JP2015139315A - 電力管理装置、電力管理方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】分散型電源の発電電力をできるだけ有効に使用できるようにしたうえで、建物における受電点などの所定の監視点の電圧を管理できるようにする。
【解決手段】分散型電源としての設備機器を含み商用電源と接続される設備機器群を対象とする有効電力制御を行う有効電力制御部と、設備機器群の電力系統における所定の監視点の電圧を監視する電圧監視部と、監視点の電圧が所定の閾値範囲内である場合には、運転計画に従った有効電力制御部による運転計画対応有効電力制御が行われるように制御し、監視点の電圧が閾値範囲外となった場合には、運転計画対応有効電力制御を有効電力制御部に行わせるとともに、監視点の電圧を閾値範囲内とするように設備機器群における所定の設備機器の無効電力制御を実行する電圧制御部とを備えて電力管理装置を構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電力管理装置、電力管理方法及びプログラムに関する。

近年、例えばＢＥＭＳ（Building Energy Management System）などの電力管理システムにおいて、太陽光発電装置などの分散型電源が設備機器の一部として備えられる傾向にある。分散型電源を備える電力管理システムでは、分散型電源が発生する電力を負荷に供給することで商用電源の電力使用量を抑えることが可能になり、例えば電力使用料金を削減することができる。

このような分散型電源を備える電力管理システムとして、分散型電源について予測される発電量や負荷について予測される使用電力などに基づいて作成された運転計画に従って設備機器の運転制御を行うようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

商用電源には電圧の許容範囲が定められている。一例として、家庭用の呼称電圧が１００Ｖの商用電源では、電圧の許容範囲は、１０１Ｖを標準として、１０１Ｖに対してプラスマイナス６Ｖの９５Ｖから１０７Ｖと定められている。
上記のような電力管理システムであれば、商用電源と接続される受電点における電圧が許容範囲を超えないようにすることが求められる。しかし、分散型電源による電力の出力状態と負荷の運用状態などの条件によっては、上記のような運転計画に基づく運転制御の下であっても受電点の電圧が許容範囲を外れる場合がある。
需要家側の電圧管理は、商用電源の系統の運用者が本来行うべきものではある。しかし、特に気象条件に応じて発電電力が変動しやすい分散型電源が大量かつ分散的に備えられているような状況では、電力系統における潮流状態や電圧分布が複雑になるため、商用電源の系統の運用者による管理では有効に電圧を制御することが難しくなる。このような場合には、需要家側でも受電点の電圧を管理することが、電力系統の電圧の安定性を図るうえでは好ましい。

そこで、太陽光発電システムの制御にあたり、逆潮流回避のためのリミット電力を設定し、設定したリミット電力以下となるように制御を行うという構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１３−１０６３６７号公報 特開２０１２−１７５８５８号公報

しかし、特許文献２の構成では、リミット電力を設定する結果、太陽電池の発電電力を抑制している。このために、分散型電源による発電電力を有効に使用できていないことになる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、分散型電源の発電電力をできるだけ有効に使用できるようにしたうえで、建物における受電点などの所定の監視点の電圧を管理できるようにすることを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の一態様は、分散型電源としての設備機器を含み商用電源と接続される設備機器群を対象とする有効電力制御を行う有効電力制御部と、前記設備機器群の電力系統における所定の監視点の電圧を監視する電圧監視部と、前記電圧監視部により監視される監視点の電圧が所定の閾値範囲内である場合には、予め定められた運転計画に従った前記有効電力制御部による運転計画対応有効電力制御が行われるように制御し、前記電圧監視部により監視される監視点の電圧が閾値範囲外となった場合には、前記運転計画対応有効電力制御を前記有効電力制御部に行わせるとともに、前記監視点の電圧を閾値範囲内とするように前記設備機器群における所定の設備機器の無効電力制御を実行する電圧制御部とを備える電力管理装置である。

また、本発明の一態様は、上記の電力管理装置であって、前記電圧制御部は、前記電圧監視部により監視される監視点の電圧が閾値範囲外となった場合において、前記無効電力制御が可能な状態でない場合には、前記監視点の電圧を閾値範囲内とするように変更した前記運転計画に従った前記有効電力制御部による変更運転計画対応有効電力制御が行われるように制御してもよい。

また、本発明の一態様は、上記の電力管理装置であって、前記電圧制御部は、前記電圧監視部により監視される監視点の電圧が所定の前記閾値範囲外となった場合において、前記無効電力制御が可能な状態でなく、かつ、前記変更運転計画対応有効電力制御が可能な状態でない場合には、前記設備機器群における分散型電源の出力の変更と、前記設備機器群における負荷の消費電力の変更との少なくともいずれか一方を前記有効電力制御部に行わせてもよい。

