WO2021186565A1 - 電力・通信融合ネットワークシステム、及び電力・通信融合ネットワークシステムにおける制御方法 - Google Patents

電力・通信融合ネットワークシステム、及び電力・通信融合ネットワークシステムにおける制御方法 Download PDF

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泰一 尾辻
勝美 岩月
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Definitions

  • This disclosure relates to a power / communication fusion network system and a control method in a power / communication fusion network system.
  • the global smart city market is estimated to reach a cumulative total of 3100 trillion yen in the 20 years from 2010 to 2030, and the core energy-related market is about 720 trillion yen related to smart grids and EV (Electric Vehicle).
  • the market size is expected to be about 310 trillion yen for next-generation automobiles such as) and about 380 trillion yen for renewable energy.
  • smart city plans have been promoted in many countries and regions, some of which have already begun to move.
  • Patent Document 1 describes distributed power sources including solar power generation, wind power generation, storage batteries, and power storage systems, social infrastructure including EVs and charging stands, HEMS (Home Energy Management System), and BEMS (Building Energy).
  • HEMS Home Energy Management System
  • BEMS Building Energy
  • Document 1 proposes a social infrastructure control system that connects various infrastructures to a cloud computing system via an optical communication network and comprehensively controls the social infrastructure by SCMS (Smart Community Management System).
  • SCMS Smart Community Management System
  • the purpose of the present disclosure is to integrate the power network and the information communication network so that the power network and the information communication network complement each other and the resilience is strengthened by the above cooperation.
  • the purpose of the present invention is to provide a power / communication integrated network system and a control method thereof.
  • a power / communication integrated network system including a plurality of radio base stations and a DC grid group belonging to a cell formed by each radio base station.
  • Each DC grid in the DC grid group has a DC power line to which a plurality of power devices including a power generation device and a power storage device are connected, and is based on the state information of each power device exchanged between the power devices by wireless communication.
  • the first control for suppressing the time variation of the electric power in the DC electric power line is carried out.
  • the first DC grid among the plurality of DC grids is connected to the second DC grid based on the state information of each DC grid exchanged between the DC grids by wireless communication.
  • a second control for accommodating power between them is carried out.
  • the first DC grid group belonging to the first cell satisfies the preset first condition
  • a third control for accommodating electric power between the first DC grid group and the second DC grid group is carried out.
  • a wireless network is constructed by a plurality of edges and a plurality of antenna groups protruding from each edge.
  • a plurality of BBUs BaseBandUnits
  • a macro cell covering each terminal is formed by using an antenna group of RRH (RemoteRadioHead) connected to each BBU.
  • RRH Remote RadioHead
  • Each RRH forms a small cell (nanocell, picocell, femtocell, etc.), and a macrocell is composed of a set of small cells.
  • a power / communication integrated network system that provides a power / communication infrastructure for realizing a smart city and a compact city is proposed.
  • This integrated power / communication network system realizes a new network infrastructure that can be operated economically and efficiently while having high resilience, enables mass introduction of economical renewable energy, and cities / regions. It contributes to the creation of an urban OS (Operating System) that can respond quickly and flexibly to the efficiency and sophistication of functions and services and changes in the industrial structure.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a system configuration of a power / communication integrated network system according to an embodiment.
  • the electric power / communication integrated network system PCD shown in FIG. 1 is an example of the electric power / communication integrated network system according to the embodiment.
  • the power / communication integrated network system PCS includes a plurality of base stations and a DC grid group belonging to a cell formed by each base station.
  • the power / communication integrated network system PCS includes base stations BS1, BS2, and BS3.
  • BS1, BS2, and BS3 may be a radio base station or a facility accommodating a radio base station corresponding to a high-speed large-capacity wireless communication network of 5G or B5G.
  • the number of base stations is set to 3 for the sake of simplicity, the number of base stations included in the power / communication integrated network system PCS may be other than 3.
  • BS1, BS2, and BS3 form cells CELL1, CELL2, and CELL3, respectively.
  • CELL1, CELL2, and CELL3 may be macrocells each covering several km in diameter.
  • CELL1 covers a DC grid group including DC grids gDC11, gDC12, and gDC13.
  • Cell CELL2 covers a group of DC grids including DC grids gDC21, gDC22, gDC23.
  • Cell CELL3 covers a group of DC grids including DC grids gDC31, gDC32, gDC33.
  • the coverage areas of CELL1, CELL2, and CELL3 are schematically shown by a broken line ellipse.
  • the number of DC grids covered by each cell is set to 3 for the sake of simplicity, the number of DC grids covered by each cell may be other than 3.
  • Each DC grid in the DC grid group has a DC power line (hereinafter, DC line) to which a plurality of power devices including a power generation device and a power storage device are connected.
  • the DC line is schematically shown by a solid ellipse.
  • Power consuming devices are also connected to the DC line.
  • the power generation equipment may be a renewable energy source such as a photovoltaic power generation facility, a wind power generation facility, or a geothermal power generation facility.
  • the power storage device may be a battery unit formed of one or more storage batteries.
  • electric vehicles such as BEV (Battery Electric Vehicle) and PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) can be used as power storage devices.
  • the power consuming device may be a living environment such as ZEH or ZEB, an electric appliance such as an air conditioner or a refrigerator, a charging stand for charging an electric vehicle, or the like.
  • Each DC grid implements the first control for suppressing the time fluctuation of the power in the DC line based on the state information of each power device exchanged between the power devices by wireless communication. Further, in a cell to which a plurality of DC grids belong, the first DC grid among the plurality of DC grids is a second DC grid based on the state information of each DC grid exchanged between the DC grids by wireless communication. A second control for accommodating power with and from is carried out.
  • Each base station has a MEC server.
  • the base stations BS1, BS2, and BS3 have MEC servers MEC1, MEC2, and MEC3, respectively.
  • MEC1, MEC2, and MEC3 each have an information collection / transmission function inside and outside the corresponding DC grid.
  • Each power device in the DC grid can use the information collection / transmission function of the MEC server to grasp the status of its own power generation / storage / power consumption and the current status based on the status during normal operation. Based on the situation and state, it is possible to grasp various requests such as power supply request and power storage request to other devices.
  • each power device in the DC grid uses the information collection / transmission function of the MEC server to determine the current state based on the status of power generation / storage / power consumption in other devices and the state during normal operation. It is possible to grasp various requests such as power supply request and power storage request to other devices based on the situation and state.
  • each electric power device in the DC grid holds in advance control information that defines rules for autonomous control, and determines its own operation in the next time step according to the rules.
  • the rules indicated by the control information held by each electric power device stipulate the actions to be taken at one's own discretion in order to smooth the electric power in the DC line according to the change of one's state due to the receipt of electric power.
  • each DC grid can realize power smoothing of the DC line by autonomous distributed control (first control).
  • the control method in the DC grid is not limited to the control method based on the rules described here, and various control methods such as feedback control can be applied.
  • the power generation capacity, power generation state, power storage capacity, power storage state, and power load fluctuate from moment to moment.
  • those fluctuations can be canceled and the power supply and demand can be stabilized.
  • information is shared between devices via the MEC server. Even if each device determines the amount of power generation, the amount of electricity stored, the amount of power consumption, and the connection / disconnection to the DC line at the next time step at its own discretion according to the preset autonomous control rules. good.
  • the electric power in the DC grid may be controlled by applying another control method such as feedback control. As a result, smoothing of power supply and demand can be realized in an autonomous, decentralized and coordinated manner.
  • Information is also shared via the MEC server among a plurality of DC grids arranged in the area under the jurisdiction of one MEC server (the area corresponding to the above cell).
  • Power interchange between DC grids is carried out through a power interchange gate that connects the DC grids.
  • the CELL 1 is provided with a power interchange gate A1 that connects the gDC 11 and the gDC 12, and a power interchange gate B1 that connects the gDC 11 and the gDC 13.
  • the power interchange gates A1 and B2 can control the amount of power interchanged between the DC grids and the direction thereof.
  • Information is also shared between MEC servers. For example, since the communication delay is within an acceptable and sufficiently small range between MEC servers located in the vicinity, information sharing with relatively low delay is possible. Therefore, it is possible to realize smoothing of power supply and demand by autonomous distributed control even between DC grids of base stations arranged in adjacent areas.
  • the DC grid group covered by CELL1 is based on the power status (power generation capacity, power generation state, storage capacity, power storage state, power load, etc.) of the DC grid group and the DC grid group covered by CELL2 adjacent to CELL1. Therefore, a third control for accommodating electric power between the DC grid group of CELL1 and the DC grid group of CELL2 may be implemented.
  • Power interchange between DC grids under the jurisdiction of different MEC servers is also implemented via a power interchange gate that connects specific DC grids.
  • a power interchange gate C12 connecting the gDC 11 of the CELL 1 and the gDC 22 of the CELL 2 and a power interchange gate C23 connecting the gDC 23 of the CELL 2 and the gDC 31 of the CELL 3 are provided.
  • the power interchange gates C12 and C23 can control the amount of power interchanged between the DC grids and the direction thereof.
  • the MEC server or the cloud system connected to the MEC server serves as a command tower and controls in cooperation with the power system (fourth).
  • Control and control (overall optimization / centralized control) such as power interchange between DC grids in remote areas.
  • each RRH corresponding to each DC grid is installed in each cell, and each RRH provides a wireless environment for the corresponding DC grid.
  • Each RRH forms a small cell, and a cell (macro cell) corresponding to each base station is formed by a set of small cells.
  • the wireless environments of gDC11, gDC12, and gDC13 are provided by RRH11, RRH12, and RRH13, respectively.
  • Each RRH is connected to an optical fiber (dark fiber) overhanging from the base station. Further, power is supplied to each RRH via a copper cable (dry copper) overhanging from the base station. As a modification, power may be supplied from the corresponding DC line to the RRH.
