JP2018161023A - 電力管理システム、電力管理装置及び電力管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な用途で設置された蓄電装置が有効活用できる電力管理を行う。【解決手段】蓄電部を備えた電力提供設備４００と、蓄電部に蓄電された電力を利用する利用者設備１００と、利用者設備からの蓄電電力の利用希望情報に基づいて、電力提供設備の蓄電部に蓄電された電力の提供を制御する統括制御装置２０とを備える。電力提供設備４００は、蓄電部の提供可能な容量及び時間帯を、統括制御装置２０に対して指示する提供者側制御装置４１０を備える。利用者設備は、蓄電部の蓄電電力を利用する際の希望利用量及び希望時間帯を統括制御装置に対して指示する利用者側制御装置１１０を備える。統括制御装置２０は、利用者側制御装置から指示された希望利用量及び希望時間帯と、提供者側制御装置から指示された提供可能な容量及び時間帯とを満たすように、蓄電部の利用を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、電力管理システム、電力管理装置及び電力管理方法に関する。

近年、蓄電機能を有する装置の普及に伴って、電力の効率の良い利用形態が提案されている。すなわち、蓄電装置として、リチウムイオン電池、鉛電池、ＮＡＳ電池、レドックスフロー電池等の電池や、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタなどのキャパシタ、揚水発電などが送電系統に接続されて、それぞれの蓄電装置が、設置目的に応じて運用されている。
例えば、太陽光発電のピークカット対策、電源負荷の変動時の周波数安定化対策、停電時のバックアップ電源などの使用目的に応じて、それぞれの用途に適した容量や種類の電池またはキャパシタが設置されている。

また、比較的大容量の蓄電装置を使って、夜間などに単価が安い電力を蓄積し、その蓄積した電力を日中などの単価が高い時間帯に需要家に売電する電力取引を行う市場が形成されつつある。
特許文献１には、需要家の端末から取引希望電力量を受信すると、貯蔵電力量データベースに照合して、取引希望電力量を充たす蓄電装置を特定し、需要家の端末に電力取得先候補情報を送信する電力取引制御システムが開示されている。

特開２００７−９４７３２号公報

特許文献１に記載されるように、従来から蓄電装置を使った電力取引の制御を行うことそのものは既に知られているが、従来から提案されている電力取引システムは、その電力取引を目的として設置された蓄電装置を使用するものである。すなわち、従来の電力取引システムは、電力取引を行う事業者が、比較的大容量な蓄電装置を設置し、その大容量の蓄電装置を電力系統に接続して、運用を行うものである。

一方、先に説明したように、蓄電装置の普及に伴って、電力取引以外を主目的として設置された蓄電装置も多数存在するが、それらの蓄電装置は、本来の目的での使用が優先されるため、電力取引用として使用することは従来困難であった。例えば、太陽光発電のピークカット対策で使用される蓄電装置は、電力系統への発電電力の売電が制限される状況が発生すると、発電電力を一時的に蓄電する。そして、発電電力の売電の制限が解除されたとき、蓄電した電力の放電を行って、有効活用を図るものである。しかしながら、太陽光発電設備が発電を行うのは日中に限られているため、蓄電装置が使用される時間帯は限られており、有効活用されているとは言えない状況であった。

本発明は、様々な用途で設置された蓄電装置が有効活用できる電力管理システム、電力管理装置及び電力管理方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならは、蓄電部を備えた電力提供設備と、蓄電部に蓄電された電力を利用する利用者設備と、利用者設備からの蓄電電力の利用希望情報に基づいて、電力提供設備の蓄電部に蓄電された電力の提供を制御する統括制御装置とを備えた電力管理システムとする。
ここで、電力提供設備は、蓄電部の提供可能な容量及び時間帯を、統括制御装置に対して指示する提供者側制御装置を備える。
また、利用者設備は、蓄電部の蓄電電力を利用する際の希望利用量及び希望時間帯を統括制御装置に対して指示する利用者側制御装置を備える。
さらに、統括制御装置は、利用者側制御装置から指示された希望利用量及び希望時間帯と、提供者側制御装置から指示された提供可能な容量及び時間帯とを満たすように、蓄電部の利用を制御するようにした。

本発明によれば、蓄電部を使用しない時間帯や、充電可能電力量、放電可能電力量、入力性能または出力性能のいずれかに余剰が有る場合に、その使用しない時間帯や余剰分を有効活用させることが可能になる。その結果、電力系統全体が必要な蓄電部の総量を低減できるようになる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施の形態例によるシステム全体の構成例を示すシステム構成図である。 本発明の第１の実施の形態例による各設備が備える制御装置の例を示す構成図である。 本発明の第１の実施の形態例による各制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態例による統括制御装置による制御処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態例による制御状態の例を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態例による提供者側制御装置での入力画面の例を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態例による制御例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態例による各設備が備える制御装置の例を示す構成図である。 本発明の第２の実施の形態例による制御例を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態例による各設備が備える制御装置の例を示す構成図である。 本発明の第３の実施の形態例による制御例を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態例による提供者側制御装置での入力画面の例を示す説明図である。

