WO2017145460A1 - 電力連携制御システム、電力連携制御方法および電力連携制御プログラム - Google Patents

電力連携制御システム、電力連携制御方法および電力連携制御プログラム Download PDF

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superimposed
signal
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恭之 江田
一希 笠井
紘 今井
皓正 高塚
冨実二 相田
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オムロン株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a power cooperation control system, a power cooperation control method, and a power cooperation control program.
  • Patent Literature 1 predicts a distribution network based on various types of information including customer location information, facility location information, and map information, and uses surplus power in a predetermined area using the predicted distribution network. A power management system to be calculated is disclosed.
  • the conventional power management system has the following problems. That is, in the power management system disclosed in the above publication, it is not possible to find other consumers belonging to the same distribution network with a small power transmission loss from the consumers who have generated surplus power. In particular, since information related to the distribution network is usually handled as confidential information, it is difficult for consumers to recognize whether or not each other's distribution line system is the same.
  • An object of the present invention is to search for a customer connected to the same power distribution network among a plurality of consumers, thereby efficiently integrating surplus power, a power linkage control system, a power linkage control method, and power
  • the purpose is to provide a cooperative control program.
  • the electric power cooperation control system which concerns on 1st invention is an electric power cooperation control system for searching the connection relation of the 1st consumer connected to the 1st distribution line system, and the 2nd consumer,
  • a superimposition signal generation unit, a transmission unit, a reception unit, and a connection relationship estimation unit are provided.
  • the superimposed signal generation unit generates a superimposed signal obtained by superimposing a predetermined signal on the voltage supplied from the first distribution line system in the first consumer.
  • the transmission unit transmits the superimposed signal generated by the superimposed signal generation unit from the first consumer to the second consumer.
  • the receiving unit receives the superimposed signal at the second consumer.
  • the connection relationship estimation unit estimates the connection relationship between the first consumer and the second consumer based on at least one of the reception state of the superimposed signal and the reception information received by the reception unit.
  • the first consumer generates a superposition signal in which a predetermined signal is superposed on the system voltage, transmits the superposition signal to the second consumer, and receives the superposition signal reception status and reception at the second consumer.
  • the connection relationship between the first consumer and the second consumer is estimated according to at least one of the received information.
  • the connection relationship between the first consumer and the second consumer is whether it is connected to the same distribution line system, or is connected to the same distribution line system and the transmission distance is short or long Etc. are included.
  • the signal strength of the superimposed signal transmitted / received between the first consumer and the second consumer is preferably known as a predetermined value in the first and second consumers.
  • the connection relationship estimation unit detects the reception state of the superimposed signal, the signal intensity of the predetermined value is compared with the signal intensity of the received superimposed signal, and the attenuation rate is obtained.
  • the connection relationship between the customer and the second customer can be estimated.
  • a 1st consumer and a 2nd consumer do not indicate a specific consumer, It means an arbitrary customer in a customer group including a customer.
  • the 1st consumer and the 2nd consumer are not necessarily connected to the same distribution line system, The customer connected to a different distribution line system is also included.
  • the 1st consumer and the 2nd consumer are each provided with the said transmission part and the receiving part.
  • a 2nd consumer according to the reception condition of a superimposition signal, estimating whether it is connected to the same distribution line system as a 1st consumer, or whether a power transmission distance is near. Can do.
  • the surplus power is reduced by setting the consumer having the shortest transmission distance from the consumer that generates the surplus power as the surplus power supply destination. It can be used by consumers.
  • the electric power cooperation control system which concerns on 2nd invention is an electric power cooperation control system which concerns on 1st invention, Comprising: When a connection relation estimation part receives a superimposition signal, a 1st consumer and 2nd It is estimated that the customer is connected to the first distribution line system.
  • the second consumer is connected to the same distribution line system as the first consumer, depending on whether or not the second consumer receives the superimposed signal.
  • the superimposed signal transmitted from the first consumer can be received by the second consumer, it is estimated that there is a high possibility that the transmission loss is small, that is, it is connected to the same distribution line system. Is done.
  • a power cooperation control system is the power cooperation control system according to the second invention, wherein the connection relation estimation unit compares the signal strength attenuation rate and signal of the superimposed signal with respect to a predetermined signal strength.
  • the transmission distance between the first consumer and the second consumer is estimated according to at least one of the delay time and the S / N ratio.
  • the attenuation rate calculated by comparing the signal strength of the received superimposed signal with the signal strength of the superimposed signal at the time of transmission, the signal delay time, S According to at least one of the / N ratios, the first consumer and the second consumer estimate the distance (power transmission distance) on the distribution line system.
  • the transmission loss is small, that is, the transmission distance in the same distribution line system. Is estimated to be close.
  • the first consumer and the second consumer transmit power. It is estimated that there is a high possibility that the transmission distance is long even if the loss is small, that is, the same distribution line system. Thereby, when the superimposed signal transmitted from the first consumer can be received by the second consumer, the distance between the first consumer and the second consumer on the same distribution line system It can be estimated whether there is a relationship.
  • a power coordination control system is the power coordination control system according to any one of the first to third aspects, wherein the connection relationship estimation unit is configured to It is estimated that one consumer and a second consumer are connected to a second distribution line system different from the first distribution line system.
  • the second consumer is connected to the same distribution line system as the first consumer, depending on whether or not the second consumer receives the superimposed signal.
  • the superimposed signal transmitted from the first consumer cannot be received by the second consumer, it is estimated that there is a high possibility that the signal cannot be transmitted / received, that is, connected to a different distribution line system. Is done.
  • a power linkage control system is the power linkage control system according to any one of the first to fourth aspects of the invention, wherein the superimposed signal generation unit is a voltage supplied from the first distribution line system.
  • a superimposed signal is generated by superimposing a predetermined high-frequency component on the signal.
  • a power linkage control system is the power linkage control system according to any one of the first to fifth aspects, wherein the superimposed signal generation unit includes the position information and identification of the first consumer. A superimposed signal with at least one of the information is generated.
  • a power linkage control system is the power linkage control system according to any one of the first to sixth aspects, wherein the superimposed signal transmitted from the plurality of first consumers has been received.
  • a matching unit that determines a supply destination of surplus power generated in the first consumer or the second consumer based on the estimation result in the connection relation estimation unit is further provided.
  • the second consumer that has received the superimposed signal is matched with the first consumer.
  • the surplus power can be efficiently utilized by the second consumer who can supply power without a large power transmission loss.
  • the power linkage control system is the power linkage control system according to any one of the first to seventh aspects, wherein the matching unit is a result of the estimation in the connection relationship estimation unit, Surplus power is supplied by combining the first consumer and the second consumer with a low signal strength attenuation rate, a small signal delay time, or a large S / N ratio.
  • the matching unit is a result of the estimation in the connection relationship estimation unit, Surplus power is supplied by combining the first consumer and the second consumer with a low signal strength attenuation rate, a small signal delay time, or a large S / N ratio.
  • the matching unit is a result of the estimation in the connection relationship estimation unit
  • a power linkage control method is a power linkage control method for searching for a connection relationship between a first consumer connected to the first distribution line system and a second consumer,
  • the method includes a superimposed signal generation step, a transmission step, a reception step, and a connection relationship estimation step.
  • the superimposed signal generation step generates a superimposed signal obtained by superimposing a predetermined signal on the voltage supplied from the first distribution line system in the first consumer.
  • the transmission step the superimposed signal generated in the superimposed signal generation step is transmitted from the first consumer to the second consumer.
  • the receiving step receives the superimposed signal at the second consumer.
  • the connection relationship estimation step estimates the connection relationship between the first consumer and the second consumer based on at least one of the state of the superimposed signal received in the reception step and the reception information received in the reception unit step. To do.
  • a superimposed signal obtained by superimposing a predetermined signal on the system voltage is generated and transmitted to the second consumer.
  • a connection relationship between the first consumer and the second consumer is estimated according to at least one of the received reception information.
  • the connection relationship between the first consumer and the second consumer is whether it is connected to the same distribution line system, or is connected to the same distribution line system and the transmission distance is short or long Etc. are included.
  • the signal strength of the superimposed signal transmitted / received between the first consumer and the second consumer is preferably known as a predetermined value in the first and second consumers.
  • the signal intensity of the predetermined value is compared with the signal intensity of the received superimposed signal, and the attenuation rate is obtained, thereby The connection relationship between the customer and the second customer can be estimated.
  • a 1st consumer and a 2nd consumer do not indicate a specific consumer, It means an arbitrary customer in a customer group including a customer.
  • the 1st consumer and the 2nd consumer are not necessarily connected to the same distribution line system, The customer connected to a different distribution line system is also included.
  • the 1st consumer and the 2nd consumer can implement the said transmission step and a receiving step, respectively.
  • a 2nd consumer according to the reception condition of a superimposition signal, estimating whether it is connected to the same distribution line system as a 1st consumer, or whether a power transmission distance is near. Can do.
  • the surplus power is reduced by setting the consumer having the shortest transmission distance from the consumer that generates the surplus power as the surplus power supply destination. It can be used by consumers.
  • the electric power cooperation control program which concerns on 10th invention is an electric power cooperation control program for searching the connection relation of the 1st consumer connected to the 1st distribution line system, and the 2nd consumer,
  • a computer is caused to execute a power linkage control method including a superimposed signal generation step, a transmission step, a reception step, and a connection relationship estimation step.
  • the superimposed signal generation step generates a superimposed signal obtained by superimposing a predetermined signal on the voltage supplied from the first distribution line system in the first consumer.
  • the transmission step the superimposed signal generated in the superimposed signal generation step is transmitted from the first consumer to the second consumer.
  • the receiving step receives the superimposed signal at the second consumer.
  • the connection relationship estimation step estimates the connection relationship between the first consumer and the second consumer based on at least one of the state of the superimposed signal received in the reception step and the reception information received in the reception unit step. To do.
  • a superimposed signal obtained by superimposing a predetermined signal on the system voltage is generated and transmitted to the second consumer.
  • a connection relationship between the first consumer and the second consumer is estimated according to at least one of the received reception information.
  • the connection relationship between the first consumer and the second consumer is whether it is connected to the same distribution line system, or is connected to the same distribution line system and the transmission distance is short or long Etc. are included.
  • the signal strength of the superimposed signal transmitted / received between the first consumer and the second consumer is preferably known as a predetermined value in the first and second consumers.
  • the signal intensity of the predetermined value is compared with the signal intensity of the received superimposed signal, and the attenuation rate is obtained, thereby The connection relationship between the customer and the second customer can be estimated.
  • a 1st consumer and a 2nd consumer do not indicate a specific consumer, It means an arbitrary customer in a customer group including a customer.
  • the 1st consumer and the 2nd consumer are not necessarily connected to the same distribution line system, The customer connected to a different distribution line system is also included.
  • the 1st consumer and the 2nd consumer can implement the said transmission step and a receiving step, respectively.
  • a 2nd consumer according to the reception condition of a superimposition signal, estimating whether it is connected to the same distribution line system as a 1st consumer, or whether a power transmission distance is near. Can do.
  • the surplus power is reduced by setting the consumer having the shortest transmission distance from the consumer that generates the surplus power as the surplus power supply destination. It can be used by consumers.
  • (A), (b), (c) is a block diagram which shows the control block formed in the smart meter of each consumer which comprises the electric power cooperation control system of FIG.
  • the flowchart which shows the flow of the electric power cooperation control method by the electric power cooperation control system of FIG.
  • the figure which shows the signal strength of the superimposition signal transmitted from the consumer A of FIG.
  • the graph which shows the change of the signal strength of the superimposed signal transmitted in the consumer B transmitted from the consumer A of FIG. 1 and connected to the same distribution line system.
  • the flowchart which shows the flow which determines the combination of the consumer who accommodates surplus electric power after estimation of the connection relationship shown in FIG.
  • a customer A (first customer) 20 that appears in the following description owns a power generation device (solar panel 21) and a storage battery (power storage device 23), and surplus power is generated in a predetermined time zone. It means consumers who generate.
  • the customer B (second customer) 30 and the customer C40 own the power generation device (solar panels 31 and 41) and the storage battery (power storage devices 33 and 43), and the electric power is supplied in a predetermined time zone. It means a customer who is expected to generate a shortage of demand.
  • produces for every predetermined time and the side which requires electric power may interchange.
