JP7257124B2 - 電力管理装置、電力管理システムおよび電力管理方法 - Google Patents

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特許法第３０条第２項適用 第３０条第２項適用、平成３０年９月１２日～１４日徳島大学において開催された平成３０年電気学会電力・エネルギー部門大会（Ｂ部門大会）で発表

本発明は、太陽光発電設備や風力発電設備などの再生可能エネルギー発電設備が接続された電力系統において、電力の需要と供給とのバランスを適切に管理するための電力管理装置、電力管理システムおよび電力管理方法に関する。

近年、太陽光発電、水力発電、風力発電、バイオマス発電などの再生可能エネルギー発電の発電量が増加している。このような状況下、風力発電設備や太陽光発電設備などの再生可能エネルギーの発電設備と、火力発電設備や水力発電設備が電力系統に接続され、気象条件の変動による再生可能エネルギー発電設備の発電量の変動と、火力発電設備および水力発電設備の発電量下限値とに基づいて、再生可能エネルギー発電設備の総発電量を制御する技術が開示されている（たとえば特許文献１）。

特許５６９５２２７号公報

気候が温暖な春・秋においては冷暖房機器に電力を使用しないために電力の需要量が低下する傾向にあり、電力の供給量が需要量を超えてしまう場合がある。従来、このような場合、火力発電設備の出力制御や、揚水発電設備の揚水への電力の使用、連系線の活用により、管理エリアにおける電力供給量を抑制することで、電力の需要と供給とのバランスをとることが行われていた。しかしながら、近年、太陽光発電設備などの再生可能エネルギー発電設備による発電量が増加しているため、火力発電設備による出力制御や、揚水発電設備の揚水への電力の使用、連系線の活用だけでは、電力の供給量が需要量を大きく超えてしまう場合があり、需要と供給のバランスが大きく崩れ、発電設備の自動停止や連系線の運用容量超過にともなう自動停止などにより、大規模停電の可能性が高まってきた。

本発明は、再生可能エネルギー発電設備が接続された電力系統において、電力の需要と供給のバランスを適切に管理することができる電力管理装置、電力管理システムおよび電力管理方法を提供することを目的とする。

本発明に係る電力管理装置は、複数の再生可能エネルギー発電設備の出力制御を管理するための制御パターン情報を生成する管理部と、前記管理部から出力制御日時を含む制御パターン情報を取得し、前記再生可能エネルギー発電設備または前記再生可能エネルギー発電設備を管理する事業者に前記制御パターン情報または前記制御パターン情報に基づく情報を配信する配信部とを有し、前記制御パターン情報は、前記再生可能エネルギー発電設備が前記配信部に前記制御パターン情報の要求を行う次回要求時刻を含み、前記配信部は、前記次回要求時刻に、前記再生可能エネルギー発電設備から前記制御パターン情報の要求を受信し、前記管理部は、前記制御パターン情報を配信した場合に前記再生可能エネルギー発電設備から受信した確認信号に基づいて、前記制御パターン情報に対応して前記再生可能エネルギー発電設備が出力制御を行ったか否かを推定する。
上記電力管理装置において、前記配信部は、前記再生可能エネルギー発電設備と電気通信回線を介して接続しており、前記再生可能エネルギー発電設備から前記制御パターン情報の要求を受信した場合に、前記制御パターン情報を配信するように構成することができる。
上記電力管理装置において、前記配信部は、前記次回要求時刻に、前記再生可能エネルギー発電設備から前記制御パターン情報の要求を受信すると、前記次回要求時刻を新たに設定し、新たに設定した前記次回要求時刻を含む前記制御パターン情報または前記制御パターン情報に基づく情報を前記再生可能エネルギー発電設備または前記再生可能エネルギー発電設備を管理する事業者に配信し、前記配信部は、前記次回要求時刻を設定する場合に、前記再生可能エネルギー発電設備の出力制御を行う前の出力制御可能量が基準値未満である場合には、前記出力制御可能量が前記基準値未満ではない場合と比べて、新たに設定する前記次回要求時刻をより早い時刻に設定するように構成することができる。
上記電力管理装置において、前記管理部は、前記複数の再生可能エネルギー発電設備を、当該再生可能エネルギー発電設備の種別ごと、および／または当該再生可能エネルギー発電設備の制御ルールごとに、複数のグループに分け、前記グループごとに出力制御を行うように構成することができる。
上記電力管理装置において、前記管理部は、前記グループ間、およびグループごとの出力制御時間の差が、前記複数の再生可能エネルギー発電設備の間で所定値未満となるように、出力制御の対象とする再生可能エネルギー発電設備を選択するように構成することができる。
上記電力管理装置において、前記管理部は、再生可能エネルギー発電設備のうち出力制御の実績が少ない再生可能エネルギー発電設備を、出力制御の対象とする再生可能エネルギー発電設備として優先的に選択するように構成することができる。
上記電力管理装置において、前記配信部は、同一のグループに属する複数の再生可能エネルギー発電設備の前記次回要求時刻を乱数に基づいて分散させるように構成することができる。
上記電力管理装置において、前記管理部は、再生可能エネルギー発電設備の制御ルールを年度途中で変更し、または、再生可能エネルギー発電設備を年度途中から運用開始したことにより、１回の出力制御により再生可能エネルギー発電設備の出力制御上限値を超える場合には、当該再生可能エネルギー発電設備を出力制御の対象から除外するように構成することができる。
上記電力管理装置において、前記管理部は、出力制御の実績を求めることで、前記制御パターン情報に基づいて出力制御を行っていない前記再生可能エネルギー発電設備を、優先して出力制御の対象とするように構成することができる。
上記電力管理装置において、前記再生可能エネルギー発電設備は、太陽光発電設備、風力発電設備、バイオマス発電設備、地熱発電設備、および波力発電設備から選択された一以上の発電設備を含むように構成することができる。

本発明に係る電力管理システムは、複数の再生可能エネルギー発電設備の出力制御を管理するための制御パターン情報を生成する管理部と、前記管理部から出力制御日時を含む制御パターン情報を取得し、前記再生可能エネルギー発電設備または前記再生可能エネルギー発電設備を管理する事業者に前記制御パターン情報または前記制御パターン情報に基づく情報を配信する配信部とを有し、前記制御パターン情報は、前記再生可能エネルギー発電設備が前記配信部に前記制御パターン情報の要求を行う次回要求時刻を含み、前記配信部は、前記次回要求時刻に、前記再生可能エネルギー発電設備から前記制御パターン情報の要求を受信し、前記管理部は、前記制御パターン情報を配信した場合に前記再生可能エネルギー発電設備から受信した確認信号に基づいて、前記制御パターン情報に対応して前記再生可能エネルギー発電設備が出力制御を行ったか否かを推定する。

本発明に係る電力管理方法は、複数の再生可能エネルギー発電設備の出力制御を管理するための制御パターン情報を生成し、前記再生可能エネルギー発電設備または前記再生可能エネルギー発電設備を管理する事業者に前記制御パターン情報または前記制御パターン情報に基づく情報を配信する、電力管理方法であって、前記制御パターン情報は、前記再生可能エネルギー発電設備が前記制御パターン情報を要求する次回要求時刻を含み、前記次回要求時刻に、前記再生可能エネルギー発電設備から前記制御パターン情報の要求を受信し、前記制御パターン情報を配信した場合に、前記再生可能エネルギー発電設備から受信した確認信号に基づいて、前記制御パターン情報に対応して前記再生可能エネルギー発電設備が出力制御を行ったか否かを推定する。

本発明によれば、再生可能エネルギー発電設備が接続された電力系統において、電力の需要と供給のバランスを適切に管理することができる。

本実施形態に係る電力管理システムを説明するための図である。 管理エリアにおける電力供給量と電力需要量との関係の一例を示す図である。 再生可能エネルギー発電設備に適用される制御ルールを説明するための図である。 本実施形態に係る電力管理装置の構成を示すブロック図である。 再生可能エネルギー発電設備のグループ分けの方法を説明するための図である。 出力制御の対象となるグループを決定する方法を説明するための図である。 出力制御可能量を説明するための図である。 制御パターン情報の作成方法を説明するための図である。 制御パターン情報の他の作成方法を説明するための図である。

