JP2022025523A - 電力管理サーバ及び電力管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電力系統の需給バランスの瞬時的な乱れを抑制することを可能とする電力管理サーバ及び電力管理方法を提供する
【解決手段】 電力管理サーバは、電力系統の需給バランスを調整する調整メッセージを受信する受信部と、２以上の機器を管理する管理部と、前記調整メッセージによって要請された総調整電力量が調整されるように、前記２以上の機器のそれぞれが調整する個別調整電力量及び前記２以上の機器のそれぞれが電力調整を開始する開始タイミングを決定する制御部と、前記個別調整電力量及び前記開始タイミングを特定する情報要素を含む制御メッセージを送信する送信部と、を備え、前記制御部は、前記２以上の機器毎に異なる前記開始タイミングを決定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電力管理サーバ及び電力管理方法に関する。

従来、リソースアグリゲータなどの事業者が、電力系統の需給バランスを調整するために、デマンドレスポンスなどの制御メッセージによって施設の電力を調整する仕組み（例えば、ＶＰＰ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ）が知られている。

上述した仕組みでは、制御メッセージによってリソースアグリゲータとして調整するように要請された総調整電力量が調整されるように、各施設に調整を要請する個別調整電力量を決定する。例えば、各施設の個別調整電力量の決定では、各施設の調整可能量が参照される（例えば、特許文献１、２）。

特開２０１６－１３５０４０号公報 特開２０１８－１９０１１５号公報

ところで、上述した仕組みにおいては、所定時間間隔（例えば、３０分）毎に施設の電力情報を送信する電力メータ（例えば、スマートメータ）が用いられ、電力系統の需給バランスの調整が所定時間間隔を最小単位として実行されると想定される。

このような想定下において、施設は、所定時間間隔の全体として個別調整電力量（積算電力（ｋＷｈ））が調整されるように電力（瞬時電力（ｋＷ））を調整すればよい。言い換えると、施設は、所定時間間隔の全体を通じて一定の電力を調整し続ける必要がない。

発明者等は、鋭意検討の結果、上述した知見によれば、所定時間間隔において積算電力が早期に個別調整電力量に達するように電力の瞬時電力を調整する可能性があることを見出した。このような施設の動作によれば、所定時間間隔内において瞬時的に調整される電力が所定時間間隔の前半に集中してしまい、電力系統の需給バランスが却って乱れてしまう。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、電力系統の需給バランスの瞬時的な乱れを抑制することを可能とする電力管理サーバ及び電力管理方法を提供することを目的とする。

第１の特徴に係る電力管理サーバは、電力系統の需給バランスを調整する調整メッセージを受信する受信部と、２以上の機器を管理する管理部と、前記調整メッセージによって要請された総調整電力量が調整されるように、前記２以上の機器のそれぞれが調整する個別調整電力量及び前記２以上の機器のそれぞれが電力調整を開始する開始タイミングを決定する制御部と、前記個別調整電力量及び前記開始タイミングを特定する情報要素を含む制御メッセージを送信する送信部と、を備え、前記制御部は、前記２以上の機器毎に異なる前記開始タイミングを決定する。

第２の特徴に係る電力管理サーバは、電力系統の需給バランスを調整する調整メッセージを受信する受信部と、機器をそれぞれ制御する２以上のゲートウエイ装置に対して制御メッセージを送信する送信部と、を備え、前記制御メッセージは、前記調整メッセージによって要請された総調整電力量が調整されるように、前記機器が継続して調整すべき調整電力を特定する情報要素と、前記調整電力を維持すべき継続時間を特定する情報要素と、を含む。

第３の特徴に係る電力管理方法は、電力系統の需給バランスを調整する調整メッセージを受信するステップＡと、前記調整メッセージによって要請された総調整電力量が調整されるように、２以上の機器のそれぞれが調整する個別調整電力量及び前記２以上の機器のそれぞれが電力調整を開始する開始タイミングを決定するステップＢと、前記個別調整電力量及び前記開始タイミングを特定する情報要素を含む制御メッセージを送信するステップＣと、を備え、前記ステップＢは、前記２以上の機器毎に異なる前記開始タイミングを決定するステップを含む。

第４の特徴に係る電力管理方法は、電力系統の需給バランスを調整する調整メッセージを受信するステップＡと、前記調整メッセージによって要請された総調整電力量が調整されるように、機器をそれぞれ制御する２以上のゲートウエイ装置に対して制御メッセージを送信するステップＢと、を備え、前記調整メッセージによって要請された総調整電力量が調整されるように、前記機器が継続して調整すべき調整電力を特定する情報要素と、前記調整電力を維持すべき継続時間を特定する情報要素と、を含む。

本発明によれば、電力系統の需給バランスの瞬時的な乱れを抑制することを可能とする電力管理サーバ及び電力管理方法を提供することができる。

図１は、実施形態に係る電力管理システム１００を示す図である。 図２は、実施形態に係る下位サーバ２０を示す図である。 図３は、実施形態に係る電力系統の需給バランスの調整例を示す図である。 図４は、実施形態に係る電力系統の需給バランスの調整例を示す図である。 図５は、実施形態に係る電力系統の需給バランスの調整例を示す図である。 図６は、実施形態に係る電力管理方法を示す図である。 図７は、変更例１に係る電力系統の需給バランスの調整例を示す図である。 図８は、変更例１に係る電力系統の需給バランスの調整例を示す図である。

