JP5350011B2 - 系統連系装置及び配電システム - Google Patents

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Description

本発明は、配電系統への逆潮流電力を制御する系統連系装置及び配電システムに関する。
近年、変電所から交流電力の供給を受ける各需要家（例えば、住宅や工場）内に電源装置が備えられるケースが増えている。電源装置は、例えば、太陽光発電装置、燃料電池発電装置、或いは二次電池などであり、系統連系装置を介して変電所配下の配電系統に接続される。電源装置によって出力される出力電力は、自需要家内に設けられた電力消費装置によって消費されるだけでなく、系統連系装置と配電系統との連系点を介して配電系統へ向かって逆潮流されうる。
しかしながら、各需要家から逆潮流される逆潮流電力が増加すると、配電系統の電圧が電圧管理範囲の上限値を上回ってしまう場合がある。この場合、各需要家の系統連系装置では、電源装置と配電系統との接続を切り離す解列処理と、電源装置と配電系統とを接続する連系処理とが繰り返し行われる。そのため、系統連系装置に過度の負担が課せられるとともに、逆潮流できない状態が頻発する。
ここで、自需要家に隣接する他需要家の逆潮流電力を検出する機能を有する系統連系装置が提案されている（特許文献１参照）。このような系統連系装置によれば、隣接する各需要家の系統連系装置は一斉に解列及び連系処理とを行なうので、配電系統の電圧が電圧管理範囲の上限値を上回ることを抑制できる。
特開２００６―１８０６６０号公報
一方で、各需要家から逆潮流される場合、連系点における電圧は、変電所から離れるほど高くなる傾向がある。従って、連系点の位置が変電所から遠いほど系統連系装置の解列及び連系処理の頻度が高くなってしまう。その結果、逆潮流の機会が減るので、同じ配電系統内において需要家間で不公平が生じる。
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、需要家間での公平な逆潮流を可能とする系統連系装置及び配電システムを提供することを目的とする。
本発明の特徴に係る系統連系装置は、配電設備と複数の電源装置とを電気的に接続する配電系統と、複数の電源装置に含まれる一の電源装置とに接続され、一の電源装置から配電系統に逆潮流される逆潮流電力を制御する系統連系装置であって、所定の伝送経路を介して送信され、逆潮流電力の調整を指示する調整指示を受信する受信部と、調整指示に基づいて逆潮流電力を制御する制御部とを有し、調整指示は、配電設備からの距離に応じて複数の電源装置をグループ化することによって形成された複数のグループのうち調整指示が適用される適用グループを示すグループ情報を含み、制御部は、グループ情報に基づいて、自グループが適用グループである場合に、調整指示に基づいて逆潮流電力を制御することを要旨とする。
本発明の特徴に係る配電システムは、配電系統に交流電力を配電する配電設備と、電源装置と、電源装置から配電系統へ逆潮流される逆潮流電力を制御する系統連系装置とをそれぞれ有する複数の需要家とを備える配電システムであって、配電設備は、逆潮流電力の調整を指示する調整指示を生成する指示生成部と、調整指示を所定の伝送経路に送信する送信部とを有し、複数の需要家は、配電設備からの距離に応じて複数のグループにグループ化されており、系統連系装置は、所定の伝送経路を介して調整指示を受信する受信部と、調整指示に含まれ、複数のグループのうち調整指示が適用される適用グループを示すグループ情報に基づいて、自グループが適用グループであるか否かを判定する判定部と、判定部によって自グループが適用グループであると判定された場合に、調整指示に基づいて逆潮流電力を制御する制御部とを有することを要旨とする。
本発明の特徴に係る配電システムにおいて、グループ情報は、複数のグループに含まれる第１及び第２グループのうち第１グループが適用グループであることを示してもよい。
本発明の特徴に係る配電システムにおいて、複数のグループそれぞれは、蓄電装置を電源装置として備える需要家を少なくとも１つ含んでいてもよい。
本発明の特徴に係る配電システムにおいて、複数のグループは、第１グループと、第１グループよりも小さい蓄電容量を有する第２グループとを含み、調整指示によって逆潮流電力を送電できる時間は、第１グループよりも第２グループの方が長くてもよい。
本発明の特徴に係る配電システムにおいて、複数のグループは、第１グループと、第１グループよりも小さい蓄電容量を有する第２グループとを含み、第１グループは、第２グループよりも配電設備に近くてもよい。
本発明によれば、需要家間での公平な逆潮流を可能とする系統連系装置及び配電システムを提供することができる。
