JP7259825B2 - 電力網に於ける充放電器装置群の充放電可能な電力量の制御方法及び制御システム - Google Patents

電力網に於ける充放電器装置群の充放電可能な電力量の制御方法及び制御システム Download PDF

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Description

本発明は、電力供給システム或いは電力送配電システムに於ける電力網に接続された充放電器の充放電力量の制御方法及び制御システムに係り、より詳細には、マイクログリッドなどの局所的な電力網内に接続された複数の充放電器のそれぞれにて蓄電池の充電又は放電を実行する構成に於いて、各充放電器にて充電又は放電が可能な電力量を制御する方法及び制御システムに係る。各充放電器に接続される蓄電池は、電動車等の移動体の搭載されたものであってよく、各充放電器に対して着脱可能であってよい。
電気自動車やハイブリッド車などの大容量の蓄電池を搭載した車両（以下、総じて「電動車」と称する。）の普及に伴い、電動車の蓄電池の充電又は放電を実行するための充放電器装置（ＥＶＰＳ（Electric Vehicle Power Station））が、街中、住宅、店舗、工場などの種々の施設に設けられるようになってきている。それらの電動車の蓄電池のための充放電器装置は、その充放電器が電力網に接続されており、充放電器装置に電動車が到着して、その蓄電池が充放電器へ接続されると、蓄電池への充電を実行する場合には、電力網からの受電を実行し、蓄電池からの放電を実行する場合には、電力網への給電を実行するよう構成される。かかる充放電器装置に於いて、電動車の蓄電池の充放電は、電動車の都合によって実行されるところ、その際に電力網に流出入する電力量に制限がないと、電力網の電力が不安定となり得るので、各充放電器装置に於いて充電可能な又は放電可能な電力量を制御するための構成が種々提案されている。例えば、特許文献１に於いては、系統電力網に複数の電動車に充電するための充電器と複数の定置型蓄電池とが接続されている充電ステーションに於いて、電動車の情報、定置型蓄電池の最大出力電力を含む情報、充電に利用可能な系統電力からの供給電力情報及び充電器の最大出力電力を含む充電器情報を取得し、充電ステーションにて各電動車に充電可能な充電量を示す予備充電量を計算し、一定の制約条件を満たした上で、各電動車の充電時間と充電器の最大出力電力がそれぞれ一定の範囲内となり、かつ各電動車の最大充電量と予備充電量との差分がより小さくなるように充電条件を決定する充電管理装置が提案されている。また、特許文献２に於いては、電気自動車の充電時に接続される充電器を含んだ電気系統の電力供給予定量を取得し、電力供給予定量が閾値を超える時間帯に、充電器で電気自動車を充電するように充電時間を設定する充電時間調整装置と、更に、再生可能エネルギーにより供給される予定の電力供給量を算出する予測装置と、前記の充電時間調整装置とを備えた充電システムの構成が提案されている。
特開２０１５－６１４９６ 国際公開２０１４／１４１３１５ 特開２０１６－９９９５５ 特開２０２０－７８１６２
上記の如き充放電器装置も設置されることとなる電力供給システム或いは電力送配電システムは、従前は、専ら、大規模な発電所から広範な地域全体を網羅する大規模な送配電網を介して各地の電力の需要家に分配する構成（中央集中型エネルギー発電の形式）となっていたが、近年の太陽光発電や風力発電などの再生エネルギー発電技術の進歩により、電力送配電システムとして、比較的小規模な地域内に於いて、小型の発電設備（分散型電源）にて得られた電力を需要家へ送配電するマイクログリッドと称される電力網の構成が提案され、実施されつつある。かかるマイクログリッドに於いては、典型的には、マイクログリッド内での電力の需要と供給を管理するプロバイダ（電力小売）が存在し、マイクログリッドは、プロバイダを介して、系統電力網（大規模な発電所から電力を供給する中央集中型の電力網）に接続されて、マイクログリッド内に於ける電力量の過不足分が調整されるよう構成されている。即ち、プロバイダは、マイクログリッド内の発電設備等から得られる電力量がマイクログリッド内にて消費又は蓄電される電力量を下回るときには、電力量の不足分を系統電力網から受電（買電）し、供給電力量が需要電力量を上回るときには、電力量の余剰分を系統電力網へ給電（売電）するよう構成される。
上記の如きマイクログリッドに於いては、その電力網に於ける電力の安定性を維持するように、また、マイクログリッドが受電・給電する系統電力網の電力の安定性に影響を及ぼさないように、プロバイダは、マイクログリッドの電力網に流通する電力量を管理することとなる。具体的には、例えば、プロバイダは、マイクログリッド内に供給する電力量（マイクログリッド内の発電設備にて発電された発電電力量と系統電力網から受電する電力量との和：投入電力量）について計画値を予め設定し、管理されるべき条件（管理条件）の一つとして、マイクログリッド内に於ける実際の投入電力量が計画値から所定の誤差の範囲に収められるようにすることが設定される。また、そのために、更なる管理条件として、需給バランス、即ち、マイクログリッド内に於いて消費される電力量（種々の設備に消費される電力量（需要電力量）と蓄電池への充電電力量との和）とマイクログリッド内へ放出される電力量（投入電力量と、蓄電池からの放電電力量との和：供給電力量）との比が、所定比の範囲内に収められるようにすることが設定されることもある。即ち、上記の例では、マイクログリッドに於いては、（１）投入電力量がその計画値から所定の誤差の範囲内に収められることと、（２）需給バランスが所定比の範囲内に収められることとが管理条件となる。そして、もしマイクログリッド内の状態が上記の如き管理条件から逸脱する場合には、系統の不安定化やインバランスに対するペナルティの支払いなどが生じてしまうことがある。
上記のマイクログリッドに於いて流通する電力量の管理は、マイクログリッド内に充放電器装置が設置されて、電動車の蓄電池の充放電が実行される場合にも要求される。従って、充放電器装置に於いて、蓄電池の充電又は放電が実行される場合には、系統電力網の電力の安定性に影響しないように、或いは、上記の如き管理条件が満たされるように、各充放電器装置に於いて蓄電池の充電量又は放電量に対する制限を設定することが好ましい。そして、各充放電器装置の充電可能な又は放電可能な電力量は、マイクログリッド内に接続された充放電器装置に於いて要求される充電又は放電の電力量により変化するので、充電量又は放電量に対する制限量は、各充放電器装置の充電可能な又は放電可能な電力量に依存して設定されることが好ましいであろう。この点に関し、充放電器装置に於ける電動車の蓄電池の要求する充電電力量又は放電電力量（充電要求量、放電要求量）は、各充放電器装置で異なり、又、時々刻々で変動し、更に、電動車の蓄電池は頻繁に着脱されるので、マイクログリッド内の全充放電器装置に於ける充電要求量と放電要求量（以下、総じて、「充放電要求量」と称する。）は、変動しやすい。その場合、マイクログリッド内の全ての充放電器装置の充放電器の電動車の蓄電池の着脱状態及び充放電要求量の情報を、単一の管理装置（アグリゲータ）、例えば、プロバイダ、にて集めて、その管理装置に於いて、各充放電器装置に於ける充電又は放電の制限量を調整する場合には、管理装置に於ける処理負荷及び通信負荷が、マイクログリッド内に設置される充放電器装置の数と共に増大することとなり、今後、電動車の普及と共に、かかる充放電器装置の数は、非常に大きくなることが見込まれているので（５０～１００万台規模）、それだけの数の充放電器装置のそれぞれに於ける充電又は放電の制限量を単一の管理装置で時々刻々に管理しようとすると、管理装置の処理負荷は、著しく大きくなり、処理速度も問題となり得る。また、各充放電器装置の充放電器に接続される電動車の蓄電池に於ける充放電要求量の情報はその所有者の個人的な情報となり得るので、情報の機密性が担保されることが好ましいところ、単一の管理装置へマイクログリッド内の全ての充放電器装置の充放電器のそれらの情報が集められる構成の場合、管理装置に於ける情報の機密管理負担も増大することとなる。上記の如き事情から、もしマイクログリッド内の各充放電器装置の充放電器に於ける電動車の蓄電池の着脱状態及び充放電要求量の情報を単一の管理装置へ集めることなく、各充放電器装置に於いて、それぞれの充電又は放電の制限量を設定することができ、かかる制限量に従って、各充放電器装置に於ける充電量又は放電量を制御できれば、非常に有利である。
