JP5802463B2 - 電気量調整装置、電気量調整方法、電気量調整プログラム及び電力供給システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、複数の電気設備における電気量を調整するための電気量調整装置、電気量調整方法、電気量調整プログラム及び電力供給システムに関する。

ビル、工場、社会インフラ、家庭などの負荷設備等で使用される電力の供給は、主として、大規模発電所と送配電設備による電力供給システムが担っている。しかし、昨今の地球環境問題対策、また災害時・復興時の電力系統の障害や電力供給不足に対するニーズから、太陽光発電設備等の分散電源を含む電力供給システムが導入されつつある。

ただし、自然エネルギーを利用する分散電源は、発電電力が不安定である。たとえば、エネルギー源が太陽光である太陽光発電設備は、その発電電力は、季節、天候、時間等に大きく左右される。このため、太陽光発電設備は、負荷設備に対して安定した電力供給を行うことはできない。

この不安定な電力供給能力を補うために、上記のような電力供給システムに、蓄電池設備を導入したものが提案されている。たとえば、太陽光発電設備において発電した電力の余剰分を、あらかじめ蓄電池設備に充電しておく。そして、太陽光発電設備による発電量が不足した場合に、蓄電池設備から放電することにより、不足分を補うことができる。

このような太陽光発電設備、蓄電池設備、負荷設備等の電気設備が適切に使用されるためには、電力供給システムが、全体の電力の需給バランスを保つように管理することが必要となる。

このため、電力供給システムは、太陽光発電設備の発電量、蓄電池設備の充放電量、負荷設備の受電量などを、常時監視する。そして、契約受電電力や逆潮流電力などが所望の条件を逸脱しないように、電力供給システムが需給バランスを制御する。

かかる電力供給システムの一例を、図９に示す。この電力供給システムは、太陽光パネルを含む太陽光発電設備ＰＶ、蓄電池Ｓ、負荷Ｌ、パワーコンディショナーＰＣＳ、エネルギー管理システムＥＭＳ等を有している。太陽光パネルＰＶ、蓄電池Ｓ、負荷Ｌは、商用系統からの受電点Ｚに接続されている。

パワーコンディショナーＰＣＳは、電力変換を司るインバータ装置としての機能を含み、太陽光パネルＰＶ、蓄電池Ｓと系統との間に接続されている。各パワーコンディショナーＰＣＳは、通信ネットワークＮを介して、エネルギー管理システムＥＭＳに接続されている。エネルギー管理システムＥＭＳは、各パワーコンディショナーＰＣＳを介して、太陽光パネルＰＶの発電量、蓄電池Ｓの充放電量を統一的に制御する。

ここで、たとえば、太陽光パネルＰＶの発電量の変動や、電力負荷Ｌの需要パターンによる受電量の変動が生じた場合を考える。かかる場合であっても、エネルギー管理システムＥＭＳは、商用系統からの受電における契約受電電力や逆潮流電力などが、所望の条件を逸脱しないように、集中的に制御する。現在、このような需給バランス制御は、たとえば、１０ｍｓ〜１００ｍｓ程度の周期で細かく行われている。

特開平１０−９４１９９号公報

書名：Distributed Consensus in Multi-Vehicle Cooperative Control 著者：Wei Ren & Randal W. Beard 出版社：Springer-Verlag (London), Communication and Control Engineering Series 出版年：2008 ISBN：978-1-84800-014-8 P25,26(コンセンサスアルゴリズムの定式化) P38-41（収束性の数学的根拠）

ところで、上記のような電力供給システムの要素機器である電気設備は、常に発電量、充放電量、受電量などの特性が変化する。たとえば、太陽光パネルが、季節、時間、日照条件、気温条件により発電量が異なることは、上記の通りである。また、太陽光パネルは、表面に付着した汚れや、他の物体等の陰の影響でも、発電量は変化する。そして、蓄電池は、経年とともに特性が劣化し、蓄電量が変化する。さらに、負荷の消費電力も、それぞれ固有の負荷パターンを有する。

したがって、電力供給システムは、上記のような特性変化に応じて、適切な電力管理を行うために、システムの再設計、チューニング等を行う必要があった。このような再設計、チューニング等が必要となる要因としては、上記の他にも、要素機器の使用条件の変化や経年変化（蓄電池に限らない）、要素機器の追加や除去などのシステム構成の変化等がある。しかし、かかる要因を考慮した再設計、チューニング等の管理は、多大なコストとエンジニアリング作業を必要としていた。

さらに、電力供給システム全体の需給バランス制御を、エネルギー管理システムにおいて集中的に行っているので、一箇所における演算量は膨大となる。このため、要素機器が増えるほど、さらに上記のような変化が頻繁に生じるほど、エネルギー管理システムの処理負担が過大となる。これに対処するため、エネルギー管理システムの処理能力を増強することは、状態変化への即応性に乏しく、コスト的にも限界がある。

本発明の実施形態は、上記のような従来技術の問題を解決するために提案されたものであり、その目的は、電気設備の状態変化に柔軟に対応でき、電気量の調整を適切に行うことができる電気量調整装置、電気量調整方法、電気量調整プログラム及び電力供給システムを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の実施形態は、記憶部と制御部とを有する電気量調整装置であって、以下の事項を技術的特徴として含む。
（１）前記記憶部は、目標となる電気量である目標量を記憶する目標量記憶部を有する。
（２）前記制御部は、他の電気量調整装置との間で、互いに情報を提示し合うネゴシエーションを行うネゴシエーション部を有する。
（３）前記ネゴシエーション部は、以下の事項を有する。
(a) 接続対象となる電気設備に関する電気量であって、前記目標量の少なくとも一部に相当する電気量として、前記情報である外部への提示量を決定する提示量決定部
(b) 提示量決定部により決定された提示量を、通信ネットワークを介して外部へ出力する提示量出力部
(c) 外部からの提示量を、通信ネットワークを介して受け付ける提示量受付部
(d) 前記目標量、前記提示量決定部により決定された提示量、前記提示量受付部により受け付けた提示量に基づいて、前記電気設備に関する電気量を調整する調整部
（４）前記調整部は、以下の事項を有する。
(a) 前記目標量、前記提示量決定部により決定された提示量、前記提示量受付部により受け付けた提示量を比較する比較部
(b) 前記比較部による比較結果に基づいて、需給バランスが達成できるかどうかを判定する需給バランス判定部
(c) 前記需給バランス判定部により需給バランスが達成できていないと判定された場合に、前記提示量決定部による調整量を決定する調整量決定部
(d) 前記調整量決定部により決定された調整量に基づいて、前記提示量決定部により決定される提示量の調整を指示する調整指示部
（５）前記需給バランス判定部が、需給バランスが達成できたと判定した場合に、前記電気設備に関する電気量を決定する電気量決定部

なお、他の態様として、上記の各部の機能をコンピュータ又は電子回路により実現するための方法及びコンピュータに実行させるプログラムとして捉えることもできる。また、他の態様として、通信ネットワークを介して、管理装置に接続された電力供給システムとして捉えることもできる。

以上のような態様では、電気設備の状態変化に柔軟に対応でき、適切な電気量の調整を行うことができる電気量調整装置、電気量調整方法、電気量調整プログラム及び電力供給システムを提供することができる。

実施形態の電力供給システムの一例を示す接続構成図 実施形態の電力供給システムの一例を示す接続構成図 実施形態のスマートインタフェースの一例を示すブロック図 発電・放電側のスマートインタフェースによる電気量決定処理を示すフローチャート 負荷側のスマートインタフェースによる電気量決定処理を示すフローチャート 負荷設備の要求電力に応じた太陽電池設備及び蓄電池設備の需給バランス調整処理を示す説明図である。 太陽電池設備の発電量の変動に応じた需給バランス調整処理を示す説明図である。 他の実施形態を示す接続構成図 従来の電力供給システムの一例を示す接続構成図

［実施形態の概要］
本実施形態は、図１及び図２に示すように、共通の電源ラインで接続された複数の電気設備を、複数のスマートインタフェース１００によって、分散して制御する電力供給システム１である。電気設備としては、系統に接続された蓄電池設備２００、太陽光発電設備３００、発電機設備４００、受電点（メータ）５００、負荷設備６００等が含まれる。各電気設備は、単数であっても複数であってもよい。

蓄電池設備２００、太陽光発電設備３００は、パワーコンディショナー（以下、ＰＣＳとする）７００を介して、系統に接続されている。ＰＣＳ７００は、上記のように発電量、充放電量等を制御できる。

