JP2012115109A - 制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電力系統の停電の復旧時において電力系統の過負荷状態の発生を抑制することを可能とする制御装置及び制御方法を提供する。
【解決手段】 複数の需要家及び電力系統を備える制御システムにおいて、前記複数の需要家のそれぞれに供給すべき電力を制御する制御装置であって、前記電力系統から前記複数の需要家の各々に供給すべき必要電力量を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記必要電力量に基づいて、前記電力系統から解列された需要家の中から、前記電力系統に再連系すべき需要家を選択する選択部と、前記選択部によって選択された前記需要家に対して、前記電力系統に再連系すべき旨を指示する指示部とを備える。

【選択図】 図６

Description

本発明は、複数の需要家及び電力系統を備える制御システムにおいて、前記複数の需要家のそれぞれに供給すべき電力を制御する制御装置及び制御方法に関する。

近年、太陽電池や蓄電池等の分散電源を備えた一般家庭等の需要家が増えている。また、配電線や送電線を含む電力系統と需要家に設けられた分散電源との連系を制御する制御装置も提案されている。なお、このような制御装置は、ＥＭＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）と称される。

ここで、電力系統の過負荷や故障等に起因して停電が起きた後に、電力系統が復旧するケースが考えられる。このようなケースにおいて、電力系統の復旧時において分散電源から電力系統への逆潮流が生じることを抑制することを目的として、停電時において分散電源と電力系統とを解列する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００６−２０４０６９公報

ところで、停電時においては、需要家に設けられる負荷機器に対しては、分散電源から電力が供給される（以下、自立運転）。一方で、電力系統の復旧時には、自立運転が解除されて、需要家に設けられる負荷機器に対して、電力系統から電力が供給される。

このようなケースにおいて、各需要家に設けられる負荷機器の自立運転を一斉に解除すると、電力系統から供給すべき電力が許容電力を超える可能性がある。このような過負荷が生じると、再び停電が起きる可能性がある。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、電力系統の停電の復旧時において電力系統の過負荷状態の発生を抑制することを可能とする制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。
まず、本発明に係る制御装置の特徴は、複数の需要家（需要家３０１）及び電力系統（電力系統２３０ａ）を備える制御システム（制御システム１０）において、前記複数の需要家のそれぞれに供給すべき電力を制御する制御装置（ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂ）であって、前記電力系統から前記複数の需要家の各々に供給すべき必要電力量を取得する取得部（取得部１２１）と、前記取得部によって取得された前記必要電力量に基づいて、前記電力系統から解列された需要家の中から、前記電力系統に再連系すべき需要家を選択する選択部（選択部１２３）と、前記選択部によって選択された前記需要家に対して、前記電力系統に再連系すべき旨を指示する指示部（指示部１２４）とを備えることを要旨とする。

このような特徴によれば、制御装置は、複数の需要家の各々に供給すべき必要電力量に基づいて、再連系すべき需要家を選択する。したがって、複数の需要家の各々に供給すべき必要電力量に基づいて、電力系統から供給可能な電力量を超えないように再連系することができることができるので、電力系統の復旧時において電力系統の過負荷状態の発生を抑制することができる。

本発明に係る制御装置の他の特徴は、上記の特徴に係る制御装置において、前記複数の需要家は、複数の需要家群（需要家群３００ａ乃至３００ｂ）に分類されており、前記選択部は、前記電力系統から前記複数の需要家群の各々に供給すべき必要電力量に基づいて、前記電力系統から解列された複数の需要家群に含まれる需要家群の中から、前記電力系統に再連系すべき前記需要家を選択することを要旨とする。

かかる特徴によれば、制御装置は、例えば、複数の需要家が、地域単位などによって複数の需要家群に分類されている場合、それぞれの需要家群に供給すべき必要電力量に基づいて、再連系すべき需要家を選択する。したがって、かかる制御装置によれば、地域単位の需要家群に分類されている場合であっても、電力系統から供給可能な電力量を超えないように再連系することができることができるので、電力系統の復旧時において、需要家群毎に電力系統の過負荷状態の発生を抑制することができる。

本発明に係る制御装置の他の特徴は、上記の特徴に係る制御装置において、前記複数の需要家群の各々について、前記複数の需要家群の各々に含まれる需要家の連系率を決定する決定部（決定部１２２）をさらに備え、前記選択部は、前記決定部によって決定された連系率に基づいて、前記複数の需要家群の各々に含まれる需要家の中から、前記電力系統に再連系すべき前記需要家を選択することを要旨とする。かかる特徴によれば、需要家群の各々に含まれる需要家の連系率に基づいて、再連系すべき需要家を適切に選択できる。

本発明に係る制御装置の他の特徴は、上記の特徴に係る制御装置において、前記選択部は、前記複数の需要家群に含まれる一の需要家群の中から、前記電力系統に再連系すべき前記需要家をランダムに選択することを要旨とする。かかる特徴によれば、再連系すべき需要家をランダムに選択するので、再連系する需要家が、偏ることを抑制できる。

