JP2018078702A

JP2018078702A - エネルギーシステム

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Publication number: JP2018078702A
Application number: JP2016218476A
Authority: JP
Inventors: 貢名古屋; Mitsugi Nagoya; 利秀辻; Toshihide Tsuji
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2018-05-17

Abstract

【課題】
複数の再生可能エネルギーにより発電した電気を送電ネットワークから託送して複数の電解式水素製造装置により水素を製造するエネルギーシステムにおいて、エネルギーの利用効率を高め、インフラとして安全で、便利なシステムにする。
【解決手段】
前記エネルギーシステムに電力託送分析制御サーバを備えて、複数の再生可能エネルギーの発電電力と、複数の電解式水素製造装置の消費電力に対して時間ステップごとに優先度を分析して優先度順位の順にキュー制御によって託送ラインを決定して託送制御することで利用効率を上げ、サーバは制御も含めた分散台帳技術により、サイバー攻撃に備える。
【選択図】図１

Description

本発明は再生可能エネルギーを利用したエネルギーシステムに関する。

再生可能エネルギーにより発電し、発電された電気を近傍の電力会社の送電ネットワークから託送する複数の発電装置と、
前記送電ネットワークに接続され、前記発電装置から託送された電気を受け取って、受け取った電気により水素、又は水素及び酸素を製造する電解式水素製造装置と、
前記発電装置を管理する事業者に与える対価を管理する課金サーバをさらに備え、
前記課金サーバは、前記電解式水素製造装置により製造された水素又は酸素を利用者に譲渡することにより得られる対価を管理する水素売価管理部と、前記送電ネットワークによる託送に要する費用を管理する託送費用管理部と、を備え、
前記送電ネットワークの送電状況を管理する管理サーバをさらに備え、
前記管理サーバは、
前記送電ネットワーク全体の信頼性が確保される範囲内で、前記発電装置から託送する電気の授受時間を調整する調整部を備え、
前記電解式水素製造装置は、前記水素又は水素及び酸素を製造する際に、前記発電装置から託送された電気のみでは不足している場合、前記送電ネットワークからさらに電気を受け取るエネルギーシステムであって、
該エネルギーシステムの運用を監視する監視サーバをさらに備え、
前記監視サーバは、
通信ネットワークを介して前記発電装置から前記発電装置の状態情報を取得する発電状態取得部と、
通信ネットワークを介して前記電解式水素製造装置から水素又は酸素の製造情報を取得する製造情報取得部と、
前記発電装置の状態情報及び前記電解式水素製造装置の製造情報を分析して、前記発電装置及び前記電解式水素製造装置の運転制御の内容を決定する分析部と、
前記通信ネットワークを介して前記発電装置又は前記電解式水素製造装置に前記分析部による分析情報又は運転制御情報を送信する送信部と、を備えるエネルギーシステムが、
特許第５３２７５８５号にて知られている。

前記エネルギーシステムでは、前記発電装置から前記電解式水素製造装置に電力の託送が行われ、管理サーバは、発電システムから託送される電力量を、送電ネットワークの信頼性が確保される範囲内に調整する電気の授受時間に関する指令をそれぞれの発電システムへ送信し、
監視サーバは、発電装置の発電状態と、電解式水素製造装置の製造情報とから必要としている電気量を分析して、発電送電量の調整又は水素等の製造の制限により需給調整を行っている。

特許第５３２７５８５号特開２０１６−１３６４２６号公報特開２０１６−１３６４３１号公報特開２０１６−１３６４３５号公報

前記エネルギーシステムにおいて、再生可能エネルギーによる発電装置及び電解式水素製造装置の普及に伴い、全国に多数設置されるようになると、多数の発電装置から多数の電解水素製造装置への託送を上記管理サーバと上記監視サーバが担うことになるが、その多数対多数の託送管理については、再生可能エネルギー発電送電量と電解式水素製造装置での電力需要量の調整、送電ネットワークの送電ルートとその送電容量の調整、託送間の優先順位など、両者の数が多くなるに従い、その分析に係る演算は煩雑さを増し、計算機への負荷及び要求性能も高くなっていくという、課題があった。

前記エネルギーシステムは重要なインフラであり、危険性の高い水素を扱うことからも、様々な種類のサイバー攻撃や自然災害等にも対応できる対策が必要であるという課題があった。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、前記再生可能エネルギーによる水素のエネルギーシステムにおいて、多数の再生可能エネルギー発電装置と多数の電解式水素製造装置であっても、個々の様々な条件に沿うような合理的な託送管理と効率よくエネルギーを利用する技術及びエネルギーシステムのサイバー攻撃や自然災害に対する強靭性確保の技術等の提供にある。

