WO2014033893A1

WO2014033893A1 - 電力融通グループ作成方法、および電力融通グループ作成装置

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Publication number: WO2014033893A1
Application number: PCT/JP2012/072096
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Inventors: 弘起佐藤; 石田　隆張
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Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2014-03-06
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Abstract

電力融通を実行する場合に、任意の条件に基づき複数の電力融通装置からなるグループを作成し電力融通の制御を可能とする。電力変換装置１２９らを有し、変換情報１２６、設備情報１２７、取引情報１２８を有した電力融通装置１０２や１０９らが、通信ネットワーク１５０を介してサーバ１０１と接続し、グループデータベース１１８、設備管理データベース１１９、電力量情報データベース１２０を活用し、条件に基づくグループ選出を行い、そのグループ情報を電力融通装置１０２や１０９らに送信し、送信されたグループ情報で、自身の電力変換装置１２９らを制御し電力融通制御を実行する。

Description

電力融通グループ作成方法、および電力融通グループ作成装置

　本発明は、電力融通制御端末、電力融通制御端末の制御方法、および電力融通制御端末で構成する電力系統関連系ネットワークシステムに関するものであり、具体的には、任意の条件に基づき複数の電力融通制御端末グループを作成し電力融通の制御を可能とする技術に関する。

　現在、電力の安定供給への期待が高まっている。また太陽光や風力発電らの分散電源や蓄電池の普及が進んでいる。さらに送電と配電を別事業者が実施する、いわゆる発送電分離が実施される可能性も高まっており、現状の大型発電所と送電/配電網による電力供給から、各地域で電力を発電し消費する地産地消型の電力需給システムへの変化の兆しが高い。

　このような地産地消型の需給システムを構築する1手段として、多端型非同期連系装置を用いる技術（特許文献１参照）が提案されている。この従来技術は交流／直流／交流変換機を有する接続機で小さな送電網に分割し、多端子型非同期連系装置が相互に通信し、分割した送電網の間で電力授受を行うものである。

特開2011-061970号公報

電力授受を行うにはいくつかの目的が考えられる。例えば常に一定品質を満たす電力を使用できる環境を得ることがあげられる。災害発生時、需要過多、不安定不均一な分散電源主体の発電形態が主体になっても、常に一定品質を満たす電力を使用できるとよい。
上記のような一定品質を満たす電力を使用するためには、1つの電力需給システム内で、需要と供給のバランスを常に一定に保つ必要がある。

　しかし、特許文献１では、供給要求や需要要求に応じて電力を授受することのみが開示されており、1つの電力需給システム内で、需要と供給のバランスを保つことについては考慮されていない。そこで本発明の目的は、電力を授受が可能な需給システムの中で需要よ供給のバランスを保つ技術を提供することである。

　需給バランスを一定に保つには複数の異なる需要や供給を均衡化することで解決できる。需要は需要家ごとに必要な電力量や使用する時間帯が異なる。供給も同様で、供給元ごとに発電可能な電力量や発電可能な時間帯が異なる。加えて需要家が有する蓄電能力も異なる。そのため、これら供給元、需要家をグルーピングすることで、需要と供給を均衡化し需給バランスを一定に保つことができる。

　より具体的には、電力の安定需給や電力機器の平滑化、コスト効果などの目的に沿って条件を設定し、これらの複数の条件を満足する電力融通装置のグループを選出し、グループ間で電力融通（電力授受）を行う。すなわち、電力融通装置が、融通する条件や設備情報、制御情報、取引情報を有しており、それらを通信によりサーバが取得し、融通する条件や設備情報、電力系統の融通条件や設備情報、電力の取引情報からなるデータベースを作成し、それに基いてグループを作成する。

　本発明によれば、電力融通を実行する場合に、任意の条件に基づき複数の電力融通装置からなるグループを作成し電力融通の制御を可能となる。

本実施形態における電力融通ネットワークシステムの構成例を示す図である。本実施形態におけるグループデータベースの例を示す図である。本実施形態における設備管理データベースおよび設備情報の例を示す図である。本実施形態における電力量情報データベースおよび取引情報の例を示す図である。本実施形態のサーバと電力融通装置の制御方法の処理手順例を示すフロー図である。本実施形態のサーバの制御方法の処理手順例を示すフロー図である。本実施形態における電力融通装置間の物理的な送電可能量と物理的な送電可能経路の例を示す図である。本実施形態における装置間の送電可能量の例を示す図である。本実施形態における電力融通に必要な項目とその値の例を示す図である。本実施形態における算出可能なグループ例を示す図である。本実施形態における条件に基づきグループ選別した結果の例を示す図である。

－－－システム構成－－－
　以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。

　図１は、本実施形態の電力融通ネットワークシステム１００の構成例を示す図である。図１に示す電力融通ネットワークシステム１００（以下、システム１００）は、電力融通ネットワークで電力融通を実行する場合に、任意の条件に基づき複数の電力融通装置のグループを作成し電力融通の制御を可能とするコンピュータシステムである。