また、本発明の一態様は、分散型電源としての設備機器を含み商用電源と接続される設備機器群を対象とする有効電力制御を行う有効電力制御ステップと、前記設備機器群の電力系統における所定の監視点の電圧を監視する電圧監視ステップと、前記電圧監視ステップにより監視される監視点の電圧が所定の閾値範囲内である場合には、予め定められた運転計画に従った前記有効電力制御ステップによる運転計画対応有効電力制御が行われるように制御し、前記電圧監視ステップにより監視される監視点の電圧が閾値範囲外となった場合には、前記運転計画対応有効電力制御を前記有効電力制御ステップに行わせるとともに、前記監視点の電圧を閾値範囲内とするように前記設備機器群における所定の設備機器の無効電力制御を実行する電圧制御ステップとを含む電力管理方法である。

また、本発明の一態様は、コンピュータを、分散型電源としての設備機器を含み商用電源と接続される設備機器群を対象とする有効電力制御を行う有効電力制御手段、前記設備機器群の電力系統における所定の監視点の電圧を監視する電圧監視手段、前記電圧監視手段により監視される監視点の電圧が所定の閾値範囲内である場合には、予め定められた運転計画に従った前記有効電力制御手段による運転計画対応有効電力制御が行われるように制御し、前記電圧監視手段により監視される監視点の電圧が閾値範囲外となった場合には、前記運転計画対応有効電力制御を前記有効電力制御手段に行わせるとともに、前記監視点の電圧を閾値範囲内とするように前記設備機器群における所定の設備機器の無効電力制御を実行する電圧制御手段として機能させるためのプログラムである。

以上説明したように、本発明によれば、分散型電源の発電電力をできるだけ有効に使用できるようにしたうえで、建物における受電点などの所定の監視点の電圧を管理できるようになるという効果が得られる。

本実施形態における電力管理システムの構成例を示す図である。 電力系統における電圧が許容範囲外となる状態の一例を示す図である。 本実施形態における電力管理装置の構成例を示す図である。 本実施形態における設備機器情報の構造例を示す図である。 本実施形態における電力管理装置が実行する処理手順例を示すフローチャートである。 本実施形態における電力管理装置が実行する無効電力制御のための処理手順例を示すフローチャートである。 本実施形態における電圧制御部による無効電力の決定手法例について説明する図である。 本実施形態における電力管理装置によって電力系統における電圧が許容範囲に収まるように制御された状態の一例を示す図である。

［電力管理システムの構成例］
図１は、本実施形態における電力管理システム１の構成例を示している。同図に示す電力管理システム１は、設備機器群１００と電力管理装置２００とを備える。
設備機器群１００は、電力管理システム１において電力管理装置２００が電力管理を行うにあたり制御対象となる複数の設備機器である。
本実施形態における電力管理システム１は、例えば設備機器を備える建物を対象として電力管理を行うＢＥＭＳ（Building Energy Management System）などに相当する。

同図では、設備機器群１００として、負荷１０１、太陽電池１０２、パワーコンディショナ１０３、蓄電池１０４、インバータ１０５、ガスエンジン１０６及び熱源機１０７を備えた例が示される。
同図においては、設備機器群１００において複数の負荷１０１が備えられた例が示されている。また、太陽電池１０２とパワーコンディショナ１０３とによる太陽光発電システムも設備機器群１００において複数が備えられた例が示されている。

負荷１０１は、それぞれ、電力系統ｐｓに供給される電力を使用して所定の動作を行う所定の設備機器である。負荷１０１としての設備機器の種類については特に限定されないが、一例として、照明機器、空調機などの他、冷蔵庫、テレビジョン受像機などをはじめとする各種の家電機器などを挙げることができる。

太陽電池１０２は、光起電力効果により光エネルギーを電力に変換する電力発生装置である。つまり、太陽電池１０２は、自然エネルギーの１つである光エネルギーを利用して発電を行い、発電電力の供給を行うことのできる分散型電源の１つである。このように、本実施形態の設備機器群１００は、設備機器として分散型電源を含む。

パワーコンディショナ１０３は、太陽電池１０２が発電を行って得られた直流の電力を交流に変換する。また、パワーコンディショナ１０３は、太陽電池１０２にて得られた直流の電力を交流に変換して出力するにあたり、電力を調整して出力することができる。

蓄電池１０４は、エネルギー蓄積装置の１つであり、充電のために入力される電力を蓄積し、また、蓄積した電力を放電して出力する。蓄電池１０４は、例えばリチウムイオン電池などにより構成することができる。

インバータ１０５は、蓄電池１０４に充電するための電力の交流直流変換または蓄電池１０４から放電により出力される電力の直流交流変換を行う。つまり、蓄電池１０４が入出力する電力の双方向変換を行う。
具体的に、蓄電池１０４に対する充電時には、商用電源２またはパワーコンディショナ１０３から電力系統ｐｓを介して、充電のための交流の電力がインバータ１０５に供給される。インバータ１０５は、このように供給される交流の電力を直流に変換し、蓄電池１０４に供給する。
また、蓄電池１０４の放電時には、蓄電池１０４から直流の電力が出力される。インバータ１０５は、蓄電池１０４から出力される直流の電力を交流に変換して電力系統ｐｓに出力する。

ガスエンジン１０６は、分散型電源の１つであって、ガスを利用して発電を行う。
熱源機１０７は、エネルギー蓄積装置の１つであり、電力を利用して発生させた熱を蓄積する。具体的には、熱により水の温度を上昇させた温水を貯蔵する。貯蔵された温水は例えば給湯設備にて使用される。