  • the number of DC grids connected to the power system in the DC grid group under the jurisdiction of one MEC server may be one.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the base station according to the embodiment.
  • the base station 10 shown in FIG. 2 is an example of the base station according to the embodiment.
  • the configuration of the base station 10 is applicable to BS1, BS2, BS3 or other base stations (not shown in FIG. 1) described above. However, for the sake of simplicity, the configuration when the base station 10 is used as the BS1 will be described.
  • the base station 10 includes an AC / DC converter 11, a power storage device 12, a MEC server 13, and BBU 14a, 14b, 14c.
  • the AC / DC converter 11 is a conversion device that converts DC power into AC power.
  • the AC / DC converter 11 converts the AC power supplied from the power system into DC power, and stores the DC power in the power storage device 12.
  • the power storage device 12 is composed of one or more storage batteries.
  • a power generation device such as a renewable energy source may be connected to the power storage device 12.
  • the electric power stored in the power storage device 12 is supplied to the MEC server 13, BBU14a, 14b, 14c as driving electric power. Further, electric power may be supplied from the power storage device 12 to the RRH connected to the BBUs 14a, 14b, and 14c via the dark fiber, respectively, via the dry copper.
  • the MEC server 13 has an information collection / transmission function, collects information from each device in the DC grid group under its jurisdiction via BBU14a, 14b, 14c and RRH connected to these, and also to each device. And convey information. In addition, the MEC server 13 shares information with the MEC servers of other base stations in the vicinity. Information sharing between MEC servers can be performed via a line such as a backbone network that connects base stations to each other. Further, the MEC server 13 can control the operations of the AC / DC converter 11, the power storage device 12, and the BBUs 14a, 14b, and 14c.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the scalability of the DC grid according to the embodiment.
  • the vertical axis shows the power status in the grid (DP), and the horizontal axis shows the grid area / voltage ratio (S / V).
  • DP is the value obtained by subtracting the total power consumption from the total power generation of the target DC grid.
  • S indicates the area of the DC grid and is a parameter proportional to the copper loss in the DC grid.
  • the absolute value and permissible width of S can vary greatly depending on the geographical distribution status and topology of the devices arranged in the DC grid.
  • V indicates the voltage at the DC line of the target DC grid.
  • the relationship between DP and S / V can be represented by a downward-sloping line (hereinafter, line a) with a reference numeral a.
  • the target DC grid When the DP exceeds 0, the target DC grid is in a state (R0 or R1) capable of power interchange to another DC grid.
  • the power interchange gate connecting the other DC grid under the control of the same MEC server and the target DC grid is controlled to receive power interchange from the other DC grid. Control is carried out autonomously. If the DP still does not improve, the power interchange gate that connects the other DC grids under the jurisdiction of other MEC servers in the adjacent area to the DC grid group including the target DC grid is controlled and is in the adjacent area. Control to receive power interchange from other DC grids is autonomously implemented.
  • R0 has a grid that requires power reception in the surrounding grids and is autonomous between the grids. This is an area where power interchange and power smoothing can be realized by distributed coordinated control.
  • R1 although the target DC grid itself can accommodate power to other grids, there is not enough power shortage in other peripheral grids to receive the surplus power, and the power system is used. This is an area that requires overall optimization in which power interchange through centralized control is performed.
  • the autonomous decentralized cooperative control is changed to the overall optimum control centrally controlled by the cloud system 20.
  • the DC grid group including the target DC grid receives the power supply from the power system in response to the instruction of the cloud system 20.
  • the target DC grid may receive power interchange from the DC grid under the jurisdiction of another MEC server in a geographically distant area in response to the instruction of the cloud system 20. At this time, the target DC grid may also receive power supply from the power system.
  • the instruction for overall optimum control may be given by one MEC server as a representative, or may be given while exchanging with each other.
  • the information collection / transmission function of the MEC server 13 can be used to share information between devices, between DC grids, and between DC grid groups. As described above, within the DC grid and between DC grids. , And autonomous decentralized coordinated control between DC grid groups can be realized. In addition, even if the DP is not sufficiently improved by autonomous decentralized coordinated control, it is possible to improve the DP of the target DC grid by implementing overall optimal control such as cooperation with the power system and power interchange over a wide area. can.
  • FIG. 4 is a block diagram for explaining the function of the cloud system according to the embodiment of the present disclosure.
  • the cloud system 20 has a receipt status monitoring unit 21, a storage unit 22, and an overall optimization unit 23.
  • the receiving status monitoring unit 21 receives information on the receiving balance transmitted from the MEC server installed in each base station of the power / communication integrated network system PCS. Further, the receiving status monitoring unit 21 updates the information for managing the receiving balance of the DC grid group under the jurisdiction of each MEC (status management table 22a of the storage unit 22) based on the received information on the receiving balance. As shown in FIG. 4, the status management table 22a includes MEC identification information, receipt balance, and receipt status.
  • the MEC identification information is an example of information that can be used to identify a DC grid group under the jurisdiction of the MEC.
  • the receiving status is, for example, "good" when the sufficiency rate is 100% or more, and "insufficient" when the sufficiency rate is less than 100%.
  • the overall optimization unit 23 refers to the status management table 22a, and receives power from the power system according to the receiving balance for the DC grid group whose receiving status is "insufficient" (for example, the DC grid group under the jurisdiction of MEC2). It directs the implementation of power control based on survival priority, or power interchange with a DC grid group under the jurisdiction of a distant MEC.
  • the overall optimization unit 23 has a predetermined ratio (for example, “600” in the case of MEC2) of the absolute value of the surplus power to the MEC that controls the DC grid group whose receiving status is “insufficient”. When it becomes 50%) or less, the above instruction is given.
  • the overall optimization unit 23 notifies the MEC on the power supply side of the information on the power supply destination and the amount of power supply, notifies the MEC on the power supply side of the information on the power supply side and the amount of power received, and instructs the MEC on the power supply side to start the above-mentioned power interchange. do.
  • the status management table 22a is managed by the cloud system 20, and the cloud system 20 instructs the execution of control.
  • the MEC servers in the power / communication integrated network system PCS exchange information with each other. Power interchange may be carried out (modification example # 1). Further, one MEC server in the power / communication integrated network system PCS may be selected as the representative MEC server, and the representative MEC server may perform power interchange instead of the above cloud system 20 (modification example # 2). ..
  • FIG. 5 is a flow chart for explaining the flow of autonomous decentralized cooperative control and overall optimization control according to the embodiment.
  • each device in the DC grid operates autonomously according to the first rule that defines the operation for smoothing the power of the DC grid (power smoothing in the own grid).
  • each DC grid follows the second rule that defines the operation for smoothing the power of the DC grid group. Operates autonomously (power interchange between grids in the same cell).
  • each DC grid group smoothes the power of the plurality of DC grid groups. Operates autonomously according to the third rule that defines the operation of (power interchange between grids in adjacent cells).
  • the receiving status monitoring unit 21 of the cloud system 20 monitors the power status of each DC grid group collected from each MEC server. Further, the overall optimization unit 23 determines whether or not there is a DC grid group whose power condition satisfies a predetermined centralized control condition (such as a condition in which DP is THL or less or THH or more in FIG. 3). If there is no DC grid group corresponding to the centralized control condition, the process proceeds to S101. If there is a DC grid group that meets the centralized control conditions, the process proceeds to S103.
  • a predetermined centralized control condition such as a condition in which DP is THL or less or THH or more in FIG. 3
  • the overall optimization unit 23 instructs the DC grid group corresponding to the centralized control condition to execute the cooperative control with the power system via the MEC server.
  • the MEC server of the target DC grid group executes control for receiving power supply from the power system.
  • the overall optimization unit 23 determines whether or not the power status of the DC grid group instructed to be controlled in cooperation with the power system has been restored. For example, when the power condition no longer corresponds to the centralized control condition (when the DP in FIG. 3 falls within the region where autonomous decentralized coordinated control between THL and THH is possible), the overall optimization unit 23 determines the power. Determine that the situation has recovered. When the power status is restored, the instruction for cooperation with the power system is canceled, and the process proceeds to S101. On the other hand, if the power status is not recovered, the process proceeds to S105. For example, when a failure occurs in the power system due to a natural disaster or the like, the processing may proceed to S105 without recovering the power status.
  • the overall optimization unit 23 controls the devices in the target DC grid to turn off the power based on the survival priority set for each device. As a modification, instead of turning off the power, the amount of power supplied may be reduced or the mode may be switched to the power saving mode.
  • the overall optimization unit 23 instructs the MEC server of the target base station and the MEC server of the base station in the vicinity to form an ad hoc network. To repair the communication network.
  • the process of S105 is completed, the process proceeds to S101.
  • the autonomous decentralized cooperative control is performed under the power supply control of the device and the communication environment after the repair, and the surviving device continues to provide the power / communication environment.
  • the survival priority is preset for the power consuming device that consumes power among the plurality of power devices.
  • the overall optimization unit 23 of the cloud system 20 implements control for turning off or suppressing the power of the power consuming equipment in ascending order of survival priority.
  • the overall optimization unit 23 manages the survival priority information by, for example, the survival priority table as shown in FIG.
  • FIG. 6 is a chart showing an example of a survival priority table according to the embodiment.
  • the survival priority table 201 shown in FIG. 6 is an example of the survival priority table according to the embodiment.
  • the survival priority table 201 has columns for device ID, attributes, survival priority, and allowable control conditions.
  • the device ID column an ID for identifying each device is described.
  • the attribute column information such as the type of device, the place of use, and the purpose of use is described.
  • the survival priority column the value of the survival priority is described.
  • the survival priority there is a part in which the survival priority and the condition to which the survival priority is applied are described. In this part, the corresponding survival priority is applied if the applicable conditions are met.