　図１に例示した本実施形態のシステム１００は、ある多端子型非同期連系装置（電力融通装置）１０２（以下、装置１０２）が、電源１３５、電池１３３、負荷１３４と電力線で接続され、同様に電源、電池、負荷と接続した他の電力融通装置１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９（以下、他の装置１０３ら）と系統電源線１６０を介して電力融通ネットワークを構成している。また、本実施形態のシステム１００は、装置１０２、他の装置１０３らは、通信ネットワーク１５０を介してサーバ１０１と結ばれている。

　装置１０２（他の装置１０３らも同様）のハードウェア構成は以下のようになる。装置１０２は、ハードディスクドライブなど適宜な不揮発性記憶装置で構成される記憶装置１２１、ＲＡＭなど揮発性記憶装置で構成される内部メモリ１４１、記憶装置１２１などに保持されるプログラム１４２を内部メモリ１４１に読み出すなどして実行し装置自体の統括制御を行なうとともに各種判定、演算及び制御処理を行なうＣＰＵなどの中央演算装置１４３、電力変換装置Ａ１２９、電力変換装置Ｂ１３０、電力変換装置Ｃ１３１、電力変換装置１３２と通信や、他の装置１０３らとの通信や、通信ネットワーク１５０を介したサーバ１０１との通信を行う通信機器制御部１４０、を備える。なお、記憶装置１２１には、本実施形態の装置１０２として必要な機能を実装する為のプログラム１４２の他、変換情報１２６、設備情報１２７、取引情報１２８が少なくとも記憶されている。

　続いて、本実施形態の装置１０２（他の装置１０３らも同様）が備える機能について説明する。上述したように、以下に説明する機能は、例えば装置１０２が備えるプログラム１４２を実行することで実装される機能と言える。但し、装置１０２が備える機能はプログラムにより実装される例だけでなく、該当機能に対応した専用のハードウェア装置により実現するとしても良い。　装置１０２は、サーバ１０１もしくは他の装置１０３らより通信機器制御部１４０を介してデータを受信した場合、サーバもしくは他の装置１０３らからの制御命令に応じて、電力変換装置１２９、１３０、１３１、１３２（以下、電力変換装置１２９ら）を制御する機能を有する。また装置１０２が有する各種データを通信機器制御部１４０を介してサーバ１０１もしくは他の装置１０３らに送信する機能を有する。また必要に応じて通信機器制御部１４０を介してサーバ１０１もしくは他の装置１０３らから情報を取得する機能を有する。

　また、装置１０２は、通信機器制御部１４０を介して電力変換装置１２９らと通信し、電力変換装置１２９らを制御したり、電力変換装置１２９らから機器状態を取得する機能を有する。

　装置１０２は電力変換装置１２９らの現在状況、制御履歴、接続している装置の種別、接続している種別の電力量、装置１０２が所属するグループおよびグループメンバである電力融通装置らを記録、読み出しする機能を有する。

　電源１３５のハードウェア構成は、太陽光パネルや風力発電機らの分散電源機器で構成する。電源１３５は電力変換装置Ａ１２９と通信する機能を有してもよい。また電源１３２は電力変換装置Ａ１２９から要求に応じて電力を供給したり停止したりする機能を有してもよい。また電源１３５は電力変換装置Ａ１２９に現在の状態や流れる電力量を送信する機能を有してもよい。前記の供給や停止などの制御機能や電力量の取得機能は電力変換装置Ａ１２９が有してもよい。

　電池１３３のハードウェア構成は、鉛電池やリチウム電池らの蓄電池で構成する。電池１３３は電力変換装置Ｂ１３０と通信する機能を有してもよい。また電池１３３は電力変換装置Ｂ１３０から要求に応じて電力を蓄電したり放電したり停止したりする機能を有してもよい。また電池１３３は電力変換装置Ｂ１３０に現在の状態や流れる電力量を送信する機能を有してもよい。前記の蓄電や放電などの制御機能や電力量の取得機能は電力変換装置Ｂ１３０が有してもよい。

　負荷１３４は家庭機器や工場機器らの任意の電力負荷で構成する。負荷１３４は電力変換装置Ｃ１３１と通信する機能を有してもよい。また負荷１３４は電力変換装置Ｃ１３１から要求に応じて電力を消費したり停止したりする機能を有してもよい。また負荷１３４は電力変換装置Ｃ１３１に現在の状態や流れる電力量を送信する機能を有してもよい。前期の消費や停止などの制御機能や電力量の取得機能は電力変換装置Ｃ１３１が有してもよい。

