JP2020010542A - 電力制御装置および電力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の需要家の蓄電池を用いた需給制御を効率的に行う。【解決手段】サーバ８は、電力系統９に連係された複数の需要家１ａ〜１ｄに設置された蓄電池を用いて、電力系統における電力の需給制御を行う電力制御装置であり、制御部を備える。蓄電池は、少なくとも需要家の太陽光発電システムが発電した電力が電力系統に逆潮流されているときは放電不能とした第１種類の蓄電池１０および需要家の太陽光発電システムが発電した電力が電力系統に逆潮流されているときも放電可能な第２種類の蓄電池２０、２１のいずれかである。制御部は、需給制御を行う時間帯に応じて、需給制御に使用する蓄電池の種類を決定し、決定した種類の蓄電池が設置された需要家の蓄電池を用いて、電力の需給制御を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、電力制御装置および電力制御方法に関する。

近年、需要家側に分散して配置された太陽光発電システムや蓄電池を制御し、仮想的な発電所として活用するＶＰＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ）の開発が進められている。特に、ＶＰＰとデマンドレスポンスを組み合わせて、電力需給の逼迫時における電力消費の抑制や、供給力の確保を実現する技術が注目されている。

そこで、電力系統における供給力と電力需要に関する情報に基づき、各需要家に設置された蓄電池を制御する技術が開発されている。蓄電池が設置された複数の需要家宅について電力ピークオフを実現する地域内電力需給制御システムも提案されている。

特許第６０９７５９２号公報

しかしながら、需要家によって蓄電池の使用条件は異なっている。例えば、一部の需要家の蓄電池では太陽光発電システムの発電電力を逆潮流している間（売電中）は、放電が行われない。他方、別の需要家の蓄電池では、太陽光発電システムの発電電力を逆潮流している間でも、宅内の需要量を上限に放電可能である。また、太陽光発電システムの発電電力を逆潮流しているか否かに関わらず、放電および逆潮流可能な蓄電池（ＦＩＴ（固定価格買い取り制度）の適用が終了した蓄電池など）もある。上記のシステムでは、このような蓄電池の使用条件については何ら考慮されていない。

本発明は、複数の需要家が保有する蓄電池を用いた需給制御を効率的に行う電力制御装置および電力制御方法を提供する。

本発明に係る電力制御装置は、電力系統に連係された複数の需要家に設置された蓄電池を用いて、前記電力系統における電力の需給制御を行う電力制御装置であり、制御部を備える。前記蓄電池は、少なくとも前記需要家の太陽光発電システムが発電した電力が電力系統に逆潮流されているときは放電不能とした第１種類の蓄電池、および前記需要家の太陽光発電システムが発電した電力が前記電力系統に逆潮流されているときも放電可能な第２種類の蓄電池のいずれかである。前記制御部は、前記需給制御を行う時間帯に応じて、前記需給制御に使用する蓄電池の種類を決定し、前記決定した種類の蓄電池が設置された前記需要家の前記蓄電池を用いて、前記電力の需給制御を行う。

第１の実施形態に係る電力制御システムの構成例を示す図。 第１の実施形態に係る電力制御装置の構成を示したブロック図。 需要家データの例を示した図。 ダックカーブの例を示した図。 ＦＩＴが適用される需要家の蓄電池の残量をグラフで示した図。 ＦＩＴが適用されない需要家の蓄電池の残量をグラフで示した図。 デマンドレスポンス要求の内容を確認する処理のフローチャート。 夕方の時間帯にデマンドレスポンスを実行する場合の処理のフローチャート。 朝の時間帯にデマンドレスポンスを実行する場合の処理のフローチャート。 昼の時間帯にデマンドレスポンスを実行する場合の処理のフローチャート。

以下では、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。また、図面において同一の構成要素は、同じ番号を付し、説明は、適宜省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電力制御システムの構成例を示している。図１の電力制御システムは、需要家１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと、電力制御装置（サーバ）８と、電力系統９とを備えている。需要家１ａは、電力ケーブル５ａを介して電力系統９と連系されている。同様に、需要家１ｂ、１ｃ、１ｄは、それぞれ電力ケーブル５ｂ、５ｃ、５ｄを介して電力系統９と連系されている。したがって、需要家１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは電力系統９から電力の供給を受けることができる。また、需要家１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、電力を電力系統９に逆潮流させることができる。図では電力制御装置（サーバ）８が１台示されているが、電力制御装置８が複数台配置され、複数台の電力制御装置がそれぞれ異なる需要家と連係されてもよい。また、同じ需要家が２台以上の電力制御装置と連係されてもよい。

電力系統９は、発電所、変電所、送電線など発電、変電、送電のための各種設備を含むものとする。電力系統９の例としては、電力会社などの電力系統が挙げられる。ただし、電力系統９を運営管理する主体については特に問わない。例えば、電力系統９は、電力会社の発電所と、その他の事業者が運営管理する発電所との双方に連系されていてもよい。また、複数の電力会社の設備が連系されていてもよい。すなわち、電力系統９は複数の事業者によって運営管理された電力系統の組み合わせであってもよい。また、電力系統９の規模については特に問わない。したがって、電力系統９は複数の都市圏を包含する大規模なものであってもよいし、離島に電力を供給する小規模なものであってもよい。

また、需要家１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄはネットワーク６を介して電力制御装置８に接続されている。電力制御装置８はネットワーク７を介して電力系統９に接続されている。電力制御装置８は、電力系統９における電力需要と供給力の状況を監視し、状況に応じて各需要家にデマンドレスポンス（ＤＲ：Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を求める手段を備えていている。ただし、デマンドレスポンスを電力系統９に接続された他の電力制御装置から電力制御装置８が受けて、当該デマンドレスポンスに応じた制御を電力制御装置８が行ってもよい。複数台の電力制御装置８が互いに連係して、デマンドレスポンスを分担して実行してもよい。電力制御装置８の機能と構成については後述する。

ネットワーク６、７の通信媒体の例としては、光ファイバ、ＬＡＮケーブル、電話回線、同軸ケーブル、無線またはこれらの組み合わせが挙げられる。ただし、通信媒体の種類については特に問わない。ネットワーク６、７の具体例としては、イーサネット（登録商標）または無線ＬＡＮ等のローカルエリアネットワーク、またはインターネット等の広域ネットワークなどが挙げられるが、ネットワークの種類については特に限定しない。ネットワーク６とネットワーク７は同一のネットワークでもよいし、互いに独立した別々のネットワークであってもよい。

需要家１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、生活や事業の遂行のために電力を使って各種の機器を稼働させる電力需要家である。需要家１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの例としては、戸建て住宅、集合住宅、ビル、店舗、工場、学校、病院などが挙げられるが、電力需要家の種類については特に問わない。図１では説明のために４戸の需要家が示されているが、実際にはより多くの需要家が存在してよい。例えば、数百戸〜数万戸の需要家が存在してよい。

需要家１ａは、太陽光発電システム２ａと、宅内管理装置（端末）３ａと、第３種類の蓄電池（第３蓄電池）３０とを備えている。太陽光発電システム２ａと第３蓄電池３０は、電力ケーブル５ａを介して電力系統９と連系されている。宅内管理装置３ａは、プロセッサ（ＣＰＵ）と、記憶部と、通信部とを備えた情報処理装置である。宅内管理装置３ａは、通信部を介してネットワーク６に接続されている。宅内管理装置３ａは、電力制御装置８とデータ通信を行いながら、需要家１ａに設置された各構成要素を制御する。また、宅内管理装置３ａは需要家１ａに設置された蓄電池の種類を電力制御装置８に通知してもよい。あるいは電力制御装置８にオペレータが需要家１ａの蓄電池の種類を登録してもよい。宅内管理装置３ａは、蓄電池の種類以外の情報、例えば蓄電池の状態（電力残量など）の情報を電力制御装置８に通知してもよい。太陽光発電システム２ａと第３蓄電池３０の詳細については後述する。