電力管理装置２００は、電力管理システム１において設備機器群１００として備えられる設備機器を対象として電力制御を行う。
本実施形態における電力管理装置２００は、電力制御として、予め作成した運転計画に従って設備機器群１００における設備機器の運転状態を適宜制御する。

また、本実施形態の電力管理システム１における電力系統ｐｓは、同図に示すように商用電源２と接続されている。同図においては、電力系統ｐｓに商用電源２が接続される受電点ｎｃｔが示されている。
商用電源２については、電圧を所定の許容範囲内で維持するように定められている。具体例として、呼称電圧が１００Ｖの場合には、標準電圧１０１Ｖに対してプラスマイナス６Ｖの９５Ｖ〜１０７Ｖが許容範囲である。また、呼称電圧が２００Ｖの場合には、標準電圧２０２Ｖに対してプラスマイナス２０Ｖの１８２Ｖ〜２２２Ｖが許容範囲である。

図２は、電力系統ｐｓにて得られる電圧と線路長との関係の一例を示している。同図においては、縦軸が電力系統ｐｓにて得られる電圧であり、横軸が線路長である。線路長は、電力系統ｐｓにおける商用電源２の受電点から電圧測定点までの距離である。同図においては電圧Ｖ１が許容範囲の上限値を示し、電圧Ｖ２が許容範囲の下限値を示す。

例えば、線Ａは、設備機器群１００の状態により電力系統ｐｓの電圧が高い傾向にある場合の線路長に応じた電圧の変化を示している。線Ａによる電圧は、商用電源２の供給元の変電所では許容範囲に収まっているが線路長が長くなるのに応じて高くなり、線路に連系する建物の受電点では電圧Ｖ１より高くなり、許容範囲外となっている。
また、線Ｂは、設備機器群１００の状態により電力系統ｐｓの電圧が低い傾向にある場合の線路長に応じた電圧の変化を示している。線Ｂによる電圧は、変電所では許容範囲に収まっているが線路長が長くなるのに応じて低くなり、線路に連系する建物の受電点では電圧Ｖ２より小さくなり、許容範囲外となっている。
このように、同図においては、電力系統ｐｓにおいて電圧が許容範囲から外れている状態が示されている。

同図のように電力系統ｐｓにおいて電圧が許容範囲から外れている状態は、商用電源２の運用者が制御すべきものではある。しかし、電力管理システム１における分散型電源の数が増加し、これらの分散型電源が物理的にも分散して配置されるような状況では、商用電源２の運用者側で適切に電圧制御を行うことが難しくなる場合もある。
このような場合、電力管理システム１に対応する需要家側でも受電点の電圧を制御できるようにすれば、電力系統ｐｓの電圧をより効率的に許容範囲内に収めるようにすることが可能になる。ただし、このような電圧制御を行うにあたり、例えば太陽電池１０２などの自然エネルギーを利用した分散型電源については、できるだけ発電電力が抑制されることなく有効に利用されるようにすることが好ましい。
そこで、本実施形態の電力管理装置２００は、所定の設備機器が発生または消費する無効電力を制御することによって電力系統ｐｓにおける受電点の電圧変動を管理可能なように構成される。

［電力管理装置の構成例］
図３は、電力管理装置２００の構成例を示している。同図に示す電力管理装置２００は、通信部２０１、有効電力制御部２０２、運転計画記憶部２０３、電圧監視部２０４、電圧制御部２０５及び設備機器情報記憶部２０６を備える。

通信部２０１は、設備機器群１００における設備機器と通信を実行する。なお、通信部２０１が対応する通信方式については特に限定されないが、例えば、有線ＬＡＮ（Local Area Network）、無線ＬＡＮなどを挙げることができる。

有効電力制御部２０２は、設備機器群１００を対象とする有効電力制御を実行する。
具体的に、有効電力制御部２０２は、有効電力制御として、設備機器群１００における各負荷１０１の動作の開始、停止を制御したり、動作状態を制御することによって、各負荷１０１における使用電力を制御することができる。
また、有効電力制御部２０２は、有効電力制御として、設備機器群１００におけるパワーコンディショナ１０３を制御して、太陽電池１０２により発電された電力の出力を制御することができる。
また、有効電力制御部２０２は、有効電力制御として、設備機器群１００における蓄電池１０４に対応する充電と放電を制御することができる。
また、有効電力制御部２０２は、有効電力制御として、ガスエンジン１０６と熱源機１０７の動作を制御することができる。
有効電力制御部２０２は、上記の有効電力制御のそれぞれを、各設備機器の有効電力を対象として行うようにされている。また、有効電力制御部２０２の設備機器群１００における各設備機器に対する制御は、通信部２０１を介した通信によって行われる。

