JP6212661B2 - 制御装置、制御方法、プログラム、及び水素エネルギー貯蔵システム - Google Patents

Description

本発明の実施の形態は、制御装置、制御方法、プログラム、及び水素エネルギー貯蔵システムに関する。

太陽光や風力等の自然エネルギーを利用して発電する発電部の電力が、建物等の電力需要に対して供給されている。この発電部の余剰電力を用いて、水素エネルギー貯蔵システムにより電気分解した水素が貯蔵さている。この水素は、水素エネルギー貯蔵システム内の燃料電池の燃料として使用され、電力が不足する場合に、水素から電力に再変換されている。このように、余剰電力で電気分解した水素を用いた発電電力を使用して、季節単位あるいは年間を通しての長期期間の不足電力を補う水素エネルギー貯蔵システムが提案されている。

特開２００６−１６４６３７号公報

自然エネルギーのみを利用して電力を供給する場合は、発電による供給電力と負荷による消費電力が一致しなければ、周波数変動や電力変動といった不安定な要因が発生する。このため、自然エネルギーによる積算発電量を、負荷等の積算電力需要よりも大きくして、短期の電力変動を２次電池などの充放電電力で調整する。また、より長期の電力変動に対応するには、燃料電池が用いる水素を通年で調整しなければならないので、水素貯蔵量が増加し、水素エネルギー貯蔵システムの設備容量は大きくなる。

一方、商用電源と接続する場合は、自然エネルギーの短期の電力変動及び長期にわたる電力変動を、商用電源が補うことができる。このため、自然エネルギーを用いた供給電力と負荷による消費電力とを必ずしも一致させる必要性は無く、水素エネルギー貯蔵システムの設備容量をより低減し、かつ電力変動を減らす効果が期待できる。ところが、この商用電源を用いる場合でも、負荷等の電力需要に対して過不足なく電力を供給するには、燃料電池が使用する水素を年間で調整しなければならないため、水素を貯蔵する必要がある。このため、余剰電力を用いて水素エネルギー貯蔵システムが製造する水素の製造量と、不足電力を補うために燃料電池が用いる水素量とを、より適切に調整することが求められる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、水素の製造量と発電に用いる水素量とをより適切に調整可能な制御装置を提供することである。

本実施形態に係る制御装置は、所定期間における第１電力の時系列な値を示す第１電力値を取得する取得部と、前記所定期間における計画電力の時系列な値を示す第２電力値を生成する生成部であって、前記所定期間における前記第１電力値と前記第２電力値との差に基づく不足電力値の加算値と、前記差に基づく余剰電力値の加算値との比率が、水素エネルギー貯蔵装置のシステム効率に対応している生成部と、前記余剰電力値に応じて水素を製造させる制御と、前記不足電力値に応じて前記水素を用いた発電を行わせる制御とを、前記水素エネルギー貯蔵装置に対して行う制御部と、を備えることを特徴とする。

第１実施形態に係る水素エネルギー貯蔵システムの構成を説明するブロック図。 水素エネルギー貯蔵装置のシステム効率を説明する図。 実績値と需要計画値の関係を示すグラフの一例を示す図。 需要計画値を算出する処理の一例を説明するフローチャートを示す図。 需要計画値が一定値である場合のグラフの一例を示す図。 需要計画値を一定値として算出処理する一例を説明するフローチャートを示す図。 需要計画値に閾値を設けた場合のグラフの一例を示す図。 需要計画値に閾値を設けた処理の一例を説明するフローチャートを示す図。 第２実施形態に係る水素エネルギー貯蔵システムの構成を説明するブロック図。 実績値と供給計画値の関係を示すグラフの一例を示す図。 供給計画値を算出する処理の一例を説明するフローチャートを示す図。 供給計画値が一定値である場合のグラフの一例を示す図。 供給計画値を一定値として算出処理する一例を説明するフローチャートを示す図。 供給計画値に閾値を設けた場合のグラフの一例を示す図。 供給計画値に閾値を設けた処理の一例を説明するフローチャートを示す図。 第３実施形態に係る水素エネルギー貯蔵システムの構成を説明するブロック図。 消費実績値、発電実績値、需給実績値、及び需給計画値の関係を示すグラフの一例を示す図。 需給計画値を算出する処理の一例を説明するフローチャートを示す図。 需給計画値が一定値である場合のグラフの一例を示す図。 需給計画値を一定値として算出処理する一例を説明するフローチャートを示す図。 需給計画値に閾値を設けた場合のグラフの一例を示す図。 需給計画値に閾値を設けた処理の一例を説明するフローチャートを示す図。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る制御装置は、負荷に供給する電力の不足電力量と、負荷に供給する電力の余剰電力量との比率を、水素エネルギー貯蔵装置のシステム効率に対応させ、水素の製造量と発電に用いる水素量とをより適切に調整しようとしたものである。より詳しく、以下に説明する。

図１に基づいて水素エネルギー貯蔵システム１の構成を説明する。図１は、第１実施形態に係る水素エネルギー貯蔵システム１の構成を説明するブロック図である。この図１に示すように、水素エネルギー貯蔵システム１は、電力を平準的に供給するために用いられるシステムである。すなわち、この水素エネルギー貯蔵システム１は、水素エネルギー貯蔵装置１００と、制御装置２００とを、備えて構成されている。

水素エネルギー貯蔵装置１００は、余剰電力で水素を製造し、不足電力に応じてこの水素を用いて発電する。すなわち、水素エネルギー貯蔵装置１００は、水素製造部１０２と、水素貯蔵部１０４と、水素発電部１０６とを、備えて構成されている。水素製造部１０２は、電力を用いて水素を製造する。水素貯蔵部１０４は、水素製造部１０２が製造した水素を貯蔵する。水素発電部１０６は、水素貯蔵部１０４に貯蔵される水素を用いて発電する。すなわち、この水素発電部１０６は、例えば、水素を用いて発電する燃料電池である。

制御装置２００は、水素エネルギー貯蔵装置１００を制御する。すなわち、この制御装置２００は、計測部２０２と、生成部２０４と、表示制御部２０６と、制御部２０８と、記憶部２１０と、取得部２１２とを、備えて構成されている。

計測部２０２は、送電線の電力を計測する。すなわち、この計測部２０２は、例えば電力計で構成されている。

生成部２０４は、この所定期間における計画電力の時系列な値を示す計画値を生成する。すなわち、この生成部２０４は、この所定期間における実績値と計画値との差に基づく不足電力値の加算値と、この差に基づく余剰電力値の加算値との比率が、水素エネルギー貯蔵装置１００のシステム効率に対応する計画値を時系列に生成する。ここでは、計画値として需要計画値を用いる。この需要計画値は、所定期間における計画電力の時系列な値を示している。

この表示制御部２０６は、生成部２０４で生成された需要計画値、及び実績値の時系列値などを表示させる制御を行う。制御部２０８は、余剰電力値に応じて水素を製造させる制御と、不足電力値に応じて水素を用いた発電を行わせる制御とを、水素エネルギー貯蔵装置１００に対して行う。すなわち、この制御部２０８は、バスを介して制御装置２００の各構成部を制御する例えばＣＰＵで構成されており、プログラムの実行により各構成部に対して制御を行うことが可能である。

