JP3631986B2 - 電力制御・管理システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電事業者の電力を電気事業者が購入し、もしくは電気事業者自身が発電設備を所有して発電し、その電力を電気事業者とは異なる他者たとえば電力会社の送電網を利用して発電事業者もしくは電気事業者から電力使用者へ供給する、いわゆる電力小売り事業に適用される電力制御・管理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、人間社会の発達とともに、情報産業とこれに関わる生活物品の量産化と流通の拡大、各種電子機器の製造、普及、商取引の活発化、交通システムの高度化、量的拡大、食料の世界的規模での流通など生産、流通を中心とした活動の活発化が特に顕著になってきた。それに伴い、電力、エネルギー使用形態の多様化や使用量の大幅な増大が起ってきた。
【０００３】
一方で、化石燃料を中心とした現在のエネルギー体系において、化石燃料の残存埋蔵量の枯渇が取り沙汰され、かつ、排ガス、廃棄物による地球の汚染が懸念されるようになり、地球規模での環境保全、エネルギーの有効利用が叫ばれるようになった。
【０００４】
人間社会に発展に伴う電力を中心としたエネルギーの使用形態の多様化、使用量の増大は今後も継続するものと予測され、かつ、地球規模での環境保全、エネルギーの有効利用も当然、ますます重要な課題となってくることは論を待たない。
【０００５】
こうした状況にあって、電力、ガスなどのエネルギーの使用形態の多様化に対応した様々な形態のエネルギー供給システムの提供や、エネルギー使用価格の低減化を図り、より高度で満足のいくエネルギー供給体制を構築していくために、電力、ガスなどのエネルギー産業の規制が緩和され、自由化が端緒についた。
【０００６】
電力事業の自由化に対しては、従来の一般電気事業者（以下、電力会社という）だけでなく、電力の供給を電力使用者（以下、需要家）に行う目的で、新たな事業者、すなわち特定規模電気事業者（以下、電気事業者という）が電力販売事業を行うことになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、原子力発電所、火力発電所、水力発電所などの多種類、かつ大規模の発電所を多数保有し、各需要家の使用電力量の変化に対して、いちいち発電量を仔細に調整する必要のない電力会社と異なり、限定された数量の発電所を保有し、あるいは発電所を保有せずに契約発電事業者から電力供給を受けるのみの電気事業者の場合は、需要家が必要とする電力または電力量を推定し、これに合致した電力または電力量を自己の発電所あるいは契約発電事業者から需要家に供給するために、随時、その調整を実施しなければならない。
【０００８】
なぜならば、需要家の推定必要電力または推定必要電力量を確保するために、過剰な電力または電力量を発電すれば、エネルギーの有効利用という世界規模の課題に離反するばかりか、採算が取れずに事業の継続が困難となる。
【０００９】
かといって、需要家の推定必要電力または推定必要電力量に対してぎりぎりの電力または電力量を供給する体制では、もし、予想外の気温の上昇や低下といった気象条件の変化あるいは娯楽に関する予想外の興味の集中など、不測の事態が生じると、需要家の必要電力量が増えて供給量不足を招くことがある。
【００１０】
この場合、発電事業者から需要家への電力供給が、委託した電力会社の送電網を借りて行われる状況であれば、その送電網には当然ながら電力会社が所有する電力も流れているために、供給量不足となった分の電力または電力量が自動的に電力会社から賄われる形となり、需要家は困らないものの、電気事業者に電力会社から高額の補償金が要求されてしまう。こうなると、電気事業者にとっては、採算が取れずに事業の継続が困難となる恐れがある。
【００１１】
従って、電気事業者にとっては、契約した各需要家の、予想され得る必要電力または必要電力量の総計を満たす発電機を自ら所有したり、あるいは発電事業者と契約して必要電力または必要電力量を確保することで、需要家の要求を満足する供給体制を構築することが必要となる。
【００１２】
従来は、法的規制により、需要家に対する電力供給は一部の限定された発電事業者が独占的にこれを実施している。これらの発電事業者は、契約した需要家の使用する電力・電力量に対してそれを大幅に上回る規模の発電電力・発電電力量を実現する多数の発電所を建設し所有してはいるが、需要家の使用電力・使用電力量にきめ細かく対応する技術を有していないのが現状である。
【００１３】
なお、いくつかの大規模の需要家においては、非常時の電力確保のために、ディーゼルエンジン発電機や二次電池などの非常用発電設備を建物内に設置している例もあるが、これら非常用発電設備は年に数回の停電や災害に際して使用されるだけで、通常の使用はほとんどなく、有効利用されていないのが実状である。
【００１４】
この発明は上記の事情を考慮したもので、その目的とするところは、電力使用者が必要とする電力または電力量を確実に確保して電力使用者に安定供給することができる信頼性にすぐれた電力制御・管理システムを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の電力制御・管理システムは、発電事業者の電力を発電事業者が購入し、もしくは発電事業者自身が発電設備を所有して発電し、その電力を前記電気事業者とは異なる他者の送電網を利用して前記発電事業者もしくは発電事業者から電力使用者へ供給するものであって、電力使用者が有し、その電力使用者への電力供給が可能な補助電源と、前記電力供給と前記電力使用者の電力使用との需給バランスに応じて、前記発電事業者もしくは電気事業者の発電量の増減、前記補助電源からの電力補充、前記他者からの電力補充を制御する制御手段とを備えている。
【００１６】
請求項２に係る発明の電力制御・管理システムは、請求項１に係る発明において、制御手段について限定している。制御手段は、前記発電事業者もしくは電気事業者の発電量を増減する制御、前記補助電源から電力補充する制御、前記他者から電力補充する制御をそれぞれ実行した場合に必要となる経費を求め、これら経費のうち最も低い経費で収まる制御を選択的に実行する。
【００１７】
請求項３に係る発明の電力制御・管理システムは、請求項１に係る発明において、さらに、他者から補充される電力量を前記電気事業者に対する費用請求用として単位時間ごとに計測する手段、を備えている。これに伴い、制御手段は、前記単位時間より短い時間間隔で制御を実行する。
【００１８】
請求項４に係る発明の電力制御・管理システムは、請求項３に係る発明において、補助電源について限定している。補助電源は、起動から一定時間内好ましくは前記単位時間より短い時間で安定発電状態に到達する発電手段を有する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
［１］以下、この発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。 図１において、１０は電気事業者と契約した発電事業者で、発電設備１１、この発電設備１１を制御するための制御装置１２、発電設備１１から後述の送電網１に供給される電力の値および電力量を計測する計量器１３、この計量器１３に接続されたコンピュータ等の端末（第１端末）１４を所有している。発電設備１１の発電電力のうち、本来の操業に使用する電力を超える分の余剰電力が、計量器１３を介して送電網１に送出される。計量器１３は、電力の値および電力量のほかに、力率も計測する。