  • the survival priority may be set by distinguishing environmental conditions such as season (summer / winter), time zone (night / daytime), and outside temperature range (T). If the air conditioner is stopped when the outside temperature is below freezing or exceeds 35 ° C, it is expected that the health condition will deteriorate, acute illness will develop, and in the worst case, death will occur. Given these circumstances, it is preferable to associate a relatively high survival priority with the applicable conditions corresponding to a specific environment.
  • a device having a device ID of 1002 is a medical device installed in hospital equipment. Since this is a device related to the patient's life, the survival priority is set to a high value (100), and the permissible control conditions are set so that the power supply cannot be stopped and the power supply cannot be suppressed.
  • Power supply stop is a control that turns off the power supply of the device and stops the power supply to the device.
  • Power supply suppression is a control that reduces the amount of power supplied to the device by setting the operation mode of the device to the power saving mode. For example, the amount of power supplied can be reduced by switching from the quick charge mode to the normal charge mode or by switching to the charge mode having a lower voltage and lower power than the normal charge.
  • the charging stand may be equipped with a power storage device independent of the DC grid for charging the electric vehicle.
  • the overall optimization unit 23 may instruct the charging station to continue charging the electric vehicle using the power of the independent power storage device after the charging stand is disconnected from the DC power line. ..
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an example of the power / communication network model and the overall optimization control according to the embodiment.
  • the power / communication integrated network system PCS can be modeled by the power / communication network model as shown in the upper part of FIG. 7.
  • the attribution of the DC grid to the information and communication network provided by the MEC server is represented by a broken line
  • the electrical connection between the DC grid and the power system and the electrical connection between the DC grids are represented by solid lines.
  • the above model conceptually includes a physical layer that models the voltage-current distribution of the generated power, power supply power, stored power, and power consumption of the elements that make up the DC grid, and their time fluctuations, and the DC grid.
  • the control of the physical layer, the grid layer, and the local network layer corresponds to the above-mentioned autonomous decentralized cooperative control.
  • the control of the cooperative network layer corresponds to the centralized control by the cloud system 20 described above such as the cooperation with the electric power system and the wide area grid cooperation.
  • the information (state information) collected by the receiving status monitoring unit 21 of the cloud system 20 via the MEC server is evaluated by a predetermined evaluation function 23a provided in the cloud system 20, and is evaluated by the scheduler 23b of the cloud system 20. , Which DC grid, equipment, and / or power interchange gate is to be controlled at what timing, and the solution 23c, which is the result of the decision, is reflected as the control of the cooperative network layer.
  • the above state information is represented by a state variable vector X (t) that changes with time.
  • the receiving status monitoring unit 21 collects status information as shown in FIG. 8, for example.
  • FIG. 8 is a chart showing an example of state information and overall control parameters according to the embodiment.
  • the state variable vector includes preset information (setting information) for Di and sensor data collected by a sensor mounted on the Di device. For example, device ID, geographic data, grid attribution, and MEC attribution are included in the state variable vector.
  • Geographic data is location information acquired by GPS or the like of a device.
  • Grid attribution is information on the DC grid to which the equipment belongs (attribution relationship with respect to the power network).
  • the MEC attribution is the MEC information (attribution relationship regarding the information communication network) to which the device belongs.
  • the device When the device is a power generation device, information such as the state, purpose, and requirement of the power generation device is included in the state variable vector.
  • the device When the device is a storage battery, information such as the state, purpose, and requirement of the storage battery is included in the state variable vector.
  • the device When the device is a power consuming device, information such as the state, purpose, and request of the power consuming device is included in the state variable vector.
  • the device is a control device, information such as the state, purpose, and request of the control device is included in the state variable vector.
  • the state variable vector includes CO 2 emission amount, information communication amount, signal processing amount, time information, survival priority, and the like in the device.
  • the state variable vector is a state parameter obtained from the above information, such as a power generation amount fluctuation coefficient, a storage / discharge amount fluctuation coefficient, a power load fluctuation coefficient, a power consumption fluctuation coefficient, and an information communication volume fluctuation coefficient (information communication volume fluctuation coefficient). Includes short-term / medium-term / long-term).
  • the state variable vector may be composed of a part of the above-mentioned state information, or other information may be added.
  • the cloud system 20 collects the above-mentioned status information by the receiving status monitoring unit 21, and also holds information on the in-grid topology for each DC grid as shown in FIG.
  • In-grid topology represents a logical connection or hierarchy between devices in a DC grid.
  • the receipt status monitoring unit 21 can collect information on the topology in the grid from the MEC server.
  • the overall optimization unit 23 of the cloud system 20 can obtain the overall control parameters based on the state information and the topology in the grid.
  • the overall control parameters are, for example, geographical power generation distribution, geographical storage distribution, geographical power consumption distribution, geographically flexible power distribution, geographical communication traffic distribution, and each geographical variation subfactorial (short-term / medium-term / long-term). ) And so on.
  • the above-mentioned overall control parameters can be obtained.
  • FIG. 9 is a block diagram for explaining a control device for controlling a DC grid, a control device for controlling a power interchange gate, a MEC server, and computer hardware capable of realizing the functions of a cloud system. ..
  • control device for controlling the DC grid the control device for controlling the power interchange gate, the MEC server, and the cloud system can be realized by controlling the hardware of the computer 80 illustrated in FIG.
  • the computer 80 may include a processor 80a, a memory 80b, a communication IF80c, and a connection IF80d.
  • the processor 80a may be a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), a GPU (Graphic Processing Unit), or the like.
  • the memory 80b may be a ROM (ReadOnlyMemory), a RAM (RandomAccessMemory), an HDD (HardDiskDrive), an SSD (SolidStateDrive), a flash memory, or the like.
  • the communication IF80c is an interface for connecting to a wired LAN (Local Area Network), a wireless LAN, an optical communication network, a mobile communication network, and the like.
  • the communication IF80c can be used to communicate with the MEC server of the base station via the surrounding RRH.
  • the communication IF 80c can be connected to an optical communication network for communicating with a MEC server in another base station.
  • connection IF80d is an interface for connecting an external device.
  • the connection IF80d is, for example, a USB (Universal Serial Bus) port, an IEEE1394 port, a SCSI (Small Computer System Interface), or the like.
  • a portable recording medium 80f such as a magnetic recording medium, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory may be connected to the connection IF80d.
  • the processor 80a may read a program stored in the recording medium 80f and store it in the memory 80b, and control the operation of the computer 80 according to the program read from the memory 80b.
  • the program that controls the operation of the computer 80 may be stored in the memory 80b in advance, or may be downloaded from the network via the communication IF 80c.
  • each device, each DC grid, and each DC grid group implements autonomous decentralized coordinated control, so that even if some elements fail due to a natural disaster, etc., power can be supplied to the extent possible. It will be possible to maintain and resume power supply in a short time. In addition, when it is difficult to cover all the power within the grid, it is possible to realize a stable power supply by coordinating the power system. If there is still a shortage of electricity, medical institutions necessary to sustain human life within a limited amount of electricity supply, such as turning off some low-priority devices based on survival priority, etc. Maintain power supply to blame equipment. As described above, by applying the above-described embodiment, it is possible to realize a smart city / compact city with high resilience provided with a stable power supply mechanism.