記憶部２１０は、制御部２０８が実行する制御プログラムを格納したり、制御部２０８によるプログラム実行時の作業領域を提供したりする。また、この記憶部２１０は、計測部２０２で計測された電力を実績値として記憶する。

取得部２１２は、制御装置２００の制御に用いる情報を取得する。すなわち、この取得部２１２は、電力の実績値を、計測部２０２などを介して取得する。

制御装置２００は、表示部３１６と操作部３１８とが接続されている。表示部３１６は、例えばモニタで構成されている。この表示部３１６は、表示制御部２０６により表示制御され、生成部２０４で生成された情報などを表示する。

操作部３１８は、情報信号を取得部２１２に出力する。すなわち、この操作部３１８は、例えばマウスやキーボード等から構成されている。

商用電源３２０は、事業会社から電力消費者に電力を供給する設備である。負荷３２２は、供給される電力を消費する。この商用電源３２０は、送配電線３２４を介して負荷３２２に電力を供給する。また、この送配電線３２４を介して水素製造部１０２に水素を製造するために用いる電力が供給される。

この水素製造部１０２と水素貯蔵部１０４とは、水素配管３２６で接続されている。すなわち、この水素製造部１０２が製造した水素は、この水素配管３２６を介して水素貯蔵部１０４に貯蔵される。

この水素貯蔵部１０４と水素発電部１０６とは、水素配管３２８で接続されている。すなわち、この水素発電部１０６は、水素配管３２８を介して供給される水素を用いて発電する。そして、この水素発電部１０６が発電する電力は、送配電線３２４へと出力される。

以上が本実施形態に係る水素エネルギー貯蔵システム１の全体構成の説明であるが、次に、水素エネルギー貯蔵装置１００のシステム効率Ｓを説明する。

図２は水素エネルギー貯蔵装置１００のシステム効率Ｓを説明する図である。この図２に示すように、四角形２０、２２、２４の縦辺の長さがエネルギーの大きさに対応している。すなわち、水素製造部１０２に電力で入力される入力エネルギー、このエネルギーを用いて製造される水素エネルギー、及びこの水素を用いて水素発電部１０６が電力で出力する出力エネルギーが、効率或いは損失の値に応じて時系列に減少していることを示している。

この図２の例では、入力エネルギーを基準値１００％とし、水素製造部１０２の効率を７０％，損失を３０％、水素発電部１０６の効率を７０％，損失を３０％としている。この場合、水素エネルギーは、入力エネルギーの基準値１００％に水素製造手段の効率７０％を乗算した結果、７０％になる。続いて、出力エネルギーは、水素エネルギー７０％に水素発電部１０６の効率７０％を乗算した結果、４９％、すなわち０．４９になる。

このことか分かるように、システム効率Ｓは、水素エネルギー貯蔵装置への入力エネルギーで、この入力エネルギーを用いて水素エネルギー貯蔵装置１００が出力する出力エネルギーを除算した値である。ここで、この出力エネルギーは、入力エネルギーを用いて水素エネルギー貯蔵装置１００が水素を生成し、この水素を用いて水素エネルギー貯蔵装置１００が発電した電力のエネルギーである。

すなわち、出力エネルギーを入力エネルギーで除算した値がシステム効率として算出される。このシステム効率の計算には、一般に水素製造部１０２及び水素発電部１０６の補機で消費する電力も考慮される。

次に、図３に基づいて実績値と需要計画値の関係について説明する。図３は、実績値と需要計画値の関係を示すグラフの一例を示す図である。グラフの横軸は、経過日時を示している。すなわち、水素エネルギー貯蔵システム１の運用月を、１月〜１２月で示している。グラフの縦軸は、比率である。ここで、実績値は、負荷３２２が消費した電力を示している。ここでの需要計画値は、負荷３２２が年間を通して消費する消費電力の計画値である。つまり、この需要計画値は、１年間にわたり負荷３２２が計画的に消費する電力の値である。図３のグラフにおいては、実線が実績値として、負荷３２２の年間消費電力曲線を示し、破線がシステム効率に基づいて設定される需要計画値を示している。また、実績値の最大値を１として、実績値及び需要計画値の比率、すなわち正規化された値が示されている。

この図３に示すように、Ａ領域の部分は、実績値が需要計画値よりも大きい部分である。すなわち、実績値と需要計画値との差分値が正の場合であり、実績値と需要計画値との差が不足電力値を示している。不足電力が生じている期間では、水素エネルギー貯蔵装置１００の水素発電部１０６が稼働して不足電力値に応じた量の発電を行う。このことから分かるように、この不足電力値の積算値が、不足電力量に対応している。つまり、この不足電力値の積算値が、水素発電部１０６の出力電力量に対応している。

一方で、図中のＢ領域の部分は、実績値が需要計画値よりも小さい部分である。すなわち、実績値と需要計画値との差分値が負の場合であり、実績値と需要計画値との差分値の絶対値が余剰電力値である。

この余剰電力が生じている期間では、水素エネルギー貯蔵装置１００の水素製造部１０２が、この余剰電力値に応じて稼働して水素製造を行う。このことから分かるように、この余剰電力値の積算値が、余剰電力量に対応している。つまり、この余剰電力値の積算値が、水素製造部１０２への入力電力量に対応している。

次に、図３を参照しつつ、図４に基づいて需要計画値を算出する生成部２０４の処理の流れを説明する。図４は、需要計画値を算出する処理の一例を説明するフローチャートを示す図である。ここでは、負荷３２２で消費された過去１年分の実績値を用いて、負荷３２２に供給すべき電力を示す需要計画値を、算出する場合について説明する。また、需要計画値の初期値が、実績値に基づいて生成される場合について説明する。

この図４に示すように、取得部２０２は、１年分の実績値を取得する（ステップＳ１０）。この場合、記憶部２１０に記憶される実績値を取得してもよく、或いは、外部装置から実績値を取得してもよい。

次に、生成部２０４は、取得部２０２が取得した実績値に基づき、初期値としての需要計画値を生成する（ステップＳ１２）。この生成部２０４は、この需要計画値を、余剰電力値が水素エネルギー貯蔵装置１００の入力電力値の上限を超えないように、且つ不足電力値が水素エネルギー貯蔵装置１００の出力電力値の上限を超えないように生成する。このため、例えば図３で示すＢ領域における実積値の最小値に、この入力電力値の上限値を加算した値と、Ａ領域における実績値の最大値から、この出力電力値の上限値を減算した値とを、通過する曲線を需要計画値の初期値として生成する。

次に、生成部２０４は、実績値とこの需要計画値との対応するデータを比較する（ステップＳ１４）。実績値が需要計画値よりも大きい場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、Ａ＝Σ（実績値−需要計画値）として加算値Ａを計算する（ステップＳ１６）。すなわち、生成部２０４は、実績値と需要計画値との差分値の絶対値を不足電力値として、この不足電力値の加算値Ａを計算する。この加算値Ａは、不足電力の積算値、つまり不足電力量に対応している。ここでは、不足電力は、負荷３２２が消費する電力よりも商用電源３２０が負荷３２２に供給する電力が小さい場合における、不足している電力を意味する。

