JP2019068513A - 電力管理装置および電力管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の蓄電池を起動または停止する際の送配電系統への影響を低減する。【解決手段】本発明の一態様の電力管理装置は、蓄電池をそれぞれが有する複数の需要家施設における電力需給を管理する装置であって、前記複数の蓄電池の２以上を起動または停止する際に、起動または停止する複数の前記蓄電池を２以上に群分けし、前記群毎に時間差を持たせて起動または停止するよう起動または停止のタイミングを調整する調整部を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、電力管理装置および電力管理方法に関する。

特許文献１には、デマンドレスポンスへの対応に際し、契約電流値の最大値に応じて各需要家で削減すべき削減電力量を決定する電力管理システムが記載されている。ここで、デマンドレスポンス（ＤＲ：ＤｅｍａｎｄＲｅｓｐｏｎｓｅ）とは、卸市場価格の高騰時または系統信頼性の低下時において、電気料金価格の設定またはインセンティブの支払に応じて、需要家側が電力の使用を抑制するよう電力消費パターンを変化させること、と定義されている。

従来より、工場、ビル等、消費電力が大きい大口需要家では需要制御、蓄電池制御等により、電力消費ピーク時のデマンドレスポンスが行われてきた。例えば、冷房運転時期において、需要ピーク時に需要制御の要求があった場合、空調設定温度を上げたり、照明等の各種機器のうち重要度が低い機器を停止したりすることで需要を抑制する。また、蓄電池を用いた需要制御方法では、大型の蓄電池に予め充電しておき、需要制御の指定時間において放電し、その間における購入電力が一定時間抑制される。

一方、一般住宅等の需要家においては、消費電力が大きくないため、需要を抑制できる範囲が小さい。そのため、一般住宅における需要を抑制したとしても、需要制御の十分な効果は見込めない。これに対し、近年、アグリゲータと複数の需要家の間の契約に基づき、電気事業者（小売電気事業者および系統運用者を含む）等からの要請に応じて行った電力の需要削減の量や容量を取引する取組が検討されている。ここで、アグリゲータ（ＤＲアグリゲータともいう）とは、複数の需要家を束ねてＤＲによる需要削減量を電気事業者と取引する事業者である。

また、太陽光発電設備等、再生可能エネルギを利用した発電設備の導入拡大に伴い、デマンドレスポンスにおける電力消費パターンの変化に、需要削減に加え、需要増加を含ませることが考えられている。すなわち、電力の供給過剰状態が発生した場合に、需要家に対し電力の消費増加を促すことで、配電系統における電気の品質安定化を図ることが検討されている。

特許第５９２２１３８号公報

ところで、一般住宅等の需要家においては、再生可能エネルギを使用した発電設備の導入とともに、蓄電池の導入が進められている。蓄電池の充放電は、電力の需要削減や需要増加に資するものと考えられる。しかしながら、蓄電池は、起動または停止の制御の立ち上がり（あるいは立ち下がり）が早い。そのため、一斉に多くの蓄電池を起動または停止すると、電圧が一気に上がったり、また下がったりするなど送配電系統へ影響を与える可能性がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、複数の蓄電池を起動または停止する際の送配電系統への影響を低減することができる電力管理装置および電力管理方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、蓄電池をそれぞれが有する複数の需要家施設における電力需給を管理する装置であって、前記複数の蓄電池の２以上を起動または停止する際に、起動または停止する複数の前記蓄電池を２以上に群分けし、前記群毎に時間差を持たせて起動または停止するよう起動または停止のタイミングを調整する調整部を備える電力管理装置である。

また、本発明の一態様は、上記電力管理装置であって、前記調整部が、前記各需要家施設の配電系統または送電系統への接続位置に応じて、前記群分けを行う。

また、本発明の一態様は、上記電力管理装置であって、前記調整部が、前記各需要家施設が接続されている配電系統または送電系統の電圧の計測結果に応じて、前記群分けを行う。

また、本発明の一態様は、上記電力管理装置であって、前記調整部による前記調整の要否を判断する判断部をさらに備え、前記調整部は、前記判断部が前記調整が必要であると判断した場合に、前記調整を行う。

また、本発明の一態様は、蓄電池をそれぞれが有する複数の需要家施設における電力需給を管理する方法であって、調整部によって、前記複数の蓄電池の２以上を起動または停止する際に、起動または停止する複数の前記蓄電池を２以上に群分けし、前記群毎に時間差を持たせて起動または停止するよう起動または停止のタイミングを調整する電力管理方法である。