以下において、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものである。

［実施形態］
（電力管理システム）
以下において、実施形態に係る電力管理システムについて説明する。図１に示すように、電力管理システム１００は、施設１０と、下位サーバ２０と、上位サーバ３０と、を有する。施設１０、下位サーバ２０及び上位サーバ３０は、ネットワーク１２０によって接続される。ネットワーク１２０は、インターネットである。ネットワーク１２０は、ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの専用回線を含んでもよく、移動体通信網を含んでもよい。

施設１０は、蓄電装置２１０と、負荷機器２２０と、電力計２３０と、ＥＭＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）２４０と、を有する。特に限定されるものではないが、施設１０は、住宅などの非商用施設であってもよく、オフィス及び商店などの商用施設であってもよい。施設１０は、工場であってもよい。図１では、説明簡略化のために１つの施設１０が例示されているが、２以上の施設１０が設けられてもよい。

蓄電装置２１０は、電力の充電及び電力の放電を行う分散電源である。蓄電装置２１０は、下位サーバ２０によって管理される機器の一例である。蓄電装置２１０は、ＶＰＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ）で用いられる分散電源の一例であってもよい。例えば、蓄電装置２１０は、ＰＣＳ及び蓄電セルによって構成される。

負荷機器２２０は、電力を消費する機器である。負荷機器２２０は、下位サーバ２０によって管理される機器の一例であってもよい。例えば、負荷機器２２０は、空調機器、照明機器、ＡＶ（Ａｕｄｉｏ Ｖｉｓｕａｌ）機器などである。

電力計２３０は、電力系統から施設１０への潮流電力及び施設１０から電力系統への逆潮流電力を測定する電力計である。例えば、電力計２３０は、第三者機関によって認証された電力計であってもよい。電力計２３０は、上位サーバ３０に帰属するスマートメータであってもよい。電力計２３０は、電力計２３０の計測値を所定送信間隔（例えば、３０分）で送信する機能を有していてもよい。電力計２３０の計測値は、ＥＭＳ２４０に送信されてもよく、下位サーバ２０に送信されてもよく、上位サーバ３０に送信されてもよい。

ＥＭＳ２４０は、施設１０の電力を管理する装置である。ＥＭＳ２４０は、施設１０に設けられる蓄電装置２１０の動作状態を制御してもよく、施設１０に設けられる負荷機器２２０の動作状態を制御してもよい。ＥＭＳ２４０は、ＧＷ（Ｇａｔｅ Ｗａｙ）コントローラと称されてもよい。

実施形態において、下位サーバ２０とＥＭＳ２４０との間の通信は、第１プロトコルに従って行われる。一方で、ＥＭＳ２４０と各装置（例えば、蓄電装置２１０、負荷機器２２０及び電力計２３０）との間の通信は、第１プロトコルとは異なる可能性がある第２プロトコルに従って行われてもよい。例えば、第１プロトコルとしては、Ｏｐｅｎ ＡＤＲ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）に準拠するプロトコル、或いは、独自の専用プロトコルを用いることができる。例えば、第２プロトコルとしては、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ(登録商標)に準拠するプロトコル、ＳＥＰ（Ｓｍａｒｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｐｒｏｆｉｌｅ）２．０、ＫＮＸ、或いは、独自の専用プロトコルを用いることができる。例えば、第１プロトコル及び第２プロトコルの双方は、独自の専用プロトコルであってもよく、異なる規則で作られたプロトコルであればよい。但し、第１プロトコル及び第２プロトコルは、同一の規則で作られたプロトコルであってもよい。

下位サーバ２０は、２以上の機器を管理する電力管理サーバの一例である。下位サーバ２０は、発電事業者、送配電事業者或いは小売事業者、リソースアグリゲータなどの事業者によって管理されるサーバである。リソースアグリゲータは、ＶＰＰにおいて、発電事業者、送配電事業者及び小売事業者などに逆潮流電力を提供する電力事業者である。リソースアグリゲータは、リソースアグリゲータによって管理される施設１０の潮流電力（消費電力）の削減電力を生み出す電力事業者であってもよい。

上位サーバ３０は、電力系統の電力需給のバランスを管理するサーバの一例である。上位サーバ３０は、電力系統などのインフラストラクチャーを提供するエンティティであり、発電事業者又は送配電事業者によって管理されるサーバであってもよい。上位サーバ３０は、リソースアグリゲータを制御するアグリゲータコントローラによって管理されるサーバであってもよい。

上位サーバ３０は、電力系統の需給バランスの調整を要求する調整メッセージを下位サーバ２０に送信する。調整メッセージは、電力系統の電力需要の削減を要求するメッセージ（ＤＲ（Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）メッセージ）を含んでもよい。調整メッセージは、電力系統の電力供給の削減を要求するメッセージ（出力抑制メッセージ）を含んでもよい。

実施形態において、下位サーバ２０と上位サーバ３０との間の通信は、第３プロトコルに従って行われる。例えば、第３プロトコルとしては、Ｏｐｅｎ ＡＤＲに準拠するプロトコルを用いることができる。第１プロトコルとしてＯｐｅｎ ＡＤＲに準拠するプロトコルが用いられる場合には、第３プロトコルは第１プロトコルと同じであってもよい。

（下位サーバ）
以下において、実施形態に係る下位サーバについて説明する。図２に示すように、下位サーバ２０は、通信部２１と、管理部２２と、制御部２３と、を有する。上述したように、下位サーバ２０は、２以上の機器を管理する電力管理サーバの一例である。

通信部２１は、通信モジュールによって構成される。通信モジュールは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ－ＳＵＮ、ＬＴＥ、５Ｇなどの規格に準拠する無線通信モジュールであってもよく、ＩＥＥＥ８０２．３などの規格に準拠する有線通信モジュールであってもよい。

