JP2022062736A - 電力調整装置、電力調整方法、コンピュータプログラム、及び電力調整システム - Google Patents

電力調整装置、電力調整方法、コンピュータプログラム、及び電力調整システム Download PDF

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Abstract

Figure 2022062736000001
【課題】電力系統の安定性を図りつつ、需給制御を行うことが可能な電力調整装置を提供する。
【解決手段】電力調整装置は、複数のリソースにおける電力を調整する電力調整装置であって、電力の調整量、及び電力を調整するエリアを指定するエリア指定情報を含む、電力の調整指令を取得する取得部と、複数のリソースの各リソースが所在するエリアを示すエリア情報と、調整指令とに基づいて、調整量の各エリアへの配分量を決定する決定部とを含む。決定部は、エリア指定情報が指定するエリアに配分する調整量を補填する形でエリア指定情報が指定するエリア以外のエリアへの配分量を決定する。
【選択図】図10

Description

本開示は、電力調整装置、電力調整方法、コンピュータプログラム、及び電力調整システムに関する。
近年、持続可能な社会の実現を目指して、太陽光発電、風力発電等の再生可能エネルギーの導入が積極的に進められている。さらに、燃料電池、発電用ガスエンジン等も含めた分散型電源の普及も進められている。
また近年、分散型電源を含むエネルギーリソース(以下、単に「リソース」と記すことがある。)を電力需給の調整力として活用するエネルギーシステムへの転換が求められている。このようなエネルギーシステムに関する技術として、デマンドレスポンス(Demand Response:DR)が知られている。デマンドレスポンスは、電気事業者側の電力供給量の変動に応じて、需要家側に電力の使用を抑制又は促進するように電力消費パターンを変化させる電力需給調整である。
電気事業者と複数の需要家との間には、電力需給を調整するアグリゲータが介在する。アグリゲータは、複数の需要家(リソース)を束ねてデマンドレスポンスによる電力需給量を電気事業者と取引する。アグリゲータは、電気事業者からの要請に応じて、調整する電力を指定した制御指令を各リソースに対して送信する。
後掲の特許文献1には、複数の需要家に対してデマンドレスポンスを行う電力調整制御装置が記載されている。特許文献1に記載の電力調整制御装置は、電力の調整量を指定した指令値に応答して、電力調整に関わる複数の指標の各々に従う配分規則に基づいて、当該調整量を、複数の下位システムに配分する。複数の指標は、「コスト」、「応答性」、及び「公平性」を含む。特許文献1では、これらの指標に従う配分規則に基づいて調整量を配分することで、電力調整量の適切な配分を行う。
特開2019-213289号公報
特許文献1に記載の電力調整制御装置は、需要家に対する配分を適正化するものである。調整量を配分する複数の需要家が一部のエリアに偏っている場合、各需要家においてリソースを制御することによって、電力系統における電力使用量が局所的に変動する。これにより、電力系統が乱れるという問題が生じ得る。
一方、再生可能エネルギーを利用した発電設備の導入拡大に伴い、これら発電設備が電力系統に接続されることで、電力系統の電力潮流が単方向から逆潮流を含む双方向に変化してきている。こうした現状のもとで、再生可能エネルギーの導入量を拡大していくと、電力系統における電圧、又は周波数が正常な運用範囲から逸脱し易くなり、電力系統の安定性に悪影響を及ぼすことが懸念される。このことが、再生可能エネルギーの導入量拡大の妨げの一因ともなっている。このような問題は、特許文献1に記載の技術では解消できない。
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本開示の1つの目的は、電力系統の安定性を図りつつ、需給制御を行うことが可能な電力調整装置、電力調整方法、コンピュータプログラム、及び電力調整システムを提供することである。
上記目的を達成するために、本開示のある局面に係る電力調整装置は、複数のリソースにおける電力を調整する電力調整装置であって、電力の調整量、及び電力を調整するエリアを指定するエリア指定情報を含む、電力の調整指令を取得する取得部と、複数のリソースの各リソースが所在するエリアを示すエリア情報と、調整指令とに基づいて、調整量の各エリアへの配分量を決定する決定部とを含む。決定部は、エリア指定情報が指定するエリアに配分する調整量を補填する形でエリア指定情報が指定するエリア以外のエリアへの配分量を決定する。
本開示の他の局面に係る電力調整方法は、複数のリソースにおける電力を調整する電力調整方法であって、電力の調整量、及び電力を調整するエリアを指定するエリア指定情報を含む、電力の調整指令を取得するステップと、複数のリソースの各リソースが所在するエリアを示すエリア情報と、取得するステップにおいて取得した調整指令とに基づいて、調整量の各エリアへの配分量を決定するステップとを含む。決定するステップは、エリア指定情報が指定するエリアに配分する調整量を補填する形でエリア指定情報が指定するエリア以外のエリアへの配分量を決定する。
本開示のさらに他の局面に係るコンピュータプログラムは、複数のリソースにおける電力を調整するコンピュータを、電力の調整量、及び電力を調整するエリアを指定するエリア指定情報を含む、電力の調整指令を取得する取得部、及び複数のリソースの各リソースが所在するエリアを示すエリア情報と、調整指令とに基づいて、調整量の各エリアへの配分量を決定する決定部として機能させる。決定部は、エリア指定情報が指定するエリアに配分する調整量を補填する形でエリア指定情報が指定するエリア以外のエリアへの配分量を決定する。
本開示のさらに他の局面に係る電力調整システムは、上記電力調整装置と、電力調整装置に対して調整指令を与える外部装置とを含む。
なお、本願に開示の技術は、このような特徴的な構成を含む電力調整装置として実現できるだけではない。電力調整装置が実行する特徴的なステップをコンピュータに実行させるためのプログラムに加えて、そのプログラムを記録した記録媒体として実現することもできる。また、電力調整装置の一部又は全部を実現する半導体集積回路としても実現できる。さらに、電力調整装置を含むその他のシステムとして実現したりすることもできる。
本開示によれば、電力系統の安定性を図りつつ、需給制御を行うことが可能な電力調整装置、電力調整方法、コンピュータプログラム、及び電力調整システムを提供できる。
図1は、第1の実施の形態に係る電力調整システムの全体構成を示す図である。 図2は、電力市場を説明するための図である。 図3は、図1に示す電力調整装置を説明するための図である。 図4は、図1に示す電力調整装置の構成例を示すブロック図である。 図5は、図1に示す電力調整装置の機能的構成例を示すブロック図である。 図6は、図1に示す電力調整装置で実行されるプログラムの制御構造の一例を示すフローチャートである。 図7は、図6のステップS1050の詳細を示すフローチャートである。 図8は、図1に示す電力調整システムの動作を説明するための図である。 図9は、第2の実施の形態に係る電力調整システムの全体構成を示す図である。 図10は、図9に示す電力調整装置の機能的構成例を示すブロック図である。 図11は、図9に示す電力調整装置で実行されるプログラムの制御構造の一例を示すフローチャートである。 図12は、図11のステップS2020の詳細を示すフローチャートである。 図13は、図9に示す電力調整システムの動作を説明するための図である。 図14は、第3の実施の形態に係る電力調整システムの全体構成を示す図である。 図15は、図14に示す電力調整装置の機能的構成例を示すブロック図である。 図16は、図14に示す電力調整装置で実行されるプログラムの制御構造の一例を示すフローチャートである。 図17は、図14に示す電力調整システムの動作を説明するための図である。 図18は、第4の実施の形態に係る電力調整システムの全体構成を示す図である。 図19は、図18に示す電力調整装置の機能的構成例を示すブロック図である。 図20は、図18に示す電力調整装置で実行されるプログラムの制御構造の一例を示すフローチャートである。 図21は、図20のステップS4080の詳細を示すフローチャートである。 図22は、図18に示す電力調整システムの動作を説明するための図である。 図23は、変形例に係る電力調整装置を説明するための図である。
[本開示の実施形態の説明]
最初に、本開示の好適な実施形態を列記して説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
(1)本開示のある局面に係る電力調整装置は、複数のリソースにおける電力を調整する電力調整装置であって、電力の調整量、及び電力を調整するエリアを指定するエリア指定情報を含む、電力の調整指令を取得する取得部と、複数のリソースの各リソースが所在するエリアを示すエリア情報と、調整指令とに基づいて、調整量の各エリアへの配分量を決定する決定部とを含む。決定部は、エリア指定情報が指定するエリアに配分する調整量を補填する形でエリア指定情報が指定するエリア以外のエリアへの配分量を決定する。