需要家１ｂは、太陽光発電システム２ｂと、宅内管理装置３ｂと、逆電力継電器４ｂと、第１種類の蓄電池（第１蓄電池）１０とを備えている。太陽光発電システム２ｂと第１蓄電池１０は、電力ケーブル５ｂを介して電力系統９と連系されている。宅内管理装置３ｂも、プロセッサ（ＣＰＵ）と、記憶部と、通信部とを備えた情報処理装置である。宅内管理装置３ｂも、通信部を介してネットワーク６に接続されている。宅内管理装置３ｂは、電力制御装置８とデータ通信を行いながら、需要家１ｂに設置された各構成要素を制御する。また、宅内管理装置３ｂは需要家１ｂに設置された蓄電池の種類を電力制御装置８に通知してもよい。あるいは電力制御装置８にオペレータが需要家１ｂの蓄電池の種類を登録してもよい。宅内管理装置３ｂは、蓄電池の種類以外の情報、例えば蓄電池の状態（電力残量など）の情報を電力制御装置８に通知してもよい。太陽光発電システム２ｂと、逆電力継電器４ｂと、第１蓄電池１０の詳細については後述する。

需要家１ｃは、太陽光発電システム２ｃと、宅内管理装置３ｃと、第２種類の蓄電池（第２蓄電池）２０とを備えている。太陽光発電システム２ｃと第２蓄電池２０は、電力ケーブル５ｃを介して電力系統９と連系されている。宅内管理装置３ｃは、プロセッサ（ＣＰＵ）と、記憶部と、通信部とを備えた情報処理装置である。宅内管理装置３ｃは、通信部を介してネットワーク６に接続されている。宅内管理装置３ｃは、電力制御装置８とデータ通信を行いながら、需要家１ｃに設置された各構成要素を制御する。また、宅内管理装置３ｃは需要家１ｃに設置された蓄電池の種類を電力制御装置８に通知してもよい。あるいは電力制御装置８にオペレータが需要家１ｃの蓄電池の種類を登録してもよい。宅内管理装置３ｃは、蓄電池の種類以外の情報、例えば蓄電池の状態（電力残量など）の情報を電力制御装置８に通知してもよい。太陽光発電システム２ｃと第２蓄電池２０の詳細については後述する。

同様に、需要家１ｄは、太陽光発電システム２ｄと、宅内管理装置３ｄと、第２種類の蓄電池（第２蓄電池）２１とを備えている。太陽光発電システム２ｄと第２蓄電池２１は、電力ケーブル５ｄを介して電力系統９と連系されている。宅内管理装置３ｄは、プロセッサ（ＣＰＵ）と、記憶部と、通信部とを備えた情報処理装置である。宅内管理装置３ｄは、通信部を介してネットワーク６に接続されている。宅内管理装置３ｄは、電力制御装置８とデータ通信を行いながら、需要家１ｄに設置された各構成要素を制御する。また、宅内管理装置３ｄは需要家１ｄに設置された蓄電池の種類を電力制御装置８に通知してもよい。あるいは電力制御装置８にオペレータが需要家１ｄの蓄電池の種類を登録してもよい。宅内管理装置３ｄは、蓄電池の種類以外の情報、例えば蓄電池の状態（電力残量など）の情報を電力制御装置８に通知してもよい。太陽光発電システム２ｄと第２蓄電池２１の詳細については後述する。

なお、電力系統９に連系されたすべての需要家が需要家１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄのように必ず太陽光発電システムと蓄電池を備えていなくてもよい。例えば、太陽光発電システムが設置されているが、蓄電池を有しない需要家が電力系統９と連系されていてもよいし、蓄電池を設置しているが、太陽光発電システムを有しない需要家が電力系統９と連系されていてもよい。太陽光発電システムと蓄電池のいずれも有しない需要家が電力系統９に連系されていてもよい。風力発電システム、地熱発電システム、バイオマス燃料発電システムなど、その他の電力設備を有する需要家が電力系統９に連系されていてもよい。すなわち、需要家が有する電力設備の組み合わせについては特に問わない。電力系統９に連系されたすべての需要家に太陽光発電システムと蓄電池が設置されていてもよい。

太陽光発電システム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、太陽の輻射エネルギーによって発電をする。需要家１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは太陽光発電システムの発電した電力を自家消費できる。自家消費することで、電力会社の電力系統９から供給された電力の使用量を減らすことができる。また、電力系統全体における再生可能エネルギーの利用率を高めることができる。また、固定価格買い取り制度（ＦＩＴ）の適用がある場合や、任意の売電契約が締結されている場合には、電力会社などの事業者に太陽光発電システムで発電した電力を売却し、収入を得ることができる。

固定価格買い取り制度においては、全量買い取り方式と余剰電力買い取り方式がある。需要家の太陽光発電システムによって発電した電力の全量を事業者が買い取る方式を全量買い取り方式とよばれている。需要家が太陽光発電システムで発電した電力を自家消費し、残りの電力を事業者が買い取る方式を余剰電力買い取り方式とよばれている。以下では、余剰電力買い取り方式の場合を想定して、本実施形態に係る電力制御システムを説明する。ただし、全量買い取り方式の場合でも本発明に係る電力制御システムは可能である。

ここで蓄電池の種類について説明する。

上述のように、ＦＩＴの適用を受ける需要家の蓄電池、ＦＩＴの適用を受けない需要家の蓄電池など、様々な条件の蓄電池が存在する。また、後述するように、蓄電池の種類によって、使用形態が異なる傾向があり、例えば各時間帯における蓄電池の残量や、蓄電池の充電の時間帯が異なる傾向がある。本実施形態に係る電力制御システムは、後述するように、電力の需給が逼迫した場合に、各需要家の蓄電池を用いて、デマンドレスポンス（電力の需給制御）を実行する。この際、デマンドレスポンスを行う時間帯に応じて、各種類の蓄電池に、蓄電池の種類に応じた優先度を決定する。決定した優先度に応じた順序で蓄電池の種類の選択し、選択した種類の蓄電池を保有する各需要家の蓄電池を用いて放電や逆潮流を行う。これにより、デマンドレスポンスに効率的に適応し、電力系統の供給力を増強する。

需要家１ｂの第１蓄電池１０と、需要家１ａの第３蓄電池３０は、いずれも固定価格買い取り制度（ＦＩＴ）の適用を受けている需要家に設置された蓄電池である。需要家１ｃの第２蓄電池２０、需要家１ｄの第２蓄電池２１は、ＦＩＴ終了後の蓄電池である。以下では、第１蓄電池１０と、第３蓄電池３０、第２蓄電池２０および第２蓄電池２１について詳細に述べる。

