JP6732205B2 - 電力管理方法、電力管理サーバ、ローカル制御装置及び電力管理システム - Google Patents

Description

本開示は、電力管理方法、電力管理サーバ、ローカル制御装置及び電力管理システムに関する技術である。

近年、電力系統の電力需給バランスを維持するために、電力系統から施設への潮流量又は施設から電力系統への逆量流を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１，２）。

さらに、複数の施設に設けられる分散電源を電力系統に電力を供給する電源として用いるシステム（以下、ＶＰＰ；Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ）が注目を集めている。ＶＰＰでは、複数の施設の間で電力を融通する必要があり、このような電力融通を管理する電力管理サーバが必要である。

特開２０１３−１６９１０４号公報 特開２０１４−１２８１０７号公報

第１の開示に係る電力管理方法は、複数の施設を管理する電力管理サーバが、前記複数の施設のそれぞれに個別に設けられる分散電源が与える電力需給バランスへの影響を特定するステップＡと、前記複数の施設のそれぞれに個別に設けられるローカル制御装置から前記電力管理サーバに対して、前記分散電源の運転状態を示す情報を含む分散電源情報を送信するステップＢとを備える。前記ステップＡは、前記分散電源情報に基づいて、前記電力需給バランスへの影響を算出するステップを含む。

第２の開示に係る電力管理サーバは、複数の施設を管理する。前記電力管理サーバは、前記複数の施設のそれぞれに個別に設けられる分散電源が与える電力需給バランスへの影響を判断する制御部と、前記複数の施設のそれぞれに個別に設けられるローカル制御装置から、前記分散電源の運転状態を示す情報を含む分散電源情報を受信する受信部とを備える。前記制御部は、前記分散電源情報に基づいて、前記電力需給バランスへの影響を特定する。

第３の開示に係るローカル制御装置は、電力管理サーバによって管理される複数の施設のいずれかである対象施設に設けられる分散電源を制御する。前記ローカル制御装置は、前記分散電源の運転状態を示す情報を含む分散電源情報を前記電力管理サーバに送信する送信部を備える。前記分散電源情報は、前記分散電源が与える電力需給バランスへの影響の特定に用いられる。

第４の開示に係る電力管理システムは、複数の施設を管理する電力管理サーバと、前記複数の施設のそれぞれに個別に設けられるローカル制御装置とを備える。前記電力管理サーバは、前記複数の施設のそれぞれに個別に設けられる分散電源が与える電力需給バランスへの影響を特定する制御部と、前記複数の施設のそれぞれに個別に設けられるローカル制御装置から、前記分散電源の運転状態を示す情報を含む分散電源情報を受信する受信部とを備える。前記制御部は、前記分散電源情報に基づいて、前記電力需給バランスへの影響を特定する。

図１は、実施形態に係る電力管理システム１を示す図である。 図２は、実施形態に係る電力管理サーバ３００を示す図である。 図３は、実施形態に係るローカル制御装置４００を示す図である。 図４は、実施形態に係る電力管理方法を示す図である。 図５は、変更例１に係る電力管理方法を示す図である。

以下において、実施形態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。

但し、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場合があ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又は比率が異なる部分が含まれる場合があることは勿論である。

［実施形態］
（電力管理システム）
以下において、実施形態に係る電力管理システムについて説明する。実施形態では、施設１００に設けられる燃料電池装置１３０（燃料電池１３１）が少なくとも負荷又は電力系統に電力を供給可能な分散電源として用いるシステム（以下、ＶＰＰ；Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ）を例に挙げる。

図１に示すように、電力管理システム１は、施設１００と、ネットワーク２００と、電力管理サーバ３００とを有する。実施形態では、施設１００Ａ〜施設１００Ｃが施設１００として例示されている。しかしながら、施設１００Ｂ及び施設１００Ｃは施設１００Ａと同様の構成を有するため、ここでは、施設１００Ａについてのみ説明する。施設１００は、ＥＭＳ１１０と、負荷１２０と、燃料電池装置１３０とを有する。

ＥＭＳ１１０は、施設１００に設けられる設備の電力を管理する装置（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）である。ＥＭＳ１１０は、ネットワーク２００を介したクラウドサーバであってもよい。ＥＭＳ１１０は、ローカル制御装置の一例であり、バーチャルエンドノード（ＶＥＮ；Ｖｉｒｔｕａｌ Ｅｎｄ Ｎｏｄｅ）装置の一例である。

負荷１２０は、電力を消費する設備又は機器である。負荷１２０は、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、照明、エアコン又はテレビなどの設備又は機器を含む。負荷１２０は、単数の設備又は機器を含んでもよく、複数の設備又は機器を含んでもよい。