本発明に係る制御装置の他の特徴は、上記の特徴に係る制御装置において、前記選択部は、前記複数の需要家群に含まれる一の需要家群の中から、需要家内で供給可能な電力量が小さい需要家を優先して、前記電力系統に再連系すべき需要家を選択することを要旨とする。かかる特徴によれば、停電時に自立運転を行っている需要家の中から、需要家内で供給可能な電力量が小さく、負荷機器への電力供給を制限している需要家を優先して、再連系させることができる。

本発明に係る制御装置の他の特徴は、上記の特徴に係る制御装置において、前記電力系統から解列された前記複数の需要家は、複数の段階に分けて前記電力系統に再連系され、前記取得部は、１段階目の再連系において、前記複数の需要家の各々が前記電力系統から解列される前において前記電力系統から前記複数の需要家の各々が消費していた消費電力量に基づいて、前記必要電力量を取得することを要旨とする。かかる特徴によれば、制御装置は、停電時に解列した需要家の必要電力量が取得できない場合であっても、解列する前の必要電力情報に基づいて、再連系すべき需要家を選択できる。

本発明に係る制御装置の他の特徴は、上記の特徴に係る制御装置において、前記取得部は、２段階目以降の再連系において、前記複数の需要家の各々が現時点で消費している消費電力量に基づいて、前記必要電力量を取得することを特徴とする請求項６に記載の制御装置。かかる特徴によれば、制御装置は、必要電力量として、現時点で消費している消費電力量に基づいて取得するので、できるだけ正確な必要電力量を把握して、再連系すべき需要家を選択できる。

本発明に係る制御装置の他の特徴は、上記の特徴に係る制御装置において、前記決定部は、前記電力系統から解列された前記複数の需要家を前記電力系統に再連系する段階数を決定することを要旨とする。かかる特徴によれば、制御装置は、電力系統に再連系する段階数を決定するので、より計画的に再連系を指示できる。

本発明に係る制御装置の他の特徴は、上記の特徴に係る制御装置において、決定された連系率を、他の制御装置に通知する通知部（通信部１１０）をさらに備えることを要旨とする。かかる特徴によれば、制御装置は、他の制御装置に連系率を通知できるので、連系率の低い他の制御装置に電力を供給するなど、他の制御装置と連携して、電力系統の電力を効率よく供給できる。

本発明に係る制御方法は、 複数の需要家及び電力系統を備える制御システムにおいて、前記複数の需要家のそれぞれに供給すべき電力を制御する制御装置における制御方法であって、前記電力系統から前記複数の需要家の各々に供給すべき必要電力量を取得するステップ（ステップＳ１０４１）と、取得された前記必要電力量に基づいて、前記電力系統から解列された需要家の中から、前記電力系統に再連系すべき需要家を選択するステップ（ステップＳ１０４４）と、選択された前記需要家に対して、前記電力系統に再連系すべき旨を指示するステップ（ステップＳ１０４５）とを備えることを要旨とする。

本発明によれば、電力系統の復旧時において電力系統の過負荷状態の発生を抑制することを可能とする制御装置及び制御方法を提供できる。

第１実施形態に係る制御システムの概要を説明するための図である。 第１実施形態に係るに係るエネルギーマネジメントシステムの構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る記憶部に記憶される電力テーブルを示す図である。 第１実施形態に係る需要家の構成を示す概略構成図である。 第１実施形態に係る制御システムの動作を示すシーケンス図である。 第１実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの動作を示す動作シーケンス図である。

次に、図面を参照して、本発明に係る制御システムの実施形態を説明する。具体的には、（１）制御システムの概略構成、（２）エネルギーマネジメントシステムの構成、（３）需要家の構成、（４）制御システムの動作、（５）作用及び効果について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（１）制御システムの概略構成
図１は、本実施形態に係る制御システム１０の概略構成図である。

図１に示すように、制御システム１０は、発電所２１０、変電所２２０ａ乃至２２０ｂ、スマートサーバ４００、エネルギーマネジメントシステム（以下、ＥＭＳ）１００ａ乃至１００ｂ、及び需要家３０１によって構成される複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂを有する。変電所２２０ａ乃至２２０ｂは、発電所２１０から供給される電力を変換し、例えば地域単位（例えば横浜市など）といった範囲に電力を供給する。図１の例では、各需要家３０１は、変電所２２０ａ乃至２２０ｂ及び電力系統２３０ａ乃至２３０ｂを介して、発電所２１０で発電される電力の供給を受ける。

各需要家３０１は、一般家庭などである。本実施形態においては、各需要家３０１は、需要家内の負荷の電力制御を行う。また、複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂには、分散電源としての太陽電池３２１や蓄電池３２２（図４参照）が設置されている需要家も含まれているものとする。

ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂは、広域通信網９０（例えばインターネット）を介して、複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂや、スマートサーバ４００と接続する。ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂは、複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂの各々を構成する需要家３０１から、需要家を識別するＩＤと、需要家３０１に設けられている負荷機器が消費する消費電力量を示す消費電力情報と、需要家３０１の分散電源から供給可能な電力量を示す発電電力情報とを含む電力情報を取得する。また、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂは、スマートサーバ４００から、電力系統が供給可能な電力量（以下、供給可能電力量）を示す供給可能情報を取得する。

ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂは、取得した消費電力情報、発電電力情報、及び供給可能情報に基づいて、複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂにおける電力制御を実行する。このように、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂは、複数の需要家３０１及び電力系統２３０ａを備える制御システム１０において、電力系統２３０ａ乃至２３０ｂから、複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂを構成する複数の需要家３０１のそれぞれに供給すべき電力を制御する制御装置を構成する。

また、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂは、複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂにおける電力の需要状況及び供給状況に関する情報を、スマートサーバ４００に通知するとともに、スマートサーバ４００からの指示に応じて、複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂに供給される電力を制御することができる。

本実施形態では、ＥＭＳ１００ａは、需要家群３００ａに対応して設けられており、需要家群３００ａにおける電力制御を実行するものとする。ＥＭＳ１００ｂは、需要家群３００ｂに対応して設けられており、需要家群３００ｂにおける電力制御を実行するものとする。なお、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂの詳細な構成については、後述する。

需要家群３００ａを構成する各需要家３０１は、ＥＭＳ１００ａから送信された制御情報を使用して電力制御を行う。需要家群３００ｂを構成する各需要家３０１は、ＥＭＳ１００ｂによって生成された制御情報を使用して電力制御を行う。

本実施形態において、需要家群３００ａは、ある地域（市町村等）に属する需要家３０１からなるグループである。需要家群３００ｂは、他の地域（市町村等）に属する需要家３０１からなるグループである。つまり、複数の需要家３０１は、複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂに分類されている。

このように需要家３０１を分類しているのは、主に次の理由による。具体的には、分散電源としての太陽電池は、天候（日照時間）に応じて発電量が変動するため、各地域の天候に適応させて、地域別での電力制御を行うことが好ましいからである。

また、需要家３０１は、電力系統２３０ａに停電が発生した際、太陽電池３２１から供給される電力によって、自立運転を実行することができる。このとき、需要家３０１は、電力系統２３０ａと解列する。一方、停電が復旧した際、需要家３０１は、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂからの指示に応じて、電力系統２３０ａと再連系する。

スマートサーバ４００は、広域通信網９０を介して、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂと変電所２２０ａ乃至２２０ｂと接続する。スマートサーバ４００は、変電所２２０ａ乃至２２０ｂから供給される電力を制御することができる。具体的に、スマートサーバ４００は、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂから、複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂにおける電力の需要状況及び供給状況に関する情報を取得し、これらの情報に基づいて、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂに対して、需要家群３００ａ乃至３００ｂの電力制御を指示することができる。

（２）エネルギーマネジメントシステムの構成
図２は、ＥＭＳ１００ａの構成を示すブロック図である。なお、ＥＭＳ１００ｂにおいても、同様の構成であるため、本実施形態では、説明を省略する。

図２に示すように、ＥＭＳ１００ａは、通信部１１０と、処理部１２０と、記憶部１３０とを備える。なお、通信部１１０は、広域通信網９０を介して、需要家群３００ａを構成する各需要家３０１との通信を行う。処理部１２０は、記憶部１３０に記憶されているプログラムに従った処理を行う。記憶部１３０は、処理部１２０が実行するプログラムを記憶すると共に、処理部１２０でのプログラム実行中にワークエリアとして使用される。

通信部１１０は、広域通信網９０を介して、スマートサーバ４００及び各需要家３０１と通信する。具体的に、広域通信網９０を介して、需要家３０１から送信された電力情報を受信する。

処理部１２０は、取得部１２１、決定部１２２、選択部１２３、及び指示部１２４を備える。

取得部１２１は、電力系統２３０ａから複数の需要家３０１の各々に供給すべき必要電力量を取得する。具体的に、取得部１２１は、通信部１１０によって受信された電力情報から、需要家を識別するＩＤと、消費電力情報と、発電電力情報とを抽出する。ここで、取得部１２１は、電力系統２３０ａと連系している需要家については、消費電力情報によって示される消費電力量から、発電電力情報によって示される発電電力量を減算し、算出結果を需要家３０１に供給すべき必要電力量として取得する。

一方、取得部１２１は、電力系統２３０ａと解列している需要家については、消費電力情報によって示される消費電力量を需要家３０１に供給すべき必要電力量として取得する。このようにして、取得部１２１は、必要電力量を取得する。なお、取得部１２１は、消費電力量、発電電力量、必要電力量を、需要家３０１を識別するＩＤに対応付けて、記憶部１３０に記憶する。

決定部１２２は、停電が復旧する際、需要家群３００ａについて、需要家群３００ａに含まれる需要家３０１の連系率を決定する。ここで、連系率とは、停電が復旧する際、需要家群３００ａにおける総需要家数に対して、再連系可能な需要家３０１の数の割合を示すものである。