本発明のある態様は、エネルギーシステム並びにエネルギーシステムにさらに備えるサーバに関する。

再生可能エネルギーにより発電し、発電された電気を近傍の電力会社の送電ネットワークから託送する複数の発電装置と、前記送電ネットワークに接続され、前記発電装置から託送された電気を受け取って、受け取った電気により水素、又は水素及び酸素を製造する複数の電解式水素製造装置と、前記発電装置を管理する事業者に与える対価を管理する課金サーバを備え、前記課金サーバは、前記電解式水素製造装置により製造された水素又は酸素を利用者に譲渡することにより得られる対価を管理する水素等売価管理部と、前記送電ネットワークによる託送に要する費用を管理する託送費用管理部と、を備え、前記電解式水素製造装置は、前記水素又は水素及び酸素を製造する際に、前記発電装置から託送された電気のみでは不足している場合、前記送電ネットワークからさらに電気を受け取るエネルギーシステムに、さらに備える託送分析制御を行う電力託送分析制御サーバであって、前記電力託送分析制御サーバは、通信ネットワークを介して、最新の、前記送電ネットワークへの電力供給側である前記発電装置個々の託送可能な発電電力情報及び託送可能予測電力情報を含む個々の供給側データと、電力消費側である前記電解式水素製造装置個々の水素等在庫状況情報、貯槽情報、水素等製造状態情報、電力スケジュール情報、在庫水素等エネルギー由来情報、水素等の販売減少予測と託送希望電力量予測、受け入れ可能電力量を含む個々の消費側データと、送電ネットワークの送電ルート状態情報と、を受け取るデータ受信記録部を備え、前記データ受信記録部の最新の前記供給側データと前記消費側データとから、時間ステップごとに供給側と消費側の電力バランスの分析と共に供給側託送優先度順位及び消費側託送優先度順位を分析決定し、前記時間ステップごとの前記優先度順位順のキュー制御により供給側である前記発電設備個々から消費側である前記電解式水素製造装置個々への電力託送制御内容と、供給側と消費側の電力にアンバランスがあれば他の電力会社との電力売買や貸借内容を決定し、さらに前記送電ルート状態情報から送電ルートの利用可否を判断したのち、前記時間ステップごとに最新の電力託送制御情報及び電力売買等情報として決定して更新する、スケジュール分析部を備え、前記電力託送制御情報又は電力売買等情報を、個々の発電装置及び電解式水素製造装置、前記課金サーバ及び送電ネットワークに送信する送信部と、を備えることを特徴とする電力託送分析制御サーバである。

上記電力託送分析制御サーバの前記スケジュール分析部における前記時間ステップは３０分以下であってもよい。

エネルギーシステムに備える上記電力託送分析制御サーバは、前記複数の電解式水素製造装置が、水素燃料電池又は蓄電装置を備えた電解式水素製造装置であるとき、前記電力託送分析制御サーバは、前記水素燃料電池又は蓄電装置を備えた電解式水素製造装置を前記電力供給側としても扱い、前記データ受信記録部は前記水素燃料電池又は蓄電装置の供給側データを受け取り、前記供給側と消費側の電力バランスの分析にて供給側電力を補充するとき、前記供給側データに前記電解式水素製造装置の前記水素燃料電池又は蓄電装置の供給側データを加えてスケジュール分析部にて分析処理することで、前記電解式水素製造装置の水素燃料電池発電又は蓄電装置の電力を、他の電解式水素製造装置に供給託送する制御情報を含む電力託送制御情報を送信する電力託送分析制御サーバであってもよい。

エネルギーシステムは再生可能エネルギーにより発電し、発電された電気を近傍の電力会社の送電ネットワークから託送する複数の発電装置と、前記送電ネットワークに接続され、前記発電装置から託送された電気を受け取って、受け取った電気により水素、又は水素及び酸素を製造する複数の電解式水素製造装置と、前記発電装置を管理する事業者に与える対価を管理する課金サーバを備え、前記課金サーバは、前記電解式水素製造装置により製造された水素又は酸素を利用者に譲渡することにより得られる対価を管理する水素等売価管理部と、前記送電ネットワークによる託送に要する費用を管理する託送費用管理部と、を備え、前記電解式水素製造装置は、前記水素又は水素及び酸素を製造する際に、前記発電装置から託送された電気のみでは不足している場合、前記送電ネットワークからさらに電気を受け取るエネルギーシステムであって、さらに該エネルギーシステムの託送分析制御を行う電力託送分析制御サーバを備え、前記電力託送分析制御サーバは、通信ネットワークを介して、最新の、前記送電ネットワークへの電力供給側である前記発電装置個々の託送可能な発電電力情報及び託送可能予測電力情報を含む個々の供給側データと、電力消費側である前記電解式水素製造装置個々の水素等在庫状況情報、貯槽情報、水素等製造状態情報、電力スケジュール情報、在庫水素等エネルギー由来情報、水素等の販売減少予測と託送希望電力量予測、受け入れ可能電力量を含む個々の消費側データと、送電ネットワークの送電ルート状態情報と、を受け取るデータ受信記録部を備え、前記データ受信記録部の最新の前記供給側データと前記消費側データとから、時間ステップごとに供給側と消費側の電力バランスの分析と共に供給側託送優先度順位及び消費側託送優先度順位を分析決定し、前記時間ステップごとの前記優先度順位順のキュー制御により供給側である前記発電設備個々から消費側である前記電解式水素製造装置個々への電力託送制御内容と、供給側と消費側の電力にアンバランスがあれば他の電力会社との電力売買や貸借内容を決定し、さらに前記送電ルート状態情報から送電ルートの利用可否を判断したのち、前記時間ステップごとに最新の電力託送制御情報及び電力売買等情報として決定して更新する、スケジュール分析部を備え前記電力託送制御情報又は電力売買等情報を、個々の発電装置及び電解式水素製造装置、前記課金サーバ及び送電ネットワークに送信する送信部と、を備える電力託送分析制御サーバであることを特徴とするエネルギーシステムである。

