WO2024100786A1

WO2024100786A1 - 電力需給管理システム、電力需給管理方法、電力需給管理プログラムおよび記録媒体

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Abstract

電力需給管理システムは、第１発電設備と、再生可能エネルギーを利用して発電する第２発電設備と、第２発電設備により発電された電力の出力抑制の代替を行う代替機構と、サーバーと、を備える。サーバーは、第２発電設備への出力抑制時間帯の情報および出力抑制量の情報を含む第２発電設備への出力抑制情報を取得する出力抑制情報取得部と、代替機構による電力の出力抑制の代替が可能な時間帯の情報および出力抑制の代替が可能な電力量の情報を含む出力抑制代替可能情報を取得する出力抑制代替可能情報取得部と、出力抑制情報および出力抑制代替可能情報に基づいて、出力抑制量の全量が代替機構による出力抑制の代替が可能であるか否かを判断する判断部と、判断部による判断結果に応じて、代替機構による第２発電設備から出力された電力の出力抑制の代替状況を制御する出力抑制代替状況制御部と、を備える。

Description

電力需給管理システム、電力需給管理方法、電力需給管理プログラムおよび記録媒体

　本開示は、電力需給管理システム、電力需給管理方法、電力需給管理プログラムおよび記録媒体に関するものである。

　太陽光や風力等の再生可能エネルギーを利用して発電された余剰電力を蓄電池に充電する発電システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、複数の蓄電池を準備し、いずれの蓄電池に充電させるかを決定するシステムに関する技術が知られている（例えば、特許文献２、特許文献３および特許文献４参照）。

特開２０１３－１７２４９５号公報特開２０２１－８７３３０号公報特開２０２１－８７２４８号公報特開２０１７－７０１５９号公報

　火力発電所等の発電所によって発電された電力は、送電事業および配電事業を行う送配電事業者によって家庭や店舗、工場といった需要者に供給される。昨今において、太陽光や風力といった再生可能エネルギーを利用して発電された電力が有効に利用される。再生可能エネルギーを利用した電力については、例えば、季節や時間、天候といった要因に起因して発電量が変化することも多く、発電量の制御が困難である。現在、安定した電力量を供給できる火力発電所等により発電された電力と、再生可能エネルギーを利用した発電による電力とを足し合わせて、需要者への電力の供給がなされている。

　安定した電力供給を行うに際し、再生可能エネルギーを利用した発電による電力量が想定よりも大きくなり、送配電網の送電可能な上限量を超えそうな場合においては、再生可能エネルギーを利用した発電による電力の出力を抑制する必要がある。このような状況は、再生可能エネルギーを利用した発電が可能な状況にもかかわらず制限をかけることになり、好ましくない。再生可能エネルギーを利用した発電を有効利用しようと画策し、再生可能エネルギーを利用した発電の電力の最大値を考慮した設備を構築しようとすると、増強工事等が必要となり、発電事業者や小売事業者ひいては需要者の負担が大きくなる。送配電事業者の収益性を悪化させることになりかねない。

　そこで、再生可能エネルギーを利用した発電を効率的に利用することができる電力需給管理システムを提供することを本開示の目的の１つとする。

　本開示に従った電力需給管理システムは、送配電エリア内に安定して電力を供給可能な第１発電設備と、再生可能エネルギーを利用して発電し、送配電エリア内に電力を供給可能な第２発電設備と、第２発電設備により発電された電力の出力抑制の代替を行う代替機構と、第２発電設備および代替機構による電力の需給を制御するサーバーと、を備え、送配電エリア内の電力の需給を管理する電力需給管理システムである。サーバーは、第２発電設備への出力抑制時間帯の情報および出力抑制量の情報を含む第２発電設備への出力抑制情報を取得する出力抑制情報取得部と、代替機構による電力の出力抑制の代替が可能な時間帯の情報および出力抑制の代替可能な電力量の情報を含む出力抑制の代替可能情報を取得する出力抑制代替可能情報取得部と、出力抑制情報取得部により取得された出力抑制情報および出力抑制代替可能情報取得部により取得された出力抑制の代替可能情報に基づいて、出力抑制量の全量が代替機構による出力抑制の代替が可能であるか否かを判断する判断部と、判断部による判断結果に応じて、代替機構による第２発電設備から出力された電力の出力抑制の代替状況を制御する出力抑制代替状況制御部と、を備える。

　上記電力需給管理システムによれば、再生可能エネルギーを利用した発電を効率的に利用することができる。

図１は、実施の形態１における電力需給管理システムを模式的に示す図である。図２は、図１に示す電力需給管理システムの一部の構成を示すブロック図である。図３は、実施の形態１における電力需給管理システムを用いて送配電エリア内における電力の需給の管理を行う際の処理の流れを示すフローチャートである。図４は、出力抑制情報が発信された状態を示す図である。図５は、実施の形態２における電力需給管理システムにおいて、出力抑制情報が発信された状態を示す図である。

　［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施態様を列記して説明する。本開示に係る電力需給管理システムは、電力需給管理システムは、送配電エリア内に安定して電力を供給可能な第１発電設備と、再生可能エネルギーを利用して発電し、送配電エリア内に電力を供給可能な第２発電設備と、第２発電設備により発電された電力の出力抑制の代替を行う代替機構と、第２発電設備および代替機構による電力の需給を制御するサーバーと、を備え、送配電エリア内の電力の需給を管理する電力需給管理システムである。サーバーは、第２発電設備への出力抑制時間帯の情報および出力抑制量の情報を含む第２発電設備への出力抑制情報を取得する出力抑制情報取得部と、代替機構による電力の出力抑制の代替が可能な時間帯の情報および出力抑制の代替可能な電力量の情報を含む出力抑制の代替可能情報を取得する出力抑制代替可能情報取得部と、出力抑制情報取得部により取得された出力抑制情報および出力抑制代替可能情報取得部により取得された出力抑制の代替可能情報に基づいて、出力抑制量の全量が代替機構による出力抑制の代替が可能であるか否かを判断する判断部と、判断部による判断結果に応じて、代替機構による第２発電設備から出力された電力の出力抑制の代替状況を制御する出力抑制代替状況制御部と、を備える。

