JP7574635B2 - 電力供給制御装置、電力供給制御方法、及び電力供給システム - Google Patents

Description

本発明は、電力供給制御装置、電力供給制御方法、及び電力供給システムに関する。

太陽光、風力等の自然エネルギーを用いて発電する変動性再生可能エネルギー発電装置がある。このような変動性再生可能エネルギー発電装置では、発電量が変動する。例えば、特許文献１には、変動する変動性再生可能エネルギー発電装置の発電量を、過去の発電量に基づいて予測することが記載されている。

特許５６０６１１４号

ここで、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を蓄電池等の蓄エネルギー装置の出力電力によって補うことが考えられる。しかしながら、出力電力の低下分を蓄エネルギー装置で補う場合には、大容量の蓄エネルギー装置を用いる必要が生じ得る。

そこで、本発明は、蓄エネルギー装置の小容量化を図りつつ、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うことができる電力供給制御装置、電力供給制御方法、及び電力供給システムを提供することを目的とする。

本発明の一側面は、変動性再生可能エネルギー発電装置と、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うための発電装置及び蓄エネルギー装置と、を備える電力供給システムに用いられる電力供給制御装置であって、変動性再生可能エネルギー発電装置の設置位置における気象状況を予測する気象予測部と、気象予測部で予測された気象状況に基づいて、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が低下する低下タイミングを予測する低下予測部と、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うように発電装置及び蓄エネルギー装置の出力電力を制御する電力制御部と、を備え、電力制御部は、低下予測部で予測された低下タイミングに発電装置が電力供給可能状態となるように発電装置を制御し、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うように発電装置及び蓄エネルギー装置の少なくともいずれかの出力電力を制御する。

この電力供給制御装置では、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が低下すると予測された低下タイミングに発電装置が電力供給可能状態となっている。このため、電力供給制御装置は、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を発電装置の出力電力によっても補うことができる。従って、電力供給制御装置は、蓄エネルギー装置の小容量化を図りつつ、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うことができる。

電力供給制御装置において電力制御部は、発電装置が電力供給可能状態となる前に変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が低下した場合、発電装置が電力供給可能状態となる前は蓄エネルギー装置によって変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補い、発電装置が電力供給可能状態となった後は発電装置によって変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うように、発電装置及び蓄エネルギー装置の出力電力を制御してもよい。この場合、電力供給制御装置は、予測された低下タイミングよりも早く変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が低下し、発電装置が電力供給可能状態となる前の状態であっても、蓄エネルギー装置によって出力電力の低下分を補うことができる。そして、電力供給制御装置は、発電装置が電力供給可能状態となった後は発電装置によって変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うことができる。つまり、蓄エネルギー装置は、発電装置が電力供給可能状態となるまでの間だけ使用できればよい。従って、電力供給制御装置は、蓄エネルギー装置の小容量化を図ることができる。

電力供給制御装置において電力制御部は、発電装置が電力供給可能状態となった後に変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が低下した場合、発電装置によって変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うように、発電装置の出力電力を制御してもよい。この場合、電力供給制御装置は、発電装置の出力電力によって、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うことができる。

電力供給制御装置において気象予測部は、現在から予め定められた気象予測時間が経過するまでの気象予測期間内における気象状況を予測し、低下予測部は、気象予測部で予測された気象状況に基づいて、気象予測期間内に変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が低下するか否かを予測し、出力電力が低下すると予測されたタイミングを低下タイミングとして用い、気象予測時間は、発電装置が発電停止状態から電力供給可能状態となるまでに要する始動時間に予め定められた余裕時間を加えた時間に基づいて定められていてもよい。この場合、気象予測部は、発電装置の始動時間に基づいて定められた気象予測時間先までの気象状況を予測すればよい。つまり、気象予測部は、発電装置が始動に要する時間だけ気象状況を予測できればよく、長時間先（気象予測時間より先）の気象状況を予測する必要がない。このように、気象予測部は、気象状況を予測する期間が限定されていることにより、気象状況をより精度よく予測できる。

電力供給制御装置において気象予測部は、変動性再生可能エネルギー発電装置の設置位置の周囲に設定された２以上の観測地点における観測地点気象状況をそれぞれ取得し、取得した観測地点気象状況に基づいて変動性再生可能エネルギー発電装置の設置位置における気象状況を予測してもよい。この場合、気象予測部は、２以上の観測地点の観測地点気象状況を用いることにより、変動性再生可能エネルギー発電装置の設置位置における気象状況をより精度よく予測できる。

電力供給制御装置において電力制御部は、発電装置を電力供給可能状態となるように制御する場合、蓄エネルギー装置の残りの電力量が少ないときには、蓄エネルギー装置の残りの電力量が多いときに比べて早く電力供給可能状態となるように発電装置を制御してもよい。この場合、電力供給制御装置は、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が予測された低下タイミングよりも早く低下し、出力電力の低下分を蓄エネルギー装置によって補っている場合において、蓄エネルギー装置の残りの電力が無くなる前に発電装置によって電力供給を行うことができる可能性を高めることができる。

