WO2018038176A1 - アグリゲーションシステム及びその制御方法並びに制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】　需要家ごとにそれぞれ設けられ、需要家の各電力装置の充放電と、系統への電力の入出力とをそれぞれ制御する制御装置と、各需要家の制御装置に対して制御指令を送信するサーバ装置とを有するアグリゲーションシステムにおいて、サーバ装置が、要請された電力の調達量に応じて、需要家が系統から入力する電力の上限値又は需要家が系統に出力すべき電力の下限値を需要家の割当て量として需要家ごとにそれぞれ算出し、各需要家の制御装置に対して、算出した当該需要家の割当て量を指定した制御指令をそれぞれ送信し、各制御装置が、系統から入力する電力が制御指令において指定された割当て量以下となるように又は当該割当て量以上の電力を系統に出力するように、対応する電力装置の充放電を制御するようにした。

Description

アグリゲーションシステム及びその制御方法並びに制御装置

　本発明はアグリゲーションシステム及びその制御方法並びに制御装置に関し、例えば、電力事業者などからの要請を受けてアグリゲータが各需要家の系統への電力入出力を制御するアグリゲーションシステムに適用して好適なものである。

　近年、太陽光発電設備や電気自動車（以下、適宜、これをＥＶ（Electric Vehicle）と呼ぶ）、及び蓄電池等の普及に伴い、発電事業者から供給される電力に加えて、一戸建てやビル及び商業施設などの電力の需要家側において発電された電力を有効利用するＶＰＰ（Virtual Power Plant）と呼ばれる概念が広まってきている。

　ＶＰＰは、複数の小規模な自家発電設備、例えば、企業の自家発電設備や家庭の太陽光発電設備、電気自動車の内蔵蓄電池などを統合して、あたかも１つの発電所のように制御する概念を指す。

　近年では、複数の電力需要家（以下、これを単に需要家と呼ぶ）とデマンドレスポンス契約を締結し、電力事業者などからのデマンドレスポンス要請に応じて、各需要家がそれぞれ所有する蓄電池や電気自動車、太陽光発電設備、燃料電池発電設備及びガス発電設備などの蓄電又は発電可能な電力装置の充放電を制御するＶＰＰ事業者（以下、これをアグリゲータと呼ぶ）も登場している。

　この場合、アグリゲータは、各需要家からその需要家が所有する電力装置の容量及び発電量などの必要な情報を取得し、これらの情報に基づき、電力事業者からのデマンドレスポンス要請に応じて必要な需要家の必要な電力装置を選択して、その電力装置の動作を制御することにより消費電力の抑制又は増加などを行う。

　なお特許文献１には、電気車両の属性情報を電気車両機器に集約し、集約した属性情報を電気車両ステーション機器経由でアグリゲーションシステムに提供し、各電気車両の属性情報に基づいて利用可能な電力容量を予測することが開示されている。

特許第５９０５８３６号

　ところで、上述のように電力事業者からのデマンドレスポンス要請に応じてアグリゲータが各需要家の電力装置の充放電を制御するシステム（以下、これをアグリゲーションシステムと呼ぶ）では、アグリゲータが需要家ごとに、かつ、その需要家が所有する電力装置ごとにその電力装置の充放電を制御しなければならず、アグリゲータが設置するサーバ装置に多大な負荷がかかる問題があった。

　本発明は以上の点を考慮してなされたもので、アグリゲータが設置するサーバ装置の負荷を格段的に低減し得るアグリゲーションシステム及びその制御方法並びに制御装置を提案しようとするものである。

　かかる課題を解決するため本発明においては、アグリゲーションシステムにおいて、需要家ごとにそれぞれ設けられ、対応する前記需要家が所有する１又は複数の各電力装置の充放電と、系統への電力の入出力とをそれぞれ制御する制御装置と、各前記需要家の前記制御装置に対してデマンドレスポンスに関する制御指令をそれぞれ送信するサーバ装置とを設け、前記サーバ装置が、要請されたタスク及び電力の調達量に応じて、前記需要家が前記系統から入力する電力の上限値又は前記需要家が前記系統に出力すべき電力の下限値を前記需要家の割当て量として前記需要家ごとにそれぞれ算出し、各前記需要家の前記制御装置に対して、算出した当該需要家の前記割当て量を指定した前記制御指令をそれぞれ送信し、各前記制御装置が、前記系統から入力する電力が前記制御指令において指定された前記割当て量以下となるように又は当該割当て量の電力を前記系統に出力するように、対応する前記電力装置の充放電を制御するようにした。

　また本発明においては、アグリゲーションシステムの制御方法において、前記アグリゲーションシステムは、需要家ごとにそれぞれ設けられ、対応する前記需要家が所有する１又は複数の各電力装置の充放電と、系統への電力の入出力とをそれぞれ制御する制御装置と、各前記需要家の前記制御装置に対してデマンドレスポンスに関する制御指令をそれぞれ送信するサーバ装置とを有し、前記サーバ装置が、要請されたタスク及び電力の調達量に応じて、前記需要家が前記系統から入力する電力の上限値又は前記需要家が前記系統に出力すべき電力の下限値を前記需要家の割当て量として前記需要家ごとにそれぞれ算出し、各前記需要家の前記制御装置に対して、算出した当該需要家の前記割当て量を指定した前記制御指令をそれぞれ送信する第１のステップと、各前記制御装置が、前記系統から入力する電力が前記制御指令において指定された前記割当て量以下となるように又は当該割当て量の電力を前記系統に出力するように、対応する前記電力装置の充放電を制御する第２のステップとを設けるようにした。

　さらに本発明においては、上位のサーバ装置から与えられるデマンドレスポンスに関する制御指令に応じて、配下の電力装置の充放電を制御する制御装置において、前記制御装置の配下には、対応する前記需要家が所有する１又は複数の電力装置が存在し、前記サーバ装置と通信し、前記サーバ装置から与えられた前記制御指令に応じた指示を出力するエネルギー管理装置と、前記エネルギー管理装置から出力された前記指示に従って配下の１又は複数の前記電力装置のうちの必要な前記電力装置を制御するシステム制御装置とを備え、前記サーバ装置は、要請されたタスク及び電力の調達量に応じて、前記需要家が前記系統から入力する電力の上限値又は前記需要家が前記系統に出力すべき電力の下限値を前記需要家の割当て量として前記需要家ごとにそれぞれ算出し、各前記需要家の前記制御装置に対して、算出した当該需要家の前記割当て量を指定した前記制御指令をそれぞれ送信し、前記システム制御装置は、前記系統から入力する電力が前記制御指令において指定された前記割当て量以下となるように又は当該割当て量以上の電力を前記系統に出力するように、対応する前記電力装置の充放電を制御するようにした。

　本発明のアグリゲーションシステム及びその制御方法並びに制御装置によれば、サーバ装置からの制御指令に基づいて各需要家の制御装置が配下の電力装置を自律制御することができる。

　本発明によれば、アグリゲータが設置するサーバ装置の負荷を格段に低減し得るアグリゲーションシステム及びその制御方法並びに制御装置を実現できる。

本実施の形態によるアグリゲーションシステムの概略構成を示すブロック図である。 本実施の形態による複合型電力変換装置の構成を示すブロック図である。 本実施の形態の説明に供する複合型電力変換装置の構成を示すブロック図である。 先物情報の説明に供する図表である。 実績情報の説明に供する図表である。 定期情報の説明に供する図表である。 アグリゲーションサーバの構成を示すブロック図である。 需要家の初期登録情報の説明に供する図表である。 出力可能値管理テーブルを示す概念図である。 入力可能値管理テーブルを示す概念図である。 実績値テーブルを示す概念図である。 システム制御装置におけるデマンドレスポンスの制御単位の説明に供する図表である。 制御モードの説明に供する図表である。 運転一日のタイムスケジュールの説明に供する図表である。 （Ａ）は運転パターンの説明に供する図表であり、（Ｂ）は運転モードの説明に供する図表である。 第１の制御指令の説明に供する図表である。 第２の制御指令の説明に供する図表である。 複合型電力変換装置による自律制御の流れの説明に供するフローチャートである。 系統入力電力抑制処理の処理手順を示すフローチャートである。 系統入力電力抑制処理の処理手順を示すフローチャートである。 系統入力電力抑制処理の処理手順を示すフローチャートである。 系統電力出力処理の処理手順を示すフローチャートである。 系統電力出力処理の処理手順を示すフローチャートである。 入力電力抑制処理の処理手順を示すフローチャートである。 系統電力出力処理の処理手順を示すフローチャートである。

　以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）本実施の形態によるアグリゲーションシステムの構成
　図１において、１は全体として本実施の形態によるアグリゲーションシステムを示す。このアグリゲーションシステム１では、電力事業者１４により発電された電力が送電線及び配電線等からなる系統２を介して各需要家３に送電され、この電力が交流メータ４及び分電盤５を経由してその需要家３の照明機器及びエアコンディショナといった電化製品等の負荷６に供給される。

　各需要家３の分電盤５には、それぞれ複合型電力変換装置（Ｈ－ＰＣＳ：Hybrid - Power Conditioning System）７が接続される。複合型電力変換装置７は、系統２から入力する交流電力を直流電力に変換してその需要家３が所有する蓄電池８、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）９及び太陽光発電設備（ＰＶ：Photovoltaics）１０などの蓄電又は発電可能な装置（以下、これを電力装置と呼ぶ）に入力すると共に、電力装置から発電または放電された電力を直流電力から交流電力に変換して系統２に出力する機能を有する電力変換装置である。

　また複合型電力変換装置７は、複数の運転モードのうちから、予め需要家３により設定され又は後述するアグリゲーションサーバ１２から指示された運転モードでその需要家３が所有する電力装置の充放電を制御する機能をも有する。なお、このとき設定可能な運転モードとしては、例えば図１５に示すように、アグリゲーションサーバ１２からの制御指令を優先する「ＤＲ（Demand Response）優先」、夜間及び昼間に蓄電池８や電気自動車９の内蔵蓄電池に蓄電し、その蓄電した電力で夜間の消費電力を賄う「自給自足運転」や、太陽光発電設備１０等で発電した電力の放電を優先する「エネルギー放出優先」などがある。運転モードの詳細については、後述する。

　各需要家３の複合型電力変換装置７は、それぞれその需要家３がデマンドレスポンス契約を締結したアグリゲータ１１のアグリゲーションサーバ１２とネットワーク１３を介して接続されており、図４について後述する先物情報や、図５について後述する実績情報及び図６について後述する定期情報を定期的にアグリゲーションサーバ１２に送信する。

　またアグリゲーションサーバ１２には、電力事業者１４が設置した電力管理サーバ１５から、現在の電力事業者１４の発電状況や、将来の発電計画、現在の天気、将来の天気予報、並びに、現在の消費電力量及び将来の消費電力予想量等に応じて、ピークカットやピークシフトといったタスクの実行を要請する第１の制御指令が一定時間ごと（例えば30分ごと）または不定期に与えられる。この第１の制御指令には、かかるタスクを実行すべき期間（開始時刻や制御時間又は終了時刻）や、かかるタスクの実行によりそのアグリゲーションサーバ１２が管理する区域全体において調達（抑制又は増加）すべき電力量（調達量）が含まれる。

　かくしてアグリゲーションサーバ１２は、電力管理サーバ１５から与えられるかかる第１の制御指令と、各需要家３の複合型電力変換装置７から送信される上述の先物情報、実績情報及び定期情報となどに基づいて、第１の制御指令により要求された調達量の電力を調達するための需要家３ごとの割当て量（需要家３が系統２から入力する電力の上限値や、各需要家３が系統２に出力する電力の下限値）をそれぞれ計算する。

　またアグリゲーションサーバ１２は、このようにして算出した割当て量を指示値として指定すると共に、その割当て量分の電力を需要家３が系統２に入出力するための複合型電力変換装置７の運転モード又は制御モードを指定した第２の制御指令を需要家３ごとにそれぞれ生成し、生成した第２の制御指令をネットワーク１３を介して各需要家３の複合型電力変換装置７にそれぞれ送出する。なお制御モードとは、電力の放電元及び充電先を規定した複合型電力変換装置７の動作モードである。制御モードの詳細については後述する。