  • a consumer is, for example, an individual, a corporation, an organization, or the like who has a contract with an electric power company and uses electric power supplied from the electric power company via the grid 50 (see FIG. 1).
  • General households detached houses, condominiums), companies (business establishments, factories, facilities, etc.), local governments, national institutions, etc. are included.
  • the consumer includes a consumer who provides power by self-power generation and a consumer who realizes ZEB (Zero Energy Building).
  • the description will be given with reference to a consumer A20 on the side that generates a superimposed signal, which will be described later, and consumers B30 and C40 on the side that receives this superimposed signal.
  • the combination of the consumer A20 and the consumers B30 and C40 is not limited to one-to-two, and there are three or more consumers to which a superimposed signal is transmitted from one consumer A20. May be present.
  • strain 50 means the electric power system which supplies the electric power supplied from an electric power company with respect to each consumer.
  • the smart meters 27, 37, and 47 are installed in each consumer, measure the amount of power generation, the amount of electricity stored, and the amount of power consumption, and use the communication function. It means a measuring device that transmits measurement results to an electric power company or the like.
  • the electric power company can accurately grasp the real-time power situation in each of the consumers A20, B30, C40, and automate the meter-reading work performed every predetermined period. Can do.
  • the loads 24, 34, and 44 are, for example, power consumers such as an air conditioner, a refrigerator, a power range, an IH cooking heater, and a television when the consumer is a general household.
  • power consumers such as an air conditioner, a refrigerator, a power range, an IH cooking heater, and a television when the consumer is a general household.
  • EMS Electronicgy Management System
  • the loads 24, 34, and 44 are, for example, power consumers such as an air conditioner, a refrigerator, a power range, an IH cooking heater, and a television when the consumer is a general household.
  • EMS Electronicgy Management System
  • EMS Electronicgy Management System
  • the power linkage control systems 10a to 10c are systems in which a plurality of consumers who own a power supply device and a power storage device estimate mutual connection relations and exchange surplus power.
  • the power cooperative control systems 10a to 10c include a customer A (first customer) 20, a customer B (second customer) 30, and a customer C ( The connection relation with the second consumer 40) is estimated, and surplus power is interchanged between the consumer A20 and the consumer B30.
  • each customer A20, B30, C40 shown in FIG. 1 has shown the flow of information, such as data, and the dashed-dotted line has shown the flow of electricity.
  • the configuration of the power cooperative control systems 10a to 10c of the present embodiment will be described in detail later.
  • Customer A In the present embodiment, the customer A20 is connected to the grid 50 via a substation 51 and a switching unit 52a as shown in FIG. And consumer A20 belongs to the same consumer group 53a as consumer B30 mentioned below.
  • the consumers A20, B30, etc., belonging to the customer group 53a are supplied with electric power from the system 50 via the common distribution line system 54a. And when surplus electric power arises in each consumer A20, B30 etc. which belong to consumer group 53a, electric power is mutually interchanged via the distribution line system 54a.
  • the consumer A20 generates a superimposed signal in which a predetermined high-frequency component is superimposed on the voltage supplied from the system 50 in a superimposed signal generation unit 11a provided in the smart meter 27 described later. And consumer A20 transmits the generated superposition signal to other consumers B30 and C40 via transmission part 12a.
  • the consumer A 20 includes a solar panel (power generation device) 21, a solar power generation power conversion device (PCS) 22, a power generation power sensor 22 a, a power storage device (storage battery) 23, and power for stored power.
  • a sensor 23a, a load 24, a load power sensor 24a, a distribution board 25, an EMS (Energy Management System) 26, and a smart meter 27 are provided.
  • the solar panel (power generation device) 21 is a device that generates electricity using the photovoltaic effect using the light energy of sunlight, and is installed on the roof or the like of the consumer A20. And the electric power generation amount in the solar panel 21 can be estimated based on the information regarding the sunshine time of a weather forecast.
  • a photovoltaic power generation converter (PCS (Power Conditioning System)) 22 is connected to a solar panel 21 and converts a direct current generated in the solar panel 21 into an alternating current.
  • PCS Power Conditioning System
  • the generated power sensor 22 a is connected to the solar power converter 22 and measures the amount of power generated by the solar panel 21.
  • the generated power sensor 22 a transmits the measurement result (power generation amount) to the EMS 26.
  • the power storage device (storage battery) 23 is provided to temporarily store surplus power that cannot be consumed by the load 24 among the power generated by the solar panel 21. Thereby, even when the amount of power consumed by the load 24 is small during the daytime when power is generated by the solar panel 21, it is possible to save the generated power by storing the surplus power in the power storage device 23. Can be eliminated.
  • the stored power sensor 23 a is connected to the power storage device 23 and measures the amount of power stored in the power storage device 23. Then, the power sensor 23a for stored power transmits a measurement result (amount of stored power) to the EMS 26.
  • the load 24 is a power consumer such as a home appliance such as an air conditioner or a refrigerator in a general household, equipment in a factory, an air conditioner, and the like, and is generated by the power supplied from the system 50 and the solar panel 21. The electric power and the electric power stored in the power storage device 23 are consumed.
  • the load power sensor 24 a is connected to the load 24 and measures the amount of power consumed by the load 24. Then, the load power sensor 24 a transmits the measurement result (power consumption amount) to the EMS 26.
  • the distribution board 25 is connected to a power sensor for generated power 22 a, a power sensor for stored power 23 a, a power sensor for load 24 a, and a smart meter 27.
  • the distribution board 25 supplies the power generated by the solar panel 21 and the power stored in the power storage device 23 to the load 24. Furthermore, the distribution board 25 supplies surplus power generated according to the time zone to the system 50 via the smart meter 27. Thereby, consumer A20 can sell surplus electric power to an electric power company.
  • the EMS (Energy Management System) 26 is an energy management system provided to reduce power consumption in the consumer A20. As shown in FIG. 1, each sensor 22a, 23a, 24a is used. Connected with. Further, the EMS 26 efficiently supplies the load 24 with the power generated by the solar panel 21 and the amount of power stored in the power storage device 23 using the detection results received from the sensors 22a, 23a, and 24a. Thereby, the consumption of the electric power supplied from the system
  • the smart meter 27 measures the power generation amount of the solar panel 21 owned by the customer A20, the power storage amount of the power storage device 23, and the power consumption amount of the load 24. And the smart meter 27 is connected with each sensor 22a, 23a, 24a via the distribution board 25, as shown in FIG. Furthermore, the smart meter 27 has a communication function (a transmission unit 12a and a reception unit 13a (see FIG. 2)). Thereby, the smart meter 27 transmits the information regarding the electric power generation amount in the consumer A20, the electrical storage amount, and the electric power consumption amount with respect to an electric power company.
  • the smart meter 27 includes the power cooperation control system 10a.
  • the configuration of the power cooperative control system 10a will be described in detail later.
  • the customer A20 is described as a side that can supply surplus power to the outside in a predetermined time zone. For this reason, in the consumer A20, the sum of the power generated by the solar panel 21 and the amount of power stored in the power storage device 23 is greater than the amount of power consumed by the load 24 in the current or future predetermined time zone. .
  • the customer B30 is connected to the grid 50 via a substation 51 and a switching unit 52a, similarly to the customer A20. And as above-mentioned, consumer B30 belongs to the same consumer group 53a as consumer A20. As described above, the consumer B30 receives the superimposition signal generated in the superimposition signal generation unit 11b provided in the smart meter 27 of the consumer A20 via the transmission unit 12a of the consumer A20. 2). Then, in the consumer B30, the connection relation estimation unit 14b estimates the connection relation with the consumer A20 based on the reception state of the superimposed signal (for example, whether or not it has been received, the signal strength of the received superimposed signal, etc.). To do.
  • connection relationship with the customer A20 estimated in the customer B30 is, for example, whether or not it belongs to the same distribution line system 54a, or if it belongs to the same distribution line system 54a, on the distribution line This includes relationships such as whether the distance is long or short.
  • the customer B30 is connected to a distribution line system 54a common to the customer A20. For this reason, it is estimated that the signal strength of the superimposed signal transmitted from the consumer A20 has a small attenuation rate when received by the consumer B30.
  • the customer B 30 includes a solar panel (power generation device) 31, a solar power generation power conversion device (PCS) 32, a power generation power sensor 32 a, a power storage device (storage battery) 33, and power for stored power.
  • a sensor 33a, a load 34, a load power sensor 34a, a distribution board 35, an EMS (Energy Management System) 36, and a smart meter 37 are provided.
  • the solar panel (power generation device) 31 is a device that generates electricity using the photovoltaic effect using the light energy of sunlight, and is installed on the roof of the consumer B30. And the electric power generation amount in the solar panel 31 can be estimated based on the information regarding the sunshine time of a weather forecast.
  • a photovoltaic power generation converter (PCS (Power Conditioning System)) 32 is connected to a solar panel 31 and converts a direct current generated in the solar panel 31 into an alternating current.
  • PCS Power Conditioning System
  • the generated power sensor 32 a is connected to the photovoltaic power converter 32 and measures the amount of power generated by the solar panel 31. Then, the generated power sensor 32a transmits the measurement result (power generation amount) to the EMS 36.
  • the power storage device (storage battery) 33 is provided to temporarily store surplus power that cannot be consumed by the load 34 among the power generated by the solar panel 31. Thereby, even when the amount of power consumed by the load 34 is small during the daytime when power is generated by the solar panel 31, it is possible to save the generated power by storing the excess power in the power storage device 33. Can be eliminated.
  • the stored power sensor 33 a is connected to the power storage device 33 and measures the amount of power stored in the power storage device 33. Then, the stored power sensor 33a transmits the measurement result (storage amount) to the EMS 36.
  • the load 34 is a power consumer such as a home appliance such as an air conditioner or a refrigerator in a general household, equipment in a factory, an air conditioner, etc., and is generated by the power supplied from the system 50 and the solar panel 31. The electric power and the electric power stored in the power storage device 33 are consumed.
  • the load power sensor 34 a is connected to the load 34 and measures the amount of power consumed by the load 34. Then, the load power sensor 34 a transmits a measurement result (power consumption amount) to the EMS 36.
  • the distribution board 35 is connected to a generated power sensor 32 a, a stored power sensor 33 a, a load power sensor 34 a, and a smart meter 37. The distribution board 35 supplies the power generated in the solar panel 31 and the power stored in the power storage device 33 to the load 34. Further, the distribution board 35 supplies surplus power generated in the time zone to the grid 50 via the smart meter 37. Thereby, consumer B30 can sell surplus power to the power company.
  • the EMS (Energy Management System) 36 is an energy management system provided to reduce the power consumption in the customer B30. As shown in FIG. 1, each sensor 32a, 33a, 34a is used. Connected with. Further, the EMS 36 efficiently supplies the load 34 with the power generated by the solar panel 31 and the amount of power stored in the power storage device 33 using the detection results received from the sensors 32a, 33a, 34a. Thereby, the consumption of the electric power supplied from the system
  • the smart meter 37 measures the power generation amount of the solar panel 31 owned by the consumer B30, the power storage amount of the power storage device 33, and the power consumption amount of the load 34.
  • the smart meter 37 is connected to the sensors 32a, 33a, and 34a via the distribution board 35 as shown in FIG. Furthermore, the smart meter 37 has a communication function (a transmission unit 12b and a reception unit 13b (see FIG. 2)). Thereby, the smart meter 37 transmits the information regarding the electric power generation amount in the consumer B30, the electrical storage amount, and the power consumption amount with respect to an electric power company.
  • the smart meter 37 includes the power cooperation control system 10b.
  • the configuration of the power linkage control system 10b will be described in detail later.
  • the customer B30 is described as a side that requires power supply from the outside in a predetermined time zone. For this reason, in the consumer B30, the amount of power consumed by the load 24 is greater than the sum of the power generated by the solar panel 31 and the amount of power stored in the power storage device 33 in a current or future predetermined time zone. .
  • the customer C40 is connected to the grid 50 via a substation 51 and a switching unit 52b as shown in FIG. And as above-mentioned, the consumer C40 belongs to the consumer group 53b different from the consumers A20 and B30.
  • the consumer C40 receives the superimposition signal generated in the superimposition signal generation unit 11b provided in the smart meter 27 of the consumer A20 via the transmission unit 12a of the consumer A20, the reception unit 13c ( 2).
