JP2024041388A - 電力管理方法および電力管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】要請を満たすような充放電電力を確保できない場合であっても、電力市場で取引が成立する可能性を高める。【解決手段】下位アグリゲータＥ３のサーバ３０は、ＤＥＲ（電力調整リソース）から集約した充放電可能電力（対応可能電力）が要求計画を満たさない場合、上位アグリゲータＥ２のサーバ２０に、代替計画を提案する（Ｓ３３）。【選択図】図４

Description

本開示は、電力管理方法および電力管理システムに関する。

近年、電力系統から供給される電力の需給バランスを保つため、複数の分散型エネルギーリソース（ＤＥＲ：Distributed Energy Resources）をひとつの発電所のように統合・制御する仮想発電所（ＶＰＰ：Virtual Power Plant）が注目されている。特開２０２０－１５６１４９号公報（特許文献１）には、電気事業者の要請を満たすため、アグリゲータのサーバから、ＥＭＳ（Energy Management System）ネットワークを介して、需要家のエネルギー管理システム（たとえば、ＨＥＭＳ：Home Energy Management System）と通信を行い、電気自動車に搭載されたバッテリの充放電を行うことにより、車載バッテリをＤＥＲとして活用することが開示されている。

特開２０２０－１５６１４９号公報

特許文献１のＶＰＰシステムでは、アグリゲータは、電気自動車に搭載されたバッテリの仕様上のデータや使用状況のデータ等を取得し、これらのデータを用いて、当該バッテリの運用計画を策定し、当該バッテリの充放電を制御している。

このように、たとえば、バッテリ等のデータを用いて当該バッテリの運用計画を策定した場合、充放電量が不足し、アグリゲータは、電気事業者の要請を満たすような充放電電力を確保できず、電力市場での取引が成立しない可能性がある。

本開示は、要請を満たすような充放電電力を確保できない場合であっても、電力市場で取引が成立する可能性を高めることである。

本開示の電力管理方法は、電力系統に電気的に接続可能な複数の電力調整リソースを制御する電力管理方法である。電力管理方法は、電力系統から要請された要求計画に基づいて、電力調整リソースの充放電可能電力を集約し、集約した充放電可能電力が要求計画に満たないとき、代替計画を作成し、代替計画に基づく電力調整リソースの制御の可否を問い合わせる。

この方法によれば、電力系統から要請された要求計画に基づいて、電力調整リソースの充放電可能電力を集約する。そして、集約した充放電可能電力が要求計画に満たないとき、代替計画を作成し、代替計画に基づく電力調整リソースの制御を提案する。代替計画の提案が受け入れられれば、電力市場での取引が成立するので、代替計画の提案を行わない場合に比較して、電力市場での取引が成立する可能性を高めることができる。

好ましくは、要求計画は、アグリゲーションコーディネータから要請され、電力調整リソースの充放電可能電力の集約は、リソースアグリゲータが実行するものであってよい。集約した充放電可能電力が要求計画に満たないとき、リソースアグリゲータが保有する蓄電装置を電力調整リソースとして使用した場合に、充放電可能電力が要求計画を満たすか否かを判定し、蓄電装置を電力調整リソースとして使用した場合であっても、充放電可能電力が前記要求計画を満たさないとき、代替計画を作成し、代替計画に基づく電力調整リソースの制御を提案するようにしてもよい。

リソースアグリゲータは、電力調整リソースの保有者である需要家とＶＰＰサービス契約を直接締結して、電力調整リソースの制御を行う事業者である。アグリゲーションコーディネータは、リソースアグリゲータが制御した電力を束ねて、電力系統を管理する電力会社（発電事業者、送配電事業者等）と直接電力取引を行う事業者である。

この方法によれば、集約した充放電可能電力が、アグリゲーションコーディネータから要請された要求計画に満たないとき、リソースアグリゲータが保有する蓄電装置を電力調整リソースとして使用した場合に、充放電可能電力が要求計画を満たすか否かを判定する。リソースアグリゲータが保有する蓄電装置を電力調整リソースとして使用した場合に、充放電可能電力が要求計画を満たすのであれば、アグリゲーションコーディネータの要請に応えることができるので、電力市場で取引が成立する可能性が高まる。また、蓄電装置を電力調整リソースとして使用した場合であっても、充放電可能電力が要求計画を満たさないとき、代替計画に基づく電力調整リソースの制御を提案するので、代替計画の提案が受け入れられれば、電力市場での取引が成立するので、代替計画の提案を行わない場合に比較して、電力市場での取引が成立する可能性を高めることができる。

好ましくは、電力系統から要請された要求計画に基づいて、電力調整リソースの充放電可能電力を集約する際、電力調整リソースが車両に搭載された車載蓄電装置である場合、車載蓄電装置の制限事項を加味して充放電可能電力を集約し、集約した充放電可能電力が要求計画に満たないとき、車載蓄電装置の制限事項を緩和して、充放電可能電力を再集約し、再集約した充放電可能電力が要求計画に満たないとき、代替計画を作成し、代替計画に基づく電力調整リソースの制御を提案するようにしてもよい。