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Abstract

複数の無線基地局と、各無線基地局が形成するセルに属する直流グリッド群とを含む電力・通信融合ネットワークシステムが提供され、直流グリッド群における各直流グリッドは、発電機器及び蓄電機器を含む複数の電力機器が接続された直流電力ラインを有し、無線通信によって電力機器間でやり取りされる各電力機器の状態情報に基づいて、直流電力ラインにおける電力の時間変動を抑制するための第１の制御を実施し、複数の直流グリッドが属するセルにおいて、複数の直流グリッドのうち、第１の直流グリッドは、無線通信によって直流グリッド間でやり取りされる各直流グリッドの状態情報に基づいて、第２の直流グリッドとの間で電力を融通するための第２の制御を実施し、第１のセルに属する第１の直流グリッド群は、第１の直流グリッド群及び第２のセルに属する第２の直流グリッド群の電力状況が予め設定された第１の条件を満たしたとき、第１の直流グリッド群と第２の直流グリッド群との間で電力を融通するための第３の制御を実施する。

Description

電力・通信融合ネットワークシステム、及び電力・通信融合ネットワークシステムにおける制御方法
　本開示は、電力・通信融合ネットワークシステム、及び電力・通信融合ネットワークシステムにおける制御方法に関する。
　ＣＰＳ（Cyber Physical System）のサイバー空間とフィジカル空間とを高度に融合したＳｏｃｉｅｔｙ５．０を実現するスマートシティ及びコンパクトシティは、都市や地域が有する機能やサービスの効率化及び高度化を実現すると共に、脱炭素などの社会が目指すべき課題の解決と、デジタルトランスフォーメーションやサブスクリプションによる産業構造の変革を伴う経済発展とを両立可能にするものとして期待されている。
　また、環境（Environment）・社会（Social）・ガバナンス（Governance）の３要素を考慮した投資（ＥＳＧ投資）の増加や、２０１５年９月の国連サミットにおける「持続可能な開発のための２０３０アジェンダ」（持続可能な開発目標（SDGs））の採択などを背景に、再生可能エネルギーのみを用いて事業運営を行うことを宣言した企業が参加できるＲＥ１００（Renewable Energy 100%）への加盟数も増加している。
　世界のスマートシティ市場は、２０１０年から２０３０年の２０年間で累計３１００兆円の規模に達すると推定され、その中核となるエネルギー関連市場では、スマートグリッド関連で約７２０兆円、ＥＶ（Electric Vehicle）などの次世代自動車関連で約３１０兆円、再生可能エネルギー関連で約３８０兆円という市場規模が見込まれている。そのため、多くの国や地域でスマートシティ化計画が推進され、その一部は既に動き始めている。
　下記の特許文献１は、太陽光発電、風力発電、蓄電池、及び電力用蓄電システムを含む分散型電源と、ＥＶ及び充電スタンドを含む社会インフラと、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）及びＢＥＭＳ（ Building Energy Management System）と、発電所とを通信グリッド及び電力グリッドで互いに接続したシステムを提案している。特に、同文献１は、光通信ネットワークを介して各種インフラをクラウドコンピューティングシステムに接続し、ＳＣＭＳ（Smart Community Management System）によって社会インフラを統括的に制御する社会インフラ制御システムを提案している。
国際公開第２０１３／１７２０８８号
　しかしながら、上記の社会インフラ制御システムのように大規模な電力グリッドでは、電力ネットワーク及び情報通信ネットワークの創設コスト及びオペレーションコストが高い上、自然災害などによる被害規模が大きくなりやすく、且つその復旧にかかる期間が長期化する懸念がある。また、社会インフラのような大規模システムでは、自律分散協調制御だけでシステムを最適化することは難しく、全体最適化の仕組みと連携することが必要になるが、社会インフラのリジリエンスを強化する上で両者をどのように連携させるかが課題となる。
　上記の課題に鑑み、本開示の１つの観点によれば、本開示の目的は、電力ネットワークと情報通信ネットワークとが相互に補完しあって上記連携によるリジリエンスの強化が図られるように両者を融合させた電力・通信融合ネットワークシステム及びその制御方法を提供することにある。
　本開示の一側面によれば、複数の無線基地局と、各無線基地局が形成するセルに属する直流グリッド群とを含む電力・通信融合ネットワークシステムが提供される。直流グリッド群における各直流グリッドは、発電機器及び蓄電機器を含む複数の電力機器が接続された直流電力ラインを有し、無線通信によって電力機器間でやり取りされる各電力機器の状態情報に基づいて、直流電力ラインにおける電力の時間変動を抑制するための第１の制御を実施する。複数の直流グリッドが属するセルにおいて、複数の直流グリッドのうち、第１の直流グリッドは、無線通信によって直流グリッド間でやり取りされる各直流グリッドの状態情報に基づいて、第２の直流グリッドとの間で電力を融通するための第２の制御を実施する。第１のセルに属する第１の直流グリッド群は、第１の直流グリッド群及び第２のセルに属する第２の直流グリッド群の電力状況が予め設定された第１の条件を満たしたとき、第１の直流グリッド群と第２の直流グリッド群との間で電力を融通するための第３の制御を実施する。
　本開示によれば、リジリエンスの強化を実現できる。
実施形態に係る電力・通信融合ネットワークシステムのシステム構成について説明するための模式図である。 実施形態に係る基地局の構成について説明するための模式図である。 実施形態に係る直流グリッドのスケーラビリティについて説明するための図である。 実施形態に係るクラウドシステムの機能について説明するためのブロック図である。 実施形態に係る自律分散協調制御及び全体最適化制御の流れについて説明するためのフロー図である。 実施形態に係る生存プライオリティテーブルの例を示した図表である。 実施形態に係る電力・通信ネットワークモデルの例及び全体最適化制御について説明するための図である。 実施形態に係る状態情報及び全体制御パラメータの例を示した図表である。 直流グリッドを制御するための制御機器、電力融通ゲートを制御するための制御機器、ＭＥＣサーバ、及びクラウドシステムの機能を実現可能なコンピュータのハードウェアについて説明するためのブロック図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について説明する。なお、本明細書及び図面において実質的に同一の機能を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する場合がある。
　まず、本開示の実施形態について説明するに先立ち、スマートシティ及びコンパクトシティを実現する上で解決すべき課題について述べる。
　ＡＩ（Artificial Intelligence）、ビッグデータ、ＩｏＴ（Internet of Things）の活用によって技術革新が急速に進展しているＩＣＴ（Information and Communication Technology）分野では、データセンタへのトラヒック集中による情報処理の負荷増大が課題になっている。また、情報処理の負荷増大に伴う電力消費量の急増も深刻な課題である。こうした課題に対し、５Ｇ（第５世代移動通信システム）やＢ５Ｇ（Beyond 5G）では、端末からのアクセスを集約する基地局（エッジ）において情報を処理できるようにするＭＥＣ（Mobile Edge Computing）の導入が見込まれている。
　５ＧやＢ５Ｇのシステムでは、複数のエッジと、各エッジから張り出した複数のアンテナ群によって無線ネットワークが構築される。例えば、各エッジに複数のＢＢＵ（Base Band Unit）が設置され、各ＢＢＵに接続されたＲＲＨ（Remote Radio Head）のアンテナ群を利用して各端末をカバーするマクロセルが形成される。各ＲＲＨはスモールセル（ナノセル、ピコセル、フェムトセルなど）を形成し、スモールセルの集合によってマクロセルが構成される。このようなシステムでは、広いエリアに分散配置されるエッジ及びアンテナ群に対し、如何にして電力を供給するかが課題となる。
　電力分野では、環境問題への配慮やリジリエンスの強化の観点から、既存の電力系統との間の連携も視野に入れつつ、再生可能エネルギーを利用した分散型エネルギーシステムの実現に向けて様々な視点から研究開発が進められている。例えば、再生可能エネルギーを電力系統へ組み込むことを目的とする仮想発電所の実証実験や、直流の電力ライン（ＤＣライン）で形成される小規模な電力グリッド（直流グリッド）の実証実験が既に行われている。そうした中で、既存の電力系統から直流グリッドへの電力供給時や直流グリッド間での電力融通時のＡＣ／ＤＣ変換に伴う電力損失が課題となる。
　ＩＣＴ、ＥＶ、ＺＥＨ（Zero Emission House）、ＺＥＢ（Zero Emission Building）が導入された住宅街やオフィス街に対して電力を供給するには、それらの異なる電力需給特性に対応した直流グリッドが必要になる。しかしながら、そうした複雑な制御を要する直流グリッド群をデータセンタで一元的に最適化することは現実的に不可能である。そのため、電力需給特性が異なる直流グリッド群の最適化を如何にして実現するかも課題となる。
　また、スマートシティ及びコンパクトシティを実現する上で、人やモノの移動手段として、或いは、移動可能な蓄電池として利用可能なＥＶを如何にして有効に活用するかも課題である。ＥＶの活用に関し、最近、ＭａａＳ（Mobility as a Services）の概念を導入してＥＶを直流グリッド群に連携させる仕組みが検討されている。ＥＶを活用することで、直流グリッドへの電力供給や託送能力の向上が見込める一方、充電スタンドでの高電圧及び高電力によるＥＶの急速充電は、直流グリッドに急激な電力負荷変動を生じさせる。そのため、直流グリッドに接続される他の機器への安定的な電力供給を担保するための能動的な電力負荷制御技術が必要になってくる。
　＜１．電力・通信融合ネットワークシステムのシステム構成＞
