WO2021200170A1 - エネルギー供給システム - Google Patents

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unmanned
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恒幾 近藤
佳司 坂川
和英 袴田
明 花光
和彦 谷村
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
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Definitions

  • the present invention relates to an energy supply system constituting a regional electric power system in a target area such as a wide area local government.
  • a renewable energy power source is provided at a disaster prevention base in normal times, and in the event of a disaster, the premises system of the disaster prevention base is separated from the power transmission and distribution system, and a disaster load and a portable power adjustment facility are connected to the premises system.
  • the disaster response power supply system is disclosed.
  • Patent Document 1 a storage battery and an engine generator are used as the power adjustment equipment, but since these are equipment specialized for power generation, there is a problem that the equipment utilization efficiency is low. Furthermore, since regular inspections are required to ensure that the generators operate in the event of a disaster, maintenance costs will be high if the number of generators installed is large or if the installation area is wide. Become.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to stabilize the power supply to the power transmission and distribution system and to improve the equipment utilization efficiency. It is to provide a possible energy supply system.
  • the energy supply system includes a power transmission system installed in the target area and including a first power generation facility that generates power using renewable energy and a second power generation facility that generates power using fossil fuel.
  • a power transmission / distribution system in which power is transmitted from the power transmission system and supplies power to consumers in the target area, a mobile body having a transportation function for transporting freight and a power supply function for supplying power to the outside, It includes the power transmission system, the power transmission / distribution system, and a management system for managing the mobile body.
  • the management system predicts the power supply amount of the power transmission system and the power demand amount of the power transmission and distribution system, and when the power supply amount is less than the power demand amount, the power supply function of the mobile body is used. Then, a power adjustment process for supplying power from the moving body to the power transmission / distribution system is performed.
  • the amount of power supplied by the transmission system falls below the amount of power required by the transmission and distribution system due to fluctuations in the output of the first power generation facility that uses renewable energy, resulting in insufficient power supply to the transmission and distribution system.
  • the power supply function of the mobile body can be used to supply power from the mobile body to the power transmission and distribution system.
  • the transport function of the mobile body can be used to transport the cargo to the mobile body.
  • the mobile body is not a facility specialized for power supply when the power supply to the power transmission and distribution system is insufficient, but is effectively used as a facility for transporting cargo in normal times. As a result, it is possible to improve the utilization efficiency of the mobile body that can be utilized as an adjustment power source.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the regional electric power system which comprises the energy supply system which concerns on one Embodiment of this invention. It is a top view of an unmanned flying object showing an example of a moving body provided in an energy supply system. It is a side view of an unmanned aircraft. It is a block diagram which shows the control system of an unmanned air vehicle. It is a block diagram which shows the functional structure of the management system provided in the energy supply system. It is a flowchart for demonstrating the power adjustment processing and surplus power correspondence processing performed by a management system. It is a flowchart for demonstrating the disaster response processing performed by a management system. This is the first half of the subroutine that shows the details of disaster response processing.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an energy supply system 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the energy supply system 1 is a system that constitutes a regional electric power system in the target area.
  • the target area is, for example, a wide area municipality.
  • a wide-area municipality is a wide-area municipality that comprehensively organizes a plurality of basic municipalities such as municipalities, and is a municipality to which a wide-area prefectural system that combines multiple prefectures is applied.
  • the energy supply system 1 includes a power transmission system 2, a power transmission / distribution system 3 that supplies power to each consumer 4 in the target area, an external power system 5, and a management system 7 installed at a management base 6 in the target area. And an unmanned air vehicle 8 as a moving body.
  • the power transmission system 2 includes a first power generation facility 21, a second power generation facility 22, a first power transmission side substation facility 23, a second power transmission side substation facility 24, a first power transmission line 25, and a second power transmission line installed in the target area. Includes power line 26.
  • the first power generation facility 21 is a power generation facility that generates power using renewable energy such as solar power and wind power.
  • the second power generation facility 22 is a power generation facility that generates power using fossil fuels.
  • the first power transmission side substation facility 23 is a substation facility that converts the voltage and frequency of the electricity generated by the first power generation facility 21.
  • the second power transmission side substation facility 24 is a substation facility that converts the voltage and frequency of the electricity generated by the second power generation facility 22.
  • the first transmission line 25 is a transmission line connected between the first transmission side substation facility 23 and the transmission / distribution system 3
  • the second transmission line 26 is the second transmission side substation facility 24 and the transmission / distribution system 3. It is a transmission line connected to and from.
  • the electric power generated by the power generated by the first power generation facility 21 is transmitted from the first transmission line 25 to the power transmission and distribution system 3 via the first power transmission side substation facility 23, and the power is transmitted from the second power generation facility 22 to the power transmission and distribution system 3.
  • the electric power generated by the power generation is transmitted from the second transmission line 26 to the transmission / distribution system 3 via the second transmission side substation facility 24.
  • the power transmission / distribution system 3 is a system in which electric power is transmitted from the power transmission system 2 and supplies electric power to each of the consumers 4, 4A and 4B in the target area.
  • the power transmission / distribution system 3 includes a first distribution side substation facility 31, a second distribution side substation facility 32, and a distribution line 33.
  • the first transmission line 25 is connected to the first distribution side substation facility 31.
  • the first distribution side substation equipment 31 is a substation equipment that converts the voltage and frequency of electricity transmitted through the first transmission line 25.
  • a second transmission line 26 is connected to the second distribution side substation facility 32.
  • the second distribution side substation equipment 32 is a substation equipment that converts the voltage and frequency of electricity transmitted through the second transmission line 26.
  • the distribution line 33 is a distribution line connected between the first distribution side substation equipment 31 and the second distribution side substation equipment 32 and the consumers 4, 4A and 4B.
  • the power transmission and distribution system 3 distributes the electric power transmitted from the power transmission system 2 to the consumers 4, 4A and 4B through the first distribution side substation equipment 31, the second distribution side substation equipment 32, and the distribution line 33.
  • the consumer 4 is a general house, building, factory, or the like having a load that consumes the electric power supplied from the power transmission / distribution system 3.
  • Customer 4A is a specific customer designated as a disaster prevention base that serves as a disaster prevention base when a disaster such as a storm or flood damage or an earthquake occurs in the target area.
  • the specific customer 4A is, for example, a government office, a shelter, a medical facility, a communication facility, or the like.
  • In the target area there are one or more specific consumers 4A.
  • Consumer 4B is a hydrogen production facility installed in the target area.
  • the hydrogen production facility 4B is a facility that operates by electric power supplied from the power transmission / distribution system 3 and electrolyzes water to produce hydrogen. In the target area, one or more hydrogen production facilities 4B are installed.
  • the external power system 5 is an external power transmission / distribution system installed outside the target area.
  • the external power system 5 is connected to the distribution line 33 of the power transmission / distribution system 3 via the substation facility 50 and the external power transmission system 51. Therefore, power is transmitted to the power transmission / distribution system 3 from the power transmission system 2 installed in the target area, and power is transmitted from the external power system 5 installed outside the target area as needed.
  • the unmanned aerial vehicle 8 is a moving body having a transportation function for transporting people and cargo and a power supply function for supplying electric power to the outside, and is generally referred to as a "drone” or a “multicopter". It is an unmanned aerial vehicle called.
  • the energy supply system 1 may include, as a moving body having a transportation function and a power supply function, a moving body having a land route as a moving route and a moving body having a sea route as a moving route, in addition to the unmanned flying vehicle 8.
  • the number of unmanned aircraft 8 provided in the energy supply system 1 is not particularly limited, but a plurality of unmanned aircraft 8 are provided in consideration of efficient use of the transportation function and the power supply function. Is desirable.
  • the unmanned air vehicle 8 is not affected by traffic congestion or blockage of the road network like a mobile body that uses a land route as a movement route, and is not affected by traffic closures that use a sea route as a movement route in a coastal area. Not restricted to movement.
  • FIG. 2 and 3 are views showing the configuration of the unmanned air vehicle 8
  • FIG. 2 is a plan view of the unmanned air vehicle 8 as viewed from above
  • FIG. 3 is a side view of the unmanned air vehicle 8.
  • the unmanned air vehicle 8 of the present embodiment is a large unmanned air vehicle 8 m square when viewed from above.
  • the unmanned airframe 8 includes an airframe 81, an engine 82, a generator 83, a fuel tank 84, an inverter 85, a battery 86, a converter 87, a motor 88, and a propeller 89 mounted on the airframe 81.
  • the airframe 81 includes a main frame 811 having a rectangular frame shape when viewed from above, and a subframe 812 supported by the main frame 811 inside the main frame 811.
  • a plurality of motors 88 are attached to the upper surface of the main frame 811 at predetermined intervals, and a propeller 89 is connected to each motor 88.
  • eight motors 88 are attached to the upper surface of the main frame 811, and a propeller 89 is connected to each of the motors 88.
  • the subframe 812 stores the mounting unit 8121 on which the engine 82, the generator 83, the fuel tank 84, the inverter 85, the battery 86, and the converter 87 are mounted, and people and cargo in order to realize the transport function of the unmanned aircraft 8. It has a storage portion 8122 made possible, and a leg portion 8123 that comes into contact with the ground or the like when the unmanned aircraft 8 lands.
  • the engine 82 is driven by the fuel stored in the fuel tank 84, and the generator 83 generates electricity using the driving force of the engine 82 as a power source.
  • the generator 83 is for realizing the power supply function of the unmanned aircraft 8.
  • the AC power generated by the generator 83 is converted into DC power by the converter 87 and stored in the battery 86.
  • the DC power stored in the battery 86 is reversely converted into AC power by the inverter 85 as needed and supplied to the motor 88.
  • the motor 88 rotates, and the propeller 89 rotates according to the rotation of the motor 88, so that the unmanned vehicle 8 can fly.
  • the unmanned vehicle 8 further includes a flight control unit 9, a measuring instrument 91, a sensor 92, an imaging unit 93, and a communication unit 94.
  • the flight control unit 9, the measuring instrument 91, the sensor 92, the imaging unit 93, and the communication unit 94 are provided at appropriate positions on the subframe 812.
  • the measuring instrument 91 includes a gyro sensor that measures the tilt angle of the airframe 81 with respect to the gravity axis, an altimeter that measures the altitude from the ground based on the reflected wave obtained by sending ultrasonic waves from the airframe 81 toward the ground. It has a GPS receiver that measures the position of the aircraft 81 based on the received signal obtained from the satellite group. That is, the measuring instrument 91 measures the flight attitude with the gyro sensor, measures the altitude from the ground with the altimeter, and measures the flight position with the GPS receiver during the flight of the unmanned flying object 8. The measurement result of the measuring instrument 91 is input to the flight control unit 9.
  • the sensor 92 is a sensor that detects the presence or absence of obstacles or the like around the machine body 81.
  • the sensor 92 detects the presence or absence of obstacles or the like around the airframe 81 when the unmanned airframe 8 takes off, and detects the presence or absence of obstacles or the like in front of the airframe 81 during the flight of the unmanned airframe 8.
  • the detection result of the sensor 92 is input to the flight control unit 9.
  • the imaging unit 93 is an imaging camera that images the lower part of the machine body 81.
  • the image pickup unit 93 takes an image of the lower part of the airframe 81 at the time of landing of the unmanned airframe 8, and acquires an image.
  • the image acquired by the imaging unit 93 is input to the flight control unit 9.
  • the communication unit 94 performs data communication with the management system 7 installed at the management base 6 described later.
  • the flight control unit 9 monitors the data communication between the communication unit 94 and the management system 7, and is an unmanned aircraft based on the measurement result of the measuring instrument 91, the detection result of the sensor 92, and the image data of the imaging unit 93. Control flight including takeoff and landing of 8. The details of the control of the flight control unit 9 will be described later.
