JP2014233136A - エネルギーマネジメントシステム及び運転計画作成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】系統からの電力供給が停止された場合において設備を適切に稼働させることが可能な技術を提供することを目的とする。【解決手段】エネルギーマネジメントシステム１は、運転計画部１５を備える。運転計画部１５は、縮退運転管理部１２に管理されている縮退運転情報と、事業用設備７の消費電力量と、再生可能エネルギー発電設備４ａを含む電力供給設備４が時刻毎に供給可能な電力量とに基づいて、停電検出部１１にて系統３からの電力供給の停止が検出された場合に実施可能な事業を時刻毎に示す事業計画、及び、当該事業に対応する事業用設備７を時刻毎に示す運転計画の少なくともいずれか一方の計画を作成する。【選択図】図１

Description

本発明は、系統から設備への電力供給が停止した場合に、当該設備を稼働可能（重要負荷に電力供給可能な）なエネルギーマネジメントシステム及び運転計画作成方法に関するものである。

近年、低炭素社会の構築に向けて、太陽光や風力などの再生可能エネルギー発電設備、定置型蓄電池、及び、電気自動車に搭載されたバッテリなどを利用した分散型電源の導入が進んでいる。これに伴い、それらを連携制御するためのエネルギーマネジメントシステムが開発されている。また、平常時だけでなく、自然災害などの非常時（系統からの電力供給が停止した時）を考慮したエネルギーマネジメントシステムも提案されている。

例えば、特許文献１には、太陽光発電装置と蓄電池とが設けられた施設において、系統からの電力供給が停止した場合に、太陽光発電の電力を蓄える蓄電池の電力容量に応じて電気機器の動作を制御する電力制御コントローラが提案されている。

また、特許文献２に開示の店舗用の電力供給装置は、コンビニエンスストアやスーパーマーケットなどの店舗において系統からの電力供給が停止した場合に、太陽光発電設備にて翌日に発電される電力量の予測値と、現在の蓄電池の電力残量とに基づいて、翌日に使用可能な使用可能電力量を推定する。そして、当該推定した使用可能電力量と、事業を行うための設備（以下「事業用設備」と記す）のそれぞれの消費電力量とに基づいて、稼働可能な事業用設備を選択した後、当該事業用設備の稼働時間を算出し、当該稼働時間に基づいて事業用設備を制御する。

特開２０１２−２９４６３号公報 特開２０１０−１６９９９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電力制御コントローラでは、蓄電池の電力残量に応じて電気機器を一度停止させると、当該停止が、系統からの電力供給が再開されるまで解除されないように構成されている。そのため、太陽光発電などの発電装置からの余剰電力によって蓄電池の電力残量が回復して、十分に電力を供給することが可能となったとしても、電気機器を停止以降に稼働させることができないという課題があった。

また、特許文献２に記載の電力供給装置では、推定した使用可能電力量と、事業用設備の消費電力量とに基づいて、稼働可能な事業用設備を選択するため、必ずしも運用者が望む事業を実施できるとは限らないという課題があった。

そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、系統からの電力供給が停止された場合において設備を適切に稼働させることが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明に係るエネルギーマネジメントシステムは、系統からの電力供給の停止を検出する停電検出部と、各事業にて稼働すべき設備の情報を含む縮退運転情報を管理する縮退運転管理部とを備える。そして、前記エネルギーマネジメントシステムは、前記縮退運転管理部に管理されている前記縮退運転情報と、前記設備の消費電力量と、再生可能エネルギー発電設備を含む電力供給設備が時刻毎に供給可能な電力量とに基づいて、前記停電検出部にて前記停止が検出された場合に実施可能な前記事業を時刻毎に示す事業計画、及び、当該事業に対応する前記設備を時刻毎に示す運転計画の少なくともいずれか一方の計画を作成する運転計画部と、前記運転計画部で作成された前記計画に基づいて、前記電力供給設備から前記設備に供給する電力量を制御する供給電力制御部とを備える。

本発明によれば、縮退運転情報と、設備の消費電力量と、再生可能エネルギー発電設備を含む電力供給設備が時刻毎に供給可能な電力量とに基づいて、事業計画及び運転計画の少なくともいずれか一方の計画を作成する。したがって、系統からの電力供給が停止された場合であっても設備を適切に稼働させることができる。

実施の形態１に係るエネルギーマネジメントシステムの構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る縮退運転情報に含まれる情報の一例を示す図である。 実施の形態１に係る縮退運転情報に含まれる情報の一例を示す図である。 実施の形態１に係る発電量予測値の一例を示す図である。 実施の形態１に係る設備管理部が管理する情報の一例を示す図である。 実施の形態１に係る設備管理部が管理する情報の一例を示す図である。 実施の形態１に係る設備管理部が管理する情報の一例を示す図である。 実施の形態１に係る設備管理部が管理する情報の一例を示す図である。 実施の形態１に係るエネルギーマネジメントシステムの動作の一例を示すフローチャートである。 実施の形態１に係るエネルギーマネジメントシステムの動作の一例を示すフローチャートである。 実施の形態１に係るエネルギーマネジメントシステムの動作結果の一例を示す図である。 実施の形態１に係るエネルギーマネジメントシステムの動作結果の一例を示す図である。 実施の形態１に係るエネルギーマネジメントシステムの動作結果の一例を示す図である。 実施の形態２に係る縮退運転情報に含まれる情報の一例を示す図である。 実施の形態２に係るエネルギーマネジメントシステムの動作の一例を示すフローチャートである。 実施の形態２に係るエネルギーマネジメントシステムの動作結果の一例を示す図である。 実施の形態２に係るエネルギーマネジメントシステムの動作結果の一例を示す図である。 実施の形態２に係るエネルギーマネジメントシステムの動作結果の一例を示す図である。 実施の形態３に係るエネルギーマネジメントシステムの動作の一例を示すフローチャートである。 実施の形態３に係るエネルギーマネジメントシステムの動作結果の一例を示す図である。 実施の形態３に係るエネルギーマネジメントシステムの動作結果の一例を示す図である。 実施の形態３に係るエネルギーマネジメントシステムの動作結果の一例を示す図である。 実施の形態３に係るエネルギーマネジメントシステムの動作結果の一例を示す図である。 実施の形態３に係るエネルギーマネジメントシステムの動作結果の一例を示す図である。 実施の形態３に係るエネルギーマネジメントシステムの動作結果の一例を示す図である。 実施の形態３に係るエネルギーマネジメントシステムの動作結果の一例を示す図である。 実施の形態３に係るエネルギーマネジメントシステムの動作結果の一例を示す図である。 実施の形態３に係るエネルギーマネジメントシステムの動作結果の一例を示す図である。 実施の形態４に係るエネルギーマネジメントシステムの構成の一例を示すブロック図である。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１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。エネルギーマネジメントシステム１は、ＰＣＳ（Power Conditioning System）２を介して、電力供給設備４と接続されている。ここでは、電力供給設備４は、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギー発電設備４ａと、自家発電などの発電設備４ｂ（再生可能エネルギー発電設備４ａとは別の発電設備）と、系統３からの電力や再生可能エネルギー発電設備４ａによって発電された電力を蓄電し、必要に応じて電力を供給可能な蓄電池や電気自動車（ＥＶ）などの電力授受設備４ｃとを含んで構成されている。