具体的に、決定部１２２は、通信部１１０を介して、スマートサーバ４００から、電力系統２３０ａの供給可能電力量を示す供給可能情報を取得する。また、決定部１２２は、記憶部１３０に記憶されている必要電力量の合計を、総必要電力量として算出する。決定部１２２は、供給可能電力量から総必要電力量を除算して、連系率を算出する。

選択部１２３は、電力系統２３０ａから複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂの各々に供給すべき必要電力量に基づいて、電力系統２３０ａから解列された複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂに含まれる需要家群３００ａの中から、電力系統２３０ａに再連系すべき需要家３０１を選択する。
具体的に、選択部１２３は、決定部１２２によって決定された連系率に基づいて、複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂの各々に含まれる需要家３０１の中から、電力系統２３０ａに再連系すべき需要家３０１を選択する。なお、本実施形態では、ＥＭＳ１００ａに備えられている選択部１２３を例に挙げて説明する。したがって、かかる選択部１２３は、需要家群３００ａに含まれる需要家３０１の中から、停電から復旧する際に、電力系統２３０ａに再連系すべき需要家３０１を選択する。

より具体的に、選択部１２３は、需要家群３００ａの総需要家数に対して、決定部１２２によって決定された連系率を乗算して、需要家数を算出する。また、選択部１２３は、需要家群３００ａの中から、算出した需要家数だけ、電力系統２３０ａに再連系すべき需要家３０１を選択する。このとき、選択部１２３は、需要家群３００ａの中から、電力系統２３０ａに再連系すべき需要家３０１をランダムに選択する。なお、選択部１２３は、連系率が“１”以上である場合、需要家群３００ａの全ての需要家３０１を再連系すべき需要家として選択してもよい。

指示部１２４は、選択部１２３によって選択された需要家３０１に対して、通信部１１０を介して、電力系統２３０ａに再連系すべき旨を指示する再連系指示情報を送信する。なお、指示部１２４は、再連系指示情報を送信した需要家３０１については、需要家３０１を識別するＩＤと、再連系されたことを示す情報とを対応づけて、記憶部１３０に記憶する。

記憶部１３０は、取得部１２１に取得された電力情報を記憶する。具体的に、記憶部１３０は、図３に示すように、需要家ＩＤ、消費電力量、発電電力量、必要電力量、需要家ＩＤに対応する需要家３０１の再連系の有無を示す情報とを対応づけた電力テーブルを記憶する。また、再連系の有無を示す情報ととしては、“再連系有り”又は“再連系無し”のいずれかが示される。なお、需要家ＩＤ、消費電力量、発電電力量、及び必要電力量は、取得部１２１によって記憶される。また、連系の有無は、指示部１２４によって記憶される。

（３）需要家の構成
図４は、需要家３０１の構成例を示すブロック図である。図４では、需要家群３００ａを構成する各需要家３０１を例示している。なお、需要家群３００ａを構成する各需要家３０１も同様の構成である。

図４に示すように、需要家３０１には、電力系統２３０ａから交流の電力が供給される。需要家３０１は、スマートメータ３１０、ハイブリッドＰＣＳ３２０、太陽電池３２１、蓄電池３２２、照明３３１、空調装置３３２、冷蔵装置３３３、テレビ３３４、及び蓄熱機器３３５を有する。太陽電池３２１は、太陽光を受光し、受光した太陽光に応じて直流電力を発生させることができる。なお、需要家３０１は、電気自動車などに搭載される蓄電池を有していてもよい。

スマートメータ３１０は、需要家３０１内での電力制御を行う。スマートメータ３１０は、電力系統２３０ａに接続されるとともに、家庭内配電線３５０に接続される。また、スマートメータ３１０は、家庭内通信回線３８０を介して、ハイブリッドＰＣＳ３２０、照明３３１、空調装置３３２、冷蔵装置３３３、テレビ３３４、及び蓄熱機器３３５との通信を行う。当該通信は、無線通信であってもよく、有線通信であってもよい。

また、スマートメータ３１０は、電力系統２３０ａから、ハイブリッドＰＣＳ３２０、照明３３１、空調装置３３２、冷蔵装置３３３、テレビ３３４、及び蓄熱機器３３５に供給すべき消費電力量の合計を検知し、この合計を消費電力情報として生成する。また、スマートメータ３１０は、ハイブリッドＰＣＳ３２０から、太陽電池３２１の発電電力量を示す発電電力情報を取得する。スマートメータ３１０は、自らの需要家３０１を識別するＩＤと、消費電力情報と、発電電力情報とを含む電力情報を、広域通信網９０を介してＥＭＳ１００ａへ送信する。なお、スマートメータ３１０は、この電力情報を定期的にＥＭＳ１００ａに送信してもよいし、ＥＭＳ１００ａからの要求に応じて、送信してもよい。