＜１．第１の実施の形態例＞
以下、本発明の第１の実施の形態例を、図１〜図７を参照して参照して説明する。

［１−１．システム全体の構成］
図１は、本発明の第１の実施の形態例の電力管理システムを備えた電力系統１０に接続される各部の構成例を示す。
図１に示す例では、複数の利用者側設備１００，２００，３００と、複数の電力提供設備４００，５００とが用意され、それぞれの設備１００〜５００が、電力系統１０に接続される。電力系統１０は、交流電源または直流電源を各設備１００〜５００に供給すると共に、電力提供設備４００，５００から得た交流電源または直流電源を他の設備（例えば利用者側設備１００，２００，３００）に供給する。電力系統１０は、いわゆる電力会社（電力供給事業者）が運営する送配電網による系統を利用する場合と、本実施の形態の電力管理システムを運営する事業者が用意した専用の系統とする場合とのいずれでもよい。

ここでは、利用者側設備１００，２００，３００は、それぞれ個別の建物（Ａビル，Ｂビル，Ｃビル）であり、電力を消費する負荷装置１０２，２０２，３０２を備える。負荷装置１０２，２０２，３０２としては、各建物が備える空調設備や照明設備など、電力を消費する様々な機器が含まれる。各負荷装置１０２，２０２，３０２は、電源装置１０１，２０１，３０１を介して電力系統１０から電力の供給を受ける。なお、図１の例では、利用者側設備１００，２００は、蓄電部１０３，２０３を備え、それぞれの蓄電部１０３，２０３が電源装置１０１，２０１に接続されている。蓄電部１０３，２０３は、例えば電力単価が安い時間帯に充電し、電力単価が高い時間帯に放電して、それぞれの利用者側設備１００，２００での利用電力料金を下げることを目的として設置されている。なお、利用者側設備３００は、ここでは蓄電部を具備しない例として示されている。

それぞれの利用者側設備１００，２００，３００は、利用者側制御装置１１０，２１０，３１０により電力系統１０からの電力の供給が制御される。また、蓄電部１０３，２０３での充電や放電についても、それぞれの利用者側設備１００，２００の利用者側制御装置１１０，２１０により制御される。利用者側制御装置１１０，２１０，３１０は、電力管理システム全体を制御する統括制御装置２０と通信を行う。

電力提供設備４００，５００は、それぞれ電力を蓄電する蓄電部４０３，５０２を備える。また、電力提供設備４００は、太陽光発電装置４０２を備える。
電力提供設備４００の太陽光発電装置４０２及び蓄電部４０３は、電源装置４０１に接続され、太陽光発電装置４０２が発電した電力あるいは蓄電部４０３に充電された電力が電力系統１０に供給される。また太陽光発電装置４０２が発電した電力は、必要により蓄電部４０３に充電される。なお、電力提供設備４００が備える蓄電部４０３には、太陽光発電装置４０２での発電電力の電力系統１０への電力供給電力量が、電力系統１０の能力を超えたときに蓄電される。このため、電力提供設備４００では、太陽光発電装置４０２の発電電力が効率的に使用されることになる。

電力提供設備５００は、蓄電部５０２が電源装置５０１に接続されており、この蓄電部５０２に、電力系統１０から供給される電力の充電が行われ、また蓄電部５０２に蓄電された電力の電力系統１０への放電が行われる。電力提供設備５００が備える蓄電部５０２は、例えば電力系統１０内の電力消費のピーク時の対応や、電力系統１０の電源周波数の安定化など、様々な目的で設置されたものである。
電源装置４０１，５０１による電力の電力系統１０への送電や蓄電部４０３，５０２による充電と放電は、提供者側制御装置４１０，５１０により制御される。提供者側制御装置４１０，５１０は、電力管理システム全体を制御する統括制御装置２０と通信を行う。

統括制御装置２０は、本実施の形態例の電力管理システムを運用する事業者側（電力提供会社など）に設置される装置であり、各設備１００〜５００側の利用者側制御装置１１０，２１０，３１０及び提供者側制御装置４１０，５１０と通信を行って、各蓄電部１０３，２０３，４０３，５０２の利用状況などを確認する。そして、必要に応じて、各蓄電部１０３，２０３，４０３，５０２に対して、充電または放電の指示を行う。すなわち、各蓄電部１０３，２０３，４０３，５０２は、各設備内の制御装置１１０，２１０，４１０，５１０による制御下で充電と放電が行われるが、統括制御装置２０からの指令によっても充電または放電の制御が行われる。