また、有効電力制御部２０２は、運転計画記憶部２０３が記憶する運転計画に従って上記の各設備機器を制御することができる。
運転計画は、一定期間（例えば１日（２４時間））における設備機器群１００の設備機器ごとの運転についてのスケジュールを予め定めたものである。このような運転計画は、例えば電力管理システム１の運用者によって予め作成される。あるいは、運転計画は、一定期間における分散型電源の発電電力や負荷１０１の使用電力の予測結果などに基づいてコンピュータなどによって作成されてもよい。
また、運転計画の目的については特に限定されない。一例として、運転計画は、設備機器群１００による使用電力が商用電源２の運営者と契約した契約電力（デマンド目標値）を越えないように制御するデマンド制御を目的として作成されるものであってもよい。

電圧監視部２０４は、設備機器群１００の電力系統ｐｓにおける所定の監視点の電圧を監視する。つまり、電圧監視部２０４は、監視点の電圧を測定し、測定した電圧を示す情報を出力する。本実施形態における電圧監視部２０４は、監視点として、図１に示した受電点ｎｃｔの電圧を監視する。

電圧制御部２０５は、監視点における電圧が所定の閾値範囲内となるように制御する。
ここで、本実施形態における閾値範囲の上限値と下限値については、先に説明した商用電源２の電圧の許容範囲に基づいて設定されればよい。
一例として、図２に示すように、閾値範囲の上限値ｔｈｕについては、商用電源２の電圧の許容範囲の上限値である電圧Ｖ１に対して所定値低い値を設定する。また、閾値範囲の下限値ｔｈｄについては、商用電源２の電圧の許容範囲の下限値である電圧Ｖ２に対して所定値高い値を設定するというものである。

電圧制御部２０５は、電圧監視部２０４により監視される監視点の電圧が閾値範囲内である場合には、有効電力制御部２０２による運転計画対応有効電力制御が行われるように制御する。運転計画対応有効電力制御とは、運転計画記憶部２０３が記憶する運転計画に従って有効電力制御部２０２が設備機器群１００の有効電力を制御することである。
また、電圧制御部２０５は、電圧監視部２０４により監視される監視点の電圧が閾値範囲外となった場合には、運転計画対応有効電力制御を有効電力制御部２０２に行わせるとともに、監視点の電圧を閾値範囲内とするように設備機器群１００における所定の設備機器の無効電力制御を行う。ここで、無効電力制御とは、制御対象の設備機器が発生または消費する無効電力を変更するように制御することである。

また、電圧制御部２０５は、電圧監視部２０４により監視される監視点の電圧が閾値範囲外となった場合において、無効電力制御が可能な状態でない場合には、以下の制御を実行する。
つまり、電圧制御部２０５は、運転計画記憶部２０３が記憶する運転計画について、監視点の電圧を閾値範囲内とする傾向に変化させるための設備機器の運転が行われるように変更する。そのうえで、電圧制御部２０５は、有効電力制御部２０２により、変更された運転計画に従った有効電力制御（変更運転計画対応有効電力制御）が行われるように制御する。

さらに、電圧制御部２０５は、電圧監視部２０４により監視される監視点の電圧が閾値範囲外となった場合において、無効電力制御が可能な状態でなく、さらに、変更運転計画対応有効電力制御が可能な状態でない場合には、以下の制御を実行する。
つまり、電圧制御部２０５は、設備機器群１００における分散型電源の出力の変更と、設備機器群１００における負荷１０１の消費電力の変更との少なくともいずれか一方を有効電力制御部２０２に行わせる。これにより、電圧制御部２０５は、無効電力制御と変更運転計画対応有効電力制御とのいずれも行うことができない状態の下で監視点の電圧が閾値範囲内に収まるように制御することができる。

設備機器情報記憶部２０６は、設備機器情報を記憶する。設備機器情報は、電圧制御部２０５による無効電力制御の対象とすることのできる設備機器ごとについての情報である。
電圧制御部２０５は、無効電力制御を実行するにあたり、設備機器情報を参照して制御対象とする設備機器を選択する。

図４は、設備機器情報記憶部２０６が記憶する設備機器情報の構造例を示している。同図に示す設備機器情報は、無効電力制御の対象とすることのできる設備機器ごとの識別子（設備機器ＩＤ）ごとに仕様情報が対応付けられた構造である。
仕様情報は、対応の設備機器についての所定の仕様を示す情報である。

図１に示した設備機器群１００の例の場合において、無効電力制御の対象とすることのできる設備機器としては、例えば太陽電池１０２の発電電力を交流に変換して出力するパワーコンディショナ１０３、蓄電池１０４の充放電電力の電力変換を行うインバータ１０５などを挙げることができる。
パワーコンディショナ１０３、インバータ１０５などについての仕様情報が示す仕様においては、例えば最大変換容量などが含まれる。ここでの最大変換容量とは、パワーコンディショナ１０３、インバータ１０５が電力変換を行うことのできる最大の電力である。

［処理手順例］
次に、図５及び図６のフローチャートを参照して、電力系統ｐｓの電圧制御のために電力管理装置２００が実行する処理手順例について説明する。
ここで、本実施形態の電力管理システム１は、平常状態であるかぎり、予め作成されたうえで運転計画記憶部２０３にて記憶されている運転計画（初期運転計画）に従った有効電力制御部２０２による有効電力制御（運転計画対応有効電力制御）が実行される。ここでの平常状態とは、監視点の電圧が閾値範囲内である状態を含み、例えば設備機器群１００の電力状態が適正（例えば使用電力が予め定めた閾値を越えていないなど）であって運転計画を変更する必要がない状態である。図５に示す処理は、運転計画対応有効電力制御が実行されている状態の下で開始される。