決定部は、取得した調整指令に基づいて、エリア指定情報が指定するエリアへの配分量を決定し、エリア指定情報が指定するエリアに配分する調整量を補填する形で当該エリア以外のエリアへの配分量を決定する。例えば、再生可能エネルギー由来の電力の電力系統への逆潮流によって、電圧、又は周波数が正常な運用範囲から逸脱しそうなエリアがエリア指定情報により指定されると、そのエリアに対して電力需要(消費)を促進する方向に調整量が配分され、指定されたエリア以外のエリアに対して電力需要(消費)を抑制する方向に調整量が配分される。これにより、逆潮流に起因する電力系統の乱れを抑制できる。加えて、指定されたエリアの調整分を他のエリアに配分することによって、全体として、電力系統の安定性に資することができる。さらに、エリア指定情報が指定するエリア以外の各エリアへの配分量を決定する際に、複数のリソースの各リソースが所在するエリアを示すエリア情報を用いることによって、調整量を複数のエリアに分散して配分できる。これにより、電力系統における電力使用量が局所的に変動するのを抑制できる。このように、電力需給の調整力を確保するために、各需要家においてリソースを制御した場合でも、電力系統の電力品質が低下するのを抑制できる。すなわち、電力系統の安定性を図りつつ、需給制御を行うことができる。
(2)好ましくは、エリア情報は、各リソースの所在地情報を含み、決定部は、エリアに対して配分される調整量と、所在地情報とに基づいて、エリア内のリソースへの配分量をさらに決定し、電力調整装置は、決定部が決定した配分量に応じた調整を要請する指示を複数のリソースに送信する指示送信部をさらに含む。これにより、エリア内の各リソースに対して調整量を適切に配分できる。
(3)より好ましくは、エリア情報を予め記憶する記憶部をさらに含み、決定部は、記憶部に記憶されているエリア情報と、調整指令に含まれる調整量とを、調整量を各エリアに分散して配分するための所定の配分条件を用いて処理することにより、調整量の各エリアへの配分量を決定する。これにより、電力系統における電力使用量が局所的に変動するのを容易に抑制できる。
(4)さらに好ましくは、所定の配分条件は、調整量をエリア毎に均等に配分する条件を含む。これにより、調整量を各エリアに容易に分散できる。
(5)さらに好ましくは、所定の配分条件は、調整量をエリア毎のリソース数の比率に応じて配分する条件を含む。これによっても、調整量を各エリアに容易に分散できる。
(6)さらに好ましくは、エリア情報は、エリア内で流せる電力の容量に関する容量情報をさらに含み、所定の配分条件は、調整量を容量情報が示す容量の大きさに応じて配分する条件を含む。これによっても、調整量を各エリアに容易に分散できる。
(7)さらに好ましくは、エリア情報に基づいて、エリア毎の気象情報を取得する気象情報取得部をさらに含み、所定の配分条件は、調整量を気象情報取得部が取得した気象情報に基づく優先度に応じて配分する条件を含む。太陽光発電、風力発電等の再生可能エネルギーによる発電量は天候に左右されるため、エリア毎の気象情報を考慮することによって、より適切に配分量を決定できる。例えば、電力需要に余裕がある場合、すなわち、電力が余るために電力需要(消費)を促進させたい場合、再生可能エネルギーの発電量が多い、天候の良いエリアの優先度を上げることによって、系統が混雑するのを回避し易くできる。そのため、このような条件を採用することによって、電力系統の安定性をより高めることができる。
(8)さらに好ましくは、決定部は、エリア指定情報が指定するエリアにおける電力調整を満たすように、調整量の各エリアへの配分量を決定する。これにより、指定されたエリアにおいて需給バランスが崩れるのを抑制できる。
(9)さらに好ましくは、取得部は、配電事業者が送信する調整指令を、電力市場を介して取得する。これにより、配電事業者が指定するエリアの需給バランスを調整しながら、各エリアに対して調整量を適切に配分できる。
さらに好ましくは、取得部は、電力市場を介さずに、配電事業者が送信する調整指令を取得する。
(10)さらに好ましくは、取得部は、上記調整指令を配電事業者から取得するとともに、電力市場を介して、電力の調整量を含む調整指令をさらに取得し、決定部は、配電事業者から取得した調整指令による調整量をエリア指定情報が指定するエリアの配分量として決定し、エリア情報、電力市場を介して取得した調整指令の調整量及び配電事業者から取得した調整指令の調整量に基づいて、エリア指定情報が指定するエリア以外の各エリアへの配分量を決定する。これにより、配電事業者が指定するエリアの需給バランスを調整しながら、電力市場を介して要請された調整量を各エリアに適切に配分できる。
(11)本開示の他の局面に係る電力調整方法は、複数のリソースにおける電力を調整する電力調整方法であって、電力の調整量、及び電力を調整するエリアを指定するエリア指定情報を含む、電力の調整指令を取得するステップと、複数のリソースの各リソースが所在するエリアを示すエリア情報と、取得するステップにおいて取得した調整指令とに基づいて、調整量の各エリアへの配分量を決定するステップとを含む。決定するステップは、エリア指定情報が指定するエリアに配分する調整量を補填する形でエリア指定情報が指定するエリア以外のエリアへの配分量を決定する。
このような電力調整方法を用いることによって、再生可能エネルギー由来の電力の逆潮流に起因する電力系統の乱れを抑制できる。さらに、電力系統における電力使用量が局所的に変動するのを抑制することもできる。したがって、電力需給の調整力を確保するために、各需要家においてリソースを制御した場合でも、電力系統の電力品質が低下するのを抑制できる。すなわち、電力系統の安定性を図りつつ、需給制御を行うことができる。
(12)本開示のさらに他の局面に係るコンピュータプログラムは、複数のリソースにおける電力を調整するコンピュータを、電力の調整量、及び電力を調整するエリアを指定するエリア指定情報を含む、電力の調整指令を取得する取得部、及び複数のリソースの各リソースが所在するエリアを示すエリア情報と、調整指令とに基づいて、調整量の各エリアへの配分量を決定する決定部として機能させる。決定部は、エリア指定情報が指定するエリアに配分する調整量を補填する形でエリア指定情報が指定するエリア以外のエリアへの配分量を決定する。
(13)本開示のさらに他の局面に係る電力調整システムは、上記電力調整装置と、電力調整装置に対して調整指令を与える外部装置とを含む。これにより、電力系統の安定性を図りつつ、需給制御を行うことが可能な電力調整システムを容易に得ることができる。
(14)好ましくは、外部装置は、電力の調整量を含む、電力の調整指令を取得する指令取得部と、電力調整装置が管理する複数のリソースの各リソースが所在するエリアを示すエリア情報と、調整指令とに基づいて、電力調整装置の配分量を調整量として決定する配分決定部とを含む。これにより、外部装置を電力調整装置として機能させることができる。電力調整システムは、より多くのエリアに対して調整量を配分できるので、電力系統の安定性を図りつつ、より多くの調整力を提供できる。
[本開示の実施形態の詳細]
本開示の実施形態に係る電力調整装置、電力調整方法、コンピュータプログラム、及び電力調整システムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。以下の実施の形態では、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの機能及び名称も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
(第1の実施の形態)
[全体構成]
図1を参照して、本実施の形態に係る電力調整システム100は、複数のエリアに所在する各リソースを電力需給の調整力として活用するエネルギーマネジメントシステムである。電力調整システム100は、アグリゲーションサーバとしての電力調整装置200を含む。この電力調整システム100では、電力需給を調整するアグリゲータ110が電力調整装置200を用いて、電力市場300にて約定した調整量を各エリアにおける制御対象のリソース(以下「制御対象リソース」と記すことがある。)に配分する。すなわち、アグリゲータ110(電力調整装置200)は、複数のエリアに所在する各需要家(各リソース)を束ねてデマンドレスポンスによる効果的なエネルギーマネジメントサービスを提供する。制御対象リソースは、発電装置、蓄電装置、及び負荷装置等を含む。発電装置は、例えば、太陽光発電装置、風力発電装置、燃料電池、発電用ガスエンジン等である。
電力市場300は、例えば、JEPX(Japan Electric Power Exchange)、又は、需給調整市場等を含む。電力市場300では、電力取引サーバ310が電力取引処理を実行する。一般送配電事業者は、電力供給区域の需給バランス調整を行う際に必要な調整力を電力市場300で調達する。調整力とは、一般送配電事業者等が電力供給区域において電力品質を維持するために必要な電源等の能力を意味する。
図2を参照して、電力市場300において、一般送配電事業者T1,一般送配電事業者T2,一般送配電事業者T3,・・・が、それぞれ、調達を希望する調整力の必要量を提示する。提示された必要量に対して、調整力の提供事業者(電源D1,電源D2,電源D3等)が入札を行う。この提供事業者には、アグリゲータも含まれる。入札受付期間が経過すると、電力取引サーバ310(図1)によって約定処理が実行される。落札した提供事業者が要請に応じた調整力を提供する。アグリゲータ110(電力調整装置200)が、需給バランス調整等の指令を受ける際、当該指令は、例えば需給制御システムとの専用線を介して行われる場合、又は、後述する需給調整指令システムを介して行われる場合がある。本実施の形態では、アグリゲータ110(電力調整装置200)は、需給調整指令システムを介して、需給バランス調整等の制御指令を受信するものとする。
