JP2018129911A - 複数蓄電池を遠隔から群制御することによる電力供給システム及び電力供給方法 - Google Patents

複数蓄電池を遠隔から群制御することによる電力供給システム及び電力供給方法 Download PDF

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Abstract

【課題】再生可能エネルギー発電の出力抑制を回避して、デマンド抑制、発電所運転予備力としてグリッド内に点在する蓄電設備をシェアし再生可能エネルギーの有効利用を図る。
【解決手段】電力の需要単位毎に設置された複数の蓄電装置を前記電力系統に接続され前記需要単位毎に前記各蓄電装置の充電又は前記蓄電装置から各需要単位における負荷への放電の制御を行う制御装置を設置し、前記複数の制御装置に関する情報をその属性に従い各制御装置を所定のグループに分類して管理データベースに蓄積し、前記第１の発電所から前記第２の発電所に対して送出される、電力供給の調整を指示する制御指示を制御指示取得部において取得し、グループ管理部が、前記制御指示の内容に応じて、前記管理データベースを参照して、前記所定のグループ単位で前記蓄電池の充電又は放電のスケジュールを作成し、前記スケジュールに従って制御を行う。
【選択図】 図２

Description

本発明は、発電所に接続された電力系統を通じて電力を供給するとともに、複数蓄電池を遠隔から群制御する電力供給システム及び電力供給方法に関する。
近年では、電力の自由化や技術革新によって、点在する再生可能エネルギー発電や蓄電池などの設備と電力需要を管理して、一つの発電所のように機能させるいわゆる仮想発電所（VPP：Virtual Power Plant）が注目されている。詳述すると、この仮想発電所では、再生可能エネルギー発電設備などによる「創エネ」、蓄電池等を用いた「蓄エネ」、及びデマンドレスポンス等需要家側の「省エネ」の各取り組みを、情報・通信技術を駆使したエネルギーマネジメント技術により統合制御する。例えば、発電設備での発電が増大して電気が余るときには、各戸の蓄電池への充電を増やし、需要を増大させることができ、電力需要が逼迫するときには、蓄電池から放電した電気を使ったり、電力消費を抑制させるデマンドレスポンスの実施で需要を縮小させることができる。この結果、このVPPによれば再生可能エネルギーの導入拡大、さらなる省エネルギー及び負荷平準化の促進といったメリットが期待できる。
このようなエネルギーマネジメント技術としては、例えば特許文献１に開示されたエネルギーマネジメントシステムがある。この特許文献１に開示されたエネルギーマネジメントシステムでは、電力供給される地域や町は配電網を構成するそれぞれの配電系統に基づく理論的な階層構造に従い、レイヤー毎にグループ分けして管理し、太陽光や風力による発電量変化に応じた最適な負荷をかけるなどのエネルギーマネジメントを実施する。
特開２０１４−１１３００２号公報
ところで、近年では再生可能エネルギー発電の比率を引き上げたいとする要望が高まる一方で、電力の供給と需要とのバランスを保つ必要性から、太陽光発電などの自然エネルギー発電による供給量が制限される「出力制御」が実施される場合がある。すなわち、火力発電などの資源エネルギー発電では、電力供給量を増減させるためのエネルギー損失と所要時間が大きいことから、急激な電力需要の変動が生じる場合には、比較的容易に供給量を変動させられる自然エネルギー発電による電力供給を制限する。
しかしながら、再生可能エネルギー発電の出力制御は、発電コストの低減やＣＯ２排出量の削減など、再生可能エネルギー発電本来のメリットを消失させるもので、再生可能エネルギーの普及させるという社会的要請とは逆行するものである。
そこで、本発明は、上記のような問題を解決するものであり、再生可能エネルギー発電の出力抑制を回避して、複数蓄電池を遠隔から群制御し、デマンド抑制、発電所運転予備力としてグリッド内に点在する蓄電設備をシェアすることで、再生可能エネルギーの有効利用を図れる電力供給システム及び電力供給方法を提供することをその目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、第１及び第２の発電所に接続された電力系統を通じて電力を供給するとともに、複数蓄電池を遠隔から群制御する電力供給システムであって、
前記電力系統に接続され、電力の需要単位毎に設置された複数の蓄電装置と、
前記需要単位毎に設けられ、前記各蓄電装置の充電又は前記蓄電装置から各需要単位における負荷への放電の制御を行う複数の制御装置と、
前記第１の発電所から前記第２の発電所に対して送出される、電力供給の調整を指示する制御指示を取得する制御指示取得部と、
前記複数の制御装置に関する情報を、その属性に従い各制御装置を所定のグループに分類して蓄積する管理データベースと、
前記制御指示の内容に応じて、前記管理データベースを参照して、前記所定のグループ単位で前記蓄電池の充電又は放電のスケジュールを作成し、前記スケジュールに従って制御を行うグループ管理部と
を備えることを特徴とする。
また、本発明は、第１及び第２の発電所に接続された電力系統を通じて電力を供給する電力供給方法であって、
電力の需要単位毎に設置された複数の蓄電装置を前記電力系統に接続するとともに、前記需要単位毎に、前記各蓄電装置の充電又は前記蓄電装置から各需要単位における負荷への放電の制御を行う制御装置を設置する工程と、
