JPWO2016021179A1 - 分散電源システム、局制御装置、制御方法およびプログラムが記憶された記憶媒体 - Google Patents

Abstract

［課題］ 複数のマイクログリッドを有する分散電源システムを低いエネルギーコストで運用することが可能な分散電源システム、局制御装置、制御方法及び制御プログラムが記憶された記憶媒体を提供する。［解決手段］ 電力を消費する負荷へ電力を供給する分散電源の起動及び停止と、分散電源及び前記負荷、ならびに他の局制御装置が制御する他の分散電源を接続する開閉器の接続及び遮断と、を制御する局制御装置は、負荷が消費する電力を示す需要電力情報と、分散電源の出力−燃費特性を示す燃料効率情報と、他の分散電源が電力を供給する他の負荷の需要電力情報と、他の分散電源の燃料効率情報と、に基づいて開閉器及び分散電源を制御する。

Description

本発明は、分散電源システム、局制御装置、制御方法およびプログラムが記憶された記憶媒体に関する。

一般に、電力の供給を受ける負荷を有する需要家は、電力を供給する電力事業者と契約を結び、その契約に従って電力事業者の大規模発変電施設から、自己の負荷への電力の供給を受ける。

離島や新興国などにおいては、電力事業者の大規模発電変電施設による電力供給力が十分でない場合がある。そのため、電力事業者が一定時間ごとに一部の需要家への電力供給を一時的に中断する計画停電を実施し、電力の需要と供給とのバランスを保つことが行われる。

計画停電が頻発する地域では需要家が、その地域の近くに分散配置した電源（以下、分散電源）として燃料電池や、ガスエンジン、ガスタービン、マイクロガスタービン、ディーゼルエンジン等を利用した発電機及びこれらを利用したコージェネレーションシステム等を所有している場合がある。停電時には、分散電源から負荷へ電力が供給され、需要と供給とのバランスが保たれる。

ところで、ディーゼル発電機などの回転系発電機を特定の出力（ＶＡ）で運転した場合の燃料消費量（Ｌ／ｈ）、つまり出力−燃費特性は発電機の定格値に対する発電電力、つまり負荷率によって変化する。このため、より高負荷率で運転するほど高い出力−燃費特性となり、より小さなエネルギーコストで発電機を運転させることができる。従ってエネルギーコストが最小となるように分散電源を運用することが検討されている。

特許文献１に記載されているシステムは、分散電源を有する需要家を含む複数の需要家をまとめた需要家グループを構成し、需要家グループにとって利益となるような分散電源の発電出力指令値を算出する。このため、需要家グループの設備や施設を制御するコンピュータとは別に、エネルギーマネジメントシステムが設けられ、エネルギーマネジメントシステムが分散電源の発電出力指令値を算出する。エネルギーマネジメントシステムと需要家グループのコンピュータとは、通信ネットワークを介して接続され、エネルギーマネジメントシステムはコンピュータに発電指令値を送信する。

このような構成のため、中央制御装置の故障や中央制御装置と局制御装置との間の通信ネットワークに障害が発生した場合、局制御装置は中央制御装置から計算結果を受信できなくなる。

このような障害に対応するために、特許文献２に記載されているシステムでは、他の会組織給電所の統括及び電力系統全体の需給バランスに基づく、発電所への発電力の指令を行う中給電指令装置に異常が発生し、機能喪失となった場合に切り替え可能な代替用の代替給電指令装置が設けられている。

しかし代替給電指令装置を備える場合には、システムの多重化に伴い、中央制御装置や通信ネットワークなどのシステムを構成する機材が増えるため、費用が高額になる問題があった。

そこで特許文献３に記載されているシステムでは、各需要家グループを制御する局制御装置が、中央制御装置がダウンしたり通信が途絶えたりした場合に、制御対象となる需要家グループの最適に近い運転計画を計算し、各制御装置が各需要家グループを制御する。

特開２００５−１９８４２３号公報 特開２００６−１２９５６３号公報 特許第３９８０５４１号公報

特許文献３に記載されているシステムでは、需要家グループを制御する各分散制御装置が独立してそれぞれの需要家グループの電力の需給を調整する運転（以下、自立運転）において最適に近い運転計画の計算を行う。しかし、特許文献３に記載されているシステムによる運転計画の計算では、分散制御装置が制御対象としない他の需要家グループの電力需給の調整や他の需要家グループとの電力の送受電を行う運転（以下、連系運転）については考慮されていない。このため、各分散制御装置が決定する運転計画は、特許文献１に記載されているシステム及び特許文献２に記載されているシステムのように中央制御装置が計算した運転計画よりもエネルギーコストが増加する恐れがある。

そこで本発明は、以上の問題の少なくとも１つを解決する分散電源システム、局制御装置、制御方法およびプログラムが記憶された記憶媒体を提供することを目的とする。

本発明による局制御装置は、電力を消費する負荷へ電力を供給する分散電源の起動及び停止と、分散電源及び前記負荷、ならびに他の局制御装置が制御する他の分散電源を接続する開閉器の接続及び遮断と、を制御し、負荷が消費する電力を示す需要電力情報と、分散電源の出力−燃費特性を示す燃料効率情報と、他の分散電源が電力を供給する他の負荷の需要電力情報と、他の分散電源の燃料効率情報と、に基づいて開閉器及び分散電源を制御する。

本発明による局制御装置は、電力を消費する負荷へ電力を供給する分散電源の起動及び停止と、分散電源及び負荷、ならびに他の局制御装置が制御する他の分散電源を接続する開閉器の接続及び遮断と、を制御し、負荷が消費する電力を示す需要電力情報と、分散電源の出力−燃費特性を示す燃料効率情報と、他の分散電源が電力を供給する他の負荷の前記需要電力情報と、他の分散電源の前記燃料効率情報と、に基づいて、他の局制御装置に対して、他の分散電源の制御を指示する。

本発明による分散電源システムは、電力の供給を受ける負荷と、負荷へ電力を供給する分散電源と、負荷及び分散電源と他の局制御装置が制御する他の分散電源とを接続する開閉器と、分散電源及び開閉器を制御する局制御装置を有するマイクログリッドを複数有し、
局制御装置のうち少なくとも１つは前記他の局制御装置へ制御を指示する親局制御装置であり、
他の局制御装置は、
親局制御装置と通信可能な送受信手段を有し、
送受信手段は、負荷が消費する電力を示す需要電力情報と、他の分散電源の出力−燃費特性を示す燃料効率情報と、を親局制御装置へ送信し、
親局制御装置は、
他の局制御装置と情報を送受信する送受信手段と、
複数のマイクログリッド各々の分散電源及び開閉器の制御内容の組合せを示す運転計画を決定する制御決定手段と、を有し、
制御決定手段は、負荷の需要電力情報と、分散電源の前記燃料効率情報と、他の局制御装置から取得した他のマイクログリッドの燃料効率情報及び需要電力情報に基づいて運転計画を決定し、
送受信手段は、運転計画を他の局制御装置へ送信する。

本発明による分散電源システムは、電力を生成する分散電源と、電力を生成する他の分散電源と、
分散電源または他の分散電源から電力が供給される複数の負荷と、
分散電源の起動または停止を制御する局制御装置と、
他の分散電源の起動または停止動作を指示する他の局制御装置と、
分散電源および他の分散電源と複数の負荷との接続を開放または投入する複数の開閉器とを有し、
局制御装置は、
複数の負荷が消費する電力を示す需要電力情報と、分散電源および他の分散電源の出力−燃費特性を示す燃料効率情報に基づいて、
分散電源および他の分散電源の起動または停止の指示と、複数の開閉器それぞれの開放または遮断動作を指示する。

本発明による制御プログラムが記憶された記憶媒体には、電力を消費する負荷へ電力を供給する分散電源の起動及び停止と、分散電源及び前記負荷と他の局制御装置が制御する他の分散電源とを接続する開閉器の接続及び遮断と、を制御する制御プログラムであって、
コンピュータに、
負荷が消費する電力を示す需要電力情報と、
分散電源の出力−燃費特性を示す燃料効率情報と、
他の分散電源から電力が供給される他の負荷の需要電力情報と、
他の分散電源の燃料効率情報と、を利用し、
開閉器及び分散電源を制御する制御処理、を実行させる制御プログラムが記憶されている。

本発明による制御方法は、電力を消費する負荷へ電力を供給する分散電源の起動及び停止と、分散電源及び負荷と他の局制御装置が制御する他の分散電源とを接続する開閉器の接続及び遮断と、を制御する制御方法であって、
負荷が消費する電力を示す需要電力情報と、
分散電源の出力−燃費特性を示す燃料効率情報と、
他の分散電源から電力が供給される他の負荷の需要電力情報と、
他の分散電源の燃料効率情報と、を利用し、
開閉器及び分散電源を制御する。

