JP2013176226A - 蓄電池空き能力借用方法、電力系統の運用方法、電力運用システム、需要家側制御装置、需要家側制御装置に用いるプログラム、系統側制御装置及び系統側制御装置に用いるプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】需要家側蓄電池の利用予定を妨げることなく、蓄電池の空き能力を電力系統運用者が借用するための蓄電池空き能力借用方法を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、蓄電池空き能力借用方法は、需要家が貸与可能な蓄電池の空き能力及び時間帯と、貸与時の対価とを設定する。電力系統運用者は、前記対価情報を元に、借用する空き能力及び時間帯とを決定する。需要家側蓄電池は、電力系統運用者からの指示に従って充放電する電力量を補填するための補填電力量を決められた時間内に充放電する。電力系統運用者は、使用した電力量を計量した上で需要家に対価を支払う。
【選択図】図７

Description

本実施形態は、需要家側蓄電池の利用予定を妨げることなく、蓄電池の空き能力を電力系統運用者が借用するための蓄電池空き能力借用方法、電力系統の運用方法、電力運用システム、需要家側制御装置、需要家側制御装置に用いるプログラム、系統側制御装置及び系統側制御装置に用いるプログラムに関するものである。

近年、地球環境保護の観点から、太陽光発電や風力発電といった自然エネルギーの導入が盛んに行われるようになっており、一般需要家においてもソーラーパネルの設置によりこれら自然エネルギーの活用が行われるようになってきている。一般需要家においてもエネルギーを効率的に利用したいというニーズから、今後蓄電池の導入が進んでいくものと考えられる。

蓄電池の充放電については、自然エネルギーから得られる電力を貯めておくだけでなく、発電コストの安い（電気料金の安い）タイミングで電力系統から充電しておき、発電コストの高い（電気料金の高い）タイミングで放電させるといった自らに有利となるような活用法も考えられる。

需要家にも蓄電池が導入されるようになると、前述したように各需要家が自ら蓄電池を自らに有利なように運用計画を立てることになる。しかしながら、全ての需要家が常に蓄電池の能力を使い切っているとは考えにくく、各需要家の持つ蓄電池には余力があるものと想定される。個々の余力自体は大きくないかもしれないが、これらの余力を束ねるとかなりの余力が生ずるものと考えられる。

これらの余力を活用できれば、電力系統運用者にとっては新たな蓄電池や発電設備を導入するコストを生ずることなく系統安定化を実現することができ、需要家にとっては自らの蓄電池の運転計画（利用予定）を妨げられることなく、蓄電池の余力分のみを電力系統運用者に貸し出すことで対価を得る機会を得ることが可能となる。

特許文献１は、需要家に対して、最適な充放電タイミングを提示することで電力系統の安定化、需給バランスの制御を行うことが開示されている。

特開２０１０−８１７２２号公報

しかしながら、特許文献１は、あくまで需要家の蓄電池の使用タイミングを変化させることでこれらの制御を実現するものである。このため特許文献１の方式を実現しようとすると、何らかの形で需要家の行動や需要家側蓄電池の利用予定に制約を強いてしまうという課題があった。

そこで、本発明では、需要家側蓄電池の利用予定を妨げることなく、蓄電池の空き能力を電力系統運用者が借用するための蓄電池空き能力借用方法、電力系統の運用方法、電力運用システム、需要家側制御装置、需要家側制御装置に用いるプログラム、系統側制御装置及び系統側制御装置に用いるプログラムを提供することを目的とする。

実施形態によれば、需要家側蓄電池の利用予定を妨げることなく、蓄電池の空き能力を電力系統運用者が借用する蓄電池空き能力借用方法であって、需要家が貸与可能な蓄電池の空き能力及び時間帯、あるいは蓄電池の利用予定と、貸与時の対価とを設定し、電力系統運用者は、前記対価情報を元に、借用する空き能力及び時間帯とを決定し、需要家側蓄電池は、電力系統運用者からの指示に従って充放電する電力量を補填するための補填電力量を決められた時間内に充放電し、電力系統運用者は、使用した電力量を計量した上で需要家に対価を支払うことで、蓄電池の空き能力を電力系統運用者が借用する。また電力系統運用者は、既存の出力調整可能な電源の発電コストと、前記需要家側蓄電池の借用対価を比較し、需要家側蓄電池の空き能力の借用量を決定する。

第１の実施形態に係るシステムの概略を示す図である。 第１の実施形態に係る系統側蓄電池制御装置の概略構成を示すブロック図。 第１の実施形態に係る需要家側蓄電池制御装置の概略構成を示すブロック図。 第１の実施形態に係る系統側蓄電池制御装置の制御部を詳細化したブロック図。 第１の実施形態に係る需要家側蓄電池制御装置の制御部を詳細化したブロック図。 第１の実施形態に係る蓄電池貸与条件設定部を詳細化したブロック図。 第１の実施形態に係る電力系統運用者と需要家による動作を説明する遷移図。 第１の実施形態に係る蓄電池借用量の決定手法の一例を示す図。 第１の実施形態に係る蓄電池貸与条件設定部の他の例を示すブロック図。 第２の実施形態に係る需要家側蓄電池借用決定部を詳細化したブロック図。 第２の実施形態に係る電力系統運用者と需要家による動作を説明する遷移図。 第２の実施形態に係る蓄電池借用量の決定手法の一例を示す図。 第３の実施形態に係る系統側蓄電池制御装置の制御部を詳細化したブロック図。 第１の実施形態に係る電力系統運用者と需要家による動作を説明する遷移図。