また、各電気設備には、電気量調整装置（以下、スマートインタフェースとする）１００が接続されている。これらのスマートインタフェース１００は、通信ネットワークＮに接続され、相互に情報の送受信を行う通信機能を有する。

さらに、スマートインタフェース１００は、上記の通信機能に加えて、自身が接続された電気設備に対する制御ロジックを有し、以下に説明する各種の処理を行うことができる。

なお、通信ネットワークＮには、上位管理装置（以下、上位スマートインタフェースとする）１００Ｕが接続されている。上位スマートインタフェース１００Ｕは、複数のスマートインタフェース１００からの情報を収集・承継して管理を行うことができる。

さらに、通信ネットワークＮには、サーバ装置８００が接続されている。サーバ装置８００は、各スマートインタフェース１００、上位スマートインタフェース１００Ｕにおいて必要となる情報、その他の情報を収集して記憶しておくことができる。

［実施形態の構成］
上記のような電力供給システム１の各部の構成について説明する。
《スマートインタフェース》
スマートインタフェース１００は、図３に示すように、制御部１１０、記憶部１７０、入力部１８０、出力部１９０等を有している。

［１．制御部］
制御部１１０は、通信制御部１２０、自己管理部１３０、システム管理部１４０、要求処理部１５０、ネゴシエーション部１６０等を有している。
（１）通信制御部
通信制御部１２０は、通信ネットワークＮを介して、スマートインタフェース１００の処理に必要な情報を送受信する処理部である。以下で述べる各出力部が出力する情報は、通信制御部１２０が、他のスマートインタフェース１００に送信する。また、通信制御部１２０が他のスマートインタフェース１００から受信した情報は、以下で述べる各受付部が受け付ける。

（２）自己管理部
自己管理部１３０は、各スマートインタフェース１００及びこれに接続された電気設備に関する情報を管理する処理部である。このように、それぞれのスマートインタフェース１００に接続された電気設備を、自設備とする。この自己管理部１３０は、ソフトウェア管理部１３１、内部状態検知部１３２、許容量判定部１３３、要求量判定部１３４、属性パラメータ出力部１３５、自設備制御部１３６等を有している。

ソフトウェア管理部１３１は、各スマートインタフェース１００が、自らの通信、監視、制御処理等に関して、必要となるソフトウェアを管理する処理部である。このソフトウェア管理部１３１は、図示はしないが、バージョン判定部、ダウンロード部、更新部等を有している。

バージョン判定部は、最新のデータ、プログラム等を含むソフトウェアを、通信ネットワークＮ上のサーバ装置８００等に問い合わせて、記憶部１７０に記憶されたソフトウェアのバージョンを判定する処理部である。問い合わせは、あらかじめ設定されたタイミングで自動的に行うことも、入力部１８０の入力に応じて行うこともできる。

ダウンロード部は、バージョン判定部により、現在のバージョンが最新のものでないと判定された場合に、最新バージョンのソフトウェアをダウンロードする処理部である。更新部は、記憶部１７０に記憶されたソフトウェアを、ダウンロードされた最新のバージョンに更新する処理部である。

このようなソフトウェアの一例としては、たとえば、太陽光発電設備３００の発電量予測モデルが挙げられる。一般的に、各太陽光発電設備３００は、自らの発電量予測モデルを有している。この発電量予測モデルは、過去の実績データにより適宜更新される。また、発電量予測モデルは、太陽光パネルの劣化などの経年変化に対応して、適宜更新される。

このため、発電量予測モデルは、定期的に更新することが望ましい。そこで、ソフトウェア管理部１３１は、定期的に上記のサーバ装置８００にアクセスし、最新の発電量予測モデルが存在する場合は、それをダウンロードして更新する処理を行うことができる。この発電量予測モデルにより算出される予測量は、後述する属性パラメータの一部を構成する。

内部状態検知部１３２は、自設備に設置された測定装置等からの信号に基づいて、自設備の内部状態を検知する処理部である。たとえば、内部状態検知部１３２は、自設備の発電量、蓄電量、受電量、供給可能電力量、必要電力量及びそれらの変化量等を、検知することができる。内部状態検知部１３２は、測定装置等からの信号に基づいて、劣化の程度、稼働の有無等も検知できる。これらの内部状態は、後述する属性パラメータの一部を構成する。

許容量判定部１３３は、上記の内部状態、その他の属性パラメータ等に基づいて、自設備が供給可能な電気量（許容量）を判定する処理部である。ここでいう電気量には、太陽光発電設備３００、発電機設備４００が供給可能な電力量、蓄電池設備２００が放電可能な電力量等が含まれる。

要求量判定部１３４は、上記の内部状態、その他の属性パラメータ等に基づいて、自設備が必要とする電気量（要求量）を判定する処理部である。ここでいう電気量には、負荷設備６００が必要とする電力量（受電量）等が含まれる。これらの許容量、要求量等も、属性パラメータの一部を構成する。

属性パラメータ出力部１３５は、上記のような自設備に関する属性パラメータを、外部へ出力する処理部である。通信制御部１２０は、この属性パラメータを、他のスマートインタフェース１００、上位スマートインタフェース１００Ｕ、サーバ８００等に送信する。これにより、各スマートインタフェース１００、上位スマートインタフェース１００Ｕ、サーバ８００等は、属性パラメータを共有することができる。

属性パラメータとしては、たとえば、以下のような情報が考えられるが、本実施形態は、これらの情報には限定されない。
(a)予測応答
予測応答とは、たとえば、電気設備の発電量あるいは受電量に関して、将来の連続した時間における予測量である。各スマートインタフェース１００においては、予測応答を送受信して相互に共有することにより、相手の電気設備の挙動を予測できる。この予測量には、蓄電池設備２００の充電状態（ＳＯＣ：ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）も含まれる。

(b)感度特性モデル
感度特性モデルは、たとえば、電圧や周波数や発電・受電指令値の変化に対する電気設備の反応を示す情報である。この感度特性モデルによって、各スマートインタフェース１００は、相手の電気設備に対する指示や電圧・周波数などの電力条件の変化に対し、相手の電気設備の挙動を推定できる。たとえば、負荷設備の場合、電圧の変化に対する負荷変動、周波数の変動による回転数及び出力変動など、各種のパラメータの変化に応じた各電気設備の挙動がわかる。

(c)制約条件
制約条件は、発電量・受電量・電圧・電流の制約に関する条件である。各スマートインタフェース１００は、制約条件を共有することにより、相手の要素機器が満足すべき運用条件を考慮することができる。特に、受電点の契約電力については、制約条件となる。

(d)コスト係数
コスト係数は、発電あるいは受電のコストに関わる係数である。たとえば、電力料金、蓄電池の充放電の繰り返しによる劣化、内部抵抗、設備の設置コスト、経年劣化等を加味した係数を、コスト係数とすることができる。発電コストや充放電ロスに関するコスト係数は、最適な負荷配分の計算に役立てることができる。

(e)可制御性・可観測性・予測可能性の情報
これらは、各電気設備の状態に関して、制御可能か否か（可制御性）、観測可能か否か（可観測性）、予測可能か否か（予測可能性）に関する情報である。たとえば、太陽電池の発電量そのものは制御できないが、発電機の発電量は制御可能である。

また、古い設備などでは、データを観測し難い又は観測できない場合がある。設備によっては、発電量、受電量について、予測通りに作動するものと、予測し難いものが存在する。これらを、可能性の程度にランク付けして、後述するネゴシエーションの優先順位としたり、ネゴシエーションをするかしないかの判断根拠とすることができる。

(f)位置情報
これは、各スマートインタフェース１００、上位スマートインタフェース１００Ｕ等、通信ネットワークＮ上のノードの位置に関する情報である。これは、たとえば、ＩＰアドレスなどを用いることができる。このような位置情報により、相手の電気設備が、自設備に対して上位、下位の関係か並列な関係か、隣接するかどうか等を判断することができる。また、相手の電気設備と自設備との通信ネットワークＮ上の距離を判定して、ネゴシエーションの優先順位の判定に役立てることができる。

(g)固有情報
これは、各スマートインタフェース１００、上位スマートインタフェース１００Ｕ、各電気設備等の機器固有の情報である。たとえば、機器が通信ネットワークＮに接続された場合に、メーカー名、型番等が機器固有の情報として、各スマートインタフェース１００、上位スマートインタフェース１００Ｕにおいて、共有される。また、メーカー名、型番等に基づいて検索されるＭＡＣアドレスなども、固有情報に含まれる。