第１実施形態に係る配電システム１の構成を示す概略図である。 第１実施形態に係る変電所２０の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る逆潮流情報に含まれる逆潮流電力情報の算出方法を説明するための図である。 第１実施形態に係る需要家３０の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る系統連系装置１００の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る蓄電装置３３を接続する手法を説明するための図である。 第１実施形態に係る蓄電装置３３を接続する手法を説明するための図である。 第１実施形態に係る系統連系装置１００の判定処理を示すフロー図である。 第１実施形態に係る系統連系装置１００における逆潮流電力の制御処理を示すフロー図である。 第１実施形態に係る系統連系装置１００における逆潮流電力の制御処理を示すフロー図である。 第１実施形態の変形例に係る配電システム１の構成を示す概略図である。 第２実施形態に係る需要家３０の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る表示部３４における表示例を示す図である。
以下において、本発明の実施形態に係る配電システムについて、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。
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
また、一般的に、配電系統から需要家へ向かう電力の流れを「潮流」といい、潮流する電力、すなわち配電系統から需要家へ入力される電力を「潮流電力」という。また、需要家から配電系統へ向かう電力の流れを「逆潮流」といい、逆潮流する電力、すなわち需要家から配電系統へ出力される電力を「逆潮流電力」という。
［第１実施形態］
以下において、本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態では、各需要家が備える電源装置の出力電力が昼間にピークを迎えるケースについて説明する。このような場合、配電系統の電圧が過剰に上昇するおそれがあるので、昼間における逆潮流電力の抑制が望まれる。
（配電システムの構成）
以下において、第１実施形態に係る配電システムの構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る配電システム１の構成を示す概略図である。
図１に示すように、配電システム１は、高圧電力供給源１０と、変電所２０と、複数の需要家３０（需要家３０Ａ〜３０Ｉ）とを有する。
高圧電力供給源１０は、高圧送電線４０を介して高圧電力を変電所２０に送電する。高圧電力供給源１０は、例えば、発電所である。
変電所２０は、配電系統５０を介して、高圧電力を降圧して生成した交流電力を各需要家３０に配電する。配電系統５０とは、変電所２０が各需要家３０を管理する単位である。なお、変電所２０は、複数の配電系統５０を配下に有していてもよい。変電所２０の構成については後述する。
各需要家３０は、交流電力が配電される配電系統５０を介して、変電所２０と電気的に接続されている。各需要家３０と配電系統５０との間では、必要に応じて電力のやり取りが行なわれる。
ここで、複数の需要家３０は、複数のグループＧ（グループＧ１〜グループＧ３）にグループ化されている。すなわち、複数のグループＧそれぞれは、１以上の需要家３０（具体的には、各需要家３０が有する電源装置３２）によって構成されている。
具体的には、グループＧ１は、最も変電所に近い位置において、３つ需要家３０Ａ〜３０Ｃによって形成されている。グループＧ３は、最も変電所から離れた位置において、３つ需要家３０Ｇ〜３０Ｉによって形成されている。グループＧ２は、グループＧ１とグループＧ３との間の位置において、３つ需要家３０Ｄ〜３０Ｆによって形成されている。
ここで、本実施形態では、複数の需要家３０は、各グループＧから配電系統５０への逆潮流電力が略等しくなるように振り分けられている。従って、需要家３０Ａ〜３０Ｃが逆潮流可能な最大逆潮流電力は、需要家３０Ｄ〜３０Ｆ及び需要家３０Ｇ〜３０Ｉそれぞれが逆潮流可能な最大逆潮流電力に略等しい。
なお、後述する契約容量と、後述する電源装置３２の定格出力電力と、後述する蓄電装置３３の蓄電容量とに基づいて、各需要家からの最大逆潮流電力を事前に把握することができる。
（変電所の構成）
以下において、第１実施形態に係る変電所の構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態に係る変電所２０の構成を示すブロック図である。
図２に示すように、変電所２０は、配電制御部２１と、指示生成部２２と、送信部２３とを有する。
配電制御部２１は、リレー２１Ａを有する。リレー２１Ａは、変圧器（不図示）で高圧電力を降圧して生成された交流電力を配電系統５０へ配電するか否かを切り替える。
指示生成部２２は、各需要家３０における逆潮流電力の調整を指示するための調整指示を生成する。ここで、本実施形態において、「調整指示」は、逆潮流電力の増減を各需要家３０に一任することを示す「逆潮流許可」と、逆潮流電力の停止を示す「逆潮流不許可」と、蓄電装置３３からの放電を示す「放電指示」との少なくとも一つを含むことに留意すべきである。上述のとおり、本実施形態は、配電系統５０の電圧が過剰に上昇しないように、逆潮流電力の抑制を図らんとするものである。
