；212、412、612：通信接口电路；403：第2DC/DC变换电路；404：第3控制电路；408：第2DC/AC变换电路；409：第4控制电路；603：第3DC/DC变换电路；604：第9控制电路；608：第3DC/AC变换电路；609：第10控制电路；1601：第1运转计划制作电路；1605：多余电力预测合计电路；1606：输出抑制电力合计电路；1607：城镇蓄电池充放电电力决定电路；1608：城镇蓄电池压降特性生成电路；1609：城镇蓄电池运转计划制作电路；1610：需求方系统互连点电力生成电路；1651：需求方运转计划制作电路；1652：需求方运转计划制作单元；1655：多余电力预测电路；1656、1658：太阳能电池输出抑制判断电路；1657：第2运转计划制作电路；1661：需求方分散电源用压降特性生成电路；1662：运转计划校正电路；2041：MPPT控制电路；2042：电压控制电路；2043、4043、6043：切换电路；2044：第5控制电路；2091、4091：相位检测电路；2092、4092：频率检测电路；2093、4093、6092：压降特性表格生成电路；2094：第6控制电路；4041、6041：充电控制电路；4042、6042：放电控制电路；4044：第7控制电路；4094：第8控制电路；6044：第11控制电路；6091：正弦波产生电路；6094：第12控制电路；FC1～FC3、FCt：压降特性线；fa、fa1、fa2、fa3、fb、fb1、fb2、fb3：拐点频率；fc：中心频率。
具体实施方式
以下，参照附图，详细地说明本发明的实施方式。此外，以下，对图中的相同或者相当部分附加相同的符号，原则上不重复其说明。
(系统结构)
图1是示出配置于作为应用本发明的实施方式的电力管理系统的微电网的一个例子的智慧城镇内的分散电源系统的结构的框图。即，智慧城镇对应于“管理分区”的一个实施例。
参照图1，分散电源系统配置于由多个分区(例如，30个分区左右)的集合体构成的智慧城镇内。构成该智慧城镇的多个分区分别由与共同的电杆上变压器9连接的多个需求方(例如，10栋左右)构成。在图1中，例示分区19Q、19R、19Z以及与分区19Q、19R、19Z分别对应的电杆上变压器9Q、9R、9Z，但分区的数量是任意的。另外，在分区19Q中例示了需求方a以及需求方b，但关于分区内的需求方数也是任意的。
各需求方住宅18具备太阳能电池1、太阳能电池用电力变换装置2、蓄电池3、蓄电池用电力变换装置4、需求方屋内的负载5、分电盘6、HEMS7、智能计量表8、屋内配电系统10、屋内通信网络11以及信号线12。屋内通信网络11将HEMS7与屋内的设置于住宅的设备进行连接。信号线12将由分电盘6测量出的各设备的消耗电力等发送到HEMS7。
此外，在图1中，对上述各要素的符号附加下标a、b来例示出分区19Q内的需求方a以及需求方b的需求方住宅18a、18b的结构，但各需求方住宅中的系统的结构相同，所以在不区分需求方地进行说明时，不附加符号a、b地进行记载。同样地，关于电杆上变压器，也在不区分分区地进行说明的情况下，不附加符号Q、R、Z，简记为电杆上变压器9。
进而，作为由各需求方以及各分区共享的智慧城镇的结构，配置与变电站24连接的配电系统17、各电杆上变压器9间的与电杆上变压器1次侧连接的配电系统16、电杆上变压器9以及各需求方间的电杆上变压器2次侧的配电系统14、屋外通信网络13、CEMS15、城镇蓄电池20、城镇蓄电池用电力变换装置21、开闭器22、云23。
CEMS15管理由分区19Q～19Z构成的街区内的需求电力。屋外通信网络13将各需求方的HEMS7以及CEMS15之间进行通信连接。云23传送天气预报信息等。CEMS15能够经由屋外通信网络13获取云23传送的信息。城镇蓄电池用电力变换装置21在城镇蓄电池20以及配电系统16之间执行直流/交流电力变换。在与变电站24连接的配电系统17与配电系统16之间设置开闭器22。能够利用开闭器22将变电站24与智慧城镇内的配电系统14、16之间进行电切离。
以下，在本实施方式中，说明各需求方住宅18由设置有太阳能电池1(容量为4～6(kW)左右)的ZEH住宅构成并由智慧城镇整体构成百万瓦级太阳能的情况。即，在本实施方式中设为在各需求方住宅18内作为“分散电源”而设置太阳能电池1以及蓄电池3来进行以下的说明。太阳能电池1对应于“产能设备”的一个实施例，蓄电池3对应于“蓄能设备”的一个实施例。
另外，作为蓄电池3，例示使用了1台固定型电池的结构，但还能够与两台以上的多个蓄电池或者其它分散电源设备协作地构成“蓄电设备”。特别是，还能够使用电动汽车(EV：Electric Vehicle)、插电类型的混合动力汽车(PHEV：Plug－in Hybrid ElectricVehicle)、或者燃料电池汽车(FCV：Fuel Cell Vehicle)等车载蓄电池。或者，还能够由固定型的蓄电池与车载蓄电池的组合构成蓄电池3。
同样地，也可以代替太阳能电池1而配置其它产能设备(例如，燃料电池或风力发电装备)。或者，也可以除了配置太阳能电池1之外还配置其它产能设备。另外，在本实施方式中，例示在各需求方住宅18中配置有太阳能电池1(产能设备)以及蓄电池(蓄能设备)这两方的结构，但关于一部分的需求方住宅18，也可以仅具有太阳能电池1以及蓄电池3中的一方。
在图2中示出用于进一步说明图1所示的需求方住宅18内的各种装备的结构的框图。
参照图2，由太阳能电池1以及太阳能电池用电力变换装置2构成基于产能设备的分散电源，由蓄电池3以及蓄电池用电力变换装置4构成基于蓄能设备的分散电源。此外，如上所述，也可以在各需求方住宅的电源系统中仅配置基于产能设备的分散电源以及基于蓄能设备的分散电源中的一方。
负载5例如包括生态精灵(EcoCute(日本注册商标))等蓄热设备51、空调器52、冰箱53、照明54以及IH烹调加热器55。负载5利用从屋内配电系统10供给的电力进行动作。在分电盘6的内部配置电力测量电路61，该电力测量电路61以断路器为单位用于测量消耗电力。由电力测量电路61测量出的测定值经由信号线12发送到HEMS7。HEMS7能够经由屋内通信网络11在与负载5的各设备以及智能计量表8之间进行数据的交换。
在各需求方住宅18中，电力经由智能计量表8从电杆上变压器9供给到屋内配电系统10。进而，CEMS15经由屋外通信网络13连接于HEMS7。HEMS7能够经由屋外通信网络13在与CEMS15之间进行数据的交换。
CEMS15定期地制作在图1以及图2中说明的分散电源系统的运用计划。此外，本实施方式中的运转计划的制作包括新制作某个时刻下的运转计划、以及通过修正或者校正来重新制作已经制作出运转计划的时刻下的运转计划这两方的意思。
图3是说明基于本实施方式中的CEMS15的运转计划制作功能的框图。
参照图3，CEMS15包括通信电路151、信息收集电路152、数据发送管理电路153、数据接收管理电路154、分散电源状态管理电路155、实际发电电力管理电路156、发电电力预测电路157、消耗电力预测电路158、实际消耗电力管理电路159、运转计划制作电路160以及运转计划制作管理电路161。
通信电路151经由屋外通信网络13通过通信在设置于各需求方住宅18内的HEMS7、城镇蓄电池用电力变换装置21以及云23之间交换信息。
信息收集电路152收集并管理经由通信电路151获得的各需求方住宅18的消耗电力量、太阳能电池1以及蓄电池3的状态信息、及城镇蓄电池20的状态信息、以及经由云23获得的天气预报信息等。
数据发送管理电路153经由通信电路151管理由CEMS15制作出的运转计划的发送、或者在各需求方住宅18中测量出的消耗电力量等的发送请求的发送等。数据接收管理电路154管理经由通信电路151接收到的数据。
分散电源状态管理电路155管理从信息收集电路152输出的分散电源的状态信息(从需求方住宅18内的太阳能电池用电力变换装置2接收到的太阳能电池1的发电电力量以及太阳能电池1的控制模式(详细内容将在后面叙述)。进而，分散电源状态管理电路155管理从蓄电池用电力变换装置4输出的蓄电池3的充放电电力量、SOC(State of Charge，充电状态)以及SOH(State of Health，健康状态)。分散电源状态管理电路155进而还对从城镇蓄电池用电力变换装置21输出的城镇蓄电池20的充放电电力量、SOC以及SOH进行管理。
实际发电电力管理电路156管理从信息收集电路152输出的各需求方住宅18的太阳能电池1的发电电力量。实际发电电力管理电路156根据从各需求方住宅18通知的发电量实际值，针对每个日期、每个时间(例如每隔30分钟)以及每个实际天气而构建数据库。
发电电力预测电路157根据从信息收集电路152输出的天气预报信息以及由实际发电电力管理电路156生成的实际发电量数据库，预测各需求方住宅18的太阳能电池1的发电电力。
实际消耗电力管理电路159管理从信息收集电路152输出的各需求方住宅18的负载5的消耗电力实际值。实际消耗电力管理电路159在互连运转时，根据从各需求方住宅18通知的消耗电力实际值，针对每个月、每个星期、每个时间(例如每隔30分钟)以及每个实际天气(包括实际外部气体温度)而构建数据库。
消耗电力预测电路158根据从信息收集电路152输出的天气预报信息(包括外部气体温预测信息)以及由实际消耗电力管理电路159生成的实际消耗电力数据库，预测各需求方住宅18的负载5的消耗电力。
运转计划制作电路160根据从分散电源状态管理电路155、实际发电电力管理电路156、发电电力预测电路157、消耗电力预测电路158以及实际消耗电力管理电路159输出的数据，生成城镇蓄电池20的充放电计划(5分钟周期以及30分钟周期)、城镇蓄电池用电力变换装置21的压降特性、各需求方住宅18的系统互连点处的买卖电力、太阳能电池用电力变换装置2用的压降特性及蓄电池用电力变换装置4用的压降特性。运转计划制作管理电路161管理CEMS15的运转计划制作功能整体的动作。
在此，在城镇蓄电池用电力变换装置21、及各需求方住宅18的太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4各自中使用的压降特性是指作为电力系统中的普遍的现象的、系统频率与负载中的消耗电力相对于发电机的发电电力的过度或不足相应地上升(电力多余时)或者下降(电力不足时)的特性。在本实施方式中，如在后述说明中变清楚那样，通过压降特性在各变换装置间共享微电网内的整体的电力平衡。
图4是说明图3所示的运转计划制作电路160的结构的框图。
参照图4，运转计划制作电路160具有需求方运转计划制作电路1651以及第1运转计划制作电路1601。
需求方运转计划制作电路1651生成各需求方住宅18的系统互连点处的买卖电力、太阳能电池用电力变换装置2用的压降特性以及蓄电池用电力变换装置4用的压降特性。第1运转计划制作电路1601生成城镇蓄电池20的充放电计划(5分钟周期以及30分钟周期)及城镇蓄电池用电力变换装置21的压降特性。
图5是说明图4所示的第1运转计划制作电路1601的结构的框图。
参照图5，第1运转计划制作电路1601具有多余电力预测合计电路1605、输出抑制电力合计电路1606、城镇蓄电池充放电电力决定电路1607、城镇蓄电池压降特性生成电路1608、城镇蓄电池运转计划制作电路1609以及需求方系统互连点电力生成电路1610。
多余电力预测合计电路1605对从需求方运转计划制作电路1651中的后述的多余电力预测电路1655输出的各个需求方住宅18的多余电力的预测结果进行合计。输出抑制电力合计电路1606对从需求方运转计划制作电路1651内的后述太阳能电池输出抑制判断电路1656输出的各个需求方住宅18的太阳能电池1的输出抑制电力推测值进行合计。城镇蓄电池充放电电力决定电路1607根据多余电力预测合计电路1605以及输出抑制电力合计电路1606的输出，决定来自城镇蓄电池20的充放电电力。城镇蓄电池压降特性生成电路1608根据来自多余电力预测合计电路1605、输出抑制电力合计电路1606以及城镇蓄电池充放电电力决定电路1607的输出，生成城镇蓄电池20的压降特性。
城镇蓄电池运转计划制作电路1609与从运转计划制作管理电路161输出的定时信号相应地，根据来自城镇蓄电池充放电电力决定电路1607以及需求方运转计划制作电路1651中的后述第2运转计划制作电路1657的信息，制作城镇蓄电池20的运转计划。在本实施方式中设为运转计划制作管理电路161输出5分钟周期的定时信号以及30分钟周期的定时信号这两个种类的定时信号。
需求方系统互连点电力生成电路1610根据来自多余电力预测电路1655、太阳能电池输出抑制判断电路1656以及城镇蓄电池运转计划制作电路1609的输出，生成各个需求方住宅18的系统互连点(图1以及图2的屋内配电系统10)处的买卖电力目标值。关于买卖电力目标值，用正值表示从分散电源向屋内配电系统10输出电力的卖电方向，用负值表示其相反的买电方向。
图6是说明图4所示的需求方运转计划制作电路1651的结构的框图。
参照图6，需求方运转计划制作电路1651具有针对每个需求方住宅18而设置的需求方运转计划制作单元1652。在图6中，例示用于制作图1的需求方住宅18a以及18b的运转计划的需求方运转计划制作单元1652a以及1652b。实际上，在需求方运转计划制作电路1651中安装有与CEMS15管理的需求方数对应的个数的需求方运转计划制作单元1652。
图7是说明图6所示的需求方运转计划制作单元1652各自的结构的框图。图6所示的需求方运转计划制作单元1652制作多个需求方住宅18中的需求方住宅18x的运转计划。
参照图7，需求方运转计划制作单元1652具有多余电力预测电路1655、太阳能电池输出抑制判断电路1656以及第2运转计划制作电路1657。
多余电力预测电路1655预测来自发电电力预测电路157以及消耗电力预测电路158的需求方住宅18x中的多余电力。太阳能电池输出抑制判断电路1656根据设置于需求方住宅18x的太阳能电池1的发电量预测结果、消耗电力预测结果、实际发电量以及实际消耗电力及来自需求方住宅18x的太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的状态信息，判断该太阳能电池1是否进行了输出抑制。在判断为进行了输出抑制的情况下，太阳能电池输出抑制判断电路1656进而预测输出被抑制的电力值。
第2运转计划制作电路1657与从运转计划制作管理电路161输出的定时信号(设想30分钟周期的定时信号)的接收相应地，根据来自多余电力预测电路1655、太阳能电池输出抑制判断电路1656以及需求方系统互连点电力生成电路1610的输出、来自及蓄电池用电力变换装置4的状态信息，生成需求方住宅18x的系统互连点处的买卖电力目标值以及压降特性。其结果，由图6的需求方运转计划制作电路1651关于各个需求方住宅18而单独地生成系统互连点处的买卖电力目标值以及压降特性。
图8是说明图7所示的第2运转计划制作电路1657的结构的框图。关于图7所示的需求方运转计划制作单元1652，也制作多个需求方住宅18中的需求方住宅18x的运转计划。
参照图8，第2运转计划制作电路1657具有需求方分散电源用压降特性生成电路1661以及运转计划校正电路1662。
运转计划校正电路1662与从运转计划制作管理电路161输出的定时信号(设想30分钟周期的定时信号)的接收相应地，根据来自分散电源状态管理电路155、需求方系统互连点电力生成电路1610以及多余电力预测电路1655的输出，校正运转计划。需求方分散电源用压降特性生成电路1661与从运转计划制作管理电路161输出的定时信号(设想30分钟周期的定时信号)的接收相应地，根据多余电力预测电路1655、分散电源状态管理电路155以及运转计划校正电路1662的输出生成需求方住宅18x的压降特性。
接下来，使用图9～图16，详细地说明图1中的太阳能电池用电力变换装置2、蓄电池用电力变换装置4以及城镇蓄电池用电力变换装置21的结构。
图9是说明太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的结构的框图。
参照图9，太阳能电池用电力变换装置2包括电压计201、电流计202、第1DC/DC变换电路203、第1控制电路204、直流母线205、电压计206、电流计207、第1DC/AC变换电路208、第2控制电路209、电压计210、电流计211以及通信接口电路212。
电压计201测量从太阳能电池1输出的电压(DC)。电流计202测量从太阳能电池1输出的电流(DC)。第1DC/DC变换电路203将从太阳能电池1输出的第1直流电压的直流电力变换为第2直流电压的直流电力。第1控制电路204控制第1DC/DC变换电路203。直流母线205将从第1DC/DC变换电路203输出的第2直流电压供给到第1DC/AC变换电路208。电压计206测量直流母线205的电压。电流计207测量从第1DC/DC变换电路203输出的电流(DC)。
第1DC/AC变换电路208将从第1DC/DC变换电路203输出的直流电力变换为交流电力。第2控制电路209控制第1DC/AC变换电路208。电压计210测量从第1DC/AC变换电路208输出的电压(AC)。电流计211测量从第1DC/AC变换电路208输出的电流(AC)。通信接口电路212在太阳能电池用电力变换装置2(第2控制电路209)与HEMS7之间进行通信。
蓄电池用电力变换装置4包括电压计401、电流计402、第2DC/DC变换电路403、第3控制电路404、直流母线405、电压计406、电流计407、第2DC/AC变换电路408、第4控制电路409、电压计410、电流计411以及通信接口电路412。
电压计401测量从蓄电池3输出的电压(DC)。电流计402测量从蓄电池3输出的电流(DC)。第2DC/DC变换电路将从蓄电池3输出的第3直流电压的直流电力变换为第4直流电压的直流电力。第3控制电路404控制第2DC/DC变换电路403。直流母线405将从第2DC/DC变换电路403输出的第4直流电压供给到第2DC/AC变换电路408。
电压计406测量直流母线405的电压。电流计407测量从第2DC/DC变换电路403输出的直流电流。第2DC/AC变换电路408将从第2DC/DC变换电路403输出的直流电力变换为交流电力。第4控制电路409控制第2DC/AC变换电路408。电压计410测量从第2DC/AC变换电路408输出的电压(AC)。电流计411测量从第2DC/AC变换电路408输出的电流(AC)。通信接口电路412在蓄电池用电力变换装置4(第4控制电路409)与HEMS7之间进行通信。
此外，作为第1DC/DC变换电路203以及第2DC/DC变换电路403、及第1DC/AC变换电路208以及第2DC/AC变换电路408的结构，能够适当地使用公知的DC/DC转换器以及逆变器的结构。另外，在作为蓄电池3而使用锂离子电池的情况下，普遍的是构成为内置于电池侧的电池管理单元(BMU)管理蓄电量、能否充放电以及充电时的最大充电电流等并通知给第3控制电路404。但是，在本实施方式中，为了简化说明，设为蓄电量、能否充放电以及充电时的最大充电电流等的管理统一由第3控制电路404以及第9控制电路604执行而进行说明。
图10是说明控制太阳能电池用电力变换装置2的第1DC/DC变换电路203(图9)的第1控制电路204(图9)的结构的框图。
参照图10，第1控制电路204具有MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大电力点跟踪)控制电路2041、电压控制电路2042、切换电路2043以及第5控制电路2044。MPPT控制电路2041根据电压计201以及电流计202的测量值，为了所谓的最大电力点追随控制，为了最大限度地取出从太阳能电池1发电而得到的电力，搜寻太阳能电池1的最大电力点。具体而言，MPPT控制电路2041生成用于将由电压计201测定的直流电压控制成与上述最大电力点对应的电压的第1DC/DC变换电路的控制指令值。
电压控制电路2042根据电压计206的测量值，生成用于将直流母线205的直流电压(第2直流电压)维持为预先决定的目标电压(例如，350V)的第1DC/DC变换电路203的控制指令值。
第5控制电路2044输出向MPPT控制电路2041以及电压控制电路2042的控制参数以及控制目标值等，并且管理太阳能电池1的发电状态等。第5控制电路2044进而输出切换电路2043的控制信号。
切换电路2043依照来自第5控制电路2044的控制信号，将MPPT控制电路2041以及电压控制电路2042的输出中的一方作为第1DC/DC变换电路203的控制指令值而选择性地输出。
如后所述，第1DC/DC变换电路203在MPPT模式或者电压控制模式下被控制。切换电路2043以在MPPT模式下输出MPPT控制电路2041所生成的控制指令值，另一方面，在电压控制模式下输出电压控制电路2042所生成的控制指令值的方式被控制。
图11是说明控制太阳能电池用电力变换装置2的第1DC/AC变换电路(图9)的第2控制电路209(图9)的结构的框图。
参照图11，第2控制电路209具有相位检测电路2091、频率检测电路2092、压降特性表格生成电路2093以及第6控制电路2094。
相位检测电路2091从由电压计210测量出的交流的电压波形检测屋内配电系统10的电压相位。频率检测电路2092从由相位检测电路2091检测到的交流电压波形的过零点的周期检测屋内配电系统10的交流电压的频率。
压降特性表格生成电路2093将经由通信接口电路212接收到的压降特性信息展开为表格数据。进而，压降特性表格生成电路2093能够依照所展开的压降特性表格，根据由频率检测电路2092检测到的交流电压频率信息探测配电系统14的电力的过度或不足(即，微电网内的电力平衡)。根据该探测结果，太阳能电池1的发电电力的过度或不足从压降特性表格生成电路2093通知给第6控制电路2094。