  • a management system 7 is installed at the management base 6 in the target area.
  • the management base 6 is also a departure base when a moving body including an unmanned flying object 8 stands by and moves. By consolidating the waiting areas of the moving bodies including the unmanned flying object 8 in the management base 6, it is possible to reduce the maintenance cost of the unmanned flying body 8 and the like.
  • a management base transmission line 61 branched from the first transmission line 25 is connected to the management base 6.
  • the number of management bases 6 in the target area is not particularly limited, and may be one base or a plurality of two or more bases.
  • the location of the management base 6 in the target area is the power supply suitability that indicates the suitability of power supply when using the power supply function of the unmanned aircraft 8, and the suitability for avoiding the disaster in the event of a disaster in the target area. It is desirable to select it in consideration of disaster avoidance suitability.
  • the power supply suitability is determined by the distance from the first power generation facility 21 installed in the target area, the transmission capacity of the first transmission line 25 connected to the first power generation facility 21, and the like.
  • the management system 7 is a system that manages the power transmission system 2, the power transmission / distribution system 3, and the unmanned aircraft 8. As shown in the block diagram of FIG. 5, the management system 7 includes an arithmetic processing unit 71, an information input / output unit 72, a management side communication unit 73, and a database 74.
  • the management system 7 does not need to be installed in the target area, and all or part of its functions may be outside the target area. For example, a command signal from a central ministry, a prefectural office, a cloud server, or the like outside the target area may be transmitted to the management base 6.
  • the information input / output unit 72 accepts input of disaster index information which is an index of disaster occurrence in the target area and input of various information transmitted from the specific customer 4A.
  • the disaster index information includes information such as precipitation, river water level, tide level, wind speed, and seismic intensity of an earthquake, meteorological warning information, and information indicating a road network blockage status.
  • the information input / output unit 72 outputs instruction information indicating the instruction content regarding the handling of the unmanned aircraft 8 when the power supply function of the unmanned aircraft 8 is used at the management base 6 or the specific customer 4A. .. The details of this instruction information will be described later.
  • the management side communication unit 73 performs data communication with the communication unit 94 of the unmanned aircraft 8.
  • the database 74 stores the supply power index data that is an index for predicting the power supply amount of the power transmission system 2 and the demand power index data that is an index for predicting the demand power amount of the power transmission and distribution system 3. It is a department.
  • the power supply index data includes past data on the amount of power supplied by the power transmission system 2 for each season, time zone, and weather change, the power supply and demand plan of the external power system 5 disclosed in the power trading market, and contracted purchased power. Includes data indicating the amount of power generation, maintenance plans for the first power generation facility 21 and the second power generation facility 22, maintenance status, accident information, data indicating the amount of power generation based on the failure occurrence probability, and the like.
  • the demand power index data includes seasons, days of the week, time zones, special events, reservation status of accommodation facilities and restaurants, mobile terminal position information, past data for each weather change, and the like regarding the power demand amount of the power transmission and distribution system 3.
  • the database 74 does not necessarily have to be stored in the storage unit of the management base 6, and may be stored in the cloud server.
  • the arithmetic processing unit 71 performs various arithmetic processing for managing the power transmission system 2, the power transmission / distribution system 3, and the unmanned aircraft 8.
  • the arithmetic processing unit 71 has an energy supply and demand monitoring unit 711, a power adjustment processing unit 712, a surplus power handling processing unit 713, a disaster determination unit 714, and a disaster response processing unit 715 as functional configurations.
  • the arithmetic processing of the arithmetic processing unit 71 will be described with reference to FIGS. 6 to 10.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the power adjustment process and the surplus power handling process by the arithmetic processing unit 71
  • FIGS. 7 to 10 are flowcharts for explaining the disaster response processing by the arithmetic processing unit 71.
  • the energy supply and demand monitoring unit 711 predicts the power supply amount Qs of the power transmission system 2 based on the power supply index data stored in the database 74 (step S1), and stores the power supply system 74 in the database 74.
  • the power demand Qd of the power transmission / distribution system 3 is predicted based on the stored power demand index data (step S2).
  • the energy supply / demand monitoring unit 711 may be configured to output notification data for notifying each consumer 4 or the like of the power price based on the predicted power demand amount of the power transmission / distribution system 3. By confirming the electric power price indicated by the notification data, each consumer 4 can take measures such as suppressing the electric power demand.
  • the energy supply / demand monitoring unit 711 determines whether or not the power supply amount Qs of the power transmission system 2 is less than the power demand Qd of the power transmission / distribution system 3 based on the prediction results of steps S1 and S2 (step S3). ).
  • the power adjustment processing unit 712 utilizes the power supply function of the unmanned vehicle body 8 to use the unmanned vehicle body 8.
  • a power adjustment process for supplying power from the generator 83 of No. 8 to the power transmission / distribution system 3 is performed (step S4).
  • the power adjustment processing unit 712 outputs the power adjustment instruction information AS1 from the information input / output unit 72 in a state where the unmanned aircraft 8 is on standby at the management base 6.
  • the power adjustment instruction information AS1 is instruction information indicating that the power supply function of the unmanned aircraft 8 can be used at the management base 6.
  • the worker at the management base 6 can grasp that the power supply function of the unmanned aircraft 8 can be used at the management base 6.
  • a worker connects a predetermined power cable 83A between the generator 83 of the unmanned vehicle 8 and the management base transmission line 61, and then starts driving the engine 82 of the unmanned vehicle 8. Will be done.
  • the generator 83 generates electric power using the driving force of the engine 82 as a power source, and the electric power generated by the power generation is supplied from the unmanned vehicle 8 to the power transmission / distribution system 3.
  • the unmanned vehicle 8 may be configured to detect the connection of the power cable 83A and automatically drive the engine 82.
  • the power supply function of the unmanned vehicle 8 can be used to supply power from the unmanned vehicle 8 to the power transmission / distribution system 3.
  • the power supply function of the unmanned vehicle 8 By utilizing the power supply function of the unmanned vehicle 8 and utilizing the unmanned vehicle 8 as an adjusting power source, it is possible to stabilize the power supply to the power transmission / distribution system 3.
  • the transport function of the unmanned vehicle 8 can be used to transport people and cargo to the unmanned vehicle 8. That is, the unmanned aircraft 8 is not a facility specialized for supplying electric power when the electric power supply to the power transmission and distribution system 3 is insufficient, but is effectively used as a facility for transporting people and cargo in a normal state. As a result, it is possible to improve the utilization efficiency of the unmanned aircraft 8 that can be utilized as an adjustment power source.
  • the power adjustment processing unit 712 uses the energy cost for procuring the power shortage from the external power system 5 and the power supply function of the unmanned aircraft 8 when the power supply shortage to the power transmission / distribution system 3 occurs. In addition to calculating the energy cost in the case of using the unmanned air vehicle 8, the transportation cost in the case of using the transportation function of the unmanned air vehicle 8 and the transportation cost by other transportation means may be calculated. In this case, the electric power adjustment processing unit 712 determines the usage mode of the transportation function and the electric power supply function of the unmanned aircraft 8 so that the total of the calculated energy cost and the transportation cost is the smallest.
  • step S3 the energy supply and demand monitoring unit 711 determines whether or not the power supply Qs of the power transmission system 2 exceeds the power demand Qd of the power transmission and distribution system 3 (step S5). ..
  • the surplus power handling processing unit 713 transmits the surplus power from the transmission system 2 to the hydrogen production facility 4B. Performs power processing.
  • hydrogen can be produced in the hydrogen production facility 4B by utilizing the surplus electric power.
  • the hydrogen produced in the hydrogen production facility 4B can be used, for example, as a fuel for the fuel cell power generation facility.
  • the disaster determination unit 714 determines whether or not a disaster has occurred in the target area based on the disaster index information input to the information input / output unit 72 (step S11). ..
  • step S11 If YES is determined in step S11 and the occurrence of a disaster in the target area is confirmed, the disaster determination unit 714 determines whether or not the power transmission / distribution system 3 is out of power (step S12).
  • the disaster determination unit 714 determines whether or not it is necessary to supply power to the specific consumer 4A (step S13). Specifically, the disaster determination unit 714 determines the specific consumer 4A when the power failure of the power transmission / distribution system 3 continues beyond a predetermined time, or when the expected power failure recovery time of the power transmission / distribution system 3 exceeds the predetermined time. However, it is judged that power supply for disaster response is necessary.
  • the disaster determination unit 714 may determine that a disaster has occurred by receiving a command signal from the outside such as a central ministry or a prefectural office via the management side communication unit 73.
  • step S13 When YES is determined in step S13, that is, when a disaster occurs in the target area, a power failure of the power transmission / distribution system 3 and the necessity of supplying power to the specific customer 4A are all confirmed.
  • the disaster response processing unit 715 performs disaster response processing (step S14). That is, as a disaster response process, the disaster response processing unit 715 flies the unmanned vehicle 8 to the specific customer 4A, and at the same time, the premises system installed in the premises of the specific customer 4A from the generator 83 of the unmanned aircraft 8 Power is supplied to 4A1 (see FIGS. 12 to 14).
  • the unmanned aircraft 8 when a power failure occurs in the power transmission / distribution system 3, electric power can be supplied from the unmanned aircraft 8 to the premises system 4A1 of the specific consumer 4A.
  • the road network may be cut off in the vicinity of the specific customer 4A, resulting in an isolated state.
  • the unmanned aircraft 8 has an air route as a movement route, it can move to the specific customer 4A and can supply electric power to the premises system 4A1 of the specific customer 4A. can.
  • the cargo such as daily necessities is stored in the storage unit 8122 of the unmanned air vehicle 8, and the unmanned air vehicle 8 moves to the specified customer 4A in that state to transport the daily necessities, medicines and various other supplies. Is also possible.
  • the disaster response processing by the disaster response processing unit 715 and the control of the unmanned aircraft 8 by the flight control unit 9 according to the disaster response processing will be specifically described below.
  • the disaster response processing unit 715 sends a disaster notification signal from the management side communication unit 73 to notify the specific consumer 4A that the power supply for the disaster response is necessary. It is transmitted to 8 (step S21).
  • the disaster notification signal is transmitted to all the unmanned aircraft 8.
  • the transmitted disaster notification signal is received by the communication unit 94 of the unmanned aircraft 8.
  • the flight control unit 9 of the unmanned aircraft 8 has, as shown in FIG. 12, the pre-takeoff detection data BS1 showing the detection result around the aircraft 81 by the sensor 92 before takeoff, and the fuel tank 84.
  • the remaining fuel data BS2 indicating the remaining fuel amount is transmitted from the communication unit 94 to the management system 7 (step S22).
  • the transmitted pre-takeoff detection data BS1 and residual fuel data BS2 are received by the management side communication unit 73.
  • the disaster response processing unit 715 selects the unmanned vehicle 8 to be flown to the specific customer 4A (step S23).
  • the disaster response processing unit 715 determines that an unmanned airframe 8 having no obstacles around the aircraft 81 is an unmanned airframe 8 that does not hinder takeoff, based on the pre-takeoff detection data BS1.
  • the administrator of the management system 7 may refer to the pre-takeoff detection data BS1 to determine that the unmanned aircraft 8 does not interfere with takeoff.
  • the remaining fuel amount indicated by the residual fuel data BS2 does not fall below the total of the fuel for flight and the fuel for disaster response power generation, and after taking off from the management base 6, the specified customer An unmanned vehicle 8 to be flown to a specific customer 4A is selected if the time required to arrive at 4A does not exceed a predetermined time.
  • the fuel for flight is the fuel required for round-trip flight between the management base 6 and the specific customer 4A
  • the fuel for disaster response power generation is the power supply to the specific customer 4A. It is the fuel needed to generate electricity at the time. If the fuel stockpile of the specified customer 4A is sufficiently secured, the unmanned aircraft 8 having the fuel remaining amount required for the outbound route from the management base 6 to the specified customer 4A is selected. You may.