以下に、本実施形態に係る電力管理システム１を、図に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る電力管理システム１を説明するための図である。なお、図１においては、各構成間の情報（指令）の授受を実線で示し、電力の供給を破線で示している。図１に示すように、電力管理システム１は、電力管理装置１００と、中央管理装置２００と、送配電系統３００と、太陽光発電設備Ｐ１と、風力発電設備Ｐ２と、原子力発電設備Ｐ３と、火力発電設備Ｐ４と、水力発電設備Ｐ５と、揚水発電設備Ｐ６とを有する。電力管理装置１００は、図１に示すように、中央管理装置２００、太陽光発電設備Ｐ１および風力発電設備Ｐ２と電気的に接続されており、中央管理装置２００は、電力管理装置１００、原子力発電設備Ｐ３、火力発電設備Ｐ４、水力発電設備Ｐ５および揚水発電設備Ｐ６と電気的に接続されている。また、送配電系統３００には、太陽光発電設備Ｐ１、風力発電設備Ｐ２、原子力発電設備Ｐ３、火力発電設備Ｐ４、水力発電設備Ｐ５、および揚水発電設備Ｐ６が連系し、これら発電設備Ｐ１～Ｐ６から電力が供給される。なお、本実施形態では、図示していないが、大規模の太陽光発電設備Ｐ１および／または風力発電設備Ｐ２については、中央管理装置２００と電気的に接続する場合もある。

なお、本実施形態において、水力発電設備Ｐ５は、図１に示すように、水力発電設備（自流式）Ｐ５１と、水力発電設備（調整池式）Ｐ５２を含む。水力発電設備（自流式）Ｐ５１は自然に流れる水量により発電され出力の調整ができない。一方、水力発電設備（調整池式）Ｐ５２は発電に使用する水を一定量調整池に蓄えることができ、一定期間の出力の調整が可能な設備となる。また、揚水発電設備Ｐ６は揚水発電設備（発電）Ｐ６１と揚水発電設備（揚水）Ｐ６２を含む。揚水発電設備Ｐ６は発電と揚水の機能を備えており、揚水した水を使って発電することができる。揚水発電設備（発電）Ｐ６１は揚水発電設備を発電として機能させた場合であり、揚水発電設備（揚水）Ｐ６２は揚水発電所設備を揚水として機能させることを示している。

図２は、管理エリア内の電力供給量（発電設備Ｐ１～Ｐ６の総発電量）と電力需要量（電力消費量）との関係の一例を示す図である。上述したように、本実施形態に係る電力管理システム１は、太陽光発電設備Ｐ１と、風力発電設備Ｐ２と、原子力発電設備Ｐ３と、火力発電設備Ｐ４と、水力発電設備Ｐ５と、揚水発電設備Ｐ６とを有し、これら発電設備Ｐ１～Ｐ６により発電した電力の合計値が、管理エリアにおいて供給される電力量となる。また、図２においては、管理エリアにおける電力需要量（電力消費量）を太線で示しており、図２に示すように、電力需要量は、時刻に応じて、また季節に応じて逐次変化している。

ここで、たとえば図２（Ａ）に示す例においては、１３時の時点で、火力発電設備Ｐ４、水力発電設備（調整池式）Ｐ５２、および揚水発電設備（発電）Ｐ６１の発電量を抑制し、揚水発電設備（揚水）Ｐ６２に電力を使用し、連系線を活用するという出力制御を行わない場合、管理エリアにおける電力供給量が電力需要量を上回ってしまい、電力が供給過剰の状態となってしまう。このような状態では、各発電設備Ｐ１～Ｐ６で発電した電力により需要と供給のバランスが大きく崩れ、発電設備の自動停止などにより、大規模停電を誘発する。そのため、従来の電力管理システムでは、火力発電設備Ｐ４、水力発電設備（調整池式）Ｐ５２、および揚水発電設備（発電）Ｐ６１の発電量を抑制し、揚水発電設備（揚水）Ｐ６２に電力を使用し、連系線を活用することで、図２（Ａ）に示すように、管理エリアにおいて供給される電力供給量と電力需要量とのバランスを調整していた。なお、原子力発電設備Ｐ３および水力発電設備（自流式）Ｐ５１はベース電源であり、発電量を容易に変更することができない。また、太陽光発電設備Ｐ１および風力発電設備Ｐ２は、天候や天気、時間帯により発電量が変わるものであり、発電量を意図的に変更することができない。そのため、従来では、火力発電設備Ｐ４、水力発電設備（調整池式）Ｐ５２、および揚水発電設備（発電）Ｐ６１の発電量を抑制し、揚水発電設備（揚水）Ｐ６２に電力を使用し、連系線を活用することだけで、電力供給量と電力需要量とのバランス調整が行われていた。

しかしながら、火力発電設備Ｐ４、水力発電設備（調整池式）Ｐ５２、および揚水発電設備（発電）Ｐ６１の発電量を抑制し、揚水発電設備（揚水）Ｐ６２に電力を使用し、または連系線を活用しても、抑制できる電力抑制量には限界がある。特に、近年では、太陽光発電設備Ｐ１や風力発電設備Ｐ２などの再生可能エネルギー発電設備の増加により、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の発電量が増加し、それに伴い、管理エリアにおける電力供給量が増加しているため、火力発電設備Ｐ４、水力発電設備（調整池式）Ｐ５２、および揚水発電設備（発電）Ｐ６１の発電量を抑制し、揚水発電設備（揚水）Ｐ６２に電力を使用し、または連系線を活用しても、電力供給量は一定以上となってしまう場合があった。

たとえば、図２（Ａ）に示す例においては、火力発電設備Ｐ４、水力発電設備（調整池式）Ｐ５２、および揚水発電設備（発電）Ｐ６１の発電量を抑制し、揚水発電設備（揚水）Ｐ６２に電力を使用し、および連系線を活用した場合の、管理エリアにおける電力抑制量の上限値をＶ１として示している。この場合、火力発電設備Ｐ４、水力発電設備（調整池式）Ｐ５２、および揚水発電設備（発電）Ｐ６１の発電量を抑制し、揚水発電設備（揚水）Ｐ６２に電力を使用し、および連系線を活用することで、各発電所Ｐ１～Ｐ６の総発電量であるＶ１を電力需要量であるＶ２まで抑制することができる。しかしながら、図２（Ｂ）に示す例のように、各発電所Ｐ１～Ｐ６の総発電量が電力抑制量の上限値Ｖ１を超えてＶ１’となった場合、火力発電設備Ｐ４、水力発電設備（調整池式）Ｐ５２、および揚水発電設備（発電）Ｐ６１の発電量を抑制し、揚水発電設備（揚水）Ｐ６２に電力を使用し、および連系線を活用した場合でも、電力需要量であるＶ２を超えたＶ２’までしか電力を抑制することができず、供給電力量が需要電力量を超過してしまう場合があった。

特に、気候が温暖な春・秋においては冷暖房機器に電力を使用しないために電力の需要量が低下する傾向にあり、たとえ火力発電設備Ｐ４、水力発電設備（調整池式）Ｐ５２、および揚水発電設備（発電）Ｐ６１の発電量を抑制し、揚水発電設備（揚水）Ｐ６２に電力を使用し、または連系線を活用しても、電力供給量が電力需要量を超えてしまう場合がある。そこで、本実施形態に係る電力管理システム１では、このような場合でも、予め定められた制御ルールに基づいて再生可能エネルギー発電設備（太陽光発電設備Ｐ１および風力発電設備Ｐ２）の出力制御を行うことで、管理エリア内の電力供給量と電力需要とのバランスの適正化を図る。