車両の動力源として用いられる車載蓄電装置は、当該車両の走行計画（走行予定）から要請される蓄電量、システムメインリレーを保護するためのリレー作動頻度（作動回数）の抑制、等、充放電を実行する際の制限事項がある。この方法によれば、電力系統から要請された要求計画に基づいて、電力調整リソースの充放電可能電力を集約する際、電力調整リソースが車両に搭載された車載蓄電装置である場合、車載蓄電装置の制限事項を加味して充放電可能電力を集約し、集約した充放電可能電力が要求計画に満たないとき、車載蓄電装置の制限事項を緩和して、充放電可能電力を再集約する。再集約した充放電可能電力が、要求計画を満たすのであれば、要請に応えることができるので、電力市場で取引が成立する可能性が高まる。また、再集約した充放電可能電力が要求計画を満たさないとき、代替計画に基づく電力調整リソースの制御を提案するので、代替計画の提案が受け入れられれば、電力市場での取引が成立するので、代替計画の提案を行わない場合に比較して、電力市場での取引が成立する可能性を高めることができる。

本開示の電力管理システムは、電力系統に電気的に接続可能な複数の電力調整リソースを制御する電力管理システムであり、電力系統から要請された調整量に基づいて要求計画を策定する第１サーバと、第１サーバが策定した要求計画を取得するとともに、電力調整リソースへ充放電指令を行う第２サーバと、を備える。第２サーバは、要求計画に基づいて電力調整リソースの充放電可能電力を集約し、集約した充放電可能電力が要求計画に満たないとき、代替計画を作成し、代替計画に基づく電力調整リソースの制御を、第１サーバに提案する。

この構成によれば、第２サーバは、第１サーバが策定した要求計画に基づいて電力調整リソースの充放電可能電力を集約する。第２サーバは、集約した充放電可能電力が要求計画に満たないとき、代替計画を作成し、代替計画に基づく電力調整リソースの制御を、第１サーバに提案する。代替計画の提案が受け入れられれば、電力市場での取引が成立するので、代替計画の提案を行わない場合に比較して、電力市場での取引が成立する可能性を高めることができる。

好ましくは、第２サーバは、リソースアグリゲータが管理するサーバであり、電力管理システムは、リソースアグリゲータが保有する蓄電装置を、さらに備える。第２サーバは、集約した充放電可能電力が要求計画に満たないとき、蓄電装置を電力調整リソースとして使用した場合に、充放電可能電力が要求計画を満たすか否かを判定し、蓄電装置を電力調整リソースとして使用した場合であっても、充放電可能電力が要求計画を満たさないとき、代替計画を作成し、代替計画に基づく電力調整リソースの制御を、第１サーバに提案する。

この構成によれば、リソースアグリゲータが保有する蓄電装置を電力調整リソースとして使用した場合に、充放電可能電力が要求計画を満たすのであれば、電力系統の要請に応えることができるので、電力市場で取引が成立する可能性が高まる。また、蓄電装置を電力調整リソースとして使用した場合であっても、充放電可能電力が要求計画を満たさないとき、代替計画に基づく電力調整リソースの制御を提案するので、代替計画の提案が受け入れられれば、電力市場での取引が成立するので、代替計画の提案を行わない場合に比較して、電力市場での取引が成立する可能性を高めることができる。

好ましくは、第２サーバは、要求計画に基づいて、電力調整リソースの充放電可能電力を集約する際、電力調整リソースが車両に搭載された車載蓄電装置である場合、車載蓄電装置の制限事項を加味して充放電可能電力を集約し、集約した充放電可能電力が要求計画に満たないとき、車載蓄電装置の制限事項を緩和して、充放電可能電力を再集約し、再集約した充放電可能電力が要求計画に満たないとき、代替計画を作成し、代替計画に基づく前記電力調整リソースの制御を、第１サーバに提案するようにしてもよい。

この構成によれば、再集約した充放電可能電力が、要求計画を満たすのであれば、要請に応えることができるので、電力市場で取引が成立する可能性が高まる。また、再集約した充放電可能電力が要求計画を満たさないとき、代替計画に基づく電力調整リソースの制御を提案するので、代替計画の提案が受け入れられれば、電力市場での取引が成立するので、代替計画の提案を行わない場合に比較して、電力市場での取引が成立する可能性を高めることができる。

本開示によれば、要請を満たすような充放電電力を確保できない場合であっても、電力市場で取引が成立する可能性を高めることができる。

本実施の形態に係る電力管理システムの概略的な全体構成図である。 下位アグリゲータが管理するサーバと電動車両の構成の一例を示す図である。 本実施の形態における、電力管理方法の処理の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態における、電力管理方法の処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、本実施の形態に係る電力管理システム１の概略的な全体構成図である。本実施の形態の電力管理システム１は、ＶＰＰシステムである。ＶＰＰシステムは、ＩｏＴ（Internet of Things（モノのインターネット））を利用した高度なエネルギマネジメント技術により多数のＤＥＲを束ね、これらＤＥＲを遠隔・統合制御することによってあたかも１つの発電所のように機能させる仕組みである。本実施の形態の電力管理システム１では、ＤＥＲとして、蓄電装置を備えた車両を用いている。車両に搭載された蓄電装置は、ＤＥＲであり、本開示の「電力調整リソース」の一例である。

