JP2018085825A - 電力供給制御装置、電力供給制御プログラム、電力料金設定システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力供給側と発電設備を備えた需要側とで相互に電力量を制御する場合に、需要側において予め計画した電力消費からの逸脱時期を早期に予測し、需要側でのデマンド抑制制御の適正化を図る。
【解決手段】１ブロック（１日）の開始前に、需要側が、当該ブロックで消費される電力を、計画電力として申告しておき、１単位期間（３０分単位）毎に、ニューラルネットワーク等の予測演算処理によって以後の電力予測を実行し、予測電力と計画電力との差分に基づいて、予測電力が許容範囲を逸脱するか否かを判定すると共に、事前処理として、蓄電池４８への充電及び／又は負荷抑制を実行することで、許容範囲の逸脱を回避するようにした。すなわち、余剰があれば、蓄電池４８の充電を実行し、需要者側が不便さ実感しない範囲で負荷抑制を実行することで、計画電力どおりに消費電力が推移することを実現した。
【選択図】図３

Description

本発明は、電力供給側から電力を受けると共に蓄電設備を備えた需要側で稼働する負荷で消費される予測電力に基づいて電力の需要側への供給状態を制御する電力供給制御装置及び電力供給制御プログラム、並びに、需要側の電力消費量に基づいて電力料金を設定する電力料金設定システムに関する。

電力の需要と供給とのバランスにおいて、「同時同量」の調整が重要となる。

同時同量とは、電気の安定した利用を実現するために、需要（使う電気）と供給（作る電気）とが常に同じであるように調整することを言う。需要と供給とのバランスが崩れると、電圧変動等、電気が不安定になったり、極端にバランスが崩れると停電が起こり得る。

ところで、同時同量の調整は、一部を除き基本的には電力供給側（例えば、電力会社）で対応している。特に、近年では、太陽光発電による電力の買い取り制度や、新電力事業者の存在等、電力供給側にとって、同時同量の調整の負担が大きくなっている。

そこで、電力の需要側でも同時同量の調整を行うことが考えられる。その一例として、電力負荷の抑制制御がある（以下、デマンド抑制制御という）。

従来のデマンド抑制制御では、負荷設備の負荷を抑制する。例えば、空調機では空調設定温度の緩和、空調室外機のリミット制御等が実行され、照明器具では照明調光度の低減等が実行される。

一方、電力の需要側において、電力供給側から受ける電力（商用電力）とは別に、発電設備、例えば、発電機や蓄電池を設置することがある。この構成により、発電機の起動や、蓄電池の充電及び放電（以下、充放電という）によって、デマンド抑制制御が可能である。

一例として、特許文献１には、蓄電池の蓄電残量温存のため、発電機を起動させて按分することが記載されている。

より具体的には、需要側が、電動発電機と蓄電池とを備え、予測需要電力が目標電力を超過するときの超過量に基づいて、電動発電機と蓄電池への出力指令値の割合を決定する構成となっている。

また、特許文献２は、コストが最適となる電源を選択することが記載されている。

より具体的には、需要予測値と供給計画値との差分を、制御対象に対して、コスト最適化手法に基づいて分配する構成となっている。

特開２０１６−０１０２９２号公報 特開２０１４−１４３８３５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、電動発電機の燃料消費量の増大といった、経済効率を含む別の課題の悪化が懸念され、また、特許文献２に記載の技術では、蓄電池の蓄電残量が不足している場合、或いは、デマンド抑制制御量が大きい場合の対応が不十分であり、特許文献１及び特許文献２に記載の技術を含め、従来技術では、デマンド抑制制御の最適化には至っていない。

本発明は上記事実を考慮し、電力供給側と蓄電設備を備えた需要側とで相互に電力量を制御する場合に、需要側において予め計画した電力消費からの逸脱時期を早期に予測し、需要側でのデマンド抑制制御の適正化を図ることができる電力供給制御装置、電力供給制御プログラムを得ることが目的である。

また、上記目的に加え、需要側におけるデマンド抑制制御の意欲を増大させることができる電力料金設定システムを得ることが目的である。

本発明は、電力供給側から電力を受けると共に、充放電可能な蓄電設備及び電力を消費する負荷を備えた需要側を対象として、予め定められた１ブロックの期間内の細分化された単位期間毎に、前記負荷が消費する計画電力を策定する策定手段と、予め定めた予測演算処理によって、前記単位期間で消費される予測電力を演算する演算手段と、前記演算手段により予測電力が演算された前記単位期間の中に、前記計画電力と前記予測電力との差が、予め定めた許容範囲を逸脱する特定単位期間が存在する場合に、前記特定単位期間に達するまでの各単位期間で、前記蓄電設備の充放電制御、及び負荷抑制制御の少なくとも一方を実行する制御手段と、を有する電力供給制御装置である。

本発明によれば、策定手段では、需要側を対象として、予め定められた１ブロックの期間内の細分化された単位期間毎に、前記負荷が消費する計画電力を策定する。需要側は、電力供給側から電力を受けると共に、充放電可能な蓄電設備及び電力を消費する負荷を備えている。負荷が消費する電力は、需要側が容易に知りうる情報であり、電力供給側から計画電力を策定するよりも精度が高い。