一方、実績値が需要計画値よりも小さい場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、Ｂ＝Σ（需要計画値−実績値）として加算値Ｂを算出する（ステップＳ１８）。すなわち、生成部２０４は、実績値と需要計画値との差分値の絶対値を余剰電力値として、この余剰電力値の加算値Ｂを計算する。この加算値Ｂは、余剰電力の積算値、つまり余剰電力量に対応している。ここでは、余剰電力は、負荷３２２が消費する電力よりも商用電源３２０が負荷３２２に供給する電力が大きい場合における、余剰している電力を意味する。

次に、生成部２０４は、全データを比較したか、すなわち、１月から１２月まで計算をしたか否かを判定する（ステップＳ２０）。全データを比較していない場合（ステップＳ２０：ＮＯ）には、上述したステップＳ１４からを繰り返す。

一方、全データを比較し終えた場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）には、表示制御部２０６は、システム効率Ｓ、比率Ｃ（＝Ａ／Ｂ）、加算値Ａに対応する不足電力量、加算値Ｂに対応する余剰電力量、及び加算値Ｂに対応して水素製造部１０２が製造する水素の製造量と共に、実績値及び需要計画値の時系列グラフを表示部３１６に表示させる（ステップＳ２２）。この場合、生成部２０４が、これらの値を計算する。

次に、生成部２０４は、システム効率Ｓと比率Ｃとの差の絶対値が閾値Ｔｈ未満か判定する（ステップＳ２４）。閾値Ｔｈ以上である場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、ユーザは、操作部３１８を介して、需要計画値の値を変更する処理を行う（ステップＳ２６）。

例えば、マウスで表示部３１６に表示される需要計画値の曲線をドラッグして変形させる。この場合、生成部２０４は、ドラッグされたデータに基づき、需要計画値の値を滑らかに繋ぐ処理を行うことで、新たな需要計画値に変更する。すなわち、マウスで指示されたこの曲線上の点に対応するデータの値を、マウスの移動量に応じて変更する。続いて、変更されたデータの値に基づき、この曲線がなだらかに変化するように、需要計画値の各データを変更する。続いて、上述したステップＳ１４からの処理を繰り返す。ここで、閾値Ｔｈは予め定められた定数であり、システム効率Ｓと比率Ｃとの差が許容できる範囲に設定されている。

一方、閾値Ｔｈ未満である場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）には、生成処理を終了するか判定する（ステップＳ２８）。生成処理を終了しない場合（ステップＳ２８：ＮＯ）、ユーザは、操作部３１８を介して継続指示を入力し、上述のステップＳ２６からの処理を繰り返す。一方、生成処理を終了する場合（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、ユーザは、操作部３１８を介して終了指示を入力し、生成処理を終了する。

次に、制御部２０８は、生成部２０４で生成された需要計画値に基づき、水素エネルギー貯蔵装置１００を制御する処理を開始する（ステップＳ３０）。すなわち、制御部２０８は、余剰電力値に応じて水素を製造させる制御と、不足電力値に応じて水素を用いた発電を行わせる制御とを、水素エネルギー貯蔵装置１００に対して行う。

なお、負荷３２２の電力消費は、過去の実績値と差が生じる場合があるので、更新される負荷消費電力情報に応じて需要計画値を生成してもよい。すなわち、この需要計画値を、例えば週毎、或いは日毎に更新することも可能である。この場合、更新された需要計画値にしたがった、水素エネルギー貯蔵装置１００の制御が可能である。

また、実績値は、予測値を実測値として用いてもよく、或いは実測値の値を変更してもよい。すなわち、実測値は実データでなくともよい。

このように、需要計画値の値を変更することで、比率Ｃをシステム効率Ｓにほぼ一致させることが可能である。すなわち、所定期間における実績値と需要計画値との差に基づく不足電力値の加算値Ａと、この差に基づく余剰電力値の加算値Ｂとの比率が、水素エネルギー貯蔵装置のシステム効率Ｓに対応している需要計画値が生成される。

これにより、水素製造部１０２が製造した水素を水素発電部１０６で余すことなく利用することができる。すなわち、１年間で水素製造部１０２が製造する水素の量と、この１年間で水素発電部１０６が発電に用いる水素の量とを、ほぼ一致させることが可能である。

このため、水素貯蔵部１０４を余剰に準備する必要が無く、設備容量を低減することが可能となる。また、需要計画値に応じた水素製造量を確認できるので、水素貯蔵部１０４の水素貯蔵量の上限値を超えないように需要計画値を生成することも可能である。

さらにまた、需要計画値は、余剰電力値が水素エネルギー貯蔵装置１００の入力電力値の上限を超えないように、且つ不足電力値が水素エネルギー貯蔵装置１００の出力電力値の上限を超えないように生成される。これにより、水素エネルギー貯蔵装置１００の処理能力に応じた需要計画値を生成可能である。

なお、所定期間を１年間として、電力の季節変動を抑制する例として説明したが、期間を週単位や、日単位で需要計画を生成してもよい。また、電力を示す値として正規化した値を用いて説明したが、正規化しなくともよい。さらにまた、本実施形態における実績値が第１電力値に対応し、需要計画値が第２電力値に対応する。

次に、図５に基づいて、需要計画値が一定値である場合のグラフの一例について説明する。図５は、需要計画値が一定値である場合のグラフの一例を示す図である。この図５に示すように、生成部２０４は、需要計画値を一定値として生成する。

次に、図５を参照にしつつ図６に基づいて、需要計画値を一定値として生成する場合について説明する。図６は、需要計画値を一定値として算出処理する一例を説明するフローチャートを示す図である。ここでは、図４と同様の処理には同一の番号を付して説明を省略する。

この図６に示すように、ステップＳ１０の後、生成部２０４は、実績値の平均値を、需要計画値の初期値として生成する（ステップＳ４０）。すなわち、需要計画値の初期値は、一定値である。

また、ステップＳ２４において、閾値Ｔｈ以上である場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、生成部２０４は、システム効率Ｓに基づき、需要計画値の値を自動で上下する処理を行い、新たな需要計画値に変更する（ステップＳ４２）。すなわち、生成部２０４は、システム効率Ｓに近づけるオフセット値を、需要計画値の値全体に自動で加減算する。そして、上述したステップＳ１４からの処理を繰り返す。

一方で、ステップＳ２４において、閾値Ｔｈ未満である場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）には、生成処理を終了する。ここでは、ユーザの入力信号を受けることなく、生成処理を終了する。

このように、需要計画値を、一定値として自動で生成可能である。また、比率Ｃとシステム効率Ｓとがほぼ一致する需要計画値を生成可能である。すなわち、所定期間における実績値と需要計画値との差に基づく不足電力値の加算値Ａと、この差に基づく余剰電力値の加算値Ｂとの比率が、水素エネルギー貯蔵装置のシステム効率Ｓに対応している需要計画値が自動的に生成される。