第6控制电路2094根据来自压降特性表格生成电路2093的太阳能电池1的发电量的过度或不足信息，将太阳能电池1的发电电力的控制目标通知给第5控制电路2044。进而，第6控制电路2094生成控制第1DC/AC变换电路208的控制指令值。
图12是说明控制蓄电池用电力变换装置4的第2DC/DC变换电路403(图9)的第3控制电路404(图9)的结构的框图。
参照图12，第3控制电路404具有充电控制电路4041、放电控制电路4042、切换电路4043以及第7控制电路4044。
充电控制电路4041生成进行蓄电池3的充电控制时的第2DC/DC变换电路403的控制指令值。放电控制电路4042生成进行来自蓄电池3的放电控制时的第2DC/DC变换电路403的控制指令值。第7控制电路4044输出向充电控制电路4041以及放电控制电路4042的控制参数以及控制目标值等，并且管理蓄电池3的充电量、充电电流、放电电力量等。第7控制电路4044进而输出切换电路4043的控制信号。
切换电路4043依照来自第7控制电路4044的控制信号，将充电控制电路4041以及放电控制电路4042的输出中的一方作为第2DC/DC变换电路403的控制指令值而选择性地输出。
切换电路4043以在被指示蓄电池3的充电时输出充电控制电路4041所生成的控制指令值，另一方面，在被指示蓄电池3的放电时输出放电控制电路4042所生成的控制指令值的方式被控制。
图13说明控制蓄电池用电力变换装置4的第2DC/AC变换电路403(图9)的第4控制电路409(图9)的结构的框图。
参照图13，第4控制电路409具有相位检测电路4091、频率检测电路4092、压降特性表格生成电路4093以及第8控制电路4094。
相位检测电路4091根据由电压计410测量出的交流的电压波形检测配电系统10的电压相位。频率检测电路4092根据由相位检测电路4091检测到的交流电压波形的过零点的周期检测配电系统10的交流电压的频率。
压降特性表格生成电路4093将经由通信接口电路412接收到的压降特性信息展开为表格数据。进而，压降特性表格生成电路4093依照所展开的压降特性表格，根据由频率检测电路4092检测到的交流电压频率信息探测配电系统14的电力的过度或不足(即，微电网内的电力平衡)。根据该探测结果，将蓄电池3的充放电电力的过度或不足从压降特性表格生成电路4093通知给第8控制电路4094。
第8控制电路4094根据来自压降特性表格生成电路4093的蓄电池3的充放电电力的过度或不足信息，将蓄电池3的充放电电力的控制目标通知给第7控制电路4044。进而，第8控制电路4094生成控制第2DC/AC变换电路408的控制指令值。
在图14中示出说明图1所示的城镇蓄电池用电力变换装置21的结构的框图。
参照图14，城镇蓄电池用电力变换装置21具有电压计601、电流计602、第3DC/DC变换电路603、第9控制电路604、直流母线605、电压计606、电流计607、第3DC/AC变换电路608、第10控制电路609、电压计610、电流计611以及通信接口电路612。
电压计601测量从城镇蓄电池20输出的电压(DC)。电流计602测量从城镇蓄电池20输出的电流(DC)。关于由电流计602测量出的电流值，设为在城镇蓄电池20放电时为正，在城镇蓄电池20充电时为负。第3DC/DC变换电路603将从城镇蓄电池20输出的第5直流电压变换为第6直流电压并输出到直流母线605。第9控制电路604控制第3DC/DC变换电路603。直流母线605将从第3DC/DC变换电路603输出的第6直流电压供给到第3DC/AC变换电路608。
电压计606测量直流母线605的电压。电流计607测量从第3DC/DC变换电路603输出的直流电流。第3DC/AC变换电路608将从第3DC/DC变换电路603输出的直流电力变换为交流电力。第10控制电路609控制第3DC/AC变换电路608。
电压计610测量从第3DC/AC变换电路608输出的电压(AC)。电流计611测量从第3DC/AC变换电路608输出的电流(AC)。通信接口电路612在城镇蓄电池用电力变换装置21(第10控制电路609)与CEMS15之间进行通信。此外，关于第3DC/DC变换电路603以及第3DC/AC变换电路608的结构，也能够适当地使用公知的DC/DC转换器以及逆变器的结构。
图15是说明控制城镇蓄电池用电力变换装置21的第3DC/DC变换电路603(图14)的第9控制电路604(图14)的结构的框图。
参照图15，第9控制电路604具有充电控制电路6041、放电控制电路6042、切换电路6043以及第11控制电路6044。
充电控制电路6041计算进行城镇蓄电池20的充电控制时的第3DC/DC变换电路603的指令值。放电控制电路6042计算进行来自城镇蓄电池20的放电控制时的第3DC/DC变换电路603的指令值。
第11控制电路6044输出向充电控制电路6041以及放电控制电路6042的控制参数以及控制目标值等，并且管理城镇蓄电池20的充电量、充电电流、放电电力量等。第11控制电路6044进而输出切换电路6043的控制信号。
切换电路6043依照来自第11控制电路6044的控制信号，选择性地输出充电控制电路6041以及放电控制电路6042的输出中的一方作为第3DC/DC变换电路603的控制指令值。切换电路6043以在被指示城镇蓄电池20的充电时输出充电控制电路6041所生成的控制指令值，另一方面，在被指示城镇蓄电池20的放电时输出放电控制电路6042所生成的控制指令值的方式被控制。
图16是说明控制城镇蓄电池用电力变换装置21的第3DC/AC变换电路608(图14)的第10控制电路609(图14)的结构的框图。
参照图16，第10控制电路609具有正弦波产生电路6091、压降特性表格生成电路6092以及第12控制电路6094。
压降特性表格生成电路6092将经由通信接口电路612(图14)接收到的压降特性信息展开为表格数据。进而，压降特性表格生成电路6092依照所展开的压降特性表格，根据从第12控制电路6094输出的配电系统16中的电力的过度或不足信息，计算应输出到配电系统16的电压频率。计算出的电压频率被输出到正弦波产生电路6091。
正弦波产生电路6091产生作为从城镇蓄电池用电力变换装置21输出到配电系统16的交流电压的目标值的正弦波。该正弦波以具有从压降特性表格生成电路6092传递的电压频率的方式生成。该电压频率相对于预先决定的中心频率fc而设定于±fα(Hz)的范围内。例如fc＝60(Hz)，电压频率在59.8～60.2(Hz)的范围内可变。
第12控制电路6094依照基于电压计610以及电流计611的检测值的城镇蓄电池20的实际的充放电电力与城镇蓄电池20的充放电电力目标值的比较，生成配电系统16中的电力的过度或不足信息。所生成的电力的过度或不足信息被传递给压降特性表格生成电路6092。进而，第12控制电路6094依照从正弦波产生电路6091输出的正弦波，生成控制第3DC/AC变换电路608的控制指令值。例如，第3DC/AC变换电路608被控制成通过20kHz左右的开关频率下的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制而输出依照上述电压频率的交流电压。
(停电时的自主运转)
以下，说明图1～图16所示的智慧城镇中的停电时的自主运转。
再次参照图1，在发生停电时，CEMS15对开闭器22输出切断指令，从而将配电系统16从变电站24电切离。由此，当智慧城镇整体从变电站24切离时，执行用于继续进行智慧城镇内的电力供给的将城镇蓄电池用电力变换装置21作为交流电压源的自主运转。在本实施方式中，自主运转以确保72小时的LCP为目的而被执行。
CEMS15在自主运转中为了实现72小时的LCP，基本上以将向冰箱53以及夜晚照明54等“重要负载”的供给电力(例如，2[kWh]左右)确保72小时的量为目标而制作运转计划。作为该运转计划，包括各需求方住宅18的系统互连点处的买卖电力计划以及城镇蓄电池20的充放电计划。
在各需求方住宅18中，HEMS7当检测到发生停电时，对屋内的负载5发出临时关断所有的电源的指令。例如，HEMS7对分电盘6发出通过使所有的断路器自动地成为切断状态而从配电系统14临时解列屋内配电系统10的指令。
当智慧城镇整体的配电系统14、16从变电站24切离、且各需求方住宅18从配电系统14解列时，CEMS15对城镇蓄电池用电力变换装置21发出作为电压源进行动作的指令。城镇蓄电池用电力变换装置21当接收到来自CEMS15的该指示时，开始进行作为将城镇蓄电池20的直流电力变换为交流电力的交流电压源的动作。
说明在紧接着发生停电之后，从配电系统解列各需求方住宅18的理由。如果在紧接着停电之后，在利用开闭器22将智慧城镇整体从变电站24解列之后不对需求方住宅18内的负载5进行解列而将城镇蓄电池用电力变换装置21作为交流电压源启动，则开关未断开的负载(例如，如果不使照明以及干燥器等的开关断开，则电源被接通的负载)同时启动。由此，有可能电流过大，城镇蓄电池用电力变换装置21无法启动。因而，在本实施方式中，在需求方住宅18中的负载5、太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4从配电系统14临时解列之后，城镇蓄电池用电力变换装置21作为交流电压源而启动。
HEMS7在基于城镇蓄电池用电力变换装置21的启动的自主运转开始之后，当在各需求方住宅18中的配电系统14的交流电压稳定的时间点，对用户确认是否关断了负载5的各开关之后，允许接通用于向重要负载供给电力的断路器。此时的与用户的信息的交换能够通过针对HEMS7的用户接口电路(未图示)的用户输入操作来实现。由此，在各需求方住宅18中，能够通过手动地进行的断路器的接通操作以及重要负载的电源的重新开启操作，在自主运转下确保重要负载的作动。
HEMS7在开始对重要负载供给电力时，在可能的范围收集太阳能电池1以及蓄电池3的状态信息，将收集结果通知给CEMS15。在该通知完成后，HEMS7使太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4所连接的断路器自动地成为连接状态。在向重要负载的电力供给开始之后，需求方住宅18内的太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4使用从城镇蓄电池用电力变换装置21输出的交流电压来启动。
HEMS7根据从CEMS15发送的系统互连点(屋内配电系统10)处的买卖电力目标值，控制太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4。在自主运转时，依照构成上述运转计划的各需求方住宅18的系统互连点处的买卖电力计划，决定各需求方住宅18的系统互连点(屋内配电系统10)处的买卖电力目标值，针对每个需求方住宅18而单独地从CEMS15发送到HEMS7。
在本实施方式的电力管理系统中，在自主运转时，由太阳能电池用电力变换装置2、蓄电池用电力变换装置4以及城镇蓄电池用电力变换装置21执行使用图17所示的压降特性的电力的同时同量控制。在自主运转时，如上所述，城镇蓄电池用电力变换装置21以作为交流电压源进行动作的方式被控制，另一方面，各需求方住宅18中的太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4与互连运转时(通常运转时)同样地以作为交流电流源进行动作的方式被控制。在该职责分担之下，作为交流电压源进行动作的城镇蓄电池用电力变换装置21能够根据针对配电系统14的城镇蓄电池20的输出电力，检测作为自主系统进行动作的智慧城镇内整体的电力(电力量)的过度或不足。
另一方面，作为交流电流源进行动作的需求方住宅18中的太阳能电池用电力变换装置2中的第2控制电路209将从第1DC/DC变换电路203供给的太阳能电池1的发电电力变换为交流电流，供给到屋内配电系统10。此时，第2控制电路209能够使用直流母线205的电压来检测太阳能电池1的发电量。同样地，蓄电池用电力变换装置4中的第4控制电路409能够使用直流母线405的电压来检测蓄电池3的充放电电力。另一方面，第2控制电路209以及第4控制电路409无法从屋内配电系统10的交流电压直接检测智慧城镇中的配电系统中的电力的过度或不足。
因而，在本实施方式中，使用压降特性将城镇蓄电池用电力变换装置21检测到的电力的过度或不足通知给设置于各需求方住宅18内的分散电源。以下，说明利用压降特性的电力的同时同量控制。
在图17中，示出说明利用本实施方式的电力管理系统中的压降特性的同时同量控制的动作原理的概念图。
参照图17，横轴表示智慧城镇内整体的电力平衡，纵轴表示自主运转时的系统频率。
电力平衡为“0”的状态为智慧城镇内整体的总供给电力以及总消耗电力相等的状态。智慧城镇内的总供给电力相当于城镇蓄电池20的放电电力、各需求方住宅18的太阳能电池1的发电电力的合计值以及各需求方住宅18的蓄电池3的放电电力(放电时)的合计值的总和。另一方面，在自主运转时，通常，城镇蓄电池20按照放电专用来运用，所以智慧城镇内的总消耗电力相当于各需求方住宅18的负载5中的消耗电力的合计值。
如图17所示，在总消耗电力比总供给电力大的情况(电力平衡为正)下，消耗电力越大，系统频率从预先决定的中心频率fc(例如，60Hz)逐渐下降。例如，能够由将城镇蓄电池20的放电电力变换为交流电力的城镇蓄电池用电力变换装置21使输出到配电系统16的交流电压频率从fc下降。配电系统16的交流电压频率利用电杆上变压器9还被传递给配电系统14(电杆上变压器二次侧)以及各需求方住宅18的屋内配电系统10。
如在图11以及图13中所说明那样，能够在太阳能电池用电力变换装置2(第6控制电路2094)以及蓄电池用电力变换装置4(第8控制电路4094)、即各需求方住宅18的分散电源侧检测屋内配电系统10的交流电压频率。因而，在各需求方住宅18的分散电源中，当探测到系统频率的下降时，为了维持电力平衡，以使来自分散电源的输出电力增加的方式修正控制目标值(分散电源)。即，执行太阳能电池1的发电电力的增加以及/或者蓄电池3的放电电力的增加(或者，从充电向放电的切换)。
相反，在总供给电力比总消耗电力大的情况(电力平衡为负)下，供给电力越大，则系统频率从中心频率fc逐渐上升。在各需求方住宅18的分散电源中，当探测到系统频率的上升时，为了使电力平衡恢复为“0”，以使来自分散电源的输出电力减少的方式修正控制目标值(分散电源)。即，执行太阳能电池1的发电电力的抑制以及/或者蓄电池3的放电电力的减少(或者，从放电向充电的切换)。
这样，在本实施方式的电力管理系统中，在自主运转时，经由配电系统10、14、16中的交流电压的频率(即，系统频率)共享与智慧城镇内的电力平衡相关的信息，从而执行用于使智慧城镇内的总供给电力以及总消耗电力均衡的电力的同时同量控制。
以下，说明自主运转时的控制动作。首先，再次使用图9～图11，说明太阳能电池用电力变换装置2的动作。
在本实施方式中，太阳能电池用电力变换装置2在从太阳能电池1输出的直流电压为预先决定的基准值以上的情况下启动。在太阳能电池用电力变换装置2启动时，第1控制电路204中的第5控制电路2044(图10)对MPPT控制电路2041(图10)指示以使来自太阳能电池1的输出电力成为最大的方式开始MPPT控制。进而，第5控制电路2044以选择来自MPPT控制电路2041的控制指令值的方式对切换电路2043输出控制信号。
另一方面，第2控制电路209中的第6控制电路2094(图11)以使由电压计206检测的直流母线205的直流电压成为恒定的方式，计算从DC/AC变换电路208输出的交流电流的振幅(电流指令值)。以下，说明具体的电流指令值的生成方法。
如上所述，在本实施方式的电力管理系统中，在停电时的自主运转中，城镇蓄电池用电力变换装置21作为智慧城镇内的交流配电系统的交流电压源进行动作，另一方面，设置于需求方住宅18的分散电源以各需求方住宅18的系统互连点(屋内配电系统10)的交流电压为基准，作为电流源进行动作。
在该情况下，城镇蓄电池用电力变换装置21管理配电系统16的交流电压，所以能够根据配电系统16中的电力的过度或不足，检测智慧城镇内整体的电力的过度或不足。另一方面，作为电流源进行动作的需求方住宅18内的分散电源以依照目标值而控制向屋内配电系统10的输出电力的方式进行动作，所以关于屋内配电系统10中的电力的过度或不足，无法直接检测。
如上所述，城镇蓄电池用电力变换装置21在检测到电力的过度或不足的情况下，首先，控制来自城镇蓄电池20的充放电电力，从而确保智慧城镇内的电力的同时同量。进而，在电力不足的情况下，依照在图17中说明的压降特性而使系统频率、即从城镇蓄电池用电力变换装置21向配电系统16的输出频率下降。相反，在电力过剩的情况下，交流系统电压的频率、即城镇蓄电池用电力变换装置21的输出频率依照压降特性而上升。此外，实际上，依照从CEMS15通知的压降特性，设定城镇蓄电池用电力变换装置21的输出频率。
设置于需求方住宅18内的分散电源检测系统互连点(屋内配电系统10)处的交流电压的频率，根据从CEMS15通知的压降特性来判断智慧城镇内整体的电力供给量的过度或不足。此外，来自CEMS15的运转计划(包括压降特性)在由HEMS7临时接收到之后，经由通信接口电路212从HEMS7通知给第2控制电路209。此外，关于压降特性的生成方法的详细内容，随后详细地进行说明。
返回到图9以及图11，继续说明太阳能电池用电力变换装置2的动作。第2控制电路209(图9)中的相位检测电路2091(图11)检测从电压计210输出的交流电压的过零点。由相位检测电路2091(图11)检测到的过零点信息被输入到图11所示的频率检测电路2092以及第6控制电路2094。
频率检测电路2092通过测量所输入的过零点检查测信息的周期，从而计算屋内配电系统10的交流电压频率、即系统频率。由频率检测电路2092计算出的频率信息被输出到压降特性表格生成电路2093以及第6控制电路2094。压降特性表格生成电路2093当被输入系统频率时，依照从CEMS15通知的压降特性，计算用于修正从太阳能电池用电力变换装置2向屋内配电系统10的买卖电力目标值的差分电力，输出到第6控制电路2094。在第6控制电路2094中，根据基于来自CEMS15的通知的买卖电力目标值和该差分电力，计算太阳能电池用电力变换装置2的买卖电力目标值。
图18是用于说明用于计算太阳能电池用电力变换装置2中的差分电力的压降特性的概念图。
参照图18，基于来自CEMS15的通知的太阳能电池用电力变换装置2用的压降信息以能够得到用于计算与系统频率相对的差分电力ΔPsb1的用于规定图中的压降特性线FC1～FC3的压降特性表格的方式被决定。差分电力ΔPsb1与买卖电力目标值同样地用正值表示从分散电源向屋内配电系统10输出电力的卖电方向，用负值表示其相反的买电方向。
在此，压降特性线FC1～FC3表示能够根据电力管理系统的状况(例如，城镇蓄电池20的SOC)可变地设定压降特性。以下，包括压降特性线FC1～FC3在内，还称为压降特性线FC。
依照压降特性线FC，在系统频率为高频侧的拐点频率fa以及低频侧的拐点频率fb之间时，ΔPsb1＝0。在系统频率比fa高的区域，ΔPsb1与频率成比例地以斜率ka减少(ΔPsb1<0)，在系统频率比fb低的区域，ΔPsb1与频率成比例地以斜率kb增加(ΔPsb1>0)。
作为压降特性信息，发送上述拐点频率fa、fb以及斜率ka、kb这4个数据，从而能够在第2控制电路209(图9)的压降特性表格生成电路2093(图11)中制作压降特性表格。将从CEMS15发送到HEMS7的压降特性信息作为该4个数据，从而能够实现通信流量的削减。
当从CEMS15作为压降特性信息而发送fa1、fb1、ka1、kb1时，由第2控制电路209(图9)的压降特性表格生成电路2093(图11)制作规定太阳能电池用电力变换装置2用的压降特性线FC1的压降特性表格。同样地，当作为压降特性信息而发送fa2、fb2、ka2、kb2时，制作规定压降特性线FC2的压降特性表格，当作为压降特性信息而发送fa3、fb3、ka3、kb3时，制作规定压降特性线FC3的压降特性表格。
参照图11，压降特性表格生成电路2093将依照图18的压降特性而计算出的差分电力ΔPsb1作为差分电力信息而输出。第6控制电路2094当被输入来自压降特性表格生成电路2093的差分电力信息以及来自频率检测电路2092的系统频率信息时，使用从压降特性表格生成电路2093输出的差分电力信息来修正基于来自CEMS15的通知的需求方住宅18的系统互连点(屋内配电系统10)处的买卖电力目标值，从而计算太阳能电池用电力变换装置2的最终的买卖电力目标值(以下，还称为PV控制目标值)。
此外，在本实施方式的电力管理系统中，在HEMS7中，对从CEMS15通知的需求方住宅18的系统互连点处的买卖电力目标值进行加工，从而生成太阳能电池用电力变换装置2的买卖电力目标值和蓄电池用电力变换装置4的买卖电力目标值。例如，以优先地使用来自太阳能电池1的发电电力的方式，设定太阳能电池用电力变换装置2的买卖电力目标值，并且以满足需求方住宅18的系统互连点(屋内配电系统10)处的买卖电力目标值(基于CEMS15的设定)的方式，设定蓄电池用电力变换装置4的买卖电力目标值。
进而，对太阳能电池用电力变换装置2的买卖电力目标值加上依照压降特性的与系统频率的检测值对应的差分电力ΔPsb1，从而设定太阳能电池用电力变换装置2的PV控制目标值。将在后面叙述，关于蓄电池用电力变换装置4，也用依照压降特性的差分电力修正由HEMS7设定的买卖电力目标值，从而设定最终的买卖电力目标值(PV控制目标值)。
