JP7339808B2 - 電力管理装置、電力管理方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、電力管理装置、電力管理方法、及びプログラムに関する。

太陽光に対応する発電装置や蓄電池等のように電力を出力可能な電力出力装置を備える需要家において、発電装置にて発生される電力や蓄電池に蓄積されている電力が需要家施設内部にて必要とする電力に対して余剰となる場合がある。このよう余剰となった電力（余剰電力）を、電力会社や他の需要家施設への電力融通のために、商用電源の系統に逆潮流させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６－１５７４３８号公報

需要家施設によっては、例えば当初は導入していなかった電力出力装置を後から導入する場合があるが、この場合には以下のような不具合を生じる場合がある。つまり、発電装置や蓄電池等の電力出力装置が後において導入されることによっては、需要家施設の設備容量が増加する。一方、需要家施設に対応して設けられる柱状トランス等の変圧器は、当初に需要家施設に導入された設備容量に応じた定格容量のものが選定されている。このため、電力出力装置の導入により増加した需要家施設の設備容量が、変圧器の定格容量を超えてしまう場合がある。また、新規に設備を導入しようとするにあたり、導入しようとする設備の容量によっては、新規導入により送配電線容量を超えてしまうことで、導入が困難な場合がある。また、周囲の送配電線網の状況等により、当初からの設備のままであっても送配電線容量を超過する場合があり、設備の稼働が困難となるような場合もある。
このように需要家施設の設備容量が変圧器等の送配電設備の定格容量を超えてしまった場合には、送配電設備について、増加された需要家施設の設備容量に適合する定格容量を有するものに交換したり、契約電力を変更する手続を行うことが必要になる。しかしながら、需要家によっては、例えばこのような工事や手続を行わずに、すぐにでも新たに導入した電力出力装置を使用したいと考える。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、需要家施設の設備容量が送配電設備の定格容量を超えている状況のもとで、送配電設備の定格容量に応じた逆潮流が行われるようにすることを目的とする。

上述した課題を解決するための本発明の一態様は、送配電設備を介して商用電源の系統と接続され、電力出力装置と、前記電力出力装置から出力された直流による電力を交流に変換して出力する電力調整装置と、負荷とを備え、前記電力調整装置が出力する電力を、前記負荷に供給可能であるとともに、前記送配電設備を介して商用電源の系統に出力可能であり、前記電力調整装置を含む設備容量が前記送配電設備の定格容量よりも大きい需要家施設に対応する電力管理装置であって、少なくとも前記送配電設備の定格容量と前記負荷の負荷電力とに基づいて、前記電力調整装置から出力することが許容される上限出力容量を決定し、決定された上限出力容量を前記電力調整装置に設定する出力制御部を備える電力管理装置である。

また、本発明の一態様は、送配電設備を介して商用電源の系統と接続され、電力出力装置と、前記電力出力装置から出力された直流による電力を交流に変換して出力する電力調整装置と、負荷とを備え、前記電力調整装置が出力する電力を、前記負荷に供給可能であるとともに、前記送配電設備を介して商用電源の系統に出力可能であり、前記電力調整装置を含む設備容量が前記送配電設備の定格容量よりも大きい需要家施設に対応する電力管理装置における電力管理方法であって、少なくとも前記送配電設備の定格容量と前記負荷の負荷電力とに基づいて、前記電力調整装置から出力することが許容される上限出力容量を決定し、決定された上限出力容量を前記電力調整装置に設定する出力制御ステップを含む電力管理方法である。

また、本発明の一態様は、送配電設備を介して商用電源の系統と接続され、電力出力装置と、前記電力出力装置から出力された直流による電力を交流に変換して出力する電力調整装置と、負荷とを備え、前記電力調整装置が出力する電力を、前記負荷に供給可能であるとともに、前記送配電設備を介して商用電源の系統に出力可能であり、前記電力調整装置を含む設備容量が前記送配電設備の定格容量よりも大きい需要家施設に対応する電力管理装置としてのコンピュータを、少なくとも前記送配電設備の定格容量と前記負荷の負荷電力とに基づいて、前記電力調整装置から出力することが許容される上限出力容量を決定し、決定された上限出力容量を前記電力調整装置に設定する出力制御部として機能させるためのプログラムである。

以上説明したように、本発明によれば、需要家施設の設備容量が送配電設備の定格容量を超えている状況のもとで、送配電設備の定格容量に応じた逆潮流が行われるようになるという効果が得られる。