  • an inverter may be required when supplying electric power from the generator 83 of the unmanned aircraft 8 to the premises system 4A1 of the specific customer 4A.
  • the voltage of the power generated by the generator 83 may be different from the voltage that can be used in the premises system 4A1, and in such a case, it is necessary for the specific customer 4A to prepare an inverter.
  • not all specific consumers 4A will be provided with the inverter. Therefore, it is desirable to register in advance the information indicating the presence or absence of the inverter in the specific consumer 4A in the database 74.
  • the worker at the management base 6 can confirm whether or not the inverter exists in the specific customer 4A before the flight of the unmanned vehicle 8 based on the information registered in the database 74. As a result of the confirmation, when it is found that the inverter does not exist in the specific customer 4A, the worker mounts the inverter on the unmanned vehicle 8. As a result, it is possible to smoothly proceed with the power supply after the unmanned aircraft 8 arrives at the specific consumer 4A.
  • the disaster response processing unit 715 shows the flight path data AS2 (FIG. 12) indicating the flight route from the management base 6 to the specific customer 4A. And the takeoff permission signal is transmitted to the unmanned aircraft 8 selected by the management side communication unit 73 (step S24).
  • the disaster response processing unit 715 stops the use corresponding to the power adjustment processing of the unmanned aircraft 8.
  • the flight to the specific customer 4A is prioritized by transmitting the flight path data AS2 and the takeoff permission signal.
  • the transmitted flight path data AS2 and takeoff clearance signal are received by the communication unit 94 of the unmanned aircraft 8.
  • the flight control unit 9 of the unmanned aircraft 8 performs takeoff control for starting the engine 82 and taking off the aircraft 81 from the management base 6 as shown in FIG. 12 (step S25).
  • the flight control unit 9 causes the generator 83 to generate electric power by using the driving force of the started engine 82 as a power source, and rotates the motor 88 by the generated electric power.
  • the propeller 89 is rotationally driven by the motor 88, and the unmanned aircraft 8 takes off.
  • the flight control unit 9 flies the aircraft 81 to the specific customer 4A along the flight path indicated by the flight path data AS2 while monitoring the measurement result of the measuring instrument 91 and the detection result of the sensor 92. Flight control is performed (step S26).
  • the flight control unit 9 determines whether or not the unmanned aircraft 8 has arrived over the specific customer 4A (step S27), and when the arrival is confirmed, the flight control unit 9 controls the landing of the unmanned aircraft 8. (Step S28).
  • FIG. 10 is a subroutine showing the details of the landing control in step S28.
  • the flight control unit 9 causes the image pickup unit 93 to take an image of the vicinity of the predetermined landing location 4A2 set in or near the premises of the specific customer 4A.
  • the image data BS3 of the peripheral image obtained by the imaging is transmitted from the communication unit 94 to the management system 7 (step S42).
  • the flight control unit 9 determines whether or not there is an obstacle to landing at the planned landing location 4A2 based on the peripheral image data BS3 (step S43).
  • the management system 7 may determine whether or not there is an obstacle to landing, instead of the flight control unit 9.
  • the flight control unit 9 manages the landing permission request signal BS4 requesting landing permission from the communication unit 94. It is transmitted to the system 7 (step S44).
  • the peripheral image data BS3 and the landing permission request signal BS4 transmitted from the unmanned aircraft 8 are received by the management side communication unit 73.
  • the administrator of the management system 7 inputs an instruction to transmit the landing permission signal AS3 in response to the landing permission request signal BS4.
  • the disaster response processing unit 715 transmits the landing permission signal AS3 from the management side communication unit 73 to the unmanned aircraft 8.
  • the flight control unit 9 of the unmanned aircraft 8 determines whether or not the transmitted landing permission signal AS3 has been received by the communication unit 94 (step S45), and when the reception is confirmed, the aircraft is located at the planned landing site 4A2.
  • the 81 is landed (step S46), and then the engine 82 is stopped (step S47).
  • the flight control unit 9 takes off the unmanned aircraft 8 as part of the disaster response processing by the disaster response processing unit 715 (S25), and the flight control unit 9 is unmanned along the flight path indicated by the flight path data AS2.
  • the flight control (S26) for flying the aircraft 8 and the landing control (S28) for landing the unmanned aircraft 8 are executed.
  • the unmanned aircraft 8 can automatically perform flight including takeoff and landing under the control of the flight control unit 9.
  • the flight control unit 9 determines that there is an obstacle to landing at the planned landing site 4A2 based on the peripheral image data BS3 (YES in step S43). Then, the flight control unit 9 searches for a landing candidate place 4AS whose distance from the planned landing place 4A2 is within a predetermined allowable range and does not hinder landing (step S48), and the landing candidate place 4AS is found by the search. It is determined whether or not the operation has been performed (step S49).
  • step S49 When it is determined as YES in step S49 and it is confirmed that the landing candidate location 4AS has been found, the flight control unit 9 receives the landing permission request signal and the landing permission request signal with the management system 7 in the same manner as in steps S44 and S45. After transmitting and receiving the landing permission signal, the aircraft 81 is landed at the landing candidate location 4AS (step S50), and then the engine 82 is stopped (step S51).
  • step S49 when it is determined as NO in step S49 and it is confirmed that the landing candidate location 4AS has not been found, the flight control unit 9 flies the aircraft 81 in the direction of returning to the management base 6 (step S53).
  • step S54 the flight control unit 9 lands the aircraft 81 at the management base 6 (step S54) and then stops the engine 82 (step S55).
  • the disaster response processing unit 715 After landing at the planned landing site 4A2 or the candidate landing site 4AS by the above landing control will be described by returning to FIG.
  • the disaster response processing unit 715 outputs the disaster response instruction information AS4 (FIG. 14) from the information input / output unit 72 (step S29).
  • the disaster response instruction information AS4 is instruction information indicating that the power supply function of the unmanned aircraft 8 can be used by the specific consumer 4A.
  • the disaster response instruction information AS4 is transmitted from the information input / output unit 72 to the specific customer 4A. By recognizing the disaster response instruction information AS4, the worker of the specific consumer 4A can grasp that the power supply function of the unmanned aircraft 8 can be used by the specific consumer 4A.
  • the power supply function of the unmanned air vehicle 8 can be used when the unmanned air vehicle 8 lands on the specific customer 4A at the time of a disaster in the target area. good.
  • the output of the disaster response instruction information AS4 from the information input / output unit 72 is omitted.
  • the worker of the specified customer 4A connects a predetermined power cable 83A between the generator 83 of the unmanned aircraft 8 landing at the planned landing site 4A2 or the landing candidate site 4AS and the premises system 4A1, and then makes an unmanned flight.
  • the work of starting the driving of the engine 82 of the body 8 is performed.
  • the generator 83 generates electric power using the driving force of the engine 82 as a power source, and the electric power generated by the power generation is supplied from the unmanned aircraft 8 to the premises system 4A1 (step S30).
  • the unmanned vehicle 8 may be configured to detect the connection of the power cable 83A and automatically drive the engine 82.
  • the specific consumer 4A may have an original power source capable of supplying power to the premises system 4A1 during a power failure of the power transmission / distribution system 3.
  • an original power source include a power generation facility using renewable energy and a storage battery prepared for disaster countermeasures.
  • the disaster response processing unit 715 refers to the database 74 and determines whether or not the original power source (power generation equipment using renewable energy, storage battery, etc.) connected to the premises system 4A1 exists in the specific consumer 4A. To judge. When the existence of the original power source is confirmed by this determination, the disaster response processing unit 715 has a reference voltage and a reference voltage for enabling the original power source and the generator 83 to supply electric power to the premises system 4A1 in synchronization with each other. The reference frequency is transmitted from the management side communication unit 73 to the specific customer 4A. In response to this, the original power supply of the specific consumer 4A adjusts the voltage and frequency of the AC power supplied by the specific consumer 4A to values that match the reference voltage and the reference frequency. The process of adjusting the voltage and frequency of the original power source in this way may be performed by the control system provided in the specific customer 4A, or may be performed by the management system 7 (disaster response processing unit 715).
  • the flight control unit 9 monitors the remaining amount of fuel in the fuel tank 84. Specifically, the flight control unit 9 determines whether or not the remaining amount of fuel in the fuel tank 84 has fallen below a predetermined warning value (step S31), and when it is confirmed that the remaining amount of fuel has fallen below the predetermined warning value, the remaining amount of fuel is low. The remaining fuel warning information indicating that effect is transmitted from the communication unit 94 to the management system 7 (step S32).
  • the disaster response processing unit 715 transmits the fuel storage amount information indicating the storage amount of the fuel stored in the specific customer 4A via the information input / output unit 72. Acquire (step S33).
  • the disaster response processing unit 715 determines whether or not the fuel storage amount indicated by the fuel storage amount information has fallen below the predetermined warning value (step S34), and when it is confirmed that the fuel storage amount has fallen below the predetermined warning value, the management base 6 is contacted.
  • the other unmanned vehicle 8 is made to transport the fuel to the specific consumer 4A (step S35). This makes it possible to refuel the specific consumer 4A.
  • the fuel storage amount information may be transmitted to the outside via the management side communication unit 73, or the external device may centrally manage the fuel storage amount information in each region.
  • the unmanned aircraft 8 may be provided with a notification mechanism such as an indicator light for notifying the worker of the specific consumer 4A of the residual fuel warning information.
  • a notification mechanism such as an indicator light for notifying the worker of the specific consumer 4A of the residual fuel warning information.
  • the worker of the specific customer 4A can grasp that the remaining fuel amount in the unmanned aircraft 8 that is supplying power to the premises system 4A1 has decreased, and the specific customer 4A responds accordingly.
  • the stored fuel can be replenished to the unmanned aircraft 8.
  • the disaster determination unit 714 determines whether or not the power failure of the power transmission / distribution system 3 has been restored (step S36). If the result is YES and the recovery of the power failure is confirmed, that is, if it is confirmed that the power supply for the disaster response to the specific customer 4A is no longer necessary, the disaster response processing unit 715 will perform the disaster response.
  • the end command signal for instructing the end of the power supply for the above is transmitted from the management side communication unit 73 to the unmanned aircraft 8 (step S37).
  • the flight control unit 9 of the unmanned aircraft 8 determines whether or not the transmitted end command signal has been received by the communication unit 94 (step S38), and when the reception is confirmed, the engine 82 is stopped to cause a disaster.
  • the power supply for the response is terminated (step S39). In this way, the unmanned vehicle 8 can automatically end the power supply for disaster response under the control of the flight control unit 9.
  • the work of disconnecting the connection of the power cable 83A between the generator 83 and the premises system 4A1 is performed by the worker of the specific customer 4A.
  • the flight control unit 9 calculates the amount of fuel required for the flight from the specific customer 4A to the management base 6, and the information of the calculated value is transmitted to the specific customer 4A by the notification mechanism or the like. It may be configured to inform the workers of. In this case, the worker of the specific consumer 4A can replenish the unmanned aviation body 8 with the fuel required for the unmanned aviation body 8 to return to the management base 6.
  • the flight control unit 9 controls the takeoff of the unmanned aircraft 8 from the specific customer 4A, the flight control during the flight from the specific customer 4A to the management base 6, and the landing at the management base 6. Perform landing control. As a result, the unmanned aircraft 8 automatically returns from the specific customer 4A to the management base 6.
  • the energy supply system includes a power transmission system installed in the target area and including a first power generation facility that generates power using renewable energy and a second power generation facility that generates power using fossil fuel.
  • a power transmission / distribution system in which power is transmitted from the power transmission system and supplies power to consumers in the target area, a mobile body having a transportation function for transporting freight and a power supply function for supplying power to the outside, It includes the power transmission system, the power transmission / distribution system, and a management system for managing the mobile body.
