JP2018191491A - 電力管理システム、電力変換システム、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の上位システムから受信した入出力制御が異なる場合であっても、入出力を正常に実行させる技術を提供する。【解決手段】第１受信部６０は、第１上位システム２６から入出力制御の第１スケジュールを受信し、第２受信部６２は、第２上位システム２８から入出力制御の第２スケジュールを受信する。出力部５４は、第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が含まれる時間帯に対する第１制御指令を出力する。出力部５４は、第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲外に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が対応する時間帯に対する第２制御指令を出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、電力系統に対する入出力を制御する電力管理システム、電力変換システム、プログラムに関する。

太陽電池および蓄電池は電力変換装置を介して電力系統に接続される。例えば、電力変換装置は、太陽電池で発電された直流電力を交流電力に変換してから電力系統に出力する。電力変換装置は、リモートコントローラ、ＥＭＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）を介して外部サーバに接続する。ＥＭＳは、外部サーバから出力抑制メッセージを受信し、出力抑制メッセージをリモートコントローラに出力する。リモートコントローラは、出力抑制メッセージにしたがって電力変換装置からの出力を制御する（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第１６／１３６９１２号

特許文献１では、１つの上位システムである外部サーバに電力変換装置が接続されており、当該上位システムからのスケジュールであって、かつ出力抑制メッセージが含まれたスケジュールにしたがって、電力変換装置が交流電力を電力系統に出力する。ここで、互いに異なった目的に応じた入出力制御を実行するための複数の上位システムに電力変換装置が接続される場合もある。このような構成において、複数の上位システムから受信したスケジュールが異なる場合に、電力変換装置をどのように制御すればよいか分からなくなってしまう。

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、複数の上位システムから受信した入出力制御が異なる場合であっても、入出力を正常に実行させる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の電力管理システムは、需要家における電力系統との間の電力の入出力を制御する電力管理システムであって、第１上位システムから入出力制御の第１スケジュールを受信する第１受信部と、第１上位システムとは異なった第２上位システムから入出力制御の第２スケジュールを受信する第２受信部と、第１受信部が受信した第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲に、第２受信部が受信した第２スケジュールでの入出力制御の内容が含まれる時間帯に対する第１制御指令であって、かつ第１スケジュールでの入出力制御の内容と第２スケジュールでの入出力制御の内容を満たす第１制御指令を出力する出力部とを備える。出力部は、第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲外に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が対応する時間帯に対する第２制御指令であって、かつ第１スケジュールでの入出力制御の内容と第２スケジュールでの入出力制御の内容のいずれか一方から外れた第２制御指令を出力する。

本発明の別の態様は、電力変換システムである。この電力変換システムは、需要家に設置された発電装置および蓄電装置と電力系統とに接続された電力変換装置と、電力変換装置における電力系統側の電力の入出力を制御する電力管理システムとを備える。電力管理システムは、第１上位システムから需要家における電力系統との間の入出力制御の第１スケジュールを受信する第１受信部と、第１上位システムとは異なった第２上位システムから需要家における電力系統との間の入出力制御の第２スケジュールを受信する第２受信部と、第１受信部が受信した第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲に、第２受信部が受信した第２スケジュールでの入出力制御の内容が含まれる時間帯に対する第１制御指令であって、かつ第１スケジュールでの入出力制御の内容と第２スケジュールでの入出力制御の内容を満たす第１制御指令を出力する出力部とを備える。出力部は、第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲外に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が対応する時間帯に対する第２制御指令であって、かつ第１スケジュールでの入出力制御の内容と第２スケジュールでの入出力制御の内容のいずれか一方から外れた第２制御指令を出力する。

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、コンピュータプログラム、またはコンピュータプログラムを記録した記録媒体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。

本発明によれば、複数の上位システムから受信した入出力制御が異なる場合であっても、入出力を正常に実行させることができる。

実施例１に係る配電システムの構成を示す図である。 図１の配電システムの別の構成を示す図である。 図３（ａ）−（ｃ）は、図１の電力管理システムサーバの動作概要を示す図である。 図１の電力管理システムサーバによる制御手順を示すフローチャートである。 実施例２に係る電力管理システムサーバの構成を示す図である。 図５の電力管理システムサーバによる制御手順を示すフローチャートである。 図５の電力管理システムサーバによる別の制御手順を示すフローチャートである。

（実施例１）
本発明の実施例を具体的に説明する前に、実施例の基礎となった知見を説明する。実施例は、需要家に設置された創蓄連携システムにおける電力の入出力を制御する電力管理システムに関する。需要家は、電力会社等からの電力の供給を受けている施設であり、例えば、住宅（需要家宅）、事務所、店舗、工場、公園などである。また、創蓄連携システムは、太陽電池と蓄電装置とを組み合わせるとともに、電力変換装置を介してこれらを電力会社等の電力系統に接続するシステムである。創蓄連携システムは、例えば、日中において太陽電池で発電した電力を電力系統に出力するが、夜間において電力を電力系統に出力しない。このような創蓄連携システムが複数の需要家に設置される場合、これらから電力系統に出力される電力の変動が大きくなる。その変動に電力会社の発電所が追従できなくなると、大規模停電が発生するおそれがある。