次に、図７に基づいて、実績値が需要計画値よりも大きい期間に閾値を設けた場合における、需要計画値について説明する。図７は、需要計画値に閾値を設けた場合のグラフの一例を示す図である。この図７に示すように、生成部２０４は、実績値が需要計画値よりも大きい期間の需要計画値を一定値として生成する。

次に、図７を参照にしつつ、図８に基づいて実績値が需要計画値よりも大きい期間に閾値を設けた場合の需要計画値の生成処理を説明する。図８は、需要計画値に閾値を設けた処理の一例を説明するフローチャートを示す図である。ここでは、需要計画値がこの閾値を超えないように生成される場合について説明する。また、図６と同様の処理には同一の番号を付して説明を省略する。

この図８に示すように、ステップＳ１０の後、生成部２０４は、閾値を取得する（ステップＳ４４）。すなわち、ユーザは操作部３１８を介して閾値を入力する。

次に、この生成部２０４は、この閾値に基づいて初期値を需要計画値として生成する（ステップＳ４６）。すなわち、実績値がこの閾値よりも大きい期間には、この閾値を初期値とする需要計画値を生成する。一方で、実績値がこの閾値よりも小さい期間には、この閾値よりも小さい任意の一定値を初期値とする需要計画値を生成する。

また、ステップＳ２４において、閾値Ｔｈ以上である場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、生成部２０４は、システム効率Ｓに基づき、実績値が需要計画値よりも小さい期間の、需要計画値の値を自動で上下する処理を行い、新たな需要計画値に変更する（ステップＳ４８）。すなわち、生成部２０４は、システム効率Ｓに近づけるオフセット値を、一定値に自動で加減算して新たな重要計値とする。そして、上述したステップＳ１４からの処理を繰り返す。

このように、実績値に設けた閾値を超えない需要計画値を生成する。これにより、季節をとうして、計画電力が、負荷３２２の消費電力のピーク電力に設定された閾値を超えないようにできる。また、比率Ｃとシステム効率Ｓとがほぼ一致する需要計画値を生成するので、蓄積する水素を極力低減して水素貯蔵部１０４の設備容量を減らすことができる。このように、水素の製造量と発電に用いる水素量とをより適切に調整可能である。

以上のように、本実施形態に係る制御装置２００によれば、生成部２０４が、所定期間における実績値と需要計画値との差に基づく不足電力値の加算値Ａと、この差に基づく余剰電力値の加算値Ｂとの比率Ｃが、エネルギー貯蔵装置のシステム効率Ｓに対応する需要計画値を時系列に生成するとともに、制御部２０８が、不足電力値及び余剰電力値に基づき水素エネルギー貯蔵装置１００を制御することとした。これにより、負荷３２２に実績値に対応する電力を供給できるとともに、所定期間に水素製造部１０２が製造する水素の量と、この所定期間に水素発電部１０６が発電に用いる水素の量とを、ほぼ一致させることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る制御装置は、再生可能エネルギーで発電する発電部が外部に供給する供給電力の不足電力量と、この供給電力の余剰電力量との比率を、水素エネルギー貯蔵装置のシステム効率に対応させ、水素の製造量と発電に用いる水素量とをより適切に調整しようとしたものである。以下、上述した第１実施形態と異なる部分を説明する。

図９に基づいて第２実施形態に係る水素エネルギー貯蔵システム１の構成を説明する。図９は、第２実施形態に係る水素エネルギー貯蔵システム１の構成を説明するブロック図である。この図９に示すように、発電部３３０は、再生可能エネルギーで発電する。すなわち、この発電部３３０は、太陽光や風力等の自然エネルギーを用いて発電する。

また、発電部３３０が発電した電力が、配電線２を介して商用電源３２０側に、すなわち外部に送電されている。このように、第１実施形態では、商用電源３２０から電力が負荷３２２に供給されていたのに対し、第２実施形態では、発電部３３０が発電した供給電力を外部に供給する点で相違する。

ここでは、生成部２０４は、計画値として供給計画値を生成する。この供給計画値は、所定期間、すなわち１年間における計画電力の時系列な値を示している。ここでの計画電力は、発電部３３０が供給する供給電力の年間を通しての計画値である。

次に、図１０に基づいて実績値と供給計画値の関係について説明する。図１０は、実績値と供給計画値の関係を示すグラフの一例を示す図である。グラフの横軸は、経過日時を示している。すなわち、水素システムの運用月を、１月〜１２月で示している。グラフの縦軸は、比率である。図１０のグラフにおいては、第１破線が実績値としての発電部３３０の年間発電電力曲線を示し、第１破線よりも間隔の長い第２破線がシステム効率Ｓに基づいて設定される供給計画値を示している。また、実績値の最大値を１と設定した場合の、実績値及び供給計画値の比率、すなわち正規化された値が示されている。

この図１０に示すように、Ｄ領域は、実績値が供給計画値よりも小さい部分である。すなわち、実績値と供給計画値との差分値が負の場合であり、実績値と供給計画値との差分値の絶対値が不足電力値である。

この不足電力値が生じている期間では、水素エネルギー貯蔵装置１００の水素発電部１０６が稼働して不足電力値に応じた量の発電を行う。この不足電力値の積算値が、不足電力量に対応している。

一方で、図中のＥ領域は、実績値が供給計画値よりも大きい部分である。すなわち、実績値と供給計画値と差分値が正の場合であり、実績値と供給計画値との差が余剰電力値を示している。

この余剰電力値が生じている期間では、水素エネルギー貯蔵装置１００の水素製造部１０２が、この余剰電力値に応じて稼働して水素製造を行う。この余剰電力値の積算値が、余剰電力量に対応している。

次に、図１０を参照しつつ、図１１に基づいて供給計画値を算出する生成部２０４の処理の流れを説明する。図１１は、供給計画値を算出する処理の一例を説明するフローチャートを示す図である。ここでは、発電部３３０で発電された過去１年分の実績値を用いて、供給計画値を算出する場合について説明する。また、供給計画値の初期値は、実績値に基づいて生成される場合について説明する。

この図１１に示すように、取得部２０２は、１年分の実績値を取得する（ステップＳ５０）。この場合、記憶部２１０に記憶される実績値を取得してもよく、或いは、外部装置から実績値を取得してもよい。

次に、生成部２０４は、初期値としての供給計画値を生成する（ステップＳ５２）。この生成部２０４は、この供給計画値を、余剰電力値が水素エネルギー貯蔵装置１００の入力電力値の上限を超えないように、且つ不足電力値が水素エネルギー貯蔵装置１００の出力電力値の上限を超えないように生成する。このため、例えば図１０で示すＤ領域における実積値の最小値にこの出力電力値の上限値を加算した値と、Ｅ領域における実績値の最大値からこの入力電力値の上限値を減算した値とを、通過する曲線を供給計画値の初期値として生成する。