  • the management system predicts the power supply amount of the power transmission system and the power demand amount of the power transmission and distribution system, and when the power supply amount is less than the power demand amount, the power supply function of the mobile body is used. Then, a power adjustment process for supplying power from the moving body to the power transmission / distribution system is performed.
  • the amount of power supplied by the transmission system falls below the amount of power required by the transmission and distribution system due to fluctuations in the output of the first power generation facility that uses renewable energy, resulting in insufficient power supply to the transmission and distribution system.
  • the power supply function of the mobile body can be used to supply power from the mobile body to the power transmission and distribution system.
  • the transport function of the mobile body can be used to transport the cargo to the mobile body.
  • the mobile body is not a facility specialized for power supply when the power supply to the power transmission and distribution system is insufficient, but is effectively used as a facility for transporting cargo in normal times. As a result, it is possible to improve the utilization efficiency of the mobile body that can be utilized as an adjustment power source.
  • the above energy supply system may be installed in the target area and further equipped with a hydrogen production facility that electrolyzes water to produce hydrogen.
  • the management system performs a surplus power handling process for transmitting surplus power from the power transmission system to the hydrogen production facility when the power supply amount of the power transmission system exceeds the demand power amount of the power transmission and distribution system. Is preferable.
  • hydrogen can be produced in the hydrogen production facility by using the surplus electric power.
  • the hydrogen produced in the hydrogen production facility can be used as fuel for the fuel cell power generation facility, for example.
  • the moving body includes an airframe, an engine mounted on the airframe, a generator mounted on the airframe to realize the power supply function, and a transport function. It may be an unmanned airframe having a storage unit capable of storing cargo.
  • the unmanned air vehicle is a mobile body whose movement route is an air route.
  • Such an unmanned air vehicle is not affected by traffic congestion or road closures due to road network blockage, unlike a mobile body that uses a land route as a movement route, and a coastal area like a mobile body that uses a sea route as a movement route. You are not restricted to moving around.
  • the management system is a disaster response process for supplying electric power from the unmanned vehicle to the specific consumer when a power failure occurs in the power transmission and distribution system at the time of a disaster in the target area. May be the one that does.
  • the disaster response process preferably causes the unmanned vehicle to fly along a predetermined flight path to a specific customer designated as a disaster prevention base in the target area, and the identification from the generator of the unmanned vehicle. It is a process to supply electric power to the premises system installed on the premises of the customer.
  • power in the event of a power outage in the power transmission and distribution system in the event of a disaster in the target area, power can be supplied from the generator of the unmanned aircraft to the premises system of a specific customer designated as a disaster prevention base. can.
  • the road network may be cut off in the vicinity of a specific customer, resulting in an isolated state.
  • an unmanned air vehicle whose movement route is an air route can move to a specific customer and can supply electric power to the premises system of the specific customer.
  • it is also possible to transport cargo such as daily necessities by storing cargo such as daily necessities in the storage unit of the unmanned air vehicle and moving the unmanned air vehicle to a specific customer in that state.
  • the specific consumer may have a unique power source capable of supplying AC power to the premises system during a power failure of the power transmission / distribution system.
  • the management system transmits a reference voltage and a reference frequency for supplying AC power to the premises system in synchronization with the original power source and the generator at the time of the disaster response process to the specific consumer. It is preferable to do so.
  • the unmanned vehicle further includes an imaging unit, a communication unit that performs data communication between the management system, and a flight control unit that controls flight including takeoff and landing. You may be doing it.
  • the flight control unit starts the engine in response to the reception of the flight path and takeoff permission signal transmitted from the management system by the communication unit with the start of the disaster response process. Takeoff control is performed to take off the aircraft from the departure base, and after takeoff, flight control is performed to fly the aircraft to the specific customer along the flight path. Upon arriving above the customer, it is preferable to perform landing control for landing the aircraft on the specific customer.
  • the landing control causes the imaging unit to image the area around a predetermined landing location, transmits the peripheral image obtained by the imaging to the management system via the communication unit, and causes a landing permission signal from the management system. Is received, the aircraft is landed on the specific customer and the engine is stopped.
  • the flight control unit starts the engine in response to the flight path transmitted from the management system being received by the communication unit with the start of the disaster response process, and the aircraft is started from the departure base.