前記複数の制御装置に関する情報をその属性に従い各制御装置を所定のグループに分類して管理データベースに蓄積する工程と、
前記第１の発電所から前記第２の発電所に対して送出される、電力供給の調整を指示する制御指示を制御指示取得部において取得する工程と、
グループ管理部が、前記制御指示の内容に応じて、前記管理データベースを参照して、前記所定のグループ単位で前記蓄電池の充電又は放電のスケジュールを作成し、前記スケジュールに従って制御を行う工程と
を含むことを特徴とする。
これらの発明によれば、第１の発電所から第２の発電所に対して送出される制御指示の内容に応じて、電力の需要単位毎に設置された複数の蓄電装置を所定のグループ単位で蓄電池の充電又は放電のスケジュールを作成し、スケジュールに従って遠隔的に制御を行うことができる。これにより、点在する複数の蓄電池をあたかも１つ乃至複数の巨大な蓄電池としてみなし使うことができ、急激な電力需要の変動が生じる場合には、その変動分の電力需要を、このグループ単位での蓄電池装置に充放電することで吸収し、第２の発電所（例えば、太陽光発電）に対する出力制御を回避することができる。
上記発明において、前記制御装置は、各需要単位に備えられた各蓄電装置の充電及び放電の状況を実績情報として前記グループ管理部に通知する機能をさらに有し、前記グループ管理部は、前記制御装置からの実績情報を前記管理データベースに蓄積し、集計された実績情報に基づいて前記所定のグループ単位での制御を行うことが好ましい。この場合には、各蓄電装置の充電及び放電の実績情報を反映させてきめ細かいスケジュールを作成して制御を行うことができる。
上記発明において、前記管理データベースでは、前記グループ毎に優先度が付与されており、前記グループ管理部は、実績情報に基づいて前記集計を再実行して前記グループ単位での制御を行う再計算機能を有していることが好ましい。この場合には、各グループの優先度に応じてスケジュールの再計算を行うことで、実情を反映させたよりきめ細かいスケジュールを作成して制御を行うことができる。
上記発明において、前記属性には各蓄電装置の充放電速度の能力に応じたカテゴリーが含まれ、前記グループ管理部は、各蓄電装置の単位時間あたりの充放電量に基づいて、前記制御を行うことが好ましい。この場合には、制御指示の内容に応じた充放電の所要時間に合致したスケジュールの作成を行うことができる。
以上述べたように、これらの発明によれば、再生可能エネルギー発電の出力抑制を回避して、デマンド抑制、発電所運転予備力としてグリッド内に点在する蓄電設備をシェアすることで、再生可能エネルギーの有効利用を図ることができ、再生可能エネルギー発電の出力制御は、発電コストの低減やＣＯ２排出量の削減など、再生可能エネルギー発電本来のメリットを最大限に活用でき、再生可能エネルギーの普及させるという社会的要請に応えることができる。
詳述すると、本発明では、時間帯、居住タイプ、過去の電力使用状況、現在の電力使用状況、天候、充電池の空き状況、充電速度などの条件を考慮した予測およびリアルタイムでの補正により論理的にグループ分けを行い、これにより効率的なリソースの配分を可能とする。また、地域的なグルーピングに留まらず、個別の蓄電池および個別の発電所を自由にかつ複数のグルーピングを行うことができる。さらには、地域に点在する複数の蓄電池をあたかも１つ乃至複数の巨大な蓄電池としてみなすとともに、１つ乃至複数の巨大な蓄電池を複数の点在する小型蓄電池としてみなして群制御を行うこともでき、多様なグルーピングを自在に行うことで、その地域の要請に合致した電力供給を行うことができる。
実施形態に係る電力供給システムの全体構成を示す概念図である。 実施形態に係る電力供給システムの各装置の内部構成を示すブロック図である。 実施形態に係る電力供給システムの構成及び動作を示すブロック図である。 実施形態に係る電力供給システムにおける蓄電池の指示振り分け管理を示す説明図である。 実施形態に係る電力供給システムにおける蓄電池の管理を示す表である。 実施形態に係る電力供給システムにおける蓄電池の管理を示す表である。 実施形態に係る電力供給システムにおける蓄電池の管理を示す表である。
（電力供給システムの全体構成）
以下に添付図面を参照して、本発明に係る電力供給システムの実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る電力供給システムの全体構成を示す概念図であり、図２は、本実施形態に係る電力供給システムを構成する各装置の内部構成を示すブロック図である。また、図３は、本実施形態に係る電力供給システムの構成及び動作を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態に係る電力供給システムは、第１及び第２の発電所に接続された電力系統を通じて各需要単位に電力を供給する電力供給システムであり、本実施形態では、第１の発電所として電力会社２が運用する資源エネルギー利用発電所と、第２の発電所として発電事業者３が運用するメガソーラ等の再生可能エネルギー発電所とが含まれる。また、本実施形態では、需要単位５として、産業用蓄電システムを備えた大規模施設５４及び中規模施設５１と、住宅用蓄電システムを備えた一般住宅５２と、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）５３１を有するＥＶパワーステーション５３等が含まれている。