本発明によれば、複数の蓄電池を起動または停止する際の送配電系統への影響を低減することができる。

本発明の一実施形態に係る蓄電池群運用システムの構成例を示す模式図である。 図１に示す電力管理装置１０と需要家施設２０の構成例を示すブロック図である。 図１に示す複数の需要家施設２０−１、…の送配電系統への接続例を示す模式図である。 図２に示す配電系統接続情報１３４の構成例を示す模式図である。 図２に示す制御装置１２の動作例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の一実施形態に係る蓄電池群運用システムの構成例を示す模式図である。図１に示す蓄電池群運用システム１は、電力管理装置１０と、一般家庭等の複数の需要家施設２０−１、２０−２、２０−３、…、２０−７、…と、大口の複数の需要家施設３０−１、…を備える。複数の需要家施設２０−１、２０−２、２０−３、…、２０−７、…は、それぞれ蓄電池２１−１、２１−２、２１−３、…、２１−７、…を有する。需要家施設３０−１、…は、蓄電池３１−１、…を有する。以下、複数の需要家施設２０−１、２０−２、２０−３、…、２０−７、…を各需要家施設２０（または１個の場合は需要家施設２０）と記す場合がある。同様に、蓄電池２１−１、２１−２、２１−３、…、２１−７、…を蓄電池２１と総称する場合がある。また、複数の需要家施設３０−１、…を各需要家施設３０（または１個の場合は需要家施設３０）と記す。同様に、蓄電池３１−１、…を蓄電池３１と総称する場合がある。なお、需要家施設３０の個数は、０個としてもよい。

本実施形態において、電力管理装置１０は、例えば、電力会社、電気事業者等の親アグリゲータと取引する事業者（アグリゲータ）が運用するサーバ等のコンピュータである。電力管理装置１０は、例えば計画値同時同量制度に対応させて、各需要家施設２０および各需要家施設３０における電力の需給を管理するために用いられる。つまり、電力管理装置１０の運用者は、各需要家施設２０および各需要家施設３０全体として、電力需給計画を所定の単位計画時間（例えば、３０分）ごとに策定し、策定された電力需給計画を一般送配電事業者に提出する。そのうえで、各需要家施設２０および各需要家施設３０全体における電力需給の実績が電力需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需給計画は、発電計画と需要計画とを含む。発電計画は、配電系統に逆潮流させる電力についての各需要家施設２０および各需要家施設３０全体としての計画値や、需要家施設２０や需要家施設３０の個別の計画値があり得る。需要計画は、配電系統から順潮流で購入する電力についての各需要家施設２０および各需要家施設３０全体としての計画値や、需要家施設２０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、各需要家施設２０および各需要家施設３０全体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、各需要家施設２０および各需要家施設３０全体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。なお、本実施形態において、発電電力とは配電系統に逆潮流させる電力をいう。また、需要電力とは配電系統から順潮流させる電力をいう。なお、本実施形態において、発電電力は、発電設備２５が発電した電力と蓄電池２１が放電した電力を含む。

電力管理装置１０は、発電計画と需要計画に基づき、各需要家施設２０および各需要家施設３０全体における電力設備を対象として電力制御を実行する。電力管理装置１０は、通信回線４０を介して需要家施設２０および各需要家施設３０の各々と相互に通信が可能なように接続されている。これにより、電力管理装置１０は、所定の制御指令を送信し、需要家施設２０と需要家施設３０が備える電力設備の運転を制御（電力設備制御)することができる。また、電力管理装置１０は、通信回線６０を介して、上位制御システム５０と相互に通信が可能なように接続されている。

また、本実施形態における電力管理装置１０は、複数の需要家（各需要家施設２０および各需要家施設３０）を束ねてＤＲによる需要削減または需要増加（まとめて需要変化ともいう）を管理するために用いられる。この場合、電力管理装置１０は、親アグリゲータが運用する上位制御システム５０（サーバ等のコンピュータ）から各需要家施設２０や各需要家施設３０における電力調整の要請（電力調整の依頼）を通信回線６０を介して受信する。また、電力管理装置１０は、受信した電力調整の要請に応じて、１または複数の蓄電池２１または蓄電池３１を選択し、選択した各蓄電池２１または蓄電池３１を有する各需要家施設２０または需要家施設３０へ所定の制御指令を通信回線４０を介して送信し、選択した各蓄電池２１または蓄電池３１における充放電を制御する。

なお、本実施形態において、電力調整の要請は、電力管理装置１０が管理する各需要家施設２０および各需要家施設３０全体としての需要削減の要請と需要増加の要請を含む。また、需要削減の要請は、潮流電力の削減の要請と、逆潮流電力の増加の要請を含む。また、電力調整の要請は、蓄電池２１または蓄電池３１における充放電電力、放電電力や充電電力の変化を直接指示する内容を含んでいてもよい。

