JP2021158731A - エネルギー供給システム、エネルギー供給方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】グリッドに対するエネルギーのバックアップシステムを実現するエネルギー供給システムを提供する。【解決手段】システム１００において、第１の管理装置１１１は複数のグリッド１０１〜１０８を管理する。複数のグリッドそれぞれは、エネルギー供給源と需要設備とを制御し、グリッド内のエネルギーの需給を調整する第２の管理装置１０２を備える。第１の管理装置および第２の管理装置は、グリッドの状態を取得し、その結果に基づいて、該グリッドの外部からのエネルギー供給が必要であるか否かを判定する。外部からのエネルギー供給が必要であると判定されたグリッドに対してエネルギー供給が行われる。【選択図】図１

Description

本発明は、エネルギー供給システム、エネルギー供給方法に関する。
特許文献１には、電力、液体水素、天然ガス等を夫夫供給、引き取り、及び蓄積ができる各装置を備えた次世代エネルギースタンドと、当該次世代エネルギースタンド周辺の一定地域の各エネルギー需要箇所（各家庭）とが記載されている。また、特許文献１では、次世代エネルギースタンドと、各エネルギー需要箇所とが電力会社の電力ネットワークに接続されていることが記載されている。また、特許文献２には、発電設備を所有するユーザに対し、余剰電力を預けることにより自ら蓄電池を準備することなく実質的な蓄電を行うことを可能とし、電力の返還時には預けた電力量よりも大きな電力量を得ることを可能とすることが記載されている。
一方、近年では、大規模発電所からの電力供給に依存することなく、小規模な発電設備を分散型電源として利用することにより、コミュニティ内でエネルギーの供給源と消費設備とを有するマイクログリッドが知られている。
特開２０１１−３６０７４号公報 特開２０１９−１９７４２５号公報
マイクログリッドは、コミュニティ内でエネルギーの供給源と需要設備とを有するグリッド構成体であるが、グリッド内での電力の需給バランスが崩れた場合や災害時の場合等、グリッド自体にエネルギーのバックアップが必要となるケースが想定される。特許文献１と特許文献２のいずれも、グリッドに対するエネルギーのバックアップシステムについて言及されていない。
本発明は、グリッドに対するエネルギーのバックアップシステムを実現するエネルギー供給システム、エネルギー供給方法を提供することを目的とする。
本発明に係るエネルギー供給システムは、エネルギー供給源と前記エネルギー供給源から供給されるエネルギーを需要する需要設備とを有する複数のグリッドと、前記複数のグリッドを管理する第１の管理手段と、を含むエネルギー供給システムであって、前記複数のグリッドそれぞれは、前記エネルギー供給源と前記需要設備とを制御し、グリッド内のエネルギーの需給を調整する第２の管理手段、を備え、前記第１の管理手段および前記第２の管理手段は、グリッドの状態を取得する第１の取得手段と、前記第１の取得手段により取得された結果に基づいて、該グリッドの外部からのエネルギー供給が必要であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により外部からのエネルギー供給が必要であると判定されたグリッドに対してエネルギー供給を行う供給手段とを備えることを特徴とする。
本発明に係るエネルギー供給方法は、エネルギー供給源と前記エネルギー供給源から供給されるエネルギーを需要する需要設備とを有する複数のグリッドと、前記複数のグリッドを管理する第１の管理手段と、を含むエネルギー供給システムにおいて実行されるエネルギー供給方法であって、前記複数のグリッドそれぞれは、前記エネルギー供給源と前記需要設備とを制御し、グリッド内のエネルギーの需給を調整する第２の管理手段、を備え、前記エネルギー供給方法は、前記第１の管理手段および前記第２の管理手段において、グリッドの状態を取得する第１の取得工程と、前記第１の取得工程において取得された結果に基づいて、該グリッドの外部からのエネルギー供給が必要であるか否かを判定する判定工程と、前記判定工程において外部からのエネルギー供給が必要であると判定されたグリッドに対してエネルギー供給を行う供給工程とを有することを特徴とする。
本発明によれば、グリッドに対するエネルギーのバックアップシステムを実現することができる。
エネルギーのバックアップシステムの構成を示す図である。 管理装置の構成を示す図である。 管理装置の構成を示す図である。 一般住宅のＥＭＳ構成を示す図である。 通常時のシステム動作を説明するための図である。 非常時のシステム動作を説明するための図である。 エネルギー供給判定の処理を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
［第１実施形態］
図１は、本実施形態におけるマイクログリッドに対するエネルギーのバックアップシステム１００（以下、単にシステム１００という）の構成を示す図である。システム１００は、マイクログリッド１０１、１０８を含む。マイクログリッド１０１、１０８は、例えば大規模発電所からの電力供給に依存することなく、コミュニティ内でエネルギーの供給源と消費設備とを有するエネルギーネットワークである。図１では、マイクログリッド１０１、１０８のみが示されているが、マイクログリッドの数については、図１に示す数に限られるものではない。また、マイクログリッド１０１、１０８は、例えば大規模発電所からの電力供給に依存しないものの、大規模送電系統に接続されていても良い。また、システム１００は、離島など、大規模送電系統及び管理装置１１１に接続されていないオフグリッド１１２を含む。
