JP2017005990A - 管理サーバ、局所気象情報生成システム、および局所気象情報生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自然エネルギーを利用した発電装置を用いて高精度な気象情報への加工が可能な情報を生成する。
【解決手段】電力管理装置１２は検出部２１と記憶部２５と制御部２３とを有する。検出部２１は自然エネルギーにより発電を行う第１の発電装置１６の発電量の実測値を検出する。記憶部２５は実測値を特定の時刻別に複数日分記憶する。制御部２３は記憶部２５に記憶した一定の日数の実測値の特定の時刻別の最大値である最大実測値および検出部２１が新規に検出する実測値を発電情報として生成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、自然エネルギーにより発電を行う発電装置の発電量の実測値を用いて有用な情報を生成する電力管理装置、管理サーバ、局所気象情報生成システム、および局所気象情報生成方法に関するものである。

衛星からの雲の写真および各地の気象台の気象観測装置おいて観測している観測情報に基づいて、気象予測を行うことが知られている。従来の気象予測では、広範な領域の平均的な気象を予測することが可能である。一方で、気象予測の詳細化、すなわち局所的な気象予測が求められている。気象予測の局所化のためには、高精細な雲の写真および／または局所的な観測情報が必要である。しかし、衛星からの雲の写真において、精細化を図るには限界がある。また、観測情報の局所化のためには多くの気象観測装置を点在させる必要がるが、その設置数にも限界がある。

ところで、近年、太陽光発電装置および風力発電装置などの自然エネルギーを利用した発電装置が普及している。これらの発電装置の発電量は日射量などの気象情報に応じて変動するので（特許文献１参照）、発電量から気象情報を取得できる可能性がある。それゆえ、各地に点在している発電装置の発電量から局所的な気象情報を取得できる可能性がある。

特開２００５−０８６９５３号公報

しかし、自然エネルギーを利用した発電装置による発電量は、気象情報以外の多くのパラメータから影響を受ける。例えば、太陽光発電装置であれば、太陽電池の種類、定格容量、直並列数、設置方位、傾斜角度、パネル温度、配線ロス、電力変換装置の変換効率、パネル面の汚れ、影の入る傾向などがパラメータに挙げられる。これらのパラメータは、個々の需要家に設けられる太陽光発電装置毎に異なっている。

それゆえ、精度の高い日射量を得るためには、多くのパラメータを正確に検出し、最適な換算式を事前に求める必要がある。しかし、一般的に、これらのパラメータを正確に検出することは煩雑であるため、太陽光発電装置から精度の高い日射量を得ることは困難であった。

また、太陽光発電のみならず、例えば風力発電のように自然エネルギーを利用する他の発電装置においても、太陽光発電と同様に多くのパラメータによって影響を受ける。それゆえ、自然エネルギーを利用した他の発電装置においても、パラメータを正確に検出することは困難であり、発電量に基づいて高精度の気象情報を得ることが困難である。

したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、自然エネルギーを利用した発電装置を用いて高精度な気象情報への加工が可能な情報を生成する電力管理装置、管理サーバ、局所気象情報生成システム、および局所気象情報生成方法を提供することにある。

上述した諸課題を解決すべく、本発明による電力管理装置は、
自然エネルギーにより発電を行う第１の発電装置の発電量の実測値を検出する検出部と、
実測値を、特定の時刻別に複数日分記憶する記憶部と、
記憶部に記憶した一定の日数の実測値の特定の時刻別の最大値である最大実測値、および検出部が新規に検出する実測値を発電情報として生成する制御部とを備える
ことを特徴とするものである。

なお、発電情報を出力する出力部を備えることが好ましい。

また、出力部は第１の発電装置の位置情報を出力することが好ましい。

また、制御部は、発電情報に基づいて、第１の発電装置を含む電力管理システムにおける第２の発電装置および負荷機器の少なくとも一方を制御することが好ましい。

また、本発明による第１の管理サーバは、
電力管理装置が出力する発電情報を取得する管理サーバであって、
電力管理装置により発電量が検出される第１の発電装置の位置を含む領域を第１の領域として、該第１の領域における広域気象情報の一定の日数における特定の時刻別の最大値を、広域最大値として取得する取得部と、
発電情報および広域最大値に基づいて、第１の発電装置の位置における局所気象情報を生成する情報生成部とを備える
ことを特徴としている。

また、本発明による第２の管理サーバは、
自然エネルギーにより発電を行う第１の発電装置の位置を含む領域を第１の領域として、該第１の領域における広域気象情報の一定の日数における特定の時刻別の最大値を広域最大値として取得し、第１の発電装置の発電量の実測値を取得する取得部と、
実測値を、特定の時刻別に、複数日分記憶する記憶部と、
記憶部に記憶した一定の日数の実測値の特定の時刻別の最大値である最大実測値、取得部が新規に取得した現在の実測値、および広域最大値に基づいて第１の発電装置の位置における局所気象情報を生成する情報生成部とを備える
ことを特徴としている。

また、本発明による局所気象情報生成システムは、
自然エネルギーにより発電を行う第１の発電装置の発電量の実測値を検出する検出部と、実測値を特定の時刻別に複数日分記憶する記憶部と、記憶部に記憶した一定の日数の実測値の特定の時刻別の最大値である最大実測値および検出部が新規に検出する現在の実測値を発電情報として生成する制御部とを有する電力管理装置と、
電力管理装置が出力する発電情報を取得する管理サーバであって、電力管理装置により発電量が検出される第１の発電装置の位置を含む領域を第１の領域として該第１の領域における広域気象情報の一定の日数における特定の時刻別の最大値を、広域最大値として取得する取得部と、発電情報および広域最大値に基づいて第１の発電装置の位置における局所気象情報を生成する情報生成部とを有する管理サーバとを備える
ことを特徴としている。