エネルギーシステムの電力託送分析制御サーバの前記スケジュール分析部における前記時間ステップは３０分以下であってもよい。

エネルギーシステムは、前記複数の電解式水素製造装置が、水素燃料電池又は蓄電装置を備えた電解式水素製造装置であるとき、前記電力託送分析制御サーバは、前記水素燃料電池又は蓄電装置を備えた電解式水素製造装置を前記電力供給側としても扱い、前記データ受信記録部は前記水素燃料電池又は蓄電装置の供給側データを受け取り、前記供給側と消費側の電力バランスの分析にて供給側電力を補充するとき、前記供給側データに前記電解式水素製造装置の前記水素燃料電池又は蓄電装置の供給側データを加えてスケジュール分析部にて分析処理することで、前記電解式水素製造装置の水素燃料電池発電又は蓄電装置の電力を、他の電解式水素製造装置に供給託送する制御情報を含む電力託送制御情報を送信する電力託送分析制御サーバを備えてもよい。

エネルギーシステムは、複数の課金サーバを備え、前記課金サーバには、それぞれさらに課金台帳データベースを備え、前記一の課金サーバにおいて、課金台帳データベースに反映される正当な更新データはブロックにまとめられて、他の課金サーバに対して通信ネットワークを介して送信され、その結果の他の課金サーバからの合意状況を確認することで認証して、前記ブロックを前記課金データベースに取り込む分散台帳技術を備えてもよい。

エネルギーシステムは、前記複数の電力託送分析制御サーバを備え、該電力託送分析制御サーバは、託送分析制御台帳データベースをさらに備え、前記託送分析制御台帳データベースに反映される個々の正当な供給側データ、消費側データ及び、前記スケジュール分析部にて得られた電力託送制御情報又は電力売買等情報は、ブロックにまとめられて、他の電力託送分析制御サーバに対して通信ネットワークを介して送信され、その結果の他の電力託送分析制御サーバからの合意状況を確認することで認証して、前記ブロックを前記託送分析制御台帳データベースに取り込むとともに、得られた最新の電力託送制御スケジュール情報に従った前記発電装置個々から前記電解式水素製造装置個々への電力託送制御情報及び電力託送制御スケジュール情報をスケジュール送信部にて送信する、分散台帳技術を備えてもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

前記従来のエネルギーシステムにおいては、全国に多数の再生可能エネルギーによる発電装置及び電解式水素製造装置が設置されるようになると、多数から多数への託送を上記管理サーバと上記監視サーバが担うことになるが、その多数から多数の託送管理については、再生可能エネルギーでの発電量と電解式水素製造装置での電力需要量の調整、送電ネットワークの送電ルートとその送電容量との調整、託送の優先順位など、両者の数が多くなるに従い、分析事項が増加し、より高度な処理能力と処理速度が求められるようになるが、本発明によれば、電力託送分析制御サーバにおいて、データ受信記録部にロギングされている発電装置個々からの、発電状態情報及び供給電力予測情報を含む個々の供給側データと、電力消費側である前記電解式水素製造装置個々からの水素等製造状態情報、消費電力スケジュール情報、及び又は水素等の保管量、予約量、水素等貯槽の空き容量及びエネルギー由来情報とを含む個々の消費側データについて、スケジュール分析部にて、供給側の発電装置と消費側の電解水素製造装置それぞれに、託送の優先順位を設定して、優先順位に従ったキュー制御と託送ルート情報により電力託送制御情報及び電力託送制御スケジュールを決定するので、多数から多数への託送であっても、それぞれの託送の決定が合理的で明快となり、再生可能エネルギーから水素又は水素及び酸素（以下水素等と記載）を製造するシステム全体でみて捨電が減り水素の製造効率を高くすることができるという効果がある。

また、気候変動により出力が左右されることが多い個々の再生可能エネルギー発電であっても、本エネルギーシステムで多数の再生可能エネルギー発電から多数の電解式水素製造装置への託送を前記制御することで、例えば太陽光や風力発電においては地域単位では出力変動が激しくても日本全体では平準化されるという多数の効果が期待できること、それでも全体として電力ピークが発生した場合には、多数の電解式水素製造装置により水素貯槽容量の許す範囲で電力ピークを広く薄く吸収できる効果が期待できるなど、本エネルギーシステムの管理システムでは多数から多数へで得られるメリットを積極的に作り出すことができ、結果として発電制限つまり捨電を減らして、効率よく水素を作る再生可能エネルギーのシステムが得られるという効果が期待できる。

さらに本エネルギーシステム及び管理システムでは逆に再生可能エネルギーによる発電電力が不足し、一部の電解式水素製造装置で再生エネルギー由来の水素の製造が滞って販売に支障が出るようなときには、他の電解式水素製造装置のなかで在庫水素に余裕のある電解式水素製造装置が備える燃料電池による発電又は蓄電装置の電力を託送して融通することができ、結果的に上記の再生可能エネルギー電力ピーク時の余分な電力一旦は水素として保存し、電力不足時に充当することと同じになり、出力変動の大きい再生可能エネルギーから水素を製造する非常に効率の良いシステムが得られるという効果が期待できる。