また、スマートメータ３１０は、停電時において、電力系統２３０ａとの解列を実行する。また、停電が復旧した際には、ＥＭＳ１００ａから再連系指示情報を受信した場合のみ、再連系する。

ハイブリッドＰＣＳ３２０は、家庭内配電線３５０に接続されるとともに、分散電源としての太陽電池３２１と蓄電池３２２とに接続される。ハイブリッドＰＣＳ３２０は、スマートメータ３１０の制御に応じて、太陽電池３２１と蓄電池３２２とを稼働させる。また、ハイブリッドＰＣＳ３２０は、太陽電池３２１によって発電された電力を蓄電池３２２に蓄電させることができる。ハイブリッドＰＣＳ３２０は、家庭内配電線３５０から供給される交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を蓄電池１０８に蓄電させることができる。

また、ハイブリッドＰＣＳ３２０は、蓄電池３２２の放電による直流電力や、太陽電池３２１によって発電された直流電力を交流電力に変換して家庭内配電線３５０へ送り出すことができる。家庭内配電線３５０へ送り出された交流電力は、適宜、照明３３１、空調装置３３２、冷蔵装置３３３、テレビ３３４、及び蓄熱機器３３５において使用され、あるいは、電力系統２３０ａへの逆潮流の電力となる。なお、ハイブリッドＰＣＳ３２０は、太陽電池３２１が発電する発電電力量を示す発電電力情報をスマートメータ３１０に通知する。

負荷機器としての照明３３１、空調装置３３２、冷蔵装置３３３、テレビ３３４、及び蓄熱機器３３５は、家庭内配電線３５０に接続されるとともに、家庭内通信回線３８０に接続される。これらは、スマートメータ３１０の制御に応じて、家庭内配電線３５０からの交流電力によって動作する。なお、蓄熱機器３３５は、例えば、ヒートポンプや温水器などである。

（４）制御システムの動作
図５は、制御システム１０の動作を示すシーケンス図である。具体的に、制御システム１０において、停電が発生し、需要家３０１が解列する際の動作と、停電が復旧し、需要家３０１が再連系する際の動作を説明する。なお、ここでは、ＥＭＳ１００ａの動作を例に挙げて説明するが、ＥＭＳ１００ｂも同様の動作を行うことができる。以下に、詳細について説明する。

ステップＳ１０１において、ＥＭＳ１００ａは、需要家群３００ａを構成する需要家３０１に対して、電力情報を要求する要求情報を送信する。

ステップＳ１０２において、要求情報を受信した需要家３０１は、需要家ＩＤと、消費電力情報と、発電電力情報とを含む電力情報をＥＭＳ１００ａに送信する。ＥＭＳ１００ａは、電力情報を受信し、電力情報に含まれる需要家ＩＤと、消費電力情報と、発電電力情報を記憶する。

ステップＳ１０３において、電力系統２３０ａにおいて、停電が発生する。このとき、需要家３０１では、太陽電池３２１が設けられている場合、需要家内で供給可能な電力として、太陽電池３２１が発電する電力によって、自立運転が実行される。また、需要家３０１は、電力系統２３０ａと解列する。なお、その後、停電が復旧するが、この時、需要家３０１には、電力系統２３０ａからの電力がまだ供給されていない。

ステップＳ１０４において、ＥＭＳ１００ａは、需要家群３００ａの中から、再連系すべき需要家を選択する。具体的に、ＥＭＳ１００ａは、複数の需要家３０１が電力系統２３０ａから解列される前において電力系統２３０ａから複数の需要家３０１の各々が消費していた消費電力量に基づいて、再連系すべき需要家を選択する。つまり、ステップＳ１０２において、ＥＭＳ１００ａが受信した電力情報に基づいて、再連系すべき需要家を選択する。

ステップＳ１０５において、ＥＭＳ１００ａは、選択した需要家に対して、再連系指示情報を送信する。このとき、再連系指示情報は、ステップＳ１０４において選択された需要家３０１にのみ送信する。したがって、電力系統２３０ａから解列された需要家３０１は、複数の段階（回数）に分けて電力系統２３０ａに再連系される。なお、同図において、需要家３０１_１は、ＥＭＳ１００ａから、１段階目に再連系するように指示を受ける需要家３０１を示し、需要家３０１_２は、需要家３０１_１よりも後の２段階目に再連系するように指示を受ける需要家３０１を示す。

ステップＳ１０６において、需要家３０１_１は、再連系指示情報を受信する。また、需要家３０１_１では、スマートメータ３１０が、太陽電池３２１からの電力の供給を一時停止し、電力系統２３０ａからの電力のみを、負荷機器に供給する。また、需要家３０１_１では、所定期間（例えば、５分）経過後、太陽電池３２１からの電力の供給を再開するとともに、電力系統２３０ａと再連系する。

ステップＳ１０７において、ＥＭＳ１００ａは、需要家群３００ａを構成する需要家３０１に、要求情報を送信する。

ステップＳ１０８において、要求情報を受信した需要家３０１は、需要家ＩＤと、消費電力情報と、発電電力情報とを含む電力情報をＥＭＳ１００ａに送信する。このとき、需要家３０１_１には、電力系統２３０ａからの電力と、需要家３０１_１内の太陽電池３２１が発電する電力とが供給されている。