　そして、この第２の制御指令を受信した複合型電力変換装置７は、系統２から入出力する電力の電力量を第２の制御指令において指定された指示値とするように、第２の制御指令において指定された運転モード又は制御モードで配下の電力装置の充放電を制御する。

　このように本実施の形態のアグリゲーションシステム１では、各需要家３の複合型電力変換装置７が、系統２に入出力する電力の電力量を第２の制御指令において指定された指示値とするように、当該第２の制御指令で指定された運転モード又は制御モードで配下の電力装置の充放電を自律制御するため、アグリゲーションサーバ１２が各需要家３の電力装置ごとの充放電制御を行う必要がなく、その分、アグリゲーションサーバ１２の負荷を低減させることができる。

（２）複合型電力変換装置の構成
　図２は、本実施の形態による複合型電力変換装置（Ｈ－ＰＣＳ）７の構成を示す。本複合型電力変換装置７は、この図２に示すように、エネルギー管理装置（以下、これをＥＭＳ（Energy Management System）と呼ぶ）２０及びシステム制御装置２１と、ＤＣ（Direct Current）バス２２を介して接続された複数の充放電装置（図２では蓄電池充放電装置２３及びＥＶ充放電装置２４）及び複数の電力変換装置（図２では太陽光電力変換装置２５、風力発電電力変換装置２６、燃料電池発電電力変換装置２７及びガス発電電力変換装置２８）並びに双方向ＡＣ／ＤＣ（Alternating Current/Direct Current）コンバータ２９となどを備えて構成される。

　ＥＭＳ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリ等の情報処理資源を備えたマイクロコンピュータ装置である。このＥＭＳ２０には、スマートフォン、タブレット又はパーソナルコンピュータ等の通信端末装置３０やアグリゲーションサーバ１２と通信を行う通信機能と、通信端末装置３０を介して需要家３（図１）により設定された運転モードやアグリゲーションサーバ１２から与えられる第２の制御指令に従ってシステム制御装置２１に対応する指示を与えることにより、必要な電力装置の充放電等を制御する充放電等制御機能とが搭載されている。

　またＥＭＳ２０には、交流メータ４から取得した系統２からの電力の電圧及び周波数と、使用電力量とに基づいて、その需要家３における電力消費状態が最適となるようにシステム制御装置２１を介して各電力装置の充放電を制御する電力消費最適化機能と、系統２の停電が発生した場合などにその需要家３が所有する電力装置に蓄電された電力又は電力装置が発電する電力を利用して自立して消費電力を賄えるように制御する自立運転制御機能となども搭載されている。

　システム制御装置２１は、ＥＭＳ２０からの指示に基づいて、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２９と、各充放電制御装置（蓄電池充放電装置２３及びＥＶ充放電装置２４）と、各電力変換装置（太陽光電力変換装置２５、風力発電電力変換装置２６、燃料電池発電電力変換装置２７及びガス発電電力変換装置２８）との運転を制御するマイクロコンピュータ装置であり、ＣＰＵ３１、メモリ３２、通信インタフェース３３及び入出力インタフェース３４を備えて構成される。

　ＣＰＵ３１は、システム制御装置２１全体の動作制御を司るプロセッサである。またメモリ３２は、揮発性又は不揮発性の半導体メモリから構成され、各種プログラムや情報を記憶保持するために利用される。メモリ３２に格納されたプログラムをＣＰＵ３１が実行することにより、後述のようなシステム制御装置２１全体としての各種処理が実行される。通信インタフェース３３は、ＥＭＳ２０との通信時におけるプロトコル制御を行うインタフェースであり、入出力インタフェース３４は、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２９や、各充放電装置及び各電力変換装置との通信、入出力時におけるプロトコル制御及び入出力制御を行うインタフェースである。

　各充放電装置は、システム制御装置２１からの指示に応じて、蓄電機能を有する電力装置（図２では蓄電池８又は電気自動車９）の充放電を例えばその容量の0～100％の範囲で制御する機能を有する制御装置である。充放電装置には、対象とする電力装置の充放電電圧値及び充放電電流値を計測してシステム制御装置２１に通知したり、その電力装置の各種情報（蓄電量及びエラーの有無など）をシステム制御装置２１に通知する機能も搭載されている。

　同様に、電力変換装置は、システム制御装置２１からの指示に応じて、発電機能を有する対象とする電力装置（図２では太陽光発電設備１０、風力発電システム３５、燃料電池発電システム３６又はガスジェネレータ装置３７）により発電された電力をその0～100％の範囲でＤＣバス２２に放電する機能を有する制御装置である。また電力変換装置には、対象とする電力装置が発電した電力の電圧値及び電流値を計測してシステム制御装置２１に通知する機能も搭載されている。

　双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２９は、系統２から与えられる交流電力を直流電力に変換してＤＣバス２２に出力したり、各充放電装置及び各電力変換装置からＤＣバス２２に放電された直流電力を交流電力に変換して系統２に出力する機能を有するコンバータである。双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２９には、ＤＣバス２２から系統２に出力し又は系統２からＤＣバス２２に入力する電力量をＤＣバス２２又は系統２を流れる電力の0～100％の範囲で制御する機能や、ＤＣバス２２に入出力する電力の直流電圧値、直流電流値、及び交流電圧値、交流電流値、交流周波数を計測してシステム制御装置２１に通知する機能も搭載されている。

　なお以下においては、説明の容易化のため、図３に示すように、各需要家３がそれぞれ電力装置として蓄電池８、電気自動車９及び太陽光発電設備１０を所有し、複合型電力変換装置７が、充放電装置として蓄電池充放電装置２３及びＥＶ充放電装置２４、電力変換装置として太陽光電力変換装置２５を備えるものとする。この場合、蓄電池８及び蓄電池充放電装置２３間、電気自動車９及びＥＶ充放電装置２４間、太陽光発電設備１０及び太陽光電力変換装置２５間、並びに、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２９及び分電盤５間には、それぞれ安全対策用のスイッチ４０～４３が設けられる。

　また以下においては、複合型電力変換装置７がＡＣコンセント５０、自立端子５１及びＵＰＳ（無停電電源装置：Uninterruptible Power Supply）端子５２を備えるものとして説明を進める。この場合、ＡＣコンセント５０は、スイッチ４４を介して分電盤５及びスイッチ４３間に接続され、自立端子５１はスイッチ４５を介して双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２９及びスイッチ４３間に接続される。またＵＰＳ端子５２は、ＤＣ／ＡＣコンバータ４７を介してＤＣバス２２に接続される。

　かかる構成を有する本実施の形態の複合型電力変換装置７において、ＥＭＳ２０は、先物情報、実績情報及び定期情報をアグリゲーションサーバ１２に送信する。

　先物情報は、図４に示すように、需要家３が複合型電力変換装置７に設定したその複合型電力変換装置７の当日から１週間分の運転パターンを含む情報であり、例えば１日に１回複合型電力変換装置７からアグリゲーションサーバ１２に送信される。図４の例の場合、当日、翌日、２日目、３日目、４日目、５日目及び６日目の複合型電力変換装置７の運転パターンがそれぞれ「EX2」、「EX3」、「EX6」、「EX6」、「EX6」、「EX6」及び「EX3」という運転パターンにそれぞれ設定されていることが示されている。運転パターンの詳細については後述する。

　実績情報は、その需要家３の前日の発電電力量、充放電電力量及び電力消費量等に関する情報であり、例えば１日に１回複合型電力変換装置７からアグリゲーションサーバ１２に送信される。

　実績情報には、例えば図５に示すように、前日の午前０時から24時までの間の太陽光発電設備１０の発電電力量（「ＰＶ」の「発電電力量」）と、蓄電池８や電気自動車９の内蔵蓄電池の前日の午前０時から24時までの間の充電電力量（「蓄電池」及び「ＥＶ」の「充電電力量」）及び放電電力量（「蓄電池」及び「ＥＶ」の「放電電力量」）、並びに、前日の０時現在での蓄電電力量（「蓄電池」及び「ＥＶ」の「０時現在電力量」）及び前日の24時現在での蓄電電力量（「蓄電池」及び「ＥＶ」の「24時現在電力量」）と、前日の午前０時から24時までの間の系統２から入力した電力量（「系統」の「系統入力電力量」）及び系統２に出力した電力量（「系統」の「系統放電電力量」）、電圧制御による電力の調整量（「系統」の「電圧制御による電力調整量」）、周波数制御による電力の調整量（「系統」の「周波数制御による電力調整量」）及び無効電力の調整量（「系統」の「無効電力調整量」）と、前日の午前０時から24時までの間の負荷６での使用電力量（「負荷」の「使用電力量」）といった情報が含まれる。

　また実績情報には、前日の午前０時から24時までの間における運転モードの初期値（「履歴」の「初期運転モード」）と、前日の午前０時から24時までの間に運転モードが変更された場合の変更後の運転モード（「履歴」の「更新後運転モード」）と、その変更が行われた時刻（「履歴」の「変更時刻」）と、アグリゲーションサーバ１２から与えられた第２の制御指示に従って前日の午前０時から24時までの間に系統２に入出力した各電力量（「履歴」の「放電電力量」及び「充電電力量」」）といった情報も含まれる。

　定期情報は、例えば直前の30分間における発電電力量、充放電電力量及び電力消費量等に関する情報であり、30分ごとに複合型電力変換装置７からアグリゲーションサーバ１２に送信される。

　定期情報には、例えば図６に示すように、直前の30分間における太陽光発電設備１０の発電電力量（「ＰＶ」の「発電電力量」）と、蓄電池８や電気自動車９の内蔵蓄電池の直前の30分間における充電電力量（「蓄電池」及び「ＥＶ」の「充電電力量」）及び放電電力量（「蓄電池」及び「ＥＶ」の「放電電力量」）、定期情報を前回送信した際の蓄電池８や電気自動車９の内蔵蓄電池の蓄電電力量（「蓄電池」及び「ＥＶ」の「前回電力量」）及び現在の蓄電電力量（「蓄電池」及び「ＥＶ」の「現在電力量」）、並びに、定期情報を前回送信した際の蓄電池８や電気自動車９の内蔵蓄電池の充電率を表すＳＯＣ（State of Charge）（「蓄電池」及び「ＥＶ」の「前回ＳＯＣ」）及び現在の電気自動車９の内蔵蓄電池の充電率（「蓄電池」及び「ＥＶ」の「現在ＳＯＣ」）といった情報と、電気自動車９がＥＶ充放電装置２４（図３）に接続されているか否かの情報（「ＥＶ」の「ＥＶ接続」）とが含まれる。

　また定期情報には、直前の30分間における、系統２から入力した電力量（「系統」の「系統入力電力量」）及び系統２に出力した電力量（「系統」の「系統放電電力量」）、電圧制御による電力の調整量（「系統」の「電圧制御による電力調整量」）、周波数制御による電力の調整量（「系統」の「周波数制御による電力調整量」）及び無効電力の調整量（「系統」の「無効電力調整量」）と、交流メータ４（図３）により測定された系統２における電力の電圧（「系統」の「系統電圧」）、周波数（「系統」の「系統周波数」）と、需要家３の使用電力量（「系統」の「使用電力量」）といった情報も含まれる。

　さらに定期情報には、前回定期情報を送信したときの最大の蓄電可能容量（「履歴」の「前回最大容量」）、そのときの平均的な蓄電可能容量（「履歴」の「前回容量」）と、例えば直前の30分間又は１時間における最大の蓄電可能容量（「履歴」の「現在最大容量」）及び現在の蓄電可能容量（「履歴」の「現在容量」）と、前回定期情報を送信したときに設定されていた運転モード（「履歴」の「前回運転モード」）及び現在の運転モード（「履歴」の「現在運転モード」）、直前の30分間においてアグリゲーションサーバ１２からの第２の制御指令に基づく運転が行われたか否かを表す情報（「履歴」の「ＤＲ稼働／待機」）、直前の30分間に運転モードの変更が行われた場合のその変更が行われた時刻（「履歴」の「変更時刻」）と、以上の電力量等の計測を行った時刻（「履歴」の「計測時刻」）と、アグリゲーションサーバ１２から与えられた第２の制御指示に従って前日の午前０時から24時までの間に系統２に入出力した単位時間当たりの電力量（「履歴」の「制御指令による放電量」及び「制御指令による充電量」）と、現在放電可能な電力量（「履歴」の「充電可能量」）及び現在充電可能な電力量（「充電可能量」）といった情報も含まれる。