複数のマイクログリッドを有する分散電源システムを低いエネルギーコストで運用することができる。

本実施形態における分散電源システムの一例を示す図である。 本実施形態における分散電源システムの一例を示す図である。 本実施形態における局制御装置の機能ブロックの一例を示す図である。 本実施形態における局制御装置の機能ブロックの一例を示す図である。 本実施形態における局制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 本実施形態における局制御装置の機能ブロックの一例を示す図である。 本実施形態における局制御装置の機能ブロックの一例を示す図である。 本実施形態における機器状態情報の一例を示す図である。 本実施形態における機器状態情報の一例を示す図である。 本実施形態における局制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 本実施形態における局制御装置の機能ブロックの一例を示す図である。 本実施形態における局制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 本実施形態における局制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 本実施形態における分散電源システムの一例を示す図である。

以下では、本発明の実施形態の分散電源システムについて図面に従って詳細に説明する。
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の実施形態の分散電源システムを示す図である。本実施形態における分散電源システムは、複数のマイクログリッド３１、３２、３３、電力線４０、通信ネットワーク２０及び通信線５０を有する。複数のマイクログリッド３１−３３は互いに電力線４０で接続される。また、複数のマイクログリッド３１−３３は通信線５０及び通信ネットワーク２０を介して互いに接続される。

マイクログリッドは、一つの局制御装置と、電力を供給する分散電源と、分散電源が生成した電力が供給される負荷と、分散電源及び負荷と他の局制御装置が制御する分散電源とを電気的に接続する開閉器と、を有する単位である。

例えば、局制御装置３１１が起動及び停止を制御する分散電源３１２と、局制御装置３１１が開放及び投入を制御する開閉器と、分散電源３１２から電力が供給される負荷３２３とが１つのマイクログリッドを形成する。１つのマイクログリッドが有する負荷の定格消費電力の和は、マイクログリッドが有する分散電源の定格発電電力の和以下である。１つのマイクログリッドの例としては、例えば戸建て住宅や、集合住宅、店舗などの１つの建物である。また、建物以外に公園や、商業施設、事業場などの施設、大きな単位では市区町村などである。なお、集合住宅の各住居や、集合住宅の共用部、商業施設の各店舗、ビルの１フロアなどの電力供給者と契約を結ぶ単位ごとに１つの負荷とされてもよい。マイクログリッドには、分散電源と負荷とがそれぞれ複数あってもよい。

複数のマイクログリッド３１、３２、３３の各々の所有者や管理者は、同一又は利害関係が一致する者であってもよい。複数のマイクログリッドの管理者や所有者が同一又は利害関係が一致する場合、マイクログリッド間での電力融通や情報の共有が容易となる。

マイクログリッド３１、３２、３３は、それぞれ局制御装置３１１、３２１、３３１と分散電源３１２、３２２、３３２と負荷３１３、３２３、３３３と開閉器３１４、３２４、３３４と、を有する。マイクログリッド内の分散電源と負荷とは電力線３１６、３２６、３３６を介して接続される。電力線４０は他のマイクログリッド３２、３３と接続され、マイクログリッド間で電力の送受電が行われることが可能である。

局制御装置は、分散電源の起動及び停止と、開閉器の開閉を制御する。局制御装置３１１−３３１は、通信線５０又は通信ネットワーク２０を介して他のマイクログリッドと互いに通信する。また、局制御装置３１１−３３１は、各マイクログリッド３１−３３の電力需給を監視する。

本実施形態における局制御装置は、分散電源の起動または停止、並びに、開閉器の投入または開放の組合せを示す運転計画を計算する。運転計画は、複数の分散電源のうちどの分散電源を起動（または停止）するか、複数の開閉器のうちどの開閉器をオン状態（またはオフ状態）にするか、の組合せを示すものである。本実施形態における分散電源システムは、他の局制御装置へ制御を指示し、かつ、分散電源及び開閉器を制御する局制御装置（以下、親局制御装置）と、親局制御装置から取得した運転計画に従って分散電源及び開閉器を制御する局制御装置（以下、子局制御装置）とを有する。親局制御措置となり得る局制御装置が分散電源システムに少なくとも１つあればよいが、複数の局制御装置が親局制御装置としての機能を有していてもよい。

分散電源３１２、３２２、３３２は、運動エネルギ又は化学エネルギを用いて電力を生成し、負荷３１３、３２３、３３３へ電力を供給する装置である。分散電源３１２は例えば、ディーゼル発電機や、ガスエンジン発電機などの回転系発電機や燃料電池などである。

負荷３１３、３２３、３３３は分散電源３１２、３２２、３３２から電力が供給される機器や設備、施設などである。負荷３１３は供給された電力を消費又は蓄積する。負荷３１３―３３３は、例えば空調や、照明、コンピュータ等の電気機器である。また、蓄電池が負荷とされてもよい。１つの電気機器が１つの負荷とされてもよいし、複数の電気機器を有する戸建住宅や、店舗、集合住宅、オフィス等の建物単位、エリア単位で１つの負荷とされてもよい。なお、図１に示す例では１つのマイクログリッドが負荷を１つ有する構成であるが、マイクログリッドが有する負荷は１つであってもよいし、複数であってもよい。

開閉器３１４、３２４、３３４は、それぞれマイクログリッド３１、３２、３３と他のマイクログリッドとを接続または遮断する接続回路である。換言すれば、開閉器３１４、３２４、３３４はそれぞれ、分散電源３１２、３２２、３３２及び負荷３１３、３２３、３３３と他のマイクログリッドとを接続及び遮断する。開閉器３１４−３３４がオン状態である場合、マイクログリッドは他のマイクログリッドと電気的に接続され、連系運転が行われる。開閉器３１４−３３４がオフ状態である場合、マイクログリッドと他のマイクログリッドとは接続されず、自立運転が行われる。なお、開閉器３１４−３３４は遮断器で構成されてもよいし、電流を遮断するための機能及び性能を満たせば遮断器以外の装置で構成されてもよい。

図２に本実施形態における分散電源システムの変形例を示す。図２に示す例における分散電源システムのマイクログリッド３１−３３は、第２の開閉器３１５、３２５、３３５を有する。第２の開閉器３１５は、分散電源３１２と電力線３１６とを接続又は切り離す。第２の開閉器３１５がオン状態である場合、分散電源３１２は電力線３１６へ電力を供給することができる。第２の開閉器３１５がオフ状態である場合、分散電源３１２は電力線３１６へ電力を供給しない、つまり分散電源３１２は運転を停止する。第２の開閉器を有することで、分散電源３１２を電力線３１６から安全に切り離すことができる。なお、第２の開閉器３２５、３３５も第２の開閉器３１５と同様に分散電源３２２、３３２と電力線３２６、３３６とをそれぞれ安全に切り離すことができる。

局制御装置３１１−３３１間の通信プロトコル及び局制御装置３１１−３３１とその制御対象となる分散電源３１２−３３２、開閉器３１４−３３４、および開閉器３１５−３３５との間の通信プロトコルは限定されない。

通信ネットワーク２０と局制御装置３１１−３３１との間、局制御装置３１１−３３１とその制御対象となる分散電源３１２−３３２、開閉器３１４−３３４、および開閉器３１５−３３５との間の通信は、有線通信が望ましいが、これに限定されない。部分的に無線通信が用いられて有線通信と無線通信とを混在するように構成されてもよいし、有線通信が利用できない場合に無線通信に切替て通信を継続させるように構成されてもよい。

図３に本実施形態における子局制御装置の機能ブロック図の一例を示す。本例では、本実施形態における分散電源システムでは、局制御装置３２１が親局装置であり、局制御装置３１１及び３３１が子局制御装置である場合について説明する。本実施形態における局制御装置３１１は、送受信部３１１８及び制御指令部３１１９を有する。

送受信部３１１８は、分散電源３１２、負荷３１３、開閉器３１４及び他のマイクログリッドと通信し、情報を送受信する。

送受信部３１１８は、通信線５０を介して分散電源３１２、負荷３１３及び開閉器３１４と通信し、燃料効率情報を取得する。また、送受信部３１１８は、燃料効率情報を親局制御装置である局制御装置３２１へ送信し、局制御装置３２１から分散電源３１２及び開閉器３１４に対する制御内容を示す運転計画を取得する。運転計画が示す分散電源３１２の制御は、分散電源３１２の起動又は停止であってもよいし、分散電源３１２の回転数の変更であってもよい。運転計画は開閉器３１４の制御として、開閉器３１４の投入又は開放を示す。

燃料効率情報は、分散電源の発電における出力−燃費特性を示す情報である。燃料効率情報は少なくとも、分散電源３１２、３２２、３３２を特定の出力（ＶＡ）で運転した場合の燃料消費量（Ｌ／ｈ）を示す出力−燃費特性と、分散電源３１２、３２２、３３２の定格発電量とを含む。さらに燃料効率情報として、分散電源３１２、３２２、３３２の時定数や、電力線４０の抵抗値、各マイクログリッド間における電力線４０の長さなどが取得されてもよい。その他の例として、各分散電源３１２、３２２、３３２の燃料情報（天然ガス、ガソリン等）や、燃料単価が燃料効率情報として取得されてもよい。

