JP2013143901A - 分散電源制御装置、分散電源制御システム及び分散電源制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池を利用して、電力系統の効率的な運用を図る。
【解決手段】分散電源制御システム１において、配電線５は、遮断器４から給電対象となる地域に延設され、変電所２から母線３及び遮断器４を通じて受けた電力を各住宅１０へ供給する。制御装置７は、変流器６から送出された電流を計測し、その計測した電流及び変流比により、配電線５に流れる電流を計算し、その計算した電流、当日の天候及び気温に基づいて、電力曲線を予測する。そして、予測した電力曲線を用いて、オフピークにおける充電量及びピークにおける放電量を計算し、スマートメータ９に対して、電気自動車２０に搭載された蓄電池の充放電を指示する。スマートメータ９は、制御装置７から受信した指示に基づいて、電気自動車２０に搭載された蓄電池の充放電制御を行う。電気自動車２０は、蓄電池を搭載した車両であり、稼動せずに住宅１０に駐車されている限り、蓄電池として利用される。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電池を用いて、配電線ごとに使用電力のピークシフトを制御する分散電源制御システムに関する。

今後、プラグインハイブリッドカーや電気自動車は、普及が拡大し、それらの自動車の、一般家庭における自動車保有台数に対する割合も大きくなることが予想される。また、電気自動車に積載される蓄電池は、一般家庭で使われる約２日分の電力を蓄えられるといわれている。

電気自動車は、夜間に住宅や事業所で駐車されていることが多いので、今後、電気自動車の蓄電池は、安価な深夜電力により充電されることが想定される。そして、電気自動車は、昼間に使用されなければ、蓄電池が充電されたまま保管されることになり、一方、使用したとしても、近距離内であれば、蓄電池の電力は十分に残っていると考えられる。

特開２００７−３３００８３号公報

ところで、電力使用環境の変化により電力需要が増えた場合には、使用電力のピークに耐えられる容量の電源や流通設備が必要になる。ただし、電源や流通設備の増強は容易ではなく、時間及び費用がかかるとともに、地域住民のコンセンサスを得ることが必要となる。また、昼夜における電力需要の較差が大きい場合には、設備の利用率が悪く、発電所の運用も非効率となる。

なお、特許文献１には、電気自動車による電力供給システムが開示されており、残存蓄電量が所定量より大きい場合に、放電指示により商用電力系統の配電線に電力供給を行うことができるが、各家庭で個別に制御されるため、商用電力系統の効率的な運用にはつながらない。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、蓄電池を利用して、電力系統の効率的な運用を図ることにある。

上記課題を解決するために、本発明は、分散電源制御装置であって、配電線から消費される電力が１日におけるピークからオフピークへ向かう間の第１時刻又は第１時間帯において、前記配電線を流れる電流の計測値及びその変化率、又は、前記電力の計測値及びその変化率である給電状態を取得する第１取得手段と、前記電力が１日におけるオフピークからピークへ向かう間の第２時刻又は第２時間帯において、前記給電状態を取得する第２取得手段と、前記第１取得手段及び前記第２取得手段で取得した給電状態に基づいて、オフピーク及びピークにおける前記電力の時間的変化を示す電力曲線を予測する予測手段と、前記予測した電力曲線に基づいて、前記配電線と、当該配電線に連系される蓄電池との間で充放電が行われるように前記蓄電池を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、電力系統のうち、配電線ごとの電流や使用電力の状況に基づいて、当該配電線の配下にある蓄電池の充放電を、電力のオフピーク及びピークに合わせて行うことにより、当該配電線の給電対象地域の特性（例えば、家電機器の使い方等の傾向）に適合した、使用電力のピークシフトを実現することができる。これによれば、蓄電池を利用して、配電線の効率的な運用を図ることができる。なお、請求項におけるオフピーク及びピークは、１日の電力が最小値及び最大値になるときの時刻だけでなく、その時刻を含む時間帯をいう。

また、本発明の上記分散電源制御装置において、１日ごとの電力曲線、天候及び気温を取得し、実績データとして記憶する手段をさらに備え、前記予測手段は、直近の所定期間における各実績データと、前記第１時刻又は第１時間帯における給電状態、当日の天候及び気温のうち、少なくとも当該給電状態との類似度を計算し、当該類似度が最も高い実績データの電力曲線を第１電力曲線として選択する手段と、前記選択した第１電力曲線に対応する天候及び気温と、当日の天候及び気温との差に基づいて補正値を計算し、当該補正値により前記第１電力曲線を補正する手段と、直近の所定期間における各実績データと、前記第２時刻又は第２時間帯における給電状態、当日の天候及び気温のうち、少なくとも当該給電状態との類似度を計算し、当該類似度が最も高い実績データの電力曲線を第２電力曲線として選択する手段と、前記選択した第２電力曲線に対応する天候及び気温と、当日の天候及び気温との差に基づいて補正値を計算し、当該補正値により前記第２電力曲線を補正する手段と、を有することとしてもよい。
この構成によれば、直近の所定期間（例えば、２週間程度）の各実績データを、当日データに対する類似度を計算する対象として、類似度の最も高い実績データを選択することにより、その時季の気候や家電機器の使い方に合った電力曲線を取得することができる。そして、選択した過去の電力曲線の日は、他の日と比べて当日に対する類似度が高いとしても、天候や気温には多少の差があると考えられるので、その差に基づく補正を電力曲線に施すことにより、さらに精度よく電力曲線を予測することができる。