第１蓄電池１０は、太陽光発電システム２ｂが発電した電力（余剰電力）を電力系統に逆潮流しているときには、放電不能とされる（放電が行われない、もしくは放電が停止される）蓄電池である。したがって、デマンドレスポンスが実行されるタイミングによっては、第１蓄電池１０に蓄えられた電力を電力系統９に放電できない場合がある。放電とは需要家内で使用するために電力を蓄電池から出力することを意味する。第１蓄電池１０の放電の停止（放電停止機能）は、逆電力継電器（ＲＰＲ：Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｌａｙ）４ｂにより実現される。逆電力継電器は一例であり、その他の種類のデバイスを使って上述の放電停止機能を実現してもよい。第１蓄電池１０が放電を行えるのは、太陽光発電システム２ｂの発電する電力量が需要家によって消費される電力量を上回っていないとき（すなわち、太陽光発電システムの発電する電力が電力系統に逆潮流されないとき）に限られる。日中に太陽光発電システム２ｂが発電した電力のうち、自家消費されない余剰分の発電電力が電力系統９に逆潮流され、この間、第１蓄電池１０は放電を停止する。なお、第１蓄電池１０に蓄電されている電力は売電されず、売電の対象となるのは、太陽光発電システム２ｂが発電した電力のうち宅内消費を上回る余剰分の電力である。

第３蓄電池３０は、太陽光発電システム２ａが発電した電力が電力系統９に逆潮流されているとき（売電中）でも、需要家内の需要量（需要家内の電力使用量）を上限に放電可能な蓄電池である。例えば、太陽光発電システム２ａが発電した電力の全部を売電し、需要量のすべてを第３蓄電池３０で補うことが可能である。あるいは、太陽光発電システム２ａが発電した電力の一部を売電し、残りの一部と、第３蓄電池３０から放電する電力とで、需要家内の需要量を満たすことも可能である。

第１蓄電池１０のように、需要家の太陽光発電システムが発電した電力を逆潮流（売電）している間、蓄電池からの放電を行わない形態をシングル発電とよぶ。一方、第３蓄電池３０のように、需要家の太陽光発電システムが発電した電力の全部または一部を逆潮流しつつ、当該需要家の蓄電池から放電する形態をダブル発電とよぶ。需要家はダブル発電を行うと、より多くの電力を売電できるため、売電価格（例えばｋＷｈあたりの売電価格）の高い時間帯に売電（逆潮流）を行い、買電価格（例えばｋＷｈあたりの買電価格）の安い時間に蓄電池を充電することで、光熱費を抑制することができる。ダブル発電の場合、蓄電池が放電した電力を需要家で使用しつつ、発電電力の多くを逆潮流できるため、売電量の押し上げ効果が得られる。

なお、設定によって放電停止機能の有効／無効（シングル発電モード／ダブル発電モード）が切り替えられる蓄電池を用いてもよい。このような場合、同一の蓄電池を設定次第で第１蓄電池として使うこともできるし、第３蓄電池として使うこともできる。

第２蓄電池２０および第２蓄電池２１は、固定価格買い取り制度（ＦＩＴ）の適用を受けていない需要家に設置された蓄電池（ＦＩＴ終了後の蓄電池）である。第２蓄電池２０および第２蓄電池２１を保有している需要家１ｃ、１ｄは、太陽光発電システムが発電電力を逆潮流しているか否かに拘わらず、第２蓄電池２０、２１に蓄積している電力（第２蓄電池２０、２１が放電した電力）を逆潮流または放電可能である。なお、第２蓄電池２０および第２蓄電池２１の放電電力に関して、第３蓄電池のような宅内使用量を上限とするとの制約はなくてよい。なお、第２蓄電池２０または第２蓄電池２１に、第１蓄電池１０と同様、逆電力継電器を組み合わせて、上記の放電停止機能の有効／無効を切り替え可能に構成してもよい。

需要家１ｃおよび需要家１ｄは、第２蓄電池２０および第２蓄電池２１の放電する電力を自家消費することで、電力系統９から供給される電力の消費を抑えてもよい。また、需要家１ｃおよび需要家１ｄは、第２蓄電池２０および第２蓄電池２１の放電電力を電力系統９に逆潮流させてもよい。逆潮流された電力は需要家と事業者（例えば送配電事業者、小売電気事業者など）との間で締結された契約に基づいて売電されてもよいし、事業者が無償で引き受けてもよい。第２蓄電池２０および第２蓄電池２１の電力を電力系統９に逆潮流（売電）させると同時に、太陽光発電システム２ｃ、２ｄの発電電力を逆潮流（売電）させてもよい。したがって、需要家１ｃ、１ｄは、第２蓄電池２０、２１の設定次第では、第３蓄電池３０が設置された需要家１ａと比べより多くの電力を電力系統９に供給することができる場合がある。

各需要家１ａ〜１ｄの蓄電池および各需要家１ａ〜１ｄの太陽光発電システムには、図示しないパワーコンディショナーシステム（ＰＣＳ）が設けられている。各蓄電池のＰＣＳは太陽光発電システムのＰＣＳと兼用でもよいし、太陽光発電システムとは別々に設けられたＰＣＳでもよい。ここでは兼用のＰＣＳを想定する。各需要家のＰＣＳは、太陽光の状態（例えば日射強度）、時間帯（発電時間帯）、電力系統９からの指示によって、蓄電池からの放電を抑制する機能を備えていてもよい。電力系統９からの指示の例としては、地域の太陽光発電状態（各需要家の太陽光発電システムの発電状態）が所定の状態より低い場合がある。同様に、電力制御装置８が、地域内の各需要家の太陽光の状態（例えば日射強度）、時間帯（発電時間帯）、電力系統９からの指示によって、各需要家の蓄電池からの放電を抑制する機能を備えていてもよい。

図１の電力制御システムでは、第１蓄電池、第２蓄電池、第３蓄電池のすべての種類の蓄電池が含まれているが、必ずしもすべての種類の蓄電池を含んでいなくてもよく、少なくとも２種類の蓄電池があればよい。

以下の説明では単に蓄電池と述べた場合には、第１蓄電池、第２蓄電池、第３蓄電池のすべてを包含するものとする。

上述のように、蓄電池の種類（第１蓄電池、第２蓄電池、第３蓄電池）は、蓄電池の構成だけでなく、蓄電池の設定や需要家の契約状況などに基づく使用方法によって区別されているため、ある需要家の有する蓄電池の種類が、異なる種類の蓄電池に遷移することもありうる。例えば、ＦＩＴに基づく契約内容がダブル発電からシングル発電に切り替えられた場合、需要家の蓄電池の種類は第１蓄電池から第３蓄電池に遷移する。ＦＩＴによる電力の買取期間が終了した蓄電池の種類は、第１蓄電池または第３蓄電池から、第２蓄電池に遷移する。

蓄電池の具体例としては、複数のセルを備えたニッケルイオン二次電池、鉛蓄電池、ニッケル・水素蓄電池などがあるが、蓄電池のセル数と方式については特に問わない。また、それぞれの需要家に設置された蓄電池のセル数、方式、容量は同一であってもよい。また、セル数、方式、容量の少なくともいずれかが異なる蓄電池が設置されていてもよい。

次に、電力制御装置８の詳細について説明する。図２は、第１の実施形態に係る電力制御装置の構成を示したブロック図である。以下では、図２を参照しながら、電力制御装置８の各構成要素を説明する。

電力制御装置８は、通信部１１と、処理部１２と、記憶部１３とを備えたサーバである。処理部１２は、内部の構成要素としてＤＲ要求部１４と、情報収集部１５と、需要予測部１６とを含む。記憶部１３は、内部の構成要素として電力需要データベース（電力需要ＤＢ）１７と、需要家データベース（需要家ＤＢ）１８とを含む。

通信部１１は、ネットワーク６を介して、各需要家の宅内管理装置との間でデータの送受信を行う。また、通信部１１は、ネットワーク７を介して、電力系統９の電力需要や電力供給量に関する情報を、電力系統９に設置された外部のサーバ（図示せず）との間で受信する。通信部１１の例としては、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）、無線通信モジュールなどの通信デバイスが挙げられるが、通信デバイスの種類については特に問わない。