自設備制御部１３６は、自設備の運転を制御する処理部である。この自設備制御部１３６による制御は、後述するネゴシエーションにより電気量等が決定された場合には、それに従って実行される。たとえば、蓄電池設備２００、発電機設備３００であれば、ＰＣＳ７００を介した制御により、給電が開始される。また、負荷設備６００であれば、受電が開始される。

（３）システム管理部
システム管理部１４０は、電力供給システム１の全体を構成する各装置の状態を管理する処理部である。このシステム管理部１４０は、属性パラメータ受付部１４１、監視部１４２、登録部１４３、認証部１４４等を有している。

属性パラメータ受付部１４１は、外部からの属性パラメータを受け付ける処理部である。この属性パラメータは、他のスマートインタフェース１００、上位スマートインタフェースＵ、サーバ装置８００から、通信制御部１２０が受信したものを用いることができる。

監視部１４２は、個々の電気設備、スマートインタフェース１００、通信ネットワークＮについての健全性を監視する処理部である。上記のように、属性パラメータ出力部１３５は、各スマートインタフェース１００が、各電気設備の健全性に関する信号（内部状態等、属性パラメータの一部）を相手に出力する。

属性パラメータ受付部１４１は、このような健全性に関する信号を、属性パラメータとして受け付けて、記憶部１７０に記憶する。監視部１４２は、かかる属性パラメータに基づいて、相互に相手の状態を判定して、外部状態として記憶部１７０に記憶する。

たとえば、複数の蓄電池設備２００群を想定したとき、蓄電池設備２００の監視部１４２同士が、相手の機能の健全性を定期的に確認する。このとき、一部の蓄電池設備２００に特性劣化が認められた場合は、それを除外するような負荷配分が実現できる。

各スマートインタフェース１００が自設備の発電量、放電量、負荷の消費量等について、あらかじめ通知してきた予測値と異なる挙動をした場合等も、健全性の判断要素とすることができる。その他、各電気設備の健全性は、可制御性、可観測性のパラメータに基づいて判断することもできる。

監視部１４２は、通信ネットワークＮを構成するノードの健全性についても、監視することができる。一般的には、キープアライブ信号のやり取りによって、通信ネットワークＮの状態を把握して、これも外部状態として記憶部１７０に記憶しておくことができる。

登録部１４３は、スマートインタフェース１００を介して新たに接続された電気設備等を登録する処理部である。上記のように、この登録は、属性パラメータ受付部１４１が受け付けた位置情報、固有情報若しくは他の属性パラメータ等を記憶部１７０に記憶することによって行うことができる。新たに登録されたスマートインタフェース１００の情報は、監視部１４２によって、通信ネットワークＮのノードとして把握され、外部状態として記憶部１７０に記憶される。

認証部１４４は、記憶部１７０に記憶された位置情報、固有情報若しくは他の属性パラメータに基づいて、各スマートインタフェース１００、上位スマートインタフェース１００Ｕ、サーバ装置８００等を認証する処理部である。認証のための識別情報としては、上記の位置情報、固有情報が典型例である。ただし、上記の属性パラメータの一部は、単独若しくは複数で、識別情報となり得る。また、登録番号、パスワード等、セキュリティのための識別情報も、認証部１４４による認証の対象になり得る。

システム管理部１４０は、上記のような属性パラメータ受付処理、監視処理、登録処理、認証処理等の際に、属性パラメータを参照することにより、相互に通信相手の特性を認識できる。たとえば、複数の蓄電池設備２００群を想定したとき、蓄電池設備２００同士で相手の充放電特性や充電容量、最大許容電流などを認識し、それに応じた負荷配分に役立てることができる。

（４）要求処理部
要求処理部１５０は、スマートインタフェース１００の要求を処理する処理部である。この要求処理部１５０は、要求出力部１５１、要求受付部１５２等を有している。要求出力部１５１は、自設備の電気量について、他の電気設備への要求量を出力する処理部である。たとえば、負荷設備６００が必要とする受電量を出力することができる。要求受付部１５２は、他の電気設備からの要求量を受け付けて、記憶部１７０に記憶する処理部である。

（５）ネゴシエーション部
ネゴシエーション部１６０は、目標となる電気量に関して、他のスマートインタフェース１００との間で、互いに情報を提示し合いながら（ネゴシエーション処理をしながら）、自設備に関する電気量を調整する処理部である。

このようなネゴシエーション処理は、隣接するノード（スマートインタフェース１００）間で情報を提示し合うことによって行われる。つまり、ネゴシエーション処理は、中央のＥＭＳからのブロードキャストによる指令に従って行われるものではない。

ネゴシエーション部１６０における電気量の演算処理に当たっては、他のノードの演算との整合性をとるために、他に優先して演算を行う特権としてのトークンを利用することも考えられる。

このネゴシエーション部１６０は、目標量設定部１６１、提示量決定部１６２、提示量出力部１６３、提示量受付部１６４、調整部１６５、決定処理部１６６等を有している。

目標量設定部１６１は、ネゴシエーション処理の目標となる電気量である目標量を設定する処理部である。目標量としては、たとえば、負荷設備６００が要求する電力量、蓄電池設備２００、太陽光発電設備３００、発電機設備４００が目指す放電・発電量等があげられる。なお、ここでいう目標量は、ネゴシエーションの開始時に総電気量として固定的に設定されるものも、ネゴシエーションの過程で順次変化して設定されるものも含まれる。

たとえば、自設備が負担可能な電力量を互いに提示し合い、その合計の電力量が、目標量として設定された要求電力量に達した段階で合意に至る態様が含まれる。また、目標量として設定された要求電力量から、自設備が負担可能な電力量を差し引いた結果が、次の目標量として順次設定されて行く態様も含まれる。また、自設備が負荷設備６００の場合に、初期値として、自設備の要求量が目標値として設定され、要求が満たされない場合に、順次減少させた目標値が設定される態様も含まれる。

提示量決定部１６２は、設定された目標量、自己の電気設備の許容量等の各種の属性パラメータに基づいて、他のスマートインタフェース１００に提示する電気量である提示量を決定する処理部である。提示量は、たとえば、蓄電池設備２００、太陽光発電設備３００、発電機設備４００の場合に、目標値として設定された要求電力量に対して、その一部に相当する放電量、発電量を提示量とすることが考えられる。

また、負荷設備６００の場合に、目標値として設定された必要電力量の全部を満たす電力量を、提示量とすることが考えられる。この場合の提示量は、他のスマートインタフェース１００等にとっては、負荷からの要求量となる。

提示量出力部１６３は、決定された提示量を外部に出力する処理部である。出力された提示量は、通信制御部１２０が、通信ネットワークＮを介して、他のスマートインタフェース１００に送信する。提示量受付部１６４は、通信制御部１２０が、通信ネットワークＮを介して他のスマートインタフェース１００からの提示量を受信した場合、これを受け付ける処理部である。

調整部１６５は、提示量の調整を行う処理部である。この調整部１６５は、比較部１６５ａ、需給バランス判定部１６５ｂ、調整量決定部１６５ｃ、調整指示部１６５ｄ等を有している。

比較部１６５ａは、目標量、自己の提示量、他のスマートインタフェースからの提示量等を比較する処理部である。需給バランス判定部１６５ｂは、比較部１６５ａの比較結果に基づいて、需給バランスが達成されているか否かを判定する処理部である。

調整量決定部１６５ｃは、比較部１６５ａの比較結果、需給バランス判定部１６５ｂによる判定結果、属性パラメータ等に基づいて、提示量の調整量を決定する処理部である。調整指示部１６５ｄは、調整量決定部１６５ｃにより決定された調整量に基づいて、提示量決定部１６２による提示量の調整を指示する処理部である。

決定処理部１６６は、電気量の決定に関する処理を行う処理部である。決定処理部１６６は、電気量決定部１６６ａ、決定信号出力部１６６ｂ、決定信号受付部１６６ｃ、許可信号出力部１６６ｄ、許可信号受付部１６６ｅ等を有している。

電気量決定部１６６ａは、需給バランス判定部１６５ｂにより、需給バランスが達成されたと判定された場合に、自設備の電気量を決定する処理部である。決定信号出力部１６６ｂは、決定された電気量を含む決定信号（たとえば、需給バランス達成信号、需給バランス回復信号等）を出力する処理部である。決定信号受付部１６６ｃは、外部から入力された決定信号を受け付ける処理部である。