　上記のような様々な課題を見据え、本開示の実施形態では、スマートシティ及びコンパクトシティを実現するための電力・通信インフラを提供する電力・通信融合ネットワークシステムを提案する。この電力・通信融合ネットワークシステムは、高いレジリエンスを兼ね備えつつ、経済的且つ効率的に運用できる新たなネットワーク基盤を実現するものであり、経済的な再生可能エネルギーの大量導入を可能にし、都市・地域の機能及びサービスの効率化・高度化や産業構造の変化に対して、迅速且つ柔軟に対応可能な都市ＯＳ（Operating System）の創出に貢献するものである。
　まず、図１を参照しながら、実施形態に係る電力・通信融合ネットワークシステムのシステム構成について説明する。図１は、実施形態に係る電力・通信融合ネットワークシステムのシステム構成について説明するための模式図である。なお、図１に示した電力・通信融合ネットワークシステムＰＣＤは、実施形態に係る電力・通信融合ネットワークシステムの一例である。
　電力・通信融合ネットワークシステムＰＣＳは、複数の基地局と、各基地局が形成するセルに属する直流グリッド群とを含む。図１の例において、電力・通信融合ネットワークシステムＰＣＳは、基地局ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３を含む。ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３は、５ＧやＢ５Ｇの高速大容量無線通信ネットワークなどに対応する無線基地局又は無線基地局を収容する施設であってよい。説明を簡単にするために基地局の数を３にしているが、電力・通信融合ネットワークシステムＰＣＳに含まれる基地局の数は３以外であってもよい。ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３は、それぞれセルＣＥＬＬ１、ＣＥＬＬ２、ＣＥＬＬ３を形成する。ＣＥＬＬ１、ＣＥＬＬ２、ＣＥＬＬ３は、それぞれ直径数ｋｍをカバーするマクロセルであってよい。
　図１の例において、ＣＥＬＬ１は、直流グリッドｇＤＣ１１、ｇＤＣ１２、ｇＤＣ１３を含む直流グリッド群をカバーする。セルＣＥＬＬ２は、直流グリッドｇＤＣ２１、ｇＤＣ２２、ｇＤＣ２３を含む直流グリッド群をカバーする。セルＣＥＬＬ３は、直流グリッドｇＤＣ３１、ｇＤＣ３２、ｇＤＣ３３を含む直流グリッド群をカバーする。図１の例では、ＣＥＬＬ１、ＣＥＬＬ２、ＣＥＬＬ３のカバレッジエリアを破線の楕円で模式的に示している。説明を簡単にするために各セルでカバーされる直流グリッドの数を３にしているが、各セルでカバーされる直流グリッドの数は３以外であってもよい。
　直流グリッド群における各直流グリッドは、発電機器及び蓄電機器を含む複数の電力機器が接続された直流電力ライン（以下、ＤＣライン）を有する。図１の例では、ＤＣラインを実線の楕円で模式的に示している。ＤＣラインには、電力消費機器も接続される。発電機器は、太陽光発電設備、風力発電設備、地熱発電などの再生可能エネルギー源であってよい。蓄電機器は、１つ以上の蓄電池で形成される電池ユニットであってよい。また、ＢＥＶ（Battery Electric Vehicle）やＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）などの電動車両は、蓄電機器として利用することができる。電力消費機器は、ＺＥＨやＺＥＢなどの居住環境、エアコンや冷蔵庫などの電化製品、電動車両を充電するための充電スタンドなどであってよい。
　各直流グリッドは、無線通信によって電力機器間でやり取りされる各電力機器の状態情報に基づいて、ＤＣラインにおける電力の時間変動を抑制するための第１の制御を実施する。また、複数の直流グリッドが属するセルにおいて、複数の直流グリッドのうち、第１の直流グリッドは、無線通信によって直流グリッド間でやり取りされる各直流グリッドの状態情報に基づいて、第２の直流グリッドとの間で電力を融通するための第２の制御を実施する。
　各基地局はＭＥＣサーバを有する。例えば、基地局ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３は、それぞれＭＥＣサーバＭＥＣ１、ＭＥＣ２、ＭＥＣ３を有する。ＭＥＣ１、ＭＥＣ２、ＭＥＣ３は、それぞれ対応するＤＣグリッド内外における情報収集・伝達機能を有する。
　ＤＣグリッド内の各電力機器は、ＭＥＣサーバの情報収集・伝達機能を利用して、自らの発電／蓄電／電力消費の状況や、正常動作時の状態を基準とする現在の状態を把握でき、その状況や状態に基づいて他の機器への給電要求や蓄電要求などの各種要求を把握することができる。また、ＤＣグリッド内の各電力機器は、ＭＥＣサーバの情報収集・伝達機能を利用して、他の機器における発電／蓄電／電力消費の状況や、正常動作時の状態を基準とする現在の状態を把握でき、その状況や状態に基づいて他の機器への給電要求や蓄電要求などの各種要求を把握することができる。
　また、直流グリッド内の各電力機器は、自律制御のためのルールを定めた制御情報を予め保持しており、そのルールに従って次の時間ステップにおける自らの動作を決定する。各電力機器が保持する制御情報で示されるルールは、電力受給による自らの状態変化に応じてＤＣラインにおける電力の平滑化を図るために自らの判断で取るべきアクションを定めている。このルールに従って各電力機器が自律的に動作することで、各直流グリッドは、自律分散制御（第１の制御）によるＤＣラインの電力平滑化を実現することができる。なお、直流グリッド内の制御方法については、ここで述べたルールに基づく制御方法に限定されず、例えば、フィードバック制御などの様々な制御方法が適用されうる。ある直流グリッドに電力不足が生じた場合、隣接する直流グリッドの電力に余裕があれば、その隣接する直流グリッドから電力が融通されるが、融通される電力が直流グリッド内でどのように制御されるかは任意に決めることができる。
　直流グリッドでは、発電能力、発電状態、蓄電能力、蓄電状態、及び電力負荷が時々刻々と変動する。しかし、上記の自律分散制御を実施することで、それらの変動を打ち消すことができ、電力需給の安定化を図ることができる。上記の実施形態では、ＭＥＣサーバを介して機器間での情報共有が図られる。各機器は、予め設定された自律制御のルールに従って自らの判断で、次の時間ステップにおける発電量、蓄電量、電力消費量、及びＤＣラインへの接続／非接続などの状態を決定してもよい。また、フィードバック制御など他の制御方法を適用して直流グリッド内の電力が制御されてもよい。これによって、自律分散協調的に電力需給の平滑化が実現されうる。
　また、１つのＭＥＣサーバが管轄する領域（上記のセルに対応する領域）内に配置された複数の直流グリッド間でもＭＥＣサーバを介した情報共有が行われる。このように、直流グリッド間で情報が共有されることで直流グリッド間での電力融通及び自律分散制御（第２の制御）が可能になる。直流グリッド間での電力融通は、直流グリッド同士を接続する電力融通ゲートを介して実施される。例えば、ＣＥＬＬ１内には、ｇＤＣ１１とｇＤＣ１２とを繋ぐ電力融通ゲートＡ１、及びｇＤＣ１１とｇＤＣ１３とを繋ぐ電力融通ゲートＢ１が設けられている。電力融通ゲートＡ１、Ｂ２は、直流グリッド間で融通される電力量及びその向きを制御することができる。直流グリッドを跨いだ自律分散制御が実現されることで、１つのＭＥＣサーバが管轄する領域内での電力需給の平滑化が実現されうる。
　また、ＭＥＣサーバ間での情報共有も行われる。例えば、近隣に位置するＭＥＣサーバ間では通信遅延が許容可能な十分に小さい範囲に収まるため、比較的低遅延での情報共有が可能である。そのため、隣接する地域に配置された基地局の直流グリッド間でも自律分散制御によって電力需給の平滑化を実現することができる。例えば、ＣＥＬＬ１がカバーする直流グリッド群は、その直流グリッド群及びＣＥＬＬ１に隣接するＣＥＬＬ２がカバーする直流グリッド群の電力状況（発電能力、発電状態、蓄電能力、蓄電状態、及び電力負荷など）に基づいて、ＣＥＬＬ１の直流グリッド群とＣＥＬＬ２の直流グリッド群との間で電力を融通するための第３の制御を実施してもよい。
　上記のように、ＭＥＣサーバ間で情報が共有されることで、異なるＭＥＣサーバが管轄する直流グリッド間での電力融通及び自律分散制御（第３の制御）が可能になる。異なるＭＥＣサーバが管轄する直流グリッド間での電力融通も、特定の直流グリッド同士を接続する電力融通ゲートを介して実施される。図１の例では、ＣＥＬＬ１のｇＤＣ１１とＣＥＬＬ２のｇＤＣ２２とを繋ぐ電力融通ゲートＣ１２、及びＣＥＬＬ２のｇＤＣ２３とＣＥＬＬ３のｇＤＣ３１とを繋ぐ電力融通ゲートＣ２３が設けられている。電力融通ゲートＣ１２、Ｃ２３は、直流グリッド間で融通される電力量及びその向きを制御することができる。異なるＭＥＣサーバが管轄する直流グリッドを跨いだ自律分散制御が実現されることで、隣接する複数領域内での電力需給が平滑化されうる。
　上記の自律分散協調的な電力需給の平滑化制御においては、電力需給のバランスが一定の限度を超過すると有効に機能しなくなることがある。例えば、個々の機器、個々の直流グリッド、個々の直流グリッド群がルールに従って電力需給を平滑化するように自律的に行動しても、その行動で調整可能な発電量、電力消費量、及び／又は電力負荷変動量を超えた場合、各直流グリッドが地産地消できる範囲以上の電力融通が必要となる。このような場合、電力・通信融合ネットワークシステムＰＣＳでは、ＭＥＣサーバ又はＭＥＣサーバに接続されたクラウドシステム（例えば、後述するクラウドシステム２０）が指令塔となって、電力系統との連携制御（第４の制御）や離れた地域にある直流グリッド間での電力融通などの制御（全体最適化／集中制御）を実施する。
　ここで、電力・通信融合ネットワークシステムＰＣＳの構成要素について、さらに説明する。
　図１に示すように、各セルには、各直流グリッドに対応するＲＲＨが設置され、各ＲＲＨが、対応する直流グリッドに無線環境を提供する。各ＲＲＨはスモールセルを形成し、スモールセルの集合により、各基地局に対応するセル（マクロセル）が形成される。例えば、ｇＤＣ１１、ｇＤＣ１２、ｇＤＣ１３の無線環境は、それぞれＲＲＨ１１、ＲＲＨ１２、ＲＲＨ１３により提供される。各ＲＲＨは、基地局から張り出された光ファイバ（ダークファイバ）に接続される。また、各ＲＲＨには、基地局から張り出された銅ケーブル（ドライカッパ）を介して電力が供給される。変形例として、対応するＤＣラインからＲＲＨへ電力が供給されてもよい。また、１つのＭＥＣサーバが管轄する直流グリッド群のうち電力系統に接続される直流グリッドの数は１であってよい。