　なお定期情報には、以上の情報に加えて、蓄電池８及び電気自動車９の内蔵蓄電池を放電する放電電力量（抑制可能な系統２からの入力電力量含む）を30分単位で数時間分予測した予測値（「系統」の「蓄電池（ＥＶ蓄電池含む）放電による系統電力抑制の予測値」）と、蓄電池８及び電気自動車９の内蔵蓄電池を充電することで実現される充電電力（系統２からの入力電力）の増加量を30分単位で数時間分予測した予測値（「系統」の「蓄電池（ＥＶ蓄電池含む）充電による系統電力増加の予測値」）といった情報も含まれる。これらの予測値は、過去の実績等に基づいてＥＭＳ２０（図３）が算出したものである。

（３）アグリゲーションサーバの構成
　図７は、アグリゲーションサーバ１２の概略構成を示す。この図７に示すように、アグリゲーションサーバ１２は、上位通信インタフェース６０、下位通信インタフェース６１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６２、メモリ６３及び記憶装置６４を備えて構成される。

　上位通信インタフェース６０は、発電事業者１４（図１）の電力管理サーバ１５（図１）との通信時におけるプロトコル制御を行うインタフェースである。また下位通信インタフェース６１は、ネットワーク１３（図１）を介した各需要家３の複合型電力変換装置７との通信時におけるプロトコル制御を行うインタフェースであり、例えばＮＩＣ（Network Interface Card）などから構成される。

　ＣＰＵ６２は、アグリゲーションサーバ１２全体の動作制御を司るプロセッサである。またメモリ６３は、例えば半導体メモリから構成され、各種プログラムを一時的に保持するために利用されるほか、ＣＰＵ６２のワークメモリとしても利用される。上述及び後述するデマンドレスポンスに関する各種処理を実行するデマンドレスポンス処理プログラム７０もこのメモリ６３に格納されて保持される。

　記憶装置６４は、例えばハードディスク装置やＳＳＤ（Solid State Drive）などの大容量の不揮発性記憶装置から構成され、各種プログラムやデータを長期間保持するために利用される。本実施の形態の場合、記憶装置６４には、需要家初期登録情報データベース７１、定期取得情報管理データベース７２、出力可能値管理テーブル７３、入力可能値管理テーブル７４及び実績値テーブル７５が格納される。

　需要家初期登録情報データベース７１は、アグリゲータ１１（図１）とデマンドレスポンス契約を締結している各需要家３についてそれぞれ初期登録された情報を管理するために利用されるテーブルである。本実施の形態の場合、需要家３について初期登録すべき情報としては、図８に示すように、「契約者」、「契約電力」、「本体」及び「ＤＲ設定」の４つの項目がある。

　「契約者」は、アグリゲータ１１とデマンドレスポンス契約を締結した需要家３（契約者）に関する情報であり、その需要家３に関する初期情報を需要家初期登録情報データベース７１に登録した「登録日」と、その需要家３の「個人ＩＤ」、「氏名」、「郵便番号」及び「住所」などの情報を含む。

　また「契約電力」は、その需要家３が電力会社と契約内容に関する情報であり、その電力会社の会社名（「電力会社名」）、その需要家３がその電力会社と締結している契約の「プラン名」及び「容量」と、その契約を行った日（「契約日」）などの情報を含む。

　「本体」は、その需要家３に設置された複合型電力変換装置７や、その需要家３が所有する各電力装置に関する情報である。その需要家３が電力装置として図３のように蓄電池８、電気自動車９及び太陽光発電設備１０を所有している場合、この「本体」に関する情報として、複合型電力変換装置７の「型式」、「設置年月日」、単相用及び三相用のいずれであるかを表す情報（「単相or三相」）、「定格出力」、並びに、交流入力の電圧及び周波数（「交流入力（電圧）」、「交流入力（周波数）」）と、蓄電池８の種別（「蓄電池種別」）、最大電力（「蓄電池最大電力」）及び容量（「蓄電池容量」）と、電気自動車９の種別（「ＥＶ種別」）、電気自動車の内蔵蓄電池の最大電力（「ＥＶ蓄電池最大電力」）及び容量（「ＥＶ蓄電池容量」）と、太陽光発電設備１０の種別（「ＰＶ種別」）及びその最大発電電力量（「ＰＶ最大電力」）となどの情報を含む。

　また「ＤＲ設定」は、その需要家３がアグリゲータ１１と締結したデマンドレスポンス契約に関する情報である。その需要家３が電力装置として図３のように蓄電池８、電気自動車９及び太陽光発電設備１０を所有している場合、この「ＤＲ設定」に関する情報として、電気自動車９の内蔵蓄電池の充電電力値（「ＥＶ充電電力値」）、系統２から得られる電力の最大使用値（「系統使用電力最大値」）、電気自動車９の内蔵蓄電池のＳＯＣの下限値及び上限値（「ＥＶ蓄電池ＳＯＣ下限値」及び「ＥＶ蓄電池ＳＯＣ上限値」）、蓄電池８が充電可能な電力値（「蓄電池充電電力値」）、蓄電池８のＳＯＣの下限値及び上限値（「蓄電池ＳＯＣ下限値」及び「蓄電池ＳＯＣ上限値」）、電気自動車９の内蔵蓄電池及び蓄電池８の充放電の優先順位（「ＥＶ蓄電池、蓄電池の充放電優先順位」）などの情報を含む。

　定期取得情報管理データベース７２は、各需要家３の複合型電力変換装置７のＥＭＳ２０からそれぞれ定期的に送信される図４について上述した先物情報、図５について上述した実績情報及び図６について上述した定期情報を一括管理するために利用されるデータベースである。この定期取得情報管理データベース７２は、いずれかの需要家３の複合型電力変換装置７のＥＭＳ２０から先物情報や、実績情報又は定期情報が送信されてくるごとに更新される。

　出力可能値管理テーブル７３は、各需要家３がそれぞれそのとき系統２に出力可能な電力量を管理し、第１の制御指令に基づくタスクを実行する際に各需要家に割り当てる上述の割当て量を算出するために利用されるテーブルであり、各需要家３の複合型電力変換装置７から30分ごとにそれぞれ送信されてくる定期情報（図６）や、各需要家３の複合型電力変換装置７から適宜送信されてくる図１８について後述する予測情報に基づいて順次更新される。この出力可能値管理テーブル７３は、図９に示すように、ＩＤ欄７３Ａ、現在出力欄７３Ｂ、放電可能容量欄７３Ｃ及び抑制可能電力量予測値欄７３Ｄを備えて構成される。

　そしてＩＤ欄７３Ａには、アグリゲータ１１（図１）とデマンドレスポンス契約を締結した各需要家３の複合型電力変換装置７にそれぞれ付与した識別子（ＩＤ）が格納される。また現在出力欄７３Ｂには、対応する需要家３が現在系統２に電力を出力している場合の出力電力量が格納され、放電可能容量欄７３Ｃには、対応する需要家３が蓄電池８や電気自動車９の内蔵蓄電池を放電することにより今現在生成可能な電力容量が格納される。

　また抑制可能電力量予測値欄７３Ｄは、30分ごとの複数時間分の予測値欄７３Ｅに区分されており、各予測値欄７３Ｅには、それぞれ現在時刻から対応する時間の経過後における、対応する需要家３が蓄電池８や電気自動車９の内蔵蓄電池に蓄えた電力をＤＣバス２２に放電することにより放電電力量（抑制可能な系統２からの入力電力量含む）の予測値が格納される。

　また入力可能値管理テーブル７４は、各需要家３がそれぞれ系統２から入力可能な電力量を管理し、第１の制御指令に基づくタスクを実行する際に各需要家に割り当てる割当て量を算出するために利用されるテーブルであり、各需要家３の複合型電力変換装置７から30分ごとに送信されてくる定期情報（図６）や、各需要家３の複合型電力変換装置７から適宜送信されてくる図１８について後述する予測情報に基づいて順次更新される。この入力可能値管理テーブル７４は、図１０に示すように、ＩＤ欄７４Ａ、現在入力欄７４Ｂ、充電可能容量欄７４Ｃ及び使用可能電力量予測値欄７４Ｄを備えて構成される。

　そしてＩＤ欄７４Ａには、アグリゲータ１１とデマンドレスポンス契約を締結した各需要家３の複合型電力変換装置７にそれぞれ付与した識別子（ＩＤ）が格納される。また現在入力欄７４Ｂには、対応する需要家３が現在系統２から電力を入力している場合の入力電力値が格納され、充電可能容量欄７４Ｃには、対応する需要家３が蓄電池８や電気自動車９の内蔵蓄電池に今現在充電能な電力容量が格納される。

　また使用可能電力量予測値欄７４Ｄは、30分ごとの複数時間分の予測値欄７４Ｅに区分されており、各予測値欄７４Ｅには、それぞれ現在時刻から対応する時間の経過後における、対応する需要家３がＤＣバス２２から蓄電池８や電気自動車９の内蔵蓄電池に充電することにより増加可能な充電電力（系統２から入力電力）の増加量の予測値が格納される。

　実績値テーブル７５（図１１）は、各需要家３がそれぞれアグリゲーションサーバ１２からの第２の制御指令に従って、蓄電池８や電気自動車９の内蔵蓄電池から系統２に電力を放電した放電量、又は、系統２から入力した電力を蓄電池８や電気自動車９の内蔵蓄電池に充電した充電量を管理するために利用されるテーブルであり、各需要家３の複合型電力変換装置７から30分ごとに送信されてくる定期情報（図６）の一部を抜き出して作成される。この実績値テーブル７５は、ＩＤ欄７５Ａ、日付欄７５Ｂ、開始時刻欄７５Ｃ、終了時刻欄７５Ｄ、放電調整量欄７５Ｅ及び充電調整量欄７５Ｆを備えて構成される。

　そしてＩＤ欄７５Ａには、アグリゲータ１１とデマンドレスポンス契約を締結した各需要家３の複合型電力変換装置７にそれぞれ付与した識別子（ＩＤ）が格納される。また日付欄７５Ｂには、対応する複合型電力変換装置７がアグリゲーションサーバ１２からの第２の制御指令に従って、蓄電池８や電気自動車９の内蔵蓄電池から系統２に電力を放電し、又は、系統２から入力した電力を蓄電池８や電気自動車９の内蔵蓄電池に充電するデマンドレスポンスを最後に行った日付が格納される。

　さらに開始時刻欄７５Ｃには、そのデマンドレスポンスを開始した時刻（開始時刻）が格納され、終了時刻欄７５Ｄには、そのデマンドレスポンスを終了した時刻（終了時刻）が格納される。また放電調整量欄７５Ｅには、かかるデマンドレスポンスにより蓄電池８や電気自動車９の内蔵蓄電池からＤＣバス２２に放電した放電電力量（系統２への出力電力量）の総和が格納され、充電調整量欄７５Ｆには、かかるデマンドレスポンスによりＤＣバス２２から蓄電池８や電気自動車９の内蔵蓄電池に充電することで増加させた充電電力量（系統２からの入力電力量）の増加量の総和が格納される。

（４）運転モード
　次に、運転モードについて説明する。図１２は、図３について上述した構成を有する複合型電力変換装置７におけるシステム制御装置２１のデマンドレスポンスに関する基本的な制御単位をまとめたものである。この図１２に示すように、かかるシステム制御装置２１の基本的な制御内容として、「入力」、「充電」、「出力」及び「放電」の４つがある。