実施形態では、通信部２１は、上位サーバ３０から調整メッセージを受信する受信部を構成する。下位サーバ２０に送信される調整メッセージは、下位サーバ２０によって管理される機器を含む地域を対象として送信されるメッセージである。上述したように、調整メッセージは、ＤＲメッセージであってもよく、出力抑制メッセージであってもよい。

ここで、調整メッセージは、電力系統の需給バランスを調整する調整対象期間を特定する情報要素を含む。調整対象期間の最小単位として所定時間間隔が定められていてもよい。所定時間間隔は、電力計２３０が計測値を送信する所定送信間隔と同じであってもよい。電力系統の需給バランスの調整結果は、電力計２３０から送信される計測値によって検証されてもよい。

さらに、調整メッセージは、電力系統の需給バランスの調整を要求する総調整電力量を特定する情報要素を含む。総調整電力量は、調整対象期間において調整すべき電力の積算値によって表されてもよい。総調整電力量は、ベースライン電力に基づいて定められてもよい。ベースライン電力は、調整メッセージの送信前の一定期間の需要電力の平均値であってもよい。一定期間は、ネガワット取引の実体に応じて定められてもよく、下位サーバ２０と上位サーバ３０との間で定められてもよい。或いは、総調整電力量は、電力系統の需給予測値に基づいて定められてもよい。

例えば、ベースライン電力に基づいてベースライン電力から調整すべき調整電力の瞬時値が決定されるケースを想定すると、総調整電力量は、電力系統の需給予測値と調整電力の瞬時値との差異の積算値によって表されてもよい。

総調整電力量は、総調整電力量の下限値及び総調整電力量の上限値で定義される範囲を特定する情報要素であってもよい。情報要素は、総調整電力量の下限値及び総調整電力量の上限値を含んでもよく、総調整電力量の目標電力及び目標電力を基準とする相対値（例えば、±ＸＸ％又は±ＹＹｋＷｈ）を含んでもよい。相対値が予め定められている場合には、相対値は調整メッセージに含まれなくてもよい。

実施形態では、通信部２１は、蓄電装置２１０を制御する制御メッセージを送信する。通信部２１は、蓄電装置２１０に制御メッセージを送信してもよく、蓄電装置２１０を制御するＥＭＳ２４０に制御メッセージを送信してもよい。

管理部２２は、不揮発性メモリ又は／及びＨＤＤなどの記憶媒体によって構成される。管理部２２は、２以上の蓄電装置２１０に関する情報を管理する。２以上の蓄電装置２１０は、同一の施設１０に設けられてもよく、異なる施設１０に設けられてもよい。例えば、管理部２２は、蓄電装置２１０の放電電力値を管理してもよく、蓄電装置２１０の充電電力値を管理してもよい。これらの電力値は、最小値及び最大値によって定義されてもよい。これらの電力値は、蓄電装置２１０（ＰＣＳ）の定格電力値と読み替えられてもよい。管理部２２は、蓄電装置２１０の放電可能容量を管理してもよく、蓄電装置２１０の充電可能容量を管理してもよい。これらの容量は、蓄電装置２１０（蓄電セル）の定格容量及び蓄電容量によって定められてもよい。放電電力値、充電電力値、放電可能容量、充電可能容量は、蓄電情報と総称されてもよい。

制御部２３は、少なくとも１つのプロセッサを含んでもよい。少なくとも１つのプロセッサは、単一の集積回路（ＩＣ）によって構成されてもよく、通信可能に接続された複数の回路（集積回路及び又はディスクリート回路（discrete circuits）など）によって構成されてもよい。

実施形態では、制御部２３は、調整メッセージによって要請された総調整電力量が調整されるように、２以上の蓄電装置２１０のそれぞれが調整する個別調整電力量及び２以上の蓄電装置２１０のそれぞれが電力調整を開始する開始タイミングを決定する。制御部２３は、２以上の蓄電装置２１０毎に異なる開始タイミングを決定する。制御部２３は、各蓄電装置２１０の蓄電情報に基づいて、個別調整電力量及び開始タイミングを決定してもよい。個別調整電力量は、蓄電装置２１０によって調整される電力の積算値によって表されてもよい。

制御部２３は、所定時間間隔内において２以上の蓄電装置２１０毎に異なる開始タイミングを決定してもよい。制御部２３は、総調整電力量の下限値を基準として、個別調整電力量及び開始タイミングを決定してもよい。制御部２３は、総調整電力量の上限値を基準として、個別調整電力量及び開始タイミングを決定してもよい。

ここで、電力系統の需給バランスを調整する機器が蓄電装置２１０である場合において、制御部２３は、蓄電装置２１０の放電動作及び充電動作の少なくともいずれか１つを開始する開始タイミングを決定する。このようなケースにおいて、制御部２３は、蓄電装置２１０の放電動作及び充電動作の少なくともいずれか１つの継続時間及び電力の大きさを決定する。

例えば、電力系統の電力需要の削減が要請されるケースにおいて、制御部２３は、２以上の蓄電装置２１０のそれぞれについて、蓄電装置２１０の放電動作を開始する開始タイミング、蓄電装置２１０の放電電力の大きさ、蓄電装置２１０の放電動作の継続時間を決定する。放電電力の大きさは、放電電力の瞬時値によって表されてもよい。放電動作の継続時間は、放電動作を終了する終了タイミングによって表されてもよく、放電動作を継続する時間によって表されてもよく、個別調整電力量によって表されてもよい。個別調整電力量は、放電電力の瞬時値と放電動作の継続時間とを乗算した結果で表されるため、放電動作の継続時間は、個別調整電力量を放電電力の瞬時値によって除算した結果で表される。