  • the connection relationship estimation unit 14c estimates the connection relationship with the customer A20 based on the reception status of the superimposed signal (for example, whether or not it has been received, the signal strength of the received superimposed signal, etc.). To do.
  • connection relationship with the customer A20 estimated by the customer C40 is, for example, whether or not they belong to the same distribution line system, or if they belong to the same distribution line system, the distance on the distribution line is It includes relationships such as distance or near.
  • the customer C40 is connected to a distribution line system 54b different from the customer A20. For this reason, it is estimated that the signal strength of the superimposed signal transmitted from the consumer A20 has a large attenuation rate when received by the consumer C40 and is difficult to receive.
  • a consumer C40 has a solar panel (power generation device) 41, a photovoltaic power conversion device (PCS) 42, a power generation power sensor 42a, a power storage device (storage battery) 43, and power for stored power.
  • a sensor 43a, a load 44, a load power sensor 44a, a distribution board 45, an EMS (Energy Management System) 46, and a smart meter 47 are provided.
  • the solar panel 41, the photovoltaic power conversion device 42, the generated power sensor 42a, the power storage device 43, the stored power sensor 43a, the load 44, the load power sensor 44a, the distribution board 45, and the EMS 46. Has the same function as each component owned by the consumers A20 and B30 described above. Therefore, detailed description thereof is omitted here.
  • the smart meter 47 measures the power generation amount of the solar panel 41 owned by the customer C40, the power storage amount of the power storage device 43, and the power consumption amount of the load 44. And the smart meter 47 is connected with each sensor 42a, 43a, 44a via the distribution board 45, as shown in FIG. Furthermore, the smart meter 47 has a communication function (a transmission unit 12c and a reception unit 13c (see FIG. 2)). Thereby, the smart meter 47 transmits the information regarding the electric power generation amount in the consumer C40, the electrical storage amount, and the power consumption amount with respect to an electric power company.
  • the smart meter 47 includes the power cooperation control system 10c.
  • the configuration of the power cooperative control system 10c will be described in detail later.
  • the power linkage control systems 10a to 10c of the present embodiment estimate the mutual connection relationship in the consumer groups 53a and 53b including a plurality of consumers, and efficiently use the surplus power generated in each of the consumers A20 to C40. It is a system for accommodating customers who can utilize it.
  • the power cooperation control systems 10a to 10c include superimposed signal generation units 11a to 11c, transmission units 12a to 12c, reception units 13a to 13c, connection relationship estimation units 14a to 14c, and matching units 15a to 15c. 15c and storage units 16a to 16c.
  • each structure of the electric power cooperation control system 10a, 10b, 10c provided in smart meter 27, 37, 47 which each customer A20-C40 possesses has the same function. Therefore, in the following description, for convenience of explanation, the configuration of the power cooperative control system 10a provided in the smart meter 27 owned by the customer A20 will be described as an example. Therefore, although detailed description is abbreviate
  • the superimposition signal generation unit 11a generates a superimposition signal used for estimating the connection relationship between the customer A20 and the other consumers B30 and C40.
  • the superimposed signal is generated by superimposing a predetermined high-frequency component (see FIG. 4) on the voltage supplied from the system 50.
  • a superimposed signal is generated in the superimposed signal generation unit 11a provided in the smart meter 27 owned by the customer A20.
  • the transmission unit 12a transmits the superimposed signal generated by the superimposed signal generation unit 11a to the reception units 13b and 13c of other consumers.
  • a superimposed signal is transmitted to the other consumers B30 and C40 from the transmitting unit 12a provided in the smart meter 27 owned by the consumer A20.
  • the receiving unit 13a receives the superimposed signal transmitted from the transmitting unit 12b of the other customer B30.
  • the receiving part 13b of the consumer B30 connected to the same distribution line system 54a receives the superimposition signal transmitted from the consumer A20 (refer FIG. 5).
  • the connection relationship estimation unit 14a estimates the connection relationship with the customer who has transmitted the superimposed signal according to the reception status of the superimposed signal received by the reception unit 13a.
  • the superimposed signal transmitted from the consumer A20 can be received by the receiving unit 13b of the consumer B30. For this reason, it is presumed that the customer A20 and the customer B30 are connected to the same distribution line system 54a and have a connection relationship with a small power transmission loss.
  • the superimposed signal transmitted from the customer A20 cannot be received by the receiving unit 13c of the customer C40 (see FIG. 6).
  • the customer A20 and the customer C40 are connected to different distribution line systems 54a and 54b, respectively, and it is estimated that they have a connection relationship with a large power transmission loss.
  • the matching unit 15a matches the combination of the consumers A20 and B30 that are estimated to be connected to the common distribution line system 54a in the connection relationship estimation unit 14a.
  • the side that has transmitted the superimposed signal and the side that has received the transmitted superimposed signal are matched as a combination of consumers who can transmit and receive power.
  • the matching unit 15a matches the demand based on the attenuation rate for each consumer of the received superimposed signal. Determine the house combination.
  • surplus power generated in the consumer A20 can be supplied to the consumer B30 in a connection relationship with the least power transmission loss.
  • surplus power generated in the consumer group 53a can be supplied to the consumer with the least power transmission loss, so that surplus power can be used effectively.
  • the combination of consumers performed in the matching unit 15a is performed based on the above-described attenuation rate of the superimposed signal, for example, giving priority to consumers such as relatives, friends, acquaintances, and public institutions. It may be broken.
  • the storage unit 16a is a high-frequency component used for generating the above-described superimposed signal, the system voltage, the superimposed signal generated in the superimposed signal generation unit 11a, the transmission history of the transmission unit 12a, the reception history of the reception unit 13a, and connection relationship estimation. Information on the estimation result of the unit 14a, the combination result of the matching unit 15a, and the like are stored.
  • the power linkage connection control is performed according to the flowchart shown in FIG. That is, in step S11, in the consumer A20, the superimposed signal generation unit 11a generates a superimposed signal in which a predetermined high-frequency component is superimposed on the voltage supplied from the system 50.
  • the superimposition signal generated in the superimposition signal generation unit 11a of the customer A20 is generated in a state where a high frequency component is superimposed on the system voltage and the position information of the customer A20 is attached as shown in FIG.
  • the superimposed signal with the position information of the consumer A20 is generated, but for example, the consumer A20 according to the signal strength attenuation rate, the delay time of the received signal, the S / N ratio, and the like. It is not necessary to attach the location information of the customer A20.
  • step S12 the consumer A20 transmits the generated superimposed signal to other consumers B30, C40, etc. by the transmission unit 12a.
  • step S13 it is determined in the consumer B30, C40 whether each receiving part 13b, 13c has received the superimposed signal transmitted from the transmitting part 12a of the consumer A20. If received, the process proceeds to step S14. If not received, the process proceeds to step S18.
  • step S14 since the superimposition signal can be received by the receiving unit 13b of the customer B30, a component superimposed on the system voltage is extracted from the received superposition signal.
  • the component ⁇ V ′ extracted from the superimposed signal received by the receiver 13b of the customer B30 is in a state in which the high-frequency component (difference ⁇ V) shown in FIG. 4 is attenuated. ( ⁇ V> ⁇ V ′). As a factor of this attenuation, a loss caused during power transmission between the consumer A20 and the consumer B30 can be considered.
  • strain voltage shown in FIG. 5 is measured in the smart meter 37 which the consumer B30 owns.
  • step S15 the attenuation rate of the received superimposed signal (the component extracted from it) is calculated, and the transmission distance on the distribution line between the customer A20 and the customer B30 is estimated based on this attenuation rate.
  • step S16 from the transmission unit 12b of the consumer B30 to the reception unit 13a of the customer A20, based on the reception status of the superimposed signal, belonging to the common distribution line system 54a, and the transmission distance Information is transmitted superimposed on the system voltage.
  • step S17 it can be recognized from the signal received from the customer B30 that the transmitted superimposed signal is received by the customer B30 connected to the same distribution line system 54a. Thereby, it can be estimated that consumer A20 and consumer B30 are consumers who belong to the same consumer group 53a connected to a common distribution line system 54a. Therefore, when surplus power is generated in the customer A20 or the customer B30, it is possible to communicate with each other between the consumers with a small transmission loss.
  • step S18 as shown in FIG. 6, since the component superimposed on the superimposed signal could not be received (extracted) by the receiving unit 13c of the customer C40, the customer C It is not possible to reply with the received information superimposed.
  • the measurement result shown in FIG. 6 is measured in the smart meter 47 owned by the customer C40.
  • the customer C40 cannot receive the superimposed signal, it can be considered that the customer A20 and the customer C40 that transmitted the superimposed signal are connected to different distribution line systems 54b. That is, since the consumers A20 and C40 are connected to different distribution line systems 54a and 54b, the power transmission loss increases when passing through a columnar transformer (not shown) and the high frequency superimposed on the superimposed signal. It is presumed that the component has decayed and disappeared.
  • the consumer A20 can recognize that the transmitted superimposed signal could not be received by the consumer C40. Therefore, even if surplus power is generated, the consumer A20 recognizes that if surplus power is supplied to the customer C40, a part of or all of the surplus power is attenuated due to a large transmission loss. Can do.
  • the consumer A20 can compare the consumer B30 that has transmitted the superimposed signal with the consumer C40, and set the consumer B30 that can efficiently transmit power as a surplus power supply destination or supply source.
  • the storage unit 16a in the smart meter 27 owned by the customer A20 stores various types of information included in the response of the superimposed signal received from the customer B30.
  • step S21 it is determined whether or not surplus power is generated in the customer A20 that has received the reply of the superimposed signal from the customer B30.
  • the presence or absence of surplus power determined here may be determined according to the current power supply / demand situation, or may be determined as an estimated value according to the power supply / demand situation within the customer A20 in a predetermined time period.
  • the process proceeds to step S22.
  • the power supply amount may be predicted using data such as the sunshine hours of the weather forecast as the power generated by the solar panels 21 and 31 owned by the consumers A20 and B30.
  • the prediction of the power supply amount by the power storage devices 23 and 33 may be made using the current power storage amount of the power storage devices 23 and 33.
  • step S22 it is determined whether there are a plurality of customers B30 or the like connected to the same distribution line system 54a as the customer A20. If it is determined that there are a plurality of items, the process proceeds to step S23. If it is determined that only the customer B30 is present, the process proceeds to step S26.
  • step S23 since there are a plurality of consumers B30 and the like connected to the same distribution line system 54a as the customer A20, the contents of the response of the superimposed signal received from each customer B30 etc. Read from the storage unit 16a.
  • step S24 a consumer having a low attenuation rate of the superimposed signal is selected from the plurality of consumers and matched as a supply destination of surplus power generated in the consumer A20.
  • step S25 surplus power is supplied to the consumer selected in step S24 in a predetermined time zone in which surplus power is generated in consumer A20.
  • step S26 since the customer B30 is the only customer connected to the same distribution line system 54a as the customer A20, this customer B30 is matched with the customer A20.
  • step S27 surplus power is supplied to the consumer B30 during a predetermined time period in which surplus power is generated in the consumer A20.
  • the consumers A20, B30, and C40 are estimated to connect to each other, and the consumers that interchange the surplus power according to the estimation results. To match.
  • surplus power can be supplied to a customer who has a connection relationship with the least power transmission loss.
  • surplus power generated in the consumer A20 can be supplied to the consumer B30 that can be efficiently utilized.
  • surplus power amount generated in the consumer A20 is larger than the required power amount of the consumer B30, a plurality of consumers B30 connected to the same distribution line system for one consumer A20 May be combined.
  • surplus power can be supplied from a consumer A20 that generates a large amount of surplus power to a plurality of consumers B30 with a small transmission loss. Therefore, it is possible to more efficiently exchange surplus power among a plurality of consumers.
  • the superimposed signal generated in the customer B30 or the customer C40 is transmitted to the other consumers A20, C40 or the consumers A20, B30, and the superimposed signal in the customer A20, C40 or the consumers A20, B30 is received.
  • the connection relationship may be estimated according to the situation. That is, as shown in FIGS. 1 and 2, each of the consumers A20, B30, and C40 has superimposed signal generation units 11a to 11c, transmission units 12a to 12c, reception units 13a to 13c, and connection relationship estimation units 14a to 14c, respectively. It has.
  • any consumer may generate the superimposed signal, and any consumer may receive the generated superimposed signal.