また、蓄電池群運用システム１は、例えばＴＥＭＳ（Ｔｏｗｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）やＣＥＭＳ（Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）等の電力管理システムに含まれる形態で（例えば一つの機能として）構成することができる。また、電力管理装置１０は、ＴＥＭＳやＣＥＭＳ等の電力管理システムにおける管理装置（管理サーバ）に含まれる形態で（例えば一つの機能として）構成することができる。ここで、ＴＥＭＳやＣＥＭＳは、例えば、所定の地域範囲における住宅、商業施設、産業施設等の各需要家施設２０および各需要家施設３０における電力を一括して管理するシステムである。この場合、電力管理装置１０は、各需要家施設２０および各需要家施設３０が有する複数の蓄電池２１および蓄電池３１の充放電電力の管理（予測や制御）のほか、例えば、発電設備の発電電力の管理（予測や制御）、負荷設備の消費電力の管理（予測や制御）を行う装置として構成することができる。また、電力管理装置１０が管理する需要家施設には、蓄電池を有していない需要家施設が含まれていてもよい。なお、本実施形態において、所定の地域範囲は、１つの地域範囲によって形成されていてもよいし、地理的に離散している複数の地域範囲によって形成されていてもよい。

図２は、図１に示す電力管理装置１０と需要家施設２０の構成例を示すブロック図である。図２に示す構成例において、需要家施設２０は、通信部２４、制御装置２２、分電盤２３、蓄電池２１、発電設備２５、電力負荷設備２６および電力メータ２８を備える。

通信部２４は、通信回線４０を介して、電力管理装置１０との間で所定の情報を送受信する。通信回線４０は、通信回線４３、インターネット等のネットワーク４１、および通信回線４２から構成されている。

制御装置２２は、需要家施設２０における電気設備（発電設備２５、蓄電池２１、電力負荷設備２６および通信部２４等）を制御する。また、制御装置２２は、電力メータ２８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、本実施形態では、需要家施設２０が備える蓄電池２１、発電設備２５および電力負荷設備２６のうち、例えば制御装置２２を介して電力管理装置１０が制御可能なものを電力設備と呼ぶ。本実施形態において、蓄電池２１の充電電力と放電電力は電力管理装置１０によって制御される。また、発電設備２５の一部または全部は、電力管理装置１０によって発電電力が制御可能であってもよい。また、電力負荷設備２６の一部または全部は、電力管理装置１０によって消費電力が制御可能であってもよい。すなわち、蓄電池２１と、電力管理装置１０が制御可能な発電設備２５および電力負荷設備２６は、電力設備である。

制御装置２２は、電力管理装置１０から受信した指示に従い、需要家施設２０が備える電力設備の充放電電力、発電電力、消費電力等を制御する。その際、制御装置２２は、電力管理装置１０から受信した制御指令に従い、蓄電池２１の充放電電力等を制御する。

制御装置２２は、また、需要家施設２０における電力関連の情報を収集する。制御装置２２は、例えば、電力メータ２８にて測定された需給電力の情報を収集することができる。また、制御装置２２は、発電設備２５が発電する電力、蓄電池２１の残容量（蓄積電力）や充放電電力、電力負荷設備２６等による負荷電力（消費電力）等を収集することができる。制御装置２２は、また、収集した発電電力、充放電電力、需要電力、需給電力等の情報を、例えば所定の時間間隔であるいは電力管理装置１０からの要求に応じて、通信部２４から電力管理装置１０へ送信する。

分電盤２３は、電力メータ２８経由で引込線７１から供給された電力を、蓄電池２１や電力負荷設備２６等に配線２７を介して分配して供給する。引込線７１は、一般送配電事業者側の配電系統の構成要素である。また、分電盤２３は、発電設備２５等から出力された電力を逆潮流のために電力メータ２８経由で引込線７１に出力させることができる。

蓄電池２１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２１は、例えば二次電池とインバータを備える。蓄電池２１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、二次電池に充電するための電力を交流から直流に変換し、二次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、二次電池が入出力する電力の双方向変換を行う。蓄電池２１の充放電電力は制御装置２２によって制御される。

蓄電池２１は、分電盤２３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２１は、発電設備２５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２１は、蓄積された電力を電力負荷設備２６の電源として供給することができる。また、蓄電池２１は、蓄積された電力を分電盤２３から電力メータ２８を経由して引込線７１に出力することで逆潮流させることができる。

発電設備２５は、例えば太陽光を受けて発電を行う設備である。発電設備２５は、例えば太陽電池とＰＣＳ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を備える。発電設備２５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。

発電設備２５にて発電された電力は、電力負荷設備２６の電源として供給することができる。また、発電設備２５にて発電された電力は、蓄電池２１に充電することができる。また、発電設備２５にて発電された電力は、分電盤２３から電力メータ２８を経由して引込線７１に出力することで逆潮流させることができる。

なお、発電設備２５と蓄電池２１は、電力変換回路等の構成を一体化したものであってもよい。

電力負荷設備２６は、需要家施設２０において自己の動作のために電力を消費する１または複数の所定の機器や設備等を一括して示したものである。なお、各需要家施設２０が備える負荷としての機器や設備等の種類および数等はそれぞれ異なっていて構わない。電力負荷設備２６は、分電盤２３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、電力負荷設備２６は、発電設備２５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、電力負荷設備２６は、蓄電池２１から出力された電力を入力して動作することができる。