同様に、電力系統の電力供給の削減が要請されるケースにおいて、制御部２３は、２以上の蓄電装置２１０のそれぞれについて、蓄電装置２１０の充電動作を開始する開始タイミング、蓄電装置２１０の充電電力の大きさ、蓄電装置２１０の充電動作の継続時間を決定する。充電電力の大きさは、充電電力の瞬時値によって表されてもよい。充電動作の継続時間は、充電動作を終了する終了タイミングによって表されてもよく、充電動作を継続する時間によって表されてもよく、個別調整電力量によって表されてもよい。個別調整電力量は、充電電力の瞬時値と充電動作の継続時間とを乗算した結果で表されるため、充電動作の継続時間は、個別調整電力量を充電電力の瞬時値によって除算した結果で表される。

さらに、制御部２３は、調整メッセージによって電力調整が要請される調整対象期間の全体を通じて、蓄電装置２１０の放電動作が行われるように開始タイミングを決定してもよい。言い換えると、制御部２３は、２以上の蓄電装置２１０の放電動作が途切れないように、２以上の蓄電装置２１０のそれぞれの開始タイミングを決定してもよい。

例えば、制御部２３は、ｎ番目に制御する蓄電装置２１０の放電動作を終了する終了タイミングとｎ＋１番目に制御する蓄電装置２１０の放電動作を開始する開始タイミングとを揃える。終了タイミングと開始タイミングとを揃えるとは、ｎ番目の放電動作の終了タイミングが８時５９分５９秒であり、ｎ＋１番目の放電動作の開始タイミングが９時００分００秒であってもよく、ｎ番目の放電動作の終了タイミングが９時００分００秒であり、ｎ＋１番目の放電動作の開始タイミングが９時００分００秒であってもよい。すなわち、調整対象期間において、放電動作の瞬時的な空白時間（例えば、１秒）が含まれてもよく、放電動作の瞬時的な空白時間が含まれなくてもよい。電力系統の需給バランスを適切に維持する観点では、放電動作の瞬時的な空白時間が含まれない方が好ましい。なお、上述した８時５９分５９秒又は９時００分００秒などの時刻はタイミングと同義であると考えてもよい。

同様に、制御部２３は、調整メッセージによって電力調整が要請される調整対象期間の全体を通じて、蓄電装置２１０の充電動作が行われるように開始タイミングを決定してもよい。言い換えると、制御部２３は、２以上の蓄電装置２１０の充電動作が途切れないように、２以上の蓄電装置２１０のそれぞれの開始タイミングを決定してもよい。

例えば、制御部２３は、ｎ番目に制御する蓄電装置２１０の充電動作を終了する終了タイミングとｎ＋１番目に制御する蓄電装置２１０の充電動作を開始する開始タイミングとを揃える。終了タイミングと開始タイミングとを揃えるとは、ｎ番目の充電動作の終了タイミングが８時５９分５９秒であり、ｎ＋１番目の充電動作の開始タイミングが９時００分００秒であってもよく、ｎ番目の充電動作の終了タイミングが９時００分００秒であり、ｎ＋１番目の充電動作の開始タイミングが９時００分００秒であってもよい。すなわち、調整対象期間において、充電動作の瞬時的な空白時間（例えば、１秒）が含まれてもよく、充電動作の瞬時的な空白時間が含まれなくてもよい。電力系統の需給バランスを適切に維持する観点では、充電動作の瞬時的な空白時間が含まれない方が好ましい。なお、上述した８時５９分５９秒又は９時００分００秒などの時刻はタイミングと同義であると考えてもよい。

（電力系統の需給バランスの調整例）
以下において、実施形態に係る電力系統の需給バランスの調整例について、図３～図５を参照しながら説明する。以下においては、蓄電装置Ａ～Ｄを下位サーバ２０が管理しており、電力系統の需要削減が要請されるケースについて例示する。調整対象期間の最小単位である所定時間間隔内において、各蓄電装置の開始タイミングが異なるケースについて例示する。ＴＳは、所定時間間隔の開始タイミングであり、ＴＥは、所定時間間隔の終了タイミングである。

図３～図５において、縦軸は放電電力を表しており、横軸は時間を表している。上限値は、総調整電力の瞬時値の上限値の時間推移を表しており、下限値は、総調整電力の瞬時値の上限値の時間推移を表している。目標値は、総調整電力の瞬時値の目標値の時間推移を表している。目標値は、上限値及び下限値の中間値であってもよい。上限値及び下限値によって定義される範囲は、上位サーバ３０から受信する調整メッセージに含まれる情報要素によって特定される。

図３に示すように、下位サーバ２０は、ＴＳを蓄電装置Ａの開始タイミングとして決定し、Ｔ１を蓄電装置Ａの終了タイミングとして決定する。下位サーバ２０は、Ｔ１を蓄電装置Ｂの開始タイミングとして決定し、Ｔ２を蓄電装置Ｂの終了タイミングとして決定する。下位サーバ２０は、Ｔ２を蓄電装置Ｃの開始タイミングとして決定し、Ｔ３を蓄電装置Ｃの終了タイミングとして決定する。下位サーバ２０は、Ｔ３を蓄電装置Ｄの開始タイミングとして決定し、ＴＥを蓄電装置Ｄの終了タイミングとして決定する。すなわち、下位サーバ２０は、所定時間間隔において放電動作が途切れないように、２以上の蓄電装置２１０の開始タイミングを決定する。