【００３１】
このような発電事業者１０が複数あり、それぞれの余剰電力が、特定規模電気事業者（以下、電気事業者と略称する）５０に購入される形で送電網１に供給される。なお、余剰電力だけでなく、電気事業者５０から発電事業者１０への電力補充の要請によって発電事業者１０の発電電力が増大され、それが電気事業者５０に購入される形で送電網１に供給される場合もある。
【００３２】
送電網１は、電気事業者５０とは異なる他者たとえば電力会社（一般電気事業者）３が所有する設備である。この送電網１を所有する電力会社３に電気事業者５０が送電を委託することにより、電気事業者５０が各発電事業者１０から購入した電力が、送電網１を介して各発電事業者１０から複数の電力使用者（以下、需要家と称する）２０に直接的に供給される。
【００３３】
各需要家２０は、送電網１から電力を取り込んで内部の負荷設備の運転に使用する建物２１、この建物２１に取り込まれる電力の値および電力量を計測する計量器２２、この計量器２２に接続されたコンピュータ等の端末（第２端末）２３を所有している。計量器２２は、電力の値および電力量のほかに、力率も計測する。
【００３４】
また、各需要家２０のうちいくつかの需要家２０は、建物２１の負荷設備に対して電力を補充するための補助電源２４、この補助電源２４から建物２１に供給される電力の値および電力量を計測する計量器２５、この補助電源２４および計量器２５に接続されその補助電源２４を制御および監視するためのコンピュータ等の端末（第３端末）２６を所有している。計量器２５は、電力の値および電力量のほかに、力率も計測する。
【００３５】
電力会社３は、発電設備４、この発電設備４を制御するための制御装置５、発電設備４から送電網１に供給される電力の値および電力量を計測する計量器６、この計量器６に接続されたコンピュータ等の端末（第４端末）７を所有している。計量器６は、電力の値および電力量のほかに、力率も計測する。
【００３６】
電気事業者５０と電力会社３との間には、各需要家２０に対する供給電力が不足する場合に電力会社３からの電力補充を受けることについて、契約が締結されている。この電力補充には、電力会社３がもともと自身の事業用として送電網１に供給している電力の一部を急な電力供給不足の解消のために事故時電力補充として緊急非難的に要請無しで使用するパターンと、電力会社３にサーバ５１から要請（指令）を出して必要量の電力を受けるパターンの、２通りがある。そして、この電力補充に際しては、実際に補充される電力量が、電気事業者５０に対する費用請求用として、計量器６を介して単位時間たとえば３０分ごとに計測されるようになっている。
【００３７】
上記補助電源２４は、もともとは需要家２０が所有する非常用の自家発電設備であり、それを電気事業者５０が借用して運用する形の契約が電気事業者５０と需要家２０との間で締結される。この場合、電気事業者５０は、補助電源２４を借用しつつそれを運用するのに要する経費を勘案し、それと実際の事業で得られる収入とのバランスを考慮し、借用するかどうかを決定することになる。
【００３８】
また、電気事業者５０は、補助電源２４の状態に応じた作業たとえば燃料補充や保守点検を実施する業者として、燃料納入業者３０およびメンテナンス業者４０を選定し、その業者３０，４０にそれぞれコンピュータ等の端末（第５端末）３１，４１を持たせている。
【００３９】
さらに、電気事業者５０は、各発電事業者１０の電力を購入する契約を各発電事業者１０と交わし、その購入した電力を各需要家２０に販売する契約を各需要家２０と交わすとともに、上記のように送電網１の所有者である電力会社３との間で送電委託および電力補充の契約を交わし、かつ所定の需要家２０との間で補助電源２４の借用と運用に関する契約を交わしながら、電力の購入から供給までその管理を行うもので、制御装置としてサーバ５１を備えている。サーバ５１は、上記端末７，１４，２３，２６，３１，４１との間でインターネット等の通信ネットワーク２を介したデータ送受信が可能である。
【００４０】
なお、各発電事業者１０において端末１４に制御装置１２を信号線接続し、サーバ５１から端末１４への送信内容をそのまま発電設備１１に対する発電機制御用データとして制御装置１２に送るようにしてもよい。
【００４１】
また、発電事業者１０から需要家２０への電力供給（補充含む）を行う代わりに、あるいは発電事業者１０から需要家２０への電力供給（補充含む）を行うことに加えて、電気事業者５０自身が専用の発電設備を所有し、その発電設備の発電電力を需要家２０に供給（補充含む）することも可能である。この場合、発電設備の近傍に同発電設備用の制御装置や端末（第１端末）などが設置され、その端末とサーバ５１との間で通信ネットワーク２を介したデータ送受信が行われる。
【００４２】
以上、電気事業者５０が電力小売り事業のために調達する電力として、次の（ａ）〜（ｇ）がある。
（ａ）発電事業者１０の余剰電力、（ｂ）電力補充の要請に基づく発電事業者１０の発電電力増大分、（ｃ）電力補充の要請に基づく電力会社３の発電電力増大分、（ｅ）電力会社３からの事故時電力補充分、（ｆ）補助電源２４の電力、（ｇ）電気事業者５０が所有する発電設備の発電電力。
電気事業者５０が所有する発電設備からの電力供給制御については、発電事業者１０からの電力供給制御に含まれるものとして、以下、その説明を省略する。
【００４３】
ところで、補助電源２４は、安価で長寿命、高効率で、安価な燃料を使用し、発電特性に関して外的環境条件から受ける影響がなるべく少なく、しかも設置面積がなるべく少なく、かつ軽量であることが好ましい。また、需要家２０の建物２１内に設置することが可能な場合には、可能ならば搬入設置に伴う建造物の変更・改造工事がないことが好ましい。
【００４４】
このような補助電源２４の例を図２に示している。すなわち、補助電源２４は、燃料の燃焼により電力を発生する蒸気タービン発電設備（発電手段）６０、この蒸気タービン発電設備６０に運転用の燃料を供給する燃料供給装置（燃料供給手段）７０、および当該補助電源２４の全体を制御する制御装置８０を有している。
【００４５】
蒸気タービン発電設備６０は、発電機６１、この発電機６１を駆動する蒸気タービン６２、この蒸気タービン６２を経た蒸気を復水する復水器６３、この復水器６３で得られる水を燃料供給装置７０から供給される燃料の燃焼により加熱して蒸気に変える蒸気ボイラ６５、復水器６３で得られる水を蒸気ボイラ６５に送る送水ポンプ６４、蒸気ボイラ６５で発生する蒸気を過熱する過熱器６６を備え、この過熱器６６を経た蒸気を蒸気タービン６２に導く構成であり、電気事業者５０と需要家２０とがあらかじめ合意によって設定した使用電力の目安、すなわち契約電力以下の発電容量を有しており、燃料供給装置７０からの燃料供給量の制御により発電電力が可変である。
【００４６】
また、蒸気タービン発電設備６０は、起動から安定発電状態に到達するまでの時間が一定時間内たとえば２時間内という特性を有する。これは、起動から安定発電状態に到達するまでの時間が長くなればなるほど、その間に、電力の託送を担当している電力会社３から事故時電力補充を受ける確率が高くなり、極めて多額な出費を伴って好ましくないためである。なお、２時間というのは最小限の時間であって、好ましくは３０分内であることが望ましい。なぜならば、電力会社３は、補充電力量を電気事業者５０に対する費用請求用として単位時間ごとに計測しており、その単位時間が３０分に設定されているからである。蒸気タービン発電設備６０がその起動から３０分内で安定発電状態に到達すれば、電力会社３の計測タイミングが到来する前に、補助電源２４からの電力の補充が十分に完了して、電力会社３からの電力の補充を削減または終了できることになる。つまり、蒸気タービン発電設備６０が起動して安定発電状態に到達するまでは、電力会社３から電力が補充されていても、電力会社３の計測タイミングにおいては、電力会社３からの電力補充がすでに削減または終了し、計量値を少なくまたは零にすることができる。これにより、電気事業者５０の出費をさらに抑制することできる。