また、電力負荷設備２６は、貯湯式給湯器、蓄熱型空調機、衣類乾燥機、食器乾燥機、蓄電池（充電対象としての負荷）等、制御装置２２等によって消費電力をコントロールできる負荷を含んでいてもよい。

電力メータ２８は、需要電力と発電電力とを測定する。すなわち、電力メータ２８は、需給電力を測定する。需給電力は、例えば需要電力と発電電力との差分である。需要家施設２０において、引込線７１から分電盤２３に供給される電力が需要電力である。一方、蓄電池２１や発電設備２５から出力され、分電盤２３から電力メータ２８を経由して引込線７１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流に対応する発電電力が小さければ、需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需給電力は負の値として測定される。電力メータ２８は、例えば、１つの需要家施設２０において使用される需要電力を測定する需要メータと、１つの需要家施設２０において太陽光発電装置等の自然エネルギを利用した発電設備２５等によって発電された発電電力を測定する発電メータとを備える。

なお、電力メータ２８は、例えばスマートメータとして、ネットワーク４１等を経由して、測定した需給電力の情報を電力管理装置１０に送信できるようにしてもよい。この場合、制御装置２２は、電力メータ２８により測定された需給電力を収集しなくてもよい。

なお、需要家施設２０には、蓄電池２１と発電設備２５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２０には、蓄電池２１と発電設備２５のいずれも備えないものがあってよい。また、発電設備２５は、太陽電池を用いるものに限らず、風力発電、地熱発電等、他の再生可能エネルギを利用して発電を行う発電装置あるいはそれらの組み合わせであってもよい。

また、需要家施設２０が備える蓄電池２１や発電設備２５は、商用電源と系統連系されている。これにより、蓄電池２１または発電設備２５を備える需要家施設２０は、発電設備２５が発電して出力する電力または蓄電池２１が放電により出力する電力を商用電源の電力系統（送電系統および配電系統を含む）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。

なお、需要家施設３０は、需要家施設２０と基本的な構成が同一である。すなわち、需要家施設３０では、電力管理装置１０から受信した指示に従い、需要家施設３０が備える電力設備の充放電電力、発電電力、消費電力等が制御される。その際、需要家施設３０では、電力管理装置１０から受信した充放電指令に従い、蓄電池３１の充放電電力が制御される。ただし、一般的に、需要家施設２０へは、配電系統の高圧配電線に接続された柱上変圧器、路上変圧器等から低圧配電線を介して商用電力が配電されるが、需要家施設３０へは、例えば高圧配電線から直接、商用電力が配電される。

一方、電力管理装置１０は、通信部１１、制御装置１２、および記憶部１３を備える。制御装置１２は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）、主記憶装置、補助記憶装置、入出力装置等のハードウェアと、ＣＰＵが実行する所定のプログラムとの組み合わせから構成することができる。

通信部１１は、通信回線４０経由で需要家施設２０内の制御装置２２と通信を行う。また、通信部１１は、通信回線６０経由で上位制御システム５０と通信を行う。なお、通信回線６０も、通信回線４０と同様、インターネット等のネットワーク４１を介して構成されるものであってもよい。

記憶部１３は、電力管理にあたって制御装置１２が利用する情報を記憶する。本実施形態の記憶部１３は、発電計画情報１３１、需要計画情報１３２、需要家施設基本情報１３３、および配電系統接続情報１３４を記憶する。

発電計画情報１３１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１３２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１３３は、各需要家施設２０および各需要家施設３０についての基本的な情報を含む。例えば、１つの需要家施設２０に対応する需要家施設基本情報には、当該需要家施設２０を一意に示す需要家施設ＩＤ（識別符号）、需要家施設２０の契約電力の値、発電設備２５の定格出力の値、蓄電池２１の定格電力（定格出力）の値（定格充放電電力の値、定格放電電力の値や定格充電電力の値）および容量、当該需要家施設２０が備える電力負荷設備２６に関する情報、当該需要家施設２０が備える通信部２４や制御装置２２のアドレス等の情報が含まれる。