反映差分电力ΔPsb1的PV控制目标值从第6控制电路2094(图11)通知给第1控制电路204中的第5控制电路2044(图10)。另外，在本实施方式的电力管理系统中，关于由分电盘6内的电力测量电路61(图2)测量出的需求方住宅18的系统互连点(屋内配电系统10)处的买卖电力，能够在输出到信号线12之后，经由第6控制电路2094(图11)通知给第5控制电路2044(图10)。
第5控制电路2044从所通知的PV控制目标值减去测量出的系统互连点(屋内配电系统10)处的买卖电力。在根据减法结果而电力被过剩地供给到屋内配电系统10的情况下，太阳能电池1的发电电力被抑制。
具体而言，在选择MPPT控制电路2041的输出的情况下(以下，称为“MPPT控制模式”)，太阳能电池1的控制模式转移到电压控制模式。第5控制电路2044在转移到电压控制模式时，在读入从MPPT控制电路2041供给到当前的第1DC/DC变换电路203的指令值、以及未图示的PI(比例积分)控制器的积分值信息等之后，将停止指示输出到MPPT控制电路2041。MPPT控制模式对应于“产能设备的第1控制模式”的一个实施例。
另一方面，第5控制电路2044针对电压控制电路2042，将从MPPT控制电路2041读入的控制指令值以及对上述积分值信息等进行加工后的信息作为初始值而设置于电压控制电路2042内的PI控制器(未图示)，并且输出电压控制的开始指示。
第5控制电路2044在电压控制模式下，以使从第6控制电路2094通知的PV控制目标值(买卖电力目标值)与太阳能电池1的发电电力一致的方式，控制来自太阳能电池1的输出电压(电压计201的检测值)。第5控制电路2044在电压控制模式下，以输出来自电压控制电路2042的控制指令值的方式，生成切换电路2043的控制信号。由此，通过来自太阳能电池1的输出电压的控制，依照PV控制目标值而控制太阳能电池1的发电电力。电压控制模式对应于“产能设备的第2控制模式”的一个实施例。
相对于此，在根据从所通知的PV控制目标值减去测量出的买卖电力的减法结果而向屋内配电系统10的供给电力不足的情况下，进行增加太阳能电池1的发电电力的控制。具体而言，在选择MPPT控制模式时，为了维持最大电力下的发电，维持MPPT控制模式。另一方面，在选择电压控制模式时，以增加太阳能电池1的发电电力的方式，控制太阳能电池1的输出电压。进而，当太阳能电池1的输出电压成为基准值以下时，第5控制电路2044将太阳能电池1的控制模式从电压控制模式切换到MPPT控制模式。
第5控制电路2044在转移到MPPT控制模式时，在从电压控制电路2042读入当前的控制指令值以及PI控制器(未图示)电路的积分值信息等之后，将停止指示输出到电压控制电路2042。
另一方面，第5控制电路2044针对MPPT控制电路2041，将从MPPT控制电路2041读入的当前的控制指令值以及对上述积分值信息等进行加工后的信息作为初始值而设置于MPPT控制电路2041内的PI控制器(未图示)，并且输出MPPT控制的开始指示。在MPPT控制模式下，以使太阳能电池1的发电电力成为最大的方式，调整太阳能电池1的输出电压。
MPPT控制电路2041以使太阳能电池1的发电电力成为最大的方式，生成第1DC/DC变换电路203的控制指令值。进而，第5控制电路2044在MPPT控制模式下，以输出来自MPPT控制电路2041的控制指令值的方式，生成切换电路2043的控制信号。
在MPPT控制模式以及电压控制模式的各个控制模式下，第1DC/DC变换电路203的输出由第1DC/AC变换电路208变换为交流电力而供给到屋内配电系统10。
接下来，再次使用图9、图12、图13以及图19，说明蓄电池用电力变换装置4的动作。
在本实施方式中，从HEMS7指示蓄电池用电力变换装置4的启动。在不使用蓄电池3的情况下，蓄电池用电力变换装置4构成为以休眠模式(启动时间需要几分钟左右，但消耗电力为几十μW左右的动作模式)待机。此外，来自CEMS15的运转计划(包括压降特性)与太阳能电池用电力变换装置2同样地，在由HEMS7临时接收到之后，经由通信接口电路412从HEMS7通知给第4控制电路409。从CEMS15通知的压降特性信息能够设为与在图18中说明的通知给太阳能电池用电力变换装置2的压降特性信息的格式相同。
在图19中，示出用于说明用于计算蓄电池用电力变换装置4中的差分电力的压降特性的概念图。
参照图19，以依照来自CEMS15的压降特性信息规定用于计算蓄电池用电力变换装置4中的与系统频率相对的差分电力ΔPsb2的、图中的压降特性线FC1～FC3的方式，将压降特性表格展开。差分电力ΔPsb2与差分电力ΔPsb1同样地，用正值表示从分散电源向屋内配电系统10输出电力的卖电方向，用负值表示其相反的买电方向。
关于压降特性信息的内容以及基于压降特性表格生成电路4093(图13)的压降特性表格的制作，与在图18中说明的太阳能电池用电力变换装置2用的压降特性相同，所以不重复详细的说明。
其结果，关于蓄电池用电力变换装置4，也能够设定与图18同样的压降特性线FC。压降特性线FC例如依照作为压降特性信息而发送的上述拐点频率fa、fb以及斜率ka、kb而被设定。与图17同样地，能够根据电力管理系统的状况(例如，城镇蓄电池20的SOC)，可变地设定压降特性。即，能够依照压降特性信息，制作3个种类的压降特性线FC1～FC3。
特别是，关于蓄电池用电力变换装置4的压降特性，优选针对每个该需求方住宅18而根据蓄电池3的SOC使拐点频率fa、fb变化。具体而言，在低SOC的蓄电池3中，优选以与高SOC的蓄电池3相比，以距中心频率小的频率变化量(|fc－fa|)产生用于使充电电力增加的差分电力ΔPsb2(ΔPsb2<0)的方式制作压降特性。在图19的例子中，在低SOC的蓄电池3中，能够将拐点频率fa设定成比高SOC的蓄电池3低(接近中心频率fc)。
相反，在高SOC的蓄电池3中，优选以与低SOC的蓄电池3相比，以距中心频率fc的小的频率变化量(|fc－fb|)产生用于使放电电力增加的差分电力ΔPsb2(ΔPsb2>0)的方式制作压降特性。在图19的例子中，在高SOC的蓄电池3中，能够将拐点频率fb设定成比低SOC的蓄电池3高(接近中心频率fc)。由此，能够以使低SOC的蓄电池3优先地被充电并且使高SOC的蓄电池3优先地被放电的方式，对各需求方住宅18中的蓄电池3适当地(以避免过充电以及过放电的方式)进行充放电。
此外，太阳能电池用电力变换装置2的压降特性信息与蓄电池用电力变换装置4的压降信息分开地被设定。即，两组(例如，4个/1组)的压降特性信息从CEMS15设定于HEMS7，从而单独地制作用于计算太阳能电池用电力变换装置2中的差分电力ΔPsb1的压降特性(图18)和用于计算蓄电池用电力变换装置4中的差分电力ΔPsb2的压降特性(图19)。
再次参照图13，第4控制电路409中的相位检测电路4091检测从电压计410输出的交流系统电压的过零点。由相位检测电路4091检测到的过零点被输入到频率检测电路4092以及第8控制电路4094。
频率检测电路4092通过测量所输入的过零点检查测信息的周期，从而计算屋内配电系统10的交流电压频率、即系统频率。由频率检测电路4092检测到的频率信息被输入到压降特性表格生成电路4093以及第8控制电路4094。压降特性表格生成电路4093当被输入交流系统电压的频率时，依照图19所示的压降特性，计算用于修正从蓄电池用电力变换装置4向屋内配电系统10的买卖电力目标值的差分电力ΔPsb2并输出到第8控制电路4094。
压降特性表格生成电路4093将差分电力ΔPsb2作为差分电力信息而输出。第8控制电路4094当被输入来自压降特性表格生成电路4093的差分电力信息以及来自频率检测电路4092的系统频率信息时，使用从压降特性表格生成电路4093输出的差分电力信息来修正基于来自CEMS15的通知的需求方住宅18的系统互连点(屋内配电系统10)处的买卖电力目标值，从而计算蓄电池用电力变换装置4的最终的买卖电力目标值(以下，还称为BAT控制目标值)。
第8控制电路4094对根据从CEMS15通知的需求方住宅18的系统互连点处的买卖电力目标值而由HEMS7生成的蓄电池用电力变换装置4的买卖电力目标值加上与系统频率的检测值对应的差分电力ΔPsb2，从而设定蓄电池用电力变换装置4的BAT控制目标值。如上所述，在HEMS7中，考虑优先地使用来自太阳能电池1的发电电力，设定蓄电池用电力变换装置4的买卖电力目标值。
反映差分电力ΔPsb2的BAT控制目标值从第8控制电路4094(图13)通知给第3控制电路404中的第7控制电路4044(图12)。另外，与太阳能电池用电力变换装置2的情况同样地，由分电盘6中的电力测量电路61(图2)测量出的需求方住宅18的系统互连点(屋内配电系统10)处的买卖电力经由信号线12以及第8控制电路4094(图13)通知给第7控制电路4044(图12)。
第7控制电路4044从所通知的BAT控制目标值减去测量出的系统互连点(屋内配电系统10)处的买卖电力。在根据减法结果而电力被过剩地供给到屋内配电系统10的情况下，利用蓄电池3充电过剩电力。
具体而言，在选择充电控制电路4041的输出的情况(以下，称为“充电模式”)下，第7控制电路4044使基于充电控制电路4041的目标充电电力增加。另一方面，在选择放电控制电路4042的输出的情况(以下，还称为“放电模式)下，第7控制电路4044使基于放电控制电路4042的目标放电电力减少。
在放电模式时，在即使将目标放电电力设为“0”，电力仍过剩地被供给到屋内配电系统10的情况下，第7控制电路4044将蓄电池3的控制模式从放电模式切换到充电模式。具体而言，第7控制电路4044输出放电控制电路4042的停止指示，并且输出充电控制电路4041的启动指示。在充电模式下，以选择充电控制电路4041的输出的方式，生成切换电路4043的控制信号。
关于充电模式以及放电模式间的切换，指令值以及未图示的PI控制器的积分值信息被初始化为“0”，所以不执行如太阳能电池用电力变换装置2中的控制模式切换时那样的初始值的继承。
相对于此，在根据从所通知的BAT控制目标值减去测量出的买卖电力的减法结果而向屋内配电系统10的供给电力不足的情况下，来自蓄电池3的放电电力增加。
具体而言，第7控制电路4044在选择放电模式时，使放电控制电路4042中的目标放电电力增加。另一方面，在选择充电模式时，充电控制电路4041的目标充电电力减少。在充电模式时，在即使将目标充电电力设为“0”，向屋内配电系统10的供给电力仍不足的情况下，蓄电池3的控制模式从充电模式切换到放电模式。具体而言，第7控制电路4044输出充电控制电路4041的停止指示，并且输出放电控制电路4042的启动指示。进而，以选择放电控制电路4042的输出的方式，生成切换电路4043的控制信号。
接下来，再次使用图14～图16，说明城镇蓄电池用电力变换装置21的动作。
如上所述，在停电时的自主运转中，城镇蓄电池用电力变换装置21作为交流电压源进行动作，支持智慧城镇内的配电系统。在发生停电后，按照上述次序作为交流电压源而启动的城镇蓄电池用电力变换装置21根据从CEMS15通知的运转计划来控制城镇蓄电池20的充放电。
具体而言，在自主运转时，第9控制电路604中的第11控制电路6044(图15)根据从电压计606输出的直流母线605的电压，判断智慧城镇内的电力的过度或不足。
例如，在城镇蓄电池20在充电模式下进行动作时，在直流母线605的电压比目标电压高的情况下，被判断为智慧城镇内的电力供给过剩。在该情况下，充电控制电路6041以使充电电力增加的方式，生成第3DC/DC变换电路603(图14)的控制指令值。另一方面，在城镇蓄电池20在放电模式进行动作时，放电控制电路6042以使城镇蓄电池20的放电电力下降的方式，生成第3DC/DC变换电路603(图14)的控制指令值。
进而，在即使在放电模式下使放电电力下降至“0”，直流母线605的电压仍比目标电压高的情况下，第11控制电路6044将城镇蓄电池20的控制模式从放电模式切换到充电模式。此时，第11控制电路6044将停止指示输出到放电控制电路6042，并且将启动指示输出到充电控制电路6041。进而，以选择充电控制电路6041的输出的方式，生成切换电路6043的控制信号。
此外，与蓄电池用电力变换装置4的控制同样地，关于充电模式以及放电模式间的切换，不执行如太阳能电池用电力变换装置2中的控制模式切换时那样的初始值的继承。
相对于此，在直流母线605的电压比上述目标电压低的情况下，被判断为智慧城镇内的电力供给不足。在该情况下，第9控制电路604内的第11控制电路6044(图15)在城镇蓄电池20在放电模式下进行动作时，使放电控制电路6042以使城镇蓄电池20的放电电力增加的方式生成第3DC/DC变换电路603(图14)的控制指令值。另一方面，在城镇蓄电池20在充电模式下进行动作时，充电控制电路6041以使城镇蓄电池20的充电电力量下降的方式，生成第3DC/DC变换电路603(图14)的控制指令值。
进而，在即使在充电模式下，使充电电力下降至“0”，直流母线605的电压仍比目标电压低的情况下，第11控制电路6044将城镇蓄电池20的控制模式从充电模式切换到放电模式。此时，第11控制电路6044将停止指示输出到充电控制电路6041，并且将启动指示输出到放电控制电路6042。进而，以选择放电控制电路6042的输出的方式，生成切换电路6043的控制信号。这样，从城镇蓄电池20向智慧城镇内的供给电力由第9控制电路604控制。
接下来，说明第10控制电路609(图14)的动作。
第10控制电路609通过从自第3DC/DC变换电路603输出的城镇蓄电池20的充放电电力(正值表示放电，充电表示负值)减去从CEMS15通知的充放电电力目标值(运转计划)，从而求出与从CEMS15通知的运转计划的差异。例如，城镇蓄电池20的充放电电力能够通过将由电压计606检测的直流母线605的电压与由电流计607检测的直流母线605的电流相乘而计算。在上述减法结果为正值的情况下，城镇蓄电池20的放电电力比运转计划多，或者城镇蓄电池20的充电电力比运转计划少(以下，还记载为放电侧动作，或者简记为放电侧)。相反，在减法结果为负值的情况下，城镇蓄电池20的充电电力比运转计划多，或者城镇蓄电池20的放电电力比运转计划少(以下，还记载为充电侧动作，或者简记为充电侧)。
接下来，说明反映城镇蓄电池20的实际的充放电相对于从CEMS15通知的运转计划的差异的第3DC/AC变换电路608的控制。
第12控制电路6094(图16)当经由通信接口电路612(图14)从CEMS15接收到城镇蓄电池用电力变换装置21的压降特性信息时，将该压降特性信息输出到压降特性表格生成电路6092。
在图20中，示出用于说明城镇蓄电池用电力变换装置21的压降特性的概念图。
参照图20，在横轴示出根据上述城镇蓄电池20的实际的充放电相对于从CEMS15通知的运转计划的差异(过度或不足)求出的、用于定量地表示来自系统城镇内的需求方侧的供给电力的过度或不足量的过度或不足电力Pvl。过度或不足电力Pvl通过以将供给电力的过剩量设为正值的方式，与上述差异相反地从自CEMS15通知的充放电电力目标值(运转计划)减去城镇蓄电池20的实际的充放电电力而计算。另一方面，在纵轴示出城镇蓄电池用电力变换装置21的输出频率、即从第3DC/AC变换电路(图14)输出到配电系统16的交流电压的频率(系统频率)。
横轴的过度或不足电力Pvl在供给电力过剩时、即城镇蓄电池20比运转计划靠充电侧进行动作时设为正值(Pvl>0)。另一方面，过度或不足电力Pvl在供给电力不足时、即城镇蓄电池20比运转计划靠放电侧进行动作时为负值(Pvl<0)。
城镇蓄电池用电力变换装置21的压降特性信息以能够得到图20所示的用于规定压降特性线FCt的压降特性表格的方式被决定。例如，压降特性线FCt以在正侧(电力过剩侧)的拐点电力Pa以及负侧(电力不足侧)的拐点电力Pb之间将系统频率设定为中心频率fc(例如，60Hz)的方式被决定。进而，根据压降特性线FCt，在Pvl>Pa的区域(供给过剩)，为了使从各需求方住宅18逆流的电力减少，系统频率与Pvl成比例地以斜率kat上升。
另一方面，在Pvl<Pb的区域(供给不足)，为了使从各需求方住宅18逆流的电力增加，系统频率与Pvl成比例地以斜率kbt下降。此外，系统频率的变化范围被限制在预先决定的下限频率(例如，59.8Hz)以及上限频率(例如，60.2Hz)的范围内。
作为城镇蓄电池用电力变换装置21的压降特性信息，也从CEMS15发送上述拐点电力Pa、Pb以及斜率kat、kbt这4个数据，从而能够实现通信流量的削减。
再次参照图16，第12控制电路6094计算图20的过度或不足电力Pvl，作为过度或不足电力信息而输出。压降特性表格生成电路6092根据来自CEMS15的压降特性信息，制作规定图20的压降特性线FCt的城镇蓄电池用电力变换装置21的压降特性表格。进而，压降特性表格生成电路6092根据来自第12控制电路6094的过度或不足电力信息和上述压降特性表格信息，决定系统频率。由压降特性表格生成电路6092设定的系统频率被输入到正弦波产生电路6091。
正弦波产生电路6091根据从电压计610输出的配电系统16的交流电压的测量结果以及来自压降特性表格生成电路6092的频率信息(系统频率)，生成作为从第3DC/AC变换电路608输出的交流电压的基准的正弦波，输出到第12控制电路6094。
另一方面，第12控制电路6094将来自正弦波产生电路6091的正弦波作为目标值而输出第3DC/AC变换电路608的控制目标值。第3DC/AC变换电路608依照来自第12控制电路6094的该控制指令值进行动作，从而将具有所设定的系统频率的交流电压输出到配电系统16。
接下来，进一步说明各分散电源的压降特性的制作方法。
再次参照图18，通知给太阳能电池用电力变换装置2的压降特性如上所述以计算与系统频率(横轴)相对的差分电力ΔPsb1(纵轴)的方式被规定。在此，太阳能电池1为产能设备，所以只能进行发电电力的控制(输出电力控制)。
在本实施方式中，当依照在图20中说明的压降特性而系统频率上升时，被设定为差分电力ΔPsb1<0。因而，差分电力ΔPsb1被加上后的太阳能电池用电力变换装置2的PV控制目标值减少。相反，当依照在图20中说明的压降特性而智慧城镇内的供给电力不足，所以系统频率下降时，被设定为差分电力ΔPsb1>0。因而，差分电力ΔPsb1被加上后的太阳能电池用电力变换装置2的PV控制目标值增加。
CEMS15根据从自主运转开始起的经过时间、城镇蓄电池20的蓄电电力量(SOC)、需求方住宅18内的蓄电池3的蓄电电力量(SOC)以及智慧城镇内的SOC合计值，生成太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的压降特性。
具体而言，CEMS15计算为了确保72小时的LCP所需的蓄电池3以及城镇蓄电池20的蓄电电力量，根据其计算结果来生成压降特性。例如，以根据这些SOC数据来切换压降特性线FC1(实线)、FC2(虚线)以及FC3(点划线)的方式，生成压降特性。
例如，在能够确保为了确保72小时的LCP所需的蓄电电力量(SOC)的情况下，作为基本的压降特性而设定压降特性线FC1(实线)。
相对于此，在未能确保能够实现72小时的LCP的蓄电电力量(SOC)的情况下，设定压降特性线FC2(虚线)。在压降特性线FC2中，为了在系统频率比60Hz低的频带最大限度地取出来自太阳能电池1的发电电力，低频侧的拐点频率fb2与上述压降特性线FC1(实线)相比，接近中心频率fc(60Hz)。
此时，在图19所示的蓄电池用电力变换装置4的压降特性线FC2(虚线)中，低频侧的拐点频率fb2被设定成比太阳能电池用电力变换装置2的压降特性线FC2(图18)中的拐点频率fb2低。由此，能够在城镇蓄电池20相对于运转计划而位于放电侧的场面，从更早的阶段起，促使CEMS15增加太阳能电池用电力变换装置2的发电电力。
同样地，在系统电压的频率比60Hz高的频带，太阳能电池用电力变换装置2的压降特性线FC2(图19)的拐点频率fa2被设定成比蓄电池用电力变换装置4的压降特性线FC2(图19)拐点频率fa2高。由此，能够使多余电力向蓄电池3的充电比太阳能电池1的发电电力抑制优先。具体而言，在蓄电池3进行放电的情况下，来自蓄电池3的放电电力的抑制比太阳能电池1的发电电力抑制优先。另一方面，在蓄电池3被充电的情况下，蓄电池3的充电电力比太阳能电池1的发电电力抑制优先。
其结果，能够在未能确保能够实现72小时的LCP的蓄电电力量(SOC)的场面，以优先确保太阳能电池1的发电电力并确保智慧城镇内的电力平衡的方式，设定压降特性。
另一方面，在城镇蓄电池20以及需求方住宅18内的蓄电池3接近满充电的状态下，为了使来自蓄电池3的放电优先，设定压降特性线FC3(点划线)。在压降特性线FC3中，以维持依照运用计划的买卖电力目标值(太阳能电池用电力变换装置2)的方式，斜率ka3、kb3被设定得小。
再次参照图19，通知给蓄电池用电力变换装置4的压降特性如上所述以计算与系统频率(横轴)相对的差分电力ΔPsb2(纵轴)的方式被规定。在此，作为蓄能设备的蓄电池3作为主体而进行需求方住宅18的系统互连点(屋内配电系统10)处的基于运转计划的买卖电力的平滑化(发电量以及负载消耗电力量预测误差等所引起的买卖电力的变动的吸收)。
在蓄电池用电力变换装置4中，也依照在图20中说明的压降特性，当城镇蓄电池20比运转计划靠充电侧进行动作而系统频率上升时，被设定为差分电力ΔPsb2<0。因而，差分电力ΔPsb2被加上后的蓄电池用电力变换装置4的BAT控制目标值减少。相反，依照在图20中说明的压降特性，当城镇蓄电池20比运转计划靠放电侧进行动作而系统频率下降时，被设定为差分电力ΔPsb2>0。因而，差分电力ΔPsb2被加上后的蓄电池用电力变换装置4的BAT控制目标值增加。
