JP2019050714A - 電力管理装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】需要家におけるインバランスの抑制と、自立率を高めることとの両立が図られるようにする。【解決手段】需要家における消費電力のうちで需要家における発電装置の発電に応じて得られる発電電力により賄われる比率としての自立率を一定以上とするように需要家が有する蓄電池を制御する自立率対応電力制御を実行する自立率対応電力制御部と、需要家における受給電力計画が達成されるように、需要家が有する蓄電池を制御するインバランス対応電力制御を実行するインバランス対応電力制御部と、所定の判定条件に基づいて、自立率対応電力制御とインバランス対応電力制御との電力制御のうちのいずれか一方を実行させる電力制御切替部とを備えて電力管理装置を構成する。【選択図】図３

Description

本発明は、電力管理装置及び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。
そこで、インバランス精算による支払いが発生しないように、電力調整を行うようにされた電力管理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、省エネルギー化の観点からは、自立率が促進されることが好ましい。自立率は、例えば需要家における消費電力のうちで買電電力に依らず需要家における発電電力の利用により需要家が自己で賄った電力の比率として求められるもので、需要家における発電電力の自己利用についての有効性の指標となる。そこで、需要家における自立率を求め、省エネルギー化の促進を行うようにされた電力管理システムが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１５−２３０５４４号公報 特開２０１２−０７３８６７号公報

上記のように、需要家としては、インバランスが発生しないようにすることと、自立率をできるだけ高めるようにすることが求められているといえる。
しかしながら、例えば需要家においてインバランスが発生しないように制御を行った場合には、一例として、インバランスの抑制のために、積極的に買電電力（順潮流電力）を増加させるべき状況も生じ得ることから、自立率を高めることが難しい場合がある。
一方で、需要家において自立率が高くなるように電力制御を行った場合には、一例として、発電装置にて発生された電力や蓄電池に蓄積された電力を消費電力のために多く使用することになる結果、インバランスが発生しやすくなる場合がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、需要家におけるインバランスの抑制と、自立率を高めることとの両立が図られ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の本発明の一態様は、需要家における消費電力のうちで前記需要家における発電装置の発電に応じて得られる発電電力により賄われる比率としての自立率を一定以上とするように前記需要家が有する蓄電池を制御する自立率対応電力制御を実行する自立率対応電力制御部と、前記需要家における受給電力計画が達成されるように、前記需要家が有する蓄電池を制御するインバランス対応電力制御を実行するインバランス対応電力制御部と、所定の判定条件に基づいて、前記自立率対応電力制御と前記インバランス対応電力制御との電力制御のうちのいずれか一方を実行させる電力制御切替部とを備える電力管理装置である。

また、本発明の一態様は、コンピュータを、需要家における消費電力のうちで前記需要家における発電装置の発電に応じて得られる発電電力により賄われる比率としての自立率を一定以上とするように前記需要家が有する蓄電池を制御する自立率対応電力制御を実行する自立率対応電力制御部、前記需要家における受給電力計画が達成されるように、前記需要家が有する蓄電池を制御するインバランス対応電力制御を実行するインバランス対応電力制御部、所定の判定条件に基づいて、前記自立率対応電力制御と前記インバランス対応電力制御との電力制御のうちのいずれか一方を実行させる電力制御切替部として機能させるためのプログラムである。

以上説明したように、本発明によれば、需要家におけるインバランスの抑制と、自立率を高めることとの両立が図られるようになるという効果が得られる。

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実行する処理手順例を示すフローチャートである。 第２実施形態における電力管理装置が実行する処理手順例を示すフローチャートである。 第３実施形態における電力管理装置が実行する処理手順例を示すフローチャートである。 第４実施形態における電力管理装置が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＞
図１は、本実施形態における需要家施設１００が備える電力管理システムの構成例を示している。同図に示される電力管理システムは、電力測定部１０１、経路切替部１０２、発電装置１０３、蓄電池１０４、負荷１０５、及び電力管理装置２００を備える。
ここで、需要家施設１００の所有者は需要家と呼ばれる。ただし、以降の説明にあっては、需要家を需要家施設１００と同義で記載する場合がある。

