JP2018170884A - 電力管理装置、電力管理方法、電力管理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の需要家施設が存在する電力管理エリアに対応して、計画値同時同量に対応する電力の調整を適切に行う。【解決手段】電力管理エリアにおけるエリア電力計画値とエリア電力実績値と差に基づくインバランス値を前記電力管理エリアの各需要家施設の数で除したインバランス平均値を算出する第１算出部と、前記需要家施設における需要実績と発電実績との差である実績値差を算出する第２算出部と、前記第１算出部が算出したインバランス平均値が、前記第２算出部が算出した実績値差に収まるか否かを判定する判定部と、前記判定結果に基づいて、前記インバランス平均値が前記実績値差に収まらない需要家施設がある場合には、各需要家施設について自需要家施設の前記実績差に基づく範囲内となるようにしつつ、前記インバランス値を低減させるようにした前記需要家施設のエネルギー機器を制御する計画値を生成する計画値生成部とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、電力管理装置、電力管理方法、電力管理プログラムに関する。

計画値同時同量制度のもとでは、電気事業者は、発電（逆潮流）や需要（順潮流）についての電力受給計画を一般送配電事業者に提出し、計画値に対して実績値が同時同量となるように要求される。この場合において、実績値が計画値に対して過不足となるインバランスが生じた場合には、一般送配電事業者側でインバランスに対する調整を行ったことに対する費用が発生し、電気事業者と一般送配電事業者との間でインバランスに対応する精算（インバランス精算）が行われる。

電気事業者としては、インバランス精算による支払いが発生しないように、電力調整を行う必要がある。そこで、以下のような電力管理装置が知られている。つまり、電力管理装置は、再生可能エネルギー発電設備から調達する電力値に第１価格係数を乗じた値、及び、他の発電設備から調達する電力値に第２価格係数を乗じた値の和の関数である調達関数と、再生可能エネルギー発電設備から調達する予め計画された電力値から、再生可能エネルギー発電設備から調達した実際の電力値を引いた差の電力値に第３価格係数を乗じた関数であるインバランス関数とに基づいて、再生可能エネルギー発電設備から調達する電力値の比率を求める（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−２３０５４４号公報

例えば、所定の電力管理エリアにおける複数の需要家施設について電力制御を行うようにされたＴＥＭＳ（Town Energy Management System）あるいはＣＥＭＳ（Community Energy Management System）などと呼ばれる電力管理システムが知られている。このような電力管理システムを例えば電気事業者が管理することで、電気事業者が電力管理エリア単位で計画値同時同量制度を一般送配電事業者と契約するようなケースが考えられる。この場合には、電力管理エリア全体に対応する電力受給計画が策定されることから、電力管理エリアにおいて計画値同時同量が実現できるようにすることが求められる。
しかしながら、特許文献１は、単一の太陽光発電設備を例に挙げて再生可能エネルギー発電設備から調達する電力値の比率を求める構成の記載にとどまっている。このため、特許文献１に記載の技術によっては、電力管理エリアにおける複数の需要家施設間での発電電力、需要電力のばらつきなどに対応して計画値同時同量に対応する調整を適切に行うことは困難である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、複数の需要家施設が存在する電力管理エリアに対応して、計画値同時同量に対応する電力の調整を適切に行えるようにすることを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、電力管理エリアにおけるエリア電力計画値とエリア電力実績値と差に基づくインバランス値を前記電力管理エリアの各需要家施設の数で除したインバランス平均値を算出する第１算出部と、前記需要家施設における需要実績と発電実績との差である実績値差を算出する第２算出部と、前記第１算出部が算出したインバランス平均値が、前記第２算出部が算出した実績値差に収まるか否かを判定する判定部と、前記判定結果に基づいて、各需要家施設について前記インバランス平均値が前記実績値差に収まる場合には、前記インバランス平均値に基づいて前記需要家施設のエネルギー機器を制御する計画値を生成し、前記インバランス平均値が前記実績値差に収まらない需要家施設がある場合には、各需要家施設について自需要家施設の前記実績差に基づく範囲内となるようにしつつ、前記インバランス値を低減させるようにした前記需要家施設のエネルギー機器を制御する計画値を生成する計画値生成部とを有する。

また、本発明は、第１算出部が、電力管理エリアにおけるエリア電力計画値とエリア電力実績値と差に基づくインバランス値を前記電力管理エリアの各需要家施設の数で除したインバランス平均値を算出し、第２算出部が、前記需要家施設における需要実績と発電実績との差である実績値差を算出し、判定部が、前記第１算出部が算出したインバランス平均値が、前記第２算出部が算出した実績値差に収まるか否かを判定し、計画値生成部が、前記判定結果に基づいて、各需要家施設について前記インバランス平均値が前記実績値差に収まる場合には、前記インバランス平均値に基づいて前記需要家施設のエネルギー機器を制御する計画値を生成し、前記インバランス平均値が前記実績値差に収まらない需要家施設がある場合には、各需要家施設について自需要家施設の前記実績差に基づく範囲内となるようにしつつ、前記インバランス値を低減させるようにした前記需要家施設のエネルギー機器を制御する計画値を生成する電力管理方法である。

また、本発明は、コンピュータを、電力管理エリアにおけるエリア電力計画値とエリア電力実績値と差に基づくインバランス値を前記電力管理エリアの各需要家施設の数で除したインバランス平均値を算出する第１算出部、前記需要家施設における需要実績と発電実績との差である実績値差を算出する第２算出部、前記第１算出部が算出したインバランス平均値が、前記第２算出部が算出した実績値差に収まるか否かを判定する判定部、前記判定結果に基づいて、各需要家施設について前記インバランス平均値が前記実績値差に収まる場合には、前記インバランス平均値に基づいて前記需要家施設のエネルギー機器を制御する計画値を生成し、前記インバランス平均値が前記実績値差に収まらない需要家施設がある場合には、各需要家施設について自需要家施設の前記実績差に基づく範囲内となるようにしつつ、前記インバランス値を低減させるようにした前記需要家施設のエネルギー機器を制御する計画値を生成する計画値生成部として機能させるための電力管理プログラムである。