　この場合、「入力」としては、系統２から電力をＤＣバス２２に入力する「系統」と、太陽光発電設備１０により発電された電力をＤＣバス２２に入力する「ＰＶ」との２つがある。そして、システム制御装置２１は、「系統」については、図３において「７」、「５」、「４」及び「３」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由して系統２からＤＣバス２２に電力を入力するよう双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２９を動作させることで実現し、「ＰＶ」については、図３において「１」、「２」及び「３」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由して太陽光発電設備１０から電力をＤＣバス２２に入力するよう太陽光電力変換装置２５（図３）を動作させることで実現する。

　また「充電」としては、電気自動車９の内蔵蓄電池を充電する「ＥＶ充電」と、蓄電池８を充電する「蓄電池充電」との２つがある。そして、システム制御装置２１は、「ＥＶ充電」については、図３において「３」、「９」及び「８」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由して電気自動車９の内蔵蓄電池に電力を供給するようにＥＶ充放電装置２４を動作させることで実現し、「蓄電池充電」については、図３において「３」、「１１」及び「１０」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由して蓄電池８に電力を供給するように蓄電池充放電装置２３を動作させることで実現する。

　「出力」に関しては、系統２に電力を出力する「系統」と、ＡＣコンセント５０、自立端子５１又はＵＰＳ端子５２をそれぞれ介して電力を出力する「ＡＣコンセント」、「自立端子」及び「ＵＰＳ出力」との４つがある。そして、システム制御装置２１は、かかる「系統」については、図３において「３」、「４」、「５」及び「７」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由して系統２に電力を出力し得るよう双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２９を動作させることで実現する。

　またシステム制御装置２１は、「ＡＣコンセント」については、図３において「７」、「５」及び「１２」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由してＡＣコンセント５０に電力を出力し得るようにスイッチ４４をオン動作することで実現し、「自立端子」については、図３において「３」、「４」及び「１３」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由して自立端子５１に電力を出力し得るようにスイッチ４５をオン動作することで実現する。なお「自立端子」は、停電時のみに行われる制御である。さらに「ＵＰＳ出力」については、図３において「３」及び「１４」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由してＵＰＳ端子５２に電力を出力し得るようにスイッチ４６をオン動作することで実現する。

　また「放電」としては、電気自動車９の内蔵蓄電池を放電させる「ＥＶ放電」と、蓄電池８を放電させる「蓄電池放電」との２つがある。そしてシステム制御装置２１は、「ＥＶ放電」については、図３において「８」、「９」及び「３」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由して電気自動車９の内蔵蓄電池に蓄えられた電力をＤＣバス２２に電力を出力するようＥＶ充放電装置２４を動作させることで実現し、「蓄電池放電」という制御単位については、図３において「１０」、「１１」及び「３」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由して蓄電池８に蓄えられた電力をＤＣバス２２に出力するように蓄電池充放電装置２３を動作させることで実現する。

　一方、図１３は、上述のような制御単位を組み合わせることにより複合型電力変換装置７が実現可能な制御モード（電力の放電元及び当該電力の充電先を規定した動作モード）の種類及びその制御モードを実現するための制御単位の組合せを示す。制御モードとしては、「充電」、「放電」、「自立」及び「無効電力」の４つがある。図１３において、制御機能欄の「→」は、その右側の電力装置又は系統２からその左側の電力装置又は系統２への電力の流れを示し、「制御単位組合せ」欄は、対応する制御モードを実現するための図１２について上述した制御単位の組合せ方法を示す。

　例えば「H-PCSエネルギー蓄積制御モード」の「ＰＶ＋系統→蓄電池」は、太陽光発電設備１０により発電した電力と系統２の電力を蓄電池８に充電する制御モードを表しており、これは図１２において小文字のローマ数字の「２」という識別子が与えられた制御単位を優先に行い、不足時には小文字のローマ数字の「１」という識別子が与えられた制御単位と組み合わせた制御を加え、図１２において小文字のローマ数字の「４」という識別子が与えられた制御単位とを組み合わせる（これら制御単位の制御を同時に行う）ことで実現することが示されている。

　なお図１３において「制御単位組合せ」欄の「小文字のローマ数字「３」と「４」比率制御」は、例えば蓄電池８及び電気自動車９の内蔵蓄電池の容量及び現在のＳＯＣに基づいて充電量を比率分配することを意味する。

　他方、図１４は、運転モードに関する一日のタイムスケジュール例を示す。本実施の形態の場合、「0:00」から「5:00」までの時間帯を「深夜」、「5:00」から「8:00」までの時間帯を「朝」、「8:00」から「12:00」までの時間帯を「午前」、「12:00」から「14:00」までの時間帯を「昼」、「14:00」から「17:00」までの時間帯を「午後」、「17:00」から「19:00」までの時間帯を「夕方」、「19:00」から「24:00」までの時間帯を「夜」として管理する。そして本実施の形態においては、各時間帯に図１２について上述した制御モードをそれぞれ割り当てることにより１つの運転モードとして定義する。

　図１５（Ｂ）は、このようにして定義された複合型電力変換装置７の幾つかの運転モードの構成例を示す。この図１５（Ｂ）の例は、図１５（Ａ）に示すように、運転パターンとして、「EX1」～「EX7」の識別子がそれぞれ付与された合計７個の運転パターンが定義された場合の例である。図において、大文字のアルファベットで表す運転モード記号「Ａ」～「Ｆ」は、それぞれ図１３について上述した制御モード「ａ」～「ｌ」を組み合わせて、複合型電力変換装置７のシステム制御装置２１が太陽光発電設備１０、蓄電池８及び電気自動車９の内蔵蓄電池などの配下の電力装置を状況に応じて選択し、選択した電力装置を最適に制御する。

　例えば、「Ａ」という識別子が付与された運転モード（「ＤＲ優先：アグリゲータの指令の場合」）では、複合型電力変換装置７（システム制御装置２１）は、アグリゲーションサーバ１２から送信されてきた第２の制御指令に従った運転モード又は制御モードで自律制御を行う。

　また「Ｂ」という識別子が付与された運転モード（「H-PCSエネルギー蓄積制御モード」）では、複合型電力変換装置７（システム制御装置２１）は、太陽光発電設備１０の発電量の状態、蓄電池８及び電気自動車９の内蔵蓄電池のＳＯＣの状態と充電可能範囲とに応じて、蓄電池８や電気自動車９の内蔵蓄電池に充電させるなど、複合型電力変換装置７の配下にある電力装置にエネルギーを蓄積する制御を行う。そのときの制御モードとしては「ａ」、「ｂ」、「ｃ」及び「ｄ」の制御モードが存在する。制御処理については後述する。

　「Ｃ」という識別子が付与された運転モード（「H-PCSエネルギー放出制御モード」）では、複合型電力変換装置７（システム制御装置２１）は、太陽光発電設備１０の発電量の状態、蓄電池８及び電気自動車９の内蔵蓄電池のＳＯＣの状態と放電可能範囲に応じて、蓄電池８や電気自動車９の内蔵蓄電池から放電するなど、複合型電力変換装置７の配下にある電力装置から蓄積されたエネルギーを放出する制御をする。そのときの制御モードとしては「ｅ」、「ｆ」及び「ｇ」の制御モードが存在する。制御処理については後述する。

　「Ｄ」という識別子が付与された運転モード（「自立制御モード」）では、複合型電力変換装置７（システム制御装置２１）は、停電時に太陽光発電設備１０の発電量の状態、蓄電池８及び電気自動車９の内蔵蓄電池のＳＯＣの状態と放電可能範囲とに応じて、蓄電池８や電気自動車９の内蔵蓄電池から放電させ、自立端子５１に出力させる。そのときの制御モードとしては「ｈ」、「ｉ」、「ｊ」及び「ｋ」の制御モードが存在する。

　「Ｅ」という識別子が付与された運転モード（「ピークカット」）では、複合型電力変換装置７（システム制御装置２１）は、系統２からの電力入力の上限値を設定し、これを越える場合に上記「Ｃ」の「H-PCSエネルギー放出制御モード」を用いて配下の電力装置の蓄電エネルギーを放電し電力入力を抑制する。そのときの制御モードとしては「ｅ」、「ｆ」及び「ｇ」の制御モードが存在する。

　「Ｆ」という識別子が付与された運転モード（「ピークシフト」）では、複合型電力変換装置７（システム制御装置２１）は、価格の安い時間帯あるいは系統電力が過多のときに系統２から入力した電力、及び太陽光発電設備１０の発電電力を、上記「Ｂ」の「H-PCSエネルギー蓄積制御モード」を用いて蓄電池８及び電気自動車９の内蔵蓄電池に充電するなど、複合型電力変換装置７の配下にある電力装置に蓄積されたエネルギーを増加させる。そのときの制御モードとしては「ａ」、「ｂ」「ｃ」及び「ｄ」の制御モードが存在する。価格の高い時間帯あるいは系統電力が過少のときに複合型電力変換装置７（システム制御装置２１）は、「Ｃ」の「H-PCSエネルギー放出制御モード」を用いて配下の電力装置の蓄電エネルギーを放電し電力入力を抑制する。そのときの制御モードとしては「ｅ」、「ｆ」及び「ｇ」の制御モードが存在する。

　一方、「EX1」という識別子の運転パターン（「ＤＲ優先：アグリゲータの指令の場合」）は、複合型電力変換装置７（システム制御装置２１）は、「深夜」、「朝」、「午前」、「昼」、「午後」、「夕方」及び「夜」のすべての時間帯において、アグリゲーションサーバ１２から送信されてきた第２の制御指令に従った運転モード又は制御モードで自律制御を実施する運転パターンである。

　また「EX2」という識別子が付与された運転パターン（「昼間H-PCSエネルギー蓄積制御モード、夜間放出制御モード」）は、昼間太陽光発電設備１０の発電電力を上記「Ｂ」の運転モードで複合型電力変換装置７の配下にある電力装置に蓄電し、夜間に上記「Ｃ」の運転モードで昼間蓄電したエネルギーを放出する運転パターンである。

　さらに「EX3」という識別子が付与された運転パターン（「H-PCSエネルギー放出制御モード」）は、「深夜」～「夜」までの各時間帯に上記「Ｃ」の運転モードで蓄電したエネルギーを放出する運転パターンである。

　「EX4」という識別子が付与された運転パターン（自立制御モード）は、「停電／緊急（BCP（Business continuity planning）/LCP（Life continuity planning）として利用）対応」で、すべての時間帯でその需要家３が所有する太陽光発電設備１０、蓄電池８及び電気自動車９の内蔵蓄電池のいずれか１つ又は２つを組み合わせてその需要家３内で自立して電力を賄う（「深夜」から「夜」までの各欄の値が「Ｄ」）停電時や緊急時における運転パターンである。

　「EX5」という識別子が付与された運転パターン（「ピークカット」）は、開始、終了時刻及び系統入力の上限電力を設定し、上記「Ｃ」の「H-PCSエネルギー放出制御モード」を用いて設定した条件を満たす制御を実施し、系統電力の入力制限をする運転パターンである。

　「EX6」という識別子が付与された運転パターン（「ピークシフト」）は、上記「Ｂ」の「H-PCSエネルギー蓄電制御モード」を用いて開始、終了時刻を設定し、設定した時間帯に充電を実施し、上記「EX5」と同様の手順で複合型電力変換装置７の配下にある電力装置に蓄積されたエネルギーを放出しピークカットする運転パターンである。

　「EX7」という識別子が付与された運転パターン（「オリジナル設定」）は、各時間帯の運転モードあるいは制御モードを自由に設定（「深夜」から「夜」までのすべての欄の値が「任意」）できる運転パターンである。

（５）第１及び第２の制御指令の具体的内容
　次に、第１及び第２の制御指令の具体的な内容について説明する。図１６は、電力管理サーバ１５（図３）からアグリゲーションサーバ１２（図３）に送信される第１の制御指令の具体的な内容を示す。図１６において、タスク欄８０Ａは第１の制御指令によるタスクの内容を表し、制御内容欄８０Ｂは、対応するタスク内容の第１の制御指令を受信したアグリゲーションサーバ１２により実行される制御内容を示す。また応答時間欄８０Ｃは、対応するタスク内容の第１の制御指令が電力管理サーバ１５からアグリゲーションサーバ１２に送信される時期を示し、指示値欄８０Ｄは、対応するタスク内容の第１の制御指令に含まれる指示値の内容を示す。さらに実績報告欄８０Ｅは、アグリゲーションサーバから電力管理サーバに通知される対応する第１の制御指令の実行結果の内容を示す。