次に、生成部２０４は、実績値とこの供給計画値との対応するデータを比較する（ステップＳ５４）。実績値が供給計画値よりも大きい場合（ステップＳ５４：Ｙｅｓ）、Ｅ＝Σ（実績値−供給計画値）として加算値Ｅを計算する（ステップＳ５６）。すなわち、生成部２０４は、実績値と供給計画値との差分値の絶対値を余剰電力値として、加算値Ｅを計算する。すなわち、この加算値Ｅは、余剰電力の積算値、つまり余剰電力量に対応している。ここでは、余剰電力は、発電部３３０が発電する供給電力よりも外部に供給される電力が小さい場合における、余剰している電力を意味する。

一方、実績値が供給計画値よりも小さい場合（ステップＳ５４：ＮＯ）、Ｄ＝Σ（供給計画値−実績値）として加算値Ｄを計算する（ステップＳ５８）。すなわち、生成部２０４は、実績値と供給計画値との差分値の絶対値を不足電力値として、加算値Ｄを計算する。この加算値Ｄは、不足電力の積算値、つまり不足電力量に対応している。ここでは、不足電力は、発電部３３０が発電する供給電力よりも外部に供給する電力が大きい場合における、不足している電力を意味する。

次に、生成部２０４は、全データを比較したか、すなわち、１月から１２月まで計算をしたか否かを判定する（ステップＳ６０）。全データを比較していない場合（ステップＳ６０：ＮＯ）には、上述したステップＳ５４からを繰り返す。

一方、全データを比較し終えた場合（ステップＳ６０：Ｙｅｓ）には、表示制御部２０６は、システム効率Ｓ、比率Ｃ（＝Ａ／Ｂ）、加算値Ｄに対応する不足電力量、加算値Ｄに対応する余剰電力量、及び加算値Ｅに対応して水素製造部１０２が製造する水素の製造量と共に、実績値及び需要計画値の時系列グラフを表示部３１６に表示させる（ステップＳ６２）。

次に、生成部２０４は、システム効率Ｓと比率Ｃとの差の絶対値が閾値Ｔｈ未満か判定する（ステップＳ６４）。閾値Ｔｈ以上である場合（ステップＳ６４：ＮＯ）、ユーザは、操作部３１８を介して、供給計画値の値を変更する処理を行う（ステップＳ６６）。例えば、マウスで、表示部３１６に表示される供給計画値の曲線をクリップして変形させる。そして、上述したステップＳ５４からの処理を繰り返す。

一方、閾値Ｔｈ未満である場合（ステップＳ６４：Ｙｅｓ）には、生成処理を終了するか判定する（ステップＳ６８）。生成処理を終了しない場合（ステップＳ６８：ＮＯ）、ユーザは、操作部３１８を介して継続指示を入力し、上述のステップＳ６６からの処理を繰り返す一方、生成処理を終了する場合（ステップＳ６８：Ｙｅｓ）、ユーザは、操作部３１８を介して終了指示を入力し、生成処理を終了する。

次に、制御部２０８は、生成部２０４で生成された供給計画値に基づき、水素エネルギー貯蔵装置１００を制御する処理を開始する（ステップＳ７０）。すなわち、制御部２０８は、余剰電力値に応じて水素を製造させる制御と、不足電力値に応じて水素を用いた発電を行わせる制御とを、水素エネルギー貯蔵装置１００に対して行う。

このように、供給計画値の値を変更することで、比率Ｃをシステム効率Ｓにほぼ一致させることが可能である。すなわち、所定期間における実績値と供給計画値との差に基づく不足電力値の加算値Ｄと、この差に基づく余剰電力値の加算値Ｅとの比率が、水素エネルギー貯蔵装置のシステム効率Ｓに対応している供給計画値が生成される。

これにより、水素製造部１０２が製造した水素を水素発電部１０６で余すことなく利用することができる。すなわち、発電部３３０が外部に電力を供給する場合にも、生成した供給計画値に従うことで、１年間で水素製造部１０２が製造する水素の量と、この１年間で水素発電部１０６が発電に用いる水素の量とを、ほぼ一致させることが可能である。

このため、水素貯蔵部１０４を余剰に準備する必要が無く、設備容量を低減することが可能となる。また、供給計画値は、余剰電力値が水素エネルギー貯蔵装置１００の入力電力値の上限を超えないように、且つ不足電力値が水素エネルギー貯蔵装置１００の出力電力値の上限を超えないように生成される。このため、水素エネルギー貯蔵装置１００の処理能力に応じた供給計画値を生成可能である。なお、本実施形態における実績値が第１電力値に対応し、供給計画値が第２電力値に対応する。

次に、図１２に基づいて、供給計画値が一定値である例を説明する。図１２は、供給計画値が一定値である場合のグラフの一例を示す図である。この図１２に示すように、生成部２０４は、供給計画値を一定値として生成する。

次に、図１２を参照にしつつ図１３に基づいて、供給計画値を一定値として生成する場合について説明する。図１３は、供給計画値を一定値として算出処理する一例を説明するフローチャートを示す図である。ここでは、図１１の処理と同様の処理には同一の番号を付して説明を省略する。

この図１３に示すように、ステップＳ５０の後、生成部２０４は、実績値の平均値を、供給計画値の初期値として生成する（ステップＳ７２）。すなわち、供給計画値の初期値は、一定値である。

次に、ステップＳ６４において、閾値Ｔｈ以上である場合（ステップＳ６４：ＮＯ）、生成部２０４は、システム効率Ｓに基づき、供給計画値の値を自動で上下する処理を行い、新たな供給計画値に変更する（ステップＳ７４）。すなわち、生成部２０４は、システム効率Ｓに近づけるオフセット値を、供給計画値の値全体に自動で加減算する。そして、上述したステップＳ５４からの処理を繰り返す。

このように、供給計画値を、一定値として自動で生成可能である。このため、供給計画値を、年間を通して一定値として生成可能である。また、比率Ｃとシステム効率Ｓとがほぼ一致する供給計画値を生成可能である。

一方、ステップＳ６４において、閾値Ｔｈ未満である場合（ステップＳ６４：Ｙｅｓ）には、生成処理を終了する。ここでは、ユーザの入力信号を受けることなく、生成処理を終了する。

次に、図１４に基づいて、供給計画値よりも大きい期間に閾値を設けた場合における、供給計画値の生成について説明する。図１４は、供給計画値に閾値を設けた場合のグラフの一例を示す図である。この図１４に示すように、生成部２０４は、実績値が閾値よりも大きい期間の供給計画値を一定値として生成する。

次に、図１４を参照にしつつ図１５に基づいて、実績値が供給計画値よりも大きい期間に閾値を設けた場合の、供給計画値の生成処理について説明する。図１５は、供給計画値に閾値を設けた処理の一例を説明するフローチャートを示す図である。ここでは、図１３の処理と異なる部分について説明する。

この図１５に示すように、ステップＳ５０の後、生成部２０４は、閾値を取得する（ステップＳ７６）。すなわち、ユーザは操作部３１８を介して閾値を設定する。

次に、この生成部２０４は、この閾値に基づいて初期値を供給計画値として生成する（ステップＳ７８）。すなわち、実績値がこの閾値よりも大きい期間には、この閾値を初期値とする供給計画値を生成し、実績値がこの閾値よりも小さい期間には、この閾値よりも小さい任意の一定値を初期値とする供給計画値を生成する。