制御指令部３１１９は、分散電源３１２及び開閉器３１４を制御する。制御指令部３１１９は、送受信部３１１８から取得した運転計画に従って分散電源３１２及び開閉器３１４を制御する。

例えば、制御指令部３１１９が、分散電源３１２が起動、開閉器３１４が開放、であることを示す運転計画を取得したとする。かかる場合、マイクログリッド３１は他のマイクログリッドと接続されない。つまり、マイクログリッド３１は他のマイクログリッドから独立して電力の需給を調整する運転（自立運転）を行う。

一方、分散電源３１２が起動、開閉器３１４が投入であることを示す運転計画が取得されたとする。そのような場合、マイクログリッド３１は、投入を指示された他の開閉器を有する他のマイクログリッドと電力の送受電を行う運転（以下、連系運転という）を行う。換言すれば、連系運転を行うマイクログリッド３１と他のマイクログリッドとで１つのマイクログリッドが形成される。

なお、上記の例では局制御装置３１１について説明したが、局制御装置３３１についても同様の構成、および機能を果たすことができる。

図４に本実施形態における親局制御装置の機能ブロック図の一例を示す。本実施形態では、局制御装置３２１が親局制御装置である場合を例に説明する。本実施形態における局制御装置３２１は、送受信部３２１８、制御指令部３２１９及び制御決定部３２２０を有する。なお、以下では運転計画の計算に係る機能について説明し、局制御装置３１、３３と共通する機能については適宜説明を省略する。

送受信部３２１８は、分散電源３２２、負荷３２３、開閉器３２４、および他のマイクログリッドと通信し、情報を送受信する。送受信部３２１８は、分散電源３２２の燃料効率情報と、他のマイクログリッド３１、３３が有する分散電源３１２、３３２の燃料効率情報と、を取得する。また、送受信部３２１８は、負荷３１３、３２３、３３３各々の需要電力を示す需要電力情報を取得する。送受信部３２１８は、取得した燃料効率情報及び需要電力情報を制御決定部３２２０へ送信する。

需要電力情報はマイクログリッド３１、３２、３３が有する負荷３１３、３２３、３３３が消費する電力を示す。なお、負荷３１３、３２３、３３３が消費する電力は、負荷の消費電力であってもよいし、負荷へ供給される電力であってもよい。又は、蓄電池が蓄電する電力を負荷が消費する電力として含めてもよい。

需要電力情報として、需要電力の測定値を用いることができる。需要電力の測定値を取得する方法は特に限定されない。例えば、電力線３１６、３２６、３３６に配置された電力系が、負荷３１３、３２３、３３３に供給される電力を測定するように構成されていてもよい。またはHEMS（Home Energy Management System）やセンサ等が負荷３１３、３２３、３３３で消費された電力を測定してもよい。または、通信ネットワーク２０を介して電力の測定値を保持するサーバにアクセスすることにより、電力の測定値を取得してもよい。

電力の測定値を用いることにより、負荷の電力需要をより正確に制御に反映させることができる。また、負荷３１３を制御する局制御装置３１１が運転計画の計算を行うため、よりリアルタイム性の高い情報を用いて運転計画を計算することができる。

その他の例として、各マイクログリッド３１、３２、３３や負荷３１３、３２３、３３３の需要電力の予測値が需要電力情報として取得されてもよい。需要電力の予測値が用いられることにより、測定値と比べて長い期間の需要電力情報を使用することができる。

需要電力情報が示す需要電力の期間は特に限定されない。例えば、運転計画を計算する時間に合せた期間の需要電力情報が取得されてもよいし、測定や予測の精度に応じて３０分ごとや、１時間ごと、１日ごとなどに期間を適宜変更することができる。

送受信部３２１８が需要電力情報を取得する方法は特に限定されない。例えば、送受信部３２１８は通信ネットワーク２０を介して電力の需要予測情報を提供するサーバにアクセスし、需要電力情報を取得してもよい。または、送受信部３２１８は、負荷３１３が消費した電力を示す電力測定情報を取得して、取得した電力測定情報を需要電力情報としてもよい。

送受信部３２１８は受信した情報を、制御決定部３２２０へ送信する。

制御決定部３２２０は、マイクログリッド３１−３３の運転計画を計算する。運転計画は、分散電源３１２、３２２、３３２及び開閉器３１４、３２４、３３４に対する制御内容（動作）の組合せを示す情報である。

制御の組合せは、少なくとも分散電源３１２、３２２、３３２それぞれの起動または停止と、開閉器３１４、３２４、３３４それぞれの投入または開放との組合せを含む。さらに、分散電源３１２−３３２それぞれの回転数や回転速度、運転モードなどを示す情報を含んでもよい。

制御決定部３２２０は、マイクログリッド３１−３３の需要電力情報と分散電源３１２、３２２、３３２の燃料効率情報とに基づいて、エネルギーコストがより小さい運転計画を計算する。運転計画は、複数の時間帯における開閉器３１４、３２４、３３４と分散電源３１２、３２２、３３２との制御の組合せを示す情報であってもよい。

エネルギーコストは、目的の電力の発電に必要なコストである。エネルギーコストは、例えば単位電力の発電に必要な燃料の量であってもよい。または単位電力の発電に必要な燃料費であってもよい。

以下に制御決定部３２２０が運転計画を計算する流れの一例を示す。制御決定部３２２０は、連系運転をするマイクログリッド３１、３２、３３の組合せを求める。なお、連系運転をする組合せとして、連系運転をするマイクログリッドがない（各マイクログリッドが自立運転をする）場合を含んでもよい。

次に、制御決定部３２２０は取得した需要電力情報に基づいて各組合せにおける需要電力の組合せを算出する。例えば、マイクログリッド３１とマイクログリッド３２とが連系運転をし、マイクログリッド３３が自立運転をすること示す組合せの場合、連系運転をするマイクログリッド３１、３２の需要電力の和と、自立運転をするマイクログリッド３３の需要電力とが本組合せにおける需要電力である。

そして各組合せについて、運転する分散電源と、その場合のエネルギーコストとを算出する。例えば、上述の例では連系運転するマイクログリッドでは分散電源３１２、３２２が運転可能であり、自立運転をするマイクログリッドでは分散電源３３２が運転する。制御決定部３２２０は、燃料効率情報に基づいて算出した分散電源３１２、３２２の起動及び停止の組合せごとにエネルギーコストを算出する。

そして、制御決定部３２２０はエネルギーコストがより小さくなる連系運転とその場合に運転する分散電源との組合せを運転計画として決定する。

なお、運転計画を計算する流れは上記の例に限定されない。制御決定部３２２０が、分散電源の起動及び停止の組合せを決定する動作と、連系運転するマイクログリッドの組合せ、つまり開閉器の投入及び開放の組合せを決定する順序は逆であってもよい。

なお、制御決定部３２２０は、全マイクログリッド３１−３３の運転計画を計算してもよいし、一部のマイクログリッドの運転計画を計算してもよい。例えば、自マイクログリッドが連系運転する組合せを採用した場合のみ、他のマイクログリッドの運転計画を算出してもよい。自マイクログリッド３２が自立運転を行うと決定した場合、他のマイクログリッドの局制御装置へその旨を通知すればよい。マイクログリッド３２が自立運転することを示す情報を取得した他のマイクログリッドの局制御装置が、マイクログリッド３２を除く複数のマイクログリッドについて運転計画の計算を行ってもよい。

運転計画の計算に使用するアルゴリズムは特に限定されない、例えば、数理計画法や、遺伝的アルゴリズムに代表されるメタヒューリスティクスや総当たり計算などの最適化計算を用いることができる。制御決定部３２２０は、計算能力に応じて使用するアルゴリズムや計算回数を適宜選択することができる。例えば、算出する運転計画の精度や計算時間を考慮して、計算アルゴリズム、計算変数、計算の繰返し数を選択するとよい。制御決定部３２２０は、計算した運転計画を制御指令部３２１９及び送受信部３２１８へ送信する。

制御指令部３２１９は、取得した運転計画に従って分散電源３２２と開閉器３２４とを制御する。

なお、上記の例ではマイクログリッド３２が有する局制御装置３２１の機能について説明したが、他の局制御装置３１１、３２３が同様の機能を有するように構成されていてもよい。また、局制御装置３１１−３３１の全てが本機能を有する必要はなく、局制御装置３１１−３３１のうち少なくとも１つが本機能を有すれば足りる。

図５は本実施形態の局制御装置３２１の動作の一例を示すフローチャートである。

Ｓ１０において、送受信部３２１８は、分散電源３２２と通信し分散電源３２２の燃料効率情報を取得する。また送受信部３２１８は、他のマイクログリッド３１、３３が有する局制御装置３１１、３３１と通信し分散電源３１２、３３２の燃料効率情報を取得する。