また、本発明による局所気象情報生成方法は、
自然エネルギーにより発電を行う第１の発電装置の発電量の実測値を、特定の時刻別に、複数日分蓄積する蓄積ステップと、
一定の日数の実測値の特定の時刻毎の最大値を、最大実測値として検索する検索ステップと、
第１の発電装置の位置を含む領域を第１の領域として、該第１の領域における広域気象情報の一定の日数における特定の時刻別の最大値を、広域最大値として取得する第１の取得ステップと、
第１の発電装置の発電量の実測値を新規に取得する第２の取得ステップと、
最大実測値、広域最大値、および取得ステップにおいて新規に取得した実測値に基づいて第１の発電装置の位置における局所気象情報を生成する生成ステップとを備える
ことを特徴としている。

上記のように構成された本発明に係る電力管理装置、管理サーバ、局所気象情報生成システム、および局所気象情報生成方法によれば、自然エネルギーを利用した発電装置を用いて高精度な局所気象情報への加工が可能な情報を生成することが可能である。

本発明の第１の実施形態に係る電力管理装置および管理サーバを含む局所気象情報生成システムの概略構成を示すブロック図である。 図１における電力管理システムの概略構成を示す機能ブロック図である。 図１における管理サーバの概略構成を示す機能ブロック図である。 地図上における第１の領域〜第１６の領域の位置を説明するための図である。 第１の領域の１１時における過去３０日の日射量を示す棒グラフである。 特定の時刻の局所気象地図である。 図６の局所気象地図に基づく、局所気象分布図である。 局所気象分布図の時間変化に基づく、局所気象情報の推定について説明する図である。 第１の実施形態に係る局所気象情報生成システムにおける局所気象情報の生成の動作についてのシーケンス図である。 本発明の第２の実施形態に係る管理サーバを含む局所気象情報生成システムの概略構成を示すブロック図である。 図１０における管理サーバの概略構成を示す機能ブロック図である。 第２の実施形態に係る局所気象情報生成システムにおける局所気象情報の生成の動作についてのシーケンス図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、第１の実施形態に係る電力管理装置および管理サーバを含む局所気象情報生成システムの概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る局所気象情報生成システム１０は、ネットワーク１１、電力管理装置１２、事業者サーバ１３、および管理サーバ１４を含んで構成される。

ネットワーク１１は、管理サーバ１４、事業者サーバ１３、および複数の電力管理装置１２を接続する。ネットワーク１１は、管理サーバ１４、事業者サーバ１３、および複数の電力管理装置１２間の情報およびデータの通信を行う。

電力管理装置１２は需要家毎の電力管理システム１５に設けられ、電力管理システム１５における構成機器を制御および管理する。電力管理装置１２は、ネットワーク１１を介して後述する発電情報を管理サーバ１４に通知する。

事業者サーバ１３は、気象台などから取得する実測の観測情報に基づいて、後述する広域最大値を求め、ネットワーク１１を介して管理サーバ１４に通知する。

管理サーバ１４は、ネットワーク１１を介して電力管理装置１２毎の発電情報を取得する。また、管理サーバ１４は、ネットワーク１１を介して広域最大値を取得する。後述するように、管理サーバ１４は、発電情報および広域最大値に基づいて局所気象情報を生成する。

次に、電力管理システム１５の詳細な構成について図２を用いて説明する。図２は、電力管理システム１５の概略構成を示す機能ブロック図である。図２に示すように、電力管理システム１５は、太陽光発電装置１６、蓄電装置１７、燃料電池装置１８、パワーコンディショナ１９、分電盤２０、第１の検出部２１、第２の検出部２２、および電力管理装置１２を含んで構成される。

図２において、各機能ブロックを結ぶ実線は、電力の流れを表す。また、図２において、各機能ブロックを結ぶ破線は、制御信号または通信される情報の流れを表し、当該破線は有線としてもよいし、無線としてもよい。例えば、電力管理装置１２の制御部２３と、パワーコンディショナ１９、第１の検出部２１、第２の検出部２２、出力部２４、および記憶部２５との通信には、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などの近距離通信方式による通信を採用することができる。また、制御部２３と負荷機器２７との通信には、赤外線通信、電力線搬送通信（ＰＬＣ；Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、ＺｉｇＢｅｅなど、種々の方式による通信を採用することができる。

図２に示す電力管理システムでは、商用電源２６から供給される電力の他、太陽光発電装置１６が発電する電力、および蓄電装置１７から放電された電力を、負荷機器２７に供給することができる。

図２において、電力管理システムに接続される負荷機器２７は、例えば、テレビ、エアコン、冷蔵庫など、種々の電化製品などである。これらの負荷機器２７には、分電盤２０を介して接続されるパワーコンディショナ１９が電力を供給する。

太陽光発電装置１６は、太陽光を利用して発電する。このため、太陽光発電装置１６は、太陽電池パネルを備えており、太陽光のエネルギーを直流の電力に変換する。第１の実施形態において、太陽光発電装置１６は、例えば家の屋根などに太陽電池パネルを設置して、太陽光を利用して発電するような態様を想定している。しかしながら、本発明において、太陽光発電装置１６は、太陽光のエネルギーを電力に変換できるものであれば、任意のものを採用することができる。