以上説明したように、この発明によれば、各需要家施設に応じた充放電制限を加味した蓄電池の充放電計画を立てることによってインバランスを低減することができる。これにより、複数の需要家施設が存在する電力管理エリアに対応して、計画値同時同量に対応する電力の調整を行なうことができる。

第１実施形態における電力管理システムの構成例を示す図である。 第１実施形態における需要家施設についての電気設備の構成例を示す図である。 第１実施形態における需要家施設内コントローラの構成例を示す図である。 第１実施形態における電力管理装置の構成例を示す図である。 第１実施形態における電力管理装置が計画値同時同量制御に関連して実行する処理手順例を示すフローチャートである。 第１実施形態における電力管理装置が実行する計画値に基づく電力制御処理の一例を示すフローチャートである。 第１実施形態における電力管理装置が実行する需要家施設ごとの制御目標値を決定する処理手順例を示すフローチャートである。 電力管理エリア１０に所属するある需要家施設１００について一例として需要と発電について、計画と実績との関係について説明する図である。 計画値を決定するタイミングと計画値に基づく制御を行なう時間帯との関係を表す概念図である。

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態における電力管理システムの全体構成例を示している。本実施形態における電力管理システムは、例えば、所定の地域範囲における複数の需要家施設に対応する住宅、商業施設、産業施設などの需要家施設における電力を一括して管理するものである。このような電力管理システムは、例えばＴＥＭＳ（Town Energy Management System）やＣＥＭＳ（Community Energy Management System）などに対応する。

本実施形態の電力管理システムは、図１において電力管理エリア１０として示す一定範囲の地域における需要家施設１００ごとの電気設備を対象として電力管理を行う。需要家施設１００は、例えば、住宅、商業施設、あるいは産業施設などに該当する。
なお、本実施形態の電力管理エリア１０が対応する地域は、１つの地域範囲により形成されてもよいし、地理的に離散している複数の地域範囲により形成されてもよい。

本実施形態において、需要家施設１００は、太陽電池により発電を行う発電装置と、蓄電池とを備える。また、需要家施設１００には、太陽電池と蓄電池とのいずれか一方を備えるものがあってよい。また、需要家施設１００には、太陽電池と蓄電池とのいずれも備えないものがあってよい。
需要家施設１００が備える発電装置や蓄電池は、商用電源と系統連系されている。これにより、発電装置または蓄電池を備える需要家施設１００は、発電装置が発電して出力する電力または蓄電池が放電により出力する電力を商用電源の電力系統（配電網）に逆潮流させて、電力系統を通して売電することができる。

本実施形態の電力管理エリア１０は、例えば一般送配電事業者と計画値同時同量制度に対応した契約を結んでいる。つまり、電力管理エリア１０の運用者は、電力管理エリア１０としての電力受給計画を所定の単位計画時間（例えば、３０分）ごとに策定し、策定された電力受給計画を一般送配電事業者に提出する。そのうえで、電力管理エリア１０における電力受給の実績が電力受給計画に対して過不足（インバランス）を生じた場合には、電気事業者と一般送配電事業者との間でインバランスに対応する精算（インバランス精算）が行われる。

本実施形態における電力受給計画は、発電計画と需要計画とを含む。発電計画は、配電網に逆潮流させる電力についての電力管理エリア１０全体としての計画値や、需要家施設１００の個別の計画値があり得る。需要計画は、配電網から順潮流で購入する電力についての電力管理エリア１０全体としての計画値や、需要家施設１００の個別の計画値があり得る。
本実施形態が対応する計画値同時同量制度のもとでは、発電計画と需要計画とのそれぞれについて実績が計画通りに達成されることが求められる。つまり、本実施形態が対応する計画値同時同量制度では、電力管理エリア１０から逆潮流される電力の実績が発電計画に対して過不足のないことが求められるとともに、電力管理エリア１０として順潮流を受ける電力の実績が需要計画に対して過不足のないことが求められる。
本実施形態において、発電電力とは配電網に逆潮流させる電力をいう。また、需要電力とは配電網から順潮流させる電力をいう。

需要家施設１００は、それぞれネットワークＮＷと接続されることで、電力管理装置３００と通信を行うことができる。

電力管理装置３００は、電力管理エリア１０に属する需要家施設１００全体における電気設備を対象として電力制御を実行する。このために、同図の電力管理装置３００は、ネットワークＮＷを介して需要家施設１００の各々と相互に通信が可能なように接続される。これにより、電力管理装置３００は、需要家施設１００が備える電気設備の運転を制御することができる。

図２は、需要家施設１００における電気設備の一構成例を示している。同図の需要家施設１００は、電力メータ１０１、分電盤１０２、発電装置１０３、蓄電池１０４、負荷１０５、通信モデム１０６及び需要家施設内コントローラ２００を備える。即ち、同図は、発電装置と蓄電池とのいずれも備える需要家施設１００の例を示している。

電力メータ１０１は、需要電力と発電電力とを測定する。即ち、電力メータ１０１は、受給電力を測定する。受給電力は、例えば需要電力と発電電力との差分である。
需要家施設１００において、一般送配電事業者側の商用電源ラインＤＬから分電盤１０２に供給される電力が需要電力である。一方、発電装置１０３や蓄電池１０４から出力され、分電盤１０２から当該電力メータを経由して商用電源ラインＤＬに供給される電力が発電電力である。需要電力に対応する順潮流を正方向とした場合、順潮流に対応する需要電力に対して逆潮量に対応する発電電力が小さければ、受給電力は正の値として測定され、需要電力に対して発電電力が大きければ受給電力は負の値として測定される。

分電盤１０２は、商用電源から供給された電力を、蓄電池１０４や負荷１０５などに分配して供給する。また、分電盤１０２は、発電装置１０３から出力される電力を逆潮流のために電力メータ１０１経由で商用電源ラインＤＬに出力させることができる。

発電装置１０３は、太陽光を受けて発電を行う設備である。発電装置１０３は、太陽電池とＰＣＳ（Power Conditioning System）とを備える。発電装置１０３は、太陽光を受けて発電し、発電により得られた電力をＰＣＳにより交流に変換して出力する。