燃料電池装置１３０は、ＶＰＰで用いる分散電源の一例である。燃料電池装置１３０は、燃料電池１３１と、給湯装置１３２と、ＰＣＳ１３３とを有する。燃料電池１３１は、燃料ガスを用いて電力を発電する装置である。給湯装置１３２は、貯湯槽を有しており、燃料電池１３１の排熱を用いて、貯湯槽に貯留される水（湯）の量を維持又は増大し、或いは、貯湯槽に貯留される水（湯）の温度を維持又は上昇する。ＰＣＳ１３３は、燃料電池１３１から出力される直流（以下、ＤＣ；Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電力を交流（以下、ＡＣ；Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電力に変換する装置（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）である。なお、分散電源として蓄電池装置又は太陽電池装置を用いてもよい。このような場合には、蓄電池装置はＰＣＳ及び蓄電池を有し、太陽電池装置はＰＣＳと太陽電池（太陽電池パネル）を有する。

燃料電池装置１３０（燃料電池１３１）は、固体酸化物型燃料電池（以下、ＳＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）、固体高分子型燃料電池（以下、ＰＥＦＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）、リン酸型燃料電池（以下、ＰＡＦＣ：Ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ Ａｃｉｄ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）及び溶融炭酸塩型燃料電池（以下、ＭＣＦＣ：Ｍｏｌｔｅｎ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）のいずれかであってもよい。

例えば、ＳＯＦＣは、発電状態から停止状態への遷移時間及び停止状態から発電状態への遷移時間が長いという特性を有する。従って、貯湯槽の湯量がターゲット湯量に達するイベント又は貯湯槽の湯温がターゲット湯温に達するイベントが生じても、ＳＯＦＣの排熱を捨ててでもＳＯＦＣの発電状態が継続した方がよいこともある。一方で、ＰＥＦＣは、ＳＯＦＣと比べて上述した遷移時間が短いという特性を有する。従って、上述したイベントが生じると、ＰＥＦＣの排熱を捨てずにＰＥＦＣの発電が停止してもよい。上述したターゲット湯量又はターゲット湯温は、例えば、施設１００のユーザによって設定される。

さらに、燃料電池装置１３０（燃料電池１３１）の運転状態は、燃料電池装置１３０の運転に関する状態であり、現在の運転状態であってもよく、将来の運転状態であってもよく、過去の運転状態であってもよい。具体的には、燃料電池装置１３０の運転状態とは、燃料電池装置１３０が所定時間において一定電力の発電を行う第１運転状態、燃料電池装置１３０が負荷追従運転で発電を行う第２運転状態、燃料電池装置１３０が発電を停止する第３運転状態のいずれかを含む。なお、第１運転状態、第２運転状態及び第３運転状態は一例であり、例えば、運転状態は、これらの少なくともいずれか１つを含んでいてもよく、他の運転状態を含んでもよい。

例えば、第１運転状態において、一定電力は、燃料電池１３１及びＰＣＳ１３３のいずれかの能力によって定まる定格電力であってもよい。定格電力は、燃料電池１３１及びＰＣＳ１３３のいずれかのメーカによって定められる発電電力の推奨上限（例えば、カタログ値）であってもよい。一定電力は、負荷１２０の消費電力の履歴及び給湯装置１３２の消費湯量の履歴に基づいて定められ、定格電力よりも小さな指定電力であってもよい。指定電力は、ＥＭＳ１１０によって指定されてもよく、ＰＣＳ１３３によって指定されてもよい。第１運転状態においては、負荷１２０の消費電力に対する余剰電力が電力系統に供給されてもよい。すなわち、余剰電力の逆潮流によって燃料電池装置１３０がＶＰＰに用いられる。

例えば、第２運転状態において、燃料電池装置１３０は、負荷１２０の消費電力に基づいて定められる目標電力の発電を行う。目標電力は、負荷１２０の消費電力と同じであってもよく、負荷１２０の消費電力にオフセット電力が加算された電力であってもよい。このようなケースにおいて、オフセット電力が電力系統に供給される余剰電力である。

例えば、第３運転状態は、燃料電池装置１３０から電力が出力されない運転状態であればよい。第３運転状態は、燃料電池装置１３０の動作が完全に停止する運転状態（完全停止状態）であってもよく、燃料電池装置１３０の温度を所定温度に維持する程度の化学反応を行う運転状態（アイドリング状態）であってもよい。所定温度に維持する程度の化学反応とは、燃料電池装置１３０自身（例えば、補機）の消費電力が燃料電池装置１３０によって賄われる程度の化学反応であってもよい。上述したＳＯＦＣでは、発電状態からアイドリング状態への遷移時間が短縮される。上述した第１運転状態及び第２運転状態は、発電状態の一例である。