各蓄電部１０３，２０３，４０３，５０２には、充電及び放電が可能な様々な蓄電装置が適用可能である。例えば、リチウムイオン電池、鉛電池、ＮＡＳ電池、レドックスフロー電池等の電池や、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタなどのキャパシタ、或いは揚水発電による蓄電装置等を適用することができる。

また、図１の構成では、３つの利用者側設備１００，２００，３００と、２つの電力提供設備４００，５００を電力系統１０で接続した例としたが、利用者側設備の数や電力提供設備の数は、実際のシステム構成によって変更が可能である。例えば、１つの利用者側設備１００と１つの電力提供設備４００のみを電力系統１０で接続する構成としてもよい。あるいは、不図示の利用者側設備や電力提供設備を電力系統１０に接続した、より大規模なシステムとしてもよい。

［１−２．制御装置の構成］
図２は、統括制御装置２０と利用者側制御装置１１０と提供者側制御装置４１０の機能ブロックを示す。図２では、利用者側制御装置２１０，３１０及び提供者側制御装置５１０の構成については図示を省略するが、それぞれ利用者側制御装置１１０または提供者側制御装置４１０と同様の構成である。

統括制御装置２０は、提供／利用量決定部２１と記憶部２２とを備える。提供／利用量決定部２１は、各利用者側制御装置１１０，２１０，３１０からの電力の希望利用量と、各提供者側制御装置４１０，５１０からの蓄電部４０３，５０２の提供利用量と満たすように、各蓄電部４０３，５０２の利用状態を制御する。

統括制御装置２０の記憶部２２には、各利用者側制御装置１１０、２１０から伝送された蓄電電力の希望利用量と、各提供者側制御装置４１０、５１０から伝送された蓄電部の提供利用量が記憶される。ここで、記憶部２２に記憶される希望利用量及び提供利用量は、利用する時間帯や提供する時間帯の情報も含む。なお、利用者側設備１００，２００が備える蓄電部１０３，２０３を利用する場合には、利用者側制御装置１１０，２１０から蓄電部１０３，２０２の提供利用量の情報を統括制御装置２０に送る。
提供／利用量決定部２１は、記憶部２２に記憶された全ての蓄電部提供利用量を集計して、各時間帯に提供可能な蓄電電力量を取得する。そして、その提供可能な蓄電電力量の範囲内で、それぞれの利用者側設備１００，２００，３００に割り当て可能な利用量を決定する。決定した蓄電部の利用割当量は、各制御装置１１０，２１０，３１０，４１０，５１０に伝送される。

利用者側制御装置１１０は、通信部１１１と、利用希望量入力部１１２と、利用実績表示部１１３とを備える。
通信部１１１は、統括制御装置２０と通信を行う。利用希望量入力部１１２には、利用者側設備１００の運用者（管理者）により、負荷装置１０２（図１）における蓄電電力の利用希望量が入力される。
利用実績表示部１１３には、利用者側設備１００が蓄電電力を利用した実績が表示される。なお、利用実績表示部１１３に表示される利用実績は、例えば利用者側設備１００が備える蓄電部１０３の利用実績と、他の設備２００，４００，５００の蓄電部２０３，４０３，５０２の利用実績とが分けて表示される。あるいは、利用実績表示部１１３は、他の設備２００，４００，５００の蓄電部２０３，４０３，５０２の利用実績のみを表示するようにしてもよい。

提供者側制御装置４１０は、通信部４１１と、提供可能量入力部４１２と、提供実績表示部４１３とを備える。
通信部４１１は、統括制御装置２０と通信を行う。
提供可能量入力部４１２には、電力提供設備４００の運用者（管理者）により、蓄電部４０３が備える蓄電容量の内の提供希望量が入力される。蓄電電力の提供希望量を入力する具体的な入力画面の例については後述する（図５）。提供実績表示部４１３には、電力提供設備４００の蓄電部５０２が提供した蓄電電力の実績が表示される。

［１−３．各制御装置のハードウェア構成例］
図３は、統括制御装置２０、利用者側制御装置１１０，２１０，３１０、及び提供者側制御装置４１０，５１０のハードウェア構成例を示す。これらの制御装置２０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０は、コンピューター装置Ｃで構成される。
図３に示すように、コンピューター装置９００は、バスライン９１０にそれぞれ接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）９０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）９０２、及びＲＡＭ（Random Access Memory）９０３を備える。さらに、コンピューター装置９００は、表示装置９０７、入力装置９０６、不揮発性ストレージ９０４、及びネットワークインターフェイス９０５を備える。

ＣＰＵ９０１は、各蓄電部を制御する上で必要な機能を実現するソフトウェアのプログラムコードをＲＯＭ９０２から読み出して実行する。ＲＡＭ９０３には、演算処理の途中に発生した変数やパラメータ等が一時的に書き込まれる。

不揮発性ストレージ９０４としては、例えば、ＨＤＤ（Hard disk drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリ等が用いられる。この不揮発性ストレージＣ７には、ＯＳ（Operating System）、各種のパラメータの他に、コンピューター装置Ｃを制御装置として機能させるためのプログラムが記録されている。