本実施形態では、通常時のマイクログリッド間のエネルギーの需給バランスが調整されるとともに、災害や停電等の非常時におけるマイクログリッド１０１、１０８それぞれに対するエネルギーのバックアップシステムが実現される。マイクログリッド１０１、１０８それぞれは、内部でエネルギーの需給バランスを調整する機能を有している。本実施形態によれば、さらに、マイクログリッド間でのエネルギーの需給バランスが調整可能となる。例えば、マイクログリッド１０１で一時的に余剰電力が生じた場合には、マイクログリッド１０１は、電力の一時的な不足が危ぶまれるマイクログリッド１０８に対して電力を供給することができる（相互融通）。また、災害や停電等の非常時には、マイクログリッド内でのエネルギーの需給バランスの調整が困難となるケースがあり得る。そのような場合に備えて、特に、各マイクログリッドは、保険料金を管理装置１１１に支払うことにより、もしくは、管理装置１１１に対して納電することにより、優先的に電力を供給してもらうことができる。
本実施形態では、システム１００内の複数のマイクログリッドを統括する管理装置１１１が構成される。通常時においては、マイクログリッド間でのエネルギーの供給が可能である。そして、非常時においては、管理装置１１１は、エネルギー供給が必要と判断されたマイクログリッドに対してエネルギーを供給するよう制御する。図１に示すように、管理装置１１１と、マイクログリッド１０１及び１０８との間、マイクログリッド１０１とマイクログリッド１０８との間は、エネルギーネットワーク１０９と通信ネットワーク１１０を介して相互に接続されている。例えば、エネルギーネットワーク１０９を介して、エネルギー供給が実現される。通信ネットワーク１１０は、有線もしくは無線、またはそれらの両方を含むネットワークであり、例えば管理装置間でのデータ通信が可能である。
本実施形態では、マイクログリッドへのエネルギー供給方法として、複数の方法が可能である。例えば、非常時において、管理装置１１１は、自装置に設けられたエネルギー貯蔵装置に貯蔵されたエネルギーを、エネルギー供給が必要と判断されたマイクログリッドへ供給する。また、例えば、管理装置１１１は、他のマイクログリッドから、エネルギー供給が必要と判断されたマイクログリッドへエネルギーを供給させるよう要請する。通常時において、マイクログリッド間でのエネルギー供給は、例えば、マイクログリッド間における交渉により実現される。例えば、電力不足が危ぶまれるマイクログリッドが他のマイクログリッドに対してエネルギー供給を依頼するようにし、エネルギー供給が可能なマイクログリッドからエネルギーの供給を受ける。
本実施形態では、エネルギーネットワーク１０９を介したエネルギー供給の他、移動体キャリアを介したエネルギー供給が実現される。ここで、移動体キャリアとは、エネルギーを搬送可能である装置であれば良く、例えば、電気自動車（ＥＶ）やドローンである。もしくは、移動体キャリアは、小型発電機を積載した車両であっても良い。その場合、車両は、電気自動車でなくても良い。本実施形態では、移動体キャリアを介したエネルギー供給を可能にすることによって、オフグリッド１１２へのエネルギー供給が可能となる。また、例えば、管理装置１１１と各マイクログリッドの間や、マイクログリッド間で災害等によりインフラが切断された場合などにおいても、エネルギー供給が可能となる。図１において、移動体キャリア１１３は、管理装置１１１からマイクログリッド１０１へのエネルギー供給に用いられる移動体キャリアである。また、移動体キャリア１１４は、管理装置１１１からマイクログリッド１０８へのエネルギー供給に用いられる移動体キャリアである。また、移動体キャリア１１５は、マイクログリッド１０１とマイクログリッド１０８の間でのエネルギー供給に用いられる移動体キャリアである。また、移動体キャリア１１６は、管理装置１１１からオフグリッド１１２へのエネルギー供給に用いられる移動体キャリアである。また、移動体キャリア１１７は、マイクログリッド１０１からオフグリッド１１２へのエネルギー供給に用いられる移動体キャリアである。
なお、本実施形態では、エネルギーの一例として電気エネルギーを説明するが、電気エネルギーに限られず、例えば、熱エネルギーであっても良い。
マイクログリッド１０１、１０８それぞれは、例えば、管理装置１０２、一般住宅１０３、工業施設１０４、商業施設１０５を含む。以下、一般住宅１０３、工業施設１０４、商業施設１０５を需要者として総称する場合がある。マイクログリッド１０１を、マイクログリッド１０１とマイクログリッド１０８の代表例として説明するが、各マイクログリッドで需要者の構成は異なり得る。一般住宅１０３は、例えば、太陽光パネルや燃料電池等の発電設備（エネルギー供給源）、蓄電設備、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）データを利用したエネルギー管理システム（ＥＭＳ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ））などを有するスマートハウスである。また、工場等の工業施設１０４や、商業ビルなどの商業施設１０５も、発電設備、蓄電設備、エネルギー管理システムなどを有する。管理装置１０２は、マイクログリッド１０１内のエネルギーの需給バランスの調整機能、電圧や周波数の制御機能を有する。マイクログリッド１０１内の各ブロックは、エネルギーネットワーク１０６と通信ネットワーク１０７を介して相互に接続されている。エネルギーネットワーク１０６は、ＥＭＳネットワークを含み、エネルギーネットワーク１０６を介して、例えば、管理装置１０２によるマイクログリッド１０１内のエネルギーの需給バランスの調整が行われる。通信ネットワーク１０７は、有線もしくは無線、またはそれらの両方を含むネットワークであり、通信ネットワーク１０７を介して、例えば、一般住宅１０３と管理装置１０２の間で、ＩｏＴデータの送受信が行われる。