　この図１６に示すように、第１の制御指令のタスク内容としては、電力需要の多い時間帯の消費電力量を他の時間帯にシフトさせる「ピークシフト」、電力需要の多い時間帯の消費電力量を低減させる「ピークカット」、ネガワットを創出させる「需要調整１」、ポジワットを創出させる「需要調整２」、系統２における電力の周波数や電力量を調整する「周波数・電力制御」、無効電力を制御する「無効電力制御」及び各需要家３における太陽光発電電力の逆潮流を禁止する「ＰＶ出力の逆潮流防止」などがある。

　そして「ピークシフト」、「ピークカット」をタスクとした第１の制御指令については、その制御を行うべき日の前日までに電力管理サーバ１５からアグリゲーションサーバ１２に開始時刻、制御時間及び容量（又は出力）を指示値として指定した第１の制御指令が与えられ、「需要調整１」、「需要調整２」及び「ＰＶ出力の逆潮流防止」をタスクとした第１の制御指令については、例えばその制御を行うべき時刻の数分前までに電力管理サーバ１５からアグリゲーションサーバ１２に開始時刻、制御時間及び容量（又は出力）を指示値として指定した第１の制御指令が与えられる。

　また「周波数・電力制御」、「無効電力制御」をタスクとした第１の制御指令については、リアルタイムで電力管理サーバ１５からアグリゲーションサーバ１２に開始時刻及び制御時間を指示値として指定した第１の制御指令が与えられる。

　一方、図１７は、電力管理サーバ１５から上述の第１の制御指令が与えられたアグリゲーションサーバ１２が、需要家３により運転モードとして図１５の識別子「Ａ」の運転モードが設定された各複合型電力変換装置７（以下、これを制御対象の複合型電力変換装置７と呼ぶ）に対して送信する第２の制御指令の具体的な内容を示す。

　「ピークシフト」又は「ピークカット」をタスク内容とする第１の制御指令は、前日に電力管理サーバ１５からアグリゲーションサーバ１２に与えられるため、アグリゲーションサーバ１２は、これらのタスク内容の第１の制御指令を受信した場合、図１７に示すように、制御対象の各複合型電力変換装置７に対して制御モードと、制御の開始時刻、終了時刻及び容量を指示値として指定した第２の制御指令をそれぞれ送信する。

　具体的に、アグリゲーションサーバ１２は、「ピークシフト」をタスク内容とする第１の制御指令を受信した場合、複合型電力変換装置７の配下にある電力装置にエネルギーを蓄積する「H-PCSエネルギー蓄積」時は制御モードとして図１５において識別子が「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」の制御モードを指定すると共に、制御の開始時刻、終了時刻及び容量を指示値として指定した第２の制御指令を制御対象の各複合型電力変換装置７にそれぞれ送信する。同様に複合型電力変換装置７の配下にある電力装置に蓄積されたエネルギーを放出する「H-PCSエネルギー放出」時は、「ｅ」、「ｆ」又は「ｇ」の制御モードが指定される。またアグリゲーションサーバ１２は、「ピークカット」をタスク内容とする第１の制御指令を受信した場合、「H-PCSエネルギー放出制御モード」として図１５において識別子が「ｅ」、「ｆ」、「ｇ」の制御モードを指定すると共に、制御の開始時刻、終了時刻及び容量を指示値として指定した第２の制御指令を制御対象の各複合型電力変換装置７にそれぞれ送信する。

　さらにアグリゲーションサーバ１２は、「需要調整１」、「需要調整２」、「周波数・電力制御」、「無効電力制御」又は「ＰＶ出力の逆潮流防止」をタスク内容とする第１の制御指令は、例えば開始時刻の数分前又はリアルタイムで電力管理サーバ１５からアグリゲーションサーバ１２に与えられるため、アグリゲーションサーバ１２は、これらのタスク内容の第１の制御指令を受信した場合、制御対象の各複合型電力変換装置７に対して制御モードと、指示値として制御の開始時刻、終了時刻及び容量とを指定した第２の制御指令をそれぞれ送信する。

　アグリゲーションサーバ１２は、「需要調整１」をタスク内容とする第１の制御指令を受信した場合、「H-PCSエネルギー蓄積制御モード」として図１５において識別子が「ａ」、「ｂ」、「ｃ」又は「ｄ」の制御モードを指定すると共に、制御の開始時刻及び終了時刻、又は、充電の開始時刻、終了時刻及び充電量を指示値として指定した第２の制御指令を制御対象の各複合型電力変換装置７にそれぞれ送信する。

　アグリゲーションサーバ１２は、「需要調整２」をタスク内容とする第１の制御指令を受信した場合、「H-PCSエネルギー放出制御モード」として識別子が「ｅ」、「ｆ」又は「ｇ」を指定すると共に、制御の開始時刻、終了時刻及び容量を指示値として指定した第２の制御指令を制御対象の各複合型電力変換装置７にそれぞれ送信する。

　さらにアグリゲーションサーバ１２は、「周波数・電力制御」をタスク内容とする第１の制御指令を受信した場合、「H-PCSエネルギー制御モード」として、蓄積については図１３において識別子が「ａ」、「ｂ」、「ｃ」又は「ｄ」の制御モードを指定し、放出については図１３において識別子が「ｅ」、「ｆ」又は「ｇ」の制御モードを指定すると共に、制御の開始時刻、終了時刻及び容量を指示値として指定した第２の制御指令を制御対象の各複合型電力変換装置７にそれぞれ送信する。なお、第２の制御指令を受信した各複合型電力変換装置７は、蓄積又は放出を予め登録されたグラフに従って周波数変動又は電力変動に応じて実施することになる。

　さらにアグリゲーションサーバ１２は、「無効電力制御」をタスク内容とする第１の制御指令を受信した場合、制御モードとして図１３において識別子が「ｌ」の制御モードを指定した第２の制御指令を制御対象の各複合型電力変換装置７にそれぞれ送信する。

（６）複合型電力変換装置による自律制御の流れ
（６－１）全体の流れ
　図１８は、本実施の形態による複合型電力変換装置７が、アグリゲーションサーバ１２から所定時間（30分ごと）に与えられる第２の制御指令に基づいて、需要家３の各電力装置を第２の制御指令に応じた状態に自律制御する処理の流れを示す。

　この場合、アグリゲータ１１とデマンドレスポンス契約を締結した各需要家３は、それぞれ通信端末装置３０を用いて自己の複合型電力変換装置７が自律して各電力装置を制御するための条件（以下、これを自律制御条件と呼ぶ）を適宜設定する。このとき設定すべき自律制御条件は、蓄電池８の充放電可能範囲（ＳＯＣ上限値及び下限値）、充電電力値及び放電電力値と、電気自動車９の内蔵蓄電池の充放電可能範囲（ＳＯＣ上限値及び下限値）、充電電力値及び放電電力値と、蓄電池８及び電気自動車９の内蔵蓄電池の充放電の優先順位及び、今後数時間分の30分ごとの電力使用量の予測値である。そして通信端末装置３０は、このようにして需要家３により設定された自律制御条件をＥＭＳ２０に送信する（ＳＰ１）。

　ＥＭＳ２０は、通信端末装置３０から送信されてきた自律制御条件に基づいて、図９について上述した出力可能値管理テーブル７３及び図１０について上述した入力可能値管理テーブル７４を更新するために必要な情報（例えば30分ごとの予測値）を算出し、算出したこれらの情報を予測情報としてアグリゲーションサーバ１２に送信する（ＳＰ２）。

　実際上、ＥＭＳ２０は、通信端末装置３０からかかる自律制御条件が送信されてくると、当該自律制御条件に含まれる今後数時間分の30分ごとの電力使用量の予測値に基づいて、今後30分ごとの蓄電池８及び電気自動車９の内蔵蓄電池から系統２に出力可能な電力量を数時間分算出すると共に、今後30分ごとの蓄電池８及び電気自動車９の内蔵蓄電池に充電するために入力可能な電力量を数時間分算出する。

　そしてＥＭＳ２０は、算出したこれらの電力量を、その需要家３が系統２に現在出力している電力量及びその需要家３が系統２から現在入力している電力量と、かかる蓄電池８及電気自動車９の内蔵蓄電池から系統２に現在放電可能な電力量及びこれらの蓄電池８等に現在充電可能な容量と共に予測情報としてアグリゲーションサーバ１２に送信する。

　この予測情報を受信したアグリゲーションサーバ１２は、当該予測情報に基づいて出力可能値管理テーブル７３（図９）及び入力可能値管理テーブル７４（図１０）を更新する（ＳＰ３）。なお、上述のように出力可能値管理テーブル７３及び入力可能値管理テーブル７４は、各需要家３の複合型電力変換装置７から30分ごとにアグリゲーションサーバ１２に送信される定期情報（図６）によっても更新される。

　また、このときＥＭＳ２０は、ステップＳＰ２で受信した自律制御条件をシステム制御装置２１に送信し（ＳＰ４）、これをシステム制御装置２１に登録する。

　以上までの処理は、需要家３が通信端末装置３０を用いて自律制御条件を更新するたびに実行される。

　一方、電力管理サーバ１５は、アグリゲーションサーバ１２に対して、そのアグリゲーションサーバ１２が管理する区域において実行すべきタスクと、その開始時刻、制御時間及び容量とを指定した第１の制御指令を一定時間ごと（例えば30分ごと）に送信する（ＳＰ５）。

　そして、この第１の制御指令を受信したアグリゲーションサーバ１２は、第１の制御指令において指定されたタスクを実行するためにそのアグリゲーションサーバ１２が管理する区域内の各需要家３に割り当てる電力量（系統２からの入力電力の上限値や、系統２に出力すべき電力の下限値）を出力可能値管理テーブル７３や入力可能値管理テーブル７４と、また必要に応じて需要家初期登録情報データベース７１及び定期取得情報管理データベース７２となどを参照してそれぞれ計算する（ＳＰ６）。なお、このときかかる対象となる需要家３は、そのときの複合型電力変換装置７の運転モードとして図１５において識別子が「EX1」の運転パターンが設定されている各需要家３のみである。

　そしてアグリゲーションサーバ１２は、対応する需要家３ごとに、かかる第１の制御指令において指定されたタスクに応じた運転モード又は制御モードを指定すると共に、上述のようにして計算したその需要家３の割当て量と、かかる運転モード又は制御モードの開示時刻及び終了時刻とを指定値として指定した第２の制御指令を生成し、生成した第２の制御指令をその需要家３の複合型電力変換装置７のＥＭＳ２０に送信する（ＳＰ７）。またＥＭＳ２０は、かかる第２の制御指令を受信すると、この第２の制御指令に含まれる運転モード又は制御モードと指示値とを制御情報としてシステム制御装置２１に転送する（ＳＰ８）。

　システム制御装置２１は、かかる制御情報を受信すると、その制御情報において指定された運動モード又は制御モードで、当該制御情報において指定された指示値の条件を満たすように蓄電池充放電装置２３（図３）、ＥＶ充放電装置２４（図３）及び太陽光電力変換装置（図３）のうちの必要な装置の動作を制御する自律制御処理を実行する（ＳＰ９）。

　具体的に、システム制御装置２１は、かかる制御情報において指定された運転モード又は制御モードで必要な充放電装置や電力変換装置を動作させる。またこの際、システム制御装置２１は、かかる制御情報に指示値が含まれる場合には、系統２から入力する電力量が指示された割当て量以下となり又は系統２に出力する電力量が指示された割当て量以上となるように対応する電力装置を動作させる。

