JP2010220363A - 小規模電力系統の電源容量推定装置、その電源容量推定方法及び電源容量推定用プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】受電点電力一定制御や同時同量制御を精度良く実施するために、小規模電力系統の電源設備の必要電源容量を簡便に推定する。
【解決手段】電力需要実データと電力需要予測結果とから得られる最大需要誤差及び平均誤差に基づいて予測誤差補正容量を得る補正容量算出手段３Ａと、同時同量制御の制御周期毎における電力需要実データの始点と終点の差分の絶対値の中から電力需要実データ差分最大値を取得し、最大変動分必要容量とする変動容量算出手段３Ｂと、最大需要誤差、平均誤差及び電力需要実データ差分最大値を用いて、所定の演算式に基づいて暫定的な必要電源容量を推定する暫定必要電源容量推定手段３Ｃと、暫定的な必要電源容量に分散電源の容量下限値や容量マージンを加えて最終解となる必要電源容量を推定する最終必要電源容量推定手段３Ｄとを備えた小規模電力系統の電源容量推定装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、小規模電力系統（マイクログリッド）が商用電力系統と連系しつつ、受電電力一定制御及び同時同量制御を行うシステムを実現するために必要な発電機等の電源容量を推定する小規模電力系統の電源容量推定装置、その電源容量推定方法及び電源容量推定用プログラムに関する。

近年、ＣＯ2削減等の観点から、一般需要者が供給を受けている商用電力系統とは別に自ら発電できる分散電源や蓄電池等の電力貯蔵システムとを組み合わせ、電力需要状況に合せて、分散電源の発電量や電力貯蔵システムの充電量や放電量を制御し、電力の需要供給バランスを保つ小規模電力供給網（以下、小規模電力系統と呼ぶ）の実証試験や検討がなされている。

分散電源としては、発電出力が制御可能なガスタービン発電機、ディーゼル発電機等のような出力可変可能制御分散電源や発電出力を制御できない太陽光発電、風力発電等のような出力可変不可制御分散電源が使用されている。

小規模電力系統は、商用電力系統と連系せずに自立して電力需給バランスを保つ場合と、商用電力系統と連系して連系点の電力潮流が一定となるように小規模電力系統内で電力需給バランスを保つ場合とがある。

本出願で取り扱う小規模電力系統は、後者の商用電力系統と連系する場合を対象とする。このとき、連系点を通過する有効電力は受電点電力と呼ぶ。

小規模電力系統が商用電力系統と連系している場合、小規模電力系統内の需給バランス制御としては、受電点電力一定制御や同時同量制御がある。受電点電力一定制御は、数秒程度の連系点の電力変動を抑制し、電力の単位であるワット（Ｗ）の追従性を確保する制御であって、受電点電力一定制御の目標値を受電点電力目標値と呼ぶ。一方、同時同量制御は、一定時間における受電点電力量と受電点電力量目標値との差を需要電力量で割ったものを所定の範囲（例えば３％以内）に抑える制御であって、一定時間ごとの電力量の単位であるワットアワー（Ｗｈ）の目標値（積分値）を一定とする制御である。この同時同量制御の目標値を受電点電力量目標値と呼ぶ。

しかし、小規模電力系統を完成した後に受電点電力一定制御や同時同量制御を実施するものであって、受電点電力一定制御や同時同量制御を実施する前に小規模電力系統の運用計画を立て、その運用計画の中で如何なる容量の発電機や蓄電池等の出力可変制御可能な分散電源を必要とするか、また受電点電力目標値を決定する必要がある。

運用計画の段階では、過去の電力需要実績や気象予報から小規模電力系統内の負荷や出力可変不可制御分散電源の設定時間間隔毎の電力負荷予測、電熱負荷予測、発電出力仮設定を行う。発電出力の仮設定とするのは、実際の出力指令は当日の実電力需要を考慮して行うので、運用計画段階ではおよその計画値を決める為である。

次に、電熱予測値から計算される電熱需給バランスと小規模電力系統内の設備運転制約等を考慮し、燃料費等の運転コスト、二酸化炭素等の温暖化ガス排出量などの評価指標を最小化する出力可変可能制御分散電源の発電出力や電力貯蔵システムの充放電や受電点電力等の目標値を算出する。

従来、この種の電力需給制御システムは、熱電需要と自然エネルギー利用の分散電源の発電量とを予測し、エネルギー蓄積量を考慮してエネルギーコストを最小化する運用計画を立案するエネルギー需給制御方法が提案されている（特許文献１）。