かくして、本発明の一つの課題は、マイクログリッドなどの電力網に於いて、ＥＶＰＳなどの充放電器装置が複数設置される場合に、電力網自体の電力の安定性を維持し、或いは、系統電力網の電力の安定性に影響を与えることを回避すべく、充放電器に於ける充電量又は放電量が無制限とならないように、若しくは、電力網に要求される管理条件が満たされるように、充放電器装置に於ける充電又は放電可能な電力量を制御するための構成に於いて、充放電器装置に於ける蓄電池の着脱状態や充放電要求量の情報を単一の管理装置へ集めることなく、各充放電器装置の充電又は放電の制限量を設定し、或いは、各充放電器の充電又は放電可能な電力量を制御することを可能にする方法又は手段を提供することである。
ところで、上記の課題に関して、既に触れた如く、電力送配電システムに分散型電源が導入されたことに伴い、各電源の制御や消費電力の制御に於いて、マルチエージェントシステムの分散制御器の理論を導入することが提案されている（例えば、特許文献３、４）。例えば、マルチエージェントシステムの平均合意制御によれば、システム内の各エージェントに於ける任意の状態量が、隣接するエージェントの対応する状態量を参照しながら制御されるだけで、システム内の全エージェントの状態量の初期値の平均値に一致させることが可能となる。また、マルチエージェントシステムの平均合意制御の理論を用いれば、各エージェントの状態量が実際に制御されなくても、各エージェントは、隣接エージェントの状態量の演算値を参照するだけで、システム内の全エージェントの状態量の初期値の平均値を知ることが可能である。従って、このマルチエージェントシステムの平均合意制御の理論を用いると、上記の如きマイクログリッドなどの電力網にＥＶＰＳなどの充放電器装置が複数接続されているシステムに於いて、各充放電器装置は、充放電要求量などの情報について、隣接する充放電器装置の対応する情報を参照するだけで、電力網内の全ての充放電器装置の充放電要求量などの平均値を知ることが可能となり、かかる平均値を基づいて、各充放電器装置の充電又は放電の制限量を設定し、或いは、充電又は放電可能な電力量を制御することを可能となる。本発明に於いては、この知見が利用される。
上記の課題は、本発明の一つの態様によれば、電力網と該電力網に接続された複数の充放電器装置とを含む電力送配電システムにして、前記充放電器装置の充放電器の各々は蓄電池が接続されると、前記電力網から該蓄電池への充電又は該蓄電池から前記電力網への放電を実行するよう構成され、更に、前記充放電器装置の各々に於いて少なくとも一つの他の前記充放電器装置に於ける充電要求量及び放電要求量の情報を受信する通信手段が設けられたシステムに於ける前記充放電器装置の各々に於ける充電可能な電力量及び放電可能な電力量を制御する方法であって、
前記充放電器装置の各々に於いて、自身の充電要求量及び放電要求量と、前記通信手段を通じて取得される前記少なくとも一つの他の前記充放電器装置の充電要求量及び放電要求量の情報とを用いて、前記充放電器装置の各々をエージェントとしたマルチエージェントシステムの平均合意演算に従って、前記電力網に接続されている前記充放電器装置の全ての充電要求量の総計及び放電要求量の総計をエージェント数で除して得られる合意値をそれぞれ算出する過程と、
前記充放電器装置の各々に於いて、前記充電要求量及び放電要求量の前記合意値に基づいて、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する過程と
を含む方法により達成される。
上記の構成に於いて、「電力網」とは、上記のマイクログリッドの如く、比較的小規模な地域内に於いて、分散型電源にて発電された電力或いは系統電力網から受電した電力を需要家へ送配電するための電力網であってよい。「充放電器装置」は、上記のＥＶＰＳなどの、充放電器を有し、その充放電器に電動車などに搭載される蓄電池が接続されると、蓄電池の使用者の要求に応じて、蓄電池の蓄電状態（ＳＯＣ）を考慮しつつ、電力網から蓄電池への充電又は該蓄電池から電力網への放電を実行するよう構成された装置であってよい。「充電要求量」と「放電要求量」とは、各充電器装置に於いて、充電又は放電の実行が要求される電力量であり、「充電実行量」と「放電実行量」とは、各充電器装置に於いて、実際に実行される充電又は放電の電力量であり、「充電実行量に対する制限量」と「放電実行量に対する制限量」とは、充電可能な又は放電可能な電力量の上限値である。「マルチエージェントシステムの平均合意演算」とは、複数のエージェントが隣接するエージェントの任意の状態量を参照しながら自身の状態量を変化させられるよう構成されたマルチエージェントシステムに於いて、各エージェントの自身の状態量を、自身の状態量と隣接するエージェントの状態量との差分が０に収束するように変化させて、全エージェントの状態量が合意するとき（全エージェントの状態量の差分の絶対値が或る微小量を下回る収束条件を満たしたとき）の、全エージェントの状態量の合意値を算出する演算であって、合意値が全エージェントの状態量の初期値の平均値（全エージェントの状態量の初期値の総和をエージェント数で割って得られる値）となる演算である（即ち、マルチエージェントシステムに於けるエージェントは、無向グラフを構成する。）。上記の本発明の方法の場合、平均合意演算に於ける各エージェントの状態量の初期値は、各充放電器装置の充電要求量及び放電要求量となり、合意値は、充放電器装置の全ての充電要求量の総計をエージェント数で除して得られる値及び放電要求量の総計をエージェント数で除して得られる値となり、エージェント数が充放電器装置の数に一致するときには、それぞれ、充電要求量の平均値、放電要求量の平均値となる（ただし、後に説明される如く、マルチエージェントシステムの平均合意演算に於いて、電力網の管理装置もエージェントとして設定されてよく、その場合には、合意値は、充電要求量の平均値、放電要求量の平均値に比例した値となる。）。なお、マルチエージェントシステムの平均合意演算処理は、任意に設定されてよい所定の時間毎に、或いは、電力網に於ける充放電器装置の数若しくは蓄電池の接続された充放電器装置の数が変わる毎に、或いは、充放電器装置の充電要求量又は放電要求量が変わる毎に実行されてよい。
上記の本発明の方法に於いては、その構成から理解される如く、電力網に接続された複数の充放電器装置の各々に於いて、全ての充放電器装置に於ける充電要求量の総計をエージェント数で除して得られる値及び放電要求量の総計をエージェント数で除して得られる値が合意値として得られ、充放電器装置の各々に於ける充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量は、かかる合意値に基づいて制御されることとなる。ここに於いて、充電要求量についての合意値と、放電要求量についての合意値とは、それぞれ、現在に於いて、蓄電池の接続されている充放電器装置に於ける充電要求量の総計、放電要求量の総計に比例することとなるので、各充電器装置に於いて、これらの合意値を参照することにより、現に電力網に於いて充放電器装置の群から要求されている充電量と放電量に関する情報を把握することができ、かくして、充放電器装置に於ける充電量又は放電量が無制限とならないように、或いは、電力網に要求される管理条件が満たされるように、充電実行量又は放電実行量を制御することが可能となる。そして、かかる構成に於いて、重要なことは、全ての充電器装置の充電要求量又は放電要求量の情報を一つの管理装置等に集積しなくても、各充電器装置は、充電要求量の総計と放電要求量の総計とについての情報を知ることができるので、電力網に接続される充放電器装置の数が多くなっても、一つの管理装置等に於ける演算負荷が膨大となって処理速度が遅くなるなどの問題は生じず、また、全ての充電器装置の充電要求量又は放電要求量の情報の機密管理の負担が増大するといった問題も解消されることとなる。