　また、この際システム制御装置２１は、蓄電池８及び電気自動車９の内蔵蓄電池の受放電電力量や、太陽光発電設備１０の発電電力量などの必要なデータを蓄電池充放電装置２３（図３）、ＥＶ充放電装置２４（図３）及び太陽光電力変換装置（図３）に計測させる（ＳＰ１０）。そして、システム制御装置２１は、やがてアグリゲーションサーバ１２からＥＭＳ２０を経由して次の指示値が与えられると（例えば30分後）、それまでの計測結果に基づいて図６について上述した定期情報を生成し、生成した定期情報をＥＭＳ２０に送信する（ＳＰ１１）。

　ＥＭＳ２０は、かかる定期情報を受信すると、これをアグリゲーションサーバ１２に転送する（ＳＰ１２）。かくして、アグリゲーションサーバ１２は、この定期情報に基づいてその期間におけるその需要家の放電調整量又は充電調整量を集計し、集計結果に基づいて定期取得情報管理データベース７２（図７）及び実績値テーブル７５（図１１）をそれぞれ更新する（ＳＰ１３）。

　またＥＭＳ２０は、受信したかかる定期情報を通信端末装置３０にも転送する（ＳＰ１４）。かくして、通信端末装置３０は、この定期情報をアグリゲーションサーバ１２と同様に集計し、集計結果を含む必要な情報を表示する（ＳＰ１５）。

　なおステップＳＰ５～ステップＳＰ１５の処理は、電力管理サーバ１５（図３）が第１の制御指令をアグリゲーションサーバ１２に送信する周期（30分周期）で繰り返される。

（６－２）系統入力電力抑制処理
　図１９Ａ～図１９Ｃは、アグリゲーションサーバ１２から複合型電力変換装置７に送信された第２の制御指令において、例えばアグリゲータから電力入力制限指令があり図１５（Ｂ）の「Ａ」という運転モードが指定されている場合に、その複合型電力変換装置７のシステム制御装置２１により実行される系統入力電力抑制処理の処理手順を示す。

　上述のようにアグリゲーションサーバ１２から複合型電力変換装置７に送信された第２の制御指令は、ＥＭＳ２０を経由してシステム制御装置２１に与えられる。そしてシステム制御装置２１は、かかる第２の制御指令が与えられると、この図１９Ａ～図１９Ｃに示す系統入力電力抑制処理を開始し、まず、交流メータ４を利用して、現在、複合型電力変換装置７が系統２から入力している電力量を計測する（ＳＰ２０）。

　続いて、システム制御装置２１は、ステップＳＰ２０の計測結果に基づいて、現在、複合型電力変換装置７が買電力中であるか否か（ステップＳＰ２０で計測した電力量がプラスであるか否か）を判断する（ＳＰ２１）。そしてシステム制御装置２１は、この判断で否定結果すなわち電力出力している判断を得るとＤＲ抑制条件を満足していると判断し、ステップＳＰ３７に進む。

　これに対して、システム制御装置２１は、ステップＳＰ２１の判断で肯定結果を得ると、蓄電池８若しくは電気自動車９の内蔵蓄電池からＤＣバス２２に放電し、又は、太陽光発電設備１０のＤＣバス２２への出力電力を制御することにより、複合型電力変換装置７が系統２から入力する電力を第２の制御指令において指示値として指定されたＤＲ指令値（以下、これを系統電力抑制値と呼ぶ）以下とするよう蓄電池充放電装置２３（図３）、ＥＶ充放電装置２４（図３）及び又は太陽光電力変換装置２５（図３）を制御する（ＳＰ２２～ＳＰ３６）。結果として図１５（Ｂ）の運転モードＣの制御をする。

　実際上、システム制御装置２１は、ステップＳＰ２１の判断で否定結果を得ると、そのとき複合型電力変換装置７が系統２から入力している電力量が第２の制御指令において指定された系統電力抑制値以上であるか否かを判断する（ＳＰ２２）。そしてシステム制御装置２１は、この判断で否定結果すなわちＤＲ抑制を満足している結果を得ると、ステップＳＰ３６に進む。

　これに対して、システム制御装置２１は、ステップＳＰ２２の判断で肯定結果を得ると、電気自動車９の内蔵蓄電池よりも蓄電池８の方が放電の優先順位が高く設定されているか否かを判断する（ＳＰ２３）。

　そしてシステム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、指定された系統電力抑制値が蓄電池８が放電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する（ＳＰ２４）。システム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、第２の制御指令で指定された系統電力抑制値になるまで系統２からの電力入力を抑制するよう双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２９（図３）に指示を与えると共に、ＤＣバス２２の電圧が予め設定された電圧（以下、これをＤＣバス規定電圧と呼ぶ）とするために必要な電力量を蓄電池８から放電するよう蓄電池充放電装置２３に指示を与える第１の入力電力抑制処理を実行し（ＳＰ２５）、この後、ステップＳＰ３６に進む。

　これに対してシステム制御装置２１は、ステップＳＰ２４の判断で否定結果を得ると、蓄電池８からの放電を停止するよう蓄電池充放電装置２３に指示を与える（ＳＰ２６）。またシステム制御装置２１は、第２の制御指令で指定された系統電力抑制値が電気自動車９の内蔵蓄電池が放電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する（ＳＰ２７）。

　システム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、第２の制御指令で指定された系統電力抑制値になるまで系統２からの電力入力を抑制するよう双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２９（図３）に指示を与えると共に、ＤＣバス２２の電圧が予め設定された電圧（以下、これをＤＣバス規定電圧と呼ぶ）とするために必要な電力量を電気自動車９の内蔵蓄電池から放電するようＥＶ充放電装置２４に指示を与える第２の入力電力抑制処理を実行し（ＳＰ２８）、この後、ステップＳＰ３６に進む。またシステム制御装置２１は、ステップＳＰ２７の判断で否定結果を得ると、電気自動車９の内蔵蓄電池からの放電を停止するようＥＶ充放電装置２４に指示を与え（ＳＰ２９）、この後ステップＳＰ３６に進む。

　これに対して、システム制御装置２１は、ステップＳＰ２３の判断で否定結果を得ると、第２の制御指令で指定された系統電力抑制値が電気自動車９の内蔵蓄電池が放電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する（ＳＰ３０）。そしてシステム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、ステップＳＰ２５と同様の第２の入力電力抑制処理を実行し（ＳＰ３１）、この後、ステップＳＰ３６に進む。

　これに対してシステム制御装置２１は、ステップＳＰ３０の判断で否定結果を得ると、電気自動車９の内蔵蓄電池からの放電を停止するようＥＶ充放電装置２４に指示を与え（ＳＰ３２）、この後、第２の制御指令で指定された系統電力抑制値が蓄電池８が放電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する（ＳＰ３３）。

　そしてシステム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、ステップＳＰ２８と同様の第１の入力電力抑制処理を実行し（ＳＰ３４）、この後、ステップＳＰ３６に進む。またシステム制御装置２１は、ステップＳＰ３３の判断で否定結果を得ると、蓄電池８からの放電を停止するよう蓄電池充放電装置２３に指示を与え（ＳＰ３５）、この後、ステップＳＰ３６に進む。

　次いで、システム制御装置２１は、太陽光発電設備１０により発電された電力のＤＣバス２２への出力量が最大となるよう太陽光電力変換装置２５に指示を与え（ＳＰ３６）、この後、この系統入力電力抑制処理を終了する。

　一方、ステップＳＰ２１の判断で否定結果を得た場合、現在、複合型電力変換装置７が系統２からの入力（買電力）を行っておらず、逆に、太陽光発電設備１０の発電により余剰電力が発生し、その余剰電力を系統２に出力（売電力）している可能性がある。そこで、この場合、システム制御装置２１は、予め複合型電力変換装置７から系統２への電力の逆潮流が禁止されているか否かを判断する（ＳＰ３７）。そしてシステム制御装置２１は、この判断で否定結果を得ると、この系統入力電力抑制処理を終了する。

　これに対してシステム制御装置２１は、ステップＳＰ３７の判断で肯定結果を得ると、余剰電力を蓄電池８若しくは電気自動車９の内蔵蓄電池に充電し、又は、太陽光発電設備１０が発電した電力のＤＣバス２２への出力量を最大にし、系統への電力の逆潮流が発生しないように蓄電池充放電装置２３、ＥＶ充放電装置２４及び又は太陽光電力変換装置２５を制御する（ＳＰ３８～ＳＰ５４）、結果として図１５（Ｂ）の運転モードＢの制御をする。

　実際上、システム制御装置２１は、ステップＳＰ３７の判断で肯定結果を得ると、電気自動車９の内蔵蓄電池よりも蓄電池８の方が充電の優先順位が高く設定されているか否かを判断する（ＳＰ３８）。

　そしてシステム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、余剰電力量が蓄電池８が充電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する（ＳＰ３９）。システム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、系統２への電力入出力がゼロとなるまで蓄電池８の充電電圧を上げるよう蓄電池充放電装置２３に指示を与え（ＳＰ４０）、この後、ステップＳＰ５１に進む。

　これに対してシステム制御装置２１は、ステップＳＰ３９の判断で否定結果を得ると、蓄電池８への充電を停止するよう蓄電池充放電装置２３に指示を与え（ＳＰ４１）、この後、余剰電力量が電気自動車９の内蔵蓄電池が充電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する（ＳＰ４２）。

　システム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、系統２への電力入出力がゼロとなるまで電気自動車９の内蔵蓄電池の充電電圧を上げるようＥＶ充放電装置２４に指示を与え（ＳＰ４３）、この後、ステップＳＰ５１に進む。またシステム制御装置２１は、ステップＳＰ４２の判断で否定結果を得ると、電気自動車９の内蔵蓄電池への充電を停止するようＥＶ充放電装置２４に指示を与え（ＳＰ４４）、この後ステップＳＰ５１に進む。

　これに対してシステム制御装置２１は、ステップＳＰ３８の判断で否定結果を得ると、余剰電力量が電気自動車９の内蔵蓄電池が充電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する（ＳＰ４５）。そしてシステム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、系統２への電力入出力がゼロとなるまで電気自動車９の内蔵蓄電池の充電電圧を上げるようＥＶ充放電装置２４に指示を与え（ＳＰ４６）、この後、ステップＳＰ５１に進む。

　これに対してシステム制御装置２１は、ステップＳＰ４５の判断で否定結果を得ると、電気自動車９の内蔵蓄電池への充電を停止するようＥＶ充放電装置２４に指示を与え（ＳＰ４７）、この後、余剰電力量が蓄電池８が充電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する（ＳＰ４８）。

　システム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、系統２への電力入出力がゼロとなるまで蓄電池８の充電電圧を上げるよう蓄電池充放電装置２３に指示を与え（ＳＰ４９）、この後、ステップＳＰ５１に進む。これに対してシステム制御装置２１は、ステップＳＰ４８の判断で否定結果を得ると、蓄電池８への充電を停止するよう蓄電池充放電装置２３に指示を与え（ＳＰ５０）、この後、ステップＳＰ５１に進む。

　そしてシステム制御装置２１は、ステップＳＰ５１に進むと、太陽光発電設備１０により発電された電力のＤＣバス２２への出力量が最大となるよう太陽光電力変換装置２５に指示を与える（ＳＰ５１）。

　続いて、システム制御装置２１は、蓄電池充放電装置２３に蓄電池８のＳＯＣを問い合わせると共に、ＥＶ充放電装置２４の電気自動車９の内蔵蓄電池のＳＯＣを問い合わせ、これらの問合せに対する蓄電池充放電装置２３やＥＶ充放電装置２４からの応答に基づいて、蓄電池８及び電気自動車９の内蔵蓄電池のいずれも満充電となったか否かを判断する（ＳＰ５２）。

　そしてシステム制御装置２１は、この判断で否定結果を得ると、系統２に対する電力入出力がゼロとなるまで満充電となっていない蓄電池８や電気自動車９の内蔵蓄電池を充電するよう、蓄電池充放電装置２３やＥＶ充放電装置２４に指示を与える（ＳＰ５３）。

　そしてシステム制御装置２１は、やがて蓄電池８及び電気自動車９の内蔵蓄電池の双方が満充電になった場合には、太陽光発電設備１０の発電電力のＤＣバス２２への出力を停止するよう太陽光電力変換装置２５に指示を与え（ＳＰ５４）、この後、この系統入力電力抑制処理を終了する。