  • the estimation of the connection relationship is not limited to being performed at the consumer who has received the superimposed signal, but returns information on the attenuation rate of the superimposed signal received from the received consumer to the transmitting consumer. Thus, it may be carried out at the consumer of the transmission source.
  • power generation devices such as solar panels (solar power generation devices) 21, 31, 41 are used as power supply devices owned by a plurality of consumers A 20, customers B 30, and customers C 40.
  • An example using the power storage devices 23, 33, and 43 has been described.
  • the present invention is not limited to this.
  • a power supply device owned by a plurality of consumers another power generation device such as a wind power generation device or a geothermal power generation device may be used, or an electric vehicle (battery mounted on), a heat pump, or the like Good.
  • the power supply devices owned by each consumer are not limited to the same type of devices, and different types of power supply devices may be owned.
  • An example in which 16a, 16b, and 16c are provided has been described.
  • the present invention is not limited to this.
  • a server, a cloud service, or the like outside the power cooperation control system may be used as a storage unit that stores various types of information.
  • the predetermined signal superimposed on the system voltage is not limited to the high frequency component, and other signals may be used.
  • the power linkage control system of the present invention has an effect of efficiently exchanging surplus power by searching for consumers connected to the same distribution network among a plurality of consumers.
  • the present invention can be widely applied to a system including a distribution line system to which consumers are connected.

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Abstract

電力連携制御システム（１０ａ～１０ｃ）は、重畳信号生成部（１１ａ～１１ｃ）、送信部（１２ａ～１２ｃ）、受信部（１３ａ～１３ｃ）、接続関係推定部（１４ａ～１４ｃ）を備えている。重畳信号生成部（１１ａ）は、需要家Ａ（２０）において系統（５０）から供給される電圧に所定信号を重畳させた重畳信号を生成する。送信部（１２ａ）は、重畳信号生成部（１１ａ）で生成された重畳信号を、需要家Ａ（２０）から需要家Ｂ（３０），Ｃ（４０）に送信する。受信部（１３ｂ）は、需要家Ｂ（３０）で重畳信号を受信する。接続関係推定部（１４ａ～１４ｃ）は、重畳信号の受信状況および受信部（１３ａ～１３ｃ）で受信した受信情報のうち少なくとも一方に基づいて、需要家Ａ（２０）と需要家Ｂ（３０）との接続関係を推定する。

Description

電力連携制御システム、電力連携制御方法および電力連携制御プログラム
　本発明は、電力連携制御システム、電力連携制御方法および電力連携制御プログラムに関する。
　近年、再生可能エネルギーを利用して発電する発電装置（例えば、太陽光発電装置）が活用されている。わが国においては、余剰電力買い取り制度が制定されているため、太陽光発電装置や風力発電装置等で発電された電力を電力会社に売ることができる。
　一方、発電した電力を電力会社に売ることができない場合がある。例えば、電力会社が買い取り可能な所定の電力量を超えた場合（以下：出力抑制と示す。）等である。このため、需要家は、売却できなかった電力を一時貯めることが可能な蓄電池を用いることがある。
　しかしながら、蓄電池の残電池容量に対して、発電装置で発電される電力量が多い場合には、発電装置において発電された電力を捨てなければならない場合がある。
　例えば、特許文献１には、需要家の位置情報、設備位置情報および地図情報を含む各種情報に基づいて、配電網を予測するするとともに、予測された配電網を用いて所定区域における余剰電力を算出する電力管理システムについて開示されている。
特許第５５７６４９８号公報
　しかしながら、上記従来の電力管理システムでは、以下に示すような問題点を有している。
　すなわち、上記公報に開示された電力管理システムでは、余剰電力が発生した需要家から、送電ロスが少ない同じ配電網に属する他の需要家を見つけることができない。
　特に、通常、配電網に関する情報は機密情報として扱われているため、需要家同士で互いの配電線系統が同じであるか否かを認識することは困難である。
　本発明の課題は、複数の需要家間において同じ配電網に接続された需要家を探索することで、効率よく余剰電力を融通し合うことが可能な電力連携制御システム、電力連携制御方法および電力連携制御プログラムを提供することにある。
（課題を解決するための手段）
　第１の発明に係る電力連携制御システムは、第１配電線系統に接続された第１の需要家と、第２の需要家との接続関係を探索するための電力連携制御システムであって、重畳信号生成部と、送信部と、受信部と、接続関係推定部と、を備えている。重畳信号生成部は、第１の需要家において、第１配電線系統から供給される電圧に所定の信号を重畳させた重畳信号を生成する。送信部は、重畳信号生成部において生成された重畳信号を、第１の需要家から第２の需要家に送信する。受信部は、第２の需要家において、重畳信号を受信する。接続関係推定部は、重畳信号の受信状況および受信部において受信した受信情報のうち少なくとも一方に基づいて、第１の需要家と第２の需要家との接続関係を推定する。
　ここでは、第１の需要家において系統電圧に所定の信号を重畳させた重畳信号を生成して第２の需要家へ送信し、第２の需要家における重畳信号の受信状況および受信部において受信した受信情報のうち少なくとも一方に応じて、第１の需要家と第２の需要家との接続関係を推定する。
　ここで、第１の需要家と第２の需要家との接続関係とは、同じ配電線系統に接続されているか否か、あるいは同じ配電線系統に接続されており送電距離が近いか遠いか等の関係を含む。
　なお、例えば、第１の需要家と第２の需要家において送受信される重畳信号の信号強度は、所定値として第１・第２の需要家において既知であることが好ましい。これにより、接続関係推定部において重畳信号の受信状況を検出する際には、この所定値の信号強度と受信した重畳信号の信号強度とを比較して、その減衰率を求めることで、第１の需要家と第２の需要家との接続関係を推定することができる。
　そして、上記第１・第２の需要家を含む複数の需要家によって構成される需要家群において、第１の需要家および第２の需要家は、特定の需要家を指すものではなく、複数の需要家を含む需要家群における任意の需要家を意味している。
　また、第１の需要家と第２の需要家は、同じ配電線系統に接続されているとは限らず、異なる配電線系統に接続された需要家も含まれる。さらに、第１の需要家と第２の需要家は、上記送信部と受信部とをそれぞれ備えていることが好ましい。
　これにより、例えば、第２の需要家において、重畳信号の受信状況に応じて、第１の需要家と同じ配電線系統に接続されているか否か、送電距離は近いか否かを推定することができる。
　ここで、例えば、第１の需要家および第２の需要家の少なくとも一方が、電力を供給する電力供給装置、電力を消費する負荷を所有しているとする。この場合には、重畳信号を受信した複数の需要家のうち、余剰電力が生じる需要家から最も送電距離が近い需要家を余剰電力の供給先として設定することで、余剰電力を送電ロスの少ない需要家において活用することができる。
　この結果、複数の需要家間において同じ配電網に接続された需要家を探索して、効率よく余剰電力を融通し合うことができる。
　第２の発明に係る電力連携制御システムは、第１の発明に係る電力連携制御システムであって、接続関係推定部は、重畳信号を受信した場合には、第１の需要家と第２の需要家とが第１配電線系統に接続されていると推定する。
　ここでは、第２の需要家において重畳信号を受信するか否かで、第２の需要家が第１の需要家と同じ配電線系統に接続されているか否かを推定する。
　ここで、第１の需要家から送信された重畳信号を第２の需要家において受信できた場合には、送電ロスが小さい関係、つまり同じ配電線系統に接続されている可能性が高いと推定される。
　これにより、第１の需要家から送信された重畳信号を第２の需要家において受信できた場合には、第１の需要家と第２の需要家とが同じ配電線系統に接続されていると推定することができる。
　第３の発明に係る電力連携制御システムは、第２の発明に係る電力連携制御システムであって、接続関係推定部は、所定の信号強度と比較して重畳信号の信号強度の減衰率、信号の遅延時間、Ｓ／Ｎ比の少なくとも１つに応じて、第１の需要家と第２の需要家との間の送電距離を推定する。
　ここでは、第２の需要家において重畳信号を受信した場合において、受信した重畳信号の信号強度と送信時における重畳信号の信号強度とを比較して算出される減衰率、信号の遅延時間、Ｓ／Ｎ比の少なくとも１つに応じて、第１の需要家と第２の需要家とが配電線系統上における距離（送電距離）を推定する。
　ここで、例えば、第１の需要家から送信された重畳信号を第２の需要家において８０％以上の信号強度で受信した場合には、送電ロスが小さい関係、つまり同じ配電線系統において送電距離が近い可能性が高いと推定される。
　一方、例えば、第１の需要家から送信された重畳信号を第２の需要家において３０％以下の信号強度で受信した場合には、第１の需要家と第２の需要家とは、送電ロスが小さい関係、つまり同じ配電線系統であっても送電距離が遠い可能性が高いと推定される。
　これにより、第１の需要家から送信された重畳信号を第２の需要家において受信できた場合において、第１の需要家と第２の需要家とが同じ配電線系統上のどの程度の距離関係にあるかを推定することができる。
　同様に、信号を受信するまでの遅延時間、Ｓ／Ｎ比を用いた場合でも、第１の需要家と第２の需要家とが同じ配電線系統上のどの程度の距離関係にあるかを推定することができる。
　第４の発明に係る電力連携制御システムは、第１から第３の発明のいずれか１つに係る電力連携制御システムであって、接続関係推定部は、重畳信号を受信できない場合には、第１の需要家と第２の需要家とが第１配電線系統とは異なる第２配電線系統に接続されていると推定する。
　ここでは、第２の需要家において重畳信号を受信するか否かで、第２の需要家が第１の需要家と同じ配電線系統に接続されているか否かを推定する。
　ここで、第１の需要家から送信された重畳信号を第２の需要家において受信できない場合には、信号の送受信ができない関係、つまり異なる配電線系統に接続されている可能性が高いと推定される。