また、指示生成部２２は、調整指示に、調整指示が適用される適用グループＧｐを示すグループ情報を含ませる。これによって、適用グループＧｐに含まれる各需要家３０だけに調整指示を適用させることができる。従って、本実施形態において、指示生成部２２は、グループＧ１〜グループＧ３ごとに内容の異なる調整指示を生成することができる。内容の異なる調整指示が生成（送信）されるサイクルについては後述する。
また、指示生成部２２は、調整指示に、調整指示が適用される時間帯を示す時間帯情報を含ませる。ただし、これに限らず、指示生成部２２は、調整指示を定期的（例えば、１時間ごと）に新たに生成してもよい。
また、指示生成部２２は、調整指示に、逆潮流電力を示す逆潮流電力情報を含ませる。これによって、逆潮流電力を効率よく抑制することができる。ここで、逆潮流電力情報は、例えば、以下の４手法に基づいて決定することができる。
（１）第１手法
第１手法は、図３に示すような配電系統５０での電圧上昇傾向（電圧上昇幅Δｖ／時間幅Δｔ）と、契約容量、電源装置３２の定格出力電力及び蓄電装置３３の蓄電容量とに基づいて、各需要家３０からどの程度の逆潮流電力を抑制すれば電圧管理範囲の上限値を上回ることを回避できるかを算出する手法である。
なお、各需要家３０が電力消費装置３１、電源装置３２及び蓄電装置３３を導入する際（受電契約時）、契約容量が決定されるとともに、電源装置３２の定格出力電力及び蓄電装置３３の蓄電容量などが電力会社に知らされる。従って、変電所２０は、電力会社に提示された情報を取得できることに留意すべきである。また、電圧Ｖは、各需要家３０の系統連系装置と各配電系統５０とが接続される各連系点で測定されてもよい。この場合、各連系点における測定値の平均値、最大値、最小値などを電圧Ｖとしてもよい。
（２）第２手法
第２手法は、当日の気象状況（リアルタイムデータ、予測データなど）、季節、時刻、カレンダー情報、或いはスポーツ中継放送等のイベント（真夏の高校野球中継放送、オリンピック中継放送などによる、需要家内のエアコン、テレビ等の電力消費装置での消費電力量の増加）や、配電系統５０におけるイベント（コンサートなどの会場及び周辺施設での消費電力量の増加）の有無などを考慮して、各需要家３０からどの程度の逆潮流電力を抑制すれば電圧管理範囲の上限値を上回ることを回避できるかを算出する手法である。
（３）第３手法
第３手法は、第２手法で説明した当日の気象状況などに加えて、各需要家３０が備える電源装置３２のタイプや定格出力電力などから算出される潮流／逆潮流量に基づいて、各需要家３０からどの程度の逆潮流電力を抑制すれば電圧管理範囲の上限値を上回ることを回避できるかを算出する手法である。
ここで、電源装置３２は、例えば、電源装置の定格出力電力が所定値以上であるタイプ、公共用途タイプ、或いは、太陽光発電装置や風力発電装置のように環境に優しいクリーンエナジータイプ、ガスエンジン発電装置や燃料電池発電装置のように気象状況等により出力変動のない安定供給タイプなどに分類される。
（４）第４手法
第４手法は、過去の電力使用履歴などからの予測情報、及び各需要家３０が備える電源装置３２のタイプや定格出力電力などから算出される潮流／逆潮流量に基づいて、各需要家３０からどの程度の逆潮流電力を抑制すれば電圧管理範囲の上限値を上回ることを回避できるかを算出する手法である。
送信部２３は、指示生成部２２によって生成された調整指示を各需要家３０に送信する。具体的には、送信部２３は、調整指示を、配電系統５０（電力線通信等）を介して全需要家３０に一斉送信する。
また、送信部２３は、調整指示を、配電系統５０とは異なる伝送経路を介して各需要家３０に送信する。例えば、送信部２３は、地上波デジタル放送におけるコンテンツ配信領域とは別に設けられたデータ配信領域を用いて、調整指示及び事前調整指示を全需要家３０に送信する。
（需要家の構成）
以下において、本実施形態に係る需要家の構成について、図面を参照しながら説明する。図４は、本実施形態に係る需要家３０の構成を示すブロック図である。なお、図４中の矢印は、電力の入出力の向きを示している。
図４に示すように、需要家３０は、複数の電力消費装置３１（電力消費装置３１Ａ〜電力消費装置３１Ｃ）と、電源装置３２と、蓄電装置３３と、系統連系装置１００とを有する。
電力消費装置３１は、配電系統５０から送電される潮流電力、電源装置３２によって出力される出力電力、或いは蓄電装置３３に蓄えられた電力を消費することによって作動する。電力消費装置３１は、例えば家電などである。
電源装置３２は、太陽光発電装置、風力発電装置、燃料電池発電装置、ガスエンジン発電装置などである。また、電源装置３２は、二次電池や電気二重層キャパシタなどであってもよい。
蓄電装置３３は、電源装置３２によって出力される出力電力や、配電系統５０からの潮流電力を蓄電する。蓄電装置３３は、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池、或いは電気二重層キャパシタなどであってもよい。
系統連系装置１００は、配電系統５０と複数の電力消費装置３１と電源装置３２と蓄電装置３３との連系を制御する。例えば、系統連系装置１００は、配電系統５０と電蓄電装置３３との連系を制御する状態では、蓄電装置３３から配電系統５０へ逆潮流される逆潮流電力を制御する。系統連系装置１００の構成については後述する。