　次に、図２を参照しながら、実施形態に係る基地局の構成について、さらに説明する。図２は、実施形態に係る基地局の構成について説明するための模式図である。なお、図２に示した基地局１０は、実施形態に係る基地局の一例である。基地局１０の構成は、上述したＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３又は図１に図示しない他の基地局に適用可能である。但し、説明を簡単にするためにＢＳ１として基地局１０を用いる場合の構成について説明する。
　図２に示すように、基地局１０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１、蓄電装置１２、ＭＥＣサーバ１３、及びＢＢＵ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを含む。
　ＡＣ／ＤＣコンバータ１１は、ＤＣ電力をＡＣ電力へと変換する変換装置である。例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１は、電力系統から供給されるＡＣ電力をＤＣ電力へと変換し、そのＤＣ電力を蓄電装置１２に蓄える。蓄電装置１２は、１つ以上の蓄電池で構成される。蓄電装置１２には、再生可能エネルギー源などの発電機器が接続されていてもよい。蓄電装置１２に蓄えられた電力は、駆動用電力としてＭＥＣサーバ１３、ＢＢＵ１４ａ、１４ｂ、１４ｃに供給される。また、ダークファイバを介してＢＢＵ１４ａ、１４ｂ、１４ｃにそれぞれ接続されるＲＲＨに対し、ドライカッパを介して蓄電装置１２から電力が供給されてもよい。
　ＭＥＣサーバ１３は、情報収集・伝達機能を有し、ＢＢＵ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ及びこれらに接続されるＲＲＨを介して、管轄する直流グリッド群内の各機器から情報を収集し、また、各機器へと情報を伝達する。また、ＭＥＣサーバ１３は、周辺にある他の基地局のＭＥＣサーバとの間で情報を共有する。なお、ＭＥＣサーバ間の情報共有は、基地局同士を接続するバックボーンネットワークなどの回線を介して実施されうる。また、ＭＥＣサーバ１３は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１、蓄電装置１２、及びＢＢＵ１４ａ、１４ｂ、１４ｃの動作を制御しうる。
　ここで、図３を参照しながら、実施形態に係る直流グリッドのスケーラビリティについて説明する。図３は、実施形態に係る直流グリッドのスケーラビリティについて説明するための図である。
　図３のグラフは、縦軸がグリッド内電力状況（ＤＰ）を示し、横軸がグリッド面積・電圧比（Ｓ／Ｖ）を示す。ＤＰは、対象となる直流グリッドの総発電量から総電力消費量を引いた値である。Ｓは、その直流グリッドの面積を示し、直流グリッド内の銅損に比例するパラメータである。Ｓは、直流グリッド内に配置された機器の地理的分散状況やトポロジによって絶対値及び許容幅が大きく変わりうる。Ｖは、対象となる直流グリッドのＤＣラインにおける電圧を示す。ＤＰとＳ／Ｖとの関係は、符号ａを付した右肩下がりのライン（以下、ラインａ）で表現されうる。
　また、直流グリッドでは、発電能力、発電状態、蓄電能力、蓄電状態、及び電力負荷が時々刻々と変動するため、時間の経過にともなってラインａは上下に変動しうる。上述したような直流グリッド内での電力の平滑化を行わないと、その変動はｃ１－ｃ２範囲になり、ラインａの変動幅は幅Ｗ１のようになる。一方、上述した直流グリッド内での電力の平滑化を行うと、その変動はｂ１－ｂ２範囲内に収まり、ラインａの変動幅は幅Ｗ２のようになる。直流グリッド内で電力を平滑化するための制御方法としては、所定ルールに基づいて各電力機器が適切な動作を自律的に行う上述した制御方法や、フィードバック制御などの他の制御方法を適用してもよい。
　ＤＰが０を超えている場合、対象となる直流グリッドは、他の直流グリッドへの電力融通が可能な状態（Ｒ０又はＲ１）にある。ＤＰが０を僅かに下回る場合（Ｒ２）、同じＭＥＣサーバが管轄する他の直流グリッドと、対象となる直流グリッドとを繋ぐ電力融通ゲートが制御され、他の直流グリッドから電力融通を受けるための制御が自律的に実施される。それでもＤＰが改善しない場合には、隣接地域にある他のＭＥＣサーバが管轄する他の直流グリッドと、対象となる直流グリッドを含む直流グリッド群とを繋ぐ電力融通ゲートが制御され、隣接地域にある他の直流グリッドから電力融通を受けるための制御が自律的に実施される。
　対象となる直流グリッドから他の直流グリッドへの電力融通が可能な状態（Ｒ０及びＲ１）のうち、Ｒ０は、周辺のグリッドの中に電力受給を必要とするグリッドが存在し、グリッド間の自律分散協調制御によって電力融通及び電力平滑化が実現できる領域である。一方、Ｒ１は、対象となる直流グリッド自体は他のグリッドへの電力融通が可能ではあるものの、その余剰電力を受給するのに十分な電力不足が他の周辺グリッドでは存在せず、電力系統を介した電力融通を集中制御によって行う全体最適化が必要となる領域である。
　上記の電力融通を実施してもＤＰが回復せず、ＤＰが閾値ＴＨＬ以下又はＴＨＨ以上となる場合（Ｒ０又はＲ３）、自律分散協調制御から、クラウドシステム２０が集中制御する全体最適制御へと切り替わる。全体最適制御に切り替わると、例えば、クラウドシステム２０の指示に応じて、対象となる直流グリッドを含む直流グリッド群が電力系統からの電力供給を受ける。また、全体最適制御では、クラウドシステム２０の指示に応じて、対象となる直流グリッドが、地理的に遠い地域にある他のＭＥＣサーバが管轄する直流グリッドからの電力融通を受けてもよい。このとき、対象となる直流グリッドは、電力系統からの電力供給を併せて受けてもよい。変形例として、全体最適制御のための指示については、１台のＭＥＣサーバが代表して行ってもよいし、ＭＥＣサーバ同士でやり取りしながら行ってもよい。
　上記のように、ＭＥＣサーバ１３の情報収集・伝達機能を利用して、機器間、直流グリッド間、直流グリッド群間での情報共有ができることで、上記のように、直流グリッド内、直流グリッド間、及び直流グリッド群間での自律分散協調制御が実現できる。また、自律分散協調制御によってＤＰが十分に改善しない場合でも、電力系統との連携や広域での電力融通などの全体最適制御を実施することで、対象となる直流グリッドのＤＰを改善することができる。
　自律分散協調制御を優先的に実施することで、電力の地産地消が実現され、また、機器単位、グリッド単位、グリッド群単位（ＭＥＣサーバの管轄単位）、近隣グリッド群単位で自律的に電力の平滑化制御が実施されることで、その一部に障害が生じても、その影響を最小限に留めて制御を継続することができる。さらに、災害時などにおいては、被害を受けていない残りの要素で、可能な限り電力・通信環境を提供することができる。また、通信インフラに障害が生じた場合でも、クラウドシステム２０の指示に応じてアドホックネットワークを構築して通信ネットワーク環境を修復することで、修復された箇所に対応する地域の少なくとも一部で上記の自律分散協調制御による電力供給が回復するため迅速な復旧に寄与する。
　［クラウドシステムの機能］
　次に、図４を参照しながら、クラウドシステム２０の機能について、さらに説明する。図４は、本開示の実施形態に係るクラウドシステムの機能について説明するためのブロック図である。
　図４に示すように、クラウドシステム２０は、受給状況監視部２１、記憶部２２、及び全体最適化部２３を有する。
　受給状況監視部２１は、電力・通信融合ネットワークシステムＰＣＳの各基地局に設置されたＭＥＣサーバから送信される受給バランスに関する情報を受信する。また、受給状況監視部２１は、受信した受給バランスに関する情報に基づいて、各ＭＥＣが管轄する直流グリッド群の受給バランスを管理するための情報（記憶部２２の状況管理テーブル２２ａ）を更新する。状況管理テーブル２２ａは、図４に示すように、ＭＥＣの識別情報、受給バランス、及び受給状況を含む。ＭＥＣの識別情報は、ＭＥＣが管轄する直流グリッド群の識別に利用可能な情報の一例である。受給状況は、例えば、充足率が１００％以上の場合に「良好」とされ、充足率が１００％未満の場合に「不足」とされる。
　全体最適化部２３は、状況管理テーブル２２ａを参照し、受給状況が「不足」の直流グリッド群（例えば、ＭＥＣ２が管轄する直流グリッド群）に対し、受給バランスに応じて電力系統からの受電、生存プライオリティに基づく電力制御、或いは、遠い位置にあるＭＥＣが管轄する直流グリッド群との間の電力融通などの実施を指示する。例えば、全体最適化部２３は、受給状況が「不足」の直流グリッド群を管轄するＭＥＣに対して、余剰電力の絶対値がバッファ電力（ＭＥＣ２の場合は「６００」）の所定割合（例えば、５０％）以下になった場合に上記の指示を行う。
　例えば、遠隔地にある直流グリッド群からの電力融通を実施させる場合、全体最適化部２３は、受給状況「良好」に対応するＭＥＣの中から、電力を供給する側の直流グリッド群を管轄するＭＥＣを選択し、選択したＭＥＣに要求する給電量を決定する。一例として、全体最適化部２３は、余剰割合（＝充足率－１００％）が大きい順に１以上のＭＥＣを選択し、その余剰割合に対応する電力量を、選択したＭＥＣに要求する給電量に決定する。また、全体最適化部２３は、給電側のＭＥＣに給電先の情報及び給電量を通知し、受電側のＭＥＣに給電側の情報及び受電量を通知して、上述した電力融通の開始を指示する。
　上記の説明では、状況管理テーブル２２ａをクラウドシステム２０で管理し、クラウドシステム２０が制御の実施を指示していたが、電力・通信融合ネットワークシステムＰＣＳ内のＭＥＣサーバ同士が相互に情報をやり取りして電力融通を実施してもよい（変形例＃１）。また、電力・通信融合ネットワークシステムＰＣＳ内にある１つのＭＥＣサーバを代表ＭＥＣサーバとして選択し、上記のクラウドシステム２０の代わりに代表ＭＥＣサーバが電力融通を実施してもよい（変形例＃２）。
　次に、図５を参照しながら、実施形態に係る自律分散協調制御及び全体最適化制御の流れについて説明する。図５は、実施形態に係る自律分散協調制御及び全体最適化制御の流れについて説明するためのフロー図である。
　（Ｓ１０１）各直流グリッドが自律分散協調制御を実行する。