電力管理システム１には、複数の電動車両と複数の給電装置（ＥＶＳＥ：Electric Vehicle Service Equipment）とが含まれる。電力管理システム１に含まれる電動車両およびＥＶＳＥの数は、各々独立して任意であり、１０個以上であってもよいし、１００個以上であってもよい。電力管理システム１は、特定のユーザのみが使用可能な非公共のＥＶＳＥ（たとえば、家庭用のＥＶＳＥ）と、不特定多数のユーザが使用可能な公共のＥＶＳＥとの少なくとも一方を含んでもよい。

電力管理システム１は、電力会社Ｅ１と、上位アグリゲータＥ２と、下位アグリゲータＥ３とを含む。電力会社Ｅ１は、発電事業者、送配電事業者、小売電気事業者、等を兼ねる。電力会社Ｅ１は、電力系統ＰＧの管理者である。下位アグリゲータＥ３は、リソースアグリゲータであり、電力調整リソースを保有する需要家とＶＰＰサービス契約を直接締結して、リソース（ＤＥＲ）の制御を行う事業者である。上位アグリゲータＥ２は、たとえば、アグリゲーションコーディネータであり、リソースアグリゲータ（下位アグリゲータ）Ｅ３が制御した電力を束ねて、電力会社Ｅ１と直接電力取引を行う事業者である。上位アグリゲータＥ２は、電力会社Ｅ１のＤＲ（Demand Response）要請を受け、ＤＲ要求計画を策定し、下位アグリゲータＥ３へＤＲ要求計画を伝達する。

図２は、下位アグリゲータ（リソースアグリゲータ）Ｅ３が管理するサーバ３０と電動車両５０の構成の一例を示す図である。図２では、電力系統ＰＧと、スマートメータ１３と、サーバ３０と、ＥＶＳＥ４０と、電動車両５０と、ＥＭＳネットワーク６０と、ＨＥＭＳ７０との関係を示している。サーバ３０は、本開示の「第２サーバ」の一例に相当する。

電動車両５０は、蓄電装置（バッテリ）１００に蓄えられた電力を用いて走行可能に構成されている。本実施の形態に係る電動車両５０は、エンジン（内燃機関）を備えない電気自動車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）であるが、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）であってもよい。バッテリ１００は、たとえば、リチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池等の二次電池から構成される。バッテリ１００は、本開示の「車載蓄電装置」の一例である。

電動車両５０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１０を備える。ＥＣＵ１１０は、バッテリ１００の充電制御および放電制御を行なうように構成される。電動車両５０は、バッテリ１００の状態を監視する監視モジュール（図示しない）を備える。監視モジュールは、バッテリ１００の状態（たとえば、電圧、電流、および温度）検出する各種センサを含み、検出結果をＥＣＵ１１０へ出力する。なお、監視モジュールは、上記センサ機能に加えて、ＳＯＣ（State Of Charge）推定機能、ＳＯＨ（State of Health）推定機能、セル電圧の均等化機能、診断機能、および通信機能をさらに有するＢＭＳ（Battery Management System）であってもよい。

電動車両５０は、バッテリ１００の充放電のためのインレット１２０および充放電回路１３０を備える。インレット１２０は、電動車両５０の外部と電力を授受するように構成される。インレット１２０は、充放電ケーブル４４のコネクタ４５が接続可能に構成される。ＥＶＳＥ４０の本体につながる充放電ケーブル４４のコネクタ４５が電動車両５０のインレット１２０に接続（プラグイン）されることによって、電動車両５０が充放電可能な状態（すなわち、ＥＶＳＥ４０との電力授受が可能な状態）になる。

本実施の形態のＥＶＳＥ４０は、Ｖ２Ｇ（Vehicle to Grid）（あるいは、Ｖ２Ｈ（Vehicle to Home））対応の給電装置であり、電力系統ＰＧから供給される交流電力を直流電力に変換して、バッテリ１００を充電する。また、ＥＶＳＥ４０は、バッテリ１００から放電される直流電力を交流電力に変換し、電力系統ＰＧへ供給（逆潮流）することが可能とされている。ＥＶＳＥ４０は、制御部４１と通信部４２と電源回路４３と充放電ケーブル４４とを備える。制御部４１、通信部４２、および電源回路４３は、ＥＶＳＥ４０の本体に設けられる。充放電ケーブル４４は、ＥＶＳＥ４０の本体に接続される。充放電ケーブル４４は、常にＥＶＳＥ４０の本体に接続されていてもよいし、ＥＶＳＥ４０の本体に対して着脱可能であってもよい。充放電ケーブル４４は、先端にコネクタ４５を有し、内部に電力線を含む。制御部４１は、通信部４２および電源回路４３を制御する。

電力系統ＰＧは、電力会社Ｅ１によって提供される電力網である。電力系統ＰＧは、複数のＥＶＳＥ（ＥＶＳＥ４０を含む）と電気的に接続されており、各ＥＶＳＥに交流電力を供給する。スマートメータ１３は、所定時間経過ごと（たとえば、３０分経過ごと）に電力量を計測し、計測した電力量を記憶するとともに、電力会社Ｅ１が管理するサーバ１０（図１参照）へ送信するように構成される。また、スマートメータ１３は、計測した電力量を、下位アグリゲータＥ３が管理するサーバ３０へ送信する。