また、本発明の上記分散電源制御装置において、前記制御手段は、前記予測したオフピークにおける電力曲線から、１日のオフピークにおける前記電力の時間的変化を抽出する手段と、前記抽出したオフピークにおける電力の時間的変化に基づいて、所定時刻ごとに前記蓄電池が所定電力の充電を行うように前記蓄電池に指示する手段と、前記予測したピークにおける電力曲線から、１日のピークにおける前記電力の時間的変化を抽出する手段と、前記抽出したピークにおける電力の時間的変化に基づいて、所定時刻ごとに前記蓄電池が所定電力の放電を行うように前記蓄電池に指示する手段と、を有することとしてもよい。
この構成によれば、予測した電力曲線のオフピーク又はピークの状態から抽出した電力の時間的変化に基づいて、蓄電池の充放電を制御するので、精度よく電力のピークシフトを実現することができる。

また、本発明の上記分散電源制御装置において、１日のオフピークにおいて、前記給電状態を取得する手段と、前記予測したオフピークにおける電力曲線と、前記取得したオフピークにおける給電状態との差に基づいて、第１補正値を計算する手段と、前記計算した第１補正値を、次の日に前記蓄電池に指示する、充電すべき所定電力に反映させる手段と、１日のピークにおいて、前記給電状態を取得する手段と、前記予測したピークにおける電力曲線と、前記取得したピークにおける給電状態との差に基づいて、第２補正値を計算する手段と、前記計算した第２補正値を、次の日に前記蓄電池に指示する、放電すべき所定電力に反映させる手段と、をさらに備えることとしてもよい。
この構成によれば、１日のオフピーク又はピークにおける電力の予測値と、実際値との差を、次の日における蓄電池の充放電制御に反映させるので、さらに精度よく電力のピークシフトを実現することができる。

また、本発明の上記分散電源制御装置において、電気自動車と相互に給電可能な住宅に設置され、前記配電線に接続されたスマートメータの通信アドレスを記憶する手段をさらに備え、前記制御手段は、前記通信アドレスを用いて、前記スマートメータに対して、前記電気自動車に搭載された蓄電池の充放電制御を指示することとしてもよい。
この構成によれば、分散電源制御装置が配電線の配下にあるスマートメータと通信し、そのスマートメータが電気自動車の蓄電池の充放電を制御することにより、配電線の給電対象となる地域内で登録された電気自動車の蓄電池を分散電源として用いることができる。

また、本発明は、分散電源制御システムであって、配電線を流れる電流の計測値及びその変化率、又は、前記配電線から消費される電力の計測値及びその変化率である給電状態を取得する制御装置と、前記配電線に連系される蓄電池と、前記制御装置及び前記蓄電池と通信可能なスマートメータと、を備え、前記制御装置が、前記取得した給電状態に基づいて前記電力の変化を予測し、当該電力の変化に基づいて、前記電力のオフピークにおいて前記配電線から充電を行い、前記電力のピークにおいて前記配電線に放電を行うように前記スマートメータに指示し、前記スマートメータが、前記制御装置からの指示を受けて、前記蓄電池の充放電を制御し、前記蓄電池が、前記スマートメータからの制御を受けて、前記配電線との間で充放電を行うことを特徴とする。
この構成によれば、配電線からそのまま充電を行い、当該配電線の給電対象地域内において、住宅で稼動する家電機器等の電力使用負荷の近くで放電を行うため、電力の伝送損失が少なくて済む。これによれば、蓄電池を利用して、配電線の効率的な運用を図ることができる。

また、本発明の上記分散電源制御システムにおいて、前記蓄電池は、電気自動車に搭載される蓄電池であることとしてもよい。
この構成によれば、分散電源制御装置がスマートメータに指示し、そのスマートメータが電気自動車の蓄電池の充放電を制御することにより、配電線の給電対象地域内で登録された電気自動車の蓄電池を分散電源として用いることができる。また、電気自動車の蓄電池を利用するので、新たな蓄電池を用意しなくて済む。

なお、本発明は、分散電源制御方法を含む。その他、本願が開示する課題及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。

