JP2003289627A - エネルギー需給方法、エネルギー需給システム、需要側装置、管理側装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のエネルギー需給システムでは、エネル
ギーコストを低下させることができなかった。 【解決手段】 燃料電池１１、蓄電装置１２、および配
電設備１３を有する需要側１０と、管理側１との間のエ
ネルギー需給方法において、前記燃料電池１１から生成
されるエネルギー量のデータ、蓄電装置１２に蓄積され
るエネルギー量のデータ、および配電設備１３において
消費されるエネルギー量のデータを、管理側１に送り、
前記送られたデータからエネルギーの必要度と、前記エ
ネルギーを供給する需要側１０と、前記エネルギーを受
け入れる需要側２０を決定し、前記エネルギーを供給す
る需要側１０から、前記エネルギーを受け入れる需要側
２０へエネルギーを移動するシステム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分散型エネルギー
生成装置、エネルギー蓄積装置、およびエネルギー消費
設備を有する需要側と、管理側との間のエネルギー需給
方法、エネルギー需給システム、需要側装置、管理側装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池、コージェネレーションシステ
ム等の分散型電源を設置している需要家においては、分
散型電源による供給量と需要家内における需要量との間
には差があるのが一般的である。例えば、太陽光発電、
風力発電は、天候により電力の供給量が大きく変化す
る。また、需要家内の需要電力も、時間帯、曜日、季
節、消費設備の稼動状況等によって大きく変動すること
がある。このように、分散型電源を設置している需要家
においては、電力の供給量と需要量とのバランスは常に
不安定であり、このような需要家は、それぞれ個別に、
分散型電源による電力の供給量が大きい場合は、余剰電
力を電力会社へ売電という形態で供給し、分散型電源に
よる電源による電力だけでは不足する場合は、電力会社
から補給という形態で不足する電力を購入していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、分散型電源を
設置している需要家から電力会社へ売電は、あくまで需
要家側の都合によるものであるため、売却電力の価格
は、安く抑えられてしまうため、分散型電源を使用して
発電するコストが高くなる要因となっていた。また逆に
分散型電源を設置している需要家が、電力会社から不足
する電力を購入することもあくまで需要家側の都合であ
るため、購入電力の価格は高くなり、電力コストが高く
なる要因であった。

【０００４】電力会社への売電、または電力会社からの
買電を避けるためには、例えば、需要に応じて発電機を
部分負荷運転にする、または必要に応じて起動、停止を
する、ということが考えられる。しかし、発電機を部分
負荷運転にすると、発電効率が低下し、起動、停止を繰
り返すと、その都度発電機に過剰な負担がかかり、メン
テナンスコストの上昇を伴う、など充分に発電コストを
低下させることはできなかった。

【０００５】また、別の方法として、蓄電装置、または
発電した余剰電力を熱の形態で蓄える畜熱装置を導入す
ることも考えられる。しかし、需要家における電力の供
給量と需要量の大きな差を埋めるためには、充分に大き
な容量の蓄電装置、畜熱装置が必要とされ、このような
オーバースペックの蓄電装置、畜熱装置を導入すること
は、発電コストを低下させるということにはつながらな
かった。

【０００６】本発明は、上記の課題を考慮し、エネルギ
ーコストを低下させることができる、エネルギー需給方
法、エネルギー需給システム、需要側装置、または管理
側装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の本発明（請求項１
に対応）は、分散型エネルギー生成装置、エネルギー蓄
積装置、およびエネルギー消費設備を有する需要側と、
管理側との間のエネルギー需給方法において、前記分散
型エネルギー生成装置から生成されるエネルギー量のデ
ータ、前記エネルギー蓄積装置に蓄積されるエネルギー
量のデータ、および前記エネルギー消費設備において消
費されるエネルギー量のデータを、前記管理側に送り、
前記送られたデータからエネルギーの必要度と、前記エ
ネルギーを供給する需要側と、前記エネルギーを受け入
れる需要側とを決定し、前記エネルギーを供給する需要
側から、前記エネルギーを受け入れる需要側へエネルギ
ーを移動するエネルギー需給方法である。

【０００８】第２の本発明（請求項２に対応）は、前記
エネルギーの必要度によって前記エネルギーの価格が決
定される、第１の本発明のエネルギー需給方法である。

【０００９】第３の本発明（請求項３に対応）、分散型
エネルギー生成装置、エネルギー蓄積装置、およびエネ
ルギー消費設備を有する需要側と、管理側との間のエネ
ルギー需給方法において、前記分散型エネルギー生成装
置から生成されるエネルギー量のデータ、前記エネルギ
ー蓄積装置に蓄積されるエネルギー量のデータ、および
前記エネルギー消費設備において消費されるエネルギー
量のデータから移動されるべきエネルギーの量と価格を
仮決めし、複数の需要側から、前記移動されるべきエネ
ルギーの仮決めされた価格、およびエネルギー量に関す
る情報を、前記管理側に伝達し、前記伝達された情報か
ら、前記管理側は、前記エネルギーを供給する需要側
と、前記エネルギーを受け入れる需要側と、前記エネル
ギーの価格と量とを決定し、前記価格に基づいて前記エ
ネルギーを供給する需要側から、前記エネルギーを受け
入れる需要側へ、エネルギーを移動させるエネルギー需
給方法である。