処理部１２は、各種の演算および制御を含む情報処理を実行し、電力制御装置８の機能を実現する。処理部１２は、例えばＣＰＵなどのプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＣＰＬＤなどのハードウェア回路、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）やアプリケーションなどのプログラムまたはこれらの組み合わせによって実装される。

記憶部１３は、各種データや電力制御装置８で動作するプログラムなどを保存する記憶領域を有する。記憶部１３は、例えばＳＲＡＭ、ＤＲＡＭなどの揮発性メモリであってもよいし、ＮＡＮＤ、ＭＲＡＭ、ＦＲＡＭなどの不揮発性メモリでもよい。またハードディスク、ＳＳＤなどのストレージ装置や、外部の記憶装置であってもよく、デバイスの種類については特に限定しない。また、記憶部１３は複数の種類のメモリデバイスやストレージデバイスの組み合わせであってもよい。

次に、処理部１２に含まれる各構成要素について説明する。

ＤＲ要求部１４は、ＤＲ判定部１４Ａと、優先度決定部１４Ｂと、制御部１４Ｃとを備える。ＤＲ判定部１４Ａは、電力需要データベース１７を参照し、電力系統９における電力需要と供給力に基づき、需要家にデマンドレスポンスを発行する必要があるか否かを判定する。電力系統９における電力の需給が逼迫していると判定したら、ＤＲ判定部１４Ａは、需要家にデマンドレスポンス（ＤＲ：Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を発行する必要があると判断する。ＤＲ判定部１４Ａは、デマンドレスポンスを発行する必要があると判断した場合、需要家に対してデマンドレスポンスを発行する。

例えば、ＤＲ判定部１４Ａは、電力系統９の供給予備力（現在の電力需要に対する供給力の余裕）がしきい値以下となったときに電力の需給が逼迫していると判定してもよい。また、現時点における電力系統９の供給予備力と供給力の比率がしきい値以下となったときに電力の需給が逼迫していると判定してもよい。季節、時間帯によって異なるしきい値を用いてもよいし、その他の条件と組み合わせて判定を行ってもよい。これらの判定方法はあくまでも例であり、ＤＲ判定部１４Ａが電力系統９の需給が逼迫していると判定する基準については特に問わない。

なお、デマンドレスポンスを発行する必要があるか否かの判定は、電力制御装置８の処理部１２が実行するプログラムで行ってもよい。また、オペレータがデマンドレスポンスの必要性を判断した上で電力制御装置８を操作し、デマンドレスポンスの必要性の有無を入力してもよい。電力の需給が逼迫するか否かの判定を一定時間毎に行ってもよい。この場合、一定時間毎にデマンドレスポンスの発行有無を判断する。ここでは電力制御装置８でデマンドレスポンスを発行したが、デマンドレスポンスを電力制御装置８の上位サーバ（図示せず）が発行し、発行したデマンドレスポンスを電力制御装置８が受信することで、電力制御装置８が当該デマンドレスポンスの実行を決定してもよい。

上述したように、蓄電池の種類によって、需要家における使用条件の制約が異なっており（例えば第１蓄電池では、太陽光発電システムの発電電力の逆潮流中、放電が停止される）、時間帯によって期待される残量にも差がある。そこで、ＤＲ要求部１４の優先度決定部１４Ｂは、デマンドレスポンスを発行するタイミング（時間帯）や、電力の需給が逼迫すると予想される期間の長さに基づき、優先的に使用する蓄電池の種類を特定する。すなわち、デマンドレスポンスを行う時間帯に応じて、蓄電池の種類に応じた優先度を決定する。優先度決定部１４Ｂは、予め時間帯ごとに各種類の蓄電池の優先度を定めたデータを用いて、蓄電池の優先度を決定してもよい。または、予め時間帯ごとの各種類の蓄電池の優先度が、優先度決定部１４Ｂの動作を規定するプログラムにパラメータとして含まれていてもよい。

ＤＲ要求部１４の制御部１４Ｃは、デマンドレスポンスを行う時間帯に応じて、使用する蓄電池を選択する。具体的には、優先度決定部１４Ｂにより決定された優先度に基づき使用する蓄電池を選択する。制御部１４Ｃは、選択した蓄電池を用いて、デマンドレスポンスを実行する。制御部１４Ｃは、デマンドレスポンスの情報（需要家に対する要求）を含む要求信号を、当該需要家の宅内管理装置に送信する。これによって、電力系統における電力の需給が逼迫したときに、需要家の蓄電池に蓄えられた電力を効率的に使用し、電力系統の供給力を増やすことができる。デマンドレスポンスの実行により行われる処理の詳細については、後述する。

情報収集部１５は、電力制御システムに含まれる需要家に関する情報である需要家データを取得し、需要家データベース１８に保存する。図３のテーブル４０は、需要家データの例を示している。テーブル４０の第１列（一番左の列）には、各需要家を一意に識別する識別子が格納される。識別子の例としては、需要家の位置を示す座標情報、需要家の住所、電話番号、需要家側の契約責任者のＩＤ、ＩＰアドレス、ＭＡＣアドレスまたはこれらの組み合わせなどが挙げられるが、識別子の形式については特に問わない。

テーブル４０の第２列には、各需要家に設置された蓄電池の種類（第１蓄電池、第２蓄電池、第３蓄電池）が格納される。テーブル４０の第３列には、該当する需要家の過去の消費電力の値が格納されている。過去の消費電力の値は前日の値でもよいし、過去１週間、１ヶ月、１年、数年などの一定期間分の値でもよい。テーブル４０は需要家データの一例であり、需要家データは図３とは異なる項目を含んでいてもよいし、図に示した項目の一部が無くてもよい。例えば、需要家データが、需要家の前日の消費電力に関する情報を含んでいなくてもよい。

また、情報収集部１５は、ネットワーク７を介して、外部のサーバ（例えば、電力会社のサーバ）から電力系統９における電力の供給力に関する情報を取得する。情報収集部１５は、電力系統９の供給力に関する情報（供給力データ）を電力需要データベース１７に保存する。

蓄電池の種類の変更や、電力系統の構成に変更があった場合、需要家データベース１８内の需要家データや、電力需要データベース１７内の供給力データを更新する。

需要予測部１６は、予測対象の日における時系列の電力需要の値を予測する。需要予測部１６が予測した需要予測データは、電力需要データベース１７に保存される。例えば、当日における電力系統９の供給力に関する情報を含む供給力データと、当日における電力需要の予測である需要予測データの双方が得られている場合、ＤＲ要求部１４のＤＲＤＲ判定部１４Ａは、当日において電力の需給が逼迫しそうであるか否かを予測することができる。例えば供給力から、予測した需要量を減算した値が一定値以下であれば、電力の需給が逼迫しそうであると判断する。判断の結果、ある時間帯の電力の需給が逼迫しそうであると判断した場合、当該時間帯を対象にデマンドレスポンスを発行する。ＤＲ要求部１４の制御部１４Ｃは、上述の優先度決定部１４Ｂにより決定された種類の蓄電池を用いて、デマンドレスポンスを実行して、不足する電力量を補うための需給制御を行う（例えば、宅内の蓄電池の電力を逆潮流させて供給力を増やしたり、宅内使用の電力を宅内の蓄電池の放電で補わせて電力系統から需要家への電力供給を低減したりするなど）。

需要予測部１６が電力需要の予測に用いる手法の例としては、回帰、ニューラルネットワークまたは各種の機械学習的手法が挙げられるが、手法の種類については特に問わない。なお、外部のサーバ（例えば、電力会社のサーバ）が電力需要の予測を行っている場合、電力制御装置８で電力需要の予測を行わずに、外部のサーバから電力需要の予測結果を取得してもよい。