配電系統接続情報１３４は、各需要家施設２０および各需要家施設３０が接続される配電系統の位置または構成要素を示す情報（接続配電系統を示す情報）を表す。配電系統の構成要素とは、例えば、配電変電所、配電変電所におけるバンク、特高配電線、高圧配電線または低圧配電線、変圧器（柱上変圧器、路上変圧器等）、遮断器、引込線等を含む。これらの配電系統の構成要素は、土地に定着した構造物あるいはその構造物に設置されている。したがって、構成要素を特定する情報は、配電系統における一定の地域や地点（すなわち位置）を特定する情報となる。なお、配電系統の位置は、座標系における座標情報や地番を示す情報等によって表してもよい。この場合、配電系統の構成要素の座標情報や地番と突き合わせることで接続されている構成要素を特定することができる。なお、配電系統接続情報１３４は、１または複数の構成要素を示す情報を含むことができる。ここで、図３および図４を参照して、配電系統接続情報１３４の構成例について説明する。図３は、図１に示す複数の需要家施設２０−１、…の配電系統への接続例を示す模式図である。図４は、図２に示す配電系統接続情報１３４の構成例を示す模式図である。なお、図３および図４に示す例では、説明を簡単化するため、需要家施設２０のみを対象としている。

図３に示す送配電系統７００は、送電系統７−１と配電系統７０−１と配電系統７０−２を備える。送電系統７−１は、複数の発電所と複数の配電用変電所間を接続する複数系統の送電線等を備える。配電系統７０−１は、送電系統７−１に接続されている配電用変電所や中間変電所、複数系統の配電線、複数の遮断器、複数の変圧器、複数の引込線等の構成要素を備える。配電系統７０−２は、送電系統７−１に接続されている配電用変電所や中間変電所、複数系統の配電線、複数の遮断器、複数の変圧器、複数の引込線等の構成要素を備える。

図３に示す例において、本実施形態の蓄電池群運用システム１の電力管理装置１０は、配電系統７０−１に接続されている需要家施設２０−１〜２０−１０と、配電系統７０−２に接続されている需要家施設２０−１０〜２０−２０の電力需給を管理する。図３に示す形態で各需要家施設２０が送配電系統７００へ接続されている場合、配電系統接続情報１３４は、例えば、図４に示すように構成することができる。図４に示す配電系統接続情報１３４は、需要家施設２０毎に、各需要家施設２０の識別情報と、各需要家施設２０が備える蓄電池２１の識別情報と、接続配電系統を示す情報とを対応づける情報である。接続配電系統を示す情報は、各需要家施設２０が接続されている配電系統（図３の配電系統７０−１または配電系統７０−２）を示す情報や、各需要家施設２０が接続されている配電系統の上記構成要素を示す情報あるいは配電系統が接続されている送電系統を示す情報等とすることができる。接続配電系統を示す情報は、例えば、配電系統７０−１を特定する情報や、送電系統７−１を特定する情報、配電系統７０−１の構成要素である配電用変電所や中間変電所、複数系統の配電線、複数の遮断器、複数の変圧器、複数の引込線等を特定する情報、あるいはそれらの組み合わせとすることができる。また、例えば停電発生時等に遮断器等を介して接続される他の配電系統を示す情報を含んでいてもよい。

図４に示すに示す例では、配電系統接続情報１３４が、例えば、需要家施設２０−１が、蓄電池２１−１を備えていて、需要家施設２０−１が配電系統７０−１に接続されていることを示す。なお、配電系統接続情報１３４は、需要家施設基本情報１３３に含まれる形態で構成されていてもよいし、あるいは一部を共用化する形態で構成されていてもよい。

制御装置１２は、電力制御部１２１、受信部１２２、調整要否判断部１２３および起動／停止時刻調整部１２４を備える。

電力制御部１２１は、記憶部１３が記憶している発電計画情報１３１および需要計画情報１３２と、各需要家施設２０および各需要家施設３０における電力需給の実績値（実測値）に基づき、各需要家施設２０および各需要家施設３０に対する各制御指令を生成して、生成した各制御指令を各需要家施設２０および各需要家施設３０に送信し、各需要家施設２０および各需要家施設３０における電力設備を制御する。また、電力制御部１２１は、受信部１２２が親アグリゲータである電力会社等が運用する上位制御システム５０から電力調整の要請を受信した場合、受信した電力調整の要請に応じて、各需要家施設２０および各需要家施設３０に対する各制御指令を更新あるいは生成して送信し、各需要家施設２０および各需要家施設３０における電力設備を制御する。電力管理装置１０は、通信部１１を介して各需要家施設２０および各需要家施設３０へ生成または更新した各制御指令を送信し、各需要家施設２０および各需要家施設３０が備える各電力設備の運転を制御（電力設備制御)する。制御指令は、例えば単位計画時間毎あるいは単位計画時間を複数に区分した所定の制御時間毎の各電力設備の運転状態を制御目標（充電電力や放電電力の目標値等）等で指示する情報である。本実施形態において、制御指令は、各電力設備（少なくとも各蓄電池２１および各蓄電池３１）の運転状態（充放電電力等）を変更（起動、停止等）する際の充放電電力の指示値と変更時刻、あるいは運転状態の変更を実行する単位計画時間または制御時間の開始時刻からの遅延時間を各需要家施設２０および各需要家施設３０毎に指示する情報を含んでいる。