关于蓄电池用电力变换装置4的压降特性，也如上所述，由CEMS15根据从自主运转开始起的经过时间、城镇蓄电池20的蓄电电力量(SOC)、需求方住宅18内的蓄电池3的蓄电电力量(SOC)以及智慧城镇内的SOC合计值来生成。
例如，在能够确保为了确保72小时的LCP所需的蓄电电力量(SOC)的情况下，作为基本的压降特性而设定压降特性线FC1(实线)。
相对于此，在未能确保能够实现72小时的LCP的蓄电电力量(SOC)的情况下，设定压降特性线FC2(虚线)。在压降特性线FC2中，为了使来自蓄电池3的放电电力增加，或者使充电电力减少，在系统频率比60Hz低的频带，低频侧的拐点频率fb2(虚线)与上述压降特性线FC1(实线)的拐点频率fb1相比，接近中心频率fc(60Hz)。
另外，如上所述，在系统电压的频率比中心频率fc(60Hz)低的频带，为了最大限度地取出来自太阳能电池1的发电电力，蓄电池用电力变换装置4的压降特性线FC2(图19的虚线)的拐点频率fb2被设定成比太阳能电池用电力变换装置2的压降特性线FC2(图18的虚线)的拐点频率fb2低。
另一方面，在系统电压的频率比中心频率fc(60Hz)高的频带，蓄电池用电力变换装置4的压降特性线FC2(图19的虚线)的拐点频率fa2被设定成比太阳能电池用电力变换装置2的压降特性线FC2(图18的虚线)的拐点频率fa2低。由此，能够在来自太阳能电池1的发电电力被抑制之前，抑制来自蓄电池用电力变换装置4的放电电力，或者增加充电电力。
进而，与图18同样地，在城镇蓄电池20以及需求方住宅18内的蓄电池3接近满充电的状态下，为了使来自蓄电池3的放电优先，设定压降特性线FC3(点划线)。
在本实施方式中，在需求方住宅18内设置有太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4这两台分散电源。因而，CEMS15如上所述以使作为产能设备的太阳能电池1的输出优先，另一方面尽量抑制来自蓄电池3的放电的方式，制作自主运转中的运转计划。
具体而言，如上所述，城镇蓄电池20比运转计划靠放电侧进行动作，所以在使从需求方住宅18逆流的电力增加的情况下，以与系统频率的下降相伴地，使太阳能电池用电力变换装置2的系统互连点处的目标买卖电力(PV控制目标值)比蓄电池用电力变换装置4的目标买卖电力(BAT控制目标值)先增加的方式，生成压降特性。其结果，如图18以及图19所示，以使ΔPsb1>0的拐点频率fb1～fb3(图18)比ΔPsb2>0的拐点频率fb1～fb3(图19)分别高的方式，生成压降特性线FC1～FC3。
由此，在太阳能电池1的发电电力被抑制的情况下，当ΔPsb2＝0且ΔPsb1>0时，从太阳能电池用电力变换装置2输出的电力增加，另一方面，蓄电池用电力变换装置4的BAT控制目标值不发生变化。因此，蓄电池用电力变换装置4以在蓄电池3的放电时使放电电力减少、另一方面在蓄电池3的充电时使充电电力增加的方式进行动作。
相反，城镇蓄电池20比运转计划靠充电侧进行动作，所以在使来自需求方住宅18的逆流电力减少的情况下，使通知给蓄电池用电力变换装置4的压降特性的高频侧的拐点频率比通知给太阳能电池用电力变换装置2的压降特性的高频侧的拐点频率低，从而先开始蓄电池3的放电电力的抑制、或者充电电力的增加，进而调高交流系统电压的频率，从而以抑制来自太阳能电池1的输出的方式进行动作，从而实现来自需求方住宅18的逆流电力的抑制。
在使从需求方住宅18逆流的电力减少的情况下，优选采用如下方式：在与系统频率的上升相伴地先开始蓄电池3的放电电力的抑制或者充电电力的增加之后，供给电力持续过剩，在交流系统频率进一步上升时，抑制太阳能电池1的发电电力的方案。因而，以使太阳能电池用电力变换装置2的系统互连点处的目标买卖电力(PV控制目标值)比蓄电池用电力变换装置4的目标买卖电力(BAT控制目标值)先减少的方式，生成压降特性。其结果，如图18以及图19所示，以使ΔPsb1<0的拐点频率fa1～fa3(图18)比ΔPsb2<0的拐点频率fa1～fa3(图19)分别低的方式，生成压降特性线FC1～FC3。
在交流系统频率为中心频率fc(在图18～图20的例子中为60Hz)的情况下，在太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4中，被设定为差分电力ΔPsb1＝ΔPsb＝0。因此，当将来自CEMS15的各需求方住宅18的系统互连点(屋内配电系统10)处的买卖电力目标值设为太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的买卖电力目标值时，无法控制太阳能电池1以及蓄电池3之间的电力分配。由此，有可能会产生虽然太阳能电池1的发电电力被抑制，但为了依照该买卖电力目标值，从蓄电池3放电，或者充电电力被限制等为了确保自主运转而不优选的问题。
因此，在本实施方式中，如上所述，HEMS7针对具有太阳能电池1(产能设备)以及蓄电池3的需求方，对从CEMS15通知的需求方住宅18的系统互连点处的买卖电力目标值进行加工，从而生成太阳能电池用电力变换装置2的买卖电力目标值和蓄电池用电力变换装置4的买卖电力目标值。具体而言，针对基于CEMS15的买卖电力目标值，以对太阳能电池用电力变换装置2的买卖电力目标值加上补偿值、从蓄电池用电力变换装置4的买卖电力目标值减去该补偿值的方式进行加工，从而能够使太阳能电池1的发电电力优先。
进而，对这样加工后的太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的买卖电力目标值加上依照在图18以及图19中说明的压降特性的差分电力ΔPsb1、ΔPsb2来设定太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的最终的买卖电力目标值(PV控制目标值以及BAT控制目标值)。由此，能够在使太阳能电池1的输出确保优先的基础上，消除系统城镇内的电力供给的不足以及过剩。
接下来，说明供给到城镇蓄电池用电力变换装置21的压降特性。
再次参照图20，城镇蓄电池用电力变换装置21的压降特性以计算针对表示城镇蓄电池20的实际的充放电相对于从CEMS15通知的运转计划的差异的过度或不足电力Pvl(横轴)的系统频率(纵轴)的方式被规定。CEMS15根据从自主运转开始起的经过时间、城镇蓄电池20的蓄电电力量(SOC)、需求方住宅18内的蓄电池3的蓄电电力量(SOC)、发电量实际值、消耗电力实际值、太阳能电池1、蓄电池3的状态信息、发电量预测值以及消耗电力预测值来生成压降特性。具体而言，拐点电力Pa、Bb以及斜率kat、kbt变化。
例如，城镇蓄电池20不为满充电，在根据发电量实际值、消耗电力实际值而判断为需求方住宅18的太阳能电池1进行发电电力的抑制控制的情况下，以使从需求方住宅18逆流的电力增加的方式，设定压降特性。具体而言，拐点电力Pb与默认的特性相比，更接近中心频率fc(60Hz)。
此外，在本实施方式中，详细内容将在后面叙述，但以5分钟周期制作城镇蓄电池用电力变换装置21的运转计划，另一方面，以比其长的周期(例如，30分钟周期)通知需求方住宅18内的分散电源的运转计划。
城镇蓄电池用电力变换装置21依照以5分钟周期从CEMS15通知的运转计划中的充放电电力目标值，使用图20所示的压降特性，控制交流系统频率。因而，在以5分钟周期更新城镇蓄电池用电力变换装置21的运转计划的情况下，即使各需求方住宅18内的分散电源的30分钟周期的运转计划(买卖目标电力值)不被更新，当依照图20的压降特性而使交流系统频率变化时，也能够依照图18以及图19的压降特性，调整各需求方住宅18的系统互连点(屋内配电系统10)处的买卖电力。例如，通过下调交流系统频率，使各需求方住宅18内的太阳能电池1的发电电力增加，从而能够避免来自城镇蓄电池20的不必要的放电或者太阳能电池1的发电电力的不必要的抑制。
特别是，在城镇蓄电池20的充电电力(SOC)比计划值少的情况下，在被判断为太阳能电池1抑制发电电力时，在图18以及图19的压降特性中，至少使低频侧的拐点频率fb2向右侧偏移(向接近中心频率fc的方向修正)，从而即使供给电力稍微不足，也能够使需求方住宅18的系统互连点(屋内配电系统10)处的逆流电力增加。
如上所述，制作通知给太阳能电池用电力变换装置2、蓄电池用电力变换装置4以及城镇蓄电池用电力变换装置21的压降特性，从而产生下述优点。一般而言，从CEMS15向各需求方住宅18的运转计划的通知周期被设定成比CEMS15从各需求方住宅18收集用于制作运转计划的实测数据的周期长。
各需求方住宅18的运转计划根据如下信息来制作：天气预报信息；使用从太阳能电池1的实际发电电力生成的数据库而预测出的发电量预测结果；以及根据从实际消耗电力生成的数据库而预测出的消耗电力预测结果。此时，在使用的天气预报中，大致用“晴”、“多云”、“下雨”、“下雪”等表示。例如，关于“晴”，在完全无云的蓝天的情况和整个天空的50％被云覆盖的情况下，天气预报都为“晴”。因而，在预测发电电力时，在天气预报准确的情况下也有可能产生大的误差。
为了确保72小时的LCP，最好尽量减小如上所述的预测误差，尽量不抑制来自作为产能设备的太阳能电池1的发电电力而进行消耗。因而，在本实施方式中，如上所述，以5分钟周期收集发电量实际值、消耗电力实际值及太阳能电池1以及蓄电池3的状态信息，根据该预测值以及实测值，以5分钟周期制作城镇蓄电池20的运转计划。
为了使预测误差最小化，理想的是使用实际值，除了城镇蓄电池20之外，关于需求方住宅18内的分散电源的运转计划，也以5分钟周期(测量结果的收集周期)进行重估。
然而，CEMS15管理上述大量的需求方住宅18，所以在以短周期(例如，5分钟周期)制作各需求方住宅18的运转计划的情况下，有可能要求高的运算性能(CPU能力)。在本实施方式中，设想由CEMS15管理300户住宅的情况，但实际上，在运用成本(CPU性能以及网络流量等)这方面，还设想用1台管理几千～几万栋需求方的情形。
因此，各需求方住宅18的运转计划制作的短周期化要求大的运算性能的上升。另一方面，城镇蓄电池20由智慧城镇内的需求方住宅18共享，所以即使以短周期制作城镇蓄电池20的运转计划，运算性能的上升也不显著。例如，即使以从30分钟周期至5分钟周期制作城镇蓄电池20的运转计划，也被期待能够以几(％)程度应对CPU性能的增加。
因而，在本实施方式中，设为以5分钟周期制作城镇蓄电池20的运转计划，以30分钟周期制作需求方住宅18的运转计划。此外，将需求方住宅18的运转计划的制作周期(30分钟)设为城镇蓄电池20的运转计划的制作周期(5分钟)的倍数，从而能够使需求方住宅18的运转计划的制作与城镇蓄电池20的运转计划的制作同步。
接下来，说明城镇蓄电池20的运转计划制作方法。
如上所述，在本实施方式中，作为城镇蓄电池用电力变换装置21的运转计划，有与需求方住宅18的运转计划一并制作的30分钟周期的运转计划以及城镇蓄电池侧单独地以5分钟周期制作的运转计划这两个种类。
30分钟周期的运转计划根据使用天气预报信息而预测出的太阳能电池1的发电量预测结果以及负载5的消耗电力预测结果、及从1小时前至30分钟前为止的30分钟的太阳能电池1的实际发电电力、实际消耗电力、以及各分散电源的状态信息等来制作。另一方面，5分钟周期的运转计划通过如下方式制作：推测从10分钟前至5分钟前为止的5分钟的太阳能电池1的发电抑制量，并且当被推测为太阳能电池1的发电被抑制时，对以30分钟周期制作出的运转计划实施校正。太阳能电池1的发电抑制量根据从10分钟前至5分钟前为止的5分钟的、太阳能电池1的实际发电电力、实际消耗电力以及各分散电源的状态信息等来推测。在被判断为太阳能电池1的发电被抑制的情况下，根据推测出的发电抑制量(电力)，生成运转计划(目标充放电电力)以及城镇蓄电池20用的压降特性。
接下来，使用图21～图23，说明以上述5分钟周期实施的城镇蓄电池20的运转计划以及压降特性的制作图像。
图21是示出以30分钟周期制作出的运转计划的一个例子的概念性的曲线图。图21的纵轴表示电力量(kWh)。
参照图21，根据最左侧的消耗电力量(W1)以及第2个太阳能电池1的发电电力量(W2)的预测值，求出第3个所示的需求方住宅18内的蓄电池3的放电电力量(W3)以及第4个所示的从城镇蓄电池20供给到需求方住宅18的电力量W4(在图21的例子中，放电电力量)。
在图21的例子中，消耗电力量(预测值)比发电电力量(预测值)大(W1>W2)，所以CEMS15以利用需求方住宅18内的蓄电池3和城镇蓄电池20分担电力量的不足量(ΔW1＝W1－W2)来供给到负载5的方式，生成运转计划以及压降特性。即，运转计划以成为ΔW1＝W3+W4的方式被制作。
在本实施方式中，关于基于CEMS15的运转计划，如上所述，需求方住宅18的运转计划包括系统互连点(屋内配电系统)处的买卖电力目标值(在卖电时为正值)，城镇蓄电池20的运转计划包括来自城镇蓄电池20的充放电电力目标值(在放电时为正值)。
在图22中示出根据以30分钟周期生成的运转计划而进行动作的情况下的最初的5分钟的实测结果(电力量)的一个例子。
在图22所示的例子中，实测的消耗电力量与图21的预测值大致同等，另一方面，太阳能电池1的发电电力量为图21的预测值的两倍以上。例如，在天气预报中，虽然为“多云”，但实际为“晴”的情形中成为这样的实际情况。由此，产生ΔW2的多余电力量。
其结果，在通知给需求方住宅18的每隔30分钟的运转计划(图21)中，计划在需求方住宅18中计划从蓄电池3放电，相对于此在图22中，太阳能电池1的发电电力量变多，所以各需求方住宅18的蓄电池3被充电。具体而言，蓄电池用电力变换装置4用最大充电电力将从太阳能电池用电力变换装置2输出的太阳能电池1的发电电力充电到蓄电池3。
其结果，在智慧城镇内整体中，城镇蓄电池20的充放电电力量W5(W5>0)以及太阳能电池1的发电电力量W2之和与蓄电池3的充电电力量Wch以及消耗电力量W1之和均衡(W2+W5＝W1+Wch)。
另一方面，在太阳能电池1中，用最大充电电力对蓄电池3进行充电，所以相对于可发电电力而发电电力为被抑制的状态。即，在图22的例子中，虽然太阳能电池1抑制发电电力，但作为结果，城镇蓄电池20进行不必要的放电。
因而，在本实施方式中，在制定城镇蓄电池20的运转计划时，根据实际消耗电力量以及太阳能电池1的实际发电电力量、及基于太阳能电池用电力变换装置2内的第1控制电路204的太阳能电池1的控制模式(MPPT控制模式/电压控制模式)信息、以及蓄电池3的充放电电力信息，推测太阳能电池1是否进行输出抑制以及城镇蓄电池20能够充多少电力。
详细内容将在后面叙述，例如在太阳能电池1的控制模式为电压控制模式的情况下，CEMS15能够判断为太阳能电池1进行输出抑制。进而，能够根据蓄电池3的充电电力，计算能够从需求方住宅18逆流到屋内配电系统10的电力。
CEMS15能够根据能够从各需求方住宅18逆流的电力，计算能够充电到城镇蓄电池20的电力。根据该计算结果，决定城镇蓄电池20的运转计划(充电电力)。当决定向城镇蓄电池20的充电电力时，生成发送到城镇蓄电池用电力变换装置21的压降特性。
在本实施方式中，根据上述理由，每隔30分钟制作各需求方住宅18的运转计划，另一方面，以5分钟周期更新城镇蓄电池20的运转计划。需求方住宅18内的太阳能电池用电力变换装置2以使需求方住宅18的系统互连点(屋内配电系统10)处的买卖电力成为反映运转计划的控制目标值的方式进行控制。因此，根据运转计划值，有时无法使从各需求方住宅18供给到城镇蓄电池20的逆流电力增加。
因而，在本实施方式中，使用图18～图20所示的压降特性，下调从城镇蓄电池用电力变换装置21输出的系统频率，从而使来自需求方住宅18的逆流电力增加。例如，在图22的情形中，以使城镇蓄电池20的运转计划从放电变更到充电的方式，变更城镇蓄电池20的充放电电力目标值。然而，需求方住宅18中的运转计划值(买卖电力目标值)不被更新，所以来自需求方住宅18的逆流电力不发生改变。因而，作为结果，城镇蓄电池20虽然以计划充电的方式变更运转计划但继续放电。
由此，图20的横轴所示的过度或不足电力Pvl向Pvl<0方向增大，所以城镇蓄电池用电力变换装置21输出的系统频率变低。与其相应地，依照图18的压降特性而加上差分电力ΔPsb1，从而太阳能电池用电力变换装置2的PV控制目标值向卖电方向被校正。其结果，需求方住宅18内的太阳能电池用电力变换装置2能够使从太阳能电池1取出的发电电力增加。
另一方面，蓄电池用电力变换装置4已经用最大充电电力对蓄电池3进行充电，所以当太阳能电池1的发电电力增加时，从各需求方住宅18逆流的电力增加。所增加的逆流电力被充电到城镇蓄电池20。
在图23中，示出说明依照运转计划的30分钟的动作图像的概念图。在图23中，用粗线示出基于太阳能电池1整体的发电电力Ppv，进而示出负载5整体的消耗电力Pcw以及蓄电池3整体的充电电力Pht、和城镇蓄电池20的充电电力Pcht。
参照图23，在最初的5分钟，如图22所示，依照由CEMS15制作出的运转计划，城镇蓄电池20放电。其结果，在太阳能电池1的发电电力Ppv相对于可发电电力而被抑制的状态下，城镇蓄电池20相对于运转计划而在放电侧进行动作(Pcht<0)，从而智慧城镇内的电力变均衡。
当经过5分钟时，依照5分钟的消耗电力量以及发电电力量的实际值(图22)，城镇蓄电池20的运转计划被变更为充电。与其相应地，在以后的25分钟，在需求方住宅18侧，即使运转计划不被更新，也依照压降特性，与系统频率的下降相应地，需求方住宅18内的太阳能电池1的发电电力抑制被解除，并且逆流的电力增加。其结果，能够确保太阳能电池1的发电电力，并且用城镇蓄电池20对逆流电力(多余电力)进行充电。
这样，将城镇蓄电池20的运转计划以使周期比各需求方住宅18的运转计划短的方式进行更新，从而无需过度地提高CEMS15的CPU性能，即使在发电电力或消耗电力的预测不准的情况下，也能够将来自城镇蓄电池20的不必要的放电以及太阳能电池1中的不必要的输出抑制抑制到最小限度。
接下来，说明CEMS15的具体的动作。此外，关于与基于以下的CEMS15的各步骤的处理对应的太阳能电池用电力变换装置2、蓄电池用电力变换装置4、HEMS7以及城镇蓄电池用电力变换装置21的单独动作，不重复详细的说明。
图24以及图25是说明基于CEMS15的发生停电时的一连串的处理的流程图。
参照图24，CEMS15在步骤(以下，还简记为“S”)101中确认是否为停电中。在本实施方式中，由设置于开闭器22的电压计(未图示)测量图1中的将开闭器22以及变电站24进行连接的配电系统17的交流电压的有效值。在配电系统17的交流有效电压经过预先决定的期间以上而成为预先决定的判定电压以下的情况下，与交流有效电压的测量结果一起，表示从变电站24向配电系统17的电力供给中断的意思的停电信息从开闭器22通知给CEMS15。
CEMS15利用信息收集电路152(图3)经由通信电路151(图3)接收来自开闭器22的停电信息。信息收集电路152将从开闭器22接收到的停电信息通知给分散电源状态管理电路155(图13)。分散电源状态管理电路155当接收到停电信息时，将其意思通知给运转计划制作电路160(图3)。运转计划制作电路160当接收到停电信息时，在内部的寄存器(未图示)中设置停电标志。能够依照该停电标志，执行S101的判定。
CEMS15根据停电标志的设置，针对智能电网内的各需求方住宅18而临时从配电系统14解列，并且指示需求方住宅18内的负载5的电源关闭、及太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的停止。同样地，对城镇蓄电池用电力变换装置21也指示从配电系统16临时解列。
运转计划制作电路160对运转计划制作管理电路161(图3)也输出停电标志信息。CEMS15在对智慧城镇内的各需求方住宅18以及城镇蓄电池用电力变换装置21发送上述指示之后，通过S102，以从与变电站24连接的配电系统17解列智慧城镇的配电系统16的方式，对开闭器22输出切断指示。
此外，停电检测时的上述各种指示能够在从运转计划制作电路160临时输出到数据发送管理电路153之后，经由通信电路151从数据发送管理电路153通知给各设备。
在发生停电后，CEMS15通过S103逐次确认是否恢复电力。开闭器22在切断状态下，也测量与变电站24连接的配电系统17的交流电压有效值。因而，在测量出的交流电压有效值超过预先决定的期间而为判定电压以上时，与停电检测时同样地，与交流有效电压的测量结果一起，表示从变电站24向配电系统17的电力供给复原的意思的恢复电力信息从开闭器22通知给CEMS15。
CEMS15利用信息收集电路152经由通信电路151(图3)接收来自开闭器22的恢复电力信息。信息收集电路152将从开闭器22接收到的恢复电力信息通知给分散电源状态管理电路155(图3)。分散电源状态管理电路155当接收到恢复电力信息时，将其意思通知给运转计划制作电路160(图3)。运转计划制作电路160当接收到恢复电力信息时，使内部寄存器的上述停电标志复位。能够依照该停电标志，执行S103的判定。
当停电标志被复位时，CEMS15确认恢复电力，在S103中判定为是。当恢复电力被确认时，CEMS15通过S104对城镇蓄电池用电力变换装置21指示使运转停止。然后，CEMS15通过S105对智能电网内的各需求方住宅18临时指示各种负载5的电源关断、及太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的停止。进而，CEMS15通过S106对开闭器22输出用于将智慧城镇的配电系统16与变电站24电连接的连接指示。与其相应地，开闭器22将配电系统16以及17进行电连接。