蓄電装置１７は、蓄電池を備えており、この蓄電池に充電された電力を放電することにより、電力を供給することができる。また、蓄電装置１７は、商用電源２６、太陽光発電装置１６、または燃料電池装置１８等から供給される電力を充電することもできる。

燃料電池装置１８は、燃料電池を備えており、水素を用いて空気中の酸素との化学反応により直流の電力を発電する。燃料電池は、ＳＯＦＣ（Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）が挙げられるが、ＰＥＦＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）、ＭＣＦＣ（Ｍｏｌｔｅｎ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）などの他の方式により水素と空気中の酸素との化学反応により発電を行う。発電に用いる水素に関しては、直接貯蔵して燃料電池に供給する形態でも、炭化水素ガスとして貯蔵して改質により水素を生成して燃料電池に供給する形態であってもよい。

燃料電池装置１８における発電量は、燃料電池に供給する水素および空気の量などに応じて変化する。燃料電池装置１８は、制御部２３の制御に基づいて、燃料電池に供給する水素および空気の量などを調整することにより、発電量を調整する。

パワーコンディショナ１９は、太陽光発電装置１６、蓄電装置１７、および燃料電池装置１８から供給される直流の電力を、交流の電力に変換する。また、パワーコンディショナ１９は、商用電源２６から供給される交流の電力を、蓄電装置１７に充電するための直流の電力への変換も行う。

パワーコンディショナ１９は、変換した交流の電力および商用電源２６から供給される交流の電力を分電盤２０に供給可能である。また、パワーコンディショナ１９は、太陽光発電装置１６および燃料電池装置１８が発電した直流の電力および商用電源２６から供給され直流に変換された電力を、蓄電装置１７に供給可能である。また、パワーコンディショナ１９は、変換した交流の電力を、第２の検出部２２を介して電力会社に売電可能である。パワーコンディショナ１９は、制御部２３の制御に基づいて、電力の供給を行う。

分電盤２０は、供給される電力を、各負荷機器２７に分配する。

第１の検出部２１は、太陽光発電装置１６に接続される。第１の検出部２１は、例えば３０秒毎に、太陽光発電装置１６が発電した電力の発電量の瞬間的な実測値を検出する。第１の検出部２１は、検出した発電量の実測値を制御部２３に通知する。第１の検出部２１は、パワーコンディショナ１９に内蔵されていてもよい。

第２の検出部２２は、例えばスマートメータであって、商用電源２６に接続されて、商用電源２６から供給される電力を検出する。また、第２の検出部２２は、パワーコンディショナ１９にも接続されて、太陽光発電装置１６が発電して電力会社に売電する電力を検出する。第２の検出部２２は、パワーコンディショナ１９に内蔵されていてもよい。第２の検出部２２は、検出した商用電源２６から供給される電力および電力会社に売電する電力を制御部２３に通知する。

電力管理装置１２は、例えばＨＥＭＳに代表されるＥＭＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）などにより構成することができる。電力管理装置１２は、出力部２４、記憶部２５、および制御部２３を含んで構成される。

出力部２４はネットワーク１１に接続されるＩ／Ｆであって、発電情報を含む様々な情報をネットワーク１１と通信可能である。出力部２４は制御部２３に接続され、通信する情報を制御部２３から取得する。なお、出力部２４は、ネットワーク１１を介して情報を取得し、制御部２３に通知することも可能である。

記憶部２５は制御部２３に接続され、制御部２３が収集した各種の情報を蓄積する。記憶部２５は任意のメモリ装置などにより構成することができる。

制御部２３は、パワーコンディショナ１９、第１の検出部２１、第２の検出部２２、および負荷機器２７から情報を取得する。制御部２３は、取得した情報に基づいて、電力管理システム１５における構成機器を制御および管理する。また、制御部２３は、取得した情報に基づいて発電情報などの情報を生成する。

具体的には、例えば、制御部２３は、負荷機器２７に有線または無線で接続されることにより、これら負荷機器２７の消費電力を制御する。

また、制御部２３は、パワーコンディショナ１９に有線または無線で接続されることにより、パワーコンディショナ１９から分電盤２０を介して負荷機器２７に供給される電力を監視する。

また、制御部２３は、パワーコンディショナ１９を介して、蓄電装置１７に充電される電力も監視する。

また、制御部２３は、前述のように、太陽光発電装置１６が発電する電力、蓄電装置１７が放電する電力、燃料電池装置１８が発電する電力、および商用電源２６からの電力の負荷機器２７への供給と、太陽光発電装置１６、燃料電池装置１８、および商用電源２６からの電力の蓄電装置１７への供給と、太陽光発電装置１６および燃料電池装置１８が発電する電力の電力会社への売電とを制御する。

さらに、制御部２３は、記憶部２５と共に、発電情報を生成する。制御部２３による発電情報の生成について、以下に詳細に説明する。

前述のように、制御部２３は、３０秒毎に第１の検出部２１からその瞬間の発電量の実測値を取得する。制御部２３は、第１の検出部２１から取得した発電量に基づいて、特定の時刻毎、例えば０時から２３時３０までの間の３０分間隔の時刻毎の発電量の実測値を算出する。特定の時刻の発電量の実測値は、特定の時刻を基準とした一定の時間の発電量の平均値である。例えば、０時の発電量の実測値は、２３時４５分〜０時１５分までの３０分間の発電量の平均値である。制御部２３は特定の時刻の発電量の実測値を算出すると、記憶部２５に格納する。記憶部２５は、複数日数分、例えば３０日分の発電量の実測値を記憶可能である。

