JP2013042575A - 発電量予測装置、サーバ、および発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】自然エネルギーを用いる発電システムの発電量を予測することが可能であるとともに、予測精度或いは製造コスト等の面において有利となる発電量予測装置を提供する。
【解決手段】自然エネルギーを用いて発電する第１発電システムの発電量を予測する、発電量予測装置であって、前記第１発電システムが発電に用いるものと同種の自然エネルギーを用いて発電する第２発電システムの発電量情報に基づいて、前記第１の発電システムの発電量の予測を行う発電量予測装置とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、発電システムの発電量を予測する発電量予測装置、サーバ、および発電システムに関する。

従来、太陽光などの自然エネルギーを用いて発電を行う発電システムが、広く利用されている。このような発電システムは、自然環境に与える負担が少ない等の利点があり、今後、更に需要が増大すると期待される。

しかし得られる自然エネルギーの量は、そのときの気象条件等によって変動し易い。例えば太陽光の場合は、そのときの雲の状況等によって日射量が変動する。

なお特許文献１には、測定された気象情報に基づいて予測気象情報が生成され、この予測気象情報を用いて、負荷装置の充放電制御を最適化するシステムが開示されている。当該システムは、自然エネルギーを用いる発電システムの発電量をある程度予測し、予測結果に基づいて動作しようとするものである。

特開２００８−８６１０９号公報

しかしながら、自然エネルギーを用いる発電システムの発電量を、気象情報に依存して精度良く予測することは困難である。例えば太陽電池（ＰＶ）の場合、発電量は雲の広がる範囲だけでなく、その厚さによっても変化する。また更に当該発電量は、日射量以外にも、気温や湿度等の様々な要因によって左右される。

本発明は上述した問題に鑑み、自然エネルギーを用いる発電システムの発電量を、より精度良く予測することが可能となる発電量予測装置の提供を目的とする。また本発明は、当該発電量予測装置を備えるサーバおよび発電システムの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る発電量予測装置は、自然エネルギーを用いて発電する第１発電システムの発電量を予測する、発電量予測装置であって、前記第１発電システムが発電に用いるものと同種の自然エネルギーを用いて発電する第２発電システムの発電量情報に基づいて、前記第１の発電システムの発電量の予測を行う構成とする。

上述した通り、本発明に係る発電量予測装置によれば、自然エネルギーを用いる発電システムの発電量を、より精度良く予測することが可能となる。また本発明に係るサーバおよび発電システムによれば、本発明に係る発電量予測装置の利点を享受することが可能となる。

第１実施形態に係る電力制御ネットワークの構成図である。 第１実施形態に係る発電システムの構成図である。 第１実施形態の発電システム適正化に関する動作のフローチャートである。 発電量の予測に関する説明図である。 第２実施形態に係る電力制御ネットワークの構成図である。 第２実施形態に係る発電システムの構成図である。 第２実施形態の発電システム適正化に関する動作のフローチャートである。 第３実施形態の発電システム適正化に関する動作のフローチャートである。 発電量の予測に関する説明図である。

本発明の実施形態について、第１実施形態から第３実施形態の各々を例に挙げて、以下に説明する。なお第１実施形態では、発電量予測装置はサーバに設けられているが、第２および第３実施形態では各発電システムに設けられている。また第２実施形態と第３実施形態では、発電量の予測手法等が異なっている。

１．第１実施形態
［電力制御ネットワークの構成等］
まず第１実施形態について図を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る電力制御ネットワークの概略的な構成図である。当該電力制御ネットワーク１は、複数の発電システムＰ、通信網ＮＴ、およびサーバ装置ＳＶを有している。なお図１では、発電システムＰとしてＰ１〜Ｐ３の３個を例示しているが、発電システムＰの個数は３個に限られない。本実施形態では図４に示すように、多数の発電システムＰが、広範囲（例えば全国、或いは、一または複数の地方）に亘って散在するように設置される。

発電システムＰは図２に示すように、太陽電池５、蓄電池６、およびパワコン［パワーコンディショナ］７を有している。太陽電池５は、太陽光（自然エネルギーの一種）を用いて発電するように構成された発電装置である。また蓄電池６は、充放電可能に構成されており、電力を蓄える機能を有している。

またパワコン７は、電力変換部１１、制御部１２、および情報処理部１３を有しているとともに、太陽電池５、蓄電池６、通信網ＮＴ、および交流電力ラインＬの各々に接続される端子を有している。なお交流電力ラインＬは、交流電力の伝送に用いられるラインであり、電力系統や、需要家における各種負荷（電気機器など）に接続される。