此外，关于恢复电力检测时的上述各种指示，也能够在从运转计划制作电路160临时输出到数据发送管理电路153之后，经由通信电路151从数据发送管理电路153通知给各设备。CEMS15在S106完成之后，在探测不到停电的期间，重复基于S101的停电检测处理。
CEMS15当在检测到停电之后恢复电力未被确认的情况(在S103中判定为否时)下，开始停电时的处理。在本实施方式中，如上所述，在停电时，CEMS15执行5分钟周期的处理和30分钟周期的处理这两个种类的处理。
在图26中示出本实施方式的电力系统中的停电时的各设备的动作序列图。
30分钟周期的处理例如从13时00分、13时30分等时刻起开始。另一方面，5分钟周期的处理从13时05分，13时10分…等时刻起开始。另外，关于各种测量结果的收集，例如，13时00分～13时05分的期间(5分钟)的测量结果从该期间结束的13时05分起开始收集，进而在从开始接下来的期间的13时10分起的运转计划中被反映。
另外，30分钟周期的运转计划与云23内的天气预报的更新周期相匹配地更新。例如，在天气预报在23时被更新的情况下，每隔30分钟制作23时以后的24小时的运转计划。以后，按照上述要点，根据以5分钟周期收集到的各种实测结果，校正5分钟周期以及30分钟周期的运转计划。此外，虽然省略详细内容，但在本实施方式中，在发生停电时，负载的运转计划与互连运转(通常运转)时的运转计划不同，所以替换负载的消耗电力预测结果，制作运转计划。
参照图26，当成为预先决定的30分钟周期的时刻时，CEMS15针对各需求方住宅18，将运转计划(具体而言，屋内配电系统10中的买卖电力目标值、及太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的压降特性)通知给HEMS7。在本实施方式中，CEMS15以及需求方住宅18间的通信在HEMS7临时接受之后，从HEMS7通知给需求方住宅18内的各设备。
HEMS7当接收到运转计划以及压降特性时，对太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4分别通知各个系统互连点处的买卖电力目标值以及压降特性。此时，如上所述，太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的买卖电力目标值通过对从CEMS15发送的买卖电力目标值进行加工而生成。例如，为了优先地使用来自太阳能电池1的发电电力，太阳能电池用电力变换装置2的买卖电力目标值以比蓄电池用电力变换装置4的买卖电力目标值大的方式生成。此时的太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的买卖电力目标值的差分能够根据蓄电池3的充电电力量(SOC)来设定。具体而言，在SOC少的情况(例如，SOC≤0.8的情况)下，与SOC多的情况(例如，SOC>0.8的情况)相比，能够增大差分。
CEMS15当完成向各需求方住宅18的运转计划的发送时，对城镇蓄电池用电力变换装置21发送运转计划(充放电电力目标值以及压降特性)。当运转计划的发送完成时，CEMS15开始收集各种测量数据。具体而言，当向城镇蓄电池用电力变换装置21的运转计划发送完成时，数据发送管理电路153(图3)将其意思通知给运转计划制作管理电路161(图3)。运转计划制作管理电路161当收取到通信完成通知时，从未图示的时钟确认当前的时刻信息，确认是否为各种测量数据的收集开始时刻。在为收集时刻的情况下，CEMS15将发送状态信息的请求信号发送到城镇蓄电池用电力变换装置21。当接收到状态信息的发送请求时，城镇蓄电池用电力变换装置21将在预定的时刻(5分钟周期)收集到的城镇蓄电池20的SOC信息、容量维持率(SOH)信息以及5分钟的充放电电力量发送到CEMS15。CEMS15当从城镇蓄电池用电力变换装置21完成状态信息的接收时，将发送测量结果以及分散电源的状态信息的请求信号发送到各需求方住宅18内的HEMS7。
HEMS7确认未图示的时钟，当成为预定的时刻(5分钟周期)时，从太阳能电池用电力变换装置2收集5分钟的发电电力量、状态信息(启动、发电、停止)以及当前的控制模式(MPPT控制或者电压控制)信息。HEMS7当完成太阳能电池用电力变换装置2的状态信息的收集时，从蓄电池用电力变换装置4收集5分钟的充放电电力量、蓄电池3的SOC信息以及容量维持率(SOH)信息。之后，HEMS7从分电盘6内的电力测量电路61收集5分钟的各断路器的消耗电力量。然后，当从CEMS15接收到状态的发送请求时，上述收集到的数据从HEMS7发送到CEMS15。
CEMS15当完成来自各需求方住宅18的状态信息的收集时，进行各种数据库的更新以及城镇蓄电池20的运转计划(充放电电力以及压降特性)的重估。当完成运转计划的重估时，重估结果被通知给城镇蓄电池用电力变换装置21。CEMS7当向城镇蓄电池用电力变换装置21的通知完成时，在开始接下来的5分钟周期的处理之前，进行在接下来的30分钟周期发送的各需求方住宅18的运转计划以及城镇蓄电池用电力变换装置21的运转计划的校正。
在本实施方式中，根据在12时30分～13时00分之间收集到的实测结果，使用13时00分～13时30分之间的处理的空闲时间，制作从13时30分起使用的30分钟周期的运转计划。此时，当设想制定几千栋需求方的运转计划的情形时，以标准的云服务器的CPU处理能力，还有可能需要几分钟～十几分钟的处理时间。因而，关于使用实测数据的运转计划的校正，如上所述，现实的是使用在30分钟以上之前收集到的数据。
当CEMS15内的时钟(未图示)示出预定的时刻(30分钟周期)时，CEMS15在状态信息以及实测结果的收集完成后，按照上述要点执行运转计划的制作以及发送。此外，在本实施方式中，关于在30分钟周期被发送到各需求方住宅18的HEMS7以及城镇蓄电池用电力变换装置21的运转计划，使用根据直至30分钟前为止收集到的实测数据而实施校正后的运转计划。
再次参照图24，说明S107以后的动作。CEMS15当在检测到停电之后恢复电力未被确认的情况(在S103中判定为否时)下，通过S107，确认是否为向各需求方住宅18的运转计划发送时刻(预先决定的30分钟周期的发送时刻)。在本实施方式中，由CEMS15内的运转计划制作管理电路161管理5分钟周期的各种测量信息的收集、5分钟周期的运转计划的生成以及发送、及30分钟单位的运转计划的生成以及发送定时。依照由运转计划制作管理电路161管理的发送定时，数据发送管理电路153、数据接收管理电路154以及运转计划制作电路160进行动作。
CEMS15在运转计划发送时刻到来时(在S107中判定为是时)，通过S108发送城镇蓄电池20的运转计划。具体而言，运转计划制作管理电路161(图3)对运转计划制作电路160指示将30分钟周期的城镇蓄电池用电力变换装置21的运转计划输出到数据发送管理电路153。进而，运转计划制作管理电路161对数据发送管理电路153(图3)输出向城镇蓄电池用电力变换装置21的发送指示。数据发送管理电路153当从运转计划制作管理电路161接受发送指示时，经由通信电路151将从运转计划制作电路收取到的运转计划发送到城镇蓄电池用电力变换装置21。
CEMS15当完成基于S108的30分钟周期的运转计划向城镇蓄电池用电力变换装置21的发送时，使处理进入到S109，将运转计划发送到各需求方。具体而言，运转计划制作管理电路161(图3)对运转计划制作电路160指示输出第1栋需求方住宅18的运转计划，并且对数据发送管理电路153指示将运转计划制作电路160所输出的运转计划发送到需求方住宅18(第1栋)。数据发送管理电路153当从运转计划制作管理电路161接受发送指示时，经由通信电路151将从运转计划制作电路输出的运转计划通知给需求方住宅18。
CEMS15在完成对智慧城镇内的所有的需求方住宅18发送运转计划之前(在S110中判定为否时)，重复执行基于S109的针对1栋需求方住宅18的运转计划的通知。
CEMS15在不是每隔30分钟的运转计划发送时刻的情况(在S107中判定为否时)或者在每隔30分钟的运转计划发送时刻，运转计划向所有的需求方住宅18的发送完成的情况(在S110中判定为是时)下，使处理进入到S111。
CEMS15通过S111确认是否为测量信息收集时刻(预先决定的5分钟周期的发送时刻)。在不是测量信息收集时刻的情况(在S111中判定为否时)下，处理返回到S103。
另一方面，CEMS15在为测量信息收集时刻的情况(在S111中判定为是时)下，首先通过S112来收集城镇蓄电池20的信息。具体而言，当成为测量信息收集时刻(例如，13时05分)时，运转计划制作管理电路161(图3)对数据发送管理电路153(图3)指示输出向城镇蓄电池用电力变换装置21的测量信息通知请求数据包。数据发送管理电路153当从运转计划制作管理电路161接受测量信息通知请求数据包的发送指示时，经由通信电路151将预先决定的数据包发送到城镇蓄电池用电力变换装置21。另一方面，数据接收管理电路154对信息收集电路152确认是否经由通信电路151获得与来自城镇蓄电池用电力变换装置21的测量信息有关的信息。数据接收管理电路154在确认获得该信息的情况下，将其意思通知给运转计划制作管理电路161。另一方面，数据接收管理电路154在即使从测量信息通知请求数据包的发送起经过预先决定的时间，仍未接收到该信息的情况下，将测量信息通知请求数据包的再次发送请求通知给运转计划制作管理电路161。运转计划制作管理电路161当再次收取到发送请求时，对数据发送管理电路153指示将测量信息通知请求数据包再次发送到城镇蓄电池用电力变换装置21。
CEMS15当通过S112而完成城镇蓄电池20的信息收集时，通过S113收集需求方住宅18的各种测量结果以及信息。具体而言，运转计划制作管理电路161(图3)对数据发送管理电路153(图3)指示进行第1栋需求方住宅18的测量信息的收集。此时，运转计划制作管理电路161对数据接收管理电路154也指示接收第1栋需求方住宅18的测量信息。数据发送管理电路153当接受来自运转计划制作管理电路161的发送指示时，将测量信息通知请求数据包发送到第1栋需求方住宅18。另一方面，数据接收管理电路154对信息收集电路152确认是否经由通信电路151获得与来自需求方住宅18的测量信息有关的信息。数据接收管理电路154在获得该信息的情况下，将其意思通知给运转计划制作管理电路161。另一方面，数据接收管理电路154在即使从测量信息通知请求数据包的发送起经过预先决定的时间，仍未接收到该信息的情况下，将测量信息通知请求数据包的再次发送请求通知给运转计划制作管理电路161。
CEMS15在来自智慧城镇内的所有的需求方住宅18的测量信息的收集完成之前(在S114中判定为否时)，重复执行基于S113的来自各需求方住宅18的测量信息的收集。CEMS15在来自所有的需求方住宅18的测量信息的收集完成的情况(在S114中判定为是时)下，使处理进入到S115，制作运转计划。
在图27中示出说明S115(制作运转计划的步骤)中的处理的详细内容的流程图。
参照图27，当开始运转计划的制作(S115)时，CEMS15通过S121构建基于消耗电力实测结果的数据库。具体而言，CEMS15内的信息收集电路152(图3)将从城镇蓄电池用电力变换装置21以及各需求方住宅18内的HEMS7收集到的各种信息输出到分散电源状态管理电路155、实际发电电力管理电路156以及实际消耗电力管理电路159。分散电源状态管理电路155将从信息收集电路152输出的城镇蓄电池20的状态信息(SOC、SOH以及5分钟的充放电电力量)、各需求方住宅18的蓄电池3的状态信息(SOC、SOH以及5分钟的充放电电力量)、及太阳能电池1的状态信息(发电电力量、状态(待机、停止、发电)以及运转模式)存储于存储器(未图示)。
另外，实际消耗电力管理电路159为了构建每个需求方住宅18的数据库，将各需求方住宅18的实际消耗电力与时刻信息一起存储于存储器(未图示)。通常，当从云23获得该时刻的实际天气信息时，从按实际天气、按月以及按星期构建的数据库读出实际消耗电力数据，并且通过与本次实测的数据结合的学习，生成新的实际消耗电力数据，写回到数据库。
相对于此，在停电时，产生频度低，使用的负载也被限制，所以在本实施方式中，根据存储于存储器(未图示)的实际消耗电力来进行负载消耗电力的预测，从而构建数据库。或者，还能够在预测负载消耗电力时，活用通常的负载消耗电力的数据库。具体而言，能够根据早晨以及傍晚的负载消耗电力曲线，用于作为重要负载的照明的点亮时刻的预测及微波炉等烹调设备的临时使用等的时间段预测。
CEMS15当基于S121的数据库的构建完成时，通过S122构建基于发电电力实测结果的数据库。具体而言，CEMS15内的实际发电电力管理电路156(图3)根据实际发电量结果来进行数据库的更新。然而，在停电时，有可能为了进行同时同量控制而进行发电电力的抑制。因此，在本实施方式中，实际发电电力管理电路156除了发电电力实测结果之外，还将太阳能电池1的控制模式、负载实际消耗电力量、实际买卖电力量、蓄电池3的实际充放电与时刻信息一起存储于存储器(未图示)，构建数据库。
CEMS15在完成关于智慧城镇内的所有的需求方住宅18的数据库的构建之前(在S123中判定为否时)，重复执行S121以及S122。
CEMS15当关于智慧城镇内的所有的需求方住宅18的数据库构建处理完成时(在S123中判定为是时)，通过S124收集天气预报数据。具体而言，运转计划制作管理电路161(图3)对数据发送管理电路153(图3)指示从云23获取天气预报信息。数据发送管理电路153当接受该指示时，对云23发送请求发送最新的天气预报信息的天气预报信息发送请求数据包。当经由通信电路151获取到来自云23的最新的天气预报数据时，该天气预报数据被通知给发电电力预测电路157以及消耗电力预测电路158。
CEMS15当通过S124收集到天气预报数据时，通过S125预测太阳能电池1的发电力。具体而言，发电电力预测电路157当接收到新的天气预报信息时，通过与前次获取到的天气预报信息的比较，确认数据是否被更新。在天气预报数据被更新的情况下，发电电力预测电路157根据被实际发电电力管理电路156构建的通常的实际发电量数据库，针对每个需求方住宅18，每隔30分钟预测24小时量的太阳能电池1的发电电力。另一方面，在天气预报数据未被更新的情况下，直接使用前次预测出的预测结果。
CEMS15当太阳能电池1的发电量预测完成时(S125)，通过S126预测停电时的消耗电力。如上所述，在停电时，使用的负载5与通常不同，所以消耗电力也不同。因而，根据存储于实际消耗电力管理电路159内的存储器(未图示)的实际数据，预测停电时的消耗电力。具体而言，在本实施方式中，直至紧接着发生实际消耗电力未存储于存储器的停电之后，将作为重要负载的冰箱的平均消耗电力用作停电时的消耗电力预测值。不构建基于实际消耗电力的数据库直至从发生停电起经过24小时为止，所以能够将在刚要制作运转计划之前实测的消耗电力数据用作预测值。在从发生停电起经过24小时以后，能够根据在存储器内构建的24小时量的实际消耗电力的数据库，预测负载5的消耗电力。
CEMS15通过S127从太阳能电池1的发电电力预测值(S125)减去停电时的消耗电力预测值(S126)，从而计算太阳能电池1的多余电力。S127的运算由多余电力预测电路1655(图7)执行。
CEMS15重复执行S125～S127的处理直至针对智慧城镇内的所有的需求方住宅18完成上述S125～S127的预测处理为止(在S128中判定为否时)。当对所有的需求方住宅18完成各种预测处理时(在S128中判定为是时)，处理进入到城镇蓄电池20的运转计划制作(S129)以及需求方的蓄电池3的运转计划制作(S131)。
在此，再次使用图3～图8，说明各需求方住宅18以及城镇蓄电池20的运转计划的制作。
各需求方住宅18的运转计划由运转计划制作电路160(图3)内的需求方运转计划制作电路1651(图4)制作。针对每个需求方住宅18而需求方运转计划制作单元1652(图6)安装于需求方运转计划制作电路1651。针对每个需求方住宅18而预测出的太阳能电池1的发电量预测结果以及负载5的消耗电力预测结果被输入到需求方运转计划制作单元1652。进而，以5分钟周期从各需求方住宅18通知的太阳能电池1的发电量实际值、负载5的消耗电力实际值、蓄电池3的SOC、SOH以及充放电电力实际值、及太阳能电池1的状态信息以及控制模式被输入到需求方运转计划制作单元1652。
需求方运转计划制作单元1652对上述输入信息实施数据处理，生成用于制作5分钟周期以及30分钟周期的运转计划的数据。该数据生成根据从运转计划制作管理电路161输出的定时信号来执行。当完成数据生成时，需求方运转计划制作单元1652内的太阳能电池输出抑制判断电路1656推测太阳能电池1的发电电力抑制量。此外，关于基于太阳能电池1的发电电力抑制量的计算方法将在后面叙述(参照图35)。
再次参照图7，需求方运转计划制作单元1652内的第2运转计划制作电路1657(图7)制作需求方住宅18的30分钟周期的运转计划。在运转计划中，包括作为系统互连点的屋内配电系统10中的买卖电力目标值、及通知给太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的压降特性。此时，在第2运转计划制作电路1657中，运转计划校正电路1662(图8)针对运转计划的校正，根据由第1运转计划制作电路1601内的需求方系统互连点电力生成电路1610(图5)计算出的需求方住宅18的系统互连点处的买卖电力(实际值)，校正运转计划。
另外，S125中的处理由发电电力预测电路157(图3)执行，S126中的处理由消耗电力预测电路158(图3)执行。如上所述，多余电力预测电路1655(图7)从由发电电力预测电路157预测出的需求方住宅18的太阳能电池1的发电电力预测结果减去由消耗电力预测电路158预测出的消耗电力预测结果，从而预测多余电力。由多余电力预测合计电路1605产生的多余电力计算结果被输入到第2运转计划制作电路1657、第1运转计划制作电路1601内的多余电力预测合计电路1605、以及需求方系统互连点电力生成电路1610。通过由多余电力预测合计电路1605对由多余电力预测合计电路1605计算出的多余电力进行合计，从而实现S127的处理。
另一方面，需求方运转计划制作单元1652内的太阳能电池输出抑制判断电路1656推测太阳能电池1的发电电力抑制量。发电电力抑制量的推测通过30分钟周期以及以5分钟周期中的运转计划制作这两方来执行。在制作30分钟周期的运转计划时，根据从1小时前至30分钟前为止的30分钟的预测结果以及实测结果，推测太阳能电池1的发电电力抑制量。另外，在制作通知给城镇蓄电池用电力变换装置21的5分钟周期的运转计划时，根据从10分钟前至5分钟前为止的5分钟的预测结果以及实测结果，推测太阳能电池1的发电电力抑制量。
第2运转计划制作电路1657根据从需求方系统互连点电力生成电路1610输出的需求方住宅18的系统互连点处的买卖电力(实际)、从太阳能电池输出抑制判断电路1656输出的太阳能电池1的发电电力抑制量的推测结果以及需求方住宅18内的分散电源的状态信息，生成需求方住宅18的系统互连点(屋内配电系统10)处的买卖电力目标值、及太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的压降特性。
再次参照图8，第2运转计划制作电路1657内的需求方分散电源用压降特性生成电路1661根据从分散电源状态管理电路155输出的蓄电池3的SOC以及SOH信息、从多余电力预测电路1655输出的多余电力预测信息、及从运转计划校正电路1662输出的运转计划的校正结果，制作太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的压降特性。
首先，说明太阳能电池用电力变换装置2的低频侧的压降特性的制作。当通过从多余电力的预测结果减去运转计划的校正结果从而计算能够供给到蓄电池3的充电电力量时，在该充电电力量为正的情况下，被判断为有能够充电到蓄电池3的电力。在该情况下，在城镇蓄电池20相对于运转计划在放电侧进行动作时，为了立即供给太阳能电池1的多余电力，如图18中的压降特性线FC2(虚线)所例示那样，以使低频侧的拐点频率(fb2)接近中心频率fc(60Hz)的方式生成压降特性。
能够供给到蓄电池3的充电电力量越多(即，SOC越低的蓄电池3)，能够使拐点频率fb2以及中心频率fc的差分越小。另外，关于比低频侧的拐点频率fb2靠低频侧的压降特性中的直线的斜率(kb2)，也能够根据能够供给到蓄电池3的充电电力来决定。具体而言，能够以在压降特性的下限频率(例如，59.8Hz)下使差分电力ΔPsb1成为能够供给到该蓄电池3的充电电力的方式决定斜率kb2。此外，在没有多余电力的情况下，能够在比中心频率fc靠低频侧使用预先决定的压降特性(例如，压降特性线FC1)。
接下来，说明太阳能电池用电力变换装置2的高频侧的压降特性的制作。如上所述，在本实施方式中，使需求方住宅18的系统互连点(屋内配电系统10)处的蓄电池用电力变换装置4的买卖电力目标值比太阳能电池用电力变换装置2的买卖电力目标值小。因此，起因于两者的买卖电力目标值之差，能够经由蓄电池用电力变换装置4将太阳能电池用电力变换装置2的输出电力的一部分充电到蓄电池3。因而，在太阳能电池1抑制发电电力的情况下，能够使来自太阳能电池1的发电电力增加向蓄电池3的充电电力的量。即，通过在太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的买卖电力目标值之间设置差分，能够最大限度地实现太阳能电池1的发电电力的活用。