以下、本実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。本実施形態は、周辺装置を備えたコンピュータに各機能を実行させるプログラムで制御することで実現するが、この場合のハードウェアやプログラムの実現態様は各種変更可能であり、システム、装置、方法としても把握可能である。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電力系統１を含む電力運用システムの概略を示す図である。電力系統１は、発電所１１、太陽光発電１２、風力発電１３を備える。電力系統１は、配電線２を介して、変電所（電力系統運用者）３、複数の需要家４とつながっている。発電所１１は、出力調整可能な電源であって、安定して電力を発電する火力発電などの発電所である。なお、発電所１１、太陽光発電１２、風力発電１３は、一例であり、電力系統１は、他の発電設備を含んでいてもよい。

変電所３は、需給バランスなど、電力系統の運用を制御し、各需要家４が備える蓄電池４３（以降、需要家側蓄電池または単に蓄電池という）の空き能力の借用を制御する系統側蓄電池制御装置（系統側制御装置）３１を備える。系統側蓄電池制御装置３１の構成については後述する。需要家４は、負荷４１、需要家側蓄電池制御装置（需要家側制御装置）４２、蓄電池４３を備える。負荷４１は、需要家４内で電力を消費する設備、機器等を含む。需要家側蓄電池制御装置４２（需要家側制御装置）は、蓄電池４３の充放電を制御する。需要家側蓄電池制御装置４２の構成については後述する。なお、ここで蓄電池４３は、その化学的組成や形態において制限されるものではない。従ってリチウム電池やニッカド電池のような化学的組成を有する電池でも、定置型、可搬型、または電気自動車の電池等のような形態の電池でも構わないものとする。

次に、系統側蓄電池制御装置３１の構成について説明する。図２は、第１の実施形態に係る系統側蓄電池制御装置３１の概略構成を示すブロック図である。系統側蓄電池制御装置３１は、通信部３１１、制御部（演算部）３１２、記憶部３１３、入力部３１４を備える。通信部３１１は、需要家側蓄電池制御装置４２との間で各種情報、データを送受信する通信インターフェースである。通信部３１１は、インターネット、専用線などの有線で通信してもよく、電波や赤外線などの無線で通信してもよく、電力搬送で通信してもよい。制御部３１２は、系統側蓄電池制御装置３１の各部の動作を制御する。記憶部３１３は、各種情報、データを保存する。記憶部３１３は、例えば、電力系統１の運転計画（需給予測を含む）を含む系統情報を保存する。入力部３１４は、電力系統運用者３による情報の入力を受け付ける入力インターフェースである。

図３は、第１の実施形態に係る需要家側蓄電池制御装置４２の概略構成を示すブロック図である。需要家側蓄電池制御装置４２は、通信部４２１、制御部４２２、記憶部４２３、入力部４２４、充電回路４２５、充電量測定部４２６、放電回路４２７、放電量測定部４２８を備える。通信部４２１は、系統側蓄電池制御装置３１との間で各種情報、データを送受信する通信インターフェースである。通信部４２１は、インターネット、専用線などの有線で通信してもよく、電波や赤外線などの無線で通信してもよく、電力搬送で通信してもよい。

制御部４２２は、需要家側蓄電池制御装置４２の各部の動作を制御する。記憶部４２３は、各種情報、データを保存する。入力部４２４は、需要家４の住人による情報の入力を受け付ける入力インターフェースである。充電回路４２５は、配電線２を介して、電力を蓄電池４３に対して充電するための回路である。充電量測定部４２６は、蓄電池４３に対する充電量を測定する。放電回路４２７は、蓄電池４３に蓄えられている電力を配電線２に向けて放電するための回路である。放電量測定部４２８は、蓄電池４３からの放電量を測定する。上記構成において、制御部４２２は、充電量測定部４２６による測定値に基づいて充電量が予定量に達したか否かを判断し、充電回路４２５の動作を継続するか否かを制御する。同様に、制御部４２２は、放電量測定部４２８による測定値に基づいて放電量が予定量に達したか否かを判断し、放電回路４２７の動作を継続するか否かを制御する。なお、図３では、充電量測定部４２６、放電量測定部４２８は、需要家側蓄電池制御装置４２内に設けられているが、需要家側蓄電池制御装置４２に外付けのスマートメータに設けられていてもよい。