受信部１２２は、親アグリゲータである電力会社等が運用する上位制御システム５０からの所定の要請時間における電力調整の要請を通信部１１を介して受信する。所定の要請時間は、電力調整すなわち需要削減または需要増加が要請される時間であり、例えば、開始時刻と終了時刻または開始時刻と継続時間で定義される。電力調整の要請は、ＤＲによる要請に対応し、電力調整の要請時間と、需要削減または需要増加が要請される電力の値、電力量の値等を示す情報を含む。

調整要否判断部１２３は、電力制御部１２１から各需要家施設２０および各需要家施設３０へ各制御指令が送信される前に、各制御指令の内容を確認し、内容の調整が必要であるか否かを判断する。例えば、調整要否判断部１２３は、電力制御部１２１が制御指令を生成または更新する度に、当該単位計画時間または制御時間における各制御指令の内容を確認し、内容の調整が必要であるか否かを判断する。ここで、制御指令は、需要家施設２０毎および需要家施設３０毎に異なる内容を含んで送信される。調整要否判断部１２３が確認する各制御指令の内容とは、各蓄電池２１および各蓄電池３１の起動（稼働）または停止の同時性の程度を表す情報に対応する。複数の蓄電池の起動または停止が同時に発生した場合、配電系統や送電系統の安定性に影響を及ぼす可能性がある。そこで、調整要否判断部１２３は、配電系統接続情報１３４を参照して、各制御指令の内容が、配電系統毎に、複数の蓄電池２１または蓄電池３１の起動または停止を同時に発生させる内容であるか否かを確認する。

ここで、起動とは、各蓄電池２１または各蓄電池３１において所定のしきい値を超える放電電力の増加または充電電力の増加が発生する動作を意味し、例えば、充放電していない蓄電池２１または蓄電池３１が充電または放電を開始する動作、充電している蓄電池２１または蓄電池３１が放電を開始する動作、放電している蓄電池２１または蓄電池３１が充電を開始する動作等を含む。

また、停止とは、各蓄電池２１または各蓄電池３１において所定のしきい値を超える放電電力の減少または充電電力の減少が発生する動作を意味し、例えば、充放電している蓄電池２１または蓄電池３１が充電または放電を停止する動作、充電している蓄電池２１または蓄電池３１が放電を開始する動作、放電している蓄電池２１または蓄電池３１が充電を開始する動作等を含む。

また、調整とは、起動時刻または停止時刻が複数の蓄電池２１および複数の蓄電池３１で同一とならないように、ずらすことを意味する。

調整要否判断部１２３は、各制御指令の内容を確認し、配電系統接続情報１３４を参照して、同一の配電系統において、同時に起動または同時に停止される蓄電池２１または蓄電池３１の台数が所定のしきい値を超える場合、あるいは、同一の配電系統において、同時に起動または同時に停止される蓄電池２１または蓄電池３１の電力変化が所定の各しきい値を超える場合、内容の調整が必要であると判断する。

図３に示す例では、調整要否判断部１２３が、配電系統７０−１および配電系統７０−２毎に、調整の要否を判断する。例えば、調整要否判断部１２３は、ある単位計画時間または制御時間において、配電系統７０−１に接続されている需要家施設２０−１〜２０−１０の群（グループ）８０−１のうち、同時に起動または停止する蓄電池２１の台数が所定のしきい値を超える場合、群８０−１について調整が必要であると判断する。あるいは、例えば、調整要否判断部１２３は、ある単位計画時間または制御時間において、配電系統７０−２に接続されている需要家施設２０−１１〜２０−２０の群８０−２のうち、同時に起動または停止する蓄電池２１の台数が所定のしきい値を超える場合、群８０−２について調整が必要であると判断する。

起動／停止時刻調整部１２４は、調整要否判断部１２３の判断結果に応じて、調整が必要であると判断された配電系統について、配電系統毎に群分け（グループ分け）して各制御内容における各蓄電池２１または各蓄電池３１の起動または停止の時刻（タイミング）を調整する。すなわち、同一の配電系統に接続されている同時に起動または停止される蓄電池２１を備える各需要家施設２０を２以上の群に分け、群毎に起動または停止時刻が所定時間ずれるように各制御指令において起動時刻または停止時刻を設定する。群分けの数は２以上の複数であるとする。この群分けの数が、起動時または停止時の時間差の段数となる。各群に属する需要家施設の個数は１または複数である。所定時間（時間差）は、例えば数十秒〜数分とすることができる。起動／停止時刻調整部１２４が必要に応じて調整した各制御指令は、電力制御部１２１から各需要家施設２０および各需要家施設３０へ送信される。