また、ステップＳ６４において、閾値Ｔｈ以上である場合（ステップＳ６４：ＮＯ）、生成部２０４は、システム効率Ｓに基づき、実績値が供給計画値よりも小さい期間の、供給計画値の値を自動で上下する処理を行い、新たな供給計画値に変更する（ステップＳ８０）。すなわち、生成部２０４は、システム効率Ｓに近づけるオフセット値を、実績値が供給計画値よりも小さい期間の供給計画値に自動で加減算する。そして、上述したステップＳ５４からの処理を繰り返す。

このように、供給計画値を、設定した閾値以下の値として生成する。これにより、季節を通して計画電力の値を、発電部３３０の供給電力のピーク電力に設定された閾値以下とすることができる。また、また、比率Ｃとシステム効率Ｓとがほぼ一致する供給計画値を生成するので、蓄積する水素を極力低減して水素貯蔵部１０４の設備容量を減らすことができる。また、比率Ｃとシステム効率Ｓとがほぼ一致する供給計画値を生成するので、蓄積する水素を極力低減して水素貯蔵部１０４の設備容量を減らすことができる。

以上のように、本実施形態に係る制御装置２００によれば、生成部２０４が、所定期間における実績値と供給計画値との差に基づく不足電力値の加算値Ｄと、この差に基づく余剰電力値の加算値Ｅとの比率Ｃが、エネルギー貯蔵装置のシステム効率Ｓに対応する供給計画値を時系列に生成すとともに、制御部２０８が、不足電力値及び余剰電力値に基づき水素エネルギー貯蔵装置１００を制御することとした。これにより、実績値に従った発電を発電部３３０がする場合に、供給計画値に対応する電力を供給できるとともに、所定期間に水素製造部１０２が製造する水素の量と、この所定期間に水素発電部１０６が発電に用いる水素の量とを、ほぼ一致させることができる。

（第３実施形態）
第３実施形態に係る制御装置は、再生可能エネルギーで発電する発電部の発電電力から負荷の消費電力を減じた需給電力の不足電力量と、この需給電力の余剰電力量との比率を、水素エネルギー貯蔵装置のシステム効率に対応させ、水素の製造量と発電に用いる水素量とをより適切に調整しようとしたものである。以下、上述した第２実施形態と異なる部分を説明する。

図１６に基づいて第３実施形態に係る水素エネルギー貯蔵システム１の構成を説明する。図１６は、第３実施形態に係る水素エネルギー貯蔵システム１の構成を説明するブロック図である。この図１６に示すように、第２実施形態実施に係る水素エネルギー貯蔵システム１の構成に、電力を消費する負荷３２２が追加されている。すなわち、実施の形態２では、発電部３３０が発電する電力を、外部に供給する供給電力としていた。これに対し、第３実施形態では、発電部３３０が発電する電力から負荷３２２が消費する消費電力を減じた電力を、外部に供給する需給電力とする点で相違する。

また、生成部２０４は、計画値として需給計画値を生成する。この需給計画値は、所定期間、すなわち１年間における計画電力の時系列な値を示している。ここでの計画電力は、発電部３３０の発電電力から負荷３２２の消費電力を減じた需給電力の、年間を通しての計画値である。

次に、図１７に基づいて消費実績値、発電実績値、需給実績値、及び需給計画値の関係について説明する。図１７は、消費実績値、発電実績値、需給実績値、及び需給計画値の関係を示すグラフの一例を示す図である。グラフの横軸は、経過日時を示している。すなわち、水素システムの運用月を、１月〜１２月で示している。グラフの縦軸は、比率である。図１７のグラフにおいては、第１破線が発電実績値としての、発電部３３０の年間発電電力曲線を示し、第１実線が消費実績値としての、負荷３２２の年間消費電力曲線を示し、第１実線より太い第２実線が需給実績値を示している。この需給実績値は、発電実績値から消費実績値を減算した値である。また、第１破線よりも破線間の間隔が長い第２破線は、システム効率に基づいて設定される需給計画値を示している。また、発電実績値の最大値を１と設定した場合の、消費実績値、発電実績値、需給実績値、及び需給計画値の比率、すなわち正規化された値が示されている。

この図１７に示すように、Ｆ領域は、需給実績値が需給計画値よりも小さい部分である。すなわち、需給実績値と需給計画値との差分値が負の場合であり、需給計画値と需給実績値との差が不足電力値を示している。つまり、需給実績値と需給計画値との差分値の絶対値が不足電力値である。この不足電力値の積算値が、不足電力量に対応している。

この不足電力が生じている期間では、水素エネルギー貯蔵装置１００の水素発電部１０６が稼働して不足電力値に応じた量の発電を行う。この不足電力値の積算値が、積算電力量に対応している。

一方で、図中のＧ領域は、需給実績値が需給計画値よりも大きい部分である。すなわち、需給実績値と需給計画値と差分値が正の場合であり、需給実績値と需給計画値との差が余剰電力値を示している。この余剰電力値の積算値が、余剰電力量に対応している。

この余剰電力値が生じている期間では、水素エネルギー貯蔵装置１００の水素製造部１０２が、この余剰電力値に応じて稼働して水素製造を行う。この余剰電力値の積算値が、積算電力量に対応している。

次に、図１７を参照しつつ、図１８に基づいて需給計画値を算出する生成部２０４の処理の流れを説明する。図１８は、需給計画値を算出する処理の一例を説明するフローチャートを示す図である。ここでは、負荷３２２で電力が消費された過去１年分の消費実績値、及び発電部３３０で発電された過去１年分の発電実績値を用いて、負荷３２２に供給すべき電力を示す需給計画値を、算出する場合について説明する。また、需給計画値の初期値は、需給実績値に基づいて生成される場合について説明する。

まず、取得部２０２は、１年分の消費実績値及び発電実績値を取得する（ステップＳ９０）。この場合、記憶部２１０に記憶される実績値を取得してもよく、或いは、外部装置から消費実績値及び発電実績値を取得してもよい。

次に、生成部２０４は、初期値としての需給計画値を生成する（ステップＳ９２）。すなわち、生成部２０４は、発電実績値から消費実績値を減算した需給実績値に基づき需給計画値の初期値を生成する。この生成部２０４は、この需給計画値を、余剰電力値が水素エネルギー貯蔵装置１００の入力電力値の上限を超えないように、且つ不足電力値が水素エネルギー貯蔵装置１００の出力電力値の上限を超えないように生成する。このため、例えば、図１７で示すＦ領域における需給実積値の最小値にこの出力電力値の上限値を加算した値と、Ｇ領域における需給実績値の最大値からこの入力電力値の上限値を減算した値とを、通過する曲線を需給計画値の初期値として生成する。

次に、生成部２０４は、需給実績値とこの需給計画値との対応するデータを比較する（ステップＳ９４）。需給実績値が需給計画値よりも大きい場合（ステップＳ９４：Ｙｅｓ）、Ｇ＝Σ（需給実績値−需給計画値）として加算値Ｇを計算する。（ステップＳ９６）。すなわち、生成部２０４は、需給実績値と需給計画値との差分値の絶対値を余剰電力値として、加算値Ｇを計算する。この加算値Ｇは、余剰電力の積算値、つまり余剰電力量に対応している。ここでは、余剰電力は、発電部３３０が発電する電力よりも負荷３２２に供給される供給電力が小さい場合の、余剰している電力を意味する。