ネットワーク２００は、施設１００と電力管理サーバ３００とを接続する通信回線である。ネットワーク２００は、例えば、インターネット又は移動通信網などの公衆回線であってもよく、ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの専用回線であってもよい。公衆回線は、例えば、施設１００に設けられるスマートメータを通らないＢルートの回線を用いてもよい。専用回線は、施設１００に設けられるスマートメータを通るＡルートの回線を用いてもよい。スマートメータは、電力会社などの発電事業者によって管理され、施設１００の使用電力に対する課金又は売電電力に対するインセンティブの計算に用いられる電力計である。スマートメータは、施設１００に複数設置されてもよい。

電力管理サーバ３００は、発電事業者、送配電事業者又は小売事業者などの事業者によって管理されるサーバである。電力管理サーバ３００は、送配電事業者又は小売事業者に相当するアグリゲータによって管理されてもよい。アグリゲータは、当該アグリゲータと契約する施設１００の電力需給バランスを管理する事業者である。アグリゲータは、電力会社などの発電事業者から電力需給バランスの管理を委託されてもよい。電力管理サーバ３００は、バーチャルトップノード（ＶＴＮ；Ｖｉｒｔｕａｌ Ｔｏｐ Ｎｏｄｅ）装置の一例である。電力需給バランスとは、例えば、電力の供給又は需要に関するバランスであったり、系統安定のバランスであったりが含まれる。

電力管理サーバ３００は、施設１００に設けられる分散電源を制御する電力指令メッセージを送信してもよい。電力指令メッセージは、施設１００に設置された分散電源の運転の制御を要求する電源制御メッセージであってもよい。電力指令メッセージは、電力系統から施設１００への潮流量の制御（増加、減少又は維持）を要求する潮流制御メッセージであってもよく、施設１００から電力系統への逆潮流量の制御（増加、減少又は維持）を要求する逆潮流制御メッセージであってもよい。なお、電源制御メッセージには、分散電源の運転の制御を要求する内容が含まれていればよく、潮流量の制御を要求する潮流制御メッセージの内容、又は逆潮流量の制御を要求する逆潮流制御メッセージの内容が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。

電力指令メッセージのフォーマットとして、独自フォーマットを用いてもよいし、自動デマンドレスポンス（ＡＤＲ；Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）に準拠したフォーマットを用いてもよい。さらに具体的には、電力指令メッセージは、ＯｐｅｎＡＤＲ２．０規格に準拠した方式を用いることができる。

（電力管理サーバ）
以下において、実施形態に係る電力管理サーバについて説明する。

図２に示すように、電力管理サーバ３００は、通信部３１０と、管理部３２０と、制御部３３０とを有する。

通信部３１０は、通信モジュール等によって構成されており、施設１００と通信を行う。例えば、通信部３１０は、電力指令メッセージを施設１００に送信する。通信部３１０は、燃料電池装置１３０の運転状態を示す情報を含む燃料電池情報を施設１００から受信する。

管理部３２０は、不揮発性メモリ又は／及びＨＤＤなどの記憶媒体によって構成されており、電力系統に接続された複数の施設１００を管理する。

制御部３３０は、ＣＰＵ及びメモリ等によって構成されており、通信部３１０及び管理部３２０を制御する。制御部３３０は、管理部３２０によって管理される複数の施設１００の全体として電力需給バランスを調整する。

実施形態では、制御部３３０は、燃料電池情報に基づいて、施設１００に設けられる燃料電池装置１３０が与える電力需給バランスへの影響を特定する。例えば、電力需給バランスの特定とは、電力需給量の算出であってもよく、電力需給量と目標需給湯量との比較であってもよい。制御部３３０は、複数の施設１００の全体として電力需給バランスを調整するために、上述した電力指令メッセージの送信を通信部３１０に指示してもよい。

（ローカル制御装置）
以下において、実施形態に係るローカル制御装置について説明する。ローカル制御装置は、施設１００内で燃料電池装置１３０を制御する装置であればよい。ローカル制御装置は、上述したＥＭＳ１１０であってもよく、上述したＰＣＳ１３３であってもよい。ローカル制御装置は、ＥＭＳ１１０及びＰＣＳ１３３の双方によって構成されてもよい。図３に示すように、ローカル制御装置４００は、通信部４１０と、制御部４２０とを有する。

通信部４１０は、通信モジュール等によって構成されており、電力管理サーバ３００と通信を行う。例えば、通信部４１０は、電力指令メッセージを電力管理サーバ３００から受信する。通信部４１０は、燃料電池装置１３０の運転状態を示す情報を含む燃料電池情報を電力管理サーバ３００に送信する。