本発明によれば、蓄電池を利用して、電力系統の効率的な運用を図ることができる。

分散電源制御システム１の構成を示す図である。 住宅１０の構成を示す図である。 制御装置７のハードウェア構成を示す図である。 制御装置７の記憶部７４に記憶されるデータ構成を示す図である。 制御装置７が蓄電池２１の充放電を制御する処理を示すフローチャートである。 制御装置７が電力曲線を予測する処理を示すフローチャートである。 （ａ）は配電線の電力曲線の予測を説明するための図であり、（ｂ）は電気自動車のバッテリー制御を説明するための図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を説明する。本発明の実施の形態に係る分散電源制御システムは、配電線ごとに、その配下にある蓄電池を用いて使用電力のピークシフト制御を行うものであり、配電線の電流から予測した電力曲線のうち、深夜のオフピーク部分及び昼間のピーク部分に基づいて、電力系統側から蓄電池の充放電制御を行うものである。詳細には、配電線の電力曲線に従って、最適の時間に充電及び放電の指令を、給電対象地域内の登録された電気自動車へ出力する。なお、状況によっては、昼間の充電も可能とする。これによれば、蓄電池を利用して、電力系統の効率的な運用を図ることができる。

≪システムの構成と概要≫
図１は、分散電源制御システム１の構成を示す図である。分散電源制御システム１は、制御装置７がスマートメータ９に指示して、電気自動車２０に搭載された蓄電池の充放電を行うものであり、変電所２、母線３、遮断器４、配電線５、変流器６、制御装置７、引込線８、スマートメータ９、住宅１０及び電気自動車２０を備える。

変電所２は、配電用の変電所であり、上位の変電所から供給された電力の電圧を降圧して母線３に送出する。母線３は、変電所２と、遮断器４との間に介在し、変電所２から送出された電力を各遮断器４に伝送する。遮断器４は、母線３と、配電線５との間に設置され、母線３を通じて供給される電力を配電線５に送出するか否かを制御する。配電線５は、遮断器４から給電対象となる地域に延設され、各需要家宅（住宅１０）に対して電力を供給する。１つの変電所２から、例えば、５〜１０ルートの配電線５が分岐し、延設される。

変流器６は、配電線５に設置される計器用変流器であり、配電線５に流れる電流の大きさに応じた電流（変流比で変換された大きさの電流）を制御装置７に送出する。制御装置７は、変流器６から送出された電流を計測し、その計測した電流及び変流比により、配電線５に流れる電流を計算し、その計算した電流に基づいて、スマートメータ９を通じて、電気自動車２０に搭載された蓄電池の充放電制御を行う。蓄電池の充放電制御は、配電線５ごとに行われる。なお、制御装置７は、制御所や変電所に設置され、スマートメータ９とは無線通信又はＰＬＣ（Power Line Communication）通信を行うものとする。

引込線８は、配電線５から分岐し、各住宅１０に接続され、各住宅１０に対して電力を直接供給する。スマートメータ９は、制御装置７との間で通信を行うことにより、住宅１０における消費電力量を計測し、その計測した消費電力量を制御装置７に送信し、一方、制御装置７から受信した指示に基づいて、電気自動車２０に搭載された蓄電池の充放電制御を行う。

住宅１０は、需要家宅であり、配電線５から引込線８を通じて供給される電力を消費し、その電力の一部を電気自動車２０に充電するとともに、電気自動車２０から放電される電力を消費し、その電力の全部又は一部を引込線８に送出する。電気自動車２０は、蓄電池を搭載した車両であり、稼動せずに住宅１０に駐車されている限り、その蓄電池は分散電源として利用される。

分散電源制御システム１は、電気自動車２０の蓄電池を活用して、深夜電力による充電及び昼間の放電を制御する。住宅１０において、電気自動車２０は、常に所定値以上の充電量を確保しており、深夜電力で充電し、昼間に電力の供給を行う。電気自動車２０は、電力系統からの制御を受けながら、自家用車としても使用可能である。

図２は、住宅１０の構成を示す図である。住宅１０は、屋内配線１１、スイッチ１２、分電盤１３、家電機器１４、充放電器３０及び充放電器制御装置４０を備える。屋内配線１１には、引込線８、スイッチ１２及び分電盤１３を通じて商用電力が供給される。そして、その商用電力は、屋内配線１１を通じて各種家電機器１４に供給される。

充放電器３０は、屋内配線１１及び充放電器制御装置４０に接続され、さらに、コネクタ３１を介して、電気自動車２０に搭載される蓄電池２１と接続される。蓄電池２１は、引込線８及び屋内配線１１を通じて配電線５（図１）に連系される。そして、充放電器３０は、充放電器制御装置４０から受信する信号に応じて蓄電池２１の充放電を制御する。

充放電器制御装置４０は、有線接続された充放電器３０を制御するコンピュータ（情報処理装置）であり、図１のスマートメータ５に対応する。また、有線接続されたスイッチ１２に制御信号を送信することにより、スイッチ１２の開閉を行い、無線通信路１５を介した通信により、照明機器やエアコン、冷蔵庫、テレビ等の家電機器１４の稼動を制御する。