再び図1を参照して、複数のエリアは、例えば、配電系統によって分類される。ここでは、1つのエリアが1つの配電系統に対応するものとする。ただし、複数の配電系統をまとめて1つのエリアとしてもよい。さらに、複数のエリアは、その規模によって分類されてもよい。例えば、最小で柱上変圧器(100V)毎(1台で一般家庭十数軒に相当)の領域から最大で配電用変圧器(6.6kV)毎(2~3施設で市町村に相当)の領域を1つのエリアとしてもよい。配電系統は、配電事業者400によって管理されている。配電事業者は、配電事業を行う事業者に加えて、送配電事業を行う送配電事業者(例えば、一般送配電事業者)を含む構成であってもよい。
配電事業者400は、配電系統を管理する管理サーバ410を運営する。管理サーバ410は、複数の電力センサ420,422,424,・・・、及びスマートメータ430,432,・・・から送信される電力情報に基づいて、配電系統の潮流を監視する。管理サーバ410はさらに、電圧調整機器434を制御することによって、配電系統の電圧、及び周波数が適正範囲となるように調整する。
図1には、制御対象リソースの一例として、太陽光発電装置440~446、及び蓄電装置450~458が示されている。
図3を参照して、電力調整装置200は、電力の調整量を含む調整指令(制御指令)に応じて、約定した当該調整量を複数のエリア(エリアA,B,C,・・・)に分散して配分する。具体的には、電力調整装置200は、約定した調整量の各エリアへの配分量を決定し、続いて、エリア内の制御対象リソースへの配分量を決定する。配分量の決定に関する詳細は後述する。
なお、本実施の形態に係る電力調整システム100は、電力市場300にて運営される電力取引サーバ310及び需給調整指令システムの少なくとも一方をさらに含む構成であってもよい。さらに、需給調整指令システムは、電力市場の取引において用いられる簡易指令システムを含む構成であってもよい。
[ハードウェア構成]
図4を参照して、本実施の形態に係る電力調整装置200は、制御部210、記憶装置220、入力インターフェイス(以下「インターフェイス」を「IF」と記す。)230、出力IF240、及び通信IF250を含む。
制御部210は、実質的にコンピュータであって、CPU(Central Processing Unit)212、ROM(Read-Only Memory)214、及び、RAM(Random Access Memory)216を含む。CPU212は電力調整装置200全体を制御する。ROM214は不揮発性の記憶装置である。ROM214又は記憶装置220にはCPU212が電力調整装置200を制御するためのプログラム及びデータが記憶されている。RAM216は揮発性の記憶装置である。記憶装置220は不揮発性の記憶装置であり、例えばハードディスクドライブ(HDD)又はフラッシュメモリ等である。記憶装置220は、データベース222を含む。
CPU212、ROM214、RAM216、記憶装置220、入力IF230、出力IF240、及び通信IF250はいずれもバス260に接続されており、相互間のデータ交換はバス260を介して行われる。
入力IF230は、マウス及びキーボード(以上、いずれも図示せず。)等との間の接続に関するインターフェイスを提供する。出力IF240は、ディスプレイ(図示せず。)等との間の接続に関するインターフェイスを提供する。通信IF250は、有線又は無線(本実施の形態においては有線)によりネットワーク50への接続を提供する。
バス260、ROM214、RAM216、記憶装置220、入力IF230、出力IF240及び通信IF250は、いずれもCPU212の制御のもとに協調して動作する。これにより、電力調整装置200は種々のアプリケーション(コンピュータプログラム)による処理を実現する。それらのアプリケーションは、例えば、電力市場300にて約定した調整量を複数のエリアに分散して配分する電力調整装置を実現する。
電力調整装置200に、本実施の形態に係る電力調整システム100における電力調整装置としての動作を行わせるためのコンピュータプログラムは、電力調整装置200に接続される光ディスクドライブ(図示せず。)に挿入される光ディスクに記憶され、さらに記憶装置220に転送される。又は、プログラムはネットワーク50を通じて電力調整装置200に送信され記憶装置220に記憶されてもよい。プログラムは実行の際にRAM216にロードされる。光ディスクから、又はネットワーク50を介して、直接にRAM216にプログラムをロードしてもよい。
《機能的構成》
図5を参照して、電力調整装置200の制御部210は、市場連携機能部270、制御指示配分機能部272、制御指令取得部274、制御指示送信部276、計測情報取得部278、及び気象情報取得部280を機能部として含む。これら機能部の機能は、制御部210がハードウェアを用いて実行するソフトウェア処理によって実現される。これらの機能の少なくとも一部が、マイクロコンピュータを含む集積回路によって実現されてもよい。
データベース222は、制御指令データベース(以下「データベース」を「DB」と記す。)222a、リソース情報DB222b、調整可能量DB222c、及び計測データDB222dを含む。制御指令DB222aは、制御指令取得部274からの制御指令を記憶する。リソース情報DB222bは、リソース情報を予め記憶している。リソース情報は、各制御対象リソースの所在するエリアを示すエリア情報を含む。エリア情報は、各制御対象リソースの所在地情報を含む。所在地情報は、例えば、各制御対象リソースの住所、各制御対象リソースが所在するエリア、及び各制御対象リソースが属する配電系統に関する情報等を含む。配電系統に関する情報は、エリア(配電系統)の規模、各エリア(配電系統)で流せる電力の容量、及び各制御対象リソースの配電系統内での位置等の情報を含む。リソース情報(エリア情報)は、例えば、地方、都道府県、市区町村、町、及び番地等により特定される地理的範囲に対応したコード体系を持つ地域コードに対応付けてリソース情報DB222bに記憶されていると好ましい。
調整可能量DB222cは、エリア毎又は制御対象リソース毎の調整可能量を記憶する。計測データDB222dは、計測情報取得部278を介して各制御対象リソースから取得した計測情報を計測データとして記憶する。調整可能量は、計測データ等に基づいて算出される。
電力調整装置200は、ネットワーク50a(50)を介して、電力市場300及び需給調整指令システム320と通信する。市場連携機能部270は、調達を希望する調整力の必要量が電力市場300に提示されると、電力調整装置200が束ねる各制御対象リソースのリソース情報及び調整可能量に応じて電力市場300に入札する処理を行うとともに、約定した場合、電力市場300から約定情報を受信する。電力市場300から需給調整指令システム320に調整指示が出され、需給調整指令システム320はそれに応じて、需給バランス調整のための制御指令を電力調整装置200に送信する。この制御指令には、電力の調整量及び調整期間が含まれる。制御指令取得部274は、需給調整指令システム320からの制御指令を受信する機能、及び、受信した制御指令に対する応答(通常、需給バランス調整に応じる旨の回答)を需給調整指令システム320に送信する機能を持つ。制御指令取得部274はさらに、需給調整指令システム320から受信した制御指令を制御指令DB222aに記憶させる機能を持つ。
制御指示配分機能部272は、制御指令DB222aから制御指令を取得し、その制御指令と、リソース情報DB222bに記憶されているリソース情報(エリア情報)とに基づいて、制御指令が示す調整量の各エリアへの配分量を決定する。制御指示配分機能部272はさらに、各エリアに対して配分される配分量(調整量)と、リソース情報(所在地情報)とに基づいて、エリア内の各リソースへの配分量をさらに決定する。制御指示配分機能部272は、その配分結果をデータベース222に格納(保存)するとともに、決定した配分量に応じた調整を要請する制御指示を制御指示送信部276に与える。
電力調整装置200は、ネットワーク50b(50)を介して、各制御対象リソースとも通信する。制御指示送信部276は、制御指示配分機能部272から受けた制御指示をデマンドレスポンスとして各制御対象リソースに送信する。各制御対象リソースは、デマンドレスポンス(制御指示)に応じて、電力の使用を抑制又は促進するように電力消費パターンを変化させることで、電力系統に対する電力需給を調整する。各制御対象リソースは、定期的又は不定期的に、電力の計測情報を電力調整装置200に通知する。計測情報取得部278は、各制御対象リソースから通知された計測情報を受信して、計測データDB222dに格納する。
気象情報取得部280は、気象情報サービスを提供する外部のサーバ(図示せず。)と通信する。気象情報取得部280は、エリア情報に基づいて各エリアの気象情報を取得する。気象情報は、天候(日射量、風量等)に関する情報を含む。気象情報取得部280が取得した気象情報は、制御指示配分機能部272が配分量を決定する際に、必要に応じて用いられる。
なお、データベース222には、上記した情報以外の情報が格納されていてもよい。例えば、データベース222には、各制御対象リソースのデマンドレスポンスに対する応答実績(達成率等)が履歴情報として格納されていてもよい。ただし、履歴情報等の情報は、他の装置(例えばデータベースサーバ等)に格納される構成であってもよい。この場合、電力調整装置200は他の装置と通信して必要な情報を取得する。
《各エリアへの配分量の決定方法》
制御指示配分機能部272は、調整量を各エリアに分散して配分するための所定の配分条件に基づいて、当該調整量の各エリアへの配分量を決定する。具体的な配分条件として、例えば、以下の4つの条件が挙げられる。