【００４７】
蒸気タービン発電設備６０の発電機６１の出力端は、上記計量器２５および電磁遮断器２７を介して、上記計量器２２と建物２１との間の電力線２８に接続されている。電磁遮断器２７は、端末２６により制御され、オン時に発電機６１側から建物２１側への電力補充を行い、オフ時にその補充を遮断する。
【００４８】
燃料供給装置７０は、上記燃料納入業者３０によって燃料が充填される燃料タンク７１、この燃料タンク７１の燃料の残量を計測する残量計７２、燃料タンク７１から上記蒸気ボイラ６５に対する燃料の流通を制御するための流量調整弁７３、この流量調整弁７３を経て蒸気ボイラ６５に供給される燃料の流量を計測する流量計７４を有している。
【００４９】
この蒸気タービン発電設備６０の運転状態や燃料供給装置７０の運転状態（燃料残量や燃料供給速度）などは、制御装置８０を介して端末２６により監視される。
【００５０】
一方、電気事業者５０のサーバ５１は、主要な機能として次の（１）〜（６）の手段を備える。
（１）各計量器２２の計測結果に基づき、所定の電力供給該当日における各需要家２０の電力需要を推定する推定手段。
すなわち、サーバ５１は、各需要家２０の端末２３に定期的にデータ要求を指示することにより、各需要家２０の端末２３から各計量器２２の計測データ（電力・電力量・力率）を需要家２０ごとに固有のＩＤと共に収集し、かつ必要に応じて各端末２３から現地気象データを収集し、これら収集した計測データおよび現地気象データを用い、さらに上記ＩＤに基づいて当該サーバ５１の内部メモリから読み出される需要家基礎データ（需要家ごとに固有）などを用いた所定の演算により、現時点より先の所定の時期における各需要家２０の電力需要つまり使用電力および使用電力量を推定する。どの時期の使用電力および使用電力量を推定するかは、予め設定されている単位計測時間の次回分について行う場合と、その次回分とそれに続く複数回の単位計測時間について行う場合があり、そのいずれでもよい。
【００５１】
（２）推定された電力需要に相当する電力を、上記電力供給該当日において、各発電事業者１０から送電網１に送出させるための発電計画を決定する決定手段。
すなわち、各発電事業者１０から通告される事前発電計画、各発電事業者１０に固有の発電事業者基礎データ、および各発電事業者１０の現地気象データなどに基づき、発電計画を決定する。この発電計画は、電力供給該当日における予め設定されている単位計測時間ごとに必要電力を対応付けたものである。
【００５２】
（３）決定された発電計画を各発電事業者１０の端末１４に通信ネットワーク２を介して通知する通知手段。
【００５３】
（４）上記電力供給該当日の当日、発電計画に基づく電力供給が実際に行われている状況において、各計量器１３の計測結果に基づき、各発電事業者１０から送電網１への電力供給状況を検出する検出手段。
すなわち、サーバ５１は、各発電事業者１０の端末１４に定期的にデータ要求を指示することにより、各発電事業者１０の端末１４から各計量器１３の計測データ（電力・電力量・力率）を発電事業者１０ごとに固有のＩＤと共に収集し、この収集した計測データから電力供給状況を検出する。
【００５４】
（５）上記電力供給該当日の当日、発電計画に基づく電力供給が実際に行われている状況において、各計量器１３の計測により検出される電力供給状況と各計量器２２の計測により検出される電力使用状況との対比に基づいて、かつ各発電事業者１０に固有の発電事業者基礎データおよび各発電事業者１０の現地気象データなどに基づいて、現時点より先の電力供給と電力使用との需給バランスを予測（監視）し、その予測結果（監視結果）に基づいて、各発電事業者１０（または電気事業者５０が所有する発電設備）の発電量の増減、補助電源２４からの電力補充（および補充量調節）、電力会社３からの電力補充（および補充量調節）を制御する第１制御手段。
【００５５】
（６）補助電源２４の状態に応じて必要となる作業（燃料補給、メンテナンス）をその実施業者である燃料納入業者３０やメンテナンス業者４０に指令する第２制御手段。
【００５６】
このサーバ５１の機能手段において、第１制御手段は、具体的には、端末１４，２３，７を構成要素として含んでおり、各発電事業者１０の発電量を増減する制御、補助電源２４から電力補充（および補充量調節）する制御、電力会社３から電力補充（および補充量調節）する制御をそれぞれ実行した場合に必要となる経費を求め、これら経費のうち最も低い経費で収まる制御を端末１４，２３，７を用いて選択的に実行する。各発電事業者１０の発電量を増減させる制御に際しては、その制御指令が各発電事業者１０の端末１４に通信ネットワーク２を介して送られる。補助電源２４から電力補充する制御に際しては、制御指令が端末２６に通信ネットワーク２を介して送られる。電力会社から電力補充する制御に際しては、その制御指令が端末２６に通信ネットワーク２を介して送られる。
【００５７】
なお、補助電源２４から電力補充する制御に際し、補助電源２４がその起動から一定時間内（２時間内好ましくは３０分内）に安定発電状態に到達しない場合には、補助電源２４が故障であるとの判断の下に、直ちに別の制御（たとえば各発電事業者１０のうち特定の発電事業者１０の発電量を増加させる制御）が実行されることになる。
【００５８】
また、この第１制御手段の制御は、一定時間内たとえば２時間より短い時間間隔で実行される。これは、補助電源２４の起動から安定発電状態に到達するまでの時間を考慮して定めたもので、その時間が長くなればなるほど、その間に、電力の託送を担当している電力会社３から事故時電力補充を受ける確率が高くなり（電力会社３がもともと自身の事業用として送電網１に供給している電力の一部を急な電力供給不足の解消のために緊急非難的に要請無しで使用するパターン）、極めて多額な出費を伴って好ましくないためである。ただ、２時間というのは最小限の時間であって、好ましくは３０分内であることが望ましい。なぜならば、電力会社３は、補充電力量を電気事業者５０に対する費用請求用として単位時間ごとに計測しており、その単位時間が３０分に設定されているからである。３０分より短い時間間隔で制御が実行されれば、電力会社３の計測タイミングが到来する前に、発電事業者１０の発電量の増加あるいは補助電源２４からの電力の補充が十分に完了して、電力会社３からの電力補充（事故時電力補充のパターン、および電力会社３に要請を出して必要量の電力を受けるパターンの両方を含む）を削減または終了できることになる。つまり、電力会社３の計測タイミングが到来する前までは、電力会社３から電力が補充されていても、電力会社３の計測タイミングにおいては、電力会社３からの電力補充がすでに削減または終了し、計量値を少なくまたは零にすることができる。これにより、電気事業者５０の出費をさらに抑制することできる。
【００５９】
第２制御手段は、具体的には、端末２６，３１，４１を構成要素として含んでおり、補助電源２４の状態を端末２６を通して監視し、その監視結果に応じた作業（燃料補給やメンテナンス）を端末３１，４１に指令する。
【００６０】