電力変換部１１は、太陽電池５、蓄電池６、および交流電力ラインＬに接続されており、制御部１２の指示に従って、太陽電池５の発電電力を蓄電池６や交流電力ラインＬへ伝送する動作、蓄電池６に蓄えられている電力を交流電力ラインＬへ伝送する動作、および交流電力ラインＬからの供給電力を蓄電池６へ伝送する動作の何れかを行う。なお電力変換部１１は、電力の昇降圧や双方向の直流−交流変換を行う機能などを有しており、電力伝送を適切に行うことが可能となっている。

制御部１２は、電力変換部１１の動作を制御する。なお制御部１２は、太陽電池５の出力についてのＭＰＰＴ［Maximum Power Point Tracking］制御が行われるようにするＭＰＰＴ制御装置１２ａを有している。ＭＰＰＴ制御は、最大電力点追従を行う制御として既に知られている制御手法である。

なお図２に示すように、パワコン７には、太陽電池５の出力電圧値および出力電流値を検出するセンサＳが設けられている。ＭＰＰＴ制御装置１２ａは、このセンサＳの検出結果に基づいて太陽電池５の出力電力（発電電力）が最大となるように、例えば太陽電池５の出力電流を制御することが可能である。

制御部１２は、上述したＭＰＰＴ制御を行うとともに、電力の需要量（交流電力ラインＬ側から供給が求められている量）に応じて、電力変換部１１の動作を制御する。例えば制御部１２は、太陽電池の発電電力が需要量を下回っているときは、発電電力が交流電力ラインＬ側へ出力されるようにしつつ、蓄電池６から不足分が補われる（放電させる）ようにする。一方、太陽電池の発電電力が需要量を上回っているときは、発電電力のうちの需要量分が交流電力ラインＬ側へ出力されるようにしつつ、余剰分が蓄電池６に充電されるようにする。

なお制御部１２は通常時、蓄電池６の充電量を、蓄電池６の寿命を優先した適度な量となるようにする。但し、制御部１２は、将来的に電力の需要量が発電量を上回ると予測される場合には、蓄電池６の充電量を増大させ、蓄電池６の寿命よりも電力の安定供給を優先させるようになっている。この点については、改めて詳細に説明する。

情報処理部１３は、各種の情報処理や、通信網ＮＴを用いた情報通信を行う機能を有している。情報処理部１３は、太陽電池５の発電量を表す発電量情報を継続的に取得し、この発電量情報を、通信網ＮＴを介してサーバ装置ＳＶへ送信する。これによりサーバ装置ＳＶにおいては、各発電システムＰについての発電量情報を得ることが可能である。

なお先述した通り、パワコン７は、太陽電池５の出力電圧値および出力電流値を検出するセンサＳを有している。そのため情報処理部１３は、センサＳの検出結果を流用することにより、新たなセンサ等を要することなく、発電量情報を取得することが可能である。また発電量情報は、発電量を直接的に表す情報の他、発電量を間接的に表す情報（例えば、最大発電量からの低下率など）や、発電量の範囲を限定する情報（例えば、最大発電量から２０％以上低下したことを示す低下検知信号など）であっても構わない。

また情報処理部１３は、サーバ装置ＳＶから、発電量の予測結果の情報（詳しくは、後述の説明により明らかとなる）を受信したときは、この受信した情報を制御部１２へ転送する。これにより制御部１２は、当該予測結果の情報に基づいて、電力変換部１１の動作を制御することが可能である。

また図２に示すように、電力システムＰには、発電量の予測結果を表示する表示装置８が設けられる。表示装置８は、情報処理部１３から発電量の予測結果の情報が入力され、この情報に基づいて表示を行うようになっている。これにより使用者は、発電量の予測結果を知ることができ、これに対応した行動（例えば、発電量が不足する見込みのときは、電気の使用量を抑えるといった行動）をとることが可能である。

なお表示装置８がどのような情報を表示するかについては、様々な形態を採用することが可能である。例えば表示装置８は、予測される需要量、或いは現在の需要量や発電量の情報が入力されるように構成され、発電量の予測結果に加えて、これらの何れかの情報を表示するようにしても良い。また表示装置８は、予測発電量と予測需要量の比較結果（後述するステップＳ２２の動作により得られる）に応じた情報を表示するようにしても良い。例えば、予測需要量が予測発電量を上回っていれば、所定のアラーム表示がなされるようにしても良い。

なお、図２に示す電力システムＰの構成形態は代表例であって、全ての発電システムＰがこのような構成形態であるとは限らない。例えば、発電システムＰの中には、蓄電池６が設けられないものがあっても良く、表示装置８が設けられないものがあっても良い。