（系統連系装置の構成）
以下において、本実施形態に係る系統連系装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図５は、本実施形態に係る系統連系装置１００の構成を示すブロック図である。
図５に示すように、系統連系装置１００は、受信部１０１と、記憶部１０２と、判定部１０３と、制御部１０４とを有する。
受信部１０１は、配電系統５０（電力線通信等）や地上波デジタル放送を介して、上述した調整指示を受信する。
記憶部１０２は、自需要家３０が属する先である自グループを特定する自グループ情報を記憶する。また、記憶部１０２は、契約容量、電源装置３２の定格出力電力やタイプ、蓄電装置３３の蓄電容量などを記憶する。
判定部１０３は、受信部１０１によって受信された調整指示に含まれるグループ情報に基づいて、自グループが適用グループＧｐか否かを判定する。
制御部１０４は、判定部１０３によって自グループが適用グループＧｐであると判定された場合、調整指示に基づいて逆潮流電力を制御する。具体的には、調整指示の内容が「逆潮流許可」である場合、制御部１０４は、電力消費装置３１の消費電力、電源装置３２の出力電力、及び蓄電装置３３の蓄電容量などに基づいて、逆潮流電力量を算出する。この場合、逆潮流電力量は、０以上であってもよいし、０より小さくてもよい。逆潮流電力が０より小さいとは、潮流電力が０より大きいことを示す。
また、調整指示の内容が「逆潮流不許可」である場合、制御部１０４は、電源装置３２及び蓄電装置３３からの逆潮流電力を０以下にする。この場合、配電系統５０から蓄電装置３３への充電が許可される。
また、調整指示の内容が「放電指示」である場合、制御部１０４は、蓄電装置３３に蓄えられた電力を放電する。この場合、蓄電装置３３の電力は、原則として、各電力消費装置３１に供給される。ただし、「放電指示」とともに「逆潮流許可」が含まれている場合には、制御部１０４は、蓄電装置３３から配電系統５０へ電力を逆潮流させることができる。
一方で、制御部１０４は、判定部１０３によって自グループが適用グループＧｐでないと判定された場合、調整指示を破棄する。
ここで、変電所２０から各グループＧに送信される調整指示の一例を挙げて、制御部１０４における制御について説明する。下表は、調整指示の内容の一例である。下表では、調整指示は、逆潮流許可Ａと逆潮流不許可Ｂと放電指示Ｃとを含む。
Figure 0005350011
上表に示すように、電源装置３２の出力電力のピークを迎える昼（１２時から１３時まで）は、グループＧ１〜グループＧ３に対して逆潮流不許可Ｂが送信される。
また、午前（９時から１２時まで）及び午後（１３時から１６時まで）には、グループＧ１及びグループＧ３とグループＧ２とに分けて、逆潮流許可Ａと逆潮流不許可Ｂとがローテーションされる。具体的には、午前（９時から１２時まで）及び午後（１３時から１６時まで）において、グループＧ１及びグループＧ３において逆潮流が許可される時間帯と、グループＧ２において逆潮流が許可される時間帯とが、交互に設定されている。
ここで、各グループＧから配電系統５０に逆潮流される場合、配電系統５０の電圧は、変電所２０から離れるほど高くなる傾向がある。そのため、変電所２０から離れるほど、配電系統５０の電圧は電圧管理範囲の上限値を超える機会が多くなる。すなわち、各グループＧの位置が変電所２０から遠いほど逆潮流の機会が少なくなる。
そこで、本実施形態では、上述の通り、グループＧ２よりも変電所から遠いグループＧ３で逆潮流が許可される時間帯の後に、グループＧ２で逆潮流が許可される時間帯が設定されている。同様に、グループＧ１よりも変電所から遠いグループＧ２で逆潮流が許可される時間帯の後に、グループＧ１で逆潮流が許可される時間帯が設定されている。 以上の結果、各グループＧからの逆潮流電力は順次滞りなく変電所２０側に送電され、各グループＧに逆潮流の機会が均等に与えられる。
また、本実施形態では、昼間の逆潮流不許可Ｂに対応するために、夕方から朝（１６時から８時）までは、グループＧ１〜グループＧ３に対して放電指示Ｃが送信される。なお、８時から９時の間は、逆潮流を利用して蓄電装置３３を放電させることが可能である。
なお、制御部１０４は、逆潮流許可Ａが受信された場合、電源装置３２の出力電力が電力消費装置３１の消費電力よりも大きければ出力電力を逆潮流させることができる。また、この場合、蓄電装置３３が充電されていれば、蓄電装置３３に蓄えられた電力も逆潮流してもよい。
また、制御部１０４は、逆潮流不許可Ｂが受信された場合、電源装置３２の出力電力を電力消費装置３１及び蓄電装置３３に供給する。すなわち、この場合、制御部１０４は、逆潮流電力を停止する。一方で、制御部１０４は、電力消費装置３１及び蓄電装置３３に潮流電力を自由に供給することができることに留意すべきである。特に、調整指示が、潮流量の増加を要請する潮流要請（表１において不表示）を逆潮流不許可Ｂとともに含む場合には、制御部１０４は、配電系統５０から電力消費装置３１及び蓄電装置３３への潮流電力を増加する。