すなわち、送配電系統３００を管理する送配電事業者と、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を管理する発電事業者（家庭用の太陽光発電設備Ｐ１の所有者など、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の所有者も含む。以下同様。）との間には、図３に示すように、１年間において、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の無補償での出力制御が可能な時間の上限値（出力制御上限値）を予め定めた制御ルールが存在する。なお、図３は、再生可能エネルギー発電設備に適用される制御ルールを説明するための図である。送配電事業者は、制御ルールに決められた出力制御上限値の範囲において、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御を行うことで、管理エリアにおける電力の需要と供給とのバランスを図ることができる。本実施形態に係る電力管理システム１は、このように再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御を管理することで、管理エリアにおける電力供給量と電力需要量とのバランスを適切に調整するためのシステムである。以下に、本実施形態に係る電力管理システム１の詳細を説明する。

太陽光発電設備Ｐ１は、太陽光発電により電力を発電し、発電した電力を連系する送配電系統３００へと送信する。太陽光発電設備Ｐ１は、太陽光発電所などに設置される事業用の大規模な太陽光発電設備に加えて、家庭用に設置されている小規模な太陽光発電設備も含まれる。太陽光発電設備Ｐ１の数は、特に限定されないが、本実施形態において管理対象とする管理エリアにおいては、数万台以上が存在するものとする。本実施形態において、太陽光発電設備Ｐ１は、図１に示すように、第１の太陽光発電設備Ｐ１１と、第２の太陽光発電設備Ｐ１２とを含む。第１の太陽光発電設備Ｐ１１は、自動で出力制御を行う機能を持ったパワーコンディショナー（出力制御機能付きパワーコンディショナー）を有し、当該出力制御機能付きパワーコンディショナーが送配電系統３００との連系を電力管理装置１００の指示により自動で制御することが可能となっている。一方、第２の太陽光発電設備Ｐ１２は、パワーコンディショナーにより自動で出力制御を行う機能は備えておらず、発電事業者により手動で出力制御が行われる。

また、太陽光発電設備Ｐ１は、電力管理装置１００から送信される制御パターン情報に基づいて、太陽光発電設備Ｐ１から送配電系統３００への電力の供給を抑制する出力制御を行う。たとえば、第１の太陽光発電設備Ｐ１１は、出力制御機能付きパワーコンディショナーを有しており、電力管理装置１００から、出力制御日時、出力制御の対象となる再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の識別番号、出力制御時の稼働上限率、および次回要求時刻を含む制御パターン情報を取得することで、出力制御日時に、出力制御の対象となる第１の太陽光発電設備Ｐ１１を、出力制御時の稼働上限率に応じて稼働させる（たとえば出力制御時の稼働上限率を０％とした場合は出力制御の対象となる第１の太陽光発電設備Ｐ１１の発電を停止させる）ことで、出力制御の対象となる第１の太陽光発電設備Ｐ１１から送配電系統３００への電力の供給を抑制することができる。また、第２の太陽光発電設備Ｐ１２は、自動で出力制御を行う機能を有しないため、たとえば太陽光発電設備Ｐ１２の発電事業者に連絡することで、太陽光発電設備Ｐ１２の発電事業者が手動により、出力制御日時に、出力制御の対象となる第２の太陽光発電設備Ｐ１２を、出力制御時の稼働上限率に応じて稼働させることで、出力制御の対象となる第２の太陽光発電設備Ｐ１２から送配電系統３００への電力の供給を抑制することができる。

また、太陽光発電設備Ｐ１は、制御パターン情報に含まれる次回要求時刻、または出力制御実施の連絡時間になった場合に、電気通信回線を通じて電力管理装置１００に新たな制御パターン情報の要求を行い、電力管理装置１００から新たな制御パターン情報を取得、または電話回線を通じて出力制御の実施連絡に応答する。また、太陽光発電設備Ｐ１が電力管理装置１００から制御パターン情報を取得した場合には、電力管理装置１００は、制御パターン情報を取得した旨の確認情報、または電話回線を通じて出力制御の実施連絡の応答情報を太陽光発電設備Ｐ１から取得することにより、太陽光発電設備Ｐ１が制御パターン情報に基づいて出力制御を行っているか否かを推定することができる。なお、本実施形態では、発電事業者が手動により太陽光発電設備Ｐ１２または風力発電設備Ｐ２２の出力制御を実施する場合には、たとえば、送配電事業者から発電事業者に対して、前日の１７時頃までに、出力制御を翌日実施するように発電事業者に連絡（指令）することとしており、「出力制御実施の連絡時間」とは、その出力制御の実施を電話およびメールで連絡する時刻のことである。

風力発電設備Ｐ２は、風力発電により電力を発電し、発電した電力を連系する送配電系統３００へ供給する。また、風力発電設備Ｐ２は、電力管理装置１００から送信される制御パターン情報に基づいて、風力発電設備Ｐ２から送配電系統３００への電力の供給を抑制する出力制御も行う。風力発電設備Ｐ２は、図１に示すように、第１の風力発電設備Ｐ２１および第２の風力発電設備Ｐ２２を有する。第１の風力発電設備Ｐ２１は、第１の太陽光発電設備Ｐ１１と同様に、自動で出力制御を行う機能を有しており送配電系統３００との連系を電力管理装置１００の指示に基づいて自動で制御することが可能となっている。また、第２の風力発電設備Ｐ２２は、第２の太陽光発電設備Ｐ１２と同様に、自動で出力制御を行う機能は備えておらず、発電事業者により手動で出力制御が行われる。

なお、本実施形態に係る電力管理システム１では、管理エリア内の複数ある太陽光発電設備Ｐ１および風力発電設備Ｐ２を、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２とも称する。また、本実施形態では、再生可能エネルギー発電設備として、太陽光発電設備Ｐ１および風力発電設備Ｐ２を例示して説明するが、再生可能エネルギー発電設備はこれら発電設備に限定されず、たとえばバイオマス発電設備、地熱発電設備、波力発電設備など、再生可能エネルギー発電として公知の発電設備を適用することができる。

原子力発電設備Ｐ３、火力発電設備Ｐ４、水力発電設備Ｐ５、および揚水発電設備Ｐ６は、中央管理装置２００と電気的に接続しており、中央管理装置２００により、原子力発電設備Ｐ３、火力発電設備Ｐ４、水力発電設備Ｐ５、および揚水発電設備Ｐ６の発電量が制御される。上述したように、原子力発電設備Ｐ３、および水力発電設備（自流式）Ｐ５１はベース電源であり、発電量はほぼ一定に固定されており、電力要求量が変動する場合は、火力発電設備Ｐ４、水力発電設備（調整池式）Ｐ５２、および揚水発電設備Ｐ６が優先的に調整される。

次に、本実施形態に係る中央管理装置２００について説明する。中央管理装置２００は、管理エリア内の各発電設備Ｐ１～Ｐ６の発電を全体的に管理するためのプログラムが記憶された記憶装置と、当該プログラムを実行するための処理装置とを有する。本実施形態において、中央管理装置２００は、処理装置により上記プログラムを実行することで、電力需要量の推移予測機能と、電力供給量（各発電設備Ｐ１～Ｐ６の総発電量）の推移予測機能を実行する。以下に、中央管理装置２００の各機能について具体的に説明する。

中央管理装置２００の電力需要量の推移予測機能は、管理エリア内における翌日の電力需要量の推移を予測する。具体的には、電力需要量の推移予測機能は、まず、外部の気象サーバーから翌日の気象情報を取得する。また、電力需要量の推移予測機能は、管理エリアにおける電力需要量の推移の過去実績を取得する。そして、電力需要量予測機能は、取得した気象情報に含まれる翌日の天気や気温などの情報と、過去の電力需要量の推移の過去実績とに基づいて、図２に示すように、管理エリア内における翌日の電力需要量の推移を予測する。たとえば、電力需要量の推移予測機能は、過去の電力需要量の推移のうち、翌日と類似する曜日、天気、および気温における過去の電力需要量の推移の実績を、翌日の電力需要量の推移として予測することができる。