  • the aircraft is controlled to fly to the specific customer along the flight path, and the flight control causes the aircraft to fly over the specific customer.
  • the aircraft may be subject to landing control for landing on the specific consumer.
  • the landing control is performed by causing the imaging unit to image the area around a predetermined landing site and transmitting a peripheral image obtained by the imaging to the management system via the communication unit, and the landing schedule based on the peripheral image. It is a control that determines whether or not there is an obstacle to landing at a place, and if there is no obstacle, the aircraft is landed on the specific customer and the engine is stopped.
  • the unmanned aircraft has a flight control unit, which controls takeoff during takeoff of the unmanned aircraft, flight control during flight along a predetermined flight path, and landing control during landing.
  • the unmanned aircraft can automatically perform flight including takeoff and landing under the control of the flight control unit.
  • the flight control unit may perform the landing from the planned landing location based on the peripheral image.
  • a landing candidate site whose distance is within a predetermined allowable range and which does not hinder landing is searched for, and when the landing candidate site is found, the aircraft is landed at the landing candidate site, the engine is stopped, and the landing is performed.
  • the aircraft may be flown in the direction of returning to the departure base, and the aircraft may be landed at the departure base to stop the engine.
  • the unmanned aircraft In the event of a disaster in the target area, there is a possibility that damage such as flooding or falling obstacles may occur at the planned landing site of a specific customer. In this case, the landing of the unmanned aircraft at the planned landing site may be hindered. Therefore, the unmanned aircraft automatically searches for a landing candidate location that does not interfere with landing under the control of the flight control unit, and when the landing candidate location is found, it automatically lands at that location, while the landing candidate location If it is not found, it will return to the departure base and land automatically.

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Abstract

エネルギー供給システムは、対象地域の地域電力系統を構成するシステムであって、第１発電設備及び第２発電設備を含む送電系統と、各需要家へ電力を供給する送配電系統と、管理システムと、無人飛行体とを備える。無人飛行体は、貨物を輸送する輸送機能と外部に電力を供給する電力供給機能とを有する。管理システムは、送電系統の供給電力量が送配電系統の需要電力量を下回る場合、無人飛行体の電力供給機能を利用して、無人飛行体から送配電系統へ電力を供給させる電力調整処理を行う。

Description

エネルギー供給システム
　本発明は、広域自治体等の対象地域の地域電力系統を構成するエネルギー供給システムに関する。
　近年、災害時等において防災拠点へ電力を供給する手段として、太陽光や風力などの再生可能エネルギーを用いた発電設備の送配電系統への連系が拡大している。しかし、再生可能エネルギーを用いた発電設備は、出力が変動するため、安定して電力を供給することが難しい。
　例えば特許文献１には、平常時において防災拠点に自然エネルギー電源を設け、災害時には、防災拠点の構内系統を送配電系統から切り離すとともに、構内系統に災害時負荷と可搬形の電力調整設備を接続する災害時対応電力供給システムが開示されている。
　特許文献１では、電力調整設備として蓄電池やエンジン発電機を用いているが、これらは、発電に特化した設備であるため、設備利用効率が低いという課題がある。さらに、災害時に発電機を確実に作動させるためには定期的な点検が必要であるため、発電機の設置数が多い場合や設置地域が広範囲に及ぶ場合には維持管理コストが多大なものとなる。
特許第４７１９７０９号公報
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、送配電系統への電力供給の安定化を図ることが可能であると共に、設備利用効率の向上を図ることが可能なエネルギー供給システムを提供することにある。
　本発明の一の局面に係るエネルギー供給システムは、対象地域内に設置され、再生可能エネルギーを用いて発電する第１発電設備と化石燃料を用いて発電する第２発電設備とを含む送電系統と、前記送電系統から電力が伝送され、前記対象地域内の需要家へ電力を供給する送配電系統と、貨物を輸送する輸送機能と外部に電力を供給する電力供給機能とを有する移動体と、前記送電系統、前記送配電系統及び前記移動体を管理する管理システムと、を備える。前記管理システムは、前記送電系統の供給電力量と前記送配電系統の需要電力量とを予測し、前記供給電力量が前記需要電力量を下回る場合、前記移動体の前記電力供給機能を利用して、前記移動体から前記送配電系統へ電力を供給させる電力調整処理を行う。
　このエネルギー供給システムによれば、再生可能エネルギーを用いた第１発電設備の出力変動などに伴って送電系統の供給電力量が送配電系統の需要電力量を下回り、送配電系統への電力供給不足が生じた場合には、移動体の電力供給機能を利用して、当該移動体から送配電系統へ電力を供給することができる。このように、移動体の電力供給機能を利用して、当該移動体を調整電源として活用することにより、送配電系統への電力供給の安定化を図ることが可能となる。一方、送電系統から送配電系統への電力供給不足が生じていない場合には、移動体の輸送機能を利用して、移動体に貨物を輸送させることができる。つまり、移動体は、送配電系統への電力供給不足が生じた場合の電力供給に特化した設備ではなく、通常時は貨物を輸送する設備として有効活用される。これにより、調整電源としての活用が可能な移動体の利用効率の向上を図ることが可能となる。
本発明の一実施形態に係るエネルギー供給システムが構成する地域電力系統を示す図である。 エネルギー供給システムに備えられる移動体の一例を示す無人飛行体を上方から見た平面図である。 無人飛行体の側面図である。 無人飛行体の制御系を示すブロック図である。 エネルギー供給システムに備えられる管理システムの機能構成を示すブロック図である。 管理システムが行う電力調整処理及び余剰電力対応処理を説明するためのフローチャートである。 管理システムが行う災害対応処理を説明するためのフローチャートである。 災害対応処理の詳細を示すサブルーチンの前半部である。 災害対応処理の詳細を示すサブルーチンの後半部である。 無人飛行体の着陸制御の詳細を示すサブルーチンである。 電力調整処理に従って無人飛行体から送配電系統に電力が供給される様子を示す図である。 災害対応処理に従って無人飛行体が管理拠点から離陸するときの様子を示す図である。 災害対応処理に従って無人飛行体が飛行し、着陸予定場所の上空に到着したときの様子を示す図である。 災害対応処理に従って無人飛行体が着陸予定場所に着陸し、無人飛行体から特定需要家の構内系統に電力が供給される様子を示す図である。 着陸予定場所に障害物が存在することに応じて無人飛行体が着陸候補場所に着陸し、その状態で、無人飛行体から特定需要家の構内系統に電力が供給される様子を示す図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係るエネルギー供給システムについて説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係るエネルギー供給システム１の構成を示す図である。エネルギー供給システム１は、対象地域の地域電力系統を構成するシステムである。対象地域は、例えば広域自治体である。広域自治体は、市区町村などの複数の基礎自治体を包括編成した広域的な自治体であり、都道府県、或いは、複数の都道府県を合わせた広域的な道州制が適用された自治体である。
　エネルギー供給システム１は、送電系統２と、対象地域内の各需要家４へ電力を供給する送配電系統３と、外部電力系統５と、対象地域内の管理拠点６に設置された管理システム７と、移動体としての無人飛行体８と、を備える。
　送電系統２は、対象地域内に設置された第１発電設備２１、第２発電設備２２、第１送電側変電設備２３、第２送電側変電設備２４、第１送電線２５、及び第２送電線２６を含む。
　第１発電設備２１は、太陽光や風力などの再生可能エネルギーを用いて発電する発電設備である。第２発電設備２２は、化石燃料を用いて発電する発電設備である。対象地域内には、１又は２以上の複数の第１発電設備２１及び第２発電設備２２がそれぞれ設置されている。第１送電側変電設備２３は、第１発電設備２１によって発電された電気の電圧や周波数の変換を行う変電設備である。第２送電側変電設備２４は、第２発電設備２２によって発電された電気の電圧や周波数の変換を行う変電設備である。第１送電線２５は、第１送電側変電設備２３と送配電系統３との間に接続される送電線であり、第２送電線２６は、第２送電側変電設備２４と送配電系統３との間に接続される送電線である。
　送電系統２においては、第１発電設備２１の発電によって生じた電力が、第１送電側変電設備２３を経由して第１送電線２５から送配電系統３へ伝送され、第２発電設備２２の発電によって生じた電力が、第２送電側変電設備２４を経由して第２送電線２６から送配電系統３へ伝送される。
　送配電系統３は、送電系統２から電力が伝送され、対象地域内の各需要家４，４Ａ，４Ｂへ電力を供給する系統である。送配電系統３は、第１配電側変電設備３１、第２配電側変電設備３２、及び配電線３３を含む。
　第１配電側変電設備３１には第１送電線２５が接続される。第１配電側変電設備３１は、当該第１送電線２５を通じて伝送される電気の電圧や周波数の変換を行う変電設備である。第２配電側変電設備３２には第２送電線２６が接続される。第２配電側変電設備３２は、当該第２送電線２６を通じて伝送される電気の電圧や周波数の変換を行う変電設備である。配電線３３は、第１配電側変電設備３１及び第２配電側変電設備３２と各需要家４，４Ａ，４Ｂとの間に接続される配電線である。
　送配電系統３は、送電系統２から伝送された電力を、第１配電側変電設備３１、第２配電側変電設備３２、及び配電線３３を通じて各需要家４，４Ａ，４Ｂへ配電する。
　ここで、送配電系統３から電力が供給される各需要家４，４Ａ，４Ｂについて説明する。需要家４は、送配電系統３から供給される電力を消費する負荷を備えた、一般的な家屋やビル、工場などである。需要家４Ａは、対象地域に風水害や地震などの災害が発生したときに、防災の拠点となる防災拠点に指定された特定の需要家である。以下では、「特定需要家４Ａ」と称する。特定需要家４Ａは、例えば役場や避難所、医療施設、通信施設などである。対象地域内には、１又は２以上の複数の特定需要家４Ａが存在する。需要家４Ｂは、対象地域内に設置された水素製造設備である。以下では、「水素製造設備４Ｂ」と称する。水素製造設備４Ｂは、送配電系統３から供給される電力によって稼動し、水を電気分解して水素を製造する設備である。対象地域内には、１又は２以上の複数の水素製造設備４Ｂが設置されている。