　系統電源線１６０は低圧配電線や高圧配電線や自営線らで構成する。系統電源線１６０は電力変換装置Ｄ１３２と接続し電力を送電したり受電したりする機能を有する。

　サーバ１０１のハードウェア構成は以下のようになる。サーバ１０１は、ハードディスクドライブなど適宜な不揮発性記憶装置で構成される記憶装置１１４、ＲＡＭなど揮発性記憶装置で構成される内部メモリ１１５、記憶装置１１４などに保持されるプログラム１１６を内部メモリ１１５に読み出すなどして実行し装置自体の統括制御を行なうとともに各種判定、演算及び制御処理を行なうＣＰＵなどの中央演算装置１１７、通信ネットワーク１５０を介して装置１０２、他の装置１０３らとの通信を行う通信機器制御部１１３、を備える。なお、記憶装置１１４には、本実施形態のサーバ１０１として必要な機能を実装する為のプログラム１１６の他、グループ情報であるグループデータベース１１８、設備情報である設備情報データベース１１９、電力量情報である電力量情報データベース１２０が少なくとも記憶されている。

　続いて、本実施形態のサーバ１０１が備える機能について説明する。上述したように、以下に説明する機能は、例えばサーバ１０１が備えるプログラム１１６を実行することで実装される機能と言える。但し、サーバ１０１が備える機能はプログラムにより実装される例だけでなく、該当機能に対応した専用のハードウェア装置により実現するとしても良い。

　サーバ１０１は、装置１０２もしくは他の装置１０３らより通信機器制御部１１３を介してデータを受信した場合、装置１０２もしくは他の装置１０３らからの要求命令に応じて、記憶装置内にある必要なデータを応答する機能を有する。また通信機器制御部１１３を介して装置１０２もしくは他の装置１０３らが有する各種データを取得する機能を有する。また通信機器制御部１１３を介して装置１０２もしくは他の装置１０３らに対して制御命令を送信し、装置１０２もしくは他の装置１０３らを制御する機能を有する。

　また、サーバ１０１は、装置１０２もしくは他の装置１０３らから変換情報１２６、設備情報１２７、取引情報１２８らを取得し、設備管理データベース１１９、電力情報データベース１２０に記録し必要に応じて読み出し加工する機能を有する。

　また、サーバ１０１は、設備管理データベース１１９、電力情報データベースのデータを用いて、装置１０２や他の装置１０３らの電力融通グループを算出し、グループデータベース１１８に記録し、必要に応じて再計算する機能を有する。また計算結果は通信機器制御部１１３を介して、装置１０２や他の装置１０３らに情報送信し、電力融通の制御を行う機能を有する。

　－－－データ構造例－－－
　次に、本実施形態のサーバ１０１や装置１０２や他の装置１０３らが用いるテーブルにおけるデータ構造例について説明する。

　図２は本実施形態におけるグループデータベース１１８の例を示す図である。図２に例示するグループデータベース１１８は、装置１０１や他の装置１０３らがどのグループに所属しているか、あるいはどのグループに所属していたかを格納し、サーバ１０１が管理している。このグループデータベース１１８は、装置１０１や他の装置１０３らが所属するグループ名２０２、２０３、２０４、グループ構成の期間を表す期間２１１、２１２、２１３といったデータで構成されている。このグループデータベース１１８は、サーバ１０１が、装置１０２や他の装置１０３らの設備情報や電力量情報から生成されたものであるか、管理者がデータ入力して生成されたものであることが想定できる。なお、期間の欄を設けずに、現在のグループのみを把握するデータベースとしても良い。

　図３は本実施形態における設備管理データベース１１９の例を示す図である。図３に例示する設備管理データベース１１９は、装置１０２や他の装置１０３らが有する授受能力や電力消費能力を期間ごとに格納し、サーバ１０１が管理している。この設備管理データベース１１９は、装置１０２や他の装置１０３らごと、最大発電量３０１、最大蓄電量３０３、最大負荷量３０４、設置場所３０５、授受可否３０６、情報を測定し記録した期間を表す期間３０１といったデータで構成されている。この設備管理データベースは、装置１０２や他の装置１０３らの設備情報や取引情報から生成されたものであるか、管理者がデータ入力して生成されたものであることが想定できる。また装置１０２や他の装置１０３らは、それぞれの装置毎（３１１、３１２、３１３の各列）のように、に同様の情報を取得し管理し設備情報１２７に管理している。

　図４は本実施形態における電力量情報データベース１２０の例を示す図である。図４に例示する電力量情報データベース１２０は、系統電源線１６０の設備情報や、装置１０２や他の装置１０３らが有する授受能力や電力消費能力を期間ごとに格納し、サーバ１０１が管理している。この電力情報データベース１１９は、装置１０２や他の装置１０３らごと、単位期間中に給電可能量を表す給電量４０２、単位期間中に受電可能量を表す受電量４０３、給電時に必要な給電費用４０４、受電時に必要な受電費用４０５、情報を測定し記録した期間を表す期間４０１といったデータで構成されている。給電費用とは給電にかかす費用を表し、例えば電力を授与するために系統電源線１６０を送電する費用や電源１３５の取得や設置する費用や運用するための費用などがある。受電費用とは受電かかる費用を表し、例えば電力を受け取るために系統電源線１６０を使用する費用や電池１３３の取得や設置するための費用や運用費用などがある。この電力量情報データベース１２０は、装置１０２や他の装置１０３らの設備情報や取引情報から生成されたものであるか、管理者がデータ入力して生成されたものであることが想定できる。また装置１０２や他の装置１０３らは、それぞれの装置毎（４１１、４１２、４１３の各列）に同様の情報を取得し管理し設備情報１２８や取引情報１２９に管理している。