電力測定部１０１は、順潮流電力（買電電力）と逆潮流電力（売電電力）とを測定する。本実施形態において、順潮流電力とは配電網から順潮流させる電力をいう。逆潮流電力とは配電網に逆潮流させる電力をいう。即ち、電力測定部１０１は、受給電力を測定する。受給電力は、順潮流電力と逆潮流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から電力測定部１０１を経由して経路切替部１０２に供給される電力が順潮流電力である。一方、発電装置１０３や蓄電池１０４から出力され、経路切替部１０２から電力測定部１０１を経由して商用電源ラインＤＬに供給される電力が逆潮流電力である。
本実施形態では、順潮流電力に対応する順潮流を正方向とする場合を例に挙げる。この場合、順潮流に対応する順潮流電力に対して逆潮量に対応する逆潮流電力が小さければ、受給電力は正の値として測定され、順潮流電力に対して逆潮流電力が大きければ受給電力は負の値として測定される。

経路切替部１０２は、例えば電力測定部１０１、発電装置１０３、蓄電池１０４、及び負荷１０５間の電力経路の結合点であり、商用電源から供給された電力（順潮流電力）を、蓄電池１０４や負荷１０５などに分配して供給することができる。また、経路切替部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測定部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、経路切替部１０２から電力測定部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。

なお、発電装置１０３は、例えば風力発電、地熱発電等の、太陽光以外の自然エネルギーを利用して発電を行う装置とされてもよい。

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、経路切替部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、蓄積された電力を経路切替部１０２から電力測定部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。
負荷１０５は、経路切替部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。

電力管理装置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、及び負荷１０５など）を制御する。

図２は、電力管理装置２００の構成例を示している。同図の電力管理装置２００は、通信部２０１、制御部２０２、及び記憶部２０３を備える。

通信部２０１は、電力管理システムにおける各装置（発電装置１０３、蓄電池１０４、及び負荷１０５）と通信を行う。通信部２０１による各装置との通信は、無線であってもよいし、有線であってもよい。また、通信部２０１は、例えばネットワーク経由で電力管理システムの外部と通信可能とされてもよい。

制御部２０２は、電力管理装置２００における各種の制御を実行する。制御部２０２としての機能は、電力管理装置２００が備えるＣＰＵ（Central Processing Unit）がプログラムを実行することにより実現されてよい。
制御部２０２は、自立率対応電力制御部２２１、インバランス対応電力制御部２２２、計画部２２３、及び電力制御切替部２２４を備える。

自立率対応電力制御部２２１は、自立率対応電力制御を実行する。
自立率対応電力制御は、自立率を一定以上とするように、需要家が有する蓄電池を制御する電力制御である。
また、自立率は、需要家における消費電力のうちで、需要家における発電電力により賄われる電力（以下、「自己消費電力」とも記載する）の比率である。
具体例として、自立率は、消費電力のうちで、買電電力によることなく需要家施設１００にて発生させた電力の比率である。換言すると、自立率は、需要家施設１００における消費電力のうちで、発電装置１０３による発電電力により賄われた比率である。需要家施設における発電装置１０３による発電電力の消費は、発電装置１０３から出力されている発電電力を負荷１０５がそのまま入力するものであってもよいし、蓄電池１０４に一旦蓄積された発電電力を負荷１０５が入力するものであってもよい。
このような自立率（Ｒｓｒ）は、需要家施設１００における消費電力をＰｃｓｐとし、需要家施設１００にて一般送配電事業者から買電した電力（順潮流電力、買電電力）をＰｂとして、以下の式１によって求められる。
Ｒｓｒ＝１−（Ｐｂ／Ｐｃｓｐ）・・・（式１）

例えば、自立率対応電力制御部２２１は、算出された自立率が予め定められた一定値以下である場合、発電装置１０３の発電電力を増加させたり、発電電力を蓄積している蓄電池１０４を放電させるなどして、消費電力における自己消費電力の比率が高くなるようにして自立率を高くするように制御する。
また、自立率対応電力制御部２２１は、算出された自立率が予め定められた一定値以上とされて、自立率が必要以上に高い状態である場合には、例えば、発電装置１０３の発電電力を抑制させたり、発電電力を蓄積している蓄電池１０４の放電を停止、あるいは抑制させるなどして自己消費電力を低減させ、自立率が適切な値となるように制御する。

インバランス対応電力制御部２２２は、インバランス対応電力制御を実行する。
インバランス対応電力制御は、需要家における受給電力計画が達成されるように、需要家が有する蓄電池１０４を制御する電力制御である。