通常、運用計画の時間間隔は、計算量や予測値の精度等の理由により、数分から数十分間隔とするのが一般的である。例えば、５分毎の運用計画であれば、受電点電力目標値は５分間一定値となる。一方、受電点電力量目標値は受電点電力目標値を設定時間で積分したものであり、例えば５分毎の運用計画であれば、５分毎の受電点電力目標値を５分間に亘って時間積分したものが受電点電力量目標値となる。従って、運用計画では、受電点電力目標値に受電点電力を追従させ、受電点電力量目標値に受電点電力量を追従させることで、運転コストや温暖化ガス排出量の最適化を図ることができる。

以上要するに、受電点電力や受電点電力量を目標値に追従させる受電点電力一定制御や同時同量制御を実施できれば、小規模電力系統内の出力可変不可制御分散電源の変動出力による商用電力系統への影響を回避でき、また小規模電力系統におけるコストや環境影響面で最適に運用することが可能となる。

特開２００５−８６９５３号公報

ところで、前述したように受電点電力一定制御や同時同量制御を実施する場合、ガスタービン発電機やディーゼルエンジン発電機等の出力可変可能制御分散電源や蓄電池等の出力制御が可能な設備が必要となる。一般に、設備容量が大きいほど制御が容易となるが、その反面、コストが高くなる。

また、小規模電力系統や需給制御、受電点電力一定制御や同時同量制御を模擬したシミュレーションモデルにより、必要設備容量，ひいては所要の発電機の選定が可能となるが、シミュレーションモデルを実施するために非常に大きな労力と手間がかかる問題がある。

よって、経済性を考慮し、最小容量で受電点電力一定制御や同時同量制御を精度良く実施するためには、電源設備の必要電源容量を推定することが重要となってくる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、受電点電力一定制御や同時同量制御を精度良く実施するために、小規模電力系統で必要とする電源設備の必要電源容量を簡便に推定する小規模電力系統の電源容量推定装置、その電源容量推定方法及び電源容量推定用プログラムを提供することを目的とする。

（１） 上記課題を解決するために、本発明は、商用電力系統と連系し、商用電力系統からの電力と分散電源の発電出力とを需要家設備である負荷設備に供給する小規模電力系統に対して、受電点電力一定制御や同時同量制御を実施して電力需給バランスをとるために、当該小規模電力系統の前記出力可変可能制御分散電源の必要電源容量を推定する小規模電力系統の電源容量推定装置であって、
現時点以前の電力需要実データ及び気温や天気等から予測される前記負荷設備に供給する電力需要予測結果とが記憶された記憶手段と、所定期間における前記電力需要実データ＞電力需要予測結果と、前記電力需要実データ＜前記電力需要予測結果とに分けて、最大需要誤差及び平均誤差を演算し（後記する式１２、式１３参照）、それぞれ電力需要予測誤差補正容量（後記する式１５ａ、式１５ｂ〜式１７ａ、式１７ｂ参照）とする補正容量算出手段と、所定期間における前記電力需要実データ＞電力需要予測結果と、前記電力需要実データ＜前記電力需要予測結果とに分けて、当該所定期間内の同時同量制御の制御周期毎における電力需要実データの始点と終点の値の差分の絶対値の中から電力需要実データ差分最大値を取得し（後記する式８ｂ、式１６、式１８参照）、電力需要最大変動分必要容量とする変動容量算出手段と、前記電力需要実データ＞前記電力需要予測結果と、前記電力需要実データ＜前記電力需要予測結果とに分けて、前記最大需要誤差、前記平均誤差及び前記電力需要実データ差分最大値を用いて、所定の演算式（後記する１９ａ〜１９ｄ）に基づいて出力可変可能制御分散電源の必要電源容量を推定する暫定必要電源容量推定手段と、前記最大需要誤差を用いて求めた容量の大きな必要電源容量、前記平均誤差を用いて求めた容量の大きな必要電源容量（後記する式２０ａ，式２０ｂ参照）と前記出力可変可能制御分散電源の容量下限値と電源設備保護・耐久性から定める容量マージン（後記する式２１〜式２３参照）とから、前記最大需要誤差及び平均誤差を適用した最終解となる必要電源容量（後記する式２４〜式２７参照）を推定する最終必要電源容量推定手段とを備えた構成である。