　－－－処理手順例１－－－
　以下、本実施形態における電力融通装置の制御方法の実際手順について図に基づき説明する。以下で説明する電力融通装置の制御方法に対応する各種動作は、前記システム１００を構成する電力融通装置１０２らがそれぞれ内部メモリ等に読み出して実行するプログラムによって実現される。そして、このプログラムは、以下に説明される各種の動作を行うためのコードから構成されている。

　図５は、本実施形態におけるサーバ１０１と装置１０２および他の装置１０３らの制御方法の処理手順例１を示すフロー図である。ここではまず、サーバ１０１と装置１０２および他の装置１０３らが実行する主たる処理を説明する。この場合、サーバ１０１は装置情報取得５０３を行い、装置１０２、１０３、１０４、１０５に対して、情報取得要求５１１を送信する。装置１０２、１０３、１０４、１０５は情報取得要求５１１を受け、変換情報１２６、設備情報１２７、取引情報１２８を、情報取得に対する応答５１２としてサーバ１０１に送信する。

　ここでサーバ１０１はグループ化計算５０４を実施する。グループ化計算５０４は、入手した装置ごとの変換情報１２６、設備情報１２７、取引情報１２８、から設備管理データベース１１９、電力情報データベース１２０を更新し、グループ化計算を実施し、グループデータベース１１８を更新する。グループ化計算の詳細は後述する。

　次いでサーバ１０１はグループ化情報送信５０４を行い、装置１０２、１０３、１０４、１０５に対して、グループ化制御要求５１３を送信する。装置１０２、１０３、１０４、１０５はグループ化制御要求５１３を受け、変換情報１２６、設備情報１２７、取引情報１２８を更新し、グループ化制御要求応答５１４でサーバ１０１に受信できたことを送信する。

　グループ化計算では、図２の２１１のように、グループ１（２０２）が装置１０２、装置１０３で、グループ２（２０３）が装置１０４、装置１０５がとなる。装置１０２、１０３、１０４、１０５は、制御要求を受けグループ化した装置同士で電力融通５０６、５０７、５０８、５０９を実施する。必要に応じて変換情報１２５、設備情報１２６、取引情報１２７を更新する。

　次いでサーバ１０１は融通結果取得５１０を行い、装置１０２、１０３、１０４、１０５に対して、融通結果取得要求５１５を送信する。装置１０２、１０３、１０４、１０５は融通結果取得要求５１５を受け、変換情報１２５、設備情報１２６、取引情報１２７を、融通結果取得応答５１６でサーバ１０１に送信する。

　ここでサーバ１０１は入手した装置ごとの変換情報１２６、設備情報１２７、取引情報１２８、から設備管理データベース１１９、電力情報データベース１２０を更新し、グループ化計算５０４で想定した結果と差異を確認し、必要であれば再度グループ化計算を実施し、グループデータベース１１８を更新する。グループ化再計算は後述する。ここではグループ再計算の結果、図２の２１２のようにグループ１（２０２）が装置１０２、装置１０４で、グループ２（２０３）が装置１０３、装置１０５となる。

　次いでサーバ１０１はグループ化情報送信５１２を行い、装置１０２、１０３、１０４、１０５に対して、グループ化制御要求５１７を送信する。装置１０２、１０３、１０４、１０５はグループ化制御要求５１７を受け、変換情報１２６、設備情報１２７、取引情報１２８を更新し、グループ化制御要求応答５１８でサーバ１０１に受信できたことを送信する。

　処理は図５の１（５０１）に戻る（５０２）。設備情報取得５０３から再度実施する
　次に図５のグループ選出５０４、およびグループ再選出５１１の処理詳細を示す。図６は、本実施形態のサーバ１０１の制御方法のグループ決定処理手順例を示すフロー図である。まず、新規装置の追加があるか無いかを判断する（６０１）。新規装置の追加には装置１０２や他の装置１０３らがサーバに電力融通を要求する場合や、サーバ１０１が装置に追加を問い合わせる場合などがある。

　新規装置の追加がある場合（６０１：Ｙｅｓ）、装置情報追加処理を行う（６０２）。装置情報追加ではサーバ１０１は装置１０２および他の装置１０３らと通信し、装置の各種情報を取得し、設備管理データベース１１９、電力量情報データベース１２０を更新する。また本例では装置追加について述べたが、装置の削除や、装置情報の更新も同様のフローとなる。

　次いで、電力融通装置のグループ選出処理の第一段階として、大グループ分割が必要であるかを必要でないかを判断する（６０３）。大グループ分割とは、複数の電力融通装置をグループ選出する前に、まず複数の電力融通装置の候補自体も分類することである。本実施形態を例にすれば、装置１０２および他の装置１０３らの計８台の電力融通装置がある。大グループ分割とはこのうち条件にもとづき、装置１０２、１０３、１０４、１０５で１つの大グループ１、装置１０６、１０７、１０８、１０９で大グループ２に分類し、次いで大グループ１の中でのグループ選出、大グループ２のなかでグループ選出する。

