JP7525457B2 - スマートグリッドの情報処理装置 - Google Patents
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Description
制御システムが開示されている。このシステムは、需要家に対して所定の蓄電容量を割り当て可能な蓄電池と、蓄電池の充放電を制御する制御部を備える電力制御装置とを備えている。制御部は、需要家から蓄電池に対する充放電指示を取得した場合に、充放電指示に基づく充放電量が需要家に対して割り当てられた蓄電池と充放電を制御する。制御部は、需要家から蓄電池に対する充放電指示を取得した場合に、充放電指示に基づく充放電量が需要家に対して割り当てられた蓄電容量の範囲内である場合には充放電指示を受け付け、充放電指示に基づく充放電量が需要家に対して割り当てられた蓄電容量の範囲外である場合には、充放電指示を受け付けるとともに、需要家に割り当てられた蓄電容量の範囲を超過する充放電量に応じた蓄電容量を、どの需要家にも割り当てられていない蓄電容量から減らして需要家に割り当てる。
図1は、スマートグリッド10を示す模式図である。スマートグリッド10は、図1に示されているように、送電網20と通信網40とを備えている。スマートグリッドの送電網20には、複数の電力機器が接続されている。ここで、電力機器は、電気を利用するために必要な、様々な機器類の総称である。電力機器には、発電、電気エネルギーから他のエネルギーへの変換、蓄電、電圧変換・力率調整、電力の接続・遮断など機器が含まれうる。スマートグリッド10の送電網20には、例えば、電力会社が運営する火力発電所や水力発電所や原子力発電所などの大規模発電設備22の電力を送る既設送電線24や、太陽光発電や風力などの自然エネルギーを利用した発電事業者26や、太陽光発電装置やコージェネレーション発電装置を設置した住宅28や、工場に太陽光発電装置を設置した工場事業者30や、ビルなどに太陽光発電装置を設置したビル事業者32などの種々の電力機器が接続されている。また、送電網20には、車載電池が搭載された電動車両も接続されうる。また、太陽光発電所や風力発電所などを含む地域の独立した小型の系統は、小型の電力の配電系統とも考えられ、マイクログリッド35と称される。これらスマートグリッドの送電網20に接続された電力需要家や発電事業者などは、それぞれ通信網40に接続されており、送配電のデータが双方向に通信されて管理されうる。
スマートグリッド10の情報処理装置100は、スマートグリッド10の情報を処理する装置である。情報処理装置100は、例えば、組み込まれたプログラムに沿って所定の処理を実行するコンピュータで実現されうる。図2に示された形態では、情報処理装置100は、スマートグリッド10の通信網40に接続されたリソースアグリゲータ13のクラウドサーバの一機能として組み込まれている。情報処理装置100の各処理は、予め定められたプログラムに従って所定の演算処理を行う処理モジュールとして具現化されうる。
この実施形態では、情報処理装置100によって実行される処理には、第1記録処理m1と、預け入れ処理m2と、引き出し処理m3と、譲渡処理m4と、購入処理m5と、売却処理m6と、価格設定処理m7と、交換処理m8と、交換設定処理m9と、送信処理m10と、第2記録処理m11と、共用設定処理m12とがある。各処理m1~m12は、情報処理装置100に組み込まれたプログラムに沿った処理で具現化される。なお、ここでは、情報処理装置100によって実行される処理の一例を示しており、情報処理装置100によって実行される処理はここで例示されるものに限定されない。