許可信号出力部１６６ｄは、決定された電力の使用を許可する許可信号（たとえば、電力消費許可信号等）を出力する処理部である。許可信号受付部１６６ｅは、外部から入力された許可信号を受け付ける処理部である。

［２．記憶部］
記憶部１７０は、上記のように、スマートインタフェース１００に必要な各種の情報を記憶する処理部である。この記憶部１７０における各情報の記憶領域は、各情報の記憶部を構成する。すなわち、記憶部１７０は、ソフトウェア記憶部１７１、認証情報記憶部１７２、外部状態記憶部１７３、内部状態記憶部１７４、属性パラメータ記憶部１７５、目標量記憶部１７６、提示量記憶部１７７、決定電気量記憶部１７８等を有している。なお、記憶部１７０は、制御部１１０の処理に必要な各種の設定を記憶した設定記憶部１７９も有している。たとえば、各処理部における演算式、これらの演算式に用いるパラメータ、判定のためのしきい値等の処理の基準等が含まれている。

［３．入力部］
入力部１８０は、スマートインタフェース１００に必要な情報の入力、処理の選択や指示を入力する構成部である。この入力部１８０としては、たとえば、キーボード、マウス、タッチパネル（表示装置に構成されたものを含む）、スイッチ等が考えられる。但し、現在又は将来において利用可能なあらゆる入力装置を含む。記憶部１７０に記憶される情報を、入力部１８０から入力することもできる。

［４．出力部］
出力部１９０は、発電量予測モデル、内部状態、外部状態、属性パラメータ等を、管理者、オペレータ等も含むユーザが認識可能となるように出力する構成部である。この出力部１９０としては、たとえば、表示装置、プリンタ等が考えられる。但し、現在又は将来において利用可能なあらゆる出力装置を含む。

《蓄電池設備》
蓄電池設備２００は、充電及び放電の双方を行うことが可能な二次電池を利用した設備である。鉛蓄電池、リチウムイオン電池、ニッケル・水素電池等が普及しているが、現在又は将来において利用可能なあらゆる蓄電池を適用可能である。

《太陽光発電設備》
太陽光発電設備３００は、太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する太陽光パネルを備えた発電設備である。太陽光発電は、ＣＯ_２が無く、環境への影響が少ない。このため、電力供給システム１は、太陽光発電設備３００の発電量が多い場合には、その発電電力が優先的に利用されるように調整することが望ましい。

また、電力供給システム１は、太陽光発電設備３００の発電量が多い場合には、蓄電池設備２００を、その状態に応じて充電側に切り替えるように制御することが望ましい。これにより、太陽光発電設備３００の余剰電力を有効に蓄電し、長時間給電を行うことが可能となる。

一方で、太陽光発電の発電量は、上記のように天候等に大きく左右される。このため、電力供給システム１は、太陽光発電設備３００の発電量が少ない場合には、蓄電池設備２００の放電や発電機設備４００の発電によって補うように制御することになる。

《発電機設備》
発電機設備４００は、各種の燃料をエネルギー源として発電を行う自家発電設備である。たとえば、ガス、重油等の化石燃料により発電するエンジン等の自家発電装置を含む。これらは、一般的に、ＣＯ_２の排出が想定される。このため、電力供給システム１は、発電機設備４００からの電力を、必要なときにのみに得て、平均値としては低く抑えるように調整することが望ましい。

なお、燃料電池等も発電機設備４００に含まれる。燃料電池を採用すると、ＣＯ_２の排出量を大幅に低減できるので、上記のエンジン等よりも、使用量を多くしてもよい。

《受電点》
受電点（メータ）５００は、商用系統（電力系統）が接続された設備であり、商用系統との間での電力のやり取りを制御する。たとえば、負荷設備６００において必要な電力量が、太陽光発電設備３００、蓄電池設備２００、発電機設備４００では賄えない場合に、不足分を商用系統から受けるように制御することができる。また、太陽光発電設備３００の余剰分を、逆潮流として、商標系統へ供給することができる。

《負荷設備》
負荷設備６００は、電力を消費する設備である。たとえば、電動機、各種電気機器等を含む。個々の電動機、電気機器等の必要電力量は、ある程度固定的であるが、複数の機器の起動数を変えたり、起動時間を変える、出力を落とす等によって、必要となる電力量を調整することができる。

負荷設備６００の優先度（たとえば、負荷設備６００毎若しくは機器毎に優先順位をつける、「一般」、「重要」といった区別をつける等）と給電可能な電力量に応じて、コンセント単位で負荷遮断を行うことによっても、調整が可能である。複数の電動機が存在する場合等に、起動時における突入電流による電力量の集中を緩和するために、起動時間をずらすように制御することも可能である。以上のように、負荷側の調整によっても、電力不足を補うことが可能である。

《ＰＣＳ》
ＰＣＳ７００は、パワーコンディショナー（パワーコンディショニングシステム）である。このＰＣＳ７００は、基本的には、インバータを含み、太陽光発電設備３００、蓄電池設備２００の出力の調節、位相の変更等の制御を行うことができる。スマートインタフェース１００は、このＰＣＳ７００を介して、自設備を制御することができる。

また、ＰＣＳ７００は、図示はしないが、連系している電力系統の状態を検知する電力系統状態検知部を有している。これにより、たとえば、電力系統状態検知部が、電力系統の停電を検知した場合に、単独運転を検出できる。電力系統の状態に応じて、交流電圧の位相を調節することもできる。

なお、ＰＣＳ７００の機能の一部を、スマートインタフェース１００に持たせることも可能であるし、スマートインタフェース１００の機能の一部を、ＰＣＳ７００に持たせることも可能である。

《上位スマートインタフェース》
上位スマートインタフェース１００Ｕは、基本的には、上記のスマートインタフェース１００Ｕと同様の構成を有している。ただし、上位スマートインタフェース１００Ｕは、図示はしないが、集約部、分割部等を有している。

集約部は、情報を集約する処理部である。たとえば、上位スマートインタフェース１００Ｕの記憶部１７０は、通信ネットワークＮを介して、下位の各スマートインタフェース１００から収集した情報を記憶している。集約部は、これらの情報のうち、特定種類の情報を集約して再定義することができる。再定義された情報は、記憶部が記憶して、電力供給システム１の内部及び外部において活用される。

たとえば、集約部は、複数の蓄電池設備２００の放電量等の属性パラメータを集約することにより、複数の蓄電池設備２００を、仮想的な一つの蓄電池設備２００として把握可能な情報として定義できる。また、複数の蓄電池設備２００の充電量、放電可能量、太陽光発電設備３００の発電予測量等を集約して、システム全体として供給可能な電力量として定義できる。さらに、複数の負荷設備６００において必要な電力量から、供給可能な電力量を差し引いた値を、システム全体として不足している電力量として定義できる。

これにより、上位スマートインタフェース１００Ｕは、個々の電気設備の状態等を考慮しなくとも、全体のエネルギー管理を行うことができる。たとえば、上位スマートインタフェース１００Ｕは、集約された情報に基づいて、自己が所属する電力供給システム１とは別の電力供給システムとの間で、相互の需給制御を行うことができる。

特に、上位スマートインタフェース１００Ｕが、他の電力供給システムの上位スマートインタフェース１００Ｕと、通信ネットワークＮを介して接続されている場合を考える。かかる場合には、上位スマートインタフェース１００Ｕ相互の間で、電力を融通し合うネゴシエーションを行うこともできる。

この際に、上位スマートインタフェース１００Ｕは、個々の電気設備毎の属性パラメータを把握している必要はない。それぞれの電力供給システム１全体としての供給可能な電力量、不足している電力量等に基づいて、上位スマートインタフェース１００Ｕ同士で、ネゴシエーションを行うことができる。集約された情報が、給電指令所等に送信され、周波数制御システム（ＡＦＣ）や需給制御システム（ＥＬＤ）において、活用されるような態様であってもよい。

分割部は、集約された情報を、分割する処理部である。上記の集約部によって集約された情報若しくは外部から入力された集約された情報を、各電機設備毎に分割して再定義することができる。分割された情報は、通信ネットワークＮを介して、各スマートインタフェース１００に分配される。