大規模停電の発生を抑制するために、遠隔出力制御システムが、各需要家の電力管理システムにネットワーク経由で接続される。遠隔出力制御システムは、創蓄連携システムの発電量が多い時間帯において電力の出力を抑制させるような入出力制御のスケジュールを各電力管理システムに送信する。電力管理システムは、受信したスケジュールにしたがって電力の出力を制御するので、複数の需要家から電力系統に出力される電力のピークが小さくなり、当該電力の変動が小さくなる。このような遠隔出力制御システムは、創蓄連携システムに対する上位システムであるといえる。

一方、電力管理システムは、遠隔出力制御システムとは異なった上位システムに接続されることもある。そのような上位システムの一例が、バーチャルパワープラント（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ）（以下、「ＶＰＰ」という）である。ＶＰＰは、点在する小規模な再生可能エネルギー発電装置、蓄電池、燃料電池等の小規模発電設備と、電力の需要を管理するネットワークシステムをまとめて制御する。つまり、ＶＰＰは、複数の小規模発電設備、ネットワークシステム等を１つの発電所のようにまとめて機能させる。この小規模発電設備に創蓄連携システムが含まれる。ＶＰＰは、売電あるいは買電を制御させるような入出力制御のスケジュールを各電力管理システムに送信する。電力管理システムは、受信したスケジュールにしたがって売電あるいは買電を実行するように電力の入出力を制御する。

遠隔出力制御システムとＶＰＰの両方に電力管理システムが接続される場合、遠隔出力制御システムとＶＰＰは別々の制御を実行しているので、それぞれから受信したスケジュールに含まれた入出力制御の内容が同一時間帯で異なることもある。特に、一方の入出力制御にしたがうと他方の入出力制御にしたがえない場合に、電力管理システムは、電力の入出力をどのように制御すればよいか分からなくなってしまう。

図１は、実施例１に係る配電システム１００の構成を示す。配電システム１００は、発電装置１０、蓄電装置１２、電力変換装置１４、分電盤１６、負荷１８、計測器２０、電力系統２２、電力管理システムサーバ２４、第１上位システム２６、第２上位システム２８を含む。電力変換装置１４は、第１変換部３０、第２変換部３２、第３変換部３４、第１変換制御部４０、第２変換制御部４２、第３変換制御部４４を含む。電力管理システムサーバ２４は、通信部５０、処理部５２、出力部５４を含み、通信部５０は、第１受信部６０、第２受信部６２を含む。ここで、電力変換装置１４、電力管理システムサーバ２４は、電力変換システム７０に含まれ、発電装置１０、蓄電装置１２、電力変換装置１４は、創蓄連携システム７２に含まれる。発電装置１０から計測器２０、電力管理システムサーバ２４は、需要家に設置される。ただし、電力管理システムサーバ２４の機能の一部は、需要家の外に設置され、第１上位システム２６および第２上位システム２８に接続されたサーバが備えていてもよい。

発電装置１０は、再生可能エネルギー発電装置であり、ここでは一例として太陽電池である。太陽電池は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接電力に変換する。太陽電池として、シリコン太陽電池、化合物半導体などを素材にした太陽電池、色素増感型（有機太陽電池）等が使用される。発電装置１０は、第１変換部３０に接続され、発電した直流電力を第１変換部３０に出力する。

第１変換部３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータであり、発電装置１０から出力される直流電力を、所望の電圧値の直流電力に変換し、変換した直流電力を直流バス１１０に出力する。直流バス１１０は、後述の第３変換部３４に接続される。第１変換部３０は、例えば、昇圧チョッパで構成される。

第１変換制御部４０は、第１変換部３０に接続され、第１変換部３０を制御する。第１変換制御部４０は、基本制御として、発電装置１０の出力電力が最大になるよう第１変換部３０をＭＰＰＴ(Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ)制御する。具体的には第１変換制御部４０は、発電装置１０の出力電圧および出力電流である、第１変換部３０の入力電圧および入力電流を計測して発電装置１０の発電電力を推定する。第１変換制御部４０は、計測した発電装置１０の出力電圧と推定した発電電力をもとに、発電装置１０の発電電力を最大電力点（最適動作点）にするための指令値を生成する。例えば、山登り法にしたがい動作点電圧を所定のステップ幅で変化させて最大電力点を探索し、最大電力点を維持するように指令値を生成する。第１変換部３０は、生成された指令値に基づく駆動信号に応じてスイッチング動作する。

蓄電装置１２は、電力を充放電可能な蓄電池であり、リチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等を含む。蓄電装置１２は第２変換部３２に接続される。

第２変換部３２は、蓄電装置１２と直流バス１１０の間に接続され、蓄電装置１２を充放電する双方向コンバータである。第２変換制御部４２は、第２変換部３２に接続され、第２変換部３２を制御する。第２変換制御部４２は、基本制御として、所定の指令値をもとに第２変換部３２を制御して、蓄電装置１２を定電流（ＣＣ）／定電圧（ＣＶ）で充電／放電する。

