JP7288356B2 - 電力ネットワークシステム - Google Patents

Description

本発明は、直流マイクログリッド（ＤＣマイクログリッド）多ポートの双方向の電力変換ＩＦをもつ電力ルータを用いて構築された、柔軟な電力融通が可能な電力ネットワークシステムに関する。

近年、地球温暖化問題の対応のため、再生可能エネルギー（以下、再エネともいう）電源の導入が加速している。たとえば、国連気候変動枠組条約第２４回締約国会議（ＣＯＰ２４）では、世界の平均気温の目標が設定され、再エネ電源の導入は世界的な流れとなっている。一方で、周波数安定化制約のため、現状の電力系統のままでは、変動が大きく同期化力(ＧＦ、ＬＦＣ等)を持たない再エネの導入比率を上げると、大規模停電などの障害を引き起こす懸念がある。そこで近年、以下の提案がされている。

特許文献１や非特許文献１には、再生可能エネルギーの大量導入を可能とするために、複数の地産地消のマイクログリッドをベースとして、非同期にマイクログリッド同士を接続して、過不足を融通しあうシステムとその機器として電力ルータ（いわゆるデジタルグリッドルーター）が提案されている。

また、別に、再エネ電源・ＥＶの大量導入を想定した場合に、電力融通を効率化するため、インタフェースをＤＣとした電力ルータとして３ポート電力ルータも提案されている。

特開２０１１－０６１９７０号公報 国際公開第２０１４／０３３８９２号 阿部力也ほか２名著、"Digital Grid: Communicative Electrical Grids of the future" "IEEE Transactions on Smart Grid" Volume: 2 , Issue: 2 , June 2011.

上記文献などに記載された電力ルータによって、融通電力の柔軟な制御が可能となり、電力メッシュネットワークの構築がますます現実味を帯びてきている。このような電力メッシュネットワークでは、活発な電力取引が行われることが容易に想定される。

電力取引に関連する技術としては、たとえば特許文献２には、電力融通の際に、送電ロス以外の具体的な電力融通、流通の効果を表現する指標を用いた電力融通ルートの作成方法が提案されている。

しかしながら、従来の融通電力の融通経路最適化だけでは、送電損の低減効果が小さいという問題がある。

そこで本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、従来よりも送電損の低減効果が高い融通電力の融通経路最適化を実現できる電力ネットワークシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、一実施形態に記載された電力ネットワークシステムは、複数の電力端子を含み、該複数の電力端子を流通する電力を双方向に電力変換する電力変換器と電力を供給または消費する電力装置とをそれぞれ有する複数の電力グリッドと、前記電力端子を介して前記複数の電力グリッド間で成立した電力取引にかかる融通電力を流通可能なように前記複数の電力グリッドを接続する電力線路と、前記複数の電力グリッド間における電力の融通を管理する電力融通管理サーバとを備えた電力ネットワークシステムにおいて、前記複数の電力グリッドの電力変換器は、それぞれ、前記電力端子を流通する電力量を測定する電力測定部と、前記複数の電力端子のそれぞれにおける電力量が指定の値となるように前記電力変換器を制御する電力制御部と、前記電力融通管理サーバと通信する通信部とを有し、前記電力融通管理サーバは、２つの前記電力グリッド間で電力取引が成立したときに、電力ネットワークシステムのネットワーク構成において、電線容量余裕を最大化させることを制約条件として、送電路損失と電力変換損失とを最小化させる最適な電力端子の組み合わせからなる経路を選択する、制約条件つき最適化問題を解くことにより、前記成立した電力取引の主体となる電力グリッド以外を含む電力グリッドを電力融通の主体とし、該主体間で電力融通する電力量を決定する最適化計算部と、前記最適化計算部で決定した電力融通の主体となる電力グリッドと、融通する電力量とに基づいて、前記複数の電力グリッドにおける各電力端子の電力量とその電力を流通する電力線路の組み合わせを制御する指示をする電力融通指示部とを有することを特徴とする。