本エネルギーシステム及び管理システムは、電力ネットワークの託送サービスを利用するシステムであるが、この接続供給は、供給側と消費側が常に一致することが電力ネットワークの安定と経済性を支える大きな要素である。本発明における、時間ステップごとに行う供給側と消費側の優先度評価によるキュー制御での託送先決定、という従来にないアルゴリズムを有する電力託送分析制御サーバを備えているので、例えば前記時間ステップを、送電ネットワーク側で規定する電力の同時同量とする時間より短い時間に設定することで、風力エネルギー発電や太陽光エネルギー発電など、予測が困難な多数の再生可能エネルギー発電装置からの電力を、多数の電解式水素製造装置に対して、個々が希望する電力量をタイムリーに切り替えて託送することができ、不安定な発電に対して高い水素製造効率と電力ネットワークの安定の両立というきわめて困難な課題を解決することができる。

前記構成されるエネルギーシステムは重要な社会インフラであり、危険性の高い水素を扱うことからも本エネルギーシステムにおいては、管理システムのサーバは災害及び事故に備えて、広域に分散設置され、一部地域のサーバが被災することがあっても他の健全なサーバによりバックアップすることができ、さらに、本発明においては、いわゆる分散台帳技術を制御の分野にまで広げ、更新データとその結果の制御データも加えたブロックチェーンにより、前記時間ステップごとに、複数のサーバの制御データも含めた合意による認証を条件にしてデータ更新及び制御を行うことでサイバー攻撃に備えることができ、従来にない災害とサイバー攻撃の両方に備えたエネルギーシステムが得られるという効果がある。

実施の形態に係るエネルギーシステム及び管理システムの構成を示す図である。

図１は、本発明の実施の形態に係るエネルギーシステムの構成を示す。エネルギーシステム１は、再生可能エネルギーにより発電し、発電された電気を近傍の電力会社の送電ネットワーク３０から託送３１する複数の発電装置１０〜１５と、送電ネットワーク３０に接続され、発電装置１０〜１５から託送された電気を受け取って、受け取った電気により水素等を製造する少なくとも電解水素製造部、水素等貯槽及び水素譲渡用ディスペンサ装置部を備える複数の電解式水素製造装置２０と、エネルギーシステム１を管理する管理システム４０を備えて構成されている。

上記電解式水素製造装置２０はさらに水素燃料電池及びバッテリーを備えたものもあり、震災等の非常時には発電して電力を提供し、他の電解式水素製造装置に水素等製造用の託送電気の不足が起こった時に、託送送電することが出来る。

図１のエネルギーシステム１は管理区域が設定されている例であり、一の管理システム４０ごとに課金サーバ５０と電力託送分析制御サーバ６０を備え、前記管理区域は、地理的条件、管理単位の条件、管理者の条件又は通信ネットワークやその他の条件で設定してよく、管理システム４０は主に自己の管理区域内のノードを中心に管理を行うが、広域分散システムとして他の管理区域のノードを管理することができる。図１では管理区域aからcを代表的に記載し、d以降ｎをｄ…ｎと表現し、前記発電装置１０〜１５、電解式水素製造装置２０、管理システム４０、課金サーバ５０、電力託送分析制御サーバ６０及び各部には管理区域ａ〜ｃを添え字で記載している。

送電ネットワーク３０に接続される再生可能エネルギーによる複数の発電装置は、水力発電装置１０、風力発電装置１１、太陽光発電装置１２、波力発電装置１３、地熱発電装置１４、バイオマス発電装置１５を例示しているが、他の再生可能エネルギーであっても良く、前記送電ネットワーク３０にはもともと接続されている化石・原子力エネルギーによる発電装置があり、託送３１は再生可能エネルギー発電の前記送電ネットワークによる託送時を表現している。

本実施形態のエネルギーシステム１では、点在する再生可能エネルギーの発電装置１０〜１５により発電された電気を、送電ネットワーク３０により託送３１し、複数の電解式水素製造装置２０にて、送電ネットワーク３０から受け取った電気で水素又は水素および酸素を製造し、需要者に販売するというメインの流れがある。

前記発電装置１０〜１５、前記電解式水素製造装置２０及びオペレータの操作端末が置かれる管理事務所７０は、インターネットに代表される通信ネットワーク３２に接続されており、管理システム４０との間で監視及び制御のデータを送受信するようになっている。

前記管理システム４０は、発電装置１０〜１５を管理する事業者に与える対価及び託送に要する費用を管理する課金サーバ５０と、電力の託送分析制御を行う電力託送分析制御サーバ６０を備えており、主に監視制御を行う管理区域を有している。