　本開示における電力需給管理システムによると、サーバーは、再生可能エネルギーを利用した発電である第２発電設備について、第２発電設備への出力抑制時間帯の情報および出力抑制量の情報を含む第２発電設備への出力抑制情報を取得し、第２発電設備により発電された電力の出力抑制の代替を行う代替機構について、代替機構による電力の出力抑制の代替が可能な時間帯の情報および出力抑制の代替が可能な電力量の情報を含む出力抑制代替可能情報を取得する。そして、取得された出力抑制情報および取得された出力抑制代替可能情報に基づいて、出力抑制量の全量が代替機構による出力抑制の代替が可能であるか否かを判断する。出力抑制代替状況制御部は、判断結果に応じて代替機構による第２発電設備から出力された電力の出力抑制の代替状況を制御するため、代替機構による出力抑制の代替を利用して、第２発電設備により発電された電力を効率的に利用することができる。したがって、このような電力需給管理システムによると、再生可能エネルギーを利用した発電を効率的に利用することができる。

　上記電力需給管理システムにおいて、第２発電設備は、複数設けられていてもよい。出力抑制代替状況制御部は、判断部により出力抑制量の全量が代替機構による出力抑制の代替が可能であると判断されなければ、予め定められた優先度に応じて複数の第２発電設備のうちのいずれかの出力を抑制するよう制御してもよい。このようにすることにより、複数の第２発電設備が設けられている場合において、より送配電事業者のニーズに沿った第２発電設備の有効利用を図ることができる。

　上記電力需給管理システムにおいて、優先度は、代替機構を利用する際の料金の情報、第２発電設備の位置情報、代替機構の位置情報、送配電網の電圧の安定度合いの情報および送配電網の周波数の安定度合いの情報のうちの少なくともいずれか１つに基づいて定められてもよい。このようにすることにより、第２発電設備の位置情報等に基づいて、再生可能エネルギーを利用した発電をより効果的に利用することができる。

　上記電力需給管理システムにおいて、代替機構は、複数設けられていてもよい。出力抑制代替状況制御部は、判断部により出力抑制量の全量が代替機構による出力抑制の代替が可能であると判断されれば、複数の代替機構のうちのいずれかを選択して出力抑制の代替をするよう制御してもよい。このようにすることにより、複数の代替機構が設けられている場合において、より送配電事業者のニーズに沿った第２発電設備の有効利用を図ることができる。

　上記電力需給管理システムにおいて、代替機構は、蓄電池、燃料電池、自然冷媒ヒートポンプ給湯器および、生産設備を含む電気設備の稼働時間調整のうちの少なくともいずれか１つを含んでもよい。このような代替機構は、第２発電設備により発電された電力の有効な出力先となる。ここで、「生産設備を含む電気設備の稼働時間調整」とは、生産設備を含む電気設備について、例えば、電力の料金が昼間よりも安い深夜の時間帯に生産設備を含む電気設備を稼働させるよう予定されていた場合において、再生可能エネルギーによる発電の電力量が昼間に多くなると判断された場合に、深夜に稼働させようとしていた稼働の予定を変更して昼間に稼働させるように稼働時間を調整することをいう。

　上記電力需給管理システムにおいて、出力抑制代替可能情報取得部は、代替機構が蓄電池または燃料電池であれば、運用パターン、充電率、温度、劣化度および応動実績のうちの少なくともいずれか１つを用いて出力抑制の代替が可能な電力量を導出してもよい。このようにすることにより、代替機構の使用状況や環境等に応じて、効率的な出力抑制の代替を行うことができる。

　上記電力需給管理システムにおいて、出力抑制情報取得部は、外部から発信された出力抑制情報をサーバーが受信することにより出力抑制情報を取得してもよい。このようにすることにより、外部から発信された正確かつタイムリーな出力抑制情報を有効活用して、再生可能エネルギーを利用した発電を効果的に利用することができる。

　上記電力需給管理システムにおいて、出力抑制情報取得部は、送配電エリアにおける容量の上限値、第２発電設備における発電量の予測値および送配電エリア内の電力の需要量の予測値を用いて出力抑制情報を導出することにより出力抑制情報を取得してもよい。このようにすることにより、外部からの出力抑制情報を入手しなくとも導出した出力抑制情報を利用して、出力抑制の代替状況を制御することができる。

　上記電力需給管理システムにおいて、出力抑制代替状況制御部は、判断部により出力抑制量の全量が代替機構による出力抑制の代替が可能であると判断されなければ、送配電エリア外に配置される代替機構を利用して、第２発電設備から出力された電力の出力抑制の代替状況を制御してもよい。このようにすることにより、送配電エリア外の設備を利用して、再生可能エネルギーの有効活用を図ることができる。

　本開示に係る電力需給管理方法は、送配電エリア内に安定して電力を供給可能な第１発電設備と、再生可能エネルギーを利用して発電し、送配電エリア内に電力を供給可能な第２発電設備と、第２発電設備により発電された電力の出力抑制の代替を行う代替機構と、第２発電設備および代替機構による電力の需給を制御するサーバーと、を備え、送配電エリア内の電力の需給を管理する電力需給管理システムに用いられる電力需給管理方法である。電力需給管理方法は、第２発電設備への出力抑制時間帯の情報および出力抑制量の情報を含む第２発電設備への出力抑制情報を取得する工程と、代替機構による電力の出力抑制の代替が可能な時間帯の情報および出力抑制の代替が可能な電力量の情報を含む出力抑制代替可能情報を取得する工程と、取得された出力抑制情報および取得された出力抑制代替可能情報に基づいて、出力抑制量の全量が代替機構による出力抑制の代替が可能であるか否かを判断する工程と、判断結果に応じて、代替機構による第２発電設備から出力された電力の出力抑制の代替状況を制御する工程と、を備える。