本発明の他の一側面は、変動性再生可能エネルギー発電装置と、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うための発電装置及び蓄エネルギー装置と、を備える電力供給システムに用いられる電力供給制御装置において実行される電力供給制御方法であって、変動性再生可能エネルギー発電装置の設置位置における気象状況を予測する気象予測ステップと、気象予測ステップにおいて予測された気象状況に基づいて、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が低下する低下タイミングを予測する低下予測ステップと、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うように発電装置及び蓄エネルギー装置の出力電力を制御する電力制御ステップと、を含み、電力制御ステップでは、低下予測ステップで予測された低下タイミングに発電装置が電力供給可能状態となるように発電装置を制御し、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うように発電装置及び蓄エネルギー装置の少なくともいずれかの出力電力を制御する。

この電力供給制御方法では、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が低下すると予測された低下タイミングに発電装置が電力供給可能状態となっている。このため、電力供給制御方法では、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を発電装置の出力電力によっても補うことができる。従って、電力供給制御方法では、蓄エネルギー装置の小容量化を図りつつ、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うことができる。

本発明のさらに他の一側面は、変動性再生可能エネルギー発電装置と、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うための発電装置及び蓄エネルギー装置と、発電装置及び蓄エネルギー装置の出力電力を制御する電力供給制御装置と、を備える電力供給システムであって、電力供給制御装置は、変動性再生可能エネルギー発電装置の設置位置における気象状況を予測する気象予測部と、気象予測部で予測された気象状況に基づいて、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が低下する低下タイミングを予測する低下予測部と、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うように発電装置及び蓄エネルギー装置の出力電力を制御する電力制御部と、を備え、電力制御部は、低下予測部で予測された低下タイミングに発電装置が電力供給可能状態となるように発電装置を制御し、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うように発電装置及び蓄エネルギー装置の少なくともいずれかの出力電力を制御する。

この電力供給システムでは、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が低下すると予測された低下タイミングに発電装置が電力供給可能状態となっている。このため、電力供給システムは、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を発電装置の出力電力によっても補うことができる。従って、電力供給システムは、蓄エネルギー装置の小容量化を図りつつ、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うことができる。

本発明の種々の側面によれば、蓄エネルギー装置の小容量化を図りつつ、変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うことができる。

図１は、実施形態に係る電力供給システムの概略構成を示す図である。 図２は、図１の電力供給制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図３は、ＶＲＥ発電装置の設置位置と観測地点との位置関係を示す図である。 図４（ａ）は、発電装置が電力供給可能状態となる前にＶＲＥ発電装置の出力電力が低下した場合における電力制御の様子を示す図である。図４（ｂ）は、発電装置が電力供給可能状態となった後にＶＲＥ発電装置の出力電力が低下した場合における電力制御の様子を示す図である。 図５は、電力供給制御装置において実行される電力供給制御方法の処理の流れを示すフローチャートである。 図６は、電力供給制御装置が行う電力供給制御処理の詳細な流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同一又は相当する要素同士には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に示されるように、電力供給システム１は、電力供給家２に電力を供給するシステムである。電力供給家２は、電力を消費する設備群の集合である。電力供給家２の例としては、一般家庭をはじめとする低圧需要家を含んでもよい。電力供給システム１は、変動性再生可能エネルギー発電装置１０、発電装置２０、蓄エネルギー装置３０、及び電力供給制御装置４０を備えている。

変動性再生可能エネルギー発電装置１０は、変動性再生可能エネルギー（Variable Renewable Energy）を用いて発電を行う発電装置である。以下、変動性再生可能エネルギー発電装置１０を、ＶＲＥ発電装置１０と称する。ＶＲＥ発電装置１０は、例えば、太陽光発電装置であってもよく、風力発電装置であってもよく、太陽光及び風力以外の変動性再生可能エネルギーを用いた発電装置であってもよい。

ここで、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力は急変することがある。例えば、ＶＲＥ発電装置１０が太陽光発電装置である場合、雲によって太陽光が遮られること等によって、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が急に低下することがある。また、例えば、ＶＲＥ発電装置１０が風力発電装置である場合、風が止むこと等によって、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が急に低下することがある。電力供給システム１は、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下した場合に、出力電力の低下分を発電装置２０及び蓄エネルギー装置３０の少なくともいずれかを用いて補う。すなわち、発電装置２０及び蓄エネルギー装置３０は、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補うための装置である。

発電装置２０は、変動性再生可能エネルギーとは異なるエネルギー源を用いて発電を行う。発電装置２０の例としては、ディーゼル発電装置、ガスエンジン発電装置、燃料電池等が挙げられる。