まず、電圧監視部２０４は、監視点である受電点ｎｃｔの電圧（受電点電圧）を測定する（ステップＳ１０１）。
次に、電圧制御部２０５は、ステップＳ１０１により測定された受電点電圧が閾値範囲内であるか否かについて判定する（ステップＳ１０２）。

受電点電圧が閾値範囲内である場合（ステップＳ１０２−ＹＥＳ）、電圧制御部２０５は、これまでの運転計画対応有効電力制御が継続されるようにするための制御を実行する（ステップＳ１０３）。ここで、有効電力制御部２０２は、これまでにおいても、運転計画に従って運転計画対応有効電力制御を実行している状態にある。従って、ステップＳ１０３の制御として、電圧制御部２０５は、具体的には特に指示を行わないようにしてよい。これにより、これまでと同様に、運転計画記憶部２０３に記憶される運転計画に従った有効電力制御が有効電力制御部２０２によって継続して実行される。つまり、受電点電圧が閾値範囲内にある通常の状態のもとでは、運転計画対応有効電力制御のみが継続的に実行される。

一方、受電点電圧が閾値範囲外である場合（ステップＳ１０２−ＮＯ）、電圧制御部２０５は、運転計画対応有効電力制御を継続した状態で、現在において無効電力制御が可能な状態か否かについて判定する（ステップＳ１０４）。
電圧制御部２０５は、ステップＳ１０４としての判定にあたり、設備機器情報記憶部２０６が記憶する設備機器情報が示す制御対象候補の設備機器のうちで現在動作中の制御対象候補の設備機器を認識する。現在動作中の設備機器を認識するには、電圧制御部２０５は、例えば通信部２０１経由で設備機器情報が示す設備機器ごとに対して動作状態を問い合わせればよい。

次に、電圧制御部２０５は、現在動作中の制御対象候補の設備機器のうちから、無効電力の発生または消費が可能な動作状態の設備機器を判定する。
一例として、制御対象候補の設備機器がパワーコンディショナ１０３である場合について説明する。パワーコンディショナ１０３は、太陽電池１０２の直流による発電電力を交流に変換して出力する際に無効電力を発生させることができる。
前述のようにパワーコンディショナ１０３には仕様として最大変換容量が定められている。ここで、最大変換容量をＳ、パワーコンディショナ１０３が出力する有効電力をＰ、パワーコンディショナ１０３が出力する無効電力をＱとすると、最大変換容量Ｓ、有効電力Ｐ、無効電力Ｑの関係は以下の式１により表される。
Ｓ^２＝Ｐ^２＋Ｑ^２・・・（式１）

式１によれば、パワーコンディショナ１０３が出力する有効電力Ｐが最大変換容量Ｓと同じ状態となるように動作している場合には無効電力Ｑは０になる。このような状態では、無効電力を発生させることができない。つまり、このときのパワーコンディショナ１０３は、無効電力の発生が可能な動作状態ではない。
即ち、電圧制御部２０５は、現在においてパワーコンディショナ１０３が出力している有効電力Ｐと、設備機器情報における仕様情報が示す最大変換容量Ｓとに基づいて発生可能な無効電力Ｑを求める。そして、電圧制御部２０５は、求められた無効電力Ｑが一定以上である場合に、パワーコンディショナ１０３について無効電力の発生が可能な動作状態であると判定すればよい。

また、電圧制御部２０５は、無効電力の発生が可能な動作状態であるか否かの判定にあたり、さらに無効電力を発生させた場合の力率が運用上定められた許容範囲を外れないか否かの判定を組み合わせてもよい。
つまり、無効電力を増加させるのに応じて力率は低下する。そこで、電圧制御部２０５は、無効電力Ｑが一定以上であると判定されたパワーコンディショナ１０３にて無効電力を発生させた場合の力率を求める。そして、電圧制御部２０５は、求められた力率が許容範囲を外れていないか否かについて判定する。電圧制御部２０５は、力率が許容範囲を外れていれば、無効電力の発生が可能な動作状態ではないと判定し、力率が許容範囲を外れていなければ、無効電力の発生が可能な動作状態であると判定すればよい。

上記のように行われた処理によって無効電力制御が可能な状態であると判定された場合（ステップＳ１０４−ＹＥＳ）、電圧制御部２０５は、先のステップＳ１０３と同様に、運転計画記憶部２０３に記憶される運転計画に従った有効電力制御が有効電力制御部２０２によって行われるように制御する（ステップＳ１０５）。これにより、電力管理システム１においては、これまでと同様の運転計画対応有効電力制御が継続される。