ステップＳ１０９において、ＥＭＳ１００ａは、受信した電力情報に基づいて、需要家群３００ａの中から、２段階目の再連系すべき需要家を選択する。ＥＭＳ１００ａは、２段階目以降の再連系において、必要電力量として、複数の需要家３０１の各々が現時点で消費する消費電力量を取得し、取得した電力量に基づいて、再連系すべき需要家を選択する。

ステップＳ１１０において、ＥＭＳ１００ａは、再連系すべき需要家３０１_２に対して、再連系を指示する再連系指示情報を送信する。

ステップＳ１１１において、再連系指示情報を受信した需要家３０１_２は、再連系指示情報を受信する。また、需要家３０１_２では、スマートメータ３１０が、太陽電池３２１からの電力の供給を一時停止させ、電力系統２３０ａからの電力のみを、負荷機器に供給させる。また、需要家３０１_２では、所定期間（例えば、５分）経過後、太陽電池３２１からの供給を再開するとともに、電力系統２３０ａと再連系する。

このようにして、停電が復旧した際、電力系統２３０ａから解列された需要家３０１は、複数の段階に分けて電力系統２３０ａに再連系され、需要家群３００ａを構成する全ての需要家３０１が再連系を完了する。なお、上述の例では、２段階によって、再連系する場合を例に挙げて説明したが、３段階以上により、再連系してもよい。

次に、ＥＭＳ１００ａのステップＳ１０４における動作を詳細に説明する。図６には、ＥＭＳ１００ａがステップＳ１０４の具体的動作が示されている。なお、はじめに、ＥＭＳ１００ａにおける１段階目の再連系における動作を説明する。

ステップＳ１０４１の１段階目の再連系において、ＥＭＳ１００ａでは、取得部１２１が、複数の需要家３０１が電力系統２３０ａから解列される前において電力系統２３０ａから複数の需要家３０１の各々が消費していた消費電力量に基づいて、必要電力量を取得する。

ここで、需要家群３００ａを構成する需要家３０１は、停電が発生した際に解列している。取得部１２１は、記憶部１３０の電力テーブルを参照し、消費電力情報によって示される消費電力量を需要家３０１に供給すべき必要電力量として取得する。なお、取得部１２１は、消費電力量、発電電力量、必要電力量を、需要家３０１を識別するＩＤに対応付けて、記憶部１３０の電力テーブルに記憶する。

ステップＳ１０４２において、決定部１２２は、需要家群３００ａについて、需要家群３００ａに含まれる需要家３０１の連系率を決定する。具体的に、決定部１２２は、通信部１１０を介して、スマートサーバ４００から、電力系統２３０ａの供給可能電力量を示す供給可能情報を取得する。また、決定部１２２は、記憶部１３０に記憶されている必要電力量の合計を、総必要電力量として算出する。決定部１２２は、供給可能電力量から総必要電力量を除算して、連系率を算出する。

ステップＳ１０４３において、選択部１２３は、決定部１２２によって決定された連系率に基づいて、需要家群３００ａに含まれる需要家３０１の中から、電力系統２３０ａに再連系すべき需要家３０１を選択する。具体的に、選択部１２３は、需要家群３００ａの総需要家数に対して、決定部１２２によって決定された連系率を乗算して、需要家数を算出する。

ステップＳ１０４４において、選択部１２３は、需要家群３００ａの中から、算出した需要家数だけ、電力系統２３０ａに再連系すべき需要家３０１を選択する。このとき、選択部１２３は、需要家群３００ａの中から、電力系統２３０ａに再連系すべき需要家３０１をランダムに選択する。

ステップＳ１０４５において、指示部１２４は、選択部１２３によって選択された需要家３０１に対して、通信部１１０を介して、電力系統２３０ａに再連系すべき旨を指示する再連系指示情報を送信する。なお、かかる動作は、図５におけるステップＳ１１０となる。また、指示部１２４は、再連系指示情報を送信した需要家３０１については、需要家３０１を識別するＩＤと、再連系されたことを示す情報（再連系有り）とを対応づけて、記憶部１３０の電力テーブルに記憶する。

次に、ＥＭＳ１００ａのステップＳ１０９における２段階目の再連系の動作を説明する。 ここで、ステップＳ１０９において、需要家群３００ａには、再連系している需要家３０１_１と、再連系していない需要家３０１_２との両方が存在する。以下に、かかる場合におけるＥＭＳ１００ａの動作を説明する。なお、ＥＭＳ１００ａのステップＳ１０９の動作は、上述したステップＳ１０４１の動作を除き、他のステップＳ１０４２乃至Ｓ１０４５の動作と同様であるため、ステップＳ１０４１の動作に着目して説明する。