蓄エネルギー装置３０は、エネルギーを蓄え、電力を出力する装置である。蓄エネルギー装置３０は、発電装置２０に比べて、電力を出力するまでの応答速度が速い。蓄エネルギー装置３０の例としては、蓄電池、フライホイール蓄電装置、コンデンサ等が挙げられる。

電力供給制御装置４０は、ＶＲＥ発電装置１０、発電装置２０、及び蓄エネルギー装置３０から電力供給家２への電力の供給を制御する装置である。まず、電力供給制御装置４０のハードウェア構成について説明する。図２に示されるように、電力供給制御装置４０は、１又は複数のコンピュータ１００を含む。コンピュータ１００は、プロセッサ１０１と、記憶装置１０２と、入力装置１０３と、出力装置１０４と、通信装置１０５と、を含む。電力供給制御装置４０は、これらのハードウェアと、プログラム等のソフトウェアと、により構成された１又は複数のコンピュータ１００によって構成される。つまり、電力供給制御装置４０は、少なくとも１つのプロセッサ１０１を備えている。

電力供給制御装置４０が複数のコンピュータ１００によって構成される場合には、これらのコンピュータ１００はローカルで接続されてもよいし、インターネット又はイントラネット等の通信ネットワークを介して接続されてもよい。この接続によって、論理的に１つの電力供給制御装置４０が構築される。

プロセッサ１０１は、オペレーティングシステム及びアプリケーション・プログラム等を実行する。プロセッサ１０１の例としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit)が挙げられる。記憶装置１０２は、ＲＯＭ（Read Only Memory)及びＲＡＭ（Random Access Memory）によって構成される主記憶装置と、ハードディスク及びフラッシュメモリ等によって構成される補助記憶装置と、を含む。入力装置１０３は、キーボード、マウス、タッチパネル、及び音声入力用マイク等によって構成される。出力装置１０４は、ディスプレイ及びプリンタ等によって構成される。通信装置１０５は、ネットワークカード又は無線通信モジュールによって構成される。

記憶装置１０２は、コンピュータ１００を電力供給制御装置４０として機能させるためのプログラムと、処理に必要なデータと、を格納している。電力供給制御装置４０の図１に示される各機能部（気象予測部４１、低下予測部４２、電力制御部４３）は、プロセッサ１０１等のハードウェアにプログラムを読み込ませることにより、プロセッサ１０１の制御のもとで各ハードウェアを動作させるとともに、記憶装置１０２におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

プログラムは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、及び半導体メモリ等の有形の記録媒体に記録された上で提供されてもよい。プログラムは、データ信号として通信ネットワークを介して提供されてもよい。

次に、電力供給制御装置４０の機能的構成について説明する。図１に示されるように、電力供給制御装置４０は、機能的には、気象予測部４１、低下予測部４２、及び電力制御部４３を備えている。

気象予測部４１は、ＶＲＥ発電装置１０の設置位置における気象状況を予測する。本実施形態において、気象予測部４１は、ＶＲＥ発電装置１０の設置位置の周囲に設定された観測地点における観測地点気象状況を取得し、取得した観測地点気象状況に基づいて、ＶＲＥ発電装置１０の設置位置における気象状況を予測する。なお、気象予測部４１は、観測地点における観測地点気象状況を、周知の有線通信又は無線通信によって外部装置から取得することができる。

例えば、気象予測部４１は、観測地点からＶＲＥ発電装置１０までの距離と、ＶＲＥ発電装置１０から見たときの観測地点の方向（方角）と、観測地点における観測地点気象状況と、に基づいて、ＶＲＥ発電装置１０の設置位置における気象状況を予測することができる。例えば、気象予測部４１は、観測地点において観測された大きな影を作る雲が、ＶＲＥ発電装置１０の設置位置に到達するか否か及び到達するタイミングを、観測地点における風速及び風向等に基づいて予測することができる。

ここでは、気象予測部４１は、取得した観測地点気象状況に基づいて、現在から予め定められた気象予測時間が経過するまでの気象予測期間内における気象状況（気象状況の変動）を予測する。すなわち、気象予測部４１は、現在から気象予測時間先までの気象状況を予測する。気象予測時間は、発電装置２０が発電停止状態から電力供給可能状態となるまでに要する始動時間に予め定められた余裕時間を加えた時間に基づいて定められている。例えば、気象予測時間は、一例として、数分から数時間の時間が設定されていてもよい。

また、気象予測部４１は、２以上の観測地点における観測地点気象状況をそれぞれ取得し、取得した２以上の観測地点気象状況に基づいてＶＲＥ発電装置１０の設置位置における気象状況を予測するとよい。気象予測部４１は、２以上の観測地点気象状況を用いることにより、ＶＲＥ発電装置１０の設置位置における気象状況をより精度よく予測できる。