記憶部２５に新規に発電量の実測値を格納するときに、制御部２３は、記憶部２５に記憶した３０日分の実測値の中で、新規に格納する実測値の時刻と同じ時刻の実測値の最大値を検索する。例えば、新規に格納する発電量の実測値の時刻が１１時３０分である場合には、制御部２３は、過去３０日間の１１時３０分における発電量の実測値の中の最大値を検索する。

制御部２３は、検索した最大値である最大実測値を、新規に第１の検出部２１から取得する実測値すなわち最新の特定の時刻の実測値とともに発電情報として生成する。制御部２３は、出力部２４およびネットワーク１１を介して生成した発電情報を管理サーバ１４に通知する。制御部２３は、発電情報とともに電力管理システム１５が設けられる位置情報、たとえば緯度および経度、または住所などの位置情報を管理サーバ１４に通知する。

次に、管理サーバ１４の詳細な構成について、図３を用いて説明する。図３は、管理サーバ１４の概略構成を示す機能ブロック図である。図３に示すように、第１の実施形態に係る管理サーバ１４は、取得部２８および情報生成部２９を含んで構成される。

取得部２８は、発電情報および位置情報を、需要者毎の個々の電力管理装置１２からネットワーク１１を介して取得する。また、取得部２８は、後述する広域最大値を、事業者サーバ１３からネットワーク１１を介して取得する。

情報生成部２９は、発電情報、位置情報、および広域最大値に基づいて、電力管理システム１５が設けられる位置における局所的な日射量を局所気象情報として生成する。情報生成部２９は、生成した局所気象情報をデータベース３１に格納する。また、情報生成部２９は、生成した局所気象情報に基づいて、局所気象地図を作成可能である。また、情報生成部２９は、局所気象地図に基づいて、局所気象分布図を作成可能である。情報生成部２９は作成した局所気象地図および局所気象分布図をモニタ３０に表示させることも可能である。さらに、情報生成部２９は、局所気象分布図の時間変化に基づいて、局所気象を推定可能である。

広域最大値、局所気象情報、局所気象地図、局所気象分布図、および局所気象の推定について、以下に詳細に説明する。

前述のように、衛星からの雲の写真および各地の気象台の気象観測装置おいて観測している観測情報に基づいて、広域な領域の日射量などを広域気象情報として算出することが可能である。事業者サーバ１３が観測情報を取得すると、事業者サーバ１３は第１の領域〜第１６の領域における広域気象情報を特定の時刻別に算出する。第１の領域〜第１６の領域は、例えば、図４に示すように、北緯ａ〜北緯ｂおよび東経ｃ〜東経ｄによって囲まれる範囲を１６等分した領域である。

事業者サーバ１３は、各領域における特定の時刻別の広域気象情報について、３０日前から前日までの最大値を、当該領域の特定の時刻別の広域最大値に認定する。例えば、第１の領域における１１時の広域気象情報（日射量）が図５のように記録されている場合には、最大となる２２日前の日射量が広域最大値に認定される。管理サーバ１４は、ネットワーク１１を介して、事業者サーバ１３から広域最大値を取得する。広域最大値が提供される第１の領域〜第１６の領域は例であって、日射量および広域最大値を求めることが可能な領域は第１の領域〜第１６の領域に限定されない。

局所気象情報を算出するために、情報生成部２９は、取得した発電情報に含まれる最新の実測値の時刻を判別する。さらに、情報生成部２９は、取得した位置情報に対応する位置を含む領域が第１の領域〜第１６の領域のいずれの領域に属するかを判別する。

情報生成部２９は、判別した時刻と同じ時刻における、判別した領域の広域最大値を検索する。例えば、１１時を最新の実測値の時刻とする発電情報を、第１の領域内に存在する電力管理システム１５から取得した場合には、情報生成部２９は第１の領域の１１時の広域最大値を検索する。

情報生成部２９は、現在の実測値Ｂおよび広域最大値Ｄの積を、最大実測値Ａで除す、すなわち（Ｂ×Ｄ）／Ａを計算することにより局所気象情報を生成する。すなわち、局所気象情報とは、想定される最大発電量に対する現在の発電量という相対度数を、日射量などの広域気象情報に乗算した値である。管理サーバ１４は多様な位置に点在する電力管理システム１５から発電情報および位置情報を取得しており、情報生成部２９は電力管理装置１２毎に局所気象情報を生成する。

情報生成部２９は、生成した各電力管理装置の特定の時刻における局所気象情報のテーブルをデータベース３１に格納する（表１参照）。

表１は、例えば１１時の局所気象情報のテーブルであり、情報生成部２９は、他の特定の時刻に対しても時刻別に局所気象情報のテーブルをデータベース３１に格納する。

情報生成部２９は、局所気象情報のテーブルを用いて、局所気象地図を作成可能である。局所気象地図は、例えば図６に示すように、特定の時刻における局所気象情報の値を地図上にプロットした図である。

また、情報生成部２９は、局所気象地図を用いて、図７に示すような、局所気象分布図を作成可能である。局所気象分布図は、同じ局所気象情報を有する領域を境界線で区切った図である。

さらに、情報生成部２９は、異なる時刻の局所気象分布図に基づいて、局所気象の変化を推定することが可能である。例えば、３０分前の局所気象分布図（図８（ａ）参照）から現在の局所気象分布図（図８（ｂ）参照）への同じ局所気象情報（日射量）である領域の変化から、３０分後の局所気象分布図（図８（ｃ）参照）が作成される。