下位アグリゲータＥ３が管理するサーバ３０は、ＥＭＳネットワーク６０を介して、電動車両５０およびＨＥＭＳ７０と通信を行う。ＥＭＳネットワーク６０は、専用線であってよく、ＶＰＮ（Virtual Private Network）等のインターネット回線であってもよい。電動車両５０に搭載された通信機器１４０は、ＥＭＳネットワーク６０を介して、サーバ３０と通信を行う。また、通信機器１４０は、充放電ケーブル４４を介してＥＶＳＥ４０の通信部４２と通信するように構成される。ＥＶＳＥ４０と電動車両５０との通信方式は任意であり、たとえば、ＣＡＮ（Controller Area Network）であってもよいし、ＰＬＣ（Power Line Communication）を適用したＣＰＬＴ（Control Pilot Line）による通信であってもよい。また、電動車両５０とＥＶＳＥ４０との通信は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等を用いた無線通信であってもよい。なお、ＥＶＳＥ４０と電動車両５０の通信を行う、通信部４２および通信機器１４０は、本開示の「第２通信装置」の一例に相当する。

サーバ３０は、制御装置３１と記憶装置３２と通信装置３３とを含んで構成される。制御装置３１は、プロセッサおよびメモリを含み、所定の情報処理を行なうとともに通信装置３３を制御するように構成される。記憶装置３２は、各種情報を保存可能に構成される。通信装置３３は各種通信Ｉ／Ｆを含み、ＥＭＳネットワーク６０を介して外部と通信するように構成される。

ＨＥＭＳ７０は、住宅の家電機器を制御するコントローラであり、本実施の形態では、サーバ３０からのＤＲ指令（充放電指令）に基づいてＥＶＳＥ４０を制御し、バッテリ１００の充放電制御を行う。本実施の形態では、ＥＶＳＥ４０は、特定のユーザのみが使用可能な非公共のＥＶＳＥ（たとえば、家庭用のＥＶＳＥ）であるため、ＨＥＭＳ７０を用いている。ＥＶＳＥ４０が、不特定多数のユーザが使用可能な公共のＥＶＳＥである場合、ＨＥＭＳ７０に代えて、事業所（たとえば、工場あるいは商業施設）に設置される、ＦＥＭＳ（Factory Energy Management System）またはＢＥＭＳ（Building Energy Management System）を用いてよい。

ＨＥＭＳ７０は、制御装置７１と記憶装置７２と通信装置７３とを含んで構成される。制御装置７１は、プロセッサおよびメモリを含み、所定の情報処理を行なうとともに通信装置７３を制御するように構成される。記憶装置７２は、各種情報を保存可能に構成される。通信装置７３は各種通信Ｉ／Ｆを含み、ＥＭＳネットワーク６０を介して外部と通信するように構成される。また、通信装置７３は、ＥＶＳＥ４０の通信部４２とＬＡＮによって接続されており、ＨＥＭＳ７０は、ＥＭＳネットワーク６０とＬＡＮとを中継する（サーバ３０とＥＶＳＥ４０とを中継する）ゲートウェイ装置としても機能する。なお、ＬＡＮは、有線ＬＡＮ、あるいは、Ｗｉ－Ｆｉによる無線ＬＡＮであってもよい。

図１を参照して、電力会社Ｅ１は、発電所１１および送配電設備１２によって電力網（図１に示した電力系統ＰＧ）を構築するとともに、サーバ１０によって電力系統ＰＧを保守および管理する。発電所１１は、発電装置を備え、発電装置によって生成された電力を送配電設備１２に供給するように構成される。発電所１１の発電方式は任意である。発電所１１の発電方式は、火力発電、水力発電、風力発電、原子力発電、および太陽光発電のいずれであってもよい。送配電設備１２は、送電線、変電所、および配電線を含み、発電所１１から供給される電力の送電および配電を行なうように構成される。

電力会社Ｅ１は、アグリゲータと連携することにより、電力系統ＰＧの電力調整を行なうことができる。上位アグリゲータ（アグリゲーションコーディネータ）Ｅ２は、サーバ２０を運用し管理する。下位アグリゲータ（リソースアグリゲータ）Ｅ３は、事業者毎にサーバ（たとえば、サーバ３０、３０Ａ、３０Ｂ）を運用し管理する。上位アグリゲータ（アグリゲーションコーディネータ）Ｅ２が管理するサーバ２０は、本開示の「第１サーバ」の一例に相当する。なお、サーバ２０の構成は、サーバ３０とほぼ同一の構成であるので、その説明を省略する。

図１において、電動車両５０ＡおよびＥＶＳＥ４０Ａは、電動車両５０およびＥＶＳＥ４０と、ほぼ同一の構成を備える。ＥＶＳＥ４０Ａは、スマートメータ１３Ａを介して電力系統ＰＧと接続される。ＥＶＳＥ４０Ａは、ＨＥＭＳ等を介して、サーバ３０とは接続されておらず、サーバ３０からのＤＲ指令（充放電指令）に基づき、電動車両５０Ａ（のＥＣＵ）によってバッテリの充放電制御を行う。また、電力系統ＰＧには、太陽光発電装置９０が電気的に接続可能に設けられており、太陽光発電装置９０はサーバ３０と通信可能とされている。太陽光発電装置９０は、ＤＥＲのひとつであり、本開示の「電力調整リソース」の一例であってよい。また、太陽光発電装置９０は、蓄電装置を備えていてよい。電動車両５０（ＥＶＳＥ４０、ＨＥＭＳ７０）、電動車両５０Ａ（ＥＶＳＥ４０Ａ）、太陽光発電装置９０は、各需要家によって保有されており、各需要家は、サーバ３０を運用（管理）している下位アグリゲータＥ３と、ＶＰＰサービス契約を締結している。蓄電装置８０は、サーバ３０を運用（管理）する下位アグリゲータＥ３が保有するＤＥＲであり、電力系統ＰＧと電気的に接続可能とされている。