また、発電事業者３と、各需要単位５を統合的に管理するアグリゲーター４が配置されており、第１の発電所を運用する電力会社２からの出力制御を、アグリゲーター４で取得し、アグリゲーター４の管理システムによって需要単位５に対する蓄電制御と、発電事業者３に対する出力制御を行う。本実施形態では、電力会社２は、火力発電などの資源エネルギー発電により電力を供給しており、翌日の電力消費量を予測して、急激な電力需要の変動が生じる可能性がある場合に、発電事業者３に対して、電力供給を制限する出力制御を配布する。
本実施形態では、従来発電事業者３が直接、電力会社２から受けていた出力制御を、アグリゲーター４で受け取り、出力制御が必要な容量Ｖ１を、本システムの蓄電制御により出力制御に必要な容量Ｖ１の一部である容量Ｖ２分を、システム内の各蓄電装置に負担させ、この容量Ｖ２分を差し引いた残余の容量Ｖ３分を、書き換えられた出力制御として、アグリゲーター４から発電事業者３に配布する。アグリゲーター４は、電力会社２からの出力制御Ｖ１の内容に応じて、翌日の太陽光による発電量を吸収できる分を、システム内の各蓄電池を予め放電させて確保するように制御する。
具体的に電力会社２には、図２に示すように、電力サーバー２１が備えられており、この電力サーバー２１によって電力会社２の発電が管理されている。電力サーバー２１は、通信ネットワーク６３を介してアグリゲーター４と接続されている。
アグリゲーター４は、アグリゲーターシステム用サーバー４１と、蓄電システム用サーバー４２とを備えている。
アグリゲーターシステム用サーバー４１は通信ネットワーク６３を介して電力会社の電力サーバー２１に接続されている。また、アグリゲーターシステム用サーバー４１は通信ネットワーク６１を介して発電事業者３に接続されている。発電事業者３は、太陽光発電パネル３２と、太陽光発電パネル３２を制御・管理する監視端末３１を備えている。一方、アグリゲーター４の蓄電システム用サーバー４２は、通信ネットワーク６２を介して、各需要単位５の各制御装置接続されている。
そして、図２及び図３に示すように、電力会社２の電力系統６０に、発電事業者３の太陽光発電所及び各需要単位５１〜５４が接続され、電力会社２及び発電事業者３から、各需要単位５に対して電力が供給される。また、制御に関するデータは、電力会社２からアグリゲーターシステムを通じて、発電事業者３及び各需要単位５の制御装置に送信されるとともに、発電事業者３や需要単位５からの情報がアグリゲーター４に集積されるようになっている。
（各装置の構成）
次いで、上述した各装置の構成について説明する。なお、説明中で用いられる「モジュール」とは、装置や機器等のハードウェア、或いはその機能を持ったソフトウェア、又はこれらの組み合わせなどによって構成され、所定の動作を達成するための機能単位を示す。
（1）アグリゲーター側の装置構成
上述したようにアグリゲーター４は、アグリゲーターシステム用サーバー４１と、蓄電システム用サーバー４２とを備えている。アグリゲーターシステム用サーバー４１は、図２に示すように、制御指示スケジュールダウンロード部４１１と、スケジュール書換部４１２と、データ取得部４１３と、管理データベース４１４と、充放電指示部４１５と、解析部４１６とを備えている。一方、蓄電システム用サーバー４２は、アグリゲーターシステム用サーバー４１で生成されたスケジュールに従って制御を行うサーバー装置であり、データ取得部４２１と、蓄電池制御部４２２とを備えている。
制御指示スケジュールダウンロード部４１１は、第１の発電所である電力会社２から第２の発電所である発電事業者３に対して送出される制御指示を、発電事業者３に代わって取得する制御指示取得部であり、具体的には、定期的に電力サーバー２１から制御指示スケジュールをダウンロードする。このダウンロードされた制御指示スケジュールは、解析部４１６に受け渡される。
アグリゲーターシステム用サーバー４１側のデータ取得部４１３は、管理対象となっている発電事業者３の発電状況を発電実績情報として取得するモジュールであり、このデータ取得部４１３で取得された実績情報は、管理データベース４１４に蓄積される。一方、蓄電システム用サーバー４２側のデータ取得部４２１は、各需要単位に備えられた各蓄電装置の充電及び放電の状況を実績情報として取得するモジュールであり、このデータ取得部４１３で取得された実績情報は、管理データベース４１４に蓄積される。
管理データベース４１４は、複数の制御装置に関する情報を、その属性に従い各制御装置を所定のグループに分類して蓄積する管理データベースである。管理データベース４１４では、グループ毎に優先度が付与されているとともに、各需要単位の属性には各蓄電装置の充放電速度の能力に応じたカテゴリー等が含まれている。この管理データベース４１４に蓄積されるデータとしては、図３に示すように、発電所用のスケジュール情報ＤＢ４１４ａと、各需要単位用のスケジュール情報ＤＢ４１４ｃと、グループに関するブロックＩＤＤＢ４１４ｄと、サイトマスタＤＢ４１４ｅと、各需要単位に備えられた蓄電池や設備に関する情報である蓄電池マスタＤＢ４１４ｆ及び製品マスタＤＢ４２３ｈとが含まれる。なお、サイトマスタＤＢ４１４ｅ及び蓄電池マスタＤＢ４１４ｆは、マスタ管理画面４１５ａから管理が可能となっている。