ネットワークインターフェイス９０５には、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等が用いられ、端子が接続されたＬＡＮ（Local Area Network）、専用線等を介して各種のデータを送受信することが可能である。例えば、統括制御装置２０と他の制御装置１１０，２１０，３１０，４１０，５１０との間の通信が、ネットワークインターフェイス９０５による送受信で行われる。

表示装置９０７及び入力装置９０６は、例えば利用希望量や提供量などの表示や入力に使用される。例えば、利用者側制御装置１１０が備える利用希望量入力部１１２は、入力装置９０６で構成され、利用者側制御装置１１０が備える利用実績表示部１１３は、表示装置９０７で構成される。

［１−４．統括制御装置による制御例］
図４は、統括制御装置２０による制御処理の流れを示すフローチャートである。
まず、統括制御装置２０は、提供者側制御装置４１０，５１０から伝送された蓄電電力の提供希望を受信して、記憶部２２に蓄電電力の提供希望を記憶する（ステップＳ１）。このとき記憶部２２には、それぞれの蓄電部が蓄電量を提供する時間帯の情報についても記憶される。なお、必要に応じて、蓄電部１０３，２０３を備えた設備１００，２００の利用者側制御装置１１０，２１０からも、蓄電電力の提供希望を受け付けて、その提供希望量が記憶部２２に記憶される。

次に、統括制御装置２０は、利用者側制御装置１１０，２１０からの蓄電電力の利用希望を受信して、蓄電電力の利用希望を記憶部２２に記憶する（ステップＳ２）。このとき記憶部２２には、蓄電部を利用する時間帯の情報についても記憶される。
その後、統括制御装置２０の提供／利用量決定部２１は、記憶部２２に記憶された全ての蓄電部の提供利用量を集計して、各時間帯に提供可能な蓄電電力量を取得する。そして、提供／利用量決定部２１は、その提供可能な蓄電電力量の範囲内で、それぞれの利用者側設備１００，２００，３００に割り当て可能な利用量を決定する（ステップＳ３）。

なお、ステップＳ１において、統括制御装置２０は、提供可能な蓄電電力量を受信する場合に、その蓄電電力量の提供を終了する際に、どの程度の充電量で終了させるかを示す情報を受信して、記憶部２２に記憶する。そして、提供／利用量決定部２１は、該当する蓄電電力量の提供を終了するときに、指示された充電量とする制御を行う。この終了時の充電量を制御する処理の具体的な例については後述する（図７）。

図５は、各蓄電部の制御状態の時間的な変化の例を示す。図５の例では、２０１７年１月３０日，３１日，２月１日の３日間の割り当て状態を示す。図５の横軸は３時間ごとの時間帯を示し、縦軸は電力量を示す。
図５では、設備２００の蓄電部２０３の提供可能な蓄電量と、設備４００の蓄電部４０３の提供可能な蓄電量と、設備５００の蓄電部５０２の提供可能な蓄電量との３時間毎の変化を、斜線を付けた範囲で示す。
そして、図５に示す特性Ｐ１は、各蓄電部２０３，４０３，５０２を利用したトータルの利用量を示す。利用量Ｐ１は、いずれの時間帯でも、蓄電部２０３，４０３，５０２で設定される提供量以下になっている。

図５の例では、例えば太陽光発電装置４０２を備えた電力提供設備４００の蓄電部４０３は、発電を行う日中に発電量を送電できる量を超えたときに一時的に蓄積するために設置されたものであり、発電を行わない夜間には、充電されることがない。このため、蓄電部４０３については、夕方の１８時から朝の６時までが提供可能な時間帯として設定されている。

この蓄電部４０３は、提供可能な時間帯が終了する際には、充電量（ＳＯＣ：State Of Charge）２０％とする指示が設定されている。このように、充電量２０％で提供可能な時間帯を終了することで、電力提供設備４００は、提供可能な時間帯が終了するときに、太陽光発電装置４０２の出力の増加と減少のいずれが発生した場合でも、蓄電部４０３による充電または放電で、電力提供設備４００からの出力調整ができる状態になる。

また、電力提供設備５００の蓄電部５０２については、メンテナンス等のために、２月１日の０時から６時までが提供できない時間帯となり、その他の時間帯が提供可能な時間帯に設定されている。

さらに、利用者側設備２００の蓄電部２０３については、利用者側設備２００の負荷装置２０２での、特定の曜日（１月３０日及び３１日）の夕方１８時から翌日の０時までの６時間の比較的大きな電力使用を目的として設置されたものである。それ以外の時間帯では使用されず、その使用しない時間帯が提供可能な時間帯に設定されている。全く使用しない曜日（日）には、全時間帯が提供可能な時間帯に設定されている。
この蓄電部２０３は、提供可能な時間帯が終了する際に、充電量（ＳＯＣ）１００％とする指示が設定されている。利用者側設備２００の蓄電部２０３は、充電量１００％で提供可能な時間帯を終了することで、利用者側設備２００は、提供可能な時間帯が終了する際に、負荷装置２０２が蓄電部２０３に蓄電された電力をフルに使用できる状態になる。