ここで、図３に示されるように、ＶＲＥ発電装置１０の設置位置Ｘの周囲に１以上の観測地点Ｐが予め設定されている。観測地点Ｐは、ＶＲＥ発電装置１０の設置位置Ｘから、例えば、予め定められた距離Ａ［ｋｍ］程度離れた位置に設定されている。この距離Ａ［ｋｍ］としては、一例として、数ｋｍから数十ｋｍが設定されていてもよい。観測地点Ｐは、設置位置Ｘの周囲にできるだけ均等に設定されているとよい。なお、図３に示される観測地点Ｐの数及び観測地点Ｐの設置位置は一例であり、観測地点Ｐの数及び設置位置は図３に示される例に限定されない。

観測地点Ｐは、当該観測地点Ｐにおける気象状況（観測地点気象状況）を観測する観測機器が設置されている地点であってもよい。この観測機器の例としては、日射量計、風速計、風向計、観測地点Ｐの上空の雲の動き等を撮像するためのカメラ、湿度計、気圧計、温度計等であってもよい。この場合、気象予測部４１は、観測機器で観測された観測結果を、観測地点Ｐにおける観測地点気象状況として取得する。また、観測地点Ｐは、例えば家庭用の太陽光発電装置が設置されている地点であってもよい。この場合、気象予測部４１は、日射量に対応する情報として、観測地点Ｐに設置された太陽光発電装置の発電量を当該観測地点Ｐにおける観測地点気象状況として取得する。なお、気象予測部４１は、各地の気象情報を収集する気象情報収集センター等から、観測地点Ｐにおける観測地点気象状況を取得してもよい。

気象予測部４１は、予測するＶＲＥ発電装置１０の設置位置における気象状況の種類として、ＶＲＥ発電装置１０の発電量に影響を与える気象状況を予測する。

まず、一例として、ＶＲＥ発電装置１０が太陽光発電装置である場合について説明する。この場合、気象予測部４１は、気象状況として、ＶＲＥ発電装置１０の設置位置Ｘにおける日射量（日射量の変動）を予測する。ここでは、気象予測部４１は、例えば、観測地点Ｐに設置された日射量計で計測された日射量、風速計で計測された風速、風向計で計測された風向、カメラによって撮像されたカメラ画像、湿度計で計測された湿度、気圧計で計測された気圧、温度計で計測された気温、及び、観測地点Ｐに設置された太陽光発電装置の発電量の少なくともいずれかに基づいて、周知の方法によって設置位置Ｘにおける日射量を予測することができる。例えば、気象予測部４１は、カメラ画像に基づいて雲の動きを予測し、設置位置Ｘにおける日射量を予測することができる。例えば、気象予測部４１は、湿度の変化、気圧の変化、及び気温の変化の少なくともいずれかを用いる場合、これらの変化に基づいて降雨状況を予測し、設置位置Ｘにおける日射量を予測することができる。

次に、一例として、ＶＲＥ発電装置１０が風力発電装置である場合について説明する。この場合、気象予測部４１は、気象状況として、ＶＲＥ発電装置１０の設置位置Ｘにおける風量（風量の変動）を予測する。ここでは、気象予測部４１は、例えば、風速計で計測された風速、風向計で計測された風向、気圧計で計測された気圧、及び、温度計で計測された気温の少なくともいずれかに基づいて、周知の方法によって設置位置Ｘにおける風量を予測することができる。例えば、気象予測部４１は、気圧の変化、及び温度の変化の少なくともいずれかを用いる場合、これらの変化に基づいて風の流れを予測し、設置位置Ｘにおける風量を予測することができる。

図１に示される低下予測部４２は、気象予測部４１で予測された気象状況に基づいて、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下する低下タイミングを予測する。具体的には、低下予測部４２は、気象予測部４１で予測された気象予測期間分の気象状況に基づいて、気象予測期間内にＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下するか否かを予測し、出力電力が低下すると予測されたタイミングを低下タイミングとして用いる。ここでは、低下予測部４２は、出力電力が急に低下するタイミングを低下タイミングとして用いる。具体的には、低下予測部４２は、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が、例えば、予め定められた基準時間以内に予め定められた閾値以上低下すると予測されるタイミングを、低下タイミングとして用いる。このように、低下予測部４２は、現在から気象予測時間が経過するまでの気象予測期間内にＶＲＥ発電装置１０の出力電力が急に低下する低下タイミングを予測する。

なお、低下予測部４２は、出力電力が低下するタイミングを予測できればよく、予め定められた閾値以上低下した後の出力電力の値については予測する必要がない。従って、低下予測部４２は、低下タイミングをより精度よく予測できる。