また、系統連系装置１００は、逆潮流不許可Ｂとともに潮流要請を含む調整指示を受信した次の時間帯で逆潮流許可Ａを受信した場合、その次の時間帯に「Ｂ＋潮流指示」を受信する場合に備えて蓄電装置３３の蓄電可能容量を増加しておくために、蓄電装置３３からの逆潮流を優先的に行ってもよい。或いは、変電所２０は、逆潮流不許可Ｂとともに潮流要請を含む調整指示を送信した次の時間帯において、逆潮流許可Ａとともに放電指示Ｃを送信してもよい。この場合、系統連系装置１００は、放電指示Ｃに従って、蓄電装置３３から逆潮流を行う。
また、制御部１０４は、電源装置３２の出力電力を配電系統５０の交流電力と同期するように制御する。具体的には、電源装置３２が直流電源（例えば、太陽光発電装置）である場合、制御部１０４は、電源装置３２によって出力される直流電力を昇圧回路で昇圧した後に、配電系統５０の交流電力と同期させるために所定の交流電力に変換する。ここで、図６（ａ）〜（ｄ）は、需要家３０において既設の太陽電池モジュールＳとパワーコンディショナーＣとに蓄電装置３３を接続する手法を説明するための図である。なお、図６（ａ）〜（ｄ）では、蓄電装置３３への入出力ソースがＤＣかＡＣかの違いがある。また、図７は、太陽電池モジュールＳ、パワーコンディショナーＣ及び蓄電装置３３を新設する手法を説明するための図である。図７に示す手法では、パワーコンディショナーＣや各種変換機に代えて、双方向ＤＣ／ＤＣ変換部及び双方向ＤＣ／ＡＣ変換部を有する系統連系装置１００が用いられる。
一方で、電源装置３２が交流電源（例えば、風力発電装置など）である場合、制御部１０４は、電源装置３２によって出力される交流電力を整流回路で直流に変換した後に、配電系統５０の交流電力と同期させるために、インバータ回路で所定の交流電力に変換するか、或いは電源装置３２によって出力される交流電力をマトリクスコンバータ回路、サイクロコンバータ回路等で所定の交流電力に変換する。
（系統連系装置の動作）
以下において、本実施形態に係る系統連系装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図８は、本実施形態に係る系統連系装置１００の判定処理を示すフロー図である。
図８に示すように、ステップＳ１０において、系統連系装置１００は、所定経路を介して、調整指示を受信する。
ステップＳ１１において、系統連系装置１００は、所定経路からすべての調整指示を受信したか否かを判定する。すべての調整指示を受信している場合には、処理はステップＳ１２に進む。一方で、すべての調整指示を受信していない場合には、処理はステップＳ１４に進む。
ステップＳ１２において、系統連系装置１００は、自グループがグループ情報によって示される適用グループと一致するか否かを判定する。自グループが適用グループと一致する場合、処理はステップＳ１３に進む。一方で、自グループが適用グループと一致しない場合、処理は終了する。
ステップＳ１３において、系統連系装置１００は、指示に基づいて、逆潮流電力を制御する。
また、ステップＳ１４において、系統連系装置１００は、所定の受信待ち時間が経過したか否かを判定する。受信待ち時間が経過した場合、処理はステップＳ１５に進む。一方で、受信待ち時間が経過していない場合、処理はステップＳ１０に戻る。
ステップＳ１５において、系統連系装置１００は、所定経路からの受信エラーを出す。受信エラーは、例えば、警告表示や警告音によってユーザに通知されてもよい。
図９は、本実施形態に係る系統連系装置１００における逆潮流電力の制御処理を示すフロー図である。
図９に示すように、ステップＳ２０において、系統連系装置１００は、調整指示に含まれる逆潮流電力又は潮流電力情報を参照して、逆潮流電力が０以下か否かを判定する。逆潮流電力が０である場合（逆潮流不許可）、又は、逆潮流電力が０より小さい場合（潮流要請）には、処理はステップＳ２１に進む。逆潮流電力が０より大きい場合（逆潮流許可）には、ステップＳ２５において逆潮流電力を送電して処理は終了する。
ステップＳ２１において、系統連系装置１００は、蓄電装置３３の蓄電可能容量が０になることを回避するために、電源装置３２の出力電力を抑制する。
ステップＳ２２において、系統連系装置１００は、逆潮流電力が０か否かを判定する。逆潮流電力が０である場合、処理はステップＳ２３に進む。一方で、逆潮流電力が０でない場合、すなわち潮流電力が０より大きい場合には、処理はステップＳ２４に進む。
ステップＳ２３において、系統連系装置１００は、電源装置３２の出力電力を蓄電装置３３に蓄電する。これによって、逆潮流電力は抑制される。
ステップＳ２４において、系統連系装置１００は、電源装置３２の出力電力及び配電系統５０からの潮流電力を蓄電装置３３に蓄電する。
また、図１０は、本実施形態に係る系統連系装置１００における逆潮流電力の他の制御方法を示すフロー図である。上述した制御方法と異なる点は、蓄電可能容量が潮流電力以上であるか否かを判定するステップを備える点である。