たとえば、分割部は、外部から融通を要求された総電力量について、個々の蓄電池設備２００に対する充電量、放電要求量等に分割し、属性パラメータを再定義することができる。よって、上位スマートインタフェース１００Ｕが管理するシステムとは別のシステムとの間で、個々の蓄電池の内部状態を意識しなくても、全体のエネルギー管理が円滑に実行できる。

《サーバ装置》
サーバ装置８００は、スマートインタフェース１００、上位スマートインタフェース１００Ｕにおいて必要となる情報を記憶しておくデータサーバである。たとえば、サーバ装置８００には、各電気機器の属性パラメータや、最新のソフトウェアが記憶されている。

各スマートインタフェース１００、上位スマートインタフェース１００Ｕは、通信ネットワークＮを介して、サーバ装置８００にアクセスして、他の電気設備の属性パラメータや、アプリケーションソフトウェアの最新バージョンなどを参照、ダウンロードすることができる。

なお、このサーバ装置８００が、スマートインタフェース１００、上位スマートインタフェース１００Ｕの記憶部１７０の機能の全部又は一部を構成することも可能である。

［実施形態の作用］
以上のような本実施形態の作用を、図４〜７を参照して、以下に説明する。まず、前提として、ソフトウェア管理部１３１により、アプリケーション等のソフトウェアのバージョンが最新のものに更新されているものとする。また、監視部１４２により、外部状態が監視されており、健全な電気設備のみが電気量の調整の対象となるものとする。

さらに、新たなスマートインタフェース１００が通信ネットワークＮに接続された場合には、登録部１４３により、その属性パラメータが記憶部１７０に記憶されることにより、ノードとして登録される。これにより、新たなスマートインタフェース１００に接続された電気設備も、電気量の調整の対象となる。スマートインタフェース１００同士の通信時の認証は、認証部１４４が行う。

《発電機設備、蓄電池設備側の調整》
次に、自設備が蓄電池設備２００、太陽光発電設備３００若しくは発電機設備４００である場合の発電量、放電量の調整処理の一例を、図４を参照して説明する。まず、内部状態検知部１３２は、自設備の内部状態を常時検知している（ステップ０１）。検知された内部状態は、記憶部１７０が記憶する。

この内部状態に基づいて、許容量判定部１３３は、自設備が発電若しくは放電可能な量（許容量）を判定している（ステップ０２）。かかる許容量も、内部状態として、記憶部１７０が記憶する。通信制御部１２０は、外部から受電量の要求を受信しない場合（ステップ０３ ＮＯ）、上記のような内部状態の検知が継続される。

通信制御部１２０が、通信ネットワークＮを介して、外部から電力量の要求を受信すると（ステップ０３ ＹＥＳ）、その要求量を、要求処理部１５０の要求受付部１５２が受け付ける（ステップ０４）。目標量設定部１６１は、受け付けた要求量に応じて、目標量を設定する（ステップ０５）。設定された目標量は、記憶部１７０が記憶する。たとえば、負荷設備６００から要求された受電量が目標量として設定される。

提示量決定部１６２は、設定された目標量と自設備の許容量等、種々の属性パラメータに応じて、提示量を決定する（ステップ０６）。決定された提示量は、記憶部１７０が記憶する。たとえば、太陽光発電設備３００の場合には、発電量、発電予測量等を提示量とすることができる。蓄電池設備２００の場合には、放電量の一部を提示量とすることができる。

提示量出力部１６３は、決定された提示量を出力する（ステップ０７）。この提示量は、通信制御部１２０が、通信ネットワークＮを介して、他のスマートインタフェース１００に送信する。たとえば、提示量が、隣接する蓄電池設備２００のスマートインタフェース１００に送信される。

また、通信制御部１２０が、外部から提示量を受信すると（ステップ０８ ＹＥＳ）、その提示量を、提示量受付部１６４が受け付ける（ステップ０９）。受け付けられた提示量は、記憶部１７０が記憶する。

調整部１６５の比較部１６５ａは、目標量、出力した提示量、受け付けた提示量（外部から受信した場合）等を比較する（ステップ１０）。この比較結果に基づいて、需給バランス判定部１６５ｂは、目標量に対する提示量の過不足の有無から、需給バランスが達成できるかどうかを判定する（ステップ１１）。

需給バランスが達成できていない場合には（ステップ１１ ＮＯ）、調整量決定部１６５ｃが、提示量の調整量を決定する（ステップ１２）。調整量決定部１６５ｃは、種々の属性パラメータを加味して、調整量を決定することができる。たとえば、調整量の決定においては、他のスマートインタフェース１００との配分比が均等になるようにしてもよいし、自設備若しくは他の電気設備の供給能力に応じて配分されるようにしてよい。

この調整量に基づいて、調整指示部１６５ｄは、提示量決定部１６２に新たな提示量の決定を指示する（ステップ１３）。その後、提示量決定部１６２により新たな提示量が決定され（ステップ０６）、ステップ０７〜１１の処理が行われる。

需給バランス判定部１６５ｂが、需給バランスが達成できたと判定した場合には（ステップ１１ ＹＥＳ）、電気量決定部１６６ａが、自設備が負担する電力量（発電量、放電量等）を決定する（ステップ１４）。決定信号出力部１６６ｂは、需給バランス達成信号とともに、決定された電力量を出力する（ステップ１５）。

また、許可信号出力部１６６ｄは、電力消費の許可信号を出力する（ステップ１６）。通信制御部１２０は、需給バランス達成信号、決定された電力量、電力消費の許可信号等を、他のスマートインタフェース１００に送信する。

《負荷設備側の調整》
次に、自設備が負荷設備６００である場合の処理の一例を、図５を参照して説明する。まず、内部状態検知部１３２は、自設備の内部状態を常時検知する（ステップ２１）。この内部状態に基づいて、要求量判定部１３４は、自設備が必要な受電量（これも、内部状態に含まれる）を、必要量として判定する（ステップ２２）。かかる必要量も、内部状態として、記憶部１７０が記憶する。

また、目標量設定部１６１は、必要量を、決定すべき目標量として設定する（ステップ２３）。設定された目標量は、記憶部１７０が記憶する。要求出力部１５１は、必要量を要求量として出力する（ステップ２４）。通信制御部１２０は、通信ネットワークＮを介して、要求量を他のスマートインタフェース１００へ送信する。

このように出力された要求量が、他のスマートインタフェース１００の要求受付部１５２において受け付けられることにより、上記の図４のステップ０３〜ステップ１６に示した処理が行われる。その結果、通信制御部１２０が、通信ネットワークＮを介して電力消費の許可信号を受信すると、これを許可信号受付部１６６ｅが受け付ける（ステップ２５ ＹＥＳ）。これにより、自設備制御部１３６は、負荷設備６００の受電を開始するように、ＰＣＳ７００を制御する（ステップ３４）。

ただし、図４に示すような処理の結果、要求した受電量では、需給バランスが達成できない場合がある。かかる場合には、たとえば、所定の時間が経過しても、許可信号の受信がないことになる（ステップ２５ ＮＯ）。

この場合に、外部から供給可能な電力量についての提示量を受信した場合には（ステップ２６ ＹＥＳ）、提示量として、提示量受付部１６３が受け付ける（ステップ２７）。受け付けられた提示量は、記憶部１７０が記憶する。提示量の受信がない場合には（ステップ２６ ＮＯ）、ステップ２８の処理へ移行する。

このような提示量は、たとえば、外部のスマートインタフェース１００から送信される太陽光発電設備３００、発電機設備４００の発電量、蓄電池設備２００の放電量の全部若しくは一部であることが考えられる。また、提示量は、上位スマートインタフェース１００Ｕから送信される電力供給システム１全体で供給可能な電力量であることも考えられる。

調整部１６５の比較部１６５ａは、目標量、自設備の調整許容量、受け付けた提示量（提示量を受信した場合）等を比較する（ステップ２８）。この比較結果に基づいて、調整量決定部１６５ｃは、提示量の調整量を決定する（ステップ２９）。なお、調整量決定部１６５ｃによる調整量の決定についいては、種々の属性パラメータを加味することができる。

調整指示部１６５ｄは、決定された調整量に基づいて、提示量決定部１６２に新たな提示量の決定を指示する（ステップ３０）。提示量決定部１６２は、新たな提示量を決定する（ステップ３１）。新たな提示量は、記憶部１７０が記憶する。決定された提示量は、目標量設定部１６１が、新たな目標量として設定する（ステップ３２）。設定された目標量は、記憶部１７０が記憶する。