Ｓ１１において、送受信部３２１８は負荷３１３、３２３、３３３が消費する電力を示す需要電力情報を取得する。

制御決定部３２２０は、取得した分散電源３１２、３２２、３３２の燃料効率情報と、負荷３１３、３２３、３３３の需要電力情報とを用いて、エネルギーコストがより小さくなるように運転計画を計算（算出）する（Ｓ１２）。運転計画は、分散電源３１２、３２２、３３２及び開閉器３１４、３２４、３３４の制御の組合せを示す情報である。制御決定部３２２０は計算した運転計画を制御指令部３２１９及び送受信部３２１８へ送信する。

送受信部３２１８は、制御決定部３２２０から取得した運転計画を対応するマイクログリッド３１、３３の局制御装置３１１、３３１に送信する（Ｓ１３）。

制御指令部３２１９は、取得した運転計画に基づいて分散電源３２２及び開閉器３２４、３２５を制御する（Ｓ１４）。

上記では、マイクログリッド３２の局制御装置３２１が運転計画を計算する場合を例に説明したが、マイクログリッド３１、３３の局制御装置３１１、３３１が同様の機能を有してもよい。また、複数の局制御装置３１１−３３１の少なくとも１つが運転計画を計算できればよい。

本実施形態によれば、マイクログリッドの局制御装置は他のマイクログリッドの需要電力情報及び燃料効率情報を用いて分散電源３１２−３３２及び開閉器３１４−３３４の制御の組合せを示す運転計画を計算し、各局制御装置を制御することができる。このような本実施形態によれば、マイクログリッドの負荷、分散電源及び開閉器を制御する局制御装置が運転計画を計算するので、運転計画を計算するための追加の設備が必要なくコストの低下を図ることができる。

またこのような本実施形態によれば、マイクログリッドの分散電源や負荷や開閉器などの施設や設備などの管理、および制御をする局制御装置が運転計画を計算するため、マイクログリッドの管理制御を行う局制御装置とは別に中央制御装置を設ける場合と比べて、リアルタイム性のある情報を用いることができる。
〔第２の実施形態〕
本発明の第１の実施形態では、需要電力予測と燃料効率情報とが用いられてマイクログリッド３１、３２、３３のエネルギーコストが小さくなるように運転計画が計算される。しかし、運転中の分散電源を停止し他の分散電源を起動するよりも運転中の分散電源の運転を継続した方が、エネルギーコストが小さくなる場合がある。また、保守作業や故障等により使用できない分散電源３１２、３３２及び開閉器３１４、３３４を含めて運転計画を計算する恐れがある。

そこで本実施形態における局制御装置は、分散電源３１２及び開閉器３１４の稼働状態を示す機器状態情報をさらに用いて運転計画を計算する。

図６に本実施形態における子局制御装置の機能ブロック図の一例を示す。本実施形態における分散電源システムでは、局制御装置３２１が親局制御装置であり、局制御装置３１１及び３３１が子局制御装置である場合について説明する。本実施形態における局制御装置３１１は、送受信部３１１８、制御指令部３１１９及び状態監視部３１２１を有する。以下の説明では局制御装置３１１が分散電源３１２及び開閉器３１４の機器状態情報を取得する機能について説明し、第１の実施形態と重複する機能については適宜説明を省略する。

送受信部３１１８は、分散電源３１２から燃料効率情報を取得し、他の局制御装置３２１から運転計画を受信する。

送受信部３１１８は、分散電源３１２及び開閉器３１４と通信し、分散電源３１２及び開閉器３１４の稼働状態を示す情報を示す機器状態情報を取得する。稼働状態は、分散電源が起動している又は停止していることや、開閉器が投入されている又は開放されていることを示す情報である。さらに、稼働状態は、分散電源がどのような回転数、および負荷率で運転しているかという情報であってもよい。またリアルタイムの情報だけでなく、過去の一定期間どのような稼働をしてきたかを示す運転履歴が取得されてもよい。その他に、第２の開閉器３１５の開閉状態を示す情報や、分散電源３１２や開閉器３１４の劣化度、故障の有無、メンテナンス作業の有無などを示す情報が取得されてもよい。送受信部３１１８は取得した情報を状態監視部３１２１へ送信する。

状態監視部３１２１は、マイクログリッド３１の分散電源３１２、負荷３１３、及び開閉器３１４の状態を監視する。状態監視部３１２１は、送受信部３１１８から取得した機器状態情報に基づいて分散電源、負荷、及び開閉器の異常の有無を検出し、分散電源３１２及び開閉器３１４の使用可否を判断することができる。

例えば、機器状態情報が示す分散電源３１２及び開閉器３１４が運転計画が示す当該時刻における制御の組合せと異なる状態で運転している場合、異なる状態で運転している分散電源３１２や開閉器３１４が異常であるとする。状態監視部３１２１は、異常を検出した機器が使用不可であると判断する。

さらに、機器状態情報が示す分散電源３１２及び開閉器３１４の故障の有無、メンテナンス作業の有無から、分散電源３１２及び開閉器３１４の使用可否が判断される。

状態監視部３１２１は、運転計画、および機器状態情報以外の情報を用いて分散電源３１２、および開閉器３１４の使用可否を判断してもよい。例えば、状態監視部３１２１は、天候や電力線４０の断線の有無などを外部情報として取得し、雷など分散電源３１２や負荷３１３が故障する可能性がある場合に分散電源３１２を使用不可と判断してもよい。または、状態監視部３１２１は、電力線４０の断線を外部情報として取得した場合、開閉器３１４を投入（開閉器３１４の開放不可）と判断してもよい。これにより、異常が発生した場合に分散電源３１２や負荷３１３を保護することができる。

状態監視部３１２１は、使用可否の判断結果を機器状態情報に付加し、送受信部３１１８及び制御指令部３１１９へ送信してもよい。

制御指令部３１１９は、分散電源３１２及び開閉器３１４を制御する。制御指令部３１１９は、状態監視部３１２１から機器状態情報を取得し、分散電源３１２及び開閉器３１４を制御する。例えば、分散電源３１２が使用不可であることを示す機器状態情報を取得した場合、制御指令部３１１９は分散電源３１２の運転を停止させてもよい。

なお、上記の例では局制御装置３１１について説明したが、局制御装置３３１についても同様の構成、機能を果たすことができる。

図７に本実施形態における親局制御装置の機能ブロック図の一例を示す。本実施形態では、局制御装置３２１が親局制御装置である場合を例に説明する。本実施形態における局制御装置３２１は、送受信部３２１８、制御指令部３２１９、制御決定部３２２０及び状態監視部３２２１を有する。以下では、マイクログリッドの状態を示す機器状態情報をさらに用いて運転計画を計算する機能について説明し、第１の実施形態と重複する機能については適宜説明を省略する。

送受信部３２１８は、分散電源３２２、負荷３２３、開閉器３２４、および他のマイクログリッドと通信し、情報を送受信する。送受信部３２１８は、分散電源３１２、３２２、３３２の燃料効率情報と、負荷３１３、３２３、３３３の需要電力情報と、マイクログリッド３１、３２、３３の機器状態情報と、を取得する。送受信部３２１８は、取得した燃料効率情報及び需要電力情報を制御決定部３２２０へ送信する。また、送受信部３２１９は、取得したマイクログリッド３２の機器状態情報を状態監視部３２２１へ送信する。

状態監視部３２２１は、マイクログリッド３２の状態を監視する。状態監視部３２２１は、送受信部３２１８から取得した機器状態情報に基づいての分散電源３２２及び開閉器３２４の異常の有無を検出し、分散電源３２２及び開閉器３２４の使用可否を判断することができる。状態監視部３２２１は、使用可否の判断結果を機器状態情報に付加し、制御決定部３２２０へ送信してもよい。

制御決定部３２２０は、負荷３１３−３３３の需要電力情報と分散電源３１２、３２２、３３２の燃料効率情報と、マイクログリッド３１−３３の機器状態情報とに基づいて、エネルギーコストがより小さい運転計画を計算する。制御決定部３２２０は計算した運転計画を制御指令部３２１９及び送受信部３２１８へ送信する。

制御決定部３２２０が、需要電力情報と、燃料効率情報と、機器状態情報とに基づいて運転計画を計算する一例について図８Ａ、図８Ｂを参照して説明する。

図８Ａに、制御決定部３２２０が取得した機器状態情報の一例が示されている。図８Ａに示す通り本例の機器状態情報は、分散電源３１２が使用不可であり、分散電源３２２、３３２及び開閉器３１４、３２４、３３４が使用可能、であることを示す。かかる場合、マイクログリッド３１の負荷３１３は分散電源３１２から電力が供給されない。そこで、制御決定部３２２０は、開閉器３１４と、開閉器３２４及び開閉器３３４の少なくとも一方と、を投入する。

次に制御決定部３２２０は、需要電力情報と、燃料効率情報と、に基づいてマイクログリッド３１、３２、３３のエネルギーコストがより小さくなるように運転計画を計算する。制御決定部３２３０は、機器状態情報で使用可能と示された分散電源及び開閉器のうち少なくとも１つずつを起動及び投入させるように、運転計画を計算する。図８Ｂに、計算された運転計画の一例が示されている。本例では、マイクログリッド３１及びマイクログリッド３２が連系運転をし、マイクログリッド３３が自立運転をする、ことを示す運転計画を計算する。
つまり、機器状態情報が分散電源の使用不可を示す場合、使用不可の分散電源３１２を有するマイクログリッド３１と、少なくとも１つの他のマイクログリッドと、が連系運転を行うように、運転計画が計算される。