上記の本発明の方法に於いて、より詳細には、充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する過程に於いて、充放電器装置の全ての充電要求量の合意値が大きいときには、充放電器装置の全ての充電要求量の合意値が小さいときに比して、各充放電器装置に於いて充電可能な電力量の余裕が少なくなるので、充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量、即ち、各充放電器装置の充電実行量の上限は、小さく設定されてよい。そして、充放電器装置の全ての放電要求量の合意値が大きいときには、充放電器装置の全ての放電要求量の合意値が小さいときに比して、各充放電器装置に於いて充電可能な電力量の余裕が多くなるので、充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量が大きく設定されてよい。一方、充放電器装置の全ての充電要求量の合意値が大きいときには、充放電器装置の全ての充電要求量の合意値が小さいときに比して、各充放電器装置に於いて放電可能な電力量の余裕が多くなるので、充放電器装置の各々の放電実行量に対する制限量、即ち、各充放電器装置の放電実行量の上限は、大きく設定されてよい。そして、充放電器装置の全ての放電要求量の合意値が大きいときには、充放電器装置の全ての放電要求量の合意値が小さいときに比して、各充放電器装置に於いて放電可能な電力量の余裕が少なくなるので、充放電器装置の各々の放電実行量に対する制限量が小さく設定されてよい。
また、上記の本発明の方法に於いて、電力網に於いて流通する電力量についての管理条件が設定されている場合には、充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する過程に於いて、充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とは、電力網に於いて流通する電力量についての管理条件が満たされるように制御されてよい。
上記の本発明の方法の適用される電力送配電システムに於いては、既に述べたマイクログリッドに於けるプロバイダの如く、電力送配電システムが電力網に於ける電力量を管理する管理装置が設けられていてよい。その場合、管理装置が電力網に電力を供給する発電設備又は系統電力網の少なくとも一方から電力網内へ投入される投入電力量の計画値を設定し、管理装置は、投入電力量が計画値に対して設定される管理条件、例えば、投入電力量が計画値から適宜設定される所定の誤差の範囲内に収まるようにする条件、を満足するように投入電力量を管理することとなる。かかる構成のシステムの場合には、本発明の方法の充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する過程に於いては、投入電力量が計画値に対して設定される管理条件が満たされるように、充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とが制御されてよい。
また、上記の電力送配電システムに於いて、管理装置が電力網内に於ける需要電力量、即ち、電力網内の種々の電力を消費する設備の消費する電力量、を検出する場合には、管理装置は、投入電力量と需要電力量に対して設定される管理条件、例えば、電力網に於ける需給バランスが適宜設定される所定の範囲内に収まるようにする条件、を満足するように投入電力量を管理することとなる。かかる構成のシステムの場合には、本発明の方法の充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する過程に於いては、投入電力量と需要電力量に対して設定される管理条件が満たされるように、充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とが制御されてよい。なお、電力網に於ける投入電力量と需要電力量とによって、充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量は、各充放電器装置の充電要求量又は放電要求量より大きくなり得ることは留意されるべきである。
ところで、上記の本発明の方法に於けるマルチエージェントシステムの平均合意演算処理に於いて、管理装置がマルチエージェントシステムの平均合意演算に於けるエージェントとして用いられていてよい。管理装置は、それ自身は、充電要求量と放電要求量とを持たないが、マルチエージェントシステムの平均合意演算処理の管理装置が充放電器装置と同様にエージェントとして設定されることにより、管理装置も、充電要求量と放電要求量とについての合意値、即ち、充電要求量の総計と放電要求量の総計についての情報を把握することが可能となる。なお、この場合、マルチエージェントシステムの平均合意演算で得られる合意値は、充電要求量の総計又は放電要求量の総計を充放電器装置の数＋１で除して得られる値となる。
更に、上記の電力送配電システムに於いて、管理装置が少なくとも一つの充放電器装置に対して投入電力量の計画値、需要電力量の情報を送信する通信手段と、充放電器装置の各々に於いて、少なくとも一つの他の充放電器装置から投入電力量の計画値、需要電力量の情報を受信する通信手段とが設けられてよい。そして、この場合、本発明の方法は、一つの態様として、
前記充放電器装置の各々と前記管理装置とをエージェントとしたマルチエージェントシステムの平均合意演算に従って、前記充放電器装置の各々と前記管理装置とに於いて前記投入電力量の計画値及び前記需要電力量を前記エージェントの数で除して得られる合意値をそれぞれ算出する過程を含み、
前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する過程に於いて、前記充放電器装置の各々に於いて、前記充電要求量及び放電要求量の前記合意値と、更に、前記投入電力量の計画値及び前記需要電力量の前記合意値とに基づいて、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御するように構成されていてよい。
上記の態様に於いて、各充放電器装置は、マルチエージェントシステムの平均合意演算の前には、電力網に於ける投入電力量の計画値と需要電力量についての情報を持っていないが、マルチエージェントシステムの平均合意演算により、投入電力量の計画値及び需要電力量についての合意値を知ることが可能となる。そうすると、各充放電器装置は、直接に管理装置と通信しなくても、電力網に於ける投入電力量の計画値と需要電力量についての情報を得ることが可能となり、かくして、充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量又は放電実行量に対する制限量の制御を、更に、投入電力量の計画値及び需要電力量を考慮して、より的確に実行できるようになることが期待される。
なお、後の実施形態の欄にて説明されるように、上記の態様に於いては、充電要求量及び放電要求量についての合意値と、投入電力量の計画値及び需要電力量についての合意値とを得る際の除数は、全て、エージェントの数、即ち、充放電器装置の数＋１となる。従って、充電実行量に対する制限量又は放電実行量に対する制限量を決定する際に、かかる制限量を、一つの合意値で別の合意値にて除する演算により与える場合には、その演算の除数と被除数とに於いて充放電器装置の数＋１が消去されるので、結局、制限量を与える式に（充放電器装置の数＋１）が陽に表れないこととなり、各充放電器装置に於いては、充放電器装置の数が分らなくても、制限量が算出でき、これにより、システムに於ける通信負荷が更に軽減されることとなる。
上記の本発明の方法の実施の形態に於いては、充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する過程に於いて、各充放電器装置の制限量は、そのときの充電要求量又は放電要求量に比例して決定されてよい。従って、充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量は、
（各充放電器装置の充電要求量）×（前記電力網内の充電可能な電力量）／（前記電力網内の全充放電器装置の充電要求量の総計）
に設定されてよく、充放電器装置の各々の放電実行量に対する制限量は、
（各充放電器装置の放電要求量）×（前記電力網内の放電可能な電力量）／（前記電力網内の全充放電器装置の放電要求量の総計）
に設定されてよい。
上記の本発明の方法は、電力網と該電力網に接続された複数の充放電器装置とを含む電力送配電システムに於いて、マルチエージェントシステムの平均合意演算に従って、電力網に接続された複数の充放電器装置に於いて、全ての充放電器装置の充電要求量の総計をエージェント数で除して得られる値及び放電要求量の総計をエージェント数で除して得られる値を合意値として算出し、かかる合意値に基づいて、充放電器装置の各々に於ける充電可能な電力量又は放電可能な電力量を制御するシステムによって実現される。かくして、本発明のもう一つの態様に於いて、上記の本発明の課題は、