図３は、管理装置１０２の構成を示す図である。管理装置１０２は、マイクログリッド１０１内の複数のリソースを統括するが、例えば、ＶＰＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ）システムのアグリゲーターとして機能しても良い。図３に示す各ブロックは、システムバス３２０を介して相互に通信可能に接続されている。ＣＰＵ３０１は、管理装置１０２を統括的に制御する。本実施形態における管理装置１０２の動作は、例えば、記憶部３０６に記憶されたプログラムをメモリ３０２に読み出して実行することにより実現される。記憶部３０６は、管理装置１０２が動作するための基本的なプログラムやデータ等の他に、ＥＭＳ制御部３０９が需要者の各リソースの稼働を制御するために必要なパラメータやデータ等を記憶する。ここで、需要者とは、図１の一般住宅１０３、工業施設１０４、商業施設１０５に対応する。また、記憶部３０６は、需要者情報３０７、リソース情報３０８を記憶する。また、記憶部３０６は、電力市場における売買を行う機能を提供する市場取引プログラムを記憶しても良い。
需要者情報３０７とは、需要者に関する情報であり、例えば、住所情報、住居情報、家族構成、連絡先といった情報、需要者が対応可能な電力需要量の増減量、需要者がどのような電力機器を所有しているかといった情報が含まれる。所有する電力機器とは、一般住宅１０３であれば例えば、空調機器、照明機器、家電機器、太陽光パネル等の発電システム、電気自動車（ＥＶ）の車載電池等の蓄電システムなどである。
リソース情報３０８は、需要者のリソースに関する情報である。ここで、リソースとは、上述の各機器やシステムである。リソース情報３０８は、例えば、機種、型番、起動時間、安定化時間、発電量、待機電力、エネルギー効率、メンテナンス情報、故障履歴、動作履歴、購入年月日、稼動可能継続時間などの機器情報を含む。また、リソース情報は、各リソースの環境負荷に関する情報も含み、例えば、ＣＯ２（二酸化炭素）排出量、ノイズ音、振動量、エミッション（電気的ノイズ）を含む。また、リソース情報３０８は、リソースの種類に応じた出力情報を含んでも良く、例えば電気温水器や床暖房機器であれば、温度情報を含んでも良い。また、電気自動車であれば、走行距離に関する情報を含んでも良い。走行距離に関する情報は、例えば、累積走行距離や、次回の走行予定日時や走行予定量等の走行予定情報を含む。次回の走行予定日時は、例えば、リソース情報３０８のモニタ結果から推定されても良いし、需要者から提出される運用計画やユーザインタフェースから取得されても良い。また、リソース情報３０８は、それらの情報から得られる他の情報を含んでも良い。例えば、メンテナンス情報と購入年月日から得られるリソースの寿命情報を含んでも良い。また、リソース情報３０８は、エネルギー管理システムが構成されたＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）から得られるＩｏＴデータ（センサ情報など）を含んでも良い。
ＥＭＳ制御部３０９は、ＥＭＳネットワークを介して、需要者の各リソースを制御する。例えば、ＥＭＳ制御部３０９は、エネルギーの需給バランスの調整において、太陽光発電機に接続された蓄電池からの放電を実行する。ＥＭＳインタフェース（ＮＷ Ｉ／Ｆ）３０５は、ＥＭＳネットワークとの通信を可能にするためのインタフェースである。また、ネットワークインタフェース（ＮＷ Ｉ／Ｆ）３０３は、ネットワーク１０６及び１０７との接続を可能にするためのインタフェースである。図３では、図示上、簡略化してネットワーク１０６のインタフェースとネットワーク１０７のインタフェースとを同一化して示している。また、ネットワークインタフェース（ＮＷ Ｉ／Ｆ）３０４は、ネットワーク１０９及び１１０との接続を可能にするためのインタフェースである。図３では、図示上、簡略化してネットワーク１０９のインタフェースとネットワーク１１０のインタフェースとを同一化して示している。エネルギー貯蔵装置３１０は、マイクログリッド１０１内での余剰エネルギー、例えば、余剰電力を蓄電しておくことができる。本実施形態では、エネルギー貯蔵装置３１０に蓄電された電力を管理装置１１１に納電することができる。
管理装置１０２は、図３に示す以外のブロックを適宜備えており、例えば、需要者の各リソースの電力使用状況を分析するブロックを備える。ＥＭＳ制御部３１０は、例えばＥＭＳネットワークを介して、需要者の各リソースの電力使用状況等の情報をモニタしており、例えば電気自動車の車載電池のバッテリ容量の変化などもリアルタイムに収集可能である。そして、上記の分析ブロックは、例えば、ＥＭＳ制御部３１０のモニタ結果に基づいて、各リソースの使用時間帯等を分析する。そして、管理装置１０２は、例えば分析ブロックの分析結果に基づいて、管理装置１０２が管理するマイクログリッド１０１での電力需要の変動を予測し、需要者の各リソースの運用を計画する。本実施形態では、特に、一時的な電力不足が危ぶまれると予測された場合には、他のマイクログリッドからの電力の供給を受けることができる。
図４は、需要者のＥＭＳ構成を示す図である。図４は、図１の一般住宅１０３、工業施設１０４、商業施設１０５に適用可能なＥＭＳ構成を示しており、以下では、一例としての一般住宅１０３のＥＭＳ構成として説明する。図４に示す各ブロックは、システムバス４２０を介して相互に通信可能に接続されている。図４に示す構成は、例えば、一般住宅１０３のＨＥＭＳの制御システムとして構成されても良い。ＣＰＵ４０１は、一般住宅１０３を統括的に制御する。本実施形態における一般住宅１０３の動作は、例えば記憶部４０３に記憶されたプログラムをメモリ４０２に読み出して実行することにより実現される。記憶部４０３は、一般住宅１０３が動作するための基本的なプログラムやデータ、ＥＭＳ制御部４０７が各リソースの稼動を制御するために必要なパラメータやデータ等を記憶する。また、記憶部４０３は、電力市場における売買を行う機能を提供する市場取引プログラムを記憶しても良い。