本実施形態の需要家施設における電気設備の導入事例の第１例を示す図である。 本実施形態の需要家施設における電気設備の導入事例の第２例を示す図である。 本実施形態の需要家施設における電気設備の導入事例の第３例を示す図である。 本実施形態の需要家施設における電気設備の導入事例の第４例を示す図である。 本実施形態における電力管理装置の構成例を示す図である。 本実施形態の電力管理装置が、導入事例の第１例による需要家施設の電気設備の構成に対応して、パワーコンディショナの出力調整のために実行する処理手順例を示すフローチャートである。 本実施形態の電力管理装置が、電気設備の導入事例の第４例による需要家施設において、パワーコンディショナの出力調整のために実行する処理手順例を示すフローチャートである。 本実施形態の電力管理装置が、電気設備の導入事例の第４例による需要家施設において、パワーコンディショナの出力調整のために実行する他の処理手順例を示すフローチャートである。

図１は、本実施形態の需要家施設１００における電気設備の導入事例の第１例を示している。需要家施設１００は、例えば、住宅、商業施設、あるいは産業施設などに該当する。また、需要家施設１００は、集合住宅における１戸であってもよい。

需要家施設１００には、一般送配電事業者側からの商用電源ＰＳが変圧器ＴＲ（送配電設備の一例）を介して供給される。
同図の需要家施設１００は、電気設備として、分電盤１０１、発電装置１０２、パワーコンディショナ（ＰＣＳ：Power Conditioning System）１０３（電力調整装置の一例）、負荷１０６を備える。また、電力管理装置２００を備える。

分電盤１０１は、変圧器ＴＲ、パワーコンディショナ１０３、負荷１０６の電力結合点となる。分電盤１０１は、変圧器ＴＲを経由して商用電源ＰＳの系統から供給された電力を、負荷１０６に供給することができる。また、分電盤１０１は、パワーコンディショナ１０３から出力される電力を、負荷１０６に供給することができる。また、分電盤１０１は、パワーコンディショナ１０３から出力された電力を、逆潮流のために変圧器ＴＲを介して商用電源ＰＳの系統に出力させることができる。

発電装置１０２（電力出力装置の一例）は、太陽光を受けて発電を行う設備である。発電装置１０２は、太陽光を受けて発電し、発電により得られた直流による発電電力をパワーコンディショナ１０３に出力する。
パワーコンディショナ１０３は、発電装置１０２から出力された発電電力を交流に変換して出力する。

負荷１０６は、需要家施設１００において自己の動作のために電力を消費する所定の機器や設備などを一括して示したものである。
負荷１０６は、分電盤１０１から供給される商用電源ＰＳを入力して動作することができる。また、負荷１０６は、パワーコンディショナ１０３から出力された発電電力を入力して動作することができる。

電力管理装置２００は、需要家施設１００における電気設備（発電装置１０２、パワーコンディショナ１０３、負荷１０６等）を制御する。
このように電力管理装置２００を備える需要家施設１００は、例えばＨＥＭＳ（Home Energy Management System）と呼ばれる電力管理システムに対応する。

同図の需要家施設１００では、例えば新築時等に対応して商用電源の利用が開始された当初においては発電装置１０２及びパワーコンディショナ１０３は未だ導入されていなかった。このため、変圧器ＴＲは、当初の需要家施設１００の設備容量に応じた定格容量のものが設けられている。そして、当初からある時期が経過して、発電装置１０２及びパワーコンディショナ１０３が新規に導入された。発電装置１０２及びパワーコンディショナ１０３の導入に応じて、需要家施設１００の設備容量は増加した。この結果、発電装置１０２及びパワーコンディショナ１０３の導入後においては、需要家施設１００の設備容量のほうが、変圧器ＴＲの定格容量よりも大きい状態である。

図２は、本実施形態の需要家施設１００における電気設備の導入事例の第２例を示している。同図において、図１と同一部分には同一符号を付して適宜説明を省略する。
同図の需要家施設１００においては、図１の発電装置１０２に代えて、蓄電池１０４（電力出力装置の一例）が備えられる。また、図１の発電装置１０２に対応して設けられていたパワーコンディショナ１０３に代えて、蓄電池１０４に対応するパワーコンディショナ１０５が設けられる。
蓄電池１０４は、パワーコンディショナ１０５を介して供給される電力を充電することができる。また、蓄電池１０４は、自己に蓄積された電力を放電し、パワーコンディショナ１０５を介して放電電力として出力することができる。
パワーコンディショナ１０５は、分電盤１０１から供給される交流による電力を直流に変換し、蓄電池１０４に供給することができる。また、パワーコンディショナ１０５は、蓄電池１０４から放電により出力された直流による電力を交流に変換して分電盤１０１に出力することができる。

同図の需要家施設１００では、変圧器ＴＲから需要家施設１００に供給される商用電源ＰＳを、分電盤１０１、パワーコンディショナ１０５を介して蓄電池１０４に充電させることができる。また、蓄電池１０４の放電電力を、パワーコンディショナ１０５、分電盤１０１を介して負荷１０６に供給することができる。