電力網と該電力網に接続された複数の充放電器装置とを含む電力送配電システムにして、前記充放電器装置の充放電器の各々は蓄電池が接続されると、前記電力網から該蓄電池への充電又は該蓄電池から前記電力網への放電を実行するよう構成され、更に、前記充放電器装置の各々に於いて少なくとも一つの他の前記充放電器に於ける充電要求量及び放電要求量の情報を受信する通信手段が設けられたシステムの前記充放電器装置の各々に於ける充電可能な電力量及び放電可能な電力量の制御システムであって、
前記充放電器装置の各々に於いて、
自身の充電要求量及び放電要求量と、前記通信手段を通じて取得される前記少なくとも一つの他の前記充放電器装置の充電要求量及び放電要求量の情報とを用いて、前記充放電器装置の各々をエージェントとしたマルチエージェントシステムの平均合意演算に従って、前記電力網に接続されている前記充放電器装置の全ての充電要求量の総計及び放電要求量の総計をエージェント数で除して得られる合意値をそれぞれ算出する要求量合意値算出手段と、
前記充電要求量及び放電要求量の前記合意値に基づいて、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する充放電制限量制御手段と
を含むシステムによって達成される。なお、要求量合意値算出手段と充放電制限量制御手段とは、各充放電器装置に設けられるコンピュータにより構成される制御装置にて実現されてよい。
上記の制御システムに於いては、充放電制限量制御手段は、前記充放電器装置の全ての充電要求量の合意値が大きいときには、前記充放電器装置の全ての充電要求量の合意値が小さいときに比して、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量を小さく設定し、前記充放電器装置の全ての放電要求量の合意値が大きいときには、前記充放電器装置の全ての放電要求量の合意値が小さいときに比して、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量を大きく設定するよう構成されていてよく、また、前記充放電器装置の全ての充電要求量の合意値が大きいときには、前記充放電器装置の全ての充電要求量の合意値が小さいときに比して、前記充放電器装置の各々の放電実行量に対する制限量を大きく設定し、前記充放電器装置の全ての放電要求量の合意値が大きいときには、前記充放電器装置の全ての放電要求量の合意値が小さいときに比して、前記充放電器装置の各々の放電実行量に対する制限量を小さく設定するよう構成されていてよい。
更に、上記の制御システムに於いて、電力網に於いて流通する電力量についての管理条件が設定されている場合には、充放電制限量制御手段は、かかる管理条件が満たされるように、充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御するよう構成されていてよい。
更にまた、電力送配電システムが電力網に於ける電力量を管理する管理装置を含み、管理装置が電力網に電力を供給する発電設備又は系統電力網の少なくとも一方から電力網内へ投入される投入電力量の計画値を設定している場合には、充放電制限量制御手段は、投入電力量が前記計画値に対して設定される管理条件が満たされるように充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御するよう構成されていてよく、また、管理装置が電力網内に於ける需要電力量を検出するように構成されている場合には、充放電制限量制御手段は、投入電力量と需要電力量に対して設定される管理条件が満たされるように充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御するよう構成されていてよい。
そして、上記の制御システムに於いて、電力送配電システムに於いて、管理装置が少なくとも一つの充放電器装置に対して投入電力量の計画値、需要電力量の情報を送信する通信手段と、充放電器装置の各々に於いて、少なくとも一つの他の充放電器装置から投入電力量の計画値、需要電力量の情報を受信する通信手段とが設けられている場合には、充放電器装置の各々と管理装置とをエージェントとしたマルチエージェントシステムの平均合意演算に従って、充放電器装置の各々に於いて投入電力量の計画値及び需要電力量を前記エージェントの数で除して得られる合意値をそれぞれ算出する投入電力量及び需要電力量合意値算出手段が設けられ、充放電制限量制御手段が、充電要求量及び放電要求量の合意値と、更に、投入電力量の計画値及び需要電力量の合意値とに基づいて、充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御するよう構成されていてよい。
実施の態様に於いて、上記の制御システムに於いても、充放電制限量制御手段により、充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量は、
（各充放電器装置の充電要求量）×（電力網内の充電可能な電力量）／（電力網内の全充放電器装置の充電要求量の総計）
に設定され、充放電器の各々の放電実行量に対する制限量は
（各充放電器装置の放電要求量）×（電力網内の放電可能な電力量）／（電力網内の全充放電器装置の放電要求量の総計）
に設定されていてよい。
かくして、上記の本発明に於いては、電力網と該電力網に接続された複数の充放電器装置とを含む電力送配電システムに於いて、マルチエージェントシステムの平均合意演算を用いて、各充放電器装置は、電力網に接続された充放電器装置の全ての充電要求量の総計と放電要求量の総計に比例した値の情報を共有することが可能となり、その時々に於いて、それらを参照することで、充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを把握することが可能となり、自身の充電量又は放電量をより適切に制御することが可能となる。かかる構成に於いて、重要なことは、各充放電器装置は、他の全ての充放電器装置から充電要求量と放電要求量との情報を取得しなくてもよく、或いは、全ての充放電器装置の充電要求量と放電要求量との情報を一つの管理装置に集積して、一つの管理装置が情報を用いた演算をして、演算結果を全ての充放電器装置へ返信するといった処理は必要なく、各充放電器装置の充電実行量又は放電実行量の制御に要する演算処理負荷や通信負荷が大幅に低減されると共に、情報の機密性の管理も容易となることが期待される。また、本発明の方法及びシステムによるかかる作用効果は、電力網に接続される充放電器装置の数が増大しても得られ、今後、電動車の普及と共に、マイクログリッド内に設置されるＥＶＰＳの数は、非常に大きくなることが見込まれる状況に於いて、本発明の方法及びシステムは、有利に用いられることが期待される。
本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明により明らかになるであろう。
図１（Ａ）は、本実施形態が適用される電力送配電システムの構成を模式的に表した図である。図１（Ｂ）は、本実施形態に於けるＥＶＰＳ（充放電器装置）に於ける充放電制限量を制御する構成をブロック図の形式で表わした図である。図１（Ｃ）は、本実施形態に於けるマイクログリッド・プロバイダ（ＭＧＰ）に於ける充放電制限量の決定のための平均合意演算を実行する構成をブロック図の形式で表わした図である。 図２は、本実施形態の各ＥＶＰＳに於ける充放電制限量の決定するための処理をフローチャートの形式にて表わした図である。 図３（Ａ）は、図１のシステムに於けるマルチエージェントシステムの平均合意演算の計算例に於いて設定したグラフを表わした図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のグラフに於いて、平均合意演算を実行した場合の状態ベクトルの各要素値の時間変化を表わした図である。 図４（Ａ）、（Ｂ）は、図３（Ｂ）の状態ベクトルの各要素値を用いて演算した充電実行量に対する制限量（Ａ）と放電実行量に対する制限量（Ｂ）の時間変化である。
１…電力送配電システム
ＰＬ…電力網
ＣＬ…通信ネットワーク
ＥＶＰＳｉ…充放電器装置（ｉは、符号）
ＭＧＰ…マイクログリッドのプロバイダ
ＰＶ…マイクログリッド内の発電設備