一方、発電事業者１０の端末１４には、発電事業者に固有の識別情報であるＩＤ、発電設備１１の種類・基礎データファイル、発電設備１１の特性モニタリングファイル、発電設備１１の制御・管理メニューファイル、発電計画ファイル、過去の発電データファイル、気象データファイルなどがあらかじめ登録され、かつ、サーバ５１や気象情報取得など必要なセンターとの通信機能が搭載されている。
【００６１】
需要家２０の端末２３には、当該需要家に固有の識別情報であるＩＤ、当該需要家の基礎データファイル、過去の電力使用データファイル、受電する電力の値・量のモニタリングメニューファイルなどがあらかじめ登録され、かつ、サーバ５１との通信機能が搭載されている。
【００６２】
また、需要家２０の端末２６には、補助電源２４に固有の識別情報であるＩＤが登録されるとともに、蒸気タービン発電設備６０の種類、発電特性、発電効率（および燃料消費効率）、起動から安定発電状態に至る特性と所要時間、発電出力に応じた燃料供給速度などの基礎データがあらかじめ登録されている。さらに、端末２６には、上記基礎データと計量器２５の計測値（補充電力の値・量・力率）との対比演算により、補助電源２４の起動・停止制御、出力制御、燃料供給制御、特性モニタリングを実行する機能が搭載されている。この制御はサーバ５１からの指示により実行され、その実行に関するデータがサーバ５１に随時送信されてサーバ５１による補助電源制御の指示に反映される。なお、端末２６の記憶内容および機能の全てを端末２３に持たせるようにしてもよい。
【００６３】
サーバ５１には、発電事業者１０および需要家２０にそれぞれ固有の識別情報であるＩＤ、発電設備１１および補助電源２４にそれぞれ固有の識別情報であるＩＤ、発電設備１１および補助電源２４の基礎データファイル、発電設備１１および補助電源２４の過去の発電データファイル、需要家２０の基礎データファイル、需要家２０の過去の受電データファイル、発電事業者１０および補助電源２４の発電計画ファイル、発電・使用電力関係のモニタリングファイル、補助電源２４の発電実績データファイル、燃料供給装置７０における燃料備蓄残量管理ファイル、補助電源２４および燃料供給装置７０に対する制御・管理ファイル、電力需給バランス制御・管理ファイル、発電設備１１および補助電源２４に対する給電指令指示ファイル、電力会社３からの電力補充に関する需給制御ファイル、気象データファイル、メンテナンス業者４０に対するメンテナンス指示管理ファイル、燃料納入業者３０に対する燃料補充発注管理ファイルなどがあらかじめ登録され、かつ、各端末との通信機能が搭載されている。
【００６４】
つぎに、上記の構成の作用を図３のフローチャートを参照しながら説明する。
制御手順は、大別して手順Ａの電力需給バランス評価、手順Ｂの電力補充制御、および手順Ｃの電力削減制御に整理できる。
【００６５】
まず、手順Ａの電力需給バランス評価を行う。すなわち、サーバ５１は、各発電事業者１０の端末１４から供給電力・供給電力量などの発電データを受信し、電力供給状態（および発電状況）の把握を行うとともに、各需要家２０の端末２３から使用電力・使用電力量などの受電データを受信し、電力使用状態の把握を行う。その上で、サーバ５１では、内蔵のデータファイルから各発電事業者１０の基礎データや発電計画、各需要家２０の基礎データ、および、これに必要ならば気温、天候などの気象データなど必要情報データと比較演算して、供給量と使用量の需給バランスを予測する。
【００６６】
手順Ａにおいて実施した電力需給バランス評価の結果、電力使用量が電力供給量を上回ると予測され、所定の電力補充が必要と判断された場合、手順Ｂに従って必要量の電力の補充を図る。
【００６７】
すなわち、手順Ｂにおいて、まず、サーバ５１は、内蔵のデータファイルから発電設備１１の発電特性に関する基礎データを参照し、それとともに補助電源２４の燃料残量データなど必要データを含めた発電特性に関する基礎データを参照し、さらに電力会社３から供給されている電力・電力量を参照し、補充すべき電力・電力量の予測計算を行う。次に、サーバ５１は、発電事業者１０から発電設備１１の状態データを受信し、一方、需要家２０の端末２６から補助電源２４の状態データを受信し、発電設備１１の電力供給能力と補助電源２４の電力供給能力を算定する。
【００６８】
これとともに、サーバ５１は、内蔵のデータファイルから、発電事業者１０からの電力購入に関する料金データいわゆる電力購入料金データ、電力会社３からの電力購入に関する料金データいわゆる供給補充電力単価データ（常時バックアップや経済流通まどの契約に基づいて決定される）、補助電源２４からの電力補充に関する料金データいわゆる発電単価データ、およびこれに必要なら補助電源２４の運用に関わる燃料費調整データなどを比較参照して、発電設備１１からの電力供給量増加、補助電源２４の発電、電力会社３からの電力補充に関わる発電原価や販売価格などを比較算定し、もっとも低い経費で収まる電力補充の手段を選定する。その選定結果に基づいて、発電事業者１０に発電電力の増加指令を出すか、補助電源２４の発電を行うか、あるいは電力会社３からの電力補充を要請する。
【００６９】
一方、手順Ａでの電力需給バランス評価の結果、電力供給量が電力使用量を上回ると判断された場合は、手順Ｃの措置を行う。
すなわち、電力供給量が電力使用量を大幅に上回ると判断された場合は、発電設備１１および補助電源２４の発電量、さらに可能ならば電力会社３の補充電力量を調整する必要がある。そのため、サーバ５１は、手順Ｂで実施した制御と同様に、データファイルにある発電設備１１の発電特性基礎データを参照し、それとともに補助電源２４の燃料残量データなど必要データを含めた発電特性基礎データを参照し、電力会社３から供給される電力・電力量を参照し、削減すべき電力・電力量の予測計算を行う。次に、サーバ５１は、発電事業者１０から発電設備１１の状態データを受信し、一方、需要家２０の端末２６から補助電源２４の状態データを受信し、発電事業者１０からの電力削減能力および補助電源２４の電力削減能力を算定する。
【００７０】
これとともに、サーバ５１は、内蔵のデータファイルから、発電事業者１０からの電力購入に関する料金データいわゆる電力購入料金データ、電力会社３からの電力購入に関する料金データいわゆる供給補充電力単価データ、補助電源２４からの電力補充に関する料金データいわゆる発電単価データ、およびこれに必要なら補助電源２４の運用に関わる燃料費調整データなどを比較参照して、発電設備１１からの電力供給量削減、補助電源２４の発電停止または補充電力削減、電力会社３からの補充電力削減に関わる発電原価や販売価格などを比較算定し、もっとも低い経費で収まる電力削減形態を選定する。その選定結果に基づいて、発電事業者１０に発電電力の削減指令を出すか、補助電源２４の発電停止あるいは補充電力削減を行うか、あるいは電力会社３からの補充電力削減を要請する。
【００７１】
あるいは、発電価格の比較計算結果から、一部の発電事業者１０の発電量、補助電源２４からの補充電力量、電力会社３からの補充電力量のいずれかを必要以上に削減し、その過剰に削減した分を他の補充源による発電によって補充することがより電力供給に関わる経費を削減できるような場合には、その過剰に削減するための削減指令を出し、それと同時に、他の補充源に増加指令を出すような調整を行うことも可能である。たとえば、電力会社３からの補充電力量を必要以上に削減し、その過剰に削減した分を発電事業者１０の発電量や補助電源２４の出力の増加によって補う調整を行う。
【００７２】