【００１０】第４の本発明（請求項４に対応）、分散型
エネルギー生成装置、エネルギー蓄積装置、エネルギー
消費設備、ならびに前記分散型エネルギー生成装置、前
記エネルギー蓄積装置、および前記エネルギー消費設備
に接続された需要側装置、を有する複数の需要側が設け
られ、所定の需要側の、分散型エネルギー生成装置、エ
ネルギー蓄積装置、エネルギー消費設備に入出力される
エネルギー量の値を格納する第１格納手段と、前記第１
格納手段に格納されたエネルギー量の値から、そのエネ
ルギーの供給または受け入れの必要度を算出する第１演
算手段と、前記所定の需要側における必要度と、他の需
要側における必要度とから、前記エネルギーを供給する
需要側および前記エネルギーの供給を受ける需要側を決
定する第２演算手段と、を備え、前記エネルギーを供給
する需要側から、前記エネルギーの供給を受ける需要側
へ、前記エネルギーを移動させる指令を出す管理側装置
を有する管理側が設けられた、エネルギー需給システム
である。

【００１１】第５の本発明（請求項５に対応）は、前記
エネルギーの供給の必要度は、前記分散型エネルギー生
成装置から出力されるエネルギー量から前記エネルギー
消費設備に入力されるエネルギー量を引いた値を、前記
エネルギー蓄積装置の蓄積余裕量で除算した値とし、前
記エネルギーの受け入れの必要度は、前記分散型エネル
ギーから出力されるエネルギー量から前記エネルギー消
費設備に入力されるエネルギー量を引いた値を、前記エ
ネルギー蓄積装置に蓄積されているエネルギー量で除算
した値とする、第４の本発明のエネルギー需給システム
である。

【００１２】第６の本発明（請求項６に対応）は、前記
第１演算手段は、さらに前記所定の需要側の必要度と移
動されるべきエネルギー量から前記エネルギーの価格の
仮決めを行ない、前記所定の需要側が前記仮決めされた
価格と前記移動されるべきエネルギー量とを、前記管理
側に伝達し、前記第２演算手段が、複数の需要側から送
信された仮決めされた価格と移動されるべきエネルギー
量とから、前記移動されるべきエネルギーの価格と量と
を算出し、前記管理側装置が、前記第２演算手段により
算出されたエネルギーの価格と量を、前記エネルギーを
供給する需要側、および前記エネルギーの供給を受ける
需要側へそれぞれ通知し、前記エネルギーを供給する需
要側から、前記エネルギーの供給を受ける需要側へ、前
記量のエネルギーを移動させる指令を出す、第４または
第５の本発明のエネルギー需給システムである。

【００１３】第７の本発明（請求項７に対応）は、さら
に前記エネルギー量の予測値を格納する第２格納手段を
有し、前記第１演算手段は、前記第２格納手段に格納さ
れた予測値をさらに参照して必要度を算出する、第４〜
６の本発明のいずれかのエネルギー需給システムであ
る。

【００１４】第８の本発明（請求項８に対応）は、前記
複数の需要側における必要度を平準化させる、第４〜７
の本発明のいずれかのエネルギー需給システムである。

【００１５】第９の本発明（請求項９に対応）は、前記
エネルギーは電気であり、前記需要側は、さらに前記分
散型エネルギー生成装置、前記エネルギー蓄積装置、お
よび前記エネルギー消費設備と、商用電力系統とを接続
する受電装置を有し、前記第１格納手段は、前記受電装
置に入出力された電力データをさらに格納し、前記第１
演算手段は、前記第１格納手段に格納された電力データ
をさらに参照して前記移動されるべきエネルギー量が決
定される、第４〜８の本発明のいずれかのエネルギー需
給システムである。

【００１６】第１０の本発明（請求項１０に対応）は、
需要側に設けられ、前記分散型エネルギー生成装置、前
記エネルギー蓄積装置、および前記エネルギー消費設備
に接続され、前記分散型エネルギー生成装置、前記エネ
ルギー蓄積装置、および前記エネルギー消費設備に入出
力されるエネルギー量の値を格納する第１格納手段を有
し、管理側装置の第１演算手段においてそのエネルギー
の供給または受け入れの必要度が算出され、前記管理側
装置の第２演算手段において前記所定の需要側における
必要度と、他の需要側における必要度とから、前記エネ
ルギーを供給する需要側および前記エネルギーの供給を
受ける需要側が決定され、前記エネルギーを供給する需
要側から、前記エネルギーの供給を受ける需要側へ、前
記エネルギーを移動させる指令を管理側装置から受け
る、需要側装置である。