図１０に示すように、ステップＳ３０において、系統連系装置１００は、調整指示に含まれる逆潮流電力情報又は潮流電力情報を参照して、逆潮流電力が０以下か否かを判定する。逆潮流電力が０以下である場合、逆潮流不許可又は潮流要請であるので、処理はステップＳ３１に進む。逆潮流電力が０より大きい場合、逆潮流許可であるので、ステップＳ３６において逆潮流電力を送電して処理は終了する。
ステップＳ３１において、系統連系装置１００は、逆潮流電力が０か否かを判定する。逆潮流電力が０である場合、処理はステップＳ３２に進む。一方で、逆潮流電力が０でない場合、すなわち潮流電力が０より大きい場合には、処理はステップＳ３３に進む。
ステップＳ３２において、系統連系装置１００は、電源装置３２の出力電力を蓄電装置３３に蓄電する。
ステップＳ３３において、系統連系装置１００は、蓄電装置３３における蓄電可能容量が潮流電力以上であるか否かを判定する。蓄電装置３３の蓄電可能容量が潮流電力以上である場合、処理はステップＳ３４に進む。蓄電装置３３の蓄電可能容量が潮流電力より小さい場合、処理はステップＳ３５に進む。
ステップＳ３４において、系統連系装置１００は、潮流電力情報に応じて、配電系統５０からの潮流電力を蓄電装置３３に蓄電する。
ステップＳ３５において、系統連系装置１００は、電力消費装置３１への給電を増加する。 以上のように、系統連系装置１００は、逆潮流電力の抑制、又は、潮流電力の増加によって、配電系統５０に連系される位置を示す連系点における電圧上昇を抑制する。
（作用及び効果）
実施形態に係る系統連系装置１００において、調整指示は、複数のグループＧのうち調整指示が適用される適用グループＧｐを示すグループ情報を含む。複数の需要家３０（電源装置３２を含む）は、変電所からの距離に応じてグループ化されている。
従って、複数のグループＧごとに逆潮流電力の制御を行うことができる。そのため、変電所に近いグループＧ１、変電所から離れたグループＧ３、両者に挟まれたグループＧ２それぞれに、逆潮流の機会を公平に与えることができる。その結果、複数の需要家３０間において公平な逆潮流が可能となる。
具体的には、例えば、特定の１つのグループＧに逆潮流許可を出している間は、他の２つのグループＧには逆潮流不許可を出し、特定の１つのグループＧに逆潮流不許可を出している間は、他の２つのグループＧには逆潮流許可を出す、というサイクルをローテーションする。これによって、効率良く複数のグループＧに逆潮流の機会を公平に与えることができる。
また、逆潮流不許可Ｂに備えて、放電指示Ｃによって蓄電装置３３の放電が行われている。従って、蓄電装置３３の蓄電可能容量が足りないために逆潮流不許可Ｂに応じられない事態が生じることを抑制することができる。
また、調整指示は逆潮流不許可とともに潮流要請を含む。従って、蓄電装置３３に潮流電力を蓄電させることによって、配電系統５０の電圧上昇を効果的に抑制することができる。
［第１実施形態の変形例］
以下において、上記第１実施形態の変形例について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上記第１実施形態との相違点について主として説明する。本変形例は、各グループＧ間における逆潮流量の均等化を図らんとするものである。
図１１に示すように、複数のグループＧそれぞれは、大容量需要家３０Ｐを少なくとも一つ備えている。大容量需要家３０Ｐとは、他の需要家３０からの逆潮流電力を潮流可能な需要家である。具体的には、大容量需要家３０Ｐは、電源装置３２として蓄電装置（二次電池や電気二重層キャパシタなど）を備える需要家や、所定の蓄電容量（例えば、最大逆潮流量（電源装置３２の定格出力電力）より大きな蓄電容量を有する蓄電装置３２を備える需要家である。
本変形例では、図１１に示すように、グループＧ１及びグループＧ２それぞれは、大容量需要家３０Ｐを二つ備えており、グループＧ３は、大容量需要家３０Ｐを一つだけ備えている。グループＧ１に含まれる需要家３０の蓄電容量の和Ｃ１ａｌｌは、グループＧ２に含まれる需要家３０の蓄電容量の和Ｃ２ａｌｌと同等である。グループＧ３に含まれる需要家３０の蓄電容量の和Ｃ３ａｌｌは、和Ｃ１ａｌｌ及び和Ｃ２ａｌｌよりも小さい。従って、次の式（１）が成立する。
Figure 0005350011
このように、本変形例では、蓄電容量の和が大きなグループＧ１及びグループＧ２は、蓄電容量の和が小さなグループＧ３よりも変電所２０に近い位置に設けられている。
ここで、配電系統５０の電圧は、変電所２０から離れるほど高くなる傾向がある。そのため、変電所２０から離れるほど、配電系統５０の電圧は電圧管理範囲の上限値を超える機会が多くなる。
従って、変電所２０から離れた位置のグループＧ３が逆潮流する場合、変電所２０に近い位置のグループＧ１及びグループＧ２に潮流させることによって、グループＧ３からの逆潮流が滞ることを抑制できる。
特に、本変形例のように、変電所２０に近い位置に設けられた蓄電容量の和が大きなグループＧ１及びグループＧ２に潮流させることによって、グループＧ３に良好に逆潮流させることができる。