　これにより、第１の需要家から送信された重畳信号を第２の需要家において受信できなかった場合には、第１の需要家と第２の需要家とが異なる配電線系統に接続されていると推定することができる。
　第５の発明に係る電力連携制御システムは、第１から第４の発明のいずれか１つに係る電力連携制御システムであって、重畳信号生成部は、第１配電線系統から供給される電圧に所定の高周波成分を重畳して、重畳信号を生成する。
　ここでは、電圧に重畳される信号として、所定の高周波成分を用いる。
　これにより、通常の電圧に高周波成分を重畳することで、容易に重畳信号を生成することができる。
　第６の発明に係る電力連携制御システムは、第１から第５の発明のいずれか１つに係る電力連携制御システムであって、重畳信号生成部は、第１の需要家の位置情報および識別情報のうちの少なくとも一方を付した重畳信号を生成する。
　ここでは、第１の需要家において重畳信号の生成の際に、第１の需要家の位置情報および識別情報のうちの少なくとも一方を付す。
　これにより、重畳信号を受信した第２の需要家において、どの需要家から重畳信号を受信したのかを認識することができる。
　第７の発明に係る電力連携制御システムは、第１から第６の発明のいずれか１つに係る電力連携制御システムであって、複数の第１の需要家から送信された重畳信号を受信した場合において、接続関係推定部における推定結果に基づいて、第１の需要家あるいは第２の需要家において発生した余剰電力の供給先を決定するマッチング部を、さらに備えている。
　ここでは、例えば、第１の需要家から送信された重畳信号を、第２の需要家において受信した場合には、重畳信号を受信した第２の需要家を第１の需要家とマッチングする。
　この結果、例えば、第１の需要家において余剰電力が発生する場合には、大きな送電ロスなく電力を供給可能な第２の需要家に対して余剰電力を効率よく活用してもらうことができる。
　第８の発明に係る電力連携制御システムは、第１から第７の発明のいずれか１つに係る電力連携制御システムであって、マッチング部は、接続関係推定部における推定の結果、重畳信号の信号強度の減衰率が低い、あるいは信号の遅延時間が小さい、あるいはＳ／Ｎ比が大きい第１の需要家と第２の需要家とを組み合わせて、余剰電力の供給を行う。
　ここでは、例えば、複数の第１の需要家から送信された重畳信号を、第２の需要家において複数受信した場合には、上述した信号強度の減衰率の大きさ、信号の遅延時間、Ｓ／Ｎ比等に基づいて、最も効率よく電力を融通できる第１の需要家と第２の需要家とをマッチングする。
　この結果、例えば、第１の需要家において余剰電力が発生する場合には、最も送電ロスが小さい第２の需要家とマッチングすることで、余剰電力を効率よく活用してもらうことができる。
　第９の発明に係る電力連携制御方法は、第１配電線系統に接続された第１の需要家と、第２の需要家との接続関係を探索するための電力連携制御方法であって、重畳信号生成ステップと、送信ステップと、受信ステップと、接続関係推定ステップと、を備えている。重畳信号生成ステップは、第１の需要家において、第１配電線系統から供給される電圧に所定の信号を重畳させた重畳信号を生成する。送信ステップは、重畳信号生成ステップにおいて生成された重畳信号を、第１の需要家から第２の需要家に送信する。受信ステップは、第２の需要家において、重畳信号を受信する。接続関係推定ステップは、受信ステップにおいて受信された重畳信号の状態および受信部ステップにおいて受信した受信情報のうち少なくとも一方に基づいて、第１の需要家と第２の需要家との接続関係を推定する。
　ここでは、第１の需要家において系統電圧に所定の信号を重畳させた重畳信号を生成して第２の需要家へ送信し、第２の需要家における重畳信号の受信状況および受信部ステップにおいて受信した受信情報のうち少なくとも一方に応じて、第１の需要家と第２の需要家との接続関係を推定する。
　ここで、第１の需要家と第２の需要家との接続関係とは、同じ配電線系統に接続されているか否か、あるいは同じ配電線系統に接続されており送電距離が近いか遠いか等の関係を含む。
　なお、例えば、第１の需要家と第２の需要家において送受信される重畳信号の信号強度は、所定値として第１・第２の需要家において既知であることが好ましい。これにより、接続関係推定ステップにおいて重畳信号の受信状況を検出する際には、この所定値の信号強度と受信した重畳信号の信号強度とを比較して、その減衰率を求めることで、第１の需要家と第２の需要家との接続関係を推定することができる。
　そして、上記第１・第２の需要家を含む複数の需要家によって構成される需要家群において、第１の需要家および第２の需要家は、特定の需要家を指すものではなく、複数の需要家を含む需要家群における任意の需要家を意味している。
　また、第１の需要家と第２の需要家は、同じ配電線系統に接続されているとは限らず、異なる配電線系統に接続された需要家も含まれる。さらに、第１の需要家と第２の需要家は、上記送信ステップと受信ステップとをそれぞれ実施可能であることが好ましい。
　これにより、例えば、第２の需要家において、重畳信号の受信状況に応じて、第１の需要家と同じ配電線系統に接続されているか否か、送電距離は近いか否かを推定することができる。
　ここで、例えば、第１の需要家および第２の需要家の少なくとも一方が、電力を供給する電力供給装置、電力を消費する負荷を所有しているとする。この場合には、重畳信号を受信した複数の需要家のうち、余剰電力が生じる需要家から最も送電距離が近い需要家を余剰電力の供給先として設定することで、余剰電力を送電ロスの少ない需要家において活用することができる。
　この結果、複数の需要家間において同じ配電網に接続された需要家を探索して、効率よく余剰電力を融通し合うことができる。
　第１０の発明に係る電力連携制御プログラムは、第１配電線系統に接続された第１の需要家と、第２の需要家との接続関係を探索するための電力連携制御プログラムであって、重畳信号生成ステップと、送信ステップと、受信ステップと、接続関係推定ステップと、を備えている電力連携制御方法をコンピュータに実行させる。重畳信号生成ステップは、第１の需要家において、第１配電線系統から供給される電圧に所定の信号を重畳させた重畳信号を生成する。送信ステップは、重畳信号生成ステップにおいて生成された重畳信号を、第１の需要家から第２の需要家に送信する。受信ステップは、第２の需要家において、重畳信号を受信する。接続関係推定ステップは、受信ステップにおいて受信された重畳信号の状態および受信部ステップにおいて受信した受信情報のうち少なくとも一方に基づいて、第１の需要家と第２の需要家との接続関係を推定する。
　ここでは、第１の需要家において系統電圧に所定の信号を重畳させた重畳信号を生成して第２の需要家へ送信し、第２の需要家における重畳信号の受信状況および受信部ステップにおいて受信した受信情報のうち少なくとも一方に応じて、第１の需要家と第２の需要家との接続関係を推定する。
　ここで、第１の需要家と第２の需要家との接続関係とは、同じ配電線系統に接続されているか否か、あるいは同じ配電線系統に接続されており送電距離が近いか遠いか等の関係を含む。
　なお、例えば、第１の需要家と第２の需要家において送受信される重畳信号の信号強度は、所定値として第１・第２の需要家において既知であることが好ましい。これにより、接続関係推定ステップにおいて重畳信号の受信状況を検出する際には、この所定値の信号強度と受信した重畳信号の信号強度とを比較して、その減衰率を求めることで、第１の需要家と第２の需要家との接続関係を推定することができる。
　そして、上記第１・第２の需要家を含む複数の需要家によって構成される需要家群において、第１の需要家および第２の需要家は、特定の需要家を指すものではなく、複数の需要家を含む需要家群における任意の需要家を意味している。
　また、第１の需要家と第２の需要家は、同じ配電線系統に接続されているとは限らず、異なる配電線系統に接続された需要家も含まれる。さらに、第１の需要家と第２の需要家は、上記送信ステップと受信ステップとをそれぞれ実施可能であることが好ましい。
　これにより、例えば、第２の需要家において、重畳信号の受信状況に応じて、第１の需要家と同じ配電線系統に接続されているか否か、送電距離は近いか否かを推定することができる。
　ここで、例えば、第１の需要家および第２の需要家の少なくとも一方が、電力を供給する電力供給装置、電力を消費する負荷を所有しているとする。この場合には、重畳信号を受信した複数の需要家のうち、余剰電力が生じる需要家から最も送電距離が近い需要家を余剰電力の供給先として設定することで、余剰電力を送電ロスの少ない需要家において活用することができる。
　この結果、複数の需要家間において同じ配電網に接続された需要家を探索して、効率よく余剰電力を融通し合うことができる。
（発明の効果）
　本発明に係る電力連携制御システムによれば、複数の需要家間において同じ配電網に接続された需要家を探索することで、効率よく余剰電力を融通し合うことができる。
本発明の一実施形態に係る電力連携制御システムを構成する複数の需要家と配電線系統との接続関係を示すブロック図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１の電力連携制御システムを構成する各需要家のスマートメータ内に形成される制御ブロックを示すブロック図。 図１の電力連携制御システムによる電力連携制御方法の流れを示すフローチャート。 図１の需要家Ａから送信される重畳信号の信号強度を示す図。 図１の需要家Ａから送信されて同じ配電線系統に接続された需要家Ｂにおいて受信された重畳信号の信号強度の変化を示すグラフ。 図１の需要家から送信されて異なる配電線系統に接続された需要家Ｃにおいて受信できなかった重畳信号を示すグラフ。 図３に示す接続関係の推定後に、余剰電力を融通する需要家の組合せを決定する流れを示すフローチャート。
　本発明の一実施形態に係る電力連携制御システム１０ａ～１０ｃについて、図１～図７を用いて説明すれば以下の通りである。
　ここで、以下の説明において登場する需要家Ａ（第１の需要家）２０は、発電装置（ソーラーパネル２１）と蓄電池（蓄電装置２３）とを所有しており、所定時間帯に余剰電力が発生する需要家を意味している。また、需要家Ｂ（第２の需要家）３０および需要家Ｃ４０は、発電装置（ソーラーパネル３１，４１）と蓄電池（蓄電装置３３，４３）とを所有しており、所定時間帯に電力が不足して需要が発生することが予測される需要家を意味している。なお、これらの需要家Ａ２０，Ｂ３０，Ｃ４０は、所定時間ごとに余剰電力が発生する側と電力を必要とする側とが入れ替わってもよい。
　また、需要家とは、例えば、電力会社と契約を結んでおり、電力会社から系統５０（図１参照）を介して供給される電力を使用する個人、法人、団体等であって、例えば、一般家庭（戸建て、マンション）、企業（事業所、工場、設備等）、地方自治体、国の機関等が含まれる。なお、需要家には、自家発電によって電力をまかなう需要家、ＺＥＢ（Zero Energy Building）を実現した需要家も含まれる。
　また、以下の実施形態では、説明の便宜上、後述する重畳信号を生成する側の需要家Ａ２０、この重畳信号を受信する側の需要家Ｂ３０，Ｃ４０を挙げて説明している。しかし、本発明では、需要家Ａ２０と需要家Ｂ３０，Ｃ４０の組合せは、１対２に限定されるものではなく、１つの需要家Ａ２０から重畳信号が送信される複数の需要家が３つ以上存在していてもよい。
　また、以下の実施形態において、系統５０（図１参照）とは、電力会社から供給される電力を各需要家に対して供給する電力系統を意味している。
　そして、以下の実施形態において、スマートメータ２７，３７，４７（図１参照）とは、各需要家にそれぞれ設置され、発電量、蓄電量、消費電力量を計測し、通信機能を用いて、計測結果を電力会社等へ送信する計測機器を意味している。スマートメータ２７，３７，４７を設置したことにより、電力会社は、各需要家Ａ２０，Ｂ３０，Ｃ４０におけるリアルタイムの電力状況を正確に把握できるとともに、所定期間ごとに実施される検針業務を自動化することができる。
　さらに、以下の実施形態において、負荷２４，３４，４４（図１参照）とは、例えば、需要家が一般家庭の場合には、エアコン、冷蔵庫、電力レンジ、ＩＨクッキングヒータ、テレビ等の電力消費体を意味している。また、例えば、需要家が企業（工場等）の場合には、工場内に設置された各種設備、空調設備等の電力消費体を意味している。
　さらに、以下の実施形態において、ＥＭＳ（Energy Management System）２６，３６，４６（図１参照）とは、各需要家にそれぞれ設置されており、各需要家における消費電力量を削減するために設けられたシステムを意味している。
　（実施形態１）