計画電力が策定されたブロックの期間から開始されると、演算手段では、予め定めた予測演算処理によって、各単位期間で消費される予測電力を演算する。例えば、演算時期は、各単位期間の開始時でもよいし、当該開始時に同期せず、演算対象の単位期間前に準備されていてもよい。すなわち、演算結果は、各単位期間の開始時に更新されていることになる。

次に、演算手段により予測電力が演算された単位期間の中に、前記計画電力と前記予測電力との差が、予め定めた許容範囲を逸脱する特定単位期間が存在する場合がある。許容範囲は、計画電力に対してプラス側及びマイナス側に設定することが好ましい。

制御手段では、演算手段により予測電力が演算された単位期間の中に、計画電力と予測電力との差が、予め定めた許容範囲を逸脱する特定単位期間が存在する場合に、特定単位期間に達するまでの一部又は全部の単位期間で、蓄電設備の充放電制御、及び負荷抑制制御の少なくとも一方を実行する。

これにより、電力供給側から供給される電力の消費を、計画電力の許容範囲内に維持し、需要側でのデマンド抑制制御の適正化を図ることができる。

本発明において、前記制御手段が、前記蓄電設備の蓄電残量に基づいて、前記蓄電設備の充放電制御の実行の可否を判定する。

制御手段で蓄電設備の充放電制御を実行する際、蓄電設備の蓄電残量に基づき、蓄電設備の充放電制御の実行の可否を判定する。なお、蓄電残量は、計測して得てもよいし、計画電力と実際に負荷が消費した実績電力との差分から得るようにしてもよい。

これにより、例えば、蓄電設備の放電によって、特定単位期間の電力を確保する場合の不足分を負荷抑制によって賄う、といった蓄電設備を優先とした按分処理が可能となる。

本発明において、前記制御手段は、前記特定単位期間の逸脱が、前記許容範囲の上限を超える逸脱の場合、当該特定単位期間で、前記負荷に対して、前記蓄電設備の放電による電力を供給すると共に、当該蓄電設備の放電による電力量が不足しているときは、前記負荷に対して負荷抑制を実行する。

特定単位期間の逸脱が、前記許容範囲の上限を超える逸脱の場合、その分、計画電力を逸脱して電力供給側からの電力が消費（超過消費）されることになる。そこで、特定単位期間では、負荷に対して、少なくとも、超過消費分の電力を蓄電設備の放電による電力で賄う。

さらに、蓄電設備の放電による電力量が不足しているときは、負荷に対して負荷抑制を実行する。

これにより、特定単位期間においても、負荷抑制を低減しつつ、計画電力の許容範囲内で収めることができる。

本発明において、前記蓄電設備の充電は、電力供給側からの電力を受けて実行され、前記制御手段は、前記特定単位期間の逸脱が、前記許容範囲の上限を超える逸脱の場合、当該特定単位期間で、前記負荷に対して前記蓄電設備の放電による電力を供給する際に、蓄電残量が不足しているときは、前記特定単位期間に到達するまでの各単位期間において、前記蓄電設備を充電する。

蓄電設備の充電は、電力供給側からの電力を受けて実行される。

制御手段では、特定単位期間の逸脱が、許容範囲の上限を超える逸脱の場合、当該特定単位期間で、負荷に対して前記蓄電設備の放電による電力を供給する際に、蓄電残量が不足しているときは、特定単位期間に到達するまでの各単位期間において、蓄電設備を充電する。

これにより、特定単位期間で必要な電力を、計画電力の許容範囲内で確保することができる。

本発明において、前記蓄電設備の充電を実行しても特定単位期間における前記許容範囲の上限超えが解消しない場合は、さらに、前記特定単位期間に到達するまでの各単位期間において、前記負荷に対して負荷抑制を実行する。

蓄電設備の充電を実行しても特定単位期間における許容範囲の上限超えが解消しない場合は、さらに、特定単位期間に到達するまでの各単位期間において、前記負荷に対して負荷抑制を実行する。

これにより、特定単位期間で必要な電力を、より確実に計画電力の許容範囲内で確保することができる。

本発明は、コンピュータを、本発明の電力供給制御装置として機能させる電力供給制御プログラムである。

本発明は、本発明の電力供給制御装置を用いた需要側の電力料金を設定する電力料金設定システムであって、予め定めた電力料金設定期間の終了時に、終了した電力料金設定期間毎に、計画電力を基準とした許容範囲内で消費電力が推移したか否かを判定する電力推移判定手段と、前記電力推移判定手段の判定結果において、前記許容範囲を逸脱している場合に、次の電力料金設定期間における電力料金を通常よりも割高とし、許容範囲を逸脱したブロックが存在しない場合に、次の電力料金設定期間における電力料金を通常よりも割安とする電力料金調整手段と、を有する電力料金設定システムである。

本発明において、電力推移判定手段において、予め定めた電力料金設定期間の終了時に、当該終了した電力料金設定期間毎に、計画電力を基準とした許容範囲内で消費電力が推移したか否かを判定する。

例えば、１ブロックを１日とし、１ヶ月毎（２８〜３１ブロック）に各ブロックの許容範囲の逸脱の有無を集計する。

電力料金調整手段では、電力推移判定手段の判定結果において、許容範囲を逸脱している場合に、次の電力料金設定期間における電力料金を通常よりも割高とし、許容範囲を逸脱したブロックが存在しない場合に、次の電力料金設定期間における電力料金を通常よりも割安とする。