管理区域aを主に管理する管理システム４０aの課金サーバ５０aは、電解式水素製造装置２０aにより製造された水素等を利用者に譲渡することにより得られる対価と送電ネットワーク３０による託送３１に要する費用等を管理するようになっている。前記電解式水素製造装置により製造された水素等を利用者に譲渡することにより得られる対価を管理する水素売価管理部５１a、前記送電ネットワークによる託送に要する費用を管理する託送費用管理部５２a及び課金台帳データベース５３aと、を備え、水素等売価管理部５１a及び託送費用管理部５２aは、各発電装置及び電解式水素製造装置の管理者に対して与えるべき対価や、前記各装置の管理者が支払うべき費用を算出する。これらの費用算出データは、課金ブロック生成部５４aにて所定の大きさにまとめられてブロック化され、他の課金サーバである課金サーバ５０ｂ、５０ｃ、・・５０nに送信される。ブロックを受け取った各課金サーバは課金認証処理部５５にてそれぞれ、ブロックに含まれるデータ内容が改ざんされていないこと等、ブロック内容の正当性を確認し、確認結果をさらに他の課金サーバに対して送信する。受信した課金サーバはそれぞれ所定台数の課金サーバがブロックについて合意していることを確認してブロックを承認する準備が整ったことをさらに他の課金サーバに送信する。ここで課金サーバ５０aは自身を含む所定台数の課金サーバでブロックを承認する準備が整ったことを確認して認証し、自身の課金台帳データベース５３aにブロックを取り込むと共に前記費用算出データを各発電装置１０a〜１５a、各電解式水素製造装置２０a及び管理事務所７０に送信する分散台帳技術にて管理を行っているサーバシステムである。

前記電力託送分析制御サーバ６０は、通信ネットワーク３２を介して、
前記送電ネットワーク３０における託送３１での電力供給側である前記発電装置個々の電力の供給側データとして、所定の時間ステップごとに、現に電力託送中の発電装置においては、現に託送中の電力に加えてさらに託送可能な発電電力及び将来時間ステップの託送可能予測電力のデータを、託送中でない発電装置においては現に託送可能な発電電力及び将来時間ステップの託送可能予測電力のデータを、前記発電装置個々から又は他のサーバから通信ネットワークを介してデータ受信記録部６１にて受け取りロギングする。

次に、スケジュール分析部６２にて、前記データ受信記録部６１の前記発電装置個々の供給側データに対して、前記託送可能な発電電力及び将来時間ステップの託送可能予測電力の電力量の大きさ等を基に、次の時間ステップにおける発電装置個々の託送優先度を分析して決定し、供給託送の実行待ちキューに優先度の高い順にリクエスト登録する。

前記優先度順のリクエスト登録は時間ステップごとに常に新に分析決定された優先度順に更新される。

一方で、前記電力託送分析制御サーバ６０は、通信ネットワーク３２を介して、前記電解式水素製造装置２０個々の電力の消費側データとして、現に託送電気を受け取って水素等を製造中の電解式水素製造装置については、水素等の適正標準在庫量、貯槽容量からの水素等の空き容量、現時点の水素等の在庫量とそのエネルギー由来情報、将来時間ステップごとの予約販売による水素等の減少予測、将来時間ステップごとの小売り販売予測による水素等の減少予測及び将来時間ステップごとの前記水素等減少予測の合計に対して補完製造したい水素等の製造予測に基づく希望する託送電気量予測を、さらに適正在庫を超えて貯蔵容量から受け入れが可能な電力量を、又現に託送電気を受け取っていない電解式水素製造装置についても、水素等の適正標準在庫量、貯槽容量からの水素等の空き容量、現時点の水素等の在庫量とそのエネルギー由来情報、将来時間ステップごとの予約販売による水素等の減少予測、将来時間ステップごとの小売り販売予測による水素等の減少予測及び将来時間ステップごとの前記水素等の減少予測の合計に対して補完製造したい水素等の製造予測に基づく希望する託送電力量予測を、さらに適正以上の在庫量であっても受け入れ可能な託送電力量を、前記電解式水素製造装置個々から又は他のサーバから通信ネットワークを介してデータ受信記録部６１にて受け取りロギングする。

次にスケジュール分析部６２にて、前記データ受信記録部６１の電解式水素製造装置個々からの前記消費側データに対して、現時点での将来時間ステップごとの大きさ及び在庫量を分析して、次の時間ステップにおける電解式水素製造装置個々の託送接続優先度を決定し、消費託送の実行待ちキューに優先度の高い順にリクエスト登録する。優先度順のリクエスト登録は時間ステップごとに常に新に分析決定された優先度順に更新される。

前記スケジュール分析部６２にて、前記供給託送の実行待ちキュー及び消費託送の実行待ちキューから、次の時間ステップにおける供給の発電装置個々から消費側電解式水素製造装置個々への託送先を仮決定し、送電ネットワークの送電ルートの容量情報と照合して、託送先及びルート制御情報を含む電力託送制御情報を決定する。

前記次の時間ステップにおける、上記供給側の託送可能発電電力が余剰の場合、さらに上記の次の時間ステップで電解式水素製造装置のなかで、適正標準在庫量以上であっても貯槽容量から水素製造が可能な電解式水素製造装置に対して前記余剰電力を割り振ることができ、受け入れ可能電力を加えたもので優先順位を分析し、キュー制御にて割りふる。