また、エネルギーマネジメントシステム１は、需要家施設において事業を行うための事業用設備７と接続されている。ここで、需要家施設としては、例えば、工場、ビル、商業施設などの１つの施設であってもよいし、または、上記設備を備え、高速道路のＰＡ（Parking Area）／ＳＡ（Service Area）やそれらが複数存在する地域全体であってもよい。以下においては、上記需要家施設は、浄水処理施設であるものとし、上記事業用設備７は、浄水処理施設に備わっている浄水事業及び配水事業を行う設備である場合について説明する。

このエネルギーマネジメントシステム１は、系統３からの電力供給が停止された場合に、電力供給設備４（再生可能エネルギー発電設備４ａ、発電設備４ｂ及び電力授受設備４ｃ）の電力量、及び、事業用設備７の稼働を管理（制御）することが可能となっている。次に、エネルギーマネジメントシステム１について詳細に説明する。

本実施の形態１に係るエネルギーマネジメントシステム１は、停電検出部１１と、縮退運転管理部１２と、発電量予測部１３と、設備管理部１４と、運転計画部１５と、供給電力制御部１６と、稼働制御部１７とを備えて構成されている。縮退運転管理部１２、発電量予測部１３、設備管理部１４、運転計画部１５、供給電力制御部１６及び稼働制御部１７の機能は、例えばＣＰＵ（図示せず）が記憶装置（図示せず）のプログラムを実行することによって実現される。なお、発電量予測部１３、設備管理部１４及び稼働制御部１７は、エネルギーマネジメントシステム１外部の機能であってもよい。

停電検出部１１は、系統３からの電力供給の停止を検出する。ここでは、停電検出部１１は、系統３からの電力供給を監視し、停電（系統３からの電力供給の停止）を検知すると運転計画部１５に停電を通知する。

縮退運転管理部１２は、縮退運転の対象となる事業用設備７（すなわち系統３からの電力供給が停止された場合に稼働すべき事業用設備７）などに関する縮退運転情報を管理（記憶）している。ここでは、縮退運転情報は、図２及び図３に示される情報を含んでいる。

図２には、各事業の実施に稼働が必要な事業用設備７（各事業にて稼働すべき設備）の情報が、テーブル形式で例示されている。図中のテーブル（稼働設備情報テーブル）のうち、各事業を運営するために稼働が必要な事業用設備７には、「○」が付されている。すなわち、事業用設備７が事業単位でグループ化されている。図２に示す例では、浄水事業を運営するためには、着水井設備、沈澱池設備、薬品注入設備及び特殊電源設備という事業用設備７の稼働が必要であることと、配水事業を運営するためには、配水池設備及び特殊電源設備という事業用設備７の稼働が必要であることとが示されている。

図３には、系統３からの電力供給が停止した場合に時刻毎に実施すべき事業の情報が、テーブル形式で例示されている。図中のテーブル（事業実施計画テーブル）のうち、実施したい時刻及び事業には、運用者（使用者）などによって「○」が予め付されている。図３に示す例では、運用者などによって、時刻Ｔにて実施したい事業として浄水事業が、時刻Ｔ＋Δｓにて実施したい事業として浄水事業及び配水事業が、…、時刻Ｔ＋ｎ×Δｓにて実施したい事業として浄水事業及び配水事業が予め定められている。

すなわち、本実施の形態１では、縮退運転情報は、各事業にて稼働すべき事業用設備７の情報（図２）と、予め定められた時刻毎の事業の情報（図３）とを含んでいる。なお、以下において時刻毎とは、時刻Ｔから次時刻Ｔ＋Δｔまでの時間をｎ分割したΔｓ間隔の時刻毎であるものとして説明する。ただし、時刻の間隔は、これに限ったものではなく、一定間隔でなくてもよい。

図１に戻って、発電量予測部１３は、外部（ここでは外部サーバ８）から取得した太陽光や風力に関する気象情報に基づいて、再生可能エネルギー発電設備４ａにおける時刻毎の発電量を予測する。例えば、発電量予測部１３は、過去の日射量と、発電量の実績値との関係に基づいてモデル係数を算出し、当該モデル係数を現時刻の日射量に適用することによって、一定時間（例えば時刻Ｔから次時刻Ｔ＋Δｔまでの時間）の発電量を予測してもよい。または、発電量予測部１３は、過去の天気予報（天気や気温）と、発電量の実績値との関係に基づいてモデル係数を算出し、当該モデル係数を現時刻の天気予報に適用することによって、一定時間（例えば時刻Ｔから次時刻Ｔ＋Δｔまでの時間）の発電量を予測してもよい。