電力制御部４３は、電力供給システム１から電力供給家２への電力の供給を制御する。また、電力制御部４３は、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補うように発電装置２０及び蓄エネルギー装置３０の出力電力を制御する。本実施形態において電力制御部４３は、低下予測部４２で予測された低下タイミングに発電装置２０が電力供給可能状態となるように発電装置２０を制御する。そして、電力制御部４３は、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下した場合には、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補うように発電装置２０及び蓄エネルギー装置３０の少なくともいずれかの出力電力を制御する。

ここで、「ＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補う」こととは、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が０となり、電力供給家２に供給すべき電力のすべてを発電装置２０及び蓄エネルギー装置３０の少なくともいずれかによって賄うことを含む。また、「ＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補う」こととは、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下し、低下分を発電装置２０及び蓄エネルギー装置３０の少なくともいずれかによって賄うことを含む。すなわち、この場合とは、電力供給家２に供給すべき電力を、ＶＲＥ発電装置１０と、発電装置２０及び蓄エネルギー装置３０の少なくともいずれかと、によって賄うことである。

なお、発電装置２０が電力供給可能状態であることとは、発電装置２０が発電を開始し、予め定められた規定電力を出力可能な状態である。また、予測された低下タイミングに発電装置２０が電力供給可能状態となることとは、低下タイミングちょうどに発電装置２０が電力供給可能状態となることに加え、低下タイミングよりも前に発電装置２０が電力供給可能状態となり、低下タイミングの時点で既に電力供給可能状態となっていることも含む。

以下、電力制御部４３が行う制御の詳細な例について、場面（１）と、場面（２）の２つの場面に分けて説明する。場面（１）は、発電装置２０が電力供給可能状態となる前にＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下した場合である。すなわち、場面（１）とは、低下予測部４２によって予測された電力の低下タイミングよりも早くＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下する場合である。場面（２）は、発電装置２０が電力供給可能状態となった後にＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下した場合である。すなわち、場面（２）とは、低下予測部４２によって予測された電力の低下タイミング以降にＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下する場合である。

まず、場面（１）の場合に行われる制御について、図４（ａ）を用いて説明する。ここでは、低下予測部４２が、図４（ａ）に示される時刻ｔ２にＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下すると予測していたとする。すなわち、低下予測部４２が、出力電力が低下する低下タイミングとして、時刻ｔ２を予測していた場合である。また、図４（ａ）に示される例では、時刻ｔ２よりも前の時刻ｔ１において、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下する。なお、図４（ａ）のグラフにおいて、太線は実際のＶＲＥ発電装置１０の出力電力を示し、二点鎖線は予測されたＶＲＥ発電装置１０の出力電力を示し、破線は蓄エネルギー装置３０の出力電力を示し、太線よりも細い実線は発電装置２０の出力電力を示している。以下で説明する図４（ｂ）についても同様とする。

図４（ａ）に示されるように、電力制御部４３は、時刻ｔ１においてＶＲＥ発電装置１０の出力が低下した場合、蓄エネルギー装置３０の出力電力によってＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補う。すなわち、電力制御部４３は、発電装置２０が電力供給可能状態となる前は蓄エネルギー装置３０によってＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補う。そして、電力制御部４３は、発電装置２０が電力供給可能状態となった時刻ｔ２以降は、発電装置２０の出力電力によってＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補う。この場合、電力制御部４３は、時刻ｔ２以降は蓄エネルギー装置３０による電力供給を停止させる。

なお、電力制御部４３は、発電装置２０が始動して電力の出力を開始した時刻ｔａ以降、発電装置２０が予め定められた規定電力を出力可能な状態となるまでの間（時刻ｔａから時刻ｔ２までの間）において、発電装置２０の出力電力と蓄エネルギー装置３０の出力電力とを合わせた電力によってＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補ってもよい。また、電力制御部４３は、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を発電装置２０の出力電力によって補う際に、例えば発電装置２０の始動直後など発電装置２０の出力電力に変動が生じる場合、発電装置２０の出力電力の変動を蓄エネルギー装置３０の出力電力によって補ってもよい。

次に、場面（２）の場合に行われる制御について、図４（ｂ）を用いて説明する。ここでは、低下予測部４２が、図４（ｂ）に示される時刻ｔ３にＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下すると予測していたとする。すなわち、低下予測部４２が、出力電力が低下する低下タイミングとして、時刻ｔ３を予測していた場合である。また、図４（ｂ）に示される例では、時刻ｔ３において、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下する。

図４（ｂ）に示されるように、電力制御部４３は、低下予測部４２によって出力電力が低下すると予測された時刻ｔ３に、電力供給可能状態となるように発電装置２０を予め始動させる。そして、時刻ｔ３においてＶＲＥ発電装置１０の出力が低下した場合、電力制御部４３は、電力供給可能状態となっている発電装置２０の出力電力によって、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補う。この場合、電力制御部４３は、蓄エネルギー装置３０から電力を出力させない。また、電力制御部４３は、発電装置２０が電力の出力を開始した後、ＶＲＥ発電装置１０と発電装置２０との合計の出力電力のうち余剰となる電力によって蓄エネルギー装置３０を充電する（余剰分を蓄エネルギー装置３０で吸収させる）ことができる。