本実施の形態では、電力会社Ｅ１のサーバ１０から、電力系統ＰＧの電力需要予測に基づいて、上位アグリゲータＥ２のサーバ２０へ、ＤＲを実行する時間帯（日時）および充放電電力を指定して、ＤＲ要請を行う。電力需要が逼迫する場合は、下げＤＲ要請を行い、電力が余剰になる場合は、上げＤＲ要請を行う。上位アグリゲータＥ２のサーバ２０は、サーバ１０からのＤＲ要請に基づいて、ＤＲ要求計画を策定する。そして、サーバ２０は、下位アグリゲータＥ３のサーバ３０、３０Ａ、３０Ｂへ、ＤＲ要求計画を送信する。サーバ３０、３０Ａ、３０Ｂへ送信するＤＲ要求計画は、同じＤＲ要求計画であってよい。また、下位アグリゲータ（リソースアグリゲータ）Ｅ３の事業規模に応じてＤＲ要求計画作成し、事業規模に応じたＤＲ要求計画を、サーバ３０、３０Ａ、３０Ｂへ送信してよい。ＤＲ要求計画は、ＤＲを実行する時間帯（日時）および充放電電力であってよい。

下位アグリゲータＥ３のサーバ３０、３０Ａ、３０Ｂは、契約している需要家へ、各需要家のＤＥＲの特徴や能力（規模）を考慮し、ＤＲ要請値を送信する。ＤＲ要請値は、たとえば、ＤＲを実行する時間帯および充放電電力である。サーバ３０、３０Ａ、３０Ｂで実行される処理は、同様であるので、以下、サーバ３０の例について、説明する。図２を参照して、ＨＥＭＳ７０は、ＥＭＳネットワーク６０を介して、ＤＲ要請値の情報を受信すると、電動車両５０によって、ＤＲ要請に応答可能か否かを判定する。たとえば、ＥＶＳＥ４０は、電動車両５０と通信を行うことにより、電動車両５０の行動予定（出発日時等）、バッテリ１００のＳＯＣ等、車両情報を取得する。ＥＶＳＥ４０は、取得した車両情報をＨＥＭＳ４０に送信する。ＨＥＭＳ４０は、受信した車両情報に基づいて、サーバ３０から送信されたＤＲ要請に応答可能か否かを判定する。ＤＲ要請に応答可能な場合、ＨＥＭＳ４０は、参加可能情報と充放電可能電力をサーバ３０へ送信する。ＤＲ要請に応答困難な場合、参加否情報をサーバ３０に送信する。なお、電動車両５０とサーバ３０との通信により、電動車両５０（ＥＣＵ１１０）がＤＲ要請の応答可否を判定し、参加可否等の情報をサーバ３０へ送信してもよい。また、ＨＥＭＳ７０の表示装置（図示しない）、あるいは、電動車両５０の表示装置（図示しない）に表示されたＤＲ要請の情報を、需要家が確認し、需要家の判断でＤＲへの参加可否を送信するようにしてもよい。

下位アグリゲータＥ３のサーバ３０は、契約している需要家のすべてから、ＤＲの参加可否の情報を受信すると、充放電可能電力を集約する。たとえば、ＤＲに参加可能な各ＤＥＲの充放電可能電力を加算して、対応可能電力を算出する。対応可能電力は、本開示の「集約した充放電可能電力」の一例に相当する。サーバ３０で集約した充放電可能電力（対応可能電力）が、ＤＲ要求計画の充放電電力（要求値）に満たない場合、上位アグリゲータＥ２の要請を満たす充放電電力を確保できないので、下位アグリゲータＥ３は、上位アグリゲータＥ２との取引を成立させることが困難になる。

本実施の形態では、下位アグリゲータＥ３は、対応可能電力（サーバ３０で集約した充放電可能電力）がＤＲ要求計画に満たない場合、代替計画を作成し、作成した代替計画を上位アグリゲータＥ２（のサーバ２０）へ提案する。代替計画が、上位アグリゲータＥ２で受入可能な代替計画であれば、下位アグリゲータＥ３は、上位アグリゲータＥ２との取引を成立させることができ、電力市場での取引が成立する可能性を高めることができる。

図３および図４は、本実施の形態における、電力管理方法の一例を示すフローチャートである。このフローチャートによる処理は、上位アグリゲータＥ２のサーバ２０、下位アグリゲータＥ３のサーバ３０、および、サーバ３０を運用する下位アグリゲータＥ３とＶＰＰサービス契約を締結している需要家が保有するＤＥＲの制御部（たとえば、ＨＥＭＳ７０、電動車両５０ＡのＥＣＵ）が協働して実行される。なお、図３および図４において、需要家が保有するＤＥＲの制御部における判断ステップは、省略している。