本実施形態にかかる電力ネットワークシステムの電力ネットワーク構成例を示す図である。 本実施形態にかかる電力グリッドの一構成例を示す図である。 電力グリッド内の電力制御部の構成例を示す図である。 本実施形態にかかる電力グリッドの他の構成例を示す図である。 本実施形態の電力融通管理サーバの構成例を示す図である。 電力融通管理サーバの電力取引データベースの構成例を示す図である。 電力融通管理サーバの電力網特性データベースの構成例を示す図である。 電力融通管理サーバのスマートメータデータベースの構成例を示す図である。 電力取引が成立した時の電力融通管理サーバおよび電力グリッドの動作例を示すフローチャートである。 本実施形態にかかる電力ネットワークシステムにおける電力取引にかかる電力融通を説明する図である。 従来の電力ネットワークシステムにおける電力取引にかかる電力融通を説明する図である。

１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。

［１］複数の電力端子（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）を含み、該複数の電力端子（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）を流通する電力を双方向に電力変換する電力変換器と電力を供給または消費する電力装置とをそれぞれ有する複数の電力グリッド（Ｎ）と、前記電力端子（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）を介して前記複数の電力グリッド（Ｎ）間で成立した電力取引にかかる融通電力を流通可能なように前記複数の電力グリッド（Ｎ）を接続する電力線路（Ｐ）と、前記複数の電力グリッド（Ｎ）間における電力の融通を管理する電力融通管理サーバ（Ｓ）とを備えた電力ネットワークシステムにおいて、前記複数の電力グリッド（Ｎ）の電力変換器は、それぞれ、
前記電力端子（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）を流通する電力量を測定する電力測定部（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）と、
前記複数の電力端子（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）のそれぞれにおける電力量が指定の値となるように前記電力変換器を制御する電力制御部（１４）と、
前記電力融通管理サーバ（Ｓ）と通信する通信部（１３）とを有し、
前記電力融通管理サーバ（Ｓ）は、
２つの前記電力グリッド（Ｎ）間で電力取引が成立したときに、電力ネットワークシステムのネットワーク構成において、電線容量余裕を最大化させることを制約条件として、送電路損失と電力変換損失とを最小化させる最適な電力端子の組み合わせからなる経路を選択する、制約条件つき最適化問題を解くことにより、前記成立した電力取引の主体となる電力グリッド（Ｎ）以外を含む電力グリッド（Ｎ）を電力融通の主体とし、該主体間で電力融通する電力量とその電力を流通する電力線路の組み合わせを決定する最適化計算部（７２）と、
前記最適化計算部（７２）で決定した電力融通の主体となる電力グリッド（Ｎ）と、融通する電力量とに基づいて、前記複数の電力グリッド（Ｎ）における各電力端子（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）の電力量を制御する指示をする電力融通指示部（７２）とを有することを特徴とする電力ネットワークシステム。

［２］前記複数の電力グリッドの電力装置は、発電所を含まなくてもよい。

［３］前記電力融通管理サーバは、ブロックチェーンネットワークにおけるスマートコントラクト上において分散システムとして実装されていてもよい。

［４］前記最適化計算部は、電力変換器効率の非線形性に対応する計算を実行してもよい。

［５］前記電力グリッドはそれぞれ、前記複数の電力端子として少なくとも３つの電力端子を有し、前記複数の電力グリッドとして少なくとも４つの電力グリッドが接続されていてもよい。

［６］前記電力測定部は、前記光ファイバ温度センサとＤＬＲ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｌｉｎｅ Ｒａｔｉｎｇ）システムとをさらに含み、当該電力測定部に対応する電力端子に接続された前記電力線路における電線容量を動的に推定してもよい。