（６－３）系統電力出力処理
　一方、図２０Ａ及び図２０Ｂは、アグリゲーションサーバ１２から複合型電力変換装置７に送信された第２の制御指令において、例えばアグリゲータから電力出力指令があり図１５（Ｂ）の「Ｃ」という運転モードが指定されている場合に、その複合型電力変換装置７のシステム制御装置２１により実行される系統電力出力処理の処理手順を示す。

　上述のようにアグリゲーションサーバ１２から複合型電力変換装置７に送信された第２の制御指令は、ＥＭＳ２０を経由してシステム制御装置２１に与えられる。そしてシステム制御装置２１は、かかる第２の制御指令が与えられると、まず、交流メータ４（図３）を利用して、現在、自複合型電力変換装置７が系統２から入力している電力量を計測する（ＳＰ６０）。

　続いて、システム制御装置２１は、ステップＳＰ６０の計測結果に基づいて、現在、複合型電力変換装置７が売電力中であるか否か（ステップＳＰ６０で計測した電力量がマイナスであるか否か）を判断する（ＳＰ６１）。そしてシステム制御装置２１は、この判断で否定結果を得ると、この系統電力出力処理を終了する。

　これに対してシステム制御装置２１は、ステップＳＰ６１の判断で肯定結果を得ると、系統２に出力している電力の電力量が第２の制御指令において指示値として指定された容量（以下、これを出力指示値と呼ぶ）未満であるか否かを判断する（ＳＰ６２）。そしてシステム制御装置２１は、この判断で否定結果を得るとステップＳＰ７７に進む。

　これに対してシステム制御装置２１は、ステップＳＰ６２の判断で肯定結果を得ると、蓄電池８若しくは電気自動車９の内蔵蓄電池からＤＣバス２２に放電し、又は、太陽光発電設備１０が発電した電力をＤＣバス２２に出力することにより、系統２への出力電力を第２の制御指令で指定された出力指示値以上とするよう蓄電池充放電装置２３、ＥＶ充放電装置２４及び又は太陽光電力変換装置２５を制御する（ＳＰ６３～ＳＰ７６）。

　実際上、システム制御装置２１は、ステップＳＰ６２の判断で肯定結果を得ると、電気自動車９の内蔵蓄電池よりも蓄電池８の方が放電の優先順位が高く設定されているか否かを判断する（ＳＰ６３）。

　そしてシステム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、指定された出力指示値が蓄電池８が放電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する（ＳＰ６４）。システム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、第２の制御指令で指定された出力指示値になるまで蓄電池８から放電するよう蓄電池充放電装置２３に指示を与え（ＳＰ６５）、この後、ステップＳＰ７６に進む。

　これに対してシステム制御装置２１は、ステップＳＰ６４の判断で否定結果を得ると、蓄電池８からの放電を停止するよう蓄電池充放電装置２３に指示を与える（ＳＰ６６）。またシステム制御装置２１は、第２の制御指令で指定された出力指示値が電気自動車９の内蔵蓄電池が放電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する（ＳＰ６７）。

　システム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、第２の制御指令で指定された出力指示値になるまで電気自動車９の内蔵蓄電池から放電するようＥＶ充放電装置２４に指示を与え（ＳＰ６８）、この後、ステップＳＰ７６に進む。またシステム制御装置２１は、ステップＳＰ６７の判断で否定結果を得ると、電気自動車９の内蔵蓄電池からの放電を停止するようＥＶ充放電装置２４に指示を与え（ＳＰ６９）、この後ステップＳＰ７６に進む。

　これに対して、システム制御装置２１は、ステップＳＰ６３の判断で否定結果を得ると、第２の制御指令で指定された出力指示値が電気自動車９の内蔵蓄電池が放電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する（ＳＰ７０）。そしてシステム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、第２の制御指令で指定された出力指示値になるまで電気自動車９の内蔵蓄電池から放電するようＥＶ充放電装置２４に指示を与え（ＳＰ７１）、この後、ステップＳＰ７６に進む。

　これに対してシステム制御装置２１は、ステップＳＰ７０の判断で否定結果を得ると、電気自動車９の内蔵蓄電池からの放電を停止するようＥＶ充放電装置２４に指示を与え（ＳＰ７２）、この後、第２の制御指令で指定された出力指示値が蓄電池８が放電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する（ＳＰ７３）。

　そしてシステム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、第２の制御指令で指定された出力指示値になるまで蓄電池８から放電するよう蓄電池充放電装置２３に指示を与え（ＳＰ７４）、この後、ステップＳＰ７６に進む。またシステム制御装置２１は、ステップＳＰ７３の判断で否定結果を得ると、蓄電池８からの放電を停止するよう蓄電池充放電装置２３に指示を与え（ＳＰ７５）、この後、ステップＳＰ７６に進む。

　次いで、システム制御装置２１は、太陽光発電設備１０により発電された電力のＤＣバス２２への出力量が最大となるよう太陽光電力変換装置２５に指示を与え（ＳＰ７６）、この後、この系統電力出力処理を終了する。

　一方、ステップＳＰ６２の判断で否定結果を得た場合、現在、複合型電力変換装置７が系統２に出力している電力値が第２の制御指令で指定された出力指示値よりも大きいことを意味する。そこで、この場合、システム制御装置２１は、現在、複合型電力変換装置７が系統２に出力している電力値と、第２の制御指令で指定された出力指示値との差分である余剰電力を蓄電池８若しくは電気自動車９の内蔵蓄電池に充電することにより、複合型電力変換装置７が系統２に出力している電力量が第２の制御指令で指定された出力指示値となるように蓄電池充放電装置２３、ＥＶ充放電装置２４及び又は太陽光電力変換装置２５を制御する（ＳＰ７７～ＳＰ９２）。

　実際上、システム制御装置２１は、ステップＳＰ６２の判断で肯定結果を得ると、電気自動車９の内蔵蓄電池よりも蓄電池８の方が充電の優先順位が高く設定されているか否かを判断する（ＳＰ７７）。

　そしてシステム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、余剰電力量が蓄電池８が充電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する（ＳＰ７８）。システム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、第２の制御指令で指定された出力指示値になるまで系統２への電力を出力するよう双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２９（図３）に指示を与えると共に、ＤＣバス２２の電圧が予め設定された電圧（以下、これをＤＣバス規定電圧と呼ぶ）とするために必要な電力量を蓄電池８に充電するよう蓄電池充放電装置２３に指示を与える第１の電力出力処理を実行し（ＳＰ７９）、この後、ステップＳＰ９０に進む。

　これに対してシステム制御装置２１は、ステップＳＰ７８の判断で否定結果を得ると、蓄電池８への充電を停止するよう蓄電池充放電装置２３に指示を与え（ＳＰ８０）、この後、余剰電力量が電気自動車９の内蔵蓄電池が充電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する（ＳＰ８１）。

　システム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、第２の制御指令で指定された出力指示値になるまで系統２への電力を出力するよう双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２９（図３）に指示を与えると共に、ＤＣバス２２の電圧が予め設定された電圧（以下、これをＤＣバス規定電圧と呼ぶ）とするために必要な電力量を電気自動車９の内蔵蓄電池に充電するようＥＶ充放電装置２４に指示を与える第２の電力出力処理を実行し（ＳＰ８２）、この後、ステップＳＰ９０に進む。またシステム制御装置２１は、ステップＳＰ８１の判断で否定結果を得ると、電気自動車９の内蔵蓄電池への充電を停止するようＥＶ充放電装置２４に指示を与え（ＳＰ８３）、この後ステップＳＰ９０に進む。

　これに対してシステム制御装置２１は、ステップＳＰ７７の判断で否定結果を得ると、余剰電力量が電気自動車９の内蔵蓄電池が充電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する（ＳＰ８４）。そしてシステム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、ステップＳＰ８２と同様の第２の電力出力処理を実行し（ＳＰ８５）、この後、ステップＳＰ９０に進む。

　これに対してシステム制御装置２１は、ステップＳＰ８４の判断で否定結果を得ると、電気自動車９の内蔵蓄電池への充電を停止するようＥＶ充放電装置２４に指示を与え（ＳＰ８６）、この後、余剰電力量が蓄電池８が充電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する（ＳＰ８７）。

　システム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、ステップＳＰ７９と同様の第１の電力出力処理を実行し（ＳＰ８８）、この後、ステップＳＰ９０に進む。これに対してシステム制御装置２１は、ステップＳＰ８７の判断で否定結果を得ると、蓄電池８への充電を停止するよう蓄電池充放電装置２３に指示を与え（ＳＰ８９）、この後、ステップＳＰ９０に進む。

　そしてシステム制御装置２１は、ステップＳＰ９０に進むと、蓄電池充放電装置２３に蓄電池８のＳＯＣを問い合わせると共に、ＥＶ充放電装置２４の電気自動車９の内蔵蓄電池のＳＯＣを問い合わせ、これらの問合せに対する蓄電池充放電装置２３やＥＶ充放電装置２４からの応答に基づいて、蓄電池８及び電気自動車９の内蔵蓄電池のいずれも満充電となったか否かを判断する（ＳＰ９０）。

　システム制御装置２１は、この判断で否定結果を得ると、太陽光発電設備１０により発電された電力のＤＣバス２２への出力量が最大となるよう太陽光電力変換装置２５に指示を与える（ＳＰ９１）。そしてシステム制御装置２１は、やがて蓄電池８及び電気自動車９の内蔵蓄電池の双方が満充電になった場合には、太陽光発電設備１０の発電電力のＤＣバス２２への出力を停止するよう太陽光電力変換装置２５に指示を与え（ＳＰ９２）、この後、この系統電力出力処理を終了する。

（６－４）入力電力抑制処理
　図２１は、図１９Ａ～図１９Ｃについて上述した系統入力電力抑制処理のステップＳＰ２５、ステップＳＰ２８、ステップＳＰ３１及びステップＳＰ３４においてシステム制御装置２１により実行される第１及び第２の入力電力抑制処理の具体的な処理内容を示す。

　システム制御装置２１は、系統入力電力抑制処理のステップＳＰ２５、ステップＳＰ２８、ステップＳＰ３１又はステップＳＰ３４に進むと、この図２１に示す入力電力抑制処理を開始し、まず、第２の制御指令で指定された系統電力抑制値になるまで系統２からの電力入力を抑制するよう双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２９（図３）に指示を与える（ＳＰ１００）。

　続いて、システム制御装置２１は、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２９にＤＣバス２２の電圧を計測させ（ＳＰ１０１）、その計測結果に基づいて、ＤＣバス２２の電圧が予め設定されたＤＣバス規定電圧よりも低いか否かを判断する（ＳＰ１０２）。

　そしてシステム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、ＤＣバス２２の電圧がＤＣバス規定電圧となるまで蓄電池８（第１の入力電力抑制処理の場合）又は電気自動車９の内蔵蓄電池（第２の入力電力抑制処理の場合）から放電するよう蓄電池充放電装置２３（第１の入力電力抑制処理の場合）又はＥＶ充放電装置２４（第２の入力電力抑制処理の場合）に指示を与え（ＳＰ１０３）、この後、この入力電力抑制処理を終了する。

　これに対してシステム制御装置２１は、ステップＳＰ１０２の判断で否定結果を得ると、ＤＣバス２２の電圧がＤＣバス規定電圧となるまで蓄電池８（第１の入力電力抑制処理の場合）又は電気自動車９の内蔵蓄電池（第２の入力電力抑制処理の場合）からの放電電圧を減少させるよう蓄電池充放電装置２３（第１の入力電力抑制処理の場合）又はＥＶ充放電装置２４（第２の入力電力抑制処理の場合）に指示を与え（ＳＰ１０４）、この後、この入力電力抑制処理を終了する。

（６－５）電力出力処理
　図２２は、図２０Ａ及び図２０Ｂについて上述した電力出力制御処理のステップＳＰ７９、ステップＳＰ８２、ステップＳＰ８５及びステップＳＰ８８においてシステム制御装置２１により実行される第１及び第２の電力出力処理の具体的な処理内容を示す。