発電装置１０３にて発電された電力は、負荷１０５の電源として供給することができる。また、発電装置１０３にて発電された電力は、蓄電池１０４に充電することができる。
また、発電装置１０３にて発電された電力は、分電盤１０２から電力メータ１０１を経由して商用電源ラインＤＬに出力することで逆潮流させることができる。

蓄電池１０４は、充電のために入力される電力を蓄積し、また、蓄積した電力を放電して出力する設備である。蓄電池１０４は、例えば蓄電池とインバータを備える。蓄電池は電力の蓄積（充電）と蓄積された電力の出力（放電）を行う。インバータは、蓄電池に充電するための電力を交流から直流に変換し、蓄電池から放電により出力される電力を直流から交流に変換する。つまり、インバータは、蓄電池１０４が入出力する電力の双方向変換を行う。

蓄電池１０４は、分電盤１０２を介して供給される商用電源の電力を入力して充電することができる。また、蓄電池１０４は、発電装置１０３により発電された電力を入力して充電することができる。
また、蓄電池１０４は、蓄積された電力を負荷１０５の電源として供給することができる。また、蓄電池１０４は、蓄積された電力を分電盤１０２から電力メータ１０１を経由して商用電源ラインＤＬに出力することで逆潮流させることができる。

負荷１０５は、需要家施設１００において自己の動作のために電力を消費する所定の機器や設備などを一括して示したものである。なお、各需要家施設１００が備える負荷としての機器や設備などの種類及び数などはそれぞれ異なっていて構わない。
負荷１０５は、分電盤１０２から供給される商用電源を入力して動作することができる。また、負荷１０５は、発電装置１０３により発電された電力を入力して動作することができる。また、負荷１０５は、蓄電池１０４から出力された電力を入力して動作することができる。

通信モデム１０６は、ネットワークＮＷ経由で電力管理装置３００と通信を行う。

需要家施設内コントローラ２００は、需要家施設１００における電気設備（発電装置１０３、蓄電池１０４、負荷１０５及び通信モデム１０６など）を制御する。
また、需要家施設内コントローラ２００は、電力メータ１０１にて測定される消費電力の情報を入力し、入力された消費電力の情報を各種制御に利用することができる。
なお、この図においは、発電装置と蓄電池とのいずれも備える需要家施設１００の例を示しているが、発電装置と蓄電装置とについては、一方だけ備えている場合や両方とも備えていない需要家施設もあり得るため、その場合には、発電装置１０３、蓄電装置１０４については、一方だけ備えていたり、両方とも備えていない需要家施設１００があり得る。

図３は、需要家施設１００において備えられる需要家施設内コントローラ２００の構成例を示している。同図の需要家施設内コントローラ２００は、外部通信インターフェース２０１、外部対応送受信部２０２、施設内通信インターフェース２０３、施設内対応送受信部２０４、電力収集部２０５、制御部２０６及び記憶部２０７を備える。

外部通信インターフェース２０１は、例えば通信モデム１０６を介してネットワークＮＷ経由で通信を行う。
外部対応送受信部２０２は、外部通信インターフェース２０１を利用してネットワークＮＷによるデータの送受信を制御する。

施設内通信インターフェース２０３は、自己が備えられる需要家施設１００における電気設備などと通信を行う。
施設内対応送受信部２０４は、施設内通信インターフェース２０３経由で需要家施設１００における電気設備との間でのデータの送受信を制御する。

電力収集部２０５は、需要家施設における電力関連の情報を収集する。例えば電力収集部２０５は、電力メータ１０１にて測定された受給電力の情報を収集することができる。また、電力収集部２０５は、発電装置が発電する電力、蓄電池１０４の残量（蓄積電力）や充放電電力、負荷１０５等による負荷電力（消費電力）などを収集してよい。

制御部２０６は、需要家施設内コントローラ２００としての機能に対応する各種の制御を実行する。制御部２０６は、電力収集部２０５により収集された発電電力と需要電力との情報を、電力管理装置３００に送信する。

なお、電力メータ１０１は、例えばスマートメータとして、ネットワークＮＷを経由した通信線ＮＬ経由で、測定した受給電力の情報を電力管理装置３００に送信できるようにしてもよい。この場合、電力収集部２０５が電力メータ１０１により測定された受給電力を収集する必要はない。
記憶部２０７は、制御部２０６が利用する各種の情報が記憶される。

図４は、電力管理装置３００の構成例を示している。同図の電力管理装置３００は、通信部３０１、制御部３０２、及び記憶部３０３を備える。

通信部３０１は、ネットワークＮＷ経由で需要家施設１００内の需要家施設内コントローラ２００と通信を行う。

制御部３０２は、電力管理エリア１０内における各需要家施設１００の電気設備の運転を制御する。本実施形態の制御部３０２は、算出部３２０、判定部３２１、計画値生成部３２２、電力制御部３２３を備える。
算出部３２０は、電力管理エリアにおけるエリア電力計画値とエリア電力実績値と差に基づくインバランス値を前記電力管理エリアの各需要家施設の数で除したインバランス平均値を算出する。
また、算出部３２０は、需要家施設における需要実績と発電実績との差である実績値差を算出する。
また、算出部３２０は、インバランス値を、電力管理エリア１０における電力の需要不足、電力の需要余剰、電力の発電余剰、電力の発電不足、のいずれか１つの状態に対応する値として算出する。
また、算出部３２０は、需要家施設における需要実績と発電実績との差を第１基準時間における需要実績と発電実績から算出する。