その他の例として、制御決定部３２２０が、分散電源３１２、３２２、３３２の起動や停止、並びに開閉器３１４、３２４、３３４の投入や開放を示す機器状態情報を取得したとする。そのような場合、制御決定部３２２０は「起動している」と示された分散電源を、「起動させる」とすることを優先して運転計画を計算してもよい。または、燃料効率情報を用いて「起動している」分散電源を「停止」させる場合の運転計画と、「起動している」分散電源の運転を「起動させる」（運転を継続させる）場合の運転計画とを比較し、よりエネルギーコストが小さい運転計画を採用してもよい。本例によれば、分散電源の起動停止の切り替えに必要なエネルギをエネルギーコストに含めた運転計画を計算することができるため、よりエネルギーコストを低減させることができる。

制御指令部３２１９は、取得した運転計画に従って分散電源３２２及び開閉器３２４を制御する。

図９に本実施形態の局制御装置３２１における運転計画計算のフローチャートの一例を示す。

送受信部３２１８は、分散電源３２２と通信し分散電源３２２の燃料効率情報を取得する。また送受信部３２１８は、他のマイクログリッド３１、３３が有する局制御装置３１１、３３１と通信し分散電源３１２、３３２の燃料効率情報を取得する（Ｓ２０）。

Ｓ２１において、送受信部３２１８は所定の期間における負荷３１３、３２３、３３３各々の需要電力の予測値を示す需要電力情報を取得する。

Ｓ２２において、送受信部３２１８は、分散電源３１２、３２２、３３２及び開閉器３１４、３２４、３３４の稼働状態を示す機器状態情報を取得する。機器状態情報は、分散電源が起動又は停止していること、開閉器が投入又は開放されていることを示す情報である。さらに分散電源と開閉器の使用可否を示す情報を含んでもよい。送受信部３１１８は取得した情報を状態監視部３２２１へ送信する。

Ｓ２３において、制御決定部３２２０はマイクログリッド３１−３３の需要電力情報と分散電源３１２、３２２、３３２の燃料効率情報と、マイクログリッド３１−３３の機器状態情報とに基づいて、エネルギーコストがより小さい運転計画を計算する。制御決定部３２２０は計算した運転計画を制御指令部３２１９及び送受信部３２１８へ送信する。

機器状態情報として分散電源３１２、３２２、３３２の起動又は停止、ならびに、開閉器３１４、３２４、３３４の投入又は開放を示す情報を取得した場合、制御決定部３２２０は機器状態情報が示す機器状態を継続させるように運転計画を計算してもよい。機器状態として分散電源３１２、３２２、３３２及び開閉器３１４、３２４、３３４の使用可否を示す情報をさらに取得した場合、制御決定部３２２０は使用不可の分散電源及び開閉器のうち少なくとも一方を有するマイクログリッドの需要と供給とを補償することを優先した運転計画を計算する。

制御決定部３２２０は計算した運転計画を制御指令部３２１９及び送受信部３２１８へ送信する。

Ｓ２４において送受信部３２１８は、制御決定部３２２０から取得した運転計画を対応するマイクログリッド３１、３３の局制御装置３１１、３３１に送信する。

Ｓ２５において制御指令部３２１９は、取得した運転計画に基づいて分散電源３２２及び開閉器３２４、３２５を制御する。

上記では、マイクログリッド３２の局制御装置３２１が運転計画を計算する場合を例に説明したが、マイクログリッド３１、３３の局制御装置３１１、３３１が同様の機能を有してもよい。また、複数の局制御装置３１１−３３１の少なくとも１つが運転計画を計算できればよい。

本実施形態によれば、需要電力情報と、燃料効率情報と、機器状態情報と、に基づいて運転計画を計算し、分散電源３１２、３２２、３３２及び開閉器３１４、３２４、３３４を制御する。またＳ２０〜Ｓ２２の処理は適宜順序を変更することが可能である。

このような本実施形態によれば、分散電源の稼働状態の切り替えにかかるエネルギーコストを考慮した運転計画を計算することができるため、よりエネルギーコストを低減させることができる。

また、本実施形態では分散電源及び開閉器の使用可否を考慮して運転計画を計算することができる。このような本実施形態によれば、マイクログリッドの分散電源や開閉器の状態に沿った運転計画で各マイクログリッドを制御することができる。つまり、保守作業や故障、異常等により分散電源が使用できないマイクログリッドに対して自立運転を指示し、当該マイクログリッドの負荷に電力が供給できない、といった不都合を低減させることができる。
〔第３の実施形態〕
通信可能な局制御装置の数が少ない場合、運転計画の対象となるマイクログリッドの規模が小さくなる。この場合、運転計画を計算し制御を行ったとしても、十分にエネルギーコスト低減の効果が得られない場合がある。そこで本実施形態では、運転計画の対象となるマイクログリッドが所定の条件を満たす場合に、運転計画の計算を行う。本実施形態では、少なくとも通信可能な局制御装置が属するマイクログリッドについて運転計画の計算を実行する。

図１０に本実施形態における親局制御装置の機能ブロック図の一例を示す。本実施形態では、局制御装置３２１が親局制御装置である場合を例に説明する。本実施形態における局制御装置３２１は、送受信部３２１８、制御指令部３２１９、制御決定部３２２０、状態監視部３２２１および計算グループ決定部３２２２を有する。以下では第１及び第２の実施形態と異なる機能について説明し、第１及び第２の実施形態と同様の機能については適宜説明を省略する。

送受信部３２１８は、分散電源３２２、負荷３２３、開閉器３２４、および他のマイクログリッドと通信し、情報を送受信する。送受信部３２１８は、分散電源３１２、３２２、３３２の燃料効率情報と、負荷３１３、３２３、３３３の需要電力情報と、各マイクログリッドの識別子と、を取得する。送受信部３２１８は、取得した燃料効率情報及び需要電力情報を制御決定部３２２０へ送信する。また、送受信部３２１９は、取得した識別子を状態監視部３２２１へ送信する。なお、図１０には示されていないが、送受信部３２１８は、例えば、制御決定部３２２０および計算グループ決定部３２２２と互いに接続されている。

識別子は、送信元の局制御装置が属するマイクログリッドを示す情報である。例えば局制御装置３１１はマイクログリッド３１に属するため、マイクログリッド３１を示す識別子を局制御装置３２１へ送信する。識別子は、さらにマイクログリッドが有する負荷の数や定格電力や種類（電気機器、照明、住宅、工場、事業場等）、マイクログリッドの面積、マイクログリッドの管理者など、マイクログリッドの属性を示す情報を含んでもよい。

状態監視部３２２１は、取得した識別子に基づいて他の局制御装置３１１、３３１との通信可否を判断する。

状態監視部３２２１が他の局制御装置３１１、３３１との通信可否を判断する方法は特に限定されない。例えば、送受信部３２１８が、他のマイクログリッド３１、３３を示す識別子を取得した場合に、当該マイクログリッドの局制御装置３１１、３３１と通信可能であると判断してもよい。または、送受信部３２１８が、他の局制御装置３１１、３３１との間で識別子の送信と受信ができた場合に通信可能と判断してもよい。そのような場合、送受信部３２１８は、局制御装置３１１、３３１へマイクログリッド３２の識別子を送信する。所定の時間が経過するまでに、局制御装置３１１、３３１からマイクログリッド３２の識別子と送信元の他のマイクログリッドの識別子とを受信した場合、状態監視部３２２１は、局制御装置３１１、３３１と通信可能であると判断してもよい。

なお局制御装置３２１と通信線５０を介して直接通信可能なマイクログリッドを通信可能と判断してもよいし、マルチホップ式などで他の局制御装置を介して通信可能な局制御装置を含めて通信可能と判断してもよい。他の局制御装置を介する場合、中継する局制御装置は送信元の識別子に自身のマイクログリッドの識別子を付加して送信してもよい。

状態監視部３２２１は、他の局制御装置３１１、３３１との通信の遅延の有無を判断してもよい。状態監視部３２２１は、送受信部３２１８が他の局制御装置３１１、３３１へ情報を送信し、他の制御装置３１１、３３１から情報を受信するまでに要した時間を計測し、通信の遅延の有無を判断してもよい。

状態監視部３２２１は、通信可能と判断した他のマイクログリッドの識別子を計算グループ決定部３２２２に送信する。なお、通信の遅延の有無をさらに判断した場合、通信の遅延のないマイクログリッドの識別子を計算グループ決定部３２２２に送信してもよい。