上位アグリゲータＥ２のサーバ２０が、電力会社Ｅ１のサーバ１０から、ＤＲ要請受信すると、ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１で、ＤＲ要求計画を作成するとともに、作成したＤＲ要求計画を下位アグリゲータＥ３のサーバ３０へ送信する。ＤＲ要求計画は、ＤＲを実行する時間帯（日時）および要求される充放電電力であってよく、たとえば、３０分間を１コマとし、各コマにおける充放電電力である。なお、充放電電力は、上げＤＲ要請の場合は、各需要家における充電電力（消費電力）である。本実施の形態において、下げＤＲ要請の場合、逆潮流アグリゲーション（ポジワットアグリゲーション）が要請され、要求される充放電電力は、各需要家のＤＥＲの放電電力（発電電力）であるとする。

下位アグリゲータＥ３のサーバ３０が、サーバ２０から送信されたＤＲ要求計画を受信すると、Ｓ２０で肯定判定され、Ｓ２１において、ＤＲ要請値を算出する。ＤＲ要請値は、契約している需要家のＤＥＲの特徴や能力（規模）を考慮し、各ＤＥＲ毎に算出する。続く、Ｓ２２では、算出したＤＲ要請値を、各需要家のＤＥＲの制御部へ送信する。各需要家のＤＥＲの制御部は、ＤＲ要請値を受信すると、充放電可能電力を算出する。ＤＥＲが電動車両に搭載されたバッテリ（車載蓄電池）の場合、充放電可能電力を算出する際、各種の制限項目を加味して、ＤＲへの参加可否、および、充放電可能電力を算出する。たとえば、ＨＥＭＳ７０が、ＤＲ要請値を受信し、バッテリ１００の充放電可能電力を算出する際、電動車両５０の行動予定（出発日時、出発時に必要なＳＯＣ等）、現在のＳＯＣ、システムメインリレーの作動頻度（作動回数）、入出力電力上限値（入出力電流上限値）、等の制限項目を加味して、ＤＲへの参加可否、および、充放電可能電力を算出する。続くＳ５１で、ＨＥＭＳ７０は、参加可否、および、算出した充放電可能電力を、サーバ３０へ送信する。

サーバ３０は、各需要家のＤＥＲの制御部から、ＤＲへの参加可否、および、充放電可能電力を受信する。そして、すべての需要家から、参加可否および充放電可能電力を受信すると、Ｓ２３で肯定判定され、Ｓ２４において、対応可能電力を算出する。対応可能電力は、ＤＲに参加可能な各ＤＥＲの充放電可能電力を加算した電力であり、本開示の「集約した充放電可能電力」の一例に相当する。サーバ３０は、Ｓ２５において、対応可能電力が、Ｓ２０で受信したＤＲ要求計画を満たすか否かを判定する。対応可能電力が、ＤＲ要求計画を満たす場合、肯定判定されＳ３６へ進む。対応可能電力がＤＲ要求計画で要求された充放電電力より小さく、対応可能電力がＤＲ要求計画を満たさない場合、否定判定されＳ２６へ進む。

Ｓ２６では、サーバ３０を運用（管理）する下位アグリゲータＥ３が保有する蓄電装置８０を利用し、ＤＲに参加させた場合の対応可能電力を算出する。Ｓ２４で算出した対応可能電力に、蓄電装置８０の充放電可能電力を加算することにより、蓄電装置８０の利用時の対応可能電力を算出する。

続くＳ２７において、サーバ３０は、Ｓ２６で算出した対応可能電力が、Ｓ２０で受信したＤＲ要求計画を満たすか否かを判定する。Ｓ２６で算出した対応可能電力が、ＤＲ要求計画を満たすとき、肯定判定されＳ３６へ進む。Ｓ２６で算出した対応可能電力が、ＤＲ要求計画を満たさない場合、否定判定されＳ２８へ進む。

Ｓ２８では、サーバ３０は、ＤＥＲが車載蓄電装置であり、かつ、ＤＲへの参加可を送信したＤＥＲの制御部へ、充放電可能電力の再算出に要求を送信する。たとえば、サーバ３０は、ＨＥＭＳ７０へ、充放電可能電力再算出の要求を送信する。ＨＥＭＳ７０は、充電可能電力再算出の要求を受信すると、Ｓ５２において、制限項目を緩和して、充放電可能電力を算出する。制限項目の緩和は、たとえば、需要家（電動車両５０のユーザ）が予め設定した制限項目を解除あるいは緩和することにより行われる。たとえば、システムメインリレーの劣化の進行をある程度許容できるユーザは、システムメインリレーの作動頻度（作動回数）による制限を解除するよう設定してよく、バッテリ１００の温度上昇を許容できる場合には、入出力電力上限値（入出力電流上限値）を大きく設定し制限項目を緩和してもよい。制限項目を緩和して充放電可能電力を算出したあと、Ｓ５３において、算出した充放電可能電力を、サーバ３０へ送信する。

サーバ３０は、対応可能電力の再算出を要求したすべての需要家から、制限項目を緩和し算出した充放電可能電力を受信すると、Ｓ２９で肯定判定され、Ｓ３０において、対応可能電力を再算出する。対応可能電力の再算出は、Ｓ２６で算出された対応可能電力に含まれる、充電可能電力の再算出を要求した需要家からＳ２３で受信した充放電可能電力を、Ｓ２９で受信した、制限項目を緩和し算出した充放電可能電力に置き換えることにより行われる。Ｓ３０で再算出した対応可能電力は、本開示の「再集約した充放電可能電力」の一例に相当する。