そのうえで、電圧制御部２０５は、無効電力制御を実行する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６の無効電力制御として、電圧制御部２０５は、図６のフローチャートに示す処理を実行する。
図６において、電圧制御部２０５は、まず、制御対象の設備機器を決定する（ステップＳ２０１）。
ステップＳ２０１の処理にあたり、電圧制御部２０５は、設備機器情報が示す制御対象候補の設備機器のうちで、先のステップＳ１０４での判定にあたり、無効電力の発生が可能な動作状態であると判定された設備機器を制御対象として決定すればよい。この際、電圧制御部２０５は、無効電力の発生が可能な動作状態の設備機器が複数であった場合には、複数のうちの一部または全ての設備機器を制御対象として決定してよい。

次に、電圧制御部２０５は、制御対象として決定した設備機器ごとに発生または消費させるべき無効電力Ｑを決定する（ステップＳ２０２）。電圧制御部２０５は、制御対象の設備機器がパワーコンディショナ１０３である場合には、無効電力Ｑについて以下のように決定することができる。
図７は、先に式１により表されたパワーコンディショナ１０３の最大変換容量Ｓ、有効電力Ｐ、無効電力Ｑの関係を模式的に示している。同図に示される無効電力Ｑは、制御対象のパワーコンディショナ１０３が出力している有効電力Ｐと最大変換容量Ｓとに基づいて出力させることが可能な最大値を示している。つまり、同図に示される無効電力Ｑは、制御対象のパワーコンディショナ１０３について設定可能な無効電力の範囲を示している。
電圧制御部２０５は、同図に示される無効電力Ｑの範囲のうちから、無効電力制御に用いる無効電力Ｑを所定の条件に従って決定すればよい。

上記のように決定される無効電力Ｑは、閾値範囲外となった受電点電圧が閾値範囲内に収まる傾向で変化させる。つまり、受電点電圧が閾値範囲より高くなるように閾値範囲を外れているとき、ステップＳ２０２では、受電点電圧を低くする無効電力Ｑが決定される。一方、受電点電圧が閾値範囲より低くなるように閾値範囲を外れているとき、ステップＳ２０２では、受電点電圧を高くする無効電力Ｑが決定される。

そして、ステップＳ２０２により無効電力Ｑが決定されると、電圧制御部２０５は、制御対象の設備機器にて無効電力Ｑの出力（または消費）が行われるように、制御対象の設備機器に対して指示を行う（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３による指示に応じて、制御対象の設備機器は、指示された無効電力Ｑを発生または消費するように動作する。
このように、制御対象の設備機器がステップＳ２０２にて決定された無効電力Ｑを発生（または消費）するように動作することによって、受電点電圧は、閾値範囲内に収まっていく傾向での変化が与えられる。

説明を図５に戻す。一方、無効電力制御が可能な状態ではないと判定された場合（ステップＳ１０４−ＮＯ）、電圧制御部２０５は、さらに、運転計画を変更したうえでの有効電力制御（変更運転計画対応有効電力制御）が可能な状態であるか否かについての判定を行う（ステップＳ１０７）。

ステップＳ１０７において、電圧制御部２０５は、例えば閾値範囲から外れた状態の受電点電圧が閾値範囲内に収まる傾向で変化させるように運転計画を変更できるか否かについて判定すればよい。
一例として、運転計画がデマンド制御に対応している場合を例に挙げる。この場合において、受電点電圧が閾値範囲から外れた状態を抑制するように運転計画を変更すると消費電力がデマンド目標値（契約電力）を越えてしまうことが予測される場合、電圧制御部２０５は、運転計画を変更できないと判定する。一方、運転計画を変更しても消費電力がデマンド目標値を越えないことが予測される場合、電圧制御部２０５は、運転計画を変更できると判定する。

変更運転計画対応有効電力制御が可能な状態であると判定された場合（ステップＳ１０７−ＹＥＳ）、電圧制御部２０５は、運転計画記憶部２０３が記憶する運転計画を変更する（ステップＳ１０８）。一例として、受電点電圧が閾値範囲より大きくなるように逸脱した場合の運転計画の変更は以下のように行うことができる。
つまり、例えば、制御対象の時間帯において蓄電池１０４を放電させるように運転計画が作成されている場合には、蓄電池１０４を放電させる時間帯を、制御対象の時間帯とは異なる将来の時間帯に移動させるように運転計画を変更することができる。
また、制御対象以外の時間帯において熱源機１０７を動作させるように運転計画が作成されている場合には、熱源機１０７を動作させる時間帯を制御対象の時間帯に移動させるよう運転計画を変更することができる。なお、このように変更した運転計画は、運転計画記憶部２０３に記憶される。

そのうえで、電圧制御部２０５は、ステップＳ１０３、Ｓ１０５と同様に、運転計画記憶部２０３に記憶される運転計画に従った有効電力制御が有効電力制御部２０２によって行われるように制御する（ステップＳ１０９）。このように制御が行われることで、以降において、有効電力制御部２０２は、ステップＳ１０８により変更された運転計画に従った有効電力制御（変更運転計画対応有効電力制御）を行う。
このようにステップＳ１０８、Ｓ１０９の処理を電圧制御に含めることで、本実施形態では、無効電力制御が可能でない場合においても受電点電圧を閾値範囲内に収めていくように対処できる。