中央管理装置２００の電力供給量の推移予測機能は、管理エリア内における翌日の電力供給量（各発電設備Ｐ１～Ｐ６の総発電量）の推移を予測する。具体的には、電力供給量の推移予測機能は、まず、ベース電源となる原子力発電設備Ｐ３および水力発電設備（自流式）Ｐ５１を割当し、次に、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の発電量を気象情報から予測する。さらに、電力供給量の推移予測機能は、火力発電設備Ｐ４、水力発電設備（調整池式）Ｐ５２、および揚水発電設備Ｐ６を電力需要量の推移の情報とバランスがとれるように配分して、翌日の電力供給量として予測する。また、電力供給量の推移予測機能は、管理エリアの電力供給量を、火力発電設備Ｐ４、水力発電設備（調整池式）Ｐ５２、および揚水発電設備（発電）Ｐ６１の発電量を抑制し、および揚水発電設備（揚水）Ｐ６２に電力を使用して可能な限り抑えた最小供給量とした場合でも、当該最小供給量が電力需要量を上回る場合は、最小供給量が電力需要量を上回る時刻と当該時刻における最小供給量と電力需要量との差を算出する。

そして、中央管理装置２００は、予測した電力需要量の推移の情報、および電力供給量の推移の情報を、電力管理装置１００に送信する。また、中央管理装置２００は、最小供給量が電力需要量を上回る場合は、最小供給量が電力需要量を上回る時刻と当該時刻における最小供給量と電力需要量との差の情報を電力管理装置１００に送信する。なお、中央管理装置２００は、これら情報を、前日の夕方ごろまでに送信することが好適である。また当日の朝に再度気象情報を取得し、取得した当日の気象情報に基づいて、当日の電力需要量の推移の情報、および当日の電力供給量の推移の情報を見直すことができる。見直した電力需要量の推移の情報、電力供給量の推移の情報、および最小供給量が電力需要量を上回る時刻と当該時刻における最小供給量と電力需要量との差の情報は電力管理装置１００に送信されることとなる。

次に、本実施形態に係る電力管理装置１００について説明する。図４は、本実施形態に係る電力管理装置１００の構成を示すブロック図である。電力管理装置１００は、図４に示すように、管理部１０、配信部２０、および連絡部３０を有する。

管理部１０は、太陽光発電設備Ｐ１および風力発電設備Ｐ２を含む再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の発電を管理するためのプログラムが記憶された記憶装置と、当該プログラムを実行するための処理装置とを有する。そして、管理部１０は、処理装置により上記プログラムを実行することで、出力制御判断機能と、グループ管理機能と、制御パターン情報作成機能と、対象除外機能と、優先対象設定機能と、実績管理機能とを実行する。以下に、各機能について具体的に説明する。

管理部１０の出力制御判断機能は、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御を行う必要があるか否かを判断する。具体的には、出力制御判断機能は、中央管理装置２００から取得した、最小供給量が電力需要量を上回る時刻の情報に基づいて、最小供給量が電力需要量を上回る時間帯があるか否かを判断する。最小供給量が電力需要量を上回る時間帯がない場合には、出力制御判断機能は、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２について出力制御を行う必要がないと判断する。

一方で、最小供給量が電力需要量を上回る時間帯があり、連系線を活用しても、管理エリア内における翌日の最小供給量が翌日の電力需要量を上回る時間帯がある場合には、出力制御判断機能は、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御を行う必要があると判断する。なお、出力制御判断機能は、他の送配電事業者に電力を供給することで、管理エリア内に供給する供給電力量を低減させることができる場合は、このような電力量を差し引いて、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御を行う必要があるか否かを判断することが好適である。

管理部１０のグループ管理機能は、管理エリア内の複数の再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を複数のグループに分ける。具体的には、グループ管理機能は、たとえば、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の種別ごと、および／または、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の制御ルールごとに、複数の再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を複数のグループに分けることができる。ここで、図５は、グループ管理機能によるグループ分けの一例を示す図である。たとえば図５に示す例においては、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の種別（太陽光発電設備Ｐ１か、風力発電設備Ｐ２か）と、制御ルールと、家庭用であるか否かに応じて、旧ルールが適用される太陽光発電設備Ｐ１のグループＡ～Ｄと、新ルールが適用される太陽光発電設備Ｐ１のグループＥと、指定ルールが適用される太陽光発電設備Ｐ１のグループＦと、家庭用である太陽光発電設備Ｐ１のグループＺと、新ルールが適用される風力発電設備Ｐ２のグループＷとにグループ分けしている。また、図５に示す例では、旧ルールが適用される太陽光発電設備Ｐ１が多く存在するため、グループ管理機能は、旧ルールが適用される太陽光発電設備Ｐ１を、さらに４つのグループＡ～Ｄに分けている。

管理部１０の制御パターン情報作成機能は、出力制御判断機能により再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御を行う必要があると判断された場合に、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御を行う出力制御日時、出力制御の対象とする再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の識別番号、出力制御時における再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の稼働上限率、および次回要求時刻を含む制御パターン情報を作成する。具体的には、制御パターン作成決定機能は、中央管理装置２００から取得した、最小供給量が電力需要量を上回る翌日の時刻を、出力制御日時として、制御パターン情報に登録する。また、制御パターン情報作成機能は、中央管理装置２００から取得した、最小供給量が電力需要量を上回る翌日の時刻における、最小供給量と電力需要量との差を、出力制御必要量として設定する。

そして、制御パターン情報作成機能は、グループ管理機能により設定された複数のグループのうち出力制御の対象とするグループを決定する。ここで、図６は、グループ管理機能により出力制御の対象とするグループを決定する方法を説明するための図である。制御パターン情報作成機能は、グループ分けした複数のグループのうち、実績管理機能により管理されている出力制御の実績に基づいて、出力制御時間が短いグループを優先して、出力制御の対象とするグループに設定することができる。たとえば図６に示す例において、出力制御必要量が１００メガワット（ＭＷ）であり、出力制御時間が短いグループがグループＡ，Ｂ，・・・の順にあり、グループＡに属する再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の予測発電量（設備容量×予想稼働率）が４８ＭＷであり、グループＢに属する再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の予測発電量（設備容量×予想稼働率）が６０ＭＷとなっているものとする。この場合、グループＡに属する再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２と、グループＢに属する再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２とを出力制御し、送配電系統３００に連系させないことで、出力制御必要量をまかなうことができる。そのため、制御パターン情報作成機能は、出力制御の対象とするグループとして、グループＡ，Ｂを特定し、グループＡ，Ｂに属する再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の識別番号を、制御パターン情報に登録する。

さらに、制御パターン情報作成機能は、出力制御の対象としたグループに属する再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御時における稼働上限率を算出する。図６に示す例では、グループＡに属する再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２、およびグループＢに属する再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２から送配電系統３００への電力の供給を完全に停止させた（稼働上限率を０％とした）場合に、出力制御必要量をまかなうことができるため、グループＡ，Ｂに属する再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御時における稼働上限率は０％として、制御パターン情報に登録される。

また、制御パターン情報作成機能は、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２が制御パターン情報を要求する時刻を、次回要求時刻として、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２ごとに、制御パターン情報に登録する。なお、制御パターン情報作成機能による制御パターン情報の作成時においては、次回要求時刻は、現在時刻ｎに所定の調整時間αを追加したｎ＋αとすることができる。

このように、制御パターン情報作成機能は、制御パターン情報を作成することができる。以下においては、制御パターン情報作成機能による、制御パターン情報のより詳細な作成方法の一例を、図８に基づいて説明する。なお、図８に示す例においては、火力発電設備Ｐ４、水力発電設備（調整池式）Ｐ５２、および揚水発電設備（発電）Ｐ６１の発電量を抑制させ、揚水発電設備（揚水）Ｐ６２に電力を使用させ、または連系線を活用させても、電力供給量が電力需要量よりも１００ＭＷ（メガワット）多いために、１００ＭＷ分の電力について、再生可能エネルギーＰ１，Ｐ２の出力制御を行う必要がある場面（すなわち出力制御必要量が１００ＭＷである場合）を例示して説明する。また、図８（および後述する図９）に示す例では、新たに、以下のような制御ルールの再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２のグループを含むものとする。すなわち、グループＨ，Ｉとして、電気通信回線が配設されていない山奥などに設置された再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２であり、出力制御を行う日時が予めスケジュールされているグループを含むものとする。なお、グループＨは、出力制御日時において出力制御を行う固定スケジュールの再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２のグループであり、グループＩは、出力制御日時において出力制御を行なわない固定スケジュールの再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２のグループである。また、グループＮとして、風力発電設備のグループも含むものとする。グループＮは発電事業者が全員で出力制御量を配分する方式であり、本実施形態では、他のグループのように順番に出力制御の対象グループとされるのではなく、毎回、出力制御の対象とされる。なお、グループには分類されていないが、出力制御の対象外となる再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２（たとえば旧ルールにおける家庭用の太陽光発電設備）も図８に例示されている。