計算グループ決定部３２２２は、運転計画の計算を行う計算グループを決定する。計算グループは、運転計画の計算を行う局制御装置３２１と通信可能なマイクログリッドであって、分散システムのうち局制御装置３２１が運転計画算出の対象となるマイクログリッドの集合である。計算グループ決定部３２２２は、取得した識別子と、予め定めた条件とを比較して計算グループを決定する。通信可能なマイクログリッドの識別子が予め定めた条件を満たす場合、条件を満たすマイクログリッドを計算グループとして決定する。通信可能なマイクログリッドが予め定めた条件を満たさない場合、計算グループ決定部３２２２は運転計画を計算しない、と決定してもよい。計算グループ決定部３２２２は、決定した計算グループを制御決定部３２２０へ送信する。計算グループ決定部３２２２は、運転計画を計算しないと決定した場合は、決定結果を送受信部３２１８へ送信する。

計算グループを決定するための条件は限定されない。例えば、計算グループ決定部３２２２は、自身のマイクログリッドと状態監視部３２２１が通信可能と判断したマイクログリッドとの数の和が一定以上（５０％以上、７０％以上など）の場合、自身のマイクログリッド３２と通信可能なマイクログリッドを計算グループとして決定してもよい。または、計算グループ決定部３２２２は識別子と需要電力情報とを用いて計算グループを決定してもよい。例えば、計算グループ決定部３２２２は、取得した他のマイクログリッドの電力需要予測情報と自身のマイクログリッド３２の需要電力情報とが示す需要電力の予測値の和が、分散システムにおける需要電力の予測値の一定割合以上である場合、当該マイクログリッドの集合を計算グループとして決定してもよい。その他の例として、計算グループ決定部３２２２は、識別子がマイクログリッドの属性を示す情報を含む場合、マイクログリッドの属性を考慮して当該マイクログリッドの集合を計算グループとして決定してもよい。なお、計算グループ決定部３２２２が決定する計算グループは１つであってもよいし、複数あってもよい。計算グループ決定部３２２２が複数の計算グループを決定した場合には、計算グループ決定部３２２２は、各計算グループに対して運転計画の計算を行う。

制御決定部３２２０は、計算グループに属するマイクログリッドのエネルギーコストがより小さくなるように、運転計画を計算する。制御決定部３２２０は、計算グループに属するマイクログリッドの需要電力情報と燃料効率情報と、を用いて計算グループに属するマイクログリッドのエネルギーコストがより小さい運転計画を計算する。

計算グループ決定部３２２２から運転計画を計算しないことを示す情報を取得した場合、制御決定部３２２０は通信可能な各マイクログリッドについて自立運転を指示する運転計画を計算してもよい。

制御指令部３２１９は、取得した運転計画に従って分散電源３２２及び開閉器３２４を制御する。

図１１は、本実施形態における局制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。

Ｓ３０において、送受信部３２１８は局制御装置３１１、３３１から対応するマイクログリッド３１、３３の識別子を取得する。送受信部３２１８は取得した識別子を状態監視部３２２１へ送信する。

Ｓ３１において、状態監視部３２２１は、取得した識別子に基づいて通信可能な局制御装置を判断する。状態監視部３２２１は、取得した識別子が示す他のマイクログリッドに対応する局制御装置を通信可能な局制御装置と判断してもよい。または、状態監視部３２２１は、送受信部３２１８と他の局制御装置３１１、３３１との間で識別子の送信と受信ができた場合に通信可能と判断してもよい。

状態監視部３２２１は、さらに局制御装置３２１と他の局制御装置３２１との間の通信の遅延の有無を判断してもよい。状態監視部３２２１は、通信可能と判断した他のマイクログリッドの識別子を計算グループ決定部３２２２に送信する。なお、状態監視部３２２１は、通信の遅延の有無をさらに判断した場合、通信の遅延のないマイクログリッドの識別子を計算グループ決定部３２２２に送信してもよい。

Ｓ３１において、計算グループ決定部３２２２は、通信可能なマイクログリッドの識別子と、予め定めた条件とを比較して計算グループを決定する。計算グループ決定部３２２２は、通信可能なマイクログリッドの識別子が予め定めた条件を満たす場合、条件を満たすマイクログリッドを計算グループとして決定し、決定結果を制御決定部３２２０へ送信する。

通信可能なマイクログリッドが予め定めた条件を満たさない場合、計算グループ決定部３２２２は運転計画を計算しない、と決定する。計算グループ決定部３２２２は、決定した計算グループを制御決定部３２２０へ送信し、運転計画の計算を終了する。

以下、計算グループ決定部３２２２が計算グループを決定し、運転計画の計算を行う場合について説明する。

Ｓ３２では、受信部３２１８は、分散電源３２２と通信し分散電源３２２の燃料効率情報を取得する。また送受信部３２１８は、計算グループに属するマイクログリッドが有する局制御装置と通信し分散電源の燃料効率情報を取得する。送受信部３２１８は取得した燃料効率情報を制御決定部３２２０へ送信する。

Ｓ３３において、送受信部３２１８は計算グループに属するマイクログリッドが有する負荷の需要電力を示す需要電力情報を取得する。送受信部３２１８は取得した需要電力情報を制御決定部３２２０へ送信する。

Ｓ３４では、制御決定部３２２０は、送受信部から取得した燃料効率情報と、需要電力情報と、状態監視部３２２１から取得した識別子とに基づいてエネルギーコストがより小さくなるように、運転計画を計算（算出）する。制御決定部３２２０は、取得した燃料効率情報と、識別子とを参照し、計算グループに属するマイクログリッドに対応する燃料効率情報と需要電力情報とを選択する。制御決定部３２２０は選択した燃料効率情報と、需要電力情報とを用いて、計算グループに属するマイクログリッドのエネルギーコストが最小となるように運転計画を計算する。

制御決定部３２２０は計算した運転計画を、送受信部３２１８と制御指令部３２１９とへ送信する。

Ｓ３５において、送受信部３２１８は制御決定部３２２０から取得した運転計画を計算グループに属するマイクログリッドの局制御装置へ送信する。

制御指令部３２１９は、取得した運転計画に基づいて分散電源３２２及び開閉器３２４、３２５を制御する。

本実施形態によれば、通信可能な他の局制御装置が所定の条件を満たす場合に、運転計画を行う。このような本実施形態によれば、運転計画の計算対処となるマイクログリッドが十分な規模の場合に運転計画を行うため、より効果的にエネルギーコストを低減させることができる。
〔第４の実施形態〕
複数のマイクログリッドに対する運転計画を担う局制御装置が不安定な場合、運転計画が終了しないまたは制御指示を他の局制御装置に送信できないといった不具合が発生する可能性がある。そこで本実施形態では、運転計画に適した局制御装置が親局制御装置に決定される。

本実施形態における親局制御装置の機能ブロック図の一例は第２の実施形態と同様に図７に示される。本実施形態における局制御装置３２１は、送受信部３２１８、制御指令部３２１９、制御決定部３２２０及び状態監視部３２２１を有する。なお、以下では第１から第３の実施形態と異なる機能について説明し、第１および第２の実施形態と同様の機能については適宜説明を省略する。

送受信部３２１８は、分散電源３２２、負荷３２３、開閉器３２４、および他のマイクログリッドと通信し、情報を送受信する。送受信部３２１８は、分散電源３１２、３２２、３３２の燃料効率情報と、負荷３１３、３２３、３３３の需要電力情報と、各マイクログリッドの識別子と、を取得する。送受信部３２１８は、取得した燃料効率情報及び需要電力情報を制御決定部３２２０へ送信する。また、送受信部３２１８は、取得した識別子を状態監視部３２２１へ送信する。

本実施形態における識別子は、送信元の局制御装置が属するマイクログリッドを示す情報を含む。当該識別子は、さらに、送信元の局制御装置の処理能力を示す情報をさらに含んでもよい。

状態監視部３２２１は、取得した識別子に基づいて運転計画の計算を行う親局制御装置を決定する。状態監視部３２２１は、予め定められた親子決定基準と識別子とに基づいて、１つの親局制御装置と、少なくとも１つの子局制御装置を決定する。

親子決定基準は特に限定されない。例えば、親子決定基準は、通信環境が良い局制御装置を親局制御装置とする、という基準であってもよい。取得した識別子から、通信の遅延の少ない局制御装置や、直接通信可能な局制御装置の数が多い局制御装置を選択し、親局制御装置としてもよい。通信環境のよい局制御装置を親として選択することで、他の局制御装置との情報の送受信の障害リスクを低減させることができる。

取得した識別子が局制御装置の処理能力を示す情報を含む場合、親子決定基準として局制御装置の処理能力が用いられてもよい。状態監視部３２２１は、取得した識別子が示す局制御装置の処理能力を比較し、制御決定部３２２０を有する局制御装置や最も処理能力の高い局制御装置を親局制御装置としてもよい。または、状態監視部３２２１は、一定以上の処理能力を有する局制御装置を親局制御装置としてもよい。親子決定基準に用いられる基準は１つであってもよいし、複数の基準であってもよい。なお、状態監視部３２２１は、親子決定基準を満たす局制御装置がない場合には、運転計画の計算を行わない、と決定してもよい。