同図の需要家施設１００では、当初においては蓄電池１０４及びパワーコンディショナ１０５は未だ導入されていなかった。このため、変圧器ＴＲは、当初の需要家施設１００の設備容量に応じた定格容量のものが設けられている。そして、当初からある時期が経過して、蓄電池１０４及びパワーコンディショナ１０５が新規に導入された。蓄電池１０４及びパワーコンディショナ１０５の導入に応じて、需要家施設１００の設備容量は増加した。この結果、蓄電池１０４及びパワーコンディショナ１０５の導入後においては、需要家施設１００の設備容量のほうが、変圧器ＴＲの定格容量よりも大きくなる可能性がある。

図３は、本実施形態の需要家施設１００における電気設備の導入事例の第３例を示している。同図において、図１、図２と同一部分には同一符号を付して適宜説明を省略する。
同図の需要家施設１００においては、発電装置１０２と蓄電池１０４とが設けられる。そのうえで、発電装置１０２と蓄電池１０４とで共用される１つのパワーコンディショナ１１０が設けられる。

同図の需要家施設１００におけるパワーコンディショナ１１０は、分電盤１０１から出力された交流による電力を直流に変換して出力して、蓄電池１０４に充電させることができる。また、パワーコンディショナ１１０は、蓄電池１０４から出力された放電電力を交流に変換して分電盤１０１に出力することができる。また、パワーコンディショナ１１０は、発電装置１０２の発電電力を交流に変換し、分電盤１０１を出力することができる。分電盤１０１は、パワーコンディショナ１１０から出力された電力（発電電力、放電電力）を、負荷１０６に供給したり、商用電源ＰＳの系統に逆潮流させたりすることができる。

同図の需要家施設１００では、電気設備の新規導入のパターンとしては、以下の３つの例を挙げることができる。
１つは、当初においては発電装置１０２、蓄電池１０４、及びパワーコンディショナ１１０がいずれも導入されておらず、当初から後において、発電装置１０２、蓄電池１０４及びパワーコンディショナ１１０が新規に導入されたという例である。
もう１つは、当初においては、発電装置１０２と、発電装置１０２に対応するパワーコンディショナが導入されていた。当初から後において、蓄電池１０４が新規に導入されるとともに、パワーコンディショナについても、発電装置１０２に対応するものから、発電装置１０２と蓄電池１０４とで共用されるパワーコンディショナ１１０に切り替えるように導入されたという例である。
もう１つは、当初においては、蓄電池１０４と蓄電池１０４に対応するパワーコンディショナが導入されていた。当初から後において、発電装置１０２が新規に導入されるとともに、パワーコンディショナについても、蓄電池１０４に対応するものから、発電装置１０２と蓄電池１０４とで共用されるパワーコンディショナ１１０に切り替えるように導入されたという例である。
上記３例のいずれにおいても、新規導入によって電気設備が増加することにより需要家施設１００の設備容量は増加する。一方で、変圧器ＴＲは、当初の需要家施設１００の設備容量に応じた定格容量のものが設けられている。このため、上記３例のいずれにおいても、新規導入後においては、需要家施設１００の設備容量のほうが、変圧器ＴＲの定格容量よりも大きくなる。

図４は、本実施形態の需要家施設１００における電気設備の導入事例の第４例を示している。同図において、図１、図２、図３と同一部分には同一符号を付して適宜説明を省略する。
同図の需要家施設１００においては、発電装置１０２と蓄電池１０４とが設けられる。そのうえで、発電装置１０２に対応するパワーコンディショナ１０３と蓄電池１０４に対応するパワーコンディショナ１０５とがそれぞれ個別に設けられる。

同図の需要家施設１００では、パワーコンディショナ１０３が、発電装置１０２の発電電力を分電盤１０１に出力させることができる。
また、同図の需要家施設１００では、パワーコンディショナ１０５が、分電盤１０１からの電力を蓄電池１０４にて充電させ、蓄電池１０４からの放電電力を分電盤１０１に出力させることができる。
この場合、分電盤１０１は、発電装置１０２の発電電力と蓄電池１０４からの放電電力とを負荷１０６に供給したり、商用電源ＰＳの系統に逆潮流させたりすることができる。

同図の需要家施設１００では、電気設備の新規導入のパターンとしては、以下の３つの例を挙げることができる。
１つは、当初においては発電装置１０２、パワーコンディショナ１０３、蓄電池１０４、及びパワーコンディショナ１０５がいずれも導入されていなかった。当初から後において、発電装置１０２、パワーコンディショナ１０３、蓄電池１０４、及びパワーコンディショナ１０５が新規に導入されたという例である。
もう１つは、当初においては、発電装置１０２とパワーコンディショナ１０３が導入されていた。当初から後において、蓄電池１０４とパワーコンディショナ１０５が新規に導入されたという例である。
もう１つは、当初においては、蓄電池１０４とパワーコンディショナ１０５が導入されていた。当初から後において、発電装置１０２とパワーコンディショナ１０３が新規に導入されたという例である。
上記３例のいずれにおいても、新規導入によって電気設備が増加することにより需要家施設１００の設備容量は増加する。一方で、変圧器ＴＲは、当初の需要家施設１００の設備容量に応じた定格容量のものが設けられている。このため、上記３例のいずれにおいても、新規導入後においては、需要家施設１００の設備容量のほうが、変圧器ＴＲの定格容量よりも大きくなる。