制御部４２０は、ＣＰＵ及びメモリ等によって構成されており、通信部４１０を制御する。制御部４２０は、施設１００内で燃料電池装置１３０を制御する。

実施形態では、制御部４２０は、負荷１２０の消費電力の履歴及び給湯装置１３２の消費湯量の履歴に基づいて、燃料電池装置１３０のローカル運転計画を決定する。ローカル運転計画は、所定期間における燃料電池装置１３０の運転状態において、所定の複数の運転状態のうちいずれの運転状態で所定の時間帯が運転されるのかを示す計画である。さらに具体的には、ローカル運転計画は、所定期間における燃料電池装置１３０の時間帯毎の運転状態（第１運転状態から第３運転状態）を示す計画である。

ここで、制御部４２０は、ターゲット湯量又はターゲット湯温がターゲット時間（例えば、夕刻）に得られるようにローカル運転計画を決定してもよい。制御部４２０は、例えば、電力の調達コスト（例えば、電力系統から供給される電力の購入額、燃料ガスの購入額など）を最小化するようにローカル運転計画を決定してもよい。制御部４２０は、燃料電池装置１３０の排熱の利用効率に基づいてローカル運転計画を決定してもよい。制御部４２０は、燃料電池装置１３０の特性（停止しやすさ）に基づいてローカル運転計画を決定してもよい。

例えば、燃料電池装置１３０がＳＯＦＣである場合には、ＳＯＦＣを停止させにくいため、第３運転状態としてアイドリング状態が用いられてもよい。ＳＯＦＣの排熱は捨てられることが多いため、調達コストを優先してローカル運転計画が決定されてもよい。これに対して、燃料電池装置１３０がＰＥＦＣである場合には、ＰＥＦＣを停止させやすいため、第３運転状態として完全停止状態が用いられてもよい。ＰＥＦＣの排熱は捨てられないことが多いため、湯量又は湯温を優先してローカル運転計画が決定されてもよい。ローカル運転計画は、ターゲット湯量、ターゲット湯温が達成されたときに変更されてもよい。

実施形態では、燃料電池情報は、以下に示す情報を含んでもよい。

具体的には、燃料電池情報は、発電状態及び停止状態のいずれか１つを示す情報を含んでもよい。燃料電池情報は、上述した第１運転状態から第３運転状態の少なくともいずれか１つを示す情報を含んでもよい。運転状態は、現在の運転状態であってもよく、将来の運転状態であってもよい。

燃料電池情報は、発電状態の動作が行われる発電期間及び停止状態の動作が行われる停止期間の少なくともいずれかを１つ示す情報を含んでもよい。燃料電池情報は、第１運転状態の動作が行われる第１期間、第２運転状態の動作が行われる第２期間、及び、第３運転状態の動作が行われる第３期間の少なくともいずれか１つを示す情報を含んでもよい。

燃料電池情報は、燃料電池装置１３０の種別を示す情報を含んでもよい。燃料電池情報は、ＳＯＦＣ、ＰＥＦＣ、ＰＡＦＣ及びＭＣＦＣの少なくともいずれか１つを示す情報を含んでもよい。

燃料電池情報は、燃料電池装置１３０の発電予定開始時刻、燃料電池装置１３０の発電予定終了時刻、燃料電池装置１３０の発電予定時間帯及び燃料電池装置１３０の発電予定電力の少なくともいずれか１つを示す情報を含んでもよい。

燃料電池情報は、給湯装置１３２の現在湯量、給湯装置１３２のターゲット湯量、給湯装置１３２の現在湯温及び給湯装置１３２のターゲット湯温の少なくともいずれか１つを示す情報を含んでもよい。燃料電池情報は、ターゲット湯量又はターゲット湯温が実現される予定時刻を含んでもよい。

燃料電池情報は、例えば、温水器湯温計測値（℃）、定格発電量（Ｗ）、貯湯槽熱量（ＭＪ）、瞬時発電電力（Ｗ）の計測値又はその積算値（ｋＷｈ）、瞬時ガス消費量（ｍ^３／ｈ）の計測値、宅内瞬時消費電力（Ｗ）の計測値又はその積算値（ｋＷｈ）、残湯量（リットル）の計測値、タンク容量値（リットル）などを含んでもよい。

ここで、制御部４２０は、負荷１２０の消費電力を示す消費電力情報を含んでもよい。消費電力は、現在の消費電力であってもよく、将来の消費電力予測であってもよい。制御部４２０は、施設１００の余剰電力を示す余剰電力情報の送信を通信部４１０に指示してもよい。余剰電力は、現在の余剰電力であってもよく、将来の余剰電力であってもよい。

（電力管理方法）
以下において、実施形態に係る電力管理方法について説明する。図４では、１つのローカル制御装置４００のみが図示されているが、実際には複数のローカル制御装置４００が存在してもよい。

図４に示すように、ステップＳ１１において、ローカル制御装置４００は、ローカル運転計画を決定する。ローカル運転計画は、負荷１２０の消費電力の履歴及び給湯装置１３２の消費湯量の履歴に基づいて決定される。