状態監視部３２２１が親子決定基準を取得する方法は特に限定されない。親子決定基準は状態監視部３２２１が保持してもよいし、通信ネットワーク２０を介して外部のサーバ等から取得してもよい。局制御装置３１１、３２１、３３１が同一の親子決定基準を用いることが好ましい。同一の決定基準が用いられることで、例えば複数の局制御装置がそれぞれ親局制御装置を決定した場合に、同一の局制御装置を親として選択することができる。これにより複数の親制御装置から選択され、複数の運転計画を送信するといった不具合を軽減させることができる。

状態監視部３２２１は、親子の判断結果を制御決定部３２２０と送受信部３２１８へ送信する。親子の判断結果を取得した送受信部３２１８は、他の局制御装置３１１、３３１へ親子の判断結果を送信する。

制御決定部３２２０は、局制御装置３２１が親局制御装置であることを示す情報を取得した場合、負荷３１３−３３３の需要電力情報と、分散電源３１２、３２２、３３２の燃料効率情報と、マイクログリッド３１−３３の機器状態情報とに基づいて、エネルギーコストがより小さい運転計画を計算する。
制御決定部３２２０は計算した運転計画を制御指令部３２１９及び送受信部３２１８へ送信する。

制御指令部３２１９は、取得した運転計画に従って分散電源３２２及び開閉器３２４を制御する。

図１２に本実施形態における局制御装置３２１の動作のフローチャートを示す。

Ｓ４０では、送受信部３２１８が他の局制御装置３１１、３３１及び自身の局制御装置３２１の識別子を取得する。識別子は、送信元の局制御装置が属するマイクログリッドを示す情報を含む。識別子としてさらに送信元の局制御装置の処理能力を示す情報がさらに含まれていてもよい。送受信部３２１８は、取得した識別子を状態監視部３２２１へ送信する。

Ｓ４１では、状態監視部３２２１は送受信部３２１８から識別子を受信し、受信した識別子を用いて親局制御装置を決定する。状態監視部３２２１は予め定めた親子決定基準と識別子とに基づいて、１つの親局制御装置と、少なくとも１つの子局制御装置とを決定する。

親子決定基準は特に限定されない。例えば、親子決定基準は、通信環境が良い局制御装置を親局制御装置とする、という基準であってもよい。取得した識別子が局制御装置の処理能力を示す情報を含む場合、親子決定基準として局制御装置の処理能力が用いられてもよい。
状態監視部３２２１は親子の決定結果を、制御決定部３２２０及び送受信部３２１８へ送信する。

局制御装置３２１以外を親局制御装置として決定した場合、Ｓ４２では、送受信部３２１８が、親局制御装置へ親子の決定結果を送信する。送受信部３２１８は、さらに親局制御装置以外の局制御装置へ親子の決定結果を送信してもよい。

局制御装置３２１を親局制御装置として決定した場合、Ｓ４３において送受信部３２１８は、分散電源３２２と通信し分散電源３２２の燃料効率情報を取得する。また送受信部３２１８は、他のマイクログリッド３１、３３が有する局制御装置３１１、３３１と通信し分散電源３１２、３３２の燃料効率情報を取得する。

Ｓ４４において、送受信部３２１８は負荷３１３、３２３、３３３の需要電力を示す需要電力情報を取得する。

Ｓ４５において、制御決定部３２２０は、取得した分散電源３１２、３２２、３３２の燃料効率情報と、負荷３１３、３２３、３３３の需要電力情報とを用いて、エネルギーコストがより小さくなるように運転計画を計算（算出）する。制御決定部３２２０は計算した運転計画を制御指令部３２１９及び送受信部３２１８へ送信する。

Ｓ４６において、送受信部３２１８は、制御決定部３２２０から取得した運転計画を子局制御装置である局制御装置３１１、３３１へ送信する。

Ｓ４７において制御指令部３２１９は、取得した運転計画に基づいて分散電源３２２及び開閉器３２４、３２５を制御する。

以上、本実施形態では識別子と親子決定基準に基づいて親局制御装置が決定される。このような本実施形態によれば、運転計画の計算に適した局制御装置を選択することができるので運転計画が終了しないまたは制御指示を他の局制御装置に送信できないといった不具合の発生を軽減することができる。
〔第５の実施形態〕
運転計画を生成/送受信してから運転計画を開始するまでの間や、運転計画を実行している期間中に機器状態や需要電力が変化することがあり得る。このような場合、運転中の分散電源でマイクログリッド３１、３２、３３の需要電力を補償できず停電が発生する恐れがある。そこで本実施形態では、マイクログリッドの状態に応じて運転計画を再度計算する。

局制御装置３１１の送受信部３１１８は、マイクログリッド３１の電力測定情報を取得する。本実施形態における電力測定情報は、負荷３１３へ供給された電力とマイクログリッド３１が消費した電力とを含む。負荷３１３へ供給された電力は、分散電源３１２が発電した電力と、電力線４０を介して他のマイクログリッド３２、３３から供給された電力とを含む。マイクログリッド３１が消費した電力は、負荷３１３が消費した電力と、マイクログリッド３１が他のマイクログリッド３２、３３へ供給した電力とを含む。

状態監視部３１２１は、運転計画の再計算の要否を判断する。例えば、状態監視部３１２１は、電力測定情報を用いて負荷３１３へ供給された電力と、負荷３１３が消費した電力及びマイクログリッド３１が他のマイクログリッド３２、３３へ供給した電力の和とを比較し、比較結果である２つの差が一定値以下である場合に運転計画の再計算が必要と判断してもよい。または、状態監視部３１２１は、負荷３１３が消費した電力及びマイクログリッド３１が他のマイクログリッド３２、３３へ供給した電力の和と燃料効率情報が示す分散電源の定格電力との差が一定値以下の場合に再計算が必要と判断してもよい。その他の例として、状態監視部３１２１は、負荷３１３が消費した電力及びマイクログリッド３１が他のマイクログリッド３２、３３へ供給した電力が閾値以下の場合、つまり負荷率が一定以下の場合に運転計画の再計算が必要と判断してもよい。

局制御装置３１１が親局制御装置の場合、局制御装置３１１の制御決定部３１２０は運転計画の再計算を行う。

局制御装置３１１が子局制御装置の場合、送受信部３１１８は親局制御装置に再計算指示を送信してもよい。または、局制御装置３１１が運転計画の再計算を行うことを示す情報を親局制御装置へ送信してもよい。当該情報を取得した親局制御装置は、親局制御装置は再計算に用いた燃料効率情報や需要電力情報や計算グループに属するマイクログリッドの識別子を、再計算を行う局制御装置に送信してもよい。親局制御装置が運転計画の計算に使用した情報を取得することで、運転計画の計算を開始するまでの動作を省略することができる。また、親局制御装置と共通の条件で運転計画の計算を行うことができ、局制御装置の違いによる影響を軽減することができる。例えば、通信可能な他の局制御装置が異なるため計算グループが変更され、複数の運転計画を取得することによる制御の混乱や、電力が供給されないマイクログリッドの発生などの不具合を軽減することができる
〔第６の実施形態〕
長期間（１カ月分や、半年分など）における運転計画を求める場合や、より高精度な運転計画を計算する場合に局制御装置の処理能力では十分でない場合が起こりうる。そこで、本実施形態における分散電源システムは、局制御装置よりも処理能力の高い中央制御装置を有する。

図１３に本実施形態における分散電源システムの一例を示す。本実施形態における分散電源システムは、中央制御装置１０、マイクログリッド３１−３３、電力線４０、通信ネットワーク２０及び通信線５０を有する。中央制御装置１０と局制御装置３１１、３２１、３３１とはそれぞれ通信ネットワーク２０を介して接続される。

中央制御装置１０は、局制御装置３１１、３２１、３３１から取得した情報に基づいて需要電力の予測を行う。さらに、中央制御装置１０は、局制御装置３１１、３２１、３３１から取得した情報に基づいて運転計画を算出することができる。

中央制御装置１０は、負荷３１３、３２３、３３３各々の消費電力の測定を取得し、取得した情報に基づいて一定期間の負荷３１３、３２３、３３３の需要電力を予測する。さらに中央制御装置１０は、分散電源３１２、３２２、３３２の出力−燃費特性情報を取得し、需要電力の予測結果と出力−燃費特性情報とを用いて一定期間（１週間分、１カ月分等）におけるマイクログリッド３１、３２、３３の運転計画を計算してもよい。中央制御装置１０は計算した予測結果や運転計画を親局制御装置へ送信する。なお、中央制御装置１０は複数のマイクログリッド３１−３３の需要電力の予測や運転計画の計算を行ってもよいし、一定水準以上の計算精度が必要なマイクログリッドについてのみ計算を行ってもよい。

親局制御装置は、中央制御装置１０から取得した需要電力情報を用いて運転計画を計算することができる。親局制御装置は中央制御装置から取得した予測結果を需要電力情報として運転計画の計算に用いてもよい。処理能力の高い中央制御装置が予測した予測結果が用いられることにより、局制御装置で予測を行うよりも精度の高い予測結果を用いて運転計画を計算することができる。