また、蓄電容量の和が大きなグループＧ１及びグループＧ２では、蓄電容量の和が小さなグループＧ３に比べて、逆潮流しやすい。すなわち、グループＧ１及びグループＧ２それぞれからの単位時間当たりの逆潮流量は、グループＧ３からの単位時間当たりの逆潮流量よりも多くなる。そのため、グループＧ３には、グループＧ１及びグループＧ２よりも、逆潮流が許可される時間帯を多く設定することが好ましい。 次に、変電所２０から各グループＧに送信される調整指示の一例について説明する。本変形例では、調整指示は、「逆潮流不許可」とともに、潮流量の増加を要請する「潮流要請」を含む。制御部１０４は、「逆潮流不許可」と「潮流要請」とを含む調整指示とに基づいて、配電系統５０から電力消費装置３１及び蓄電装置３３への潮流電力を増加する。なお、調整指示には、潮流電力を示す潮流電力情報が含まれていてもよい。
なお、下表において、調整指示は、逆潮流許可Ａと逆潮流不許可Ｂと放電指示Ｃと潮流要請Ｄとのいずれか、又はこれらの組み合わせである。
Figure 0005350011
上表に示すように、午前（９時から１２時まで）及び午後（１３時から１６時まで）には、グループＧ１及びグループＧ２とグループＧ３とに分けて、逆潮流許可Ａと逆潮流不許可Ｂとがローテーションされる。具体的には、午前（９時から１２時まで）及び午後（１３時から１６時まで）において、グループＧ１及びグループＧ２は２回の逆潮流許可Ａと４回の逆潮流不許可Ｂとを受信し、グループＧ３は４回の逆潮流許可Ａと２回の逆潮流不許可Ｂとを受信する。
このように、蓄電容量の和Ｃが小さいグループＧ３において、逆潮流可能な時間が長く設定されている。また、変電所２０から離れた位置のグループＧ３が逆潮流する場合、変電所２０に近い位置のグループＧ１及びグループＧ２が潮流している。
（作用及び効果）
第１実施形態の変形例によれば、各グループＧは、電源装置３２として蓄電装置を備える大容量需要家３０ｐを少なくとも一つ備える。従って、一のグループＧが逆潮流可能な時間帯には、他のグループＧは潮流可能である。
ここで、本変形例では、逆潮流可能な時間は、蓄電容量の和Ｃに応じて決定されており、蓄電容量の和Ｃが小さいグループＧほど逆潮流可能な時間が長い。従って、蓄電容量の和Ｃが小さいことに起因して逆潮流電力が小さいグループＧからは、より長時間の逆潮流が許可される。
また、本変形例では、蓄電容量の和が大きなグループＧ１及びグループＧ２は、蓄電容量の和が小さなグループＧ３よりも変電所２０に近い位置に設けられている。従って、変電所２０から離れた位置のグループＧ３が逆潮流する場合、変電所２０に近い位置のグループＧ１及びグループＧ２が潮流することによって、グループＧ３からの逆潮流を滞りなく実行させることができる。
以上の結果、変電所２０からの位置に関わりなく、複数のグループＧに公平に逆潮流させることができる。
［第２実施形態］
以下において、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、需要家３０は、配電システム１に関する情報を表示する表示部を備える。
図１２は、本実施形態に係る需要家３０の構成を示すブロック図である。図１２に示すように、需要家３０は、表示部３４を備える。表示部３４は、系統連系装置１００に接続されている。なお、表示部３４は、系統連系装置１００に設けられていてもよい。
表示部３４の表示項目は、例えば、（１）現在の調整指示の内容、（２）次回の調整指示の内容、（３）逆潮流・潮流電力情報、（４）次回の調整指示までの時間、（５）売買電力状況、（６）配電システムの動作状況などである。
図１３は、表示部３４における表示例を示す図である。図１３（ａ）は、上記表示項目（１）〜（５）の表示例である。図１３（ｂ）は、上記表示項目（６）の表示例である。図１３（ｂ）では、配電系統５０に設けられた１０個のグループＧ１〜Ｇ１０の逆潮流・潮流電力履歴を示している。
ユーザは、表示部３４の表示項目（１）〜（５）を確認することによって、自需要家の動作状況をチェックすることができる。
また、ユーザは、表示部３４の表示項目（６）を確認することによって、各グループＧに公平に逆潮流の機会が与えられていることをチェックすることができる。図１３（ｂ）の例では、現在は、グループＧ４で逆潮流不許可、グループＧ３で逆潮流許可であり、前回は、グループＧ４で逆潮流許可、グループＧ３で逆潮流不許可であることが確認できる。従って、グループＧ３及びグループＧ４のユーザは逆潮流が公平に行なわれていることを確認できるので、ユーザの納得性を向上することができる。
［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。
例えば、上述した実施形態では、複数の需要家３０は、変電所２０からの距離に応じて、複数のグループＧにグループ化することとしたが、これに限られるものではない。複数の需要家３０は、配電系統５０に交流電力を配電する配電設備からの距離に応じてグループ化されていればよい。このような配電設備には、変電所２０の他、ＳＶＲ（系統変圧器）などが含まれることに留意すべきである。配電設備は、配電制御部２１、指示生成部２２及び送信部２３を備える。
また、上述した実施形態では、指示は、各需要家３０に対して２つの伝送経路で送信されるが、これに限定されるものではない。具体的には、指示は、１つの伝送経路を介して送信されてもよく、３つ以上の伝送経路を介して送信されてもよい。