ステップＳ１２において、電力管理サーバ３００は、燃料電池情報を要求するメッセージ（燃料電池情報要求）をローカル制御装置４００に送信する。

ステップＳ１３において、ローカル制御装置４００は、燃料電池情報を含むメッセージ（燃料電池情報応答）を電力管理サーバ３００に送信する。燃料電池情報は、燃料電池装置１３０の運転状態を示す情報を含む。

ステップＳ１４において、電力管理サーバ３００は、燃料電池情報に基づいて、施設１００に設けられる燃料電池装置１３０が与える電力需給バランスへの影響を特定する。電力管理サーバ３００が消費電力情報を受信している場合には、電力管理サーバ３００は、燃料電池情報及び消費電力情報に基づいて余剰電力を推定してもよい。電力管理サーバ３００が余剰電力情報を受信している場合には、電力管理サーバ３００は、余剰電力情報によって示される余剰電力をそのまま用いてもよく、余剰電力情報によって示される余剰電力を燃料電池情報によって修正してもよい。

（作用及び効果）
実施形態では、電力管理サーバ３００は、燃料電池情報に基づいて、施設１００に設けられる燃料電池装置１３０が与える電力需給バランスへの影響を特定することによって、余剰電力の過剰又は不足が生じる可能性を適切に低減することができる。

燃料電池情報が発電状態及び停止状態のいずれか１つを示す情報を含む場合には、余剰電力の過剰又は不足が生じる可能性があるか否かを特定しやすい。燃料電池情報が第１運転状態から第３運転状態の少なくともいずれか１つを示す情報を含む場合には、余剰電力の過剰又は不足が生じる可能性の特定精度が向上する。例えば、第１運転状態の動作が行われている場合には、余剰電力が生じる可能性があるため、余剰電力の過剰が生じる可能性があると特定することができる。一方で、第２運転状態又は第３運転状態の動作が行われている場合には、余剰電力が生じる可能性がないため、少なくとも余剰電力の過剰が生じる可能性が低いと特定することができる。

燃料電池情報が発電状態の動作が行われる発電期間及び停止状態の動作が行われる停止期間の少なくともいずれか１つを示す情報を含む場合には、所定期間における余剰電力量（ｋＷｈ）を推定しやすい。燃料電池情報が第１運転状態の動作が行われる第１期間、第２運転状態の動作が行われる第２期間、及び、第３運転状態の動作が行われる第３期間の少なくともいずれか１つを示す情報を含む場合には、所定期間における余剰電力量（ｋＷｈ）の推定精度が向上する。

燃料電池情報が燃料電池装置１３０の種別を示す情報を含む場合には、発電状態が第１運転状態及び第２運転状態のいずれであるのか特定しやすい。同様に、停止状態（第３運転状態）が完全停止状態及びアイドリング状態であるのか特定しやすい。

燃料電池情報が燃料電池装置１３０の種別を含む場合には、複数の施設１００において異なる種別の燃料電池装置１３０が設置されているケースにおいて、それぞれの種別の燃料電池装置１３０の特性に応じて、発電時間帯、発電開始時間又は発電終了時間などをシフトすることができる。具体的には、例えば、ＳＯＦＣよりもＰＥＦＣの方が起動から発電可能になるまでの時間が短い特性を利用することが考えられる。ＰＥＦＣの発電開始時間がＳＯＦＣの発電開始時間よりも早くなるように電力指令メッセージを送信することによって、遅延時間が生じさせずに複数の施設１００の電力需給バランスを維持することができる。このようなケースにおいて、電力管理サーバ３００は、異なるタイミングで電力指令メッセージを送信することによって発電開始時間を変更してもよく、異なる発電開始時間を指定する電力指令メッセージを送信してもよい。

燃料電池情報が燃料電池装置１３０の発電予定開始時刻を含む場合には、余剰電力の過剰が生じる時間帯を特定しやすい。燃料電池情報が燃料電池装置１３０の発電予定終了時刻を含む場合には、余剰電力が生じにくいタイミングを特定しやすい。燃料電池情報が燃料電池装置１３０の発電予定時間帯を含む場合には、余剰電力の過剰又は不足が生じる時間帯を特定しやすい。燃料電池情報が燃料電池装置１３０の発電予定電力を含む場合には、余剰電力のレベルを特定しやすい。

燃料電池情報が給湯装置１３２の現在湯量及び給湯装置１３２のターゲット湯量を含む場合には、燃料電池装置１３０の発電終了時刻の特定精度を高めることができる。同様に、燃料電池情報が給湯装置１３２の現在湯温及び給湯装置１３２のターゲット湯温を含む場合には、燃料電池装置１３０の発電終了時刻の特定精度を高めることができる。ローカル情報がターゲット湯量又はターゲット湯温が実現される予定時刻を含む場合には、燃料電池装置１３０の発電終了時刻の特定精度をさらに高めることができる。