　本実施形態に係る電力連携制御システム１０ａ～１０ｃは、電力供給装置と蓄電装置とを所有する複数の需要家間において、互いの接続関係を推定して余剰電力を融通し合うシステムである。具体的には、電力連携制御システム１０ａ～１０ｃは、図１に示すように、需要家Ａ（第１の需要家）２０と、需要家Ｂ（第２の需要家）３０および需要家Ｃ（第２の需要家）４０との間における接続関係の推定を行うとともに、需要家Ａ２０と需要家Ｂ３０との間において余剰電力の融通を行う。
　なお、図１に示す各需要家Ａ２０，Ｂ３０，Ｃ４０内の実線は、データ等の情報の流れを示しており、一点鎖線は電気の流れを示している。
　また、本実施形態の電力連携制御システム１０ａ～１０ｃの構成については、後段にて詳述する。
　（需要家Ａ）
　本実施形態では、需要家Ａ２０は、図１に示すように、変電所５１およびスイッチング部５２ａを介して、系統５０に接続されている。そして、需要家Ａ２０は、後述する需要家Ｂ３０と同じ需要家群５３ａに属している。
　需要家群５３ａに属する需要家Ａ２０，Ｂ３０等は、共通の配電線系統５４ａを介して、系統５０から電力が供給されている。そして、需要家群５３ａに属する各需要家Ａ２０，Ｂ３０等において余剰電力が生じた場合には、配電線系統５４ａを介して、互いに電力を融通し合う。
　需要家Ａ２０は、後述するスマートメータ２７内に設けられた重畳信号生成部１１ａにおいて、系統５０から供給される電圧に所定の高周波成分を重畳した重畳信号を生成する。そして、需要家Ａ２０は、生成した重畳信号を、送信部１２ａを介して他の需要家Ｂ３０，Ｃ４０へ送信する。
　需要家Ａ２０は、図１に示すように、ソーラーパネル（発電装置）２１、太陽光発電用電力変換装置（ＰＣＳ）２２、発電電力用電力センサ２２ａ、蓄電装置（蓄電池）２３、蓄電電力用電力センサ２３ａ、負荷２４、負荷用電力センサ２４ａ、分電盤２５、ＥＭＳ（Energy Management System）２６、およびスマートメータ２７を備えている。
　ソーラーパネル（発電装置）２１は、太陽光の光エネルギーを用いた光起電力効果を利用して電気を発生させる装置であって、需要家Ａ２０の屋根等に設置されている。そして、ソーラーパネル２１における発電量は、天気予報の日照時間に関する情報に基づいて予測することができる。
　太陽光発電用電力変換装置（ＰＣＳ（Power Conditioning System））２２は、図１に示すように、ソーラーパネル２１と接続されており、ソーラーパネル２１において発生した直流電流を交流電流に変換する。
　発電電力用電力センサ２２ａは、図１に示すように、太陽光発電用電力変換装置２２に接続されており、ソーラーパネル２１において発電した電力量を測定する。そして、発電電力用電力センサ２２ａは、ＥＭＳ２６に対して測定結果（発電量）を送信する。
　蓄電装置（蓄電池）２３は、ソーラーパネル２１において発電した電力のうち、負荷２４によって消費しきれなかった余剰電力を一時的に蓄えるために設けられている。これにより、ソーラーパネル２１によって発電する日中の時間帯において、負荷２４による消費電力量が少ない場合でも、余った電力を蓄電装置２３へ蓄えておくことで、発電した電力を捨ててしまう無駄を排除できる。
　蓄電電力用電力センサ２３ａは、図１に示すように、蓄電装置２３に接続されており、蓄電装置２３において蓄えられている電力量を測定する。そして、蓄電電力用電力センサ２３ａは、ＥＭＳ２６に対して測定結果（蓄電量）を送信する。
　負荷２４は、上述したように、一般家庭におけるエアコンや冷蔵庫等の家電製品、工場等における設備、空調装置等の電力消費体であって、系統５０から供給される電力、ソーラーパネル２１によって発生した電力、蓄電装置２３において蓄えられた電力を消費する。
　負荷用電力センサ２４ａは、図１に示すように、負荷２４に接続されており、負荷２４によって消費される電力量を測定する。そして、負荷用電力センサ２４ａは、ＥＭＳ２６に対して測定結果（消費電力量）を送信する。
　分電盤２５は、図１に示すように、発電電力用電力センサ２２ａ、蓄電電力用電力センサ２３ａ、負荷用電力センサ２４ａ、およびスマートメータ２７と接続されている。そして、分電盤２５は、ソーラーパネル２１において発電した電力、蓄電装置２３に蓄えられた電力を、負荷２４に対して供給する。さらに、分電盤２５は、時間帯によって発生した余剰電力を、スマートメータ２７を介して系統５０へと供給する。これにより、需要家Ａ２０は、電力会社に余剰電力を売電することができる。
　ＥＭＳ（Energy Management System）２６は、上述したように、需要家Ａ２０における消費電力量を削減するために設けられたエネルギー管理システムであって、図１に示すように、各センサ２２ａ，２３ａ，２４ａと接続されている。また、ＥＭＳ２６は、各センサ２２ａ，２３ａ，２４ａから受信した検出結果を用いて、ソーラーパネル２１による発電電力、蓄電装置２３における蓄電量を効率よく負荷２４に対して供給する。これにより、系統５０から供給される電力の消費量を抑制して、需要家Ａ２０における電力コストを効果的に削減することができる。
　スマートメータ２７は、上述したように、需要家Ａ２０が所有するソーラーパネル２１の発電量、蓄電装置２３の蓄電量、および負荷２４の消費電力量を計測する。そして、スマートメータ２７は、図１に示すように、分電盤２５を介して各センサ２２ａ，２３ａ，２４ａと接続されている。さらに、スマートメータ２７は、通信機能（送信部１２ａおよび受信部１３ａ（図２参照））を有している。これにより、スマートメータ２７は、電力会社に対して、需要家Ａ２０における発電量、蓄電量、消費電力量に関する情報を送信する。
　なお、本実施形態では、スマートメータ２７は、電力連携制御システム１０ａを有している。電力連携制御システム１０ａの構成については、後段にて詳述する。
　また、本実施形態では、需要家Ａ２０は、所定時間帯において、外部へ余剰電力を供給可能な側として説明される。このため、需要家Ａ２０においては、現在あるいは将来の所定時間帯において、ソーラーパネル２１による発電電力と蓄電装置２３における蓄電量との和の方が、負荷２４による消費電力量よりも多いものとする。
　（需要家Ｂ）
　本実施形態では、需要家Ｂ３０は、図１に示すように、需要家Ａ２０と同様に、変電所５１およびスイッチング部５２ａを介して、系統５０に接続されている。そして、需要家Ｂ３０は、上述したように、需要家Ａ２０と同じ需要家群５３ａに属している。
　需要家Ｂ３０は、上述したように、需要家Ａ２０のスマートメータ２７内に設けられた重畳信号生成部１１ｂにおいて生成された重畳信号を、需要家Ａ２０の送信部１２ａを介して、受信部１３ｂ（図２参照）において受信する。そして、需要家Ｂ３０では、接続関係推定部１４ｂにおいて、重畳信号の受信状況（例えば、受信したか否か、受信した重畳信号の信号強度等）に基づいて、需要家Ａ２０との接続関係を推定する。
　ここで、需要家Ｂ３０において推定される需要家Ａ２０との接続関係とは、例えば、同じ配電線系統５４ａに属しているか否か、あるいは同じ配電線系統５４ａに属している場合には配電線上の距離が遠いか近いか、等の関係が含まれる。
　本実施形態では、図１に示すように、需要家Ｂ３０は、需要家Ａ２０と共通の配電線系統５４ａに接続されている。このため、需要家Ａ２０から送信された重畳信号の信号強度は、需要家Ｂ３０において受信された際に減衰率が小さいものと推定される。
　需要家Ｂ３０は、図１に示すように、ソーラーパネル（発電装置）３１、太陽光発電用電力変換装置（ＰＣＳ）３２、発電電力用電力センサ３２ａ、蓄電装置（蓄電池）３３、蓄電電力用電力センサ３３ａ、負荷３４、負荷用電力センサ３４ａ、分電盤３５、ＥＭＳ（Energy Management System）３６、およびスマートメータ３７を備えている。
　ソーラーパネル（発電装置）３１は、太陽光の光エネルギーを用いた光起電力効果を利用して電気を発生させる装置であって、需要家Ｂ３０の屋根等に設置されている。そして、ソーラーパネル３１における発電量は、天気予報の日照時間に関する情報に基づいて予測することができる。
　太陽光発電用電力変換装置（ＰＣＳ（Power Conditioning System））３２は、図１に示すように、ソーラーパネル３１と接続されており、ソーラーパネル３１において発生した直流電流を交流電流に変換する。
　発電電力用電力センサ３２ａは、図１に示すように、太陽光発電用電力変換装置３２に接続されており、ソーラーパネル３１において発電した電力量を測定する。そして、発電電力用電力センサ３２ａは、ＥＭＳ３６に対して測定結果（発電量）を送信する。
　蓄電装置（蓄電池）３３は、ソーラーパネル３１において発電した電力のうち、負荷３４によって消費しきれなかった余剰電力を一時的に蓄えるために設けられている。これにより、ソーラーパネル３１によって発電する日中の時間帯において、負荷３４による消費電力量が少ない場合でも、余った電力を蓄電装置３３へ蓄えておくことで、発電した電力を捨ててしまう無駄を排除できる。
　蓄電電力用電力センサ３３ａは、図１に示すように、蓄電装置３３に接続されており、蓄電装置３３において蓄えられている電力量を測定する。そして、蓄電電力用電力センサ３３ａは、ＥＭＳ３６に対して測定結果（蓄電量）を送信する。
　負荷３４は、上述したように、一般家庭におけるエアコンや冷蔵庫等の家電製品、工場等における設備、空調装置等の電力消費体であって、系統５０から供給される電力、ソーラーパネル３１によって発生した電力、蓄電装置３３において蓄えられた電力を消費する。
　負荷用電力センサ３４ａは、図１に示すように、負荷３４に接続されており、負荷３４によって消費される電力量を測定する。そして、負荷用電力センサ３４ａは、ＥＭＳ３６に対して測定結果（消費電力量）を送信する。
　分電盤３５は、図１に示すように、発電電力用電力センサ３２ａ、蓄電電力用電力センサ３３ａ、負荷用電力センサ３４ａ、およびスマートメータ３７と接続されている。そして、分電盤３５は、ソーラーパネル３１において発電した電力、蓄電装置３３に蓄えられた電力を、負荷３４に対して供給する。さらに、分電盤３５は、時間帯によって発生した余剰電力を、スマートメータ３７を介して系統５０へと供給する。これにより、需要家Ｂ３０は、電力会社に余剰電力を売電することができる。
　ＥＭＳ（Energy Management System）３６は、上述したように、需要家Ｂ３０における消費電力量を削減するために設けられたエネルギー管理システムであって、図１に示すように、各センサ３２ａ，３３ａ，３４ａと接続されている。また、ＥＭＳ３６は、各センサ３２ａ，３３ａ，３４ａから受信した検出結果を用いて、ソーラーパネル３１による発電電力、蓄電装置３３における蓄電量を効率よく負荷３４に対して供給する。これにより、系統５０から供給される電力の消費量を抑制して、需要家Ｂ３０における電力コストを効果的に削減することができる。
　スマートメータ３７は、上述したように、需要家Ｂ３０が所有するソーラーパネル３１の発電量、蓄電装置３３の蓄電量、および負荷３４の消費電力量を計測する。そして、スマートメータ３７は、図１に示すように、分電盤３５を介して各センサ３２ａ，３３ａ，３４ａと接続されている。さらに、スマートメータ３７は、通信機能（送信部１２ｂおよび受信部１３ｂ（図２参照））を有している。これにより、スマートメータ３７は、電力会社に対して、需要家Ｂ３０における発電量、蓄電量、消費電力量に関する情報を送信する。
　なお、本実施形態では、スマートメータ３７は、電力連携制御システム１０ｂを有している。電力連携制御システム１０ｂの構成については、後段にて詳述する。
　また、本実施形態では、需要家Ｂ３０は、所定時間帯において、外部から電力供給が必要となる側として説明される。このため、需要家Ｂ３０においては、現在あるいは将来の所定時間帯において、ソーラーパネル３１による発電電力と蓄電装置３３における蓄電量との和よりも、負荷２４による消費電力量の方が多いものとする。
　（需要家Ｃ）
　本実施形態では、需要家Ｃ４０は、図１に示すように、変電所５１およびスイッチング部５２ｂを介して、系統５０に接続されている。そして、需要家Ｃ４０は、上述したように、需要家Ａ２０，Ｂ３０とは異なる需要家群５３ｂに属している。
　需要家Ｃ４０は、上述したように、需要家Ａ２０のスマートメータ２７内に設けられた重畳信号生成部１１ｂにおいて生成された重畳信号を、需要家Ａ２０の送信部１２ａを介して、受信部１３ｃ（図２参照）において受信する。そして、需要家Ｃ４０では、接続関係推定部１４ｃにおいて、重畳信号の受信状況（例えば、受信したか否か、受信した重畳信号の信号強度等）に基づいて、需要家Ａ２０との接続関係を推定する。
　ここで、需要家Ｃ４０において推定される需要家Ａ２０との接続関係とは、例えば、同じ配電線系統に属しているか否か、あるいは同じ配電線系統に属している場合には配電線上の距離が遠いか近いか、等の関係が含まれる。
　本実施形態では、図１に示すように、需要家Ｃ４０は、需要家Ａ２０とは異なる配電線系統５４ｂに接続されている。このため、需要家Ａ２０から送信された重畳信号の信号強度は、需要家Ｃ４０において受信された際に減衰率が大きく、受信することは難しいと推定される。