２．実施の形態の具体例
以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。

図１は、本実施形態にかかる電力ネットワークシステムの電力ネットワーク構成例を示す図である。本実施形態の電力ネットワークシステムは、図１に示すように、複数の電力グリッドＮ_１～Ｎ_７が電力線路Ｐ_１～Ｐ_１０によって相互に接続されたメッシュネットワークの形態で電力ネットワークを構成することができる。

本実施形態にかかる電力ネットワークシステムの各電力グリッドＮ_１～Ｎ_７は、図１に示す電力ネットワークとは別に、電力融通管理サーバ（図１には示されていない）と情報通信可能に接続されている。各電力グリッドＮ_１～Ｎ_７は、電力グリッドにおいて測定した各種測定値を電力融通管理サーバに送信するとともに、電力融通管理サーバからの指示に基づいて電力融通を実行する。

（電力グリッド）
まず、電力ネットワークシステムの各ノードを構成する電力グリッドについて説明する。図２は本実施形態にかかる電力グリッドの一構成例を示す図である。図３は電力グリッド内の電力制御部の構成例を示す図である。図２においては、電力の流通経路である電力線を実線で表し、情報の通信経路である通信線を破線で表している。

電力グリッドＮは、図２に示すように、複数の電力端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃを有する１つの電力ルータ１０に対してＤＣバス４０を介してＰＶ（Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｔｉｃ：太陽光発電）２１と、蓄電池２２と、交流負荷２３とが接続された構成を備えている。図１におけるＰＶ（Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｔｉｃ：太陽光発電）２１と、蓄電池２２と、交流負荷２３とは複数の電力装置の一例であるので、これらとは別の電力装置を接続することもできる。

電力ルータ１０は、電力変換器として機能することができる。電力ルータ１０は、複数の電力端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、ＤＣバス４０に接続された電力端子１５と、を有している。電力ルータ１０は、複数の電力端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１５のいずれかから入力された電力を変換していずれかから出力することができる。電力ルータ１０としては、双方向に電力変換する自励式電力変換器を電力変換器として用いた電力ルータを採用することができる。

複数の電力端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、電力線路を介して別の電力グリッドに接続される端子である。たとえば、図２の電力グリッドが図１の電力ネットワークシステムにおけるＮ１のノードに相当する場合、電力端子１１ａが電力線路Ｐ_１に接続され、電力端子１１ｂが電力線路Ｐ_１０に接続されることができる。

電力ルータ１０は、電力変換器における電力変換を制御することにより、複数の電力端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃにおける電力の流通量を制御することができる。電力ルータ１０は、複数の電力端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃのそれぞれに対応して設けられた電力測定部１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、電力融通管理サーバと通信可能に接続された通信部（Ｉ／Ｆ）１３と、電力測定部１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび通信部１３と通信可能に接続された電力制御部１４とを備えている。

電力測定部１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、対応する電力端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃのそれぞれを流通する電力量を測定する測定装置である。電力測定部１２ａ、１２ｂ、１２ｃにおいて測定する電力量としては、電圧、電流、電力潮流、位相などを測定することができる。

通信部１３は、電力融通管理サーバと通信する通信インタフェースである。通信部１３としては、たとえば５Ｇ通信などの無線通信規格に準拠した無線通信インタフェースを用いることができる。５Ｇ通信の通信規格に準拠した無線通信インタフェースを採用することによって、高速に情報収集し、制御指示を行うことができる。

電力制御部１４は、複数の電力端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃのそれぞれにおける電力の流通量が指定の値となるように電力変換器としての機能を制御することができる。電力制御部１４としては、プロセッサなどの制御装置を用いることができる。

電力制御部１４は、図３に示すように、スマートメータ情報取得部１４１と、情報送受信部１４２と、電力融通制御部１４３とを有することができる。スマートメータ情報取得部１４１は、電力測定部１２ａ、１２ｂ、１２ｃで測定した電力量を取得する。情報送受信部１４２は、スマートメータ情報取得部１４１で取得した電力量を電力融通管理サーバに送るとともに、電力融通管理サーバから電力融通の指示を受信する。電力融通制御部１４３は、電力融通管理サーバから受信した電力融通の指示に基づいて複数の電力端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃのそれぞれにおける電力の流通量が指定の値となるように制御する。