次に、図１に示した第１の実施形態に係る局所気象情報生成システムの動作について、図９のシーケンス図を参照して説明する。

電力管理装置１２は、定期的に特定の時刻の発電量の実測値を算出する（符号“ｓ１”参照）。電力管理装置１２は、算出した実測値の時刻と同じ時刻の最大実測値を記憶部２５から検索する（符号“ｓ２”参照）。電力管理装置１２は、新規に算出した実測値および検索した最大実測値を発電情報として管理サーバ１４に通知する（符号“ｓ３”参照）。また、電力管理装置１２は、位置情報を管理サーバ１４に通知する。

事業者サーバ１３は、定期的に第１の領域〜第１６の領域別の広域気象情報を算出する（符号“ｓ１”参照）。事業者サーバ１３は、算出した広域気象情報に基づいて、第１の領域〜第１６の領域別の広域最大値を認定する（符号“ｓ２”参照）。事業者サーバ１３は、広域気象情報を管理サーバ１４に通知する（符号“ｓ３”参照）。

管理サーバ１４は、取得した発電情報、位置情報、および広域最大値に基づいて、電力管理装置１２毎の局所気象情報を生成する（符号“ｓ４”参照）。管理サーバ１４は、生成した局所気象情報をデータベース３１に格納する（符号“ｓ５”参照）。

以後、電力管理装置１２、事業者サーバ１３、および管理サーバ１４における同様の処理により、各時刻の局所気象情報がデータベース３１に蓄積される（符号“ｓ６”参照）。管理サーバ１４が局所気象地図の作成を指示する入力を検知すると、管理サーバ１４はデータベース３１に蓄積された局所気象情報に基づき局所気象地図を作成する（符号“ｓ７”参照）。

以上のような構成の第１の実施形態の電力管理装置によれば、局所的な気象情報を従来に比べて高い精度で算出可能にする発電情報を作成することが可能である。このような効果について、以下に説明する。

各太陽光発電装置１６において、発電量に対する当該発電量を生じさせる日射量の比（以後第１の比と呼ぶ。）は一定なので、この比に発電量の実測値を乗じることにより、電力管理システム１５周辺の日射量（局所気象情報）を算出することが可能である。第１の比を求めるためには、電力管理システム１５周辺の日射量を個々に測定する必要がある。しかし、前述のように、現在の気象観測では、各電力管理システム１５周辺の日射量を測定することは困難であり、第１の比を求めることは困難である。

そこで、第１の実施形態の電力管理装置１２は、快晴時には雲の影響がなくなることを利用して、電力管理システム１５周辺の日射量を取得している。すなわち、雲の影響がなければ、広範な領域における日射量と局所的な領域における日射量とが実質的に等しく、快晴時の広範な領域の日射量を各電力管理システム１５周辺における日射量に近似的にみなすことができる。また、快晴時には日射量および発電量は最大となること、および３０日間の中には快晴となる日があると考えられる。それゆえ、過去３０日間における日射量および発電量の最大値を、快晴時の日射量および発電量とみなすことができる。

したがって、第１の実施形態では、最大実測値および広域最大値を、各太陽光発電装置１６の特定の発電量および特定の発電量を生じさせる日射量とみなすことにより、当該太陽光発電装置１６の第１の比を従来に比べて高い精度で算出することが可能となる。

また、第１の実施形態では、日射量および各太陽光発電装置１６の発電量の時刻による変動要因の影響を低減化可能である。各太陽光発電装置１６の設置場所は多様であり、設置場所によっては特定の時間帯に太陽電池パネルに近隣の建築物や山などの影が入ることがある。このような影などの時刻による変動要因に起因して、第１の比が時刻に応じて変動し得る。そこで、第１の実施形態においては、特定の時刻別の最大実測値および広域最大値を用いることにより、時刻に応じた第１の比の変動を低減化させている。

また、第１の実施形態では、日射量および各太陽光発電装置１６の発電量の季節的変動要因の影響を低減化可能である。例えば、夏と冬とでは、パネル温度および太陽の高さなどが異なっている。このような季節的変動要因に起因して、第１の比が季節に応じて変動し得る。そこで、第１の実施形態においては、現在を基準として一定の期間の最大実測値および広域最大値を用いることにより、季節に応じた第１の比の変動を低減化させている。

次に、本発明の第２の実施形態に係る管理サーバを含む局所気象情報生成システムについて説明する。第２の実施形態では管理サーバにおいて最大実測値を求める点において第１の実施形態と異なっている。以下に、第１の実施形態と異なる点を中心に第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ機能および構成を有する部位には同じ符号を付す。

図１０は、第２の実施形態の管理サーバを含む局所気象情報生成システムの概略構成を示すブロック図である。図１０に示すように、第２の実施形態に係る局所気象情報生成システム１００は、ネットワーク１１、第３の検出部３２０、事業者サーバ１３、および管理サーバ１４０を含んで構成される。ネットワーク１１および事業者サーバ１３の構成および機能は第１の実施形態と同じである。

第３の検出部３２０は、第１の実施形態における第１の検出部２１と同様に、太陽光発電装置に接続され、例えば３０秒毎に、太陽光発電装置が発電した電力の発電量の瞬間的な実測値を検出する。さらに、第３の検出部３２０はネットワーク１１に接続され、ネットワーク１１を介して検出した瞬間的な実測値を管理サーバ１４０に通知する。また、第３の検出部３２０は瞬間的な実測値とともに、太陽光発電装置が設けられる位置情報を管理サーバ１４０に通知する。なお、第２の実施形態において、太陽光発電装置は、例えば街灯３３および信号機３４などに設置される。