本実施形態において、これら管理データベース４１４に蓄積されるデータは、時間帯、居住タイプ、過去の電力使用状況、現在の電力使用状況、天候、充電池の空き状況、充電速度などの条件を考慮した予測およびリアルタイムでの補正により論理的にグループ分け及び優先度が付与されており、これにより効率的なリソースの配分が可能となっている。また、これらのデータは、地域的なグルーピングに留まらず、個別の蓄電池および個別の発電所を自由にかつ複数のグルーピングを行うことができるようになっており、地域に点在する複数の蓄電池をあたかも１つ乃至複数の巨大な蓄電池としてみなすとともに、１つ乃至複数の巨大な蓄電池を複数の点在する小型蓄電池としてみなして群制御を行うこともでき、多様なグルーピングを自在に行えるようになっている。
また、管理データベース４１４には、管理対象となっている発電所や需要単位からアップロードされる実績情報を集積する発電所実績ＤＢ４１４ｂ及び蓄電池実績ＤＢ４１４ｇも含まれる。
解析部４１６は、制御指示の内容に応じて、管理データベース４１４を参照して、蓄電先を選定するために、所定のグループ単位で蓄電装置の充電又は放電のスケジュールを作成し、スケジュールに従って制御を行うモジュールである。具体的に解析部４１６は、管理データベース４１４に蓄積された実績情報を集計し、集計された実績情報に基づいて解析を行う。この解析は、所定のアプリケーションロジック４１６ａに従って実行され、その解析結果に基づいて、スケジュール書換部４１２にスケジュールの書換が実行される。スケジュール書換部４１２は、解析部４１６による解析結果に基づいてスケジュールの書き換えを行うモジュールであり、書き換えられたスケジュールを充放電指示部４１５に受け渡す。本実施形態では、解析部４１６は、各蓄電装置の単位時間あたりの充放電量に基づいて制御を行う。
詳述すると、この解析部４１６は、管理データベース４１４に蓄積されている太陽光発電設備情報と蓄電池設備情報を取得し、これらの情報に含まれる設定項目を参照して、各施設に対して指示を送出して制御を実行する。太陽光発電設備情報としては、優先順位、付加サービスの有無、保証容量及びエリアコードが含まれ、蓄電設備情報には、アグリゲーター制御対象、エリアコード、グループＩＤとが含まれる。
そして、これらの太陽光発電設備情報と蓄電池設備情報とを用いて、先ず、対象エリアの保証容量の合計と蓄電池の状況を確認する。この確認の結果、付加サービス設定や優先順位順に蓄電池のグループ順に全体容量から保証容量分の割当を行う。そして、残分を優先順位順に全体へ配分する。図４に示した例では、同一抑制対象内において、グループをみて指示をする優先度を決定し、保証分を優先度の高い蓄電池を選択し、ベース分については、蓄電池１〜３というように、順次割り振られる。なお、同図中、太陽発電設備３はについては、蓄電容量が残っていないため、指示ができない状態となっており、また、太陽光発電設備４については、同一エリアコードの蓄電池がないため、指示ができない状態となっている。このような解析による蓄電池の振り分けの例を図５〜図７に示す。
また、本実施形態において解析部４１６は、実績情報に基づいて集計を再実行してグループ単位での制御を行う再計算機能を有しており、この再計算に基づいてスケジュール書換部４１２にスケジュールを書き換えさせる。
充放電指示部４１５は、スケジュール書換部４１２によって生成されたスケジュールに基づいて各蓄電システム用サーバー４２の蓄電池制御部４２２を通じて各蓄電池の制御を行う。蓄電池制御部４２２は、充放電指示部４１５に従って、通信ネットワーク６２を通じて、各需要単位の制御部に対して制御指示を送出するモジュールである。
（3）太陽光発電所側の装置構成
第２の発電所である発電事業者３の太陽光発電所は、本実施形態では太陽光発電所であり、図３に示した例では、監視端末３１と、太陽光パネル（ＰＶ：Photovoltaic）３２と、パワーコンディショナー（ＰＣＳ：Power Conditioning System）３３とキュービクル３４とを備えている。
監視端末３１は、アグリゲーターシステム用サーバー４１から制御指示ｄ１１を取得してその制御指示スケジュールに従って、発電のオン・オフや発電量を制御するとともに、その発電の実績を実績情報ｄ１２としてアグリゲーターシステム用サーバー４１に送信する制御装置である。
太陽光発電パネル３２は、太陽光を太陽電池を用いて直接的に電力に変換する発電装置であり、監視端末３１による制御によって、発電のオン・オフや発電量を調節できるようになっている。パワーコンディショナー３３は、太陽光発電パネル３２で発電された電気を家庭などの環境で使用できるように変換する変電装置であり、太陽光発電パネル３２から流れる直流電流を交流電流に変換する。キュービクル３４は、パワーコンディショナー３３から受電した電気を所定の電圧に変圧し、電力系統６０を通じて各需要単位に供給する変電設備である。
（2）需要単位側の装置構成
一般住宅５２は、太陽光発電設備を備えた一般家庭規模の需要施設であり、図３に示した例では、制御装置５２１と、ＨＵＢ５２ａと、エネルギー計測表示ユニット（ＥＩＧ）５２ｂと、電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）５２ｃと、太陽光パネル（ＰＶ：Photovoltaic）５２ｃと、パワーコンディショナー（ＰＣＳ：Power Conditioning System）５２ｄ，５２ｅと、分電盤５２２と、蓄電池５２３とを備えている。