第３変換部３４は双方向インバータである。第３変換部３４は、直流バス１１０から入力される直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を配電線１２０に出力する。配電線１２０は、分電盤１６、計測器２０を介して電力系統２２に接続される。また第３変換部３４は、電力系統２２から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を直流バス１１０に出力する。直流バス１１０には、平滑用の電解コンデンサ（不図示）が接続されている。

第３変換制御部４４は、第３変換部３４に接続され、第３変換部３４を制御する。第３変換制御部４４は、基本制御として、直流バス１１０の電圧が第１しきい値電圧を維持するように第３変換部３４を制御する。具体的には第３変換制御部４４は、直流バス１１０の電圧を検出し、検出したバス電圧を第１しきい値電圧に一致させるための指令値を生成する。第３変換制御部４４は、直流バス１１０の電圧が第１しきい値電圧より高い場合に第３変換部３４のデューティ比を上げるための指令値を生成し、直流バス１１０の電圧が第１しきい値電圧より低い場合に第３変換部３４のデューティ比を下げるための指令値を生成する。第３変換部３４は、生成された指令値に基づく駆動信号に応じてスイッチング動作する。

ここで、第１変換制御部４０と第３変換制御部４４間は通信線１３０で接続され、両者の間で所定のシリアル通信規格（例えば、例えばＲＳ−４８５規格、ＴＣＰ−ＩＰ規格）に準拠した通信が行われる。また、第２変換制御部４２と第３変換制御部４４間は通信線１３２で接続され、これらの間でもシリアル通信規格に準拠した通信が行われる。

分電盤１６は、配電線１２０に接続されるとともに、負荷１８を接続する。分電盤１６は、負荷１８に電力を供給する。負荷１８は、配電線１２０を介して供給される電力を消費する機器である。負荷１８は、冷蔵庫、エアコン、照明等の機器を含む。ここでは、分電盤１６に１つの負荷１８が接続されているが、分電盤１６に複数の負荷１８が接続されてもよい。

計測器２０は、配電線１２０において、分電盤１６と電力系統２２との間に配置される。計測器２０は、通過する電力の電力値を計測する。ここで、通過する電力には、需要家から電力系統２２に出力される電力と、電力系統２２から需要家に入力される電力とが含まれる。前者が売電に相当し、後者が買電に相当する。また、電力値の計測には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。計測器２０は、計測した電力値を第３変換制御部４４に出力する。

電力管理システムサーバ２４は、電力管理システムのサーバであり、第３変換制御部４４に接続されるとともに、第１上位システム２６、第２上位システム２８にも接続される。電力管理システムサーバ２４は、電力変換装置１４における電力系統２２側、つまり配電線１２０での入出力を制御する。これにより、電力管理システムサーバ２４は、需要家における電力系統２２との間の電力の入出力、つまり計測器２０と電力系統２２との間の電力の入出力を制御する。電力管理システムサーバ２４、第１上位システム２６、第２上位システム２８の構成を説明する前に、図２を使用しながらこれらの接続を説明する。

図２は、配電システム１００の別の構成を示す。配電システム１００は、第１上位システム２６、第２上位システム２８、ネットワーク８２、電力管理システムサーバ２４と総称される第１電力管理システムサーバ２４ａ、第２電力管理システムサーバ２４ｂ、第Ｎ電力管理システムサーバ２４ｎを含む。第１電力管理システムサーバ２４ａは、例えば、図１の電力管理システムサーバ２４に相当し、第１需要家８０ａに設置される。第１需要家８０ａには、図示しない創蓄連携システム７２も設置される。第２需要家８０ｂには、第１需要家８０ａと同様に、第２電力管理システムサーバ２４ｂ、図示しない創蓄連携システム７２が設置される。第Ｎ需要家８０ｎも同様である。

第１電力管理システムサーバ２４ａから第Ｎ電力管理システムサーバ２４ｎは、ネットワーク８２を介して第１上位システム２６と第２上位システム２８に接続される。第１上位システム２６は、前述の遠隔出力制御システムのサーバであり、電力系統２２の安定化のために需要家８０から電力系統２２への出力を計画的に制御する。一方、第２上位システム２８は、前述のＶＰＰのサーバであり、地域単位の電力需要を予測し、その予測に基づき蓄電装置１２の充放電を計画的に制御する。なお、第１上位システム２６と第２上位システム２８における制御については公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。第１上位システム２６と第２上位システム２８は、ネットワーク８２を介して複数の電力管理システムサーバ２４に、制御の結果であるスケジュールを送信する。図１に戻る。

第１受信部６０は、第１上位システム２６から、需要家８０における電力系統２２との間の入出力制御の第１スケジュールを受信する。第１上位システム２６は遠隔出力制御システムであるので、第１スケジュールでは、入出力制御の内容として、需要家８０からの出力の抑制に関する情報が示される。これは、需要家８０からの出力における上限値が示されることに相当する。図３（ａ）−（ｃ）は、電力管理システムサーバ２４の動作概要を示す。図３（ａ）は、第１スケジュールのデータ構造を示す。第１スケジュールでは、時刻Ｔ１からＴ２における入出力制御の内容として「０％抑制」が示される。これは、出力を抑制しないことを示し、最大出力が例えば「４ｋＷ」である場合、出力の上限値が４ｋＷであることに相当する。そのため、出力は４ｋＷ以下であればよい。