　需要家Ｃ４０は、図１に示すように、ソーラーパネル（発電装置）４１、太陽光発電用電力変換装置（ＰＣＳ）４２、発電電力用電力センサ４２ａ、蓄電装置（蓄電池）４３、蓄電電力用電力センサ４３ａ、負荷４４、負荷用電力センサ４４ａ、分電盤４５、ＥＭＳ（Energy Management System）４６、およびスマートメータ４７を備えている。
　なお、ソーラーパネル４１、太陽光発電用電力変換装置４２、発電電力用電力センサ４２ａ、蓄電装置４３、蓄電電力用電力センサ４３ａ、負荷４４、負荷用電力センサ４４ａ、分電盤４５、およびＥＭＳ４６については、上述した需要家Ａ２０，Ｂ３０が所有する各構成と同様の機能を備えている。よって、ここでは、その詳細な説明を省略する。
　スマートメータ４７は、上述したように、需要家Ｃ４０が所有するソーラーパネル４１の発電量、蓄電装置４３の蓄電量、および負荷４４の消費電力量を計測する。そして、スマートメータ４７は、図１に示すように、分電盤４５を介して各センサ４２ａ，４３ａ，４４ａと接続されている。さらに、スマートメータ４７は、通信機能（送信部１２ｃおよび受信部１３ｃ（図２参照））を有している。これにより、スマートメータ４７は、電力会社に対して、需要家Ｃ４０における発電量、蓄電量、消費電力量に関する情報を送信する。
　なお、本実施形態では、スマートメータ４７は、電力連携制御システム１０ｃを有している。電力連携制御システム１０ｃの構成については、後段にて詳述する。
　（電力連携制御システム１０ａ～１０ｃの構成）
　本実施形態の電力連携制御システム１０ａ～１０ｃは、複数の需要家を含む需要家群５３ａ，５３ｂにおいて、互いの接続関係を推定して、各需要家Ａ２０～Ｃ４０において発生した余剰電力を効率よく活用できる需要家に対して融通するためのシステムである。そして、電力連携制御システム１０ａ～１０ｃは、図２に示すように、重畳信号生成部１１ａ～１１ｃ、送信部１２ａ～１２ｃ、受信部１３ａ～１３ｃ、接続関係推定部１４ａ～１４ｃ、マッチング部１５ａ～１５ｃ、および記憶部１６ａ～１６ｃを備えている。
　なお、各需要家Ａ２０～Ｃ４０が所有するスマートメータ２７，３７，４７内に設けられた電力連携制御システム１０ａ，１０ｂ，１０ｃの各構成は、同じ機能を備えている。よって、以下の説明では、説明の便宜上、需要家Ａ２０が所有するスマートメータ２７内に設けられた電力連携制御システム１０ａの構成を例として挙げて説明する。よって、他の電力連携制御システム１０ｂ，１０ｃの構成について、詳細な説明は省略するが、電力連携制御システム１０ａと同様の構成であるものとする。
　重畳信号生成部１１ａは、需要家Ａ２０と他の需要家Ｂ３０，Ｃ４０との接続関係を推定するために用いられる重畳信号を生成する。重畳信号は、系統５０から供給される電圧に、所定の高周波成分（図４参照）を重畳して生成される。
　なお、本実施形態では、需要家Ａ２０が所有するスマートメータ２７内に設けられた重畳信号生成部１１ａにおいて重畳信号が生成される。
　送信部１２ａは、重畳信号生成部１１ａにおいて生成された重畳信号を、他の需要家の受信部１３ｂ，１３ｃに対して送信する。
　なお、本実施形態では、需要家Ａ２０が所有するスマートメータ２７内に設けられた送信部１２ａから他の需要家Ｂ３０，Ｃ４０に対して重畳信号が送信される。
　受信部１３ａは、他の需要家Ｂ３０の送信部１２ｂから送信されてきた重畳信号を受信する。
　なお、本実施形態では、需要家Ａ２０から送信されてきた重畳信号を、同じ配電線系統５４ａに接続された需要家Ｂ３０の受信部１３ｂが受信する（図５参照）。
　接続関係推定部１４ａは、受信部１３ａにおいて受信した重畳信号の受信状況に応じて、重畳信号を送信してきた需要家との間の接続関係を推定する。
　例えば、本実施形態では、需要家Ａ２０から送信されてきた重畳信号を、需要家Ｂ３０の受信部１３ｂにおいて受信することができる。このため、需要家Ａ２０と需要家Ｂ３０とは、同じ配電線系統５４ａに接続されており、送電ロスが小さい接続関係にあるものと推定される。
　一方、需要家Ａ２０から送信されてきた重畳信号を、需要家Ｃ４０の受信部１３ｃにおいて受信することができない（図６参照）。このため、需要家Ａ２０と需要家Ｃ４０とは、異なる配電線系統５４ａ，５４ｂにそれぞれ接続されており、送電ロスが大きい接続関係にあるものと推定される。
　マッチング部１５ａは、接続関係推定部１４ａにおいて、共通の配電線系統５４ａに接続されていると推定された需要家Ａ２０，Ｂ３０の組合せをマッチングする。
　具体的には、重畳信号を送信した側と送信された重畳信号を受信できた側とを、送受電可能な需要家の組合せとしてマッチングする。
　また、マッチング部１５ａは、需要家Ａ２０から送信された重畳信号が、複数の需要家Ｂ３０等に受信された場合には、受信した重畳信号の需要家ごとの減衰率に基づいて、マッチングする需要家の組合せを決定する。
　すなわち、重畳信号を受信できた需要家が複数存在する場合には、これらの需要家は、同じ配電線系統５４ａに接続されているか、非常に近い関係にある別の配電線系統に接続されているものと推定される。
　この場合には、重畳信号を受信できた複数の需要家を、重畳信号の減衰率が小さい需要家を優先して、マッチングを行う。
　これにより、重畳信号を受信できた複数の需要家のうち、最も送電ロスが少ないと推定される接続関係にある需要家を選択してマッチングすることができる。よって、例えば、需要家Ａ２０において発生した余剰電力を、最も送電ロスが少ない接続関係にある需要家Ｂ３０に対して供給することができる。
　この結果、需要家群５３ａ内に生じた余剰電力を、最も送電ロスの少ない需要家に対して供給することができるため、余剰電力を有効に活用することができる。
　また、マッチング部１５ａにおいて実施される需要家の組合せは、上述した重畳信号の減衰率に基づいて実施される以外に、例えば、親族、友人、知人、公共機関等の需要家を優先して行われてもよい。
　記憶部１６ａは、上述した重畳信号の生成に使用される高周波成分、系統電圧、重畳信号生成部１１ａにおいて生成された重畳信号、送信部１２ａの送信履歴、受信部１３ａの受信履歴、接続関係推定部１４ａの推定結果、マッチング部１５ａの組合せ結果等に関する情報を保存する。
　＜電力連携制御方法＞
　本実施形態の電力連携制御システム１０ａ～１０ｃでは、以上のような構成によって、図３に示すフローチャートに従って、電力連携接続制御を実施する。
　すなわち、ステップＳ１１では、需要家Ａ２０において、重畳信号生成部１１ａが、系統５０から供給される電圧に所定の高周波成分を重畳させた重畳信号を生成する。
　ここで、需要家Ａ２０の重畳信号生成部１１ａにおいて生成される重畳信号は、図４に示すように、系統電圧に高周波成分を重畳させ、かつ需要家Ａ２０の位置情報を付した状態で生成される。
　なお、本実施形態では、需要家Ａ２０の位置情報を付した重畳信号が生成されているが、例えば、信号強度の減衰率、受信信号の遅延時間、Ｓ／Ｎ比等に応じて需要家Ａ２０との位置関係を認識できる場合には、需要家Ａ２０の位置情報を付す必要はない。
　なお、図４に示す系統電圧に重畳させる高周波成分は、需要家Ａ２０が所有するスマートメータ２７において計測される。
　次に、ステップＳ１２では、需要家Ａ２０が、送信部１２ａによって、生成した重畳信号を他の需要家Ｂ３０，Ｃ４０等へ送信する。
　次に、ステップＳ１３では、需要家Ｂ３０，Ｃ４０において、それぞれの受信部１３ｂ，１３ｃが需要家Ａ２０の送信部１２ａから送信された重畳信号を受信したか否かを判定する。ここで、受信した場合には、ステップＳ１４へ進み、受信できなかった場合にはステップＳ１８へ進む。
　ここで、重畳信号を受信した需要家Ｂ３０では、重畳信号を受信したこと、および重畳信号に付された需要家Ａ２０の位置情報から、需要家Ａ２０と共通の配電線系統５４ａに接続されていることを認識することができる。
　次に、ステップＳ１４では、需要家Ｂ３０の受信部１３ｂにおいて重畳信号を受信できているため、受信した重畳信号から系統電圧に重畳された成分を抽出する。
　ここで、需要家Ｂ３０の受信部１３ｂにおいて受信された重畳信号から抽出された成分ΔＶ’は、図５に示すように、図４に示す高周波成分（差分ΔＶ）が減衰した状態となっている（ΔＶ＞ΔＶ’）。この減衰の要因としては、需要家Ａ２０と需要家Ｂ３０との間において送電時に生じるロスが考えられる。
　なお、図５に示す系統電圧との差分として抽出される成分は、需要家Ｂ３０が所有するスマートメータ３７において計測される。
　次に、ステップＳ１５では、受信した重畳信号（から抽出された成分）の減衰率を算出し、この減衰率に基づいて、需要家Ａ２０と需要家Ｂ３０の間における配電線上の送電距離を推定する。
　次に、ステップＳ１６では、需要家Ｂ３０の送信部１２ｂから需要家Ａ２０の受信部１３ａに対して、重畳信号の受信状況に基づいて、共通の配電線系統５４ａに属していること、送電距離に関する情報を、系統電圧に重畳させて送信する。
　次に、ステップＳ１７では、需要家Ｂ３０から受信した信号により、送信した重畳信号が同じ配電線系統５４ａに接続された需要家Ｂ３０において受信されたことを認識することができる。
　これにより、需要家Ａ２０と需要家Ｂ３０とは、互いに共通の配電線系統５４ａに接続された同じ需要家群５３ａに属する需要家であることを推定することができる。よって、需要家Ａ２０あるいは需要家Ｂ３０において余剰電力が生じた場合には、送電ロスが少ない需要家間において融通し合うことができる。
　一方、ステップＳ１８では、図６に示すように、需要家Ｃ４０の受信部１３ｃにおいて重畳信号に重畳された成分を受信（抽出）できなかったため、需要家Ｃは需要家Ａに対して、系統電圧に受信した情報を重畳して返信することができない。
　なお、図６に示す計測結果は、需要家Ｃ４０が所有するスマートメータ４７において計測される。
　ここで、需要家Ｃ４０において重畳信号が受信できない要因としては、重畳信号を送信した需要家Ａ２０と需要家Ｃ４０とが異なる配電線系統５４ｂに接続されていることが考えられる。つまり、需要家Ａ２０、Ｃ４０は、互いに異なる配電線系統５４ａ，５４ｂに接続されているため、柱状トランス（図示せず）等を経由する際に送電ロスが大きくなり、重畳信号に重畳された高周波成分が減衰して消滅したと推定される。
　これにより、需要家Ａ２０では、送信した重畳信号が需要家Ｃ４０では受信できなかったことを認識することができる。
　よって、需要家Ａ２０では、余剰電力が発生した場合でも、仮に、需要家Ｃ４０に余剰電力を供給すると送電ロスが大きいために、余剰電力の一部あるいは全部が減衰してしまうことを認識することができる。
　この結果、需要家Ａ２０は、重畳信号を送信した需要家Ｂ３０と需要家Ｃ４０とを比較して、効率よく送電が可能な需要家Ｂ３０を余剰電力の供給先あるいは供給元として設定することができる。
　なお、需要家Ａ２０が所有するスマートメータ２７内の記憶部１６ａには、需要家Ｂ３０から受信した重畳信号の返信に含まれる各種情報が保存される。
　＜マッチング方法＞
　本実施形態の電力連携制御システム１０ａ～１０ｃでは、以上のような構成によって、図７に示すフローチャートに従って、接続関係が推定された需要家Ａ２０，Ｂ３０間において余剰電力の供給元と供給先となる需要家の組合せをマッチングする。
　すなわち、ステップＳ２１では、需要家Ｂ３０から重畳信号の返信を受信した需要家Ａ２０において、余剰電力が発生するか否かを判定する。
　ここで判定される余剰電力の有無は、現時点の電力需給状況に応じて判定されてもよいし、所定時間帯における需要家Ａ２０内の電力需給状況に応じて推定値として判定されてもよい。ここで、需要家Ａ２０において余剰電力が発生すると、ステップＳ２２へ進む。
　なお、将来の電力需給のうち、電力供給量の予測は、各需要家Ａ２０，Ｂ３０等が所有するソーラーパネル２１，３１による発電力として天気予報の日照時間等のデータを用いて予測すればよい。また、蓄電装置２３，３３による電力供給量の予測は、現在の蓄電装置２３，３３の蓄電量を用いて予測すればよい。
　一方、将来の電力需給のうち、消費電力量の予測は、各需要家Ａ２０，Ｂ３０の生活パターン等のデータに基づいて予測すればよい。
　次に、ステップＳ２２では、需要家Ａ２０と同じ配電線系統５４ａに接続された需要家Ｂ３０等が複数あるか否かを判定する。
　ここで、複数あると判定された場合には、ステップＳ２３へ進み、需要家Ｂ３０のみであると判定された場合には、ステップＳ２６へ進む。
　次に、ステップＳ２３では、需要家Ａ２０と同じ配電線系統５４ａに接続された需要家Ｂ３０等が複数あるため、需要家Ａ２０では、各需要家Ｂ３０等から受信した重畳信号の返信の内容を、記憶部１６ａから読み出す。
　次に、ステップＳ２４では、複数の需要家のうち、重畳信号の減衰率が低い需要家を選択して、需要家Ａ２０において発生した余剰電力の供給先としてマッチングする。
　次に、ステップＳ２５では、需要家Ａ２０において余剰電力が発生する所定の時間帯に、ステップＳ２４において選択された需要家に対して余剰電力を供給する。