【００１７】第１１の本発明（請求項１１に対応）は、
複数の需要側に設けられ、分散型エネルギー生成装置、
エネルギー蓄積装置、エネルギー消費設備、に接続さ
れ、所定の需要側の、分散型エネルギー生成装置、エネ
ルギー蓄積装置、エネルギー消費設備に入出力されるエ
ネルギー量の値を格納する第１格納手段を有する、需要
側装置から前記エネルギー量の値が送信され、前記送信
されたエネルギー量の値から、そのエネルギーの供給ま
たは受け入れの必要度を算出する第１演算手段と、前記
所定の需要側における必要度と、他の需要側における必
要度とから、前記エネルギーを供給する需要側および前
記エネルギーの供給を受ける需要側を決定する第２演算
手段と、を備え、前記エネルギーを供給する需要側か
ら、前記エネルギーの供給を受ける需要側へ、前記エネ
ルギーを移動させる指令を出す管理側装置である。

【００１８】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１に、実施の
形態１の本発明のエネルギー需給システムの構成を示
す。

【００１９】本発明の需要側の一例である需要側１０に
は、本発明の分散型エネルギー生成装置の一例である燃
料電池１１、本発明のエネルギー蓄積装置の一例である
蓄電装置１２、本発明のエネルギー消費設備の一例であ
る配電設備１３、ならびに燃料電池１１、蓄電装置１
２、および配電設備１３に接続された本発明の需要側装
置１８が設置されている。配電設備１３の下流には、種
々の電力消費機器（図示せず）が接続されている。

【００２０】燃料電池１１、蓄電装置１２、および配電
設備１３は、遮断器１７’を介して送電母線６に接続さ
れ、また商用配電系統７にも、遮断器１４’および計量
メータ１４’を有する受電装置１６’を介して接続され
ている。また、燃料電池１１、蓄電装置１２、配電設備
１３には、計量メータ１１’、１２’１３’が設置され
ている。そして、燃料電池１１、蓄電装置１２、配電設
備１３、受電装置１６’、遮断器１７’は、本発明の需
要側装置の一例である需要側装置１８に設置されたイン
ターフェース１７に接続されている。需要側装置１８の
内部において、インターフェース１７は、ＣＰＵ１５に
接続され、ＣＰＵ１５は、本発明の第１格納手段の一例
である記憶装置１６に接続されている。またＣＰＵ１５
は、通信装置１４に接続され、通信装置１４は、公衆通
信回線または専用通信回線などの電気通信回線５を介し
て、本発明の管理側の一例である管理側１に設置された
本発明の管理側装置の一例である管理側装置８の通信装
置４に接続されている。

【００２１】また、本発明の他の需要側の一例である需
要側２０には、本発明の分散型エネルギー生成装置の一
例である燃料電池２１、本発明のエネルギー蓄積装置の
一例である蓄電装置２２、本発明のエネルギー消費設備
の一例である配電設備２３、ならびに燃料電池２１、蓄
電装置２２、および配電設備２３に接続された本発明の
需要側装置２８が設置されている。配電設備２３の下流
には、種々の電力消費機器（図示せず）が接続されてい
る。

【００２２】燃料電池２１、蓄電装置２２、および配電
設備２３は、遮断器２７’を介して送電母線６に接続さ
れ、また商用配電系統７にも遮断器２４’および計量メ
ータ２４’を有する受電装置２６’を介して接続されて
いる。また、燃料電池２１、蓄電装置２２、配電設備２
３には、計量メータ２１’、２２’、２３’が設置され
ている。そして、燃料電池２１、蓄電装置２２、配電設
備２３、受電装置２６’、遮断器２７’は、本発明の需
要側装置の一例である需要側装置２８に設置されたイン
ターフェース２７に接続されている。需要側装置２８の
内部において、インターフェース２７は、ＣＰＵ２５に
接続され、ＣＰＵ２５は、本発明の第１格納手段の一例
である記憶装置２６に接続されている。またＣＰＵ２５
は、通信装置２４に接続され、通信装置２４は、公衆通
信回線または専用通信回線などの電気通信回線５を介し
て、管理側１に設置された管理側装置８の通信装置４に
接続されている。

【００２３】このように、管理側装置８には、需要側１
０、需要側２０以外の需要側も含めて複数（ｎ個）の需
要側の需要側装置が接続されている。そして、管理側装
置８の内部において、通信装置４は、本発明の第１演算
手段の一例であるＣＰＵ２に接続されている。なお、Ｃ
ＰＵ２は、本発明の第２演算手段も兼ねている。そして
ＣＰＵ２は、記憶装置３に接続されている。

【００２４】次に上記の構成のエネルギー需給システム
の動作について説明する。

【００２５】需要側１０において、燃料電池１１の本発
明のエネルギー量の値の一例である発電出力値（ｋＷ）
が計量メータ１１’により計量され、その値（データ）
は需要側装置１８のインターフェース１７を介して、Ｃ
ＰＵ１５に伝達される。ＣＰＵ１５は、伝達された発電
出力値を本発明の第１格納手段の一例である記憶装置１
６に格納する。以下の説明では、燃料電池１０および他
の需要側における燃料電池は全負荷運転をしているもの
とする。また、蓄電装置１２の本発明のエネルギー量の
一例である蓄電量値（ｋＷｈ）が計量メータ１２’によ
り計量され、同様にその値は記憶装置１６に格納され、
配電設備１３の本発明のエネルギー量の一例である消費
電力（ｋＷ）が、計量メータ１３’により計量され、同
様にその値は記憶装置１６に格納される。また、受電装
置１４’における遮断器１４’、燃料電池１１等と送電
母線６とを接続する遮断器１７’は、最初は開放されて
いるとして説明を行う。