（２） 本発明は、商用電力系統と連系し、商用電力系統からの電力と分散電源の発電出力とを負荷設備に供給する小規模電力系統に対して、受電点電力一定制御や同時同量制御を実施して電力需給バランスをとるために、当該小規模電力系統の前記分散電源の必要電源容量を推定する小規模電力系統の電源容量推定方法であって、
制御指示を入力する入力部と、現時点以前の電力需要実データ及び気温や天気等から現時点以降の前記負荷設備に供給する電力需要予測結果を記憶する第１の記憶部と、ＣＰＵで構成された電源容量推定処理部とを有し、
前記電源容量推定処理部は、前記入力部から電源容量推定の制御指示を受けたとき、前記記憶部から所定期間の電力需要実データと電力需要予測結果とを取り出し、前記電力需要実データ＞電力需要予測結果と、前記電力需要実データ＜電力需要予測結果とに分けて、最大需要誤差及び平均誤差を演算し（後記式１２、式１３）、それぞれ電力需要予測誤差補正容量（後記式１５ａ、式１５ｂ〜式１７ａ、式１７ｂ）を取得する補正容量算出ステップと、所定期間内の同時同量制御の制御周期毎における前記電力需要実データの始点と終点の値の差分を求めた後、それら差分の中から前記電力需要実データ＞前記電力需要予測結果と、前記電力需要実データ＜前記電力需要予測結果とに分けて、最大値となる電力需要実データ差分最大値である電力需要最大変動分必要容量（後記式８ｂ、式１６、式１８）を取得する変動容量算出ステップと、前記電力需要実データ＞前記電力需要予測結果と、前記電力需要実データ＜前記電力需要予測結果とに分けて、前記最大需要誤差、前記平均誤差及び前記電力需要実データ差分最大値を用いて、所定の演算式（後記式１９ａ〜式１９ｄ）に基づいて出力可変可能制御分散電源の必要電源容量を推定する暫定必要電源容量推定ステップと、前記最大需要誤差を用いて求めた必要電源容量の中から容量の大きな必要電源容量を選定し、かつ、前記平均誤差を用いて求めた必要電源容量の中から容量の大きな必要電源容量を選定（後記式２０ａ，式２０ｂ）する必要電源容量選定ステップと、この選定された各容量大の必要電源容量と小規模電力系統の出力可変可能制御分散電源の容量下限値と電源設備保護・耐久性から定める容量マージンとから、前記最大需要誤差を適用した最終必要電源容量と前記平均誤差を適用した最終必要電源容量を推定（後記式２４〜式２７）する最終必要電源容量推定ステップとを有する方法である。

なお、前記（２）に記載した小規模電力系統の電源容量推定方法の一連の処理は、プログラムデータとして規定し、コンピュータに読み込ませることにより、同様に電源設備の最終必要電源容量を推定することが可能である。

また、小規模電力系統内に出力可変可能制御分散電源の他、新たに出力可変不可制御分散電源を設けた場合、出力可変不可制御分散電源に関する予測誤差を算出し、出力可変可能制御分散電源の暫定必要電源容量に加えることにより、出力可変不可制御分散電源をも考慮した最終必要電源容量を推定することも可能である。

本発明によれば、受電点電力一定制御や同時同量制御を精度良く実施するために、小規模電力系統で必要とする電源設備の必要設備容量を簡便に推定できる小規模電力系統の電源容量推定装置、その電源容量推定方法及び電源容量推定用プログラムを提供できる。

本発明に係る小規模電力系統の電源容量推定装置の第１の実施形態を示す構成図。 本発明に係る小規模電力系統の電源容量推定装置における第１の実施の形態の動作及びその電源容量推定方法による処理（プログラム処理を含む）の流れを説明するフロー図。 受電点電力一定制御や同時同量制御を実施するための機能を備えた小規模電力系統の一般的な構成図。 需給制御システムの機能構成を示す図。 図４に示す需給制御システムの長期電力需要処理部を説明するための電力需要実データと翌日等電力需要予測結果とが実需要＞予測結果となるケースを説明する図。 図４に示す需給制御システムの受電点電力目標値計算処理部で行う受電点電力目標値を算出する例を説明する図。 電力需要実データと翌日等電力需要予測結果が一致している例を説明する図。 電力需要実データと翌日等電力需要予測結果が実需要＜予測結果となるケースを説明する図。 本発明に係る小規模電力系統の電源容量推定装置の第２の実施形態を示す構成図。 本発明に係る小規模電力系統の電源容量推定装置における第２の実施の形態の動作及びその電源容量推定方法による処理（プログラム処理を含む）の流れを説明するフロー図。 出力可変可能制御分散電源の他、太陽光発電もしくは風力発電等の制御が難しい出力可変不可制御分散電源を並列に接続した場合を考慮し、必要設備容量を推定する小規模電力系統の一般的な構成図。 需給制御システムの機能構成を示す図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明に係る小規模電力系統の電源容量推定装置の第１の実施の形態を示す構成図である。