図１に戻り、通信網ＮＴは、発電システムＰの各々に接続されており、各種情報の伝送に用いられる。なお通信網ＮＴは、例えばインターネットによって形成され得るが、これに限定されるものではない。

サーバ装置ＳＶは、通信網ＮＴに接続されており、通信網ＮＴを介して各発電システムＰとの情報通信が可能となっている。またサーバ装置ＳＶは、各発電システムＰの発電量情報に基づいて、各発電システムＰの発電量を予測する機能を有している。

なおサーバ装置ＳＶは、当該予測に用いる情報として、各発電システムＰについての位置（設置されている位置）を表す位置情報を取得するようになっている。当該位置情報は、予めサーバ装置ＳＶに登録されていても良く、例えば発電量情報と一緒に、各発電システムＰから通信網ＮＴを介して送られるようになっていても良い。また位置情報は、ある一点の位置を表す形態には限られず、一定のエリア（例えば、何れかの地域）を表す形態であっても構わない。この場合、複数の発電システムＰの位置情報の各々が、同一となることもあり得る。

［発電システムの適正化］
上述した構成の電力制御ネットワーク１は、各発電システムＰについての発電量の予測を通じて、各発電システムＰの適正化を実現させることが可能となっている。本実施形態では、各発電システムＰの適正化の一例として、蓄電池６の充電量上限についての適正化を行うようになっている。

各発電システムＰの適正化のために、電力制御ネットワーク１において実行される動作について、図３に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。なお以下では、１時間後の発電量が予測される例を挙げて説明する。

サーバ装置ＳＶは、自身および他の各発電システムＰについての位置情報、１時間前の発電量情報、および現在の発電量情報を用いて、１時間後における各発電システムＰの発電量を予測する（ステップＳ１１）。より具体的には、例えば次の動作が行われる。

まずサーバ装置ＳＶは、各発電システムＰについて、１時間前の発電量が基準値（最大発電量より小さい値に設定される）に達しなかったグループ（グループＡ）、および、現在の発電量が当該基準値に達していないグループ（グループＢ）を特定する。そしてサーバ装置ＳＶは、グループＡの発電システムＰが属する位置情報としてのエリア（エリアＡ）、および、グループＢの発電システムが属するエリア（エリアＢ）を特定する。

ここでエリアＡは、発電量を小さくさせる要因（特に、日射を遮る雲）が１時間前に存在していたエリアであり、エリアＢは、当該要因が現在存在しているエリアであると考えられる。また更に当該要因は、過去の１時間（１時間前から現在まで）の間に、エリアＡからエリアＢへ移動した（例えば雲が風によって移動した）と考えられる。

また当該要因は、将来の１時間（現在から１時間後まで）においても、過去の１時間と同様の方向および速さで移動すると見込まれる。このことから、エリアＡおよびエリアＢの情報に基づいて、１時間後に当該要因が存在するエリア（エリアＣ）が予測される。

例えば、図４に示すようにエリアＡおよびエリアＢが特定されていると、この情報に基づいて、図４に示すようにエリアＣが予測される。なお図４において、エリアＢからエリアＣへの移動方向および距離は、エリアＡからエリアＢへの移動方向および距離と同等である。

エリアＣに属している各発電システムＰの１時間後の発電量は、エリアＢに属している各発電システムＰの現在の発電量と同様になる（すなわち、基準値に達しない状態になる）と予測される。なお何れの発電システムＰがエリアＣに属しているかは、各発電システムの位置情報から判別可能である。

そこでサーバ装置ＳＶは、上述した考え方に基づき、１時間後の発電量が基準値に達しないと予測される各発電システムＰを特定する。またサーバ装置ＳＶは、基準値を複数段階に（例えば、最大発電量の８０％、６０％、４０％、２０％といった具合に）順次設定し、各基準値について同様にして、１時間後の発電量が当該基準値に達しないと予測される各発電システムＰを特定するようにしても良い。そして例えば最大発電量の８０％には達しないが６０％には達すると予測される場合、発電量を最大発電量の６０％と予測するようにしても良い。このような例によれば、１時間後における各発電システムＰの発電量を、より詳しく予測することが可能となる。

サーバ装置ＳＶは上述したようにして、１時間後における各発電システムＰの発電量を予測する。なお予測結果は、ある一点の値に限られず、ある範囲を表すもの（例えば、「○○Ｗ以下」）であっても構わない。また、上述した各発電システムＰの発電量の予測手法は一例であり、その他の予測手法が採用されても構わない。

そしてサーバ装置ＳＶは、上述した予測結果の情報（発電システムＰごとに生成されている）を、通信網ＮＴを介して、対応する発電システムＰ（情報処理部１３）へ送信する（ステップＳ１２）。すなわちサーバ装置ＳＶは、各発電システムＰに対して、その発電システムＰにおける１時間後の発電量（予測発電量）の情報を提供する。