例えば、インバランス対応電力制御部２２２には、以下のような制御条件が設定されている。
制御条件１：逆潮流電力の受給電力計画における値（計画値）が、逆潮流電力の実測値よりも大きい場合には、蓄電池１０４に対する充電を行う。
制御条件２：逆潮流電力の計画値が、逆潮流電力の実測値よりも小さい場合には、蓄電池１０４に対する放電を行う。
制御条件３：順潮流電力の計画値が、順潮流電力の実測値よりも大きい場合には、蓄電池１０４に対する放電を行う。
制御条件４：順潮流電力の計画値が、順潮流電力の実測値よりも小さい場合には、蓄電池１０４に対する充電を行う。
そのうえで、インバランス対応電力制御部２２２は、上記の制御条件１〜４のうちで、計画値と実測値との差分の絶対値が最も大きい制御条件に従った制御を、インバランス対応電力制御として実行するようにされる。

計画部２２３は、需要家施設１００における受給電力計画を策定する。
本実施形態における電力管理システムによる電力管理は、例えば、所定の制御期間において、所定時間により区分された単位区間ごとに電力制御が行われる。本実施形態において、制御期間は１日（２４時間）であり、単位区間は３０分である場合を例に挙げる。
計画部２２３は、例えば、これまでの制御期間から次の制御期間に移行するタイミングに応じて、次の制御期間に対応する需給電力計画を策定する。受給電力計画としては、制御期間における単位区間ごとにおける、逆潮流電力の積算値（逆潮流電力量）と、順潮流電力の積算値（順潮流電力量）との計画を策定する。

計画部２２３は、逆潮流電力量の計画については、以下のように計画してよい。つまり、計画部２２３は、策定対象の制御期間における単位区間ごとにおいて予測されるのと同じ条件の気象のもとで得られた過去の単位区間の電力に関する実績（電力実績）を、実績情報記憶部２３１から取得する。計画部２２３は、取得された電力実績に基づいて、策定対象とされる単位区間ごとの逆潮流電力量の計画を策定する。

また、計画部２２３は、順潮流電力量の計画については、以下のように計画してよい。つまり、計画部２２３は、過去における所定の制御期間の電力実績を取得し、取得された電力実績に基づいて策定対象とされる単位区間ごとの順潮流電力量の計画を策定する。具体的には、計画部２２３は、過去の直近の所定日数分の制御期間の電力実績を取得し、取得された所定日数分の制御期間において、同じ時間帯の単位区間ごとの順潮流電力の実績値の平均値を算出する。計画部２２３は、算出された単位区間ごとの平均値を、策定対象とされる単位区間ごとの順潮流電力量の計画としてよい。

電力制御切替部２２４は、所定の判定条件に基づいて、自立率対応電力制御とインバランス対応電力制御との電力制御のうちのいずれか一方を実行させる。
本実施形態において、電力制御切替部２２４は、予測される気象に基づいて、自立率対応電力制御とインバランス対応電力制御とのいずれか一方を実行させるようにされる。

記憶部２０３は、制御部２０２が利用する各種の情報を記憶する。同図の記憶部２０３は、実績情報記憶部２３１を記憶する。実績情報は、需要家施設１００における電力についての実績（電力実績）に関する情報である。実績情報には、受給電力（順潮流電力、逆潮流電力）、消費電力、発電電力（発電装置１０３の発電により得られた電力）、蓄電池１０４の挙動（充放電動作）履歴、気象等の情報を含む。
前述のように、電力管理装置２００による電力管理は、例えば、１日（２４時間）の制御期間において、例えば３０分ごとに分割された単位区間ごとに電力制御が行われる。実績情報記憶部２３１は、実績情報として、過去の制御期間ごとの実績情報を記憶する。また、１つの制御期間に対応する実績情報は、単位区間ごとの実績を示す。

上記構成による本実施形態の電力管理システムにおいては、電力管理装置２００が自立率対応電力制御を実行することにより、需要家施設１００における自立率をできるだけ高くするようにできる。
一方で、本実施形態の電力管理システムにおいては、電力管理装置２００が、受給電力計画を策定したうえで、インバランス対応電力制御を実行することで、策定された受給電力計画による受給電力が達成されるようにすることも可能である。
自立率が高められることによっては省エネルギー化が図られるという利点がある。
また、計画値同時同量制度のもとで、受給電力計画を行い、インバランスが発生しないようにすれば、インバランス精算による支払いが抑えられることとなって、電力利用のコストが削減できるという利点がある。