制御パターン情報作成機能は、まず、固定スケジュールの再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２のうち出力制御日時に出力制御を行うことが予めスケジュールされている再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御量を、出力制御必要量から差し引く。固定スケジュールの再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２は、電気通信回線が配設されていない山奥などに設置され、制御パターン情報を受信できないため、制御パターン情報に基づく出力制御ができず、また、発電事業者が直接現地で操作も実施しないためである。図８に示す例においては、固定スケジュールの再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２のうち、出力制御日時に出力制御を行うことが予めスケジュールされている、グループＨに属する太陽光発電設備の出力制御量が出力制御必要量から差し引かれることとなる。ここで、グループＨに属する太陽光発電設備では、設備容量が１０ＭＷであり、発電率が０．８に設定されている。そのため、制御パターン情報作成機能は、グループＨに属する太陽光発電設備の出力制御量を１０×０．８＝８ＭＷとして算出し、残りの出力制御必要量を１００－８＝９２ＭＷとして算出する。

次に、制御パターン情報作成機能は、出力制御の対象となるグループを決定する。制御パターン情報作成機能は、通常、出力制御の実績の小さいグループを優先して、出力制御の対象となるグループを決定する。ただし、図８に示す例では、出力制御の実績が全てのグループでゼロと均一となっているため、予め定めた順番に基づいて、制御パターン情報作成機能は、旧ルールが適用される第２の太陽光発電設備Ｐ１２が属するグループＡと、新ルールが適用される第２の風力発電設備Ｐ２２が属するグループＬと、新ルールが適用される第１の風力発電設備Ｐ２１が属するグループＭとを、出力制御の対象となるグループとして決定している。

なお、図８に示す例では、グループＮは１回の出力制御実施による出力制御時間の換算値が小さく、ほぼ毎回出力制御の対象とされるため、出力制御の対象となるグループに属する再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２で出力制御を行った場合に出力制御必要量が所定値以下となる範囲で、出力制御の対象となるグループが決定される。たとえば、図８に示す例では、グループＡに属する第２の太陽光発電設備Ｐ１２は、設備容量が６０ＭＷであり、発電率が０．８に設定されているため、出力制御量は４８ＭＷとして算出できる。また、グループＬに属する第２の風力発電設備Ｐ２２は、設備容量が２０ＭＷであり、発電率が０．５に設定されているため、出力制御量は１０ＭＷとして算出できる。さらに、グループＭに属する第１の風力発電設備Ｐ２１は、設備容量が４０ＭＷであり、発電率が０．５に設定されているため、出力制御量は２０ＭＷとして算出できる。そうすると、出力制御の対象となるグループＡ，Ｌ，Ｍに属する再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２で出力制御を行った場合に、残りの出力制御量は９２－４８－１０－２０＝１４ＭＷとなる。そのため、たとえば図８に示す例において、基準値が２０ＭＷである場合、残りの出力制御必要量１４ＭＷは、基準値２０ＭＷを下回るため、制御グループ情報作成機能は、出力制御の対象となるグループをこれ以上追加せずに、出力制御の対象としたグループＡと、グループＬと、グループＭとに所属する再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の識別番号を制御パターン情報に登録するとともに、登録した再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２から送配電系統３００に電力を供給させないために、当該再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御時の稼働上限率を０％として制御パターン情報に登録する。

また、図８に示す例では、グループＮは発電事業者全員で出力制御量を配分する方式であり、本実施形態では、１回の出力制御実施による出力制御時間の換算値が小さく、ほぼ毎回出力制御の対象とされる。たとえば、図８に示す例において、グループＮに属する風力発電設備の設備容量が８０ＭＷであり、発電率が０．５に設定されている。この場合、残りの出力制御必要量が１４ＭＷであるため、風力発電設備の出力制御時の稼働上限率は（８０×０．５－１４）／８０＝３２．５％≒３２％として算出できる。そのため、制御パターン情報作成機能は、グループＮに属する風力発電設備の識別番号とともに、算出した出力制御時の稼働上限率を制御パターン情報に登録する。なお、この場合、グループＮに属する風力発電設備の出力制御量は（８０×０．５）－（８０×０．３２）＝１４．４ＭＷと算出でき、出力制御必要量はゼロ以下となる。

管理部１０の対象除外機能は、１回の出力制御により、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制限上限値を超えてしまう再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を出力制御の対象としないように管理を行う。本実施形態では、図３に示すように、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２に適用される制御ルールごとに、年度単位で、無補償での出力制御が可能な時間の上限値（出力制御上限値）が定められている。また本実施形態では、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を年度途中で新しいルールに変更した場合、または、新たな再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を年度途中で管理対象に加えた場合、出力制御上限値は、ルールを変更した日または新たに管理対象に加えた日からの日割りで設定される。そのため、たとえば年度末ごろに、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２のルールを変更し、または再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を新たに管理対象に加えると、出力制御上限値が小さく設定されてしまい、１回の出力制御だけで出力制御上限値を超えてしまう場合がある。そのため、対象除外機能は、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２に適用するルールを年度途中で変更し、または新たな再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を年度途中で管理対象に加えたことで、１回の出力制御だけで出力制御上限値を超えてしまう再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を抽出し、除外対象であることを示すステータスを付加することで、このような再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を出力制御の対象から除外する。対象除外機能は、除外対象となる再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２に、出力制御を実施しない（稼働上限率１００％として）制御パターン情報を送付することで、除外対象となる再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２で出力制御が行われないようにすることができる。なお、対象除外機能は、制御ルールが適用される年度が変わった場合には、１回の出力制御で出力制御上限値を超えることがなくなるため、除外対象としていた再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２について、除外を解除する処理を行うことができる。これにより、次年度から、通常の再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２と同様に、出力制御を行うことが可能となる。

管理部１０の優先対象設定機能は、制御パターン情報に応じた出力制御を行っていない再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を、優先的に、出力制御の対象の再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２として設定する。本実施形態では、後述する実績管理機能により、出力制御の対象とした再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２が、制御パターン情報に応じて、出力制御を行ったか否かの実績情報の統計を算出しており、優先対象設定機能は、この実績情報の統計に基づいて、出力制御の対象とした再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２が、制御パターン情報に応じて、出力制御を行っているかを判断することができる。そして、優先対象設定機能は、たとえば制御パターン情報に応じて出力制御を所定割合以上行っていない再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を、優先的に出力制御の対象として設定する。なお、優先対象設定機能により優先的に出力制御の対象とする再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２が設定された場合、制御パターン情報作成機能は、設定された再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を優先的に出力制御するように、制御パターン情報を生成する。

管理部１０の実績管理機能は、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御の実績を管理する。具体的には、実績管理機能は、配信部２０または連絡部３０を介して、制御パターン情報に対応して再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２が出力制御を行った実績を、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２から取得する。本実施形態では、出力制御の対象になった再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２に制御パターン情報を送信した場合、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２から制御パターン情報を受信したことを示す確認信号を取得する。当該確認信号は、第１の太陽光発電設備Ｐ１１および第１の風力発電設備Ｐ２１であれば自動で出力制御を行う機能により制御パターン情報の送信を要求され、また、第２の太陽光発電設備Ｐ１２および第２の風力発電設備Ｐ２２であれば、発電事業者がたとえば自動電話連絡の会話中に特定のボタンをプッシュすることで返信される。そして、実績管理機能は、このような確認信号を取得し、取得した確認信号に基づいて、制御パターン情報に対応して出力制御の対象とした再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の対応状況を推定する。たとえば、実績管理機能は、確認信号が取得された再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２では、制御パターン情報に応じて出力制御が行われたと推定し、制御パターン情報に応じた出力制御を行った場合の出力制御量をグループごとに統計化し、グループごとの出力制御の実績を求めることができる。また、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を、出力制御の対象となった場合に所定のタイミングで確認信号を取得するように予め構成しておくことで、実績管理機能は、出力制御の実績を管理することができる。