　大グループ分割が必要であるかの判断は、物理的な制限、法律的な制限、性能的な制限などがある。物理的な制限とは、１点目の例は、装置が物理的に離れておりグループ化して融通することができない、離島の装置と別の離島の装置のような場合がある。２点目の例は、電力融通を行う系統電源線１６０が多数の装置で電力授受を同時に行うほど電力を物理的に送電する能力がないような場合がある。特に２点目は既存の送電線や配電線の設計が発電機を上流とした発電から需要家にツリー構造で一方的に送電するように設計されており、網目状で双方向に送電するような電力融通の場合は、物理的な制限に特に考慮する必要がある。物理的制限は設備管理データベース１１９にある設置場所３０５から判断できる。

　法律的な制限とは、１点目の例は、ある装置とある装置の電力融通が許可されていない、国家や地域が異なり融通ができない場合がある。２点目の例は、ある装置らが罰則をかけられており電力融通が許可されてない、課金不足や虚偽の設備情報や取引情報を通知した場合がある。法律的制限は設備管理データベース１１９にある授受可否３０６から判断できる。

　性能的な制限とは、１点目の例は、サーバ１０１が多数の装置でグループ選出できない、計算時間が掛かりすぎてグループ選出が規定時間内に間に合わない場合である。２点目の例は、サーバ１０１が装置１０２および他の装置１０３らの情報が取得または要求できない、通信性能の影響で同じ時間にすべての装置情報が収集できず、グループ選出が間に合わない場合である。性能的制限は、プログラム内に格納する計算結果のログや通信ログから判断できる。

　大グループ分割が必要である場合（６０３：Ｙｅｓ）、大グループ分割処理を行う（６０４）。サーバ１０１は設備管理データベース１１９から、前記の３種類の制限らに合致する場合は、大グループ分割し、それぞれのグループに所属する装置を算出し、グループデータベース１１８に記録する。

　次いで、電力融通装置のグループ選出の主要処理を行う。まず全条件でグループ選出を行ったか行っていないかを判断する（６０５）。条件でグループ選出するとは、それぞれのグループ候補に対して任意の条件を満足するかを判断し、満足する場合にその候補を残すことである。全条件でグループ選出とは規定の条件すべてでグループ候補の満足可否を確認したことを意味する。本条件は、装置１０２および他の装置１０３らからの設備情報１２６に記録されたものや、サーバ１０１の設備管理データベース１１９に記録されたものや、管理者がデータ入力して生成されたものであることが想定できる。条件に基づく選出例は処理手順例２で詳細に説明する。

　全条件に基づきグループ選出を行っている場合（６０５：Ｙｅｓ）、装置に選出したグループを伝達し電力融通の制御を開始する（６０７）。サーバ１０１は装置１０２および他の装置１０３らにグループ情報を送信し、装置同士での電力融通を指示する。

　全条件に基づきグループ選出を行っていない場合（６０５：Ｎｏ）、それぞれの条件に基づきグループ分割処理をおこなう（６０６）。それぞれの条件に基づきグループ分割処理６０６とは、３段階の処理を行う。はじめに候補となるすべての装置で組合すことができるグループ候補を算出する。次に算出したグループ候補の中で、ある条件に基づいた場合に実行可能であるグループを選出する。最後に条件に基づいて選出されたグループが物理的に実行可能であるかを確認し、実行不可能な場合は候補から除外する。本処理は処理手順例２で後述する。　次いで、再度のグループ選出が必要であるか必要でないかを判断する（６０８）。再度のグループ選出が必要であるかは、グループ選出した中での電力融通結果に基づき判断する。電力融通結果が当初の条件と大きく乖離する場合（６０８：Ｙｅｓ）、再度グループ選出を行う（６０９）。本条件の選出については後述する。再度のグループ選出が必要でない場合（６０８：Ｎｏ）は、一定時間が経過したかを確認する（６１０）。一定時間が経過していない場合（６１０：Ｎｏ）、電力融通を実行し、再度のグループ選出が必要であるかを確認する（６０８）。一定時間が経過している場合（６１０：Ｙｅｓ）、新規装置の追加があるかを判断する（６０１）。一定時間の経過とは、例えば１週間、１ヶ月などがある。大グループ分割単位で算出しなおすため、ある程度の時間間隔を決める。また電力変動が少ない期間は長く、電力変動が多い期間は短く設定してもよい。