図５の例では、蓄電部５０２については、提供可能な時間帯が終了する際の充電量を特に設定していないが、この蓄電部５０２についても、他の蓄電部２０３，４０３と同様に終了時の充電量を設定するようにしてもよい。
そして、実際に蓄電部２０３，４０３，５０２を使った利用量Ｐ１は、どの時間帯でもトータルの提供量以下となるように、提供／利用量決定部２１が制御する。

なお、図５に示すように多数の蓄電部２０３，４０３，５０２が提供され、利用する設備（利用者側設備１００，２００，３００）が複数存在する場合には、各利用者設備が、いずれの蓄電部を利用するかを統括制御装置２０が決定してもよい。例えば、それぞれの設備の設置場所から、近い場所に存在する提供側と利用側を組み合わせるように決定する。このようにすることで、他の設備の蓄電部を利用する場合に、電力系統への影響を低減することができる。

図６は、提供者側制御装置４１０の提供可能量入力部４１２で、提供可能量を入力する際の制御装置４１０の画面の例を示す。
提供可能量を入力する際には、蓄電部４０３の最大の充電電力量（ここではＳＯＣ９０％）、最低の充電電力量（ここではＳＯＣ１０％）、及び定格電力量（ここでは３３０ｋＷｈ）を設定する。また、充電時の最大入力電力（ここでは１ＭＷ）、及び放電時の最大出力電力（ここでは１ＭＷ）を設定する。また、提供を開始する時間と提供を終了する時間を設定する。また、蓄電池の種類や設置場所（住所）の情報を設定する。さらに、提供終了時の充電電力量の希望条件（ここではＳＯＣ５０％）を設定する。
この図６に示すような設定を、提供を行う全ての蓄電部２０３，４０３，５０２ごとに行い、この設定情報を記憶部２２に記憶する。

図７は、提供された蓄電部の容量を変更する際に、統括制御装置２０の制御に基づいて、蓄電部の充電量を指定された充電量に変更する処理を示すフローチャートである。
まず、提供／利用量決定部２１は、提供中の蓄電部の容量を変更する時刻に近づいたか否かを判断する（ステップＳ１１）。ここで、提供中の蓄電部の容量を変更する時刻に近づいていないと判断した場合（ステップＳ１１のＮＯ）、提供／利用量決定部２１は、容量を変更する時刻に近づくまで待機する。

また、提供中の蓄電部の容量を変更する時刻に近づいたと判断した場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）には、提供／利用量決定部２１は、記憶部２２に記憶された変更時（終了時）の条件を読み出して確認する（ステップＳ１２）。そして、提供／利用量決定部２１は、確認した提供終了時の希望容量と、該当する蓄電部の現在の充電量との差を確認する（ステップＳ１３）。その後、提供／利用量決定部２１は、ステップＳ１３で確認した差に基づいて、該当する蓄電部の放電または充電を実行する（ステップＳ１４）。

そして、提供／利用量決定部２１は、提供中の蓄電部の容量を変更する時刻になったか否かを判断し（ステップＳ１５）、該当する時刻でない場合（ステップＳ１５のＮＯ）、変更時刻になるまで待機する。また、該当する時刻になったとき（ステップＳ１５のＹＥＳ）、提供／利用量決定部２１は、提供する容量を変更する（ステップＳ１６）。

このようにして、提供中の蓄電部の容量を変更する際に、予め指定された容量だけ充電させて蓄電部を開放することで、提供が終了した蓄電部は、直ちに本来の目的で使用できるようになる。例えば、充電量１００％で提供可能な時間帯を終了することで、提供可能な時間帯が終了する際に、蓄電部に蓄電された電力をフルに使用できる状態になる。あるいは、充電量２０％などのようにある程度の容量を残して充電された状態となるので、充電と放電のいずれも可能な状態となり、出力調整用として適切に使用できる状態になる。

＜２．第２の実施の形態例＞
次に、本発明の第２の実施の形態例を、図８及び図９を参照して参照して説明する。この第２の実施の形態例を示す図８において、第１の実施の形態例で説明した図２と同一の構成については同一の符号を付し、重複説明を省略する。

第２の実施の形態例においては、図８に示すように、統括制御装置２０が、提供／利用量決定部２１及び記憶部２２の他に、価格決定部２３を備える。また、利用者側制御装置１１０が利用価格表示部１１４を備え、提供者側制御装置４１０が提供価格表示部４１４を備える。