しかしながら、自立率対応電力制御を行った場合には、例えば発電装置１０３にて発生された電力や蓄電池１０４に蓄積された電力を消費電力のために多く使用するような状況も生じ得る。このため、インバランスが発生しやすくなる可能性がある。
また、インバランス対応電力制御を行った場合には、例えばインバランスの抑制のための電力の不足分を商用電源で補うような状況も生じ得ることから、自立率が低下する可能性がある。
即ち、自立率対応電力制御とインバランス対応電力制御とを同時並行で実行して、自立率を高めることと、インバランスの発生を抑止することとを両立させることは難しい。

そこで、本実施形態の電力管理装置２００は、例えば制御期間ごとに、予測される気象に基づいて、自立率対応電力制御とインバランス対応電力制御とのいずれの電力制御を実行させるべきかを判定する。電力管理装置２００は、判定された電力制御が実行されるようにする。
このような構成とすることで、複数の制御期間を含む一定期間のもとでは、自立率対応電力制御とインバランス対応電力制御とが時分割で適宜切り替わるように実行されているものとみることができる。即ち、本実施形態においては、複数の制御期間を含む或る単位期間のもとで、自立率を高めることと、インバランスを抑制することとの両立が可能となっているものである。

図３のフローチャートを参照して、本実施形態における電力管理装置２００が実行する処理手順例について説明する。同図の処理は、１つの制御期間の開始タイミングに対応して実行される処理となる。

ステップＳ１０１：電力管理装置２００において、計画部２２３は、制御期間の開始にあたり、計画の策定に利用する所定の各種情報（計画策定利用情報）を取得する。計画策定利用情報としては、例えば前述の気象に関する予測の情報（気象予測情報）、実績情報記憶部２３１が記憶する実績情報等である。気象に関する予測の情報については、例えば気象予報の情報を提供するサーバ等からネットワーク経由で取得するようにされてよい。

ステップＳ１０２：計画部２２３は、ステップＳ１０１により取得した計画策定利用情報を利用して受給電力計画を策定する。策定された受給電力計画は、例えば計画値同時同量制度における契約のもとで、一般送配電事業者に対して所定の手段により提出される。

ステップＳ１０３：電力制御切替部２２４は、需要家施設１００の自立率を予測する。ここで予測される自立率は、例えばこれより開始される制御期間全体としてみた場合の自立率であってよい。
一例として、電力制御切替部２２４は、予測対象の制御期間における自立率を以下のように予測することができる。電力制御切替部２２４は、実績情報記憶部２３１が記憶する過去の実績情報における消費電力の情報を利用して、予測対象の制御期間における消費電力を予測する。最も簡単な例では、電力制御切替部２２４は、予測対象の制御期間における消費電力の総量を予測してよい。
また、電力制御切替部２２４は、予測対象の制御期間における買電電力（順潮流電力）を予測する。このために、電力制御切替部２２４は、実績情報記憶部２３１が記憶する過去の実績情報に含まれる買電電力を予測する。この場合の電力制御切替部２２４は、予測対象の制御期間における買電電力の総量を予測してよい。
そのうえで、電力制御切替部２２４は、予測された消費電力と買電電力とを利用して、先に説明した式１により自立率を算出する。このようにして電力制御切替部２２４は、自立率を予測する。

ステップＳ１０４：電力制御切替部２２４は、ステップＳ１０３により予測された自立率の値が予め定められた閾値以下であるか否かについて判定する。閾値については、例えば、高いものとして評価できる自立率の数値範囲における最低値に基づいて定められてよい。

ステップＳ１０５：予測された自立率の値が閾値以下であった場合には、自立率対応電力制御を行ったとしても高い自立率を得ることが困難であり、インバランス対応電力制御を行ったほうが有利である、ということになる。
そこで、この場合の電力制御切替部２２４は、制御期間が開始されて以降において、インバランス対応電力制御部２２２によるインバランス対応電力制御が実行されるようにする。
ステップＳ１０６：電力制御切替部２２４は、ステップＳ１０５によるインバランス対応電力制御が実行されている状態のもとで、制御期間が終了されるのを待機する。制御期間が終了されると、同図に示す処理が終了される。

ステップＳ１０７：予測された自立率の値が閾値より大きい場合には、自立率対応電力制御を行うことで高い自立率が得られることから、インバランス対応電力制御よりも自立率対応電力制御を優先させてもよい、ということがいえる。
そこで、この場合の電力制御切替部２２４は、制御期間が開始されて以降において、自立率対応電力制御部２２１によるインバランス対応電力制御が実行されるようにする。
ステップＳ１０８：電力制御切替部２２４は、ステップＳ１０７による自立率対応電力制御が実行されている状態のもとで、制御期間が終了されるのを待機する。制御期間が終了されると、同図に示す処理が終了される。