小規模電力系統の電源容量推定装置は、オペレータが必要なデータや制御指示を入力するキーボード、ポインティングデバイスなどの入力部１と、負荷設備の過去の電力需要実データ３６及び気温や天気等の気象データから予測される前記負荷設備への翌日等電力需要予測結果２３を取り出し記憶するデータベース２と、小規模電力系統の必要電源容量を推定するための各種の演算式や設定データを記憶する設定データメモリ２１と、ＣＰＵで構成された電源容量推定処理部３と、表示部４とで構成される。

なお、小規模電力系統の必要電源容量を推定するための各種の演算式や必要なデータは、設定データメモリ２１に記憶したが、当該設定データメモリ２１に代えて、データベース２に記憶してもよい。また、小規模電力系統の必要電源容量を推定する一連の処理については、予めプログラムデータに従って処理することも可能であるが、その場合には新たに一連の処理を実行するためのプログラムメモリ２２を設けた構成とする。

前記電源容量推定処理部３は、後記する図３で具体的に説明するように、商用電力系統と連系し、商用電力系統からの電力と分散電源設備の発電出力とを需要家設備である負荷設備に供給する小規模電力系統に対して、受電点電力一定制御や同時同量制御を実施するために、当該小規模電力系統の分散電源設備の必要電源容量を推定するものであって、機能的には、補正容量算出手段３Ａ、変動容量算出手段３Ｂ、暫定必要電源容量推定手段３Ｃ及び最終必要電源容量推定手段３Ｄを備えている。

補正容量算出手段３Ａは、入力部１から読み出し指示に従って、データベース２から所定期間（例えば一日２４時間）の電力需要実データ３６と電力需要予測結果２３とを取り出し、所定期間での電力需要実データ３６と電力需要予測結果２３とから、電力需要実データ３６＞電力需要予測結果２３の場合と電力需要実データ３６＜電力需要予測結果２３の場合とに分けて、最大需要誤差及び平均誤差を演算し（後記する式１２、式１３参照）、それぞれ電力需要予測誤差補正容量（後記する式１５ａ、式１５ｂ〜式１７ａ、式１７ｂ参照）とする機能を有する。

変動容量算出手段３Ｂは、所定期間内の同時同量制御の制御周期毎における電力需要実データ３６の始点と終点の値の差分の絶対値の中から、電力需要実データ３６＞電力需要予測結果２３の場合と電力需要実データ３６＜電力需要予測結果２３の場合とに分けて、電力需要実データ差分最大値を取得し、電力需要最大変動分必要容量（後記式８ｂ、式１６、式１８参照）とする機能を有する。

暫定必要電源容量推定手段３Ｃは、電力需要実データ３６＞電力需要予測結果２３の場合と電力需要実データ３６＜電力需要予測結果２３の場合とに分けて、前記最大需要誤差、前記平均誤差及び前記電力需要実データ差分最大値を用いて、所定の演算式に基づいて出力可変可能制御分散電源設備の必要電源容量（後記式１９ａ〜式１９ｄ参照）を推定する機能を有する。

最終必要電源容量推定手段３Ｄは、前記最大需要誤差を用いて求めた容量の大きな必要電源容量、前記平均誤差を用いて求めた容量の大きな必要電源容量（後記式２０ａ，式２０ｂ参照）と小規模電力系統の出力可変可能制御分散電源設備の容量上限値及び容量下限値と電源設備保護・耐久性から定める容量マージン（後記式２１〜式２３参照）とから、前記最大需要誤差を適用した電源設備容量である最終必要電源容量と前記平均誤差を適用した電源設備容量で最終必要電源容量（後記式２４〜式２７参照）を推定する機能を有する。