配信部２０は、図２に示すように、電気通信回線を介して、第１の太陽光発電設備Ｐ１１および第２の太陽光発電設備Ｐ１２と接続している。また、配信部２０は、図４に示すように、メールサーバーとも接続しており、メールサーバーを介して、第１の太陽光発電設備Ｐ１１、第２の太陽光発電設備Ｐ１２、第１の風力発電設備Ｐ２１、および第２の風力発電設備Ｐ２２、またはこれら再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の発電事業者とメールの授受が可能となっている。なお、第２の太陽光発電設備Ｐ１１および第２の風力発電設備Ｐ２１については、そのうちの一部のみが、配信部２０とメールの授受が可能となっている。

配信部２０は、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御に関する情報を配信するためのプログラムが記憶された記憶装置と、当該プログラムを実行するための処理装置とを有する。そして、配信部２０は、処理装置により当該プログラムを実行することで、ホームページ配信機能と、メール配信機能と、第１の次回要求時刻補正機能と、第２の次回要求時刻補正機能と、要求応答機能とを実行する。以下に、配信部２０の各機能について説明する。

配信部２０のホームページ配信機能は、所定のホームページ上に、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御に関する情報を配信する。たとえば、ホームページ配信機能は、出力制御日時の前日に管理部１０から送信される制御パターン情報に基づいて、出力制御日時、出力制御の対象とする再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の識別番号、出力制御時における再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の稼働上限率などの情報を、出力制御日時の前日までに（たとえば出力制御日時の前日の１７時までに）所定のホームページ上に掲載する。また、ホームページ配信機能は、出力制御日時に出力制御を行う旨を既にホームページ上に掲載している場合でも、出力制御日時当日の気象情報や電力供給量および電力需要量のバランスから、出力制御を解除できる場合には、出力制御を解除する旨の情報を、出力制御日時の１時間前までにホームページ上に掲載することができる。なお、本発明における「制御パターン情報に基づく情報を配信する」には、制御パターン情報に基づく情報をホームページ上に掲載し、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の事業者がホームページ上にアクセスして、制御パターン情報に基づく情報を取得することも含まれる。

配信部２０のメール配信機能は、第１の太陽光発電設備Ｐ１１、第２の太陽光発電設備Ｐ１２、第１の風力発電設備Ｐ２１、または第２の風力発電設備Ｐ２２の発電事業者に対して、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御に関する情報をメール配信する。本実施形態において、メール配信機能は、第１の太陽光発電設備Ｐ１１および第１の風力発電設備Ｐ２１の発電事業者に対しては、メールアドレスを登録した希望者のメールアドレスに対してメール配信を行う。また、メール配信機能は、第２の太陽光発電設備Ｐ１２および第２の風力発電設備Ｐ２２の発電事業者に対しては、メールアドレスを事前に登録した第２の太陽光発電設備Ｐ１２および第２の風力発電設備Ｐ２２の発電事業者に対して、メール配信を行う。メール配信機能は、管理部１０から送信される制御パターン情報に基づいて、出力制御日時、出力制御の対象とする再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の識別番号、出力制御時の再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の稼働上限率などの情報を、出力制御日時の前日（たとえば出力制御日時の前日の１７時までに）メール配信する。

配信部２０の第１の次回要求時刻補正機能は、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御を行う前の出力制御、すなわち、火力発電設備Ｐ４、水力発電設備（調整池式）Ｐ５２、および揚水発電設備（発電）Ｐ６１の発電量の抑制、揚水発電設備（揚水）Ｐ６２に電力の使用、あるいは、連系線の活用による出力制御による出力制御可能量に基づいて、制御パターン情報に含まれる次回要求時刻ｎ＋αを補正する。具体的には、第１の次回要求時刻補正機能は、出力制御可能量が基準値未満である場合には、次回要求時刻ｎ＋αを、より早い時刻ｎ＋α１（α＞α１）に補正する。これにより、出力制御可能量が基準値未満となり、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御を行う可能性が高まった場合に、制御パターン情報の要求がより高い頻度で行われ、制御パターン情報をより高い頻度で送付することができるため、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御を必要に応じて迅速に行うことができる。

ここで、図７は、第１の次回要求時刻補正機能による次回要求時刻ｎ＋αの補正方法を説明するための図である。たとえば、図７に示す例において、時刻ｔ１においては、出力制御可能量は基準値以上であるため、次回要求時刻はｎ＋αのままとなる。一方、ｔ２においては、出力制御可能量が基準値未満となり、次回要求時刻はｎ＋α１（たとえばα１＝α／２）に補正される。これにより、時刻ｔ３（ｎ＋α１）において、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御が行われ、電力の供給量が需要量を超えてしまうことを有効に防止することができる。なお、本実施形態において、第１の次回要求時刻補正機能は、グループ単位で、次回要求時刻を補正する。また、第１の次回要求時刻補正機能において変更されるα１は、３０分単位の時間とすることが好ましい。たとえば、第１の次回要求時刻補正機能は、出力制御可能量が基準値以上である場合は、次回要求時刻ｎ＋αを２時間後の時刻（ｎ＝１，α＝１）とした場合に、出力制御可能量が基準値未満である場合は、次回要求時刻ｎ＋α１を１時間半後の時刻（ｎ＝１，α＝０．５）とすることができる。

配信部２０の第２の次回要求時刻補正機能は、第１の太陽光発電設備Ｐ１１および第１の風力発電設備Ｐ２１から送信される制御パターン情報の要求を分散させるために、第１の太陽光発電設備Ｐ１１および第１の風力発電設備Ｐ２１が制御パターン情報を要求する次回要求時刻を補正する。具体的には、第２の次回要求時刻補正機能は、同じグループに属する複数の第１の太陽光発電設備Ｐ１１および第１の風力発電設備Ｐ２１の次回要求時刻ｎ＋αに、乱数に基づく調整時間β（βはβ１～βｎのいずれかの時間）を追加することで、次回要求時刻をｎ＋α＋βに補正する。これにより、同一のグループ内においても、次回要求時刻の重複を防止することができ、制御パターン情報の要求を有効に分散させることができる。なお、乱数は、たとえば第１の太陽光発電設備Ｐ１１および第１の風力発電設備Ｐ２１の識別番号の下１桁の数字０～９を用いて生成することができる。また、第１の次回要求時刻補正機能により補正した次回要求時刻との関係にから、βは、３０分未満の時間とすることが好ましい。

配信部２０の要求応答機能は、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２から制御パターン情報の要求を受信した場合に、当該要求に応じて、制御パターン情報を再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２に送信する。本実施形態では、第１の太陽光発電設備Ｐ１１および第１の風力発電設備Ｐ２１が、送配電系統３００との連系を制御する自動で出力制御を行う機能を有しており、第１の太陽光発電設備Ｐ１１および第１の風力発電設備Ｐ２１から制御パターン情報の要求が自動で電力管理装置１００に送信される。要求応答機能は、太陽光発電設備Ｐ１１および風力発電設備Ｐ２１から制御パターン情報の要求を受信した場合に、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御を実行する出力制御日時、出力制御の対象となる再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の識別番号、出力制御時の再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の稼働上限率、および次回要求時刻（第１の次回要求時刻補正機能または第２の次回要求時刻補正機能により補正された次回要求時刻を含む）を含む制御パターン情報を、第１の太陽光発電設備Ｐ１１および第１の風力発電設備Ｐ２１に送信する。