図４には、発電量予測部１３で予測された再生可能エネルギー発電設備４ａの発電量（発電量予測値）が、テーブル形式で例示されている。具体的には、図中のテーブル（発電量予測値テーブル）には、発電量予測値が時刻毎に示されている。

図１に戻って、設備管理部１４は、各事業用設備７の使用可能状態及び消費電力量の情報と、発電設備４ｂ及び電力授受設備４ｃの情報（充放電量や発電量）とを管理（記憶）している。

図５には、設備管理部１４が管理する各事業用設備７の使用可能状態及び消費電力量の情報が、テーブル形式で例示されている。図中のテーブル（設備テーブル）のうち、現在使用可能な状態にある事業用設備７には「○」が付される。なお、当該テーブルの消費電力量には、直前に計測した消費電力量が適用されてもよいし、過去の複数の消費電力量を統計的に処理することによって得られた一つの消費電力量が適用されてもよい。

図６及び図７には、設備管理部１４が管理する発電設備４ｂの情報が例示されている。図６には、発電設備４ｂの情報がテーブル形式で示されており、図７には、発電設備４ｂで消費した燃料と、当該燃料によって発電可能な電力量との関係が示されている。

図８には、設備管理部１４が管理する電力授受設備４ｃの情報が、テーブル形式で例示されている。このテーブルにおいて最小出力の欄に記載されている負の値は、電力授受設備４ｃから供給する電力量ではなく、電力授受設備４ｃに供給可能な最大の電力量（電力授受設備４ｃに蓄電可能な最大の電力量）を意味している。

ここで、一の時刻の発電量予測値（図４）と、発電設備４ｂの最大出力（図６）と、電力授受設備４ｃの最大出力（図８）との合計値は、当該一の時刻において電力供給設備４から事業用設備７に供給可能な電力量に対応している。

図１に戻って、運転計画部１５は、縮退運転情報（図２及び図３）と、事業用設備７の消費電力量（図５）と、電力供給設備４が時刻毎に供給可能な電力量（図４及び図６〜８）とに基づいて、事業計画及び運転計画（縮退運転計画）を作成する。ここで、事業計画とは、停電検出部１１にて系統３から事業用設備７への電力供給の停止が検出された場合に実施可能な事業を、時刻毎に示す計画である。また、運転計画とは、停電検出部１１にて系統３から事業用設備７への電力供給の停止が検出された場合に実施可能な事業に対応する事業用設備７を、時刻毎に示す計画である。

なお、後述するように、運転計画は、事業計画の事業を事業用設備７に置き換えたものであり、事業計画及び運転計画は実質的に同一である。したがって、以下では、運転計画部１５は、事業計画及び運転計画の両方を作成する場合について説明するが、これに限ったものではなく、事業計画及び運転計画のいずれか一方を作成してもよい。また、以下の説明において、事業計画及び運転計画を区別しない場合には、「計画」と略して記載するものとする。

供給電力制御部１６は、運転計画部１５で作成された計画に基づいて、再生可能エネルギー発電設備４ａ及び発電設備４ｂの発電量と、電力授受設備４ｃの充放電とを制御する。供給電力制御部１６は、このような制御を行うことによって、電力供給設備４から事業用設備７に供給する電力量を制御する。

稼働制御部１７は、運転計画部１５で作成された計画に基づいて、事業用設備７の稼働を制御する。

＜動作＞
図９は、本実施の形態１に係るエネルギーマネジメントシステムの動作を示すフローチャートである。当該動作の概要としては、運転計画部１５が停電検出部１１から停電の通知を受け取ると、縮退運転情報（図２及び図３）を縮退運転管理部１２から取得し、各事業用設備７の消費電力量等の情報（図５）、発電設備４ｂの情報（図６及び図７）及び電力授受設備４ｃの情報（図８）を設備管理部１４から取得し、発電量予測値（図４）を発電量予測部１３から取得する。そして、運転計画部１５は、取得した情報に基づいて、上述の計画（事業計画及び運転計画）を作成する。次に、エネルギーマネジメントシステムが計画を作成する動作をステップ順に説明する。

まず、ステップＳ１にて、運転計画部１５は、停電検出部１１にて系統３からの電力供給の停止（停電）が検出されたか否かを判定する。停止が検出されなかった場合にはステップＳ２に進み、停止が検出された場合にはステップＳ３に進む。

ステップＳ２にて、エネルギーマネジメントシステム１は、通常の電力制御（例えば、主に系統３からの電力を事業用設備７に供給する制御）を行う。

ステップＳ３にて、運転計画部１５は、縮退運転情報を縮退運転管理部１２から取得する。すなわち、運転計画部１５は、各事業にて稼働すべき事業用設備７の情報（図２）と、予め定められた時刻毎の事業の情報（図３）とを取得する。

ステップＳ４にて、運転計画部１５は、各事業用設備７の使用可能状態及び消費電力量の情報（図５）を、設備管理部１４から取得する。ステップＳ５にて、運転計画部１５は、発電設備４ｂの情報（図６及び図７）、及び、電力授受設備４ｃの情報（図８）を、設備管理部１４から取得する。ステップＳ６にて、運転計画部１５は、発電量予測値（図４）を、発電量予測部１３から取得する。なお、ステップＳ３〜Ｓ６の順番は適宜変更されてもよい。

ステップＳ７にて、運転計画部１５は、ステップＳ３〜ステップＳ６で取得した情報に基づいて、時刻毎の計画（周期Δｓの事業計画及び運転計画）を作成する。このステップＳ７の動作については、別のフローチャートを用いて後で詳細に説明する。

ステップＳ８にて、供給電力制御部１６は、運転計画部１５で作成された計画に基づいて、電力供給設備４から事業用設備７に供給する電力量を制御するために、制御指令をＰＣＳ２に送出する。それとともに、稼働制御部１７は、運転計画部１５で作成された計画に基づいて、事業用設備７の稼働を制御するために、制御指令を事業用設備７に送出する。