図３は、制御装置７のハードウェア構成を示す図である。制御装置７は、通信部７１、電流計測部７２、処理部７３及び記憶部７４を備え、各部がバス７５を介してデータを送受信可能なように構成される。通信部７１は、ネットワークを介して他の装置（スマートメータ９や他の端末等）とＩＰ（Internet Protocol）通信等を行う部分であり、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等によって実現される。電流計測部７２は、変流器６から送出される電流を計測し、配電線５に流れる電流を計算する部分であり、例えば、電流計等によって実現される。

処理部７３は、所定のメモリを介して各部間のデータの受け渡しを行うととともに、制御装置７全体の制御を行うものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が所定のメモリに格納されたプログラムを実行することによって実現される。記憶部７５は、処理部７４からデータを記憶したり、記憶したデータを読み出したりするものであり、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等の不揮発性記憶装置によって実現される。

≪データの構成≫
図４は、制御装置７の記憶部７４に記憶されるデータ構成を示す図である。記憶部７４は、配電線５の配下に接続される蓄電池２１の充放電を制御するために、スマートメータデータ７４Ａ、シフト電力データ７４Ｂ、過去計測データ７４Ｃ、当日計測データ７４Ｄ、当日電力曲線データ７４Ｅ、充電指示データ７４Ｆ及び放電指示データ７４Ｇを格納する。

スマートメータデータ７４Ａは、配電線５の配下に設置されるスマートメータ９の登録データであり、スマートメータ９の通信アドレスや蓄電池２１の容量等を含む。シフト電力データ７４Ｂは、電力曲線のピークやオフピークに相当する面積部分、すなわち、シフトすべき電力量を特定するための設定値であり、ピーク電力又はオフピーク電力からの差分値が設定される（図７（ｂ）参照）。なお、２段階の差分値として、最低限の値と、充放電可能な容量に余裕がある場合に用いる値とを設定してもよい。スマートメータデータ７４Ａ及びシフト電力データ７４Ｂは、配下にあるスマートメータ９や蓄電池２１の状態に応じて予め設定される。

過去計測データ７４Ｃは、配電線５における１日ごとの電流の変化（例えば、１０分ごとの計測値）、天候（例えば、昼間電力のピーク時）及び気温（例えば、最高気温及び最低気温）のデータであり、少なくとも直近２週間分のデータが保存される。当日計測データ７４Ｄは、当日の所定時刻における電流値（計測値）及びその変化率、当日の天候及び気温（予想値）である。気温には、例えば、ピーク電力を予測する場合には、予想最高気温が設定され、オフピーク電力を予測する場合には、予想最低気温が設定される。

当日電力曲線データ７４Ｅは、配電線５について予測した当日の使用電力曲線のデータであり、立ち上がり時にはピークの電力曲線が設定され、一方、立ち下がり時にはオフピークの電力曲線が設定される。充電指示データ７４Ｆは、配電線５の配下にあるスマートメータ９全体に指示すべき充電の時間及び電力容量である。放電指示データ７４Ｇは、配電線５の配下にあるスマートメータ９全体に指示すべき放電の時間及び電力容量である。

≪システムの処理≫
図５は、分散電源制御システム１において、電気自動車２０に搭載される蓄電池２１の充放電を制御する処理を示すフローチャートである。本処理は、制御装置７において、主として処理部７３が、電流計測部７２により配電線５の電流値を取得し、記憶部７４のデータを参照、更新しながら、通信部７１により配電線５配下のスマートメータ９に充放電の指示を行うものである。

事前の処理として、制御装置７は、配電線５に接続されるスマートメータ９の通信アドレス及びピークとオフピークにおける電力の差分値（図７（ｂ）参照）のデータを取得し、スマートメータデータ７４Ａ及びシフト電力データ７４Ｂとして記憶部７４に記憶する（Ｓ５０１）。通信アドレスは、例えば、通信部７１がスマートメータ９との無線通信又はＰＬＣ通信を行うことにより取得される。ピークとオフピークにおける電力の差分値は、例えば、通信部７１が、電力会社のオペレータが所持する携帯端末との通信を行うことにより取得される。なお、配電線５の給電対象地域に住宅１０が新築されて、スマートメータ９が増えたり、上記の差分値を調整する必要が出たりしたとき、スマートメータデータ７４Ａ及びシフト電力データ７４Ｂは更新される。

Ｓ５０２〜Ｓ５０７は、１日ごとに繰り返される処理である。なお、過去計測データ７４Ｃの取得及び設定は、充放電制御処理とは別のタスクにより随時行われるものとする。

まず、制御装置７は、電流曲線が立ち下がりの時刻（第１時刻）に、オフピークの電力曲線を予測し、当日電力曲線データ７４Ｅとして記憶部７４に記憶する（Ｓ５０２）。図７（ａ）に示すように、立ち下がりの時刻は、充放電制御を行わない時間帯に含まれ、配電線５を流れる電流がピークになる時刻と、オフピークになる時刻との中間時刻（例えば、２２：００）である。予測処理の詳細は、図６を用いて後記する。