在本实施方式中，关于高频侧的压降特性，能够固定地使用预先决定的压降特性(例如，压降特性线FC1)。或者，还能够如在图18中所说明那样，例如根据城镇蓄电池20的SOC使压降特性变化。在该情况下，以能够优先地由城镇蓄电池20充电太阳能电池1的多余电力的方式生成压降特性。
同样地，说明蓄电池用电力变换装置4的压降特性的生成。如上所述，需要对配电系统优先地供给太阳能电池1的发电电力。因而，在智慧城镇内的供给电力不足而系统频率下降的情况下，首先，需要使来自太阳能电池用电力变换装置2的供给电力增加。因而，如在图18以及图19中所说明那样，在低频侧，蓄电池用电力变换装置4的拐点频率fb1～fb3被设为比太阳能电池用电力变换装置2用的拐点频率fb1～fb3低的频率。
另一方面，关于高频侧，如在图18以及图19中所说明那样，为了在太阳能电池1开始输出抑制之前充电多余电力，蓄电池用电力变换装置4的拐点频率fa1～fa3被设为比太阳能电池用电力变换装置2用的高频侧的拐点频率fa1～fa3高的频率。此外，在本实施方式中，关于低频侧以及高频侧各自的直线的斜率ka、kb，根据城镇蓄电池20的SOC剩余量与为了实现72小时的LCP所需的SOC(计划值)的比较结果来决定。
再次参照图8，说明运转计划校正电路1662的功能。如上所述，关于需求方住宅18的运转计划，根据由太阳能电池1根据天气预报信息而生成的发电电力以及负载的消耗电力的预测结果，以30分钟周期制作24小时量的运转计划。天气预报通常1天被更新3～4次，但在天气预报未从前次的周期(30分钟前)更新时，不更新运转计划。
运转计划校正电路1662根据从上述运转计划推测出的太阳能电池1的多余电力预测结果、实际发电电力、以及实际消耗电力、从分散电源的状态信息生成的太阳能电池1的输出抑制量信息、及蓄电池3以及城镇蓄电池20的SOC信息，校正需求方住宅18的系统互连点(屋内配电系统10)的买卖电力目标值。具体而言，在城镇蓄电池20的SOC比计划值低、太阳能电池1实施输出抑制的情况下，以通过使买卖电力目标值增加(即，变化为卖电侧)从而促使城镇蓄电池20充电的方式校正运转计划。此时，能够根据蓄电池3的SOC以及城镇蓄电池的20的SOC，求出关于太阳能电池1的发电电力增加量的蓄电池3以及城镇蓄电池20之间的按比分配比率，与依照该按比分配比率的城镇蓄电池20的充电电力对应地决定买卖电力目标值的增加量。
再次参照图5，第1运转计划制作电路1601内的多余电力预测合计电路1605通过对由各需求方住宅18的需求方运转计划制作单元1652内的多余电力预测电路1655(图7)计算出的各需求方住宅18中的多余电力进行合计，从而输出智慧城镇整体的多余电力预测值。输出抑制电力合计电路1606通过对由各需求方住宅18的需求方运转计划制作单元1652内的太阳能电池输出抑制判断电路1656(图7)计算出的各需求方住宅18中的太阳能电池1的发电电力抑制量的推测值进行合计，从而输出智慧城镇整体的太阳能电池1的发电电力抑制量(推测值)。
来自多余电力预测合计电路1605以及输出抑制电力合计电路1606的输出被输入到城镇蓄电池充放电电力决定电路1607以及城镇蓄电池压降特性生成电路1608。城镇蓄电池充放电电力决定电路1607根据智慧城镇整体的多余电力预测值(合计)和智慧城镇整体的太阳能电池1的发电电力抑制量(推测值的合计)，制作城镇蓄电池20的运转计划(充放电计划)。
接下来，使用图28～图33，说明城镇蓄电池20的充放电计划的制作。
在图28中，示出用于说明城镇蓄电池20的24小时量的目标SOC的概念图。图28的横轴表示从发生停电时起的经过时间，纵轴表示城镇蓄电池20的SOC。
在本实施方式的电力管理系统中，CEMS15如上所述以在从发生停电时起至经过72小时为止的期间继续进行针对冰箱等重要负载的电力供给为目标而制作运转计划。因而，依照图中的实线而设定在发生停电的时间点城镇蓄电池20为满充电(SOC＝1.0)的情况下的72小时量的本来的目标SOC。
另一方面，根据当前时间点下的实际SOC，以成为从发生停电起72小时后的SOC＝0的方式，制作从当前时间点起24小时量的城镇蓄电池20的目标SOC。
例如，在从发生停电起经过A时间的时刻tA的时间点，依照时刻tA下的SOC(实际值)在从发生停电后起经过72小时的时刻te减少至SOC＝0的近似直线(图中的虚线)，计算从时刻tA起24小时后的城镇蓄电池20的目标SOC(Sr＊(tA))。即，Sr＊(tA)成为用虚线表示的近似直线上的点。由此，沿着该近似直线，生成从时刻tA起24小时量的目标SOC。
同样地，在从发生停电起经过24小时以上的时刻tB，依照时刻tB下的SOC(实际值)在时刻te减少至SOC＝0的近似直线(图中的点划线)，计算从时刻tB起24小时后的城镇蓄电池20的目标SOC(Sr＊(tB))。沿着该近似直线，生成从时刻tB起24小时量的目标SOC。
另外，在从发生停电起经过48时间以上的时刻tC，沿着时刻tC下的SOC(实际值)在从发生停电后起72小时减少至SOC＝0的近似直线(图中的双点划线)，计算时刻tC～te的各时间点下的城镇蓄电池20的目标SOC。
城镇蓄电池充放电电力决定电路1607(图5)当完成24小时后的目标SOC的计算时，根据在智慧城镇内产生的多余电力的24小时量的预测结果，决定需求方住宅18的蓄电池3以及城镇蓄电池20的充放电电力。
图29是示出在智慧城镇内产生的各时刻的多余电力量的预测结果的一个例子的曲线图。图29的横轴表示0时至24时的时刻。在图29的纵轴示出各时刻下的多余电力量预测值。多余电力量预测值的负值意味着电力不足。
参照图29，在太阳能电池1不发电的夜晚，多余电力量的预测值为负，所以需要通过来自蓄电池3以及城镇蓄电池20的输出(放电)来确保智慧城镇内的供给电力。在本实施方式中，在城镇蓄电池20的充放电电力以及设置于各需求方住宅18的蓄电池3的充放电电力之间按比分配根据多余电力预测结果而所需的供给电力(放电电力)。例如，在本实施方式中，能够依照根据蓄电池3的SOC以及SOH而计算出的可充电电力量与根据城镇蓄电池20的SOC以及SOH而计算出的城镇蓄电池20的可充电电力量之比，按比分配上述供给电力(放电电力)。在此，可充电电力量相当于从当前的SOC至满充电状态为止的可接受的电力量(kWh)。
相反，当在基于太阳能电池1的发电电力大的白天需要充入多余电力的情况下，也能够依照可充电电力量之比，按比分配充入多余电力时的城镇蓄电池20的充放电电力以及各需求方住宅18的蓄电池3的充放电电力。或者，关于城镇蓄电池20的充放电电力以及蓄电池3的充放电电力，还能够在充电时依照可充电电力量之比进行按比分配，另一方面，在放电时依照充电电力量(kWh)之比进行按比分配。
当这样执行充放电电力的按比分配时，城镇蓄电池充放电电力决定电路1607根据按比分配结果来制作城镇蓄电池20的充放电计划(运转计划)，并且求出基于该运转计划的城镇蓄电池20的SOC的推移。
图30是示出城镇蓄电池20的充放电电力的计划例的曲线图。图30的横轴与图29同样地表示从0时至24时为止的时刻。在图30的纵轴示出各时刻下的城镇蓄电池20的充放电电力目标值。
参照图30，关于各时刻下的充放电电力目标值，正值表示城镇蓄电池20的放电，负值表示城镇蓄电池20的充电。因而，将基于城镇蓄电池20的按比分配比率(0～1.0)与使图29的纵轴所示的多余电力量预测值的正负反转后的值相乘，从而求出充放电电力目标值。
在图31中示出依照图30的运转计划的城镇蓄电池20的SOC推移的计算结果的一个例子。在图31中，也示出从0时至24时为止的24小时的SOC推移。
参照图31，能够将0时的实际SOC作为初始值，计算依照图30所示的充放电电力目标值而城镇蓄电池20被充放电时的SOC推移。依照图31所示的充放电计划，可理解的是直至7时30分为止SOC减少，另一方面，从7时30分起SOC上升。
当计算出如图31所示的SOC推移时，在24小时的期间内，确认与24小时后的目标SOC(Sr＊)相比SOC是否不会下降。在图31的例子中，经过从时刻tA起的24小时，城镇蓄电池20的SOC比Sr＊高，但在假设存在SOC比Sr＊低的期间时，再次制作图30中的城镇蓄电池20的充放电计划(运转计划)。例如，以使放电时的来自城镇蓄电池20的放电电力变小的方式，对运转计划施加修正。
同样地，关于需求方住宅18的蓄电池3，也与城镇蓄电池20同样地执行充放电计划(运转计划)的制作以及依照运转计划的SOC推移的计算。
在图32中示出表示设置于需求方住宅18的蓄电池3的充放电电力的计划例的曲线图。图32的横轴与图30同样地表示从0时至24时为止的时刻。在图32的纵轴示出各时刻下的蓄电池3(智慧城镇整体)的充放电电力目标值。
参照图32，关于各时刻下的充放电电力目标值，正值表示蓄电池3的放电，负值表示蓄电池3的充电。因而，通过从使图29的纵轴所示的多余电力量预测值的正负反转后的值减去图30的纵轴所示的城镇蓄电池20的充放电电力目标值，能够求出蓄电池3的充放电电力目标值。
在图33中示出依照图32的运转计划的蓄电池3的SOC推移的计算结果的一个例子。在图33中，也示出以时刻tA(图28)为起点的24小时的SOC推移。
参照图33，能够将时刻tA下的实际SOC作为初始值来计算依照图32所示的充放电电力目标值而蓄电池3被充放电时的SOC推移。依照图32所示的充放电计划，可理解的是直至7时30分为止SOC减少，另一方面，从7时30分起SOC上升。
当计算如图33所示的SOC推移时，在24小时的期间内，确认SOC是否不会下降至控制下限值Smin。为了防止过放电，能够具有与SOC＝0相对的余量而设定控制下限值Smin。在图33的例子中，经过从时刻tA起的24小时，SOC>Smin，但在假设存在SOC比Smin低的期间时，再次制作图30以及图32中的城镇蓄电池20以及蓄电池3的充放电计划(运转计划)。例如，以使放电时的来自蓄电池3的放电电力变小的方式，对运转计划施加修正。
如上所述的基于反映天气预报的多余电力量的预测的运转计划的制作(图29～图33)能够限于在从云23下载的天气预报被更新的情况下执行。以该运转计划为基础，以后，周期性地施加基于实测结果的运转计划的校正，从而周期性(5分钟周期或者30分钟周期)地制作运转计划。具体而言，根据由太阳能电池输出抑制判断电路1656(图7)计算的发电电力抑制量(推测值)，执行运转计划的校正。此外，在太阳能电池1的发电电力比预测值小且来自蓄电池3以及城镇蓄电池20的放电电力大的情况下，以成为负值的方式计算发电电力抑制量。
在以30分钟周期制作运转计划的情况下，根据从反映运转计划的1小时前至30分钟前为止的期间的实测数据，基于太阳能电池1的发电电力抑制量的推测结果，校正运转计划。具体而言，当在该时间段的30分钟太阳能电池1的发电电力被抑制而判断为发电电力的一部分被舍弃的情况下，以将该被舍弃的发电电力充入到蓄电池3以及城镇蓄电池20的方式进行校正，制作运转计划。此时，在蓄电池3以及城镇蓄电池20之间，各个充电电力能够依照蓄电池3的SOC平均值和城镇蓄电池20的SOC进行按比分配。例如，在本实施方式中，SOC越小，分配越多的充电电力。
在发电电力抑制量的推测结果为负值的情况下，依照蓄电池3的SOC平均值以及城镇蓄电池20的SOC之比，按比分配来自蓄电池3以及城镇蓄电池20的放电电力。具体而言，以SOC越大使放电电力越大的方式进行按比分配，以30分钟周期制作运转计划。
在制作5分钟周期的运转计划(城镇蓄电池20)时，根据在反映从太阳能电池输出抑制判断电路1656输出的该运转计划的10分钟前至5分钟前的期间测量出的太阳能电池1的实际发电电力、负载5的实际消耗电力、蓄电池3的实际充放电电力、城镇蓄电池20的实际充放电电力以及分散电源的状态信息，决定城镇蓄电池20的充电电力。
城镇蓄电池充放电电力决定电路1607(图5)在发电电力抑制量的推测值为正的情况、即依照买卖电力目标值而推测为太阳能电池1抑制发电电力的情况下，在城镇蓄电池20的运转计划为放电时，以将城镇蓄电池20的放电电力削减太阳能电池1的发电电力抑制量的推测值的量的方式，制作校正后的运转计划。进而，在即使将城镇蓄电池20的放电电力设为0，也达不到发电电力抑制量的推测值的量的情况下，为了充入多余的电力，将城镇蓄电池20的运转计划从放电向充电模式校正。另外，在城镇蓄电池20的运转计划为充电时，使城镇蓄电池20的充电电力增加太阳能电池1的发电电力抑制量的推测值的量。此外，在增加后的充电电力比城镇蓄电池用电力变换装置21的最大充电电力(额定)大的情况下，以使城镇蓄电池用电力变换装置21用最大充电电力(额定)对城镇蓄电池20进行充电的方式制作运转计划。
另一方面，城镇蓄电池充放电电力决定电路1607(图5)在发电电力抑制量的推测值为负的情况、即太阳能电池1的发电电力比预测值小且从城镇蓄电池20以及蓄电池3供给的电力比运转计划大的情况下，以使城镇蓄电池20以及蓄电池3的放电电力增加的方式，制作校正后的运转计划。例如，根据城镇蓄电池20的当前的SOC信息以及24小时后的目标SOC(图28)、及蓄电池3的SOC，决定电力量的按比分配。具体而言，在即使仅从城镇蓄电池20供给发电电力抑制量的推测值的量的不足电力，如图31那样计算的城镇蓄电池20的SOC推移也不低于24小时后的目标SOC的情况下，仅凭城镇蓄电池20的放电电力的增加来维持不足电力。另一方面，在低于24小时后的目标值的情况下，以从蓄电池3供给上述不足电力的一部分为前提，校正运转计划。
这样，当城镇蓄电池20的运转计划的制作(包括利用天气预报的更新进行的制作以及利用基于太阳能电池1的发电电力抑制量的校正进行的制作这两方)完成时，制作出的运转计划被输出到城镇蓄电池压降特性生成电路1608(图5)以及城镇蓄电池运转计划制作电路1609(图5)。
关于基于上述发电电力抑制量(推测值)的校正前的运转计划也一并被输出到城镇蓄电池压降特性生成电路1608(图5)。城镇蓄电池压降特性生成电路1608当从城镇蓄电池充放电电力决定电路1607收取到城镇蓄电池20的运转计划时，生成城镇蓄电池用电力变换装置21的压降特性。
具体而言，在制作30分钟周期的运转计划的情况下，关于蓄电池3也执行基于上述发电电力抑制量(推测值)的运转计划的校正，所以对城镇蓄电池用电力变换装置21输出预先决定的压降特性。如图20所示，输出到城镇蓄电池用电力变换装置21的压降特性与输出到设置于需求方住宅18的分散电源的压降特性不同，以决定与过度或不足电力Pvl(图20)相对的交流系统频率的方式被确定。如在图20中所说明那样，作为城镇蓄电池用电力变换装置21的压降特性信息，CEMS15将拐点电力Pa、Bb以及斜率kat、kbt这4个数据输出到城镇蓄电池用电力变换装置21。
接下来，说明制作5分钟周期的运转计划时的压降特性的生成。仅关于城镇蓄电池20制作5分钟周期的运转计划。另一方面，设置于需求方住宅18内的分散电源根据以30分钟周期通知的运转计划进行动作。因此，在太阳能电池1的发电电力被抑制的情况下，需要不依赖于运转计划的制作(校正)而使太阳能电池1的发电电力增加。
在本实施方式的电力管理系统中，利用压降特性，从而变更作为太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的需求方住宅18的系统互连点处的买卖电力目标值的PV控制目标值以及BAT控制目标值，从而使从各需求方住宅18向配电系统的供给电力增加。
再次参照图21～图23，说明使用压降特性的城镇蓄电池用电力变换装置21的动作。在图21中示出了以30分钟周期通知给需求方住宅18以及城镇蓄电池用电力变换装置21的运转计划(W3、W4)、及成为该运转计划的基础的太阳能电池1的发电电力量(W2)以及负载5的消耗电力量(W1)的预测结果。
在图21中，在30分钟周期的运转计划(例如，从13时00分起的30分钟的运转计划)中，制作出使城镇蓄电池20进行放电的计划。然而，从12时55分至13时00分为止的实测结果是即使在如图22那样太阳能电池1的发电电力比预测值大且发电电力被抑制的情况下，从城镇蓄电池20输出依照来自CEMS15的运转计划的放电电力。
此外，关于需求方住宅18内的蓄电池3，如上所述对作为来自CEMS15的运转计划的需求方住宅18的系统互连点(屋内配电系统10)处的买卖电力目标值进行加工，从而蓄电池用电力变换装置4的买卖电力目标值被设定成比太阳能电池用电力变换装置2的买卖电力目标值小，所以即使在运转计划制作时计划蓄电池3的放电，太阳能电池1的多余电力也至少以直至基于蓄电池用电力变换装置4的最大充电电力(即，蓄电池3的最大充电电力)为止被充入到蓄电池3。但是，在太阳能电池1的可发电电力超过蓄电池3的最大充电电力的情况下，该超过的量的发电电力被抑制。
13时05分的城镇蓄电池用电力变换装置21的运转计划以推测上述发电电力的抑制量并施加基于该推测结果的校正的方式被制作。在图22所例示出的情形中，以充入被抑制的发电电力的方式制作运转计划，通知给城镇蓄电池用电力变换装置21。城镇蓄电池用电力变换装置21当接收到上述运转计划时，从13时05分起变更充放电目标值。
另一方面，发送到需求方住宅18的运转计划未被变更，所以从需求方住宅18向配电系统的供给电力(买卖电力)不发生改变。因而，城镇蓄电池用电力变换装置21继续放电直至从需求方住宅18向配电系统的供给电力增加为止。然而，城镇蓄电池20的充放电电力目标值发生改变，所以产生图20的横轴所示的过度或不足电力Pvl(Pvl<0)。在本实施方式中，城镇蓄电池用电力变换装置21的压降特性例如在图21以及图22的情形中，以根据新的运转计划值(充放电电力目标值)与以30分钟周期制作出的原来的运转计划值(充放电电力目标值)的差分将系统频率设定为59.9(Hz)的方式被制作。
通过这样生成压降特性，当在自主运转中，因日照急剧变化或者负载急剧变化而供给到配电系统的电力急剧变化的情况下，也无需修正需求方住宅18的运转计划，就能够控制从需求方住宅18内的分散电源供给到配电系统的电力。
此外，当在将压降特性固定为默认的情况下与过度或不足电力Pvl的变化相应地在该压降特性方面系统频率达到上限频率(例如，60.2Hz)或者下限频率(例如，59.8Hz)时，无法再控制来自需求方住宅18的买卖电力。相对于此，在本实施方式中，如上所述，能够以能够控制来自需求方住宅18内的分散电源的供给电力的增加或者减少的方式，使压降特性变化。此外，压降特性中的斜率例如能够以在系统频率的上限频率下使从需求方住宅18内的分散电源供给到配电系统的电力成为“0”的方式确定。另外，关于差分电力为负的范围，还能够使用默认表格。
再次返回到图27，说明基于CEMS15的运转计划的制作处理。如图24以及图25所示，针对各种测量信息的每个收集时刻，即在本实施方式中以5分钟周期执行基于S115(图25)的运转计划生成。即，关于图27的S121～S128的处理，也以5分钟周期执行。
CEMS15当针对所有的需求方住宅18完成各种预测处理时(在S128中判定为是时)，通过S129制作城镇蓄电池20的运转计划。
在图34中示出说明S129(制作城镇蓄电池的运转计划的步骤)中的处理的详细内容的流程图。
参照图34，CEMS15通过S151来确认分散电源状态管理电路155(图3)以5分钟周期接收到的从城镇蓄电池用电力变换装置21通知的城镇蓄电池20的状态信息(SOC、SOH以及充放电电力量等)。CEMS15在S152中确认是否为制作30分钟周期的运转计划的时刻。具体而言，运转计划制作时刻(定时)由运转计划制作管理电路161(图3)管理，从运转计划制作管理电路161对运转计划制作电路160通知5分钟周期以及30分钟周期的定时信号。因而，能够依照该定时信号(30分钟周期)的输入的有无来执行S152的判定。
CEMS15在为30分钟周期的运转计划的制作时刻时(在S152中判定为是时)，通过S153再次确认城镇蓄电池20的SOC信息。进而，CEMS15通过S154，如在图28中所说明那样，生成24小时后的SOC目标。进而，CEMS15通过S155，如在图30～图32中所说明那样，制作24小时量的城镇蓄电池20的每隔30分钟的运转计划。如上所述，以反映本次的运转计划的时刻为起点，关于从1小时前至30分钟前为止的多余电力的合计值，也能够根据各预测结果来制作。
此时，由输出抑制电力合计电路1606(图5)对根据从太阳能电池输出抑制判断电路1656(图7)输出的1小时前至30分钟前的测量结果而推测出的30分钟的各需求方住宅18的太阳能电池1的发电电力抑制量进行合计。城镇蓄电池充放电电力决定电路1607(图5)根据从多余电力预测合计电路1605(图5)输出的1小时前至30分钟前的多余电力的合计值以及该时刻的太阳能电池输出抑制判断电路1656的输出，推测基于天气预报的太阳能电池1的发电电力预测结果与负载5的消耗电力预测结果的误差。
本实施方式说明了停电时的自主运转，所以关于控制误差，基于天气预报的太阳能电池1的发电电力的预测误差占主导地位。虽然详细内容将在后面叙述，但再次使用图21以及图22，简单地说明发电量抑制量的推测方法。
在图21中示出了根据天气预报而制作出的需求方住宅18内的太阳能电池1的发电电力量的预测值、负载5的消耗电力量的预测值、及蓄电池3以及城镇蓄电池20的运转计划。同样地，在图22中示出了负载5的实际的消耗电力量、太阳能电池1的实际的发电电力量、蓄电池3的实际的充放电电力量、城镇蓄电池20的实际的充放电电力量。
从图21以及图22可理解，至少需求方住宅18内的蓄电池3的(放电电力(计划值)－实际充电电力(放电为正，且充电为负))与(消耗电力(计划值)－消耗电力(实际值))之和为太阳能电池1的发电电力预测误差。另外，在太阳能电池1的控制模式为电压控制模式的情况下，进而判断为太阳能电池1抑制发电电力。该控制模式能够根据太阳能电池1的状态信息来探测。