　このような電力需給管理方法によれば、再生可能エネルギーを利用した発電を効率的に利用することができる。

　本開示に係る電力需給管理システム用プログラムは、送配電エリア内に安定して電力を供給可能な第１発電設備と、再生可能エネルギーを利用して発電し、送配電エリア内に電力を供給可能な第２発電設備と、第２発電設備により発電された電力の出力抑制の代替を行う代替機構と、第２発電設備および代替機構による電力の需給を制御するサーバーと、を備え、送配電エリア内の電力の需給を管理する電力需給管理システム用プログラムであって、サーバーを、第２発電設備への出力抑制時間帯の情報および出力抑制量の情報を含む第２発電設備への出力抑制情報を取得する出力抑制情報取得部、代替機構による電力の出力抑制の代替が可能な時間帯の情報および出力抑制の代替が可能な電力量の情報を含む出力抑制代替可能情報を取得する出力抑制代替可能情報取得部、出力抑制情報取得部により取得された出力抑制情報および出力抑制代替可能情報取得部により取得された出力抑制代替可能情報に基づいて、出力抑制量の全量が代替機構による出力抑制の代替が可能であるか否かを判断する判断部、および判断部による判断結果に応じて、代替機構による第２発電設備から出力された電力の出力抑制の代替状況を制御する出力抑制代替状況制御部、として機能させるための電力需給管理システム用プログラムである。

　このような電力需給管理システム用プログラムによれば、再生可能エネルギーを利用した発電を効率的に利用することができる。

　本開示に係る記憶媒体は、送配電エリア内に安定して電力を供給可能な第１発電設備と、再生可能エネルギーを利用して発電し、送配電エリア内に電力を供給可能な第２発電設備と、第２発電設備により発電された電力の出力抑制の代替を行う代替機構と、第２発電設備および代替機構による電力の需給を制御するサーバーと、を備え、送配電エリア内の電力の需給を管理する電力需給管理システムに用いられ、コンピューター読み取り可能な記録媒体であって、サーバーを、第２発電設備への出力抑制時間帯の情報および出力抑制量の情報を含む第２発電設備への出力抑制情報を取得する出力抑制情報取得部、代替機構による電力の出力抑制の代替が可能な時間帯の情報および出力抑制の代替が可能な電力量の情報を含む出力抑制代替可能情報を取得する出力抑制代替可能情報取得部、出力抑制情報取得部により取得された出力抑制情報および出力抑制代替可能情報取得部により取得された出力抑制代替可能情報に基づいて、出力抑制量の全量が代替機構による出力抑制の代替が可能であるか否かを判断する判断部、および判断部による判断結果に応じて、代替機構による第２発電設備から出力された電力の出力抑制の代替状況を制御する出力抑制代替状況制御部、として機能させるための電力需給管理システム用プログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体である。

　このような記憶媒体によれば、再生可能エネルギーを利用した発電を効率的に利用することができる。

　［本願発明の実施形態の詳細］
　次に、本開示の電力需給管理システムを含む電力需給管理システムの一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付しその説明は繰り返さない。

　（実施の形態１）
　本開示の実施の形態１における電力需給管理システムの構成について説明する。図１は、実施の形態１における電力需給管理システムを模式的に示す図である。図２は、図１に示す電力需給管理システムの一部の構成を示すブロック図である。

　図１および図２を参照して、実施の形態１における電力需給管理システム１０ａは、送配電事業者が管轄する送配電エリア１１ａ内の電力の需給を管理する。電力需給管理システム１０ａは、送配電エリア１１ａ内に配置される電力需給設備、具体的には、後述する再生可能エネルギー発電設備１６ａ、再生可能エネルギー発電設備１６ｂ、再生可能エネルギー発電設備１６ｃ、店舗１７ａ、家屋１８ａおよび蓄電池１９ａに関する電力の需給を管理するサーバー２１ａを含む。ここで、蓄電池１９ａとしては、例えば、リチウムイオン電池やＮＡＳ電池（ナトリウム・硫黄電池）が挙げられる。効率よく代替するために大容量という特徴を有する観点および長時間の充放電を効率よく行うことができる観点から、蓄電池１９ａとして産業用に好適に用いられるＮＡＳ電池を採用することにしてもよい。

　送配電エリア１１ａには、送配電エリア１１ａの外部に配置された第１発電設備である発電所１２ａから複数の送電線１３ａ、送電線１３ｂ、送電線１３ｃ、送電線１３ｄを介し、複数の変電所１４ａ、変電所１４ｂを経由して、配電用変電所１４ｃに送電される。発電所１２ａは、例えば火力発電所であり、安定して送配電エリア１１ａ内に一定の電力を供給可能な発電設備である。送配電エリア１１ａには、変電所１４ａ、変電所１４ｂを経由して、配電用変電所１４ｃにより変電された電力が供給される。

　送配電エリア１１ａ内には、電力を消費する店舗１７ａや家屋１８ａが配置されている。送配電エリア１１ａ内に送電された電力は、配電線１５ｅ、配電線１５ｆによって店舗１７ａや家屋１８ａにそれぞれ配電される。

　また、送配電エリア１１ａ内には、再生可能エネルギーを利用した第２発電設備である再生可能エネルギー発電設備１６ａ、再生可能エネルギー発電設備１６ｂおよび再生可能エネルギー発電設備１６ｃが配置されている。本実施形態においては、第２発電設備は、複数設けられている。再生可能エネルギー発電設備１６ａは、再生可能エネルギーである太陽光を利用して発電し、送配電エリア１１ａ内に電極を供給可能な第２発電設備である。再生可能エネルギー発電設備１６ａは、日照時間や天候等により発電量が左右される。すなわち、再生可能エネルギー発電設備１６ａは、電力の供給量が不安定な発電設備である。再生可能エネルギー発電設備１６ｂおよび再生可能エネルギー発電設備１６ｃについても再生可能エネルギー発電設備１６ａと同様の構成である。再生可能エネルギー発電設備１６ａ、再生可能エネルギー発電設備１６ｂ、再生可能エネルギー発電設備１６ｃによって発電された電力はそれぞれ、配電線１５ｂ、配電線１５ｃ、配電線１５ｄによって店舗１７ａや家屋１８ａに配電される。この配電の制御については、例えば、送配電事業者の所有する管理装置３１ａによって行われる。配電線１５ｂ、配電線１５ｃ、配電線１５ｄ、配電線１５ｅ、配電線１５ｆおよび後述する配電線１５ｇはそれぞれ、配電用変電所１４ｃと繋がる配電線１５ａに接続されている。なお、再生可能エネルギー発電設備１６ａとしては、太陽光を利用した発電に限らず、再生可能エネルギーとして風力を利用した風力発電設備であってもよいし、再生可能エネルギーとしてバイオマスを利用したバイオマス発電設備であってもよい。