ＥＭＳインタフェース（ＮＷ Ｉ／Ｆ）４０６は、ＥＭＳネットワークとの通信を可能にするためのインタフェースである。また、ネットワークインタフェース（ＮＷ Ｉ／Ｆ）４０４は、ネットワーク１０６及び１０７との接続を可能にするためのインタフェースである。図４では、図示上、簡略化してネットワーク１０６のインタフェースとネットワーク１０７のインタフェースとを同一化して示している。ＥＭＳ制御部４０７は、一般住宅１０３の各リソースの稼動を制御する。本実施形態においては、ＥＭＳ制御部４０７は、管理装置１０２のＥＭＳ制御部３０８からの制御指示を受信することにより、各リソースを起動し、若しくは、各リソースの稼動を停止する。電気機器４０８、蓄電システム４０９、発電システム４１０は、ＥＭＳ制御部４０７により稼動が制御されるリソースである。電気機器４０８は、例えば、照明器具や家電機器である。蓄電システム４０９は、例えば、電気自動車や燃料電池自動車の車載電池や、蓄電機である。また、発電システム４１０は、例えば、太陽光発電機である。ＥＭＳ制御部４０７は、例えば、蓄電システム４０９や発電システム４１０を放電するよう制御し、一般住宅１０３内での自給率を向上させることができる。
図２は、管理装置１１１の構成を示す図である。図２に示す各ブロックは、システムバス２２０を介して相互に通信可能に接続されている。ＣＰＵ２０１は、管理装置１１１を統括的に制御する。本実施形態における管理装置１１１の動作は、例えば、記憶部２０７に記憶されたプログラムをメモリ２０２に読み出して実行することにより実現される。記憶部２０７は、管理装置１１１が動作するための基本的なプログラムやデータ等の他に、各マイクログリッドの管理装置１０２を制御するために必要なパラメータやデータ等を記憶する。また、記憶部２０７は、本実施形態における動作を実現するためのプログラムを記憶する。本実施形態では、管理装置１１１は、システム１００内の複数のマイクログリッドを統括する。
記憶部２０７は、各マイクログリッドの管理装置１０２に関する管理装置情報を記憶する。例えば、管理装置情報２０８は、マイクログリッド１０１の管理装置１０２に関する情報であり、管理装置情報２１６は、マイクログリッド１０８の管理装置１０２に関する情報である。以下、管理装置情報２０８を、管理装置情報２０８と管理装置情報２１６の代表例として説明する。
管理装置情報２０８は、例えば、各マイクログリッドの管理装置１０２が本実施形態におけるエネルギーバックアップサービスを利用しようとする際に、管理装置１１１と取り交わす契約内容を含む。エネルギーバックアップサービスは、通常時／非常時において各マイクログリッドがエネルギー不足の場合に、管理装置１１１や他のマイクログリッドからのエネルギー供給を享受できるサービスである。例えば、各マイクログリッドの管理装置１０２は、管理装置１１１と契約を締結し、保険料金を支払うことにより、非常時においてエネルギーバックアップサービスを享受することができる。
契約内容は、例えば、管理装置１１１に提供した情報の使用に関する規約、エネルギーバックアップサービスのタイプ、地域名、電力の種類、保険料金の支払先／支払方法を含む。エネルギーバックアップサービスのタイプとは、例えば、通常時のみにエネルギー供給を受けるか、非常時においてもエネルギー供給を受けるかといったサービス種別情報である。本実施形態では、保険料金を支払うことにより非常時におけるエネルギーバックアップサービスを享受することができる。また、保険料金の代わりにもしくは保険料金に加えて、管理装置１０２のエネルギー貯蔵装置３１０に貯蔵された余剰電力を管理装置１１１に納電することによっても非常時におけるエネルギーバックサービスを享受することができる。その際、保険料金の支払いのみにより享受できるエネルギー供給量と、保険料金と納電により享受できるエネルギー供給量とは異なるようにしても良い。また、契約内容には、管理装置１０２の管理対象となる電力機器の情報も含まれても良い。管理対象となる電力機器とは、一般住宅１０３であれば例えば、空調機器、照明機器、家電機器、太陽光パネル等の発電システム、電気自動車の車載電池等の蓄電システムなどである。また、管理装置情報２０８は、各マイクログリッドの管理装置１０２が需要者から取得可能な情報を含んでも良い。
管理装置１１１は、各マイクログリッドの管理装置１０２をモニターしており、随時取得した情報は、管理装置情報２０８の状態情報２０９として記憶される。状態情報２０９は、エネルギー貯蔵量情報２１０、エネルギー関連情報２１１、インフラ情報２１２を含む。エネルギー貯蔵量情報２１０は、各マイクログリッドの管理装置１０２のエネルギー貯蔵装置３１０のエネルギー貯蔵量（例えば、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を示す情報である。エネルギー関連情報２１１は、各マイクログリッド内で供給されているエネルギー供給源に関する情報であり、例えば、各種発電媒体（例えば、太陽光発電、風力発電）の発電量である。また、各リソースによるエネルギー消費量を含んでも良い。インフラ情報２１２は、各マイクログリッドが接続されるインフラ、例えばマイクログリッド間の電力送電線や道路等の公共インフラ設備の状況を示す情報であり、例えば、電力送電線の断線や、道路の陥没といった情報である。また、インフラ情報２１２は、マイクログリッド内部のインフラ情報であっても良い。管理装置１１１のＣＰＵ２０１は、例えば、地図データベースや気象データベースにアクセスして取得した情報に基づいて、インフラ情報２１２を取得するようにしても良い。状態情報２０９は、リアルタイムで取得されたデータだけでなく、現在までの履歴データであっても良い。また、状態情報２０９は、ビッグデータとして管理されても良く、管理装置１１１の外部のデータベースにおいて管理されても良い。
また、管理装置情報２０８は、非常時においてマイクログリッドへのエネルギー供給量を決定するための管理情報２１３を含む。管理情報２１３は、各マイクログリッドの管理装置１０２から支払われた保険料金に関する料金情報２１４と、各マイクログリッドの管理装置１０２からの納電量を示す納電情報２１５を含む。