制御装置５２１は、各家庭内の発電、蓄電及び電力消費負荷を管理・制御するモジュールであり、需要単位（ここでは各家庭）毎に設けられ、蓄電池５２３の充電又は蓄電装置から各負荷に対する放電の制御を行う。この制御装置は、通信ネットワーク６２を通じて蓄電システム用サーバー４２に接続されており、通信ネットワーク６２を通じて蓄電システム用サーバー４２との間でデータを送受信し、例えば蓄電システム用サーバー４２から指示制御を受信したり、各家庭での実績情報を送信する。制御装置５２１は、制御信号をＨＵＢ５２ａを通じてＥＩＧ５２ｂやＰＬＣ５２ｃに送信するとともに、これらＥＩＧ５２ｂやＰＬＣ５２ｃからの情報を収集する。
蓄電池５２３は、電気を蓄えたり使ったりできる蓄電装置のことであり、充放電を繰り返し行うことができる。ここでは、パワーコンディショナー５２ｅを介して分電盤５２２及び制御装置５２１に接続され、制御装置５２１の制御に従って、分電盤５２２に対する入出力が切替られ、充放電が制御される。パワーコンディショナー５２ｄは、太陽光発電パネル５２ｃで発電された電気を一般家庭の環境で使用できるように変換する変電装置であり、パワーコンディショナー５２ｅは、蓄電池５２３で充放電される電気を一般家庭の環境で使用できるように変換する変電装置であり、ＥＩＧ５２ｂやＰＬＣ５２ｃからの制御信号に基づいて制御されるとともに、これらＥＩＧ５２ｂやＰＬＣ５２ｃに対して電力の変換実績に関する情報を出力する。分電盤５２２は、配線用遮断器や漏電遮断器などの各種ブレーカー、電力量計（電力メーター）、リモコンリレーやタイマーなどの制御装置を収容した装置であり、ＰＣＳ５２ｄ，５２ｅ、電力系統６０などから供給される幹線を、分岐ブレーカーで細かく分け、宅内の負荷に分配する。
エネルギー計測表示ユニット（ＥＩＧ：Energy Intelligent Gateway）５２ｂは、施設全体の発電と消費状況を計測し管理する装置である。電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）５２ｃは、電力線を使って通信する設備であり、パワーコンディショナー５２ｅや制御装置５２１との間で、既設の電力線を通じてデータの送受信を行い、電力の使用量や発電量を制御装置５２１を通じて、蓄電システム用サーバー４２に通知する。太陽光パネル（ＰＶ：Photovoltaic）５２ｃは、家庭用の太陽光発電設備であり、制御装置５２１による制御に基づいて、発電された電力は分電盤５２２を通じて電力消費負荷５２４に供給される。
ＥＶパワーステーション５３は、電気自動車（ＥＶ）を充電するＥＶパワーステーションを有する施設であり、図３に示した例では、制御装置５３１と、室内リモコン５３ｂと、無線ルーター５３ａと、送受信ユニット５３ｃと、中継ボックス５３ｄと、給電装置（Ｖ２Ｈ：Vehicle to Home）５３ｅと、分電盤５３２と、蓄電池としての電気自動車（ＥＶ）５３３とを備えている。
制御装置５３１は、各家庭内の発電、電気自動車の蓄電及び電力消費負荷を管理・制御するモジュールであり、需要単位（ここでは各家庭）毎に設けられ、蓄電装置である電気自動車５３３の充電又は蓄電装置から各負荷に対する放電の制御を行う。この制御装置５３１は、通信ネットワーク６２を通じて蓄電システム用サーバー４２に接続されており、通信ネットワーク６２を通じて蓄電システム用サーバー４２との間でデータを送受信し、例えば蓄電システム用サーバー４２から指示制御を受信したり、電気自動車５３３の使用状況や蓄電状況、各家庭での実績情報を送信する。制御装置５３１は、制御信号を無線ルーター５３ａ及び送受信ユニット５３ｃを通じて中継ボックス５３ｄに送信するとともに、中継ボックス５３ｄからの情報を収集する。送受信ユニット５３ｃは、中継ボックス５３ｄと、室内リモコン５３ｂ及び制御装置５３１とを相互に接続するデータ中継器であり、制御装置５３１による制御や、室内リモコン５３ｂによる遠隔操作を中継ボックス５３ｄに送信する。
給電装置５３ｅは、電力系統６０からの電力を電気自動車５３３に供給するとともに、電気自動車５３３から宅内の電力消費負荷５３４への電力供給を行う装置である。電気自動車５３３は、電力で走行する自動車であり、蓄電池を搭載しており、この蓄電池に電気を蓄えたり、蓄電された電力を宅内で使ったりできる。ここでは、給電装置５３ｅを介して分電盤５２２及び制御装置５２１に接続され、制御装置５２１の制御に従って、分電盤５２２に対する入出力が切替られ、車載された蓄電池の充放電が制御される。分電盤５３２は、配線用遮断器や漏電遮断器などの各種ブレーカー、電力量計（電力メーター）、リモコンリレーやタイマーなどの制御装置を収容した装置であり、給電装置５３ｅ及び電力系統６０などから供給される幹線を、分岐ブレーカーで細かく分け、宅内の負荷に分配する。
中規模施設５１は、中規模の需要施設であり、図３に示した例では、制御装置５１１と、蓄電池５１３と、分電盤５１２とを備えている。
制御装置５１１は、施設内の発電、蓄電及び電力消費負荷を管理・制御するモジュールであり、蓄電池５１３の充電又は蓄電装置から各負荷に対する放電の制御を行う。この制御装置５１１は、通信ネットワーク６２を通じて蓄電システム用サーバー４２に接続されており、通信ネットワーク６２を通じて蓄電システム用サーバー４２との間でデータを送受信し、例えば蓄電システム用サーバー４２から指示制御を受信したり、施設内での実績情報を送信する。制御装置５１１は、制御信号を蓄電池５１３に送信するとともに、蓄電池５１３からの情報を収集する。