図４は、第１の実施形態に係る系統側蓄電池制御装置３１の制御部３１２を詳細化したブロック図である。制御部３１２は、需要家側蓄電池借用決定部３１２１、使用電力量入力部３１２２、対価計算部３１２３を備える。需要家側蓄電池借用決定部３１２１は、所定条件に基づいて、各蓄電池４３の空き能力（貸与可能容量または貸借可能な電力）を借用することを決定する機能を備える。使用電力量入力部３１２２は、各蓄電池４３についての蓄電池借用量の入力を受け付ける機能を備える。使用電力量入力部３１２２は、入力部３１４を介した電力系統運用者３による入力に基づいて実行する。なお、使用電力量入力部３１２２は、通信部３１１を介して、蓄電池借用量のデータを各需要家４から受信することで実行してもよい。対価計算部３１２３は、各蓄電池４３からの蓄電池借用量に応じた対価を計算する機能を備える。

図５は、第１の実施形態に係る需要家側蓄電池制御装置４２の制御部４２２を詳細化したブロック図である。需要家側蓄電池制御装置４２２は、蓄電池貸与条件設定部４２２１、充放電指示受信部４２２２、需要家側蓄電池制御部４２２３を備える。蓄電池貸与条件設定部４２２１は、蓄電池４３の空き能力を貸与する条件（以降、蓄電池貸与条件という）を設定する機能を備える。蓄電池貸与条件設定部４２２１は、入力部４２４を介した需要家４の住人による入力に基づいて実行する。充放電指示受信部４２２２は、系統側蓄電池制御装置３１から、蓄電池４３の充放電量及び充放電の実行時間帯の指示を受信する機能を備える。需要家側蓄電池制御部４２２３は、系統側蓄電池制御装置３１から受信した指示に基づいて、蓄電池４３に対して充放電制御する機能を備える。

図６は、第１の実施形態に係る蓄電池貸与条件設定部４２２１を詳細化したブロック図である。蓄電池貸与条件設定部４２２１は、蓄電池空き能力・時間帯入力部４２２１ａ、貸与対価入力部４２２１ｂを備える。蓄電池空き能力・時間帯入力部４２２１ａは、蓄電池貸与条件として、貸与可能な蓄電池４３の空き能力（貸与可能容量、蓄電池余力ともいう）及びその空き能力を貸与可能な時間帯（以降、単に時間帯という）の入力を受け付け、設定する機能を備える。貸与対価入力部４２２１ｂは、蓄電池貸与条件として、貸与可能な蓄電池４３の空き能力の貸与時の対価（以降、貸与対価という）の入力を受け付け、設定する機能を備える。

図７は、第１の実施形態に係る系統側蓄電池制御装置３１と需要家側蓄電池制御装置４２による動作を説明する遷移図である。需要家４（蓄電池貸与条件設定部４２２１）は、入力部４２４を介した需要家４の住人による入力に基づいて、蓄電池貸与条件（空き能力及び時間帯、貸与対価）を設定する（ステップＳ１０１）。つまり、需要家４（蓄電池貸与条件設定部（設定手段）４２２１）は、少なくとも貸与対価の情報を含む蓄電池貸与条件を設定する。需要家４（制御部（送信手段）４２０１）は、通信部４２１を介して、蓄電池貸与条件のデータを電力系統運用者３（系統側蓄電池制御装置３１）に送信する。電力系統運用者３（制御部３１２）は、通信部３１１を介して、蓄電池貸与条件のデータを受信し、記憶部３１３に保存する。制御部（受信手段）３１２は、需要家４が備える蓄電池４３の充放電を制御する需要家側蓄電池制御装置４２から少なくとも貸与対価の情報を含む蓄電池貸与条件の情報を受信する。なお、電力系統運用者３（制御部３１２）は、制御対象となっている全ての需要家４から蓄電池貸与条件のデータを受信する。

電力系統運用者３（需要家側蓄電池借用決定部３１２１）は、記憶部３１３に保存されている系統情報、各需要家４の蓄電池貸与条件のデータを元にして、借用する蓄電池４３、借用先となる蓄電池４３の貸与可能容量から借用する空き能力（借用量、充放電量）（以降、蓄電池借用量ともいう）及び時間帯を決定する（ステップＳ１０２）。つまり、需要家側蓄電池借用決定部（決定手段）３１２１は、需要家４が備える蓄電池４３の利用予定空き能力、貸与対価の情報に基づいて、蓄電池４３の充放電量と時間帯を決定する。図８は、ある時間帯における蓄電池借用量の決定手法の一例を示す図である。需要家側蓄電池借用決定部３１２１は、時間帯毎に、各需要家４が設定した蓄電池貸与条件を元に、各需要家４の貸与対価を比較する。一例として、ある時間帯における貸与対価は、需要家Ａが最も安く、次に需要家Ｂ、次に需要家Ｃの順で高くなり、需要家Ｄが最も高くなっているとする。需要家側蓄電池借用決定部３１２１は、ある時間帯について、貸与対価の安い順に各需要家４の貸与可能容量を並べる。需要家側蓄電池借用決定部３１２１は、系統情報に基づいて、ある時間帯に各需要家４から借用する必要がある系統安定化のための必要電力量を算出する。需要家側蓄電池借用決定部３１２１は、貸与対価順に並べた各需要家４の貸与可能容量と必要電力量とを比較する。一例として、必要電力量は、需要家Ａ、需要家Ｂ、需要家Ｃの貸与可能容量の合計値より大きく、需要家Ａ、需要家Ｂ、需要家Ｃ、需要家Ｄの貸与可能容量の合計値より小さいとする。需要家側蓄電池借用決定部３１２１は、必要電力量を賄えるようになるまで、貸与対価の安い需要家４の貸与可能容量を借用すると決定する。需要家側蓄電池借用決定部３１２１は、需要家Ａ、需要家Ｂ、需要家Ｃからは蓄電池４３の貸与可能量の全量を借用すると決定し、需要家Ｄからは蓄電池４３の貸与可能量の一部を借用すると決定する。需要家側蓄電池借用決定部３１２１は、上記手法により、各時間帯について、借用先及び蓄電池借用量を決定できる。つまり、需要家側蓄電池借用決定部３１２１は、需要家４毎に蓄電池借用量及び時間帯を決定できる。