第1記録処理m1は、スマートグリッド10から受給できる電力量に相当する仮想蓄電容量をユーザに紐付けて記録する処理である。仮想蓄電容量は、情報処理装置100において扱うことが可能なデータであり、スマートグリッド10から受給できる電力量に相当する電力量がユーザに紐付けて情報処理装置100に記録されたものである。スマートグリッド10から相当量の電力を受給できる権利とも考えられる。また、仮想蓄電容量は、ユーザがスマートグリッド10に貯えた電力量とも考えられる。仮想蓄電容量は、ユーザがスマートグリッド10に貯えた電力であり、スマートグリッド10を通じて相当量の電力を受給できる権利であるとも考えられる。なお、ユーザが、スマートグリッド10を通じて、スマートグリッド10に接続された蓄電装置61~65に実際に貯められている電力量と、情報処理装置100に情報として記録される仮想蓄電容量とは、必ずしも一致しているか否かは問わない。
情報処理装置100は、スマートグリッド10に接続された発電装置51~55をユーザに紐付けて記憶する記憶部を備えているとよい。図4は、発電装置51~55をユーザに紐付けて記憶する記憶部の構成例を示す構成図である。この実施形態では、発電装置51~55には、それぞれ識別番号として発電装置IDが付与されている。発電装置IDとユーザIDとは、図4に示されているように、発電装置IDとユーザIDを並べて記録できるテーブルに記録されているとよい。例えば、スマートグリッド10に接続される発電装置51~55のうち、仮想蓄電容量を用いた本仕組みを利用する場合には、ユーザとリソースアグリゲータとの契約などによって、スマートグリッド10に接続可能な発電装置51~55に発電装置IDが付与されてユーザIDと紐付けて記録されているとよい。
情報処理装置100は、スマートグリッド10に接続可能な蓄電装置61~65をユーザに紐付けて記憶する記憶部を備えているとよい。図5は、蓄電装置61~65をユーザに紐付けて記憶する記憶部の構成例を示す構成図である。この実施形態では、蓄電装置61~65には、それぞれ識別番号として蓄電装置IDが付与されている。蓄電装置IDとユーザIDとは、図5に示されているように、蓄電装置IDとユーザIDを並べて記録できるテーブルに記録されているとよい。例えば、ユーザは、仮想蓄電容量を用いた本仕組みを利用する場合には、ユーザとリソースアグリゲータとの契約などによって、スマートグリッド10に接続可能な蓄電装置61~65に蓄電装置IDが付与されてユーザIDと紐付けて記録されているとよい。電動車両71~73は、適宜にスマートグリッド10に接続されて蓄電装置となりうる。この実施形態では、図5に示されているように、電動車両71~73には、蓄電装置IDが付与されてユーザIDと紐付けて記録されている。電動車両71~73は、定置型の蓄電装置61~65と区別できるとよく。図5に示されているように、電動車両には、蓄電装置IDとは別に、電動車両IDが付与されていてもよい。なお、電動車両IDは、蓄電装置IDとは別のテーブルでユーザIDと紐付けられて記録されていてもよい。
預け入れ処理m2は、ユーザに紐付けられた電力機器から送電網20に出力された電力量に応じて、ユーザの仮想蓄電容量を増加させる処理である。ユーザに紐付けられた電力機器には、例えば、発電装置51~55や蓄電装置61~65や電動車両71~73などでありうる。また、電力機器としての発電装置51~55や蓄電装置61~65や電動車両71~73から送電網20に出力された電力量は、例えば、スマートメータで測定されうる。
仮想蓄電容量=仮想蓄電容量(0)+放出電力量・・・・(f1)
ここで、仮想蓄電容量(0)は、預け入れ処理m2前の仮想蓄電容量であり、放出電力量は、住宅A1からスマートグリッド10の送電網20に放出された電力量である。例えば、住宅A1から1kWhがスマートグリッド10に放出された場合、住宅A1のユーザの仮想蓄電容量が1kWh増加するように構成されているとよい。
引き出し処理m3は、ユーザが送電網20から受給した電力量に応じて、当該ユーザの仮想蓄電容量を減少させる処理である。
この場合、引き出し処理m3では、例えば、仮想蓄電容量は、以下の式f2で更新される。
仮想蓄電容量=仮想蓄電容量(0)-受給電力量・・・・(f2)