　送配電エリア１１ａ内には、第２発電設備である再生可能エネルギー発電設備１６ａ、再生可能エネルギー発電設備１６ｂおよび再生可能エネルギー発電設備１６ｃによる発電された電力の出力抑制の代替を行う代替機構として、電力を蓄える蓄電池１９ａといった代替設備が配置されている。蓄電池１９ａは、配電線１５ｇに接続されており、蓄電池１９ａの蓄電能力に応じて、配電線１５ｇから配電される電力を蓄えることができる。蓄電池１９ａによって蓄えられた電力は、送配電事業者の所有する管理装置３１ａによる制御により、店舗１７ａや家屋１８ａに供給される。

　ここで、管理装置３１ａの構成について簡単に説明する。管理装置３１ａは、ネットワーク２０を介して再生可能エネルギー発電設備１６ａ、再生可能エネルギー発電設備１６ｂ、再生可能エネルギー発電設備１６ｃおよび蓄電池１９ａに通信可能に接続されている。ネットワーク２０は、インターネットでもよいし、イントラネット等、送配電エリア１１ａ向けに構築された閉塞された環境における内部ネットワークであってもよい。ネットワーク２０は、有線であってもよいし、無線であってもよい。管理装置３１ａは、ネットワーク２０と接続するために管理装置ネットワークインターフェース部３２と、管理装置３１ａ自身を制御する管理装置制御部３３と、データを記憶する記憶部としての管理装置ハードディスク３４と、を含む。管理装置３１ａには、データを表示するディスプレイと、データを入力するキーボードおよびマウスが接続されており、これらが管理装置３１ａのインターフェースとなる。

　次に、サーバー２１ａの構成について説明する。サーバー２１ａは、送配電エリア１１ａ内における電力の需給を制御する。具体的には、サーバー２１ａは、第２発電設備である再生可能エネルギー発電設備１６ａ、再生可能エネルギー発電設備１６ｂおよび再生可能エネルギー発電設備１６ｃによる出力や代替機構である蓄電池１９ａによる出力抑制の代替の制御を行う。サーバー２１ａについても、管理装置３１ａと同様に、ネットワーク２０を介して再生可能エネルギー発電設備１６ａ、再生可能エネルギー発電設備１６ｂ、再生可能エネルギー発電設備１６ｃおよび蓄電池１９ａに通信可能に接続されている。サーバー２１ａは、ネットワーク２０と接続するためにサーバーネットワークインターフェース部２２と、サーバー２１ａ自身を制御するサーバー制御部２３と、データを記憶する記憶部としてのサーバーハードディスク２４と、を含む。サーバー２１ａには、データを表示するディスプレイと、データを入力するキーボードおよびマウスが接続されており、これらがサーバー２１ａのインターフェースとなる。

　次に、サーバー制御部２３の具体的な構成について説明する。サーバー制御部２３は、出力抑制情報取得部４１と、出力抑制代替可能情報取得部４２と、判断部４３と、出力抑制代替状況制御部４４と、を含む。出力抑制情報取得部４１は、第２発電設備である再生可能エネルギー発電設備１６ａ、再生可能エネルギー発電設備１６ｂ、再生可能エネルギー発電設備１６ｃへの出力抑制時間帯の情報および出力抑制量の情報を含む第２発電設備への出力抑制情報を取得する。出力抑制代替可能情報取得部４２は、代替機構である蓄電池１９ａによる電力の出力抑制の代替が可能な時間帯の情報および出力抑制の代替が可能な電力量の情報を含む出力抑制代替可能情報を取得する。判断部４３は、出力抑制情報取得部４１により取得された出力抑制情報および出力抑制代替可能情報取得部４２により取得された出力抑制代替可能情報に基づいて、出力抑制量の全量が代替機構である蓄電池１９ａによる出力抑制の代替が可能であるか否かを判断する。出力抑制代替状況制御部４４は、判断部４３による判断結果に応じて、代替機構である蓄電池１９ａによる第２発電設備から出力された電力の出力抑制の代替状況を制御する。各部の構成については、後に詳述する。

　ここで、電力需給管理システム１０ａは、火力発電所等の発電所１２ａから供給される、電力量が安定した電力と、再生可能エネルギー発電設備１６ａ、再生可能エネルギー発電設備１６ｂおよび再生可能エネルギー発電設備１６ｃにより発電した電力とを足し合わせて、送配電網を利用して電力を消費する店舗や家屋に配電する。例えば、日照時間の長期化等により再生可能エネルギー発電設備１６ａ等により発電される電力量が想定よりも大きくなり、送配電網の送電可能な上限量を超えそうな場合においては、再生可能エネルギーを利用した発電による電力の出力を抑制する必要がある。しかし、本開示の電力需給管理システム１０ａによると、出力抑制の代替が可能となる。よって、再生可能エネルギー発電設備１６ａ等における出力抑制をすることを低減することができる。その結果、再生可能エネルギーの有効活用を図ることができる。すなわち、本開示における電力需給管理システム１０ａによれば、これまで出力抑制を行っていた、再生可能エネルギー発電設備１６ａ等で発電した余剰電力を複数の電気設備や生産設備において吸収し、有効利用するものである。これについて、以下に説明する。