在判断为太阳能电池1抑制发电电力的情况下，预测解除输出抑制的情况下的太阳能电池1的发电电力量。在本实施方式中，在发电电力预测电路157(图3)内，作为数据库而预先存储根据太阳能电池1的设置位置信息(纬度以及经度)、及设置方位(包括设置角度信息)而计算出的各时刻下的太阳能电池1的理想的发电电力量。例如，在本实施方式中，为了以5分钟周期制作运转计划，根据上述太阳能电池1的设置位置以及设置角度，计算太阳能电池1的日照量的理想值，进而根据计算出的理想日照量求出5分钟的太阳能电池1的发电电力量的理想值，预先存储于数据库。
通过从数据库读出该时刻下的发电量(在5分钟周期的运转计划中为5分钟的发电电力量，在30分钟周期的运转计划中为30分钟的发电电力量)，能够计算实测的发电电力与理想的发电电力之比。进而，从数据库读出本次计算运转计划的该时刻下的理想的发电电力量(在5分钟周期的运转计划中为5分钟的发电电力量，在30分钟周期的运转计划中为30分钟的发电电力量)，乘以之前计算出的发电电力之比，从而能够推测解除输出抑制的情况下的发电电力量。
另外，在需求方住宅18内的太阳能电池1的实测的发电电力比发电量预测结果小且蓄电池3进行放电的情况下，能够判断为实际的发电电力比发电量预测结果小。在该情况下，计算发电量预测结果与实测的发电电力之比。接下来，将之前计算出的发电电力之比与本次计算运转计划的该时刻的太阳能电池1的发电电力量的预测值相乘，从而能够推测实际的发电电力量。
再次参照图34，CEMS15在S155中根据上述发电电力量的预测值(智慧城镇内的所有的需求方住宅18内的太阳能电池1的发电电电力的合计)以及负载5的消耗电力预测结果(智慧城镇内的所有的需求方住宅18内的负载5的消耗电力的合计)，推测多余电力。然后，由城镇蓄电池充放电电力决定电路1607(图5)根据多余电力推测结果、城镇蓄电池20的SOC以及蓄电池3的SOC将多余电力按比分配到城镇蓄电池20以及蓄电池3，从而决定城镇蓄电池20的充放电电力目标值(以30分钟为单位，24小时量)。
当这样城镇蓄电池20的充放电电力目标值的决定完成时，城镇蓄电池压降特性生成电路1608(图5)按照上述要点生成通知给城镇蓄电池用电力变换装置21的压降特性。城镇蓄电池充放电电力决定电路1607以及城镇蓄电池压降特性生成电路1608的输出被输入到城镇蓄电池运转计划制作电路1609(图9)。此时，城镇蓄电池20的充放电计划被输入到需求方系统互连点电力生成电路1610(图5)。在需求方系统互连点电力生成电路1610中，根据来自多余电力预测电路1655以及太阳能电池输出抑制判断电路1656的输出、及城镇蓄电池20的充放电计划，以30分钟为单位生成24小时量的需求方住宅18的系统互连点处的买卖电力目标值(运转计划)。
具体而言，首先，根据上述太阳能电池1的发电电力预测值(智慧城镇内的所有的需求方住宅18内的太阳能电池1的发电电力的合计)、负载5的消耗电力预测值(智慧城镇内的所有的需求方住宅18内的负载5的消耗电力的合计)以及城镇蓄电池20的充放电电力目标值，以30分钟为单位生成24小时量的所有的需求方住宅18中的蓄电池3的充放电电力的合计值。具体而言，以30分钟为单位，计算(太阳能电池1的发电电力预测值)－(负载5的消耗电力预测值)－(城镇蓄电池20的充放电电力目标值)。当通过该运算而计算出所有的需求方住宅18中的蓄电池3的充放电电力目标值(合计)时，在各需求方住宅18间按比分配充放电电力目标值(合计)。
在本实施方式中，在充放电电力目标值为负的情况下(即，充电时)，以依照蓄电池3的SOC之比对低SOC的蓄电池3分配多的充电电力的方式，按比分配充放电电力目标值(合计值)。具体而言，针对每个需求方住宅18而计算ΔSOC＝1.0－SOC(实际)，并且对智慧城镇内的所有的需求方住宅18的ΔSOC进行合计，计算Σ(ΔSOC)。进而，关于各需求方住宅18的充放电电力目标值，能够通过所有的需求方住宅18的充放电电力目标值(合计)与该需求方住宅18的(ΔSOC/Σ(ΔSOC))的相乘来计算。
另一方面，在充放电电力目标值为正的情况下(即，放电时)，以依照蓄电池3的SOC之比而对高SOC的蓄电池3分配多的放电电力的方式，按比分配充放电电力目标值(合计值)。具体而言，关于各需求方住宅18的充放电电力目标值，能够通过所有的需求方住宅18的充放电电力目标值(合计)与该需求方住宅18的(SOC/Σ(ΔSOC))的相乘来计算。
此外，关于接下来的时间段(30分钟)，根据依照上述按比分配而各需求方住宅18的蓄电池3被充电或者放电之后的SOC，重新计算上述ΔSOC/Σ(ΔSOC)或者SOC/Σ(ΔSOC)，从而能够该时间段的所有的需求方住宅18中的充放电电力目标值(合计)按比分配为各需求方住宅18的充放电电力目标值。
当各需求方住宅18内的蓄电池3的充放电电力目标值的计算结束时，需求方系统互连点电力生成电路1610(图5)根据各需求方住宅18中的太阳能电池1的发电电力推测值、负载5的消耗电力预测值以及按比分配的蓄电池3的充放电电力目标值，决定需求方住宅18的系统互连点(屋内配电系统10)处的买卖电力目标值。具体而言，通过(太阳能电池1的发电电力预测值)－(负载5的消耗电力预测值)+(按比分配的蓄电池3的充放电电力目标值)的运算，以30分钟为单位，生成24小时量的需求方住宅18的系统互连点处的买卖电力目标值。当在需求方系统互连点电力生成电路1610(图5)中各需求方住宅18的系统互连点处的买卖电力目标值(运转计划)的生成结束时，其结果被通知给第2运转计划制作电路1657(图7)。
第2运转计划制作电路1657(图7)当被通知各需求方住宅18的系统互连点处的买卖电力目标值(运转计划)时，利用需求方分散电源用压降特性生成电路1661(图8)，根据上述太阳能电池1的发电电力预测值(校正后)以及负载5的消耗电力预测值，按照上述要点生成太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的压降特性。所生成的压降特性被输出到运转计划校正电路1662(图8)以及数据发送管理电路153(图3)。
运转计划校正电路1662根据各需求方的系统互连点处的买卖电力(运转计划)、上述发电电力量的推测结果(校正后)、负载5的消耗电力预测结果以及SOC信息来计算蓄电池3的SOC的推移，确认SOC是否未脱离预先决定的范围(在本实施方式中，0.0～1.0之间)内，在脱离的情况下，对运转计划实施校正(S156)。当结束S156时，运转计划制作电路160判断为30分钟周期的运转计划的制作完成，进行待机直至从运转计划制作管理电路161被输入接下来的运转计划制作指示为止。
再次参照图34，CEMS15在不为30分钟周期的运转计划的制作时刻时(在S152中判定为否时)、即为5分钟周期的运转计划的制作定时时，通过S158推测各需求方住宅18的太阳能电池1的发电电力抑制量。此时，需求方运转计划制作单元1652(图6)内的太阳能电池输出抑制判断电路1656(图7)推测该发电电力抑制量。
图35是说明S158(推测太阳能电池1的发电电力抑制量的步骤)中的处理的详细内容的流程图。
参照图35，当开始需求方住宅18的太阳能电池1的发电电压控制量的推测(S158)时，CEMS15通过S181利用发电电力预测电路157(图3)以及消耗电力预测电路158(图3)来获取基于天气预报的需求方住宅18内的太阳能电池1的发电电力预测值以及负载5的消耗电力预测值。
接下来，CEMS15通过S182获取发送到需求方住宅18的运转计划。进而，CEMS15通过S183利用分散电源状态管理电路155(图3)、实际发电电力管理电路156(图3)以及实际消耗电力管理电路159(图3)来获取太阳能电池1的实际发电电力、蓄电池3的实际充放电电力、负载5的实际消耗电力以及系统互连点(屋内配电系统10)处的实际买卖电力。
CEMS15通过S184从分散电源状态管理电路155(图3)收集太阳能电池1的控制模式(MPPT控制/电压控制)、状态信息(停止/发电/待机)、及蓄电池3的SOC以及SOH信息。
当S184中的分散电源的状态信息的读入完成时，CEMS15在S185中利用太阳能电池输出抑制判断电路1656来判断太阳能电池1的发电电力是否被抑制，即是否进行了输出抑制。在S185中，至少在太阳能电池1的控制模式为电压控制模式时，被判断为进行了输出抑制。此外，在蓄电池3以最大充电电力被充电的情况下，也能够判断为进行了太阳能电池1的输出抑制。
CEMS15当判断为进行了太阳能电池1的输出抑制时(在S185中判定为是时)，通过S186利用太阳能电池输出抑制判断电路1656(图7)来计算发电电力推测用系数。具体而言，从预先存储于发电电力预测电路157(图3)内的各时刻下的太阳能电池1的理想的发电电力量的数据库读出该时刻的发电量(在5分钟周期的运转计划中为5分钟的发电电力量，在30分钟周期的运转计划中为30分钟的发电电力量)。如上所述，根据太阳能电池1的设置位置信息(纬度以及经度)、及设置方位(包括设置角度信息)而预先计算出的理想的发电电力量存储于数据库。
在S186中，计算根据实测的各种测量数据而计算出的发电电力与基于数据库的理想的发电电力之比(以下，记载为发电电力推测用系数)。具体而言，如上所述，需求方住宅18内的蓄电池3的(放电电力(计划值)－实际充电电力(放电为正，且充电为负))与(消耗电力量(计划值)－消耗电力量(实际值))之和为太阳能电池1的发电电力预测误差，所以此时，在蓄电池3未以最大充电电力(额定)被充电的情况下，对基于天气预报的原来的太阳能电池1的发电电力预测值加上上述太阳能电池1的发电电力预测误差，从而能够计算太阳能电池1的发电电力推测值。
另一方面，在蓄电池3以最大充电电力被充电的情况下，被判断为进行了太阳能电池1的输出抑制，所以此时，能够从发电电力预测电路157的数据库读出收集到实测数据的该时刻下的发电电力的理想值。进而，使用读出的5分钟周期的数据，计算太阳能电池1的发电电力推测值。具体而言，每隔5分钟计算(充放电电力量(每隔5分钟的计划值))－(实际充放电电力量(每隔5分钟的测量值))+(消耗电力量(5分钟的计划值))－(消耗电力量(5分钟的实际值))+(根据天气预报而生成的发电电力(5分钟的预测值)，将30分钟量、即(30/5)＝6个数据进行相加，从而能够计算30分钟的发电电力量推测值。通过将这样计算出的30分钟的发电电力量推测值除以从数据库读出的相同的时间段(30分钟)的发电电力量的理想值，能够计算发电电力推测系数。关于这样计算出的发电电力推测系数，可理解的是相当于定量地推测当前的天气中的日照量之下的实际的发电电力相对于太阳能电池1中的理想的发电电力的比例的参数。
CEMS15当判断为未进行太阳能电池1的输出抑制时(在S185中判定为否时)，通过S187，根据太阳能电池1的实际发电电力量来计算发电电力推测系数。当在S185中判定为否的情况下，利用太阳能电池用电力变换装置2对太阳能电池1进行MPPT控制。因而，太阳能电池1的发电电力量的实测值能够推测为表示当前的天气(日照量)之下的可发电电力中的实际发电的值。因此，通过将太阳能电池1的发电电力量(实测值)除以从数据库读出的上述发电电力量的理想值，能够计算同样的发电电力推测系数。
CEMS15当完成基于S186或者S187的发电电力推测系数的计算时，通过S188根据计算出的发电电力推测系数来计算太阳能电池1的发电电力推测值。具体而言，太阳能电池输出抑制判断电路1656(图7)从发电电力预测电路157(图3)的上述数据库读出24小时量的基于太阳能电池1的设置位置以及设置角度的发电电力量的理想值。太阳能电池输出抑制判断电路1656通过将基于读出的发电电力量的发电电力的理想值与上述发电电力推测系数相乘，从而生成24小时量的5分钟周期的太阳能电池1的发电电力推测值(发电电力的实际值推测结果)。
在S188中，当完成太阳能电池1的发电电力推测值的计算时，太阳能电池输出抑制判断电路1656(图7)能够根据上述需求方住宅18内的太阳能电池1的基于天气预报的发电电力预测结果、负载5的消耗电力预测结果、以及发送到需求方住宅18的运转计划，进一步计算蓄电池3的充放电电力目标值(运转计划)。然后，从上述5分钟周期的太阳能电池1的发电电力推测值减去太阳能电池1的实际发电电力、蓄电池3的充放电电力目标值、负载5的消耗电力实际值以及系统互连点(屋内配电系统10)处的买卖电力实际值，从而还能够进一步计算5分钟周期的太阳能电池1的发电电力抑制量(推测值)。
CEMS15当完成S188中的太阳能电池1的发电电力推测值以及发电电力抑制量(推测值)的生成时(24小时量)，通过S189确认关于所有的需求方住宅18的发电电力推测值以及发电电力抑制量(推测值)的生成是否完成。在未完成的情况下(在S189中判定为否时)，处理返回到S181，执行针对各需求方住宅18的S181～S188的处理。另一方面，CEMS15在所有的需求方住宅18的发电量推测值以及发电电力抑制量(推测值)的生成完成的情况下(在S189中判定为是时)，结束需求方住宅18的太阳能电池1的输出抑制量推测(图34的S158)。
再次参照图34，CEMS15当完成S158的处理时，通过S159判断是否需要变更接下来的5分钟周期的城镇蓄电池用电力变换装置21的运转计划。具体而言，在S159中，第1运转计划制作电路1601(图4)将接下来的5分钟周期的太阳能电池1的发电电力抑制量(推测值)与预先决定的基准值进行比较。在发电电力抑制量(推测值)小于基准值的情况下，在S159中被判定为否，结束城镇蓄电池20的运转计划制作(图27的S129)。
另一方面，CEMS15在发电电力抑制量(推测值)为基准值以上的情况下，判断为需要变更运转计划，在S159中判定为是。由此，CEMS15为了变更城镇蓄电池20的运转计划(充放电计划)，通过S160制作直至接下来的30分钟周期的运转计划制作为止的每隔5分钟的充放电计划。
图36是说明S160(变更城镇蓄电池20的运转计划的步骤)中的处理的详细内容的流程图。
参照图36，CEMS15通过S201获取城镇蓄电池20的状态信息(SOC)。CEMS15当城镇蓄电池20的状态信息的获取(S201)完成时，通过S202获取需求方住宅18内的蓄电池3的状态信息(SOC)。具体而言，在S201、S202中，第1运转计划制作电路1601(图3)从分散电源状态管理电路155(图3)等获取该状态信息。重复执行S202的处理直至获取来自所有的需求方住宅18的蓄电池3的状态信息(SOC)为止(在S203中判定为否时)。
CEMS15当从所有的需求方住宅18获取到蓄电池3的状态信息(SOC)时(在S203中判定为是时)，通过S204计算所有的需求方住宅18中的蓄电池3的平均SOC。
CEMS15当完成平均SOC的计算(S204)时，通过S205制作从第1运转计划制作电路1601内的城镇蓄电池充放电电力决定电路1607通知给城镇蓄电池用电力变换装置21的城镇蓄电池20的充放电电力目标值(计划值)。具体而言，能够根据在S188(图35)中计算出的5分钟周期的太阳能电池1的发电电力抑制量(推测值)，决定城镇蓄电池20的按比分配电力。
具体而言，在太阳能电池1的发电电力抑制量为正的情况(从太阳能电池1进一步取出发电电力的情况)下，能够利用城镇蓄电池20以及需求方住宅18内的蓄电池3按比分配被抑制的发电电力而进行充电。此时，依照城镇蓄电池20的SOC以及蓄电池3的平均SOC之比，更多地对低SOC侧分配充电电力。
具体而言，能够使用城镇蓄电池20的SOC(SOCtw)和需求方住宅18内的蓄电池3的平均SOC(SOCav)，依照下述式(1)计算太阳能电池1的发电电力抑制量(推测值)Psp中的充入到城镇蓄电池20的按比分配电力Ptw。
Ptw＝(1.0－SOCtw)/{(1.0－SOCtw)+(1.0－SOCav)}·Psp…(1)
同样地，太阳能电池1的发电电力抑制量(推测值)Psp中的充入到需求方住宅18的蓄电池3(整体)的按比分配电力Pusr能够依照下述式(2)计算。
Pusr＝(1.0－SOCav)/{(1.0－SOCtw)+(1.0－SOCav)}·Psp…(2)
另外，作为需求方住宅18间的蓄电池3的按比分配电力，太阳能电池1的发电电力抑制量(推测值)Psp中的充入到第x(x：自然数)个需求方住宅18的蓄电池3的按比分配电力Pusr(x)能够依照下述式(3)计算。在式(3)中，SOCx表示第x个需求方住宅18的蓄电池3的SOC，Σ(ΔSOCx)表示所有的需求方住宅18中的(1.0－SOCx)的合计值。
Pusr(x)＝(1.0－SOCx)/Σ(ΔSOCx)·Pusr…(3)
另一方面，在太阳能电池1的发电电力抑制量为负的情况(太阳能电池1的发电量比根据天气预报预测出的发电电力小的情况)下，能够利用城镇蓄电池20以及需求方住宅18内的蓄电池3按比分配不足电力而进行放电。此时，依照城镇蓄电池20的SOC以及蓄电池3的平均SOC之比，更多地对高SOC侧分配放电电力。
具体而言，太阳能电池1的发电电力抑制量(推测值)Psp中的从城镇蓄电池20放电的按比分配电力Ptw能够依照下述式(4)计算。
Ptw＝SOCtw/(SOCtw+SOCav)·Psp…(4)
同样地，太阳能电池1的发电电力抑制量(推测值)Psp中的从需求方住宅18的蓄电池3(整体)放电的按比分配电力Pusr能够依照下述式(5)计算。
Pusr＝SOCav/(SOCtw+SOCav)·Psp…(5)
另外，太阳能电池1的发电电力抑制量(推测值)Psp中的从第x(x：自然数)个需求方住宅18的蓄电池3放电的按比分配电力Pusr(x)能够依照下述式(6)计算。此外，式(6)中的Σ(SOCx)表示所有的需求方住宅18的SOCx的合计值。
Pusr(x)＝SOCx/Σ(SOCx)·Pusr…(6)
此外，在本实施方式中，在上述5分钟周期的运转计划制作完成后，根据5分钟的上述城镇蓄电池20以及各需求方住宅18内的蓄电池3的按比分配电力，计算各个SOC，根据计算结果来制作接下来的5分钟周期的城镇蓄电池20的运转计划。重复该处理直至制作24小时量的运转计划为止。
CEMS15当决定24小时量的城镇蓄电池20的按比分配电力(充放电电力)时(S205)，通过S206生成通知给城镇蓄电池20的压降特性。具体而言，城镇蓄电池压降特性生成电路1608(图5)根据从城镇蓄电池充放电电力决定电路1607(图5)输出的城镇蓄电池20的按比分配电力(充放电电力)，按照上述要点生成通知给城镇蓄电池用电力变换装置21的压降特性。由此，结束图34的S160的处理。
再次参照图34，CEMS15当完成S160的处理时，返回到图27，执行S130。CEMS15在S130中判断是否为各需求方蓄电池3的运转计划制作时刻。具体而言，能够根据制作出的运转计划(系统互连点处的买卖电力目标值)，通过开始控制需求方住宅18内的分散电源的时刻的1小时前至30分钟前的各种实际数据的收集是否完成来执行S130的判断。
在数据的收集未完成的情况下，在S130中被判定为否，结束运转计划制作。另一方面，在数据收集完成的情况下，CEMS15在S130中判定为是，通过S131制作24小时量的需求方的蓄电池3的运转计划。具体而言，由运转计划校正电路1662(图8)根据在S156中生成的30分钟周期的24小时量的蓄电池3的运转计划、太阳能电池1的发电电力推测值(发电电力的实际值推测结果)、负载5的消耗电力预测结果，计算各需求方住宅18的系统互连点(屋内配电系统10)处的买卖电力目标值。
当买卖电力目标值的计算完成时，根据计算出的买卖电力目标值(运转计划)，进而生成通知给各需求方住宅18内的分散电源的压降特性。此外，关于通知给太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的压降特性的生成，与上述一样，所以不重复详细的说明。在S131中，当需求方住宅18内的蓄电池3的运转计划(系统互连点处的充放电电力目标值、及通知给太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的压降特性)的生成完成时，当在图25的S116中将5分钟周期的运转计划发送到城镇蓄电池用电力变换装置21之后，处理返回到图24的S103。这样，能够在停电时，重复执行此前说明的用于自主运转的一连串的控制处理。
如以上说明，根据本实施方式的电力管理系统，在停电时的自主运转中，使用城镇蓄电池20的积蓄能量使城镇蓄电池用电力变换装置21作为交流配电系统的电压源进行动作，并且使需求方住宅18侧的分散电源(太阳能电池1以及/或者蓄电池3)作为电流源进行动作。进而，城镇蓄电池20以及需求方住宅18内的分散电源协作以及协调地支持停电时的配电系统，从而与针对每个需求方住宅18从配电系统解列而进行自主运转的情况相比，能够灵活地应对负载急剧变化(例如，IH烹调加热器及微波炉等高电力设备的使用)等。即，提高管理分区(智慧城镇)内的自主运转的应对能力。
另外，能够实现使用各需求方住宅18的蓄电池3以及城镇蓄电池20这两方的容量的自主运转。因此，对于确保同水平的LCP而所需的需求方住宅18侧的蓄电池容量被削减，所以还能够削减住宅购买时的费用。
特别是，根据各蓄电池3以及城镇蓄电池20的充电电力量(SOC)、太阳能电池1的发电电力量预测以及负载5的消耗电力预测结果，制作城镇蓄电池20以及需求方住宅18侧的分散电源的运转计划，管理智慧城镇整体的供给电力，所以具有即使在各需求方住宅18内的蓄电池3的SOC中存在偏差也能够稳定地实施长时间的自主运转的效果。
当太阳能电池1的发电量预测不准时，虽然抑制太阳能电池1的发电电力，但有可能从城镇蓄电池20进行不必要的放电，但在本实施方式的电力管理系统中，在根据太阳能电池1的发电电力实测值以及状态信息、负载5的消耗电力的实测值及系统互连点处的买卖电力实际值等而判断为抑制太阳能电池1的发电电力的情况下，能够修正城镇蓄电池20的运转计划。