なお、同図の処理では、１回の制御期間にわたって、自立率対応電力制御とインバランス対応電力制御とのいずれかが固定的に実行される。しかしながら、例えば制御期間において、逐次更新される気象の予測情報に基づいて定期的に自立率の予測を行い、予測された自立率に基づいて、制御期間において、自立率対応電力制御とインバランス対応電力制御とで切り替えが行われるようにされてよい。

＜第２実施形態＞
続いて、第２実施形態について説明する。本実施形態の電力管理装置２００は、制御期間において、標準（デフォルト）の電力制御として、自立率対応電力制御が行われるようにする。そのうえで、電力管理装置２００は、受給電力計画として示される受給電力と、現在における順潮流電力の実値との差分が一定以上となることに応じて、それまでの自立率対応電力制御からインバランス対応電力制御に電力制御を切り替える。

即ち、本実施形態の電力管理システムは、省エネルギー化による環境保全を優先させるために、定常的には自立率対応電力制御を行うようにされる。そのうえで、本実施形態の電力管理システムは、受給電力計画における順潮流電力と現在における順潮流電力の実値との差分が一定以上となって、インバランスが許容範囲を越える可能性のあるような状況となった場合には、一時的にインバランス対応電力制御に切り替える。
このように、本実施形態においては、自立率対応電力制御を優先させたうえで、インバランスが許容範囲を越えないようにインバランス対応電力制御に切り替えることで、自立率対応電力制御とインバランス対応電力制御との両立を図る。

図４のフローチャートは、本実施形態の電力管理装置２００が実行する処理手順例を示している。同図の処理は、制御期間において、単位区間ごとに応じてループするように実行される処理である。

ステップＳ２０１：電力管理装置２００において、計画部２２３は、制御期間における次の単位区間の開始にあたり、計画策定利用情報を取得する。

ステップＳ２０２：計画部２２３は、ステップＳ２０１により取得した計画策定利用情報を利用して、次の単位区間に対応する受給電力計画を策定する。このように策定された受給電力計画も、例えば計画値同時同量制度における契約のもとで、一般送配電事業者に対して所定の手段により提出される。

図３のステップＳ１０１及びステップＳ１０２は、次の制御期間における受給電力計画を策定するための処理であった。これに対して、同図のステップＳ２０１及びステップＳ２０２は、現在の制御期間における次の単位区間における受給電力計画を策定するための処理となる。

ステップＳ２０３：電力制御切替部２２４は、次の制御期間が開始されたタイミングに応じて、自立率対応電力制御部２２１により自立率対応電力制御を実行させる。

ステップＳ２０４：電力制御切替部２２４は、ステップＳ２０３により自立率対応電力制御を実行させた状態のもとで、現在の単位区間が終了されたか否かについて判定する。現在の単位区間が終了されたことが判定された場合、ステップＳ２０１に処理が戻される。

ステップＳ２０５：一方、ステップＳ２０４にて単位区間が終了していないことが判定された場合、電力制御切替部２２４は、現在における受給電力の実値を取得する。電力制御切替部２２４は、現在における受給電力の実値を、現在において電力測定部１０１にて計測されている受給電力の値を入力することにより取得できる。

ステップＳ２０６：電力制御切替部２２４は、ステップＳ２０２にて策定された受給電力計画が示す受給電力の値と、ステップＳ２０５にて取得された受給電力の実値との差分を算出する。
ステップＳ２０７：電力制御切替部２２４は、ステップＳ２０６により算出された差分が予め定められた閾値以上であるか否かについて判定する。差分が閾値未満であった場合、インバランスは許容範囲であることになる。この場合には、ステップＳ２０３に処理が戻される。

ステップＳ２０８：一方、ステップＳ２０６により算出された差分が閾値以上であった場合、インバランスは許容範囲を越えている状態にある。そこで、電力制御切替部２２４は、これまで自立率対応電力制御が実行されていた場合には、自立率対応電力制御部２２１に自立率対応電力制御を停止させたうえで、インバランス対応電力制御部２２２にインバランス対応電力制御を実行させる。

ステップＳ２０９：電力制御切替部２２４は、ステップＳ２０８によりインバランス対応電力制御を実行させた状態のもとで、現在の単位区間が終了されたか否かについて判定する。現在の単位区間が終了されたことが判定された場合、ステップＳ２０１に処理が戻される。
一方、現在の単位区間が終了されていないことが判定された場合には、ステップＳ２０５に処理が戻される。この後において、例えばステップＳ２０７により差分が閾値未満となっていた場合には、これまでのインバランス対応電力制御から、標準の自立率対応電力制御に電力制御が戻されることになる。