判定部３２１は、算出部３２０が算出したインバランス平均値が、算出部３２０が算出した実績値差に収まるか否かを判定する。

計画値生成部３２２は、判定部３２１の判定結果に基づいて、各需要家施設についてインバランス平均値が実績値に収まる場合には、インバランス平均値に基づいて需要家施設のエネルギー機器を制御する計画値を生成し、インバランス平均値が実績値に収まらない需要家施設がある場合には、各需要家施設について自需要家施設の実績差に基づく範囲内となるようにしつつ、インバランス値を低減させるようにした需要家施設のエネルギー機器を制御する計画値を生成する。
ここで、需要家施設における需要実績と発電実績は、前記需要家施設に設けられた電力メータから得られる測定値に基づいて決まる。
電力メータは、例えば、需要家施設１００においてそれぞれ設けられるものであり、この電力メータには、１つの需要家施設１００において使用される電力を測定する需要メータと、１つの需要家施設１００において太陽光発電装置などの自然エネルギーを利用した発電装置（エネルギー機器の一例）によって発電された電力を測定する発電メータとがある。

また、計画値生成部３２２は、判定結果に基づいて、需要家施設１００におけるエネルギー機器から電力を提供するまたはエネルギー機器に電力を蓄積する制御を行なう計画値を生成する。
また、計画値生成部３２２は、計画値を、第１基準時間から所定の時間だけ後の時間帯における計画値として生成する。
第１基準時間に対して所定の時間だけ後の時間帯としては、例えば第１基準時間が午後２時である場合には、午後３時から午後３時３０分までの時間帯である等、第１基準時間の後であって、第１基準時間における電力の使用傾向とは極端に変化しない時間帯であれば、任意の時間だけ後ろの時間帯を用いることができる。この時間帯としての時間の長さは、例えばデマンド時間の３０分とすることができる。
また、第１基準時間と次に到来する第１基準時間との間隔は任意であるが、例えばデマンド時間の３０分とすることができる。これにより、第１基準時間の到来間隔と、時間帯としての時間の長さを対応させることで、制御を行なう管理がし易くなる。

電力制御部３２３は、電力管理エリア１０に対応して策定された電力の計画値が達成されるように電力管理エリア１０に属する各需要家施設１００における電力設備の制御を行う。ここで利用される計画値としては、計画値生成部３２２によって生成される計画値を用いる。

記憶部３０３は、電力管理にあたって制御部３０２が利用する情報を記憶する。本実施形態の記憶部３０３は、発電計画情報３３１、需要計画情報３３２、需要家施設基本情報３３３を記憶する。

発電計画情報３３１は、策定された発電計画による発電電力を示す情報である。需要計画情報３３２は、策定された需要計画による需要電力を示す情報である。

需要家施設基本情報３３３は、電力管理エリア１０における需要家施設１００ごとについての基本的な情報を含む。１つの需要家施設１００に対応する需要家施設基本情報には、対応の需要家施設１００を一意に示す需要家施設ＩＤ、対応の需要家施設１００において備えられる電力設備、対応の需要家施設１００が備える需要家施設内コントローラ２００のアドレスなどの情報が含まれる。

上記構成による本実施形態の電力管理装置３００は、電力管理エリア１０に対応して策定された計画値に基づく電力管理計画が達成されるようにするための制御（計画値同時同量制御）を実行する。図５、図６、図７のフローチャートを参照して、本実施形態の電力管理装置３００が計画値同時同量制御に関連して実行する処理手順例について説明する。

図５において、制御部３０２は、調整開始時刻に至ったか否か判断する（ステップＳ１０１）。本実施形態が対応する計画値同時同量制度のもとでは、例えば、デマンド時間である３０分の単位計画時間ごとに各需要家施設１００の発電電力と需要電力とを集計し、集計した結果に基づいて単位計画時間ごとの発電計画と需要計画とを含む電力の計画値を策定する。調整開始時刻は、単位計画時間が開始されるタイミングに対応する。調整開始時刻が到来しない場合には（ステップＳ１０１−ＮＯ）、一定時間のウエイト処理の後、調整開始時刻に至ったか否かを再度判断する。
調整開始時刻に至ったと判断された場合には（ステップＳ１０１−ＹＥＳ）、制御部３０２は、計画値に基づく電力制御処理を実行する（ステップＳ１０２）。

そして、制御部３０２は、ステップＳ１０１に対応して開始された単位計画時間が終了したか否かについて判定する（ステップＳ１０３）。電力制御部３２２は、単位計画時間が終了していないうちは（ステップＳ１０３−ＮＯ）、ステップＳ１０２の電力制御を継続する。そして、単位計画時間が終了すると（ステップＳ１０３−ＹＥＳ）、同図に示す処理が終了される。

図６のフローチャートは、ステップＳ１０２としての計画値に基づく電力制御処理の一例を示している。

制御部３０２は、ステップＳ１０１に対応して開始された現単位計画時間に対応する発電計画及び需要計画を記憶部３０３に記憶される発電計画情報３３１、需要計画情報３３２から取得する（ステップＳ２０１）。
また、制御部３０２は、電力管理エリア１０に属する需要家施設１００ごとの現在に対応する、実際に需要が生じている電力である実需要電力（受給電力ともいう）と実際に発電されている電力である実発電電力とを取得する（ステップＳ２０２）。
この際、制御部３０２は、需要家施設１００ごとの需要家施設内コントローラ２００に対して受給電力要求を送信する。需要家施設内コントローラ２００は、受給電力要求の受信に応じて、電力収集部２０５が電力メータ１０１から入力した受給電力の情報を電力管理装置３００に送信する。制御部３０２は、このようにして各需要家施設１００の需要家施設内コントローラ２００から送信された受給電力の情報をそれぞれ取得する。
また、制御部３０２は、需要家施設１００ごとの需要家施設内コントローラ２００に対して発電電力要求を送信する。需要家施設内コントローラ２００は、発電電力要求の受信に応じて、電力収集部２０５が電力メータ１０１から入力した発電電力の情報を電力管理装置３００に送信する。制御部３０２は、このようにして各需要家施設１００の需要家施設内コントローラ２００から送信された発電電力の情報をそれぞれ取得する。