ＤＭ…マイクログリッド内の電力需要設備
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。図中、同一の符号は、同一の部位を示す。
電力送配電システムの構成
図１（Ａ）を参照して、本実施形態の制御方法及び制御システムは、比較的小規模な地域内にて電力を送配電する、所謂「マイクログリッド」と称される電力網に於ける電力の送配電制御を実行する電力送配電システム１に有利に適用される。電力送配電システム１に於いては、電力網ＰＬが、マイクログリッド内に流通する電力又は電力量を管理するプロバイダＭＧＰ、太陽光発電設備などの発電設備ＰＶ、電力を消費する電力需要設備ＤＭなどに配設されて、電力の送受が達成されるように構成される（通常、複数の電力需要設備ＤＭが電力網ＰＬ種々の場所にて接続されるが、図では模式的にＤＭにより模式的に示されている。また、発電設備ＰＶも複数存在していてよい。）。更に、電力網ＰＬは、プロバイダＭＧＰからの電力網ＰＬｃを介して、大規模な発電所から電力を供給する中央集中型の電力網である系統電力網にも接続され、マイクログリッドと系統電力網との間でも受電・給電が達成されるように構成される。また、電力送配電システム１に於いては、「背景技術」、「発明の概要」の欄に於いても触れたように、近年に於ける電動車の普及と共に、電動車の蓄電池の充電又は放電を実行するための充放電器装置であるＥＶＰＳが種々の場所に設けられるようになってきており、それらのＥＶＰＳに於いて、充放電器が電力網ＰＬに接続され、充放電器に電動車の蓄電池を接続することにより、電力網ＰＬからの蓄電池への充電又は蓄電池から電力網ＰＬへの放電が可能となっている。
上記の電力送配電システム１に於いて、プロバイダＭＧＰは、電力需要設備ＤＭへ要求される電力量が賄われるよう、マイクログリッドへ投入される発電設備ＰＶの発電量と系統電力網からの受電量（投入電力量）を管理するよう構成される。そのために、プロバイダＭＧＰには、発電設備ＰＶの発電量の情報や電力需要設備ＤＭに於いて消費される電力量（需要電力量）をスマートメータｍなどの計測器で計測した値の情報を受信するための通信ネットワークＣＬが配設される。また、上記のシステム１に於いては、各ＥＶＰＳに於ける充電実行量と放電実行量とを管理するために、プロバイダＭＧＰ及び各ＥＶＰＳの間にも、各ＥＶＰＳに於ける充放電器の充電又は放電の要求量（充電要求量、放電要求量）などの情報を伝達するための通信ネットワークＣＬが配備される。なお、後により詳細に説明される如く、プロバイダＭＧＰ及び各ＥＶＰＳの間の通信ネットワークは、本実施形態の方法又はシステムを実現するためには、プロバイダＭＧＰが、少なくとも一つのＥＶＰＳと通信可能であり、各ＥＶＰＳが、少なくとも一つの他のＥＶＰＳと通信可能となるように構成される（詳細には、全てのＥＶＰＳが、直接に又は他のＥＶＰＳを介して、他の全てのＥＶＰＳと通信可能なように、プロバイダＭＧＰは、直接に又は少なくとも一つのＥＶＰＳを介して、全てのＥＶＰＳと通信可能なように構成される。）。通信ネットワークＣＬは、有線の通信手段であっても、無線の通信手段であってもよい。
ＥＶＰＳ（充放電器装置）とプロバイダ（管理装置）に於ける充放電制限量の制御構成
上記の本実施形態に於いては、後により詳細に説明されるように、電力送配電システム１に接続されるＥＶＰＳの各々の充放電器に於ける充電可能な電力量及び放電可能な電力量の制御が実行される。かかる制御は、具体的には、各ＥＶＰＳの充放電器の充電実行量に対する制限量、放電実行量に対する制限量を調整することにより達成されてよい。そのために、各ＥＶＰＳと、更に好ましくは、プロバイダに於いて、各ＥＶＰＳに於ける充電実行量に対する制限量、放電実行量に対する制限量を制御するための構成が、以下の如く設けられる。なお、以下に説明される図１（Ｂ）、図１（Ｃ）の各部の構成及び作動は、各ＥＶＰＳ及びプロバイダのそれぞれに制御装置として設けられたコンピュータ装置のプログラムに従った作動により実現されてよい。コンピュータ装置は、通常の形式の、双方向コモン・バスにより相互に連結されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有するコンピュータ及び駆動回路を含んでいてよい。
具体的には、まず、図１（Ｂ）を参照して、各ＥＶＰＳに於いては、充電要求量入力部、放電要求量入力部、充電要求量合意演算部、放電要求量合意演算部、投入電力量合意演算部、需要電力量合意演算部、充電制限量算出部、放電制限量算出部、充電実行量決定部、放電実行量決定部及び通信モジュールが設けられてよい。充電要求量入力部と放電要求量入力部は、それぞれ、ＥＶＰＳの使用者により、或いは、充放電器に接続された蓄電池の蓄電状態に基づいて、充放電器に接続された蓄電池に対する充電要求量、放電要求量の入力を受け付けるよう構成される（各ＥＶＰＳに於いて、充電要求量に有意な値が与えられる場合には、放電要求量が０となり、放電要求量に有意な値が与えられる場合には、充電要求量が０となる。）。充電要求量合意演算部、放電要求量合意演算部、投入電力量合意演算部及び需要電力量合意演算部は、それぞれ、後に説明される如く、ＥＶＰＳとプロバイダＭＧＰをエージェントとしたマルチエージェントシステムの平均合意演算の手法により、通信モジュールを介して隣接するエージェント（ＥＶＰＳ又はプロバイダ）との間にて、各充放電器に於ける充電要求量及び放電要求量、プロバイダの提供する投入電力量（発電設備ＰＶの発電量と系統電力網からの受電量の和）の計画値及び需要電力量についての情報を送受信して、全充放電器に於ける充電要求量の総和、全充放電器に於ける放電要求量の総和、投入電力量（発電設備ＰＶの発電量と系統電力網からの受電量の和）の計画値、需要電力量を、それぞれ、全エージェント数で割って得られる値を合意値として算出するよう構成される。充電制限量算出部と放電制限量算出部とは、それぞれ、充電要求量合意演算部、放電要求量合意演算部、投入電力量合意演算部及び需要電力量合意演算部にてそれぞれ得られた合意値を用いて、充電実行量に対する制限量（充電制限量）、放電実行量に対する制限量（放電制限量）を算出するよう構成される。そして、充電実行量決定部、放電実行量決定部は、充電制限量と放電制限量とを超えない範囲で、充電要求量又は放電要求量を達成できるように充電実行量又は放電実行量とを決定するよう構成される。
一方、プロバイダＭＧＰに於いては、図１（Ｃ）を参照して、投入電力量計画値設定部、需要電力量検出部、充電要求量合意演算部、放電要求量合意演算部、投入電力量合意演算部、需要電力量合意演算部及び通信モジュールが設けられてよい。投入電力量計画値設定部は、プロバイダＭＧＰが任意の手法にて予め決定した投入電力量の計画値が設定されるよう構成される。需要電力量検出部は、既に触れた如く、マイクログリッド内の需要施設ＤＭに於ける消費電力量をスマートメータ等により計測した値を検出するよう構成される。充電要求量合意演算部、放電要求量合意演算部、投入電力量合意演算部及び需要電力量合意演算部は、上記のＥＶＰＳに於いて設けられた対応するものと同様に、マルチエージェントシステムの平均合意演算の手法により、通信モジュールを介して、隣接するエージェント（ＥＶＰＳ）との間にて、各充放電器に於ける充電要求量及び放電要求量、プロバイダの提供する投入電力量の計画値及び需要電力量についての情報を送受信して、それぞれの合意値を算出するよう構成される（投入電力量計画値は、投入電力量計画値設定部から与えられ、需要電力量は、需要電力量検出部から与えられる。）。
充放電器装置（ＥＶＰＳ）の充電制限量と放電制限量の制御処理過程
（１）マイクログリッドの電力網ＰＬに於ける電力量の管理
上記の電力送配電システム１に於けるプロバイダＭＧＰによるマイクログリッドの電力網ＰＬに流通する電力量の管理は、電力網ＰＬ内に流通する電力量を安定化させて、電力網ＰＬに接続された系統電力網の電力の安定性に影響を及ぼさないように、電力網ＰＬに流通する電力量が所定の条件（管理条件）を満たすように行われる。より具体的には、一つの管理条件として、例えば、電力網ＰＬに対して投入される発電設備ＰＶにて発電された電力量と系統電力網から受電する電力量の和（投入電力量）が、予め設定した計画値に対して適宜設定された誤差の範囲内に収まるように管理されること、即ち、電力網ＰＬに対する投入電力量Ｐactは、計画値Ｐplanに対して、下記の条件を満足するように管理されることが、設定されてよい。