このような処理によって、制御期間において、標準では自立率対応電力制御が実行される。そのうえで、受給電力計画により示される受給電力と、現在において測定される受給電力の実値との差分が一定以上となって許容範囲を越える状態となった場合には、一時的にインバランス対応電力制御に切り替えが行われるようにされる。

＜第３実施形態＞
続いて、第３実施形態について説明する。本実施形態の電力管理装置２００は、制御期間において、標準の電力制御として、インバランス対応電力制御が行われるようにする。そのうえで、電力管理装置２００は、制御期間において現在の自立率を監視し、自立率が一定以下となることに応じて、それまでのインバランス対応電力制御から自立率対応電力制御に電力制御を切り替える。

即ち、本実施形態の電力管理システムは、コストの低減を優先させるために、定常的にはインバランス対応電力制御を行うようにされる。そのうえで、本実施形態の電力管理システムは、自立率が一定以下となって、自立率が許容範囲を下回る可能性のあるような状況となった場合には、一時的に自立率対応電力制御に切り替える。このように、本実施形態においては、インバランス対応電力制御を優先させたうえで、自立率が許容範囲を下回らないように自立率対応電力制御部に切り替えることで、自立率対応電力制御とインバランス対応電力制御との両立を図る。

図５のフローチャートは、本実施形態の電力管理装置２００が実行する処理手順例を示している。同図の処理は、図４と同様、制御期間において、単位区間ごとに応じてループするように実行される処理である。

同図のステップＳ３０１、Ｓ３０２の処理は、図４のステップＳ３０１、Ｓ３０２の処理と同様である。

ステップＳ３０３：電力制御切替部２２４は、次の制御期間が開始されたタイミングに応じて、自立率対応電力制御部２２１によりインバランス対応電力制御を実行させる。

ステップＳ３０４：電力制御切替部２２４は、ステップＳ３０３によりインバランス対応電力制御を実行させた状態のもとで、現在の単位区間が終了されたか否かについて判定する。現在の単位区間が終了されたことが判定された場合、ステップＳ３０１に処理が戻される。

ステップＳ３０５：一方、ステップＳ３０４にて単位区間が終了していないことが判定された場合、電力制御切替部２２４は、現在における買電電力と、負荷１０５による消費電力とを取得する。

ステップＳ３０６：電力制御切替部２２４は、ステップＳ３０５にて取得された買電電力と消費電力とを利用して、現在の自立率について式１を用いて算出する。
ステップＳ３０７：電力制御切替部２２４は、ステップＳ３０６により算出された自立率が予め定められた閾値以下であるか否かについて判定する。自立率が閾値より大きい場合、現在の自立率は許容範囲であることになる。この場合には、ステップＳ３０３に処理が戻される。

ステップＳ３０８：一方、ステップＳ３０６により算出された閾値が閾値以下であった場合、インバランスは許容範囲を越えている状態にある。そこで、電力制御切替部２２４は、これまでインバランス対応電力制御が実行されていた場合には、インバランス対応電力制御部２２２にインバランス対応電力制御を停止させたうえで、自立率対応電力制御部２２１に自立率対応電力制御を実行させる。

ステップＳ３０９：電力制御切替部２２４は、ステップＳ３０８によりインバランス対応電力制御を実行させた状態のもとで、現在の単位区間が終了されたか否かについて判定する。現在の単位区間が終了されたことが判定された場合、ステップＳ３０１に処理が戻される。
一方、現在の単位区間が終了されていないことが判定された場合には、ステップＳ３０５に処理が戻される。この後において、例えばステップＳ３０７により自立率が閾値より大きくなっていた場合には、これまでの自立率対応電力制御から、標準のインバランス対応電力制御に電力制御が戻されることになる。

このような処理によって、制御期間において、標準ではインバランス対応電力制御が実行される。そのうえで、現在における自立率が一定以下となって許容範囲を越える状態となった場合には、一時的に自立対応電力制御に切り替えが行われるようにされる。

＜第４実施形態＞
続いて、第４実施形態について説明する。
先の第２実施形態において、電力管理装置２００は、標準（デフォルト）で自立率対応電力制御が行われるようにされたうえで、インバランス対応電力制御への切替のための条件が満たされた場合には、インバランス対応電力制御に切り替えるようにされていた。インバランス対応電力制御への切り替えのための切替条件としては、受給電力計画として示される受給電力と、現在における順潮流電力の実値との差分が一定以上となることであった。つまり、計画値に対する実績値の乖離（インバランス量）が一定以上となったことに応じて、インバランス量を抑制するため、一時的にインバランス対応電力制御に切り替えるようにしている。