配分条件(1)は、調整量をエリア毎に均等に配分するものである。これは、単純に、調整量を複数のエリアに均等配分するという条件である。
配分条件(2)は、調整量をエリア毎のリソース数の比率に応じて配分するものである。リソース数が多いエリアは相対的に配分量が多くなり、リソース数が少ないエリアは相対的に配分量が少なくなる。リソース数は、デマンドレスポンスに応じる制御対象リソースに限定してもよいし、デマンドレスポンスに応じるか否かに関わらず、制御対象リソース全体の総数としてもよい。
配分条件(3)は、エリア内で流せる電力の容量に応じて配分するものである。流せる容量が大きいエリアは相対的に配分量が多くなり、流せる容量が小さいエリアは相対的に配分量が少なくなる。エリア内で流せる電力の容量は、エリアの規模によって変わるため、この条件は、エリアの規模に応じて配分すると言い換えることもできる。
配分条件(4)は、調整量を気象情報取得部280が取得した気象情報に基づく優先度に応じて配分するものである。例えば、優先度に応じて配分係数を変えることで、優先度が高いエリアは相対的に配分量が多くなり、優先度が低いエリアは相対的に配分量が少なくなる。気象情報に基づく優先度は、約定した調整量(制御指令)が電力需要(消費)を促進する方向に調整するもの(所謂「上げDR」)か、それとも、電力需要(消費)を抑制する方向に調整するもの(所謂「下げDR」)かによっても異なる。具体的には、約定した調整量が電力需要を促進する方向に調整するものである場合、天候の良い(日射量等が大きい)エリアの優先度が高くなり、天候の悪い(日射量等が小さい)エリアの優先度は低くなる。一方、約定した調整量が電力需要を抑制する方向に調整するものである場合、優先度は上記とは逆になる。すなわち、系統混雑の起きにくい、天候の悪い(日射量等が小さい)エリアの優先度が高くなり、天候の良い(日射量等が大きい)エリアの優先度は低くなる。
これらの配分条件(1)~(4)は、それぞれを単独で用いてもよいし、適宜組み合わせて用いてもよい。なお、調整量を各エリアに分散して配分するための配分条件は、これらの条件に限定されず、他の条件を用いてもよい。いずれにせよ、あるエリアに調整量が集中しないよう、調整量は2以上のエリアに配分することが好ましい。
《エリア内の各リソースへの配分量の決定方法》
上述のように、制御指示配分機能部272は、各エリアへの配分量を決定した後、さらにエリア内の各リソースへの配分量を決定する。各リソースへの配分量は、所定の優先条件(優先順位)に基づいて決定される。具体的な優先条件として、例えば、以下の2つの条件が挙げられる。
優先条件(1)は、指令に対する応答確度が高い制御対象リソースの優先度を高くするというものである。応答確度は、デマンドレスポンスに対する応答実績(達成率等)に対応する。例えば、優先度に応じて配分係数が設定されており、優先度が高い制御対象リソースは相対的に高い配分量が割り振られる。
優先条件(2)は、配電系統内での位置に応じて優先度を高くするというものである。例えば、系統の末端に近いほど優先度を高くする、すなわち、系統の末端に近い制御対象リソースは相対的に高い配分量が割り振られる。
これらの優先条件(1)及び(2)は、それぞれを単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。なお、各リソースへの配分量の決定するための優先条件は、これらの条件に限定されず、他の条件を用いてもよい。
[ソフトウェア構成]
図6を参照して、デマンドレスポンスによる効果的なエネルギーマネジメントサービスを提供するために、電力調整装置200で実行されるコンピュータプログラムの制御構造について説明する。このプログラムは、ユーザの操作に応じて開始する。
このプログラムは、提供可能な調整力(提供調整力)を算出するステップS1000と、ステップS1000の後に実行され、電力市場300において提示された、調達を希望する調整力の必要量に対して、算出した調整力の提供を条件とする入札を行うステップS1010と、ステップS1010の後に実行され、入札が約定したか否かを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップS1020とを含む。ステップS1020において、約定しなかったと判定された場合は、制御はステップS1000に戻る。ステップS1000では、例えば、調整可能量に基づいて、提供可能な調整力を算出する。この場合、調整可能量を提供可能な調整力としてもよいし、調整可能量の一部を提供可能な調整力としてもよい。
このプログラムはさらに、ステップS1020において、約定したと判定された場合に実行され、需給調整指令システム320から送信される制御指令を受信するステップS1030と、ステップS1030の後に実行され、受信した制御指令に対する応答を需給調整指令システム320に送信するステップS1040と、ステップS1040の後に実行され、制御指令が示す調整量の各エリア及び各リソースへの配分量を決定するステップS1050と、ステップS1050の後に実行され、決定した配分量に応じた調整を要請する制御指示(デマンドレスポンス)を各制御対象リソースに送信するステップS1060とを含む。ステップS1060の処理が終了すると、制御はステップS1000に戻る。
図7は、図6のステップS1050の詳細を示すフローチャートである。図7を参照して、このルーチンは、リソース情報DB222bのリソース情報(エリア情報等)を参照して、予め設定された配分条件に基づいて、各エリアへの配分量を決定するステップS1100と、ステップS1100の後に実行され、リソース情報DB222bのリソース情報を参照して、予め設定された優先条件に基づいて、各制御対象リソースへの配分量を決定し、このルーチンを終了するステップS1110とを含む。
[動作]
本実施の形態に係る電力調整システム100(電力調整装置200)は以下のように動作する。
図8を参照して、電力市場300において、調達を希望する調整力の必要量が提示されるとともに、アグリゲータ110(電力調整装置200)はそれに対して入札する(図6のステップS1010)。すなわち、必要量の提示と入札とをそれぞれが行い、提示と入札の条件が合った場合に約定に至る。アグリゲータ110は、例えば、-XkWの電力量を調整力として提供する入札をしたとする。アグリゲータ110は-XkWの入札に対して-X1kW(|-X1|≦|-X|)の約定をしたとする(図6のステップS1020においてYES)。なお、電力量に付されたマイナス(-)符号は、電力需要を促進する(積極的に電力を使用する)方向への調整を意味する。マイナス(-)符号がない場合は、電力需要を抑制する(積極的に節電する)方向への調整を意味する。
約定に至ると、電力市場300の電力取引サーバ310(図5)は、需給調整指令システム320を介して、アグリゲータ110に調整指示(制御指令)を送信する。具体的には、需給調整指令システム320は、電力市場300からの調整指示を受信すると、約定した調整量の範囲内の調整量(-X2kW:|-X2|≦|-X1|)を含む制御指令をアグリゲータ110に送信する。アグリゲータ110は、制御指令を受信すると(図6のステップS1030)、需給調整指令システム320に対して制御指令に対する応答を送信する(図6のステップS1040)。
アグリゲータ110は、受け取った制御指令と、リソース情報とに基づいて、制御指令が示す調整量の配分処理を実行する(ステップS1050)。アグリゲータ110は、配分処理により決定された配分量に応じて、各エリア(エリアA,B,・・・,*)の各制御対象リソースに対して、決定した配分量に応じた調整を要請する制御指示(デマンドレスポンス:ここでは上げDR)を送信する(図6のステップS1060)。
[効果]
以上の説明から明らかなように、本実施の形態に係る電力調整装置200(電力調整システム100)は以下に述べる効果を奏する。
制御部210は、調整量の各エリアへの配分量を決定する際に、複数の制御対象リソースの各リソースが所在するエリアを示すエリア情報(リソース情報)を用いる。これにより、調整量を複数のエリアに分散して配分できるので、調整量が一部のエリアに偏って配分されるのを抑制できる。電力系統における電力使用量が局所的に変動するのを抑制できるので、電力需給の調整力を確保するために、各需要家においてリソースを制御した場合でも、電力系統の電力品質が低下するのを抑制できる。すなわち、電力系統の安定性を図りつつ、需給制御を行うことができる。
エリア情報は、各リソースの所在地情報を含み、制御部210は、各エリアに対して配分される配分量(調整量)と、所在地情報とに基づいて、エリア内のリソースへの配分量をさらに決定する。電力調整装置200は、決定した配分量に応じた調整を要請する指示(DR)を複数の制御対象リソースに送信する。これにより、エリア内の各制御対象リソースに対して調整量を適切に配分できる。
さらに、エリア情報(リソース情報)を予め記憶装置220に記憶させておくことによって、調整量の配分処理の際にエリア情報を容易に利用できる。これにより、調整量の各エリアへの配分量を容易に決定できるので、電力系統における電力使用量が局所的に変動するのを容易に抑制できる。
調整量の配分処理の際に用いる配分条件は、種々の条件を用いることができる。例えば、調整量をエリア毎に均等に配分する配分条件(1)を用いる場合、調整量を各エリアに容易に分散できる。調整量をエリア毎のリソース数の比率に応じて配分する配分条件(2)を用いる場合も、調整量を各エリアに容易に分散できる。この場合、リソース数に応じて配分量が調整されるので、各制御対象リソースへの配分が容易になるという利点もある。