【００２６】次にＣＰＵ１５は、記憶装置１６に格納さ
れた各エネルギー量のデータを、通信装置１４、電気通
信回線５を介して、管理側１の管理側装置８に設置され
ている通信装置４に送信する。ＣＰＵ２は送信されたデ
ータを一旦、記憶装置３に格納する。次に、ＣＰＵ２
は、格納された各エネルギーのデータから必要度を算出
する。

【００２７】必要度（Ｎ）は、次の式（１）

【００２８】

【数１】 により、決定される。ここで、Ｇ１０は需要側１０にお
いて発電される電力（すなわち燃料電池１１で発電され
る電力、ｋＷ）であり、Ｃ１０は、需要側１０において
消費される電力（すなわち配電設備１３で消費される消
費電力、ｋＷ）であり、Ｓ１０は、需要側１０で蓄電さ
れている電力量（すなわち蓄電装置１３で蓄電されてい
る電力量、ｋＷｈ）であり、またＳＭＡＸ１０は、需要
側１０に蓄電される得る最大蓄電量（すなわち蓄電装置
１３の最大蓄積電力量、ｋＷｈ）であり、ＳＭＡＸ−Ｓ
１０は、蓄積装置１３の蓄積余裕量を示す。（ＳＭＡＸ
１０は、あらかじめ管理側装置８の記憶装置３、または
需要側装置１８の記憶装置１６に格納されているものと
する。） 上式のようにＧ１０＜Ｃ１０のとき（すなわち、需要側
１０における発電電力よりも消費電力が大きいとき）
は、蓄電装置１３からは電力が放電されるが、蓄電装置
１３の蓄電量が無くなるまでの時間の逆数を必要度とす
る。すなわち必要度がマイナスの値でその絶対値が大き
くなるほど、電力が逼迫しており、電力を外部から需要
側１０に供給される必要が高い（すなわち電力の受け入
れの必要度が高い）ことを示す。

【００２９】また、Ｇ１０＞Ｃ１０のとき（すなわち、
需要側１０における発電電力よりも消費電力が小さいと
き）は、蓄電装置１３に電力が充電されるが、蓄電装置
１３の蓄電余裕量が無くなるまでの時間の逆数を必要度
とする。すなわち必要度がプラスの値でその絶対値が大
きくなるほど、電力が余剰生成されており、電力を需要
側１０から外部に供給する必要が高い（すなわち電力の
供給の必要度が高い）ことを示す。

【００３０】以上のようにして、需要側２０を含むｎ個
の需要側から各データが管理側装置８の記憶装置３に格
納される。そして、ＣＰＵ２は、プラス側でその絶対値
が最も大きい値のＮ値に対応する需要側を、エネルギー
を供給する需要側と特定し、マイナス側でその絶対値が
最も大きい値のＮ値に対応する需要側を、エネルギーの
供給を受ける需要側と特定する。そして、ＣＰＵ２は、
通信装置４、電気通信回線５を介して、それぞれの需要
側の需要側装置に送信する。

【００３１】例えば、エネルギーを供給する需要側を需
要側１０とし、エネルギーの供給を受ける需要側を需要
側２０と仮定すると、需要側１０のＣＰＵ１５は、管理
側装置８からの指示を受け、遮断器１７’を閉鎖（すな
わち接続）する指示を出す。そして、需要側２０のＣＰ
Ｕ２５は、管理側装置８からの指示を受け、遮断器２
７’を閉鎖する指示を出す。このようにして、需要側１
０から需要側２０に電力が供給され、その結果、電力の
過不足が緩和される。このとき、需要側１０、２０に対
応するＮ値（Ｎ１０、Ｎ２０）を次の式（２）のように
更新する。

【００３２】

【数２】 ここで、Ｒは両需要側の間で供給された電力（ｋＷ）を
示す。このように両方の需要側において、必要度（Ｎ）
が低下し、低下されたＮ値によって記憶装置３に格納さ
れていた以前のＮ値が更新される。

【００３３】次に管理側装置８のＣＰＵ２は、この状態
で記憶装置３に格納されているＮ値について、上記と同
様の動作を繰り返し、次に電力が逼迫している需要側
と、電力が過剰に生成されている需要側とを特定し、同
様にして電力の融通を行うように指示を出す。

【００３４】上記の動作を繰り返すことによって、各Ｎ
値は、時間の経過とともに均一化されてゆく。すなわ
ち、各需要側における蓄電力量の増減速度のアンバラン
スが解消される。ここで、各Ｎ値がマイナス側で均一化
されているときは、ｎ個の需要側全体（以下需要側ネッ
トワークという）で、電力が不足していることを示して
いるので、管理側装置８のＣＰＵ２は、いずれかの需要
側の受電装置における遮断器（たとえば遮断器１４’）
を投入し、商用配電系統７と連係を取り、不足分の電力
を電力会社から購入する。そして、各Ｎ値がゼロになれ
ば、遮断器１４’を開放し、商用配電系統７との連係を
解除する。