しかしながら、電力コスト（電力料金）は、１日における時間帯や、或る長期的な期間等に応じて変動する。ここでの電力コストは、需要家施設１００が一般送配電事業者から購入する買電電力のコスト（買電電力コスト）と、需要家施設１００から逆潮流させる売電電力のコスト（売電電力コスト）とを含む。
インバランス対応電力制御にあっては、電力管理装置２００は、需要家における受給電力計画が達成されるように、蓄電池１０４に充電または放電を実行させる。例えば、蓄電池１０４への充電を伴うインバランス対応電力制御を行う際に、買電電力コストが相当に高くなっている場合がある。このような場合には、需要家にとって特に金銭的にメリットがないため、あえてインバランス対応電力制御を行う必要が無いとの考え方をとることができる。
また、蓄電池１０４の放電を伴うインバランス対応電力制御を行う際に、売電電力コストが相当に低くなっている場合がある。このような場合にも、インバランス対応電力制御の実行期間において売電を行うことにより需要家が得られる利益が少なく特に金銭的にメリットがないため、あえてインバランス対応電力制御を行う必要が無いとの考え方をとることができる。

そこで、本実施形態においては、第２実施形態のように自立率対応電力制御を標準として、切替条件が満たされた場合にインバランス対応電力制御に切り替える構成のもとで、電力コストを考慮して、インバランス対応電力制御への切り替えの要否を決定する。

図６のフローチャートは、本実施形態の電力管理装置２００が実行する処理手順例を示している。
同図において、ステップＳＳ４０１〜Ｓ４０８の処理は、図４のステップＳ２０１〜Ｓ２０８と同様となる。

ステップＳ４０９：ステップＳ４０７の処理によってインバランス対応電力制御が実行中の状態において、電力制御切替部２２４は、現在の電力コストを取得する。
例えば、制御期間における電力コストは、一般送配電事業者から事前に通知されている。通知によっては、例えば制御期間における単位区間ごとの電力コストが示されている。電力管理装置２００は、通知された電力コストの情報を記憶部２０３に記憶させる。ステップＳ４０９において、電力制御切替部２２４は、記憶部２０３から現在の時間帯に応じた電力コストを取得してよい。また、電力コストとしては、例えば買電に応じた電力単価を示す買電電力コストと、売電に応じた電力単価を示す売電電力コストとを含む。

ステップＳ４１０：次に、電力制御切替部２２４は、以降のインバランス対応電力制御を行うにあたり、電力コスト（ここでは買電電力コスト）が一定以上のもとで蓄電池１０４が充電を行う状態となるか否かについて判定する。ステップＳ４０９にて判定対象となる状態は、高い料金により買電することになるため、需要家にとっては経済的に不利となる。
また、ステップＳ４１０において電力制御切替部２２４は、以降のインバランス対応電力制御のもとで、蓄電池１０４が充電を行うことになるか否かについて判定することになる。蓄電池１０４が充電を行うことになるか否かについて、電力制御切替部２２４は、以降のインバランス対応電力制御として、前述のインバランス対応電力制御における制御条件１〜４のうち、制御条件１、４のいずれかに該当するか否かを判定すればよい。

ステップＳ４１０にて電力コストが一定以上のもとで蓄電池１０４が充電を行う状態になると判定された場合は、ステップＳ４０３に処理が戻される。ステップＳ４０３に処理が移行されることで、電力制御切替部２２４は、電力制御について、これまでのインバランス対応電力制御から自立率対応電力制御に切り替える。

ステップＳ４１１：ステップＳ４１０にて、電力コストが一定以上のもとで蓄電池１０４が充電を行うことにはならないと判定された場合、電力制御切替部２２４は、さらに、以下の判定を行う。
つまり、電力制御切替部２２４は、以降のインバランス対応電力制御を行うにあたり、電力コスト（ここでは売電電力コスト）が一定以下のもとで蓄電池１０４が放電を行う状態となるか否かについて判定する。ステップＳ４１０にて判定対象となる状態は、売電により需要家に支払われる料金も少ないことから、需要家にとっての経済的メリットが少なく、インバランス対応電力制御を実行する必要性が低い。