制御部３０２は、ステップＳ２０１により取得された発電計画及び需要計画と、ステップＳ２０２により取得された電力管理エリア１０に属する需要家施設１００ごとの現在に対応する実発電電力と実需要電力とに基づき、需要家施設１００ごとのエネルギー機器についての制御目標値を決定する（ステップＳ２０３）。
電力制御部３２２は、ステップＳ２０３により需要家施設１００ごとに決定された制御目標値を、それぞれ、対応の需要家施設１００に対して送信する（ステップＳ２０４）。
制御目標値の受信に応じて、電力管理エリア１０に属する各需要家施設１００の需要家施設内コントローラ２００は、発電電力または需要電力が制御目標値となるように蓄電池１０４の充放電制御を行う。この結果、電力管理エリア１０としての発電計画に対応する計画値同時同量制御が実行される。

なお、同図の処理は、単位計画時間ごとに対応して１回行われるものであってもよいし、単位計画時間をさらに区分した一定時間ごとに行われるものであってもよい。

次に、上述したステップＳ２０３における需要家施設ごとの制御目標値を決定する処理について、図７のフローチャートを用いてさらに説明する。
制御部３０２の算出部３２０は、現段階における電力管理エリア１０のインバランス量を算出する（ステップＳ３０１）。
ここでは、まず、算出部３２０は、電力管理エリア１０における需要実績と発電実績を求める。
電力管理エリア１０の需要実績は、電力メータから得られた、電力管理エリア１０に属する各需要家施設１００の需要実績を合計することで得られる合計値と電力管理エリア１０に属する各需要家施設１００の発電実績を合計することで得られる合計値との差を求めることで得られる。ここで、もし差が負の値である場合には、０として算出される。
電力管理エリア１０の発電実績は、電力管理エリア１０に属する各需要家施設１００の発電実績を合計することで得られる合計値と電力管理エリア１０に属する各需要家施設１００の需要実績を合計することで得られる合計値との差を求めることで得られる。ここで、もし差が負の値である場合には、０として算出される。

次に算出部３２０は、電力管理エリア１０の需要計画発電計画を求める。
電力管理エリア１０の需要計画は、電力管理エリア１０に属する各需要家施設１００の制御対象の時間帯における需要計画をそれぞれ合計することで得られる合計値と電力管理エリア１０に属する各需要家施設１００の制御対象の時間帯における発電計画をそれぞれ合計することで得られる合計値との差を求めることで得られる。ここで、もし差が負の値である場合には、０として算出される。
電力管理エリア１０の発電計画は、電力管理エリア１０に属する各需要家施設１００の制御対象の時間帯における発電計画をそれぞれ合計することで得られる合計値と電力管理エリア１０に属する各需要家施設１００の制御対象の時間帯における需要計画をそれぞれ合計することで得られる合計値との差を求めることで得られる。ここで、もし差が負の値である場合には、０として算出される。

このようにして、
（１）電力管理エリア１０における各需要家施設１００の需要実績の合計値
（２）電力管理エリア１０における各需要家施設１００の発電実績の合計値
（３）電力管理エリア１０における各需要家施設１００の需要計画の合計値
（４）電力管理エリア１０における各需要家施設１００の発電計画の合計値
が得られる。

そして、算出部３２０は、これら（１）〜（４）の算出結果に基づいて、電力管理エリアにおける電力の需要不足、電力の需要余剰、電力の発電余剰、電力の発電不足、の４つの状態（インバランス）のうち、いずれか１つの状態（インバランス）に対応する値を算出することができる。

（ａ）需要計画合計（上記（３））−需要実績合計（上記（１））＞０の場合
電力管理エリア１０のインバランスは、需要の計画に対して需要の実績が少ない状態である、需要余剰（順潮流電力が計画よりも少ない状態で消費されている）のインバランスである。この需要余剰のインバランス値は、（電力管理エリア１０の需要計画合計−電力管理エリア１０の需要実績合計）にて求められる。
そのため、このインバランスを解消するためには、電力管理エリア１０における需要を上げるすなわち、順潮流を増やすことで解消が可能であるため、各需要家施設１００のエネルギー機器（例えば蓄電池）について、順潮流を増やして蓄電池に充電するために充電対象とする制御を行なうことが望ましい。

（ｂ）需要計画合計（上記（３））−需要実績合計（上記（１））＜０の場合
電力管理エリア１０のインバランスは、需要の計画に対して需要の実績が多い状態である、需要不足（順潮流電力が計画を超えて消費されている）のインバランスである。この需要不足のインバランス値は、（電力管理エリア１０の需要実績合計−電力管理エリア１０の需要計画合計）にて求められる。
そのため、このインバランスを解消するためには、電力管理エリア１０における需要を下げるすなわち、順潮流を減らすことで解消が可能であるため、各需要家施設１００のエネルギー機器（例えば蓄電池）について、順潮流を減らすべく蓄電池から電力を自需要家施設１００に対して供給するために放電対象とする制御を行なうことが好ましい。

（ｃ）発電計画合計（上記（４））−発電実績合計（上記（２））＞０の場合
電力管理エリア１０のインバランスは、発電の計画に対して発電の実績が少ない状態である、発電不足のインバランスである。この発電不足のインバランス値は、（電力管理エリア１０の発電計画合計−電力管理エリア１０の発電実績合計）にて求められる。
そのため、このインバランスを解消するためには、電力管理エリア１０における発電電力を上げるすなわち、太陽光発電装置による発電電力に対して、蓄電池から放電して発電電力として逆潮流させることで解消することが可能であるため、各需要家施設１００のエネルギー機器（例えば蓄電池）について、放電対象とする制御を行なうことが好ましい。

（ｄ）発電計画合計（上記（４））−発電実績合計（上記（２））＜０の場合
電力管理エリア１０のインバランスは、発電の計画に対して発電の実績が多い状態である、発電余剰のインバランスである。この発電余剰のインバランス値は、（電力管理エリア１０の発電実績合計−電力管理エリア１０の発電計画合計）にて求められる。
そのため、このインバランスを解消するためには、電力管理エリア１０における発電電力を下げるすなわち、太陽光発電装置による発電電力の少なくとも一部を逆潮流させないようにすることで解消することが可能であるため、各需要家施設１００のエネルギー機器（例えば蓄電池）について、逆潮流を減らすべく、発電電力の少なくとも一部を自需要家施設１００の蓄電池へ充電させる充電対象とする制御を行なうことが好ましい。