　次に、このような電力需給管理システム１０ａを用いて、送配電エリア１１ａ内における電力の需給を管理する場合について説明する。図３は、実施の形態１における電力需給管理システム１０ａを用いて送配電エリア１１ａ内における電力の需給の管理を行う際の処理の流れを示すフローチャートである。

　併せて図３を参照して、サーバー２１ａは、送配電エリア１１ａ内における電力の需給バランスを管理している。この場合、サーバー２１ａは、リアルタイムで、送配電エリア１１ａにおける第２発電設備である再生可能エネルギー発電設備１６ａ、再生可能エネルギー発電設備１６ｂ、再生可能エネルギー発電設備１６ｃの出力状態、店舗１７ａや家屋１８ａにおける電力の消費状態、蓄電池１９ａにおける電力の蓄電状態等を監視することにより、管理している。

　ここで、例えば、長期の日照時間等に基づいて再生可能エネルギー発電設備１６ａおよび再生可能エネルギー発電設備１６ｂによる出力、すなわち、発電量が多くなり、送配電エリア１１ａ内の電力の容量の上限に到達した場合、これら再生可能エネルギー発電設備１６ａおよび再生可能エネルギー発電設備１６ｂを管理する管理装置３１ａにより、再生可能エネルギー発電設備１６ａおよび再生可能エネルギー発電設備１６ｂに対して、出力抑制情報が発信される。図４は、出力抑制情報が発信された状態を示す図である。この場合、図４に示すように、送配電エリア１１ａの外部に配置される管理装置３１ａから出力抑制信号が再生可能エネルギー発電設備１６ａおよび再生可能エネルギー発電設備１６ｂに発信される。そうすると、再生可能エネルギー発電設備１６ａおよび再生可能エネルギー発電設備１６ｂから出力抑制信号がサーバー２１ａへ送信される。そして、再生可能エネルギー発電設備１６ａおよび再生可能エネルギー発電設備１６ｂからの出力抑制信号を出力抑制情報取得部４１は、取得する（図３において、ステップＳ１１において、ＹＥＳ、以下、「ステップ」を省略する）。すなわち、出力抑制情報取得部４１は、外部から発信された出力抑制情報をサーバー２１ａが受信することにより出力抑制情報を取得する。この場合、ネットワーク２０を利用した出力抑制信号の受信により、出力抑制情報取得部４１は、出力抑制情報を取得する。出力抑制情報は、出力抑制時間帯の情報および出力抑制量の情報を含む。すなわち、出力抑制情報取得部４１は、出力抑制時間帯の情報および出力抑制量の情報を含む出力抑制情報を取得する。

　その後、出力抑制代替可能情報取得部４２は、代替機構である蓄電池１９ａからの出力抑制代替可能情報を取得する（Ｓ１２）。蓄電池１９ａからの出力抑制代替可能情報は、蓄電池１９ａによる電力の出力抑制の代替が可能な時間帯の情報および出力抑制の代替が可能な電力量の情報を含む。すなわち、蓄電池１９ａの蓄電可能な時間帯および蓄電可能な蓄電量の情報を含む出力抑制代替可能情報を、出力抑制代替可能情報取得部４２は取得する。この場合、サーバー２１ａは、リアルタイムで蓄電池１９ａによる蓄電情報を入手しているため、この蓄電情報により出力抑制代替可能情報を取得する。

　次に、判断部４３は、出力抑制情報取得部４１により取得された出力抑制情報および出力抑制代替可能情報取得部４２により取得された出力抑制代替可能情報に基づいて、出力抑制量の全量が代替機構による出力抑制の代替が可能であるか否かを判断する（Ｓ１３）。すなわち、再生可能エネルギー発電設備１６ａおよび再生可能エネルギー発電設備１６ｂによる出力抑制が発信された際の出力抑制時間帯における出力抑制量が、蓄電池１９ａによる出力抑制時間帯における代替出力可能な量か否かを判断する。

　その後、出力抑制代替状況制御部４４は、判断部４３による判断結果に応じて、代替機構による第２発電設備である再生可能エネルギー発電設備１６ａおよび再生可能エネルギー発電設備１６ｂから出力された電力の出力抑制の代替状況を制御する。具体的には、以下の処理を行う。判断部４３により、出力抑制の時間帯において出力抑制量の全量が代替可能であると判断されなければ（Ｓ１３において、ＮＯ）、予め定められた優先度に応じて複数の第２発電設備のうちのいずれかを選択する（Ｓ１４）。具体的には、例えば、再生可能エネルギー発電設備１６ａおよび再生可能エネルギー発電設備１６ｂのうちのいずれか一方を選択する。

　一方、出力抑制の時間帯において出力抑制量の全量が代替可能であると判断されれば（Ｓ１３において、ＹＥＳ）、出力抑制代替状況制御部４４は、出力抑制量が出力抑制の代替量以下であるか否かを判断する（Ｓ１５）。Ｓ１４において、いずれか一方の第２発電設備の選択を行った場合もこの処理を行う。

　出力抑制量が代替可能量以下であると判断されれば（Ｓ１５において、ＹＥＳ）、代替機構の選択を行う（Ｓ１６）。なお、本実施形態において図示はしないが、蓄電池１９ａが複数設けられていれば、いずれかの蓄電池１９ａを選択する。

　その後、代替の可否の通知を行った後（Ｓ１７）、代替機構の出力制御を行う（Ｓ１８）。すなわち、再生可能エネルギー発電設備１６ａおよび再生可能エネルギー発電設備１６ｂにより出力された電力を蓄電池１９ａへ蓄電するよう制御を行う。これを出力抑制時間が終了するまで行う（Ｓ１９）。この制御については、出力抑制量と出力抑制の代替量が等しくなるように、リアルタイムでデータを取得しながら行う。なお、このような代替機構での出力抑制の代替が確実に実施されていることの確認および証明については、ブロックチェーンによるタグ付けにより管理することでもよい。