ローカル制御装置４００から電力管理サーバ３００に対して、消費電力情報又は余剰電力情報が送信される場合には、余剰電力（量）の推定精度が向上する。

[変更例１］
以下において、実施形態の変更例１について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について説明する。

実施形態では特に限定されていないが、変更例１に係る燃料電池情報は、電力需給バランスへの影響を特定すべき将来のターゲット期間における燃料電池装置１３０の運転状態を示す情報を含む。電力管理サーバ３００は、燃料電池情報に基づいて、ターゲット期間における電力需給バランスへの影響を特定する。ここでターゲット期間とは、燃料電池装置１３０の運転を予定している期間を指すものである。

（電力管理方法）
以下において、実施形態に係る電力管理方法について説明する。図５では、１つのローカル制御装置４００のみが図示されているが、実際には複数のローカル制御装置４００が存在してもよい。

図５に示すように、ステップＳ２１において、ローカル制御装置４００は、ローカル運転計画を決定する。ローカル運転計画は、負荷１２０の消費電力の履歴及び給湯装置１３２の消費湯量の履歴に基づいて決定される。

ステップＳ２２において、電力管理サーバ３００は、燃料電池情報を要求するメッセージ（燃料電池情報要求）をローカル制御装置４００に送信する。

ステップＳ２３において、ローカル制御装置４００は、燃料電池情報を含むメッセージ（燃料電池情報応答）を電力管理サーバ３００に送信する。燃料電池情報は、ターゲット期間における燃料電池装置１３０の運転状態を示す情報を含む。

ステップＳ２４において、電力管理サーバ３００は、燃料電池情報に基づいて、ターゲット期間における電力需給バランスへの影響を特定する。ここでは、電力管理サーバ３００が電力需給バランスへの影響があると特定するケースについて説明を続ける。

ステップＳ２５において、電力管理サーバ３００は、複数の施設１００の全体として電力需給バランスを調整するために、電力指令メッセージをローカル制御装置４００に送信する。

ここでは、上述した余剰電力の過剰又は不足を解消するために、発電時間帯及び停止時間帯をシフトさせる電力指令メッセージを送信する。電量指令メッセージは、ローカル運転計画に含まれる運転状態の変更を指示するメッセージであってもよい。

ステップＳ２６において、ローカル制御装置４００は、燃料電池装置１３０の運転状態を制御する。

ここで、ローカル運転計画が施設１００内で最適化されているため、ローカル制御装置４００は、電力指令メッセージに従わずに燃料電池装置１３０の運転状態を制御してもよい。但し、実施形態では、ローカル制御装置４００は、電力指令メッセージに従わずに燃料電池装置１３０の運転状態を制御する。

ステップＳ２７において、電力管理サーバ３００は、燃料電池装置１３０の運転制御実績を要求するメッセージ（実績要求）をローカル制御装置４００に送信する。

ステップＳ２８において、ローカル制御装置４００は、燃料電池装置１３０の運転制御実績を含むメッセージ（実績応答）を電力管理サーバ３００に送信する。

ステップＳ２９において、電力管理サーバ３００は、施設１００内で最適化されたローカル運転計画の変更に伴うインセンティブを付与する。インセンティブは、金銭報酬であってもよく、商品券又はクーポンなどの無体物による報酬であってもよく、景品などの有体物による報酬であってもよい。

［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。

特に限定されるものではないが、図４及び図５において、ローカル制御装置４００が定期的にポーリング信号を電力管理サーバ３００に送信してもよい。電力管理サーバ３００は、ポーリング信号の受信に応じて、各種メッセージをローカル制御装置４００に送信する。ローカル制御装置４００は、電力管理サーバ３００からの要求を受けなくても、自律的にメッセージを電力管理サーバ３００に送信してもよい。

特に限定されるものではないが、電力管理サーバ３００とローカル制御装置４００との間の通信は、Ｏｐｅｎ ＡＤＲ規格に準拠する方式で行われてもよい。このようなケースにおいて、ポーリング信号としては、例えば、ｏｒｄｒＰｏｌｌを用いることができる。電力指令メッセージとしては、例えば、ｏａｄｒＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅＥｖｅｎｔを用いることができる。燃料電池情報応答及び実績応答としては、ＴＥＬＥＭＥＴＲＹ ＵＳＡＧＥ及びＴＥＬＥＭＥＴＲＹ ＳＴＡＴＵＳを用いることができる。