提示量出力部１６３は、決定された提示量を出力する（ステップ３３）。この提示量は、通信制御部１２０が、通信ネットワークＮを介して、他のスマートインタフェース１００に送信する。その後、ステップ２５〜３４の処理が行われる。なお、自設備制御部１３６は、調整が必要となった場合には、たとえば、起動する機器数、動作時間、起動タイミング、使用するコンセント数等により、受電量を調整することができる。

《ネゴシエーションの具体例》
［１．コンセンサスアルゴリズムの例］
次に、上記のようなネゴシエーション処理についての具体例を説明する。まず、複数のノードが相互に情報交換しながら、共通の状態量に収束可能であることは、非特許文献１に述べられている。ここには、複数の通信機能を持つノード群が、互いにローカルな隣接ノードとのみ通信を実行する場合のコンセンサス(合意形成)アルゴリズムが記載されている。

すなわち、第i番目のノードの離散的な時刻k+1での状態量をξi[k+1]とする。そして、時刻kでの自分および隣接ノードの状態量ξj[k], j=1,…,nから、下記の式で逐次更新する場合を考える。この場合、n個のすべてのノードにおける状態量ξi[k],i=1,…,nは、時刻k→∞で共通の値に一致することが数学的に証明されている。

（数１）
n
ξi[k+1]=Σdij[k] ξj[k] ,i=1,…,n
j=1
(ただし、dijは適当な重み係数で、dij≧0,
n
Σdij[k]=1 ,i=1,…,n
j=1
とする。)

ただし、本実施形態は、単に共通の状態量に収束させるものではない。スマートインタフェース１００同士が、種々の属性パラメータを加味して、双方の電気量の配分量となる提示量を互いに交換しながら、最適な配分での需給バランスを達成する機能を有している。

［２．需給バランスの達成処理］
次に、需給バランスの達成処理について、スマートインタフェース１００の間でやりとりされる情報を、通信プロトコルとして図式化したものを、図６、図７に示す。これらは、太陽光発電設備３００、蓄電池設備２００Ａ、蓄電池設備２００Ｂ、負荷設備６００ａのスマートインタフェース１００間でのネゴシエーションの一例である。

なお、情報のやり取りは、各設備に接続されたスマートインタフェース１００間で行われる。しかし、以下の説明では、主体を区別するために、それぞれのスマートインタフェース１００の自設備を、便宜的に主語として用いる。また、各情報の送受信、入出力、検知、比較、判定、決定、指示、記憶等の処理は、上記のように、スマートインタフェース１００の各部が行う。

（１）予測量に基づく処理
図６は、負荷設備６００ａからの需要予測に基づく要求電力に応じて、太陽光発電設備３００、蓄電池設備２００Ａ、蓄電池設備２００Ｂが需給バランスをとるネゴシエーションの一例である。

まず、負荷設備６００ａが要求する電力量は、蓄電池設備２００Ａ、２００Ｂ、太陽光発電設備３００に順次送信され、各設備で共有する。太陽光発電設備３００は、要求電力量と自己の発電予測量との比較に基づいて、電力過不足量(1)を決定し、これを要求量として、蓄電池設備２００Ａに送信する。

蓄電池設備２００Ａは、自己の放電可能量(1)と電力過不足量(1)との比較に基づいて、電力過不足量(2)を決定し、これを要求量として、蓄電池設備２００Ｂに送信する。

蓄電設池備２００Ｂは、自己の放電可能量(2)と電力過不足量(1)との比較に基づいて、電力過不足量(3)を決定し、これを要求量として、蓄電池設備２００Ａに送信する。なお、ここでいう放電可能量(1)(2)とは、蓄電池設備２００Ａ、２００Ｂの最大の放電可能量ではなく、最初に提示する提示量として捉えるべきである。

蓄電池設備２００Ａ、２００Ｂにおいては、電力過不足量(3)を、目標量として、お互いに提示量を提示し合う。すなわち、蓄電池設備２００Ａは、放電量(ａ１）を提示量として送信する。これに対して蓄電池設備２００Ｂは、放電量(ｂ１）を提示量として送信する。需給バランスが達成されない場合には、これが繰り返し行われる。

そして、放電量(Ａｎ）、放電量(Ｂｎ）の送受信後、蓄電池設備２００Ａにおいて、需給バランスが達成したと判定される。すると、蓄電池設備２００Ａは、需給バランス達成信号を、蓄電池設備２００Ｂに送信する。需給バランス達成信号を受信した蓄電池設備２００Ｂは、負荷電力の消費の許可信号を、負荷設備６００ａに送信する。

（２）発電変動の検知に基づく処理
図７は、太陽光発電設備３００における発電予測量の変動に応じて、蓄電池設備２００Ａ、２００Ｂが需給バランスを回復させるネゴシエーションの一例である。

まず、太陽光発電設備３００が、内部状態から発電予測量の変動を検知する。すると、太陽光発電設備３００が、変動量の吸収を要求する変動吸収要求(1)を、要求する電力量（電力不足量）として、蓄電池設備２００Ａに送信する。

蓄電池設備２００Ａは、自己の放電による変動吸収可能量(1)と変動吸収要求(1)との比較に基づいて、変動吸収要求(2)を決定し、これを要求する電力量として、蓄電池設備２００Ｂに送信する。

蓄電池設備２００Ｂは、自己の放電による変動吸収可能量(2)と変動吸収要求(2)との比較に基づいて、変動吸収要求(3)を決定し、これを要求する電力量として、蓄電池設備２００Ａに送信する。なお、ここでいう変動吸収可能量(1)(2)とは、蓄電池設備２００Ａ、２００Ｂの最大の放電可能量ではなく、最初に提示する提示量として捉えるべきである。

蓄電池設備２００Ａ、２００Ｂにおいては、変動吸収要求(3)を目標量として、お互いに提示量を提示し合う。すなわち、蓄電池設備２００Ａは、放電変更量(ａ１）を提示量として送信する。これに対して蓄電池設備２００Ｂは、放電変更量(ｂ１）を提示量として送信する。需給バランスが達成されない場合には、これが繰り返し行われる。

そして、放電変更量(Ａｎ）、放電変更量(Ｂｎ）の送受信後、蓄電池設備２００Ａにおいて、需給バランスが達成したと判定される。すると、需給バランス回復信号を、太陽光発電設備３００、蓄電池設備２００Ｂに送信する。需給バランス回復信号を受信した蓄電池設備２００Ｂは、これを負荷設備６００ａに送信する。

以上のように、太陽光発電設備３００と蓄電池設備２００との協調により、安定した交流又は直流電力を得ることができる。なお、各蓄電池設備２００の提示量については、上記のようにそれぞれの属性パラメータに従って、若しくはあらかじめ設定された基準に従って、決定することができる。一例としては、最初に自設備の供給可能量の半分を提示量とし、次にその提示量の半分を増分とした提示量とし、順次、増分を半減させていくことが考えられる。あらかじめ設定された定量を、提示量にインクリメントしていくことも考えられる。

［実施形態の効果］
以上のような本実施形態の効果は、以下の通りである。
（１）スマートインタフェース１００間で、目標となる電気量を設定して、相互に提示量を提示し合うネゴシエーションによって、相互協調型の需給バランス制御を行うことができる。このため、発電量の変動や負荷の変動により、全体のエネルギーバランスが崩れても、情報交換、ネゴシエーションを通じて、速やかに需給バランスを達成、回復することが可能となる。

（２）スマートインタフェース１００が相互に提示し合う提示量について、それぞれの電気設備の状況に応じて調整することができるので、各電気設備に適切な負担量を決定できる。特に、種々の属性パラメータを共有して、これを加味して調整できるので、現状に適した負担量を決定することができる。ソフトウェアのバージョン等、情報の更新を自動的に行うことにより、現状に適した電気量の設定、演算等が可能となる。

（３）各電気設備に接続されたスマートインタフェース１００間の相互接続のみで、エネルギーマネジメント、需給バランス制御に必要な処理を自律的に行うことができる。つまり、属性パラメータの共有、相互認証、相互健全性監視、双方向のネゴシエーション等による需給バランスの最適化、上下関係における負荷配分など、情報の集約、配分、判断などが自動化される。

（４）要素となる電気設備の追加、削除、状態変化等に応じて、電力供給システム１が自動的に再構成される。このため、システムの再構築にかかるコストとエンジニアリング作業を軽減できる。