例えば、図３に示す例において、各需要家施設２０−１〜２０−２０において各蓄電池２１が一斉に起動または停止される場合に、調整要否判断部１２３が配電系統７０−１および配電系統７０−２両方で調整が必要であると判断したとき、起動／停止時刻調整部１２４は、配電系統７０−１に接続されている需要家施設２０−１〜２０−１０の群８０−１を群８０−１−Ａと群８０−１−Ｂの２つに群分けする。図３に示す例では、群８０−１−Ａに需要家施設２０−１〜２０−５が振り分けられていて、群８０−１−Ｂに需要家施設２０−６〜２０−１０が振り分けられている。また、起動／停止時刻調整部１２４は、配電系統７０−２に接続されている需要家施設２０−１１〜２０−２０の群８０−２を群８０−２−Ａと群８０−２−Ｂの２つに群分けする。図３に示す例では、群８０−２−Ａに需要家施設２０−１１〜２０−１５が振り分けられていて、群８０−２−Ｂに需要家施設２０−１６〜２０−２０が振り分けられている。また、起動／停止時刻調整部１２４は、例えば、群８０−１−Ａに属する需要家施設２０−１〜２０−５と、群８０−２−Ａに属する需要家施設２０−１１〜２０−１５の起動または停止時刻が同一となるように、各制御指令を設定する（あるいは各制御指令を電力制御部１２１が作成したまま変更しない）。また、起動／停止時刻調整部１２４は、例えば、群８０−１−Ｂに属する需要家施設２０−６〜２０−１０と、群８０−２−Ｂに属する需要家施設２０−１６〜２０−２０の起動または停止時刻が同一となり、かつ、群８０−１−Ａおよび群８０−２−Ａに属する各需要家施設２０−１〜２０−５および２０−１１〜２０−１５の起動または停止時刻から所定時間遅れるように、各制御指令を設定する。各需要家施設２０では、起動／停止時刻調整部１２４によって調整された各制御指令に応じて、当該単位計画時間または制御時間において、まず、群８０−１−Ａおよび群８０−２−Ａに属する需要家施設２０−１〜２０−５および２０−１１〜２０−１５が備える各蓄電池２１が立ち上がり（起動または停止し）、その所定時間後に群８０−１−Ｂおよび群８０−２−Ｂに属する需要家施設２０−６〜２０−１０および２０−１６〜２０−２０が備える各蓄電池２１が立ち上がる（起動または停止する）。

なお、図３に示す例では、例えば、送電系統７−１への影響に配慮する場合、例えば、群８０−１−Ａ、群８０−２−Ａ、群８０−１−Ｂ、群８０−２−Ｂの順で所定時間間隔で各蓄電池２１を立ち上げるようにしてもよい。

次に、図５を参照して、図２に示す制御装置１２の動作例について説明する。図５は、図２に示す制御装置１２の動作例を示すフローチャートである。制御装置１２が例えば起動後に図５に示す処理を開始すると、調整要否判断部１２３が、電力制御部１２１によって制御指令が作成または更新されたか否かを判断する（ステップＳ１）。電力制御部１２１によって制御指令が作成または更新されたと判断された場合（ステップＳ１で「ＹＥＳ」）、調整要否判断部１２３は、当該単位計画時間または制御時間において、各制御指令が、配電系統毎に、同時起動または同時停止する所定のしきい値を超える蓄電池を発生させる内容であるか否かを判断する（ステップＳ２）。例えば、いずれかの配電系統で所定のしきい値を超える台数の同時起動または同時停止の蓄電池を発生する内容である場合、あるいは、いずれかの配電系統で所定のしきい値を超える電力変化を生じる同時起動または同時停止の蓄電池を発生する内容である場合、調整要否判断部１２３は、各制御指令が、配電系統毎に、同時起動または同時停止する所定のしきい値を超える蓄電池を発生させる内容であると判断する（ステップＳ２で「ＹＥＳ」）。

調整要否判断部１２３が、各制御指令が、配電系統毎に、同時起動または同時停止する所定のしきい値を超える蓄電池を発生させる内容であると判断した場合（ステップＳ２で「ＹＥＳ」）、起動／停止時刻調整部１２４が、しきい値を超えると判断された配電系統毎に群分けして各制御指令における起動または停止時刻を調整する（ステップＳ３）。

調整要否判断部１２３が、各制御指令が、配電系統毎に、同時起動または同時停止する所定のしきい値を超える蓄電池を発生させる内容でないと判断した場合（ステップＳ２で「ＮＯ」）、または、起動／停止時刻調整部１２４が、しきい値を超えると判断された配電系統毎に群分けして各制御指令における起動または停止時刻を調整した場合（ステップＳ３）、制御装置１２は、図５に示す処理を一旦終了し、再度、図５に示す処理を開始する。

図５に示す動作例によれば、同一の送配電系統に接続された各蓄電池について、起動（稼働）または停止させる各蓄電池を一度に動作させるのではなく、タイミングをずらして徐々に立ち上げることができる。したがって、複数の蓄電池を起動または停止する際の送配電系統への影響を低減することができる。