さらに、調整量をエリア内で流せる電力の容量に応じて配分する配分条件(3)を用いる場合も、調整量を各エリアに容易に分散できる。この場合は、エリア内における系統安定化を容易に図ることができるという利点もある。
さらに、調整量を、制御部210(気象情報取得部280)が取得した気象情報に基づく優先度に応じて配分する配分条件(4)を用いてもよい。太陽光発電、風力発電等の再生可能エネルギーによる発電量は天候に左右されるため、エリア毎の気象情報を考慮することによって、より適切に配分量を決定できる。例えば、電力需要に余裕がある場合、すなわち、電力が余るために電力需要(消費)を促進させたい場合、再生可能エネルギーの発電量が多い、天候の良いエリアの優先度を上げることによって、系統が混雑するのを回避し易くできる。逆に、電力需要が逼迫している場合、すなわち、電力消費を抑制させたい場合、再生可能エネルギーの発電量が少ない、天候の悪いエリアの優先度を上げることによって、系統が混雑するのを回避し易くできる。そのため、このような条件を採用することによって、電力系統の安定性をより高めることができる。
(第2の実施の形態)
本実施の形態に係る電力調整システムは、アグリゲータが電力市場での電力取引を行わずに、配電事業者からの制御指令に応じて各リソースに対してデマンドレスポンスを送信する点において、第1の実施の形態とは異なる。その他の構成は、第1の実施の形態に係る電力調整システム100(図1)と同様である。
図9を参照して、本実施の形態に係る電力調整システム100Aは、電力調整装置200(図1)に代えて、電力調整装置200Aを含む。電力調整装置200Aはアグリゲータ110aによって運用される。配電事業者400は、管理サーバ410を用いて配電系統の潮流を監視する。管理サーバ410は、電圧調整機器434を制御することによって、配電系統の電圧、及び周波数が適正範囲となるように調整する。配電事業者400は、配電系統における電圧、又は周波数の変動を自身で調整できない場合、アグリゲータ110aに対して調整力の提供を依頼する。この場合、配電事業者400からアグリゲータ110aに調整指令(制御指令)が送信される。アグリゲータ110aは、調整力の提供に際し、提供対象である配電系統(エリア)を認識する必要がある。そのため、この調整指令(制御指令)には、電力の調整量、及び調整期間に加えて、電力の調整エリアを指定するエリア指定情報が含まれる。配電事業者400は、エリア指定情報を含む制御指令をアグリゲータ110aに送信することで、アグリゲータ110aに対して、調整を行う配電系統(電力の調整エリア)を通知する。
アグリゲータ110a(電力調整装置200A)は、配電事業者400からの制御指令を受信すると、エリア指定情報が指定するエリアにおける電力調整を満たすように、調整量の各エリアへの配分量を決定する。
[ハードウェア構成]
《機能的構成》
図10を参照して、電力調整装置200Aは、制御部210(図5)に代えて、制御部210aを含む。電力調整装置200Aは、電力市場での電力取引を行わないため、市場連携機能部270(図5)を持たない。この制御部210aは、制御指示配分機能部272及び制御指令取得部274に代えて、それぞれ、制御指示配分機能部272a及び制御指令取得部274aを含む。
電力調整装置200Aは、ネットワーク50c(50)を介して、配電事業者400と通信する。制御指令取得部274aは、配電事業者400から送信される制御指令を受信する機能を持つ。制御指令取得部274aはまた、制御指令に含まれるエリア指定情報及び調整量等に応じて、受信した制御指令に応じるか否かの応答を配電事業者400に送信する機能を持つ。制御指令取得部274aはさらに、配電事業者400から受信した制御指令を制御指令DB222aに記憶させる機能を持つ。
制御指示配分機能部272aは、制御指令DB222aから制御指令を取得し、その制御指令と、リソース情報DB222bに記憶されているリソース情報(エリア情報)とに基づいて、制御指令が示す調整量の各エリアへの配分量を決定する。具体的には、制御指示配分機能部272aは、エリア指定情報が指定するエリア(以下「指定エリア」と記す。)における電力調整を満たすように、調整量の各エリアへの配分量を決定する。指定エリアには、制御指令にて指定された調整量が配分され、それによって生じる調整分が指定エリア以外のエリアに配分される。これにより、複数のエリア全体でバランスがとられる。例えば、指定エリアにおいて調整量に相当する電力を消費する場合、その電力をどこかで補填する必要があり、指定エリアで消費される電力と同量の電力が指定エリア以外の他のエリアで抑制される。具体的には、例えば、指定エリアに対して-XkWの調整量の電力調整を要請する制御指令が配電事業者400から送信された場合、制御指示配分機能部272aは指定エリアに対して配分量として-XkWを配分する。-XkWの制御指令は、XkWの電力消費を促すものであるため、その電力消費を補うために、XkWの電力を抑制する(節電する)必要がある。制御指示配分機能部272aは、このXkWを調整分として指定エリア以外の各エリアに配分する。すなわち、制御指示配分機能部272aは、制御指令に含まれる調整量と同量かつ逆の電力消費パターンとなる調整量を指定エリア以外の各エリアに配分する。
指定エリア以外の各エリアへの配分量は、第1の実施の形態と同様の方法により決定するのが好ましい。すなわち、第1の実施の形態で示した配分条件に基づいて、指定エリア以外の各エリアへの配分量を決定するのが好ましい。制御指示配分機能部272aはさらに、各エリアに対して配分される配分量と、リソース情報(所在地情報)とに基づいて、エリア内の各リソースへの配分量をさらに決定する。各リソースへの配分量は、第1の実施の形態と同様の方法を用いて決定できる。制御指示配分機能部272aは、その配分結果をデータベース222に格納(保存)するとともに、決定した配分量に応じた調整を要請する制御指示を制御指示送信部276に与える。
電力調整装置200Aのその他の構成は、第1の実施の形態と同様である。
[ソフトウェア構成]
図11を参照して、本実施の形態に係る電力調整装置200Aで実行されるコンピュータプログラムの制御構造について説明する。このプログラムは、ユーザの操作に応じて開始する。
このプログラムは、配電事業者400からの制御指令を受信するまで待機するステップS2000と、ステップS2000において、制御指令を受信したと判定された場合に実行され、制御指令に対する応答を配電事業者400に送信するステップS2010と、ステップS2010の後に実行され、指定エリアにおける電力調整を満たすように、調整量の各エリア及び各制御対象リソースへの配分量を決定するステップS2020と、ステップS2020の後に実行され、決定した配分量に応じた調整を要請する制御指示(デマンドレスポンス)を各制御対象リソースに送信するステップS2030とを含む。ステップS2030の処理が終了すると、制御はステップS2000に戻る。
図12は、図11のステップS2020の詳細を示すフローチャートである。図12を参照して、このルーチンは、指定エリアに対して指定された調整量を配分するステップS2100と、ステップS2100の後に実行され、指定エリア内の制御対象リソースを選定するステップS2110と、ステップS2110の後に実行され、指定エリア内の制御対象リソースへの配分量を決定するステップS2120と、ステップS2120の後に実行され、指定エリア以外の各エリア(他のエリア)への配分量を決定するステップS2130と、ステップS2130の後に実行され、指定エリア以外の各エリアにおける各制御対象リソースへの配分量を決定し、このルーチンを終了するステップS2140とを含む。なお、ステップS2020における処理順序は、これに限定されず、適宜変更してもよい。
[動作]
本実施の形態に係る電力調整システム100A(電力調整装置200A)は以下のように動作する。
図13を参照して、配電事業者400は、電力系統(配電系統)から系統情報(系統電圧、周波数等)の収集を行っている。配電事業者400は、収集した系統情報に基づいて、アグリゲータ110aに対して調整依頼が必要か否かを判断する。調整依頼が必要と判断した場合(ステップS2200においてYES)、配電事業者400は、調整量及び調整するエリアを指定した制御指令をアグリゲータ110a(電力調整装置200A)に送信する。ここでは、一例として、調整量が-XkW、調整するエリア(指定エリア)が「エリアA」である制御指令が送信されるものとする。
電力調整装置200Aは、制御指令を受信すると(図11のステップS2000においてYES)、制御指令に対する応答を配電事業者400に送信する(図11のステップS2010)。電力調整装置200Aは、指定エリア(エリアA)における電力調整を満たすように、調整量の各エリア及び各制御対象リソースへの配分量を決定する(ステップS2020)。具体的には、電力調整装置200Aは、指定された調整量(-XkW)をエリアAに割り当てるとともに(図12のステップS2100)、エリアA内で制御対象リソースを選定し(ステップS2110)、続いて、選定した制御対象リソースへの配分量を決定する(ステップS2120)。電力調整装置200Aはさらに、エリアAに調整量(-XkW)を割り当てたことに対する調整分(XkW)をエリアA以外の各エリアで補填する。そのために、電力調整装置200Aは、当該調整分の各エリアへの配分量を決定する(ステップS2130)。電力調整装置200Aは、エリアA以外の各エリアにおける各制御対象リソースへの配分量を決定する(ステップS2140)。