図１０は、本実施の形態１に係るエネルギーマネジメントシステムのステップＳ７における動作、すなわち、運転計画部１５により計画（事業計画及び運転計画）を作成する動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１１にて、運転計画部１５は、作成対象となる時刻ｔに、縮退運転を開始すべき時刻（ここでは時刻Ｔ）を代入する。

ステップＳ１２にて、運転計画部１５は、時刻ｔの発電量予測値（図４）と、設備管理部１４が管理する発電設備４ｂの最大出力（図６）と、電力授受設備４ｃの最大出力（図８）との合計値を算出する。すなわち、運転計画部１５は、電力供給設備４が時刻ｔにおいて供給可能な電力量を算出する。なお、以下、ステップＳ１２で算出される供給可能な電力量を、「供給可能電力量」と記す。

例えば、ステップＳ１１直後の時刻ｔ＝Ｔにおいては、発電量予測値（図４）が０［ｋＷｈ］、発電設備４ｂの最大出力（図６）が４０［ｋＷｈ］、電力授受設備４ｃの最大出力（図８）が１０［ｋＷｈ］である。このため、運転計画部１５は、これらの合計値５０［ｋＷｈ］を、時刻ｔ＝Ｔの供給可能電力量として算出する。

また、例えば、時刻ｔ＝（Ｔ＋２×Δｓ）においては、発電量予測値（図４）が３０［ｋＷｈ］、発電設備４ｂの最大出力（図６）が４０［ｋＷｈ］、電力授受設備４ｃの最大出力（図８）が１０［ｋＷｈ］である。このため、運転計画部１５は、これらの合計値８０［ｋＷｈ］を、時刻ｔ＝（Ｔ＋２×Δｓ）の供給可能電力量として算出する。

ただし、発電設備４ｂの電力残量（図６の燃料残量を図７の関係を用いて換算した電力量）が、発電設備４ｂの最大出力（ここでは４０［ｋＷｈ］）以下となった場合には、運転計画部１５は、当該電力残量を、発電設備４ｂの最大出力（図６）の代わりに用いて、供給可能電力量を算出する。

ステップＳ１３にて、運転計画部１５は、事業用設備７の情報（図２）と、時刻毎の事業の情報（図３）と、各事業用設備７の消費電力量等の情報（図５）とに基づいて、時刻ｔにて実施すべき事業を実施した場合（当該事業に対応する事業用設備７を稼働した場合）に予測される消費電力量を算出する。なお、以下、ステップＳ１３で算出される消費電力量を、「予測消費電力量」と記す。

例えば、図２及び図３に示される情報においては、時刻Ｔにて、着水井設備、沈殿池設備、薬品注入設備及び特殊電源設備をそれぞれ１回稼働すべきことが予め定められている。そして、図５に示される情報では、着水井設備、沈殿池設備、薬品注入設備及び特殊電源設備の消費電力量が、５［ｋＷｈ］、１５［ｋＷｈ］、５［ｋＷｈ］、１５［ｋＷｈ］と示さている。このため、運転計画部１５は、４０［ｋＷｈ］（＝（５＋１５＋５＋１５）×１回）を、時刻ｔ＝Ｔの予測消費電力量として算出する。

また、例えば、図２及び図３に示される情報においては、時刻Ｔ＋２×Δｓにて、着水井設備、沈殿池設備、配水池設備及び薬品注入設備をそれぞれ１回稼働すべきことと、特殊電源設備を２回稼働すべきこととが予め定められている。そして、図５に示される情報では、着水井設備、沈殿池設備、配水池設備、薬品注入設備及び特殊電源設備の消費電力量が、５［ｋＷｈ］、１５［ｋＷｈ］、１５［ｋＷｈ］、５［ｋＷｈ］、１５［ｋＷｈ］と示さている。このため、運転計画部１５は、７０［ｋＷｈ］（＝（５＋１５＋１５＋５）×１回＋１５×２回）を、時刻ｔ＝（Ｔ＋２×Δｓ）の予測消費電力量として算出する。

ステップＳ１４にて、運転計画部１５は、ステップＳ１２で算出した時刻ｔの供給可能電力量と、ステップＳ１３で算出した時刻ｔの予測消費電力量とに基づいて、時刻ｔにて実施可能な事業（当該事業に対応する事業用設備７）を選択する。

ここでは、運転計画部１５は、ステップＳ１２で算出した時刻ｔの供給可能電力量が、ステップＳ１３で算出した時刻ｔの予測消費電力量よりも大きい場合には、時刻ｔで実施すべき事業の全てを、時刻ｔにて実施可能な事業として選択する。例えば、時刻ｔ＝Ｔの場合には、ステップＳ１２で算出した供給可能電力量（５０［ｋＷｈ］）が、ステップＳ１３で算出した予測消費電力量（４０［ｋＷｈ］）よりも大きいことから、運転計画部１５は、浄水事業を、時刻ｔ＝Ｔにて実施可能な事業として選択する。換言すれば、運転計画部１５は、当該浄水事業に対応する事業用設備７（着水井設備、沈殿池設備、薬品注入設備及び特殊電源設備）を、時刻ｔ＝Ｔにて実施可能な事業に対応する事業用設備７として選択する。その後ステップＳ１５に進む。

一方、ステップＳ１２で算出した時刻ｔの供給可能電力量が、ステップＳ１３で算出した時刻ｔの予測消費電力量以下であった場合には、運転計画部１５は、時刻ｔで実施すべき事業を事業別に実施した場合の予測消費電力量（以下「事業別電力量」と記す）を算出する。図２及び図５に示す例では、運転計画部１５は、着水井設備、沈澱池設備、薬品注入設備及び特殊電源設備の消費電力量の合計値４０［ｋＷｈ］を、浄水事業の事業別電力量として算出し、配水池設備及び特殊電源設備の消費電力量の合計値３０［ｋＷｈ］を、配水事業の事業別電力量として算出する。