インバランスの状態に応じたインバランス値が算出されると、算出部３２０は、需要家施設１００ごとに充放電量を決定する（ステップＳ３０２）。
ここで、基本的なロジックとしては、各需要家施設１００間における潮流（順潮流、逆潮流）を差し引きし、電力管理エリア１０（タウン）としての計画値と実績の差分をもとに、蓄電池に充電または蓄電池から放電する。ここでは、電力管理エリア１０が１つの「タウン」として、１バランシンググループを形成し、そのインバランスを低減することができる。また、ここでは、蓄電池に対する充放電をするにあたり、需要家施設１００ごとに充放電量を決定する。これにより、需要家施設１００の設備制限を考慮した充放電量を決定することが可能となる。
この実施形態において、設備制限としては、下記の（i）〜（iv）を条件として考慮する。
（i）各需要家施設１００の蓄電池は、自蓄電池に対し充電と放電を同時には行なわない
（ii）各需要家施設１００の蓄電池は、充放電ともに最大出力以内で充放電する
（iii）各需要家施設１００の蓄電池は、容量制限内で充放電する
（iv）各需要家施設の蓄電池は同一仕様であるとみなす
また、この実施形態において、電力メータに基づく制限としては、下記の（v）を条件として考慮する。
（v）インバランス解消のための充放電制御を行なう前の電力メータの値から充放電を行なう上限値または下限値を決め、反対側のメータ値（例えば、放電制限時においては需要メータ値、充電制限時においては発電メータ値）に影響を与える場合を制限する。
例えば、充放電前の需要メータ値が「２００」であり、発電メータ値が「５００」であった場合において、放電する場合には、需要メータ値の「２００」と同量かそれ以上放電してしまうと、発電メータ側に影響を及ぼしてしまう為、放電量は「２００」以下である必要がある。一方、充電する場合には、発電メータ値の「５００」と同量かそれ以上充電してしまうと、需要メータ側に影響を及ぼしてしまう為、充電量は「５００」以下である必要がある。
また、他の例として、充放電前の需要メータ値が「５００」であり、発電メータ値が「２００」である場合において、放電する場合には、需要メータ値の「５００」と同量かそれ以上放電してしまうと、発電メータ側に影響を及ぼしてしまう為、放電量は「５００」以下である必要がある。一方、充電する場合には、発電メータ値「２００」と同量かそれ以上充電してしまうと、需要メータ側に影響を及ぼしてしまう為、充電量は「２００」以下である必要がある。

上記（i）〜（v）を考慮する上で、算出部３２０は、電力管理エリア１０における電力計画値と電力実績値と差に基づくインバランス値を電力管理エリア１０の需要家施設１００の邸の数（例えば戸数）で除したインバランス平均値を算出する。得られたインバランス平均値は、例えば、下記のようにして割り当てられる。
（ア）インバランスが需要余剰である場合（上記（ａ）の場合）
電力管理エリア１０の需要余剰インバランス値を邸の数で割ることで得られるインバランス平均値を各邸の充電量とする
（イ）インバランスが需要不足である場合（上記（ｂ）の場合）
電力管理エリア１０の需要不足インバランスを邸の数で割ることで得られるインバランス平均値を各邸の放電量とする
（ウ）インバランスが発電不足である場合（上記（ｃ）の場合）
電力管理エリア１０の発電不足インバランスを邸の数で割ることで得られるインバランス平均値を各邸の放電量とする
（エ）インバランスが発電余剰である場合（上記（ｄ）の場合）
電力管理エリア１０の発電余剰インバランスを邸の数で割ることで得られるインバランス平均値を各邸の充電量とする

このようにして、上記（ａ）〜（ｄ）のようなインバランスの状態に応じて需要家施設１００ごとの充電量または放電量が決定される。

次に、算出部３２０は、需要家施設における需要実績と発電実績との差である実績値差を算出し、算出結果を、その需要家施設１００の充放電制御を行なう調整可能範囲として決定する（ステップＳ３０３）。ここでは、算出部３２０は、電力メータから得られた受給電力の測定値（需要実績）と発電電力の測定値（発電実績）を用いて、算出する。ここでは、算出部３２０は、需要実績と発電実績との差（実績値差）に応じて、下記のように調整可能範囲を決める。

ここでは、蓄電池から放電を行なう場合としては、需要計画値に対して不足する電力を蓄電池から放電して補うために、需要家施設１００における需要を下げる場合（需要下げ放電）と、発電計画値に対して不足する電力を蓄電池から放電して補うために、需要家施設１００における発電を上げる場合（発電上げ放電）とがある。
蓄電池に充電を行なう場合としては、需要計画値に対して不足する需要実績を需要電力を増やして蓄電池に充電することで需要計画に近づけるように、需要家施設１００における需要を上げる場合（需要上げ充電）と、発電計画値に対して余剰する発電電力を蓄電池に充電することで発電計画に近づけるように、需要家施設１００における発電を下げる場合（発電下げ充電）とがある。
（あ）需要下げ放電調整可能範囲
需要実績−発電実績＞０の場合は、０以上（需要実績−発電実績）以下のいずれかの値（例えば、（需要実績−発電実績）を用いる）
需要実績−発電実績＞０ではない場合は、０
（い）需要上げ充電調整可能範囲
需要実績−発電実績＜０の場合は、（発電実績−需要実績）以上のいずれかの値（例えば、（発電実績−需要実績）であって、蓄電池の充電定格を超えない範囲の値）
需要実績−発電実績＜０ではない場合は、０
（う）発電下げ充電調整可能範囲
需要実績−発電実績＜０の場合は、０以上（発電実績−需要実績）以下のいずれかの値（例えば、（発電実績−需要実績）を用いる）
需要実績−発電実績＜０ではない場合は、０
（え）発電上げ放電調整可能範囲
需要実績−発電実績＞０の場合は、（需要実績−発電実績）以上のいずれかの値（例えば、（需要実績−発電実績）であって、蓄電池の放電定格を超えない範囲の値）
需要実績−発電実績＞０ではない場合は、０