特别是，根据太阳能电池1的发电量预测值及负载5的消耗电力预测值对运转计划实施校正，所以能够实现运转计划制作时的各种预测值的精度的提高，具有虽然太阳能电池1的输出被抑制但能够将如城镇蓄电池20进行放电那样的情形限制到最小限度的效果。
进而，能够根据实际的输出电力(充放电电力)相对于城镇蓄电池20的运转计划的过度或不足，使城镇蓄电池用电力变换装置21输出的交流电压频率(系统频率)变化，并且在各需求方住宅18的分散电源侧，与系统频率的变化相应地，根据基于运转计划的控制目标值来修正太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的控制目标值。
因而，在直至需求方住宅18的运转计划被更新为止的期间，也在能够检测智慧城镇内的供给电力的过度或不足的城镇蓄电池20侧控制交流系统电压的频率，从而能够将电力相对于运转计划的过度或不足状况通知给各需求方住宅18的分散电源侧。其结果，需求方住宅18内的分散电源根据交流系统频率来控制输出(买卖电力)，从而无需进行城镇蓄电池20以及需求方住宅18间的通信，就能够实现智慧城镇内的配电系统的电力的同时同量。
其结果，无需缩短针对每个需求方住宅18制作的分散电源的运转计划的制作周期，就能够等效地依照城镇蓄电池20的运转计划的制作周期，修正分散电源的控制目标值。因而，使需求方住宅18内的实测结果等的收集周期(包括城镇蓄电池20的状态信息的收集)至少比发送到需求方住宅18的运转计划的制作周期短，并且使城镇蓄电池20的运转计划的制作周期比需求方住宅18的分散电源的运转计划的制作周期短，从而不会使CEMS15中的处理负载增大，而虽然太阳能电池1抑制输出，但能够将从城镇蓄电池20放电等情形抑制到最小限度。
进而，特别根据蓄电池3的充电电力量(SOC)来生成通知给需求方住宅18内的蓄电池3的压降特性，从而具体而言，在低SOC的蓄电池3中，能够以与高SOC的蓄电池3相比以距中心频率小的频率变化量产生用于增加充电电力的差分电力的方式，制作压降特性。由此，能够在有多余的智慧城镇内的供给电力时，优先地对低SOC的蓄电池3进行充电。同样地，在高SOC的蓄电池3中，能够以与低SOC的蓄电池3相比以距中心频率小的频率变化量，产生用于增加放电电力的差分电力的方式，制作压降特性。由此，能够在智慧城镇内的供给电力不足时，优先地从高SOC的蓄电池3放电。其结果，当在用于智慧城镇内的电力的同时同量的自主运转中，太阳能电池1的发电量预测值以及/或者负载5的消耗电力预测值产生误差的情况下，也能够对各需求方住宅18的蓄电池3适当地进行充放电。
进而，为了太阳能电池用电力变换装置2、蓄电池用电力变换装置4以及城镇蓄电池用电力变换装置21用而制作的压降特性并不限定于图18～图20的例示。特别是，关于发送到需求方住宅18内的太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的压降特性，只要在智慧城镇内的供给电力过剩的情况下，以在太阳能电池1的发电电力被抑制之前使向蓄电池3的充电电力增加的方式，制作高频侧的压降特性，并且在智慧城镇内的供给电力少的情况下，将开始太阳能电池1的发电电力目标值(PV控制目标值)的增加的系统频率设定成比使蓄电池3的放电电力增加的系统频率高，就能够起到同样的效果。
另外，关于通知给太阳能电池用电力变换装置2的压降特性，还能够在所有的需求方住宅18中设为相同，另一方面，根据城镇蓄电池20的SOC以及各需求方住宅18内的蓄电池的SOC来决定通知给蓄电池3的压降特性。如果这样做，则能够在所有的需求方住宅18中大致同时地开始智慧城镇内的太阳能电池1的发电电力的抑制控制等。另外，关于蓄电池3以及城镇蓄电池20的充电，根据各个蓄电池的SOC来生成压降特性，从而能够优先地从低SOC的蓄电池开始充电。进而，当在所有的蓄电池的充电电力增加之后开始太阳能电池1的输出抑制时，虽然能够充电到蓄电池，但不会抑制太阳能电池1的输出，能够有效利用太阳能电池1的发电电力。
另外，通知给各需求方住宅18的运转计划并不限定于本实施方式中的例示中的各需求方住宅18的系统互连点(屋内配电系统)处的买卖电力，也可以利用运转计划直接决定蓄电池3的充放电电力或者太阳能电池1的发电电力等。或者，关于针对同一需求方住宅18内的太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4而从HEMS7通知的系统互连点处的买卖电力目标值，说明了使通知给蓄电池用电力变换装置4的买卖电力目标值比通知给太阳能电池用电力变换装置2的买卖电力目标值一律小的例子，但并不限定于这样的例示，只要为利用校正传感器误差等后的买卖电力而蓄电池用电力变换装置4的多余电力的充电动作比太阳能电池用电力变换装置2的太阳能电池1的输出抑制动作先开始的指令值，就能够起到同样的效果。
另外，在本实施方式中从太阳能电池用电力变换装置2通知的太阳能电池1的控制模式下判断太阳能电池1的输出抑制的检测，但并不限于此，例如，当然也可以根据设置于同一需求方住宅18内的蓄电池3的充电电力进行判断。具体而言，当然也可以在蓄电池3用能够以当前的SOC进行充电的最大充电电力进行充电的情况下，判断为太阳能电池1进行了输出抑制，在判断为进行了该输出抑制的需求方住宅18的数量为预先决定的基准值以上的情况下，判断为作为城镇整体而进行了输出抑制。
进而，关于太阳能电池1的发电量的推测方法，也并不限定于本实施方式中的例示。例如，关于太阳能电池1的理想的发电电力的计算，在本实施方式中，根据基于设置有太阳能电池1的位置信息(纬度以及经度)信息和设置方位(包括设置角度信息)的太阳能电池1上的日照量的推测而计算出，但此时，当在东西面配置有太阳能电池1的情况等下，能够根据上述信息来推测各个面的日照量，根据各个面的太阳能电池1的容量来推测发电电力。另外，即使将前后两周的28天的各时刻下的最大发电电力用作理想的发电量，也能够起到同样的效果。在该情况下，例如，能够考虑在特定的时间段，附近的建筑物的影子覆盖太阳能电池1等周边的日照环境的影响，所以能够进行更准确的推测。
另外，还能够在多云或下雨天与晴天之间分别地准备发电量推测用的表格。特别是，当在上述东西面设置有太阳能电池1的情况下，在晴天，到达太阳能电池1的直射光成为发电电力的主要成分，但在多云或下雨的情况下，主要是扩散光成为发电电力的主要成分。其结果，太阳能电池1的发电电力针对各时刻的推移(曲线)在晴天与多云或下雨天之间不同。因而，关于多云或下雨天，准备与晴天不同的发电量推测用表格，从而能够提高太阳能电池1的发电电力的推测精度。此外，关于在图35(S186、S187)中说明的发电电力推测系数的计算方法，也并不限定于本实施方式中的例示。
在本实施方式中，说明了依照SOC决定城镇蓄电池20以及需求方住宅18内的蓄电池3之间的充放电电力的按比分配的例子，但还能够通过除此以外的手法来进行按比分配。例如，在向城镇蓄电池20的按比分配被决定之后，向各需求方住宅18内的蓄电池3的充放电电力的按比分配比率也可以依照各蓄电池3的蓄电能量(kWh)而决定。这是因为在停电时，主要对需求方住宅18内的冰箱以及照明等重要负载供给电力，所以对于实现72小时的LCP，积蓄于各蓄电池3的能量的量变得重要。在各需求方住宅18内的蓄电池3的蓄电容量(SOC＝1.0时的积蓄能量)不同的情况下，当仅以SOC来控制按比分配比率时，有可能会从充电电力量小的蓄电池3释放多的电力。例如，设置于需求方住宅18内的固定型蓄电池为2～4(kWh)左右的蓄电容量，但在为电动汽车的情况下，蓄电容量超过20kWh。在该情况下，在电动汽车的车载蓄电池(例如，蓄电容量为24(kWh))的SOC＝0.5、蓄电容量为2(kWh)的固定型蓄电池的SOC＝0.8的情况下，各自的蓄电能量为12(kWh)以及1.6(kWh)。在该情况下，当根据SOC按比分配充放电电力时，使积蓄能量少的固定型蓄电池分担多的放电电力。另一方面，在根据积蓄能量而决定放电电力的按比分配的情况下，能够使电动汽车分担多的放电电力。进而，关于城镇蓄电池20以及各需求方住宅18内的蓄电池3的按比分配，在本实施方式中，也依照需求方住宅18内的蓄电池3的SOC平均值与城镇蓄电池20的SOC之比而计算出按比分配比率，但与上述同样地，能够依照需求方住宅18的蓄电池3的积蓄能量的合计值与城镇蓄电池20的积蓄能量之比，决定按比分配比率。
另外，在本实施方式中，图1中的城镇蓄电池20以及城镇蓄电池用电力变换装置21对应于“主分散电源”的一个实施例。各需求方住宅18中的太阳能电池1以及太阳能电池用电力变换装置2、及蓄电池3以及蓄电池用电力变换装置4分别对应于“分散电源”的一个实施例。另外，配电系统16对应于“第1配电系统”的一个实施例，屋内配电系统10对应于“第2配电系统”的一个实施例。
另外，城镇蓄电池用电力变换装置21的运转计划对应于“第1运转计划”，制作周期的5分钟对应于“第1周期”的一个例子。同样地，需求方住宅18内的分散电源的运转计划对应于“第2运转计划”，制作周期的30分钟对应于“第2周期”的一个例子。另外，图18～图21中的系统频率对应于“交流电压频率”，图18以及图19的差分电力ΔPsb1、ΔPsb2对应于“与交流电压频率相应的修正值”的一个实施例。进而，图20所示的通知给城镇蓄电池用电力变换装置21的压降特性对应于“第1压降特性”。同样地，图18所示的通知给太阳能电池用电力变换装置2的压降特性以及图19所示的通知给蓄电池用电力变换装置4的压降特性分别对应于“第2压降特性”。
进而，电力测量电路61(图2)对应于“测量器”的一个实施例，通信电路151(图3)对应于“通信部”的一个实施例，信息收集电路152(图3)对应于“信息收集部”的一个实施例。发电电力预测电路(图3)对应于“发电电力预测部”的一个实施例，消耗电力预测电路158(图3)对应于“消耗电力预测部”的一个实施例。运转计划制作电路160(图3)对应于“运转计划制作部”的一个实施例，数据发送管理电路153(图3)对应于“发送管理部”的一个实施例。另外，太阳能电池输出抑制判断电路1656(图7)对应于“输出抑制判断部”的一个实施例。第10控制电路609(图14以及图16)对应于“第1控制部”的一个实施例，第2控制电路209(图9以及图11)以及第4控制电路409(图9以及图13)分别对应于“第2控制部”的一个实施例。
另外，在本实施方式中，说明了如图1所示将城镇蓄电池20连接于电杆上变压器9的一次侧，在电杆上变压器9的二次侧配置有需求方住宅18的情况，但并不限于此，当然也可以不经由电杆上变压器9而将城镇蓄电池20的输出连接于需求方住宅18。具体而言，在由20个左右的需求方构成管理分区的情况下，只要将城镇蓄电池20的输出连接于图1所示的电杆上变压器9的二次侧，将电杆上变压器9以下作为管理分区而在停电时按照上述要点协调控制城镇蓄电池20和需求方分散电源(太阳能电池用电力变换装置2、以及蓄电池用电力变换装置4)，当然能够起到同样的效果。
进而，在本实施方式中，说明了与在停电时对各需求方供给电力的自主运转控制有关的情况，但当然即使例如由山区的农村区域的几十户构成微电网，将本系统应用于向离网的城镇的电力供给，也具有能够对各需求方稳定地供给电力，并且能够使作为配电系统装备的蓄电池及太阳能电池、热电联产等的产能设备的容量最佳化的效果。
变形例的说明.
此外，在本实施方式中，为了易于理解说明，说明了如图3～图11以及图27所示由硬件(H/W)构成太阳能电池用电力变换装置2以及蓄电池用电力变换装置4的控制电路的情况，但即使通过安装于CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)上的软件(S/W)来实现各块所记载的各块或者一部分的块的功能，也能够实现同样的控制功能。或者，还能够关于至少一部分的块，通过软件以及硬件的功能分割来实现同样的控制功能。
本次公开的实施方式应被认为在所有的点是例示，并非限制性的。本发明的范围不是通过上述说明示出，而是通过权利要求书示出，意图包含与权利要求书同等的意义以及范围内的所有的变更。

Claims (21)

1.一种管理分区的电力管理系统，该管理分区设置有在停电时将交流电压供给到第1配电系统的主分散电源和包括产能设备的多个分散电源，其中，所述电力管理系统具备：
测量器，测量经由第2配电系统而与所述多个分散电源分别电连接的负载的消耗电力，所述第2配电系统经由变压器而与所述第1配电系统连接；
通信部，与所述主分散电源、所述多个分散电源的各个分散电源以及所述测量器进行通信；
信息收集部，经由所述通信部收集由所述测量器测量出的消耗电力、及所述主分散电源以及所述多个分散电源的各个分散电源的状态信息；
发电电力预测部，预测所述多个分散电源中的所述产能设备的发电电力；
消耗电力预测部，预测停电时的所述负载中的消耗电力；
运转计划制作部，根据由所述信息收集部收集到的、由所述发电电力预测部预测出的发电电力预测结果，由所述消耗电力预测部预测出的消耗电力预测结果、所述状态信息以及由所述测量器测量出的实际消耗电力结果，制作应对停电的自主运转时的用于控制所述主分散电源的第1运转计划以及用于控制所述多个分散电源的第2运转计划；以及
发送管理部，在所述自主运转时，经由所述通信部将所述第1运转计划发送到所述主分散电源，并且将所述第2运转计划发送到所述多个分散电源的各个分散电源，
在所述自主运转时，所述第1运转计划每隔第1周期而被更新并被发送到所述主分散电源，该第1周期设定为基于所述信息收集部的信息收集周期以上，另一方面，所述第2运转计划每隔比所述第1周期长的第2周期而被更新并被发送到所述多个分散电源的各个分散电源，
所述主分散电源包括第1控制部，该第1控制部根据相对于所述主分散电源中的依照所述第1运转计划的电力收支的过度或不足电力，使从所述主分散电源输出到所述第1配电系统的交流电压频率变化，
所述多个分散电源的各个分散电源包括第2控制部，该第2控制部依照对所述第2运转计划加上与所述第2配电系统的交流电压频率相应的修正值而得到的控制目标值，控制所述分散电源的输出。
2.一种管理分区的电力管理系统，该管理分区设置有在停电时将交流电压供给到第1配电系统的主分散电源和包括产能设备的多个分散电源，其中，所述电力管理系统具备：
信息收集部，收集经由第2配电系统而与所述多个分散电源的各个分散电源电连接的负载的消耗电力、及所述主分散电源以及所述多个分散电源的各个分散电源的状态信息，所述第2配电系统与所述第1配电系统连接；
发电电力预测部，预测所述多个分散电源中的所述产能设备的发电电力；
消耗电力预测部，预测停电时的所述负载的消耗电力；以及
运转计划制作部，根据由所述信息收集部收集到的、由所述发电电力预测部预测出的发电电力预测结果、由所述消耗电力预测部预测出的消耗电力预测结果、所述状态信息以及所述负载的实际消耗电力结果，制作应对停电的自主运转时的用于控制所述主分散电源的第1运转计划以及用于控制所述多个分散电源的第2运转计划，
在所述自主运转时，所述第1运转计划每隔第1周期而被更新并被发送到所述主分散电源，该第1周期设定为基于所述信息收集部的信息收集周期以上，另一方面，所述第2运转计划每隔比所述第1周期长的第2周期而被更新并被发送到所述多个分散电源的各个分散电源，
所述主分散电源包括第1控制部，该第1控制部根据相对于所述主分散电源中的依照所述第1运转计划的电力收支的过度或不足电力，使从所述主分散电源输出到所述第1配电系统的交流电压频率变化，
所述多个分散电源的各个分散电源包括第2控制部，该第2控制部依照对所述第2运转计划加上与所述第2配电系统的交流电压频率相应的修正值而得到的控制目标值，控制所述分散电源的输出。
3.根据权利要求1所述的电力管理系统，其中，
所述第2周期被设定为所述第1周期的整数倍，
所述电力管理系统还具备输出抑制判断部，该输出抑制判断部根据由所述信息收集部收集到的所述状态信息以及所述实际消耗电力结果，判断所述产能设备的发电电力是否被抑制，
所述运转计划制作部每隔所述第2周期而制作所述第1运转计划，并且在直至经过所述第2周期为止的期间，在由所述输出抑制判断部判断为所述产能设备的发电电力被抑制的情况下，以抑制来自所述主分散电源的输出电力的方式或者以增加所述主分散电源所包含的蓄能设备的积蓄能量的方式，每隔所述第1周期而变更所述第1运转计划。
4.根据权利要求2所述的电力管理系统，其中，
所述第2周期被设定为所述第1周期的整数倍，
所述电力管理系统还具备输出抑制判断部，该输出抑制判断部根据由所述信息收集部收集到的所述状态信息以及所述实际消耗电力结果，判断所述产能设备的发电电力是否被抑制，
所述运转计划制作部每隔所述第2周期而制作所述第1运转计划，并且在直至经过所述第2周期为止的期间，在由所述输出抑制判断部判断为所述产能设备的发电电力被抑制的情况下，以抑制来自所述主分散电源的输出电力的方式或者以增加所述主分散电源所包含的蓄能设备的积蓄能量的方式，每隔所述第1周期而变更所述第1运转计划。
5.根据权利要求3所述的电力管理系统，其中，
在由所述输出抑制判断部判断为所述产能设备的发电电力被抑制的情况下，所述运转计划制作部依照所述发电电力的抑制量推测值，以抑制来自所述主分散电源的输出电力的方式或者以增加所述主分散电源所包含的所述蓄能设备的积蓄能量的方式，修正所述第1运转计划。
6.根据权利要求3所述的电力管理系统，其中，
所述产能设备的控制模式具有在发电电力的最大动作点进行运转的第1控制模式和控制所述发电电力的第2控制模式，
所述输出抑制判断部使用所述产能设备的所述控制模式来判断所述产能设备的发电电力是否被抑制。
7.根据权利要求4所述的电力管理系统，其中，
所述产能设备的控制模式具有在发电电力的最大动作点进行运转的第1控制模式和控制所述发电电力的第2控制模式，
所述输出抑制判断部使用所述产能设备的所述控制模式来判断所述产能设备的发电电力是否被抑制。
8.根据权利要求5所述的电力管理系统，其中，
所述产能设备的控制模式具有在发电电力的最大动作点进行运转的第1控制模式和控制所述发电电力的第2控制模式，
所述输出抑制判断部使用所述产能设备的所述控制模式来判断所述产能设备的发电电力是否被抑制。
9.根据权利要求3所述的电力管理系统，其中，
所述分散电源还包括蓄能设备，该蓄能设备经由所述第2配电系统而与所述产能设备连接，
所述输出抑制判断部使用所述分散电源所包括的所述蓄能设备的充电电力，判断所述产能设备的发电电力是否被抑制。
10.根据权利要求4所述的电力管理系统，其中，
所述分散电源还包括蓄能设备，该蓄能设备经由所述第2配电系统而与所述产能设备连接，
所述输出抑制判断部使用所述分散电源所包括的所述蓄能设备的充电电力，判断所述产能设备的发电电力是否被抑制。
11.根据权利要求5所述的电力管理系统，其中，
所述分散电源还包括蓄能设备，该蓄能设备经由所述第2配电系统而与所述产能设备连接，
所述输出抑制判断部使用所述分散电源所包括的所述蓄能设备的充电电力，判断所述产能设备的发电电力是否被抑制。
12.根据权利要求1所述的电力管理系统，其中，
根据所述过度或不足电力而规定所述交流电压频率的第1压降特性每隔所述第1周期而从所述运转计划制作部发送到所述主分散电源，
在所述多个分散电源中根据所述交流电压频率而规定所述修正值的第2压降特性每隔所述第2周期而从所述运转计划制作部发送到所述多个分散电源。
13.根据权利要求2所述的电力管理系统，其中，
根据所述过度或不足电力而规定所述交流电压频率的第1压降特性每隔所述第1周期而从所述运转计划制作部发送到所述主分散电源，
在所述多个分散电源中根据所述交流电压频率而规定所述修正值的第2压降特性每隔所述第2周期而从所述运转计划制作部发送到所述多个分散电源。
14.根据权利要求12所述的电力管理系统，其中，
所述分散电源还包括蓄能设备，该蓄能设备经由所述第2配电系统而与所述产能设备连接，
所述第2压降特性在所述产能设备以及所述蓄能设备之间分别地设定。
15.根据权利要求14所述的电力管理系统，其中，
以使得用于产生增加来自所述蓄能设备的放电电力的所述修正值的频率变化量在积蓄能量多的所述蓄能设备中小于所述积蓄能量少的所述蓄能设备的方式制作所述蓄能设备的所述第2压降特性，且以使得用于产生增加所述积蓄能量的充电电力的所述修正值的频率变化量在所述积蓄能量少的所述蓄能设备中小于所述积蓄能量多的所述蓄能设备的方式制作所述蓄能设备的所述第2压降特性。
16.根据权利要求1～15中的任意一项所述的电力管理系统，其中，
所述多个分散电源的各个分散电源、所述负载以及所述第2配电系统针对所述管理分区内的每个需求方而配置，
所述第2运转计划规定从各所述需求方的所述分散电源向所述第2配电系统的买卖电力。
17.根据权利要求1～8、12以及13中的任意一项所述的电力管理系统，其中，
所述分散电源还包括蓄能设备，该蓄能设备经由所述第2配电系统而与所述产能设备连接，
所述控制目标值包括从所述产能设备向所述第2配电系统的买卖电力目标值和从所述蓄能设备向所述第2配电系统的买卖电力目标值，
被加上所述修正值之前的所述控制目标值在所述产能设备中被设定为比所述分散电源所包括的所述蓄能设备靠卖电侧的值。
18.根据权利要求9～11、14以及15中的任意一项所述的电力管理系统，其中，
所述控制目标值包括从所述产能设备向所述第2配电系统的买卖电力目标值和从所述蓄能设备向所述第2配电系统的买卖电力目标值，
被加上所述修正值之前的所述控制目标值在所述产能设备中被设定为比所述分散电源所包括的所述蓄能设备靠卖电侧的值。
19.根据权利要求1、2以及9～15中的任意一项所述的电力管理系统，其中，
所述第2周期被设定为所述第1周期的整数倍。
20.根据权利要求16所述的电力管理系统，其中，
所述第2周期被设定为所述第1周期的整数倍。
21.根据权利要求17所述的电力管理系统，其中，
所述第2周期被设定为所述第1周期的整数倍。
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