特に限定されるものではないが、図４及び図５に示すフローは定期的に行われてもよい。定期的とは、例えば、１回／ｎ日（ｎは１以上の整数）であってもよく、１回／ｎ時間（ｎは１以上の整数）で行われてもよい。図４及び図５に示すフローは所定イベントの発生に応じて行われてもよい。所定イベントは、電力管理サーバ３００が管理する管理エリアで電力需給バランスが崩れる事象であってもよく、管理エリアよりも広い広域エリアで電力需給バランスが崩れる事象であってもよく、自然災害等であってもよい。

特に限定されるものではないが、上述した「電力」は、瞬時値（ｋＷ）であってもよい。上述した「電力」は、時間の概念を伴う場合には電力量（ｋＷｈ）と読み替えてもよい。

特に限定されるものではないが、電力需給バランスへの影響の特定に必要な情報要素は、必ずしもローカル制御装置４００から送信されなくてもよい。例えば、燃料電池装置１３０の定格電力及び燃料電池装置１３０の種別の少なくともいずれか１つを示す情報は、燃料電池装置１３０の設置申請等において予め電力管理サーバ３００に登録されていてもよい。給湯装置のターゲット湯量及び給湯装置のターゲット湯温の少なくともいずれか１つを示す情報は、燃料電池装置１３０の設置申請等において予め電力管理サーバ３００に登録されていてもよい。負荷１２０の消費電力の履歴及び給湯装置１３２の消費湯量の履歴を示す情報は、アンケート等によって予め電力管理サーバ３００に登録されていてもよい。

実施形態では、分散電源が燃料電池装置１３０である場合について説明したが、分散電源が蓄電池装置であってもよいことは当然である。このようなケースにおいて、分散電源情報は、燃料電池情報ではなくて、蓄電池情報であることも当然である。蓄電池装置の運転状態は、燃料電池装置１３０と同様に、過去、現在又は将来の運転状態であってもよい。運転状態として、以下の運転状態を含んでもよい。運転状態は、充電状態、放電状態及び停止状態である。さらに、運転状態は、一定電力の放電又は充電を行う状態であってもよい。一定電力は、例えば、蓄電池及びＰＣＳのいずれかの能力によって定まる定格電力、定格電圧又は最大電流であってもよい。定格電力は、蓄電池及びＰＣＳのいずれかのメーカによって定められる出力電力の推奨上限（例えば、カタログ値）であってもよい。

また、分散電源が蓄電池装置である場合には、ローカル制御装置４００は、蓄電池装置（詳細には蓄電池）の種別を示す情報を含む蓄電池情報を電力管理サーバ３００に送信してもよい。蓄電池装置の種別は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池及び鉛蓄電池などが挙げられる。蓄電池装置の種別の違いによって、補充電の適否が異なるケースが考えられる。従って、蓄電池装置の種別の送信によって、蓄電池装置を適切に管理することができる。また、蓄電池情報は、蓄電池装置の種別に加えて、蓄電池の使用日数、容量、充電回数、及び放電回数の少なくともいずれか１つを示す情報を含んでもよい。

なお、日本国特許出願第２０１６−１６８９３１号（２０１６年８月３１日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。

一態様によれば、分散電源を適切に管理する電力管理方法、電力管理サーバ、ローカル制御装置及び電力管理システムを提供することができる。

Claims (14)