すなわち、電力料金を設定する際、計画電力通りに消費電力が推移するか否かによって、メリットとデメリットを設定することで、需要側のデマンド抑制制御の意欲を増大させることが可能となる。

以上説明した如く本発明の電力供給制御装置及び電力供給制御プログラムでは、電力供給側と発電設備を備えた需要側とで相互に電力量を制御する場合に、需要側において予め計画した電力消費からの逸脱時期を早期に予測し、需要側でのデマンド抑制制御の適正化を図ることができる。

また、上記効果に加え、本発明の電力料金設定システムでは、需要側におけるデマンド抑制制御の意欲を増大させることができる。

第１の実施の形態に係る電力供給側と需要側との間での電力を送電するための設備を示す概略図である。 第１の実施の形態に係る電力供給制御装置の制御ブロック図である。 第１の実施の形態に係る、電力供給制御装置における負荷制御及び充放電制御を主体とした制御の流れを示す機能ブロック図である。 第１の実施の形態に係る電力供給制御ルーチンを示すフローチャートである。 第１の実施の形態に係る蓄電池の充放電及び負荷抑制制御ルーチンを示すフローチャートである。 第１の実施の形態に係る消費電力の推移を示すタイミングチャートであり、（Ａ）は１単位期間（３０分）経過後の状況、（Ｂ）は図６（Ａ）の状況から予測される放電及び負荷抑制状態を示す。 第１の実施の形態に係る消費電力の推移を示すタイミングチャートであり、（Ａ）は計画電力の許容範囲を逸脱する直前までに充電を実行した場合、（Ｂ）は計画電力の許容範囲を逸脱する直前までに充電及び負荷抑制を実行した場合を示す。 第１の実施の形態に係る消費電力の推移を示すタイミングチャートであり、（Ａ）は１ブロックの期間が終了したときの状況、（Ｂ）は図８（Ａ）において電力余剰の単位期間で充電を実行した場合を示す。 第２の実施の形態に係る電力料金設定制御ルーチンを示すフローチャートである。

「第１の実施の形態」
図１は、第１の実施の形態に係る電力供給側から需要側に電力を供給するための送電設備を示す概略図である。

電力供給側１０では、発電所１２で発電した電力を変電所１４へ送電する。

発電所１２は、例えば、水力発電所１２Ａ、火力発電所１２Ｂ及び原子力発電所１２Ｃを主体とするが、その他、再生可能エネルギー（地熱、風力等）を用いた発電、並びに、枯渇性エネルギー（シェールガス、メタンハイドレード等）を用いた発電を含む。

発電所１２では、一例として、発電した電力を、５００，０００Ｖ〜２７５，０００Ｖの電圧で送電線１６を介して変電所１４へ送電する。

変電所１４は、例えば、段階的に超高圧変電所、一次変電所、中間変電所において、徐々に降圧する。変電所１４からは、１５４，０００Ｖ〜２２，０００Ｖの電圧とされた電力が、需要側としての大工場や鉄道変電所等へ送電される。

また、変電所１４の電力は、送電線１８を介して、配電用変電所２０へ送電されるようになっている。

配電用変電所２０では、一例として、変電所１４から受けた１５４，０００Ｖ〜２２，０００Ｖの電圧の電力を、６，６００Ｖの電圧に降圧する。６，６００Ｖの電圧に降圧された電力は、需要側としての中工場やビルディング等へ送電される。なお、第１の実施の形態では、この配電用変電所２０から受電される需要側（以下、需要側２６という）を例にとり、電力供給制御の構成について説明する（詳細後述）。

また、配電用変電所２０の電力は、送電線２２を介して柱上変圧器２４へ送電されるようになっている。

柱上変圧器２４では、一例として、配電用変電所２０から受けた６，６００Ｖの電圧の電力を、２００Ｖ〜１００Ｖに変圧し、需要側としての小工場、住宅等へ送電する。

図１では、配電用変電所２０から受電する需要側２６（例えば、中工場、ビルディング）が備える負荷（後述）への電力配線系統の一例を示している。

なお、需要側２６としては、配電用変電所２０から受電する施設に限定されるものではなく、柱上変圧器２４から受電する小工場、住宅、或いは、変電所１４から受電する大工場、鉄道変電所であってもよい。

需要側２６は、主電力計２８を備えており、当該主電力計２８の入力側には、配電用変電所２０から電力が供給されるように配線されている。

主電力計２８の出力側は、受電設備３０に接続されている。受電設備３０は、例えば、ブレーカーや漏電遮断機等を含み、後述する負荷に電力を分配する役目を有する。

第１の実施の形態の需要側２６では、負荷として、空調設備３２及び照明設備３４を備えている。

空調設備３２には、受電設備３０から、空調用電力計３６及び変圧器３８を介して、電力が供給されるようになっている。空調設備３２は、空調制御装置４０からの指示で動作（温度調整、風量調整、風向き調整等）が制御されるようになっている。

照明設備３４には、受電設備３０から、照明用電力計４２及び変圧器４４を介して、電力が供給されるようになっている。照明設備３４は、照明制御装置４６からの指示で動作（点灯、消灯等）が制御されるようになっている。