上述では、電力系統全体の需給（需要と供給）に関する情報に基づき、デマンドレスポンスの必要性が判断される場合を説明した。すなわち、情報収集部１５は、電力系統９全体の供給力に関する情報を取得し、需要予測部１６は、電力系統９全体における電力需要を予測していた。ただし、この処理は一例にしか過ぎない。例えば、電力系統９の一部（電力系統９に連系された需要家の一部）の需給に関する情報に基づいてデマンドレスポンスの必要性を判定してもよい。例えば、電力系統９のうち、ある特定の地域の部分の需給に関する情報を用いてもよいし、需要家１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄのように太陽光発電システムと蓄電池を備えた需要家の需給に関する情報を用いてもよい。

ここで電力系統においてダックカーブと呼ばれているグラフについて説明する。図４は、電力系統におけるダックカーブの例を示している。図４のグラフの縦軸は実質電力需要（Ｎｅｔ Ｌｏａｄ）を示している。また、図４のグラフの横軸は時刻を示している。

実質電力需要とは、電力会社の電力需要量から、電力会社の供給地域における太陽光発電の発電量を引いた値のことをいう。本実施形態に係る電力制御システムの需要家は太陽光発電システムを備えている。太陽光発電システムの普及が進むと、太陽輻射による発電が行われる昼間の実質電力需要が大きく低下する（図４の７：００〜１７：００頃）。したがって、太陽光発電システムの普及率が低かった時代に比べ、昼間に稼働するベースロード発電所からの出力が低く設定されている。

一方、日没後に太陽光発電システムから電力が供給されなくなると、発電所から供給されている電力が夕刻の電力需要に対して大きく不足する状態となる。したがって、停止していた火力発電所を稼働させたり、稼働している火力発電所の出力を増やしたりして、短時間で大幅に電力系統の供給力を増やす必要がある。

実質電力需要の曲線がアヒルの体形に類似した形状となっていることから、このグラフはダックカーブと呼ばれている。具体的には、昼の時間帯がアヒルの腹部、夕方の時間帯における実質電力需要のピークがアヒルの首に相当している。このような一日における実質電力需要の推移はダックカーブ現象とよばれる。ダックカーブ現象が顕著になると、供給力の増加が需要に対して追従できず、電力系統の周波数が不安定化するおそれがある。また、夕方の時間帯における実質電力需要の増大に対応するため、化石燃料の消費量が増えてしまう。

そこで、各需要家の太陽光発電システムと蓄電池を併用して、電力需給の改善を図ることができる。例えば、夕方の時間帯にデマンドレスポンスを発行して、蓄電池に蓄えられた電力を電力系統に供給（逆潮流）して供給力を増やしたり、蓄電池を放電したりする。このような操作を実現するために、各需要家で、蓄電池を夜間電力で充電したり、日中、太陽光発電システムで生成された電力で蓄電池を充電したりすることが期待される。

図５は需要家に設置された蓄電池（ここでは第１蓄電池）の時系列の残量を示したグラフの例である。図５の縦軸は蓄電池の残量を示している。図５の横軸は時刻を示している。図５のグラフにはある期間（例えば１月１日〜１月３１日）における蓄電池の残量が示されている。図５の例における需要家は固定価格買い取り制度（ＦＩＴ）の適用を受けている。図５の例では夜間電力（例えば昼間よりも買電価格が低い）を用いて蓄電池を充電している。朝には蓄電池が充電されているため、朝に火力発電所などがランプアップするときに供給予備力を提供できる。したがって、冬季の朝などに電力の需給が逼迫しときには、蓄電池に蓄えられた電力を放電して、電力系統の供給力を確保することができる。

また日中には第１蓄電池に蓄えられた電力により、需要家に設置された機器を稼働させている（買電価格の高い時間帯に系統からの買電を抑制できる）。ＦＩＴ契約により、日中に太陽光発電システムによって生成された発電電力の一部は宅内消費され、残り（余剰分）は電力系統に逆潮流される。すなわち、余剰分の発電電力は、事業者に売電される。

気象条件や宅内の電気機器の使用条件によって、蓄電池の残量の傾向が異なったりもする。第１蓄電池の場合、太陽光発電システムで生成された電力が売電（逆潮流）されている間、蓄電池の放電は停止される。したがって、天気のよい日では昼の時間帯に蓄電池の残量が減らず、グラフの線はフラットになる傾向がある。

図６は需要家に設置された蓄電池（ここでは第２蓄電池）の時系列の残量を示したグラフである。図６のグラフも図５と同一期間（例えば１月１日〜１月３１日）における蓄電池の残量を示している。図６の需要家は固定価格買い取り制度（ＦＩＴ）の適用を受けていない。このため、需要家は、状況に応じて蓄電池に蓄えられた電力の自家消費と電力系統への逆潮流を選択することもできる。

図６の例では、各需要家の太陽光発電システムによって日中に生成された電力は、各需要家に設置された蓄電池の充電に使われている。これにより、太陽光発電システムが発電した電力を無条件に電力系統へ逆潮流させる場合と比べて、電力系統の周波数調整が困難となるリスクを減らすことができる。また売電価格の高い時間帯に電力を売ることも可能である。日中に充電した電力を、電力の需給が逼迫したときに（デマンドレスポンスが発行されたときに）、電力系統に逆潮流し、電力系統の供給力を増やすこともできる。需要家の蓄電池（第２蓄電池）を活用すれば、図４のようなダックカーブ現象が発生する場合において、夕方の時間帯に充分な供給力を確保し、化石燃料の消費を抑制することができる。

以下では、図１の電力制御システムにおいてデマンドレスポンスの発行時に実行される処理について説明する。

図７は、ＤＲ要求部１４の制御部１４Ｃが、ＤＲ判定部１４Ａにより発行されたデマンドレスポンスの内容を確認する処理のフローチャートである。以下では、図７を参照しながら処理を説明する。なお、デマンドレスポンスは、一例として対象とする時間帯の一定時間前（例えば１〜３時間前）に発行されるものとするが、発行されるタイミングに関しては、特に問わない。例えば対象とする時間帯内に発行される形態も可能である。

最初に、制御部１４Ｃは、現在の時刻が夕方の時間帯であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。夕方の時間帯の例としては、１７：００〜１９：００が挙げられる。ただし、夕方の時間帯としてこれとは異なる定義を使用してもよい。例えば季節、地域、または国等によって、夕方の時間帯の定義が異なってもよい。夕方の時間帯は、日の出から日の入りまでの時間を複数の時間帯に分割した場合に最も早い時間帯よりも遅い時間帯（第２時間帯）の一例、または日の出から日の入りまでの時間を複数に分割した場合に最も遅い時間帯（第２時間帯）の一例である。現在の時刻が夕方の時間帯であると判定された場合（ステップＳ１０のＹＥＳ）、後述の図８の処理を実行する（ステップＳ１１）。

現在の時刻が夕方の時間帯ではないと判定された場合（ステップＳ１０のＮＯ）、電力制御装置８の制御部１４Ｃは、現在の時刻が朝の時間帯であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。朝の時間帯の例としては、７：００〜９：００が挙げられる。ただし、朝の時間帯としてこれとは異なる定義を使用してもよい。例えば季節、地域、または国等によって、朝の時間帯の定義が異なってもよい。朝の時間帯は、日の出から日の入りまでの時間を複数に分割した場合に時間的に最も早い時間帯（第１時間帯）の一例である。現在の時刻が朝の時間帯であると判定された場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、後述の図９の処理を実行する（ステップＳ１３）。