次に、制御装置７は、予測したオフピークの当日電力曲線データ７４Ｅ及びシフト電力データ７４Ｂに基づいて、充電指示データ７４Ｆを作成し、記憶部７４に記憶する（Ｓ５０３）。図７（ｂ）に示すように、オフピークの電力曲線があったときに、差分値により特定される領域及びその面積が、充電すべき時間帯及び電力量に相当する。あるいは、時間とともに変化する電力を、時刻（正確には、所定の時間間隔）ごとに充電すべき電力としてもよい。それらの時間帯及び電力量、又は、時刻ごとの電力を充電指示データ７４Ｆとする。なお、スマートメータ９を通じて蓄電池２１の空き容量（充電可能電力量）を確認することにより、さらに充電可能であることが分かれば、電力曲線及び一点鎖線で囲まれる領域及びその面積を充電すべき時間帯及び電力量としてもよい。また、給電地域内で登録された住宅１０の蓄電池容量を電力曲線のオフピーク時に当てはめ、制御可能な電力容量及び時間を算出し、制御信号をスマートメータ９に送信してもよい。

そして、制御装置７は、作成した充電指示データ７４Ｆ及びスマートメータデータ７４Ａに基づいて、配電線５の配下にある各スマートメータ９に充電を指示する（Ｓ５０４）。例えば、スマートメータデータ７４Ａに含まれる通信アドレスの個数により、充電すべき電力量を均等割りしてもよいし、各蓄電池２１の空き容量を確認することにより、その空き容量に応じた個別の電力量の充電を指示してもよい。このとき、各スマートメータ９は、制御装置７からの充電指示を受けて、配電線５から住宅１０に接続された電気自動車２０の蓄電池２１への充電を制御する。

なお、当日電力曲線データ７４Ｅ及びシフト電力データ７４Ｂに基づいて特定し、充電制御に用いたオフピーク電力と、実際のオフピーク時に計測した電流値から計算される電力値との差を補正値として、次の日の充電制御に反映させる。この差の原因には、蓄電池２１の充電可能容量の誤差及び電力予測の誤差の２つが考えられるが、いずれにしても、作成した後の充電指示データ７４Ｆを補正するのに用いる。補正幅は、差分値そのものではなく、例えば、差分値の１／２等にする。これによれば、平均した補正値を毎日使うことにより、当該地域の特性を反映させることができる。

続いて、制御装置７は、電流曲線が立ち上がり（第２時刻）の時刻に、ピークの電力曲線を予測し、当日電力曲線データ７４Ｅとして記憶部７４に記憶する（Ｓ５０５）。図７（ａ）に示すように、立ち上がりの時刻は、充放電制御を行わない時間帯に含まれ、配電線５を流れる電流がオフピークになる時刻と、ピークになる時刻との中間時刻（例えば、１０：００）である。予測処理の詳細は、図６を用いて後記する。

次に、制御装置７は、予測したピークの当日電力曲線データ７４Ｅ及びシフト電力データ７４Ｂに基づいて、放電指示データ７４Ｇを作成し、記憶部７４に記憶する（Ｓ５０６）。図７（ｂ）に示すように、ピークの電力曲線があったときに、差分値により特定される領域及びその面積が、放電すべき時間帯及び電力量に相当する。あるいは、時間とともに変化する電力を、時刻（正確には、所定の時間間隔）ごとに放電すべき電力としてもよい。それらの時間帯及び電力量、又は、時刻ごとの電力を放電指示データ７４Ｇとする。なお、スマートメータ９を通じて蓄電池２１の充電容量（放電可能電力量）を確認することにより、さらに放電可能であることが分かれば、電力曲線及び二点鎖線で囲まれる領域及びその面積を放電時間及び電力量としてもよい。また、給電地域内で登録された住宅１０の蓄電池容量を電力曲線のピーク時に当てはめ、制御可能な電力容量及び時間を算出し、制御信号をスマートメータ９に送信してもよい。

そして、制御装置７は、作成した放電指示データ７４Ｇ及びスマートメータデータ７４Ａに基づいて、配電線５の配下にある各スマートメータ９に放電を指示する（Ｓ５０７）。例えば、スマートメータデータ７４Ａに含まれる通信アドレスの個数により、放電すべき電力量を均等割りしてもよいし、各蓄電池２１の充電量を確認することにより、その充電量に応じた個別の電力量の放電を指示してもよい。このとき、各スマートメータ９は、制御装置７からの放電指示を受けて、住宅１０に接続された電気自動車２０の蓄電池２１から配電線５への放電を制御する。Ｓ５０７の処理が終了すれば、Ｓ５０２の処理に戻る。