また、第１の実施の形態の需要側２６は、蓄電設備としての蓄電池４８を備えている。蓄電池４８は、充電及び放電（以下、総称する場合、「充放電」という）が可能である。

蓄電池４８は、充電の際、蓄電池用電力計５０及び変圧器５２を介して、電力が供給されるようになっている。また、蓄電池４８は、放電の際、図示しない配線系統により負荷（空調設備３２及び照明設備３４）の少なくとも一方へ電力を供給する。

なお、空調用電力計３６、照明用電力計４２及び蓄電池用電力計５０による計測電力情報は、第１の実施の形態における電力供給制御に対して、直接的に適用しないが、逐次モニタリングすることが好ましい。また、例えば、主電力計２８による計測電力情報の照合等に適用可能である。さらに、主電力計２８の故障時の代替として適用可能である。

蓄電池４８の充放電は、蓄電池制御装置５４からの指示で実行されるようになっている。

ここで、空調制御装置４０、照明制御装置４６及び蓄電池制御装置５４は、電力供給制御装置５６に接続されている。電力供給制御装置５６は、空調設備３２及び照明設備３４を対象とした負荷制御、並びに、蓄電池４８を対象とした充放電制御を実行する。

図２に示される如く、電力供給制御装置５６は、マイクロコンピュータ５８を備えている。マイクロコンピュータ５８は、ＣＰＵ６０、ＲＡＭ６２、ＲＯＭ６４、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）６６及びこれらを接続するデータバスやコントロールバス等のバス６８を含んで構成されている。ＲＯＭ６４には、第１の実施の形態に係る電力供給制御プログラムが記憶されており、ＣＰＵ６０が当該電力供給制御プログラムに従って動作することで、需要側２６を対象として電力供給制御が実行される。

なお、Ｉ／Ｏ６６には、大規模記憶装置（ハードディスク）７０が接続されており、電力供給プログラムはハードディスク７０に記憶してもよいし、図示しないＵＳＢメモリやＳＤカード等の記憶媒体に記憶するようにしてもよい。

また、Ｉ／Ｏ６６には、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）７２を介して空調制御装置４０、Ｉ／Ｆ７４を介して照明制御装置４６、及びＩ／Ｆ７６を介して蓄電池制御装置５４がそれぞれ接続されている。さらに、Ｉ／Ｏ６６には、主電力計２８、空調用電力計３６、照明用電力計４２、蓄電池用電力計５０が接続されている。

図３は、電力供給制御装置５６における負荷制御及び充放電制御を主体とした制御の流れを示す機能ブロック図である。なお、図３のブロックは機能別に分類したものであり、電力供給制御装置５６のハード構成を限定するものではない。

電力供給制御装置５６は、電力負荷計画部７８及び電力負荷予測更新部８０を備えており、それぞれ電力負荷差分予測演算部８２に接続されている。

電力負荷計画部７８は、後述する１ブロック（例えば、１日）の開始前（例えば、前日）に次のブロックの電力負荷を策定する。以下、策定した電力負荷を計画電力という。

電力負荷予測更新部８０は、後述する１単位期間（例えば、３０分）毎に以降の電力負荷（以下、予測電力という）を予測する。すなわち、予測電力は、１単位期間毎に更新されるようになっている。なお、予測電力の予測タイミングは、１単位期間の切り替わりに同期させる必要はなく、それ以前に準備しておいてもよい。

予測電力は、予め定めた予測演算処理によって予測される。具体的には、特に空調設備の温度設定に影響を及ぼす気温、湿度及び天気概況を含む天気情報、需要側の季節や生産工場であれば製品の市場動向に基づく消費電力の履歴情報等を入力パラメータとして、ニューラルネットワーク等によって予測電力を得る。ただし、予測電力を得る方法は、この方法に限るものではない。

例えば、過去の同一月日の消費電力の平均値や直近値を適用する形態としてもよく、この値に一例として直近の気温等の消費電力に影響するパラメータ値を加味して適用する形態等としてもよい。

電力負荷差分予測演算部８２では、計画電力と、予測電力との差分を演算する。

電力負荷差分予測演算部８２は、蓄電池状態予測演算部８４に接続されており、演算結果は、この蓄電池状態予測演算部８４へ送出される。蓄電池状態予測演算部８４では、受信した演算結果（差分）に基づき、計画電力を基準として、所定幅の上限及び下限を設定しておき、差分が上限を超えるか否か、下限を下回るか否かを予測する（予測情報）。

一方、電力負荷計画部７８は、電力負荷差分演算部８６に接続されている。電力負荷差分演算部８６には、現在電力計測部８８が接続されている。現在電力計測部８８では、主電力計２８からの情報に基づいて、実際に消費された電力（以下、実績電力という）を計測し、電力負荷差分演算部８６へ送出する。

電力負荷差分演算部８６では、実績電力と計画電力との差分（以下、リアルタイムの差分という）が演算される。

電力負荷差分演算部８６は、蓄電池出力指令部９０に接続されている。蓄電池出力指令部９０では、１単位期間毎のリアルタイムの差分（実績電力と計画電力との差分）に基づいて、蓄電池制御装置５４に対して、蓄電池４８に対して充電するか、放電するかを指令する。