　例えば、各直流グリッドにおいて、直流グリッド内にある各機器が、その直流グリッドの電力を平滑化するための動作を定めた第１のルールに従って自律的に動作する（自グリッド内電力平滑化）。また、同じＭＥＣサーバの管轄下にある直流グリッド群（同じセル内の直流グリッド群）において、各直流グリッドが、その直流グリッド群の電力を平滑化するための動作を定めた第２のルールに従って自律的に動作する（同セル内グリッド間電力融通）。また、隣接地域にあるＭＥＣサーバの管轄下にある複数の直流グリッド群（隣接セル内の複数の直流グリッド群）において、各直流グリッド群が、それら複数の直流グリッド群の電力を平滑化するための動作を定めた第３のルールに従って自律的に動作する（隣接セル内グリッド間電力融通）。
　（Ｓ１０２）クラウドシステム２０の受給状況監視部２１は、各ＭＥＣサーバから収集される各直流グリッド群の電力状況を監視する。また、全体最適化部２３は、電力状況が所定の集中制御条件（図３におけるＤＰがＴＨＬ以下又はＴＨＨ以上となる条件など）を満たす直流グリッド群があるか否かを判定する。集中制御条件に該当する直流グリッド群がない場合、処理はＳ１０１へと進む。集中制御条件に該当する直流グリッド群がある場合、処理はＳ１０３へと進む。
　（Ｓ１０３）全体最適化部２３は、集中制御条件に該当する直流グリッド群に対し、ＭＥＣサーバを介して電力系統との連携制御を実行するように指示する。この指示を受け、対象となる直流グリッド群のＭＥＣサーバは、電力系統から電力供給を受けるための制御を実行する。
　（Ｓ１０４）全体最適化部２３は、電力系統との連携制御を指示した直流グリッド群の電力状況が回復したか否かを判定する。例えば、電力状況が集中制御条件に該当しなくなった場合（図３におけるＤＰがＴＨＬとＴＨＨとの間の自律分散協調制御が可能な領域内に収まった場合）、全体最適化部２３は、電力状況が回復したと判定する。電力状況が回復した場合、電力系統との連携指示が解除され、処理はＳ１０１へと進む。一方、電力状況が回復しない場合、処理はＳ１０５へと進む。例えば、自然災害などによって電力系統に障害が発生した場合、電力状況が回復せずに処理がＳ１０５へと進むことがある。
　（Ｓ１０５）全体最適化部２３は、各機器に設定されている生存プライオリティに基づいて、対象となる直流グリッド内の機器を電源オフに制御する。変形例として、電源オフにする代わりに、給電量を減らしたり、省電力モードに切り替えたりしてもよい。なお、無線環境に障害が発生している場合、全体最適化部２３は、対象となる基地局のＭＥＣサーバ及びその近隣にある基地局のＭＥＣサーバに対してアドホックネットワークを形成するように指示して通信ネットワークを修復させる。Ｓ１０５の処理が完了すると、処理はＳ１０１へと進む。処理がＳ１０１へ進む場合、機器の電源制御及び修復後の通信環境下で自律分散協調制御が実施され、生き残っている機器で電力・通信環境を提供し続ける。
　ここで、図６を参照しながら、実施形態に係る生存プライオリティについて説明する。生存プライオリティは、複数の電力機器のうち電力を消費する電力消費機器に予め設定される。クラウドシステム２０の全体最適化部２３は、機器の電源オフ又は電源抑制を指示する場合、生存プライオリティが低い順に電力消費機器の電源をオフにするか又は抑制するための制御を実施する。全体最適化部２３は、例えば、図６に示すような生存プライオリティテーブルによって生存プライオリティの情報を管理する。図６は、実施形態に係る生存プライオリティテーブルの例を示した図表である。なお、図６に示した生存プライオリティテーブル２０１は、実施形態に係る生存プライオリティテーブルの一例である。
　生存プライオリティテーブル２０１は、機器ＩＤ、属性、生存プライオリティ、及び許容制御条件の欄を有する。機器ＩＤの欄には、各機器を識別するためのＩＤが記載される。属性の欄には、機器の種類、利用場所、及び用途などの情報が記載される。生存プライオリティの欄には、生存プライオリティの値が記載される。なお、図６の例では、生存プライオリティの欄に、生存プライオリティと、その生存プライオリティが適用される条件とが記載されている部分がある。この部分では、適用される条件を満たした場合に、対応する生存プライオリティが適用される。
　例えば、生存プライオリティは、季節（夏期／冬期）、時間帯（夜間／昼間）、及び外気温の範囲（Ｔ）などの環境条件を区別して設定されてもよい。外気温が氷点下又は３５℃を超える中でエアコンが停止すると、健康状態の悪化、急性疾患の発症、そして、最悪の場合には死亡に至るケースも想定される。こうした事情を踏まえ、特定の環境に対応する適用条件に比較的高い生存プライオリティを関連付けておくことが好ましい。
　許容制御条件の欄には、制御対象の機器に対して、どのような制御が許容されるかを示す情報が記載される。例えば、機器ＩＤが１００２の機器は、病院設備に設置される医療機器である。これは患者の生命に関わる機器であるため、生存プライオリティが高い値（１００）に設定され、また、許容制御条件が、給電停止不可、且つ、給電抑制不可に設定されている。給電停止は、機器の電源をオフにして機器への給電を停止する制御である。給電抑制は、機器の動作モードを省電力モードにして機器への給電量を減らす制御である。例えば、急速充電モードから普通充電モードへの切り替えや、普通充電より低電圧・低電力の充電モードへの切り替えることで給電量を減らすことができる。
　ここで、電動車両を充電するための充電スタンドが直流グリッドに接続されている場合の制御についての変形例について説明する。充電スタンドでの高電圧及び高電力による電動車両の急速充電は、直流グリッドに急激な電力負荷変動を生じさせる。そのため、充電スタンドには、電動車両の充電用に直流グリッドとは独立した蓄電機器が設置されていることがある。この場合、全体最適化部２３は、充電スタンドを直流電力ラインから切り離された後、独立の蓄電機器の電力を用いて電動車両への充電が継続されるように充電スタンドに指示してもよい。
　次に、図７を参照しながら、実施形態に係る電力・通信ネットワークモデルの例及び全体最適化制御について説明する。図７は、実施形態に係る電力・通信ネットワークモデルの例及び全体最適化制御について説明するための図である。
　電力・通信融合ネットワークシステムＰＣＳは、図７の上段に示すような電力・通信ネットワークモデルによってモデル化されうる。このモデルでは、ＭＥＣサーバが提供する情報通信ネットワークに対する直流グリッドの帰属関係が破線で表現され、直流グリッドと電力系統との電気的な接続及び直流グリッド間の電気的な接続が実線で表現されている。
　また、上記のモデルは、概念的に、直流グリッドを構成する要素の発電電力、給電電力、蓄電電力、消費電力の電圧電流分布及びそれらの時間変動をモデル化した物理層と、直流グリッド内の構成要素をモデル化したグリッド層と、同じセル内にある直流グリッド群のネットワークをモデル化したローカルネットワーク層と、異なるセルに属する複数の直流グリッド群の集合体をモデル化した連携ネットワーク層とに区別することができる。物理層、グリッド層、及びローカルネットワーク層の制御は、上述した自律分散協調制御に該当する。また、連携ネットワーク層の制御は、電力系統との連携や広域グリッド連携などの上述したクラウドシステム２０による集中制御に該当する。
　上記の集中制御は、ＭＥＣサーバを介してクラウドシステム２０の受給状況監視部２１が収集した情報（状態情報）をクラウドシステム２０が備える所定の評価関数２３ａで評価し、クラウドシステム２０のスケジューラ２３ｂによって、どの直流グリッド、機器、及び／又は電力融通ゲートをどのタイミングで制御するかを決定し、その決定結果であるソリューション２３ｃを連携ネットワーク層の制御として反映させる。
　上記の状態情報は、時間によって変化する状態変数ベクトルＸ（ｔ）によって表現される。受給状況監視部２１は、例えば、図８に示すような状態情報を収集する。図８は、実施形態に係る状態情報及び全体制御パラメータの例を示した図表である。
　機器識別Ｄｉは、ｉ番目の機器を表す。状態変数ベクトルは、Ｄｉについて、予め設定された情報（設定情報）及びＤｉの機器に搭載されたセンサで収集されるセンサデータを含む。例えば、機器ＩＤ、地理データ、グリッド帰属、及びＭＥＣ帰属が状態変数ベクトルに含まれる。地理データは、機器のＧＰＳなどで取得される位置情報である。グリッド帰属は、機器が帰属している直流グリッドの情報（電力ネットワークに関する帰属関係）である。ＭＥＣ帰属は、機器が帰属しているＭＥＣの情報（情報通信ネットワークに関する帰属関係）である。
　機器が発電機器の場合、その発電機器の状態、目的、要求などの情報が状態変数ベクトルに含まれる。機器が蓄電池の場合、その蓄電池の状態、目的、要求などの情報が状態変数ベクトルに含まれる。機器が電力消費機器の場合、その電力消費機器の状態、目的、要求などの情報が状態変数ベクトルに含まれる。機器が制御機器の場合、その制御機器の状態、目的、要求などの情報が状態変数ベクトルに含まれる。また、状態変数ベクトルには、機器におけるＣＯ２排出量、情報通信量、信号処理量、時刻情報、及び生存プライオリティなどが含まれる。また、状態変数ベクトルは、状態パラメータとして、上記の情報から求められる発電量変動微係数、蓄電／放電量変動微係数、電力負荷変動微係数、電力消費変動微係数、情報通信量変動微係数（短期／中期／長期）を含む。
　但し、状態変数ベクトルは、上述した状態情報のうち一部の情報で構成されていてもよいし、他の情報が追加されてもよい。
　クラウドシステム２０は、受給状況監視部２１によって上記のような状態情報を収集する他、図８に示すような各直流グリッドについてのグリッド内トポロジに関する情報を保持する。グリッド内トポロジは、直流グリッド内における機器間の論理的な接続関係又は階層関係を表す。受給状況監視部２１は、グリッド内トポロジに関する情報をＭＥＣサーバから収集しうる。また、クラウドシステム２０の全体最適化部２３は、状態情報及びグリッド内トポロジに基づいて全体制御パラメータを求めることができる。全体制御パラメータは、例えば、地理的発電分布、地理的蓄電分布、地理的電力消費量分布、地理的融通可能電力分布、地理的通信トラヒック分布、各地理的変動量微係数（短期／中期／長期）などである。地理データを含む各機器の状態情報を統計的に処理することで、上記のような全体制御パラメータが得られうる。
　次に、図９を参照しながら、直流グリッドを制御するための制御機器、電力融通ゲートを制御するための制御機器、ＭＥＣサーバ、及びクラウドシステムの機能を実現可能なコンピュータのハードウェアについて説明する。図９は、直流グリッドを制御するための制御機器、電力融通ゲートを制御するための制御機器、ＭＥＣサーバ、及びクラウドシステムの機能を実現可能なコンピュータのハードウェアについて説明するためのブロック図である。