　外部電力系統５は、対象地域外に設置された外部の送配電系統である。外部電力系統５は、変電設備５０、外部電力送電系統５１を介して送配電系統３の配電線３３に接続されている。このため、送配電系統３には、対象地域内に設置された送電系統２から電力が伝送されると共に、必要に応じて対象地域外に設置された外部電力系統５から電力が伝送される。
　無人飛行体８は、人や貨物を輸送する輸送機能と外部に電力を供給する電力供給機能とを有する、空路を移動経路とする移動体であり、一般的に「ドローン」や「マルチコプタ」と称される無人の飛行体である。エネルギー供給システム１は、輸送機能及び電力供給機能を有する移動体として、無人飛行体８以外に、陸路を移動経路とする移動体や、海路を移動経路とする移動体を備えていてもよい。また、エネルギー供給システム１に備えられる無人飛行体８の数は特に限定されるものではないが、輸送機能及び電力供給機能の効率的な利用を考慮すると、複数の無人飛行体８が備えられることが望ましい。無人飛行体８は、陸路を移動経路とする移動体のように交通渋滞や道路網の遮断等による通行止めの影響を受けず、また、海路を移動経路とする移動体のように臨海部での移動に制約されない。
　図２及び図３は無人飛行体８の構成を示す図であり、図２が無人飛行体８を上方から見た平面図、図３が無人飛行体８の側面図である。本実施形態の無人飛行体８は、上方から見た平面視で約７ｍ四方の大型の無人飛行体である。無人飛行体８は、機体８１と、当該機体８１に搭載されるエンジン８２、発電機８３、燃料タンク８４、インバータ８５、バッテリー８６、コンバータ８７、モーター８８及びプロペラ８９と、を備える。
　機体８１は、上方から見た平面視で矩形枠状のメインフレーム８１１と、メインフレーム８１１の内側において当該メインフレーム８１１に支持されるサブフレーム８１２とを含む。メインフレーム８１１の上面には、所定の間隔を隔てて複数のモーター８８が取り付けられており、各モーター８８にプロペラ８９が連結されている。図２に示す例では、メインフレーム８１１の上面に８個のモーター８８が取り付けられ、それらの各モーター８８にプロペラ８９が連結される。サブフレーム８１２は、エンジン８２、発電機８３、燃料タンク８４、インバータ８５、バッテリー８６及びコンバータ８７が搭載される搭載部８１２１と、無人飛行体８の輸送機能を実現するために人や貨物を収納可能とした収納部８１２２と、無人飛行体８の着陸時において地面等に接する脚部８１２３と、を有する。
　無人飛行体８においては、燃料タンク８４に貯留された燃料でエンジン８２が駆動され、当該エンジン８２の駆動力を動力源として発電機８３が発電を行う。発電機８３は、無人飛行体８の電力供給機能を実現するためのものである。無人飛行体８の飛行時においては、発電機８３で発電された交流電力はコンバータ８７で直流電力に変換されてバッテリー８６に貯留される。このバッテリー８６に貯留された直流電力は必要に応じてインバータ８５で交流電力に逆変換されて、モーター８８に供給される。これにより、モーター８８が回転し、そのモーター８８の回転に応じてプロペラ８９が回転して、無人飛行体８の飛行が可能となる。
　図４のブロック図に示すように、無人飛行体８は、飛行制御部９と、計測器９１と、センサ９２と、撮像部９３と、通信部９４と、を更に備える。飛行制御部９、計測器９１、センサ９２、撮像部９３及び通信部９４は、サブフレーム８１２の適宜位置に設けられる。
　計測器９１は、機体８１の重力軸に対する傾斜角度を計測するジャイロセンサと、機体８１から地上に向けて超音波を送ることで得られる反射波に基づいて地上からの高度を計測する高度計と、衛星群から得た受信信号に基づいて機体８１の位置を計測するＧＰＳ受信機と、を有する。つまり、計測器９１は、無人飛行体８の飛行時において、ジャイロセンサで飛行姿勢を計測し、高度計で地上からの高度を計測し、ＧＰＳ受信機で飛行位置を計測する。計測器９１の計測結果は、飛行制御部９に入力される。センサ９２は、機体８１の周囲の障害物等の有無を検出するセンサである。センサ９２は、無人飛行体８の離陸時において機体８１の周囲の障害物等の有無を検出し、無人飛行体８の飛行時において機体８１の飛行方向前方の障害物等の有無を検出する。センサ９２の検出結果は、飛行制御部９に入力される。撮像部９３は、機体８１の下方を撮像する撮像カメラである。撮像部９３は、無人飛行体８の着陸時において機体８１の下方を撮像して画像を取得する。撮像部９３により取得された画像は、飛行制御部９に入力される。通信部９４は、後記の管理拠点６に設置される管理システム７との間でデータ通信を行う。
　飛行制御部９は、通信部９４と管理システム７との間のデータ通信を監視し、計測器９１の計測結果、センサ９２の検出結果、及び撮像部９３の画像データに基づいて、無人飛行体８の離陸及び着陸を含む飛行の制御を行う。飛行制御部９の制御の詳細については後述する。
　図１に示すように、対象地域内の管理拠点６には、管理システム７が設置されている。管理拠点６は、無人飛行体８を含む移動体が待機し、移動する際の出発拠点でもある。無人飛行体８を含む移動体の待機場所を管理拠点６に集約することにより、無人飛行体８等の維持管理のコスト低減が可能である。管理拠点６には、第１送電線２５から分岐した管理拠点送電線６１が接続されている。管理拠点６に待機した状態での無人飛行体８の電力供給機能を利用する場合には、無人飛行体８の発電機８３で発電された電力が管理拠点送電線６１を通じて送配電系統３へ伝送される。対象地域内における管理拠点６の数は、特に限定されるものではなく、１つの拠点であってもよいし、２以上の複数の拠点であってもよい。また、対象地域内における管理拠点６の配置場所は、無人飛行体８の電力供給機能を利用するときの電力供給の適性を示す電力供給適性や、対象地域の災害発生時にその災害の回避の適性を示す災害回避適性などを考慮して選定されるのが望ましい。例えば、前記電力供給適性は、対象地域内に設置された第１発電設備２１からの離間距離、第１発電設備２１に繋がる第１送電線２５の送電容量などによって決まる。
　管理システム７は、送電系統２、送配電系統３及び無人飛行体８を管理するシステムである。管理システム７は、図５のブロック図に示すように、演算処理部７１と、情報入出力部７２と、管理側通信部７３と、データベース７４とを含む。
　なお、管理システム７は、対象地域内に設置される必要はなく、その機能の全て、もしくはその一部が対象地域外にあってもよい。例えば、対象地域外の中央省庁や県庁、クラウドサーバなどからの指令信号を管理拠点６に向けて送信されてもよい。
　情報入出力部７２は、対象地域における災害発生の指標となる災害指標情報の入力や、特定需要家４Ａから送信される各種情報の入力を受け付ける。前記災害指標情報は、降水量、河川水位、潮位、風速、地震の震度などの情報や、気象警戒情報、道路網の遮断状況を示す情報などを含む。また、情報入出力部７２は、管理拠点６や特定需要家４Ａにおいて無人飛行体８の電力供給機能が利用されるときに、当該無人飛行体８の取り扱いに関する指示内容を示す指示情報を出力する。この指示情報の詳細については後述する。
　管理側通信部７３は、無人飛行体８の通信部９４との間でデータ通信を行う。
　データベース７４は、送電系統２の供給電力量を予測するための指標となる供給電力指標データと、送配電系統３の需要電力量を予測するための指標となる需要電力指標データとを記憶する記憶部である。前記供給電力指標データは、送電系統２の供給電力量に関する季節、時間帯及び気象変化ごとの過去のデータや、電力取引市場で開示される外部電力系統５の電力需給計画及び契約済みの購入電力量を示すデータ、第１発電設備２１及び第２発電設備２２のメンテナンス計画、整備状況、事故情報、故障発生確率などに基づく発電量を示すデータ、を含む。前記需要電力指標データは、送配電系統３の需要電力量に関する季節、曜日、時間帯、催事、宿泊施設や飲食店の予約状況、携帯端末位置情報、気象変化ごとの過去のデータなどを含む。
　なお、データベース７４は、必ずしも管理拠点６の記憶部に記憶する必要はなく、クラウドサーバにあってもよい。
　演算処理部７１は、送電系統２、送配電系統３及び無人飛行体８を管理するための各種の演算処理を行う。演算処理部７１は、機能構成として、エネルギー需給監視部７１１と、電力調整処理部７１２と、余剰電力対応処理部７１３と、災害判定部７１４と、災害対応処理部７１５とを有する。演算処理部７１の演算処理について、図６～図１０を参照して説明する。図６は演算処理部７１による電力調整処理及び余剰電力対応処理を説明するためのフローチャートであり、図７～図１０は演算処理部７１による災害対応処理を説明するためのフローチャートである。
　まず、図６のフローチャートを用いて電力調整処理及び余剰電力対応処理について説明する。図６に示す処理がスタートすると、エネルギー需給監視部７１１は、データベース７４に記憶される前記供給電力指標データに基づいて送電系統２の供給電力量Ｑｓを予測すると共に（ステップＳ１）、データベース７４に記憶される前記需要電力指標データに基づいて送配電系統３の需要電力量Ｑｄを予測する（ステップＳ２）。なお、エネルギー需給監視部７１１は、予測した送配電系統３の需要電力量に基づいて、各需要家４などに電力価格を通知するための通知データを出力するように構成されていてもよい。各需要家４においては、通知データで示される電力価格を確認することによって、電力需要の抑制を図るなどの対策を講じることができる。
　次いで、エネルギー需給監視部７１１は、前記ステップＳ１，Ｓ２の予測結果に基づいて、送電系統２の供給電力量Ｑｓが送配電系統３の需要電力量Ｑｄを下回るか否かを判定する（ステップＳ３）。
　前記ステップＳ３でＹＥＳと判定されて供給電力量Ｑｓが需要電力量Ｑｄを下回ることが確認された場合、電力調整処理部７１２は、無人飛行体８の電力供給機能を利用して、無人飛行体８の発電機８３から送配電系統３へ電力を供給させる電力調整処理を行う（ステップＳ４）。具体的に、電力調整処理部７１２は、図１１に示すように、無人飛行体８が管理拠点６に待機した状態において、電力調整指示情報ＡＳ１を情報入出力部７２から出力させる。電力調整指示情報ＡＳ１は、管理拠点６において無人飛行体８の電力供給機能の利用が可能であることを示す指示情報である。管理拠点６の作業員は、電力調整指示情報ＡＳ１を認識することによって、管理拠点６において無人飛行体８の電力供給機能の利用が可能であることを把握することができる。この場合、作業員によって、無人飛行体８の発電機８３と管理拠点送電線６１との間に所定の電力ケーブル８３Ａが接続され、その後、無人飛行体８のエンジン８２の駆動を開始させる作業が行われる。これにより、エンジン８２の駆動力を動力源として発電機８３が発電を行い、その発電により生じた電力が無人飛行体８から送配電系統３へ供給される。なお、無人飛行体８は、電力ケーブル８３Ａの接続を検知し、エンジン８２を自動で駆動させるように構成されていてもよい。
　このように、再生可能エネルギーを用いた第１発電設備２１の出力変動などに伴って送電系統２の供給電力量が送配電系統３の需要電力量を下回り、送配電系統３への電力供給不足が生じた場合には、無人飛行体８の電力供給機能を利用して、当該無人飛行体８から送配電系統３へ電力を供給することができる。無人飛行体８の電力供給機能を利用して、当該無人飛行体８を調整電源として活用することにより、送配電系統３への電力供給の安定化を図ることが可能となる。一方、送電系統２から送配電系統３への電力供給不足が生じていない場合には、無人飛行体８の輸送機能を利用して、無人飛行体８に人や貨物を輸送させることができる。つまり、無人飛行体８は、送配電系統３への電力供給不足が生じた場合の電力供給に特化した設備ではなく、通常時は人や貨物を輸送する設備として有効活用される。これにより、調整電源としての活用が可能な無人飛行体８の利用効率の向上を図ることが可能となる。
　なお、電力調整処理部７１２は、送配電系統３への電力供給不足が生じたとき、外部電力系統５から電力不足分を調達する場合のエネルギーコストと、無人飛行体８の電力供給機能を利用する場合のエネルギーコストとを算出すると共に、無人飛行体８の輸送機能を利用する場合の輸送コストと、他の輸送手段による輸送コストとを算出するように構成されていてもよい。この場合、電力調整処理部７１２は、算出したエネルギーコストと輸送コストの総額が最も小さくなるように、無人飛行体８の輸送機能及び電力供給機能の利用態様を決定する。
　一方、前記ステップＳ３でＮＯと判定された場合、エネルギー需給監視部７１１は、送電系統２の供給電力量Ｑｓが送配電系統３の需要電力量Ｑｄを上回るか否かを判定する（ステップＳ５）。
　前記ステップＳ５でＹＥＳと判定されて供給電力量Ｑｓが需要電力量Ｑｄを上回ることが確認された場合、余剰電力対応処理部７１３は、余剰電力を送電系統２から水素製造設備４Ｂへ伝送させる余剰電力対応処理を行う。これにより、余剰電力を利用して、水素製造設備４Ｂにおいて水素を製造することができる。水素製造設備４Ｂで製造された水素は、例えば、燃料電池発電設備の燃料として活用することができる。
　次に、図７～図１０のフローチャートを用いて災害対応処理について説明する。図７に示す処理がスタートすると、災害判定部７１４は、情報入出力部７２に入力される前記災害指標情報に基づいて、対象地域内で災害が発生したか否かを判定する（ステップＳ１１）。
　前記ステップＳ１１でＹＥＳと判定されて対象地域内での災害発生が確認された場合、災害判定部７１４は、送配電系統３が停電しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。
　前記ステップＳ１２でＹＥＳと判定されて送配電系統３の停電が確認された場合、災害判定部７１４は、特定需要家４Ａに電力を供給する必要があるか否かを判定する（ステップＳ１３）。具体的に、災害判定部７１４は、送配電系統３の停電が所定時間を超えて継続したとき、又は、送配電系統３の停電復旧予想時間が所定時間を超えたときに、特定需要家４Ａに対し災害対応のための電力供給が必要であると判断する。なお、災害判定部７１４は、管理側通信部７３を介して中央省庁や県庁などの外部からの指令信号を受けて災害が発生したと判断してもよい。