蓄電池出力指令部９０では、蓄電池制御装置５４に対して、基本制御として、実績電力が計画電力の上限を上回っている場合は放電を指示し、実績電力が計画電力の下限を下回っている場合は充電を指示する。蓄電池制御装置５４は当該指示に基づき蓄電池４８の充放電を実行する。以上の制御を基本制御としたのは、１ブロックの全期間において、計画電力の許容範囲内に収めるべく、充電の余力があっても放電することで、計画電力の下限を下回る単位期間で充電を実行して意図的に電力を消費する、といったイレギュラーな制御が実行される場合があるからである。

また、蓄電池制御装置５４は、蓄電池状態予測演算部８４に接続されている。このため、蓄電池状態予測演算部８４には、電力負荷差分予測演算部８２で演算された差分に基づいて予測される予測情報と、蓄電池４８の計測情報（充放電量、蓄電残量）とが集約される。これらの情報に基づいて、蓄電池状態予測演算部８４では、計画された１ブロックの期間内において、放電（又は充電）が必要な時期（単位期間）、並びに、負荷抑制が必要な時期（単位期間）を含む計画電力の逸脱時期（予測電力が計画電力の許容範囲を逸脱する時期）を予測する。

蓄電池状態予測演算部８４において予測された計画電力の逸脱時期に関する情報（特定単位期間の情報）は、蓄電池制御装置５４及び負荷抑制計画部９２へ送出される。

蓄電池制御装置５４では、蓄電池４８に対して、実績電力が計画電力の上限と下限の範囲内に収まるような充電を計画し、特定単位期間に到達する複数の単位期間を利用して、事前に、蓄電残量を増量するために、充電を実行するように制御する。

ここで、特定単位期間の予測電力が、蓄電池４８の蓄電残量の放電では、依然として、計画電力の許容範囲から逸脱する場合がある。

そこで、負荷抑制計画部９２では、特定単位期間に到達する複数の単位期間を利用して、事前に、実績電力が計画電力の上限と下限の範囲内に収まるような負荷抑制を計画し、計画結果を負荷抑制設定指令部９４へ送出する。すなわち、第１の実施の形態では、負荷抑制は、蓄電池４８の放電制御を主とした場合の、副次的制御という位置付けとしている。

負荷抑制設定指令部９４は、空調制御装置４０及び照明制御装置４６に接続されており、負荷抑制計画部９２で計画された条件に基づいて、空調設備３２及び照明設備３４の動作状態を制御して、負荷抑制を実行する。

以下に、第１の実施の形態の作用を、図４及び図５のフローチャートに従い説明する。

図４は、電力供給制御ルーチンを示すフローチャートである。

ステップ１００では、制御開始時期か否かを判断する。すなわち、１ブロック（１日）の開始時期か否かを判断する。制御開始時期は、例えば、日付が変わる０：００時でもよいし、１日の活動時刻（企業であれば、０９：００等の始業時）であってもよい。なお、第１の実施の形態では、１ブロックが２４時間であり、制御は常に継続されることを前提としている。

ステップ１００で否定判定された場合は、ブロック期間内で制御が継続されていると判断し、ステップ１１０へ移行する。

また、ステップ１００で肯定判定されると、新たなブロックが開始されると判断し、ステップ１０４へ移行して、策定された計画電力を読み出し、ステップ１０８へ移行する。

ステップ１０８では、計画電力を基準（中間値）として、上限及び下限を設定し、ステップ１１０へ移行する。この上限と下限の幅が計画通りに電力が消費されていると判断する許容範囲となる。一例として、策定した計画電力の±３％が好ましい。これにより、帯状の許容範囲をもって、初期の各単位期間での計画電力が設定される。

ステップ１１０では、ブロック内の１単位期間（例えば、３０分）が経過したか否かを判断する。このステップ１１０で肯定判定されると、１単位期間が経過したと判断し、ステップ１１２へ移行する。

ステップ１１２では、次単位期間以降の電力予測を実行し、更新する。すなわち、経過した単位期間において、計画通りであれば問題ないが、実績電力が計画電力の基準（中間値）から逸脱すると、以後も逸脱の可能性がある。そこで、逸脱の度合いに基づいて、電力の推移を予測し、電力予測として更新する。なお、次単位期間以降の電力予測は、ステップ１１０の肯定判定のように１単位経過時に同期させず、それ以前までに予測してもよい。

次のステップ１１４では、更新した電力予測において、計画電力幅の上限を超える単位期間が存在するか否かを判断する。

このステップ１１４で否定判定された場合は、ステップ１１６へ移行して、計画電力幅の下限を下回る単位期間が存在するか否かを判断する。

ステップ１１６で否定判定された場合は、電力は、計画電力幅の許容範囲内で推移すると判断し、ステップ１００へ戻る。

また、ステップ１１６で肯定判定された場合は、ステップ１１８へ移行して、計画電力幅の許容範囲の下限を下回る単位期間で、蓄電池４８の充電を実行するように設定し（実行は、図５のステップ１５２参照）、ステップ１００へ戻る。すなわち、計画電力幅の許容範囲の下限を下回る場合、計画電力が余剰するということでありその分、備えとして蓄電池４８の充電を実行することができる。なお、フル充電状態であれば、充電の必要はない。