一方、需給実績値が需給計画値以下の場合（ステップＳ９４：ＮＯ）、Ｆ＝Σ（需給計画値−需給実績値）として加算値Ｆを計算する。（ステップＳ９８）。すなわち、生成部２０４は、需給実績値と需給計画値との差分値の絶対値を不足電力値として、加算値Ｆを計算する。この加算値Ｆは、不足電力の積算値、つまり不足電力量に対応している。ここでは、不足電力は、発電部３３０が発電する電力よりも負荷３２２に供給される供給電力が大きい場合の、不足している電力を意味する。

次に、生成部２０４は、全データを比較したか、すなわち、１月から１２月まで計算をしたか否かを判定する（ステップＳ１００）。全データを比較していない場合（ステップＳ１００：ＮＯ）には、上述したステップＳ９４からを繰り返す。

一方、全データを比較し終えた場合（ステップＳ１００：Ｙｅｓ）には、表示制御部２０６は、システム効率Ｓ、比率Ｃ（＝Ｆ／Ｇ）、加算値Ｆに対応する不足電力量、加算値Ｇに対応する余剰電力量、及び加算値Ｇに対応して水素製造部１０２が製造する水素の製造量と共に、実績値及び需要計画値の時系列グラフを表示部３１６に表示させる（ステップＳ１０２）。

次に、生成部２０４は、システム効率Ｓと比率Ｃとの差の絶対値が閾値Ｔｈ未満か判定する（ステップＳ１０４）。閾値Ｔｈ以上である場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ユーザは、操作部３１８を介して、需給計画値の値を変更する処理を行う（ステップＳ１０６）。例えば、マウスで、表示部３１６に表示される需給計画値の曲線をクリップして変形させる。そして、上述したステップＳ９４からの処理を繰り返す。

一方、閾値Ｔｈ未満である場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）には、生成処理を終了するか判定する（ステップＳ１０８）。生成処理を終了しない場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、ユーザは、操作部３１８を介して継続指示を入力し、上述のステップＳ１０６からの処理を繰り返す。一方、生成処理を終了する場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、ユーザは、操作部３１８を介して終了指示を入力し、生成処理を終了する。

次に、制御部２０８は、生成部２０４で生成された需給計画値に基づき、水素エネルギー貯蔵装置１００を制御する処理を開始する（ステップＳ１１０）。すなわち、制御部２０８は、余剰電力値に応じて水素を製造させる制御と、不足電力値に応じて水素を用いた発電を行わせる制御とを、水素エネルギー貯蔵装置１００に対して行う。

このように、需給計画値の値を変更することで、比率Ｃをシステム効率Ｓにほぼ一致させることが可能である。すなわち、所定期間における需給実績値と需給計画値との差に基づく不足電力値の加算値Ｆと、この差に基づく余剰電力値の加算値Ｇとの比率が、水素エネルギー貯蔵装置のシステム効率Ｓに対応している需給計画値が生成される。これにより、水素製造部１０２が製造した水素を水素発電部１０６で余すことなく利用することができる。すなわち、１年間で水素製造部１０２が製造した水素の量と、この１年間で水素発電部１０６が発電に用いた水素の量とを、ほぼ一致させることが可能である。

このため、水素貯蔵部１０４を余剰に準備する必要が無く、設備容量を低減することが可能となる。また、需給計画値は、余剰電力値が水素エネルギー貯蔵装置１００の入力電力値の上限を超えないように、且つ不足電力値が水素エネルギー貯蔵装置１００の出力電力値の上限を超えないように生成される。このため、水素エネルギー貯蔵装置１００の処理能力に応じた需給計画値を生成可能である。さらにまた、本実施形態における需給実績値が第１電力値に対応し、需給計画値が第２電力値に対応する。

次に、図１９を参照にしつつ図２０に基づいて、需給計画値を一定値として生成する場合について説明する。図１９は、需給計画値が一定値である場合のグラフの一例を示す図である。この図１９に示すように、生成部２０４は、需給計画値を一定値として生成する。

図２０は、需給計画値を一定値として算出処理する一例を説明するフローチャートを示す図である。ここでは、図１８の処理と同様の処理には同一の番号を付して説明を省略する。

この図２０に示すように、ステップＳ９０の後、生成部２０４は、実績値の平均値を、需給計画値の初期値として生成する（ステップＳ１１２）。すなわち、需給計画値の初期値は、一定値である。

また、ステップＳ１０４において、閾値Ｔｈ以上である場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、生成部２０４は、システム効率Ｓに基づき、需給計画値の値を自動で上下する処理を行い、新たな需給計画値に変更する（ステップＳ１１４）。すなわち、生成部２０４は、システム効率Ｓに近づけるオフセット値を、需給計画値の値全体に自動で加減算する。そして、上述したステップＳ９４からの処理を繰り返す。

一方、ステップＳ１０４において、閾値Ｔｈ未満である場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）には、生成処理を終了する。ここでは、ユーザの入力信号を受けることなく、生成処理を終了する。

このように、需給計画値を、一定値として自動で生成可能である。このため、需給給計画値を、年間を通して一定値として生成可能である。また、比率Ｃとシステム効率Ｓとがほぼ一致する需要要計画値を生成可能である。

次に、図２１に基づいて、需給計画値に閾値を設けた場合について説明する。図２１は、需給計画値に閾値を設けた場合のグラフの一例を示す図である。この図２１に示すように、生成部２０４は、需給実績値が需給計画値よりも大きい期間の需給計画値を一定値として生成する。

図２２は、需給計画値に閾値を設けた処理の一例を説明するフローチャートを示す図である。ここでは、図２０の処理と異なる部分について説明する。

この図２２に示すように、ステップＳ９０の後、生成部２０４は、閾値を取得する（ステップＳ１１６）。すなわち、ユーザは操作部３１８を介して閾値を入力する。

次に、この生成部２０４は、この閾値に基づいて初期値を需給計画値として生成する（ステップＳ１１８）。すなわち、需給実績値がこの閾値よりも大きい期間には、この閾値を初期値とする需給計画値を生成し、実績値がこの閾値よりも小さい期間には、この閾値よりも小さい任意の一定値を初期値とする需給計画値を生成する。

また、ステップＳ１０４において、閾値Ｔｈ以上である場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、生成部２０４は、システム効率Ｓに基づき、実績値が需給計画値よりも大きい期間の、需給計画値の値を自動で上下する処理を行い、新たな需給計画値に変更する（ステップＳ１１０）。すなわち、生成部２０４は、システム効率Ｓに近づけるオフセット値を、実績値が需給計画値よりも大きい期間の需給計画値の値全体に自動で加減算する。そして、上述したステップＳ９４からの処理を繰り返す。