図４は本実施形態にかかる電力グリッドの他の構成例を示す図である。図２に示す電力グリッドＮでは、グリッド内のバス４０がＤＣバスで構成されているが、図４に示すようにグリッド内のバス４１をＡＣバスで構成してもよい。

（電力融通管理サーバ）
図５は、本実施形態の電力融通管理サーバの構成例を示す図である。図６は電力融通管理サーバの電力取引データベースの構成例を示す図である。図７は電力融通管理サーバの電力網特性データベースの構成例を示す図である。図８は電力融通管理サーバのスマートメータデータベースの構成例を示す図である。

電力融通管理サーバＳは、図５に示すように、通信インタフェースによって構成される通信部（Ｉ／Ｆ）５０と、記憶部６０と、ＣＰＵなどの制御装置で構成される制御部７０とを備えている。

通信部５０は、各電力グリッドＮの電力ルータ１０と通信する通信インタフェースである。通信部５０としては、たとえば５Ｇ通信などの無線通信規格に準拠した無線通信インタフェースを用いることができる。５Ｇ通信の通信規格に準拠した無線通信インタフェースを採用することによって、高速に情報収集し、制御指示を行うことができる。

記憶部６０は、電力取引データベース６１と、電力網特性データベース６２と、スマートメータデータベース６３とを有している。

電力取引データベース６１は、図６に示すように、取引テーブルと、経路テーブルを有している。取引テーブルは、成立した電力取引にかかる送信側と受信側の電力グリッドとその取引電力量とを示すデータが格納される。経路テーブルは、取引される電力が流通する流通経路を示すデータが格納される。取引テーブルは、たとえば、取引番号（取引Ｎｏ）に対して、電力取引における送信側（電力を融通する側）となる電力グリッドの識別子と、受信側（電力を融通される側）となる電力グリッドの識別子と、経路の番号（経路Ｎｏ）とが対応づけて格納される。経路テーブルは、たとえば、経路の番号（経路Ｎｏ）に対して、経路に含まれる電力線路の識別子と、その経路を流通する電力量とが対応づけて格納される。

電力網特性データベース６２は、図７に示すように、インピーダンス行列テーブルと、変換器損失テーブルとを有している。インピーダンス行列テーブルは、各電力線路の損失計算のためのデータが格納される。インピーダンス行列テーブルには、たとえば各電力線路の識別子とその電力線路のインピーダンス行列の値とが対応づけて格納される。

変換損失テーブルとは、電力グリッド内の電力変換器として機能する電力ルータ１０（図２参照）の送信損失と受信損失とを示すデータが格納される。たとえば、損失テーブルには、変換器である電力ルータの識別子と、その送信損失と受信損失とが対応づけて格納される。損失テーブルに格納される変換器の送信損失と受信損失としては電力に応じて変化する変換効率の特性曲線が別のテーブルに格納されており、格納された特性曲線を識別する識別子を格納することができる。

電力網特性データベース６２は、図７に示すデータテーブル以外にも、電力線路ごとの許容容量を格納することもできる。また、電力線路ごとの許容容量は、あらかじめ所定の値を格納しておいても良いが、電力グリッド内の電力測定部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに光ファイバ温度センサとＤＬＲシステムを設けて、これらで測定した値を測定した電力量と一緒に電力グリッドから送信させて、電力ネットワークの電線容量を動的に推定してもよい。

スマートメータデータベース６３は、各電力ルータ１０（図２参照）の電力測定部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ（図１０）のそれぞれで測定された電力量を示すデータが格納される。スマートメータデータベース６３には、たとえば図８に示すように、電力測定部の識別子とそこで測定された電圧、電流、電力潮流、位相とが対応づけて記憶される。