次に、電力系統運用者３（制御部（送信手段）３１２）は、蓄電池借用量及び時間帯の決定に基づいて、借用先となる各需要家４（需要家側蓄電池制御装置４２）に対して、蓄電池４３の充放電量及び充放電の実行時間帯の指示（以降、電力系統運用者の指示という）を送信制御する（ステップＳ１０３）。需要家４（充放電指示受信部（受信手段）４２２２）は、通信部４２１を介して、電力系統運用者３（系統側蓄電池制御装置３１）から電力系統運用者の指示を受信する。需要家４（需要家側蓄電池制御部（蓄電池制御手段）４２２３）は、電力系統運用者の指示に従い、蓄電池４３を充放電制御する（ステップＳ１０４）。つまり、蓄電池４３は、電力系統運用者３からの指示に従って、充放電する電力量を補填するための補填電力量を決められた時間内に充放電する。

電力系統運用者３（制御部３１２）は、各蓄電池４３の蓄電池借用量（電力系統運用者３が使用した電力量）を計測（計量）する（ステップＳ１０５）。電力系統運用者３（使用電力量入力部３１２２）は、電力系統運用者の指示に含まれる時間帯に蓄電池４３が動作した分の電力量のデータを需要家４（需要家側蓄電池制御装置４２）から受信することで、蓄電池借用量を計測できる。この場合、例えば、需要家側蓄電池制御装置４２は、蓄電池４３に備え付けてある図示しない電力メータから、蓄電池４３が動作した分の電力量のデータを取得できる。なお、電力系統運用者３（使用電力量入力部３１２２）は、入力部３１４を介した電力系統運用者の指示に含まれる時間帯に蓄電池４３が動作した分の電力量のデータの入力に基づいて、蓄電池借用量を計測できる。この場合、例えば、検針員が電力メータを検針することによって蓄電池４３が動作した分の電力量を測定し、電力系統運用者３は、その電力量を蓄電池借用量として入力部３１４で入力できる。なお、ステップＳ１０５において、電力系統運用者３（使用電力量入力部３１２２）は、蓄電池借用量のデータを得られれば良く、データ収集手法については限定されない。

次に、電力系統運用者３（対価計算部３１２３）は、入力された蓄電池借用量と各需要家４の蓄電池貸与条件を元に、各需要家４に支払う対価を計算する。電力系統運用者３（制御部３１２）は、計算結果に基づき、各需要家４に蓄電池借用量に応じた対価を支払うように制御する（ステップＳ１０６）。なお、対価の支払手法は、口座振込処理であっても、月々の電気使用料からの減額処理であってもよく、限定されない。

上記説明した第１の実施形態は、以下のように変形することもできる。蓄電池貸与条件設定部４２２１は、図６に示した蓄電池空き能力・時間帯入力部４２２１ａ、貸与対価入力部４２２１ｂを備える例について説明したが、これに限られるものではない。図９は、蓄電池貸与条件設定部４２２１の他の例を示すブロック図である。例えば、蓄電池貸与条件設定部４２２１は、蓄電池空き能力・時間帯入力部４２２１ａに代えて蓄電池利用予定入力部４２２１ｃを備える。蓄電池利用予定入力部４２２１ｃは、蓄電池貸与条件として、需要家４における各時間帯の蓄電池４３の利用予定を受け付け、設定する機能を備える。