それでもなお託送可能発電電力が余剰の場合。本エネルギーシステムに接続された蓄電池、フライホイール又は揚水発電システムのいずれかからなるバッファ装置８０に対して、受入れ可能な電力分を預け入れるか又は、送電ネットワーク事業者の規定する同時同量の時間範囲内である３０分以下での時間ステップにおける対象として電解水素製造装置等の消費側での不足分電力に充当できない電力分を送電ネットワーク事業者に売電又は預け入れする。

又上記とは逆に、上記同時同量の時間を超えて、時間ステップにおける上記希望する託送電気消費側に対して供給側の電気量が不足している場合には、前記バッファ装置８０から電気を引き出すか又は送電ネットワーク事業者から買電又は借用する。

さらに、電解式水素製造装置に水素燃料電池又は蓄電装置を備えたものから、水素燃料電池発電又は蓄電装置出力により電力の供給側託送を行い、本エネルギーシステム１における託送電力の不足ピークを補う。供給側となる電解式水素製造装置は自身の水素在庫量が当面不都合の生じない所定の在庫量以上の在庫量を有する電解式水素製造装置であって備えられた水素燃料電池の燃料電池又は予め充電した蓄電装置から、託送電気が不足した電解式水素製造装置へ電気を託送する融通制御を行っている。

前記融通制御は、水素燃料電池及び蓄電設備を備えた電解式水素製造装置を供給側として託送可能発電電力及び将来時間ステップの託送可能予測電力を、上記の供給託送の実行待ちキューに加え、託送制御を行う。

前記託送先及びルート制御情報は、送信部６３から各発電装置１０〜１５、各電解式水素製造装置２０及び管理事務所７０に送信して託送管理を行っても良いが、
本実施例では電力託送分析制御サーバ６０aは、託送分析制御台帳データベース６４a、託送ブロック生成部６５a及び託送認証処理部６６aを備え、前記時間ステップごとに、電力託送分析制御サーバ６０aのデータ受信記録部６１aで受け取った前記供給側データ、前記消費側データ及びスケジュール分析部６２aにて導かれた託送先及びルート制御情報は、託送ブロック生成部６５aによりブロックにまとめられ、他の電力託送分析制御サーバである電力託送分析制御サーバ６０ｂ、６０ｃ、・・６０nに送信される。ブロックを受け取った各電力託送分析制御サーバはそれぞれの託送認証処理部６６にて、ブロックに含まれるデータ内容が改ざんされていないこと等、ブロック内容の正当性を確認し、確認結果をさらに他の電力託送分析制御サーバに対して送信する。受信した電力託送分析制御サーバはさらにそれぞれが所定台数の電力託送分析制御サーバがブロックについて合意していることを確認してブロックを承認する準備が整ったことをさらに他の電力託送分析制御サーバに送信する。ここで電力託送分析制御サーバ６０aは自身を含む所定台数の電力託送分析制御サーバでブロックを承認する準備が整ったことを確認して認証し、自身の託送分析制御台帳データベース６６aにブロックを取り込むと共に前記託送先及びルート制御情報を各発電装置１０a〜１５a、各電解式水素製造装置２０a及び管理事務所７０に送信する分散台帳技術にて管理を行っているサーバシステムである。

本実施例では、前記課金サーバ及び電力託送分析制御サーバはメインで管轄する管轄区域が設定されているが、特に管轄区域の設定は無くても良い。本サーバシステムは広域分散型であって地理的に離れた複数の設置場所にて連携し、各種オペレータの操作端末が置かれる管理事務所７０もアクセス管理に設置場所が限定されない自由配置のシステムであり、広域分散したサーバ間での相互バックアップ連係機能により、災害時の信頼性を確保している。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１エネルギーシステム、１０水力発電装置、１１風力発電装置、
１２太陽光発電装置、１３波力発電装置、１４地熱発電装置、
１５バイオマス発電装置、２０電解式水素製造装置、３０送電ネットワーク、
３１託送、３２通信ネットワーク、４０管理システム、５０課金サーバ、
５１水素等売価管理部、５２託送費用管理部、５３課金台帳データベース、
５４課金ブロック生成部、５５課金認証処理部、６０電力託送分析制御サーバ、
６１データ受信記録部、６２スケジュール分析部、６３送信部、
６４託送分析制御台帳データベース、６５託送ブロック生成部、
６６託送認証処理部、７０管理事務所、添え字ａｂｃｄ・・ｎは管轄区域を指す、

図１のエネルギーシステム１は管轄区域が設定されている例であり、一の管理システム４０ごとに課金サーバ５０と電力託送分析制御サーバ６０を備え、前記管轄区域は、地理的条件、管理単位の条件、管理者の条件又は通信ネットワークやその他の条件で設定してよく、管理システム４０は主に自己の管轄区域内のノードを中心に管理を行うが、広域分散システムとして他の管轄区域のノードを管理することができる。図１では管轄区域aからcを代表的に記載し、d以降ｎをｄ…ｎと表現し、前記発電装置１０〜１５、電解式水素製造装置２０、管理システム４０、課金サーバ５０、電力託送分析制御サーバ６０及び各部には管轄区域ａ〜ｃを添え字で記載している。

前記管理システム４０は、発電装置１０〜１５を管理する事業者に与える対価及び託送に要する費用を管理する課金サーバ５０と、電力の託送分析制御を行う電力託送分析制御サーバ６０を備えており、主に監視制御を行う管轄区域を有している。