上記のように、図１～図４のいずれの導入事例の場合においても、新規導入後においては、需要家施設１００の設備容量のほうが、変圧器ＴＲの定格容量よりも大きい。この場合、需要家施設１００のユーザ（需要家）は、変圧器ＴＲを、需要家施設１００の設備容量に適合する定格容量を有するものに交換したり、契約電力を変更する手続を行うことが必要になる。しかしながら、需要家によっては、変圧器ＴＲの定格容量に合わせた設備容量の範囲内でかまわないので、工事や手続等を行わずに、導入した電気設備をすぐにでも使用したいと考える場合がある。
また、図１～図４の導入事例では、いずれも発電装置や蓄電池のように、交流による電力を出力可能な電気設備が新規導入されている。このため、発電装置や蓄電池等の電気設備から出力されて商用電源ＰＳの系統に逆潮流される電力（逆潮流電力）が変圧器ＴＲの定格容量の範囲内に収まるようにすることが重要になる。
そこで、本実施形態においては、このような需要家の要望に応えるため、以下に説明するようにして、需要家施設１００から逆潮流させる電力が変圧器ＴＲの定格容量を越えないようにパワーコンディショナの出力調整を行う。

図５は、需要家施設１００にて備えられる電力管理装置２００の構成例を示している。同図の電力管理装置２００は、通信部２０１、制御部２０２、及び記憶部２０３を備える。

通信部２０１は、同じ需要家施設１００における電気設備（発電装置、蓄電池、パワーコンディショナ、負荷等）と通信を行う。通信部２０１と電気設備との間の通信は、無線によるものであっても有線によるものであってもよい。また、通信部２０１と電気設備との間の通信方式については特に限定されない。
また、通信部２０１は、例えばネットワーク経由で、需要家施設１００の上位の電力管理サーバや、気象情報を提供するサーバ等と通信を行ってもよい。

制御部２０２は、電力管理装置２００における各種の制御を実行する。制御部２０２としての機能は、電力管理装置２００が備えるＣＰＵ（Central Processing Unit）がプログラムを実行することにより実現されてよい。
本実施形態の制御部２０２は、出力制御部２２１を備える。出力制御部２２１は、需要家施設に備えられるパワーコンディショナ（１０３、１０５、１１０）の交流出力を変更（調整）する制御を行うことができる。
記憶部２０３は、制御部２０２が利用する各種の情報を記憶する。

図６のフローチャートを参照して、電力管理装置２００が、図１に示される電気設備の導入事例の第１例による需要家施設１００において、パワーコンディショナの出力調整のために実行する処理手順例について説明する。同図の処理は、所定の単位時間（例えば、３０分）ごとに実行される。

ステップＳ１０１：電力管理装置２００において、出力制御部２２１は、現在における負荷１０６の負荷電力を取得する。当該ステップＳ１０１の処理として、出力制御部２２１は、負荷１０６に含まれる機器のそれぞれと通信を行うことで、負荷１０６に含まれる機器のそれぞれの消費電力を取得し、取得された機器ごとの消費電力を総合することにより負荷１０６の負荷電力を取得してよい。あるいは、需要家施設１００にて負荷１０６の負荷電力を計測するように設けられる電力メータ（図示せず）との通信により、電力メータにより計測された負荷電力を取得するようにされてもよい。
なお、出力制御部２２１は、当該ステップＳ１０１にて、例えば現時刻から単位時間を経過するまでの時間における負荷電力を予測し、予測された負荷電力を取得するようにされてもよい。

ステップＳ１０２：出力制御部２２１は、変圧器ＴＲの定格容量と、ステップＳ１０１にて取得された負荷電力とに基づいて、パワーコンディショナ１０３の上限出力容量を決定する。
上限出力容量は、パワーコンディショナ１０３の仕様として定められた交流の定格出力の範囲内で定められるもので、パワーコンディショナ１０３について許容される出力容量の上限値である。
具体的に、例えば出力制御部２２１は、当該ステップＳ１０２において、変圧器ＴＲの定格容量と負荷電力に応じた容量とを合算した値を上限出力容量とする。当該ステップＳ１０２にて用いる変圧器ＴＲの定格容量の値は、例えば記憶部２０３に記憶させておいてよい。