また、時刻Ｔ２からＴ３における入出力制御の内容として「５０％抑制」が示される。これは、出力を５０％抑制することを示し、出力の上限値が２ｋＷであることに相当する。さらに、時刻Ｔ３からＴ４における入出力制御の内容として「１００％抑制」が示される。これは、出力を１００％抑制することを示し、出力の上限値が０ｋＷであることに相当する。図３（ｂ）−（ｃ）は後述し、図１に戻る。

第２受信部６２は、第２上位システム２８から、需要家８０における電力系統２２との間の入出力制御の第２スケジュールを受信する。第２上位システム２８はＶＰＰであるので、第２スケジュールでは、入出力制御の内容として、電力系統２２に対して売電あるいは買電すべき電力値が示される。これは入出力の電力値が示されることに相当する。図３（ｂ）は、第２スケジュールのデータ構造を示す。第２スケジュールでは、時刻Ｔ１からＴ２における入出力制御の内容として「２ｋＷ売電」が示される。これは、需要家８０から電力系統２２に電力値２ｋＷの電力を出力することに相当する。また、時刻Ｔ２からＴ３における入出力制御の内容として「１ｋＷ売電」が示される。これは、需要家８０から電力系統２２に電力値１ｋＷの電力を出力することに相当する。さらに、時刻Ｔ４からＴ５における入出力制御の内容として「１ｋＷ買電」が示される。これは、電力系統２２から需要家８０に電力値１ｋＷの電力を入力することに相当する。図３（ｃ）は後述し、図１に戻る。

処理部５２は、第１受信部６０から第１スケジュールを受けつけるとともに、第２受信部６２から第２スケジュールを受けつける。処理部５２は、第１スケジュールと第２スケジュールとを比較する。処理部５２は、第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が含まれる時間帯が存在する場合、第１制御指令を生成する。第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が含まれる時間帯は、例えば、図３（ａ）−（ｂ）の時刻Ｔ１からＴ２、時刻Ｔ２からＴ３、時刻Ｔ４からＴ５、時刻Ｔ５からＴ６に相当する。時刻Ｔ１からＴ２では、第１スケジュールでの出力が４ｋＷ以下とされており、第２スケジュールでの出力が２ｋＷとされているので、後者が前者に含まれる。時刻Ｔ２からＴ３では、第１スケジュールでの出力が２ｋＷ以下とされており、第２スケジュールでの出力が１ｋＷとされているので、後者が前者に含まれる。

時刻Ｔ４からＴ５では、第１スケジュールでの出力が２ｋＷ以下とされており、第２スケジュールでの入力が１ｋＷとされているので、後者が前者に含まれる。時刻Ｔ５からＴ６では、第１スケジュールでの出力が２ｋＷ以下とされており、第２スケジュールでの出力が１ｋＷとされているので、後者が前者に含まれる。つまり、第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が含まれる時間帯とは、第１スケジュールでの上限値以下の範囲に、第２スケジュールでの入出力の電力値が含まれる時間帯であるといえる。このような場合、第２スケジュールの入出力制御の内容にしたがえば、第１スケジュールの入出力制御の内容にしたがうことになる。そのため、処理部５２は、第１スケジュールでの入出力制御の内容と第２スケジュールでの入出力制御の内容を満たす第１制御指令であって、かつ第２スケジュールでの入出力の電力値に応じた第１制御指令を生成する。このような第１制御指令は、図３（ｃ）に示される。

一方、処理部５２は、第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲外に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が対応する時間帯が存在する場合、第２制御指令を生成する。第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲外に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が対応する時間帯は、図３（ａ）−（ｂ）の時刻Ｔ３からＴ４に相当する。時刻Ｔ３からＴ４では、第１スケジュールでの出力が０ｋＷ以下とされており、第２スケジュールでの出力が２ｋＷとされているので、一方を満たせば他方を満たさなくなる。つまり、第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲外に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が対応する時間帯が存在する場合とは、第１スケジュールでの上限値よりも、第２スケジュールでの出力の電力値が大きい場合であるといえる。

このような場合、処理部５２は、第１スケジュールでの入出力制御の内容と第２スケジュールでの入出力制御の内容のいずれか一方から外れた第２制御指令を生成する。この第２制御指令は、第１スケジュールでの入出力制御の内容と第２スケジュールでの入出力制御の内容のいずれか一方に応じている。例えば、処理部５２は、第１スケジュールでの上限値に応じた第２制御指令を生成する。このような第２制御指令は、図３（ｃ）に示される。なお、処理部５２は、第１上位システム２６からの入出力制御にしたがわなかった場合のペナルティに関する情報と、第２上位システム２８からの入出力制御にしたがわなかった場合のペナルティに関する情報を記憶してもよい。その際、処理部５２は、ペナルティが大きい方の入出力制御にしたがうような第２制御指令を生成する。