以上の手順Ａ，Ｂ，Ｃが繰り返されることにより、電気事業者５０の経費を低く抑えながら、ひいては需要家２０の支払い料金の低減を可能としながら、電力の需給バランスを高レベルで保持することができ、よって信頼性の高い電力制御および管理を実現することができる。
【００７３】
電力を発電事業者１０から購入し、この電力を需要家２０に販売する電気事業を営むうえで、本システムを採用することにより、需要家２０の使用電力・使用電力量の状況に即応した適正な電力供給体制を確立することができ、電気事業運営の高信頼、収益保証の観点においてきわめて大きな貢献を果たすことができる。
【００７４】
すなわち、需要家２０が必要とする電力または電力量を電気事業者５０が発電事業者１０から確実に確保して需要家２０に安定供給することができ、信頼性にすぐれたものとなる。
【００７５】
なお、補助電源２４の運用に関して端末２６とサーバ５１との間でやり取りされるデータの例を図４に示している。
【００７６】
すなわち、端末２６では、補助電源２４における蒸気タービン発電設備６０の発電電力、電力量、力率、発電効率、およびその変動率など各種データのモニタリングが行われるとともに、蒸気タービン発電設備６０の装置温度データのモニタリングが行われ、さらに、蒸気タービン発電設備６０の劣化状態を判定するのに必要な振動や温度変動などの劣化判定用データのモニタリングが行われ、これらモニタリングされたデータがサーバ５１に送られる。さらに、端末２６では、燃料供給装置７０における残量計７２の計測結果に基づく燃料残量データが取り込まれるとともに、流量計７４の計測結果に基づく燃料供給速度データのサンプリングが行われ、さらに必要ならば燃料品質検査データもサンプリングが行われ、これらのデータがサーバ５１に送られる。補助電源２４の定期検査、修理結果、故障などに関わる定期検査・修理結果データは、担当者による端末２６のキーボード操作によって入力され、その入力データが端末２６からサーバ５１に送られる。燃料品質検査データは、担当者が端末２６のキーボード操作によって入力してもよい。
【００７７】
サーバ５１では、端末２６から送られるデータが受信され、その受信データが補助電源状態データファイルに格納されるとともに、基礎データファイルから必要データが取り出され、さらに、運用実績データファイルから必要データが取り出され、これら取り出されたデータと上記補助電源状態データファイルに格納されたデータとを用いた制御部の演算により、補助電源２４の劣化状態、補助電源２４の運転に必要な燃料の量と残量との比較など、補助電源２４の運用に関わる保守・点検の必要性が評価される。この評価に基づき、補助電源２４の運転・停止の指示、修理・点検などの指示、燃料タンク７１ヘの燃料補給の指示が必要な場合には、それぞれの指示が対応する端末へ送られる。
【００７８】
上記基礎データファイルには、蒸気タービン発電設備６０の発電特性基礎データ、燃料品質規格データ、業者データなどが格納されている。上記運用実績データファイルには、蒸気タービン発電設備６０の発電実績データ、定期点検・修理・故障実績データ、燃料使用実績データ、燃料補給実績データなどが格納されている。
【００７９】
要するに、主電源である発電事業者１０の発電設備１１とは別に、補助電源２４を使用することにより、電気事業者５０が契約した発電事業者１０や電力会社３の事情に影響されず確実に必要分の電力を需要家２０にタイムリーに供給できるようになる。
【００８０】
各需要家２０のうち、電力使用の時間的または季節的な変動が比較的大きな需要家２０を特定し、そこに補助電源２４を効果的に配置することにより、単に発電事業者１０の発電電力を増減する場合に比べ、効果的に供給過剰・不足に対処できる。
【００８１】
補助電源２４の使用により、電力会社３からの電力補充の頻度を減らすことができ、よって電力会社３からの事故時電力補充などペナルティー料金の請求による無駄な経費を極力低減することができる。
【００８２】
補助電源２４としては、需要家２０がもともと所有している非常用の自家発電設備を借用し、それをサーバ５１によって遠隔制御する構成であるから、新たな発電設備を建設する必要がなく、よって設備費の増大を回避することができる。つまり、効率的かつ採算性の高い電気事業の運営が可能である。
【００８３】
各発電事業者１０の発電設備１１の発電量、各需要家２０が使用する電力量、電力会社３からの補充電力量、補助電源２４からの補充電力量に関し、それぞれの料金体系を比較演算して最も安価な電力供給形態を選択するようにしているので、電気事業者５０の経費を大幅に節減することができる。この経費節減は、顧客である需要家２０に対する電力販売価格を低減することにつながり、需要家２０に対するサービス向上が図れる。
【００８４】
補助電源２４によって電力供給の過不足に対処する構成であるから、発電設備１１が故障して停電した場合の需要家２０に与える影響を最小限に抑えることが可能になる。また、仮に、補助電源２４が故障したとしても、その故障が需要家２０に与える影響は発電設備１１のような大型設備が故障する場合に比べてはるかに小さく、電力小売り事業としての高い信頼性を確保することができる。
【００８５】
補助電源２４の故障の例として、補助電源２４から電力補充する制御の実行に際し、補助電源２４がその起動から一定時間内に安定発電状態に到達しない場合には、補助電源２４が故障であるとの判断の下に、直ちに別の制御（たとえば各発電事業者１０のうち特定の発電事業者１０の発電量を増加させる制御）が実行されることになる。需要家２０には適切な電力供給が継続する。この場合、補助電源２４の故障の旨がサーバ５１からメンテナンス業者４０に報知される。この報知により、補助電源２４の故障に対する適切な処置が迅速に実行される。
【００８６】
電力会社３からの電力補充の形態としては、電気事業者５０と電力会社３との間で交わされる常時バックアップ契約により、所定量の電力を常にバックアップ用として電力会社３から送電網１に供給してもらっておき、その上で、電力会社３から必要に応じて電力を補充してもらう例がある。
【００８７】
［２］第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態では、図５に示す補助電源２４が採用される。この補助電源２４は、蒸気タービン発電設備６０、燃料供給装置７０、制御装置８０に加え、副電源として蓄電装置（蓄電手段）９０を有している。
【００８８】
蓄電装置９０は、主電源であるところの蒸気タービン発電設備６０の出力で充電され且つ必要に応じて放電するもので、蒸気タービン発電設備６０の出力（交流電力）を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ９１、双方向性接点を有する切換スイッチ９２、この切換スイッチ９２の一方の接点を介してＡＣ／ＤＣコンバータ９１の出力が供給される二次電池の一種であるナトリウム硫黄電池（セル）９３、このナトリウム硫黄電池９３の周りを覆うように設けられた加温ユニット９４、この加温ユニット９４内に設けられた加温用ヒータ９５および加温用配管９６、蒸気タービン発電設備６０の出力を上記加温用ヒータ９５に駆動用電力として供給するためのスイッチ９７、蒸気タービン発電設備６０における蒸気タービン６２を経た蒸気を上記加温用配管９６に供給するための流量調整弁９８、上記切換スイッチ９２の他方の接点を通して入力されるナトリウム硫黄電池９３の放電電力（直流電力）を交流電力に変換するインバータ９９を備えている。
【００８９】