そして、統括制御装置２０の価格決定部２３は、蓄電部４０３を利用する提供時の価格（電力単価）を提供者側制御装置４１０に送る。提供者側制御装置４１０は、統括制御装置２０の価格決定部２３が決定した蓄電部４０３の提供時の価格を提供価格表示部４１４に表示する。
また、統括制御装置２０の価格決定部２３は、提供者側制御装置４１０の蓄電部４０３を利用するときの価格（電力単価）を利用者側制御装置１１０に送る。利用者側制御装置１１０は、価格決定部２３で決定した価格を利用価格表示部１１４に表示する。
第２の実施の形態例のその他の構成については、第１の実施の形態例で説明した構成と同じとする。

図８に示すように、第２の実施形態例では、統括制御装置２０は価格決定部２３を備えており、価格決定部２３により提供価格及び利用価格を決定することで、それぞれの設備に応じた価格の設定が可能になる。
例えば、蓄電部からの放電は、提供側から利用側への売電に相当するため、電力取引所の取引価格に相当する額に価格を定めることができる。

また、蓄電部が備える蓄電素子の使用に伴う劣化を反映して、価格を設定することもできる。蓄電素子の寿命は総充放電回数や使用可能期間で規定されることがある。それぞれの場合における劣化の反映方法の例を以下に示す。
容量使用コスト(円／ｋＷｈ)＝(蓄電素子の容量単価(円／Ｗｈ))／(総充放電回数×使用可能範囲)
出力使用コスト(円／ｋＷ／日)＝(蓄電素子の容量単価(円／Ｗｈ)／Ｃレート(１／ｈ))／(使用可能期間(日))

ここで、使用可能範囲は、例えばリチウムイオン電池で１００％充電状態から０％充電状態まで使用可能な場合は１、９０％充電状態から１０％充電状態までに制限される場合には０．８というように算出される。Ｃレートは、全エネルギーを放出するのに必要な時間の逆数である。容量使用コスト及び出力使用コストを単独、または両コストの組合せにより、蓄電素子の劣化に伴う価値の低下を算出可能である。このように算出したコスト以上の価格を提供側へ支払うことで適正な価格設定が可能である。

また、提供側の各設備から指示された蓄電部の提供量が、利用希望量より少ない場合には、価格決定部２３が提供価格を高い価格に変更して、提供量を増やすようにしてもよい。
図９は、この場合の処理の一例を示すフローチャートである。
まず、価格決定部２３は、提供側の各設備から指示された蓄電部の提供量の合計が、利用希望量の合計よりも少ないか否かを判断する（ステップＳ２１）。ここで、蓄電部の提供量の合計が利用希望量の合計以上である場合（ステップＳ２１のＮＯ）には、価格決定部２３は、ここでの価格変更の処理を行わずに待機する。

そして、蓄電部の提供量の合計が利用希望量の合計よりも少ない場合（ステップＳ２１のＹＥＳ）には、価格決定部２３は、各設備側との契約等で提供価格の変更が可能か否かを判断する（ステップＳ２２）。ここで、提供価格の変更ができない場合（ステップＳ２２のＮＯ）には、ステップＳ２６に移り、提供／利用量決定部２１は、利用量を減らすように運用計画を変更する。例えば、提供／利用量決定部２１は、価格決定部２３に対して利用価格を上げる等の対処を行う。この利用価格を上げる場合には、例えば、価格決定部２３からの連絡により、利用者側制御装置１１０の利用価格表示部１１４に利用価格の変更が表示される。

ステップＳ２２で、提供価格の変更が可能であると判断した場合（ステップＳ２２のＹＥＳ）、価格決定部２３は、各提供側の設備に対して、提供価格を高い価格に変更することを連絡する（ステップＳ２３）。この連絡により、例えば提供者側制御装置４１０の提供価格表示部４１４に変更された価格が表示される。
その後、提供／利用量決定部２１は、提供量が増加したか否かを判断する（ステップＳ２４）。ここで、提供量が増加しない場合（ステップＳ２４のＮＯ）には、ステップＳ２６の処理に移る。
ステップＳ２４で提供量が増加したと判定された場合には（ステップＳ２４のＹＥＳ）、提供／利用量決定部２１は、増加した提供量に基づいて蓄電部の運用を行う（ステップＳ２５）。

このように統括制御装置２０が価格決定部２３を備えることで、容量使用コスト及び出力使用コストを算出して、適正な提供価格及び利用価格を設定することができる。そして、利用者側制御装置１１０が利用価格表示部１１４を備え、提供者側制御装置４１０が提供価格表示部４１４を備えることで、提供側と利用側のそれぞれで価格に応じた提供容量または利用容量の変更が適切に行えるようになる。これらの価格設定は、リアルタイムに実施しても良いし、過去の実績データから予測し予め設定しても良い。

＜３．第３の実施の形態例＞
次に、本発明の第３の実施の形態例を、図１０及び図１１を参照して参照して説明する。第３の実施の形態例を示す図１０において、第１及び第２の実施の形態例で説明した図２及び図８と同一の構成については同一の符号を付し、重複説明を省略する。