電力調整装置200Aは、決定した配分量に応じた調整を要請する制御指示(デマンドレスポンス)を各制御対象リソースに送信する(図11のステップS2030)。ここでは、エリアAの制御対象リソースには、指定された調整量(-XkW)を配分した配分量の調整を要請する制御指示(デマンドレスポンス:ここでは上げDR)が送信され、エリアA以外の各エリアの制御対象リソースには、調整分(XkW)を配分した配分量の調整を要請する制御指示(デマンドレスポンス:ここでは下げDR)が送信される。
[効果]
電力調整装置200Aは、エリア指定情報を含む制御指令を取得し、エリア指定情報が指定するエリア(指定エリア)における電力調整を満たすように、調整量の各エリアへの配分量を決定する。これにより、指定されたエリアにおいて需給バランスが崩れるのを抑制できる。
電力調整装置200Aはさらに、配電事業者400が送信する上記制御指令を取得することによって、配電事業者400が指定するエリアの需給バランスを調整できる。加えて、指定されたエリアの調整分を他のエリアに配分することによって、全体として、電力系統の安定性に資することができる。
その他の効果は、第1の実施の形態と同様である。
(第3の実施の形態)
本実施の形態に係る電力調整システムは、アグリゲータが、配電事業者が送信する制御指令を、電力市場を介して取得する点において、第2の実施の形態とは異なる。その他の構成は、第1及び第2の実施の形態と同様である。
図14を参照して、本実施の形態に係る電力調整システム100Bは、電力調整装置200A(図9)に代えて、電力調整装置200Bを含む。電力調整装置200Bはアグリゲータ110bによって運用される。配電事業者400Aは、管理サーバ410aを用いて配電系統の潮流を監視する。管理サーバ410aは、電圧調整機器434を制御することによって、配電系統の電圧、及び周波数が適正範囲となるように調整する。配電事業者400Aは、配電系統における電圧、又は周波数の変動を自身で調整できない場合、電力市場300で調整力を調達する。具体的には、配電事業者400A(管理サーバ410a)は、電力市場300に対して、調達を希望する調整力の必要量を提示する。その際、電力の調整エリアも指定される。
アグリゲータ110bは、電力市場300にて約定した調整量を、第2の実施の形態と同様にして、各エリアにおける制御対象リソースに配分する。
本実施の形態では、アグリゲータ110b(電力調整装置200B)は、電力市場300からの約定情報を需給バランス調整等の制御指令として受信するものとする。すなわち、電力調整装置200Bは、需給調整指令システムを介さずに、需給バランス調整等の制御指令を受信するものとする。ただし、電力調整装置200Bは、第1の実施の形態と同様、需給調整指令システムを介して制御指令を受信する構成であってもよい。
[ハードウェア構成]
《機能的構成》
図15を参照して、電力調整装置200Bは、制御部210(図5)に代えて、制御部210bを含む。電力調整装置200Bは、配電事業者400A及び需給調整指令システムとの通信を行わないため、制御指令取得部としての機能を持たない。この制御部210bは、市場連携機能部270a、制御指示配分機能部272b、制御指示送信部276、計測情報取得部278、及び気象情報取得部280を含む。市場連携機能部270aは、第1の実施の形態で示した市場連携機能部270(図5)と同様の機能を持つ。制御指示配分機能部272bは、第2の実施の形態で示した制御指示配分機能部272a(図10)と同様の機能を持つ。制御指示送信部276、計測情報取得部278、及び気象情報取得部280は、第1及び第2の実施の形態と同様である。
市場連携機能部270aは、電力市場300に対して入札するとともに、約定した場合、電力市場300から約定情報を受信する。約定情報は制御指令でもある。この約定情報には、電力の調整量、及び調整期間に加えて、電力の調整エリアを指定するエリア指定情報が含まれる。市場連携機能部270aはさらに、受信した約定情報の内容(約定内容)を制御指令DB222aに記憶させる機能を持つ。
電力調整装置200Bのその他の構成は、第1又は第2の実施の形態と同様である。
[ソフトウェア構成]
本実施の形態に係る電力調整装置200Bでは、図11に示されるプログラムに代えて、図16に示されるプログラムが実行される。図16のプログラムは、図11のプログラムにおいて、ステップS2000及びステップS2010に代えて、ステップS3000~ステップS3020を含む。図16のステップS2020及びステップS2030における処理は、図11に示される各ステップにおける処理と同じである。以下、異なる部分について説明する。
図16を参照して、このプログラムは、電力市場300において提示された、調達を希望する調整力の必要量に対して、提供可能な調整力(提供調整力)を算出するステップS3000と、ステップS3000の後に実行され、提示された必要量に対して、算出した調整力の提供を条件とする入札を行うステップS3010と、ステップS3010の後に実行され、入札が約定したか否かを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップS3020とを含む。ステップS3020において、約定しなかったと判定された場合は、制御はステップS3000に戻る。ステップS3020において、約定したと判定された場合は、制御はステップS2020に進む。ステップS2030の処理が終了すると、制御はステップS3000に戻る。
[動作]
本実施の形態に係る電力調整システム100B(電力調整装置200B)は以下のように動作する。なお、配電事業者400Aの制御指令を、電力市場300を介してアグリゲータ110bが取得する動作を除いた動作は、上記第2の実施の形態と同様である。したがって、同様の動作についての詳細な説明は繰返さない。
図17を参照して、配電事業者400Aは、電力系統(配電系統)から収集した系統情報に基づいて、調整依頼が必要か否かを判断する。調整依頼が必要と判断した場合(ステップS2200においてYES)、配電事業者400Aは、電力市場300に対して、調達を希望する調整力の必要量を指定エリア(エリア指定情報)とともに提示する。ここでは、一例として、調整量が-YkW、調整するエリア(指定エリア)が「エリアA」とする。
電力市場300において、調達を希望する調整力の必要量が提示されるとともに、アグリゲータ110b(電力調整装置200B)はそれに対して入札する(図16のステップS3010)。アグリゲータ110bは、例えば、指定エリアに対して-X1kW(|-X1|≦|-Y|)の電力量をエリアAへの調整力として提供する入札を行う。入札が約定すると(図16のステップS3020においてYES)、アグリゲータ110bは電力市場300から約定情報を制御指令として受信する。約定情報には、電力の調整量(-X2kW:|-X2|≦|-X1|)、及びエリア指定情報(エリアA)が含まれるため、アグリゲータ110bは、約定情報を受信することによって、これらの情報を取得する。
電力調整装置200Bは、エリア指定情報が指定するエリア(指定エリア)における電力調整を満たすように、調整量の各エリアへの配分量を決定する(ステップS2020)。電力調整装置200Bは、決定した配分量に応じた調整を要請する制御指示(デマンドレスポンス)を各制御対象リソースに送信する(図16のステップS2030)。具体的には、エリアAの制御対象リソースには、約定した調整量(-X2kW)を配分した配分量の調整を要請する制御指示(デマンドレスポンス:ここでは上げDR)が送信され、エリアA以外の各エリアの制御対象リソースには、調整分(X2kW)を配分した配分量の調整を要請する制御指示(デマンドレスポンス:ここでは下げDR)が送信される。
[効果]
電力調整装置200Bは、配電事業者400Aが送信する制御指令を、電力市場300を介して取得する。これにより、配電事業者400Aが指定するエリア(指定エリア)の需給バランスを調整しながら、各エリアに対して調整量を適切に配分できる。
その他の効果は、第1又は第2の実施の形態と同様である。
(第4の実施の形態)
本実施の形態に係る電力調整システムは、アグリゲータが、電力市場で電力取引を行いつつ、配電事業者からの制御指令に応じて各リソースに対してデマンドレスポンスを送信する点において、第1~第3の実施の形態とは異なる。その他の構成は、第1及び第2の実施の形態と同様である。
図18を参照して、本実施の形態に係る電力調整システム100Cは、電力調整装置200(図1)に代えて、電力調整装置200Cを含む。電力調整装置200Cはアグリゲータ110cによって運用される。電力調整装置200Cは、配電事業者400の管理サーバ410と通信して、配電事業者400からの制御指令を受信するとともに、電力市場300の電力取引サーバ310とも通信して、電力市場300において電力取引を行う。すなわち、本実施の形態に係る電力調整システム100Cは、配電事業者400からの要請を満たしつつ、電力市場300で約定した調整量を各エリアに配分する。
本実施の形態では、第1の実施の形態と同様、アグリゲータ110c(電力調整装置200C)は、需給調整指令システムを介して、需給バランス調整等の制御指令を受信するものとする。
[ハードウェア構成]
《機能的構成》
図19を参照して、電力調整装置200Cは、制御部210(図5)に代えて、制御部210cを含む。この制御部210cは、制御指示配分機能部272及び制御指令取得部274に代えて、それぞれ、制御指示配分機能部272c及び制御指令取得部274bを含む。制御指令取得部274bは、需給調整指令システム320と通信する機能に加えて、配電事業者400からの制御指令を受信する機能、及び、受信した制御指令に対する応答を配電事業者400に送信する機能を持つ。制御指令取得部274bはさらに、需給調整指令システム320から受信した制御指令、及び配電事業者400から受信した制御指令を制御指令DB222aに記憶させる機能を持つ。