一方、ステップ１１４で肯定判定された場合は、ステップ１２０へ移行して、計画電力幅の上限を超える単位期間を特定単位期間として識別し、次いで、ステップ１２２へ移行して、現在の蓄電池情報（充放電量、蓄電残量）を読み出し、ステップ１２４へ移行する。

ステップ１２４では、現在の蓄電残量で、特定単位期間において、計画電力の許容範囲内に収めることが可能（対応可能）か否かを判断する。

このステップ１２４で肯定判定された場合は、ステップ１２６へ移行して、特定単位期間で蓄電池４８を放電することを設定し（実行は、図５のステップ１６０参照）、ステップ１００へ戻る。これにより、特定単位期間での消費電力を計画電力の許容範囲内に収めることができる。

また、ステップ１２４で否定判定された場合は、蓄電池４８の充電量が不足していると判断し、ステップ１２８へ移行して、放電枯渇後の負荷抑制量を算出し、次いで、ステップ１３０へ移行して、特定単位期間までの各単位期間で、計画電力を超えないように、蓄電池４８の充電を設定し（実行は、図５のステップ１５２参照）、ステップ１３２へ移行する。

ステップ１３２では、特定単位期間までの各単位期間での充電で、蓄電残量が十分となるか否かを判断する。

このステップ１３２で肯定判定された場合は、蓄電池４８の充電量で、特定単位期間での消費電力を計画電力の許容範囲内に収めることができると判断し、ステップ１００へ戻る。

また、ステップ１３２で否定判定された場合は、蓄電池４８の充電量だけでは、特定単位期間での消費電力を計画電力の許容範囲内に収めることができないと判断し、ステップ１３４へ移行して、特定単位期間までの各単位期間で負荷抑制を分散設定し（実行は、図５のステップ１５６参照）、ステップ１００へ戻る。

図５は、図４の電力供給制御ルーチンで設定される充放電、及び負荷抑制制御を実行するための蓄電池充放電、負荷抑制制御ルーチンを示すフローチャートである。

ステップ１５０では、充電設定単位期間か否かを判断する。この充電設定は、図４のステップ１１８及びステップ１３０での設定に相当する。

ステップ１５０で肯定判定されると、ステップ１５２へ移行して、充電が開始され、ステップ１５４へ移行する。ステップ１５０で否定判定された場合は、ステップ１５４へ移行する。

ステップ１５４では、負荷抑制設定単位期間か否かを判断する。この負荷抑制設定は、図４のステップ１３４での設定に相当する。

ステップ１５４で肯定判定されると、ステップ１５６へ移行して、負荷抑制が開始され、ステップ１５８へ移行する。ステップ１５４で否定判定された場合は、ステップ１５８へ移行する。

ステップ１５８では、特定単位期間（放電設定単位期間）か否かを判断する。この放電設定は、図４のステップ１２６に相当する。

ステップ１５８で肯定判定されると、ステップ１６０へ移行して放電が開始され、このルーチンは終了する。また、ステップ１５８で否定判定された場合は、このルーチンは終了する。

第１の実施の形態によれば、１ブロック（１日）の開始前に、当該ブロックで消費されると予測される電力を需要側が、計画電力として申告しておき、実際に消費される実績電力の推移を１単位期間（３０分単位期間）で監視し、実績電力と計画電力との差分に基づいて、実績電力が許容範囲を逸脱するか否かを判定すると共に、事前処理として、蓄電池４８への充電及び／又は負荷抑制を実行することで、許容範囲の逸脱を回避するようにした。すなわち、余剰があれば、蓄電池４８の充電を実行し、需要側が不便さを実感しない範囲で負荷抑制を実行することで、計画電力どおりに消費電力が推移することを実現した。

なお、不便さは、需要者によってその度合いが異なるため、電力供給側としては、例えば、アンケート等の集計によって現状を把握し、逐次学習して、負荷抑制度合を調整していくことが好ましい。

（電力推移シミュレーション）
図６〜図８は、図４及び図５の制御フローチャートに基づく電力供給制御での電力推移をシミュレーションしたときのタイミングチャートである。

図６〜図８では、１ブロックの制御開始前において、計画電力（図６（Ａ）の矢印Ａ参照）に基づいて、上限（図６（Ａ）の矢印Ｂ参照）及び下限（図６（Ａ）の矢印Ｃ参照）が設定されたものとする。

この計画電力（及び許容範囲）に対して、実際に消費される実績電力（図６（Ａ）の矢印Ｄ参照）は、太線で示すものとし、現在の位置を黒丸（●）で示すものとする。

（時刻１１：３０現在）
図６は、１ブロックの制御開始から３０分が経過したとき（時刻としては、１１：３０）の状況を示している。

図６（Ａ）では、３０分経過後に実績電力が、許容範囲内で計画電力を超過している。この超過分を考慮して、以後の電力推移を予測したのが、予測電力（図６（Ａ）の矢印Ｅ参照）である。