調整可能範囲が決定されると、判定部３２１は、算出部３２０が算出したインバランス平均値が、算出部３２０自身が算出した実績値差（調整可能範囲）に収まるか否かを判定する。
（判定その１） 「（ア）の需要余剰のインバランス平均値としての各邸の充電量」が「（い）需要上げ充電調整可能範囲」に収まるか否か
（判定その２） 「（イ）の需要不足のインバランス平均値としての各邸の放電量」が「（あ）需要下げ放電調整可能範囲」に収まるか否か
（判定その３） 「（ウ）の発電不足のインバランス平均値としての各邸の放電量」が「（え）発電上げ放電調整可能範囲」に収まるか否か
（判定その４） 「（エ）の発電余剰のインバランス平均値としての各邸の充電量」が「（う）発電下げ充電調整範囲」に収まるか否か

ここでは、判定部３２１は、インバランスの状態が「需要余剰」である場合には判定その１、「需要不足」である場合には判定その２、「発電不足」である場合には判定その３、「発電余剰」である場合には、判定その４に基づく判定を行なう。

計画値生成部３２２は、判定部３２１の判定結果に基づいて、インバランス平均値が、算出部３２０が算出した実績値差（調整可能範囲）に収まる場合には（ステップＳ３０４−範囲内）、インバランス平均値として得られた充電量または放電量に基づいて蓄電池を制御する計画値を生成し、通信部３０１によって、それぞれの需要家施設１００に対して計画値を制御目標値として送信する（ステップＳ３０６）。

一方、計画値生成部３２２は、判定部３２１の判定結果に基づいて、インバランス平均値が、算出部３２０が算出した実績値差（調整可能範囲）に収まらない需要家施設がある場合（ステップＳ３０４−範囲外）には、各需要家施設について自需要家施設の実績差に基づく範囲内となるようにしつつ、インバランス値を低減させるようにした需要家施設のエネルギー機器を制御する計画値を充放電量の再計算をすることで生成する。すなわち、計画値生成部３２２は、各需要家施設について、インバランス平均値が自需要家施設の調整可能範囲の上限値（あるいは下限値）に到達していない需要家施設１００については、調整可能範囲の上限値（あるいは下限値）とするようにし、電力管理エリア１０におけるインバランスを低減あるいは解消する目標内に収まるように充電または放電を行なう量を再計算し、得られた計算結果（計画値）を制御目標値として決定し、通信部３０１によって、それぞれの需要家施設１００に対して計画値を制御目標値として送信する（ステップＳ３０６）。これにより、需要家施設１００の需要実績と発電実績を加味した目標値であって、その需要家施設１００の設備で対応可能な範囲の計画値がその需要家施設１００に対して個別に設定される。
計画値が設定されると、電力制御部３２２は、上記のように蓄電池１０４の充放電動作を制御するにあたり、制御対象の時間帯において、需要家施設１００における需要家施設内コントローラ２００に計画値に基づく指示を行って、蓄電池１０４の充放電動作を制御させる。

図８は、電力管理エリア１０に所属するある需要家施設１００について一例として需要と発電について、計画と実績との関係について説明する図である。この図において、横軸にそって需要メータ値、発電メータ値、需要計画値、発電計画値を並べて表しており、縦軸は、それぞれの値の大きさを表す。
図８（ａ）に示す状態については、需要計画値に対して需要メータ値の方が大きい状態であって、かつ、発電計画値に対して発電メータ値の方が大きい状態である場合（（ａ）の上段）と、需要計画値に対して需要メータ値の方が小さい状態であって、かつ、発電計画値に対して発電メータ値の方が小さい状態である場合（（ａ）の下段）とを示している。この場合、その需要家施設１００の蓄電池について充電と放電との両方を同時に行なう制御は実施しないため、本実施形態における制御とは別の制御によって対応する。例えば、需要計画値に対して需要メータ値の方が大きい状態であって、かつ、発電計画値に対して発電メータ値の方が大きい状態である場合（（ａ）の上段）にある需要家施設１００と、需要計画値に対して需要メータ値の方が小さい状態であって、かつ、発電計画値に対して発電メータ値の方が小さい状態である場合（（ａ）の下段）にある需要家施設１００との間で、電力を融通する等の制御を行なうようにしてもよい。

図８（ｂ）に示す状態については、需要計画値に対して需要メータ値の方が小さい状態であって、かつ、発電計画値に対して発電メータ値の方が大きい状態である場合（（ｂ）の上段）と、需要計画値に対して需要メータ値の方が大きい状態であって、かつ、発電計画値に対して発電メータ値の方が小さい状態である場合（（ｂ）の下段）とを示している。
（ｂ）の上段に示すような場合については、その需要家施設１００に対し、需要上げ充電調整可能範囲における計画値に基づく制御や、発電下げ充電調整可能範囲における計画値に基づく制御を個別に行なう。
（ｂ）の下段に示すような場合については、その需要家施設１００に対し、需要下げ放電調整可能範囲における計画値に基づく制御や、発電上げ放電調整可能範囲における計画値に基づく制御を個別に行なう。

図９は、計画値を決定するタイミングと計画値に基づく制御を行なう時間帯との関係を表す概念図である。
計画値生成部３２２は、制御を行なう対象の日の前日（符号Ａに示す前日の正午）に、その対象となる日（当日に相当）における計画値を決定する。そして、計画値生成部３２２は、制御を行なう当日において、前日に決定した計画値に従って、その計画値となるように需要家施設１００を制御する。その際、算出部３２０は、例えば、需要家施設１００における需要実績と発電実績との差を第１基準時間（符号Ｂに示す当日における１４時）における需要実績と発電実績から算出する。計画値生成部３２２は、この第１基準時間における需要実績と発電実績を用いて定められた計画値を、第１基準時間から所定の時間だけ後の時間帯（符号Ｃに示す１５時００分から１５時３０分までの間の時間帯）における計画値として生成する。電力制御部３２３は、この１５時００分から１５時３０分までの間の時間帯において、計画値生成部３２２によって生成された計画値に従って、その需要家施設１００における充放電の制御を行なう。このような第１基準時間と時間帯との関係は予め定められている。
また、第１基準時間は、制御を行なう当日において少なくとも１回実施するようにしてもよいし、所定の時間毎に第１基準時間を設定することで、時間帯毎に上述したインバランス低減のための制御を行なってもよい。