　直流グリッドを制御するための制御機器、電力融通ゲートを制御するための制御機器、ＭＥＣサーバ、及びクラウドシステムの機能は、図３に例示したコンピュータ８０のハードウェアを制御することによって実現されうる。
　図９に示すように、コンピュータ８０は、プロセッサ８０ａ、メモリ８０ｂ、通信ＩＦ８０ｃ、及び接続ＩＦ８０ｄを含みうる。プロセッサ８０ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）などであってよい。メモリ８０ｂは、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリなどであってよい。
　通信ＩＦ８０ｃは、有線ＬＡＮ（Local Area Network）、無線ＬＡＮ、光通信ネットワーク、移動体通信ネットワークなどに接続するためのインターフェースである。例えば、通信ＩＦ８０ｃは、周囲にあるＲＲＨを介して基地局のＭＥＣサーバと通信するために利用されうる。また、コンピュータ８０が基地局にあるＭＥＣサーバの場合、通信ＩＦ８０ｃは、他の基地局にあるＭＥＣサーバと通信するための光通信ネットワークに接続されうる。
　接続ＩＦ８０ｄは、外部デバイスを接続するためのインターフェースである。接続ＩＦ８０ｄは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）などである。また、接続ＩＦ８０ｄには、磁気記録媒体、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどの可搬性の記録媒体８０ｆが接続されてもよい。
　プロセッサ８０ａは、例えば、記録媒体８０ｆに格納されたプログラムを読み出してメモリ８０ｂに格納し、メモリ８０ｂから読み出したプログラムに従ってコンピュータ８０の動作を制御してもよい。コンピュータ８０の動作を制御するプログラムは、メモリ８０ｂに予め格納されてもよいし、通信ＩＦ８０ｃを介してネットワークからダウンロードされてもよい。
　以上、本開示に係る実施形態について説明した。
　上記のように各機器、各直流グリッド、及び各直流グリッド群が自律分散協調制御を実施することで、自然災害などにより一部の要素に障害が発生しても、可能な範囲で電力供給を維持し、短時間で電力供給を再開することが可能になる。また、全電力をグリッド内で賄うことが難しい場合には、電力系統の連携などを実施して安定的な電力供給を実現することができる。それでも電力が不足する場合には、生存プライオリティに基づいて優先度の低い一部機器の電源をオフにするなどして、限られた電力供給量の中で人の生命維持に必要な医療機関や非難設備などへの電力供給を維持する。このように、上述した実施形態の適用によって、安定的な電力供給の仕組みを具備したレジリエンスの高いスマートシティ／コンパクトシティを実現することができる。
　添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について説明したが、本開示は係る例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。

Claims (13)

  1. 　複数の無線基地局と、各無線基地局が形成するセルに属する直流グリッド群とを含み、
    　前記直流グリッド群における各直流グリッドは、発電機器及び蓄電機器を含む複数の電力機器が接続された直流電力ラインを有し、無線通信によって電力機器間でやり取りされる各電力機器の状態情報に基づいて、前記直流電力ラインにおける電力の時間変動を抑制するための第１の制御を実施し、
    　複数の直流グリッドが属するセルにおいて、前記複数の直流グリッドのうち、第１の直流グリッドは、無線通信によって直流グリッド間でやり取りされる各直流グリッドの状態情報に基づいて、第２の直流グリッドとの間で電力を融通するための第２の制御を実施し、
    　第１のセルに属する第１の直流グリッド群は、前記第１の直流グリッド群及び第２のセルに属する第２の直流グリッド群の電力状況が予め設定された第１の条件を満たしたとき、前記第１の直流グリッド群と前記第２の直流グリッド群との間で電力を融通するための第３の制御を実施する、
    　電力・通信融合ネットワークシステム。
  2. 　前記直流グリッド群に含まれる少なくとも１つの直流グリッドは電力系統に接続され、
    　前記直流グリッド群は、前記第１の制御及び前記第２の制御のうち可能な制御を実施している状態での電力状況が予め設定された第２の条件を満たしたとき、前記電力系統から電力供給を受けるための第４の制御を実施する、
    　請求項１に記載の電力・通信融合ネットワークシステム。
  3. 　前記複数の無線基地局のうち第１の無線基地局の少なくとも一部機能に障害が発生したとき、前記第１の無線基地局の残りの機能及び／又は前記第１の無線基地局の周囲にある他の無線基地局によって、前記第１の無線基地局に対応する直流グリッド群に無線環境が提供され、前記無線環境を利用した無線通信によって各電力機器の状態情報及び／又は各直流グリッドの状態情報がやり取りされる、
    　請求項１に記載の電力・通信融合ネットワークシステム。
  4. 　前記セルは、対応する無線基地局から張り出された光通信ケーブルによって接続されるアンテナ群を用いて形成され、前記アンテナ群には、前記対応する無線基地局がある設備から張り出されたドライカッパを介して電力が供給される、
    　請求項１に記載の電力・通信融合ネットワークシステム。
  5. 　電動車両の充電及び／又は前記電動車両からの受電ための受給電スタンドが前記直流電力ラインに接続された直流グリッドを含む第３の直流グリッド群は、前記第３の直流グリッド群の電力状況が予め設定された第３の条件を満たしたとき、前記受給電スタンドで充電している電動車両への給電を抑制するための第５の制御を実施し、前記受給電スタンドを前記直流電力ラインから切り離す、
    　請求項１に記載の電力・通信融合ネットワークシステム。
  6. 　前記第５の制御において、前記直流電力ラインに接続されていない独立の蓄電機器が前記受給電スタンドに接続されている場合、前記受給電スタンドが前記直流電力ラインから切り離された後、前記受給電スタンドは、前記独立の蓄電機器の電力を用いて前記電動車両への充電を実施する、
    　請求項５に記載の電力・通信融合ネットワークシステム。
  7. 　前記複数の電力機器のうち電力を消費する電力消費機器には生存プライオリティが設定され、
    　前記直流グリッド群は、前記第１～第４の制御のうち可能な制御を実施している状態での電力状況が予め設定された第４の条件を満たしたとき、前記生存プライオリティが低い順に前記電力消費機器の電源をオフにするための第６の制御を実施する、
    　請求項２に記載の電力・通信融合ネットワークシステム。
  8. 　複数の無線基地局と、各無線基地局が形成するセルに属する直流グリッド群とを含む電力・通信融合ネットワークシステムにおける制御方法であって、
    　前記直流グリッド群における各直流グリッドによって、発電機器及び蓄電機器を含む複数の電力機器が接続された直流電力ラインを有し、無線通信によって電力機器間でやり取りされる各電力機器の状態情報に基づいて、前記直流電力ラインにおける電力の時間変動を抑制するための第１の制御を実施することと、
    　複数の直流グリッドが属するセルにおいて、前記複数の直流グリッドのうちの第１の直流グリッドによって、無線通信によって直流グリッド間でやり取りされる各直流グリッドの状態情報に基づいて、第２の直流グリッドとの間で電力を融通するための第２の制御を実施することと、
    　第１のセルに属する第１の直流グリッド群及び第２のセルに属する第２の直流グリッド群の電力状況が予め設定された第１の条件を満たしたとき、前記第１の直流グリッド群によって、前記第１の直流グリッド群と前記第２の直流グリッド群との間で電力を融通するための第３の制御を実施することと、を含む、
    　制御方法。
  9. 　前記直流グリッド群に含まれる少なくとも１つの直流グリッドは電力系統に接続され、
    　前記方法は、
    　前記直流グリッド群によって、前記第１の制御及び前記第２の制御のうち可能な制御を実施している状態での電力状況が予め設定された第２の条件を満たしたとき、前記電力系統から電力供給を受けるための第４の制御を実施すること、をさらに含む、
    　請求項８に記載の制御方法。
  10. 　前記複数の無線基地局のうち第１の無線基地局の少なくとも一部機能に障害が発生したとき、前記第１の無線基地局の残りの機能及び／又は前記第１の無線基地局の周囲にある他の無線基地局によって、前記第１の無線基地局に対応する直流グリッド群に無線環境が提供され、前記無線環境を利用した無線通信によって各電力機器の状態情報及び／又は各直流グリッドの状態情報がやり取りされる、
    　請求項８に記載の制御方法。
  11. 　前記方法は、
    　電動車両の充電及び／又は前記電動車両からの受電ための受給電スタンドが前記直流電力ラインに接続された直流グリッドを含む第３の直流グリッド群によって、前記第３の直流グリッド群の電力状況が予め設定された第３の条件を満たしたとき、前記受給電スタンドで充電している電動車両への給電を抑制するための第５の制御を実施し、前記受給電スタンドを前記直流電力ラインから切り離すこと、をさらに含む、
    　請求項８に記載の制御方法。
  12. 　前記第５の制御において、前記直流電力ラインに接続されていない独立の蓄電機器が前記受給電スタンドに接続されている場合、前記受給電スタンドが前記直流電力ラインから切り離された後、前記受給電スタンドによって、前記独立の蓄電機器の電力を用いて前記電動車両への充電が実施される、
    　請求項１１に記載の制御方法。
  13. 　前記複数の電力機器のうち電力を消費する電力消費機器には生存プライオリティが設定され、
    　前記方法は、
    　前記直流グリッド群によって、前記第１～第４の制御のうち可能な制御を実施している状態での電力状況が予め設定された第４の条件を満たしたとき、前記生存プライオリティが低い順に前記電力消費機器の電源をオフにするための第６の制御を実施すること、をさらに含む、
    　請求項９に記載の制御方法。
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