なお、当日電力曲線データ７４Ｅ及びシフト電力データ７４Ｂに基づいて特定し、放電制御に用いたピーク電力と、実際のピーク時に計測した電流値から計算される電力値との差を補正値として、次の日の放電制御に反映させる。この差の原因には、蓄電池２１の放電可能容量の誤差及び電力予測の誤差の２つが考えられるが、いずれにしても、補正値は、作成した後の放電指示データ７４Ｇを補正するのに用いられる。補正幅は、差分値そのものではなく、例えば、差分値の１／２等にする。これによれば、平均した補正値を毎日使うことにより、当該地域の特性を反映させることができる。

充放電ともに、その前の電気自動車２０の使用状態に応じて、蓄電池２１に係る電力量が大きく変動することもあるが、日ごとの補正値を制御に反映していけば、その地域の平均的な補正を行うことができる。また、充放電の制御を実施する数時間前に充放電すべき時間帯の中間時刻を通知し、各住宅２０のスマートメータ９により、上記時間帯のうち、蓄電池２１にとって最適な時間に充放電を行うことも考えられる。

住宅１０に課金される電気料金に関しては、深夜に充電された電力を、昼間にすべて当該住宅１０で消費するとすれば、昼間よりも深夜の電力単価の方が安いので、その差分だけ、当該住宅１０の電気料金は、より安くなる。

図６は、制御装置７において、電力曲線を予測する処理を示すフローチャートである。電力曲線の予測では、当日における配電線５の電流の立ち上がり（立ち下がり）時刻において、電流値及び変化率を取得して、至近の過去計測データ７４Ｃから同じか近似の電流曲線を選出し、電力曲線に変換する。そして、天候差や気温差による補正値を算出し、その補正値により電力曲線を補正する。以下に、詳細を説明する。

まず、制御装置７は、電流計測部７２により、設定時刻において配電線５を流れる電流の値を取得し、その電流値の変化率を計算し、当日計測データ７４Ｄとして記憶する（Ｓ６０１）。設定時刻は、例えば、立ち上がりであれば１０：００であり、立ち下がりであれば２２：００である。なお、季節や気候に応じて、ピーク電力やオフピーク電力の時刻が変化すると考えられるので、それらの中間時刻である設定時刻を随時変更するようにしてもよい。

次に、制御装置７は、当日の天候及び気温を取得し、当日計測データ７４Ｄとして記憶する（Ｓ６０２）。天候及び気温は、処理部７３が現在の天候及び気温から所定の手法により予測してもよいし、通信部７１がインターネット経由でアクセス可能な天気予報サイトから取得してもよい。なお、取得すべき気温は、立ち上がりであれば最高気温であり、立ち下がりであれば最低気温である。

そして、制御装置７は、記憶部７４の当日計測データ７４Ｄ及び過去計測データ７４Ｃに関する類似度を計算し、その類似度を過去計測データ７４Ｃに追加して記憶する（Ｓ６０３）。類似度は、設定時刻における電流値及びその変化率、当日の天候及び気温を対象とし、４つのパラメータごとに類似度を計算し、その類似度を合計するものとする。電流値、その変化率及び気温に関しては、差分の絶対値又は２乗値を類似度とする。天候に関しては、晴、曇、雨に対してポイント（例えば、２、１、０）を付与し、その差分の絶対値又は２乗値を類似度とする。そのとき、当日の天候及び気温よりも、電流値及びその変化率を優先して類似度を判断するように、各類似度に重み付けをしてもよい。

制御装置７は、過去計測データ７４Ｃのうち、直近の２週間分について、当日計測データ７４Ｄとの類似度を計算したか否かを判定する（Ｓ６０４）。直近２週間分の過去計測データ７４Ｃを対象にすることにより、その時季に合った使用電力曲線が得られる。２週間分のデータについて計算していなければ（Ｓ６０４のＮＯ）、まだ計算していない過去計測データ７４Ｃの類似度を計算する（Ｓ６０３）。

２週間分のデータについて計算済であれば（Ｓ６０４のＹＥＳ）、制御装置７は、計算した類似度の合計値が最も小さい、すなわち、最も類似度が高い（最も類似している）日の電流曲線を選択し、その電流曲線に基づいて、当日の電力曲線を作成する（Ｓ６０５）。例えば、変流器６の設置箇所における電圧値を取得し、その電圧値を電流曲線に積算することにより、電力曲線を取得する。

さらに、制御装置７は、作成した電力曲線を天候差及び気温差により補正し、当日電力曲線データ７４Ｅとして記憶部７４に記憶する（Ｓ６０６）。天候差は、類似度が最も高い日の天候と、当日の天候との差であり、先に示したポイントを用いる。気温差は、類似度が最も高い日の気温と、当日の気温との差である。そして、天候差及び気温差を使用電力の補正値に換算し、その補正値を用いて電力曲線を上下に移動させて調整する。