なお、場面（１）及び（２）の場合において、電力制御部４３は、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が復帰した場合、発電装置２０及び蓄エネルギー装置３０による電力供給を停止又は低下させ、ＶＲＥ発電装置１０を主として電力供給家２へ電力を供給する。

また、電力制御部４３は、低下予測部４２においてＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下すると予測されたにも関わらずＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下しない場合（すなわち予測が外れた場合）、ＶＲＥ発電装置１０から電力供給家２への電力供給を維持する。

ここで、電力制御部４３は、発電装置２０を電力供給可能状態となるように始動させる場合、蓄エネルギー装置３０の残りの電力量に応じて、発電装置２０を電力供給可能状態とするタイミングを変更してもよい。具体的には、電力制御部４３は、発電装置２０を電力供給可能状態となるように制御する場合、蓄エネルギー装置３０の残りの電力量が少ないときには、蓄エネルギー装置３０の残りの電力量が多いときに比べて発電装置２０が早く電力供給可能状態となるように制御してもよい。

また、電力制御部４３は、ＶＲＥ発電装置１０によって電力の供給を行っている場合、ＶＲＥ発電装置１０の電力によって蓄エネルギー装置３０の充電を行ってもよい。

次に、電力供給制御装置４０において実行される電力供給制御方法の一例について、図５のフローチャートを用いて説明する。ここでは、予測された気象状況に基づいて電力の供給を行う制御を中心に説明する。図５に示されるフローチャートの処理は、ＶＲＥ発電装置１０による電力供給の開始とともに開始される。また、処理がエンドに至った場合、再びスタートから処理が行われる。

図５に示されるように、気象予測部４１は、ＶＲＥ発電装置１０の設置位置における気象状況を予測する（Ｓ１０１：気象予測ステップ）。低下予測部４２は、気象予測部４１で予測された気象状況に基づいて、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下する低下タイミングを予測する（Ｓ１０２：低下予測ステップ）。電力制御部４３は、低下予測部４２において出力電力が低下する低下タイミングが予測されたか否かを判定する（Ｓ１０３）。電力が低下する低下タイミングが予測されていない場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、気象予測部４１は、再びＳ１０１の処理を行う。

一方、電力が低下する低下タイミングが予測されている場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、電力制御部４３は、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下に応じて、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補うように発電装置２０及び蓄エネルギー装置３０の出力電力を制御する（Ｓ１０４：電力制御ステップ）。ここでは、電力制御部４３は、予測された低下タイミングに発電装置２０が電力供給可能状態となるように発電装置２０を制御する。そして、電力制御部４３は、ＶＲＥ発電装置１０の低下分を補うように発電装置２０及び蓄エネルギー装置３０の少なくともいずれかの出力電力を制御する。

次に、図５のＳ１０４において行われる処理の詳細について、図６のフローチャートを用いて説明する。なお、電力制御部４３は、図６に示されるフローチャートとは別に、低下予測部４２で予測された低下タイミングに発電装置２０が電力供給可能状態となるように発電装置２０の制御（始動の制御）を行っている。

低下予測部４２によって低下タイミングが予測されると、電力制御部４３は、図６に示されるように、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下したか否かを判定する（Ｓ２０１）。ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下していない場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、電力制御部４３は、ＶＲＥ発電装置１０から電力供給家２への電力供給を維持し、再びＳ２０１の処理を行う。

一方、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下した場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、電力制御部４３は、発電装置２０が電力供給可能状態となっているか否かを判定する（Ｓ２０２）。発電装置２０が電力供給可能状態である場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、電力制御部４３は、発電装置２０の出力電力によって、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補う（Ｓ２０３）。その後、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が復帰した場合、電力制御部４３は、ＶＲＥ発電装置１０から電力供給家２へ電力を供給する。

一方、発電装置２０が電力供給可能状態ではない場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、電力制御部４３は、蓄エネルギー装置３０の出力電力によって、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補う（Ｓ２０４）。そして、電力制御部４３は、発電装置２０が電力供給可能状態となっているか否かを判定する（Ｓ２０５）。発電装置２０が電力供給可能状態ではない場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、電力制御部４３は、Ｓ２０４の処理を行う。すなわち、電力制御部４３は、発電装置２０が電力供給可能状態となるまで、蓄エネルギー装置３０によって電力供給を行う。