譲渡処理m4は、仮想蓄電容量を、ユーザ間で譲渡する処理である。例えば、図3に示されているように、発電により仮想蓄電容量を貯めやすい発電事業者A4から電力消費の多い工場A3に仮想蓄電容量を譲渡する場合には、譲渡元のユーザA4と譲渡先のユーザA3がユーザIDで特定されるとともに、譲渡する容量(譲渡量d1)が設定されるとよい。譲渡元のユーザA4や譲渡先のユーザA3や譲渡量d1の情報は、例えば、ユーザの操作端末を通じて得られるとよい。
購入処理m5は、ユーザの仮想蓄電容量を購入する処理である。購入処理m5には、購入処理m5には、ユーザが、例えば、電力事業者から仮想蓄電容量を購入する態様と、ユーザが、他のユーザから購入する態様とがある。なお、電力事業者をユーザの一人として見れば両者は同じ処理で実現されうる。
売却処理m6は、ユーザの仮想蓄電容量を売却する処理である。図7は、売却処理m6の一例である処理m61,m62を示す模式図である。売却処理m6には、ユーザが、例えば、電力事業者から仮想蓄電容量を購入する態様(m61)と、ユーザが、他のユーザに仮想蓄電容量を売却する態様(m62)とがある。なお、電力事業者をユーザの一人として見れば両者は同じ処理で実現されうる。
価格設定処理m7は、仮想蓄電容量の単位量当たりの価格を設定する処理である。価格設定処理m7は、例えば、ユーザ間で仮想蓄電容量が売買される際の流通価格を設定するものである。
交換処理m8は、仮想蓄電容量と、商業利用可能な予め定められたポイントとを交換する処理である。交換設定処理m9は、仮想蓄電容量の単位当たりのポイントの交換数量を設定する処理である。かかる交換処理によれば、仮想蓄電容量の商業利用可能なポイント交換と交換できるように構成できる。交換設定処理m9は、仮想蓄電容量の単位当たりのポイントの交換数量を設定する処理である。また、ポイントとの交換においても、仮想蓄電容量の価格設定と同様に、基準の交換レートが設定されたり、ユーザ間での交換レートが設定されたりしてもよい。また、交換できる仮想蓄電容量には、スマートグリッド10から電力を受給できる制限条件が設定されていてもよい。第1記録処理m1では、図8に示されているように、ユーザIDと紐付けて、ポイント残高が記録されてもよい。これにより、ユーザのポイント残高が記録され、仮想蓄電容量とポイントとの交換が記録される。
スマートグリッド10には、図2に示されているように、複数の蓄電装置61~65が接続されている。第2記録処理m11は、スマートグリッド10に接続された蓄電装置61~65の蓄電容量のうち、ユーザに割り当てられた割当容量をユーザに紐付けて記録する処理である。かかる第2記録処理m11によれば、例えば、スマートグリッド10に接続された少なくとも一つ蓄電装置61~65の空き容量を使って、他のユーザが専用の蓄電容量として使えるようにする、蓄電装置61~65を制御することができる。
共用設定処理m12は、スマートグリッドに接続された蓄電装置の蓄電容量の一部を、スマートグリッドに接続されたユーザが共用できるように設定する処理である。かかる共用設定処理m12によれば、当該共用設定処理m12によってスマートグリッドに接続された蓄電装置の蓄電容量の一部が、スマートグリッド10に参加する任意のユーザによって利用できるようになる。
11 アグリゲーションコーディネータ
13 リソースアグリゲータ
20 送電網
22 大規模発電設備
24 送電線
26 発電事業者
28 住宅
28a エネルギー管理システム(HEMS)
30 工場事業者
30a エネルギー管理システム(FEMS)
32 ビル事業者
32a エネルギー管理システム(BEMS)
35 マイクログリッド
35a エネルギー監理システム(CEMS)
40 通信網
51~55 発電装置
61~65 蓄電装置
71~73 電動車両
100 情報処理装置
A0 電力事業者
A1,A2 住宅
A3 工場
A4 発電事業者
A5 蓄電事業者
A6 充電スポット
Claims (16)
- 複数の電力機器が接続された送電網と、少なくとも前記送電網で送られた電力量の情報が送られる通信網とを有するスマートグリッドの情報処理装置であって、