Ｓ３１では、サーバ３０は、Ｓ３０で再算出した対応可能電力が、Ｓ２０で受信したＤＲ要求計画を満たすか否かを判定する。Ｓ３０で再算出した対応可能電力が、ＤＲ要求計画を満たすとき、肯定判定されＳ３６へ進む。Ｓ３０で再算出した対応可能電力が、ＤＲ要求計画を満たさない場合、否定判定されＳ３２へ進む。

Ｓ３２では、サーバ３０は、代替計画を作成する。代替計画は、下位アグリゲータＥ３が対応可能な充放電電力に基づいて作成され、対応可能な充放電電力は、たとえば、Ｓ２４で算出した対応可能電力であってよく、Ｓ２６で算出した対応可能電力であってよく、あるいは、Ｓ３０で再算出した対応可能電力であってよい。代替計画は、サーバ３０を運営（管理）する下位アグリゲータＥ３と契約している需要家が保有するＤＥＲの充放電制御の計画である。Ｓ３３では、Ｓ３２で作成した代替計画を、サーバ２０へ送信することにより、上位アグリゲータＥ２へ提案する。

サーバ３０は、Ｓ３６において、ＤＲ要求計画に対して対応可能であることを、サーバ２０に送信する。上位アグリゲータＥ２のサーバ２０は、対応可能であることを受信すると、Ｓ２で肯定判定しＳ７へ進む。サーバ２０は、サーバ３０から、代替計画を受信すると、Ｓ３で肯定判定しＳ４へ進む。Ｓ４では、Ｓ３で受信した代替計画が受入可能か否かを判定し、代替計画を受入可能であれば、肯定判定されＳ７へ進む。代替計画を受け入れることができなければ、Ｓ４で否定判定されＳ５へ進む。

サーバ２０は、Ｓ５において、Ｓ１でサーバ３０へ送信したＤＲ要求計画を見直し、ＤＲ再要求計画を作成したあと、Ｓ６に進み、ＤＲ再要求計画をサーバ３０へ送信する。ＤＲ再要求計画は、Ｓ３で受信した代替計画の充放電電力を下回る充放電電力を要求するものであってよく、他の下位アグリゲータＥ３（サーバ３０Ａ、３０Ｂを運用する下位アグリゲータＥ３）が対応可能な充放電電力を加味して、作成したものであってよい。

サーバ２０からＤＲ再要求計画が送信されると、ＤＲ再要求計画を受信したサーバ３０は、ＤＲ再要求計画に対して、ＤＲ要求計画と同様に、Ｓ２０以降の処理を実行する。

サーバ２０は、Ｓ７において、上位アグリゲータＥ２とサーバ３０を運用する下位アグリゲータＥ３との取引が成立し、約定が成立したことを、サーバ３０へ送信する。サーバ３０は、サーバ２０から、約定が成立したことを受信すると、Ｓ３４で肯定判定しＳ３５へ進む。Ｓ３５では、取引が成立し、約定が成立したことを、ＤＲへの参加可を送信したＤＥＲの制御部へ、送信する。ＤＥＲの制御部は、Ｓ５４において、取引が成立し、約定が成立したことを検知し、その後に予定されるＤＲ情報に基づくＤＥＲ（電力調整リソース）の制御に向けて待機する。

本実施の形態によれば、下位アグリゲータＥ３（のサーバ３０）は、電力系統ＰＧ（電力会社Ｅ１、上位アグリゲータＥ２）から要請された要求計画に基づいて、ＤＥＲ（電力調整リソース）の充放電可能電力を集約する（Ｓ２３、Ｓ２４）。そして、集約した充放電可能電力（対応可能電力）が要求計画に満たないとき（Ｓ２５で否定判定）、代替計画を作成し（Ｓ３２）、代替計画に基づくＤＥＲの制御を提案する（Ｓ３３）。代替計画の提案が受け入れられれば、下位アグリゲータＥ３と上位アグリゲータＥ２との取引が成立するので、代替計画の提案を行わない場合に比較して、電力市場での取引が成立する可能性を高めることができる。

本実施の形態では、集約した充放電可能電力（対応可能電力）が、要求計画に満たないとき、サーバ３０を運用（管理）する下位アグリゲータＥ３が保有する蓄電装置８０をＤＥＲ（電力調整リソース）として使用した場合に、対応可能電力が要求計画を満たすか否かを判定する（Ｓ２６、２７）。蓄電装置８０を電力調整リソースとして使用した場合に、対応可能電力が要求計画を満たすのであれば、上位アグリゲータＥ２の要請に応えることができるので、下位アグリゲータＥ３と上位アグリゲータＥ２との取引が成立する可能性が高まる。

本実施の形態では、充放電可能電力を集約する際、ＤＥＲ（電力調整リソース）が電動車両に搭載されたバッテリ１００である場合、バッテリ１００の制限事項を加味して充放電可能電力を算出する（Ｓ５０）。そして、集約した充放電可能電力（対応可能電力）が要求計画に満たないとき、バッテリ１００の制限事項を緩和して、充放電可能電力を再集約する（Ｓ５２、Ｓ５３、Ｓ３０）。再集約した充放電可能電力が、要求計画を満たすのであれば（Ｓ３１で肯定判定）、要請に応えることができるので、下位アグリゲータＥ３と上位アグリゲータＥ２との取引が成立する可能性が高まる。