さらに、下位サーバ２０は、蓄電装置Ａの継続時間（ＴＳとＴ１との間）において、放電電力が上限値と下限値との間となるように蓄電装置Ａの放電電力を決定する。下位サーバ２０は、蓄電装置Ｂの継続時間（Ｔ１とＴ２との間）において、放電電力が上限値と下限値との間となるように蓄電装置Ｂの放電電力を決定する。下位サーバ２０は、蓄電装置Ｃの継続時間（Ｔ２とＴ３との間）において、放電電力が上限値と下限値との間となるように蓄電装置Ｃの放電電力を決定する。下位サーバ２０は、蓄電装置Ｄの継続時間（Ｔ３とＴＥとの間）において、放電電力が上限値と下限値との間となるように蓄電装置Ｄの放電電力を決定する。

実施形態では、蓄電装置２１０は、下位サーバ２０（ＥＭＳ２４０）によって設定された放電電力で放電動作を継続するように構成される。従って、図３に示すように、放電動作の継続時間において放電電力の大きさが変わらない。

例えば、所定時間間隔における総調整電力量が４ｋＷｈ／３０分であるケースにおいて、各蓄電装置に対して総調整電力量が均等に割り当てられるケースについて例示する。このようなケースにおいて、各蓄電装置の個別調整電力量が１ｋＷｈ／３０分である。例えば、蓄電装置Ａについては、開始タイミングが０分（＝ＴＳ）であり、終了タイミングが９分（＝Ｔ１）であり、継続時間が９分であり、放電電力の大きさが６．６７ｋＷであってもよい。蓄電装置Ｂについては、開始タイミングが９分（＝Ｔ１）であり、終了タイミングが１４分（＝Ｔ２）であり、継続時間が５分であり、放電電力の大きさが１２ｋＷであってもよい。蓄電装置Ｃについては、開始タイミングが１４分（＝Ｔ２）であり、終了タイミングが２２分（＝Ｔ３）であり、継続時間が８分であり、放電電力の大きさが７．５ｋＷであってもよい。蓄電装置Ｄについては、開始タイミングが２２分（＝Ｔ３）であり、終了タイミングが２２分（＝Ｔ４）であり、継続時間が３０分であり、放電電力の大きさが７．５ｋＷであってもよい。

図３に示す前提下において、下位サーバ２０は、図４に示すように、下限値を基準として各蓄電装置の放電電力を決定してもよい。言い換えると、下位サーバ２０は、各蓄電装置の継続時間において放電電力が下限値を下回らない条件下において、下限値に沿うように各蓄電装置の放電電力を決定してもよい。但し、下位サーバ２０は、少なくとも一部の蓄電装置の放電電力について上限値を基準として決定してもよい。

図３に示す前提下において、下位サーバ２０は、図５に示すように、上限値を基準として各蓄電装置の放電電力を決定してもよい。言い換えると、下位サーバ２０は、各蓄電装置の継続時間において放電電力が上限値を上回らない条件下において、上限値に沿うように各蓄電装置の放電電力を決定してもよい。但し、下位サーバ２０は、少なくとも一部の蓄電装置の放電電力について下限値を基準として決定してもよい。

（電力管理方法）
以下において、実施形態に係る電力管理方法について説明する。図６では説明の簡略化のために、１つの施設１０（蓄電装置２１０）について例示しているが、実際には、２以上の蓄電装置２１０が設けられる。２以上の蓄電装置２１０は、同一の施設１０に設けられてもよく、異なる施設１０に設けられてもよい。

図６に示すように、ステップＳ１０において、ＥＭＳ２４０は、蓄電装置２１０に関する情報（蓄電情報）を蓄電装置２１０から受信する。蓄電情報は、放電電力値、充電電力値、放電可能容量、充電可能容量などを含んでもよい。ＥＭＳ２４０は、定期的に蓄電情報を受信してもよい。

ステップＳ１１において、上位サーバ３０は、調整メッセージを下位サーバ２０に送信する。調整メッセージは、電力系統の需給バランスを調整する調整対象期間を特定する情報要素を含む。調整メッセージは、電力系統の需給バランスの調整を要求する総調整電力量を特定する情報要素を含む。

ステップＳ１２において、ＥＭＳ２４０は、施設情報を下位サーバ２０に送信する。例えば、施設情報は、上述した蓄電情報を含む。

ステップＳ１３において、下位サーバ２０は、蓄電装置２１０の蓄電情報に基づいて、蓄電装置２１０の個別調整電力量及び開始タイミングを決定する。さらに、下位サーバ２０は、蓄電装置２１０の放電動作及び充電動作の少なくともいずれか１つの継続時間及び電力の大きさを決定してもよい。

ステップＳ１４において、下位サーバ２０は、制御メッセージをＥＭＳ２４０に送信する。制御メッセージは、蓄電装置２１０の個別調整電力量及び開始タイミングを特定する情報要素を含む。制御メッセージは、蓄電装置２１０の継続時間及び電力の大きさを特定する情報要素を含んでもよい。

ステップＳ１５において、ＥＭＳ２４０は、制御メッセージに基づいて、蓄電装置２１０の運転モードを設定する。運転モードは、放電動作、充電動作、待機動作などを含んでもよい。このような設定は、調整対象期間の開始前に行われてもよく、調整対象期間の開始後に行われてもよい。ＥＭＳ２４０は、放電動作又は充電動作を開始する開始タイミングを設定してもよい。或いは、ＥＭＳ２４０は、開始タイミングにおいて蓄電装置２１０の運転モードを設定してもよい。ＥＭＳ２４０は、蓄電装置２１０の運転モードの設定において、放電電力又は充電電力の大きさを設定してもよい。ＥＭＳ２４０は、蓄電装置２１０の運転モードの設定において、放電動作又は充電動作の継続時間を設定してもよい。ＥＭＳ２４０は、蓄電装置２１０の運転モードの設定において、放電動作又は充電動作の終了タイミングを設定してもよい。蓄電装置２１０は、ＥＭＳ２４０によって設定された内容に従って動作する。