なおサーバ装置ＳＶは、必ずしも、全ての発電システムＰに対して予測発電量の情報を送出するようになっている必要はない。例えばサーバ装置ＳＶは、一または複数個の発電システムＰを情報送出対象に設定し、予測発電量の情報を情報送出対象にだけ送出するようになっていても良い。一例としては、図１に示す発電システムＰ１とＰ２が情報送出対象に設定され、発電システムＰ３が情報送出対象に設定されない場合があり得る。この場合にサーバ装置ＳＶは、発電システムＰ１〜Ｐ３の各々について発電量の予測を行うが、予測発電量の情報の送出については、発電システムＰ１とＰ２に対しては行う一方、発電システムＰ３に対しては行わない。

なお情報送出対象に設定されるものは、例えば、サーバ装置ＳＶへ位置情報などを送出した発電システムＰであっても良く、予め管理者等により特定された発電システムＰであっても良い。また、蓄電池を有さない発電システムＰでは、蓄電池の充電量を制御する必要が無いため、予測発電量の情報の必要性は低い。そのため、蓄電池を有する発電システムＰは情報送出対象に設定される一方、そうでない発電システムＰについては、情報送出対象に設定されないようにしても良い。またサーバ装置ＳＶは、発電システムＰからの要求に応じて、予測発電量の情報をその発電システムＰへ送出するようになっていても良い。

一方、発電システムＰの側では、情報処理部１３が上述した予測結果（予測発電量）の情報を受信し（ステップＳ２１）、制御部１２へ転送する。制御部１２は、予測発電量の情報を取得すると、予測発電量と予測需要量の比較を行う（ステップＳ２２）。

ここで予測需要量とは、その発電システムＰにおける将来（ここでは１時間後）の電力の需要量として、予測される量である。なお一般的に、電力の需要量は季節や時間帯等との相関性があり、需要量がどのように変動するかの傾向は予め判明している。そのため制御部１２は、例えば当該傾向の情報に基づいて、予測需要量を求めることが可能である。

将来的に電力の需要量が発電量を上回ると予測される場合には、そうでない場合に比べて、蓄電池６により多くの電力を蓄えておき、電力の安定供給が極力維持されることが望まれる。そこで制御部１２は、予測需要量が予測発電量を上回っていた場合には（ステップＳ２２のＹ）、蓄電池６の充電量を増大させるようにする（ステップＳ２３）。

例えば制御部１２は、現在の発電量が余剰である場合、電力の不足量（予測需要量と予測発電量の差）に合わせて蓄電池６が充電されるようにする。これにより、蓄電池６により多くの電力が蓄えられることになる。

なおステップＳ２３の動作形態は、上述したものには限られない。例えば、通常時において蓄電池６に充電量の上限値が設定されている場合、制御部１２は、当該上限値の増大（或いは無効化）を行うようになっていても良い。なおこの「上限値」は、蓄電池６の充電量を規制するための値であり、制御部１２は、充電量が上限値を超えないように電力変換部１１を制御する。これにより、例えば発電量が需要量を上回るときの余剰分の電力を用いて、蓄電池６により多くの電力を蓄えることが可能となる。なお、充電量の上限値を増大させるにあたっては、予測需要量と予測発電量の差が大きい程、より大幅に増大させるようになっていても良い。

また一方で、将来的に電力の需要量が発電量を上回らないと予測される場合には、充電量を増大させるまでもなく、電力の安定供給は維持できると見込まれる。そこで制御部１２は、予測需要量が予測発電量を上回っていない場合には（ステップＳ２２のＮ）、ステップＳ２３の動作を実行しない（つまり、蓄電池６の寿命を優先させる）。これにより、蓄電池６の劣化が極力抑えられることになる。

［発電量予測装置について］
以上の説明から明らかである通り、サーバ装置ＳＶは、発電システムＰの発電量を予測する装置（発電量予測装置）であるとも言える。本実施形態の発電量予測装置は、各発電システムＰに対する発電量の予測を、一手に引き受けるようになっている。

そのため本実施形態に係る電力制御ネットワーク１によれば、各パワコン７が予測発電量に応じて電力制御を行うことが可能でありながら、各パワコン７において発電量予測のための処理負担が生じることを、極力回避することが可能となっている。

但し発電量予測装置は、上述したような形態には限られず、その他の形態となっていても構わない。以下に説明する別の実施形態では、発電量予測装置は、発電システムＰごとに設けられた形態となっている。