ナトリウム硫黄電池９３は、充電効率（充電に必要な電気量に対する充電された電気量の割合）、放電効率（充電電気量に対する放電された電気量の割合）、充放電効率（充電に必要な電気量に対する放電された電気量の割合）とも優れているが、動作に必要な温度が３５０℃から４５０℃と高い。この動作温度環境を確保するため、ナトリウム硫黄電池９３に対し加温ユニット９４が付属されている。
【００９０】
蒸気タービン発電設備６０の運転時、流量調整弁９８が開放し、蒸気タービン発電設備６０内の蒸気が加温用配管９６に流入する。この流入により、加温ユニット９４内の温度が上昇し、それに伴い、ナトリウム硫黄電池９３の温度が上昇する。このとき、流量調整弁９８の開度制御により、ナトリウム硫黄電池９３の温度が動作に最適な値に調整される。
【００９１】
蒸気タービン発電設備６０の出力に余剰分が生じる場合、その余剰電力がスイッチ９７のオンによって加温用ヒータ９５に導かれる。これにより、加温ユニット９４内の温度が上昇し、それに伴い、ナトリウム硫黄電池９３の温度が上昇する。このとき、スイッチ９７のオン，オフ制御により、ナトリウム硫黄電池９３の温度を動作に最適な値に調整することができる。
【００９２】
このようにしてナトリウム硫黄電池９３の動作温度条件が整った状態で、ＡＣ／ＤＣコンバータ９１が動作し、かつ切換スイッチ９２の一方の接点が閉じることにより、蒸気タービン発電設備６０の出力がＡＣ／ＤＣコンバータ９１で直流電力に変換され、それが切換スイッチ９２を通してナトリウム硫黄電池９３に印加される。これにより、ナトリウム硫黄電池９３が充電される。
【００９３】
この充電により、蒸気タービン発電設備６０の発電電力を無駄なく利用できることとなる。しかも、蒸気タービン発電設備６０の発熱をエネルギーとして有効に利用できることにもなる。
【００９４】
インバータ９９が動作し、切換スイッチ９２の他方の接点が閉じると、ナトリウム硫黄電池９３が放電し、その放電電力が切換スイッチ９２を通してインバータ９０に供給される。そして、インバータ９０から出力される交流電力が計量器２５および電磁遮断器２７を介して電力線２８に供給される。ナトリウム硫黄電池９３が充電されてさえいれば、ナトリウム硫黄電池９３の放電は即時に可能であり、補助電源２４としての電力補充が迅速に可能となる。
【００９５】
蓄電装置９０は蒸気タービン発電設備６０および燃料供給装置７０と共に制御装置８０により制御され、その制御装置８０の制御およびナトリウム硫黄電池９３の温度状態・充放電状態の監視・制御が端末２６により実行される。
【００９６】
端末２６は、これら監視および制御のほかに、システムの信頼性および安全性を確保するために、ナトリウム硫黄電池９３の劣化状態や安全状態、さらには加温ユニット９４の異常状態などを監視し、ナトリウム硫黄電池９３が寿命となった場合にその交換時期を予測し、メンテナンス業者４０に対するタイムリーな取替え発注や定期検査時期の決定、安全性に関わる事前の警告の発出、補助電源２４による電力補充の回避などを判断する機能を有する。この機能を実現するため、ナトリウム硫黄電池９３の劣化や安全性の管理に必要なデータが、サーバ５１の各データファイルに格納される。
【００９７】
他の構成および作用は第１の実施形態と同じであり、よってその説明は省略する。
【００９８】
なお、ナトリウム硫黄電池９３の代わりに、常温動作をする鉛電池、シール鉛電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池を用いることも可能である。これら、常温動作の二次電池を採用した場合、加温ユニット９４、加温用ヒータ９５、加温用配管９６、スイッチ９７、流量調整弁９８などが不要となる。
【００９９】
［３］第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態では、図６に示す補助電源２４が採用される。この補助電源２４は、発電／蓄電装置１００、燃料供給装置１１０、および制御装置８０により構成されている。
【０１００】
発電／蓄電装置１００は、燃料供給装置１１０から供給される都市ガスを改質器１０１で燃料改質することで反応活物質である水素ガスを製造し、それを燃料電池（ＦＣ）１０２に供給することでその燃料電池１０２から直流電力を発生させるとともに、その直流電力の発生に伴って燃料電池１０２で生成される排ガスを水蒸気分離器１０３に供給し、そこで排ガスから水蒸気を抽出し、その水蒸気を流量調整弁１０４を通して燃料供給装置１１０からの都市ガスに混合するようにしている。流量調整弁１０４は開度調節され、これにより、水蒸気が最適混合比で都市ガスに混合される。これら改質器１０１、燃料電池１０２、水蒸気分離器１０３、流量調整弁１０４により、発電手段が構成されている。
【０１０１】
燃料供給装置１１０は、市中配管から供給される都市ガスを上記発電／蓄電装置１００に対して流通制御するための流量調整弁１１１、この流量調整弁１１１を経て発電／蓄電装置１００に供給される都市ガスの流量を計測する流量計１１２を有している。
【０１０２】
また、発電／蓄電装置１００は、上記発電手段に加え、蓄電手段を備えている。蓄電手段は、双方向性接点を有する切換スイッチ１０５、この切換スイッチ１０５の一方の接点を介して入力される燃料電池１０２の出力（直流電力）を所定電圧レベルの直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ１０６、双方向性接点を有する切換スイッチ１０７、この切換スイッチ１０５の一方の接点を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１０６の出力が印加される二次電池１０８、この二次電池１０８から上記切換スイッチ１０７の他方の接点を通して入力される直流電力（放電電力）および上記燃料電池１０２から上記切換スイッチ１０５の他方の接点を通して入力される直流電力を交流電力に変換するインバータ１０９を備えている。
【０１０３】
燃料電池１０２およびインバータ１０９が動作し、かつ切換スイッチ１０５の他方の接点が閉じることにより、燃料電池１０２の出力が切換スイッチ１０５を通してインバータ１０９に供給され、そのインバータ１０９から交流電力が出力される。この出力が計量器２５および電磁遮断器２７を介して電力線２８に供給される。
【０１０４】
燃料電池１０２およびＤＣ／ＤＣコンバータ１０６が動作し、かつ切換スイッチ１０５，１０７のそれぞれ一方の接点が閉じると、燃料電池１０２の出力がＤＣ／ＤＣコンバータ１０６で所定電圧レベルの直流電力に変換され、それが切換スイッチ１０５，１０７を通して二次電池１０８に印加される。これにより、二次電池１０８が充電される。
【０１０５】
インバータ１０９が動作し、切換スイッチ１０７の他方の接点が閉じると（切換スイッチ１０５は一方の接点が閉じた状態）、二次電池１０８が放電し、その放電電力が切換スイッチ１０７を通してインバータ１０９に供給される。そして、インバータ１０９から出力される交流電力が計量器２５および電磁遮断器２７を介して電力線２８に供給される。
【０１０６】
効率などの条件によっては燃料電池１０２を比較的長時間継続して運転することが好ましい場合があり、そのような状況において、燃料電池１０２から発生する電力の余剰分を二次電池１０８に充電しておくことができる。二次電池１０８が充電されてさえいれば、二次電池１０８の放電は即時に可能であり、補助電源２４から需要家２０への電力補充が迅速となる。
【０１０７】
燃料電池１０２の発電・停止、二次電池１０８の充放電とそれに伴う周辺装置の制御は、制御装置８０が賄う。また、制御装置８０は、流量調整弁１０４，１１１の調節、都市ガス供給速度の調節、燃料電池１０２の制御、改質器１０１の制御、水蒸気分離器１０３の制御などを実施し、燃料電池１０２を適切に運用する。