　－－－処理手順例２－－－
　条件に基づくグループ選出（６０６）について、図７、図８、図９、図１０を用いて説明する。

　図７は、本実施形態における電力融通ネットワークの物理的接続構成例を示す図である。この電力融通ネットワークは電力融通装置Ａ７０１（以下、装置Ａ）、電力融通装置Ｂ７０２（以下、装置Ｂ）、電力融通装置Ｃ（以下、装置Ｃ）、電力融通装置Ｄ（以下、装置Ｄ）の４台で構成されている。それぞれの装置は電力が送電可能な送電線で接続されている。装置Ａと装置Ｂには送電線７１２があり、装置Ａと装置Ｃには送電線７１１があり、装置Ａと装置Ｄには送電線７１５があり、装置Ｂと装置Ｄには送電線７１３があり、装置Ｃと装置Ｄには送電線７１４があり、電力をお互い送電できる。なおこの場合の送電線とは、物理的に接続されている場合でも、論理的に接続されている場合でも、いずれの場合でも電力が送電できればよい。

　図８は、本実施形態における図７に示した電力融通ネットワークの送電線における送電可能容量例を示す図であり、変換情報１２６や設備情報１２７や取引情報１２８より、サーバ１０１の設備管理データベース１１９に格納する。装置Ａ８１１は、装置Ｂ８０２、装置Ｃ８０３、装置Ｄ８０４に対して送電可能量が、５、１０、１である。装置Ｂ８１２は、装置Ａ８０１、装置Ｃ８０３、装置Ｄ８０４に対して送電可能量が、５、０、１０である。装置Ｃ８１３は、装置Ａ８０１、装置Ｂ８０２、装置Ｄ８０４に対して送電可能量が、１０、０、３である。装置Ｄ８１４は、装置Ａ８０１、装置Ｂ８０２、装置Ｃ８０３に対して送電可能量が、１、１０、３である。以上より、図７の電力融通ネットワークでは、装置Ａ７０１と装置Ｂ７０２は送電量５を互いに送電可能であり、装置Ａ７０１と装置Ｃ７０３は送電量１０を互いに送電可能であり、装置Ａ７０１と装置Ｄ７０４は送電量１で互いに送電可能であり、装置Ｂ７０２と装置Ｄ７０４は送電量１０で互いに送電可能であり、装置Ｃ７０３と装置Ｄ７０４は送電量３で互いに送電可能である。

　図９は、本実施形態における図７に示した電力融通ネットワークの装置が有する設備情報例を示す図であり、変換情報１２６や設備情報１２７や取引情報１２８より、サーバ１０１の設備管理データベース１１９に格納する。それぞれ装置Ａ９１１、装置Ｂ９１２、装置Ｃ９１３、装置Ｄ９１４ごとの発電量９０１、蓄電量９０２、負荷量９０３、基本融通量９０４、最大融通量９０５を示す。発電量９０１はある単位時間あたりに対象装置が発電できる発電量である。蓄電量９０２はある単位時間あたりに対象装置が蓄電できる蓄電量である。また本例では単位時間あたりに対象装置が放電できる放電量であるとする。負荷量９０３はある単位時間あたりに対象装置が消費する電力量である。基本融通量９０４は対象装置がある単位時間あたりの別の装置に送電可能な電力量であり、プラスは授電可能で、マイナスは受電必要であることを示す。最大融通量９０５は対象装置がある単位時間あたりに別の装置に送電可能な最大電力量である、基本融通量９０４との違いは、蓄電量をすべて放電し電力融通のために使用する点である。

　図１０は、図７の装置Ａ７０１、装置Ｂ７０２、装置Ｃ７０３、装置Ｄ７０４、計４台の装置があった場合に何種類のグループを作成できるかを示している。本処理は組み合わせ問題として処理できる。装置が４台あるため、パターン１（１０１１）からパターン１５（１０２５）の計１５種類の組み合わせがある。それぞれの組み合わせで、グループ１（１００１）、グループ２（１００２）、グループ３（１００３）、グループ４（１００４）に、各装置の組み合わせができる。

　図１１は本実施例における図１０のパターンから条件に基づき適切なグループを選出する例であり、変換情報１２６や設備情報１２７や取引情報１２８より、サーバ１０１のグループデータベース１１８に格納する。

　図１１は図１０と同様のパターン１（１１１１）からパターン１５（１１２６）がある。初期状態（１１０１）ではすべてのパターンが「あり」である。次いでここでは条件１（１１０２）から条件４（１１０５）の４種類の条件に基づきパターン１（１１１１）からパターン１５（１１２６）のうち、有効なパターンを選出する。本例では条件１（１１０２）を、物理的な融通可否（１１３１）による選択、条件２（１１０３）を、安定的供給可否（１１０４）による選択、条件３（１１０４）を、連系線容量判定（１１３３）による選択、条件４（１１０５）を、機器平滑利用（１１３４）による選択を示す。

　まず、条件１（１１０２）、物理的な融通可否（１１３１）を示す。物理的な融通可否とは、図９において装置Ａ、装置Ｂ、装置Ｃ、装置Ｄ、での物理的な送電可能量に基づき、物理的に送電不可能なパターンを選別する。図９にて装置Ｂと装置Ｃは互いに送電不可能なため、図１０のパターン１からパターン１５のうち、装置Ｂと装置Ｃのみがグループとなっているパターンを無効とする。図１１ではパターン１０（１１２１）およびパターン１３は条件１（１１０２）の選出を経て無効となる。　続いて、条件２（１１０３）、安定的供給可否（１１３２）を示す。安定的供給可否とは、グループ内での電力融通量が最低でも０になるパターンを選別する。本条件は常に電力が安定して供給を受けられる、すなわち電力融通量がマイナスになり停電するような事態にならないようにすることを意味する。図９では装置Ｃの融通量がマイナスとなり、装置Ｃが単独となるグループが存在する場合は、電力の安定供給をうけることができない。以上より図１１ではパターン４（１１１５）、パターン７（１１１８）、パターン１１（１１２２）、パターン１３（１１２４）、パターン１５（１１２６）が無効となる。