この場合、電力系統運用者３、需要家４は以下のように動作する。ステップＳ１０１において、需要家４（蓄電池貸与条件設定部４２２１）は、入力部４２４を介した需要家４の住人による情報に基づいて、蓄電池貸与条件（各時間における蓄電池の利用予定、貸与対価）を設定する。その後、需要家４（制御部４２０１）は、通信部４２１を介して、蓄電池貸与条件のデータを電力系統運用者３（系統側蓄電池制御装置３１）に送信する。電力系統運用者３（制御部３１２）は、通信部３１１を介して、蓄電池貸与条件のデータを受信し、記憶部３１３に保存する。電力系統運用者３（需要家側蓄電池借用決定部３１２１）は、蓄電池貸与条件に含まれる利用予定のデータを元に、各時間帯における蓄電池の空き能力を計算する。その後、ステップＳ１０２において、電力系統運用者３（需要家側蓄電池借用決定部３１２１）は、記憶部３１３に保存されている系統情報、貸与対価のデータ、利用予定のデータから計算した空き能力及び時間帯のデータを元にして、各需要家４について、蓄電池借用量及び時間帯を決定することができる。つまり、需要家側蓄電池借用決定部（決定手段）３１２１は、需要家４が備える蓄電池４３の利用予定、貸与対価の情報に基づいて、蓄電池４３の充放電量と時間帯を決定する。

上記説明した第１の実施形態は、さらに以下のように変形することもできる。ステップＳ１０１において、需要家４（蓄電池貸与条件設定部４２２１）は、蓄電池貸与条件を設定しているが、貸与対価の設定が蓄電池貸与条件に含まれていなくてもよい。この場合、ステップＳ１０６において、電力系統運用者３（制御部３１２）は、各需要家４に蓄電池借用量に応じた対価を支払わないようにしてもよい。なお、電力系統運用者３（制御部３１２）は、蓄電池貸与条件に貸与対価の設定がなくとも、一定の条件が整えば、支払スキームに従って貸与対価を各需要家４に支払うようにしてもよい。支払スキームとは、例えば、電力系統運用者３と各需要家４との間で事前に結ばれる一定以上の蓄電池貸与実績があった場合に対価が支払われる契約である。

また、需要家側蓄電池４３は、図３を用いて単一の蓄電池を例にして説明したが、複数の蓄電池の集合体であってもよい。後者の場合には、ステップＳ１０１において、需要家４（蓄電池貸与条件設定部４２２１）は、複数の蓄電池の集合体としての空き能力及び時間帯、もしくは利用予定を計算し、その計算結果を蓄電池貸与条件として設定しても良い。なお、需要家４は、設備（蓄電池４３）の空き能力を貸与するにあたり、季節、休平日、天候、設備（蓄電池４３）利用可能性を考慮した上で、空き能力及び時間帯、もしくは利用予定を設定し、そのタイミングで対価を都度設定してもよく、必ずしも毎回同じ額を設定する必要はない。

第１の実施形態によれば、電力系統運用者３は、需要家４の蓄電池４３の利用予定を妨げることなく、系統の安定化を図ることができる。したがって、電力系統運用者３は、安価な発電コストで系統運用を行う可能性が広がる。需要家４は、通常時と同じように蓄電池４３を活用しながら、場合によっては系統安定化や昼夜間、日間運用などの系統運用に協力することで貸与対価を得るなどの恩恵を得ることが可能となる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、第１の実施形態との差分を中心に説明する。第２の実施形態では、需要家側蓄電池借用決定部３１２１は、図１０に示すように、発電コスト入力部３１２１ａ、借用対価入力部３１２１ｂ、コスト比較部３１２１ｃを備える。発電コスト入力部３１０１ａは、入力部３１４での入力または記憶部３１３に保存されているデータに基づく発電所１１の発電コストのデータの入力を受け付ける機能を備える。借用対価入力部３１２１ｂは、需要家４（需要家側蓄電池制御装置４２）から受信した貸与対価（言い換えると、電力系統運用者３にとっての借用対価（借用コスト））のデータの入力を受け付ける機能を備える。コスト比較部３１２１ｃは、発電コストと貸与対価を比較する機能を備える。

図１１は、第２の実施形態に係る系統側蓄電池制御装置３１と需要家側蓄電池制御装置４２による動作を説明する遷移図である。図１１の遷移図は、図７に示す遷移図のステップＳ１０２をステップＳ１０２１及びステップＳ１０２２に代えたものであり、他の動作は第１の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。

ステップＳ１０２１では、電力系統運用者３（発電コスト入力部３１２１ａ）は、発電所１１（出力調整可能な電源）の発電コストの入力を受け付ける。ステップＳ１０２２では、電力系統運用者３（コスト比較部３１２１ｃ）は、記憶部３１３に保存されている系統情報、蓄電池貸与条件と発電コストを比較し、借用する蓄電池４３、借用先となる蓄電池４３からの蓄電池借用量及び時間帯を決定する。つまり、電力系統運用者３（コスト比較部３１２１ｃ）は、既存の出力調整可能な電源の発電コストと、蓄電池４３の借用対価を比較し、蓄電池の空き能力の借用量を決定する。