この更新時の予測電力では、時刻として、１３：３０〜１５：３０まで上限を超えることになる。

この１３：３０〜１５：３０を、許容範囲（少なくとも、上限位置）まで戻すには、蓄電池４８からの放電及び負荷制御が必要となる。

図６（Ｂ）において、許容範囲を逸脱する時刻である１３：３０から蓄電池４８の放電を開始することを予測すると（図６（Ｂ）の矢印Ｆ参照）、蓄電残量が時刻１４：３０に枯渇することになる（図６（Ｂ）の矢印Ｇ参照）。そこで、時刻１４：３０以降は、負荷抑制を実行することを予測すると（図６（Ｂ）の矢印Ｈ参照）、電力を許容範囲で推移させることができる。

（時刻１３：３０現在）
図７は、図６のシミュレーションに対して、許容範囲を超える電力（時刻１３：３０〜１５：３０）に対して、事前対処することを付加したものである。

事前対処する手段としては、蓄電池４８の充電と負荷制御である。

図７（Ａ）は、蓄電池４８の充電による事前対処を実行した電力推移シミュレーションのタイミングチャートである。なお、図７では、図６に示した各特性曲線の説明を省略した。

図７（Ａ）は、予測電力において、計画電力Ａの許容範囲（上限Ｂ）を超えるときに利用する蓄電池４８の残量を増やすべく、時刻１３：３０までの各単位期間において、上限Ｂを超えない範囲で、蓄電池４８の充電を実行する。

これにより、図６の現在（時刻１１：３０）では３０％前後であった蓄電残量が、図７（Ａ）における現在（時刻１３：３０）には５０％となり、その分、許容範囲を逸脱する時間帯（１３：３０〜１５：３０）での蓄電池４８の放電量を増大させることができる。

図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の事前処理（蓄電池４８の充電）に加え、時刻１３：３０までの各単位期間において、例えば、需要者が不便さを実感しない範囲で負荷抑制を実行する。

この負荷抑制した分、消費電力（実績電力）を抑えることができる。なお、図７（Ｂ）では、負荷抑制した分を蓄電池４８の充電に当てることで、図７（Ｂ）における現在（時刻１３：３０）には６０％とすることができる。なお、図７（Ｂ）の点線の充電量は、図７（Ａ）での充電量を示す。

（時刻１６：３０現在）
図８は、図６のシミュレーションに対して、許容範囲で消費される電力（時刻１５：３０〜１６：３０）に対して、未来（明日以降）に向けて充電量を増加することを付加したものである。

図８（Ａ）は、許容範囲を逸脱する時間帯（１３：３０〜１５：３０）において、図６（Ｂ）の時刻１４：３０〜１５：３０に集中する負荷抑制を、許容範囲を逸脱する時間帯（１３：３０〜１５：３０）の範囲で均した（平均化した）。これにより、需要者側の不便さを軽減することができる。

図８（Ｂ）は、許容範囲を逸脱する時間帯（１３：３０〜１５：３０）を経過した後、時刻１５：３０から〜１６：３０までの各単位期間において、上限Ｂを超えない範囲で、蓄電池４８の充電を実行する。この充電により、当該ブロックでは計画電力Ａの許容範囲内に収めることができると共に、次のブロックでの蓄電池４８の充電量を確保しておくことができる。

なお、第１の実施の形態では、特定単位期間が許容範囲の上限を超える単位期間の場合、蓄電池４８から放電によって不足電力を賄うようにしたが、特定単位期間の不足電力が、予め定めた基準値以内（需要側２６が不満を感じないレベル）であれば、空調設備３２及び照明設備３４の少なくとも一方の負荷抑制のみで対応するようにしてもよい。これにより、蓄電池４８の蓄電残量を温存することができる。

「第２の実施の形態」
以下に本発明の第２の実施の形態について説明する。

第２の実施の形態の特徴は、第１の実施の形態で実行した電力供給制御の下で、需要側２６において、計画電力の許容範囲内で電力を消費させることを奨励するべく、電力料金を設定する構成に特徴がある。

（電力料金設定制御）
第２の実施の形態では、需要側２６に対して、計画電力に従って電力を消費することを奨励するために、計画電力の許容範囲内で実績電力が推移したか否かによって、請求する電力料金の増減を行うようにした。

例えば、計画電力が申告された時点で設定される許容範囲を、計画電力の±３％とする。

第２の実施の形態では、計画電力の許容範囲内で、実績電力が推移した場合は、予め定めた通常の電力料金を請求する。

一方、計画電力の上限（計画電力の＋３％）を超過した場合は、ペナルティとして通常領域に対して割り増しとなる電力料金を請求する。

ここで、計画電力の下限（計画電力の−３％）を下回った場合、消費電力が少ない分、省エネという観点では貢献したことになるが、電力供給側からすれば、計画電力で送電しているため、余剰な電力供給となる。このため、計画電力の下限を下回った場合でも、ペナルティとして通常領域に対して割り増しとなる電力料金を請求する。

なお、計画電力の許容範囲内において、変動幅が少なければ少ないほど、電力料金を割り引くようにしてもよい。

図９は、電力供給側１０で実行される、電力料金設定制御ルーチンを示すフローチャートである。

ステップ１７０では、電力料金設定時期か否かを判断する。このステップ１７０で否定判定された場合は、電力料金設定時期ではないと判断し、このルーチンは終了する。

また、ステップ１７０で肯定判定された場合は、電力料金設定時期であると判断し、ステップ１７２へ移行して単位期間毎の同時同量（すなわち、３０分同時同量）の実績を集計する。