　前記ステップＳ１３でＹＥＳと判定された場合、つまり、対象地域内での災害発生と、送配電系統３の停電と、特定需要家４Ａへの電力供給の必要性とがいずれも確認された場合、災害対応処理部７１５は、災害対応処理を行う（ステップＳ１４）。すなわち、災害対応処理部７１５は、災害対応処理として、特定需要家４Ａへ無人飛行体８を飛行させると共に、当該無人飛行体８の発電機８３から特定需要家４Ａの構内に設置された構内系統４Ａ１へ電力を供給させる（図１２～図１４参照）。これにより、送配電系統３に停電が生じた場合に、無人飛行体８から特定需要家４Ａの構内系統４Ａ１へ電力を供給することができる。また、対象地域の災害発生時には、特定需要家４Ａの周辺において例えば道路網が遮断されて孤立状態となる可能性がある。このような場合であっても、移動経路を空路とする無人飛行体８であれば、特定需要家４Ａへ移動することができ、当該特定需要家４Ａの構内系統４Ａ１へ電力を供給することができる。さらに、無人飛行体８の収納部８１２２に生活物資等の貨物を収納し、その状態で無人飛行体８が特定需要家４Ａへ移動することにより、生活物資や医薬品その他種々の物資を輸送することも可能である。
　災害対応処理部７１５による災害対応処理と、その災害対応処理に応じた飛行制御部９による無人飛行体８の制御について、以下に具体的に説明する。
　図８及び図９は、前記ステップＳ１４の災害対応処理の詳細を示すサブルーチンである。本図に示す処理がスタートすると、災害対応処理部７１５は、特定需要家４Ａへの災害対応の電力供給が必要である旨を通知するための災害通知信号を管理側通信部７３から無人飛行体８へ送信させる（ステップＳ２１）。管理拠点６に複数の無人飛行体８が待機している場合には、全ての無人飛行体８に対して前記災害通知信号が送信される。
　送信された災害通知信号は、無人飛行体８の通信部９４によって受信される。当該受信に応じて、無人飛行体８の飛行制御部９は、図１２に示すように、離陸前におけるセンサ９２による機体８１の周囲の検出結果を示す離陸前検出データＢＳ１と、燃料タンク８４の燃料残量を示す残燃料データＢＳ２とを、通信部９４から管理システム７へ送信させる（ステップＳ２２）。
　送信された離陸前検出データＢＳ１及び残燃料データＢＳ２は、管理側通信部７３によって受信される。当該受信に応じて、災害対応処理部７１５は、特定需要家４Ａへ飛行させる無人飛行体８を選定する（ステップＳ２３）。この際、災害対応処理部７１５は、離陸前検出データＢＳ１に基づいて、機体８１の周囲に障害物等が無いものを、離陸に支障が無い無人飛行体８であると判断する。なお、離陸に支障が無い無人飛行体８であることの判断は、管理システム７の管理者が離陸前検出データＢＳ１を参照して行ってもよい。
　さらに、災害対応処理部７１５は、残燃料データＢＳ２で示される燃料残量が飛行用の燃料と災害対応発電用の燃料の合計を下回らず、且つ、管理拠点６を離陸してから特定需要家４Ａへ到着するまでの所要時間が所定時間を超えないものを、特定需要家４Ａへ飛行させる無人飛行体８として選定する。なお、前記飛行用の燃料とは、管理拠点６と特定需要家４Ａとの間を往復飛行するために必要な燃料であり、災害対応発電用の燃料とは、特定需要家４Ａへの電力供給時の発電に必要な燃料である。なお、特定需要家４Ａにおける燃料備蓄量が十分に確保されている場合には、燃料残量が管理拠点６から特定需要家４Ａへの往路分に必要な燃料を有する無人飛行体８が選定されてもよい。
　ここで、無人飛行体８の発電機８３から特定需要家４Ａの構内系統４Ａ１へ電力を供給する際に、インバータが必要とされる場合がある。例えば、発電機８３による発電電力の電圧と、構内系統４Ａ１で使用可能な電圧とが異なる場合があり、このような場合には特定需要家４Ａにおいてインバータが用意される必要がある。ただし、全ての特定需要家４Ａに当該インバータが用意されるとは限らない。そこで、特定需要家４Ａにおける当該インバータの有無を示す情報をデータベース７４に予め登録しておくことが望ましい。これにより、管理拠点６の作業員は、データベース７４に登録された当該情報に基づき、特定需要家４Ａに前記インバータが存在するか否かを無人飛行体８の飛行前に確認することができる。確認の結果、特定需要家４Ａに前記インバータが存在しないことが判明した場合、前記作業員は、無人飛行体８に前記インバータを搭載する。これにより、無人飛行体８が特定需要家４Ａに到着した後の電力供給を円滑に進めることができる。
　前記ステップＳ２３において特定需要家４Ａへ飛行させる無人飛行体８の選定が完了すると、災害対応処理部７１５は、管理拠点６から特定需要家４Ａまでの飛行経路を示す飛行経路データＡＳ２（図１２）及び離陸許可信号を、管理側通信部７３から選定された無人飛行体８へ送信させる（ステップＳ２４）。なお、選定された無人飛行体８が電力調整処理部７１２による電力調整処理に利用されている場合には、災害対応処理部７１５は、当該無人飛行体８の電力調整処理に対応した利用を停止させ、飛行経路データＡＳ２及び離陸許可信号の送信によって特定需要家４Ａへの飛行を優先させる。
　送信された飛行経路データＡＳ２及び離陸許可信号は、無人飛行体８の通信部９４によって受信される。当該受信に応じて、無人飛行体８の飛行制御部９は、図１２に示すように、エンジン８２を始動させて管理拠点６から機体８１を離陸させる離陸制御を行う（ステップＳ２５）。具体的に、飛行制御部９は、始動されたエンジン８２の駆動力を動力源として発電機８３に発電を行わせ、その発電された電力によりモーター８８を回転させる。すると、当該モーター８８によりプロペラ８９が回転駆動され、無人飛行体８が離陸する。離陸後においては、飛行制御部９は、計測器９１の計測結果及びセンサ９２の検出結果を監視しつつ、飛行経路データＡＳ２で示される飛行経路に沿って特定需要家４Ａへ機体８１を飛行させる飛行制御を行う（ステップＳ２６）。
　次いで、飛行制御部９は、無人飛行体８が特定需要家４Ａの上空に到着したか否かを判定し（ステップＳ２７）、到着が確認された時点で、無人飛行体８の着陸制御を行う（ステップＳ２８）。
　図１０は、前記ステップＳ２８の着陸制御の詳細を示すサブルーチンである。本図に示す制御がスタートすると、飛行制御部９は、図１３に示すように、特定需要家４Ａの構内又はその付近に設定された所定の着陸予定場所４Ａ２の周辺を撮像部９３に撮像させると共に（ステップＳ４１）、当該撮像による周辺画像の画像データＢＳ３を通信部９４から管理システム７へ送信させる（ステップＳ４２）。さらに、飛行制御部９は、前記周辺画像データＢＳ３に基づき着陸予定場所４Ａ２への着陸に支障が有るか否か判定する（ステップＳ４３）。なお、着陸の支障の有無の判定は、飛行制御部９ではなく管理システム７が行ってもよい。
　前記ステップＳ４３でＮＯと判定されて着陸予定場所４Ａ２への着陸に支障が無いことが確認された場合、飛行制御部９は、着陸の許可を要請する着陸許可要請信号ＢＳ４を通信部９４から管理システム７へ送信させる（ステップＳ４４）。
　無人飛行体８から送信された周辺画像データＢＳ３及び着陸許可要請信号ＢＳ４は、管理側通信部７３によって受信される。当該受信に応じて、管理システム７の管理者は、着陸許可要請信号ＢＳ４に応答する着陸許可信号ＡＳ３を送信すべき旨の指示を入力する。この指示を受けて、災害対応処理部７１５は、着陸許可信号ＡＳ３を管理側通信部７３から無人飛行体８へ送信させる。無人飛行体８の飛行制御部９は、送信された着陸許可信号ＡＳ３が通信部９４によって受信されたか否かを判定し（ステップＳ４５）、受信が確認された時点で、着陸予定場所４Ａ２に機体８１を着陸させ（ステップＳ４６）、その後エンジン８２を停止させる（ステップＳ４７）。
　以上説明した通り、飛行制御部９は、災害対応処理部７１５による災害対応処理の一環として、無人飛行体８を離陸させる離陸制御（Ｓ２５）、飛行経路データＡＳ２で示される飛行経路に沿って無人飛行体８を飛行させる飛行制御（Ｓ２６）、及び無人飛行体８を着陸させる着陸制御（Ｓ２８）を実行する。無人飛行体８は、飛行制御部９の制御によって、離陸及び着陸を含む飛行を自動で行うことができる。
　ここで、対象地域で発生した災害によっては、特定需要家４Ａの着陸予定場所４Ａ２に浸水や障害物ＯＢの落下などの被害が生じることがある（図１５参照）。このような被害が生じているとき、飛行制御部９は、周辺画像データＢＳ３に基づき着陸予定場所４Ａ２への着陸に支障が有ると判定する（前記ステップＳ４３でＹＥＳ）。すると、飛行制御部９は、着陸予定場所４Ａ２からの距離が所定の許容範囲内にあり且つ着陸に支障が無い着陸候補場所４ＡＳを探索し（ステップＳ４８）、その探索によって着陸候補場所４ＡＳが発見されたか否かを判定する（ステップＳ４９）。
　前記ステップＳ４９でＹＥＳと判定されて着陸候補場所４ＡＳが発見されたことが確認された場合、飛行制御部９は、前記ステップＳ４４，Ｓ４５と同様に管理システム７との間で着陸許可要請信号及び着陸許可信号を送受信した後、当該着陸候補場所４ＡＳに機体８１を着陸させ（ステップＳ５０）、その後エンジン８２を停止させる（ステップＳ５１）。
　一方、前記ステップＳ４９でＮＯと判定されて着陸候補場所４ＡＳが発見されなかったことが確認された場合、飛行制御部９は、管理拠点６に戻る方向に機体８１を飛行させる（ステップＳ５３）。当該飛行に伴い機体８１が管理拠点６の上空に到着すると、飛行制御部９は、機体８１を管理拠点６に着陸させ（ステップＳ５４）、その後エンジン８２を停止させる（ステップＳ５５）。
　以上のような着陸制御によって無人飛行体８が着陸予定場所４Ａ２又は着陸候補場所４ＡＳに着陸した後の処理を、図９に戻って説明する。着陸予定場所４Ａ２又は着陸候補場所４ＡＳへの着陸後、災害対応処理部７１５は、災害対応指示情報ＡＳ４（図１４）を情報入出力部７２から出力させる（ステップＳ２９）。災害対応指示情報ＡＳ４は、特定需要家４Ａにおいて無人飛行体８の電力供給機能の利用が可能であることを示す指示情報である。災害対応指示情報ＡＳ４は、情報入出力部７２から特定需要家４Ａへ伝送される。特定需要家４Ａの作業員は、災害対応指示情報ＡＳ４を認識することによって、特定需要家４Ａにおいて無人飛行体８の電力供給機能の利用が可能であることを把握することができる。なお、対象地域の災害発生時において特定需要家４Ａに無人飛行体８が着陸した場合には、当該無人飛行体８の電力供給機能の利用が可能であることを事前にルール化しておいてもよい。この場合、情報入出力部７２からの災害対応指示情報ＡＳ４の出力は省略される。
　特定需要家４Ａの作業員は、着陸予定場所４Ａ２又は着陸候補場所４ＡＳに着陸した無人飛行体８の発電機８３と構内系統４Ａ１との間に所定の電力ケーブル８３Ａを接続し、その後、無人飛行体８のエンジン８２の駆動を開始させる作業を行う。これにより、エンジン８２の駆動力を動力源として発電機８３が発電を行い、その発電により生じた電力が無人飛行体８から構内系統４Ａ１へ供給される（ステップＳ３０）。なお、無人飛行体８は、電力ケーブル８３Ａの接続を検知し、エンジン８２を自動で駆動させるように構成されていてもよい。
　ここで、特定需要家４Ａには、送配電系統３の停電中に構内系統４Ａ１に電力を供給することが可能な独自電源が存在する場合がある。このような独自電源としては、再生可能エネルギーを用いた発電設備や、災害対策用に用意された蓄電池を挙げることができる。このような独自電源が特定需要家４Ａに存在する場合、発電機８３から構内系統Ａ１への電力供給は、次のような手順で行われることが望ましい。
　まず、災害対応処理部７１５は、データベース７４を参照して、構内系統４Ａ１に接続される前記独自電源（再生可能エネルギーを用いた発電設備又は蓄電池等）が特定需要家４Ａに存在するか否かを判定する。この判定によって前記独自電源の存在が確認された場合、災害対応処理部７１５は、前記独自電源と発電機８３とが同期して構内系統４Ａ１へ電力を供給し得るようにするための基準電圧及び基準周波数を、管理側通信部７３から特定需要家４Ａへ送信させる。これを受けて、特定需要家４Ａの前記独自電源は、自身が供給する交流電力の電圧及び周波数を、前記基準電圧及び前記基準周波数に一致する値に調整する。このように前記独自電源に電圧及び周波数を調整させる処理は、特定需要家４Ａに備わる制御システムが行ってもよいし、管理システム７（災害対応処理部７１５）が行なってもよい。
　無人飛行体８から構内系統４Ａ１への電力供給中において、飛行制御部９は、燃料タンク８４の燃料残量を監視する。具体的に、飛行制御部９は、燃料タンク８４の燃料残量が所定の警告値を下回ったか否かを判定し（ステップＳ３１）、下回ったことが確認された時点で、燃料残量が少ない旨を示す残燃料警告情報を通信部９４から管理システム７へ送信させる（ステップＳ３２）。
　管理側通信部７３が前記残燃料警告情報を受信すると、災害対応処理部７１５は、特定需要家４Ａに保管される燃料の保管量を示す燃料保管量情報を、情報入出力部７２を介して取得する（ステップＳ３３）。災害対応処理部７１５は、前記燃料保管量情報が示す燃料の保管量が所定の警告値を下回ったか否かを判定し（ステップＳ３４）、下回ったことが確認された時点で、管理拠点６に待機している他の無人飛行体８の輸送機能を利用して、当該他の無人飛行体８に燃料を特定需要家４Ａへ輸送させる（ステップＳ３５）。これにより、特定需要家４Ａに対する燃料補給が可能となる。なお、燃料保管量情報は、管理側通信部７３を介して外部に送信されてもよく、外部装置が各地域の燃料保管量情報を集中的に管理してもよい。
　また、無人飛行体８は、前記残燃料警告情報を特定需要家４Ａの作業員に知らせるための表示灯などの報知機構を備えていてもよい。この場合、特定需要家４Ａの作業員は、構内系統４Ａ１への電力供給中の無人飛行体８における燃料残量が少なくなったことを把握することができ、これに応じて特定需要家４Ａに保管される燃料を無人飛行体８に補充することができる。
　管理システム７においては、災害判定部７１４は、送配電系統３の停電が復旧されたか否かを判定する（ステップＳ３６）。ここでＹＥＳと判定されて停電の復旧が確認された場合、つまり特定需要家４Ａに対する災害対応のための電力供給が不要になったことが確認された場合、災害対応処理部７１５は、災害対応のための電力供給の終了を指令する終了指令信号を管理側通信部７３から無人飛行体８へ送信させる（ステップＳ３７）。無人飛行体８の飛行制御部９は、送信された終了指令信号が通信部９４によって受信されたか否かを判定し（ステップＳ３８）、受信が確認された時点で、エンジン８２を停止させて災害対応のための電力供給を終了させる（ステップＳ３９）。このように、無人飛行体８は、飛行制御部９の制御によって、災害対応の電力供給の終了を自動で行うことができる。