発電装置２０が電力供給可能状態となった場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、電力制御部４３は、発電装置２０の出力電力によってＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補い、蓄エネルギー装置３０による電力供給を停止させる（Ｓ２０６）。その後、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が復帰した場合、電力制御部４３は、ＶＲＥ発電装置１０から電力供給家２へ電力を供給する。
［作用及び効果］

以上のように、電力供給制御装置４０では、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下すると予測された低下タイミングに発電装置２０が電力供給可能状態となっている。このため、電力供給制御装置４０は、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を発電装置２０の出力電力によっても補うことができる。従って、電力供給制御装置４０は、蓄エネルギー装置３０の小容量化を図りつつ、発電装置２０及び蓄エネルギー装置３０の少なくともいずれかによってＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補うことができる。

電力制御部４３は、発電装置２０が電力供給可能状態となる前にＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下した場合（上述した場面（１）の場合）、発電装置２０が電力供給可能状態となる前は蓄エネルギー装置３０によってＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補い、発電装置２０が電力供給可能状態となった後は発電装置２０によってＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補う。この場合、電力供給制御装置４０は、予測された低下タイミングよりも早くＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下し、発電装置２０が電力供給可能状態となる前の状態であっても、蓄エネルギー装置３０によって出力電力の低下分を補うことができる。そして、電力供給制御装置４０は、発電装置２０が電力供給可能状態となった後は発電装置２０によってＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補うことができる。つまり、蓄エネルギー装置３０は、発電装置２０が電力供給可能状態となるまでの間だけ使用できればよい。従って、電力供給制御装置４０は、蓄エネルギー装置の小容量化を図ることができる。

電力制御部４３は、発電装置２０が電力供給可能状態となった後にＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下した場合（上述した場面（２）の場合）、発電装置２０によってＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補う。この場合、電力供給制御装置４０は、発電装置２０の出力電力によって、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力の低下分を補うことができる。

気象予測部４１は、現在から予め定められた気象予測時間が経過するまでの気象予測期間内における気象状況を予測する。気象予測時間は、発電装置２０が発電停止状態から電力供給可能状態となるまでに要する始動時間に予め定められた余裕時間を加えた時間に基づいて定められている。この場合、気象予測部４１は、発電装置２０の始動時間に基づいて定められた気象予測時間先までの気象状況を予測すればよい。つまり、気象予測部４１は、発電装置２０が始動に要する時間だけ気象状況を予測できればよく、長時間先（気象予測時間より先）の気象状況を予測する必要がない。従って、気象予測部４１は、気象状況を予測する期間が限定されていることにより、気象状況をより精度よく予測できる。

気象予測部４１は、２以上の観測地点Ｐにおける観測地点気象状況に基づいて、ＶＲＥ発電装置１０の設置位置における気象状況を予測する。この場合、気象予測部４１は、ＶＲＥ発電装置１０の設置位置における気象状況をより精度よく予測できる。

電力制御部４３は、発電装置２０を電力供給可能状態となるように制御する場合、蓄エネルギー装置３０の残りの電力量が少ないときには、蓄エネルギー装置３０の残りの電力量が多いときに比べて発電装置２０が早く電力供給可能状態となるように制御してもよい。この場合、電力供給制御装置４０は、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が予測された低下タイミングよりも早く低下し、出力電力の低下分を蓄エネルギー装置３０によって補っている場合において、蓄エネルギー装置３０の残りの電力が無くなる前に発電装置２０によって電力供給を行うことができる可能性を高めることができる。

また、電力供給制御装置４０において実行される電力供給制御方法、及び電力供給制御装置４０を含む電力供給システム１についても、上述した電力供給制御装置４０と同様の効果を奏することができる。

このように、本開示は、例えば、国連が主導する持続可能な開発目標（Sustainable Development Goals：ＳＤＧｓ）の目標７「すべての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する」に貢献することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、電力供給制御装置４０は、ＶＲＥ発電装置１０の出力電力が低下する低下タイミングが予測された場合、低下タイミングに負荷（電力消費量）を減らすように又は事前に負荷を減らすように電力供給家２に対して指示をしてもよい。

１ 電力供給システム
１０ ＶＲＥ発電装置（変動性再生可能エネルギー発電装置）
２０ 発電装置
３０ 蓄エネルギー装置
４０ 電力供給制御装置
４１ 気象予測部
４２ 低下予測部
４３ 電力制御部
Ｐ 観測地点
Ｘ ＶＲＥ発電装置の設置位置

Claims (7)