連絡部３０は、第２の太陽光発電設備Ｐ１２または第２の風力発電設備Ｐ２２の発電事業者のうち、電話連絡を希望し、電話番号を予め登録した発電事業者に対して、出力制御に関する情報を自動で電話連絡する。具体的には、連絡部３０は、制御パターン情報に基づく、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御日時、出力制御の対象となる再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の情報、出力制御時の再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の稼働上限率などの情報を、自動電話連絡により第２の太陽光発電設備Ｐ１２または第２の風力発電設備Ｐ２２の発電事業者に連絡する。なお、連絡部３０は、制御パターン情報に基づく情報を、出力制御日時の前日（たとえば出力制御日時の前日の１７時までに）電話連絡することが好ましい。また、既に、出力制御日時に出力制御を実行する旨を電話連絡している場合において、出力制御日時の当日の気象情報や当日の電力の需要量および供給量のバランスから、出力制御の実行を解除できる場合には、出力制御を解除する旨の情報を、出力制御日時の１時間前までに、第２の太陽光発電設備Ｐ１２または第２の風力発電設備Ｐ２２の発電事業者に電話連絡することが好ましい。

送配電系統３００は、各発電設備Ｐ１～Ｐ６の連系線と、各家庭や工場、会社などにおける各負荷までの配電線とを含み、各発電設備Ｐ１～Ｐ６から供給された電力を統合し、管理エリアの各負荷に配電する。

以上のように、本実施形態に係る電力管理システム１において、電力管理装置１００は、複数の再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御を管理するための制御パターン情報を生成し、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２または再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を管理する発電事業者に制御パターン情報を配信することで、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２または再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を管理する発電事業者に、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御を適切に行わせることができるため、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２が接続された電力系統において、電力の需要と供給のバランスを適切に管理することができる。

また、本実施形態において、配信部２０は、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２と電気通信回線を介して接続しており、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２から制御パターン情報の要求を受信した場合に、制御パターン情報を配信することで、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２に、当該再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御を自動制御により行わせることができる。さらに、本実施形態において、制御パターン情報は次回要求時刻ｎ＋αを含み、配信部２０は、次回要求時刻ｎ＋αに、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２から制御パターン情報の要求を受信することで、制御パターン情報の要求を分散させることができ、電力管理装置１００の通信負荷を軽減することができる。

さらに、本実施形態において、配信部２０は、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御を行う前の出力制御、すなわち、火力発電設備Ｐ４、水力発電設備（調整池式）Ｐ５２、および揚水発電設備（発電）Ｐ６１の発電量の抑制、揚水発電設備（揚水）Ｐ６２に電力の使用、あるいは、連系線の活用による出力制御による出力制御可能量が基準値未満である場合に、次回要求時刻ｎ＋αをより早い時刻ｎ＋α１に変更する。これにより、出力制御可能量が基準値未満となり、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御を行う可能性が高まった場合に、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御を必要に応じて迅速に行うことができる。また、本実施形態において、管理部は、複数の再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を、当該再生可能エネルギー発電設備の種別ごと、および／または当該再生可能エネルギー発電設備の制御ルールごとに、複数のグループに分け、同一のグループに属する複数の再生可能エネルギー発電設備の次回要求時刻を乱数に基づいて分散させることで、制御パターン情報の要求を分散させることができ、電力管理装置１００の通信負荷を軽減することができる。

加えて、本実施形態において、管理部１０は、グループ間、およびグループごとの出力制御時間の差が年度ごとに、複数の再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の間で所定値未満となるように、出力制御の対象とする再生可能エネルギー発電設備を選択する。あるいは、管理部１０は、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の設備容量の違いによる不公平感を軽減するために、グループ間およびグループごとに、設備容量に対する出力制御量の比率の差が、年度ごとに、複数の再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の間で所定値未満となるように、出力制御の対象とする再生可能エネルギー発電設備を選択することもできる。

さらに、管理部１０は、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２のうち出力制御の実績が少ない再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を、出力制御の対象とする再生可能エネルギー発電設備として優先的に選択する。これにより、複数の再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の間において、出力制御の度合いの偏りを防止することができ、出力制御の公平さを担保することができる。

また、本実施形態において、管理部１０は、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の制御ルールを年度途中で変更し、または、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を年度途中から運用開始したことにより、１回の出力制御により再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御上限値を超える場合には、当該再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を出力制御の対象から除外することができる。また、管理部１０は、出力制御の実績に基づいて、制御パターン情報に対応して出力制御を行っていない再生可能エネルギー発電設備を、優先して出力制御の対象とすることで、複数の再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の間において、出力制御の度合いの偏りを防止することができ、出力制御の公平さを担保することができる。

さらに、本実施形態において、管理部１０は、制御パターン情報を配信した際に再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２から受信した確認信号に基づいて、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御の状況を推定する。これにより、各再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の実際の出力制御の実績を受信するよりも、容易かつ簡単に、出力制御の実績を取得することができる。特に、本実施形態では、数万台に及ぶ再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２から出力制御の状況を受信するため、実際の出力制御の実績した場合には通信負荷が高くなってしまうが、確認信号に基づいて出力制御の状況を推定し、出力制御の実績を求めることで、このような通信負荷の増大を抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態例について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の記載に限定されるものではない。上記実施形態例には様々な変更・改良を加えることが可能であり、そのような変更または改良を加えた形態のものも本発明の技術的範囲に含まれる。

たとえば、上述した実施形態では、電力管理装置１００と、中央管理装置２００とを分離して備える構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、電力管理装置１００と、中央管理装置２００とを１つの装置として備える構成としてもよい。

また、上述した実施形態では、図８に示すように、出力制御の対象とする再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２をグループ単位で設定する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、図９に示すように、各グループ内で出力制御の対象となる再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を設定する構成とすることができる。たとえば図９に示す例において、制御パターン情報作成機能は、まず図８に示す例と同様に、出力制御のスケジュールが固定されている再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２のうち出力制御日時に出力制御を行うことが予めスケジュールされている再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御量を、出力制御必要量から差し引く。たとえば、図９に示す例においては、グループＨに属する第２の太陽光発電設備Ｐ１２が、出力制御日時に出力制御を行うことが予めスケジュールされている再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２として設定されている。また、グループＨに属する第２の太陽光発電設備の設備容量は１０ＭＷであり、発電率は０．８として設定されている。そのため、制御パターン情報作成機能は、グループＨに属する太陽光発電設備Ｐ１２の出力制御量を１０×０．８＝８ＭＷとして算出し、残りの出力制御必要量を１００－８＝９２ＭＷとして算出する。

次いで、制御パターン情報作成機能は、グループＮの風力発電設備の識別番号と出力制御時の稼働上限率とを制御パターン情報に登録する。たとえば図９に示す例において、制御パターン情報作成機能は、グループＮの風力発電設備の識別番号を制御パターン情報に登録するとともに、グループＮの風力発電設備の最低出力値である１０％を出力制御時の稼働上限率として、制御パターン情報に登録する。なお、図９に示す例において、グループＮの風力発電設備は、設備容量が８０ＭＷであり、発電率が０．５として設定されているため、出力制御時の稼働上限率が１０％である場合、出力制御量は、（８０×０．５）－（８０×０．１）＝３２ＭＷとして算出でき、残りの出力制御必要量は、９２－３２＝６０ＭＷと算出される。

さらに、制御パターン情報作成機能は、各グループにおける再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２のうち、出力制御の対象とする再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を選択する。たとえば、制御パターン情報作成機能は、グループ内で出力制御の実績が少ない再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２を、出力制御の対象とする再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２として選択することができる。

また、制御パターン情報作成機能は、各グループごとに、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の設備容量と出力制御量との比率を出力制御時間の比重で除した値（出力制御量／設備容量／出力制御時間の比重）が均一になるように、出力制御の対象とする再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２として選択する。ここで、出力制御時間の比重とは、再生可能エネルギー発電設備ごとの出力制御量について公平性を担保するためのものであり、各再生可能エネルギー発電設備の出力制御上限に応じた出力制御が公平に行われるように定められている。たとえば、図９に示す例では、出力制御上限に応じて比重を設定しているが、発電設備ごとの発電時間に応じて比重を設定することもできる。また、風力発電設備は夜間でも発電可能であり太陽光発電設備に対して発電時間が長いため、風力発電設備の出力制御時間の比重を太陽光発電設備よりも高く設定することができる。