Figure 0007259825000001
 ここで、ａ（％）は、計画値Ｐplanに対する投入電力量Ｐactの許容可能な誤差である。
また、別の管理条件としては、電力網ＰＬに於ける需給バランスが所定の範囲内に収められることが設定されてよい。特に、需給バランスｂを、
（マイクログリッド内にて消費又は吸収される電力量）／（マイクログリッド内にて投入又は放出される電力量）
と定義した場合、需給バランスｂは、下記の条件を満足するように管理されてよい。
ｂｌｏｗ≦ｂ≦ｂｈｉｇｈ …（２）
ここで、ｂｌｏｗ、ｂｈｉｇｈは、需給バランスｂは、許容可能な下限値と上限値である。なお、簡単のため、ｂについての許容可能な誤差を式（１）のａ（％）と同じとすると、式（２）の条件は、
Figure 0007259825000002
 となる。また、本実施形態の電力送配電システム１に於いては、複数のＥＶＰＳのいくつかは、蓄電池の充電により、電力網ＰＬから電力を吸収し、複数のＥＶＰＳの他のいくつかは、蓄電池の放電により、電力網ＰＬへ電力を放出することとなる。その場合、需給バランスｂは、投入電力量Ｐact、需要電力量ＰDemand、各ＥＶＰＳの充電要求量Ｐi Chg、放電要求量Ｐi Disとを用いて、
Figure 0007259825000003
 により表わされる。ここに於いて、Ｎは、電力網ＰＬに接続されているＥＶＰＳの数である。
（２）充放電器装置（ＥＶＰＳ）の充電制限量と放電制限量の設定
電力送配電システム１に於いて、上記の如く、各ＥＶＰＳの充放電器が、それぞれに接続された蓄電池（図示せず）を電力網ＰＬへ接続して、蓄電池の充電又は放電を実行するところ、「背景技術」、「発明の概要」の欄に於いて既に触れた如く、各充放電器に於ける充電又は放電が無制限に実行されてしまうと、電力網ＰＬの電力が不安定化し、更に、電力網ＰＬの接続された系統電力網にも影響が及ぶことがある。そのような状況を回避すべく、各ＥＶＰＳの充放電器に於ける充電実行量に対する制限量（充電制限量）又は放電実行量に対する制限量（放電制限量）が設定される。
具体的には、充電制限量については、電力網ＰＬ内にて充電に利用可能な電力量の総量が大きいほど、各ＥＶＰＳに於いて許容可能な充電実行量は大きくなる。そして、全ＥＶＰＳの放電要求量が大きくなると、電力網ＰＬ内にて充電に利用可能な電力量の総量は、大きくなるので、結局、各ＥＶＰＳに於いて許容可能な充電実行量、即ち、充電制限量は、全ＥＶＰＳの放電要求量が大きくほど、大きくなるよう設定されてよい。また、電力網ＰＬ内に於いて要求されている充電量（充電要求量）が大きいほど、各ＥＶＰＳに割り当てることのできる電力量が小さくなるので、各ＥＶＰＳに於いて許容可能な充電実行量、即ち、充電制限量は、は小さく設定されてよい。そして、ここで、各ＥＶＰＳに割り当てる許容可能な充電実行量を各ＥＶＰＳの充電要求量に比例するように配分するとした場合には、充電制限量は、
（各ＥＶＰＳの充電要求量Ｐi Chg）×（電力網ＰＬ内の充電可能な電力量）／（電力網ＰＬ内の全ＥＶＰＳの充電要求量の総計） …（３）
に設定されてよい。
上記の式（３）に於いて、電力網ＰＬ内の充電可能な電力量は、
Figure 0007259825000004
 にて与えられる。ここで、
Figure 0007259825000005
 従って、各ＥＶＰＳの充電制限量Ｐi ChgLimitは、下記の如く、与えられてよい。
Figure 0007259825000006
 （ΣＰi Chg＝０のとき、Ｐi ChgLimit←０が設定される。）
放電制限量については、電力網ＰＬ内にて放電可能な電力量の余裕が大きいほど、各ＥＶＰＳに於いて許容可能な放電実行量は大きくなる。そして、全ＥＶＰＳの充電要求量が大きくなると、電力網ＰＬ内にて放電可能な電力量の余裕は、大きくなるので、結局、各ＥＶＰＳに於いて許容可能な放電実行量、即ち、放電制限量は、全ＥＶＰＳの充電電要求量が大きくほど、大きくなるよう設定されてよい。また、電力網ＰＬ内に於いて要求されている放電電量（放電電要求量）が大きいほど、各ＥＶＰＳに割り当てることのできる電力量が小さくなるので、各ＥＶＰＳに於いて許容可能な放電実行量、即ち、放電制限量は、は小さく設定されてよい。そして、ここで、各ＥＶＰＳに割り当てる許容可能な放電実行量を各ＥＶＰＳの放電要求量に比例するように配分するとした場合には、放電制限量は、
（各ＥＶＰＳの充電要求量Ｐi Dis）×（電力網ＰＬ内の放電可能な電力量）／（電力網ＰＬ内の全ＥＶＰＳの放電要求量の総計） …（４）
に設定されてよい。
ただし、放電制限量を設定する場合には、管理条件を順守したいときには、式（２ａ）の需給バランスｂの条件を満たす必要があるので、その要請から、電力網ＰＬ内の放電可能な電力量ΣＰi DisLimitは、下記の条件を満たすように設定されてよい。：
Figure 0007259825000007
 そうすると、電力網ＰＬ内の放電可能な電力量ΣＰi DisLimitは、
Figure 0007259825000008
 にて与えられる。ここで、
Figure 0007259825000009
 従って、充電制限量Ｐi DisLimitは、負にならないように下記の如く、与えられてよい。
Figure 0007259825000010
 （ΣＰi Dis＝０のとき、Ｐi DisLimit←０が設定される。）
（３）マルチエージェントシステムの平均合意演算による合意値の算出
上記の各ＥＶＰＳに於ける充電制限量と放電制限量とは、投入電力量計画値Ｐplan、需要電力量ＰDemand、全充電器の充電要求量の総計ΣＰi Chg、放電要求量の総計ΣＰi Disが得られれば、各ＥＶＰＳに於いて算出可能である。この点に関し、既に触れた如く、ＥＶＰＳとプロバイダＭＧＰとの間の通信ネットワークに於いて、ＥＶＰＳとプロバイダＭＧＰとエージェントとしたマルチエージェントシステムを構成し、各ＥＶＰＳとプロバイダＭＧＰに於いて、投入電力量計画値Ｐplan、需要電力量ＰDemand、充電要求量Ｐi Chg、放電要求量Ｐi Disの各々を状態量としたマルチエージェントシステムの平均合意演算、即ち、各エージェントが隣接するエージェントのそれぞれの状態量を参照しながら、自身の状態量と隣接するエージェントの状態量との差分を低減するように、自身の状態量を更新する演算、を実行することにより、各ＥＶＰＳとプロバイダＭＧＰは、それぞれ独立に、投入電力量計画値Ｐplan、需要電力量ＰDemand、全充電器の充電要求量の総計ΣＰi Chg、放電要求量の総計ΣＰi Disのそれぞれを全エージェントの数で割って得られる値を得ることができる。そうすると、式（３ｃ）、（４ｄ）の式の分子、分母のそれぞれを全エージェントの数で割って得られる値が得られるところ、それらの分子、分母に対応する演算値の両方に於いて、全エージェントの数は除数となっているので、各ＥＶＰＳに於ける充電制限量と放電制限量に於いて消去され、結局、上記のマルチエージェントシステムの平均合意演算の処理により、各ＥＶＰＳは、それぞれの充電制限量と放電制限量を算出することが可能となる。
本実施形態に於けるマルチエージェントシステムの平均合意演算処理では、具体的には、演算は、下記の状態ベクトルｑｉの変数のそれぞれについて実行されてよい。
ｑｉ＝［ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４］
ここで、ｉは、ＥＶＰＳの符号１～Ｎと、プロバイダｐであり、ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４は、それぞれ、投入電力量計画値、需要電力量、充電要求量、放電要求量を初期値とした演算値である。そして、状態ベクトルｑｉの初期値は、下記の如く与えられる。
ｑｐ＝［Ｐplan，ＰDemand，０，０］
ｑ１＝［０，０，Ｐ1 Chg，Ｐ1 Dis］
ｑ２＝［０，０，Ｐ2 Chg，Ｐ2 Dis］
…
ｑＮ＝［０，０，ＰN Chg，ＰN Dis］
なお、各ＥＶＰＳについて、Ｐi Chg＞０のときには、Ｐｉ Dis＝０であり、Ｐｉ Dis＞０のときには、Ｐi Chg＝０である。そして、上記の初期値ベクトルを用いて、平均合意演算を実行すると、各ＥＶＰＳとプロバイダに於いて、状態ベクトルｑｉは、下記のベクトルに収束することとなる。
Figure 0007259825000011
 収束条件は、例えば、微小量ε（例えば、０．０１など）について
｜ｘ１k+1－ｘ１k｜／｜ｘ１k+1｜＜ε …（５ａ）