処理部５２は、図３（ｃ）のように生成した第１制御指令、第２制御指令を出力部５４に出力する。ここで、第１制御指令、第２制御指令は制御指令と総称される。出力部５４は、処理部５２から受けつけた制御指令を電力変換装置１４に出力する。

電力変換装置１４の第３変換制御部４４は、出力部５４からの制御指令を受けつける。第１制御指令のように入出力の電力値（以下、「指示値」という）が示されている場合、第３変換制御部４４は、計測器２０において計測した電力値（以下、「計測値」という）が、指示値に近くなるような制御を実行する。一方、第２制御指令のように上限値が示されている場合、第３変換制御部４４は、計測値が上限値以下になるような制御を実行する。なお、第３変換制御部４４は、制御の内容を第１変換制御部４０と第２変換制御部４２に通知する。第１変換制御部４０と第２変換制御部４２は、通知された内容に応じた制御を実行する。

これらの制御には公知の技術が使用されればよいが、ここでは一例として電力変換装置１４から電力系統２２への出力を抑制するための制御を説明する。第３変換制御部４４は、第３変換部３４の出力が所定の上限電流値または上限電力値を超えないように第３変換部３４を制御する。出力抑制中は、直流バス１１０の電圧を第１しきい値電圧に維持するように制御するバス電圧の安定化制御は停止する。これにより、第３変換部３４の出力電力に対して第３変換部３４の入力電力が過多となり、直流バス１１０の電圧が上昇する。より具体的には直流バス１１０に接続された電解コンデンサに電荷が蓄積されていく。第２変換制御部４２は、直流バス１１０の電圧が第２しきい値電圧を超えないように第２変換部３２を制御する。この制御は、所定の指令値に出力を合わせる制御に対して優先する。第２しきい値電圧は第１しきい値電圧より高い値に設定される。第１変換制御部４０は、直流バス１１０の電圧が第３しきい値電圧を超えないように第１変換部３０を制御する。この制御は、ＭＰＰＴ制御に対して優先する。第３しきい値電圧は第２しきい値電圧より高い値に設定される。

なお、電力管理システムサーバ２４が、電力変換装置１４に接続された例を示したが、さらに負荷１８に接続されていてもよい。このとき、電力管理システムサーバ２４は、電力変換装置１４および負荷１８を制御することによって、需要家８０における電力系統２２との間の電力の入出力を制御する。電力変換装置１４に対する制御指令と、負荷１８に対する制御指令は別々に生成される。電力変換装置１４に対する制御指令と、負荷１８に対する制御指令との組合せによって、図３（ｃ）に示された制御が実現されればよい。処理部５２は、図３（ｃ）のように生成した第１制御指令、第２制御指令を出力部５４に出力する。出力部５４は、処理部５２から受けつけた制御指令を電力変換装置１４と負荷１８に出力する。負荷１８が、制御指令を受け付けた場合の制御には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。なお、電力管理システムサーバ２４が負荷１８を制御せず、電力変換装置１４だけを制御する場合、制御指令は電力変換装置１４だけに出力される。

また、電力管理システムサーバ２４が、負荷１８に接続されている場合、需要家８０には、必ずしも蓄電装置１２が設置されていなくてもよい。需要家８０に蓄電装置１２が設置されてない場合、電力変換装置１４は、発電装置１０からの電力を変換する機能として、第１変換部３０、第１変換制御部４０、第３変換部３４、および第３変換制御部４４を備えていれば足りる。

本開示における装置、システム、または方法の主体は、コンピュータを備えている。このコンピュータがプログラムを実行することによって、本開示における装置、システム、または方法の主体の機能が実現される。コンピュータは、プログラムにしたがって動作するプロセッサを主なハードウェア構成として備える。プロセッサは、プログラムを実行することによって機能を実現することができれば、その種類は問わない。プロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）、またはＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を含む１つまたは複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集積されてもよいし、複数のチップに設けられてもよい。複数のチップは１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に備えられていてもよい。プログラムは、コンピュータが読み取り可能なＲＯＭ、光ディスク、ハードディスクドライブなどの非一時的記録媒体に記録される。プログラムは、記録媒体に予め格納されていてもよいし、インターネット等を含む広域通信網を介して記録媒体に供給されてもよい。

以上の構成による配電システム１００の動作を説明する。図４は、電力管理システムサーバ２４による制御手順を示すフローチャートである。第１受信部６０は第１スケジュールを受信し（Ｓ１０）、第２受信部６２は第２スケジュールを受信する（Ｓ１２）。第１スケジュールでの上限値以下の範囲に、第２スケジュールでの入出力の電力値が含まれる場合（Ｓ１４のＹ）、処理部５２は、入出力の電力値に応じた第１制御指令を生成する（Ｓ１６）。出力部５４は、第１制御指令を出力する（Ｓ１８）。第１スケジュールでの上限値以下の範囲に、第２スケジュールでの入出力の電力値が含まれない場合（Ｓ１４のＮ）、処理部５２は、上限値に応じた第２制御指令を生成する（Ｓ２０）。出力部５４は、第２制御指令を出力する（Ｓ２２）。