そして、運転計画部１５は、ステップＳ１２で算出した時刻ｔの供給可能電力量が、最小の事業別電力量よりも大きいかを判定する。運転計画部１５は、ステップＳ１２で算出した供給可能電力量が、最小の事業別電力量以下であると判定した場合には、時刻ｔにて実施可能な事業（当該事業に対応する事業用設備７）を選択せずにステップＳ１５に進む。一方、運転計画部１５は、ステップＳ１２で算出した供給可能電力量が、最小の事業別電力量よりも大きいと判定した場合には、当該事業別電力量の事業を、時刻ｔにて実施可能な事業として選択する。これと同様の動作を、時刻ｔで実施すべき事業のうち、次に事業別電力量が小さい事業についても行う。

すなわち、ステップＳ１２で算出した供給可能電力量が、ステップＳ１３で算出した予測消費電力量以下であった場合には、運転計画部１５は、事業別電力量の合計が供給可能電力量を超えない限りにおいて、小さい事業別電力量から順に、図３の時刻ｔに「○」が付された事業の中から事業を抽出していく。そして、運転計画部１５は、当該抽出した事業を、時刻ｔにて実施可能な事業として選択する。

ステップＳ１５にて、運転計画部１５は、再生可能エネルギー発電設備４ａ、発電設備４ｂ及び電力授受設備４ｃのそれぞれが、ステップＳ１４で選択した事業に対応する事業用設備７に供給すべき電力量を決定する。すなわち、運転計画部１５は、時刻ｔにおける事業（当該事業に対応する事業用設備７）の予測消費電力量を、再生可能エネルギー発電設備４ａ、発電設備４ｂ及び電力授受設備４ｃに割り振る。

なお、本実施の形態１では、再生可能エネルギー発電設備４ａ、発電設備４ｂ及び電力授受設備４ｃのそれぞれに対して、事業用設備７に電力を供給する優先度が予め設定されており、再生可能エネルギー発電設備４ａの優先度が最も高く、発電設備４ｂの優先度が最も低く設定されている。すなわち、運転計画部１５は、再生可能エネルギー発電設備４ａから事業用設備７に電力をなるべく供給するように構成されているとともに、発電設備４ｂから事業用設備７に電力をなるべく供給しないように構成されている。

また、本実施の形態１では、再生可能エネルギー発電設備４ａの発電量予測値が、ステップＳ１４で選択された事業の予測消費電力量よりも大きい場合には、再生可能エネルギー発電設備４ａにより発電される電力の一部が、電力授受設備４ｃに充電されるように構成されている。

次に、ステップＳ１６にて、運転計画部１５は、ステップＳ１５で決定された電力量を発電設備４ｂから事業用設備７に供給した場合に想定される、発電設備４ｂの燃料残量を算出する。

ステップＳ１７にて、運転計画部１５は、ステップＳ１５で決定された電力量を電力授受設備４ｃから事業用設備７に供給した場合に想定される、電力授受設備４ｃの容量を算出する。

ステップＳ１８にて、運転計画部１５は、時刻ｔ＝Ｔ＋Δｔであるか否かを判定するとともに、発電設備４ｂの燃料が残っているか否かを判定する。時刻ｔ＝Ｔ＋Δｔであると判定した場合、または、燃料が残っていないと判定した場合、及び、その両方を判定した場合には、図１０に示す動作を終了する。そうでない場合には、ステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９にて、運転計画部１５は、時刻ｔにｔ＋Δｓを代入する。すなわち、運転計画部１５は、作成の対象となる時刻をΔｓだけ進める。そして、ステップＳ１２に戻る。

図１１には、運転計画部１５の動作（図１０）によって作成された事業計画が、テーブル形式で例示されている。図中のテーブル（事業計画テーブル）のうち、実施可能な時刻及び事業には「○」が付されている。図１１に示す例では、時刻ｔ＝Ｔ＋Δｓ及び時刻ｔ＝Ｔ＋ｎ×Δｓで供給可能電力量が予測消費電力量以下になった結果、図３に示したテーブルの時刻ｔ＝Ｔ＋Δｓ及び時刻ｔ＝Ｔ＋ｎ×Δｓで実施することが予め定められていた浄水事業及び配水事業のうち、事業別電力量が小さい配水事業のみが実施されるような事業計画が作成されている。

図１２には、運転計画部１５の動作（図１０）によって作成された運転計画が、テーブル形式で例示されている。図中のテーブル（運転計画テーブル）のうち、実施可能な事業に対応する時刻及び事業用設備７には「○」が付されている。この運転計画（運転計画テーブル）は、図１１の事業計画（事業計画テーブル）の事業を事業用設備７に置き換えたものであり、事業計画及び運転計画は実質的に同一である。

図１３には、運転計画部１５の動作（図１０）によって作成された電力供給に関する計画が、テーブル形式で例示されている。このテーブル（電力運転計画テーブル）に示されるように、発電設備４ｂにおける発電量が抑制さている。

以上のような本実施の形態１に係るエネルギーマネジメントシステム１及びその運転計画作成方法によれば、縮退運転情報（図２及び図３）と、各事業用設備７の消費電力量（図５）と、電力供給設備４が時刻毎に供給可能な電力量（図４及び図６〜図８）とに基づいて、事業計画及び運転計画の少なくともいずれか一方の計画を作成する。したがって、系統３からの電力供給が停止された場合であっても事業用設備７などの設備を適切に稼働させることができる。例えば、各事業にて稼働すべき事業用設備７の情報を含む縮退運転情報に基づいて計画が作成されることから、少なくとも１つの事業、ひいては運用者が望む事業が実施される可能性を高めることができる。また、事業計画には実施可能な事業が時刻毎に示され、運転計画には当該事業に対応する事業用設備７が時刻毎に示されることから、電力供給設備４が供給可能な電力量の時間的な変化に適切に対応した、事業の実施及び事業用設備７の稼働が可能となる。