（５）各スマートインタフェース１００は、新たな電気設備の接続、その機能の喪失等、電機設備の追加、削除、状態変化等に応じて、自律的にシステム全体を再構築することができる。このため、システムの再構築にかかるコストとエンジニアリング作業を軽減できる。

ここで、システムの再構築とは、単なるノードの追加、削除には留まらない。たとえば、新たに負荷設備６００が接続された場合に、その負荷設備６００が要求する電力が、既存の設備が供給可能かどうかを判断し、供給可能でなければ電力消費を許可しない、要求電力の削減を求めてこれを受け入れれば電力消費を許可する等の処理が可能となる。

［Ｄ．他の実施形態］
本実施形態は、上記の態様に限定されるものではない。
（１）電力供給システム１において管理される電気設備の数、規模等は、特定のものには限定されない。各電気設備が、地理的に近接しているか、遠隔地にあるか等は問わない。また、電力供給システム１に、複数の上位スマートインタフェース１００Ｕが含まれていて、各上位スマートインタフェース１００Ｕが、複数の電気設備を管理するように構成してもよい。たとえば、複数の蓄電池設備２００、太陽光発電設備３００、発電機設備４００等を含む電源群をまとめて管理する上位スマートインタフェース１００Ｕを設定してもよい。複数の負荷設備６００を含む負荷群をまとめた上位スマートインタフェース１００Ｕを設置してもよい。

（２）本実施形態における「電気量」は、上記に例示したように、各電気設備が供給する若しくは供給を受ける電力に関する情報を広く含む概念であり、電荷に基づく物理量として用いられる用語とは必ずしも一致しない。たとえば、目標量、提示量となる電気量としては、蓄電池設備２００の充電量なども含まれる。つまり、蓄電池設備２００のスマートインタフェース１００が、自設備の内部状態から充電状態（ＳＯＣ）を予測、検知等して、充電のための電力の要求量を出力する。すると、発電若しくは放電可能な電気設備のスマートインタフェース１００から、供給可能な発電量若しくは放電量が提示量として提示される。

提示量が要求量を満たす場合、若しくは要求量の一部を満たす場合に、いずれかのスマートインタフェース１００から、充電の許可信号が出力され、これを受信したスマートインタフェース１００の蓄電池設備２００において充電が開始される。なお、発電若しくは放電可能な電気設備のスマートインタフェース１００間で、上記のネゴシエーションが行われてもよい。

このように、蓄電池設備２００の充電状態の管理を行い、充放電スケジュールを最適化することで、太陽光発電設備３００等の余剰電力を有効に蓄電し、長時間給電を実現することができる。

一方、太陽光発電設備３００側で、余剰電力を検知して、充電が必要な蓄電池設備２００に分配する態様も考えられる。すなわち、太陽光発電設備３００のスマートインタフェース１００が、自設備の内部状態から余剰電力を予測、検知等して、供給可能な電力量を要求量として出力する。すると、充電が必要な蓄電池設備２００から、必要な電力量が提示量として提示される。

提示量が要求量と合致若しくは要求量の一部と合致する場合に、太陽光発電設備３００のスマートインタフェース１００から、充電の許可信号が出力され、これを受信したスマートインタフェース１００の蓄電池設備２００において充電が開始される。なお、充電を受ける蓄電池設備２００のスマートインタフェース１００間で、上記のネゴシエーションが行われてもよい。

以上のように、電力の不足量ばかりでなく、余剰の電力量についても、スマートインタフェース１００による電気量の調整及びネゴシエーションの対象となり得る。

（３）情報端末により、通信機能をバックアップさせることも可能である。たとえば、図８に示すように、情報端末Ｔを、各スマートインタフェース１００、上位スマートインタフェース１００Ｕの通信制御部１２０によって、通信ネットワークＮとは別のネットワークを介して接続可能に構成する。この情報端末Ｔは、携帯電話、ノートパソコン、タブレットＰＣ等、現在又は将来において適用可能な可搬且つネットワー接続可能なコンピュータを広く含む。

かかる構成により、主たる通信ネットワークＮに故障が生じた場合に、情報端末Ｔを介して、スマートインタフェース１００、上位スマートインタフェース１００Ｕとの通信を確立する。これにより、各スマートインタフェース１００、上位スマートインタフェース１００Ｕとの間の通信をバックアップして、状態監視、属性パラメータ配分等、電力供給システム１の機能を維持することができる。

この機能は、上記の実施形態で明示的に示したものの他、太陽光発電設備３００の出力、蓄電池設備２００の充電状態、負荷設備６００への供給電力のモニタリング、充放電スケジュールの制御、負荷側の抑制とスケジューリング等が例示できる。なお、情報端末Ｔ及び通信回線は、汎用のものでも専用のものでもよいが、災害時に強いものを選択することが望ましい。

（４）電気設備は、上記で例示したものには限定されない。たとえば、太陽光発電設備の代わりに、若しくはこれに加えて、風力発電設備等、現在又は将来において利用可能なあらゆる分散電源設備を用いることもできる。

（５）上記の実施形態において説明した処理は、作用及びフローチャートで例示した順序で行うことに限定されるものではない。自設備が電力の供給側か受電側か、ネゴシエーションを行う立場か否か、決定すべき電力量が何であるか等に応じて、適宜変更され得る。

（６）通信ネットワーク、通信回線は、情報のやりとりが可能な伝送路を広く含む。伝送路としては、有線若しくは無線のあらゆる伝送媒体を適用可能であり、どのようなＬＡＮやＷＡＮを経由するか若しくは経由しないかは問わない。たとえば、電力線搬送（ＰＬＣ方式）なども適用可能である。通信プロトコルについても、現在又は将来において利用可能なあらゆるものを適用可能である。現在の標準的なインターネットプロトコル（ＩＰ４）でも、次世代のプロトコルＩＰ６でも、独自のプロトコルであってもよい。

（７）スマートインタフェース１００、上位スマートインタフェース１００Ｕ、ＰＣＳ７００、サーバ装置８００、情報端末Ｔ等は、ＣＰＵ等を含むコンピュータを所定のプログラムで制御することによって実現できる。この場合のプログラムは、コンピュータのハードウェアを物理的に活用することで、上記のような各部の処理を実現するものである。

なお、上記の各部の処理を実行する方法、プログラム及びプログラムを記録した記録媒体も、実施形態の一態様である。また、ハードウェアで処理する範囲、プログラムを含むソフトウェアで処理する範囲をどのように設定するかは、特定の態様には限定されない。たとえば、上記の各部のいずれかを、それぞれの処理を実現する回路として構成することも可能である。

（８）上記の各処理部、記憶部等は、共通のコンピュータにおいて実現してもよいし、通信ネットワークで接続された複数のコンピュータによって実現してもよい。上記のサーバ装置８００のように、複数のスマートインタフェース１００において、共通のデータベースを用いてもよい。

（９）記憶部は、典型的には、内蔵された若しくは外部接続された各種メモリ、ハードディスク、光ディスク等により構成できるが、現在又は将来において利用可能なあらゆる記憶媒体を利用可能である。演算に用いるレジスタ等も、記憶部として捉えることができる。すでに情報が記憶された記憶媒体を、読み取り装置に装着することにより、演算に利用可能となる態様でもよい。記憶の態様も、長時間記憶が保持される態様のみならず、処理のために一時的に記憶され、短時間で消去若しくは更新される態様も含まれる。

（１０）実施形態に用いられる情報の具体的な内容、値は自由であり、特定の内容、数値には限定されない。実施形態において、しきい値に対する大小判断、一致不一致の判断等において、以上、以下として値を含めるように判断するか、より大きい、より小さいとして値を含めないように判断するかも自由である。したがって、たとえば、値の設定によっては、「以上」を「より大きい」、「以下」を「より小さい」と読み替えても、実質的には同じである。