【００３５】また逆に、各Ｎ値がプラス側で均一化され
ているときは、需要側ネットワークで電力が余剰に生成
されていることを示しているので、管理側装置８のＣＰ
Ｕ２は、いずれかの受電装置における遮断器（例えば遮
断器２４’）を投入し、商用配電系統７と連係を取り、
過剰分の電力を電力会社に売却する。そして、各Ｎ値が
ゼロになれば、遮断器２４’を開放し、商用配電系統７
との連係を解除する。

【００３６】このようにすることにより、需要側ネット
ワークにおいて、効率的に電力を融通することができる
ので、電力会社から電力を購入すること、および電力会
社に電力を売却すること、を最小限に抑えることがで
き、需要側ネットワーク全体として、電力料金を安く抑
えることができる。

【００３７】また、個々の需要側にとっても、燃料電池
の効率が低下する部分負荷運転、および起動発停の繰り
返しを避けることができるので電力コストを低下させる
ことができるとともに、部分負荷運転、起動発停に伴
う、燃料電池への負荷を削減することができるので、燃
料電池のメンテナンスコストを低減させることもでき
る。

【００３８】また、個々の需要側において、電力の欠乏
時、過剰時、のいずれの場合においても迅速に自動的に
電力の融通がされるので、オーバースペックの蓄電装置
が必要とされず、各受容側における燃料電池に合ったス
ペックの蓄電装置があればよく、蓄電装置の初期投資費
用を削減することができる。従って、需要側ネットワー
クに後から参入する需要側は、需要側ネットワークの電
力使用状況を検討しながら設備の導入を進めることがで
きるので、無駄な投資を抑制することができる。

【００３９】また、ネットワーク全体でエネルギーの利
用効率を上昇させることができるので、無駄なエネルギ
ーを使用することがなくなり、環境負荷を低減させるこ
とができる。

【００４０】なお、上記の説明では、各Ｎ値がプラス側
で均一化されるときは、電力会社に電力を売却する、と
して説明したが、その代わりに所定の燃料電池を回数を
制限した条件で停止させてもよい。または、売電をする
ことによるデメリットよりも損失が小さいという条件付
きで所定の燃料電池を部分負荷運転に移行させてもよ
い。 （実施の形態２）図２は、本発明の実施の形態２のエネ
ルギー需給システムの構成を示す。

【００４１】本実施の形態のエネルギー需給システムに
おいて、本発明の第１演算手段は、管理側装置８のＣＰ
Ｕ１０２ではなく、需要側装置１８のＣＰＵ１１５に含
まれる点が、実施の形態１と異る。また、記憶手段その
他の点は、実施の形態１と同一でり、その説明を省略す
る。

【００４２】次に、本実施の形態のエネルギー需給シス
テムの動作を説明する。需要側１０において、燃料電池
１１により発電された発電電力値（ｋＷ）、蓄電装置１
２に蓄電されている蓄電量（ｋＷｈ）、配電設備１３に
より消費されている消費電力（ｋＷ）、が上記と同様に
ＣＰＵ１１５に伝達され、ＣＰＵ１１５は、伝達された
発電電力値（ｋＷ）、蓄電量（ｋＷｈ）、消費電力（ｋ
Ｗ）、のデータを記憶装置１６に格納する。

【００４３】次にＣＰＵ１１５は、格納されたデータか
ら、本発明の移動されるべきエネルギー量の一例であ
る、需要側１０における不足電力ＥＮまたは余剰電力Ｅ
Ｓを式（３）から算出する。

【００４４】

【数３】 次にＣＰＵ１１５は、式（１）を用いて必要度Ｎを算出
する。そしてＣＰＵ１１５は、算出されたＥＮ１０、Ｅ
Ｕ１０に、価格付け（価格の仮決め）を行う。価格付け
は、適当な関数Ｐ１０（Ｅ，Ｎ）により行われる。ここ
でＥは、不足電力ＥＮまたは余剰電力ＥＵを表す。関数
Ｐ１０（Ｅ，Ｎ）は、需要側１０独自のものであり、同
じＥ値、Ｎ値に対しても他の需要側の値（例えばＰ２０
（Ｅ，Ｎ））とは異なり得る。例えば、蓄電装置１３に
余力がある場合は、蓄電装置貸料金を考慮して価格を決
定することができる。また、逆に蓄電装置１３に余力が
無いときは、他の需要側の蓄電装置借料金を考慮して価
格を決めることもできる。このようにして各需要側にお
いて、不足電力値または余剰電力値、およびそれらに対
応する価格が仮に決められる。