管轄区域aを主に管理する管理システム４０aの課金サーバ５０aは、電解式水素製造装置２０aにより製造された水素等を利用者に譲渡することにより得られる対価と送電ネットワーク３０による託送３１に要する費用等を管理するようになっている。前記電解式水素製造装置により製造された水素等を利用者に譲渡することにより得られる対価を管理する水素売価管理部５１a、前記送電ネットワークによる託送に要する費用を管理する託送費用管理部５２a及び課金台帳データベース５３aと、を備え、水素等売価管理部５１a及び託送費用管理部５２aは、各発電装置及び電解式水素製造装置の管理者に対して与えるべき対価や、前記各装置の管理者が支払うべき費用を算出する。これらの費用算出データは、課金ブロック生成部５４aにて所定の大きさにまとめられてブロック化され、他の課金サーバである課金サーバ５０ｂ、５０ｃ、・・５０nに送信される。ブロックを受け取った各課金サーバは課金認証処理部５５にてそれぞれ、ブロックに含まれるデータ内容が改ざんされていないこと等、ブロック内容の正当性を確認し、確認結果をさらに他の課金サーバに対して送信する。受信した課金サーバはそれぞれ所定台数の課金サーバがブロックについて合意していることを確認してブロックを承認する準備が整ったことをさらに他の課金サーバに送信する。ここで課金サーバ５０aは自身を含む所定台数の課金サーバでブロックを承認する準備が整ったことを確認して認証し、自身の課金台帳データベース５３aにブロックを取り込むと共に前記費用算出データを各発電装置１０a〜１５a、各電解式水素製造装置２０a及び管理事務所７０に送信する分散台帳技術にて管理を行っているサーバシステムである。