（１１）本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００…スマートインタフェース
１００Ｕ…上位スマートインタフェース
１１０…制御部
１２０…通信制御部
１３０…自己管理部
１３１…ソフトウェア管理部
１３２…内部状態検知部
１３３…許容量判定部
１３４…要求量判定部
１３５…属性パラメータ出力部
１３６…自設備制御部
１４０…システム管理部
１４１…属性パラメータ受付部
１４２…監視部
１４３…登録部
１５０…要求処理部
１５１…要求出力部
１５２…要求受付部
１６０…ネゴシエーション部
１６１…目標量設定部
１６２…提示量決定部
１６３…提示量出力部
１６４…提示量受付部
１６５…調整部
１６５ａ…比較部
１６５ｂ…需給バランス判定部
１６５ｃ…調整量決定部
１６５ｄ…調整指示部
１６６…決定処理部
１６６ａ…電気量決定部
１６６ｂ…決定信号出力部
１６６ｃ…決定信号受付部
１６６ｄ…許可信号出力部
１６６ｅ…許可信号受付部
１７０…記憶部
１７１…ソフトウェア記憶部
１７２…認証情報記憶部
１７３…外部状態記憶部
１７４…内部状態記憶部
１７５…属性パラメータ記憶部
１７６…目標量記憶部
１７７…提示量記憶部
１７８…決定電気量記憶部
１７９…設定記憶部
１８０…入力部
１９０…出力部
２００…蓄電池設備
３００…太陽光発電設備
４００…発電機設備
６００…負荷設備

Claims (13)

1. 記憶部と制御部とを有する電気量調整装置であって、
   前記記憶部は、目標となる電気量である目標量を記憶する目標量記憶部を有し、
   前記制御部は、他の電気量調整装置との間で、互いに情報を提示し合うネゴシエーションを行うネゴシエーション部を有し、
   前記ネゴシエーション部は、
   接続対象となる電気設備に関する電気量であって、前記目標量の少なくとも一部に相当する電気量として、前記情報である外部への提示量を決定する提示量決定部と、
   前記提示量決定部により決定された提示量を、通信ネットワークを介して外部へ出力する提示量出力部と、
   外部からの提示量を、通信ネットワークを介して受け付ける提示量受付部と、
   前記目標量、前記提示量決定部により決定された提示量、前記提示量受付部により受け付けた提示量に基づいて、前記電気設備に関する電気量を調整する調整部と、
   を有し、
   前記調整部は、
   前記目標量、前記提示量決定部により決定された提示量、前記提示量受付部により受け付けた提示量を比較する比較部と、
   前記比較部による比較結果に基づいて、需給バランスが達成できるかどうかを判定する需給バランス判定部と、
   前記需給バランス判定部により需給バランスが達成できていないと判定された場合に、前記提示量決定部による調整量を決定する調整量決定部と、
   前記調整量決定部により決定された調整量に基づいて、前記提示量決定部により決定される提示量の調整を指示する調整指示部と、
   を有し、
   前記需給バランス判定部が、需給バランスが達成できたと判定した場合に、前記電気設備に関する電気量を決定する電気量決定部を有すること、
   を特徴とする電気量調整装置。
2. 前記制御部は、システム管理部を有し、
   前記システム管理部は、電気設備についての属性を表す属性パラメータを、通信ネットワークを介して受け付ける属性パラメータ受付部を有し、
   前記記憶部は、前記目標量記憶部、前記提示量決定部、前記調整部の少なくとも一つの処理のための情報として、前記属性パラメータ受付部が受け付けた属性パラメータを記憶する属性パラメータ記憶部を有することを特徴とする請求項１記載の電気量調整装置。
3. 接続された電気設備の内部状態を検知する内部状態検知部を有し、
   前記属性パラメータには、前記内部状態が含まれることを特徴とする請求項２記載の電気量調整装置。
4. 前記属性パラメータは、電気量の予測に関する情報、電気量の変化に関する情報、電気量の制約に関する情報、電気量のコストに関する情報の少なくとも一種が含まれることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の電気量調整装置。
5. 前記属性パラメータは、各電気設備を識別する識別情報を含み、
   前記システム管理部は、前記属性パラメータ受付部が受け付けた識別情報に基づいて、他の電気量調整装置に接続された電気設備を認証する認証部を有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の電気量調整装置。
6. 前記属性パラメータは、各電気設備の状態に関する状態情報を含み、
   前記システム管理部は、前記属性パラメータ受付部が受け付けた状態情報に基づいて、各電気設備の健全性を監視する監視部を有することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の電気量調整装置。
7. 前記目標量記憶部、前記提示量決定部、前記調整部の少なくとも一つの処理のためのソフトウェアを記憶するソフトウェアを記憶するソフトウェア記憶部と、
   前記ソフトウェア記憶部に記憶されるソフトウェアのバージョンが最新のものか否かを判定するバージョン判定部と、
   前記バージョン判定部の判定結果に基づいて、最新のバージョンのソフトウェアをダウンロードするダウンロード部と、
   前記ダウンロード部によりダウンロードされた最新のバージョンに更新する更新部と、
   を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気量調整装置。
8. 電気設備が接続された系統に連系している電力系統の状態を検知する電力系統検知部を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気量調整装置。
9. 請求項２〜６のいずれか１項に記載の電気量調整装置と、
   前記電気量調整装置に、通信ネットワークを介して接続され、当該電気量調整装置から情報を収集する上位管理装置とを有し、
   前記上位管理装置は、
   複数の電気設備の属性パラメータを集約する集約部と、
   集約された属性パラメータを記憶する記憶部と、
   を有することを特徴とする電力供給システム。
10. 前記上位管理装置は、前記集約部が集約した属性パラメータを、複数の電気設備毎に分割する分割部と、
    分割された属性パラメータを、各電気設備の電気量調整装置に、通信ネットワークを介して出力する出力部と、
    を有することを特徴とする請求項９記載の電力供給システム。
11. 請求項２〜６のいずれか１項に記載の電気量調整装置と、
    前記通信ネットワークとは別の通信ネットワークを介して、前記電気量調整装置に接続された情報端末と、
    を有することを特徴とする電力供給システム。
12. コンピュータ又は電子回路が、
    目標となる電気量である目標量を記憶する目標量記憶処理と、
    接続された電気設備に関する電気量であって、前記目標量の少なくとも一部に相当する電気量として、外部への提示量を決定する提示量決定処理と、
    前記提示量決定処理により決定された提示量を、通信ネットワークを介して外部へ出力する提示量出力処理と、
    外部からの提示量を、通信ネットワークを介して受け付ける提示量受付処理と、
    前記目標量、前記提示量決定処理により決定された提示量、前記提示量受付処理により受け付けた提示量に基づいて、前記電気設備に関する電気量を調整する調整処理と、
    を実行し、
    前記調整処理は、
    前記目標量、前記提示量決定処理により決定された提示量、前記提示量受付処理により受け付けた提示量を比較する比較処理と、
    前記比較処理による比較結果に基づいて、需給バランスが達成できるかどうかを判定する需給バランス判定処理と、
    前記需給バランス判定処理により需給バランスが達成できていないと判定された場合に、前記提示量決定処理による調整量を決定する調整量決定処理と、
    前記調整量決定処理により決定された調整量に基づいて、前記提示量決定処理により決定される提示量の調整を指示する調整指示処理と、
    を含み、
    前記コンピュータ又は電子回路が、
    前記需給バランス判定処理により、需給バランスが達成できたと判定した場合に、前記電気設備に関する電気量を決定する電気量決定処理を実行すること、
    特徴とする電気量調整方法。
13. コンピュータに、
    目標となる電気量である目標量を記憶する目標量記憶処理と、
    接続された電気設備に関する電気量であって、前記目標量の少なくとも一部に相当する電気量として、外部への提示量を決定する提示量決定処理と、
    前記提示量決定処理により決定された提示量を、通信ネットワークを介して外部へ出力する提示量出力処理と、
    外部からの提示量を、通信ネットワークを介して受け付ける提示量受付処理と、
    前記目標量、前記提示量決定処理により決定された提示量、前記提示量受付処理により受け付けた提示量に基づいて、前記電気設備に関する電気量を調整する調整処理と、
    を実行させ、
    前記調整処理は、
    前記目標量、前記提示量決定処理により決定された提示量、前記提示量受付処理により受け付けた提示量を比較する比較処理と、
    前記比較処理による比較結果に基づいて、需給バランスが達成できるかどうかを判定する需給バランス判定処理と、
    前記需給バランス判定処理により需給バランスが達成できていないと判定された場合に、前記提示量決定処理による調整量を決定する調整量決定処理と、
    前記調整量決定処理により決定された調整量に基づいて、前記提示量決定処理により決定される提示量の調整を指示する調整指示処理と、
    を実行させ、
    前記需給バランス判定処理が、需給バランスを達成できたと判定した場合に、前記電気設備に関する電気量決定処理を実行させることを特徴とする電気量調整プログラム。
    

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