このように、需給実績値が閾値よりも大きい期間の需給計画値を閾値以下の値として生成する。これにより、計画電力の変動を、需給実績値のピーク電力に設定された閾値以下とすることができる。また、また、比率Ｃとシステム効率Ｓとがほぼ一致する需給計画値を生成するので、蓄積する水素を極力低減して水素貯蔵部１０４の設備容量を減らすことができる。また、また、比率Ｃとシステム効率Ｓとがほぼ一致する需給計画値を生成するので、蓄積する水素を極力低減して水素貯蔵部１０４の設備容量を減らすことができる。

以上のように、本実施形態に係る制御装置２００によれば、生成部２０４が、所定期間における実績値と需給計画値との差に基づく不足電力値の加算値Ｆと、この差に基づく余剰電力値の加算値Ｇとの比率Ｃが、エネルギー貯蔵装置のシステム効率Ｓに対応する需要計画値を時系列に生成すとともに、制御部２０８が、不足電力値及び余剰電力値に基づき水素エネルギー貯蔵装置１００を制御することとした。これにより、発電実績値に従った発電を発電部３３０がする場合に、消費実績値に対応する電力を負荷３２２に供給できるとともに、所定期間に水素製造部１０２が製造する水素の量と、この所定期間に水素発電部１０６が発電に用いる水素の量とを、ほぼ一致させることができる。

上述した実施形態で説明した制御装置の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、Ｘ線照射装置の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。

また、制御装置の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、或いは記録媒体に収納して頒布してもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、水素の製造量と発電に用いる水素量とをより適切に調整することができる。

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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

Claims (13)

1. 所定期間における第１電力の時系列な値を示す第１電力値を取得する取得部と、
   前記所定期間における計画電力の時系列な値を示す第２電力値を生成する生成部であって、前記所定期間における前記第１電力値と前記第２電力値との差に基づく不足電力値の加算値と、前記差に基づく余剰電力値の加算値との比率が、水素エネルギー貯蔵装置のシステム効率に対応している生成部と、
   前記余剰電力値に応じて水素を製造させる制御と、前記不足電力値に応じて前記水素を用いた発電を行わせる制御とを、前記水素エネルギー貯蔵装置に対して行う制御部と、
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 前記システム効率は、前記水素エネルギー貯蔵装置への入力電力のエネルギーで、当該入力電力のエネルギーを用いて前記水素エネルギー貯蔵装置が発電した出力電力のエネルギーを除算した値であり、
   前記出力電力のエネルギーは、前記入力電力のエネルギーを用いて前記水素エネルギー貯蔵装置が水素を生成し、当該水素を用いて前記水素エネルギー貯蔵装置が発電した出力電力のエネルギーであることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記第１電力値が負荷において消費する電力値に対応し、前記第２電力値が前記負荷に供給すべき電力値に対応し、
   前記第１電力値と前記第２電力値との差分値が負である場合の当該差分値の絶対値が前記余剰電力値であり、前記第１電力値と前記第２電力値との差分値が正である場合の当該差分値の絶対値が前記不足電力値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 前記第１電力値が再生可能エネルギーを用いた発電部が供給する電力に対応し、前記第２電力値が外部に供給すべき電力に対応し、
   前記第１電力値と前記第２電力値との差分値が正である場合の当該差分値の絶対値が前記余剰電力値であり、前記第１電力値と前記第２電力値との差分値が負である場合の当該差分値の絶対値が前記不足電力値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
5. 前記第１電力値が再生可能エネルギーを用いた発電部が供給する電力値から負荷が消費した電力値を引いた電力値に対応し、前記第２電力値が外部に供給すべき電力値に対応し、
   前記第１電力値と前記第２電力値との差分値が正である場合の当該差分値の絶対値が前記余剰電力値であり、前記電力値と前記第２電力値との差分値が負である場合の当該差分値の絶対値が前記不足電力値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
6. 前記生成部は、前記余剰電力値の加算値は、前記所定期間における前記水素エネルギー貯蔵装置への入力電力量と対応し、前記不足電力値の加算値は、前記所定期間における前記水素エネルギー貯蔵装置の出力電力量と対応することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の制御装置。
7. 前記生成部は、前記第１電力値の前記所定期間における平均値を上下にシフトし、前記第２電力値を時系列に生成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の制御装置。
8. 前記生成部は、前記第１電力値に対して閾値を設け、前記第２電力値が当該閾値を超えないように前記第２電力値を生成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の制御装置。
9. 前記水素エネルギー貯蔵装置は、水素を製造する水素製造部と、前記水素を貯蔵する水素貯蔵部と、前記水素で電気を発電する水素発電部と、を有し、
   前記制御部は、前記余剰電力値に応じて前記水素製造部に対して水素を製造させる制御を行い、前記不足電力値に応じて水素発電部に対して電気を発電させる制御を行い、
   前記生成部は、前記余剰電力値の加算値に対応する水素製造量が前記水素貯蔵部の容量の上限を超えないように第２電力値を生成することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の制御装置。
10. 前記第１電力値は、実績値に対応する値であり、前記第１電力値は正規化された値であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の制御装置。
11. 所定期間における第１電力の時系列な変動を示す第１電力値を取得する工程と、
    前記所定期間における計画電力の時系列な値を示す第２電力値を、水素エネルギー貯蔵装置のシステム効率に基づき生成する工程であって、前記所定期間における前記第１電力値と前記第２電力値との差に基づく不足電力値の加算値と、前記差に基づく余剰電力値の加算値との比率が、前記システム効率に対応している工程と、
    前記比率と、水素エネルギー貯蔵装置のシステム効率との差が所定値以内である場合に、
    前記余剰電力値に応じて水素を製造させる制御と、前記不足電力値に応じて前記水素を用いた発電を行わせる制御とを、前記水素エネルギー貯蔵装置に対して行う工程と、
    を備えることを特徴とする制御方法。
12. 所定期間における第１電力の時系列な変動を示す第１電力値を取得するステップと、
    前記所定期間における計画電力の時系列な値を示す第２電力値を、水素エネルギー貯蔵装置のシステム効率に基づき生成するステップであって、前記所定期間における前記第１電力値と前記第２電力値との差に基づく不足電力値の加算値と、前記差に基づく余剰電力値の加算値との比率が、前記システム効率に対応しているステップと、
    少なくとも前記第２電力値を時系列に表示部に表示させるステップと、
    をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
13. 水素を製造する水素製造部と、前記水素を貯蔵する水素貯蔵部と、前記水素で電気を発電する水素発電部と、を有する水素エネルギー貯蔵装置と、
    所定期間における第１電力の時系列な変動を示す第１電力値を取得する取得部と、前記所定期間における計画電力の時系列な変動を示す第２電力値を生成する生成部あって、前記所定期間における前記第１電力値と前記第２電力値との差に基づく不足電力値の加算値と、前記差に基づく余剰電力値の加算値との比率が、前記水素エネルギー貯蔵装置のシステム効率に対応している生成部と、前記余剰電力値に応じて水素を製造させる制御と、前記不足電力値に応じて前記水素を用いた発電を行わせる制御とを、前記水素エネルギー貯蔵装置に対して行う制御部と、を有する制御装置と、
    を備えることを特徴とする水素エネルギー貯蔵システム。

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