【０１０８】
端末２６は、制御装置８０を制御するほかに、燃料電池１０２の運用に関わる発生電力、燃料電池温度、都市ガス供給状態、空気温度と都市ガス供給速度、排ガス濃度と温度、改質器温度、改質前後のガス濃度、水蒸気濃度、二次電池１０８の電圧・電流・温度、充放電時間などのモニタリングを行う。
【０１０９】
また、端末２６は、これら制御およびモニタリングの他に、燃料電池１０２の電極板の劣化状態、改質器１０１の触媒の劣化状態、二次電池１０８の劣化状態などを併せて監視し、燃料電池１０２および二次電池１０８の劣化状態や安全性を把握するとともに、寿命となった燃料電池電極板、改質器触媒、二次電池１０８の交換時期を予測し、サーバ５１を介してメンテナンス業者４０に対するタイムリーな取替え発注や定期検査時期を決定し、安全性に関わる事前の警告の発出を行い、補助電源２４による電力補充の回避などを判断する機能を有する。この機能を実現するため、燃料電池１０２の電極の劣化特性、二次電池１０８の劣化特性や寿命、劣化判定方法の演算プログラム、などを表わすデータが、サーバ５１の各データファイルに格納される。
【０１１０】
他の構成および作用は第１の実施形態と同じであり、よってその説明は省略する。
【０１１１】
なお、二次電池１０８としては、鉛電池、シール鉛電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池などの採用が可能である。
【０１１２】
［４］第４の実施形態について説明する。
第４の実施形態では、図７に示す補助電源２４が採用される。この補助電源２４は、太陽光のエネルギーで発電する太陽光発電装置１２０と、この太陽光発電装置１２０の出力で充電され且つ必要に応じて放電する蓄電手段、および制御装置８０により構成されている。
【０１１３】
蓄電手段は、双方向性接点を有する切換スイッチ１３１、この切換スイッチ１３１の一方の接点を介して入力される太陽光発電装置１２０の出力（直流電力）を所定電圧レベルの直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ１３２、双方向性接点を有する切換スイッチ１３３、この切換スイッチ１３３の一方の接点を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１３２の出力が印加される二次電池１３４、この二次電池１３４から上記切換スイッチ１３３の他方の接点を通して入力される直流電力（放電電力）および上記太陽光発電装置１２０から上記切換スイッチ１３１の他方の接点を通して入力される直流電力をそれぞれ交流電力に変換するインバータ１３５を備えている。
【０１１４】
太陽光発電装置１２０に光が当たり、インバータ１３５が動作し、かつ切換スイッチ１３１の他方の接点が閉じることにより、太陽光発電装置１２０の出力が切換スイッチ１３１を通してインバータ１３５に供給され、そのインバータ１３５から交流電力が出力される。この出力が計量器２５および電磁遮断器２７を介して電力線２８に供給される。
【０１１５】
太陽光発電は、当然のことながら晴天の昼間にしか発電できないため、頻繁に発電した電力を二次電池１３４に一旦蓄えることが必要になる。すなわち、太陽光発電装置１２０に光が当たり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３２が動作し、かつ切換スイッチ１３１，１３３のそれぞれ一方の接点が閉じると、太陽光発電装置１２０の出力がＤＣ／ＤＣコンバータ１３２で所定電圧レベルの直流電力に変換され、それが切換スイッチ１３１，１３３を通して二次電池１３４に印加される。これにより、二次電池１３４が充電される。
【０１１６】
インバータ１３５が動作し、切換スイッチ１３３の他方の接点が閉じると（切換スイッチ１３１は一方の接点が閉じた状態）、二次電池１３４が放電し、その放電電力が切換スイッチ１３３を通してインバータ１３５に供給される。そして、インバータ１３５から出力される交流電力が計量器２５および電磁遮断器２７を介して電力線２８に供給される。二次電池１３４が充電されてさえいれば、二次電池１３４の放電は即時に可能であり、補助電源２４から需要家２０への電力補充が迅速となる。
【０１１７】
太陽光発電装置１２０の発電、二次電池１３４の充放電とそれに伴う周辺装置の制御は、制御装置８０が賄う。
【０１１８】
端末２６は、制御装置８０を制御するほかに、太陽光発電装置１２０における太陽光発電パネルの温度、電圧、電流などを監視し、また二次電池１３４の温度、電圧、電流などを監視するとともに、電力補充状態、充放電状態、安全性などに関する情報を収集する。
【０１１９】
また、端末２６は、太陽光発電装置１２０や二次電池１３４の劣化状態を監視しながら、サーバ５１を介してメンテナンス業者４０に対するタイムリーな取替え発注や定期検査時期を決定し、安全性に関わる事前の警告の発出を行い、補助電源２４による電力補充の回避などを判断する機能を有する。この機能を実現するため、太陽光発電装置１２０の劣化特性、二次電池１３４の劣化特性や寿命、劣化判定方法の演算プログラム、などを表わすデータが、サーバ５１の各データファイルに格納される。
【０１２０】
このような補助電源２４を採用することにより、自然エネルギーを有効利用した信頼性の高い電力補充が可能となる。
【０１２１】
他の構成および作用は第１の実施形態と同じであり、よってその説明は省略する。
【０１２２】
なお、二次電池１３４としては、鉛電池、シール鉛電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池などの採用が可能である。
【０１２３】
［５］第５の実施形態について説明する。
第５の実施形態では、図８に示す補助電源２４が採用される。この補助電源２４は、複数の需要家２０に対する電力補充を可能とするもので、風のエネルギーで発電する風力発電装置１３０と、この風力発電装置１３０の出力で充電され且つ必要に応じて放電する蓄電手段、および制御装置８０により構成されている。
【０１２４】
蓄電手段は、双方向性接点を有する切換スイッチ１４１、この切換スイッチ１４１の一方の接点を介して入力される風力発電装置１３０の出力（交流電力）を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ１４２、双方向性接点を有する切換スイッチ１４３、この切換スイッチ１４３の一方の接点を介してＡＣ／ＤＣコンバータ１４２の出力が印加される二次電池１４４、この二次電池１４４から上記切換スイッチ１４３の他方の接点を通して入力される直流電力（放電電力）および上記風力発電装置１３０から上記切換スイッチ１４１の他方の接点を通して入力される直流電力をそれぞれ交流電力に変換するインバータ１４５を備え、風力発電装置１３０の出力を切換スイッチ１４１および計量器１４６を通して外部出力するとともに、インバータ１４５の出力を同計量器１４６を通して外部出力する。これら外部出力は、各需要家２０に導かれ、それぞれ計量器２５および電磁遮断器２６を通して電力線２８に供給される。
【０１２５】
風力発電装置１３０は、一定以上の風速の風がある場合に発電する。この発電に際し、需要家２０の使用電力が送電網１からの供給電力よりも多くて、電力の補充が必要な状況であれば、切換スイッチ１４１の他方の接点が閉じ、風力発電装置１３０の出力が切換スイッチ１４１および計量器１４６を通して需要家２０に供給される。
【０１２６】