図１２は、ある時間帯における蓄電池借用量の決定手法の一例を示す図である。コスト比較部３１２１ｃは、第１の実施形態と同様に、時間帯毎に、発電コスト、各需要家４の貸与対価を比較する。一例として、ある時間帯における貸与対価は、需要家Ａが最も安く、次に需要家Ｂ、次に需要家Ｃの順で高くなり、需要家Ｄが最も高くなっているとする。また、需要家Ａ、需要家Ｂの貸与対価は、発電コストよりも安く、需要家Ｃ、需要家Ｄの貸与対価は、発電コストよりも高いとする。コスト比較部３１２１ｃは、ある時間帯について、貸与対価の安い順に各需要家４の貸与可能容量を並べる。コスト比較部３１２１ｃは、系統情報に基づいて、ある時間帯に各需要家４から借用する必要がある系統安定化のための必要電力量を算出する。コスト比較部３１２１ｃは、必要電力量を賄えるようになるまで、発電コストよりも貸与対価の安い需要家４の貸与可能容量を借用すると決定する。コスト比較部３１２１ｃは、需要家Ａ、需要家Ｂからは蓄電池４３の貸与可能量の全量を借用すると決定し、系統安定化に不足している部分（必要電力量まで足りない部分）は発電所１１による発電で賄うと決定する。つまり、第２の実施形態では、コスト比較部３１２１ｃは、各時間帯について、発電コストよりも貸与対価の安い需要家から順に借用先として決定している。コスト比較部３１２１ｃは、上記方法により、各時間帯について、借用先及び蓄電池借用量を決定できる。つまり、コスト比較部３１２１ｃは、要家４毎に蓄電池借用量及び時間帯を決定できる。

なお、ステップＳ１０２２では、コスト比較部３１２１ｃは、各需要家４の貸与対価を比較対象としているが、借用に当たって必要なコスト（充放電ロスや充電時の発電コスト）をも含めたコストを比較対象としてもよい。また、コスト比較部３１２１ｃは、発電コストには自社発電設備の固定費を含めず、増分コストを用いて比較するようにしてもよい。なお、蓄電池貸与条件設定部４２２１は、第１の実施形態で説明したように、図９に示す構成であってもよい。

第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏する。さらに、第２の実施形態によれば、発電コストと貸与対価をトータルで見て最も安価に系統安定化を実現することが可能となる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、第１の実施形態または第２の実施形態との差分を中心に説明する。第３の実施形態では、図１３に示すように、系統側蓄電池制御装置３１の制御部３１２は、第１の実施形態で説明した需要家側蓄電池借用決定部３１２１、使用電力量入力部３１２２、対価計算部３１２３に加えて、需要家蓄電池グループ識別子設定部３１２４を備える。需要家蓄電池グループ識別子設定部３１２４は、一定の条件に基づいて、各需要家４（蓄電池４３）にグループ識別子を設定し、グループ識別子により需要家４（蓄電池４３）をグルーピングする機能を備える。需要家蓄電池グループ識別子設定部３１２４は、各需要家４（蓄電池４３）を例えば次のようなグループ設定条件に基づいて、グルーピングする。一例として、需要家蓄電池グループ識別子設定部３１２４は、各需要家４（蓄電池４３）を地域（住所）または配電線２の支線ごとの複数のグループにグルーピングしてもよい。この場合、グループ識別子は、地域または支線を表す。一例として、需要家蓄電池グループ識別子設定部３１２４は、各地域または配電線２の各支線から１つの需要家４（蓄電池４３）を抽出した複数の需要家４（蓄電池４３）で１つのグループを構成し、同様の構成により各需要家４（蓄電池４３）を複数のグループにグルーピングしてもよい。この場合、グループ識別子は、地域または支線を越えた識別子である。なお、グループ設定条件は、これらに限られない。なお、需要家蓄電池グループ識別子設定部３１２４は、地域（住所）または配電線２の支線ごとに各需要家４（蓄電池４３）を複数のグループにグルーピングする場合、各需要家４（蓄電池４３）の住所情報、つながっている支線情報に基づいて、自動でグルーピングできる。

図１４は、第２の実施形態に係る系統側蓄電池制御装置３１と需要家側蓄電池制御装置４２による動作を説明する遷移図である。図１１の遷移図は、図７に示す遷移図のステップＳ１０２をステップＳ１０２３、１０２４、ステップＳ１０２５に代えたものであり、他の動作は第１の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。

ステップＳ１０２３では、電力系統運用者３（需要家蓄電池グループ識別子設定部３１２４）は、少なくとも１つのグループ設定条件に基づいて各需要家４（蓄電池４３）をグルーピングする。つまり、需要家蓄電池グループ識別子設定部（グループ設定手段）３１２４は、複数の需要家４が備える蓄電池４３を複数のグループにグルーピングする。ステップＳ１０２４では、電力系統運用者３（需要家側蓄電池借用決定部３１２１）は、どのグループからグループ全体としてどれだけの蓄電池量をどの時間帯に借用するかを決定する。つまり、電力系統運用者（需要家側蓄電池借用決定部（グループ設定手段）３１２１）は、グループ識別子を用いて、対象（借用先）とするグループごとに蓄電池４３の空き能力の借用量（借用する電力量）及び時間帯を決定する。なお、需要家側蓄電池借用決定部３１２１は、必ずしもグルーピングされた全てのグループについて借用する蓄電池量及び時間帯を決める必要はない。例えば、需要家側蓄電池借用決定部３１２１は、ある特定のグループに対してのみ借用する蓄電池量及び時間帯を決定するようにしてもよい。例えば、需要家側蓄電池借用決定部３１２１は、大容量の空き能力を持っているグループを優先的に借用先のグループとしてもよい。例えば、需要家側蓄電池借用決定部３１２１は、記憶部３１３に保存されている過去の蓄電池貸与条件及び蓄電池４３の利用実績に基づいて、蓄電池４３の利用予定計画を変更する可能性の高いグループを借用先のグループから除くようにしてもよい。