上記使用電力の補正値の換算方法としては、例えば、過去計測データ７４Ｃから、当日と同じ又は近似の天候の日を検索し、その日と、当日との最高気温（最低気温）の差による電力差を求め、その電力差の何割かを補正値とすることが考えられる。また、過去計測データ７４Ｃから、当日と同じ又は近似の最高気温（最低気温）の日を検索し、その日と、当日との天候差による電力差を求め、その電力差の何割かを補正値とすることが考えられる。そして、季節に応じて、補正値を計算する際の、電力差の割合を変更することにより、より実際の使用電力に近い予測を行うことができる。さらに、電力曲線は、配電線ごとの地域特性があるので、その地域特性に基づく補正を行うことで、より正確な予測を行うことができる。

なお、電力曲線を予測する、別の方法として、当日の天候及び気温が同じであり、かつ、設定時刻における電流値及びその変化率が類似している電力曲線を抽出してもよいし、電流値及びその変化率が類似している電力曲線を、天候及び気温の差により補正してもよい。

上記実施の形態では、図３に示す制御装置７内の各部を機能させるために、処理部７３で実行されるプログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録し、その記録したプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行させることにより、本発明の実施の形態に係る制御装置７が実現されるものとする。この場合、プログラムをインターネット等のネットワーク経由でコンピュータに提供してもよいし、プログラムが書き込まれた半導体チップ等をコンピュータに組み込んでもよい。

以上説明した本発明の実施の形態によれば、分散電源制御システム１において、電気自動車２０の蓄電池２１を利用して、配電線５の効率的な運用を図ることができる。

詳細には、まず、使用せずに住宅１０に駐車されている電気自動車２０を有効に活用することができる。特に、電気自動車２０の蓄電池２１は、事前に電力会社に登録することにより、電力のピーク時に安定した電源として活用できる。

次に、配電線５の電力曲線に基づいて配電線５ごとに制御することは、当該配電線５の給電対象地域の特性に合った制御を行うことになり、よりきめ細かい電力のピークシフト制御が可能となるとともに、家電機器１４等の電力使用負荷の近くで放電するので、電力の伝送損失が少なくて済む。

そして、配電線５ごとに、その配下の負荷状況により個々の電力曲線があり、その配電線５が集まって変電所２の電力曲線となり、各変電所２の電力曲線が集まって電力会社全体の電力曲線となっている。これによれば、電力会社全体の電力曲線の元となっている各配電線５の電力曲線を捉え、個別の給電対象地域内の蓄電池２１を制御することにより、給電対象地域及び電力会社全体の負荷平準化を図ることができる。

そして、電力の負荷平準化により電力のピークが下がるため、電力設備投資を軽減することができる。さらに、副次効果として、省エネ意識の高揚及びＣＯ_２の削減を図ることができる。

≪その他の実施の形態≫
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、以下のような実施の形態が考えられる。

（１）上記実施の形態では、電力のピークシフトのための分散電源として、電気自動車２０の蓄電池２１を使用するように説明したが、住宅１０に常時設置された一般の蓄電池を用いるようにしてもよい。
（２）上記実施の形態では、制御装置７が変流器６から配電線５を流れる電流を取得し、過去計測データ７４Ｃ及び当日計測データ７５Ｄとして電流値を記憶するように説明したが、電流値ではなく、当初から電力値を取り扱うようにしてもよい。
（３）上記実施の形態では、図６のＳ６０１に示すように、設定時刻（立ち上がり時刻又は立ち下がり時刻）において、配電線５を流れる電流の計測値を取得し、その変化率を計算するように説明したが、設定時刻に限定することなく、その設定時刻を含む時間帯における電流や電力の計測値を取得し、それらの変化率を計算するようにしてもよい。

１ 分散電源制御システム
５ 配電線
７ 制御装置（分散電源制御装置）
７３ 処理部
７４ 記憶部
７４Ａ スマートメータデータ（通信アドレス）
７４Ｃ 過去計測データ（実績データ）
７４Ｅ 当日電力曲線データ（第１電力曲線、第２電力曲線）
９ スマートメータ
１０ 住宅
２０ 電気自動車
２１ 蓄電池

Claims (8)