蓄電池５１３は、電気を蓄えたり使ったりできる中規模の蓄電装置であり、ここでは、パワーコンディショナー（ＰＣＳ）を内蔵しており、蓄電された電気を一般家庭の環境で使用できるように変換して分電盤５１２に出力できるようになっている。分電盤５１２は、配線用遮断器や漏電遮断器などの各種ブレーカー、電力量計（電力メーター）、リモコンリレーやタイマーなどの制御装置を収容した装置であり、蓄電池５１３及び電力系統６０などから供給される幹線を、分岐ブレーカーで細かく分け、施設内の負荷に分配する。
大規模施設５４は、大規模の需要施設であり、図３に示した例では、制御装置５４１と、ＨＵＢ５４ａと、エネルギーマネジメントシステム（ＥＭＳ）５４ｂと、蓄電制御システム（ＦＢＣＳ：Front Battery Control System）５４ｃと、パワーコンディショナー（ＰＣＳ：Power Conditioning System）５４ｄと、分電盤５４２と、複数の蓄電池５４３とを備えている。
制御装置５４１は、施設内の発電、蓄電及び電力消費負荷を管理・制御するモジュールであり、複数の蓄電池５４３の充電又は蓄電装置から各負荷に対する放電の制御を行う。この制御装置５４１は、通信ネットワーク６２を通じて蓄電システム用サーバー４２に接続されており、通信ネットワーク６２を通じて蓄電システム用サーバー４２との間でデータを送受信し、例えば蓄電システム用サーバー４２から指示制御を受信したり、施設内での実績情報を送信する。制御装置５４１は、制御信号をＨＵＢ５４ａを通じてＥＭＳ５４ｂやＦＢＣＳ５４ｃに送信するとともに、これらＥＭＳ５４ｂやＦＢＣＳ５４ｃからの情報を収集する。ＥＭＳ５４ｂは、当該施設内におけるエネルギー管理システムであり、ＦＢＣＳ５４ｃは、蓄電池群とＰＣＳとを統括的に管理・制御する設備である。
蓄電池５４３は、電気を蓄えたり使ったりできる複数の蓄電装置であり、ＥＭＳ５４ｂ及びＦＢＣＳ５４Ｃによって統括的に制御され、充放電を繰り返し行うことができる。ここでは、パワーコンディショナー５４ｄを介して分電盤５４２及び制御装置５４１に接続され、制御装置５４１の制御に従って、分電盤５４２に対する入出力が切替られ、充放電が制御される。パワーコンディショナー５４ｄは、蓄電池５４３に蓄電された電気を当該施設の環境で使用できるように変換する変電装置である。分電盤５４２は、配線用遮断器や漏電遮断器などの各種ブレーカー、電力量計（電力メーター）、リモコンリレーやタイマーなどの制御装置を収容した装置であり、ＰＣＳ５４ｄ、電力系統６０などから供給される幹線を、分岐ブレーカーで細かく分け、宅内の負荷に分配する。
（電力供給システムの動作）
以上説明した電力供給システムを動作させることによって、本発明の電力供給方法を実施することができる。
先ず、第１の発電所である電力会社２から発電事業者３に対して送出される制御指示を制御指示スケジュールダウンロード部４１１によって取得する（Ｓ０１）。この制御指示スケジュールダウンロード部４１１による制御指示の取得は、アグリゲーションロジックに基づいて実行される。
この電力会社２からの制御指示は、リアルタイムに解析部４１６のアグリゲーションロジック４１６ａで解析され（Ｓ０２）、発電事業者３及び各需要単位５に対するスケジュールが生成される。生成された発電所用のスケジュールはスケジュール情報４１４ａに蓄積され、需要単位用のスケジュールはスケジュール情報ＤＢ４１４ｃに蓄積される。
ステップＳ０３では、ＤＢ４１４ａに蓄積された発電所用スケジュールは、スケジュール書換部４１２によって、各発電所のフォーマットに合わせた制御指示ｄ１１に周期的（例えば６秒間隔）に変換され（Ｓ０３１）、各発電所の監視端末３１に送信される（Ｓ０４）。この制御指示の送信は、例えば１分間隔といったように周期的に実行される。制御指示ｄ１１を受けた発電事業者３では、制御指示に従ってリアルタイムに発電設備を制御し（Ｓ０５）、発電された電力を電力系統６０に供給する（Ｓ０６）。
詳述すると、発電事業者３では、監視端末３１が、アグリゲーターシステム用サーバー４１から制御指示ｄ１１を取得してその制御指示スケジュールに従って、発電のオン・オフや発電量を制御する。この監視端末３１による制御に従って、太陽光発電パネル３２は、発電のオン・オフや発電量を調節し、パワーコンディショナー３３によって太陽光発電パネル３２から流れる直流電流を交流電流に変換し、キュービクル３４によって電気を所定の電圧に変圧した後、電力系統６０を通じて各需要単位に供給する。この電力供給の実績は、監視端末３１によって実績情報ｄ１２としてアグリゲーターシステム用サーバー４１に送信される、発電所実績ＤＢ４１４ｂに取り込まれる（Ｓ０３２）。
一方、ステップＳ０３において、ＤＢ４１４ｃに蓄積された需要単位用スケジュールは、蓄電システム用サーバー４２に取得された後、スケジュール書換部４１２によって各需要単位のフォーマット（ここではＣＳＶファイル形式）に合わせた制御指示ｄ２１に変換される（Ｓ０３３）。このとき、解析部４１６により、制御指示の内容に応じて、管理データベース４１４内の各データを参照して、所定のグループ単位で、電力使用量の制限をかけたり、蓄電池の充電又は放電を制御したりするスケジュールが作成され、各グループ単位での制御指示に変換される。作成された各制御指示は各需要単位の制御装置に送信され（Ｓ０４）、制御指示ｄ２１を受けた各需要単位５では、制御指示に従って、電力使用量の上限を設定したり、各蓄電池の充電又は放電を制御する（Ｓ０５及びＳ０６）。