【００４５】ＣＰＵ１１５は、このようにして算出した
電力Ｅ１０と価格Ｐ１０とを管理側装置８のＣＰＵ１０
２に送信する。ＣＰＵ１０２は、各受容側から送信され
た電力と価格を図３に示すように並べ替える。ここでＰ
１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ１’、Ｐ２’、Ｐ３’は価格を表
し、Ｐ３＜Ｐ２＜Ｐ１＜Ｐ１’＜Ｐ２’＜Ｐ３’であ
る。また、そして例えばＥＮＣは、価格Ｐ１でＥＮＣ
（ｋＷ）の需要（すなわち買い）があり、ＥＵＤは、価
格Ｐ１’でＥＵＤ（ｋＷ）の供給（すなわち売り）があ
ることを示している。このようにして売りと買いの売買
量（すなわち不足電力と余剰電力）が一致すれば、価格
が正式に決定され、ＣＰＵ１１５は、その価格を提示し
た需要側に不足電力または余剰電力の価格が決定された
ことをその価格と電力の量とともに通知する。もし、価
格の一致点が無くなれば、価格の決定は停止するが、各
需要側における、必要度（Ｎ）が時間の経過とともに変
化してくるので、買いを希望する価格は、上昇し、売り
を希望する価格は下落する。したがって、再び価格が決
定され、各需要側に決定された価格とその電力の量が次
々と送信される。このようにして、買いと売りの強弱に
より価格が次々と変動し電力価格の相場が形成される。

【００４６】もし、電力価格相場が大幅に下落して、決
定価格が電力会社の売電価格を下回った場合は、電力を
売りに出している各受容側は、電力会社に電力を売却す
ることを決定する。そして、売りの電力の量が減れば、
相対的に買いの電力の量が増えるため、再び電力価格は
上昇に向かう。また逆に電力価格相場が大幅に上昇し
て、電力会社の買電価格を上回ったときは、電力の買い
を希望している各受容側は、電力会社から電力を購入す
ることを決定する。そして、買いの電力の量が減れば、
相対的に売りの電力の量が増えるため、再び電力価格は
下落に向かう。

【００４７】このように電力の価格が変動して決定され
るので、例えば電力の買いを希望する需要側は、その需
要側で算出される必要度とは別に、電力価格が安くなっ
たときに所定量の電力を購入することもできる。例え
ば、その需要側での設備の運転計画が変更になったとき
に一括して安い電力を購入したり、蓄電されている電力
を電力価格が上昇したときに一括して高い価格で売却す
る、等のことが可能である。

【００４８】以上のようにして需要側ネットワーク内で
売買される電力の価格が決定されると、管理側装置８の
ＣＰＵ１０２は、各需要側に電力のやり取りをするよう
指示を出す。そして、各受容側のＣＰＵは、各遮断器を
閉鎖する指令を出し、電力のやり取りを行う。ここで、
各受容側が売電または買電を行うときには、各受電装置
の遮断器を閉鎖する。

【００４９】以上のようにすることにより、各需要側の
利益を最優先させて、発電電力を需要側ネットワーク内
において有効に利用することができる。

【００５０】一方各需要側が支払う総電力料金は、上記
の需要ネットワーク内で決定される料金も含めて、以下
の（４）式のように表すことができる。

【００５１】

【数４】 総電力料金＝燃料電池ランニングコスト＋買電料金１＋買電料金２−売電料金 １−売電料金２＋管理会社手数料 （４） この式のおいて、買電料金１とは、電力会社からの購入
電力の料金であり、買電力２とは、上記で述べた需要側
ネットワーク内で決定された電力の購入料金であり、売
電料金１とは、電力会社への電力の売却料金であり、売
電料金２とは、需要側ネットワーク内で決定された電力
の売却料金である。式（４）から明らかなように、電力
会社からの買電料金、電力会社への売電料金を減らすこ
とにより、総電力料金を減らすことができる。また上記
で説明したように需要側ネットワーク内での電力の売買
タイミングを調整することによりさらに総電力料金を安
くすることもできる。

【００５２】（実施例）Ａ、Ｂを安定した電力供給能力
を有する需要家とする。そして、需要家Ａは、朝に電力
需要が多く、電力会社から買電を行ない、昼は蓄電を行
ない、夜は装置を停止させる。そして需要家Ｂは、朝は
蓄電を行ない、昼は装置を停止させ、夜に電力需要が多
く、電力会社から買電を行なっている、とする。

【００５３】このような要家Ａ、Ｂを上記のように連結
することを考えると、需要家Ａは、朝は、需要家Ｂの電
力を使用することで買電を行なわなくてもよく、朝以外
に蓄電する電力を夜に需要家Ｂに使ってもらうことで、
売電を行わなくてもよい。従って、不利な条件で売却す
る電力が減少し、また、朝の最大電力を賄う必要が無く
なるため蓄電装置を小型化することができる。

【００５４】需要家Ｂは、夜は需要家Ａが昼に蓄電した
電力を使用することで買電を行なわなくてもよい。朝
は、本来蓄電していた電力の一部を需要家Ａに使っても
らうことで、蓄電装置を小型化することができるか、ま
たは売電を行なう必要が無くなる。

【００５５】この状態の需要家Ａ、Ｂで構成されるネッ
トワークに安定した電力供給装置を有し、昼に電力需要
が多く、電力が不足する需要家Ｃがこのネットワークに
参入するとする。すると需要家Ｃは、昼は需要家Ａ、Ｂ
から電力の供給を受け、朝は、需要家Ａに供給を行な
い、夜は、需要家Ｂに供給を行なう。こうすることによ
り、需要家Ｃは、電力会社と売買する電力を最小限に抑
えることができ、また最小限の規模の蓄電装置の導入で
済むことから、初期投資を抑えることができる。