また、本実施の形態１によれば、運用者などによって予め定められた時刻毎の事業の情報（図３）を含む縮退運転情報に基づいて計画が作成されるので、運用者が望む事業が実施される可能性をより高めることができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１に係るエネルギーマネジメントシステム１では、事業別電力量の合計が供給可能電力量を超えない限りにおいて、図３の時刻ｔに「○」が付された事業を、小さい事業別電力量から順に抽出し、当該抽出した事業を時刻ｔにて実施可能な事業として選択した（ステップＳ１４）。これに対して、本発明の実施の形態２に係るエネルギーマネジメントシステム１では、予め定められた時刻毎の事業の情報（図３）の代わりに、予め定めされた時刻毎の事業の優先順位の情報が縮退運転管理情報に含まれており、当該優先順位に従って事業を選択するように構成されている。以下、本実施の形態２に係るエネルギーマネジメントシステム１において、実施の形態１で説明した構成要素と異なる点を中心に説明する。

図１４には、縮退運転管理情報に含まれる、時刻毎の事業の優先順位の情報が、テーブル形式で例示されている。図中のテーブル（事業優先順位テーブル）では、時刻毎に実施すべき事業の優先度（優先順位）が、運用者（使用者）などによって予め定められており、数値が低いほど優先度が高くなっている。

図１５は、本実施の形態２に係るエネルギーマネジメントシステム１のステップＳ７における動作、すなわち、運転計画部１５により計画（事業計画及び運転計画）を作成する動作を示すフローチャートである。なお、図１５に示されるフローチャートは、図１０に示したフローチャートのステップＳ１３〜Ｓ１４を、ステップＳ１３ａ〜Ｓ１４ａに変更したものである。そのため、以下においてはステップＳ１３ａ〜Ｓ１４ａについてのみ説明する。

ステップＳ１３ａにて、運転計画部１５は、事業用設備７の情報（図２）と、各事業用設備７の消費電力量等の情報（図５）とに基づいて、各事業を実施した場合の予測消費電力量、すなわち上述の事業別電力量を算出する。

ステップＳ１４ａにて、運転計画部１５は、ステップＳ１２で算出した時刻ｔの供給可能電力量と、ステップＳ１３ａで算出した事業別電力量とに基づいて、時刻ｔにて実施可能な事業（当該事業に対応する事業用設備７）を選択する。

ここでは、運転計画部１５は、ステップＳ１３ａで算出した事業別電力量を全事業について合計して、全事業の予測消費電力量を算出する。そして、ステップＳ１２で算出した時刻ｔの供給可能電力量が、全事業の予測消費電力量よりも大きい場合には、運転計画部１５は、全事業を、時刻ｔにて実施可能な事業として選択する。

一方、ステップＳ１２で算出した時刻ｔの供給可能電力量が、全事業の予測消費電力量以下であった場合には、運転計画部１５は、事業別電力量の合計が供給可能電力量を超えない限りにおいて、高い優先度から順に、全事業の中から事業を抽出していく。そして、運転計画部１５は、当該抽出した事業を、時刻ｔにて実施可能な事業として選択する。

図１６には、運転計画部１５の動作（図１５）によって作成された事業計画が、テーブル形式で例示されている。図中のテーブル（事業計画テーブル）のうち、実施可能な時刻及び事業には「○」が付されている。

図１７には、運転計画部１５の動作（図１５）によって作成された運転計画が、テーブル形式で例示されている。図中のテーブル（運転計画テーブル）のうち、実施可能な事業に対応する時刻及び事業用設備７には「○」が付されている。

図１８には、運転計画部１５の動作（図１５）によって作成された電力供給に関する計画が、テーブル形式で例示されている。

以上のような本実施の形態２に係るエネルギーマネジメントシステム１及びその運転計画作成方法によれば、運用者などによって予め定められた時刻毎の事業の優先順位の情報（図１４）を含む縮退運転情報に基づいて計画が作成される。したがって、運用者が望む事業が実施される可能性を高めることができる。

＜実施の形態３＞
実施の形態１では、各事業にて稼働すべき事業用設備７の情報（図２）と、予め定められた時刻毎の事業の情報（図３）とを含む縮退運転情報を用いて計画を作成した。また、実施の形態２では、各事業にて稼働すべき事業用設備７の情報（図２）と、予め定められた時刻毎の事業の優先順位の情報（図１４）とを含む縮退運転情報を用いて計画を作成した。これに対して、本発明の実施の形態３では、各事業にて稼働すべき事業用設備７の情報（図２）のみを含む縮退運転情報を用いて計画を作成するように構成されている。以下、本実施の形態３に係るエネルギーマネジメントシステム１において、実施の形態１及び２で説明した構成要素と異なる点を中心に説明する。

図１９は、本実施の形態３に係るエネルギーマネジメントシステム１のステップＳ７における動作、すなわち、運転計画部１５により計画（事業計画及び運転計画）を作成する動作を示すフローチャートである。なお、図１９に示されるフローチャートは、図１５に示したフローチャートのステップＳ１４ａを、ステップＳ１４ｂに変更したものである。そのため、以下においてはステップＳ１４ｂについてのみ説明する。

ステップＳ１４ｂにて、運転計画部１５は、ステップＳ１２で算出した時刻ｔの供給可能電力量と、ステップＳ１３ａで算出した事業別電力量とに基づいて、時刻ｔにて実施可能な事業（当該事業に対応する事業用設備７）を選択する。

ここでは、ステップＳ１４ｂにて、運転計画部１５は、以下に説明する第１例、第２例及び第３例を選択的に行うことが可能となっている。

まず、第１例として、運転計画部１５は、計画作成時に発電設備４ｂから供給される電力量を少なくするように、全事業の中から少なくとも１つ以上の事業を抽出する。なお、その際に、事業の抽出方法としては、再生可能エネルギー発電設備４ａの発電量が最大限活用されるようにする。そして、運転計画部１５は、抽出した事業を、時刻ｔにて実施可能な事業として選択する。

図２０には、運転計画部１５の第１例の動作によって作成された事業計画が、テーブル形式で例示されている。図中のテーブル（事業計画テーブル）のうち、実施可能な時刻及び事業には「○」が付されている。