　本開示の電力需給管理システム１０ａによると、サーバー２１ａは、再生可能エネルギーを利用した発電である第２発電設備である再生可能エネルギー発電設備１６ａ等について、第２発電設備への出力抑制時間帯の情報および出力抑制量の情報を含む第２発電設備への出力抑制情報を取得し、第２発電設備により発電された電力の出力抑制の代替を行う代替機構である蓄電池１９ａについて、代替機構による電力の出力抑制の代替が可能な時間帯の情報および出力抑制の代替が可能な電力量の情報を含む出力抑制代替可能情報を取得する。そして、取得された出力抑制情報および取得された出力抑制代替可能情報に基づいて、出力抑制量の全量が代替機構に出力抑制の代替が可能であるか否かを判断する。出力抑制代替状況制御部４４は、判断結果に応じて代替機構による第２発電設備から出力された電力の出力抑制の代替状況を制御するため、代替機構による出力抑制の代替を利用して、第２発電設備により発電された電力を効率的に利用することができる。したがって、このような電力需給管理システム１０ａによると、再生可能エネルギーを利用した発電を効率的に利用することができる。

　すなわち、本開示の電力需給管理システム１０ａにおいては、再生可能エネルギーを利用した発電の出力制限時において、第２発電設備や代替装置を用いて、余剰の電力を吸収させるものである。

　上記の実施の形態によれば、第２発電設備である再生可能エネルギー発電設備１６ａ等は、複数設けられている。出力抑制代替状況制御部４４は、判断部４３により出力抑制量の全量が代替機構による出力抑制の代替が可能であると判断されなければ、予め定められた優先度に応じて複数の第２発電設備のうちのいずれかの出力を代替するよう制御する。よって、複数の第２発電設備が設けられている場合において、より送配電事業者のニーズに沿った第２発電設備の有効利用を図ることができる。

　上記の実施の形態によれば、出力抑制情報取得部４１は、外部から発信された出力抑制情報をサーバー２１ａが受信することにより出力抑制情報を取得する。よって、外部から発信された正確かつタイムリーな出力抑制情報を有効活用して、再生可能エネルギーを利用した発電を効果的に利用することができる。

　なお、上記の実施の形態において、優先度は、代替機構を利用する際の料金の情報、第２発電設備の位置情報、代替機構の位置情報、送配電網の電圧の安定度合いの情報および送配電網の周波数の安定度合いの情報のうちの少なくともいずれか１つに基づいて定められてもよい。このようにすることにより、第２発電設備の位置情報等に基づいて、再生可能エネルギーを利用した発電をより効果的に利用することができる。

　また、上記の実施の形態において、代替機構は、複数設けられていてもよい。出力抑制代替状況制御部４４は、判断部４３により出力抑制量の全量が代替機構による出力抑制の代替が可能であると判断されれば、複数の代替機構のうちのいずれかを選択して出力抑制の代替をするよう制御してもよい。このようにすることにより、複数の代替機構が設けられている場合において、より送配電事業者のニーズに沿った第２発電設備の有効利用を図ることができる。

　なお、上記の実施の形態において、代替機構は、蓄電池、燃料電池、自然冷媒ヒートポンプ給湯器および、生産設備を含む電気設備の稼働時間調整のうちの少なくともいずれか１つを含んでもよい。このような代替機構は、第２発電設備により発電された電力の有効な出力先となる。ここで、必要な出力抑制量に対し、例えば、選択した代替機構である代替設備の状態（ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）、温度、劣化度合い等）、応動時間、応動実績を考慮して、出力指令を分配する。各代替設備の応動実績は、本システムに集約されて、必要な出力抑制量に対して差異が生じていないかモニタリングし、差異が生じた場合には、出力指令値の変更や指令先である代替設備の再選択を行ってもよい。本システムにおける制御中に、送配電設備の実際のデータを取得し、送配電設備の制限から、必要な出力抑制量を算出し直してもよい。

　また、上記の実施の形態において、出力抑制代替状況制御部４４は、判断部４３により出力抑制量の全量が代替機構による出力抑制の代替が可能であると判断されなければ、送配電エリア外に配置される代替機構を利用して、第２発電設備から出力された電力の出力抑制の代替状況を制御してもよい。このようにすることにより、送配電エリア外の設備を利用して、再生可能エネルギーの有効活用を図ることができる。

　なお、蓄電池に蓄電された電力の出力について説明する。蓄電池に蓄電された電力の出力の制御については、以下のように行う。まず送配電エリアの容量の制限値を確認した後、出力により制限が掛かるか否かが判断される。制限が掛からない場合は出力を開始する。一方、制限が掛かる場合には、他の送配電エリアにおける電力の融通があるか否かを判断する。電力の融通がある場合には、融通先の送配電エリアにおける電力の消費の予測を実施し、希望の融通量を確認する。その後、制限の範囲内で消費可能か否かを判断し、消費可能でなければ他の送配電エリア内の蓄電池等の蓄電リソースに蓄電するか否かを判断する。蓄電する場合には蓄電量を算出し、蓄電リソースへの出力を指示する。その後、制限値内での蓄電ａからの出力を開始する。制限値内で消費可能であると判断した場合および蓄電リソースに蓄電しない場合においても出力を開始する。このようにして蓄電池１９ａに蓄電された電力の出力を制御する。

　（実施の形態２）
　他の実施の形態である実施の形態２について説明する。図５は、実施の形態２における電力需給管理システムにおいて、出力抑制情報が発信された状態を示す図である。実施の形態２における電力需給管理システムは、基本的には実施の形態１の場合と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態２の電力供給管理システムは、管理装置３１ａから送信される出力抑制情報の送信先およびその後の処理の流れが、実施の形態１の場合とは異なっている。