ステップＳ１０３：出力制御部２２１は、ステップＳ１０２により決定された上限出力容量を、パワーコンディショナ１０３に設定する。以降、パワーコンディショナ１０３は、例えば上限出力容量の範囲内で交流を出力する。これにより、例えば、発電装置１０２が上限出力容量を越える発電電力を出力する状態となっても、パワーコンディショナ１０３は、上限出力容量に対応する値に制限した交流の電力を出力する。
パワーコンディショナ１０３から出力された電力は、まず負荷１０６により使用され、負荷１０６に使用されずに余剰した電力（余剰電力）が変圧器ＴＲに供給される。当該ステップＳ１０３にてパワーコンディショナ１０３に設定された上限出力容量は、変圧器ＴＲの定格容量と負荷電力に応じた容量とを合算した値である。この場合、パワーコンディショナ１０３が上限出力容量まで使用して出力を行った際に、変圧器ＴＲに出力される余剰電力は、上限出力容量から負荷電力を差し引いたものとなり、変圧器ＴＲの定格容量と同等となる。
つまり、図１の導入事例のもとで、本実施形態の出力制御部２２１は、発電装置１０２からの発電電力の出力をパワーコンディショナ１０３にて制限するにあたり、負荷１０６に供給する電力を賄いつつ、変圧器ＴＲに対しては、定格容量に合わせて最大限の電力を逆潮流できるようにされている。
ステップＳ１０３の処理の後は、ステップＳ１０１に処理が戻される。つまり、ステップＳ１０１～Ｓ１０３の処理が単位時間ごとに応じて繰り返し実行される。

図２、図３の導入事例においても、パワーコンディショナ（１０５または１１０）の数は１つであり、この点は、図１の導入事例と同様である。このため、図５の処理手順例によるパワーコンディショナの出力調整は、図２、図３の導入事例においても同様に適用できる。

一方、図４の導入事例のもとでは、発電装置１０２と蓄電池１０４とのそれぞれに対応して２つのパワーコンディショナ１０３、１０５が設けられている。このため、２つのパワーコンディショナ１０３、１０５のそれぞれの出力調整の仕方については、いくつかの例を挙げることができる。
１つには、例えば以下に説明するようにして、蓄電池１０４の動作状態に応じてパワーコンディショナ１０３、１０５の上限出力容量を設定することができる。

図７のフローチャートを参照して、電力管理装置２００が、図４に示される電気設備の導入事例の第４例による需要家施設１００において、パワーコンディショナの出力調整のために実行する処理手順例について説明する。同図の処理は、図６の処理と同様に、所定の単位時間（例えば、３０分）ごとに実行される。

ステップＳ２０１：電力管理装置２００において、出力制御部２２１は、現在の蓄電池１０４の動作について、停止、充電、放電のいずれであるのかについて判定する。
出力制御部２２１は、例えば蓄電池１０４（蓄電池１０４に対応するパワーコンディショナ１０５でもよい）に現在の動作状態についての問い合わせを送信し、蓄電池１０４からの問い合わせに対する応答を受信することにより、現在の蓄電池１０４の動作を認識できる。
あるいは、蓄電池１０４の動作が予め定められたスケジュールに従って行われるように電力管理装置２００が制御する場合、出力制御部２２１は、例えば、制御部２０２による現在の蓄電池１０４の制御状態を取得することにより、現在の蓄電池１０４の動作を認識できる。

ステップＳ２０２：ステップＳ２０１にて蓄電池１０４が動作を停止中であると判定された場合、出力制御部２２１は、負荷１０６の負荷電力を取得する。当該ステップＳ２０２の処理は、図６のステップＳ１０１と同様の処理でよい。
ステップＳ２０３：出力制御部２２１は、変圧器ＴＲの定格容量と、ステップＳ２０２にて取得された負荷電力とに基づいて、発電装置１０２に対応するパワーコンディショナ１０３の上限出力容量を決定する。当該ステップＳ２０３の処理は、図６のステップＳ１０２と同様の処理でよい。
ステップＳ２０４：出力制御部２２１は、ステップＳ２０２により決定された上限出力容量を、パワーコンディショナ１０３に設定する。ステップＳ２０４の処理の後は、ステップＳ２０１に処理が戻される。

なお、蓄電池１０４が停止中の場合には、蓄電池１０４に対応するパワーコンディショナ１０５から交流の電力が出力されることはない。このため、パワーコンディショナ１０５に対応する上限出力容量の決定と、パワーコンディショナ１０５への上限出力容量の設定の処理は行わないようにされている。

ステップＳ２０５：ステップＳ２０１にて蓄電池１０４の動作が充電中であると判定された場合、出力制御部２２１は、負荷１０６の負荷電力を取得する。
ステップＳ２０６：また、出力制御部２２１は、蓄電池１０４の充電電力を取得する。蓄電池１０４の充電電力は、例えば出力制御部２２１が蓄電池１０４（蓄電池１０４に対応するパワーコンディショナ１０５でもよい）に充電電力の問い合わせを行うことによって取得することができる。あるいは、電力管理装置２００が、蓄電池１０４の動作を制御しており、充電電力について電力管理装置２００が蓄電池１０４に指示するようにされている場合、出力制御部２２１は、制御部２０２による現在の蓄電池１０４の充電電力の指示値を取得することにより、充電電力を取得できる。