本実施例によれば、第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が含まれる時間帯において、これらの入出力制御の内容を満たす第１制御指令を出力するので、複数の上位システムからの入出力制御に応じた入出力を実行させることができる。また、第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲外に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が対応する時間帯において、いずれか一方から外れた第２制御指令を出力するので、複数の上位システムからの入出力制御が異なる場合であっても、入出力を正常に実行させることができる。また、第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲外に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が対応する時間帯において、第１スケジュールと第２スケジュールのいずれか一方の入出力制御の内容に応じた第２制御指令を生成するので、第２制御指令を容易に生成できる。

また、第１スケジュールでは、出力における上限値が示され、第２スケジュールでは、入出力の電力値が示されるので、遠隔出力制御システムとＶＰＰからの入出力制御に応じた処理を実行できる。また、第１スケジュールでの上限値以下の範囲に、第２スケジュールでの入出力の電力値が含まれる時間帯において、第２スケジュールでの入出力の電力値に応じた第１制御指令を出力するので、ＶＰＰからの入出力制御に応じた処理を実行できる。また、第１スケジュールでの上限値よりも、第２スケジュールでの出力の電力値が大きい場合、第１スケジュールでの上限値に応じた第２制御指令を出力するので、遠隔出力制御システムからの入出力制御に応じた処理を実行できる。

本発明の一態様の概要は、次の通りである。本発明のある態様の電力管理システムサーバ２４は、需要家８０における電力系統２２との間の電力の入出力を制御する電力管理システムサーバ２４であって、第１上位システム２６から入出力制御の第１スケジュールを受信する第１受信部６０と、第１上位システム２６とは異なった第２上位システム２８から入出力制御の第２スケジュールを受信する第２受信部６２と、第１受信部６０が受信した第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲に、第２受信部６２が受信した第２スケジュールでの入出力制御の内容が含まれる時間帯に対する第１制御指令であって、かつ第１スケジュールでの入出力制御の内容と第２スケジュールでの入出力制御の内容を満たす第１制御指令を出力する出力部５４とを備える。出力部５４は、第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲外に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が対応する時間帯に対する第２制御指令であって、かつ第１スケジュールでの入出力制御の内容と第２スケジュールでの入出力制御の内容のいずれか一方から外れた第２制御指令を出力する。

出力部５４は、第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲外に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が対応する時間帯において、第１スケジュールでの入出力制御の内容と第２スケジュールでの入出力制御の内容のいずれか一方に応じた第２制御指令を出力してもよい。

第１受信部６０が受信した第１スケジュールでは、入出力制御の内容として、出力における上限値が示され、第２受信部６２が受信した第２スケジュールでは、入出力制御の内容として、入出力の電力値が示され、出力部５４は、第１スケジュールでの上限値以下の範囲に、第２スケジュールでの入出力の電力値が含まれる時間帯において、第２スケジュールでの入出力の電力値に応じた第１制御指令を出力し、出力部５４は、第１スケジュールでの上限値よりも、第２スケジュールでの出力の電力値が大きい場合、第１スケジュールでの上限値に応じた第２制御指令を出力してもよい。

本発明の別の態様は、電力変換システム７０である。この電力変換システム７０は、需要家８０に設置された発電装置１０および蓄電装置１２と電力系統２２とに接続された電力変換装置１４と、電力変換装置１４における電力系統２２側の電力の入出力を制御する電力管理システムサーバ２４とを備える。電力管理システムサーバ２４は、第１上位システム２６から需要家８０における電力系統２２との間の入出力制御の第１スケジュールを受信する第１受信部６０と、第１上位システム２６とは異なった第２上位システム２８から需要家８０における電力系統２２との間の入出力制御の第２スケジュールを受信する第２受信部６２と、第１受信部６０が受信した第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲に、第２受信部６２が受信した第２スケジュールでの入出力制御の内容が含まれる時間帯に対する第１制御指令であって、かつ第１スケジュールでの入出力制御の内容と第２スケジュールでの入出力制御の内容を満たす第１制御指令を出力する出力部５４とを備える。出力部５４は、第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲外に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が対応する時間帯に対する第２制御指令であって、かつ第１スケジュールでの入出力制御の内容と第２スケジュールでの入出力制御の内容のいずれか一方から外れた第２制御指令を出力する。

（実施例２）
次に、実施例２を説明する。実施例２も、実施例１と同様に、需要家に設置された創蓄連携システムにおける電力の入出力を制御する電力管理システムに関する。ここでは、需要家において制御指令を実行できない場合の処理に関する。制御指令を実行できない場合とは、例えば、制御指令によって買電を指示すべき場合であるが、蓄電装置の空き容量が少なくなっている場合、制御指令によって売電を指示すべき場合であるが、天気が晴れではなく発電量が少ない場合である。実施例２に係る配電システム１００は、図１と同様のタイプである。ここでは、実施例１との差異を中心に説明する。

図５は、実施例２に係る電力管理システムサーバ２４の構成を示す。図１と比較して、電力管理システムサーバ２４は取得部５６をさらに含み、通信部５０は第３受信部６４をさらに含む。また、第３受信部６４は天気予報サーバ９０に接続される。