が成立したときであってよい（ｘ１kは、kサイクル目の状態変数）。かくして、各ＥＶＰＳとプロバイダにて、状態ベクトルｑｉの収束値が得られると、各ＥＶＰＳは、式（３ｃ）、（４ｄ）を用いて、充電制限量又は放電制限量を算出することとなる。なお、プロバイダは、Ｐplan，ＰDemandの値を知っているので、状態ベクトルｑｉの収束値から電力網に於けるＥＶＰＳの接続数Ｎを検出できることとなる。
既に述べた如く、上記のマルチエージェントシステムの平均合意演算の処理の実行に於いては、各ＥＶＰＳとプロバイダとは、直接に情報を受信する他のエージェントは少なくとも一つでよく、その他のエージェントの情報は、直接に情報を受信するエージェントを介して伝達されるようになっていればよい。従って、本実施形態に於いては、各ＥＶＰＳとプロバイダの受信する情報の数は、大幅に低減され（最低１つ）、全てのＥＶＰＳとプロバイダとから情報を受信して演算する場合に比して、通信処理と演算処理の負荷が大幅に軽減されることが期待される。
（４）制御処理の流れ
各ＥＶＰＳに於ける充電制限量と放電制限量の制御処理に於いては、適時、マルチエージェントシステムの平均合意演算を実行し、各ＥＶＰＳに於ける充電制限量と放電制限量が更新されるようになっていてよい。図２を参照して、制御処理に於いては、具体的には、まず、合意演算処理を開始するか否かの判定が為され（ステップ１）、開始する条件が成立したときに、合意演算処理が開始される。合意演算処理は、例えば、任意に設定されてよい所定の時間経過毎、電力網に於けるＥＶＰＳの数若しくは蓄電池の接続されたＥＶＰＳの数が変わる毎、或いは、ＥＶＰＳの充電要求量又は放電要求量が変わる毎などに、反復して開始されてよい。合意演算処理が開始されると、まず、隣接するＥＶＰＳ（隣接とは、直接通信を行うＥＶＰＳ又はＭＧＰであってよく、必ずしも距離的に隣接していなくてもよい。）と状態ベクトル値の送受信を実行する（ステップ２）。次いで、受信した状態ベクトル値を用いて、自身の状態ベクトル値と受信した状態ベクトル値との差分が低減するように自身の状態ベクトル値を更新する演算が実行される（ステップ３）。かくして、得られた更新された状態ベクトル値が収束条件（５ａ）を満たすか否かが判定され（ステップ４）、状態ベクトルに於ける全ての変数について、収束条件（５ａ）が満たされるまで、ステップ２～４が繰返されることとなる。そして、収束条件（５ａ）が満たされると、上記の式（３ｃ）、（４ｄ）などを用いて、各充放電器の充電制限量と放電制限量が算出される。
上記の如く、各ＥＶＰＳに於いて、充電制限量又は放電制限量が算出されると、充電要求量又は放電要求量と比較され、値の小さい方が実行量として選択され、蓄電池の充電又は放電が実行される。
計算例
図３（Ａ）に例示されているグラフを構成しているＥＶＰＳとプロバイダに於いて、図示の如く、初期値を与えて、マルチエージェントシステムの平均合意演算のシミュレーションを実行した。図３（Ｂ）は、投入電力量計画値Ｐplan、需要電力量Ｐdemand、充電要求量Ｐi Chg、放電要求量Ｐi Disの状態ベクトルの変化を示している。図示の如く、投入電力量計画値、需要電力量、充電要求量及び放電要求量のいずれもそれぞれ、合意値Ｐplan_C、Ｐplan_C、ＰChg_C、ＰDis_Cに達することが確認された。また、図４（Ａ）、（Ｂ）は、合意値を用いて算出した充電制限量Ｐi ChgLimitと、放電制限量Ｐi DisLimitとを示している。図示の如く、いずれの充電制限量Ｐi ChgLimit、放電制限量Ｐi DisLimitも一定値に安定した。これにより、本実施形態の手法により、各充放電器にの充電制限量と放電制限量とが算出できることが示された。
以上の説明は、本発明の実施の形態に関連してなされているが、当業者にとつて多くの修正及び変更が容易に可能であり、本発明は、上記に例示された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の概念から逸脱することなく種々の装置に適用されることは明らかであろう。
本実施形態に於いて利用される充放電器装置は、ＥＶＰＳに限らず、任意の形式の蓄電池の電力網に対する充放電が可能な装置であってよい。

Claims (18)

  1. 電力網と該電力網に接続された複数の充放電器装置とを含む電力送配電システムにして、前記充放電器装置の充放電器の各々は蓄電池が接続されると、前記電力網から該蓄電池への充電又は該蓄電池から前記電力網への放電を実行するよう構成され、更に、前記充放電器装置の各々に於いて少なくとも一つの他の前記充放電器装置に於ける充電要求量及び放電要求量の情報を受信する通信手段が設けられたシステムに於ける前記充放電器装置の各々に於ける充電可能な電力量及び放電可能な電力量を制御する方法であって、
    前記充放電器装置の各々に於いて、自身の充電要求量及び放電要求量と、前記通信手段を通じて取得される前記少なくとも一つの他の前記充放電器装置の充電要求量及び放電要求量の情報とを用いて、前記充放電器装置の各々をエージェントとしたマルチエージェントシステムの平均合意演算に従って、前記電力網に接続されている前記充放電器装置の全ての充電要求量の総計及び放電要求量の総計をエージェント数で除して得られる合意値をそれぞれ算出する過程と、
    前記充放電器装置の各々に於いて、前記充電要求量及び放電要求量の前記合意値に基づいて、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する過程と
    を含み、
    前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する過程に於いて、前記電力網に於いて流通する電力量についての管理条件が満たされるように、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する方法。
  2. 請求項１の方法であって、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する過程に於いて、前記充放電器装置の全ての充電要求量の合意値が大きいときには、前記充放電器装置の全ての充電要求量の合意値が小さいときに比して、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量が小さく設定され、前記充放電器装置の全ての放電要求量の合意値が大きいときには、前記充放電器装置の全ての放電要求量の合意値が小さいときに比して、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量が大きく設定される方法。
  3. 請求項１又は２の方法であって、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する過程に於いて、前記充放電器装置の全ての充電要求量の合意値が大きいときには、前記充放電器装置の全ての充電要求量の合意値が小さいときに比して、前記充放電器装置の各々の放電実行量に対する制限量が大きく設定され、前記充放電器装置の全ての放電要求量の合意値が大きいときには、前記充放電器装置の全ての放電要求量の合意値が小さいときに比して、前記充放電器装置の各々の放電実行量に対する制限量が小さく設定される方法。
  4. 請求項１の方法であって、前記電力送配電システムが前記電力網に於ける電力量を管理する管理装置を含み、前記管理装置が前記電力網に電力を供給する発電設備又は系統電力網の少なくとも一方から前記電力網内へ投入される投入電力量の計画値を設定し、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する過程に於いて、前記投入電力量が前記計画値に対して設定される管理条件が満たされるように前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する方法。
  5. 請求項４の方法であって、前記管理装置が前記電力網内に於ける需要電力量を検出し、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する過程に於いて、前記投入電力量と前記需要電力量に対して設定される管理条件が満たされるように前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する方法。