ステップＳ２０７：出力制御部２２１は、変圧器ＴＲの定格容量と、ステップＳ２０５にて取得された負荷電力と、ステップＳ２０６にて取得された充電電力とに基づいて、発電装置１０２のパワーコンディショナ１０３の上限出力容量を決定する。
需要家施設１００から逆潮流を行う際に蓄電池１０４が充電中である場合、逆潮流電力となる需要家施設１００の余剰電力は、パワーコンディショナ１０５から出力される発電電力から、負荷電力と充電電力とを差し引いたものとなる。この場合、パワーコンディショナ１０５は、最大で、変圧器ＴＲの定格容量に対応する電力に、負荷電力と充電電力とを合算した電力を出力してよいことになる。
そこで、当該ステップＳ２０７において、出力制御部２２１は、変圧器ＴＲの定格容量と、ステップＳ２０５にて取得された負荷電力と、ステップＳ２０６にて取得された充電電力とを合算して求められる値により、パワーコンディショナ１０５の上限出力容量を決定してよい。
ステップＳ２０８：出力制御部２２１は、ステップＳ２０７により決定された上限出力容量を、パワーコンディショナ１０３に設定する。

ステップＳ２０９：蓄電池１０４が充電中の状態である場合には、蓄電池１０４のパワーコンディショナ１０５は、交流の電力を入力して直流に変換して蓄電池１０４に出力する状態にある。つまり、この場合のパワーコンディショナ１０５は逆潮流に寄与する電力を出力しない。従って、この場合の蓄電池１０４のパワーコンディショナ１０５について出力容量を制限する必要はない。
そこで、出力制御部２２１は、パワーコンディショナ１０５については、上限出力容量の設定を解除する。これにより、パワーコンディショナ１０５は、定格容量に応じた範囲内で蓄電池１０４への充電電力を出力することができる。ステップＳ２０９の処理の後は、ステップＳ２０１に処理が戻される。

ステップＳ２１０：ステップＳ２０１にて蓄電池１０４の動作が放電中であると判定された場合、出力制御部２２１は、負荷１０６の負荷電力を取得する。
ステップＳ２１１：また、出力制御部２２１は、蓄電池１０４の放電電力を取得する。

ステップＳ２１２：出力制御部２２１は、変圧器ＴＲの定格容量と、ステップＳ２１０にて取得された負荷電力とに基づいて、総合上限出力容量を算出する。総合上限出力容量は、パワーコンディショナ１０３とパワーコンディショナ１０５とによる総合的な上限出力容量である。総合上限出力容量は、図６のステップＳ１０２の上限出力容量の決定の処理に準じて、変圧器ＴＲの定格容量に応じた電力と負荷電力とを合算して求めるようにされてよい。

ステップＳ２１３：出力制御部２２１は、蓄電池１０４のパワーコンディショナ１０５については、ステップＳ２１１にて取得された放電電力に応じた値を、蓄電池１０４の定格容量の範囲内で上限出力容量として決定する。このように決定された上限出力容量であれば、パワーコンディショナ１０５は、現在の放電電力について制限されることなく蓄電池１０４からの放電を行える。

ステップＳ２１４：また、出力制御部２２１は、発電装置１０２のパワーコンディショナ１０３については、ステップＳ２１２にて算出された総合上限出力容量から、ステップＳ２１３にて決定されたパワーコンディショナ１０５の上限出力容量を差し引いて得られる値を、上限出力容量として決定する。

ステップＳ２１５：出力制御部２２１は、ステップＳ２１３にて決定された上限出力容量を、蓄電池１０４のパワーコンディショナ１０５に設定する。
ステップＳ２１６：また、出力制御部２２１は、ステップＳ２１４にて決定された上限出力容量を、発電装置１０２のパワーコンディショナ１０３に設定する。ステップＳ２１６の処理の後は、ステップＳ２０１に処理が戻される。

同図の処理によっては、例えば、蓄電池１０４により放電させることが必要な電力については制限しないようにするとともに、最大で変圧器ＴＲの定格容量に応じた電力を逆潮流させることができる。

図８のフローチャートを参照して、電力管理装置２００が、図４に示される電気設備の導入事例の第４例による需要家施設１００において、蓄電池１０４に対応するパワーコンディショナ１０５の出力調整のために実行する処理手順例について説明する。

ステップＳ３０１：電力管理装置２００において、出力制御部２２１は、現在の発電装置１０２の動作について、発電中と発電停止中とのいずれであるのかについて判定する。
出力制御部２２１は、例えば発電装置１０２（発電装置１０２に対応するパワーコンディショナ１０３でもよい）に現在の動作状態についての問い合わせを送信し、発電装置１０２からの問い合わせに対する応答を受信することにより、現在の発電装置１０２の動作を認識できる。