ステップＳ１６において、電力計２３０は、電力計２３０の計測値をＥＭＳ２４０に送信する。電力計２３０は、所定送信間隔で計測値を送信する。

ステップＳ１７において、ＥＭＳ２４０は、電力計２３０の計測値を下位サーバ２０に送信する。ＥＭＳ２４０は、電力計２３０から計測値を受信した場合に、計測値を下位サーバ２０に送信してもよい。ステップＳ１７の処理は省略されてもよい。

ステップＳ１８において、ＥＭＳ２４０は、調整対象期間において調整された電力の実績報告を下位サーバ２０に送信する。例えば、実績報告は、施設１０に設けられる蓄電装置２１０の放電電力又は充電電力の積算値を含んでもよい。実績報告は、調整対象期間の最小単位である所定時間間隔毎の積算値を含んでもよい。ステップＳ１７で受信する計測値によって調整対象期間において調整された電力の実績を下位サーバ２０が把握できる場合には、ステップＳ１８の処理は省略されてもよい。

ステップＳ１９において、下位サーバ２０は、調整対象期間において調整された電力の実績報告を上位サーバ３０に送信する。例えば、実績報告は、下位サーバ２０によって管理される蓄電装置２１０の放電電力又は充電電力の積算値を含んでもよい。実績報告は、調整対象期間の最小単位である所定時間間隔毎の積算値を含んでもよい。

（作用及び効果）
実施形態では、下位サーバ２０は、総調整電力量が調整されるように、２以上の蓄電装置２１０毎に異なる開始タイミングを決定する。このような構成によれば、２以上の蓄電装置２１０の放電動作又は充電動作が調整対象期間（又は、所定時間間隔）の前半に偏ってしまう事態を抑制することができる。すなわち、電力系統の需給バランスの瞬時的な乱れを抑制することができる。

実施形態では、下位サーバ２０は、総調整電力量の下限値を基準として、個別調整電力量及び開始タイミングを決定してもよい。このような構成によれば、下位サーバ２０によって管理される蓄電装置２１０のうち、調整可能な電力が小さい蓄電装置２１０が多い場合に、電力系統の需給バランスを適切にとりやすい。下位サーバ２０によって管理される蓄電装置２１０以外の機器（例えば、負荷機器２２０）よって調整可能な電力が大きい場合に、電力系統の需給バランスを適切にとりやすい。

実施形態では、下位サーバ２０は、総調整電力量の上限値を基準として、個別調整電力量及び開始タイミングを決定してもよい。このような構成によれば、下位サーバ２０によって管理される蓄電装置２１０のうち、調整可能な電力が大きい蓄電装置２１０が多い場合に、電力系統の需給バランスを適切にとりやすい。下位サーバ２０によって管理される蓄電装置２１０以外の機器（例えば、負荷機器２２０）よって調整可能な電力が小さい場合に、電力系統の需給バランスを適切にとりやすい。

［変更例１］
以下において、実施形態の変更例１について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について主として説明する。

実施形態では、図３などで説明したように、放電動作（又は、充電動作）の継続時間において放電電力（又は、充電電力）の大きさが変わらない。これに対して、変更例１では、下位サーバ２０（通信部２１）は、１以上の蓄電装置２１０に対して、２以上の異なる開始タイミングを特定する情報要素を含む制御メッセージを送信する。すなわち、変更例１では、放電動作（又は、充電動作）の継続時間において放電電力（又は、充電電力）の大きさが変わり得る。

（電力系統の需給バランスの調整例）
以下において、変更例１に係る電力系統の需給バランスの調整例について、図７～図８を参照しながら説明する。以下においては、図３～図５と同様に、蓄電装置Ａ～Ｄを下位サーバ２０が管理しており、電力系統の需要削減が要請されるケースについて例示する。図に示された記号などは図３～図５と同様であるため、その説明については省略する。

第１に、上述した図４の変更例について説明する。図７に示すように、下位サーバ２０は、ＴＳを蓄電装置Ａの開始タイミングとして決定し、Ｔａを蓄電装置Ａの終了タイミングを決定するとともに、Ｔａを蓄電装置Ａの開始タイミングとして決定し、Ｔ１を蓄電装置Ａの終了タイミングを決定する。下位サーバ２０は、ＴＳとＴａとの間において下限値を基準として蓄電装置Ａの放電電力を決定し、ＴａとＴ１との間において上限値を基準として蓄電装置Ａの放電電力を決定してもよい。蓄電装置Ａと同様に、蓄電装置Ｂ～Ｄについても２以上の開始タイミングが決定されてもよい。図４と比べると、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄが追加的な開始タイミングとして決定される。Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄは、追加的な終了タイミングと考えてもよい。

第２に、上述した図５の変更例について説明する。図８に示すように、下位サーバ２０は、ＴＳを蓄電装置Ａの開始タイミングとして決定し、Ｔａを蓄電装置Ａの終了タイミングを決定するとともに、Ｔａを蓄電装置Ａの開始タイミングとして決定し、Ｔ１を蓄電装置Ａの終了タイミングを決定する。下位サーバ２０は、ＴＳとＴａとの間において上限値を基準として蓄電装置Ａの放電電力を決定し、ＴａとＴ１との間において下限値を基準として蓄電装置Ａの放電電力を決定してもよい。蓄電装置Ａと同様に、蓄電装置Ｂ～Ｄについても２以上の開始タイミングが決定されてもよい。図５と比べると、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄが追加的な開始タイミングとして決定される。Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄは、追加的な終了タイミングと考えてもよい。