現在の時刻が朝の時間帯ではないと判定された場合（ステップＳ１２のＮＯ）、電力制御装置８の制御部１４Ｃは、現在の時刻が昼の時間帯であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。昼の時間帯とは、朝の時間帯と、夕方の時間帯の間の時間帯のことをいうものとする。昼の時間帯は、日の出から日の入りまでの時間を複数に分割した場合に時間的に最も早い時間帯よりも遅い時間帯（第２時間帯）の一例、または日の出から日の入りまでの時間を複数に分割した場合に最も早い時間帯（第１時間帯）と最も遅い時間帯（第２時間帯）の間の時間帯（第３時間帯）の一例である。現在の時刻が昼の時間帯であると判定された場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、後述の図１０の処理を実行する（ステップＳ１５）。現在の時刻が昼の時間帯ではないと判定された場合（ステップＳ１４のＮＯ）、図７の処理を終了する。

図８は、夕方の時間帯にデマンドレスポンスを実行する場合の電力制御装置８の処理を示したフローチャートである。以下では、図８を参照しながら処理を説明する。

夕方の時間帯に対するデマンドレスポンスを実行する場合（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、優先度決定部１４Ｂは、１番目に高い優先度の蓄電池の種類として第２蓄電池を決定する。制御部１４Ｃは、需要家データベース１８（図３のテーブル４０）を参照し、第２蓄電池が設置された需要家を特定する。そして、当該需要家に設置された第２蓄電池に蓄えられた電力を電力系統９に逆潮流させる（ステップＳ１０２）。より詳細には、制御部１４Ｃは該当する需要家の宅内管理装置に第２蓄電池の逆潮流要求を送信する。なお、逆潮流要求ではなく、第２蓄電池の電力を宅内使用するための放電要求を送信することも排除されない。

図１の構成例では、第２蓄電池２０、２１を設置している需要家１ｃ、１ｄが存在している。したがって、需要家１ｃに設置されている第２蓄電池２０と、需要家１ｄに設置されている第２蓄電池２１に蓄えられた電力を電力系統９に供給（逆潮流）させる。なお、第２蓄電池を設置している需要家が存在しない場合、本ステップＳ１０２はスキップされる。

そして、電力制御装置８の制御部１４Ｃは電力需要データベース１７を参照し、電力系統９の需給状況を確認する（ステップＳ１０３）。第２蓄電池による逆潮流によって電力系統９の供給力に余裕があると判定した場合、他の種類の蓄電池の使用は不要と判断する（ステップＳ１０３のＮＯ）。供給力に余裕がないと判定した場合（ステップＳ１０３のＹＥＳ）、優先度決定部１４Ｂは、２番目に高い優先度の蓄電池の種類として第３蓄電池を決定する。制御部１４Ｃは、第３蓄電池を設置した需要家を特定し、当該需要家に設置された第３蓄電池に蓄えられた電力を放電させる（ステップＳ１０４）。より詳細には、ステップＳ１０４において、制御部１４Ｃは需要家データベース１８（図３のテーブル４０）を参照し、第３蓄電池を設置している需要家を特定する。そして電力制御装置８の制御部１４Ｃは該当する需要家の宅内管理装置に第３蓄電池の放電要求を送信する。

図１の構成例では、第３蓄電池３０を設置している需要家１ａが存在している。したがって、需要家１ａに設置されている第３蓄電池３０に蓄えられた電力を放電させる。これにより宅内で使用される電力の全部または一部を第３蓄電池３０が放電する電力でまかない、太陽光発電システムの発電電力をより多く電力系統９に供給できる、もしくは、電力系統９からの宅内へ電力する供給を低減できる。なお、第３蓄電池を設置している需要家が存在しない場合、本ステップＳ１０４はスキップされる。

電力制御装置８の制御部１４Ｃは、再び電力系統９の需給状況を確認する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０２、Ｓ１０４の結果として電力系統９の供給力に余裕があると判定された場合、図８の処理を終了する（ステップＳ１０５のＮＯ）。当該供給力に余裕がないと判定した場合（ステップＳ１０５のＹＥＳ）、優先度決定部１４Ｂは、３番目に高い優先度の蓄電池の種類として第１蓄電池を決定する。制御部１４Ｃは、第１蓄電池を設置した需要家を特定し、当該需要家に設置された第１蓄電池を放電させる（ステップＳ１０６）。

ただし、第１蓄電池は、太陽光発電システムによる逆潮流の間（売電中）、放電できない（放電が停止される）ため、太陽光発電システムによる逆潮流が行われていない需要家内の第１蓄電池が、放電の対象となる。より詳細には、ステップＳ１０６において、制御部１４Ｃは需要家データベース１８（図３のテーブル４０）を参照し、第１蓄電池を設置している需要家を特定する。そして電力制御装置８の制御部１４Ｃは該当する需要家があれば、需要家の宅内管理装置に第１蓄電池の放電要求を送信する。放電要求を受信した宅内管理装置は、第１蓄電池が放電停止中であるか否かを確認する。第１蓄電池が放電停止中でない場合、第１蓄電池の電力が放電される。例えば、悪天候などのため、需要家の太陽光発電システムが発電中でない場合は、第１蓄電池の放電停止機能が動作しないため、第１蓄電池に蓄えられた電力を放電させることができる。これにより電力系統９からの宅内への電力供給が低減される。一方、発電に十分必要な日射量があり、太陽光発電システムが余剰分の電力を逆潮流している場合（例えば宅内の電力需要を太陽光発電システムの発電電力でまかない、かつ余剰分の電力を逆潮流している場合）は、放電停止機能が動作するため、第１蓄電池に蓄えられた電力を放電させることはできない。ただし、太陽光発電システムの発電電力が宅内の電力需要に満たない場合は、第１蓄電池に放電させて、不足分の電力を第１蓄電池の電力で補うことができる。

図１の構成例では、第１蓄電池を設置している需要家１ｂが存在している。従って、需要家１ｂに設置されている第１蓄電池１０が放電停止中でなければ、第１蓄電池１０の電力が放電される。第１蓄電池を設置している需要家が存在しない場合、ステップＳ１０６はスキップされる。

図８の処理では、第２蓄電池、第３蓄電池および第１蓄電池の順の優先度で、蓄電池を使用した。これは、日中に多くの電力量を充電していることが期待される第２蓄電池を優先的に使用することを考慮したものである。また、売電中でも放電可能な第３蓄電池を第１蓄電池より優先的に使用して、より確実な電力の確保を図っている。

図９は、朝の時間帯にデマンドレスポンスを実行する場合の電力制御装置８の処理を示したフローチャートである。以下では、図９を参照しながら処理を説明する。

朝の時間帯に対するデマンドレスポンスの実行を決定した場合（ステップＳ１１１のＹＥＳ）、優先度決定部１４Ｂは、１番目に高い優先度の蓄電池の種類として第１蓄電池を決定する。制御部１４Ｃは需要家データベース１８を参照し、第１蓄電池を設置した需要家を特定する。そして当該需要家に設置された第１蓄電池のうち、放電停止となっていない第１蓄電池に蓄えられた電力を放電させる（ステップＳ１１２）。本ステップＳ１１２において実行される処理は図６のステップＳ１０６で実行される処理と同様である。

図１の構成例では、第１蓄電池を設置している需要家１ｂが存在している。需要家１ｂに設置されている第１蓄電池１０が放電停止中でなければ、第１蓄電池１０を放電させる。第１蓄電池を設置している需要家が存在しない場合、本ステップＳ１１２はスキップされる。