図２１には、運転計画部１５の第１例の動作によって作成された運転計画が、テーブル形式で例示されている。図中のテーブル（運転計画テーブル）のうち、実施可能な事業に対応する時刻及び事業用設備７には「○」が付されている。

図２２には、運転計画部１５の第１例の動作によって作成された電力供給に関する計画が、テーブル形式で例示されている。このテーブル（電力運転計画テーブル）に示されるように、発電設備４ｂにおける電力量が抑制されるように、計画が立てられている。例えば、時刻ｔ＝（Ｔ＋３×Δｓ）において、発電設備４ｂから電力を供給することで、浄水事業も実施することができる（発電設備４ｂから１０［ｋＷｈ］の電力量を供給することで、合計が７０［ｋＷｈ］になるので、浄水事業も実施できる）が、発電設備４ｂから供給される電力量を少なくするため、浄水事業は実施されない（図２０、図２２）。

次に、第２例として、運転計画部１５は、事業別電力量の合計が供給可能電力量を超えない限りにおいて、全事業を、時刻ｔにて実施可能な事業として選択する。

図２３には、運転計画部１５の第２例の動作によって作成された事業計画が、図２０と同様のテーブル形式で例示されている。図２４には、運転計画部１５の第２例の動作によって作成された運転計画が、図２１と同様のテーブル形式で例示されている。図２５には、運転計画部１５の第２例の動作によって作成された電力供給に関する計画が、図２２と同様のテーブル形式で例示されている。

次に、第３例として、運転計画部１５は、計画作成時に発電設備４ｂから供給される電力量及び電力授受設備４ｃから供給される電力量を少なくするように、全事業の中から少なくとも１つ以上の事業を抽出する。そして、運転計画部１５は、抽出した事業を、時刻ｔにて実施可能な事業として選択する。なお、その際に、事業の抽出方法としては、再生可能エネルギー発電設備４ａの発電量が最大限活用されるようにする。

図２６には、運転計画部１５の第３例の動作によって作成された事業計画が、図２０と同様のテーブル形式で例示されている。図２７には、運転計画部１５の第３例の動作によって作成された運転計画が、図２１と同様のテーブル形式で例示されている。図２８には、運転計画部１５の第３例の動作によって作成された電力供給に関する計画が、図２２と同様のテーブル形式で例示されている。

以上のような本実施の形態３に係るエネルギーマネジメントシステム１及びその運転計画作成方法によれば、各事業にて稼働すべき事業用設備７の情報（図２）のみを含む縮退運転情報に基づいて計画が作成される。したがって、運用者が、図３に示す情報または図１４に示す情報を予め定めなくて済むため、運用者の負担を軽減することができる。

＜実施の形態４＞
図２９は、本発明の実施の形態４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。以下、本実施の形態４に係るエネルギーマネジメントシステム１において、実施の形態１〜３で説明した構成要素と異なる点を中心に説明する。

図２９に示される構成は、運用者からの入力を受け付ける縮退運転入力部２１（入力部）と、運転計画部１５で作成された計画（ここでは事業計画及び運転計画）を表示する運転計画表示部２２（表示部）とを、図１に示した構成に追加したものとなっている。

縮退運転入力部２１は、運用者から縮退運転情報の設定に関する入力（操作）を受け付ける。ここでの入力は、実施の形態１で説明した事業実施計画テーブル、すなわち時刻毎の事業の情報（図３）の設定に関する入力であってもよく、実施の形態２で説明した事業優先順位テーブル、すなわち時刻毎の事業の優先順位の情報（図１４）の設定に関する入力であってもよく、実施の形態３で説明した計画作成時のポリシー（第１例、第２例、第３例）に関する入力であってもよく、実施の形態３で説明した計画作成時のポリシーを周期ΔＳ毎の設定に関する入力であってもよい。

縮退運転入力部２１は、受け付けた入力を設定情報として保持しておき、電力供給の停止時（通常時に予め設定しておいてもよい）に、当該設定情報を縮退運転管理部１２に出力する。

運転計画部１５は、設定情報によって設定された縮退運転情報を、縮退運転管理部１２から受け取る。そして、運転計画部１５は、縮退運転管理部１２にて管理されている縮退運転情報の代わりに、当該受け取った縮退運転情報（縮退運転入力部２１での入力によって設定された縮退運転情報）を用いて、計画（ここでは事業計画及び運転計画）を作成する。このような構成によれば、災害の状況、規模や停電の状態などを踏まえて、運用者は縮退運転情報を設定することができるので、停電の状態等に適応した計画を作成することができる。

運転計画表示部２２は、運転計画部１５で作成された計画（ここでは事業計画及び運転計画）を表示する。このような構成によれば、運用者は、運転計画部１５で作成された計画の内容を把握することができる。

なお、本実施の形態４の構成は、以上に説明した構成に限ったものではない。例えば、縮退運転管理部１２において複数の縮退運転情報を管理しておき、縮退運転入力部２１は、運用者によってその中から選択された一つの縮退運転情報を受け付けてもよい。そして、運転計画部１５は、縮退運転入力部２１での入力によって選択された一の縮退運転情報を用いて、計画（ここでは事業計画及び運転計画）を作成してもよい。このような構成によれば、運用者は縮退運転情報の設定を最初から行わなくて済み、当該設定の手間を省くことができる。

また、例えば、縮退運転入力部２１は、運用者から、実施可能な事業の数を優先するか、発電設備４ｂからの供給される電力量の削減を優先するかについての入力を選択的に受け付けてもよい。そして、運転計画部１５は、縮退運転入力部２１での入力結果に応じた計画（ここでは事業計画及び運転計画）を作成してもよい。例えば、運転計画部１５は、発電設備４ｂからの供給される電力量の削減を優先するという入力結果を取得した場合には、上述の第１例による計画（図２０〜図２２）を作成してもよいし、実施可能な事業の数を優先するという入力結果を取得した場合には、上述の第２例による計画（図２３〜図２５）を作成してもよい。このような構成によれば、縮退運転情報の設定の手間を省くことができる。