エネルギー供給制御部２０５は、各マイクログリッドへのエネルギーの供給を制御する。例えば、エネルギー供給制御部２０５は、非常時において、エネルギーネットワーク１０９を介して各マイクログリッドへエネルギーを供給したり、通信ネットワーク１１０を介して各マイクログリッドの管理装置１０２に対してエネルギー供給の要請を行う。ネットワークインタフェース（ＮＷ Ｉ／Ｆ）２０３は、エネルギーネットワーク１０９との接続を可能にするためのインタフェースである。また、ネットワークインタフェース（ＮＷ Ｉ／Ｆ）２０４は、通信ネットワーク１１０との通信を可能にするためのインタフェースである。例えば、エネルギー供給制御部２０５は、マイクログリッド１０１の管理装置１０２のエネルギー貯蔵量情報２１０が閾値以下であることを検出すると、ネットワークインタフェース２０３及びエネルギーネットワーク１０９を介してエネルギー供給を行う。エネルギー貯蔵装置２０６は、各マイクログリッドの管理装置１０２から納電されたエネルギーを貯蔵する。例えば、エネルギー貯蔵装置２０６は、液体・個体エネルギー資源に変換して電力の貯蔵が可能な蓄電装置である。
以下、本実施形態におけるシステム１００の動作について説明する。
図５は、通常時におけるシステム１００の動作を示す図である。まず、Ｓ１０１において、管理装置１１１、マイクログリッド１０１、マイクログリッド１０８の間で、エネルギーバックアップサービスについての契約を締結する。ここでは、マイクログリッド１０１及び１０８の管理装置１０２が管理装置１１１に対して契約の申込みを行うとする。契約の申込みとは、管理装置１０２が管理装置１１１に対して、上述の契約内容を送信することをいう。ここで、マイクログリッド１０１及び１０８の管理装置１０２は、通常時及び非常時におけるエネルギーバックアップサービスを享受できる契約を締結したとする。
Ｓ１０２において、マイクログリッド１０１の管理装置１０２は、通信ネットワーク１１０を介して、保険料金を管理装置１１１に対して支払う。また、マイクログリッド１０１の管理装置１０２は、エネルギー貯蔵装置３１０のエネルギー貯蔵量が閾値以上である場合、余剰電力とみなして、Ｓ１０３において、余剰電力を管理装置１１１に対して納電する。余剰電力とみなす閾値に関しては、契約内容に含まれるようにしても良い。また、納電を行うか否か、もしくは、保険料金の支払いに代えて納電を行うかについて、契約内容に含まれるようにしても良い。それらの契約内容に応じて、Ｓ１０２とＳ１０３の処理は選択的に行われる。Ｓ１０２及びＳ１０３は、例えば、月ごとといった定期的な間隔で行われる。
Ｓ１０４において、管理装置１１１は、管理装置情報２０８を更新する。例えば、管理装置１１１は、Ｓ１０２における保険料金の支払いに基づいて料金情報２１４を更新し、Ｓ１０３における納電に基づいて納電情報２１５を更新する。そして、Ｓ１０５において、管理装置１１１は、マイクログリッド１０１の管理装置１０２から納電されたエネルギーをエネルギー貯蔵装置２０６に貯蔵する。
Ｓ１０６において、マイクログリッド１０８の管理装置１０２は、通信ネットワーク１１０を介して、保険料金を管理装置１１１に対して支払う。また、マイクログリッド１０８の管理装置１０２は、エネルギー貯蔵装置３１０のエネルギー貯蔵量が閾値以上である場合、余剰電力とみなして、Ｓ１０７において、余剰電力を管理装置１１１に対して納電する。余剰電力とみなす閾値に関しては、契約内容に含まれるようにしても良い。また、納電を行うか否か、もしくは、保険料金の支払いに代えて納電を行うかについて、契約内容に含まれるようにしても良い。それらの契約内容に応じて、Ｓ１０６とＳ１０７の処理は選択的に行われる。Ｓ１０６及びＳ１０７は、例えば、月ごとといった定期的な間隔で行われる。
Ｓ１０８において、管理装置１１１は、管理装置情報２１６を更新する。例えば、管理装置１１１は、Ｓ１０６における保険料金の支払いに基づいて管理装置情報２１６の料金情報２１４を更新し、Ｓ１０７における納電に基づいて管理装置情報２１６の納電情報２１５を更新する。そして、Ｓ１０９において、管理装置１１１は、マイクログリッド１０８の管理装置１０２から納電されたエネルギーをエネルギー貯蔵装置２０６に貯蔵する。
Ｓ１１０において、マイクログリッド１０１の管理装置１０２は、マイクログリッド１０１内の各需要者のリソースのモニターの結果に基づいて、他のマイクログリッドからのエネルギーの供給を受ける必要があるか否かを判定する。例えば、管理装置１０２は、マイクログリッド１０１内の各需要者のリソースのエネルギー消費量の変化に基づいて、翌月のエネルギー消費量を推定する。そして、例えば、エネルギー貯蔵装置３１０のエネルギー貯蔵量が閾値を下回ると予測し、他のマイクログリッドからのエネルギーの供給を受ける必要があると判定する。他のマイクログリッドからのエネルギーの供給を受ける必要があると判定された場合、Ｓ１１１において、マイクログリッド１０１の管理装置１０２は、契約者であるマイクログリッド１０８の管理装置１０２に対して、エネルギーの供給が可能か否かを問い合わせる。その問い合わせには、エネルギーの供給媒体（例えば移動体キャリアを使用するか否か）についての情報を含めるようにしても良い。マイクログリッド１０８の管理装置１０２は、例えば、エネルギー貯蔵装置３１０のエネルギー貯蔵量に基づいて、エネルギーの供給が可能であると判定した場合、Ｓ１１２において、エネルギーネットワーク１０９もしくは移動体キャリア１１５を介して、マイクログリッド１０１の管理装置１０２に対してエネルギーを供給する。マイクログリッド１０１の管理装置１０２は、Ｓ１１０で供給されたエネルギーを自装置のエネルギー貯蔵装置３１０に貯蔵し、マイクログリッド１０１内でのエネルギーの需給バランスの調整に用いる。
本実施形態では、管理装置１１１は、Ｓ１０５及びＳ１０９でエネルギー貯蔵装置２０６で貯蔵されたエネルギーを、管理装置１１１の管理対象である移動体キャリアに蓄電するようにしても良い。そのような構成により、分散蓄電を実現することができる。また、その移動体キャリアを各マイクログリッドにリースなどによって提供するようにしても良い。例えば、管理装置１１１の管理対象である電気自動車に対して蓄電し、その電気自動車を、マイクログリッドに提供するようにしても良い。Ｓ１１３及びＳ１１４において、そのようなケースを説明する。