なお、図５等を参照して説明した動作例では、調整要否判断部１２３によって同時に起動または停止する各蓄電池の台数や電力の大きさが所定のしきい値を超えると判断された場合に、調整が必要であるとして、起動／停止時刻調整部１２４による調整を行っているが、調整の要否の判断は省略してもよい。すなわち、同時に起動または停止する蓄電池が配電系統に関わらず複数ある場合（あるいは配電系統毎に複数ある場合）、個数や電力に基づく要否の判断を行わずに、起動／停止時刻調整部１２４が、複数の蓄電池を起動または停止する時刻をずらす調整を行うようにしてもよい。この場合、要否の判断の処理が簡単になる。ただし、要否の判断を行うことができ、調整をしなくても影響が少ないような場合には、各蓄電池を一斉に立ち上げることで、各蓄電池からの充放電による電力需給の調整作用の応答性を高めることができる。

また、図５等を参照して説明した動作例では、配電系統あるいは送電系統に対する各需要家施設の接続位置に応じて、群分けし、各蓄電池の立ち上げを群毎にばらして行うこととしたが、例えば群分けの仕方はこれに限定されない。例えば、送配電系統（送電系統および配電系統）の複数の地点の各電圧を示す電圧の監視結果に応じて、群分けし、放電であれば電圧の低い群から段階的に立ち上げ、充電であれば電圧の高い群から段階的に立ち上げるようにしてもよい。この場合、電力管理装置１０において各電圧の計測結果は、各需要家施設で例えば引込線の引込口近傍の電圧を計測することで取得したり、送配電事業者と連携し、送配電事業者による監視結果から取得したりしてもよい。

以上のように、本実施形態によれば、電力管理装置１０が、蓄電池２１または３１をそれぞれが有する複数の需要家施設２０または３０における電力需給を管理する装置であって、複数の蓄電池の２以上を起動または停止する際に、起動または停止する複数の蓄電池を２以上に群分けし、群毎に時間差を持たせて起動または停止するよう起動または停止のタイミングを調整する起動／停止時刻調整部１２４（調整部）を備える。この構成によれば、複数の蓄電池を時間差を持たせて起動または停止することができるので、複数の蓄電池を起動または停止する際の送配電系統への影響を低減することができる。

また、起動／停止時刻調整部１２４（調整部）は、各需要家施設２０または３０の配電系統７０−１もしくは７０−２または送電系統７−１への接続位置に応じて、群分けを行うことができる。この場合、例えば、同一系統内で同時に起動または停止される蓄電池の台数や電力を管理することができる。

また、起動／停止時刻調整部１２４（調整部）は、各需要家施設２０または３０が接続されている配電系統７０−１もしくは７０−２または送電系統７−１の電圧の計測結果に応じて、群分けを行うことができる。この場合、系統内の電圧の安定性への影響を低減することができる。

起動／停止時刻調整部１２４（調整部）による調整の要否を判断する調整要否判断部１２３（判断部）を設けて、起動／停止時刻調整部１２４（調整部）は、調整要否判断部１２３（判断部）が調整が必要であると判断した場合に、調整を行うようにすることができる。この構成によれば、蓄電池による電力の需給調整の応答性を向上させることができる。

以上、この発明の実施形態を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。

１：蓄電池群運用システム、１０：電力管理装置、２０、３０：需要家施設、２１、３１：蓄電池、１２：制御装置、１２１：電力制御部、１２２：受信部、１２３：調整要否判断部（判断部）、１２４：起動／停止時刻調整部（調整部）

Claims (5)

1. 蓄電池をそれぞれが有する複数の需要家施設における電力需給を管理する装置であって、
   前記複数の蓄電池の２以上を起動または停止する際に、起動または停止する複数の前記蓄電池を２以上に群分けし、前記群毎に時間差を持たせて起動または停止するよう起動または停止のタイミングを調整する調整部
   を備える電力管理装置。
2. 前記調整部が、前記各需要家施設の配電系統または送電系統への接続位置に応じて、前記群分けを行う
   請求項１に記載の電力管理装置。
3. 前記調整部が、前記各需要家施設が接続されている配電系統または送電系統の電圧の計測結果に応じて、前記群分けを行う
   請求項１に記載の電力管理装置。
4. 前記調整部による前記調整の要否を判断する判断部をさらに備え、
   前記調整部は、前記判断部が前記調整が必要であると判断した場合に、前記調整を行う、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の電力管理装置。
5. 蓄電池をそれぞれが有する複数の需要家施設における電力需給を管理する方法であって、
   調整部によって、前記複数の蓄電池の２以上を起動または停止する際に、起動または停止する複数の前記蓄電池を２以上に群分けし、前記群毎に時間差を持たせて起動または停止するよう起動または停止のタイミングを調整する
   電力管理方法。

Images