なお、このステップＳ０３では、各データベース４１４ａ〜ｇ、及びデータベース４２３ｃ〜ｈに蓄積されるデータを参照する。これらの各データベース内のスケジュール等のデータは、時間帯、居住タイプ、過去の電力使用状況、現在の電力使用状況、天候、充電池の空き状況、充電速度などの条件を考慮した予測およびリアルタイムでの補正により論理的にグループ分け及び優先度が付与されており、これにより効率的なリソースの配分が可能となっている。また、これらのデータは、地域的なグルーピングに留まらず、個別の蓄電池および個別の発電所を自由にかつ複数のグルーピングを行うことができ、地域に点在する複数の蓄電池をあたかも１つ乃至複数の巨大な蓄電池としてみなすとともに、１つ乃至複数の巨大な蓄電池を複数の点在する小型蓄電池としてみなして群制御を行うなど、多様なグルーピングが行われる。
このステップＳ０５及びＳ０６について詳述すると、一般住宅５２では、制御装置５２１が、通信ネットワーク６２を通じて蓄電システム用サーバー４２から指示制御を受信し、制御信号をＨＵＢ５２ａを通じてＥＩＧ５２ｂやＰＬＣ５２ｃに送信し、家庭内の発電、蓄電及び電力消費負荷を管理・制御する。蓄電池５２３は、制御装置５２１の制御に従って、分電盤５２２に対する入出力が切替られ、充放電が制御される。分電盤５２２は、ＰＣＳ５２ｄ，５２ｅ、電力系統６０などから供給される幹線を、分岐ブレーカーで細かく分け、宅内の負荷に分配する。また、一般住宅５２内の太陽光パネル（ＰＶ：Photovoltaic）５２ｃでは、制御装置５２１による制御に基づいて、発電された電力は分電盤５２２を通じて電力消費負荷５２４に供給される。
このとき、一般住宅５２では、エネルギー計測表示ユニット（ＥＩＧ：Energy Intelligent Gateway）５２ｂによって、施設全体の発電と消費状況が計測され管理され、電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）５２ｃによって、電力線を通じて、パワーコンディショナー５２ｅや制御装置５２１との間で、データの送受信を行い、電力の使用量や発電量が制御装置５２１を通じて、実績情報ｄ２２として蓄電システム用サーバー４２に通知される。この蓄電システム用サーバー４２に通知された実績情報ｄ２２は、サイトマスタＤＢ４２３ｅ、蓄電池マスタＤＢ４２３ｆ及び製品マスタＤＢ４２３ｈと対応付けられるとともに、所定のデータ形式に変換され（Ｓ０３４）、蓄電池実績ＤＢ４２３ｇに蓄積される。なお、蓄電システム用サーバー４２側のデータベースは、アグリゲーターシステム用サーバー４１側のデータベースと同期されており、蓄電システム用サーバー４２側の各データベースに蓄積されたデータは、アグリゲーターシステム用サーバー４１側で対応する各データベースに反映される。
ＥＶパワーステーション５３では、制御装置５３１が、通信ネットワーク６２を通じて蓄電システム用サーバー４２から蓄電システム用サーバー４２から指示制御を受信し、送受信ユニット５３ｃ及び中継ボックス５３ｄを通じて給電装置５３ｅ及び分電盤５３２が制御され、給電装置５３ｅによる充放電及び分電盤５２２に対する入出力が切替られ、車載された蓄電池の充放電が制御される。分電盤５３２は、給電装置５３ｅ及び電力系統６０などから供給される幹線を、分岐ブレーカーで細かく分け、宅内の負荷に分配する。このとき、制御装置５３１からの制御内容を室内リモコン５３ｂにメッセージ等で表示し、ユーザー自身よる遠隔操作を促すようにしてもよい。このとき、ＥＶパワーステーション５３では、制御装置５３１によって、送受信ユニット５３ｃを通じて中継ボックス５３ｄからの情報を収集し、電気自動車５３３の使用状況や蓄電状況、家庭での実績情報としてアグリゲーターシステム用サーバー４１に送信する。
中規模施設５１では、制御装置５１１が、通信ネットワーク６２を通じて蓄電システム用サーバー４２から指示制御を受信し、制御信号を直接蓄電池５１３及び分電盤５１２に送信し、蓄電池５１３による充放電を制御するとともに、分電盤５１２を切り替えることにより、蓄電池５１３及び電力系統６０などから供給される幹線を、分岐ブレーカーで細かく分け、施設内の負荷に分配する。これと併せて、中規模施設５１では、制御装置５１１によって、送受信ユニット５３ｃを通じて中継ボックス５３ｄからの情報を収集し、電気自動車５３３の使用状況や蓄電状況、家庭での実績情報としてアグリゲーターシステム用サーバー４１に送信する。
需要単位５４では、制御装置５４１が、通信ネットワーク６２を通じて蓄電システム用サーバー４２から指示制御を受信し、制御信号をＨＵＢ５４ａを通じてＥＭＳ５４ｂやＦＢＣＳ５４ｃに送信する。この制御装置５４１からの制御を受けて、ＥＭＳ５４ｂは当該施設内におけるエネルギー管理を行い、ＦＢＣＳ５４ｃは蓄電池群とＰＣＳとを統括的に管理・制御する。蓄電池５４３は、ＥＭＳ５４ｂ及びＦＢＣＳ５４Ｃによる制御に従って、分電盤５４２に対する入出力が切替られ、充放電が制御され、分電盤５４２では、ＰＣＳ５４ｄ、電力系統６０などから供給される幹線を分岐ブレーカーで細かく分け施設内の負荷に分配する。これと併せて、需要単位５４では、制御装置５４１によって、ＥＭＳ５４ｂやＦＢＣＳ５４ｃからの情報を収集し、施設での実績情報としてアグリゲーターシステム用サーバー４１に送信する。
（作用・効果）