【００５６】次に需要家Ａ、Ｂ、Ｃで形成されるネット
ワークに安定しない電力供給装置を有する需要家Ｄが参
入することを考える。この場合、需要家Ｄは、発電電力
が大きい場合は、ネットワーク内に発電電力を売却し、
発電電力が小さい場合は、ネットワークから電力を購入
する。

【００５７】このように個別に、燃料電池、蓄電装置を
有する個別の需要家を連結することにより、それぞれの
需要家が、電力会社との電力の売買を行なう必要が減少
し、また蓄電装置を小型化することができる。また、蓄
電装置に余裕がある場合は、ネットワーク全体で電力が
余剰しているときに有利な価格で電力を購入することが
でき、またネットワーク全体で電力が不足しているとき
は、有利な価格で電力を売却することができる。また、
ネットワーク全体として電力需要の変動が小さくなるた
め（図４参照）電力需要の予測を立て易くなる。

【００５８】なお、以上までの説明では、ＣＰＵ１５
は、移動されるべき電力の量を不足電力ＥＮ、または余
剰電力ＥＵで決定しているとして説明してきたが、受電
装置１６’からの受電電力、または売電電力のデータを
取り込むことにより移動されるべき電力の量を決定して
もよく、その場合は、移動されるべき電力の量を、不足
電力ＥＮに受電電力の一部または全部を加算し、または
余剰電力ＥＵに売電電力の一部または全部を加算して算
出すればよい。

【００５９】また、以上までの説明では、本発明の分散
型エネルギー生成装置は燃料電池である、として説明し
てきたが、ガスエンジン発電機、ガスタービン発電機な
ど、他の種類の発電機であってもよい。

【００６０】また、以上までの説明では、エネルギーは
電気であるとして説明してきたが、生成、蓄積、消費が
可能なエネルギーであればどのようなエネルギーであっ
てもよい。例えば、本発明のエネルギーを熱エネルギー
とすると、各分散型エネルギー生成装置は、例えば温水
ボイラーであり、各エネルギー蓄積装置は、貯湯タンク
であり、各エネルギー消費設備は給湯設備であり、各遮
断器は遮断弁であり、各送電母線は、配管であるとすれ
ば、上記と同様の動作をさせることができ、上記と同様
の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施の形態１のエネルギー需
給システムの構成を示す図である。

【図２】図２は、本発明の実施の形態２のエネルギー需
給システムの構成を示す図である。

【図３】図３は、エネルギーの価格決定の過程を示す模
式図である。

【図４】図４は、本発明のエネルギー需給システムを使
用した場合のエネルギー需要の変化を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１ 管理側 ２、１５ ＣＰＵ ３、１６ 記憶装置 ２ 需要側 ６ 送電母線 ７ 商用配電系統 ８ 管理側装置 １１ 燃料電池 １２ 蓄電装置 １３ 配電設備 １８ 需要側装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 来栖 知恵 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 Ｆターム(参考） 5G066 HA17 HB07 HB09