　続いて、条件３（１１０４）、連系線容量判定（１１３３）を示す。連系線容量判定とは、装置間で電力融通可能であるが融通するための送電容量の限界のために電力融通ができない場合を選別することである。図８から装置間の送電可能容量が把握しており、図９では装置Ｃに対して電力を供給する必要があることがわかる。以上より図１１では、まずパターン２（１１１３）が無効となる。グループは装置ＢＣＤが所属しているが、装置Ｃには装置Ｄしか供給できず、送電可能量が１しかないため、装置Ｃの電力融通量はマイナスになるためである。またパターン６（１１１７）も無効となる。グループは装置ＣＤが所属しており、装置Ｃには装置Ｄしか供給できず、送電可能量が１しかないため、装置Ｃの電力融通量はマイナスになるためである。同様な理由でパターン１４（１１２５）も無効となる。

　最後に条件４（１１０５）、機器平滑利用（１１３４）を示す。機器の平滑化利用とは特定の装置のみが発電や蓄電をするのではなく、全端末がなるべく均等に機器を使用するようなグループを選出することである。ここでは、パターン５（１１１６）は無効となる。これは装置Ｄのみが自分自身で融通を行い、かつ、蓄電していた分を放電して釣り合いがとれるため、装置Ｄのみ機器に負担が掛かるためである。同様の理由でパターン９（１０１９）も無効となる。

　以上の条件で残存したパターン１（１１１２）、パターン３（１１１４）、パターン９（１１２０）が最終候補となる。この中で任意のパターンを選択する。選択方法は、、例えばランダムや後述する計算式を用いる方法がある。

　―――処理手順例３―――
　本実施例における融通結果による再グループ選出処理（６０９）の例を示す。グループ選出後、電力融通量に対して以下のような判定基準を設ける。時間あたりの発電量Ａ、時間当たりの蓄電量Ｂ、時間当たりの使用量Ｃ、を用い、Ａ＋Ｂ－Ｃ＝Ｐとし、Ｐを判断基準とする。Ａは、α×ｆ（ｔ）とし、時間の関数と重み係数αで表される。時間によって総発電量は変化する。Ｂは、β×ｇ（ｔ）とし、時間の関数と重み係数βで表される。時間によって総蓄電量は変化する。Ｃは、γ×ｈ（ｔ）とし、時間の関数と重み係数βで表される。時間によって総使用量は変化する。Ｐ＝０の場合は発電と蓄電と負荷が最もバランスよく電力融通が実行されたことを表す。

　再グループ選出にあたり満足度を定義する。満足度は仮想的な単位電力あたりの値段で定義する。算出する電力量、消費する電力量に、それぞれ値段をつけたものである。基本的にお金のやり取りで解決する。ここでは満足度を＋２から－２までの数値とする。以下の５種類の数値となることを考える。（１）Ａ＋Ｂ－Ｃ＝０である場合、もっとも満足度は最大で＋２とする。（２）Ｐ（最大）＞Ａ＋Ｂ－Ｃ＞０である場合、供給が高いが非効率なため、満足度は高い＋１とする。もしくは標準として０とする。（３）Ａ＋Ｂ－Ｃ＞Ｐ（最大）である場合は、供給過多のため、満足度は低い－１とする。（４）Ｐ（最小）＜Ａ＋Ｂ－Ｃ＜０である場合、需要が高いため、満足度は低い－１とする。（５）Ａ＋Ｂ－Ｃ＜Ｐ（最小）である場合は、需要過多のため、満足度は最低で－２とする。前記の満足度の値を基に、サーバ１０１は、グループ選出を再度おこなうかを判断できる。
グループの再選出には、図１１で選出したグループ候補に残ったパターン１、パターン３、パターン９でまだ選択していないグループ候補を新しいグループとして選択する。もしくは、再度条件を変更してグループ選出を行うか、設備管理データベース１１９、電力量情報データベース１２０を更新しグループ選出を再度行う方法などがある。
以上、本発明を実施するための最良の形態などについて具体的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

　こうした本実施形態によれば、電力融通を実行する場合に、任意の条件に基づき複数の電力融通制御端末グループを作成し電力融通の制御を可能となる。

　本明細書の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。すなわち、前記条件に基づくグループの選出ごとに、前記大グループ分割のときと同様、物理的な制限、法律的な制限、性能的な制限などを加えてもよい。特に物理的な制限として、分散電源は日射量や風向きによって出力が変動するため安定した供給を確保するために、電力融通量が満足していてもグループ候補から削除してもよい。また同じく物理的制限として、発電地はリチウム電池、鉛電池で、放電の速度が異なる。前記分散電源と同様に安定した供給を確保するために、電力融通量を満足していてもグループ候補から削除してもよい。