また、親局制御装置は中央制御装置１０から取得した需要電力の予測結果や運転計画を利用して、再度需要電力情報や運転計画を計算することができる。例えば、親局制御装置は、中央制御装置から取得した一定期間における予測結果や運転計画を用いて、より短い期間（１時間ごとや、１日ごと等）の電力需要を算出してもよい。中央制御装置が算出した予測結果と負荷から取得した測定値とを用いて需要電力情報を計算することにより、測定時点の電力情報を反映しつつ計算量を低減させることができる。

本実施形態によれば、局制御装置よりも処理能力の高い中央制御装置が計算した需要電力の予測結果を用いて、運転計画の計算を行う。このような本実施形態によればより精度の高い運転計画の計算や、より長期間の運転計画の計算を行うことができる。また、局制御装置が需要電力を予測する必要がなくなるため、親局制御装置の計算量を低減させることができる。

＜その他の実施形態＞
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記の組合せや上記以外の様々な構成を採用することができる。例えば、上記実施形態において分散電源の効率が最大となる需要電力を、各マイクログリッドの負荷の所有者や管理者に通知してもよい。または、上記実施形態における需要電力情報と燃料効率情報を用いて、分散電源の効率が一定以上となるような分散電源のメンテナンス期間やメンテナンス対象となる分散電源を提案してもよい。
また、図３，４，６，７，１０において示されている矢印の向きは、一例を示すものであり、ブロック間の信号の向きを限定するものではない。

上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray（登録商標） Disc）、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１４年８月４日に出願された日本出願特願２０１４−１５８８１０を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１０ 中央制御装置
２０ ネットワーク
４０ 電力線
５０ 通信線
３１、３２、３３ マイクログリッド
３１１、３２１、３３１ 局制御装置
３１２、３２２、３３２ 分散電源
３１３、３２３、３３３ 負荷
３１４、３２４、３３４、３１５、３２５、３３５ 開閉器
３１６、３２６、３３６ 電力線
３２１８ 送受信部
３２１９ 制御指令部
３２２０ 制御決定部
３２２１ 状態監視部
３２２２ 計算グループ決定部

Claims (16)

1. 電力を消費する負荷へ電力を供給する分散電源の起動及び停止と、
   前記分散電源及び前記負荷、ならびに他の局制御装置が制御する他の分散電源を接続する開閉器の接続及び遮断と、を制御し、
   前記負荷が消費する電力を示す需要電力情報と、前記分散電源の出力−燃費特性を示す燃料効率情報と、前記他の分散電源が電力を供給する他の負荷の前記需要電力情報と、前記他の分散電源の前記燃料効率情報と、に基づいて前記開閉器及び前記分散電源を制御する、
   局制御装置。
2. 電力を消費する負荷へ電力を供給する分散電源の起動及び停止と、分散電源及び前記負荷、ならびに他の局制御装置が制御する他の分散電源を接続する開閉器の接続及び遮断と、を制御し、
   前記負荷が消費する電力を示す需要電力情報と、前記分散電源の出力−燃費特性を示す燃料効率情報と、前記他の分散電源が電力を供給する他の負荷の前記需要電力情報と、前記他の分散電源の前記燃料効率情報と、に基づいて、
   他の局制御装置に対して、前記他の分散電源の制御を指示する、
   局制御装置。
3. 他の局制御装置に対して、前記他の局制御装置が制御する他の開閉器の制御を指示する、
   請求項２に記載の局制御装置。
4. 前記負荷が消費する電力を示す需要電力情報と、前記分散電源の出力−燃費特性を示す燃料効率情報と、前記他の分散電源が電力を供給する他の負荷の前記需要電力情報と、前記他の分散電源の前記燃料効率情報と、に基づいて、
   前記分散電源と、前記他の分散電源と、前記開閉器と、前記他の開閉器と、に対する制御内容の組合せを示す運転計画を計算する、
   請求項１または２に記載の局制御装置。
5. 前記制御は、分散電源の回転数または回転速度の変更をさらに含む、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の局制御装置。
6. 前記分散電源及び前記他の分散電源のエネルギーコストの和が小さくなるように前記運転計画を計算する、
   請求項４または５に記載の局制御装置。
7. 前記分散電源および前記開閉器の稼働状態を示す情報を示す機器状態情報と、前記他の分散電源および他の開閉器の機器状態情報と、をさらに取得し、
   前記稼働状態を継続させるように運転計画を計算する、
   請求項４から６いずれか１項に記載の局制御装置。
8. 前記機器状態情報は前記分散電源及び前記開閉器の使用可否を示す情報を含み、
   前記分散電源及び前記開閉器の使用可否に基づいて運転計画を計算する、
   請求項７に記載の局制御装置。
9. 送信元の前記他の局制御装置を示す識別子を取得し、
   前記取得した前記識別子に基づいて前記他の局制御装置との通信可否を判断し、
   通信可能と判断した前記他の局制御装置の識別子が予め定めた条件を満たす場合に通信可能な前記他の局制御装置が制御する前記分散電源および前記開閉器の運転計画の計算を行う、
   請求項４から８のうちいずれか１項に記載の局制御装置。
10. 通信可能な前記他の局制御装置の和が一定以上である場合に、通信可能な前記他の局制御装置が制御する前記分散電源及び前記開閉器の運転計画の計算を行う、
    請求項９に記載の局制御装置。
11. 前記識別子は前記局制御装置の処理能力を示す情報を含み、
    前記処理能力の大小に基づき、複数の前記局制御装置から前記運転計画を計算する局制御装置を決定する、
    請求項４から１０のうちいずれか１項に記載の局制御装置。
12. 電力の供給を受ける負荷と、前記負荷へ電力を供給する分散電源と、前記負荷及び前記分散電源と他の局制御装置が制御する他の分散電源とを接続する開閉器と、前記分散電源及び前記開閉器を制御する局制御装置を有するマイクログリッドを複数有し、
    前記局制御装置のうち少なくとも１つは前記他の局制御装置へ制御を指示する親局制御装置であり、
    前記他の局制御装置は、
    前記親局制御装置と通信可能な送受信手段を有し、
    前記送受信手段は、前記負荷が消費する電力を示す需要電力情報と、前記他の分散電源の出力−燃費特性を示す燃料効率情報と、を前記親局制御装置へ送信し、
    前記親局制御装置は、
    前記他の局制御装置と情報を送受信する送受信手段と、
    前記複数のマイクログリッド各々の分散電源及び開閉器の制御内容の組合せを示す運転計画を決定する制御決定手段と、を有し、
    前記制御決定手段は、前記負荷の前記需要電力情報と、前記分散電源の前記燃料効率情報と、前記他の局制御装置から取得した前記他のマイクログリッドの前記燃料効率情報及び前記需要電力情報に基づいて前記運転計画を決定し、
    前記送受信手段は、前記運転計画を前記他の局制御装置へ送信する、
    分散電源システム。
13. 前記他の局制御装置は、
    前記親局制御装置から取得した前記運転計画に従って前記他の分散電源を制御する制御指令手段を有する、
    請求項１２に記載の分散電源システム。
14. 電力を生成する分散電源と、電力を生成する他の分散電源と、
    前記分散電源または他の分散電源から電力が供給される複数の負荷と、
    前記分散電源の起動または停止を制御する局制御装置と、
    他の分散電源の起動または停止動作を指示する他の局制御装置と、
    前記分散電源及び前記他の分散電源と前記複数の負荷との接続を開放または投入する複数の開閉器とを有し、
    前記局制御装置は、
    前記複数の負荷が消費する電力を示す需要電力情報と、前記分散電源及び前記他の分散電源の出力−燃費特性を示す燃料効率情報に基づいて、
    前記分散電源及び前記他の分散電源の起動または停止の指示と、前記複数の開閉器それぞれの開放または遮断動作を指示する、
    分散電源システム。
15. コンピュータに、
    電力を消費する負荷へ電力を供給する分散電源の起動及び停止と、分散電源及び前記負荷と他の局制御装置が制御する他の分散電源とを接続する開閉器の接続及び遮断と、を制御させ、
    前記負荷が消費する電力を示す需要電力情報と、
    前記分散電源の出力−燃費特性を示す燃料効率情報と、
    前記他の分散電源から電力が供給される他の負荷の需要電力情報と、
    前記他の分散電源の燃料効率情報と、を利用し、
    前記開閉器及び前記分散電源を制御する制御処理、
    を実行させるための制御プログラムが記憶された記憶媒体。
16. 電力を消費する負荷へ電力を供給する分散電源の起動及び停止と、分散電源及び前記負荷と他の局制御装置が制御する他の分散電源とを接続する開閉器の接続及び遮断と、を制御する制御方法であって、
    前記負荷が消費する電力を示す需要電力情報と、
    前記分散電源の出力−燃費特性を示す燃料効率情報と、
    前記他の分散電源から電力が供給される他の負荷の需要電力情報と、
    前記他の分散電源の燃料効率情報と、を利用し、
    前記開閉器及び前記分散電源を制御する、
    制御方法。

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