管理サーバ１４０は、ネットワーク１１を介して第３の検出部３２０毎の実測値を取得する。また、管理サーバ１４０はネットワーク１１を介して広域最大値を取得する。以下に説明するように、管理サーバ１４０は、実測値および広域最大値に基づいて局所気象情報を生成する。

管理サーバ１４０は、図１１に示すように、取得部２８０および情報生成部２９０を含んで構成される。

取得部２８０は、個々の第３の検出部３２０から発電量の瞬間的な実測値および位置情報を、ネットワーク１１を介して取得する。また、取得部２８０は、ネットワーク１１を介して事業者サーバ１３から広域最大値を取得する。

情報生成部２９０は、発電量の瞬間的な実測値、位置情報、および広域最大値に基づいて、太陽光発電装置が設けられる位置における局所的な日射量を局所気象情報として生成する。情報生成部２９０は、生成した局所気象情報をデータベース３１０に格納する。また、情報生成部２９０は、生成した局所気象情報に基づいて、局所気象地図を作成可能である。また、情報生成部２９０は、局所気象地図に基づいて、局所気象分布図を作成可能である。情報生成部２９０は作成した局所気象地図および局所気象分布図をモニタ３０に表示させることも可能である。さらに、情報生成部２９０は、局所気象分布図の時間変化に基づいて、局所気象を推定可能である。

情報生成部２９０における局所気象情報の生成について、以下に詳細に説明する。

情報生成部２９０は、第１の実施形態の電力管理装置１２の制御部２３と同様に、特定の時刻の発電量の実測値を算出する。算出のために、情報生成部２９０は３０秒毎にネットワーク１１から、個々の第３の検出部３２０の瞬間の発電量の実測値を取得する。情報生成部２９０は、取得した瞬間の発電量の実測値に基づいて、特定の時刻の発電量の実測値を算出する。情報生成部２９０は、算出した実測値をデータベース３１に格納する。データベース３１は、複数日数分、例えば３０日分の個々の第３の検出部３２０における実測値を記憶可能である。なお、情報生成部２９０は、位置情報に基づいて、実測値を送信した第３の検出部３２０を判別する。データベース３１０に新規に算出した実測値を格納するときに、情報生成部２９０は、データベース３１０に記憶した３０日分の実測値の中で、新規に格納する実測値の時刻と同じ時刻の実測値の最大値を検索する。

また、情報生成部２９０は、第１の実施形態と同様に、位置情報に基づいて算出した実測値に対応する第３の検出部３２０の位置を含む領域が第１の領域〜第１６の領域のいずれの領域に属するかを判別する。情報生成部２９０は、ネットワーク１１から第１の領域〜第１６の領域の広域最大値を取得する。情報生成部２９０は、新規に算出した実測値の時刻と同じ時刻における、判別した領域の広域最大値を検索する。

情報生成部２９０は、第１の実施形態と同様に、現在の実測値Ｂおよび広域最大値Ｄの積を、最大実測値Ａで除す、すなわち（Ｂ×Ｄ）／Ａを計算することにより局所気象情報を生成する。管理サーバ１４０は多様な位置に点在する第３の検出部３２０から瞬間の実測値および位置情報を取得しており、情報生成部２９０は第３の検出部３２０毎に局所気象情報を生成する。

情報生成部２９０は、第１の実施形態と同様に、生成した個々の第３の検出部３２０の特定の時刻における局所気象情報のテーブルをデータベース３１０に格納する。また、情報生成部２９０は、局所気象情報のテーブルを用いて、局所気象地図を作成可能である。また、情報生成部２９０は、局所気象地図を用いて、局所気象分布図を作成可能である。さらに、情報生成部２９０は、異なる時刻の局所気象分布図に基づいて、局所気象の変化を推定することが可能である。

次に、図１０に示した第２の実施形態に係る局所気象情報生成システムの動作について、図１２のシーケンス図を参照して説明する。

第３の検出部３２０は、発電量の瞬間的な実測値を検出する（符号“ｓ１”参照）。第３の検出部３２０は、新規に検出した実測値および位置情報を管理サーバ１４０に通知する。

事業者サーバ１３は、定期的に第１の領域〜第１６の領域別の広域気象情報を算出する（符号“ｓ２”参照）。事業者サーバ１３は、算出した広域気象情報に基づいて、第１の領域〜第１６の領域別の広域最大値を認定する（符号“ｓ３”参照）。事業者サーバ１３は、広域気象情報を管理サーバ１４０に通知する（符号“ｓ４”参照）。

管理サーバ１４０は、取得した瞬間的な実測値から特定の時刻の実測値を算出する（符号“ｓ２”参照）。管理サーバ１４０は、算出した実測値の時刻と同じ時刻の最大実測値をデータベース３１０から検索する（符号“ｓ３”参照）。管理サーバ１４０は、算出した実測値、検出した最大実測値、位置情報、および広域最大値に基づいて、個々の第３の検出部３２０の局所気象情報を生成する（符号“ｓ５”参照）。管理サーバ１４０は、生成した局所気象情報をデータベース３１０に格納する（符号“ｓ６”参照）。