　図５を参照して、実施の形態２における電力需給管理システム１０ｂにおいて、例えば、送配電エリア１１ａ内の電力の容量の上限に到達するような場合、出力抑制信号が、実施の形態１のように管理装置３１ａから再生可能エネルギー発電設備１６ａおよび再生可能エネルギー発電設備１６ｂに送信されるのではなく、矢印Ｄ_１で示すように管理装置３１ａからサーバー２１ａに直接出力抑制信号が送信される。この出力抑制信号については、出力抑制情報が含まれる。このようにして、サーバー２１ａは、Ｓ１１に示す出力抑制情報を、管理装置３１ａから取得する（Ｓ１２）。この場合、出力抑制情報には、例えば、出力を抑制する時間帯や出力を抑制する抑制量の情報が含まれる。

　次に、取得した出力抑制情報および代替機構、具体的には例えば蓄電池１９ａの状態を把握して、サーバー２１ａは、管理装置３１ａに対し、矢印Ｄ_２で示すように代替可能な時間帯や代替可能量を出力代替可能情報として回答する。その後、管理装置３１ａは、回答情報に基づいて、再生可能エネルギー発電設備１６ａおよび再生可能エネルギー発電設備１６ｂへ出力抑制信号を発信する。また、管理装置３１ａは、サーバー２１ａに対し、出力抑制の代替を依頼する。依頼内容に応じて、サーバー２１ａは、以後の処理を行う。このような構成としてもよい。

　なお、図示はしないが、再生可能エネルギー発電設備１６ａ等の出力抑制状況を把握するため、サーバー２１ａは、再生可能エネルギー発電設備１６ａ等からも出力抑制情報を取得してもよい。また、出力抑制情報については、対象となる発電所や上記優先度が含まれていてもよい。なお、代替出力を行う設備の優先度については、管理装置３１ａが決定することにしてもよいし、位置情報や周波数情報、対価当に応じて、他の実施形態と同様にサーバー２１ａが決定してもよい。

　（他の実施の形態）
　なお、上記の実施の形態においては、出力抑制情報取得部は、外部から発信された出力抑制情報をサーバーが受信することにより出力抑制情報を取得することとしたが、これに限らない。すなわち、出力抑制情報取得部は、送配電エリアにおける容量の上限値、第２発電設備における発電量の予測値および送配電エリア内の電力の需要量の予測値を用いて出力抑制情報を導出することにより出力抑制情報を取得してもよい。具体的には、第２発電設備における発電量の予測値から送配電エリア内の電力の需要の予測値を差し引いた差分が、送配電エリアにおける容量の上限値よりも大きければ、出力要請情報を取得したと判断する。このようにすることにより、外部からの出力抑制情報を入手しなくとも導出した出力抑制情報を利用して、出力抑制の代替状況を制御することができる。

　本開示に係る電力需給管理システム用プログラムは、本開示に係る電力需給管理システム用プログラムは、送配電エリア内に安定して電力を供給可能な第１発電設備と、再生可能エネルギーを利用して発電し、送配電エリア内に電力を供給可能な第２発電設備と、第２発電設備により発電された電力の出力抑制の代替を行う代替機構と、第２発電設備および代替機構による電力の需給を制御するサーバーと、を備え、送配電エリア内の電力の需給を管理する電力需給管理システム用プログラムであって、サーバーを、第２発電設備への出力抑制時間帯の情報および出力抑制量の情報を含む第２発電設備への出力抑制情報を取得する出力抑制情報取得部、代替機構による電力の出力抑制の代替が可能な時間帯の情報および出力抑制の代替が可能な電力量の情報を含む出力抑制代替可能情報を取得する出力抑制代替可能情報取得部、出力抑制情報取得部により取得された出力抑制情報および出力抑制代替可能情報取得部により取得された出力抑制代替可能情報に基づいて、出力抑制量の全量が代替機構による出力抑制の代替が可能であるか否かを判断する判断部、および判断部による判断結果に応じて、代替機構による第２発電設備から出力された電力の出力抑制の代替状況を制御する出力抑制代替状況制御部、として機能させるための電力需給管理システム用プログラムである。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ａ，１０ｂ　電力需給管理システム、１１ａ　送配電エリア、１２ａ　発電所、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ　送電線、１４ａ，１４ｂ　変電所、１４ｃ　配電用変電所。１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ　配電線、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ　再生可能エネルギー発電設備、１７ａ　店舗、１８ａ　家屋、１９ａ　蓄電池、２０　ネットワーク、２１ａ　サーバー、２２　サーバーネットワークインターフェース部、２３　サーバー制御部、２４　サーバーハードディスク、３１ａ　管理装置、３２　管理装置ネットワークインターフェース部、３３　管理装置制御部、３４　管理装置ハードディスク、４１　出力抑制情報取得部、４２　出力抑制代替可能情報取得部、４３　判断部、４４　出力抑制代替状況制御部。