1. 変動性再生可能エネルギー発電装置と、前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うための発電装置及び蓄エネルギー装置と、を備える電力供給システムに用いられる電力供給制御装置であって、
   前記変動性再生可能エネルギー発電装置の設置位置における気象状況を予測する気象予測部と、
   前記気象予測部で予測された前記気象状況に基づいて、前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が低下する低下タイミングを予測する低下予測部と、
   前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うように前記発電装置及び前記蓄エネルギー装置の出力電力を制御する電力制御部と、
   を備え、
   前記電力制御部は、
   前記低下予測部で前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が低下すると予測された後、予測された前記低下タイミングに前記発電装置が電力供給可能状態となるように所定の始動タイミングで前記発電装置を始動させ、
   前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うように前記発電装置及び前記蓄エネルギー装置の少なくともいずれかの出力電力を制御し、
   前記発電装置を前記電力供給可能状態となるように制御する場合、前記蓄エネルギー装置の残りの電力量が少ないときには、前記蓄エネルギー装置の残りの電力量が多いときに比べて早く前記電力供給可能状態となるように前記発電装置を制御する、電力供給制御装置。
2. 前記発電装置が前記電力供給可能状態となる前に前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が低下した場合、前記電力制御部は、前記発電装置が前記電力供給可能状態となる前は前記蓄エネルギー装置によって前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補い、前記発電装置が前記電力供給可能状態となった後は前記発電装置によって前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うように、前記発電装置及び前記蓄エネルギー装置の出力電力を制御する、請求項１に記載の電力供給制御装置。
3. 前記発電装置が前記電力供給可能状態となった後に前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が低下した場合、前記電力制御部は、前記発電装置によって前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うように、前記発電装置の出力電力を制御する、請求項１又は２に記載の電力供給制御装置。
4. 前記気象予測部は、現在から予め定められた気象予測時間が経過するまでの気象予測期間内における前記気象状況を予測し、
   前記低下予測部は、前記気象予測部で予測された前記気象状況に基づいて、前記気象予測期間内に前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が低下するか否かを予測し、前記出力電力が低下すると予測されたタイミングを前記低下タイミングとして用い、
   前記気象予測時間は、前記発電装置が発電停止状態から前記電力供給可能状態となるまでに要する始動時間に予め定められた余裕時間を加えた時間に基づいて定められている、請求項１～３のいずれか一項に記載の電力供給制御装置。
5. 前記気象予測部は、前記変動性再生可能エネルギー発電装置の設置位置の周囲に設定された２以上の観測地点における観測地点気象状況をそれぞれ取得し、取得した前記観測地点気象状況に基づいて前記変動性再生可能エネルギー発電装置の設置位置における前記気象状況を予測する、請求項１～４のいずれか一項に記載の電力供給制御装置。
6. 変動性再生可能エネルギー発電装置と、前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うための発電装置及び蓄エネルギー装置と、を備える電力供給システムに用いられる電力供給制御装置において実行される電力供給制御方法であって、
   前記変動性再生可能エネルギー発電装置の設置位置における気象状況を予測する気象予測ステップと、
   前記気象予測ステップにおいて予測された前記気象状況に基づいて、前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が低下する低下タイミングを予測する低下予測ステップと、
   前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うように前記発電装置及び前記蓄エネルギー装置の出力電力を制御する電力制御ステップと、
   を含み、
   前記電力制御ステップでは、
   前記低下予測ステップで前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が低下すると予測された後、予測された前記低下タイミングに前記発電装置が電力供給可能状態となるように所定の始動タイミングで前記発電装置を始動させ、
   前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うように前記発電装置及び前記蓄エネルギー装置の少なくともいずれかの出力電力を制御し、
   前記発電装置を前記電力供給可能状態となるように制御する場合、前記蓄エネルギー装置の残りの電力量が少ないときには、前記蓄エネルギー装置の残りの電力量が多いときに比べて早く前記電力供給可能状態となるように前記発電装置を制御する、電力供給制御方法。
7. 変動性再生可能エネルギー発電装置と、前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うための発電装置及び蓄エネルギー装置と、前記発電装置及び前記蓄エネルギー装置の出力電力を制御する電力供給制御装置と、を備える電力供給システムであって、
   前記電力供給制御装置は、
   前記変動性再生可能エネルギー発電装置の設置位置における気象状況を予測する気象予測部と、
   前記気象予測部で予測された前記気象状況に基づいて、前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が低下する低下タイミングを予測する低下予測部と、
   前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うように前記発電装置及び前記蓄エネルギー装置の出力電力を制御する電力制御部と、
   を備え、
   前記電力制御部は、
   前記低下予測部で前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力が低下すると予測された後、予測された前記低下タイミングに前記発電装置が電力供給可能状態となるように所定の始動タイミングで前記発電装置を始動させ、
   前記変動性再生可能エネルギー発電装置の出力電力の低下分を補うように前記発電装置及び前記蓄エネルギー装置の少なくともいずれかの出力電力を制御し、
   前記発電装置を前記電力供給可能状態となるように制御する場合、前記蓄エネルギー装置の残りの電力量が少ないときには、前記蓄エネルギー装置の残りの電力量が多いときに比べて早く前記電力供給可能状態となるように前記発電装置を制御する、電力供給システム。

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