　一方、ステップＳ２６では、需要家Ａ２０と同じ配電線系統５４ａに接続された需要家が需要家Ｂ３０だけであるため、この需要家Ｂ３０を需要家Ａ２０とマッチングする。
　次に、ステップＳ２７では、需要家Ａ２０において余剰電力が発生する所定の時間帯に、需要家Ｂ３０に対して余剰電力を供給する。
　本実施形態の電力連携制御システム１０ａ～１０ｃでは、以上のように、各需要家Ａ２０，Ｂ３０，Ｃ４０の互いの接続関係を推定するとともに、推定結果に応じて、余剰電力を融通し合う需要家をマッチングする。
　これにより、接続関係の推定の結果、例えば、最も送電ロスの少ない接続関係にある需要家に対して余剰電力を供給することができる。この結果、需要家Ａ２０において発生した余剰電力を、効率よく活用してもらえる需要家Ｂ３０に対して供給することができる。
　［他の実施形態］
　以上、本発明の一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く、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
　（Ａ）
　上記実施形態では、本発明に係る電力連携制御方法として、図３および図７に示すフローチャートに従って、電力連携制御を実施する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、図３および図７に示すフローチャートに従って実施される電力連携制御方法をコンピュータに実行させる電力連携制御プログラムとして、本発明を実現してもよい。
　また、この電力連携制御プログラムを格納した記録媒体として、本発明を実現してもよい。
　（Ｂ）
　上記実施形態では、１つの需要家Ａ２０に対して、同じ需要家群５３ａに属し同じ配電線系統５４ａに接続された１つの需要家Ｂ３０を組み合わせて、余剰電力の融通を行う例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、需要家Ａ２０において発生する余剰電力量が、需要家Ｂ３０の必要電力量に対して大きい場合には、１つの需要家Ａ２０に対して、同じ配電線系統に接続された複数の需要家Ｂ３０を組み合わせてもよい。
　この場合には、余剰電力が大量に発生する需要家Ａ２０から、送電ロスの小さい複数の需要家Ｂ３０に対して余剰電力の供給を行うことができる。よって、さらに効率よく、余剰電力を複数の需要家間において融通し合うことができる。
　（Ｃ）
　上記実施形態では、重畳信号を生成して他の需要家へ送信する需要家Ａ２０から、重畳信号を受信した他の需要家に対して余剰電力を供給する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、重畳信号を生成して送信する側の需要家と余剰電力の供給元となる需要家とが一致しなくてもよい。
　すなわち、重畳信号を生成して他の需要家へ送信する需要家が、他の需要家からの余剰電力の供給を求める構成であってもよい。
　（Ｄ）
　上記実施形態では、需要家Ａ２０において生成した重畳信号を、需要家Ｂ３０および需要家Ｃ４０に対して送信し、需要家Ｂ３０および需要家Ｃ４０における重畳信号の受信状況に応じて接続関係を推定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、需要家Ｂ３０または需要家Ｃ４０において生成した重畳信号を他の需要家Ａ２０，Ｃ４０または需要家Ａ２０，Ｂ３０に対して送信し、需要家Ａ２０，Ｃ４０または需要家Ａ２０，Ｂ３０における重畳信号の受信状況に応じて接続関係を推定してもよい。
　すなわち、図１および図２に示すように、各需要家Ａ２０，Ｂ３０，Ｃ４０は、それぞれ重畳信号生成部１１ａ～１１ｃ、送信部１２ａ～１２ｃ、受信部１３ａ～１３ｃおよび接続関係推定部１４ａ～１４ｃを備えている。
　このため、重畳信号の生成は、いずれの需要家が行ってもよいし、生成された重畳信号をいずれの需要家が受信してもよい。
　また、接続関係の推定は、重畳信号を受信した需要家において実施することに限定されるものではなく、受信した需要家から受信した重畳信号の減衰率に関する情報を送信元の需要家へ返信することで、送信元の需要家において実施してもよい。
　（Ｅ）
　上記実施形態では、図１に示すように、複数の需要家Ａ２０、需要家Ｂ３０、需要家Ｃ４０が所有する電力供給装置として、ソーラーパネル（太陽光発電装置）２１，３１，４１等の発電装置、蓄電装置２３，３３，４３を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、複数の需要家が所有する電力供給装置として、風力発電装置、地熱発電装置等の他の発電装置を用いてもよいし、電気自動車（に搭載されたバッテリ）、ヒートポンプ等を用いてもよい。
　また、各需要家が所有する電力供給装置は、同じ種類の装置に限らず、異なる種類の電力供給装置が所有されていてもよい。
　（Ｆ）
　上記実施形態では、図２に示すように、電力連携制御システム１０ａ～１０ｃを構成する各需要家Ａ２０，Ｂ３０，Ｃ４０が所有するスマートメータ２７，３７，４７内に、各種情報を保存する記憶部１６ａ，１６ｂ，１６ｃを設けた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、電力連携制御システム外のサーバ、クラウドサービス等を、各種情報を保存する記憶部として利用してもよい。
　（Ｇ）
　上記実施形態では、重畳信号生成部１１ａ，１１ｂ，１１ｃにおいて重畳信号を生成する際には、系統電圧に所定の高周波成分を重畳する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、系統電圧に重畳される所定の信号としては、高周波成分に限らず、他の信号を用いてもよい。
　本発明の電力連携制御システムは、複数の需要家間において同じ配電網に接続された需要家を探索することで、効率よく余剰電力を融通し合うことができるという効果を奏することから、複数の需要家が接続された配電線系統を含むシステムに対して広く適用可能である。
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ　電力連携制御システム
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ　重畳信号生成部
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ　送信部
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ　受信部
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ　接続関係推定部
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ　マッチング部
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ　記憶部
２０　　　需要家Ａ（第１の需要家）
２１　　　ソーラーパネル（電力供給装置）
２２　　　太陽光発電用電力変換装置（ＰＣＳ）
２２ａ　　発電電力用電力センサ
２３　　　蓄電装置
２３ａ　　蓄電電力用電力センサ
２４　　　負荷
２４ａ　　負荷用電力センサ
２５　　　分電盤
２６　　　ＥＭＳ
２７　　　スマートメータ
３０　　　需要家Ｂ（第２の需要家）
３１　　　ソーラーパネル（電力供給装置）
３２　　　太陽光発電用電力変換装置（ＰＣＳ）
３２ａ　　発電電力用電力センサ
３３　　　蓄電装置
３３ａ　　蓄電電力用電力センサ
３４　　　負荷
３４ａ　　負荷用電力センサ
３５　　　分電盤
３６　　　ＥＭＳ
３７　　　スマートメータ
４０　　　需要家Ｃ（第２の需要家）
４１　　　ソーラーパネル（電力供給装置）
４２　　　太陽光発電用電力変換装置（ＰＣＳ）
４２ａ　　発電電力用電力センサ
４３　　　蓄電装置
４３ａ　　蓄電電力用電力センサ
４４　　　負荷
４４ａ　　負荷用電力センサ
４５　　　分電盤
４６　　　ＥＭＳ
４７　　　スマートメータ
５０　　　系統（第１配電線系統）
５１　　　変電所
５２ａ，５２ｂ　スイッチング部
５３ａ，５３ｂ　需要家群
５４ａ　　配電線系統（第１配電線系統）
５４ｂ　　配電線系統（第２配電線系統）

Claims (10)

  1. 　第１配電線系統に接続された第１の需要家と、第２の需要家との接続関係を探索するための電力連携制御システムであって、
    　前記第１の需要家において、前記第１配電線系統から供給される電圧に所定の信号を重畳させた重畳信号を生成する重畳信号生成部と、
    　前記重畳信号生成部において生成された前記重畳信号を、前記第１の需要家から前記第２の需要家に送信する送信部と、
    　前記第２の需要家において、前記重畳信号を受信する受信部と、
    　前記重畳信号の受信状況および前記受信部において受信した受信情報のうち少なくとも一方に基づいて、前記第１の需要家と前記第２の需要家との接続関係を推定する接続関係推定部と、
    を備えている電力連携制御システム。
  2. 　前記接続関係推定部は、前記重畳信号を受信した場合には、前記第１の需要家と前記第２の需要家とが前記第１配電線系統に接続されていると推定する、
    請求項１に記載の電力連携制御システム。
  3. 　前記接続関係推定部は、所定の信号強度と比較して前記重畳信号の信号強度の減衰率、信号の遅延時間、Ｓ／Ｎ比の少なくとも１つに応じて、前記第１の需要家と前記第２の需要家との間の送電距離を推定する、
    請求項２に記載の電力連携制御システム。
  4. 　前記接続関係推定部は、前記重畳信号を受信できない場合には、前記第１の需要家と前記第２の需要家とが前記第１配電線系統とは異なる第２配電線系統に接続されていると推定する、
    請求項１から３のいずれか１項に記載の電力連携制御システム。
  5. 　前記重畳信号生成部は、前記第１配電線系統から供給される電圧に所定の高周波成分を重畳して、前記重畳信号を生成する、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の電力連携制御システム。
  6. 　前記重畳信号生成部は、前記第１の需要家の位置情報および識別情報のうちの少なくとも一方を付した前記重畳信号を生成する、
    請求項１から５のいずれか１項に記載の電力連携制御システム。
  7. 　複数の前記第１の需要家から送信された前記重畳信号を受信した場合において、前記接続関係推定部における推定結果に基づいて、前記第１の需要家あるいは前記第２の需要家において発生した余剰電力の供給先を決定するマッチング部を、さらに備えている、
    請求項１から６のいずれか１項に記載の電力連携制御システム。
  8. 　前記マッチング部は、前記接続関係推定部における推定の結果、前記重畳信号の信号強度の減衰率が低い、あるいは信号の遅延時間が小さい、あるいはＳ／Ｎ比が大きい前記第１の需要家と前記第２の需要家とを組み合わせて、余剰電力の供給を行う、
    請求項７に記載の電力連携制御システム。
  9. 　第１配電線系統に接続された第１の需要家と、第２の需要家との接続関係を探索するための電力連携制御方法であって、
    　前記第１の需要家において、前記第１配電線系統から供給される電圧に所定の信号を重畳させた重畳信号を生成する重畳信号生成ステップと、
    　前記重畳信号生成ステップにおいて生成された前記重畳信号を、前記第１の需要家から前記第２の需要家に送信する送信ステップと、
    　前記第２の需要家において、前記重畳信号を受信する受信ステップと、
    　前記受信ステップにおいて受信された前記重畳信号の状態および前記受信ステップにおいて受信した受信情報のうち少なくとも一方に基づいて、前記第１の需要家と前記第２の需要家との接続関係を推定する接続関係推定ステップと、
    を備えている電力連携制御方法。
  10. 　第１配電線系統に接続された第１の需要家と、第２の需要家との接続関係を探索するための電力連携制御プログラムであって、
    　前記第１の需要家において、前記第１配電線系統から供給される電圧に所定の信号を重畳させた重畳信号を生成する重畳信号生成ステップと、
    　前記重畳信号生成ステップにおいて生成された前記重畳信号を、前記第１の需要家から前記第２の需要家に送信する送信ステップと、
    　前記第２の需要家において、前記重畳信号を受信する受信ステップと、
    　前記受信ステップにおいて受信された前記重畳信号の状態および前記受信ステップにおいて受信した受信情報のうち少なくとも一方に基づいて、前記第１の需要家と前記第２の需要家との接続関係を推定する接続関係推定ステップと、
    を備えている電力連携制御方法をコンピュータに実行させる電力連携制御プログラム。
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