次に、ステップＳ１０２５では、需要家側蓄電池借用決定部３１２１は、特定のグループ（借用先のグループ）内で、借用先の蓄電池４３、蓄電池借用量、時間帯を決定する。つまり、需要家側蓄電池借用決定部３１２１は、特定のグループ全体に割り当てられた蓄電池借用量及び時間帯を、その特定のグループに属する需要家４（蓄電池４３）に割り当てる。なお、需要家側蓄電池借用決定部３１２１は、その特定のグループにおいて、第１の実施形態または第２の実施形態で説明したように、各時間帯について、貸与対価の安い需要家４（蓄電池４３）から順に借用先として割り当てることができる。つまり、需要家側蓄電池借用決定部（決定手段）３１２１は、少なくとも貸与対価を含む蓄電池貸与条件の情報に基づいて、その特定のグループに含まれる需要家４における蓄電池４３の充放電量と時間帯を決定する。

第３の実施形態によれば、第１の実施形態または第２の実施形態と同様の効果を奏する。さらに、第３の実施形態によれば、目的に応じてより効率的に需要家４の蓄電池４３を借用することができるようになる。さらに、系統側蓄電池制御装置３１は、グループ設定条件のひとつとして、各需要家４（蓄電池４３）を地域（住所）または配電線２の支線ごとの複数のグループにグルーピングした場合、借用先のグループを地域毎に設定できる。これにより、系統側蓄電池制御装置３１は、ある特定地域だけ局所的に電力不足や太陽光発電１２などによる電力過剰に陥った場合に、蓄電池４３の空き能力の借用に際して特定地域の蓄電池４３を借用し、配電線２の電圧を適正範囲内に維持するように蓄電池借用量を決定することで局所的な系統不安定化を解消することができる。さらに、系統側蓄電池制御装置３１は、借用コストの最小化を達成する為に局所的な系統不安定を招かねない一地域への集中的な蓄電池４３の充放電を防止することができる。つまり、第３の実施形態によれば、変電所３単位での均等化を図ることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…電力系統、２…配電線、３…変電所（電力系統運用者）、４…需要家、１１…発電所、１２…太陽光発電、１３…風力発電、３１…系統側蓄電池制御装置、４１…負荷、４２…需要家側蓄電池制御装置、４３…蓄電池、３１１…通信部、３１２…制御部（演算部）、３１３…記憶部、３１４…入力部、４２１…通信部、４２２…制御部、４２３…記憶部、４２４…入力部、４２５…充電回路、４２６…充電量測定部、４２７…放電回路、４２８…放電量測定部、３１２１…需要家側蓄電池借用決定部、３１２１ａ…発電コスト入力部、３１２１ｂ…借用対価入力部、３１２１ｃ…コスト比較部、３１２２…使用電力量入力部、３１２３…対価計算部、３１２４…需要家蓄電池グループ識別子設定部、４２２１…蓄電池貸与条件設定部、４２２１ａ…蓄電池空き能力・時間帯入力部、４２２１ｂ…貸与対価入力部、４２２１ｃ…蓄電池利用予定入力部、４２２２…充放電指示受信部、４２２３…需要家側蓄電池制御部。

Claims (15)