Ｓ１１３において、マイクログリッド１０８の管理装置１０２は、通信ネットワーク１１０を介して、移動体キャリアの利用料金を管理装置１１１に対して支払う。移動体キャリアの利用料金は、例えば、電気自動車のリース料金である。そして、Ｓ１１４において、管理装置１１１は、管理対象の移動体キャリアをマイクログリッド１０８の管理装置１０２に対して提供する。Ｓ１１４で提供された移動体キャリアは、例えば、マイクログリッド１０８内でのリソースとして用いられる。
Ｓ１１３で支払われる料金は、特定のサービスについての料金であっても良い。例えば、緊急充電サービスのための料金であっても良い。緊急充電サービスとは、自家用電気自動車の走行中、蓄電量が不足して路上で停止しまった場合に、管理装置１１１の管理対象の移動体キャリアを呼び、緊急の充電、例えば、最寄の充電設備まで走行可能な分の充電を享受できるサービスである。その場合、Ｓ１１４で提供された移動体キャリアは、例えば、そのサービスを要求した人物の自家用電気自動車が停止している場所まで赴く。
図５においては、マイクログリッド１０１とマイクログリッド１０８について説明した。しかしながら、オフグリッド１１２についても、図５の動作を適用可能である。但し、オフグリッド１１２の場合、管理装置１１１との間のエネルギーネットワークが存在しないので、Ｓ１０３及びＳ１０７の納電、及び、それらに伴うＳ１０５及びＳ１０９の蓄電は行われない。本実施形態では、オフグリッド１１２の管理装置１０２がＳ１１０において、オフグリッド１１２内の各需要者のリソースのモニターの結果に基づいて、他のマイクログリッドからのエネルギーの供給を受ける必要があると判定した場合でも、そのエネルギーの供給を受けることができる。つまり、Ｓ１１１での問い合わせの結果、マイクログリッド１０８の管理装置１０２がエネルギーの供給が可能であると判定した場合、Ｓ１１２において、移動体キャリアを介して、オフグリッド１１２の管理装置１０２に対してエネルギーを供給する。また、Ｓ１１４で説明した動作についても、マイクログリッド１０８と同様であり、移動体キャリアがリソースとして、もしくは、緊急充電設備として、オフグリッド１１２に対して提供される。その場合、オフグリッド１１２の固有のサービスとして、例えば、オフグリッド１１２と、オフグリッド１１２以外の地域（都市部など）との間の交通手段として、移動体キャリアが提供されるようにしても良い。このように、本実施形態によれば、オフグリッド１１２であっても、他のマイクログリッドと同様に、契約対象者となることができ、システム１００のサービスを享受することができる。
図６は、非常時におけるシステム１００の動作を示す図である。図６の動作は、図５で説明した通常時の動作の中で、管理装置１１１が各マイクログリッド（オフグリッド１１２を含む）からの停電等の非常時に関する情報を取得した場合に行われる。上述したように、管理装置１１１は、各マイクログリッドの管理装置１０２をモニターしており、随時取得した情報は、管理装置情報２０８の状態情報２０９として記憶される。従って、各マイクログリッドの管理装置１０２に対応するエネルギー貯蔵量情報２１０に基づいて、エネルギー貯蔵量が非常時に対応する閾値を下回った場合に、図６の動作が行われるようにしても良い。Ｓ２０１において、管理装置１１１は、非常時におけるエネルギー供給を行うか否かの判定を行う。
図７は、Ｓ２０１の供給判定の処理を示すフローチャートである。Ｓ２０１の処理は、例えば、ＣＰＵ２０１が記憶部２０７に記憶されたプログラムをメモリ２０２にロードして実行することにより実現される。
Ｓ３０１において、ＣＰＵ２０１は、記憶部２０７から、各マイクログリッドの管理装置１０２に対応する管理装置情報２０８を取得する。Ｓ３０２において、ＣＰＵ２０１は、エネルギー貯蔵量情報２１０に基づいて、該当するマイクログリッドの管理装置１０２に対してエネルギー供給が必要か否かを判定する。Ｓ３０２の判定は、例えば、エネルギー貯蔵量情報２１０が示すエネルギー貯蔵量が非常時に対応する閾値を下回るか否かに基づいて判定されても良い。もしくは、Ｓ３０２の判定は、料金情報２１４、納電情報２１５に基づいて判定されても良い。ここで、エネルギー供給が必要であると判定された場合にはＳ３０３に進み、エネルギー供給が必要でないと判定された場合にはＳ３０１からの処理を繰り返す。なお、Ｓ３０１では、特定のマイクログリッドについての非常時に関する情報（例えば災害情報）を取得した場合には、そのマイクログリッドに対応する状態情報２０９のみを取得するようにしても良い。
Ｓ３０３において、ＣＰＵ２０１は、エネルギー供給が必要と判定されたマイクログリッドの管理装置１０２に対するエネルギー供給量を取得する。例えば、状態情報２０９を取得し、現在のエネルギー貯蔵量情報２１０が示すエネルギー貯蔵量からエネルギー供給量を算出しても良い。また、状態情報２０９が示す現在までの履歴データから、必要なエネルギー供給量を推定するようにしても良い。また、その推定の際、気温や天候等の気象情報、季節情報を用いるようにしても良い。また、非常時における所望のエネルギー供給量を、予めＳ１０１において契約内容として取得するようにしても良い。また、料金情報２１４、納電情報２１５に基づいて、取得したエネルギー供給量にさらに加算するようにしても良い。例えば、標準の納電量を上回る納電量があった月の翌月においては、所定の供給量を加算するようにしても良い。
Ｓ３０４において、ＣＰＵ２０１は、エネルギー供給方法について決定する。例えば、ＣＰＵ２０１は、Ｓ３０１で取得された管理装置情報２０８に基づいて、エネルギー供給方法を決定する。エネルギー供給方法は、エネルギーの供給媒体の決定を含んでも良い。例えば、エネルギー供給が必要と判定されたマイクログリッド内部のインフラ情報に基づいて、エネルギーネットワーク１０９を介してエネルギー供給するか、もしくは移動体キャリアを介してエネルギー供給するかを決定する。また、エネルギーの供給方法は、エネルギーの供給主体の決定を含んでも良い。例えば、Ｓ３０３で取得されたエネルギー供給量に基づいてエネルギー供給が可能なマイクログリッドを決定するようにしても良い。また、エネルギー供給が必要と判定されたマイクログリッドが複数である場合、エネルギー供給主体（管理装置１１１、１０２、移動体キャリア）の割り当ては、各マイクログリッドに対応する料金情報２１４、納電情報２１５に基づいて決定されても良い。例えば、支払われた保険料金がより高いほど、もしくは、納電されたエネルギー量が大きいほど、優先的にエネルギー供給されるように割り当ての順序が決定されるようにしても良い。Ｓ３０４の後、図７の処理を終了する。