制御部７０は、情報通信部７１と、最適化計算部７２と、電力融通指示部７３とを有している。

情報通信部７１は、電力取引が成立したときに、電力グリッドと通信部５０を介して通信することにより、各種情報を取得することができる。具体的には、成立した電力取引情報、電力変換器が行う電力変換の大きさ・方向・開始終了時刻・損失、の情報を受信することができる。たとえば、電力測定部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ（図２参照）で測定した電力量を取得して、取得した電力量を最適化計算部７２に渡すとともに必要に応じて記憶部６０に格納する。

最適化計算部７２は、電力取引が成立したときに、電力ネットワークシステムのネットワーク構成において、最適な電力端子の組み合わせからなる経路を選択する最適化計算を行うことにより、成立した電力取引の主体となる電力グリッド以外を含む電力グリッドを電力融通の主体とし、その主体間で電力融通する電力量とその電力を流通する電力線路の組み合わせを計算して決定することができる。最適化計算部７２は、最適化計算の際に、電力線路における損失である送電路損失と、電力変換器における損失である電力変換損失と、電力線路に流通可能な電力容量の余裕を示す電線容量余裕とを算出することができる。送電路損失は、たとえば、取引にかかる電力量および測定した電力量と経路に含まれる電力線路のインピーダンス行列の値とに基づいて算出することができる。電力変換損失はたとえば、取引にかかる電力量および測定した電力量と経路に含まれる変換器の損失特性とに基づいて算出することができる。最適化計算部７２は、電力変換損失を計算する際に、電力変換器効率の非線形性に対応する計算を実行してもよい。電線容量余裕は、取引にかかる電力量および測定した電力量と経路に含まれる電力線路の許容容量とに基づいて算出することができる。

最適化計算部７２は、電力ネットワークシステムのネットワーク構成において、電力測定器で測定された電力量に基づいて、送電路損失と電力変換損失とを最小化させるとともに、電線容量余裕を最大化させる最適な経路を選択する。具体的には、電線容量余裕を最大化させることを制約条件として、送電路損失と電力変換損失とからなる損失関数を最小化する最適化問題を解くことにより最適な経路を選択することができる。最適な経路は、成立した電力取引の主体となる電力グリッドとは異なる電力グリッドが電力取引の主体となる経路を含むことができる。すなわち、取引主体の電力グリッドを交換することができる。取引主体の電力グリッドに交換するとは、具体的には、既に取引が成立している電力取引における融通電力の電力量を減らすとともに、今回成立した電力取引における融通電力の電力量も減らし、その代わりに新しい電力取引を成立させることによって実現できる。

最適化計算部７２では、取引主体の電力グリッドを交換することを含めて最適な経路を選択するので、取引主体の電力グリッドの交換をしない場合に比べて、電力融通に伴う損失低減効果が顕著になるとともに、電線容量の効率的な活用により電力ネットワーク構築における初期コストを減らすことができる。

電力融通指示部７３は、最適化計算部７２で決定した電力融通の主体となる電力グリッドと、融通する電力量とに基づいて、前記複数の電力グリッドにおける各電力端子の電力量を制御する指示をする。

電力融通管理サーバは、図５に示す構成に限定されず、ブロックチェーンネットワークにおけるスマートコントラクト上において分散システムとして実装することができる。ブロックチェーンを活用すると、可用性が高い分散システムを安価に実現可能することができる。

本実施形態電力ネットワークシステムは、図示しない電力取引サーバを備えていてもよい。この場合、この電力取引サーバをプラットフォームとして成立した電力取引を電力取引サーバから受け取ることによって、電力融通管理サーバＳは電力取引の成立の情報を取得することができる。
（電力取引成立時の動作）
以上に説明した電力ネットワークシステムにおける電力取引成立時の動作について説明する。図９は電力取引が成立した時の電力融通管理サーバおよび電力グリッドの動作例を示すフローチャートである。図１０は本実施形態の電力ネットワークシステムにおける電力取引にかかる電力融通を説明する図である。図１１は従来の電力ネットワークシステムにおける電力取引にかかる電力融通を説明する図である。図９において、Ｎのフローが電力グリッドの動作を示し、Ｓのフローが電力融通管理サーバの動作を示す。