ここで、下位サーバ２０は、所定時間間隔の開始前において２以上の開始タイミングを決定してもよく、所定時間間隔の途中において追加的な開始タイミングを決定してもよい。例えば、施設１０の負荷機器２２０の消費電力が予測値と異なるため、個別調整電力量の過不足が生じる場合において、追加的な開始タイミングが決定されてもよい。

［変更例２］
以下において、実施形態の変更例２について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について主として説明する。

実施形態では、各蓄電装置２１０の放電動作（又は、充電動作）が調整対象期間において途切れないケースについて例示した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。

例えば、各蓄電装置２１０の放電動作（又は、充電動作）は調整対象期間において途切れてもよい。放電動作（又は、充電動作）が途切れる時間は所定閾値よりも短くてもよい。所定閾値は、電力系統で瞬時的な変動が許容される時間に基づいて定められてもよい。

或いは、各蓄電装置２１０の放電動作（又は、充電動作）は調整対象期間において重複してもよい。放電動作（又は、充電動作）が重複する時間は所定閾値よりも短くてもよい。所定閾値は、電力系統で瞬時的な変動が許容される時間に基づいて定められてもよい。

［変更例３］
以下において、実施形態の変更例３について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について主として説明する。

実施形態では、下位サーバ２０が個別調整電力量及び開始タイミングを決定するケースについて例示した。変更例３では、下位サーバ２０は、以下の動作を行うものとして表現されてもよい。

具体的には、下位サーバ２０は、電力系統の需給バランスを調整する調整メッセージを受信する受信部（通信部２１）と、機器（以下、蓄電装置２１０）をそれぞれ制御する２以上のゲートウエイ装置（以下、ＥＭＳ２４０）に対して制御メッセージを送信する送信部（通信部２１）と、を備える。制御メッセージは、調整メッセージによって要請された総調整電力量が調整されるように、蓄電装置２１０が継続して調整すべき調整電力を特定する情報要素と、調整電力を維持すべき継続時間を特定する情報要素を含む。

調整電力は、調整電力（放電電力又は充電電力）の瞬時値によって表されてもよい。従って、調整電力を特定する情報要素は、放電電力又は充電電力の瞬時値を示す情報要素を含んでもよい。継続時間は、制御メッセージを受信してから電力の調整を継続すべき時間によって表されてもよい。従って、継続時間を特定する情報要素は、蓄電装置２１０が調整動作を継続すべき時間を示す情報要素を含んでもよい。このようなケースにおいて、蓄電装置２１０は、制御メッセージの受信に応じて調整動作（放電動作又は充電動作）を開始し、継続時間に亘って調整電力を維持してもよい。継続時間は、開始タイミング及び継続時間によって定義されてもよい。従って、継続時間を特定する情報要素は、開始タイミング（例えば、開始時刻）及び継続時間を示す情報要素を含んでもよい。このようなケースにおいて、蓄電装置２１０は、開始タイミングにおいて調整動作を開始し、継続時間に亘って調整電力を維持してもよい。継続時間は、開始タイミング及び終了タイミングによって定義されてもよい。従って、継続時間を特定する情報要素は、開始タイミング（例えば、開始時刻）及び終了タイミング（例えば、終了時刻）を示す情報要素を含んでもよい。このようなケースにおいて、蓄電装置２１０は、開始タイミングから終了タイミングまでの間において調整電力を維持してもよい。

実施形態と同様に、下位サーバ２０は、所定時間間隔内において２以上の蓄電装置２１０毎に異なる開始タイミングを決定してもよい。下位サーバ２０は、開始タイミングに応じて、２以上の蓄電装置２１０毎に異なるタイミングで制御メッセージを送信してもよい。下位サーバ２０は、所定時間間隔内において２以上の蓄電装置２１０毎に異なる終了タイミングを決定してもよい。下位サーバ２０は、終了タイミングに応じて、２以上の蓄電装置２１０毎に異なるタイミングで調整動作の停止を指示する制御メッセージを送信してもよい。

［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

実施形態では、施設１０が１つの蓄電装置２１０を有するケースを例示した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。施設１０は、２以上の蓄電装置２１０を有していてもよい。

実施形態では、下位サーバ２０が電力系統の需給バランスを蓄電装置２１０単位で制御するケースを例示した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。下位サーバ２０は、電力系統の需給バランスを施設１０単位で制御してもよい。このようなケースにおいて、蓄電装置２１０は施設１０と読み替えられてもよい。

実施形態では、電力系統の需給バランスを調整するための機器が蓄電装置２１０であるケースについて例示した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。電力系統の需給バランスを調整するための機器は、負荷機器２２０を含んでもよい。電力系統の需給バランスを調整するための機器は、蓄電装置２１０以外の分散電源を含んでもよい。蓄電装置２１０以外の分散電源は、太陽電池装置、燃料電池装置、風力発電装置、地熱発電装置、水力発電装置などの中から選択された１以上の分散電源を含んでもよい。