ステップＳ１０４１の２段階目以降の再連系において、ＥＭＳ１００ａでは、取得部１２１が、複数の需要家３０１の各々が現時点で消費している消費電力量に基づいて、必要電力量を取得する。

具体的に、取得部１２１は、記憶部１３０の電力テーブルを参照し、電力系統２３０ａと連系している需要家３０１_１については、需要家ＩＤに対応する消費電力量から、発電電力情報によって示される発電電力量を減算し、算出結果を需要家３０１に供給すべき必要電力量として取得する。

一方、取得部１２１は、電力系統２３０ａと解列している需要家３０１_２については、需要家ＩＤに対応する消費電力量を需要家３０１に供給すべき必要電力量として取得する。このようにして、取得部１２１は、必要電力量を取得する。なお、取得部１２１は、消費電力量、発電電力量、必要電力量を、需要家３０１を識別するＩＤに対応付けて、記憶部１３０に記憶する。

（５）作用及び効果
停電から復旧する際、ＥＭＳ１００ａでは、需要家群３００ａに対して、需要家群３００ａを構成する複数の需要家３０１の各々に供給すべき必要電力量を、需要家３０１における消費電力量と発電電力量とに基づいて算出する。また、ＥＭＳ１００ａでは、電力系統２３０ａから供給可能な供給可能電力量と総必要電力量との割合から、連系率を算出し、再連系すべき需要家数を算出する。また、ＥＭＳ１００ａでは、需要家群３００ａの中から、算出した需要家数だけ、需要家３０１を選択し、選択した需要家３０１に対して再連系を指示する。

このようにして、かかるＥＭＳ１００ａによれば、電力系統２３０ａの停電が復旧する際、総必要電力量を考慮しつつ、供給可能電力量を越えないように、複数段階に分けながら再連系することができるので、需要家群３００ａに電力を供給する電力系統２３０ａの過負荷状態の発生を抑制することができる。

また、かかるＥＭＳ１００ａによれば、再連系すべき需要家３０１をランダムに選択するので、再連系する需要家３０１が、偏ることを抑制できる。

［変更例１］
次に本実施形態に係る変更例１について説明する。上述した実施形態では、選択部１２３は、需要家群３００ａの中から、電力系統２３０ａに再連系すべき需要家３０１をランダムに選択していたが、選択部１２３は、需要家群３００ａの中から、需要家内で供給可能な電力量が小さい需要家３０１を優先して、電力系統２３０ａに再連系すべき需要家３０１を選択してもよい。

かかるＥＭＳ１００ａによれば、停電時に自立運転を行っている需要家３０１の中から、需要家内で供給可能な電力量、つまり、太陽電池３２１の発電する電力量が小さく、負荷機器への電力供給を制限している需要家３０１を優先して、再連系させることができる。

［変更例２］
次に本実施形態に係る変更例２について説明する。ＥＭＳ１００ａにおいて、決定部１２２は、電力系統２３０ａから解列された需要家群３００ａの需要家３０１を電力系統２３０ａに再連系する段階数を決定してもよい。

具体的に、決定部１２２は、必要電力量から供給可能電力量を減算して、電力量の差を算出する。また、決定部は、算出した電力量の差が、供給可能電力量の所定割合未満（例えば、２割未満）であった場合、２段階で需要家群３００ａを構成する需要家３０１の全てと再連系すると決定する。また、決定部は、算出した電力量の差が、供給可能電力量の所定割合以上（例えば、２割以上）であった場合、３段階以上で需要家群３００ａを構成する需要家３０１の全てと再連系すると決定する。

このようなＥＭＳ１００ａによれば、電力系統２３０ａに再連系する段階数を決定できるので、より計画的に再連系を指示できる。なお、決定部１２２は、かかる段階数をスマートサーバ４００や他のＥＭＳ（例えば、ＥＭＳ１００ｂ）に通知してもよい。この場合、段階数が多いＥＭＳは、必要電力量が多いと判断できるので、他の電力系統から、かかるＥＭＳによって制御されている電力系統に対して、電力を供給するようにできる。

［変更例３］
次に本実施形態に係る変更例２について説明する。本変更例に係るＥＭＳ１００ａでは、通信部１１０は、決定された連系率を、他のＥＭＳ（例えば、ＥＭＳ１００ｂ）に通知する。

かかるＥＭＳ１００ａによれば、他のＥＭＳ１００ｂに連系率を通知できるので、連系率の低い他のＥＭＳ（例えば、ＥＭＳ１００ｂ）に電力を供給するなど、ＥＭＳ１００ｂと連携して、電力系統２３０ａから供給される電力を効率よく供給できる。

なお、通信部１１０は、連系率をスマートサーバ４００に通知し、スマートサーバ４００がこの連系率に基づいて、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂに対して、電力系統２３０ａ乃至２３０ｂから供給される電力を制御するように指示してもよい。