上記実施の形態において、Ｓ５およびＳ６の処理を省略し、サーバ２０において、代替計画が受け入れられない場合には、下位アグリゲータＥ３と上位アグリゲータＥ２との取引が成立しないようにしてもよい。

上記実施の形態において、Ｓ２６、Ｓ２７の処理を省略してよく、Ｓ２８～Ｓ３１、Ｓ５２およびＳ５３の処理を省略してもよい。また、上記実施の形態において、Ｓ２６～Ｓ３１、Ｓ５２およびＳ５３の処理を省略してもよい。さらに、Ｓ２５に続いて、Ｓ２８～Ｓ３１の処理を実行し、Ｓ３１の後にＳ２６、Ｓ２７を実行するようにしてもよい。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 電力管理システム、１０ サーバ、１１ 発電所、１２ 送配電設備、１３ スマートメータ、２０ サーバ、３０ サーバ、３１ 制御装置、３２ 記憶装置、３３ 通信装置、４０ ＥＶＳＥ、４１ 制御部、４２ 通信部、４３ 電源回路、４４ 充放電ケーブル、４５ コネクタ、５０ 車両、６０ ＥＭＳネットワーク、７０ ＨＥＭＳ、７１ 制御装置、７２ 記憶装置、７３ 通信装置、８０ 蓄電装置、９０ 太陽光発電装置、１００ バッテリ、１１０ ＥＣＵ、１２０ インレット、１３０ 充放電回路、１４０ 通信機器、Ｅ１ 電力会社、Ｅ２ 上位アグリゲータ、Ｅ３ 下位アグリゲータ、ＰＧ 電力系統。

Claims (6)

1. 電力系統に電気的に接続可能な複数の電力調整リソースを制御する、電力管理方法であって、
   前記電力系統から要請された要求計画に基づいて、前記電力調整リソースの充放電可能電力を集約し、
   集約した前記充放電可能電力が前記要求計画に満たないとき、代替計画を作成し、前記代替計画に基づく前記電力調整リソースの制御を提案する、電力管理方法。
2. 前記要求計画は、アグリゲーションコーディネータから要請され、
   前記電力調整リソースの前記充放電可能電力の集約は、リソースアグリゲータが実行するものであり、
   集約した前記充放電可能電力が前記要求計画に満たないとき、前記リソースアグリゲータが保有する蓄電装置を前記電力調整リソースとして使用した場合に、前記充放電可能電力が前記要求計画を満たすか否かを判定し、
   前記蓄電装置を前記電力調整リソースとして使用した場合であっても、前記充放電可能電力が前記要求計画を満たさないとき、前記代替計画を作成し、前記代替計画に基づく前記電力調整リソースの制御を提案する、請求項１に記載の電力管理方法。
3. 前記電力系統から要請された要求計画に基づいて、前記電力調整リソースの充放電可能電力を集約する際、前記電力調整リソースが車両に搭載された車載蓄電装置である場合、前記車載蓄電装置の制限事項を加味して前記充放電可能電力を集約し、
   集約した前記充放電可能電力が前記要求計画に満たないとき、前記車載蓄電装置の前記制限事項を緩和して、前記充放電可能電力を再集約し、
   再集約した前記充放電可能電力が前記要求計画に満たないとき、前記代替計画を作成し、前記代替計画に基づく前記電力調整リソースの制御を提案する、請求項１に記載の電力管理方法。
4. 電力系統に電気的に接続可能な複数の電力調整リソースを制御する、電力管理システムであって、
   前記電力系統から要請された調整量に基づいて要求計画を策定する第１サーバと、
   前記第１サーバが策定した前記要求計画を取得するとともに、前記電力調整リソースへ充放電指令を行う第２サーバと、を備え、
   前記第２サーバは、
   前記要求計画に基づいて、前記電力調整リソースの充放電可能電力を集約し、
   集約した前記充放電可能電力が前記要求計画に満たないとき、代替計画を作成し、前記代替計画に基づく前記電力調整リソースの制御を、前記第１サーバに提案する、電力管理システム。
5. 前記第２サーバは、リソースアグリゲータが管理するサーバであり、
   前記リソースアグリゲータは、蓄電装置を保有し、
   前記第２サーバは、
   集約した前記充放電可能電力が前記要求計画に満たないとき、前記蓄電装置を前記電力調整リソースとして使用した場合に、前記充放電可能電力が前記要求計画を満たすか否かを判定し、
   前記蓄電装置を前記電力調整リソースとして使用した場合であっても、前記充放電可能電力が前記要求計画を満たさないとき、前記代替計画を作成し、前記代替計画に基づく前記電力調整リソースの制御を、前記第１サーバに提案する、請求項４に記載の電力管理システム。
6. 前記第２サーバは、
   前記要求計画に基づいて、前記電力調整リソースの充放電可能電力を集約する際、前記電力調整リソースが車両に搭載された車載蓄電装置である場合、前記車載蓄電装置の制限事項を加味して前記充放電可能電力を集約し、
   集約した前記充放電可能電力が前記要求計画に満たないとき、前記車載蓄電装置の前記制限事項を緩和して、前記充放電可能電力を再集約し、
   再集約した前記充放電可能電力が前記要求計画に満たないとき、前記代替計画を作成し、前記代替計画に基づく前記電力調整リソースの制御を、前記第１サーバに提案する、請求項４に記載の電力管理システム。

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