再び、図６を参照する。Ｓ２０１で、マイクログリッド１０１がエネルギー供給が必要と判定され、マイクログリッド１０８がエネルギー供給の主体と決定されたとする。その場合、Ｓ２０２において、管理装置１１１は、マイクログリッド１０８に対して、マイクログリッド１０１へのエネルギー供給を要請する。その際、エネルギーの供給媒体の決定内容についての情報も要請内容として送信する。Ｓ２０３において、マイクログリッド１０８は、管理装置１１１からの要請を受けると、その要請内容に従って、マイクログリッド１０１へのエネルギー供給を行う。その際、マイクログリッド１０１への管理装置１０２に対するエネルギー供給であっても良いし、マイクログリッド１０１の内部のリソースに対するエネルギー供給であっても良い。
また、Ｓ２０１で、マイクログリッド１０８がエネルギー供給が必要と判定され、管理装置１１１がエネルギー供給の主体と決定されたとする。その場合、Ｓ２０４において、管理装置１１１は、Ｓ３０３で取得されたエネルギー供給量とＳ３０４で決定されたエネルギー供給方法に基づいて、マイクログリッド１０８に対してエネルギー供給を行う。その際、マイクログリッド１０８への管理装置１０２に対するエネルギー供給であっても良いし、マイクログリッド１０８の内部のリソースに対するエネルギー供給であっても良い。
以上のように、本実施形態によれば、通常時のマイクログリッド間のエネルギーの需給バランスが調整されるとともに、災害や停電等の非常時においても、各マイクログリッドそれぞれに対するエネルギーのバックアップシステムが実現される。また、エネルギーのバックアップの手段の一つとして移動体キャリアを用いることにより、オフグリッドに対してのエネルギー供給が可能となるので、オフグリッドも本実施形態のサービスの契約者となることができる。
＜実施形態のまとめ＞
上記実施形態のエネルギー供給システムは、エネルギー供給源（４１０）と前記エネルギー供給源から供給されるエネルギーを需要する需要設備（４０８）とを有する複数のグリッド（１０１、１０８）と、前記複数のグリッドを管理する第１の管理手段（１１１）と、を含むエネルギー供給システムであって、前記複数のグリッドそれぞれは、前記エネルギー供給源と前記需要設備とを制御し、グリッド内のエネルギーの需給を調整する第２の管理手段（１０２）、を備え、前記第１の管理手段および前記第２の管理手段は、グリッドの状態を取得する第１の取得手段（２０１、３０１）と、前記第１の取得手段により取得された結果に基づいて、該グリッドの外部からのエネルギー供給が必要であるか否かを判定する判定手段（Ｓ１１０、Ｓ２０１）と、前記判定手段により外部からのエネルギー供給が必要であると判定されたグリッドに対してエネルギー供給を行う供給手段（Ｓ１１２、Ｓ２０３、Ｓ２０４）とを備える。
そのような構成により、例えば、通常時および非常時において、エネルギー供給が必要と判定されたマイクログリッドに対してエネルギー供給を行うことができる。
また、前記第１の取得手段は、前記第２の管理手段から、グリッド内のエネルギー貯蔵手段（３１０）の貯蔵量を取得し、前記判定手段は、該取得した貯蔵量が閾値を下回る場合、前記第１の取得手段の取得先のグリッドについて、外部からのエネルギー供給が必要であると判定する。
そのような構成により、例えば、マイクログリッドの管理装置のエネルギー貯蔵装置の蓄電量が閾値を下回った場合に、該マイクログリッドについて外部からのエネルギー供給が必要であると判定することができる。
また、前記第１の管理手段は、エネルギー供給方法を決定する決定手段（Ｓ１１０、Ｓ３０４）、をさらに備え、前記供給手段は、前記決定手段により決定された前記エネルギー供給方法に基づいて、エネルギー供給を行う。また、前記エネルギー供給方法の決定は、エネルギーを供給する媒体、エネルギーを供給する主体の決定を含む。また、前記エネルギーを供給する媒体は、エネルギーネットワーク（１０９）、移動体キャリア（１１３、１１４、１１５、１１６、１１７）の少なくともいずれかを含む。また、前記移動体キャリアは、車両、発電機、蓄電機の少なくともいずれかを含む。また、前記エネルギーを供給する主体は、前記第１の管理手段（１１１）、前記グリッド（１０１、１０８、１１２）の少なくともいずれかを含む。
そのような構成により、電力網、電気自動車等の多様な媒体によって、外部からのエネルギー供給が必要であると判定されたマイクログリッドに対してエネルギー供給を行うことができる。
また、前記グリッドは、マイクログリッド（１０１、１０８）、オフグリッド（１１２）の少なくともいずれかを含む。
そのような構成により、オフグリッドに対しても本実施形態の動作を適用することができる。
また、前記第１の管理手段は、前記第２の管理手段から料金情報を取得する第２の取得手段（３０１、２１４）、をさらに備え、前記供給手段は、前記第２の取得手段により前記料金情報を取得している場合に、エネルギー供給を行う。また、前記第１の管理手段は、前記第２の管理手段からエネルギーを取得する第３の取得手段（３０１、２１５）をさらに備え、前記供給手段は、前記第３の取得手段により前記エネルギーを取得している場合に、エネルギー供給を行う。また、前記第３の取得手段が取得する前記エネルギーは、前記第３の取得手段の取得先のグリッドにおける余剰電力である。
そのような構成により、例えば、マイクログリッドの管理装置から取得した保険料金、マイクログリッドの管理装置からの余剰電力の納電に基づいて、外部からのエネルギー供給が必要であると判定されたマイクログリッドに対してエネルギー供給を行うことができる。