また、変更運転計画対応有効電力制御が可能な状態ではないと判定した場合（ステップＳ１０７−ＮＯ）、電圧制御部２０５は、分散型電源の出力制御や負荷１０１における消費電力制御が有効電力制御部２０２によって適宜行われるように制御する（ステップＳ１１０）。つまり、電圧制御部２０５は、これまでの運転計画に従った有効電力制御に代えて、受電点電圧を閾値範囲内に収まる傾向で変化させるための有効電力制御の実行を有効電力制御部２０２に指示する。
このようにステップＳ１１０の処理を電圧制御に含めることで、本実施形態では、無効電力制御と変更運転計画対応有効電力制御との両者が可能でない場合においても、受電点電圧を閾値範囲内に収めていくように対処できる。

ステップＳ１１１による電圧制御部２０５の指示に応じて、有効電力制御部２０２は、受電点電圧が閾値範囲内に収まる傾向で変化するように分散型電源の出力制御や負荷１０１における消費電力制御を実行する。
一例として、受電点電圧が閾値範囲の上限値より高くなるように外れた場合、有効電力制御部２０２は、ステップＳ１１０に対応して、分散型電源であるパワーコンディショナ１０３が出力する電力を減少させたり、パワーコンディショナ１０３を解列させたりすることができる。あるいは有効電力制御部２０２は、所定の条件を満たす負荷１０１を制御対象として決定し、制御対象の負荷１０１をオフとして電力系統ｐｓから切り離したり、制御対象の負荷１０１の動作について消費電力が少なくなるように制御を行うことができる。

ステップＳ１０５、Ｓ１０６による処理、あるいはステップＳ１０８、Ｓ１０９による処理、あるいはステップＳ１１０の処理を実行すると、電圧監視部２０４は、再度、監視点である受電点ｎｃｔの電圧（受電点電圧）を測定する（ステップＳ１１１）。
そして、電圧制御部２０５は、ステップＳ１１１にて測定された受電点電圧に基づき、受電点電圧を所定の閾値範囲内とするための電圧制御がさらに必要であるか否かについて判定する（ステップＳ１１２）。
ステップＳ１１１にて測定された受電点電圧が未だ閾値範囲外である場合、電圧制御部２０５は、さらに電圧制御が必要であると判定する（ステップＳ１１２−ＮＯ）。この場合、電圧制御部２０５は、ステップＳ１０４に処理を戻すことで、電圧制御を再度実行する。

ここで、上記のようにステップＳ１０４に戻る場合として、例えばステップＳ１０５、Ｓ１０６の処理を経てステップＳ１１２からステップＳ１０４に戻り、ステップＳ１０４にてさらに無効電力制御が可能な状態であると判定された場合を例に挙げる。
この場合、電圧制御部２０５は、再度、ステップＳ１０５、Ｓ１０６の処理を実行する。この際、電圧制御部２０５は、今回のステップＳ１０６にて、前回のステップＳ１０６において決定した設備機器とは異なる設備機器を制御対象として決定し、無効電力Ｑを決定する。そして、電圧制御部２０５は、今回制御対象として決定した設備機器について、今回決定した無効電力Ｑの発生または消費が行われるように制御する。
この結果、設備機器群１００においては、前回のステップＳ１０６により無効電力を出力（発生）または消費する設備機器とともに、今回のステップＳ１０６によりもう１つの設備機器が無効電力を出力または消費する状態となる。このように、複数の設備機器が無効電力制御されることによって、受電点電圧の閾値範囲内に収まる傾向での変化の度合いがさらに強められる。

これに対して、ステップＳ１１１にて測定された受電点電圧が既に閾値範囲内に収まっている場合、電圧制御部２０５は、電圧制御は必要でないと判定する（ステップＳ１１２−ＹＥＳ）。この場合には、以降において、ステップＳ１０５、Ｓ１０６による処理、ステップＳ１０８、Ｓ１０９による処理、ステップＳ１１０の処理のうち、先に実行した処理に応じた電力制御いずれかによる電力制御が継続して実行される。

これまでに説明したように、図５におけるステップＳ１０５、Ｓ１０６による処理と、ステップＳ１０８、Ｓ１０９による処理と、ステップＳ１１０の処理とのいずれかが実行されることによって、受電点電圧が閾値範囲内に収まるように制御される。
図８は、電圧制御部２０５による制御の結果例を示している。なお、同図においては、比較対象として、図２に示した線Ａと線Ｂとが破線によって示されている。
線Ａとして示すように受電点において商用電源２の電圧の許容範囲の上限値である電圧Ｖ１を越えていた電圧は、線Ａ１として示すように引き下げられた結果、商用電源２の電圧の許容範囲内に収まるように制御されている。
また、同様に、線Ｂとして示すように受電点において商用電源２の電圧の許容範囲の下限値である電圧Ｖ２を下回っていた電力系統ｐｓの電圧は、線Ｂ１として示すように引き上げられた結果、商用電源２の電圧の許容範囲内に収まるように制御されている。