ここでは、図１に示すネットワーク構成の電力ネットワークシステムにおいて、電力グリッドＮ３から電力グリッドＮ７へ電力量４ｋｗの電力取引（取引Ａ）が成立しており、この電力量を電力線路Ｐ２→Ｐ１→Ｐ１０の組み合わせからなる経路で電力融通している場合に、新たに、電力グリッドＮ６から電力グリッドＮ４へ電力量２ｋｗの電力取引（取引Ｂ）が成立したときの動作を例に挙げて説明する。

本実施形態の電力ネットワークシステムでは、電力融通サーバＳにおいて、電力グリッド間（Ｎ６からＮ４）の電力取引が成立したと判断されると、図９の電力融通の処理が開始される。電力融通サーバＳは、電力融通の処理が開始されると、まず図９に示すように、電力グリッドＮに対して必要情報を要求する（ステップＳ１）。必要情報は、電力グリッドの電力測定部１２ａ、１２ｂ、１２ｃで測定した電力量である。電力融通サーバＳは、少なくとも電力取引にかかる電力グリッドに対して必要情報を要求することができるが、電力取引にかかる電力グリッドＮ以外にも電力ネットワークシステムを構成するすべての電力グリッドＮに対して必要情報を要求してもよい。

電力グリッドＮは、電力融通サーバＳからの要求に応答して必要情報を送信する（ステップＳ２）。このとき、電力グリッドＮにおいて、情報送受信部１４２で受信した要求に基づいてスマートメータ情報取得部１４１が電力測定部１２ａ、１２ｂ、１２ｃで測定した電力量を取得し、情報送受信部１４２が取得した電力量を送ることによって、各電力端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃにおける電力量を必要情報として送ることができる。

電力融通サーバＳにおいて、最適化計算部７２は、最適な経路の選択を行うべく最適化計算を行う（ステップＳ３）。最適化計算の結果、図１０に示すように、既に成立している電力グリッドＮ_３から電力グリッドＮ_７へ４ｋｗの電力量で成立していた電力取引（取引Ａ）の取引電力量を２ｋｗに減らし（取引Ａ’に変更し）、その成立していた電力取引にかかる融通電力を流通していた電力線路Ｐ_２→Ｐ_１→Ｐ_１０の組み合わせからなる経路と同じ経路における融通電力量を４ｋｗから１ｋｗに減らし、同じ電力取引（取引Ａ’）の残りの１ｋｗの電力量を新たに電力線路Ｐ_５→Ｐ_７→Ｐ_９の組み合わせからなる経路で電力融通する。また、新たに、電力グリッドＮ_３から電力グリッドＮ_４へ２ｋｗの電力量の電力取引（取引Ｃ）が成立し、この電力量が電力線路Ｐ_３からなる経路で電力融通される。さらに、電力グリッドＮ_６から電力グリッドＮ_７へ２ｋｗの電力量の電力取引（取引Ｄ）が成立し、この電力量が電力線路Ｐ_９からなる経路で電力融通される。

電力融通サーバＳにおいて、電力融通指示部７３は、新たに成立した電力取引に基づいて、電力融通の対象となる電力グリッドに対して電力融通指示を行う（ステップＳ４）。

電力グリッドにおいて電力融通指示を受け取ると、電力融通制御部１４３が電力融通指示に基づいて電力変換器を制御することにより、電力融通を指示された電力線路に接続された各電力端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃを流通する電力量の制御を行う（ステップＳ５）。