　無人飛行体８のエンジン８２の停止後に、発電機８３と構内系統４Ａ１との間の電力ケーブル８３Ａの接続の切り離し作業が、特定需要家４Ａの作業員によって行われる。この切り離し作業の終了後において、飛行制御部９は、特定需要家４Ａから管理拠点６までの飛行に必要な燃料の量を算出し、その算出値の情報を前記報知機構などによって特定需要家４Ａの作業員に知らせるように構成されていてもよい。この場合、特定需要家４Ａの作業員は、無人飛行体８が管理拠点６へ戻るのに必要な燃料を当該無人飛行体８に補充することができる。その後、飛行制御部９は、無人飛行体８の特定需要家４Ａからの離陸時の離陸制御、特定需要家４Ａから管理拠点６までの飛行時の飛行制御、及び管理拠点６への着陸時の着陸制御を実行する。これにより、無人飛行体８は、特定需要家４Ａから管理拠点６へ自動で戻る。
　［まとめ］
　上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
　本発明の一の局面に係るエネルギー供給システムは、対象地域内に設置され、再生可能エネルギーを用いて発電する第１発電設備と化石燃料を用いて発電する第２発電設備とを含む送電系統と、前記送電系統から電力が伝送され、前記対象地域内の需要家へ電力を供給する送配電系統と、貨物を輸送する輸送機能と外部に電力を供給する電力供給機能とを有する移動体と、前記送電系統、前記送配電系統及び前記移動体を管理する管理システムと、を備える。前記管理システムは、前記送電系統の供給電力量と前記送配電系統の需要電力量とを予測し、前記供給電力量が前記需要電力量を下回る場合、前記移動体の前記電力供給機能を利用して、前記移動体から前記送配電系統へ電力を供給させる電力調整処理を行う。
　このエネルギー供給システムによれば、再生可能エネルギーを用いた第１発電設備の出力変動などに伴って送電系統の供給電力量が送配電系統の需要電力量を下回り、送配電系統への電力供給不足が生じた場合には、移動体の電力供給機能を利用して、当該移動体から送配電系統へ電力を供給することができる。このように、移動体の電力供給機能を利用して、当該移動体を調整電源として活用することにより、送配電系統への電力供給の安定化を図ることが可能となる。一方、送電系統から送配電系統への電力供給不足が生じていない場合には、移動体の輸送機能を利用して、移動体に貨物を輸送させることができる。つまり、移動体は、送配電系統への電力供給不足が生じた場合の電力供給に特化した設備ではなく、通常時は貨物を輸送する設備として有効活用される。これにより、調整電源としての活用が可能な移動体の利用効率の向上を図ることが可能となる。
　上記のエネルギー供給システムは、前記対象地域内に設置され、水を電気分解して水素を製造する水素製造設備を更に備えていてもよい。この場合、前記管理システムは、前記送電系統の前記供給電力量が前記送配電系統の前記需要電力量を上回る場合、余剰電力を前記送電系統から前記水素製造設備へ伝送させる余剰電力対応処理を行うことが好ましい。
　この態様では、余剰電力を利用して、水素製造設備において水素を製造することができる。水素製造設備で製造された水素は、例えば、燃料電池発電設備の燃料として活用することができる。
　上記のエネルギー供給システムにおいて、前記移動体は、機体と、前記機体に搭載されるエンジンと、前記機体に搭載され、前記電力供給機能を実現するための発電機と、前記輸送機能の実現のために貨物を収納可能な収納部と、を有した無人飛行体であってもよい。
　この態様では、無人飛行体は、空路を移動経路とする移動体である。このような無人飛行体は、陸路を移動経路とする移動体のように交通渋滞や道路網の遮断等による通行止めの影響を受けず、また、海路を移動経路とする移動体のように臨海部での移動に制約されない。
　上記のエネルギー供給システムにおいて、前記管理システムは、前記対象地域の災害発生時において前記送配電系統に停電が生じた場合に、前記無人飛行体から前記特定の需要家に電力を供給する災害対応処理を行うものであってもよい。前記災害対応処理は、好ましくは、前記対象地域の防災拠点に指定された特定の需要家へ前記無人飛行体を所定の飛行経路に沿って飛行させ、前記無人飛行体の前記発電機から前記特定の需要家の構内に設置された構内系統へ電力を供給させる処理である。
　この態様では、対象地域の災害発生時において送配電系統に停電が生じた場合には、無人飛行体の発電機から防災拠点に指定された特定の需要家の構内系統へ電力を供給することができる。また、対象地域の災害発生時には、特定の需要家の周辺において例えば道路網が遮断されて孤立状態となる可能性がある。このような場合であっても、移動経路を空路とする無人飛行体であれば、特定の需要家へ移動することができ、当該特定の需要家の構内系統へ電力を供給することができる。さらに、無人飛行体の収納部に生活物資等の貨物を収納し、その状態で無人飛行体が特定の需要家へ移動することにより、生活物資等を輸送することも可能である。
　前記送配電系統の停電中に前記構内系統に交流電力を供給可能な独自電源が前記特定の需要家に存在する場合がある。この場合、前記管理システムは、前記災害対応処理時に、前記独自電源と前記発電機とが同期して前記構内系統へ交流電力を供給するための基準電圧及び基準周波数を前記特定の需要家に送信することが好ましい。
　この態様では、特定の需要家に備わる独自電源に対し、無人飛行体の発電機と同期して構内系統へ電力を供給させることができる。
　上記のエネルギー供給システムにおいて、前記無人飛行体は、撮像部と、前記管理システムとの間でデータ通信を行う通信部と、離陸及び着陸を含む飛行の制御を行う飛行制御部と、を更に有していてもよい。この場合、前記飛行制御部は、前記災害対応処理の開始に伴い前記管理システムから送信された前記飛行経路及び離陸許可信号が前記通信部により受信されるのに応じて、前記エンジンを始動させて出発拠点から前記機体を離陸させる離陸制御を行い、離陸後においては、前記飛行経路に沿って前記特定の需要家へ前記機体を飛行させる飛行制御を行い、前記飛行制御により前記機体が前記特定の需要家の上空に到着すると、前記機体を前記特定の需要家に着陸させる着陸制御を行うことが好ましい。前記着陸制御は、詳しくは、所定の着陸予定場所周辺を前記撮像部に撮像させて当該撮像による周辺画像を前記通信部を介して前記管理システムへ送信させると共に、前記管理システムからの着陸許可信号を受信すると前記機体を前記特定の需要家に着陸させて前記エンジンを停止させる制御である。
　また、前記飛行制御部は、前記災害対応処理の開始に伴い前記管理システムから送信された前記飛行経路が前記通信部により受信されるのに応じて、前記エンジンを始動させて出発拠点から前記機体を離陸させる離陸制御を行い、離陸後においては、前記飛行経路に沿って前記特定の需要家へ前記機体を飛行させる飛行制御を行い、前記飛行制御により前記機体が前記特定の需要家の上空に到着すると、前記機体を前記特定の需要家に着陸させる着陸制御を行うものであってもよい。前記着陸制御は、詳しくは、所定の着陸予定場所周辺を前記撮像部に撮像させて当該撮像による周辺画像を前記通信部を介して前記管理システムへ送信させると共に、前記周辺画像に基づき前記着陸予定場所への着陸の支障の有無を判定し、支障が無い場合には前記機体を前記特定の需要家に着陸させて前記エンジンを停止させる制御である。
　この態様では、無人飛行体は飛行制御部を有し、この飛行制御部は、無人飛行体の離陸時の離陸制御、所定の飛行経路に沿った飛行時の飛行制御、及び着陸時の着陸制御を実行する。無人飛行体は、飛行制御部の制御によって、離陸及び着陸を含む飛行を自動で行うことができる。
　上記のエネルギー供給システムにおいて、前記飛行制御部は、前記着陸制御において前記着陸予定場所への着陸に支障が有ることが確認された場合には、前記周辺画像に基づいて、前記着陸予定場所からの距離が所定の許容範囲内で且つ着陸に支障が無い着陸候補場所を探索し、前記着陸候補場所が発見されたときには、当該着陸候補場所に前記機体を着陸させて前記エンジンを停止させ、前記着陸候補場所が発見されなかったときには、前記出発拠点に戻る方向に前記機体を飛行させると共に、前記機体を前記出発拠点に着陸させて前記エンジンを停止させるものであってもよい。
　対象地域の災害発生時においては、特定の需要家の着陸予定場所に浸水や障害物落下などの被害が生じる可能性がある。この場合、着陸予定場所への無人飛行体の着陸に支障が生じ得る。そこで、無人飛行体は、飛行制御部の制御によって、着陸に支障が無い着陸候補場所を自動で探索し、当該着陸候補場所が発見されたときにはその場所に自動で着陸する一方、着陸候補場所が発見されなかったときには出発拠点に戻って自動で着陸する。

Claims (8)

  1. 　対象地域内に設置され、再生可能エネルギーを用いて発電する第１発電設備と化石燃料を用いて発電する第２発電設備とを含む送電系統と、
    　前記送電系統から電力が伝送され、前記対象地域内の需要家へ電力を供給する送配電系統と、
    　貨物を輸送する輸送機能と外部に電力を供給する電力供給機能とを有する移動体と、
    　前記送電系統、前記送配電系統及び前記移動体を管理する管理システムと、を備え、
    　前記管理システムは、前記送電系統の供給電力量と前記送配電系統の需要電力量とを予測し、前記供給電力量が前記需要電力量を下回る場合、前記移動体の前記電力供給機能を利用して、前記移動体から前記送配電系統へ電力を供給させる電力調整処理を行う、エネルギー供給システム。
  2. 　前記対象地域内に設置され、水を電気分解して水素を製造する水素製造設備を更に備え、
    　前記管理システムは、前記送電系統の前記供給電力量が前記送配電系統の前記需要電力量を上回る場合、余剰電力を前記送電系統から前記水素製造設備へ伝送させる余剰電力対応処理を行う、請求項１に記載のエネルギー供給システム。
  3. 　前記移動体は、機体と、前記機体に搭載されるエンジンと、前記機体に搭載され、前記電力供給機能を実現するための発電機と、前記輸送機能の実現のために貨物を収納可能な収納部と、を有した無人飛行体である、請求項１又は２に記載のエネルギー供給システム。
  4. 　前記管理システムは、前記対象地域の災害発生時において前記送配電系統に停電が生じた場合に、前記無人飛行体から前記特定の需要家に電力を供給する災害対応処理を行い、
    　前記災害対応処理は、前記対象地域の防災拠点に指定された特定の需要家へ前記無人飛行体を所定の飛行経路に沿って飛行させ、前記無人飛行体の前記発電機から前記特定の需要家の構内に設置された構内系統へ電力を供給させる処理である、請求項３に記載のエネルギー供給システム。
  5. 　前記送配電系統の停電中に前記構内系統に交流電力を供給可能な独自電源が前記特定の需要家に存在する場合、前記管理システムは、前記災害対応処理時に、前記独自電源と前記発電機とが同期して前記構内系統へ交流電力を供給するための基準電圧及び基準周波数を前記特定の需要家に送信する、請求項４に記載のエネルギー供給システム。
  6. 　前記無人飛行体は、撮像部と、前記管理システムとの間でデータ通信を行う通信部と、離陸及び着陸を含む飛行の制御を行う飛行制御部と、を更に有し、
    　前記飛行制御部は、
    　　前記災害対応処理の開始に伴い前記管理システムから送信された前記飛行経路及び離陸許可信号が前記通信部により受信されるのに応じて、前記エンジンを始動させて出発拠点から前記機体を離陸させる離陸制御を行い、
    　　離陸後においては、前記飛行経路に沿って前記特定の需要家へ前記機体を飛行させる飛行制御を行い、
    　　前記飛行制御により前記機体が前記特定の需要家の上空に到着すると、前記機体を前記特定の需要家に着陸させる着陸制御を行い、
    　前記着陸制御は、所定の着陸予定場所周辺を前記撮像部に撮像させて当該撮像による周辺画像を前記通信部を介して前記管理システムへ送信させると共に、前記管理システムからの着陸許可信号を受信すると前記機体を前記特定の需要家に着陸させて前記エンジンを停止させる制御である、請求項４又は５に記載のエネルギー供給システム。
  7. 　前記無人飛行体は、撮像部と、前記管理システムとの間でデータ通信を行う通信部と、離陸及び着陸を含む飛行の制御を行う飛行制御部と、を更に有し、
    　前記飛行制御部は、
    　　前記災害対応処理の開始に伴い前記管理システムから送信された前記飛行経路が前記通信部により受信されるのに応じて、前記エンジンを始動させて出発拠点から前記機体を離陸させる離陸制御を行い、
    　　離陸後においては、前記飛行経路に沿って前記特定の需要家へ前記機体を飛行させる飛行制御を行い、
    　　前記飛行制御により前記機体が前記特定の需要家の上空に到着すると、前記機体を前記特定の需要家に着陸させる着陸制御を行い、
    　前記着陸制御は、所定の着陸予定場所周辺を前記撮像部に撮像させて当該撮像による周辺画像を前記通信部を介して前記管理システムへ送信させると共に、前記周辺画像に基づき前記着陸予定場所への着陸の支障の有無を判定し、支障が無い場合には前記機体を前記特定の需要家に着陸させて前記エンジンを停止させる制御である、請求項４又は５に記載のエネルギー供給システム。
  8. 　前記飛行制御部は、前記着陸制御において前記着陸予定場所への着陸に支障が有ることが確認された場合には、
    　　前記周辺画像に基づいて、前記着陸予定場所からの距離が所定の許容範囲内で且つ着陸に支障が無い着陸候補場所を探索し、
    　　前記着陸候補場所が発見されたときには、当該着陸候補場所に前記機体を着陸させて前記エンジンを停止させ、
    　　前記着陸候補場所が発見されなかったときには、前記出発拠点に戻る方向に前記機体を飛行させると共に、前記機体を前記出発拠点に着陸させて前記エンジンを停止させる、請求項７に記載のエネルギー供給システム。
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