　システム制御装置２１は、系統電力出力処理のステップＳＰ７９、ステップＳＰ８２、ステップＳＰ８５又はステップＳＰ８８に進むと、この図２２に示す電力出力制御処理を開始し、まず、第２の制御指令で指定された出力指示値になるまで系統２に電力を出力するよう双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２９（図３）に指示を与える（ＳＰ１１０）。

　続いて、システム制御装置２１は、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２９にＤＣバス２２の電圧を計測させ（ＳＰ１１１）、その計測結果に基づいて、ＤＣバス２２の電圧が予め設定されたＤＣバス規定電圧よりも低いか否かを判断する（ＳＰ１１２）。

　そしてシステム制御装置２１は、この判断で肯定結果を得ると、ＤＣバス２２の電圧がＤＣバス規定電圧となるまで蓄電池８（第１の電力出力処理の場合）又は電気自動車９の内蔵蓄電池（第２の電力出力処理の場合）への充電を抑制するよう蓄電池充放電装置２３（第１の電力出力処理の場合）又はＥＶ充放電装置２４（第２の電力出力処理の場合）に指示を与え（ＳＰ１１３）、この後、この電力出力処理を終了する。

　これに対してシステム制御装置２１は、ステップＳＰ１１２の判断で否定結果を得ると、ＤＣバス２２の電圧がＤＣバス規定電圧となるまで蓄電池８（第１の系統電力出力処理の場合）又は電気自動車９の内蔵蓄電池（第２の電力出力処理の場合）への充電を抑制するよう蓄電池充放電装置２３（第１の電力出力処理の場合）又はＥＶ充放電装置２４（第１の系統電力出力処理の場合）に指示を与え（ＳＰ１１４）、この後、この電力出力処理を終了する。

（７）本実施の形態の効果
　以上のように本実施の形態のアグリゲーションシステム１では、電力管理サーバ１５からアグリゲーションサーバ１２に与えられる第１の制御指令に応じて、アグリゲーションサーバ１２が、運転モード又は制御モードと、その需要家３の割当て量（その需要家３が系統２から入力可能な電力の上限値又はその需要家３が系統２に出力すべき電力の下限値）とを指定した第２の制御指令を各需要家３の複合型電力変換装置７にそれぞれ送信し、第２の制御指令を受信した各複合型電力変換装置７が、当該第２の制御指令で指定された運転モード又は制御モードで、系統２に入出力する電力が当該第２の制御指令で指定された割当て量となるように必要な電力装置を制御する。

　従って、本アグリゲーションシステム１によれば、アグリゲーションサーバ１２が需要家３ごとに、かつその需要家３が所有する電力装置ごとに制御する必要がなく、各需要家３に対してそれぞれ１つの第２の制御指令を与えるだけで第１の制御指令において指定されたタスクをアグリゲーションサーバ１２全体として実行することができ、その分アグリゲータ側（アグリゲーションサーバ１２）の負荷を格段的に低減することができる。

　また、この際、アグリゲーションサーバ１２は、第２の制御指令において、予め定められた運転モード又は制御モードと調達量とを指定するだけであるため、需要家３ごとに電力装置単位での制御を行うことができ、さらに需要家３全体としても自給自足運転やピークシフト運転及びピークカット運転のほか、オリジナルの運転やより複雑な運転を実行させることができる。

　さらに本アグリゲーションシステム１では、各複合型電力変換装置７が先物情報として需要家３により設定された１週間分の運転モードを通知するため、アグリゲータ側においてその期間における電力需要の予測を立て易く、アグリゲータが余裕をもった電力制御を行うことができる。

　さらに本アグリゲーションシステム１では、各需要家３に対する制御指令がそれぞれその需要家３の複合型電力変換装置７にのみ与えられると共に、各複合型電力変換装置７が、それぞれその配下にある電力装置の実績や状況をまとめて実績情報（図５）や定期情報（図６）としてアグリゲーションサーバ１２に送信するため、アグリゲーションサーバ１２の通信負荷を低減させることができると共にアグリゲーションサーバ１２及び各需要家３間の通信量を格段的に低減させることができる。

（８）他の実施の形態
　なお上述の実施の形態においては、本発明を図１～図３のように構成されたアグリゲーションシステムに適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の構成を有するＶＰＰシステムに広く適用することができる。

　また上述の実施の形態においては、アグリゲーションサーバ１２からの第２の制御指令に基づいて配下の電力装置の充放電を制御する制御装置としての機能と、系統２から入力する電力を交流から直流に変換すると共に、電力装置から放電された電力を交流に変換して系統２に出力する電力変換装置としての機能とを１つの複合型電力変換装置７に搭載するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、かかる制御装置としての機能を有する装置（制御装置）と、かかる電力変換装置としての機能を有する装置（電力変換装置）とを別個に設けるようにしてもよい。

　本発明は、ＶＰＰシステムに広く適用することができる。

　１……アグリゲーションシステム、２……系統、３……需要家、４……交流メータ、６……負荷、７……複合型電力変換装置、８……蓄電池、９……電気自動車、１０……太陽光発電設備、１１……アグリゲータ、１２……アグリゲーションサーバ、１５……電力管理サーバ、２０……ＥＭＳ、２１……システム制御装置、２９……双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ、２３……蓄電池充放電装置、２４……ＥＶ充放電装置、２５……太陽光電力変換装置、７３……出力可能値管理テーブル、７４……入力可能値管理テーブル、７５……実績値テーブル。

Claims (11)

1. 　需要家ごとにそれぞれ設けられ、配下の１又は複数の各電力装置の充放電と、系統への電力の入出力とをそれぞれ制御する制御装置と、
   　各前記需要家の前記制御装置に対してデマンドレスポンスに関する制御指令をそれぞれ送信するサーバ装置と
   　を備え、
   　前記サーバ装置は、
   　要請されたタスク及び電力の調達量に応じて、前記需要家が前記系統から入力する電力の上限値又は前記需要家が前記系統に出力すべき電力の下限値を前記需要家の割当て量として前記需要家ごとにそれぞれ算出し、各前記需要家の前記制御装置に対して、算出した当該需要家の前記割当て量を指定した前記制御指令をそれぞれ送信し、
   　各前記制御装置は、
   　前記系統から入力する電力が前記制御指令において指定された前記割当て量以下となるように又は当該割当て量以上の電力を前記系統に出力するように、対応する前記電力装置の充放電を制御する
   　ことを特徴とするアグリゲーションシステム。
2. 　前記制御装置は、
   　前記系統から入力する前記電力を交流から直流に変換して必要な前記電力装置に充電すると共に、前記電力装置から放電された前記電力を直流から交流に変換して前記系統に出力する電力変換装置である
   　ことを特徴とする請求項１に記載のアグリゲーションシステム。
3. 　前記サーバ装置は、
   　前記制御指令において、前記割当て量に加えて、電力の放電元及び当該電力の充電先を規定した制御モード又は複数の前記制御モードの組合せからなる運転モードを指定し、
   　前記制御装置は、
   　前記制御指令において指定された前記割当て量の電力を前記系統に入出力するよう、当該制御指令において指定された運転モード又は制御モードで対応する前記電力装置の充放電を制御する
   　ことを特徴とする請求項２に記載のアグリゲーションシステム。
4. 　前記制御装置は、
   　配下の各前記電力装置の状況を定期的に前記サーバ装置に通知し、
   　前記サーバ装置は、
   　各前記制御装置から通知される各前記電力装置の状況に応じた前記割当て量を各前記需要家にそれぞれ割り当てる
   　ことを特徴とする請求項２に記載のアグリゲーションシステム。
5. 　予め複数種類の前記運転モードが定義され、
   　前記需要家は、自己の前記制御装置に所望する前記運転モードを設定でき、
   　前記サーバ装置は、
   　前記運転モードとして、前記サーバ装置からの前記制御指令を優先する運転モードが設定された前記制御装置の前記需要家に対して前記割当て量を割り当てる
   　ことを特徴とする請求項２に記載のアグリゲーションシステム。
6. 　アグリゲーションシステムの制御方法において、
   　前記アグリゲーションシステムは、
   　需要家ごとにそれぞれ設けられ、配下の１又は複数の各電力装置の充放電と、系統への電力の入出力とをそれぞれ制御する制御装置と、
   　各前記需要家の前記制御装置に対してデマンドレスポンスに関する制御指令をそれぞれ送信するサーバ装置と
   　を有し、
   　前記サーバ装置が、要請されたタスク及び電力の調達量に応じて、前記需要家が前記系統から入力する電力の上限値又は前記需要家が前記系統に出力すべき電力の下限値を前記需要家の割当て量として前記需要家ごとにそれぞれ算出し、各前記需要家の前記制御装置に対して、算出した当該需要家の前記割当て量を指定した前記制御指令をそれぞれ送信する第１のステップと、
   　各前記制御装置が、前記系統から入力する電力が前記制御指令において指定された前記割当て量以下となるように又は当該割当て量以上の電力を前記系統に出力するように、対応する前記電力装置の充放電を制御する第２のステップと
   　を備える
   　ことを特徴とするアグリゲーションシステムの制御方法。
7. 　前記制御装置は、
   　前記系統から入力する前記電力を交流から直流に変換して必要な前記電力装置に充電すると共に、前記電力装置から放電された前記電力を直流から交流に変換して前記系統に出力する電力変換装置である
   　ことを特徴とする請求項６に記載のアグリゲーションシステムの制御方法。
8. 　前記第１のステップにおいて、前記サーバ装置は、
   　前記制御指令において、前記割当て量に加えて、電力の放電元及び当該電力の充電先を規定した制御モード又は複数の前記制御モードの組合せからなる運転モードを指定し、
   　前記第２のステップにおいて、前記制御装置は、
   　前記制御指令において指定された前記割当て量の電力を前記系統に入出力するよう、当該制御指令において指定された運転モード又は制御モードで対応する前記電力装置の充放電を制御する
   　ことを特徴とする請求項７に記載のアグリゲーションシステムの制御方法。
9. 　前記制御装置は、
   　配下の各前記電力装置の状況を定期的に前記サーバ装置に通知し、
   　前記第１のステップにおいて、前記サーバ装置は、
   　各前記制御装置から通知される各前記電力装置の状況に応じた前記割当て量を各前記需要家にそれぞれ割り当てる
   　ことを特徴とする請求項７に記載のアグリゲーションシステムの制御方法。
10. 　予め複数種類の前記運転モードが定義され、
    　前記需要家は、自己の前記制御装置に所望する前記運転モードを設定でき、
    　前記第１のステップにおいて、前記サーバ装置は、
    　前記運転モードとして、前記サーバ装置からの前記制御指令を優先する運転モードが設定された前記制御装置の前記需要家に対して前記割当て量を割り当てる
    　ことを特徴とする請求項７に記載のアグリゲーションシステムの制御方法。
11. 　上位のサーバ装置から与えられるデマンドレスポンスに関する制御指令に応じて、配下の電力装置の充放電を制御する制御装置において、
    　前記制御装置の配下には、
    　対応する前記需要家が所有する１又は複数の電力装置が存在し、
    　前記サーバ装置と通信し、前記サーバ装置から与えられた前記制御指令に応じた指示を出力するエネルギー管理装置と、
    　前記エネルギー管理装置から出力された前記指示に従って配下の１又は複数の前記電力装置のうちの必要な前記電力装置を制御するシステム制御装置と
    　を備え、
    　前記サーバ装置は、
    　要請されたタスク及び電力の調達量に応じて、前記需要家が前記系統から入力する電力の上限値又は前記需要家が前記系統に出力すべき電力の下限値を前記需要家の割当て量として前記需要家ごとにそれぞれ算出し、各前記需要家の前記制御装置に対して、算出した当該需要家の前記割当て量を指定した前記制御指令をそれぞれ送信し、
    　前記システム制御装置は、
    　前記系統から入力する電力が前記制御指令において指定された前記割当て量以下となるように又は当該割当て量以上の電力を前記系統に出力するように、対応する前記電力装置の充放電を制御する
    　ことを特徴とする制御装置。

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