次に、電力制御装置８のＤＲ要求部１４は電力需要データベース１７を参照し、電力系統９の需給状況を確認する（ステップＳ１１３）。ステップＳ１１２の処理の結果、供給力に余裕があると判定された場合、図９の処理を終了する（ステップＳ１１３のＮＯ）。供給力に余裕がないと判定された場合（ステップＳ１１３のＹＥＳ）、優先度決定部１４Ｂは２番目に高い優先度の蓄電池の種類として第３蓄電池を決定する。制御部１４Ｃは、第３蓄電池を設置した需要家を特定し、当該需要家に設置された第３蓄電池に蓄えられた電力を放電させる（ステップＳ１１４）。本ステップＳ１１４において実行される処理は、図６のステップＳ１０４で実行される処理と同様である。

図１の構成例では、第３蓄電池を設置している需要家１ａが存在している。したがって、需要家１ａに設置されている第３蓄電池３０に蓄えられた電力を放電させる。第３蓄電池を設置している需要家が存在しない場合、本ステップＳ１１４はスキップされる。

このように本フローチャートでは第１蓄電池および第３蓄電池の順位で優先度を設定し、第２蓄電池を使用していない。この理由について以下に説明する。図５のグラフのように、電力系統９から供給される夜間電力で第１蓄電池および第３蓄電池の充電が行われていることが期待される場合、朝の時間帯には第１蓄電池および第３蓄電池の残量がある可能性が高い。したがって、朝の時間帯に対してデマンドレスポンスを発行する場合には、優先的に第１蓄電池および第３蓄電池に蓄えられた電力を使った方が供給予備力を確保しやすくなる。この際、第３蓄電池は第１蓄電池よりも夕方のデマンドレスポンスでの使用の優先度が高いため、夕方のデマンドレスポンスに備えて、第１蓄電池よりも優先度を低くしている。すなわち、実質電力需要にダックカーブ現象の発生する可能性ある午後において供給予備力を確保しやすくしている。一方、図６のグラフのように、日中に太陽光発電システムによって生成した電力で第２蓄電池が充電されていることが期待される場合、朝の時間帯には第２蓄電池に蓄えられた電力量が充分でない可能性がある。また、夕方にデマンドレスポンスを発行するときに備えて、電力系統の供給予備力として最優先で使用される第２蓄電池の電力を確保しておきたい。そのため、本フローチャートでは第２蓄電池を使用しないこととしている。ただし、第３順位の優先度を第２蓄電池に設定し、第２蓄電池に蓄えられた電力を朝の時間帯のデマンドレスポンスで使うことを妨げるものではない。

次に、昼の時間帯にデマンドレスポンスを実行する場合の電力制御システムの処理について説明する。

図１０は、昼の時間帯にデマンドレスポンスを実行する場合の電力制御装置８の処理を示したフローチャートである。以下では、図１０を参照しながら処理を説明する。

昼の時間帯に対するデマンドレスポンスの実行を決定した場合（ステップＳ１２１）、電力制御装置８の制御部１４ＣまたはＤＲ判定部１４Ａは、電力の需給が逼迫すると予想される期間の長さを判定する（ステップＳ１２２）。より詳細には、夕方の時間帯（次の時間帯）まで電力の需給が逼迫することが予想されるかを判定する。夕方の時間帯まで電力の需給逼迫が予測される場合には（Ｓ１２２のＹＥＳ）、図８のステップＳ１０２〜Ｓ１０６と同様の処理を実行する（ステップＳ１２３）。すなわち、第２蓄電池、第３蓄電池、第１蓄電池の優先度で、蓄電池を使用する。

昼間から夕方まで電力の需給が逼迫する例としては、気温の高い猛暑が続き、冷房使用による電力需要の増大する場合、寒気が到来し、暖房使用による電力需要が増大する場合、複数の事業所が繁忙期に突入しており、機器の稼働に伴う電力需要が増大する場合などが挙げられる。

電力制御装置８の制御部１４ＣまたはＤＲ判定部１４Ａは、夕方の時間帯まで電力の需給逼迫が予想されるか否かを判定するために、過去（例えば、過去数年）の電力消費量の履歴を用いてもよい。また、電力制御装置８のＤＲ要求部１４は、各需要家における最近（例えば、過去数日ないし過去数週間）の電力消費量に基づいて、夕方の時間帯まで電力の需給逼迫が予測されるか否かを判定してもよい。電力制御装置８の需要予測部１６は上述の情報に加え、季節、気温、湿度などの情報を加味して電力需要の予測を行ってもよい。

一方、夕方になる前に電力の需給の逼迫が解消されることが予測される場合には（Ｓ１２２のＮＯ）、第３蓄電池および第２蓄電池の順の優先度で需要家の蓄電池を使用する（Ｓ１２４〜Ｓ１２６）。より詳細には、以下の通りである。

まず、電力制御装置８の優先度決定部１４Ｂは、１番目に高い優先度の蓄電池の種類として第３蓄電池を決定する。制御部１４Ｃは、需要家データベース１８を参照し、第３蓄電池を設置した需要家を特定し、当該需要家に設置された第３蓄電池に蓄えられた電力を放電させる（ステップＳ１２４）。ステップＳ１２４において実行される処理は、図８のステップＳ１０４で実行される処理と同様である。

図１の構成例では、第３蓄電池を設置している需要家１ａが存在している。したがって、需要家１ａに設置されている第３蓄電池３０に蓄えられた電力を放電させる。第３蓄電池を設置している需要家が存在しない場合、本ステップＳ１２４はスキップされる。

次に、電力制御装置８の制御部１４Ｃは電力系統９の需給状況を確認し、ステップＳ１２４の処理の結果として、供給力に余裕があるかを判定する（ステップＳ１２５）。供給力に余裕があると判定した場合、図１０の処理を終了する（ステップＳ１２５のＮＯ）。供給力に余裕がないと判定された場合（ステップＳ１２５のＹＥＳ）、優先度決定部１４Ｂは、２番目に高い優先度の蓄電池の種類として第２蓄電池を決定する。制御部１４Ｃは、第２蓄電池を設置している需要家を特定し、当該需要家に設置された第２蓄電池に蓄えられた電力を電力系統９に逆潮流させる（ステップＳ１２６）。逆潮流される電力は、例えば太陽光発電システムの発電電力と第２蓄電池の放電電力とを合わせた電力から宅内消費分の電力を引いた余剰分の電力である。ステップＳ１２６において実行される処理は、図６のステップＳ１０２で実行される処理と同様である。

図１の構成例では、第２蓄電池を設置している需要家１ｃ、１ｄが存在している。したがって、需要家１ｃに設置されている第２蓄電池２０と、需要家１ｄに設置されている第２蓄電池２１に蓄えられた電力を電力系統９に供給する。第２蓄電池を設置している需要家が存在しない場合、本ステップＳ１２６はスキップされる。

このようにステップＳ１２４〜Ｓ１２６では、第３蓄電池、および第２蓄電池の順位で優先度を設定し、第１蓄電池を使用していない。この理由について以下に説明する。第３蓄電池は、図５のグラフの例のように電力系統９から供給された夜間電力で充電されていることが期待されるため、昼の時間帯に残量が残っている可能性が高い。一方、第２蓄電池は、図６のグラフの例のように日中、太陽光発電システムによって生成された電力を使って充電されることが期待される。図６の一部の曲線のように、悪天候などの理由で必要な日射量が確保できない場合、第２蓄電池に充分な残量がない可能性もある。したがって、上記の夕方になる前に電力の需給逼迫の解消が予測されるケースでは第２蓄電池より第３蓄電池を優先して使用している。なお、悪天候でない場合は、太陽光発電システムの電力が売電（逆潮流）されていることが期待されるため、昼の時間帯は第１蓄電池が放電停止中となる可能性が高い。このため、当該ケースでは第１蓄電池を使用対象から除外している。ただし、第３順位の優先度の蓄電池として第１蓄電池を用いることを妨げるものではない。