1. 配電線から消費される電力が１日におけるピークからオフピークへ向かう間の第１時刻又は第１時間帯において、前記配電線を流れる電流の計測値及びその変化率、又は、前記電力の計測値及びその変化率である給電状態を取得する第１取得手段と、
   前記電力が１日におけるオフピークからピークへ向かう間の第２時刻又は第２時間帯において、前記給電状態を取得する第２取得手段と、
   前記第１取得手段及び前記第２取得手段で取得した給電状態に基づいて、オフピーク及びピークにおける前記電力の時間的変化を示す電力曲線を予測する予測手段と、
   前記予測した電力曲線に基づいて、前記配電線と、当該配電線に連系される蓄電池との間で充放電が行われるように前記蓄電池を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする分散電源制御装置。
2. 請求項１に記載の分散電源制御装置であって、
   １日ごとの電力曲線、天候及び気温を取得し、実績データとして記憶する手段をさらに備え、
   前記予測手段は、
   直近の所定期間における各実績データと、前記第１時刻又は第１時間帯における給電状態、当日の天候及び気温のうち、少なくとも当該給電状態との類似度を計算し、当該類似度が最も高い実績データの電力曲線を第１電力曲線として選択する手段と、
   前記選択した第１電力曲線に対応する天候及び気温と、当日の天候及び気温との差に基づいて補正値を計算し、当該補正値により前記第１電力曲線を補正する手段と、
   直近の所定期間における各実績データと、前記第２時刻又は第２時間帯における給電状態、当日の天候及び気温のうち、少なくとも当該給電状態との類似度を計算し、当該類似度が最も高い実績データの電力曲線を第２電力曲線として選択する手段と、
   前記選択した第２電力曲線に対応する天候及び気温と、当日の天候及び気温との差に基づいて補正値を計算し、当該補正値により前記第２電力曲線を補正する手段と、
   を有する
   ことを特徴とする分散電源制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の分散電源制御装置であって、
   前記制御手段は、
   前記予測したオフピークにおける電力曲線から、１日のオフピークにおける前記電力の時間的変化を抽出する手段と、
   前記抽出したオフピークにおける電力の時間的変化に基づいて、所定時刻ごとに前記蓄電池が所定電力の充電を行うように前記蓄電池に指示する手段と、
   前記予測したピークにおける電力曲線から、１日のピークにおける前記電力の時間的変化を抽出する手段と、
   前記抽出したピークにおける電力の時間的変化に基づいて、所定時刻ごとに前記蓄電池が所定電力の放電を行うように前記蓄電池に指示する手段と、
   を有することを特徴とする分散電源制御装置。
4. 請求項３に記載の分散電源制御装置であって、
   １日のオフピークにおいて、前記給電状態を取得する手段と、
   前記予測したオフピークにおける電力曲線と、前記取得したオフピークにおける給電状態との差に基づいて、第１補正値を計算する手段と、
   前記計算した第１補正値を、次の日に前記蓄電池に指示する、充電すべき所定電力に反映させる手段と、
   １日のピークにおいて、前記給電状態を取得する手段と、
   前記予測したピークにおける電力曲線と、前記取得したピークにおける給電状態との差に基づいて、第２補正値を計算する手段と、
   前記計算した第２補正値を、次の日に前記蓄電池に指示する、放電すべき所定電力に反映させる手段と、
   をさらに備えることを特徴とする分散電源制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の分散電源制御装置であって、
   電気自動車と相互に給電可能な住宅に設置され、前記配電線に接続されたスマートメータの通信アドレスを記憶する手段
   をさらに備え、
   前記制御手段は、前記通信アドレスを用いて、前記スマートメータに対して、前記電気自動車に搭載された蓄電池の充放電制御を指示する
   ことを特徴とする分散電源制御装置。
6. 配電線を流れる電流の計測値及びその変化率、又は、前記配電線から消費される電力の計測値及びその変化率である給電状態を取得する制御装置と、
   前記配電線に連系される蓄電池と、
   前記制御装置及び前記蓄電池と通信可能なスマートメータと、
   を備え、
   前記制御装置は、前記取得した給電状態に基づいて前記電力の変化を予測し、当該電力の変化に基づいて、前記電力のオフピークにおいて前記配電線から充電を行い、前記電力のピークにおいて前記配電線に放電を行うように前記スマートメータに指示し、
   前記スマートメータは、前記制御装置からの指示を受けて、前記蓄電池の充放電を制御し、
   前記蓄電池は、前記スマートメータからの制御を受けて、前記配電線との間で充放電を行う
   ことを特徴とする分散電源制御システム。
7. 請求項６に記載の分散電源制御システムであって、
   前記蓄電池は、電気自動車に搭載される蓄電池である
   ことを特徴とする分散電源制御システム。
8. 制御装置により、配電線に連系される蓄電池の充放電を制御する分散電源制御方法であって、
   前記制御装置は、
   配電線から消費される電力が１日におけるピークからオフピークへ向かう間の第１時刻又は第１時間帯において、前記配電線を流れる電流の計測値及びその変化率、又は、前記電力の計測値及びその変化率である給電状態を取得するステップと、
   前記取得した前記第１時刻又は第１時間帯における給電状態に基づいて、前記第１時刻又は第１時間帯の後に現出するオフピークにおける前記電力の時間的変化を示す電力曲線を予測するステップと、
   前記予測したオフピークにおける電力曲線に基づいて、前記配電線から前記蓄電池への充電が行われるように前記蓄電池を制御するステップと、
   前記電力が１日におけるオフピークからピークへ向かう間の第２時刻又は第２時間帯において、前記給電状態を取得するステップと、
   前記取得した前記第２時刻又は第２時間帯における給電状態に基づいて、前記第２時刻又は第２時間帯の後に現出するピークにおける電力曲線を予測するステップと、
   前記予測したピークにおける電力曲線に基づいて、前記蓄電池から前記配電線への放電が行われるように前記蓄電池を制御するステップと、
   を実行することを特徴とする分散電源制御方法。

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