　また、前記条件にグループ再選出の評価として規定した満足度を加えてもよい。満足度が常に高くなるようにグループ選出をしてもよい。

　また、前記条件に加えて、電力融通装置を使用する使用者もしくは管理者のポリシーを加えてもよい。例えば使用者もしくは管理者のポリシーとしてＱｏＬ（Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｌｉｆｅ）と言う指標を定義し、ＱｏＬを複数の指標で構成する目的関数で表記する。ＱｏＬ＝Ａ×ｆ（ｘ）＋Ｂ×ｇ（ｙ）＋…＋Ｚ×ａ（ｚ）とし、Ａ、Ｂ、…、Ｚをを重み係数として、各指標は一時独立とする。指標は重み係数と関数で表す。各指標の一例として、「好き/嫌い」、「多い/少ない」などがある。
「好き/嫌い」＝「制約条件」＋「個人差(重み係数)」×「経験(指標)」で表す。この場合、「経験」は、装置１０２の取引情報１２７や設備情報１２６から算出可能である。「好き/嫌い」の代表例は、温度であり、温度に基づく感情の快不快をグループ分けの判断要素として使用することができる。
「多い/少ない」＝「制約条件(融通可能な範囲など)」＋「稼働率(重み係数)」×「資産(指標)」で表す。「稼働率」は、装置１０２の取引情報１２７に関係し変動する。また「資産」は「発電や蓄電の最大量」であり、装置１０２の設備情報１２６や変換情報１２７から算出可能である。また「機器の老朽化」も本式で表現できる。「多い/少ない」の代表例は、お金であり、お金に基づく損得をグループ分けの判断要素として使用することができる。

　また、図１１の前記グループ選出では、物理的融通可否（１１３１）、安定的供給可否（１１３２）、連系線容量判定（１１３３）、機器平滑利用（１１３４）の順でグループ選出をしていったが、順番は変更してもよいし、条件に応じて優先度として変更してもよい。例えば需要家が一般家庭であれば安定供給よりも取引金額を優先し、需要家が工場であれば取引金額よりも安定供給を優先したグループ選出を行うようにしてもよい。

　また、前記グループ選出では、条件にあわないパターンは無効としたが、メンバを多めに入れることで、発電量、蓄電量、負荷量が変動した際の、変動分を吸収させてもよい。

１００　　　　　電力融通ネットワークシステム
１０１　　　　　サーバ
１０２　　　　　電力融通装置
１０３－１０９　（他の）電力融通装置
１１３　　　　　サーバの通信機器制御部
１１４　　　　　サーバの記憶装置
１１５　　　　　内部メモリ
１１６　　　　　プログラム
１１７　　　　　サーバの中央演算装置
１１８　　　　　グループデータベース
１１９　　　　　設備管理データベース
１２０　　　　　電力量情報データベース
１２１　　　　　電力融通装置の記憶装置
１２６　　　　　変換情報
１２７　　　　　設備情報
１２８　　　　　取引情報
１２９　　　　　電力変換装置Ａ
１３０　　　　　電力変換装置Ｂ
１３１　　　　　電力変換装置Ｃ
１３２　　　　　電力変換装置Ｄ
１３２　　　　　電力融通装置に接続している電源
１３３　　　　　電力融通装置に接続している電池
１３４　　　　　電力融通装置に接続している負荷
１４０　　　　　電力融通装置の通信機器制御部
１４１　　　　　電力融通装置の内部メモリ
１４２　　　　　電力融通装置のプログラム
１４３　　　　　電力融通装置の中央演算装置
１６０　　　　　系統電源線

Claims

　複数の多端子型非同期連系装置で構成される電力系統間非同期連系ネットワークシステムにおいて、前記連系装置の電力融通ポリシー、設備情報、制御情報、取引情報を通信により取得し、連系装置の融通ポリシー、設備情報、電力系統の融通ポリシー、設備情報、連系装置での取引情報からなるデータベースを有し、前記データベースを利用し連系装置の運用を最大に効率で運用する複数の連系装置を有するグループを算出する演算装置を有することを特徴とする、電力系統間非同期連系ネットワークシステム。
　請求項１に記載の電力系統間非同期連系ネットワークシステムにおいて、
　前記演算装置は、
　前記算出のグループ作成後、任意の時間が経過後に、一定の評価指標と比較、良好でない場合に再度グループを算出する演算装置を有することを特徴とする、電力系統間非同期連系ネットワークシステム。
　請求項２に記載の電力系統間非同期連系ネットワークシステムにおいて、
　前記演算装置は、
　前記算出のグループ作成に、送電線容量、制御時間、送電距離の物理的制限事項を考慮してグループを算出する演算装置を有することを特徴とする、電力系統間非同期連系ネットワークシステム。