次のステップ１７４では、各単位期間での、電力料金を演算する。

すなわち、実績電力が、計画電力の許容範囲内に収まっている単位期間の場合は、計画電力（基準値）との誤差に応じて、割引率を設定し、当該単位期間の電力料金を演算して、ステップ１７６へ移行する。この場合、許容範囲内の最大誤差のときが通常料金となる。

また、実績電力が、計画電力の許容範囲外である単位期間の場合は、ペナルティとして、割増率を設定し、当該単位期間の電力料金を演算して、ステップ１７６へ移行する。なお、誤差が大きければ大きいほど割増率を高くするようにしてもよい。

ステップ１７６では、ステップ１７４で演算した各単位期間の電力料金を集計し、次いでステップ１７８へ移行して、演算した電力料金情報を、例えば、電力料金請求系統の制御装置へ出力し、このルーチンは終了する。

１０ 電力供給側
１２ 発電所
１２Ａ 水力発電所
１２Ｂ 火力発電所
１２Ｃ 原子力発電所
１４ 変電所
１６ 送電線
１８ 送電線
２０ 配電用変電所
２２ 送電線
２４ 柱上変圧器
２６ 需要側
２８ 主電力計
３０ 受電設備
３２ 空調設備
３４ 照明設備
３６ 空調用電力計
３８ 変圧器
４０ 空調制御装置
４２ 照明用電力計
４４ 変圧器
４６ 照明制御装置
４８ 蓄電池
５０ 蓄電池用電力計
５２ 変圧器
５４ 蓄電池制御装置
５６ 電力供給制御装置
５８ マイクロコピュータ
６０ ＣＰＵ
６２ ＲＡＭ
６４ ＲＯＭ
６６ 入出力ポート（Ｉ／Ｏ）
６８ バス
７０ 大規模記憶装置（ハードディスク）
７２ Ｉ／Ｆ（インターフェイス）
７４ Ｉ／Ｆ
７６ Ｉ／Ｆ
７８ 電力負荷計画部
８０ 電力負荷予測更新部（策定手段）
８２ 電力負荷差分予測演算部（演算手段）
８４ 蓄電池状態予測演算部
８６ 電力負荷差分演算部
８８ 現在電力計測部
９０ 蓄電池出力指令部
９２ 負荷抑制計画部（制御手段）
９４ 負荷抑制設定指令部（制御手段）

Claims (7)

1. 電力供給側から電力を受けると共に、充放電可能な蓄電設備及び電力を消費する負荷を備えた需要側を対象として、予め定められた１ブロックの期間内の細分化された単位期間毎に、前記負荷が消費する計画電力を策定する策定手段と、
   予め定めた予測演算処理によって、前記単位期間で消費される予測電力を演算する演算手段と、
   前記演算手段により予測電力が演算された前記単位期間の中に、前記計画電力と前記予測電力との差が、予め定めた許容範囲を逸脱する特定単位期間が存在する場合に、前記特定単位期間に達するまでの各単位期間で、前記蓄電設備の充放電制御、及び負荷抑制制御の少なくとも一方を実行する制御手段と、
   を有する電力供給制御装置。
2. 前記制御手段が、
   前記蓄電設備の蓄電残量に基づいて、前記蓄電設備の充放電制御の実行の可否を判定する請求項１記載の電力供給制御装置。
3. 前記制御手段は、
   前記特定単位期間の逸脱が、前記許容範囲の上限を超える逸脱の場合、当該特定単位期間で、前記負荷に対して、前記蓄電設備の放電による電力を供給すると共に、当該蓄電設備の放電による電力量が不足しているときは、前記負荷に対して負荷抑制を実行する請求項１又は請求項２記載の電力供給制御装置。
4. 前記蓄電設備の充電は、電力供給側からの電力を受けて実行され、
   前記制御手段は、
   前記特定単位期間の逸脱が、前記許容範囲の上限を超える逸脱の場合、当該特定単位期間で、前記負荷に対して前記蓄電設備の放電による電力を供給する際に、蓄電残量が不足しているときは、前記特定単位期間に到達するまでの各単位期間において、前記蓄電設備を充電する請求項１〜請求項３の何れか１項記載の電力供給制御装置。
5. 前記蓄電設備の充電を実行しても特定単位期間における前記許容範囲の上限超えが解消しない場合は、さらに、前記特定単位期間に到達するまでの各単位期間において、前記負荷に対して負荷抑制を実行する請求項４記載の電力供給制御装置。
6. コンピュータを、
   請求項１〜請求項５の何れか１項記載の電力供給制御装置として機能させる電力供給制御プログラム。
7. 請求項１〜請求項５の何れか１項記載の電力供給制御装置を用いた需要側の電力料金を設定する電力料金設定システムであって、
   予め定めた電力料金設定期間の終了時に、終了した電力料金設定期間毎に、計画電力を基準とした許容範囲内で消費電力が推移したか否かを判定する電力推移判定手段と、
   前記電力推移判定手段の判定結果において、前記許容範囲を逸脱している場合に、次の電力料金設定期間における電力料金を通常よりも割高とし、許容範囲を逸脱したブロックが存在しない場合に、次の電力料金設定期間における電力料金を通常よりも割安とする電力料金調整手段と、
   を有する電力料金設定システム。