制御指示配分機能部272cは、制御指令DB222aから各制御指令を取得し、各々の制御指令と、リソース情報DB222bに記憶されているリソース情報(エリア情報)とに基づいて、制御指令が示す調整量の各エリアへの配分量を決定する。具体的には、制御指示配分機能部272cは、エリア指定情報が示す指定エリアにおける電力調整を満たすように、配電事業者400が要請する調整量及び電力市場300で約定した調整量の各エリアへの配分量を決定する。指定エリアには、配電事業者400からの制御指令にて指定された調整量が配分され、それによって生じる調整分及び電力市場300で約定した調整量が指定エリア以外の各エリアに配分される。
電力調整装置200Cのその他の構成は、第1の実施の形態と同様である。
[ソフトウェア構成]
図20を参照して、本実施の形態に係る電力調整装置200Cで実行されるコンピュータプログラムの制御構造について説明する。このプログラムは、ユーザの操作に応じて開始する。
このプログラムは、配電事業者400からの制御指令を受信したか否かを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップS4000と、ステップS4000において制御指令を受信したと判定された場合に実行され、受信した制御指令に対する応答を配電事業者400に送信するステップS4010と、ステップS4010の後、又はステップS4000において制御指令を受信していないと判定された場合、すなわち、制御指令を受信していない状態で所定時間が経過した場合に実行され、電力市場300において提示された、調達を希望する調整力の必要量に対して、提供可能な調整力(提供調整力)を算出するステップS4020とを含む。
このプログラムはさらに、ステップS4020の後に実行され、提示された必要量に対して、算出した調整力の提供を条件とする入札を行うステップS4030と、ステップS4030の後に実行され、入札が約定したか否かを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップS4040と、ステップS4040において、約定したと判定された場合に実行され、需給調整指令システム320から送信される制御指令を受信するステップS4050と、ステップS4050の後に実行され、受信した制御指令に対する応答を需給調整指令システム320に送信するステップS4060と、ステップS4060の後に実行され、配電事業者400から制御指令があった(制御指令を受信している)か否かを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップS4070と、ステップS4070において、配電事業者400から制御指令があったと判定された場合に実行され、第1の配分処理を実行するステップS4080とを含む。
図21は、図20のステップS4080の詳細を示すフローチャートである。図21を参照して、このルーチンは、指定エリアに対して指定された調整量を配分するステップS4200と、ステップS4200の後に実行され、指定エリア内の制御対象リソースを選定するステップS4210と、ステップS4210の後に実行され、指定エリア内の制御対象リソースへの配分量を決定するステップS4220と、ステップS4220の後に実行され、指定エリア以外の各エリア(他のエリア)への配分量を決定するステップS4230と、ステップS4230の後に実行され、指定エリア以外の各エリアにおける各制御対象リソースへの配分量を決定し、このルーチンを終了するステップS4240とを含む。ステップS4230では、指定エリアに配分した調整量を補填するための調整分と、電力市場300で約定した調整量との合計量を指定エリア以外の各エリアに配分するための配分量を決定する。なお、ステップS4080における処理順序は、これに限定されず、適宜変更してもよい。
再び図20を参照して、このプログラムはさらに、ステップS4070において、配電事業者400から制御指令がなかった(制御指令を受信していない)と判定された場合に実行され、第2の配分処理を実行するステップS4090を含む。ステップS4090では、図6及び図7に示されるステップS1050と同じ処理が実行される。
このプログラムはさらに、ステップS4040において約定しなかったと判定された場合に実行され、配電事業者400から制御指令があった(制御指令を受信している)か否かを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップS4100と、ステップS4100において配電事業者400から制御指令があったと判定された場合に実行され、第3の配分処理を実行するステップS4110と、ステップS4080、ステップS4090又はステップS4110の後に実行され、決定した配分量に応じた調整を要請する制御指示(デマンドレスポンス)を各制御対象リソースに送信するステップS4120とを含む。ステップS4110では、図11及び図12に示されるステップS2020と同じ処理が実行される。
ステップS4120の処理が終了すると、制御はステップS4000に戻る。ステップS4100において、配電事業者400から制御指令がなかった(制御指令を受信していない)と判定された場合も、制御はステップS4000に戻る。
[動作]
本実施の形態に係る電力調整システム100C(電力調整装置200C)は以下のように動作する。
図22を参照して、配電事業者400は、電力系統(配電系統)から収集した系統情報に基づいて、調整依頼が必要か否かを判断する。調整依頼が必要と判断した場合(ステップS2200においてYES)、配電事業者400は、調整量及び調整するエリアを指定した制御指令をアグリゲータ110c(電力調整装置200C)に送信する。ここでは、一例として、調整量が-XkW、調整するエリア(指定エリア)が「エリアA」である制御指令が送信されるものとする。
電力市場300において、調達を希望する調整力の必要量が提示されるとともに、アグリゲータ110c(電力調整装置200C)はそれに対して入札する(図20のステップS4030)。アグリゲータ110cは、例えば、YkWの電力量を調整力として提供する入札を行ったとする。アグリゲータ110cはYkWの入札に対して、例えば、Y1kW(Y1≦Y)を約定する(図20のステップS4040においてYES)。約定に至ると、電力市場300の電力取引サーバ310(図18)は、需給調整指令システム320に対して調整指示を送信する。需給調整指令システム320は、電力市場300からの調整指示を受信すると、例えば、Y2kWの調整量(Y2≦Y1)を含む制御指令をアグリゲータ110cに送信する。アグリゲータ110cは、制御指令を受信すると(図20のステップS4050)、需給調整指令システム320に対して制御指令に対する応答を送信する(図20のステップS4060)。
電力調整装置200Cは、指定エリア(エリアA)における電力調整を満たすように、調整量の各エリア及び各制御対象リソースへの配分量を決定する(ステップS4080)。具体的には、電力調整装置200Cは、配電事業者400が指定した調整量(-XkW)をエリアAに割り当てるとともに(図21のステップS4200)、エリアA内で制御対象リソースを選定し(ステップS4210)、続いて、選定した制御対象リソースへの配分量を決定する(ステップS4220)。電力調整装置200Cはさらに、エリアAに調整量(-XkW)を割り当てたことに対する調整分(XkW)と電力市場300で約定した調整量(Y2kW)との合計量(X+Y2kW)をエリアA以外のエリアで補填する。そのために、電力調整装置200Cは、当該合計量(X+Y2kW)の各エリアへの配分量を決定する(図21のステップS4230)。配分量の決定は、第1~第3の実施の形態で示した方法と同様にして行うことができる。電力調整装置200Cは、エリアA以外の各エリアにおける各制御対象リソースへの配分量を決定する(図21のステップS4240)。
電力調整装置200Cは、決定した配分量に応じた調整を要請する制御指示(デマンドレスポンス)を各制御対象リソースに送信する(図20のステップS4120)。ここでは、エリアAの制御対象リソースには、指定された調整量(-XkW)を配分した配分量の調整を要請する制御指示(デマンドレスポンス:ここでは上げDR)が送信され、エリアA以外の各エリアの制御対象リソースには、合計量(X+Y2kW)を配分した配分量の調整を要請する制御指示(デマンドレスポンス:ここでは下げDR)が送信される。
電力調整装置200Cは、各制御対象リソースに制御指示を送信した後、各制御対象リソースから定期的又は不定期的に需要量等の制御実績を受信し、受信した制御実績に基づいて各制御対象リソースに対する配分を再調整するよう構成されていると好ましい。この場合、電力調整装置200Cは、制御実績に応じて、各制御対象リソースへの配分量を再決定する。配分量を再決定は、指示(配分量)の変更、指示(当該制御対象リソースへの配分)のキャンセルを含む。電力調整装置200Cは、再決定した配分量の調整を要請する制御指示を各制御対象リソースに送信する。
なお、配電事業者400からの制御指令がなく、電力市場300で約定した場合(図20のステップS4040においてYES、かつステップS4070においてNO)、電力調整装置200Cは、第1の実施の形態と同様の動作を行う。一方、電力市場300での取引がない、又は取引が成立しなかった場合であって、配電事業者400からの制御指令がある場合(図20のステップS4100においてYES)、電力調整装置200Cは、第2の実施の形態と同様の動作を行う。