第３の実施の形態例においては、図１０に示すように、統括制御装置２０は、提供／利用量決定部２１及び記憶部２２の他に、価格決定部２３及び劣化診断部２４を備える。また、利用者側制御装置１１０は利用価格表示部１１４を備え、提供者側制御装置４１０は提供価格表示部４１４及び劣化状態表示部４１５を備える。
価格決定部２３での価格決定と、利用価格表示部１１４及び提供価格表示部４１４での価格表示処理は、第２の実施の形態例で説明した処理と同じであり、説明を省略する。

統括制御装置２０の劣化診断部２４は、各設備の蓄電部（例えば蓄電部４０３）が備える蓄電素子の劣化状態を診断する。例えば、劣化診断部２４は、蓄電部４０３の電圧、電流、温度、充電状態などの情報を、通信部４１１を介して収集し、その収集した情報から劣化状態を診断する。劣化診断部２４での劣化診断結果は、その蓄電部４０３を備えた劣化状態表示部４１５に表示される。なお、統括制御装置２０が劣化診断結果を表示するようにしてもよい。

図１１は、劣化診断部２４による処理の流れの例を示すフローチャートである。
まず、劣化診断部２４は、各設備が備える蓄電部１０３，２０３，４０３，５０２の充放電挙動を確認する（ステップＳ３１）。このとき、劣化診断部２４は、利用者側制御装置１１０または提供者側制御装置４１０から、例えば蓄電部の電圧、電流、温度、充電状態などの、劣化診断に必要な情報を取得する。この時、劣化診断部２４は劣化診断に適した充放電パターンを指示しても良い。そのように指示することで劣化診断の精度を向上させることができる。
そして、劣化診断部２４は、ステップＳ３１で確認した情報に基づいて、各蓄電部１０３，２０３，４０３，５０２の劣化の有無を判断する（ステップＳ３２）。ここで、劣化がないと判断したときには（ステップＳ３２のＹＥＳ）、劣化診断部２４は、ステップＳ３１の確認処理に戻る。
また、ステップＳ３２で、劣化した蓄電部があると判断したときには（ステップＳ３２のＮＯ）、劣化診断部２４は、該当する蓄電部の充電電力と放電電力の最大値を劣化状態に基づいて制限し（ステップＳ３３）。ステップＳ３１の確認処理に戻る。

さらに、ステップＳ３３で劣化した蓄電部の制限処理を行ったときには、統括制御装置２０の劣化診断部２４は、その劣化した蓄電部（例えば蓄電部４０３）を持つ設備の劣化状態表示部４１５に劣化状態の情報を送る（ステップＳ３４）。この劣化状態表示部４１５での劣化状態の表示としては、例えば容量が劣化によりどの程度低下しているかを表示する。また、劣化診断部２４での診断結果に基づいて、設備側の提供可能量入力部４１２で提供可能量を入力する際に、その入力可能な提供量を制限するようにしてもよい。

例えば、図１２に示すように、提供可能量を入力する際の画面として、提供可能量の最大入力や最大出力の欄に、劣化による制限された値ｘを表示する。図１２の例では、劣化による制限値として、提供可能量の最大入力［０．９ＭＷ］及び最大出力［０．９ＭＷ］と表示し、この制限値までしか提供できないように制限する。この制限は劣化診断部２４が行い、その制限を統括制御装置２０から提供者側制御装置４１０に伝送して劣化状態表示部４１５に表示する。なお、図１２の例は、劣化による制限がない場合の提供可能量の最大入力や最大出力は、１ＭＷ（図６）である。
このように劣化による制限を行うことで、各蓄電部の劣化によって実際の提供容量が減少した場合の対処が可能になる。

また、劣化診断部２４が劣化診断を行った場合には、価格決定部２３は、劣化した蓄電部の提供価格または利用価格を変更するようにしてもよい。例えば、劣化の少ない蓄電部を優先的に使い、劣化した蓄電部の使用を抑えるような価格としてもよい。
なお、第３の実施の形態例では、統括制御装置２０が価格決定部２３と劣化診断部２４の双方を備える構成としたが、価格決定部２３を省略して、劣化診断部２４での診断結果による価格変更を行わないようにしてもよい。

＜４．変形例＞
なお、上述した実施の形態例で説明したシステム構成は一例を示したものであり、本発明は各図に示す構成に限定されるものではない。例えば、図１に示すシステム構成は、一例であり、電力提供設備や利用者側設備の数は、図１の例に限定されない。また、電力系統１０としては、電力会社や送配電会社が運用する系統の他に、本発明のシステム専用の電力系統としてもよい。この場合、交流電力による電力系統の他に、直流電力による電力系統としてもよい。