そして、本実施形態においては、電力系統ｐｓにおける監視点（受電点）の電圧が閾値範囲外となった場合に、無効電力制御が可能な状態でありさえすれば、図５におけるステップＳ１０５、Ｓ１０６による処理による無効電力制御が優先的に実行される。これにより、本実施形態においては、予め定められた運転計画の変更を伴うことなく、監視点の電圧が閾値範囲内に収まるように制御することができる。
運転計画の変更を伴わないことで、監視点の電圧を閾値範囲内に収まるように制御するにあたり、例えば太陽電池１０２などの分散型電源の出力を抑制する必要はない。これにより、分散型電源の利用効率を損なわれることがない。即ち、本実施形態においては、分散型電源の発電電力をできるだけ有効に使用できるようにしたうえで、建物における受電点の電圧を管理することができる。
また、運転計画の変更を伴わないことで、負荷１０１の稼働が強制的に制限されることもないため、例えば設備機器群１００が設置された建物などの居住者の快適性や利便性などが損なわれることも避けられる。

なお、上述の電力管理装置２００の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより上述の電力管理装置２００としての処理を行ってもよい。ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、インターネットやＷＡＮ、ＬＡＮ、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体であってもよい。また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部または外部に設けられた記録媒体も含まれる。配信サーバの記録媒体に記憶されるプログラムのコードは、端末装置で実行可能な形式のプログラムのコードと異なるものでもよい。すなわち、配信サーバからダウンロードされて端末装置で実行可能な形でインストールができるものであれば、配信サーバで記憶される形式は問わない。なお、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後に端末装置で合体される構成や、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は本実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１ 電力管理システム、２ 商用電源、１００ 設備機器群、１０１ 負荷、１０２ 太陽電池、１０３ パワーコンディショナ、１０４ 蓄電池、１０５ インバータ、１０６ ガスエンジン、１０７ 熱源機、２００ 電力管理装置、２０１ 通信部、２０２ 有効電力制御部、２０３ 運転計画記憶部、２０４ 電圧監視部、２０５ 電圧制御部、２０６ 設備機器情報記憶部

Claims (5)

1. 分散型電源としての設備機器を含み商用電源と接続される設備機器群を対象とする有効電力制御を行う有効電力制御部と、
   前記設備機器群の電力系統における所定の監視点の電圧を監視する電圧監視部と、
   前記電圧監視部により監視される監視点の電圧が所定の閾値範囲内である場合には、予め定められた運転計画に従った前記有効電力制御部による運転計画対応有効電力制御が行われるように制御し、前記電圧監視部により監視される監視点の電圧が閾値範囲外となった場合には、前記運転計画対応有効電力制御を前記有効電力制御部に行わせるとともに、前記監視点の電圧を閾値範囲内とするように前記設備機器群における所定の設備機器の無効電力制御を実行する電圧制御部と、
   を備える電力管理装置。
2. 前記電圧制御部は、
   前記電圧監視部により監視される監視点の電圧が閾値範囲外となった場合において、前記無効電力制御が可能な状態でない場合には、前記監視点の電圧を閾値範囲内とするように変更した前記運転計画に従った前記有効電力制御部による変更運転計画対応有効電力制御が行われるように制御する
   請求項１に記載の電力管理装置。
3. 前記電圧制御部は、
   前記電圧監視部により監視される監視点の電圧が所定の前記閾値範囲外となった場合において、前記無効電力制御が可能な状態でなく、かつ、前記変更運転計画対応有効電力制御が可能な状態でない場合には、前記設備機器群における分散型電源の出力の変更と、前記設備機器群における負荷の消費電力の変更との少なくともいずれか一方を前記有効電力制御部に行わせる
   請求項２に記載の電力管理装置。
4. 分散型電源としての設備機器を含み商用電源と接続される設備機器群を対象とする有効電力制御を行う有効電力制御ステップと、
   前記設備機器群の電力系統における所定の監視点の電圧を監視する電圧監視ステップと、
   前記電圧監視ステップにより監視される監視点の電圧が所定の閾値範囲内である場合には、予め定められた運転計画に従った前記有効電力制御ステップによる運転計画対応有効電力制御が行われるように制御し、前記電圧監視ステップにより監視される監視点の電圧が閾値範囲外となった場合には、前記運転計画対応有効電力制御を前記有効電力制御ステップに行わせるとともに、前記監視点の電圧を閾値範囲内とするように前記設備機器群における所定の設備機器の無効電力制御を実行する電圧制御ステップと、
   を含む電力管理方法。
5. コンピュータを、
   分散型電源としての設備機器を含み商用電源と接続される設備機器群を対象とする有効電力制御を行う有効電力制御手段、
   前記設備機器群の電力系統における所定の監視点の電圧を監視する電圧監視手段、
   前記電圧監視手段により監視される監視点の電圧が所定の閾値範囲内である場合には、予め定められた運転計画に従った前記有効電力制御手段による運転計画対応有効電力制御が行われるように制御し、前記電圧監視手段により監視される監視点の電圧が閾値範囲外となった場合には、前記運転計画対応有効電力制御を前記有効電力制御手段に行わせるとともに、前記監視点の電圧を閾値範囲内とするように前記設備機器群における所定の設備機器の無効電力制御を実行する電圧制御手段
   として機能させるためのプログラム。

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