ちなみに、従来の手法では、上記と同様に電力グリッドＮ_６から電力グリッドＮ_４へ２ｋｗの電力量を電力融通する電力取引が成立したときは、図１１に示すように、既に成立している電力グリッドＮ_２から電力グリッドＮ_７へ４ｋｗの電力量を電力融通する経路を変更せずに、電力グリッドＮ_６から電力グリッドＮ_４へ２ｋｗの電力量を電力融通するのに最適な経路を算出して電力融通が設定される。この場合は、電力線路Ｐ_２→Ｐ_１→Ｐ_１０に４ｋｗが流通するが、本実施形態の電力ネットワークシステムでは、同じ経路に１ｋｗのみが流通する。その代わりに流通する電力量が増加する電力線路もあるが、電力ネットワークシステム全体で見ると損失は低下しているし、電力線路の余裕容量も増加しているといえる。

１０ 電力ルータ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 電力端子
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 電力測定部
１３ 通信部
１４ 電力制御部
２１ ＰＶ（Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｔｉｃ：太陽光発電）
２２ 蓄電池
２３ 交流負荷
４０、４１ バス
１４１ スマートメータ情報取得部
１４２ 情報送受信部
１４３ 電力融通制御部
５０ 通信部（Ｉ／Ｆ）
６０ 記憶部
６１ 電力取引データベース
６２ 電力網特性データベース
６３ スマートメータデータベース
７０ 制御部
７１ 情報通信部
７２ 最適化計算部
７３ 電力融通指示部

Claims (6)

1. 複数の電力端子を含み、該複数の電力端子を流通する電力を双方向に電力変換する電力変換器と電力を供給または消費する電力装置とをそれぞれ有する複数の電力グリッドと、前記電力端子を介して前記複数の電力グリッド間で成立した電力取引にかかる融通電力を流通可能なように前記複数の電力グリッドを接続する電力線路と、前記複数の電力グリッド間における電力の融通を管理する電力融通管理サーバとを備えた電力ネットワークシステムにおいて、
   前記複数の電力グリッドの電力変換器は、それぞれ、
   前記電力端子を流通する電力量を測定する電力測定部と、
   前記複数の電力端子のそれぞれにおける電力量が指定の値となるように前記電力変換器を制御する電力制御部と、
   前記電力融通管理サーバと通信する通信部とを有し、
   前記電力融通管理サーバは、
   ２つの前記電力グリッド間で電力取引が成立したときに、電力ネットワークシステムのネットワーク構成において、電線容量余裕を最大化させることを制約条件として、送電路損失と電力変換損失とを最小化させる最適な電力端子の組み合わせからなる経路を選択する、制約条件つき最適化問題を解くことにより、前記成立した電力取引の主体となる電力グリッド以外を含む電力グリッドを電力融通の主体とし、該主体間で電力融通する電力量とその電力を流通する電力線路の組み合わせを決定する最適化計算部と、
   前記最適化計算部で決定した電力融通の主体となる電力グリッドと、融通する電力量とに基づいて、前記複数の電力グリッドにおける各電力端子の電力量を制御する指示をする電力融通指示部とを有することを特徴とする電力ネットワークシステム。
2. 前記複数の電力グリッドの電力装置は、発電所を含まないことを特徴とする請求項１に記載の電力ネットワークシステム。
3. 前記電力融通管理サーバは、ブロックチェーンネットワークにおけるスマートコントラクト上において分散システムとして実装されることを特徴とする請求項１または２に記載の電力ネットワークシステム。
4. 前記最適化計算部は、電力変換器効率の非線形性に対応する計算を実行することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電力ネットワークシステム。
5. 前記電力グリッドはそれぞれ、前記複数の電力端子として少なくとも３つの電力端子を有し、前記複数の電力グリッドとして少なくとも４つの電力グリッドが接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電力ネットワークシステム。
6. 前記電力測定部は、光ファイバ温度センサとＤＬＲシステムとをさらに含み、当該電力測定部に対応する電力端子に接続された前記電力線路における電線容量を動的に推定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電力ネットワークシステム。

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