また、上述した実施形態では、指示を送信するための所定の経路の一例として、地上波デジタル放送におけるデータ配信領域について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、指示は、ＢＳ放送、ＣＳ放送、ＣＡＴＶ、アナログＴＶ放送、ラジオ及び有線放送、ページングシステム、携帯電話網、８０２．１１ｘ準拠のワイヤレス通信（無線ＬＡＮ）、インターネットなどを介して送信されてもよい。また、指示は、電波時計の時刻合わせに用いられる情報に付加されて、或いはネットワークを介して各需要家３０に送信されてもよい。ネットワークを利用する場合、指示は、サーバ上で一定間隔で更新されてもよい。
また、上述した実施形態では、指示は、変電所２０から送信されるが、これに限定されるものではない。具体的には、指示は、他の装置（電力会社や放送局など）から送信されてもよい。
また、上述した第２実施形態では特に触れていないが、系統連系装置１００は、表示部３４の表示項目の他、受信した指示、各装置の状態（出力電力、蓄電可能容量、潮流電力（買電電力）、逆潮流電力（売電電力）、或いはこれらの推移グラフなど）を表示装置に表示してもよい。このような表示装置としては、ＴＶモニタ、ＰＣモニタ、携帯電話モニタを用いることができる。また、ＴＶ受信波やインターネットなどのネットワーク情報にのせられた指示は、系統連系装置１００によって非表示用のコードを除去されてもよい。また、系統連系装置１００は、ＴＶ、ＰＣ、携帯電話からの情報を受信する機能を有していてもよい。この場合、電力消費装置３１への供給電力の抑制指示などをＴＶ、ＰＣ、携帯電話から送信することができる。
１…配電システム、１０…高圧電力供給源、２０…変電所、２１…配電制御部、２２…指示生成部、２３…送信部、３０…需要家、３１…電力消費装置、３２…電源装置、３３…蓄電装置、３３…電蓄電装置、３４…表示部、４０…高圧送電線、５０…配電系統、１００…系統連系装置、１０１…受信部、１０２…記憶部、１０３…判定部、１０４…制御部、Ｃ…パワーコンディショナー、Ｓ…太陽電池モジュール

Claims (6)

  1. 配電設備と複数の電源装置とを電気的に接続する配電系統と、前記複数の電源装置に含まれる一の電源装置とに接続され、前記一の電源装置から前記配電系統に逆潮流される逆潮流電力を制御する系統連系装置であって、
    所定の伝送経路を介して送信され、前記逆潮流電力の調整を指示する調整指示を受信する受信部と、
    前記調整指示に基づいて前記逆潮流電力を制御する制御部と
    を有し、
    前記調整指示は、前記配電設備からの距離に応じて前記複数の電源装置をグループ化することによって形成された複数のグループのうち前記調整指示が適用される適用グループを示すグループ情報を含み、
    前記制御部は、前記グループ情報に基づいて、自グループが前記適用グループである場合に、前記調整指示に基づいて前記逆潮流電力を制御する
    ことを特徴とする系統連系装置。
  2. 配電系統に交流電力を配電する配電設備と、
    電源装置と、前記電源装置から前記配電系統へ逆潮流される逆潮流電力を制御する系統連系装置とをそれぞれ有する複数の需要家と
    を備える配電システムであって、
    前記配電設備は、
    前記逆潮流電力の調整を指示する調整指示を生成する指示生成部と、
    前記調整指示を所定の伝送経路に送信する送信部と
    を有し、
    前記複数の需要家は、前記配電設備からの距離に応じて複数のグループにグループ化されており、
    前記系統連系装置は、
    前記所定の伝送経路を介して前記調整指示を受信する受信部と、
    前記調整指示に含まれ、前記複数のグループのうち前記調整指示が適用される適用グループを示すグループ情報に基づいて、自グループが前記適用グループであるか否かを判定する判定部と、
    前記判定部によって自グループが前記適用グループであると判定された場合に、前記調整指示に基づいて前記逆潮流電力を制御する制御部と
    を有する
    ことを特徴とする配電システム。
  3. 前記グループ情報は、前記複数のグループに含まれる第１及び第２グループのうち前記第１グループが前記適用グループであることを示す
    ことを特徴とする請求項２に記載の配電システム。
  4. 前記複数のグループそれぞれは、蓄電装置を電源装置として備える需要家を少なくとも１つ含む
    ことを特徴とする請求項２に記載の配電システム。
  5. 前記複数のグループは、第１グループと、前記第１グループよりも小さい蓄電容量を有する第２グループとを含み、
    前記調整指示によって逆潮流電力を送電できる時間は、前記第１グループよりも前記第２グループの方が長い
    ことを特徴とする請求項２に記載の配電システム。
  6. 前記複数のグループは、第１グループと、前記第１グループよりも小さい蓄電容量を有する第２グループとを含み、
    前記第１グループは、前記第２グループよりも前記配電設備に近い
    ことを特徴とする請求項２に記載の配電システム。
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