２．第２実施形態
次に第２実施形態について説明する。なお第２実施形態は、サーバ装置ＳＶの設置を省略する代わりに、パワコン７が発電量予測装置の役割を兼ねるようにした点などを除き、基本的には第１実施形態と同等である。以降の説明では、第１実施形態と異なる部分の説明に重点をおき、共通する部分については説明を省略することがある。

図５は、本実施形態に係る電力制御ネットワークの概略的な構成図である。本図に示すように、当該電力制御ネットワーク１は、第１実施形態と同様に発電システムＰおよび通信網ＮＴを有しているが、第１実施形態と異なりサーバ装置ＳＶを有していない。

図６は、本実施形態に係る発電システムＰの構成図である。本図に示すようにパワコン７には、第１実施形態とは異なり、発電量予測部１５が設けられている。発電量予測部１５は、各発電システムＰの発電量情報に基づいて、自身が属する発電システムＰの発電量を予測する機能を有している。

なお各パワコン７は、自身の位置情報を記憶するようになっている。自身の位置情報は、例えばＧＰＳ等を用いて取得されるようになっていても良く、人の手入力（例えばパワコン７の設置時の初期設定における、郵便番号等の入力）によって取得されるようになっていても良い。

また情報処理部１３は、太陽電池５の発電量を表す発電量情報を継続的に取得し、この発電量情報を、通信網ＮＴを介して他の各パワコン７（情報処理部１３）へ送信する。つまり各パワコン７は、他の各パワコン７との間で、発電量情報を交換するようになっている。これにより各パワコン７においては、他の各発電システムＰについての発電量情報を取得することが可能である。

なお情報処理部１３は、他の各発電システムＰの発電量情報を受信したときは、この受信した情報を発電量予測部１５へ転送する。また発電量予測部１５は、他の各パワコン７についての位置情報を取得するようになっている。当該位置情報は、予め発電量予測部１５に登録されていても良く、例えば発電量情報と一緒に、各パワコン７から通信網ＮＴを介して送られるようになっていても良い。

発電システムの適正化のために各パワコン７において行われる動作について、図７に示すフローチャートを参照しながら、以下に説明する。

パワコン７（電力量予測部１５）は、各発電システムＰについての位置情報、１時間前の発電量情報、および現在の発電量情報を用いて、１時間後における自身の発電システムＰの発電量を予測する（ステップＳ３１）。位置情報や発電量情報を用いて発電量を予測する手法については、第１実施形態で採用された手法に準じたものとすることが可能である。

なお第１実施形態では、各発電システムＰの発電量の予測をサーバ装置ＳＶが纏めて行っていたが、第２実施形態ではその代わりに、それぞれの発電システムＰにおけるパワコン７が、自身の発電量の予測を行うようになっている。

従って本実施形態のパワコン７は、他の各発電システムＰについての発電量を予測する必要は無く、自身の発電システムＰについての発電量を予測するだけで良い。そのため当該予測に際しては、必ずしも他のあらゆる発電システムＰの電力量情報や位置情報を考慮する必要は無く、自身の発電量の予測に無視出来ない程度の影響を与える情報だけを考慮すれば良い。

つまり当該予測に際しては、自身に近い位置（例えば、一定距離を越えない範囲）の発電システムＰの電力量情報や位置情報を考慮すれば十分であり、それ以外の自身から十分に離れた発電システムＰの電力量情報や位置情報（自身の発電量の予測には殆ど影響しない）については、考慮しないようにしても良い。このようにすることで、当該予測に必要な計算量を削減し、パワコン７の処理負担を軽減させることが可能である。また各パワコン７は、当該予測に際して考慮しない電力量情報や位置情報については、不要であるために取得を省略するようになっていても良い。

当該予測が完了したら、パワコン７は、その予測結果（仮予測発電量）の情報を、通信網ＮＴを介して近くの各発電システムＰのパワコン７へ送信する（ステップＳ３２）。つまり各パワコン７は、近くの各パワコン７との間で、仮予測発電量の情報を交換するようになっている。これにより各パワコン７は、近くの各発電システムＰについての仮予測発電量の情報を受信することが可能である。

なお、どの範囲に位置する発電システムを「近くの発電システム」とみなすかについては、各種の態様としておくことが出来る。例えば、自身からの距離が所定閾値以下であるものとしても良く、自身と同じ地域（例えば同じ市区町村）のものとしても良い。

そしてパワコン７（発電量予測部１５）は、受信された各仮予測発電量（近くの各発電システムＰについての仮予測発電量）の情報に基づいて、自身の仮予測発電量を補正する（ステップＳ３３）。当該補正は、例えば、受信された各仮予測発電量および自身の仮予測発電量の平均値をとること（この平均値を、補正予測発電量とする）により実現される。このような補正により、予測発電量についての予測精度の向上が図られる。なおこのような補正を行う代わりに、受信された各仮予測発電量を用いて、上述した補正予測発電量と同等のものが改めて算出されるようにしても良い。