ステップＳ３０２：ステップＳ３０１にて発電装置１０２が発電停止中であると判定された場合、出力制御部２２１は、負荷１０６の負荷電力を取得する。

ステップＳ３０３：出力制御部２２１は、定格発電電力とステップＳ３０２により取得された負荷電力とを利用して、蓄電池１０４の上限放電可能電力Ｐｄｍａｘを算出する。定格発電電力は、図４の構成においては、発電装置１０２に対応するパワーコンディショナ１０３の定格出力であってよい。
図８の処理のもとでは、変圧器ＴＲの定格容量が定格発電電力と同等である場合を例に挙げている。即ち、同図の処理において、定格発電電力は変圧器ＴＲの定格容量として扱われる。
一例として、当該ステップＳ３０３において出力制御部２２１は、定格発電電力と負荷電力とを加算することにより上限放電可能電力Ｐｄｍａｘを算出することができる。

ステップＳ３０４：一方、ステップＳ３０１にて発電装置１０２が発電中であると判定された場合、出力制御部２２１は、負荷１０６の負荷電力を取得する。
ステップＳ３０５：また、この場合の出力制御部２２１は、現在の発電電力を取得する。例えば出力制御部２２１は、発電装置１０２（発電装置１０２に対応するパワーコンディショナ１０３でもよい）に発電電力を問い合わせることによって取得することができる。

ステップＳ３０６：出力制御部２２１は、ステップＳ３０５により取得された発電電力と、定格発電電力と、ステップＳ３０２により取得された負荷電力とを利用して、蓄電池１０４の上限放電可能電力Ｐｄｍａｘを算出する。

ステップＳ３０７：出力制御部２２１は、ステップＳ３０３またはステップＳ３０６により算出された上限放電可能電力Ｐｄｍａｘが蓄電池１０４の定格容量より大きいか否かについて判定する。

ステップＳ３０８：ステップＳ３０７にて、上限放電可能電力Ｐｄｍａｘが蓄電池１０４の定格容量以下であると判定された場合、出力制御部２２１は、上限放電可能電力Ｐｄｍａｘと等しい値を、蓄電池１０４のパワーコンディショナ１０５の上限出力容量として決定する。

ステップＳ３０９：ステップＳ３０７にて、上限放電可能電力Ｐｄｍａｘが蓄電池１０４の定格容量より大きいと判定された場合、蓄電池１０４の定格容量を超える電力で放電を行うことはできない。そこで、この場合の出力制御部２２１は、蓄電池１０４の定格容量と等しい値を、蓄電池１０４のパワーコンディショナ１０５の上限出力容量として決定する。

ステップＳ３１０：出力制御部２２１は、ステップＳ３０８またはステップＳ３０９により決定された上限出力容量を、蓄電池１０４のパワーコンディショナ１０５に設定する。ステップＳ３１０の処理の後は、ステップＳ３０１に処理が戻される。

なお、上限出力容量の設定にあたり、図７と図８に示される制御が併用されてよい。例えば、出力制御部２２１は、発電装置１０２、蓄電池１０４、及び負荷１０６等の状況に応じて、図７の制御と図８の制御とのいずれかを選択して実行するようにされてよい。あるいは、出力制御部２２１は、図７と図８に示される処理を統合するようにして得られた処理手順に従って上限出力容量の設定を行ってもよい。

なお、上記実施形態に対応する需要家施設は、低圧需要家とされて、対応の配送電が柱状トランスのような変圧器である場合を例に挙げた。しかしながら、本実施形態の構成は、需要家施設が高圧需要家である場合にも適用できる。

なお、上述の電力管理装置２００の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより上述の電力管理装置２００の処理を行ってもよい。ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、インターネットやＷＡＮ、ＬＡＮ、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、ＣＤ－ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体であってもよい。また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部または外部に設けられた記録媒体も含まれる。配信サーバの記録媒体に記憶されるプログラムのコードは、端末装置で実行可能な形式のプログラムのコードと異なるものでもよい。すなわち、配信サーバからダウンロードされて端末装置で実行可能な形でインストールができるものであれば、配信サーバで記憶される形式は問わない。なお、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後に端末装置で合体される構成や、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

１００ 需要家施設、１０１ 分電盤、１０２ 発電装置、１０３，１０５，１１０ パワーコンディショナ、１０４ 蓄電池、１０６ 負荷、２００ 電力管理装置、２０１ 通信部、２０２ 制御部、２０３ 記憶部、２２１ 出力制御部

Claims (4)