  6. 請求項４又は５の方法であって、前記電力網に接続されている前記充放電器装置の全ての充電要求量及び放電要求量の合意値を算出する過程に於いて、前記管理装置が前記マルチエージェントシステムの平均合意演算に於けるエージェントとして用いられている方法。
  7. 請求項５を引用する請求項６の方法であって、
    前記電力送配電システムに於いて、前記管理装置が少なくとも一つの前記充放電器装置に対して前記投入電力量の計画値、前記需要電力量の情報を送信する通信手段と、前記充放電器装置の各々に於いて、少なくとも一つの他の前記充放電器装置から前記投入電力量の計画値、前記需要電力量の情報を受信する通信手段とが設けられ、
    前記充放電器装置の各々と前記管理装置とをエージェントとしたマルチエージェントシステムの平均合意演算に従って、前記充放電器装置の各々と前記管理装置とに於いて前記投入電力量の計画値及び前記需要電力量を前記エージェントの数で除して得られる合意値をそれぞれ算出する過程を含み、
    前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する過程に於いて、前記充放電器装置の各々に於いて、前記充電要求量及び放電要求量の前記合意値と、更に、前記投入電力量の計画値及び前記需要電力量の前記合意値とに基づいて、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する方法。
  8. 請求項１乃至７のいずれかの方法であって、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する過程に於いて、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量が、
    （各充放電器装置の充電要求量）×（前記電力網内の充電可能な電力量）／（前記電力網内の全充放電器装置の充電要求量の総計）
    に設定される方法。
  9. 請求項１乃至８のいずれかの方法であって、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する過程に於いて、前記充放電器装置の各々の放電実行量に対する制限量が、
    （各充放電器装置の放電要求量）×（前記電力網内の放電可能な電力量）／（前記電力網内の全充放電器装置の放電要求量の総計）
    に設定される方法。
  10. 電力網と該電力網に接続された複数の充放電器装置とを含む電力送配電システムにして、前記充放電器装置の充放電器の各々は蓄電池が接続されると、前記電力網から該蓄電池への充電又は該蓄電池から前記電力網への放電を実行するよう構成され、更に、前記充放電器装置の各々に於いて少なくとも一つの他の前記充放電器装置に於ける充電要求量及び放電要求量の情報を受信する通信手段が設けられたシステムの前記充放電器装置の各々に於ける充電可能な電力量及び放電可能な電力量の制御システムであって、
    前記充放電器装置の各々に於いて、
    自身の充電要求量及び放電要求量と、前記通信手段を通じて取得される前記少なくとも一つの他の前記充放電器装置の充電要求量及び放電要求量の情報とを用いて、前記充放電器装置の各々をエージェントとしたマルチエージェントシステムの平均合意演算に従って、前記電力網に接続されている前記充放電器装置の全ての充電要求量の総計及び放電要求量の総計をエージェント数で除して得られる合意値をそれぞれ算出する要求量合意値算出手段と、
    前記充電要求量及び放電要求量の前記合意値に基づいて、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御する充放電制限量制御手段と
    を含み、
    前記充放電制限量制御手段が、前記電力網に於いて流通する電力量についての管理条件が満たされるように、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御するよう構成されているシステム。
  11. 請求項１０のシステムであって、前記充放電制限量制御手段が、前記充放電器装置の全ての充電要求量の合意値が大きいときには、前記充放電器装置の全ての充電要求量の合意値が小さいときに比して、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量を小さく設定し、前記充放電器装置の全ての放電要求量の合意値が大きいときには、前記充放電器装置の全ての放電要求量の合意値が小さいときに比して、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量を大きく設定するよう構成されているシステム。
  12. 請求項１０又は１１のシステムであって、前記充放電制限量制御手段が、前記充放電器装置の全ての充電要求量の合意値が大きいときには、前記充放電器装置の全ての充電要求量の合意値が小さいときに比して、前記充放電器装置の各々の放電実行量に対する制限量を大きく設定し、前記充放電器装置の全ての放電要求量の合意値が大きいときには、前記充放電器装置の全ての放電要求量の合意値が小さいときに比して、前記充放電器装置の各々の放電実行量に対する制限量を小さく設定するよう構成されているシステム。
  13. 請求項１０のシステムであって、前記電力送配電システムが前記電力網に於ける電力量を管理する管理装置を含み、前記管理装置が前記電力網に電力を供給する発電設備又は系統電力網の少なくとも一方から前記電力網内へ投入される投入電力量の計画値を設定し、前記充放電制限量制御手段が、前記投入電力量が前記計画値に対して設定される管理条件が満たされるように前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御するよう構成されているシステム。
  14. 請求項１３のシステムであって、前記管理装置が前記電力網内に於ける需要電力量を検出し、前記充放電制限量制御手段が、前記投入電力量と前記需要電力量に対して設定される管理条件が満たされるように前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御するよう構成されているシステム。
  15. 請求項１３又は１４のシステムであって、前記要求量合意値算出手段が、前記管理装置を前記マルチエージェントシステムの平均合意演算に於けるエージェントとして用いているシステム。
  16. 請求項１４を引用する請求項１５のシステムであって、
    前記電力送配電システムに於いて、前記管理装置が少なくとも一つの前記充放電器装置に対して前記投入電力量の計画値、前記需要電力量の情報を送信する通信手段と、前記充放電器装置の各々に於いて、少なくとも一つの他の前記充放電器装置から前記投入電力量の計画値、前記需要電力量の情報を受信する通信手段とが設けられ、
    前記充放電器装置の各々と前記管理装置とに於いて、
    前記充放電器装置の各々と前記管理装置とをエージェントとしたマルチエージェントシステムの平均合意演算に従って、前記充放電器装置の各々に於いて前記投入電力量の計画値及び前記需要電力量を前記エージェントの数で除して得られる合意値をそれぞれ算出する投入電力量及び需要電力量合意値算出手段を含み、
    前記充放電制限量制御手段が、前記充電要求量及び放電要求量の前記合意値と、更に、前記投入電力量の計画値及び前記需要電力量の前記合意値とに基づいて、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量と放電実行量に対する制限量とを制御するよう構成されているシステム。
  17. 請求項１０乃至１６のいずれかのシステムであって、前記充放電制限量制御手段が、前記充放電器装置の各々の充電実行量に対する制限量を、
    （各充放電器装置の充電要求量）×（前記電力網内の充電可能な電力量）／（前記電力網内の全充放電器装置の充電要求量の総計）
    に設定するよう構成されているシステム。
  18. 請求項１０乃至１７のいずれかのシステムであって、前記充放電制限量制御手段が、前記充放電器装置の各々の放電実行量に対する制限量を、
    （各充放電器装置の放電要求量）×（前記電力網内の放電可能な電力量）／（前記電力網内の全充放電器装置の放電要求量の総計）
    に設定するよう構成されているシステム。
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