そしてパワコン７における制御部１２は、補正予測発電量の情報に基づいて、第１実施形態と同様の動作を行う。すなわち制御部１２は、補正予測発電量と予測需要量の比較を行い（ステップＳ３４）、予測需要量が補正予測発電量を上回っていた場合には（ステップＳ３４のＹ）、蓄電池６の充電量を増大させ（ステップＳ３５）、そうでない場合には（ステップＳ３４のＮ）、ステップＳ３５の動作を実行しない。

上述したように第２実施形態に係る電力制御ネットワーク１によれば、それぞれの発電システムＰにおけるパワコン７が、自身の発電量の予測を行うようになっている。そのため、第１実施形態に比べて各パワコン７における処理負担は大きくなるが、サーバ装置ＳＶの設置を省略することが可能となっている。

３．第３実施形態
次に第３実施形態について説明する。なお第３実施形態は、発電量予測部１５の処理負担をより軽減させた点等を除き、基本的には第２実施形態と同等である。以降の説明では、第２実施形態と異なる部分の説明に重点をおき、共通する部分については説明を省略することがある。

本実施形態における各発電システムＰのパワコン７には、発電量情報の取得先となる特定の他のパワコン７（以下、便宜的に「特定パワコン」とする）が、予め設定されている。なお１個のパワコン７には、特定パワコンとして、１または複数個の他のパワコン７が設定され得る。

あるパワコン７における特定パワコンは、当該パワコン７が設置されている地域の風向きや風の強さ等の傾向が考慮され、特定パワコンの位置に存在する発電量を小さくさせる要因（特に、日射を遮る雲）が、その後の１時間のうちに当該パワコン７の位置に移動すると見込まれるように設定される。

例えば、主に北側から風が吹く傾向にあり、かつ、この風によって雲が時速２０ｋｍ程度で移動する傾向にある地域にパワコン７が設置されている状況を想定すると、当該パワコン７における特定パワコンは、当該パワコン７から北側（風上側）へ２０ｋｍ程度離れた位置のパワコン７に設定される。これにより、特定パワコンの発電量が低下した場合には、その１時間後には、当該パワコン７の発電量が同等に低下すると予測される。なお、あるパワコン７における特定パワコンは、当該パワコン７から一定距離だけ離れた他のパワコン７に設定されても良い。

また各パワコン７（情報処理部１３）は、太陽電池５の発電量を表す発電量情報を継続的に取得し、この発電量情報を、自身を特定パワコンに設定している他の各パワコン７（情報処理部１３）へ送信するようになっている。これにより各パワコン７においては、特定パワコンについての発電量情報を取得することが可能である。

発電システムの適正化のために各パワコン７において行われる動作について、図８に示すフローチャートを参照しながら、以下に説明する。

パワコン７（電力量予測部１５）は、１時間後における自身の発電システムＰの発電量（予測発電量）が、特定パワコンについての現在の発電量情報が表す発電量になると予測する（ステップＳ４１）。なおこのように、ある発電システムＰでの現在の発電量を、他の発電システムＰでの将来の発電量とする形態も、「予測」に該当する。すなわち本実施形態では、あるパワコン７の位置に存在している発電量を小さくさせる要因（特に、日射を遮る雲）が、１時間後には当該パワコン７を特定パワコンとする他のパワコン７の位置に移動し、これにより当該他のパワコン７の発電量が同等に低下すると予測される。また需要量に関して、ある発電システムＰでの予測需要量を、他の発電システムＰでの予測需要量としてもよく、このような形態も需要量の「予測」に該当する。

なお、パワコン７において特定パワコンが複数個設定されている場合には、パワコン７は、例えば各特定パワコンの発電量情報が表す発電量の平均を、自身の発電システムＰにおける予測発電量とする。

そしてパワコン７における制御部１２は、この予測発電量の情報に基づいて、第２実施形態と同様の動作を行う。すなわち制御部１２は、予測発電量と予測需要量の比較を行い（ステップＳ４２）、予測需要量が予測発電量を上回っていた場合には（ステップＳ４２のＹ）、蓄電池６の充電量を増大させ（ステップＳ４３）、そうでない場合には（ステップＳ４２のＮ）、ステップＳ４３の動作を実行しない。