[効果]
電力調整装置200Cは、電力の調整量を含む制御指令を、電力市場300を介して取得するとともに、電力の調整量、及びエリア指定情報を含む制御指令を配電事業者400から取得する。電力調整装置200Cは、配電事業者400からの制御指令の調整量をエリア指定情報が指定するエリアの配分量として決定し、エリア情報(リソース情報)、及び各制御指令が指示する各調整量に基づいて、エリア指定情報が指定するエリア以外の各エリアへの配分量を決定する。これにより、配電事業者400が指定するエリアの需給バランスを調整しながら、電力市場300を介して要請された調整量を各エリアに適切に配分できる。
その他の効果は、第1又は第2の実施の形態と同様である。
(変形例)
上記実施の形態では、気象情報取得部を機能部として持つ電力調整装置の例について示したが、本開示はそのような実施の形態には限定されない。電力調整装置は、気象情報を取得する機能を持たない構成であってもよい。すなわち、調整量を気象情報に基づく優先度に応じて配分する配分条件を用いるか否かに応じて、適宜、気象情報を取得する機能を持たせるようにすればよい。
上記実施の形態では、電力調整装置(アグリゲータ)が各エリアの制御対象リソースにデマンドレスポンスを送付する例について示したが、本開示はそのような実施の形態には限定されない。アグリゲータは、図23に示すような複数階層になっていてもよい。図23を参照して、例えば、第1の実施の形態で示した電力調整装置200を親アグリゲータが運営する電力調整装置500とした場合、電力調整装置500が、リソースアグリゲータがそれぞれ運営する電力調整装置510(510a),510(510b),・・・に調整量を配分するようにしてもよい。すなわち、電力調整装置500は、調整量のエリアへの配分時に、複数のエリアを束ねるリソースアグリゲータ(電力調整装置510)を仮想的な1つのエリアとして、各エリアへの配分量を決定するようにしてもよい。電力調整装置510は、親アグリゲータからの制御指令を受信すると、第1の実施の形態で示した電力調整装置200と同様にして、各制御対象リソースに調整量(配分量)を配分して制御指示(デマンドレスポンス)を送信する。これらの構成は、第2~第4の実施の形態の電力調整システムに対しても同様に適用可能である。
上記実施の形態では、電力調整装置が、配電事業者からエリア指定情報を含む指令を受ける例について示したが、本開示はそのような実施の形態には限定されない。例えば、エリアを示すエリア情報に配電事業者を識別する識別情報を対応付けておけば、エリア指定情報を取得することなく配電事業者の指定エリアを認識できる。
なお、上記で開示された技術を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても、本開示の技術的範囲に含まれる。
今回開示された実施の形態は単に例示であって、本開示が上記した実施の形態のみに限定されるわけではない。本開示の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。
50、50a~50c ネットワーク
100、100A~100C 電力調整システム
110、110a~100c アグリゲータ
200、200A~200C、500、510 電力調整装置
210、210a~210c 制御部
212 CPU
214 ROM
216 RAM
220 記憶装置
222 データベース
222a 制御指令DB
222b リソース情報DB
222c 調整可能量DB
222d 計測データDB
230 入力IF
240 出力IF
250 通信IF
260 バス
270、270a 市場連携機能部
272、272a~272c 制御指示配分機能部
274、274a、274b 制御指令取得部
276 制御指示送信部
278 計測情報取得部
280 気象情報取得部
300 電力市場
310 電力取引サーバ
320 需給調整指令システム
400、400A 配電事業者
410、410a 管理サーバ
420,422,424,・・・ 電力センサ
430,432,・・・ スマートメータ
434 電圧調整機器
450~458 蓄電装置
440~446 太陽光発電装置

Claims (14)

  1. 複数のリソースにおける電力を調整する電力調整装置であって、
    電力の調整量、及び電力を調整するエリアを指定するエリア指定情報を含む、電力の調整指令を取得する取得部と、
    前記複数のリソースの各リソースが所在するエリアを示すエリア情報と、前記調整指令とに基づいて、前記調整量の各エリアへの配分量を決定する決定部とを含み、
    前記決定部は、前記エリア指定情報が指定するエリアに配分する前記調整量を補填する形で前記エリア指定情報が指定するエリア以外のエリアへの配分量を決定する、電力調整装置。
  2. 前記エリア情報は、前記各リソースの所在地情報を含み、
    前記決定部は、前記エリアに対して配分される調整量と、前記所在地情報とに基づいて、前記エリア内のリソースへの配分量をさらに決定し、
    前記決定部が決定した配分量に応じた調整を要請する指示を前記複数のリソースに送信する指示送信部をさらに含む、請求項1に記載の電力調整装置。
  3. 前記エリア情報を予め記憶する記憶部をさらに含み、
    前記決定部は、前記記憶部に記憶されているエリア情報と、前記調整指令に含まれる前記調整量とを、前記調整量を前記各エリアに分散して配分するための所定の配分条件を用いて処理することにより、前記調整量の各エリアへの配分量を決定する、請求項1または請求項2に記載の電力調整装置。
  4. 前記所定の配分条件は、前記調整量をエリア毎に均等に配分する条件を含む、請求項3に記載の電力調整装置。
  5. 前記所定の配分条件は、前記調整量をエリア毎のリソース数の比率に応じて配分する条件を含む、請求項3に記載の電力調整装置。
  6. 前記エリア情報は、エリア内で流せる電力の容量に関する容量情報をさらに含み、
    前記所定の配分条件は、前記調整量を前記容量情報が示す容量の大きさに応じて配分する条件を含む、請求項3に記載の電力調整装置。
  7. 前記エリア情報に基づいて、エリア毎の気象情報を取得する気象情報取得部をさらに含み、
    前記所定の配分条件は、前記調整量を前記気象情報取得部が取得した気象情報に基づく優先度に応じて配分する条件を含む、請求項3に記載の電力調整装置。
  8. 前記決定部は、前記エリア指定情報が指定するエリアにおける電力調整を満たすように、前記調整量の各エリアへの配分量を決定する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の電力調整装置。
  9. 前記取得部は、配電事業者が送信する前記調整指令を、電力市場を介して取得する、請求項8に記載の電力調整装置。
  10. 前記取得部は、前記調整指令を配電事業者から取得するとともに、電力市場を介して、電力の調整量を含む調整指令をさらに取得し、
    前記決定部は、前記配電事業者から取得した調整指令による調整量を前記エリア指定情報が指定するエリアの配分量として決定し、前記エリア情報、前記電力市場を介して取得した調整指令の調整量及び前記配電事業者から取得した調整指令の調整量に基づいて、前記エリア指定情報が指定するエリア以外の各エリアへの配分量を決定する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の電力調整装置。
  11. 複数のリソースにおける電力を調整する電力調整方法であって、
    電力の調整量、及び電力を調整するエリアを指定するエリア指定情報を含む、電力の調整指令を取得するステップと、
    前記複数のリソースの各リソースが所在するエリアを示すエリア情報と、前記取得するステップにおいて取得した前記調整指令とに基づいて、前記調整量の各エリアへの配分量を決定するステップとを含み、
    前記決定するステップは、前記エリア指定情報が指定するエリアに配分する前記調整量を補填する形で前記エリア指定情報が指定するエリア以外のエリアへの配分量を決定する、電力調整方法。
  12. 複数のリソースにおける電力を調整するコンピュータを、
    電力の調整量、及び電力を調整するエリアを指定するエリア指定情報を含む、電力の調整指令を取得する取得部、及び
    前記複数のリソースの各リソースが所在するエリアを示すエリア情報と、前記調整指令とに基づいて、前記調整量の各エリアへの配分量を決定する決定部として機能させ、
    前記決定部は、前記エリア指定情報が指定するエリアに配分する前記調整量を補填する形で前記エリア指定情報が指定するエリア以外のエリアへの配分量を決定する、コンピュータプログラム。
  13. 請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の電力調整装置と、
    前記電力調整装置に対して前記調整指令を与える外部装置とを含む、電力調整システム。
  14. 前記外部装置は、
    電力の調整量を含む、電力の調整指令を取得する指令取得部と、
    前記電力調整装置が管理する複数のリソースの各リソースが所在するエリアを示すエリア情報と、前記調整指令とに基づいて、前記電力調整装置の配分量を前記調整量として決定する配分決定部とを含む、請求項13に記載の電力調整システム。
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