以後、第３の検出部３２０、事業者サーバ１３、および管理サーバ１４０における同様の処理により、各時刻の局所気象情報がデータベース３１０に蓄積される。管理サーバ１４０が局所気象地図の作成を指示する入力を検知すると、管理サーバ１４０はデータベース３１０に蓄積された局所気象情報に基づき局所気象地図を作成する（符号“ｓ７”参照）。

以上のような構成の第２の実施形態の管理サーバおよび局所気象情報生成システムによれば、局所的な気象情報を従来に比べて高い精度で算出可能である。また、第２の実施形態においても、日射量および各太陽光発電装置１６の発電量の時刻による変動要因の影響を低減化可能である。また、第２の実施形態においても、日射量および各太陽光発電装置１６の発電量の季節的変動要因の影響を低減化可能である。

本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

例えば、第１の実施形態において、電力管理装置１２が発電情報を、局所気象情報の生成のために管理サーバ１４に通知する構成であるが、電力管理装置１２が電力管理システム１５の制御に用いてもよい。例えば、現在の実測値を最大実測値で除した値の時間推移により、天候の変化を簡易に判別し、電力管理システム１５における燃料電池装置１８および負荷機器２７の制御に用いてもよい。日射量が減少している場合には、以後に太陽光発電装置１６の発電量が減少することが考えられ、その場合に予め燃料電池装置１８を起動することなどが考えられる。

また、第１の実施形態および第２の実施形態において、事業者サーバ１３が広域最大値の認定を行う構成であるが、管理サーバ１４、１４０が広域最大値を認定する構成であってもよい。例えば、事業者サーバ１３においては広域気象情報のみが算出され、管理サーバ１４、１４０が事業者サーバ１３から広域気象情報を取得し、取得した広域気象情報に基づいて広域最大値の認定を行うことも可能である。

また、第１の実施形態および第２の実施形態において、事業者サーバ１３が広域気象情報に基づいて広域最大値を認定する構成であるが、広域最大値を統計的に求めることも可能である。例えば、過去の気象観測から、統計的に季節毎の第１の領域〜第１６の領域の時刻毎の快晴時の広域気象情報を得ることが可能であり、この快晴時の広域気象情報を広域最大値として用いることができる。なお、快晴時の広域気象情報は予め算出することが可能なので、データベース３１、３１０に記憶させ、局所気象情報の生成のために管理サーバ１４、１４０に読み出させることも可能である。

また、第１の実施形態および第２の実施形態において、局所気象情報として太陽光発電装置１６周辺の日射量を算出する構成であるが、局所気象情報として生成されるのは日射量に限定されない。例えば、例えば、風力発電装置における風量などのように、自然エネルギーにより発電を行う発電装置の発電量に基づいて当該発電を生じさせる自然エネルギーに係る気象情報を生成する構成であってもよい。

１０、１００ 局所気象情報生成システム
１１ ネットワーク
１２ 電力管理装置
１３ 事業者サーバ
１４、１４０ 管理サーバ
１５ 電力管理システム
１６ 太陽光発電装置
１７ 蓄電装置
１８ 燃料電池装置
１９ パワーコンディショナ
２０ 分電盤
２１ 第１の検出部
２２ 第２の検出部
２３ 制御部
２４ 出力部
２５ 記憶部
２６ 商用電源
２７ 負荷機器
２８、２８０ 取得部
２９，２９０ 情報生成部
３０ モニタ
３１、３１０ データベース
３２０ 第３の検出部
３３ 街灯
３４ 信号機

本発明は、自然エネルギーにより発電を行う発電装置の発電量の実測値を用いて有用な情報を生成する管理サーバ、局所気象情報生成システム、および局所気象情報生成方法に関するものである。

したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、自然エネルギーを利用した発電装置を用いて高精度な気象情報への加工が可能な情報を生成する管理サーバ、局所気象情報生成システム、および局所気象情報生成方法を提供することにある。

上述した諸課題を解決すべく、本発明による管理サーバは、
情報生成部を備え、
前記情報生成部は、
自然エネルギーにより発電を行う発電装置から得られる瞬間の発電量の実測値と、
前記発電装置の位置情報と、
前記発電装置の位置を含む領域を第１の領域として、該第１の領域における広域気象情報の一定の日数における特定の時刻別の最大値である広域最大値と、
に基づいて局所気象情報を生成する。

なお、前記情報生成部は、前記実測値に基づいて、前記特定の時刻を基準とした一定の時間の発電量の平均値である特定の時刻の発電量、及び前記特定の時刻の発電量のうち一定の日数における前記特定の時刻別の最大値である最大実測値を算出することが好ましい。

また、前記情報生成部は、前記特定の時刻における前記局所気象情報の値を地図上にプロットした局所気象地図を作成することが好ましい。

また、前記情報生成部は、前記局所気象地図を用いて、同一の前記局所気象情報を有する領域を境界線で区切った局所気象分布図を作成することが好ましい。

また、前記情報生成部は、異なる時刻の前記局所気象分布図に基づいて、前記局所気象情報の変化を推定することが好ましい。

また、取得部をさらに備え、
前記取得部は、事業者サーバによって算出された広域気象情報を前記事業者サーバから取得し、
前記情報生成部は、取得した前記広域気象情報に基づいて、前記広域最大値を認定することが好ましい。