以上説明した実施形態によれば、電力会社２から発電事業者３に対して送出される制御指示の内容に応じて、アグリゲーター４で、電力の需要単位毎に設置された複数の蓄電装置を所定のグループ単位で蓄電池の充電又は放電のスケジュールを作成し、スケジュールに従って遠隔的に制御を行うことができる。これにより、点在する複数の蓄電池をあたかも１つ乃至複数の巨大な蓄電池としてみなし使うことができ、急激な電力需要の変動が生じる場合には、その変動分の電力需要を、このグループ単位での蓄電池装置に充放電することで吸収し、発電事業者３に対する出力制御を回避することができる。
本実施形態では、時間帯、居住タイプ、過去の電力使用状況、現在の電力使用状況、天候、充電池の空き状況、充電速度などの条件を考慮した予測およびリアルタイムでの補正により論理的にグループ分けを行い、これにより効率的なリソースの配分を可能とする。また、地域的なグルーピングに留まらず、個別の蓄電池および個別の発電所を自由にかつ複数のグルーピングを行うことができる。さらには、地域に点在する複数の蓄電池をあたかも１つ乃至複数の巨大な蓄電池としてみなすとともに、１つ乃至複数の巨大な蓄電池を複数の点在する小型蓄電池としてみなして群制御を行うこともでき、多様なグルーピングを自在に行うことで、その地域の要請に合致した電力供給を行うことができる。
この結果、本実施形態によれば、再生可能エネルギー発電の出力抑制を回避して、デマンド抑制、発電所運転予備力としてグリッド内に点在する蓄電設備をシェアすることで、再生可能エネルギーの有効利用を図ることができ、再生可能エネルギー発電の出力制御は、発電コストの低減やＣＯ２排出量の削減など、再生可能エネルギー発電本来のメリットを最大限に活用でき、再生可能エネルギーの普及させるという社会的要請に応えることができる。
ｄ１１，ｄ２１…制御指示
ｄ１２，ｄ２２…実績情報
２…電力会社
３…発電事業者
４…アグリゲーター
５…需要単位
２１…電力サーバー
３１…監視端末
３２…太陽光発電パネル
３３…パワーコンディショナー
３４…キュービクル
４１…アグリゲーターシステム用サーバー
４２…蓄電システム用サーバー
５１〜５４…需要単位
５２…一般住宅
５３…ＥＶパワーステーション
５４…大規模施設
６０…電力系統
６１〜６３…通信ネットワーク
４１１…制御指示スケジュールダウンロード部
４１２…スケジュール書換部
４１３…データ取得部
４１４…管理データベース
４１５…充放電指示部
４１６…解析部
４２１…データ取得部
４２２…蓄電池制御部

Claims (5)

  1. 第１及び第２の発電所に接続された電力系統を通じて電力を供給するとともに、複数蓄電池を遠隔から群制御する電力供給システムであって、
    前記電力系統に接続され、電力の需要単位毎に設置された複数の蓄電装置と、
    前記需要単位毎に設けられ、前記各蓄電装置の充電又は前記蓄電装置から各需要単位における負荷への放電の制御を行う複数の制御装置と、
    前記第１の発電所から前記第２の発電所に対して送出される、電力供給の調整を指示する制御指示を取得する制御指示取得部と、
    前記複数の制御装置に関する情報を、その属性に従い各制御装置を所定のグループに分類して蓄積する管理データベースと、
    前記制御指示の内容に応じて、前記管理データベースを参照して、前記所定のグループ単位で前記蓄電池の充電又は放電のスケジュールを作成し、前記スケジュールに従って制御を行うグループ管理部と
    を備えることを特徴とする電力供給システム。
  2. 前記制御装置は、各需要単位に備えられた各蓄電装置の充電及び放電の状況を実績情報として前記グループ管理部に通知する機能をさらに有し、
    前記グループ管理部は、前記制御装置からの実績情報を前記管理データベースに蓄積し、集計された実績情報に基づいて前記所定のグループ単位での制御を行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
  3. 前記管理データベースでは、前記グループ毎に優先度が付与されており、
    前記グループ管理部は、実績情報に基づいて前記集計を再実行して前記グループ単位での制御を行う再計算機能を有している
    ことを特徴とする請求項２に記載の電力供給システム。
  4. 前記属性には各蓄電装置の充放電速度の能力に応じたカテゴリーが含まれ、
    前記グループ管理部は、各蓄電装置の単位時間あたりの充放電量に基づいて、前記制御を行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
  5. 第１及び第２の発電所に接続された電力系統を通じて電力を供給するとともに、複数蓄電池を遠隔から群制御する電力供給方法であって、
    電力の需要単位毎に設置された複数の蓄電装置を前記電力系統に接続するとともに、前記需要単位毎に、前記各蓄電装置の充電又は前記蓄電装置から各需要単位における負荷への放電の制御を行う制御装置を設置する工程と、
    前記複数の制御装置に関する情報をその属性に従い各制御装置を所定のグループに分類して管理データベースに蓄積する工程と、
    前記第１の発電所から前記第２の発電所に対して送出される、電力供給の調整を指示する制御指示を制御指示取得部において取得する工程と、
    グループ管理部が、前記制御指示の内容に応じて、前記管理データベースを参照して、前記所定のグループ単位で前記蓄電池の充電又は放電のスケジュールを作成し、前記スケジュールに従って制御を行う工程と
    を含むことを特徴とする電力供給方法。
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