1. 送配電設備を介して商用電源の系統と接続され、電力出力装置と、前記電力出力装置から出力された直流による電力を交流に変換して出力する電力調整装置と、負荷とを備え、前記電力調整装置が出力する電力を、前記負荷に供給可能であるとともに、前記送配電設備を介して商用電源の系統に出力可能であり、前記電力調整装置を含む設備容量が前記送配電設備の定格容量よりも大きい需要家施設に対応する電力管理装置であって、
   少なくとも前記送配電設備の定格容量と前記負荷の負荷電力とに基づいて、前記電力調整装置から出力することが許容される上限出力容量を決定し、決定された上限出力容量を前記電力調整装置に設定するにあたり、
   前記需要家施設に備えられる蓄電池の動作を判定し、
   前記蓄電池の動作が充電中であると判定した場合、前記送配電設備の定格容量と、前記負荷の負荷電力と、前記蓄電池の充電電力とに基づいて、発電装置としての電力出力装置に対応する電力調整装置の上限出力容量を決定し、
   前記蓄電池の動作が放電中であると判定した場合、前記蓄電池の放電電力に基づいて、前記蓄電池としての電力出力装置に対応する電力調整装置の上限出力容量を決定し、前記送配電設備の定格容量と、前記負荷の負荷電力と、前記蓄電池に対応する電力調整装置の上限出力容量とに基づいて、前記蓄電池以外の電力出力装置に対応する電力調整装置の上限出力容量を決定し、
   前記蓄電池の動作が停止中であると判定した場合に、前記送配電設備の定格容量と、前記負荷の負荷電力とに基づいて、発電装置としての電力出力装置に対応する電力調整装置の上限出力容量を決定する出力制御部
   を備える電力管理装置。
2. 前記蓄電池の動作が充電中であると判定した場合、前記蓄電池としての電力出力装置に対応する電力調整装置の上限出力容量の設定を解除する
   請求項１に記載の電力管理装置。
3. 送配電設備を介して商用電源の系統と接続され、電力出力装置と、前記電力出力装置から出力された直流による電力を交流に変換して出力する電力調整装置と、負荷とを備え、前記電力調整装置が出力する電力を、前記負荷に供給可能であるとともに、前記送配電設備を介して商用電源の系統に出力可能であり、前記電力調整装置を含む設備容量が前記送配電設備の定格容量よりも大きい需要家施設に対応する電力管理装置における電力管理方法であって、
   少なくとも前記送配電設備の定格容量と前記負荷の負荷電力とに基づいて、前記電力調整装置から出力することが許容される上限出力容量を決定し、決定された上限出力容量を前記電力調整装置に設定するにあたり、
   前記需要家施設に備えられる蓄電池の動作を判定し、
   前記蓄電池の動作が充電中であると判定した場合、前記送配電設備の定格容量と、前記負荷の負荷電力と、前記蓄電池の充電電力とに基づいて、発電装置としての電力出力装置に対応する電力調整装置の上限出力容量を決定し、
   前記蓄電池の動作が放電中であると判定した場合、前記蓄電池の放電電力に基づいて、前記蓄電池としての電力出力装置に対応する電力調整装置の上限出力容量を決定し、前記送配電設備の定格容量と、前記負荷の負荷電力と、前記蓄電池に対応する電力調整装置の上限出力容量とに基づいて、前記蓄電池以外の電力出力装置に対応する電力調整装置の上限出力容量を決定し、
   前記蓄電池の動作が停止中であると判定した場合に、前記送配電設備の定格容量と、前記負荷の負荷電力とに基づいて、発電装置としての電力出力装置に対応する電力調整装置の上限出力容量を決定する出力制御ステップ
   を含む電力管理方法。
4. 送配電設備を介して商用電源の系統と接続され、電力出力装置と、前記電力出力装置から出力された直流による電力を交流に変換して出力する電力調整装置と、負荷とを備え、前記電力調整装置が出力する電力を、前記負荷に供給可能であるとともに、前記送配電設備を介して商用電源の系統に出力可能であり、前記電力調整装置を含む設備容量が前記送配電設備の定格容量よりも大きい需要家施設に対応する電力管理装置としてのコンピュータを、
   少なくとも前記送配電設備の定格容量と前記負荷の負荷電力とに基づいて、前記電力調整装置から出力することが許容される上限出力容量を決定し、決定された上限出力容量を前記電力調整装置に設定するにあたり、
   前記需要家施設に備えられる蓄電池の動作を判定し、
   前記蓄電池の動作が充電中であると判定した場合、前記送配電設備の定格容量と、前記負荷の負荷電力と、前記蓄電池の充電電力とに基づいて、発電装置としての電力出力装置に対応する電力調整装置の上限出力容量を決定し、
   前記蓄電池の動作が放電中であると判定した場合、前記蓄電池の放電電力に基づいて、前記蓄電池としての電力出力装置に対応する電力調整装置の上限出力容量を決定し、前記送配電設備の定格容量と、前記負荷の負荷電力と、前記蓄電池に対応する電力調整装置の上限出力容量とに基づいて、前記蓄電池以外の電力出力装置に対応する電力調整装置の上限出力容量を決定し、
   前記蓄電池の動作が停止中であると判定した場合に、前記送配電設備の定格容量と、前記負荷の負荷電力とに基づいて、発電装置としての電力出力装置に対応する電力調整装置の上限出力容量を決定する出力制御部
   として機能させるためのプログラム。

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