ステップＳ４１１にて電力コストが一定以下のもとで蓄電池１０４が放電を行う状態になると判定された場合は、ステップＳ４０３に処理が戻される。従って、この場合にも、電力制御について、これまでのインバランス対応電力制御から自立率対応電力制御に切り替えが行われる。

ステップＳ４１２：電力制御切替部２２４は、ステップＳ４１１にて電力コストが一定以下のもとで蓄電池１０４が放電を行う状態とはならないと判定された場合、電力制御切替部２２４は、インバランス対応電力制御が実行される状態のもとで現在の単位区間が終了下か否かについて判定する。現在の単位区間が終了されたことが判定された場合、ステップＳ４０１に処理が戻される。
一方、現在の単位区間が終了されていないことが判定された場合には、ステップＳ４０５に処理が戻される。

なお、上述の電力管理装置２００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、実行することにより上述の電力管理装置２００の処理を行ってもよい。ここで、「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」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。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、「コンピュータシステム」は、インターネットやＷＡＮ、ＬＡＮ、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。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。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体であってもよい。また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部または外部に設けられた記録媒体も含まれる。配信サーバの記録媒体に記憶されるプログラムのコードは、端末装置で実行可能な形式のプログラムのコードと異なるものでもよい。すなわち、配信サーバからダウンロードされて端末装置で実行可能な形でインストールができるものであれば、配信サーバで記憶される形式は問わない。なお、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後に端末装置で合体される構成や、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された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（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上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、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

１００ 需要家施設、１０１ 電力測定部、１０２ 経路切替部、１０３ 発電装置、１０４ 蓄電池、１０５ 負荷、２００ 電力管理装置、２０１ 通信部、２０２ 制御部、２０３ 記憶部、２２１ 自立率対応電力制御部、２２２ インバランス対応電力制御部、２２３ 計画部、２２４ 電力制御切替部、２３１ 実績情報記憶部

Claims (7)

1. 需要家における消費電力のうちで前記需要家における発電装置の発電に応じて得られる発電電力により賄われる比率としての自立率を一定以上とするように前記需要家が有する蓄電池を制御する自立率対応電力制御を実行する自立率対応電力制御部と、
   前記需要家における受給電力計画が達成されるように、前記需要家が有する蓄電池を制御するインバランス対応電力制御を実行するインバランス対応電力制御部と、
   所定の判定条件に基づいて、前記自立率対応電力制御と前記インバランス対応電力制御との電力制御のうちのいずれか一方を実行させる電力制御切替部と
   を備える電力管理装置。
2. 前記電力制御切替部は、
   予測される気象に基づいて、前記自立率対応電力制御と前記インバランス対応電力制御とのいずれか一方を実行させる
   請求項１に記載の電力管理装置。
3. 前記電力制御切替部は、
   標準の電力制御として前記自立率対応電力制御を実行させたうえで、前記受給電力計画における順潮流電力と、現在における順潮流電力の実値との差分が所定以上の状態となることに応じて、前記インバランス対応電力制御を実行させる
   請求項１に記載の電力管理装置。
4. 前記電力制御切替部は、
   標準の電力制御として前記インバランス対応電力制御を実行させたうえで、前記自立率が所定以下となることに応じて、前記自立率対応電力制御を実行させる
   請求項１に記載の電力管理装置。
5. 前記電力制御切替部は、
   前記インバランス対応電力制御において一定以上の電力コストのもとで蓄電池が充電を行う動作となることを判定した場合には、前記インバランス対応電力制御を開始させずに、前記自立率対応電力制御を実行させる
   請求項３に記載の電力管理装置。
6. 前記電力制御切替部は、
   前記インバランス対応電力制御において一定以下の電力コストのもとで蓄電池が放電を行う動作となることを判定した場合には、前記インバランス対応電力制御を開始させずに、前記自立率対応電力制御を実行させる
   請求項３または５に記載の電力管理装置。
7. コンピュータを、
   需要家における消費電力のうちで前記需要家における発電装置の発電に応じて得られる発電電力により賄われる比率としての自立率を一定以上とするように前記需要家が有する蓄電池を制御する自立率対応電力制御を実行する自立率対応電力制御部、
   前記需要家における受給電力計画が達成されるように、前記需要家が有する蓄電池を制御するインバランス対応電力制御を実行するインバランス対応電力制御部、
   所定の判定条件に基づいて、前記自立率対応電力制御と前記インバランス対応電力制御との電力制御のうちのいずれか一方を実行させる電力制御切替部
   として機能させるためのプログラム。

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