前述のごとく、第１受信部６０は第１上位システム２６から第１スケジュールを受信し、第２受信部６２は第２上位システム２８から第２スケジュールを受信する。ここでは、第１スケジュールでの上限値以下の範囲に、第２スケジュールでの入力の電力値が含まれる時間帯、つまり処理部５２において第２スケジュールでの入出力の電力値に応じた第１制御指令を生成すべき場合を説明の対象にする。なお、第１スケジュールでの上限値以下の範囲に、第２スケジュールでの入力の電力値が含まれない時間帯、つまり処理部５２において第１スケジュールでの上限値に応じた第２制御指令を生成すべき場合においても同様の処理が実行されればよい。

第２スケジュールでは、入出力制御の内容として、入力における電力値、例えば、１ｋＷｈの買電が示される。第２変換制御部４２は、図示しない蓄電装置１２の残量あるいは空き容量の情報を取得する。これには公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。取得部５６は、第２変換制御部４２に接続され、第２変換制御部４２から空き容量の情報を取得する。空き容量情報では、例えば、０．５ｋＷｈが示される。

処理部５２は、蓄電装置１２の空き容量と、第２スケジュールで示された入力の電力値とを比較する。処理部５２は、前者が後者よりも少ない場合、つまり入力した電力を蓄電装置１２が充電不可能である場合、第１制御指令の代わりに、第２スケジュールでの入力の電力値とは異なった第３制御指令を生成する。これは、蓄電装置１２の空き容量が０．５ｋＷｈであり、入力の電力値が１ｋＷｈである場合に相当する。第３制御指令では、第１スケジュールでの５０％抑制が示されたり、蓄電装置１２の空き容量に応じた０．５ｋＷｈが示されたりする。

また、第２スケジュールでは、入出力制御の内容として、出力における電力値、例えば、２ｋＷの売電が示される。天気予報サーバ９０は、天気予報の情報を提供するためのサーバであり、第３受信部６４は、天気予報サーバ９０から天気予報の情報を受けつける。処理部５２は、天気予報の情報と、発電装置１０が発電可能な電力との対応関係が示されたテーブルを予め記憶する。処理部５２は、第２スケジュールにおいて売電が示されている場合、テーブルを参照しながら、第３受信部６４が受けつけた天気予報の情報に対応した発電可能な電力を導出する。処理部５２は、導出した発電可能な電力値と、第２スケジュールで示された出力の電力値とを比較する。処理部５２は、前者が後者よりも小さい場合、つまり当該電力値の電力を発電装置１０が発電不可能である場合、第１制御指令の代わりに、第２スケジュールでの出力の電力値とは異なった第３制御指令を生成する。これは、発電可能な電力値が１ｋＷであり、出力の電力値が２ｋＷである場合に相当する。出力部５４は、処理部５２から受けつけた第３制御指令を電力変換装置１４と負荷１８に出力する。

以上の構成による配電システム１００の動作を説明する。図６は、電力管理システムサーバ２４による制御手順を示すフローチャートである。これは、第１制御指令あるいは第２制御指令によって電力の入力を指示すべき場合に相当する。蓄電装置１２が充電可能であれば（Ｓ５０のＹ）、処理部５２は、第１制御指令あるいは第２制御指令を生成し（Ｓ５２）、出力部５４は、生成した第１制御指令あるいは第２制御指令を出力する（Ｓ５４）。蓄電装置１２が充電可能でなければ（Ｓ５０のＮ）、処理部５２は、第３制御指令を生成し（Ｓ５６）、出力部５４は、生成した第３制御指令を出力する（Ｓ５８）。

図７は、電力管理システムサーバ２４による別の制御手順を示すフローチャートである。これは、第１制御指令あるいは第２制御指令によって電力の出力を指示すべき場合に相当する。発電装置１０が発電可能であれば（Ｓ１００のＹ）、処理部５２は、第１制御指令あるいは第２制御指令を生成し（Ｓ１０２）、出力部５４は、生成した第１制御指令あるいは第２制御指令を出力する（Ｓ１０４）。発電装置１０が発電可能でなければ（Ｓ１００のＮ）、処理部５２は、第３制御指令を生成し（Ｓ１０６）、出力部５４は、生成した第３制御指令を出力する（Ｓ１０８）。

本実施例によれば、第１制御指令あるいは第２制御指令により電力の入力を指示すべき場合であっても、入力した電力を蓄電装置１２が充電不可能である場合、第３制御指令を出力するので、充電できない電力を入力することを回避できる。また、第１制御指令あるいは第２制御指令により電力の出力を指示すべき場合であっても、当該指示すべき電力値の電力を発電装置１０が発電不可能である場合、第３制御指令を出力するので、発電できない電力を出力することを回避できる。

本発明の一態様の概要は、次の通りである。出力部５４は、第１制御指令あるいは第２制御指令により電力の入力を指示すべき場合であっても、入力した電力を蓄電装置１２が充電不可能である場合、第３制御指令を出力してもよい。