上述の説明では、電力制御装置８が、電力需要と電力系統の供給力に基づいてデマンドレスポンスを発行する必要性の有無を判定していた。ただし、電力制御装置８が電力会社のサーバなど外部からのデマンドレスポンス要求を受信し、デマンドレスポンスの処理を開始してもよい。

また、上述の処理では蓄電池に使用条件に基づく種類（第１蓄電池、第２蓄電池、第３蓄電池）を定義し、それぞれの蓄電池の種類に優先度を設定し、優先度に基づく順位で蓄電池を使用した。同一優先度の蓄電池を使用する際、同一の優先度に設定された蓄電池のすべてを使用してもよいし、同一の優先度に設定された蓄電池の一部のみ使用してもよい。

例えば、ある日のデマンドレスポンスの要求（１回目のＤＲ要求）において、同一優先度の蓄電池（例えば、第２蓄電池）のうち一部の蓄電池を逆潮流すれば、デマンドレスポンスで指定された供給力が得られる場合には、一部の蓄電池を用いて逆潮流すればよい。同じ日に、再びデマンドレスポンス要求（２回目のＤＲ要求）があり、同一優先度の蓄電池を使う場合には、前回のデマンドレスポンス要求（１回目のＤＲ要求）において使用していない蓄電池を使うようにする。これにより複数の需要家の電池を公平に使用できる。このような制御を行う場合、蓄電池における逆潮流の実施有無の列をテーブル４０に追加し、当該列（逆潮流の要求）を参照することによって、逆潮流の実施有無を確認できるようにしてもよい。

また、蓄電池から電力系統９に逆潮流された電力の用途については特に限定しない。蓄電池から逆潮流した電力を電力会社の運営管理する電力系統全体の供給力として使い、大規模な電力系統における需給バランスの調整を行ってもよい。また、蓄電池から逆潮流した電力を特定の需要家への供給力として使ってもよい。例えば、蓄電池から逆潮流した電力を、通常より多くの電力を消費する需要家（工場などの事業所）の供給力として使ってもよい。このように、蓄電池の逆潮流によって増えた供給力を特に電力消費量が増える見込みの需要家へ優先的に配分してもよい。

本実施形態に係る電力制御システムを用いることにより、需要家によって使用条件の異なる蓄電池が使われており、各時刻において使用できる蓄電池の残量や放電可能なタイミングが異なっていても、電力系統の需給が逼迫し、デマンドレスポンスの実行を求められたときに、確実に蓄電池に蓄えられた電力を逆潮流させ、電力系統の供給力を増やすことができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 需要家
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 太陽光発電システム
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 宅内管理装置
４ｂ、４ｄ 逆電力継電器
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 電力ケーブル
６、７ ネットワーク
８ 電力制御装置
９ 電力系統
１０ 第１蓄電池（第１種類の蓄電池）
１１ 通信部
１２ 処理部
１３ 記憶部
１４ ＤＲ要求部
１４Ａ ＤＲ判定部
１４Ｂ 優先度決定部
１４Ｃ 制御部
１５ 情報収集部
１６ 需要予測部
１７ 電力需要データベース
１８ 需要家データベース
２０、２１ 第２蓄電池（第２種類の蓄電池）
３０ 第３蓄電池（第３種類の蓄電池）
４０ テーブル

Claims (11)

1. 電力系統に連係された複数の需要家に設置された蓄電池を用いて、前記電力系統における電力の需給制御を行う電力制御装置であって、
   前記蓄電池は、少なくとも前記需要家の太陽光発電システムが発電した電力が電力系統に逆潮流されているときは放電不能とした第１種類の蓄電池、および前記需要家の太陽光発電システムが発電した電力が前記電力系統に逆潮流されているときも放電可能な第２種類の蓄電池のいずれかであり、
   前記需給制御を行う時間帯に応じて、前記需給制御に使用する蓄電池の種類を決定し、前記決定した種類の蓄電池が設置された前記需要家の前記蓄電池を用いて、前記電力の需給制御を行う制御部
   を備えた電力制御装置。
2. 前記需給制御を行う時間帯に応じて、前記第１種類の蓄電池および前記第２種類の蓄電池の優先度を決定する優先度決定部を備え、
   前記制御部は、前記優先度に基づいて前記需給制御に使用する蓄電池の種類を決定する
   請求項１に記載の電力制御装置。
3. 前記優先度決定部は、日の出から日没までの時間を分割した複数の時間帯のうち最も早い第１時間帯では、前記第１種類の蓄電池の優先度を最も高くする
   請求項２に記載の電力制御装置。
4. 前記優先度決定部は、前記複数の時間帯のうち前記第１時間帯よりも遅い第２時間帯では、前記第２種類の蓄電池の優先度を最も高くする
   請求項３に記載の電力制御装置。
5. 前記第１時間帯は、朝の時間帯であり、
   前記第２時間帯は、夕方の時間帯および昼の時間帯のうちの少なくとも一方である
   請求項４に記載の電力制御装置。
6. 前記蓄電池は、前記第１種類の蓄電池、前記第２種類の蓄電池、および第３種類の蓄電池のいずれかであり、
   前記第２種類の蓄電池を設置した前記需要家は、前記第２種類の蓄電池が放電した電力を逆潮流可能であり、
   前記第３種類の蓄電池は、前記需要家の太陽光発電システムが発電した電力が前記電力系統に逆潮流されているときも、前記需要家の電力使用量に応じた電力を放電可能である
   請求項１に記載の電力制御装置。
7. 前記需給制御を行う時間帯に応じて、前記第１種類の蓄電池、前記第２種類の蓄電池および前記第３種類の蓄電池の優先度を決定する優先度決定部を備え、
   前記制御部は、前記優先度に基づいて前記需給制御に使用する蓄電池の種類を決定する
   請求項６に記載の電力制御装置。
8. 前記優先度決定部は、日の出から日没までの時間を分割した複数の時間帯のうち最も早い第１時間帯では、前記第１種類の蓄電池の優先度を最も高くし、
   前記複数の時間帯のうち最も遅い第２時間帯では、前記第２種類の蓄電池の優先度を最も高くし、
   前記第１時間帯と前記第２時間帯との間の第３時間帯では、前記第３種類の蓄電池の優先度を最も高くする
   請求項７に記載の電力制御装置。
9. 前記第１時間帯は、朝の時間帯であり、
   前記第２時間帯は、夕方の時間帯であり
   前記第３時間帯は、昼の時間帯である
   請求項８に記載の電力制御装置。
10. 他の電力制御装置と連携して前記電力系統における電力の需給制御を実行する
    請求項１〜９のいずれか一項に記載の電力制御装置。
11. 電力系統に連係された複数の需要家に設置された蓄電池を用いて、前記電力系統における電力の需給制御を行う電力制御方法であって、
    前記蓄電池は、少なくとも前記需要家の太陽光発電システムが発電した電力が電力系統に逆潮流されているときは放電不能とした第１種類の蓄電池、および前記需要家の太陽光発電システムが発電した電力が前記電力系統に逆潮流されているときも放電可能な第２種類の蓄電池のいずれかであり、
    前記需給制御を行う時間帯に応じて、前記需給制御に使用する蓄電池の種類を決定するステップと、
    前記決定した種類の蓄電池が設置された前記需要家の前記蓄電池を用いて、前記電力の需給制御を行うステップと
    を備えた電力制御方法。

Images