［その他の実施形態］
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

上述した各実施形態においては、２つの需要家群を例に挙げて説明したが、３つ以上の需要家群であってもよい。

また、上述した各実施形態においては、取得部１２１は、電力系統２３０ａと解列している需要家については、消費電力量を必要電力量として取得していたが、発電電力量を需要家３０１に供給すべき必要電力量として取得してもよい。

更に、上述した各実施形態において、取得部１２１は、電力系統２３０ａと解列している需要家については、再連系の際、太陽電池３２１からの電力の供給が一時（例えば、５分間などの所定期間）停止されることを考慮して、消費電力量を必要電力量として取得していた。しかし、太陽電池３２１からの電力の供給を停止することなく、すぐに再連系できる需要家も存在する。このような需要家については、取得部１２１は、消費電力量から、発電電力情報によって示される発電電力量を減算し、算出結果を必要電力量として取得してもよい。

また、上述した各実施形態においては、分散電源として、太陽電池３２１や蓄電池３２２を例に挙げて説明したが、風力発電などの他の電源装置であってもよい。

また、上述した各実施形態においては、停電が普及した際、需要家群３００ａを構成する需要家３０１から、消費電力情報と発電電力情報とを含む電力情報を取得するように構成されていたが、過去の需要家３０１における消費電力量の実績や、太陽電池３２１の発電量の実績から、予測してもよい。

また、上述した各実施形態において、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂの構成は、スマートサーバ４００が備えていてもよい。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

１０…制御システム、９０…広域通信網、１００ａ乃至１００ｂ…ＥＭＳ、１０８…蓄電池、１１０…通信部、１２０…処理部、１２１…取得部、１２２…決定部、１２３…選択部、１２４…指示部、１３０…記憶部、２１０…発電所、２２０ａ乃至２２０ｂ…変電所、２３０ａ乃至２３０ｂ…電力系統、３００ａ乃至３００ｂ…需要家群、３１０…スマートメータ、３２０…ＰＣＳ、３２１…太陽電池、３２２…蓄電池、３３１…照明、３３２…空調装置、３３３…冷蔵装置、３３４…テレビ、３３５…蓄熱機器、３５０…家庭内配電線、３８０…家庭内通信回線、４００…スマートサーバ

Claims (10)

1. 複数の需要家及び電力系統を備える制御システムにおいて、前記複数の需要家のそれぞれに供給すべき電力を制御する制御装置であって、
   前記電力系統から前記複数の需要家の各々に供給すべき必要電力量を取得する取得部と、
   前記取得部によって取得された前記必要電力量に基づいて、前記電力系統から解列された需要家の中から、前記電力系統に再連系すべき需要家を選択する選択部と、
   前記選択部によって選択された前記需要家に対して、前記電力系統に再連系すべき旨を指示する指示部と
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 前記複数の需要家は、複数の需要家群に分類されており、
   前記選択部は、前記電力系統から前記複数の需要家群の各々に供給すべき必要電力量に基づいて、前記電力系統から解列された複数の需要家群に含まれる需要家群の中から、前記電力系統に再連系すべき前記需要家を選択することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記複数の需要家群の各々について、前記複数の需要家群の各々に含まれる需要家の連系率を決定する決定部をさらに備え、
   前記選択部は、前記決定部によって決定された連系率に基づいて、前記複数の需要家群の各々に含まれる需要家の中から、前記電力系統に再連系すべき前記需要家を選択することを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
4. 前記選択部は、前記複数の需要家群に含まれる一の需要家群の中から、前記電力系統に再連系すべき前記需要家をランダムに選択することを特徴とする請求項２又は３に記載の制御装置。
5. 前記選択部は、前記複数の需要家群に含まれる一の需要家群の中から、需要家内で供給可能な電力量が小さい需要家を優先して、前記電力系統に再連系すべき需要家を選択することを特徴とする請求項２又は３に記載の制御装置。
6. 前記電力系統から解列された前記複数の需要家は、複数の段階に分けて前記電力系統に再連系され、
   前記取得部は、１段階目の再連系において、前記複数の需要家の各々が前記電力系統から解列される前において前記電力系統から前記複数の需要家の各々が消費していた消費電力量に基づいて、前記必要電力量を取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制御装置。
7. 前記取得部は、２段階目以降の再連系において、前記複数の需要家の各々が現時点で消費している消費電力量に基づいて、前記必要電力量を取得することを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
8. 前記決定部は、前記電力系統から解列された前記複数の需要家を前記電力系統に再連系する段階数を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制御装置。
9. 決定された連系率を、他の制御装置に通知する通知部をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
10. 複数の需要家及び電力系統を備える制御システムにおいて、前記複数の需要家のそれぞれに供給すべき電力を制御する制御装置における制御方法であって、
    前記電力系統から前記複数の需要家の各々に供給すべき必要電力量を取得するステップと、
    取得された前記必要電力量に基づいて、前記電力系統から解列された需要家の中から、前記電力系統に再連系すべき需要家を選択するステップと、
    選択された前記需要家に対して、前記電力系統に再連系すべき旨を指示するステップと
    を備えることを特徴とする制御方法。

Images