また、本発明による第１の局所気象情報生成システムは、
自然エネルギーにより発電を行う発電装置から得られる瞬間の発電量の実測値を検出する検出部と、前記実測値に基づいて特定の時刻を基準とした一定の時間の発電量の平均値である特定の時刻の発電量を算出し、前記特定の時刻の発電量のうち一定の日数における前記特定の時刻別の最大値である最大実測値及び最新の前記特定の時刻の発電量を発電情報として生成する制御部と、を有する電力管理装置と、
前記電力管理装置が出力する前記発電情報及び前記発電装置の位置情報を取得する取得部と、前記発電装置の位置を含む領域を第１の領域として、該第１の領域における広域気象情報の一定の日数における前記特定の時刻別の最大値である広域最大値、前記発電情報、及び前記位置情報に基づいて局所気象情報を生成する情報生成部と、を有する管理サーバと、
を備える。
また、本発明による第２の局所気象情報生成システムは、
自然エネルギーにより発電を行う発電装置から得られる瞬間の発電量の実測値を検出する検出部と、
前記検出部が出力する前記実測値及び前記発電装置の位置情報を取得する取得部と、前記発電装置の位置を含む領域を第１の領域として、該第１の領域における広域気象情報の一定の日数における特定の時刻別の最大値である広域最大値、前記実測値、及び前記位置情報に基づいて局所気象情報を生成する情報生成部と、を有する管理サーバと、
を備える。

また、本発明による局所気象情報生成方法は、
自然エネルギーにより発電を行う発電装置から得られる瞬間の発電量の実測値を検出するステップと、
前記発電装置の位置を含む領域を第１の領域として、該第１の領域における広域気象情報の一定の日数における特定の時刻別の最大値である広域最大値を認定するステップと、
前記実測値、前記発電装置の位置情報、及び前記広域最大値に基づいて前記発電装置の位置における局所気象情報を生成するステップと、
を含む。

上記のように構成された本発明に係る管理サーバ、局所気象情報生成システム、および局所気象情報生成方法によれば、自然エネルギーを利用した発電装置を用いて高精度な局所気象情報への加工が可能な情報を生成することが可能である。

Claims (8)

1. 自然エネルギーにより発電を行う第１の発電装置の発電量の実測値を検出する検出部と、
   前記実測値を、特定の時刻別に複数日分記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶した一定の日数の前記実測値の前記特定の時刻別の最大値である最大実測値、および前記検出部が新規に検出する前記実測値を発電情報として生成する制御部とを備える
   ことを特徴とする電力管理装置。
2. 請求項１に記載の電力管理装置であって、前記発電情報を出力する出力部を備えることを特徴とする電力管理装置。
3. 請求項２に記載の電力管理装置であって、前記出力部は、前記第１の発電装置の位置情報を出力することを特徴とする電力管理装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力管理装置であって、前記制御部は、前記発電情報に基づいて、第１の発電装置を含む電力管理システムにおける第２の発電装置および負荷機器の少なくとも一方を制御することを特徴とする電力管理装置。
5. 請求項２または請求項３に記載の電力管理装置が出力する前記発電情報を取得する管理サーバであって、
   前記電力管理装置により発電量が検出される第１の発電装置の位置を含む領域を第１の領域として、該第１の領域における広域気象情報の前記一定の日数における前記特定の時刻別の最大値を、広域最大値として取得する取得部と、
   前記発電情報および前記広域最大値に基づいて、前記第１の発電装置の位置における局所気象情報を生成する情報生成部とを備える
   ことを特徴とする管理サーバ。
6. 自然エネルギーにより発電を行う第１の発電装置の位置を含む領域を第１の領域として、該第１の領域における広域気象情報の一定の日数における特定の時刻別の最大値を広域最大値として取得し、前記第１の発電装置の発電量の実測値を取得する取得部と、
   前記実測値を、前記特定の時刻別に、複数日分記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶した一定の日数の前記実測値の前記特定の時刻別の最大値である最大実測値、前記取得部が新規に取得した現在の前記実測値、および前記広域最大値に基づいて前記第１の発電装置の位置における局所気象情報を生成する情報生成部とを備える
   ことを特徴とする管理サーバ。
7. 自然エネルギーにより発電を行う第１の発電装置の発電量の実測値を検出する検出部と、前記実測値を特定の時刻別に複数日分記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶した一定の日数の前記実測値の前記特定の時刻別の最大値である最大実測値および前記検出部が新規に検出する現在の前記実測値を発電情報として生成する制御部とを有する電力管理装置と、
   前記電力管理装置が出力する前記発電情報を取得する管理サーバであって、前記電力管理装置により発電量が検出される第１の発電装置の位置を含む領域を第１の領域として該第１の領域における広域気象情報の前記一定の日数における前記特定の時刻別の最大値を、広域最大値として取得する取得部と、前記発電情報および前記広域最大値に基づいて前記第１の発電装置の位置における局所気象情報を生成する情報生成部とを有する管理サーバとを備える
   ことを特徴とする局所気象情報生成システム。
8. 自然エネルギーにより発電を行う第１の発電装置の発電量の実測値を、特定の時刻別に、複数日分蓄積する蓄積ステップと、
   一定の日数の前記実測値の前記特定の時刻毎の最大値を、最大実測値として検索する検索ステップと、
   前記第１の発電装置の位置を含む領域を第１の領域として、該第１の領域における広域気象情報の一定の日数における前記特定の時刻別の最大値を、広域最大値として取得する第１の取得ステップと、
   前記第１の発電装置の発電量の実測値を新規に取得する第２の取得ステップと、
   前記最大実測値、前記広域最大値、および前記取得ステップにおいて新規に取得した前記実測値に基づいて前記第１の発電装置の位置における局所気象情報を生成する生成ステップとを備える
   ことを特徴とする局所気象情報生成方法。

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