図９に示す例において、制御パターン情報作成機能は、たとえば、グループＡ，Ｄ，Ｅ，Ｇ，Ｋ～Ｍにおいては再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の設備容量に対する出力制御量の比率を出力制御時間の比重で除した値が９．６８％となるように、各グループにおける出力制御量を算出する。そして、上述した実施形態と同様に、出力制御の対象とする再生可能エネルギー発電設備のグループＡ，Ｄ，Ｅ，Ｇ，Ｋ～Ｍと、各グループごとに算出した出力制御量に応じた稼働上限率を含む制御パターン情報を作成し、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２に生成した制御パターン情報を配信することで、再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の出力制御の管理を行うことができる。

また、上述した実施形態では、配信部２０が、電子メールまたは電話で、出力制御に関する情報を再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２またはその電力事業者に配信する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえばショートメッセージや、その他のアプリによるメッセージなどの通知方法により出力制御に関する情報を配信する構成とすることもできる。

さらに、上述した実施形態では、電力管理装置１００と再生可能エネルギー発電設備Ｐ１，Ｐ２の一部とが、インターネット回線などの電気通信回線を介して情報の授受が可能となっているが、電機通信回線はインターネット回線に限定されず、３Ｇ，４Ｇ，ＬＴＥなどの通信ネットワーク回線、Ｗｉ－Ｆｉ，ＷＬＡＮ，ＷＡＮなどの無線通信回線なども含むことができる。

１…電力管理システム
１００…電力管理装置
１０…管理部
２０…配信部
３０…連絡部
２００…中央管理装置
３００…送配電系統
Ｐ１…太陽光発電設備
Ｐ１１…第１の太陽光発電設備
Ｐ１２…第２の太陽光発電設備
Ｐ２…風力発電設備
Ｐ２１…第１の風力発電設備
Ｐ２２…第２の風力発電設備
Ｐ３…原子力発電設備
Ｐ４…火力発電設備
Ｐ５…水力発電設備
Ｐ５１…水力発電設備（自流式）
Ｐ５２…水力発電設備（調整池式）
Ｐ６…揚水発電設備
Ｐ６１…揚水発電設備（発電）
Ｐ６２…揚水発電設備（揚水）

Claims (12)

1. 複数の再生可能エネルギー発電設備の出力制御を管理するための制御パターン情報を生成する管理部と、
   前記管理部から出力制御日時を含む制御パターン情報を取得し、前記再生可能エネルギー発電設備または前記再生可能エネルギー発電設備を管理する事業者に前記制御パターン情報または前記制御パターン情報に基づく情報を配信する配信部と、を有し、
   前記制御パターン情報は、前記再生可能エネルギー発電設備が前記配信部に前記制御パターン情報の要求を行う次回要求時刻を含み、
   前記配信部は、前記次回要求時刻に、前記再生可能エネルギー発電設備から前記制御パターン情報の要求を受信し、
   前記管理部は、前記制御パターン情報を配信した場合に前記再生可能エネルギー発電設備から受信した確認信号に基づいて、前記制御パターン情報に対応して前記再生可能エネルギー発電設備が出力制御を行ったか否かを推定する、電力管理装置。
2. 前記配信部は、前記再生可能エネルギー発電設備と電気通信回線を介して接続しており、前記再生可能エネルギー発電設備から前記制御パターン情報の要求を受信した場合に、前記制御パターン情報を配信する、請求項１に記載の電力管理装置。
3. 前記配信部は、前記次回要求時刻に、前記再生可能エネルギー発電設備から前記制御パターン情報の要求を受信すると、前記次回要求時刻を新たに設定し、新たに設定した前記次回要求時刻を含む前記制御パターン情報または前記制御パターン情報に基づく情報を前記再生可能エネルギー発電設備または前記再生可能エネルギー発電設備を管理する事業者に配信し、
   前記配信部は、前記次回要求時刻を設定する場合に、前記再生可能エネルギー発電設備の出力制御を行う前の出力制御可能量が基準値未満である場合には、前記出力制御可能量が前記基準値未満ではない場合と比べて、新たに設定する前記次回要求時刻をより早い時刻に設定する、請求項１または２に記載の電力管理装置。
4. 前記管理部は、前記複数の再生可能エネルギー発電設備を、当該再生可能エネルギー発電設備の種別ごと、および／または当該再生可能エネルギー発電設備の制御ルールごとに、複数のグループに分け、前記グループごとに出力制御を行う、請求項１ないし３のいずれかに記載の電力管理装置。
5. 前記管理部は、前記グループ間、およびグループごとの出力制御時間の差が、前記複数の再生可能エネルギー発電設備の間で所定値未満となるように、出力制御の対象とする再生可能エネルギー発電設備を選択する、請求項４に記載の電力管理装置。
6. 前記管理部は、再生可能エネルギー発電設備のうち出力制御の実績が少ない再生可能エネルギー発電設備を、出力制御の対象とする再生可能エネルギー発電設備として優先的に選択する、請求項１ないし５のいずれかに記載の電力管理装置。
7. 前記配信部は、同一のグループに属する複数の再生可能エネルギー発電設備の前記次回要求時刻を、乱数に基づいて分散させる、請求項１ないし６のいずれかに記載の電力管理装置。
8. 前記管理部は、再生可能エネルギー発電設備の制御ルールを年度途中で変更し、または、再生可能エネルギー発電設備を年度途中から運用開始したことにより、１回の出力制御により再生可能エネルギー発電設備の出力制御上限値を超える場合には、当該再生可能エネルギー発電設備を出力制御の対象から除外する、請求項１ないし７のいずれかに記載の電力管理装置。
9. 前記管理部は、出力制御の実績を求めることで、前記制御パターン情報に基づいて出力制御を行っていない前記再生可能エネルギー発電設備を、優先して出力制御の対象とする、請求項１ないし８のいずれかに記載の電力管理装置。
10. 前記再生可能エネルギー発電設備は、太陽光発電設備、風力発電設備、バイオマス発電設備、地熱発電設備、および波力発電設備から選択された一以上の発電設備を含む、請求項１ないし９のいずれかに記載の電力管理装置。
11. 複数の再生可能エネルギー発電設備の出力制御を管理するための制御パターン情報を生成する管理部と、
    前記管理部から制御日時を含む制御パターン情報を取得し、前記再生可能エネルギー発電設備または前記再生可能エネルギー発電設備を管理する事業者に前記制御パターン情報または前記制御パターン情報に基づく情報を配信する配信部と、を有し、
    前記制御パターン情報は、前記再生可能エネルギー発電設備が前記配信部に前記制御パターン情報の要求を行う次回要求時刻を含み、
    前記配信部は、前記次回要求時刻に、前記再生可能エネルギー発電設備から前記制御パターン情報の要求を受信し、
    前記管理部は、前記制御パターン情報を配信した場合に前記再生可能エネルギー発電設備から受信した確認信号に基づいて、前記制御パターン情報に対応して前記再生可能エネルギー発電設備が出力制御を行ったか否かを推定する、電力管理システム。
12. 複数の再生可能エネルギー発電設備の出力制御を管理するための制御パターン情報を生成し、前記再生可能エネルギー発電設備または前記再生可能エネルギー発電設備を管理する事業者に前記制御パターン情報または前記制御パターン情報に基づく情報を配信する、電力管理方法であって、
    前記制御パターン情報は、前記再生可能エネルギー発電設備が前記制御パターン情報を要求する次回要求時刻を含み、
    前記次回要求時刻に、前記再生可能エネルギー発電設備から前記制御パターン情報の要求を受信し、
    前記制御パターン情報を配信した場合に、前記再生可能エネルギー発電設備から受信した確認信号に基づいて、前記制御パターン情報に対応して前記再生可能エネルギー発電設備が出力制御を行ったか否かを推定する、電力管理方法。
    

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