Claims

　送配電エリア内に安定して電力を供給可能な第１発電設備と、再生可能エネルギーを利用して発電し、前記送配電エリア内に電力を供給可能な第２発電設備と、前記第２発電設備により発電された電力の出力抑制の代替を行う代替機構と、前記第２発電設備および前記代替機構による電力の需給を制御するサーバーと、を備え、前記送配電エリア内の電力の需給を管理する電力需給管理システムであって、
　前記サーバーは、
　前記第２発電設備への出力抑制時間帯の情報および出力抑制量の情報を含む前記第２発電設備への出力抑制情報を取得する出力抑制情報取得部と、
　前記代替機構による電力の出力抑制の代替が可能な時間帯の情報および出力抑制の代替可能な電力量の情報を含む出力抑制の代替可能情報を取得する出力抑制代替可能情報取得部と、
　前記出力抑制情報取得部により取得された前記出力抑制情報および前記出力抑制代替可能情報取得部により取得された前記出力抑制の代替可能情報に基づいて、前記出力抑制量の全量が前記代替機構による出力抑制の代替が可能であるか否かを判断する判断部と、
　前記判断部による判断結果に応じて、前記代替機構による前記第２発電設備から出力された電力の出力抑制の代替状況を制御する出力抑制代替状況制御部と、を備える、電力需給管理システム。
　前記第２発電設備は、複数設けられており、
　前記出力抑制代替状況制御部は、前記判断部により前記出力抑制量の全量が前記代替機構による出力抑制の代替が可能であると判断されなければ、予め定められた優先度に応じて複数の前記第２発電設備のうちのいずれかの出力を抑制するよう制御する、請求項１に記載の電力需給管理システム。
　前記優先度は、前記代替機構を利用する際の料金の情報、前記第２発電設備の位置情報、前記代替機構の位置情報、送配電網の電圧の安定度合いの情報および送配電網の周波数の安定度合いの情報のうちの少なくともいずれか１つに基づいて定められる、請求項２に記載の電力需給管理システム。
　前記代替機構は、複数設けられており、
　前記出力抑制代替状況制御部は、前記判断部により前記出力抑制量の全量が前記代替機構による出力抑制の代替が可能であると判断されれば、複数の前記代替機構のうちのいずれかを選択して出力抑制の代替をするよう制御する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力需給管理システム。
　前記代替機構は、蓄電池、燃料電池、自然冷媒ヒートポンプ給湯器および、生産設備を含む電気設備の稼働時間調整のうちの少なくともいずれか１つを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電力需給管理システム。
　前記出力抑制代替可能情報取得部は、前記代替機構が蓄電池または燃料電池であれば、運用パターン、充電率、温度、劣化度および応動実績のうちの少なくともいずれか１つを用いて出力抑制の代替が可能な電力量を導出する、請求項５に記載の電力需給管理システム。
　前記出力抑制情報取得部は、外部から発信された前記出力抑制情報を前記サーバーが受信することにより前記出力抑制情報を取得する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電力需給管理システム。
　前記出力抑制情報取得部は、前記送配電エリアにおける容量の上限値、前記第２発電設備における発電量の予測値および前記送配電エリア内の電力の需要量の予測値を用いて前記出力抑制情報を導出することにより前記出力抑制情報を取得する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電力需給管理システム。
　前記出力抑制代替状況制御部は、前記判断部により前記出力抑制量の全量が前記代替機構による出力抑制の代替が可能であると判断されなければ、前記送配電エリア外に配置される代替機構を利用して、前記第２発電設備から出力された電力の出力抑制の代替状況を制御する、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電力需給管理システム。
　送配電エリア内に安定して電力を供給可能な第１発電設備と、再生可能エネルギーを利用して発電し、前記送配電エリア内に電力を供給可能な第２発電設備と、前記第２発電設備により発電された電力の出力抑制の代替を行う代替機構と、前記第２発電設備および前記代替機構による電力の需給を制御するサーバーと、を備え、前記送配電エリア内の電力の需給を管理する電力需給管理システムに用いられる電力需給管理方法であって、
　前記第２発電設備への出力抑制時間帯の情報および出力抑制量の情報を含む前記第２発電設備への出力抑制情報を取得する工程と、
　前記代替機構による電力の出力抑制の代替が可能な時間帯の情報および出力抑制の代替が可能な電力量の情報を含む出力抑制代替可能情報を取得する工程と、
　取得された前記出力抑制情報および取得された前記出力抑制代替可能情報に基づいて、前記出力抑制量の全量が前記代替機構による出力抑制の代替が可能であるか否かを判断する工程と、
　判断結果に応じて、前記代替機構による前記第２発電設備から出力された電力の出力抑制の代替状況を制御する工程と、を備える、電力需給管理方法。
　送配電エリア内に安定して電力を供給可能な第１発電設備と、再生可能エネルギーを利用して発電し、前記送配電エリア内に電力を供給可能な第２発電設備と、前記第２発電設備により発電された電力の出力抑制の代替を行う代替機構と、前記第２発電設備および前記代替機構による電力の需給を制御するサーバーと、を備え、前記送配電エリア内の電力の需給を管理する電力需給管理システム用プログラムであって、
　前記サーバーを、
　前記第２発電設備への出力抑制時間帯の情報および出力抑制量の情報を含む前記第２発電設備への出力抑制情報を取得する出力抑制情報取得部、
　前記代替機構による電力の出力抑制の代替が可能な時間帯の情報および出力抑制の代替が可能な電力量の情報を含む出力抑制代替可能情報を取得する出力抑制代替可能情報取得部、
　前記出力抑制情報取得部により取得された前記出力抑制情報および前記出力抑制代替可能情報取得部により取得された前記出力抑制代替可能情報に基づいて、前記出力抑制量の全量が前記代替機構による出力抑制の代替が可能であるか否かを判断する判断部、および
　前記判断部による判断結果に応じて、前記代替機構による前記第２発電設備から出力された電力の出力抑制の代替状況を制御する出力抑制代替状況制御部、として機能させるための電力需給管理システム用プログラム。
　送配電エリア内に安定して電力を供給可能な第１発電設備と、再生可能エネルギーを利用して発電し、前記送配電エリア内に電力を供給可能な第２発電設備と、前記第２発電設備により発電された電力の出力抑制の代替を行う代替機構と、前記第２発電設備および前記代替機構による電力の需給を制御するサーバーと、を備え、前記送配電エリア内の電力の需給を管理する電力需給管理システムに用いられ、コンピューター読み取り可能な記録媒体であって、
　前記サーバーを、
　前記第２発電設備への出力抑制時間帯の情報および出力抑制量の情報を含む前記第２発電設備への出力抑制情報を取得する出力抑制情報取得部、
　前記代替機構による電力の出力抑制の代替が可能な時間帯の情報および出力抑制の代替が可能な電力量の情報を含む出力抑制代替可能情報を取得する出力抑制代替可能情報取得部、
　前記出力抑制情報取得部により取得された前記出力抑制情報および前記出力抑制代替可能情報取得部により取得された前記出力抑制代替可能情報に基づいて、前記出力抑制量の全量が前記代替機構による出力抑制の代替が可能であるか否かを判断する判断部、および
　前記判断部による判断結果に応じて、前記代替機構による前記第２発電設備から出力された電力の出力抑制の代替状況を制御する出力抑制代替状況制御部、として機能させるための電力需給管理システム用プログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体。