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分散型エネルギー生成装置、エネルギー
   蓄積装置、およびエネルギー消費設備を有する需要側
   と、管理側との間のエネルギー需給方法において、 前記分散型エネルギー生成装置から生成されるエネルギ
   ー量のデータ、前記エネルギー蓄積装置に蓄積されるエ
   ネルギー量のデータ、および前記エネルギー消費設備に
   おいて消費されるエネルギー量のデータを、前記管理側
   に送り、 前記送られたデータからエネルギーの必要度と、前記エ
   ネルギーを供給する需要側と、前記エネルギーを受け入
   れる需要側とを決定し、 前記エネルギーを供給する需要側から、前記エネルギー
   を受け入れる需要側へエネルギーを移動するエネルギー
   需給方法。
2. 【請求項２】 前記エネルギーの必要度によって前記エ
   ネルギーの価格が決定される、請求項１に記載のエネル
   ギー需給方法。
3. 【請求項３】 分散型エネルギー生成装置、エネルギー
   蓄積装置、およびエネルギー消費設備を有する需要側
   と、管理側との間のエネルギー需給方法において、 前記分散型エネルギー生成装置から生成されるエネルギ
   ー量のデータ、前記エネルギー蓄積装置に蓄積されるエ
   ネルギー量のデータ、および前記エネルギー消費設備に
   おいて消費されるエネルギー量のデータから移動される
   べきエネルギーの量と価格とを仮決めし、 複数の需要側から、前記移動されるべきエネルギーの仮
   決めされた価格、およびエネルギー量に関する情報を、
   前記管理側に伝達し、 前記伝達された情報から、前記管理側は、前記エネルギ
   ーを供給する需要側と、前記エネルギーを受け入れる需
   要側と、前記エネルギーの価格と量とを決定し、前記価
   格に基づいて前記エネルギーを供給する需要側から、前
   記エネルギーを受け入れる需要側へ、エネルギーを移動
   させるエネルギー需給方法。
4. 【請求項４】 分散型エネルギー生成装置、エネルギー
   蓄積装置、エネルギー消費設備、ならびに前記分散型エ
   ネルギー生成装置、前記エネルギー蓄積装置、および前
   記エネルギー消費設備に接続された需要側装置、を有す
   る複数の需要側が設けられ、 所定の需要側の、分散型エネルギー生成装置、エネルギ
   ー蓄積装置、エネルギー消費設備に入出力されるエネル
   ギー量の値を格納する第１格納手段と、 前記第１格納手段に格納されたエネルギー量の値から、
   そのエネルギーの供給または受け入れの必要度を算出す
   る第１演算手段と、 前記所定の需要側における必要度と、他の需要側におけ
   る必要度とから、前記エネルギーを供給する需要側およ
   び前記エネルギーの供給を受ける需要側を決定する第２
   演算手段と、を備え、 前記エネルギーを供給する需要側から、前記エネルギー
   の供給を受ける需要側へ、前記エネルギーを移動させる
   指令を出す管理側装置を有する管理側が設けられる、エ
   ネルギー需給システム。
5. 【請求項５】 前記エネルギーの供給の必要度は、前記
   分散型エネルギー生成装置から出力されるエネルギー量
   から前記エネルギー消費設備に入力されるエネルギー量
   を引いた値を、前記エネルギー蓄積装置の蓄積余裕量で
   除算した値とし、 前記エネルギーの受け入れの必要度は、前記分散型エネ
   ルギーから出力されるエネルギー量から前記エネルギー
   消費設備に入力されるエネルギー量を引いた値を、前記
   エネルギー蓄積装置に蓄積されているエネルギー量で除
   算した値とする、請求項４に記載のエネルギー需給シス
   テム。
6. 【請求項６】 前記第１演算手段は、さらに前記所定の
   需要側の必要度と移動されるべきエネルギー量から前記
   エネルギーの価格の仮決めを行ない、前記所定の需要側
   が前記仮決めされた価格と前記移動されるべきエネルギ
   ー量とを、前記管理側に伝達し、前記第２演算手段が、
   複数の需要側から送信された仮決めされた価格と移動さ
   れるべきエネルギー量とから、前記移動されるべきエネ
   ルギーの価格と量とを算出し、 前記管理側装置が、前記第２演算手段により算出された
   エネルギーの価格と量を、前記エネルギーを供給する需
   要側、および前記エネルギーの供給を受ける需要側へそ
   れぞれ通知し、前記エネルギーを供給する需要側から、
   前記エネルギーの供給を受ける需要側へ、前記量のエネ
   ルギーを移動させる指令を出す、請求項４または５に記
   載のエネルギー需給システム。
7. 【請求項７】 さらに前記エネルギー量の予測値を格納
   する第２格納手段を有し、前記第１演算手段は、前記第
   ２格納手段に格納された予測値をさらに参照して必要度
   を算出する、請求項４〜６のいずれかに記載のエネルギ
   ー需給システム。
8. 【請求項８】 前記複数の需要側における必要度を平準
   化させる、請求項４〜７のいずれかに記載のエネルギー
   需給システム。
9. 【請求項９】 前記エネルギーは電気であり、前記需要
   側は、さらに前記分散型エネルギー生成装置、前記エネ
   ルギー蓄積装置、および前記エネルギー消費設備と、商
   用電力系統とを接続する受電装置を有し、前記第１格納
   手段は、前記受電装置に入出力された電力データをさら
   に格納し、前記第１演算手段は、前記第１格納手段に格
   納された電力データをさらに参照して前記移動されるべ
   きエネルギー量が決定される、請求項４〜８のいずれか
   に記載のエネルギー需給システム。
10. 【請求項１０】 需要側に設けられ、前記分散型エネル
    ギー生成装置、前記エネルギー蓄積装置、および前記エ
    ネルギー消費設備に接続され、 前記分散型エネルギー生成装置、前記エネルギー蓄積装
    置、および前記エネルギー消費設備に入出力されるエネ
    ルギー量の値を格納する第１格納手段を有し、 管理側装置の第１演算手段においてそのエネルギーの供
    給または受け入れの必要度が算出され、 前記管理側装置の第２演算手段において前記所定の需要
    側における必要度と、他の需要側における必要度とか
    ら、前記エネルギーを供給する需要側および前記エネル
    ギーの供給を受ける需要側が決定され、 前記エネルギーを供給する需要側から、前記エネルギー
    の供給を受ける需要側へ、前記エネルギーを移動させる
    指令を管理側装置から受ける、需要側装置。
11. 【請求項１１】 複数の需要側に設けられ、分散型エネ
    ルギー生成装置、エネルギー蓄積装置、エネルギー消費
    設備、に接続され、所定の需要側の、分散型エネルギー
    生成装置、エネルギー蓄積装置、エネルギー消費設備に
    入出力されるエネルギー量の値を格納する第１格納手段
    を有する、需要側装置から前記エネルギー量の値が送信
    され、前記送信されたエネルギー量の値から、そのエネ
    ルギーの供給または受け入れの必要度を算出する第１演
    算手段と、 前記所定の需要側における必要度と、他の需要側におけ
    る必要度とから、前記エネルギーを供給する需要側およ
    び前記エネルギーの供給を受ける需要側を決定する第２
    演算手段と、を備え、 前記エネルギーを供給する需要側から、前記エネルギー
    の供給を受ける需要側へ、前記エネルギーを移動させる
    指令を出す管理側装置。