また、前記供給手段は、前記第２の取得手段による取得の結果と、前記第３の取得手段による取得の結果とに基づいて、取得先のグリッドへの優先的なエネルギー供給を行う。
そのような構成により、例えば、納電されたエネルギー量が大きいほど、優先的にエネルギー供給されるようエネルギー供給の割り当ての順序が決定される。
発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。
１００ システム： １０１、１０８ マイクログリッド： １０２、１１１ 管理装置： １１２ オフグリッド： １１３、１１４、１１５、１１６、１１７ 移動体キャリア

Claims (13)

  1. エネルギー供給源と前記エネルギー供給源から供給されるエネルギーを需要する需要設備とを有する複数のグリッドと、前記複数のグリッドを管理する第１の管理手段と、を含むエネルギー供給システムであって、
    前記複数のグリッドそれぞれは、
    前記エネルギー供給源と前記需要設備とを制御し、グリッド内のエネルギーの需給を調整する第２の管理手段、を備え、
    前記第１の管理手段および前記第２の管理手段は、
    グリッドの状態を取得する第１の取得手段と、
    前記第１の取得手段により取得された結果に基づいて、該グリッドの外部からのエネルギー供給が必要であるか否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段により外部からのエネルギー供給が必要であると判定されたグリッドに対してエネルギー供給を行う供給手段と、
    を備えることを特徴とするエネルギー供給システム。
  2. 前記第１の取得手段は、前記第２の管理手段から、グリッド内のエネルギー貯蔵手段の貯蔵量を取得し、
    前記判定手段は、該取得した貯蔵量が閾値を下回る場合、前記第１の取得手段の取得先のグリッドについて、外部からのエネルギー供給が必要であると判定する、
    ことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー供給システム。
  3. 前記第１の管理手段は、
    エネルギー供給方法を決定する決定手段、をさらに備え、
    前記供給手段は、前記決定手段により決定された前記エネルギー供給方法に基づいて、エネルギー供給を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のエネルギー供給システム。
  4. 前記エネルギー供給方法の決定は、エネルギーを供給する媒体、エネルギーを供給する主体の決定を含むことを特徴とする請求項３に記載のエネルギー供給システム。
  5. 前記エネルギーを供給する媒体は、エネルギーネットワーク、移動体キャリアの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項４に記載のエネルギー供給システム。
  6. 前記移動体キャリアは、車両、発電機、蓄電機の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項５に記載のエネルギー供給システム。
  7. 前記エネルギーを供給する主体は、前記第１の管理手段、前記グリッドの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載のエネルギー供給システム。
  8. 前記グリッドは、マイクログリッド、オフグリッドの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のエネルギー供給システム。
  9. 前記第１の管理手段は、
    前記第２の管理手段から料金情報を取得する第２の取得手段、をさらに備え、
    前記供給手段は、前記第２の取得手段により前記料金情報を取得している場合に、エネルギー供給を行う、
    ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のエネルギー供給システム。
  10. 前記第１の管理手段は、
    前記第２の管理手段からエネルギーを取得する第３の取得手段、をさらに備え、
    前記供給手段は、前記第３の取得手段により前記エネルギーを取得している場合に、エネルギー供給を行う、
    ことを特徴とする請求項９に記載のエネルギー供給システム。
  11. 前記第３の取得手段が取得する前記エネルギーは、前記第３の取得手段の取得先のグリッドにおける余剰電力であることを特徴とする請求項１０に記載のエネルギー供給システム。
  12. 前記供給手段は、前記第２の取得手段による取得の結果と、前記第３の取得手段による取得の結果とに基づいて、取得先のグリッドへの優先的なエネルギー供給を行うことを特徴とする請求項１０又は１１に記載のエネルギー供給システム。
  13. エネルギー供給源と前記エネルギー供給源から供給されるエネルギーを需要する需要設備とを有する複数のグリッドと、前記複数のグリッドを管理する第１の管理手段と、を含むエネルギー供給システムにおいて実行されるエネルギー供給方法であって、
    前記複数のグリッドそれぞれは、
    前記エネルギー供給源と前記需要設備とを制御し、グリッド内のエネルギーの需給を調整する第２の管理手段、を備え、
    前記エネルギー供給方法は、
    前記第１の管理手段および前記第２の管理手段において、
    グリッドの状態を取得する第１の取得工程と、
    前記第１の取得工程において取得された結果に基づいて、該グリッドの外部からのエネルギー供給が必要であるか否かを判定する判定工程と、
    前記判定工程において外部からのエネルギー供給が必要であると判定されたグリッドに対してエネルギー供給を行う供給工程と、
    を有することを特徴とするエネルギー供給方法。
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