出力部５４は、第１制御指令あるいは第２制御指令により電力の出力を指示すべき場合であっても、当該指示すべき電力値の電力を発電装置１０が発電不可能である場合、第３制御指令を出力してもよい。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは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。

１０ 発電装置、 １２ 蓄電装置、 １４ 電力変換装置、 １６ 分電盤、 １８ 負荷、 ２０ 計測器、 ２２ 電力系統、 ２４ 電力管理システムサーバ、 ２６ 第１上位システム、 ２８ 第２上位システム、 ３０ 第１変換部、 ３２ 第２変換部、 ３４ 第３変換部、 ４０ 第１変換制御部、 ４２ 第２変換制御部、 ４４ 第３変換制御部、 ５０ 通信部、 ５２ 処理部、 ５４ 出力部、 ６０ 第１受信部、 ６２ 第２受信部、 ７０ 電力変換システム、 ７２ 創蓄連携システム、 １００ 配電システム。

Claims (7)

1. 需要家における電力系統との間の電力の入出力を制御する電力管理システムであって、
   第１上位システムから入出力制御の第１スケジュールを受信する第１受信部と、
   前記第１上位システムとは異なった第２上位システムから入出力制御の第２スケジュールを受信する第２受信部と、
   前記第１受信部が受信した第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲に、前記第２受信部が受信した第２スケジュールでの入出力制御の内容が含まれる時間帯に対する第１制御指令であって、かつ第１スケジュールでの入出力制御の内容と第２スケジュールでの入出力制御の内容を満たす第１制御指令を出力する出力部とを備え、
   前記出力部は、第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲外に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が対応する時間帯に対する第２制御指令であって、かつ第１スケジュールでの入出力制御の内容と第２スケジュールでの入出力制御の内容のいずれか一方から外れた第２制御指令を出力することを特徴とする電力管理システム。
2. 前記出力部は、第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲外に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が対応する時間帯において、第１スケジュールでの入出力制御の内容と第２スケジュールでの入出力制御の内容のいずれか一方に応じた第２制御指令を出力することを特徴とする請求項１に記載の電力管理システム。
3. 前記第１受信部が受信した第１スケジュールでは、入出力制御の内容として、出力における上限値が示され、
   前記第２受信部が受信した第２スケジュールでは、入出力制御の内容として、入出力の電力値が示され、
   前記出力部は、第１スケジュールでの上限値以下の範囲に、第２スケジュールでの入出力の電力値が含まれる時間帯において、第２スケジュールでの入出力の電力値に応じた第１制御指令を出力し、
   前記出力部は、第１スケジュールでの上限値よりも、第２スケジュールでの出力の電力値が大きい場合、第１スケジュールでの上限値に応じた第２制御指令を出力することを特徴とする請求項１に記載の電力管理システム。
4. 前記出力部は、第１制御指令あるいは第２制御指令により電力の入力を指示すべき場合であっても、入力した電力を蓄電装置が充電不可能である場合、第３制御指令を出力することを特徴とする請求項３に記載の電力管理システム。
5. 前記出力部は、第１制御指令あるいは第２制御指令により電力の出力を指示すべき場合であっても、当該指示すべき電力値の電力を発電装置が発電不可能である場合、第３制御指令を出力することを特徴とする請求項３に記載の電力管理システム。
6. 需要家に設置された発電装置および蓄電装置と電力系統とに接続された電力変換装置と、
   前記電力変換装置における電力系統側の電力の入出力を制御する電力管理システムとを備え、
   前記電力管理システムは、
   第１上位システムから需要家における電力系統との間の入出力制御の第１スケジュールを受信する第１受信部と、
   前記第１上位システムとは異なった第２上位システムから需要家における電力系統との間の入出力制御の第２スケジュールを受信する第２受信部と、
   前記第１受信部が受信した第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲に、前記第２受信部が受信した第２スケジュールでの入出力制御の内容が含まれる時間帯に対する第１制御指令であって、かつ第１スケジュールでの入出力制御の内容と第２スケジュールでの入出力制御の内容を満たす第１制御指令を出力する出力部とを備え、
   前記出力部は、第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲外に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が対応する時間帯に対する第２制御指令であって、かつ第１スケジュールでの入出力制御の内容と第２スケジュールでの入出力制御の内容のいずれか一方から外れた第２制御指令を出力することを特徴とする電力変換システム。
7. 需要家における電力系統との間の電力の入出力を制御する電力管理システムでのプログラムであって、
   第１上位システムから入出力制御の第１スケジュールを受信するステップと、
   前記第１上位システムとは異なった第２上位システムから入出力制御の第２スケジュールを受信するステップと、
   第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が含まれる時間帯に対する第１制御指令であって、かつ第１スケジュールでの入出力制御の内容と第２スケジュールでの入出力制御の内容を満たす第１制御指令を出力するステップと、
   第１スケジュールでの入出力制御の内容の範囲外に、第２スケジュールでの入出力制御の内容が対応する時間帯に対する第２制御指令であって、かつ第１スケジュールでの入出力制御の内容と第２スケジュールでの入出力制御の内容のいずれか一方から外れた第２制御指令を出力するステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。

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