第３実施形態によれば、各パワコン７に特定パワコンを適切に設定しておくことで、第２実施形態に比べ、より簡潔な処理によって発電量を予測することが可能である。なお第３実施形態のパワコン７は、基本的には他のパワコン７の位置情報を取得する必要はない。但し第３実施形態のパワコン７についても、第２実施形態と同様に他のパワコン７の位置情報を取得し、当該位置情報をも用いて発電量を予測するようにしても構わない。

また第３実施形態のパワコン７についても、第２実施形態と同様に、近くの各発電システムＰについての仮予測発電量に基づいて自身の仮予測発電量を補正し、補正予測発電量を求める動作（ステップＳ３３の動作を参照）を行うようにしても構わない。またその他、パワコン７等には、発電量の予測精度を高めるための各種技術が採用され得る。

４．その他
以上までに説明した通り、第１実施形態のサーバ装置ＳＶ、ならびに第２および第３実施形態のパワコン７は、太陽光を用いて発電する発電システムＰの発電量を予測する、発電量予測装置であるとも言える。なおそれぞれの発電システムＰは、自身の発電量が予測される発電システム（第１発電システム）と、他の発電システムの発電量予測のために自身の発電量情報を提供する発電システム（第２発電システム）の両方を兼ねている。そして発電量予測装置は、第２発電システムの発電量情報に基づいて、第１発電システムの発電量の予測を行うようになっている。

このように発電量予測装置は、気象情報等に依存するものではなく、第２発電システムの実際の発電量から、第１発電システムの将来の発電量を予測する。そのため発電量予測装置は、太陽光を用いる発電システムの発電量を予測する装置として、気象情報に基づいて当該予測を行うような装置に比べ、予測精度の面で有利となっている。

また発電量予測装置は、気象情報を検出するための装置や、気象庁などから気象情報を受信するための装置を備える必要がない。そのため、気象情報に基づいて発電量の予測を行うような装置に比べて部品点数の削減などが容易であり、構成するためのコストの面でも有利となっている。但し発電量予測装置は、発電量の予測に際して気象情報を全く利用しないものに限られる訳ではない。例えば発電量予測装置は発電量の予測において、他の発電システムの発電量情報とともに、補足情報として、風向きの情報等を利用するようになっていても良い。

なおこのように風向きの情報が得られると、発電システムＰの発電量の予測がより精度良く行われる可能性がある。すなわち気象情報等による風向きを考慮しない場合は、例えば先述した図４に示すように、エリアＢからエリアＣへの方向は、エリアＡからエリアＢへの方向と同じになると画一的に推定される。この点、気象情報等による風向きが考慮される場合は、エリアＢからエリアＣへの方向の推定において、場所や時間帯による風向きの違い等を反映させることが可能となる。これにより、例えば図９に示すように、エリアＣの位置を特定することが可能となる。なお図９における着色矢印の向きは、気象情報等による風向きが反映されている。また図９に示す例の場合、例えばエリアＣの位置に発電システムＰが無いときは、このエリアに対応する発電量の予測結果の情報を送出する必要はない。この場合、当該エリアに対応する予測結果は、例えば発電量予測装置に保持されるだけとしても良い。

また各実施形態に係る発電システムは、自然エネルギーの一種として太陽光を用いて発電するものとなっているが、その他の種類の自然エネルギーを用いる発電システムであっても構わない。例えば当該発電システムは、風を用いて発電する風力発電システムであっても構わない。

なお第１実施形態の発電量予測装置は、第２発電システムの発電量情報、および第１発電システムおよび第２発電システムのそれぞれの位置情報に基づいて、第１発電システムの発電量を予測するようになっている。

また更に第１実施形態の発電量予測装置は、第１発電システムおよび第２発電システムに通信網ＮＴを介して接続されたサーバＳＶに備えられている。そしてサーバＳＶは、通信網ＮＴを介して第２発電システムの発電量情報を受取り、該発電量情報に基づいて第１発電システムの発電量の予測を行い、該予測の結果の情報を、通信網ＮＴを介して第１発電システムへ送出するようになっている。

また第２実施形態の発電量予測装置も、第２発電システムの発電量情報、および第１発電システムおよび第２発電システムのそれぞれの位置情報に基づいて、第１発電システムの発電量を予測するようになっている。

但し第２実施形態の発電量予測装置は、第２発電システムに通信網ＮＴを介して接続された第１発電システムに設けられており、通信網ＮＴを介して第２発電システムの発電量情報を受取り、該発電量情報に基づいて第１発電システムの発電量の予測を行うようになっている。

また第２実施形態の発電量予測装置は、通信網ＮＴにより互いに接続された複数の第１発電システムのうちの一つに設けられているものであり、他の第１発電システムに設けられている発電量予測装置が行った予測の結果の情報を用いて、自身が行った予測の結果を補正するようになっているとも言える（ステップＳ３３の動作の説明等を参照）。