Claims

再生可能エネルギーにより発電し、発電された電気を近傍の電力会社の送電ネットワークから託送する複数の発電装置と、
前記送電ネットワークに接続され、前記発電装置から託送された電気を受け取って、受け取った電気により水素、又は水素及び酸素を製造する複数の電解式水素製造装置と、
前記発電装置を管理する事業者に与える対価を管理する課金サーバを備え、
前記課金サーバは、前記電解式水素製造装置により製造された水素又は酸素を利用者に譲渡することにより得られる対価を管理する水素等売価管理部と、前記送電ネットワークによる託送に要する費用を管理する託送費用管理部とを備え、
前記電解式水素製造装置は、前記水素又は水素及び酸素を製造する際に、前記発電装置から託送された電気のみでは不足している場合、前記送電ネットワークからさらに電気を受け取るエネルギーシステムに、
さらに備える託送分析制御を行う電力託送分析制御サーバであって、
前記電力託送分析制御サーバは、
通信ネットワークを介して、最新の、前記送電ネットワークへの電力供給側である前記発電装置個々の託送可能な発電電力情報及び託送可能予測電力情報を含む個々の供給側データと、電力消費側である前記電解式水素製造装置個々の水素等在庫状況情報、貯槽情報、水素等製造状態情報、電力スケジュール情報、在庫水素等エネルギー由来情報、水素等の販売減少予測と託送希望電力量予測、受け入れ可能電力量を含む個々の消費側データと、
送電ネットワークの送電ルート状態情報と、を受け取るデータ受信記録部を備え、
前記データ受信記録部の最新の前記供給側データと前記消費側データとから、時間ステップごとに供給側と消費側の電力バランスの分析と共に供給側託送優先度順位及び消費側託送優先度順位を分析決定し、前記時間ステップごとの前記優先度順位順のキュー制御により供給側である前記発電設備個々から消費側である前記電解式水素製造装置個々への電力託送制御内容と、供給側と消費側の電力にアンバランスがあれば他の電力会社との電力売買や貸借内容を決定し、さらに前記送電ルート状態情報から送電ルートの利用可否を判断したのち、前記時間ステップごとに最新の電力託送制御情報及び電力売買等情報として決定して更新する、スケジュール分析部を備え、
前記電力託送制御情報又は電力売買等情報を、個々の発電装置及び電解式水素製造装置、前記課金サーバ及び送電ネットワークに送信する送信部と、
を備えることを特徴とする電力託送分析制御サーバ。
請求項１に記載の電力託送分析制御サーバの前記スケジュール分析部における前記時間ステップは３０分以下であることを特徴とする電力託送分析制御サーバ。
請求項１又は請求項２のうちいずれか１項に記載の電力託送分析制御サーバにおいて、
前記複数の電解式水素製造装置が、水素燃料電池又は蓄電装置を備えた電解式水素製造装置であるとき、
前記電力託送分析制御サーバは、前記水素燃料電池又は蓄電装置を備えた電解式水素製造装置を前記電力供給側としても扱い、前記データ受信記録部は前記水素燃料電池又は蓄電装置の供給側データを受け取り、前記供給側と消費側の電力バランスの分析にて供給側電力を補充するとき、前記供給側データに前記電解式水素製造装置の前記水素燃料電池又は蓄電装置の供給側データを加えてスケジュール分析部にて分析処理することで、前記電解式水素製造装置の水素燃料電池発電又は蓄電装置の電力を、他の電解式水素製造装置に供給託送する制御情報を含む電力託送制御情報を送信すること特徴とする電力託送分析制御サーバ。
再生可能エネルギーにより発電し、発電された電気を近傍の電力会社の送電ネットワークから託送する複数の発電装置と、
前記送電ネットワークに接続され、前記発電装置から託送された電気を受け取って、受け取った電気により水素、又は水素及び酸素を製造する複数の電解式水素製造装置と、
前記発電装置を管理する事業者に与える対価を管理する課金サーバを備え、
前記課金サーバは、前記電解式水素製造装置により製造された水素又は酸素を利用者に譲渡することにより得られる対価を管理する水素等売価管理部と、前記送電ネットワークによる託送に要する費用を管理する託送費用管理部とを備え、
前記電解式水素製造装置は、前記水素又は水素及び酸素を製造する際に、前記発電装置から託送された電気のみでは不足している場合、前記送電ネットワークからさらに電気を受け取るエネルギーシステムであって、
さらに該エネルギーシステムの託送分析制御を行う電力託送分析制御サーバを備え、
前記電力託送分析制御サーバは、
通信ネットワークを介して、最新の、前記送電ネットワークへの電力供給側である前記発電装置個々の託送可能な発電電力情報及び託送可能予測電力情報を含む個々の供給側データと、電力消費側である前記電解式水素製造装置個々の水素等在庫状況情報、貯槽情報、水素等製造状態情報、電力スケジュール情報、在庫水素等エネルギー由来情報、水素等の販売減少予測と託送希望電力量予測、受け入れ可能電力量を含む個々の消費側データと、
送電ネットワークの送電ルート状態情報と、を受け取るデータ受信記録部を備え、
前記データ受信記録部の最新の前記供給側データと前記消費側データとから、時間ステップごとに供給側と消費側の電力バランスの分析と共に供給側託送優先度順位及び消費側託送優先度順位を分析決定し、前記時間ステップごとの前記優先度順位順のキュー制御により供給側である前記発電設備個々から消費側である前記電解式水素製造装置個々への電力託送制御内容と、供給側と消費側の電力にアンバランスがあれば他の電力会社との電力売買や貸借内容を決定し、さらに前記送電ルート状態情報から送電ルートの利用可否を判断したのち、前記時間ステップごとに最新の電力託送制御情報及び電力売買等情報として決定して更新する、スケジュール分析部を備え、
前記電力託送制御情報又は電力売買等情報を、個々の発電装置及び電解式水素製造装置、前記課金サーバ及び送電ネットワークに送信する送信部と、を備える電力託送分析制御サーバであることを特徴とするエネルギーシステム。
請求項４に記載のエネルギーシステムの前記電力託送分析制御サーバの前記スケジュール分析部における前記時間ステップは３０分以下であることを特徴とするエネルギーシステム。
請求項４又は請求項５のうちいずれか１項に記載のエネルギーシステムにおいて、
前記複数の電解式水素製造装置が、水素燃料電池又は蓄電装置を備えた電解式水素製造装置であるとき、前記電力託送分析制御サーバは、前記水素燃料電池又は蓄電装置を備えた電解式水素製造装置を前記電力供給側としても扱い、前記データ受信記録部は前記水素燃料電池又は蓄電装置の供給側データを受け取り、前記供給側と消費側の電力バランスの分析にて供給側電力を補充するとき、前記供給側データに前記電解式水素製造装置の前記水素燃料電池又は蓄電装置の供給側データを加えてスケジュール分析部にて分析処理することで、前記電解式水素製造装置の水素燃料電池発電又は蓄電装置の電力を、他の電解式水素製造装置に供給託送する制御情報を含む電力託送制御情報を送信すること特徴とする電力託送分析制御サーバであることを特徴とするエネルギーシステム
請求項４から請求項６のうちいずれか１項に記載のエネルギーシステムにおいて、
課金サーバは、複数であって、前記課金サーバには、それぞれさらに課金台帳データベースを備え、
前記一の課金サーバにおいて、
課金台帳データベースに反映される正当な更新データはブロックにまとめられて、他の課金サーバに対して通信ネットワークを介して送信され、その結果の他の課金サーバからの合意状況を確認することで認証して、前記ブロックを前記課金データベースに取り込む分散台帳技術を備えることを特徴とするエネルギーシステム。
請求項４から請求項７のうちいずれか１項に記載のエネルギーシステムにおいて、
前記電力託送分析制御サーバは複数であって、該電力託送分析制御サーバには、託送分析制御台帳データベースをさらに備え、
前記託送分析制御台帳データベースに反映される個々の正当な供給側データ、消費側データ及び、前記スケジュール分析部にて得られた電力託送制御情報又は電力売買等情報は、ブロックにまとめられて、他の電力託送分析制御サーバに対して通信ネットワークを介して送信され、その結果の他の電力託送分析制御サーバからの合意状況を確認することで認証して、
前記ブロックを前記託送分析制御台帳データベースに取り込むとともに、
得られた最新の電力託送制御スケジュール情報に従った前記発電装置個々から前記電解式水素製造装置個々への電力託送制御情報及び電力託送制御スケジュール情報をスケジュール送信部にて送信する、分散台帳技術を備えることを特徴とするエネルギーシステム。