風力発電装置１３０が発電しているとき、需要家２０の使用電力が送電網１からの供給電力よりも少なくて、各需要家２０に対する電力の補充が不要な状況であれば、ＡＣ／ＤＣコンバータ１４２が動作し、かつ切換スイッチ１４１，１４３のそれぞれ一方の接点が閉じる。これにより、風力発電装置１３０の出力がＡＣ／ＤＣコンバータ１４２で所定電圧レベルの直流電力に変換され、それが切換スイッチ１４１，１４３を通して二次電池１４４に印加される。これにより、二次電池１４４が充電される。
【０１２７】
風力発電装置１３０が発電していないとき、需要家２０の使用電力が送電網１からの供給電力よりも多くなって、電力の補充が必要な状況であれば、インバータ１４５が動作し、切換スイッチ１４３の他方の接点が閉じる（切換スイッチ１４１は一方の接点が閉じた状態）。これにより、二次電池１４４が放電し、その放電電力が切換スイッチ１４３を通してインバータ１４５に供給される。そして、インバータ１４５から出力される交流電力が計量器１４６を通して需要家２０に供給される。二次電池１４４が充電されてさえいれば、二次電池１４４の放電は即時に可能であり、補助電源２４から需要家２０への電力補充が迅速となる。
【０１２８】
このような補助電源２４の採用により、自然エネルギーを有効利用した信頼性の高い電力補充が、複数の需要家２０に対して可能となる。
【０１２９】
風力発電装置１３０の発電、二次電池１４４の充放電とそれに伴う周辺装置の制御は、制御装置８０が賄う。
【０１３０】
補助電源２４の送電端に計量器１４６を設置し、さらに需要家２０の補充電力受電端にも別の計量器２５を設置する理由は、補助電源２４から送出される総電力量および各需要家２０が受電する電力量をそれぞれ個別に評価し、補助電源２４からどの需要家２０がどれだけの電力の補充を受けたかを明確化し、電気事業者５０から各需要家２０への電力使用料金の請求を適正化するとともに、送電系の異常を的確に把握し対処するためである。
【０１３１】
計量器１４６で計測される電力、電力量、力率は端末２６がデータとして収集し、各需要家２０の計量器２５で計測される電力、電力量、力率は各需要家２０の端末２２がデータとして収集する。これら収集データは、サーバ５１に送信され、電力使用料金の計算に使用されるとともに、補助電源発電・補充電力使用に関する基礎データ入力の処理に使用される。なお、各需要家２０の端末２２は、電磁遮断器２７を制御する機能を持つ。
【０１３２】
補助電源２４に対する燃料の供給系はないため、よって燃料関係のメンテナンスは不要となるが、風力発電装置１３０および二次電池１４４についてのメンテナンスは必要である。このメンテナンスのためのプログラムやデータが、サーバ５１の各データファイルに格納される。このようなメンテナンス管理体制を構築することにより、端末２６は、風力発電装置１３０や二次電池１４４の劣化状態を監視し、的確なメンテナンスや取替え時期を判断し、その判断結果をサーバ５１を介してメンテナンス業者４０に送信する。
【０１３３】
仮に、メンテナンス業者４０がサーバ５１との通信機能を有していない場合には、端末２６からメンテナンス業者４０に対し、点検修理や取替えの発注を直接的に行うようにしてもよい。
【０１３４】
他の構成および作用は第１の実施形態と同じであり、よってその説明は省略する。
【０１３５】
なお、二次電池１４４としては、鉛電池、シール鉛電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池などの採用が可能である。
【０１３６】
また、上記各実施形態では、補助電源２４の発電手段として、蒸気タービン発電設備、燃料電池、太陽光発電装置、風力発電装置などを採用したが、それに限定はなく、ガスエンジンやディーゼルエンジンなど、規模、設置条件、環境条件などに応じた適宜な選定が可能である。
【０１３７】
その他、この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【０１３８】
【発明の効果】
以上の述べたように、この発明によれば、電力使用者が必要とする電力または電力量を確実に確保して電力使用者に安定供給することができる信頼性にすぐれた電力制御・管理システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各実施形態の全体的な構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態における補助電源の構成を示すブロック図。
【図３】各実施形態の作用を説明するためのフローチャート。
【図４】各実施形態の補助電源の運用に関して端末とサーバとの間でやり取りされるデータの例を示す図。
【図５】第２の実施形態における補助電源の構成を示すブロック図。
【図６】第３の実施形態における補助電源の構成を示すブロック図。
【図７】第４の実施形態における補助電源の構成を示すブロック図。
【図８】第５の実施形態における補助電源の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１…送電網、２…通信ネットワーク、３…電力会社（他者）、４…発電設備、６…計量器、７…端末、１０…発電事業者、１１…発電設備、１３…計量器、１４…端末、２０…需要家（電力使用者）、２１…建物、２２…計量器、２３…端末、２４…補助電源、２５…計量器、２６…端末、３０…燃料納入業者、３１…端末、４０…メンテナンス業者、４１…端末、５０…電気事業者、５１…サーバ、６０…蒸気タービン発電設備（発電手段）、７０…燃料供給装置、８０…制御装置、９０…蓄電ユニット、９３…ナトリウム硫黄電池、９４…加温ユニット、１００…発電／蓄電装置、１０８…二次電池、１１０…燃料供給装置、１２０…太陽光発電装置、１３４…二次電池、１３０…風力発電装置、１４４…二次電池

Claims (4)

1. 発電事業者の電力を電気事業者が購入し、もしくは電気事業者自身が発電設備を所有して発電し、その電力を前記電気事業者とは異なる他者の送電網を利用して前記発電事業者もしくは電気事業者から電力使用者へ供給する電力制御・管理システムにおいて、
   前記電力使用者が有し、その電力使用者への電力供給が可能な補助電源と、
   前記電力供給と前記電力使用者の電力使用との需給バランスに応じて、前記発電事業者もしくは電気事業者の発電量の増減、前記補助電源からの電力補充、前記他者からの電力補充を制御する制御手段と、
   を具備したことを特徴とする電力制御・管理システム。
2. 請求項１に記載の電力制御・管理システムにおいて、
   前記制御手段は、前記発電事業者もしくは電気事業者の発電量を増減する制御、前記補助電源から電力補充する制御、前記他者から電力補充する制御をそれぞれ実行した場合に必要となる経費を求め、これら経費のうち最も低い経費で収まる制御を選択的に実行することを特徴とする電力制御・管理システム。
3. 請求項１に記載の電力制御・管理システムにおいて、
   前記他者から補充される電力量を前記電気事業者に対する費用請求用として単位時間ごとに計測する手段、をさらに具備し、
   前記制御手段は、前記単位時間より短い時間間隔で制御を実行する、
   ことを特徴とする電力制御・管理システム。
4. 請求項３に記載の電力制御・管理システムにおいて、
   前記補助電源は、起動から一定時間内好ましくは前記単位時間より短い時間で安定発電状態に到達する発電手段を有することを特徴とする電力制御・管理システム。

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