また、例えば、運転計画表示部２２は、運転計画部１５で複数の計画が作成された場合に、当該複数の計画を表示し、縮退運転入力部２１は、運用者によってその中から選択された一つの計画を受け付けてもよい。そして、供給電力制御部１６は、縮退運転入力部２１での入力によって選択された一の計画に基づいて、電力供給設備４から事業用設備７に供給する電力量を制御してもよい。このような構成によれば、災害の状況、規模や停電の状態などを踏まえて、運用者は計画を選択することができるので、停電の状態等に適応することができる。

なお、再生可能エネルギー発電設備４ａの発電量、並びに、発電設備４ｂ及び蓄電池の残量によっては、停電が終了する（系統３からの電力供給が開始する）まで継続して、事業を実施することができない場合がある。その場合を鑑みて、例えば、運転計画表示部２２は、運転計画部１５によって作成された計画に基づいて電力供給設備４から事業用設備７に電力を供給した場合に事業を実施可能な時間、及び、事業用設備７を稼働可能な時間の少なくともいずれか一方を、画面上に表示してもよい。このような構成によれば、運用者は、どのような計画で事業が実施されるかを確認できるだけでなく、事業がどのくらい継続可能かを確認することができる。

以上のような本実施の形態４に係るエネルギーマネジメントシステム１によって、運転計画作成時の事業内容を設定したり、何を優先して計画を立てるのかを設定したりすることができる。このため、停電復旧までの時間に応じた計画を作成することができ、また、災害状況によって計画を変更可能に作成することができる。また、運転計画などを表示することで、運用者は、どのような計画で事業が実施されるかを把握できるだけでなく、事業がどのくらい継続可能かを把握することができる。したがって、運用者は計画内容や計画時間に応じた行動をとることができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１ エネルギーマネジメントシステム、３ 系統、４ 電力供給設備、４ａ 再生可能エネルギー発電設備、４ｂ 発電設備、７ 事業用設備、１１ 停電検出部、１２ 縮退運転管理部、１５ 運転計画部、１６ 供給電力制御部、２１ 縮退運転入力部、２２ 運転計画表示部。

Claims (10)

1. 系統からの電力供給の停止を検出する停電検出部と、
   各事業にて稼働すべき設備の情報を含む縮退運転情報を管理する縮退運転管理部と、
   前記縮退運転管理部に管理されている前記縮退運転情報と、前記設備の消費電力量と、再生可能エネルギー発電設備を含む電力供給設備が時刻毎に供給可能な電力量とに基づいて、前記停電検出部にて前記停止が検出された場合に実施可能な前記事業を時刻毎に示す事業計画、及び、当該事業に対応する前記設備を時刻毎に示す運転計画の少なくともいずれか一方の計画を作成する運転計画部と、
   前記運転計画部で作成された前記計画に基づいて、前記電力供給設備から前記設備に供給する電力量を制御する供給電力制御部と
   を備える、エネルギーマネジメントシステム。
2. 請求項１に記載のエネルギーマネジメントシステムであって、
   前記縮退運転情報は、
   予め定められた時刻毎の前記事業の優先順位の情報をさらに含む、エネルギーマネジメントシステム。
3. 請求項１に記載のエネルギーマネジメントシステムであって、
   前記縮退運転情報は、
   予め定められた時刻毎の前記事業の情報をさらに含む、エネルギーマネジメントシステム。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のエネルギーマネジメントシステムであって、
   使用者からの入力を受け付ける入力部をさらに備え、
   前記運転計画部は、
   前記縮退運転管理部にて管理されている前記縮退運転情報の代わりに、前記入力部での入力によって設定された縮退運転情報を用いて、前記計画を作成する、エネルギーマネジメントシステム。
5. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のエネルギーマネジメントシステムであって、
   使用者からの入力を受け付ける入力部をさらに備え、
   前記縮退運転管理部は、複数の前記縮退運転情報を管理し、
   前記運転計画部は、
   前記入力部での入力によって選択された一の前記縮退運転情報を用いて、前記計画を作成する、エネルギーマネジメントシステム。
6. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のエネルギーマネジメントシステムであって、
   前記電力供給設備は、
   前記再生可能エネルギー発電設備とは別の発電設備を含み、
   使用者から、実施する前記事業の数を優先するか、前記別の発電設備からの供給される電力量の削減を優先するかについての入力を選択的に受け付ける入力部をさらに備え、
   前記運転計画部は、
   前記入力部での入力結果に応じた前記計画を作成する、エネルギーマネジメントシステム。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のエネルギーマネジメントシステムであって、
   前記運転計画部で作成された前記計画を表示する表示部
   をさらに備える、エネルギーマネジメントシステム。
8. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のエネルギーマネジメントシステムであって、
   使用者からの入力を受け付ける入力部と、
   前記運転計画部で複数の前記計画が作成された場合に、当該複数の計画を表示する表示部と
   をさらに備え、
   前記供給電力制御部は、
   前記入力部での入力によって選択された一の前記計画に基づいて、前記電力供給設備から前記設備に供給する電力量を制御する、エネルギーマネジメントシステム。
9. 請求項７または請求項８に記載のエネルギーマネジメントシステムであって、
   前記表示部は、
   前記計画に基づいて前記電力供給設備から前記設備に電力を供給した場合に前記事業を実施可能な時間、及び、前記設備を稼働可能な時間の少なくともいずれか一方を表示する、エネルギーマネジメントシステム。
10. （ａ）系統からの電力供給の停止を検出する工程と、
    （ｂ）各事業にて稼働すべき設備の情報を含む縮退運転情報と、前記設備の消費電力量と、再生可能エネルギー発電設備を含む電力供給設備が時刻毎に供給可能な電力量とに基づいて、前記工程（ａ）にて前記停止が検出された場合に実施可能な前記事業を時刻毎に示す事業計画、及び、当該事業に対応する前記設備を時刻毎に示す運転計画の少なくともいずれか一方の計画を作成する工程と、
    を備える、運転計画作成方法。

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