1. 複数の施設を管理する電力管理サーバが、前記複数の施設のそれぞれに個別に設けられる燃料電池装置が与える電力需給バランスへの影響を特定するステップＡと、
   前記複数の施設のそれぞれに個別に設けられるローカル制御装置から前記電力管理サーバに対して、前記燃料電池装置の運転状態を示す情報を含む燃料電池情報を送信するステップＢとを備え、
   前記ステップＢにおいて、前記ローカル制御装置は、前記燃料電池装置が発電する発電状態を示す前記燃料電池情報として、前記燃料電池装置が一定電力の発電を行う第１運転状態及び前記燃料電池装置が負荷追従制御で発電を行う第２運転状態を識別可能な情報を前記電力管理サーバに送信し、
   前記ステップＡは、前記燃料電池情報に基づいて、前記電力需給バランスへの影響を算出するステップを含む、電力管理方法。
2. 前記燃料電池情報は、前記電力需給バランスへの影響を特定すべき将来のターゲット期間における前記燃料電池装置の運転状態を示す情報を含み、
   前記ステップＡは、前記燃料電池情報に基づいて、前記ターゲット期間における前記電力需給バランスへの影響を特定するステップを含む、請求項１に記載の電力管理方法。
3. 前記燃料電池情報は、前記燃料電池装置の発電状態及び前記燃料電池装置の停止状態の少なくともいずれか１つを示す情報を含む、請求項１又は請求項２に記載の電力管理方法。
4. 前記燃料電池情報は、前記発電状態の動作が行われる発電期間及び前記停止状態の動作が行われる停止期間の少なくともいずれか１つを示す情報を含む、請求項３に記載の電力管理方法。
5. 前記燃料電池情報は、前記燃料電池装置が一定電力の発電を行う前記第１運転状態、前記燃料電池装置が負荷追従制御で発電を行う前記第２運転状態、及び、前記燃料電池装置が発電を停止する第３運転状態の少なくともいずれか１つを示す情報を含む、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電力管理方法。
6. 前記燃料電池情報は、前記第１運転状態の動作が行われる第１期間、前記第２運転状態の動作が行われる第２期間、及び、前記第３運転状態の動作が行われる第３期間の少なくともいずれか１つを示す情報を含む、請求項５に記載の電力管理方法。
7. 前記燃料電池情報は、前記燃料電池装置の種別を示す情報を含む、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電力管理方法。
8. 前記複数の施設のうち少なくとも２つの施設は、それぞれ異なる種類の燃料電池装置を有し、
   前記電力管理サーバは、前記２つの施設に設けられるローカル制御装置に対して、前記燃料電池情報が固体高分子型燃料電池を示す情報である場合は、前記燃料電池情報が固体酸化物型燃料電池を示す情報である場合よりも発電開始時間が早くなるように指示する電力指令メッセージを送信する、請求項７に記載の電力管理方法。
9. 前記複数の施設のうち少なくとも２つの施設は、それぞれ異なる種類の燃料電池装置を有し、
   前記電力管理サーバは、前記２つの施設に設けられるローカル制御装置に対して、異なる発電開始時間で前記燃料電池装置の発電を開始するように指示する電力指令メッセージを送信する、請求項７に記載の電力管理方法。
10. 前記燃料電池情報は、前記燃料電池装置の発電予定開始時刻、前記燃料電池装置の発電予定終了時刻、前記燃料電池装置の発電予定時間帯及び前記燃料電池装置の発電予定電力の少なくともいずれか１つを示す情報を含む、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の電力管理方法。
11. 前記燃料電池装置の排熱は、前記複数の施設のそれぞれに個別に設けられる給湯装置の湯量又は湯温の制御に用いられており、
    前記燃料電池情報は、前記給湯装置の現在湯量、前記給湯装置のターゲット湯量、前記給湯装置の現在湯温及び前記給湯装置のターゲット湯温の少なくともいずれか１つを示す情報を含む、請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の電力管理方法。
12. 複数の施設を管理する電力管理サーバであって、
    前記複数の施設のそれぞれに個別に設けられる燃料電池装置が与える電力需給バランスへの影響を判断する制御部と、
    前記複数の施設のそれぞれに個別に設けられるローカル制御装置から、前記燃料電池装置の運転状態を示す情報を含む燃料電池情報を受信する受信部とを備え、
    前記受信部は、前記燃料電池装置が発電する発電状態を示す前記燃料電池情報として、前記燃料電池装置が一定電力の発電を行う第１運転状態及び前記燃料電池装置が負荷追従制御で発電を行う第２運転状態を識別可能な情報を前記ローカル制御装置から受信し、
    前記制御部は、前記燃料電池情報に基づいて、前記電力需給バランスへの影響を特定する、電力管理サーバ。
13. 電力管理サーバによって管理される複数の施設のいずれかである対象施設に設けられる燃料電池装置を制御するローカル制御装置であって、
    前記燃料電池装置の運転状態を示す情報を含む燃料電池情報を前記電力管理サーバに送信する送信部を備え、
    前記送信部は、前記燃料電池装置が発電する発電状態を示す前記燃料電池情報として、前記燃料電池装置が一定電力の発電を行う第１運転状態及び前記燃料電池装置が負荷追従制御で発電を行う第２運転状態を識別可能な情報を前記電力管理サーバに送信し、
    前記燃料電池情報は、前記燃料電池装置が与える電力需給バランスへの影響の特定に用いられる、ローカル制御装置。
14. 複数の施設を管理する電力管理サーバと、
    前記複数の施設のそれぞれに個別に設けられるローカル制御装置とを備え、
    前記電力管理サーバは、
    前記複数の施設のそれぞれに個別に設けられる燃料電池装置が与える電力需給バランスへの影響を特定する制御部と、
    前記複数の施設のそれぞれに個別に設けられるローカル制御装置から、前記燃料電池装置の運転状態を示す情報を含む燃料電池情報を受信する受信部とを備え、
    前記受信部は、前記燃料電池装置が発電する発電状態を示す前記燃料電池情報として、前記燃料電池装置が一定電力の発電を行う第１運転状態及び前記燃料電池装置が負荷追従制御で発電を行う第２運転状態を識別可能な情報を前記ローカル制御装置から受信し、
    前記制御部は、前記燃料電池情報に基づいて、前記電力需給バランスへの影響を特定する、電力管理システム。

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