以上説明した実施形態によれば、計画値生成部３２２が生成する計画値は、各需要家施設１００の電力メータ値の状態による充放電制限を加味した充放電計画を立てた値を用いることができるため、需要家施設１００需要家施設１００の需要実績や発電実績に基づく範囲で定められ、また、その需要家施設１００の設備で対応可能な範囲（例えば、蓄電池の充放電可能な定格値の範囲内）となるようにした計画値が、その需要家施設１００に対して設定される。そして、その需要家施設１００において設備の対応能力を超えたインバランス調整を行なわせることがなくなるため、現実的な範囲でインバランスの制御を行ない、インバランスを最小化することが可能となる。

このようにして、本実施形態においては、第１基準時間が到来する毎に各需要家施設１００における電力状態に応じて計画値が更新されたうえで、個別に電力制御が行われる。これにより、本実施形態の電力管理エリア１０において計画値同時同量に対応する制御実現され、策定された発電計画と需要計画とを達成させることができる。

上述した実施形態における電力管理装置３００、需要家施設内コントローラ２００等をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１０ 電力管理エリア、１００ 需要家施設、１０１ 電力メータ、１０２ 分電盤、１０３ 発電装置、１０４ 蓄電池、１０５ 負荷、１０６ 通信モデム、２００ 需要家施設内コントローラ、２０１ 外部通信インターフェース、２０２ 外部対応送受信部、２０３ 施設内通信インターフェース、２０４ 施設内対応送受信部、２０５ 電力収集部、２０６ 制御部、２０７ 記憶部、３００ 電力管理装置、３０１ 通信部、３０２ 制御部、３０３ 記憶部、３２０ 算出部、３２１ 判定部、３２２ 計画値生成部、３２３電力制御部、３３１ 発電計画情報、３３２ 需要計画情報、３３３ 需要家施設基本情報

Claims (7)

1. 電力管理エリアにおけるエリア電力計画値とエリア電力実績値と差に基づくインバランス値を前記電力管理エリアの各需要家施設の数で除したインバランス平均値を算出する第１算出部と、
   前記需要家施設における需要実績と発電実績との差である実績値差を算出する第２算出部と、
   前記第１算出部が算出したインバランス平均値が、前記第２算出部が算出した実績値差に収まるか否かを判定する判定部と、
   前記判定結果に基づいて、各需要家施設について前記インバランス平均値が前記実績値差に収まる場合には、前記インバランス平均値に基づいて前記需要家施設のエネルギー機器を制御する計画値を生成し、前記インバランス平均値が前記実績値差に収まらない需要家施設がある場合には、各需要家施設について自需要家施設の前記実績差に基づく範囲内となるようにしつつ、前記インバランス値を低減させるようにした前記需要家施設のエネルギー機器を制御する計画値を生成する計画値生成部と
   を有する電力管理装置。
2. 前記需要家施設における需要実績と発電実績は、前記需要家施設に設けられた電力メータから得られる測定値に基づいて決まる
   請求項１記載の電力管理装置。
3. 前記電力メータは、需要メータと発電メータである
   請求項１または請求項２に記載の電力管理装置。
4. 前記第１算出部は、前記インバランス値を、前記電力管理エリアにおける電力の需要不足、電力の需要余剰、電力の発電余剰、電力の発電不足、のいずれか１つの状態に対応する値として算出し、
   前記計画値生成部は、前記判定結果に基づいて、前記需要家施設におけるエネルギー機器から電力を提供するまたは前記エネルギー機器に電力を蓄積する制御を行なう計画値を生成する
   請求項１から請求項３記載のうちいずれか１項に記載の電力管理装置。
5. 前記第２算出部は、前記需要家施設における需要実績と発電実績との差を第１基準時間における需要実績と発電実績から算出し、
   前記計画値生成部は、前記計画値を、前記第１基準時間から所定の時間だけ後の時間帯における計画値として生成する
   請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の電力管理装置。
6. 第１算出部が、電力管理エリアにおけるエリア電力計画値とエリア電力実績値と差に基づくインバランス値を前記電力管理エリアの各需要家施設の数で除したインバランス平均値を算出し、
   第２算出部が、前記需要家施設における需要実績と発電実績との差である実績値差を算出し、
   判定部が、前記第１算出部が算出したインバランス平均値が、前記第２算出部が算出した実績値差に収まるか否かを判定し、
   計画値生成部が、前記判定結果に基づいて、各需要家施設について前記インバランス平均値が前記実績値差に収まる場合には、前記インバランス平均値に基づいて前記需要家施設のエネルギー機器を制御する計画値を生成し、前記インバランス平均値が前記実績値差に収まらない需要家施設がある場合には、各需要家施設について自需要家施設の前記実績差に基づく範囲内となるようにしつつ、前記インバランス値を低減させるようにした前記需要家施設のエネルギー機器を制御する計画値を生成する
   電力管理方法。
7. コンピュータを、
   電力管理エリアにおけるエリア電力計画値とエリア電力実績値と差に基づくインバランス値を前記電力管理エリアの各需要家施設の数で除したインバランス平均値を算出する第１算出部、
   前記需要家施設における需要実績と発電実績との差である実績値差を算出する第２算出部、
   前記第１算出部が算出したインバランス平均値が、前記第２算出部が算出した実績値差に収まるか否かを判定する判定部、
   前記判定結果に基づいて、各需要家施設について前記インバランス平均値が前記実績値差に収まる場合には、前記インバランス平均値に基づいて前記需要家施設のエネルギー機器を制御する計画値を生成し、前記インバランス平均値が前記実績値差に収まらない需要家施設がある場合には、各需要家施設について自需要家施設の前記実績差に基づく範囲内となるようにしつつ、前記インバランス値を低減させるようにした前記需要家施設のエネルギー機器を制御する計画値を生成する計画値生成部
   として機能させるための電力管理プログラム。

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