実施形態では特に触れていないが、下位サーバ２０は、総調整電力量の下限値を基準として個別調整電力量及び開始タイミングを決定する第１処理及び総調整電力量の上限値を基準として個別調整電力量及び開始タイミングを決定する第２処理を切り替えてもよい。例えば、下位サーバ２０は、調整対象期間の時間帯に基づいて、第１処理及び第２処理を切り替えてもよい。下位サーバ２０は、調整対象期間が夜間であり、調整対象期間の後に蓄電装置２１０の充電動作が予定されている場合には、電力系統の需要電力の削減要請（蓄電装置２１０の放電動作）において第２処理を実行してもよい。下位サーバ２０は、調整対象期間が夕刻であり、調整対象期間の後に蓄電装置２１０の放電動作が予定されている場合には、電力系統の需要電力の削減要請（蓄電装置２１０の放電動作）において第１処理を実行してもよい。同様の観点から、下位サーバ２０は、調整対象期間の後の時間帯における電力系統の需要予測に基づいて、第１処理及び第２処理を切り替えてもよい。

実施形態では特に触れていないが、ＥＭＳ２４０の少なくとも一部の機能は、ネットワーク１２０に接続されたクラウドサーバによって実行されてもよい。ＥＭＳ２４０は、クラウドサーバを含むと考えてもよい。

１０…施設、２０…下位サーバ、２１…通信部、２２…管理部、２３…制御部、３０…上位サーバ、１００…電力管理システム、１２０…ネットワーク、２１０…蓄電装置、２２０…負荷機器、２３０…電力計、２４０…ＥＭＳ

Claims (13)

1. 電力系統の需給バランスを調整する調整メッセージを受信する受信部と、
   ２以上の機器を管理する管理部と、
   前記調整メッセージによって要請された総調整電力量が調整されるように、前記２以上の機器のそれぞれが調整する個別調整電力量及び前記２以上の機器のそれぞれが電力調整を開始する開始タイミングを決定する制御部と、
   前記個別調整電力量及び前記開始タイミングを特定する情報要素を含む制御メッセージを送信する送信部と、を備え、
   前記制御部は、前記２以上の機器毎に異なる前記開始タイミングを決定する、電力管理サーバ。
2. 前記電力系統の需給バランスを調整する最小単位として所定時間間隔が定められており、
   前記制御部は、前記所定時間間隔内において前記２以上の機器毎に異なる前記開始タイミングを決定する、請求項１に記載の電力管理サーバ。
3. 前記総調整電力量は、前記総調整電力量の下限値及び前記総調整電力量の上限値で定義される範囲を特定する情報要素である、請求項１又は請求項２に記載の電力管理サーバ。
4. 前記制御部は、前記総調整電力量の下限値を基準として、前記個別調整電力量及び前記開始タイミングを決定する、請求項３に記載の電力管理サーバ。
5. 前記制御部は、前記総調整電力量の上限値を基準として、前記個別調整電力量及び前記開始タイミングを決定する、請求項３に記載の電力管理サーバ。
6. 前記送信部は、前記２以上の機器に含まれる１以上の機器に対して、２以上の異なる開始タイミングを特定する情報要素を含む前記制御メッセージを送信する、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電力管理サーバ。
7. 前記２以上の機器は、蓄電装置を含み、
   前記制御部は、前記開始タイミングとして、前記蓄電装置の放電動作及び充電動作の少なくともいずれか１つを開始する開始タイミングを決定する、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の電力管理サーバ。
8. 前記制御部は、前記蓄電装置の放電動作及び充電動作の少なくともいずれか１つの継続時間及び電力の大きさを決定する、請求項７に記載の電力管理サーバ。
9. 前記制御部は、ｎ番目に制御する前記蓄電装置の放電動作及び充電動作の少なくともいずれか１つを終了する終了タイミングとｎ＋１番目に制御する前記蓄電装置の放電動作及び充電動作の少なくともいずれか１つを開始する開始タイミングとを揃える、請求項８に記載の電力管理サーバ。
10. 前記制御部は、前記調整メッセージによって電力調整が要請される調整対象期間の全体を通じて、前記蓄電装置の放電動作が行われるように前記開始タイミングを決定し、前記蓄電装置の充電動作が行われるように前記開始タイミングを決定する、請求項８又は請求項９に記載の電力管理サーバ。
11. 電力系統の需給バランスを調整する調整メッセージを受信する受信部と、
    機器をそれぞれ制御する２以上のゲートウエイ装置に対して制御メッセージを送信する送信部と、を備え、
    前記制御メッセージは、前記調整メッセージによって要請された総調整電力量が調整されるように、前記機器が継続して調整すべき調整電力を特定する情報要素と、前記調整電力を維持すべき継続時間を特定する情報要素と、を含む、電力管理サーバ。
12. 電力系統の需給バランスを調整する調整メッセージを受信するステップＡと、
    前記調整メッセージによって要請された総調整電力量が調整されるように、２以上の機器のそれぞれが調整する個別調整電力量及び前記２以上の機器のそれぞれが電力調整を開始する開始タイミングを決定するステップＢと、
    前記個別調整電力量及び前記開始タイミングを特定する情報要素を含む制御メッセージを送信するステップＣと、を備え、
    前記ステップＢは、前記２以上の機器毎に異なる前記開始タイミングを決定するステップを含む、電力管理方法。
13. 電力系統の需給バランスを調整する調整メッセージを受信するステップＡと、
    機器をそれぞれ制御する２以上のゲートウエイ装置に対して制御メッセージを送信するステップＢと、を備え、
    前記制御メッセージは、前記調整メッセージによって要請された総調整電力量が調整されるように、前記機器が継続して調整すべき調整電力を特定する情報要素と、前記調整電力を維持すべき継続時間を特定する情報要素と、を含む、電力管理方法。

Images