1. 需要家側蓄電池の利用予定を妨げることなく、蓄電池の空き能力を電力系統運用者が借用する蓄電池空き能力借用方法であって、
   需要家が貸与可能な蓄電池の空き能力及び時間帯と、貸与時の対価とを設定し、
   電力系統運用者は、前記対価情報を元に、借用する空き能力及び時間帯とを決定し、
   需要家側蓄電池は、電力系統運用者からの指示に従って充放電する電力量を補填するための補填電力量を決められた時間内に充放電し、
   電力系統運用者は、使用した電力量を計量した上で需要家に対価を支払う
   ことを特徴とする蓄電池空き能力借用方法。
2. 需要家側蓄電池の利用予定を妨げることなく、蓄電池の空き能力を電力系統運用者が借用する蓄電池空き能力借用方法であって、
   需要家が各時間における蓄電池の利用予定と、貸与時の対価とを設定し、
   電力系統運用者は、前記利用予定と対価情報を元に、借用する空き能力及び時間帯とを決定し、
   需要家側蓄電池は、電力系統運用者からの指示に従って充放電する電力量を補填するための補填電力量を決められた時間内に充放電し、
   電力系統運用者は、使用した電力量を計量した上で需要家に対価を支払う
   ことを特徴とする蓄電池空き能力借用方法。
3. 需要家が設備の空き能力を貸与するにあたり、対価を都度設定できることを特徴とする請求項１または２に記載の蓄電池空き能力借用方法。
4. 需要家側蓄電池の利用予定を妨げることなく、蓄電池の空き能力を電力系統運用者が借用する電力系統の運用方法であって、
   需要家が貸与可能な蓄電池の空き能力及び時間帯と、貸与時の対価とを設定し、
   電力系統運用者が、既存の出力調整可能な電源の発電コストと、前記需要家側蓄電池の借用対価を比較し、需要家側蓄電池の空き能力の借用量を決定することを特徴とする電力系統の運用方法。
5. 需要家側蓄電池の利用予定を妨げることなく、蓄電池の空き能力を電力系統運用者が借用する電力系統の運用方法であって、
   需要家が各時間における蓄電池の利用予定と、貸与時の対価とを設定し、
   電力系統運用者が、既存の出力調整可能な電源の発電コストと、前記需要家側蓄電池の借用対価を比較し、需要家側蓄電池の空き能力の借用量を決定することを特徴とする電力系統の運用方法。
6. 電力系統運用者が、需要家側蓄電池にグループ識別子を設定し、当該グループ識別子により需要家側蓄電池をグルーピングし、対象とするグループごとに需要家側蓄電池の空き能力の借用量を決定することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電力系統の運用方法。
7. 前記グループ識別子は地域を表すものとし、電力系統運用者が、需要家側蓄電池を地域でグルーピングし、当該グループ識別子を用いて需要家側蓄電池の空き能力の借用量を決定することを特徴とする請求項６に記載の電力系統の運用方法。
8. 需要家側蓄電池の空き能力の借用に際し、配電線の電圧を適正範囲内に維持するように借用量を決定することを特徴とする請求項７に記載の電力系統の運用方法。
9. 需要家が備える蓄電池の空き能力、時間帯、貸与対価の情報に基づいて、前記蓄電池の充放電量と時間帯を決定する決定手段と、前記蓄電池の充放電量と時間帯の指示を送信する送信手段と、を備える系統側制御装置と、
   前記系統側制御装置から前記指示を受信する受信手段と、前記指示に従い、前記蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御手段と、を備える需要家側制御装置と、
   を備える電力運用システム。
10. 需要家が備える蓄電池の利用予定、貸与対価の情報に基づいて、前記蓄電池の充放電量と時間帯を決定する決定手段と、前記蓄電池の充放電量と時間帯の指示を送信する送信手段と、を備える系統側制御装置と、
    前記系統側制御装置から前記指示を受信する受信手段と、前記指示に従い、前記蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御手段と、を備える需要家側制御装置と、
    を備える電力運用システム。
11. 複数の需要家が備える蓄電池を複数のグループにグルーピングするグループ設定手段と、前記グループ毎に借用する電力量及び時間帯を決定し、少なくとも貸与対価を含む前記蓄電池の貸与条件の情報に基づいて、前記蓄電池の充放電量と時間帯を決定する決定手段と、前記蓄電池の充放電量と時間帯の指示を送信する送信手段と、を備える系統側制御装置と、
    前記系統側制御装置から前記指示を受信する受信手段と、前記指示に従い、前記蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御手段と、を備える需要家側制御装置と、
    を備える電力運用システム。
12. 需要家が備える蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御装置から少なくとも貸与対価の情報を含む前記蓄電池の貸与条件の情報を受信する受信手段と、
    前記情報に基づいて、前記蓄電池の充放電量と時間帯を決定する決定手段と、
    前記蓄電池制御装置に対して、前記蓄電池の充放電量と時間帯の指示を送信する送信手段と、
    を備える電力系統の運用を制御する系統側制御装置。
13. コンピュータに、
    需要家が備える蓄電池の充放電を制御する需要家側制御装置から少なくとも貸与対価を含む前記蓄電池の貸与条件の情報を受信する機能と、
    前記情報に基づいて、前記蓄電池の充放電量と時間帯を決定する機能と、
    前記需要家側制御装置に対して、前記蓄電池の充放電量と時間帯の指示を送信する機能と、
    を実行させる電力系統の運用を制御する系統側制御装置に用いるプログラム。
14. 少なくとも貸与対価の情報を含む蓄電池の貸与条件を設定する設定手段と、
    前記貸与条件の情報を、電力系統の運用を制御する系統側制御装置に送信する送信手段と、
    前記系統側制御装置から前記蓄電池の充放電量と時間帯の指示を受信する受信手段と、
    前記指示に従い、前記蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御手段と、
    を備える需要家側制御装置。
15. コンピュータに、
    少なくとも貸与対価を含む蓄電池の貸与条件を設定する機能と、
    前記貸与条件の情報を、電力系統の運用を制御する系統側制御装置に送信する機能と、
    前記系統側制御装置から前記蓄電池の充放電量と時間帯の指示を受信する機能と、
    前記指示に基づいて前記蓄電池の充放電を制御する機能と、
    を実行させる需要家側制御装置に用いるプログラム。

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