また第３実施形態の発電量予測装置は、第２発電システムの発電量情報に基づいて、第２実施形態の場合に比べて簡潔な処理により、第１発電システムの発電量を予測するようになっている。

また各実施形態に係る発電システムＰ（第１発電システム）は、発電量予測装置によって発電量が予測されるものであり、自身の発電電力を蓄える蓄電池６（蓄電部）と、発電量の予測結果に基づいて蓄電池６の充放電を制御する制御部１２と、を備えている。

また発電システムＰは、需要量に応じた外部（交流電力ラインＬ）への電力供給を行うようになっており、制御部１２は、予測発電量（発電量の予測結果）と予測需要量（予測される需要量）との比較を行い、この比較の結果に基づいて、蓄電池６の充放電を制御するようになっている。

また本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

また本発明において「第１発電システムの発電量を予測する」ことは、現存する第１発電システムの発電量を予測することだけに限られず、第１発電システムがある位置に存在するとした場合に、その発電量を予測することも含まれる。

本発明は、太陽電池を有する発電システムなどに利用することができる。

１ 電力制御ネットワーク
５ 太陽電池
６ 蓄電池
７ パワコン
８ 表示装置
１１ 電力変換部
１２ 制御部
１２ａ ＭＰＰＴ制御装置
１３ 情報処理部
１５ 発電量予測部
Ｌ 交流電力ライン
ＮＴ 通信網
Ｐ 発電システム
Ｓ センサ
ＳＶ サーバ装置

Claims (12)

1. 自然エネルギーを用いて発電する第１発電システムの発電量を予測する、発電量予測装置であって、
   前記第１発電システムが発電に用いるものと同種の自然エネルギーを用いて発電する第２発電システムの発電量情報に基づいて、前記第１の発電システムの発電量の予測を行う発電量予測装置。
2. 前記自然エネルギーとして太陽光を用いて発電する第１発電システムの発電量を、予測する請求項１に記載の発電量予測装置。
3. 前記第１発電システムおよび前記第２発電システムのそれぞれの位置情報に基づいて、前記予測を行う請求項１または請求項２に記載の発電量予測装置。
4. 前記第１発電システムおよび前記第２発電システムに通信網を介して接続されたサーバであって、
   請求項１から請求項３の何れかに記載の発電量予測装置を備え、
   前記通信網を介して前記発電量情報を受取り、該発電量情報に基づいて前記予測を行うサーバ。
5. 複数個の前記第１発電システムの発電量を予測する、請求項４に記載のサーバであって、
   前記複数個の第１発電システムのうちの一または複数個を情報送出対象に設定し、前記予測の結果の情報を、前記通信網を介して前記情報送出対象へ送出するサーバ。
6. 第１発電システムからの要求に応じて、前記予測の結果の情報を、前記通信網を介して前記第１発電システムへ送出する請求項４に記載のサーバ。
7. 前記第２発電システムに通信網を介して接続された前記第１発電システムからなる発電システムであって、
   請求項１から請求項３の何れかに記載の発電量予測装置を備え、
   前記通信網を介して前記発電量情報を受取り、該発電量情報に基づいて前記予測を行う発電システム。
8. 前記通信網により互いに接続された複数の前記第１発電システムのうちの一つからなる請求項７に記載の発電システムであって、
   他の前記第１発電システムに設けられている前記発電量予測装置が行った前記予測の結果の情報を用いて、自身が行った前記予測の結果を補正する発電システム。
9. 自身の前記発電量情報を取得し、請求項２に記載の発電量予測装置へ提供する発電システムであって、
   太陽電池と、
   前記太陽電池の出力電圧値および出力電流値を検出するセンサを有し、該センサの検出結果に基づいて、前記太陽電池の出力についてのＭＰＰＴ制御を行う制御部と、を備え、
   前記センサの検出結果を用いて、自身の前記発電量情報を取得する発電システム。
10. 請求項１から請求項４の何れかに記載の発電量予測装置によって発電量が予測される、発電システムであって、
    該発電システムの発電電力を蓄える蓄電部と、
    前記予測の結果に基づいて、前記蓄電部の充放電を制御する制御部と、
    を備えた発電システム。
11. 需要量に応じた外部への電力供給を行う請求項１０に記載の発電システムであって、
    前記制御部は、
    前記予測の結果と予測される前記需要量との比較を行い、該比較の結果に基づいて、前記蓄電部の充放電を制御する発電システム。
12. 請求項１から請求項４の何れかに記載の発電量予測装置によって発電量が予測される、発電システムであって、
    前記予測の結果に応じた表示を行う表示装置が設けられた発電システム。

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