また、各電力提供設備や各利用者側設備の構成についても、上述した実施の形態例に限定されない。例えば、電力提供設備が備える蓄電部４０３，５０２として、その設備が備える蓄電部の他に、車両（自動車）に搭載された蓄電部を接続してもよい。この場合には、車両が設備（ビルや家屋など）に接続されている時間帯を、設備側制御装置が統括制御装置２０に対して指示して、その時間帯に利用するようにすればよい。

また、本発明は上記した実施の形態例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０…電力系統、２０…統括制御装置、２１…提供／利用量決定部、２２…記憶部、２３…価格決定部、２４…劣化診断部、１００，２００，３００…利用者側設備、４００，５００…電力提供設備、１０１，２０１，３０１…電源装置、１０２，２０２，３０２…負荷装置、１０３，２０３，４０３，５０２…蓄電部、４０２…太陽光発電装置、１１０，２１０，３１０…利用者側制御装置、１１１…通信部、１１２…利用希望量入力部、１１３…利用実績表示部、１１４…利用価格表示部、４１０，５１０…提供者側制御装置、４１１…通信部、４１２…提供可能量入力部、４１３…提供実績表示部、４１４…提供価格表示部、４１５…劣化状態表示部、９００…コンピューター装置、９０１…中央処理装置（ＣＰＵ）、９０２…ＲＯＭ、９０３…ＲＡＭ、９０４…不揮発性ストレージ、９０５…ネットワークインターフェイス、９０６…入力装置、９０７…表示装置、９１０…バスライン

Claims (8)

1. 蓄電部を備えた電力提供設備と、前記蓄電部に蓄電された電力を利用する利用者設備と、前記利用者設備からの蓄電電力の利用希望情報に基づいて、前記電力提供設備の前記蓄電部に蓄電された電力の提供を制御する統括制御装置とを備えた電力管理システムであり、
   前記電力提供設備は、前記蓄電部の提供可能な容量及び時間帯を、前記統括制御装置に対して指示する提供者側制御装置を備え、
   前記利用者設備は、前記蓄電部の蓄電電力を利用する際の希望利用量及び希望時間帯を前記統括制御装置に対して指示する利用者側制御装置を備え、
   前記統括制御装置は、前記利用者側制御装置から指示された希望利用量及び希望時間帯と、前記提供者側制御装置から指示された提供可能な容量及び時間帯とを満たすように、前記蓄電部の利用を制御する
   電力管理システム。
2. 前記蓄電部を備えた電力提供設備は複数存在し、
   前記統括制御装置は、それぞれの前記提供者側制御装置から指示された提供可能な容量及び時間帯を集計して、それぞれの時間帯で提供可能な総容量を算出し、それぞれの時間帯毎に算出した総容量の範囲内で、前記利用者側制御装置から指示された希望利用量でのそれぞれの前記蓄電部の利用を割り当てるようにした
   請求項１に記載の電力管理システム。
3. 前記提供者側制御装置は、前記蓄電部の提供可能な時間帯終了時の充電状態を指示し、
   前記統括制御装置は、指示された充電状態に充電または放電された状態で、前記蓄電部の利用を終了する
   請求項１に記載の電力管理システム。
4. 前記統括制御装置は、前記蓄電部の充電状態と放電状態を監視して、前記蓄電部の劣化状態を診断する
   請求項１に記載の電力管理システム。
5. 前記統括制御装置は、診断した劣化状態に応じて、該当する前記蓄電部が提供可能な容量を制限し、前記提供者側制御装置に前記蓄電部が提供可能な容量の制限を伝える
   請求項４に記載の電力管理システム。
6. 前記統括制御装置は、価格決定部を備え、
   前記価格決定部が決定または変更した価格を、前記統括制御装置は、前記提供者側制御装置及び前記利用者側制御装置に対して伝える
   請求項１に記載の電力管理システム。
7. 電力提供設備が備える蓄電部に蓄電された電力を利用者設備が利用する際の、前記蓄電部の制御を行う電力管理装置であり、
   前記利用者設備から指示された、前記蓄電部の蓄電電力を利用する際の希望利用量及び希望時間帯と、前記電力提供設備から指示された提供可能な容量及び時間帯とを満たすように、前記蓄電部の利用を制御する
   電力管理装置。
8. 蓄電部を備えた電力提供設備と、前記蓄電部に蓄電された電力を利用する利用者設備と、前記利用者設備からの蓄電電力の利用希望情報に基づいて、前記電力提供設備の前記蓄電部に蓄電された電力の提供を制御する電力管理方法において、
   前記蓄電部の提供可能な容量及び時間帯を指示する提供容量指示ステップと、
   前記蓄電部の蓄電電力を利用する際の希望利用量及び希望時間帯を指示する利用容量指示ステップと、
   前記利用容量指示ステップで指示された希望利用量及び希望時間帯と、前記提供容量指示ステップで指示された提供可能な容量及び時間帯とを満たすように、前記蓄電部の利用を制御する蓄電部制御ステップと、を含む
   電力管理方法。

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