前記情報処理装置において扱うことが可能なデータで構成され、かつ、前記スマートグリッドから相当量の電力を受給できる権利として他人に譲渡可能な仮想蓄電容量をユーザに紐付けて記録する第1記録処理と、
前記ユーザが前記送電網から受給した電力量に応じて、当該ユーザの仮想蓄電容量を減少させる引き出し処理と、
前記仮想蓄電容量がユーザ間で譲渡された場合に、譲渡元のユーザに紐付けられた仮想蓄電容量から譲渡容量に相当する量を減少させ、譲渡先のユーザに紐付けられた仮想蓄電容量に譲渡量に相当する量を増加させる譲渡処理と
が実行されるように構成された、
スマートグリッドの情報処理装置。 - 前記第1記録処理は、前記スマートグリッドから電力を受給できる制限条件毎に仮想蓄電容量が記録される、請求項1に記載された情報処理装置。
- 前記仮想蓄電容量は、時間帯、日時および曜日のうち少なくとも1つによって、前記スマートグリッドから電力を受給できる時期が制限されるように制限条件が設定されている、請求項2に記載された情報処理装置。
- 前記引き出し処理は、前記ユーザが前記送電網から受給した電力量に予め定められた割合を増加または減少させて、前記仮想蓄電容量を減少させるように構成された、請求項1から3までの何れか一項に記載された情報処理装置。
- 前記引き出し処理は、予め定められた手数料分さらに前記仮想蓄電容量を減少させるように構成された、請求項1から4までの何れか一項に記載された情報処理装置。
- 前記ユーザに紐付けて記憶された電力機器から前記送電網に出力された電力量に応じて、当該ユーザの仮想蓄電容量を増加させる預け入れ処理がさらに実行されるように構成された、請求項1から5までの何れか一項に記載された情報処理装置。
- 前記預け入れ処理は、前記ユーザに紐付けられた電力機器から前記送電網に出力された電力量に予め定められた割合を増加または減少させて、前記仮想蓄電容量を増加させるように構成された、請求項6に記載された情報処理装置。
- 前記預け入れ処理は、予め定められた手数料分を前記仮想蓄電容量から差し引くように構成された、請求項6または7に記載された情報処理装置。
- 前記ユーザの前記仮想蓄電容量を購入する購入処理がさらに実行されるように構成された、請求項1から8までの何れか一項に記載された情報処理装置。
- 前記ユーザの前記仮想蓄電容量を売却する売却処理がさらに実行されるように構成された、請求項1から9までの何れか一項に記載された情報処理装置。
- 前記仮想蓄電容量の単位当たりの価格を設定する価格設定処理がさらに実行されるように構成された、請求項1から10までの何れか一項に記載された情報処理装置。
- 前記仮想蓄電容量と、商業利用可能な予め定められたポイントとを交換する交換処理がさらに実行されるように構成された、請求項1から11までの何れか一項に記載された情報処理装置。
- 前記仮想蓄電容量の単位当たりの前記ポイントの交換数量を設定する交換設定処理がさらに実行されるように構成された、請求項12に記載された情報処理装置。
- 前記ユーザの仮想蓄電容量を、前記ユーザの予め定められた端末に送信する送信処理が実行されるように構成された、請求項1から13までの何れか一項に記載された情報処理装置。
- 前記スマートグリッドには少なくとも一つの蓄電装置が接続されており、前記スマートグリッドに接続された前記蓄電装置の蓄電容量のうち、前記ユーザに割り当てられた割当容量を前記ユーザに紐付けて記録した第2記録処理が実行されるように構成された、請求項1から14までの何れか一項に記載された情報処理装置。
- 前記スマートグリッドには少なくとも一つの蓄電装置が接続されており、前記スマートグリッドに接続された前記蓄電装置の蓄電容量の一部を、前記スマートグリッドに接続された前記ユーザが共用できるように設定する処理が実行されるように構成された、請求項1から15までの何れか一項に記載された情報処理装置。
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