次に、以上のような小規模電力系統の電源容量推定装置の動作ないし本発明の電源容量推定方法について、図２を参照して説明する。

先ず、需要家設備である負荷設備及び自ら発電可能な分散電源，充放電可能な電力貯蔵システム等よりなる分散電源設備を備えた小規模電力系統に対して、受電点電力一定制御や同時同量制御を実施するために、負荷設備による過去の電力需要実データ３６の他、気温・天候等に関する気象予測データから翌日等の電力需要予測結果２３を取得し、電源容量推定の基礎データを取得し、データベース２に蓄積する。

以上の状態において、入力部１からの電源容量推定の制御指示を受けたとき（Ｓ１）、電源容量推定処理部３は補正容量算出手段３Ａを実行する。

補正容量算出手段３Ａは、入力部１から読み出し指示に従って、データベース２から所定期間（例えば一日２４時間）の電力需要実データ３６と電力需要予測結果２３とを取り出し、所定期間での電力需要実データ３６と電力需要予測結果２３とから、電力需要実データ３６＞電力需要予測結果２３の場合と電力需要実データ３６＜電力需要予測結果２３の場合とに分けて、最大需要誤差及び平均誤差を演算し（後記する式１２、式１３参照）、それぞれ電力需要予測誤差補正容量を取得する処理を行う（後記する式１５ａ、式１５ｂ〜式１７ａ、式１７ｂ参照）（Ｓ２：補正容量算出ステップ）。

引き続き、電源容量推定処理部３は変動容量算出手段３Ｂを実行する。この変動容量算出手段３Ｂは、所定期間内の同時同量制御の制御周期毎における電力需要実データ３６の始点と終点の値の差分を求め（Ｓ３）、それら差分の中から電力需要実データ３６＞電力需要予測結果２３の場合と電力需要実データ３６＜電力需要予測結果２３の場合とに分けて、最大値となる電力需要実データ差分最大値を取り出し、電力需要実データ差分最大値＝電力需要最大変動分必要容量（後記する式８ｂ、式１６、式１８参照）を算出する（Ｓ４）。このステップＳ３，Ｓ４は変動容量算出ステップに相当する。

しかる後、電源容量推定処理部３は、暫定必要電源容量推定手段３Ｃを実行する。暫定必要電源容量推定手段３Ｃは、予め設定データメモリ２１に定める設定データである電力需要予測誤差補正容量＋電力需要最大変動分必要容量＝必要電源容量（後記する式４４参照）に基づき、電力需要実データ＞電力需要予測結果の場合と電力需要実データ＜電力需要予測結果の場合とに分けて、最大需要誤差、平均誤差及び電力需要実データ差分最大値を用いて、所定の演算式に基づいて出力可変可能制御分散電源設備の必要電源容量（後記式１９ａ〜式１９ｄ参照）を推定した後（Ｓ５：暫定必要電源容量推定ステップ）、最終必要電源容量推定手段３Ｄを実行する。

この最終必要電源容量推定手段３Ｄは、前記最大需要誤差を用いて求めた必要電源容量の中から容量の大きな必要電源容量を選定し、かつ、前記平均誤差を用いて求めた必要電源容量の中から容量の大きな必要電源容量（後記式２０ａ，式２０ｂ参照）を選定し（Ｓ６：必要電源容量選定ステップ）、さらに選定された各容量大の必要電源容量と小規模電力系統の出力可変可能制御分散電源設備の容量上限値及び容量下限値と電源設備保護・耐久性から定める容量マージン（後記式２１〜式２３参照）とから、前記最大需要誤差を適用した電源設備容量である最終必要電源容量と前記平均誤差を適用した電源設備容量で最終必要電源容量（後記式２４〜式２７参照）を推定するものである（Ｓ７：最終必要電源容量推定ステップ）。

なお、以上のような電源容量推定方法による一連の処理の流れは、予めプログラムメモリ２２に一連の処理の流れを規定し、電源容量推定処理部３であるＣＰＵに読み込ませることにより、ソフトウエア的な処理することも可能である。

本発明に係る電源容量推定装置は、小規模電力系統に対して、受電点電力一定制御や同時同量制御を実施するために分散電源設備の発電機等の必要電源容量を推定するが、前述のように推定結果である最終必要設備容量が正確であることの根拠について、以下、商用電力系統と連系する実際の小規模電力系統を用いて、計算をしながら具体的に実証してみる。

（１） 実際の小規模電力系統を用いて必要設備容量を推定する実証例について。

（１−１） 図３は受電点電力一定制御や同時同量制御を実施するための機能を備えた小規模電力系統の一般的な構成図である。

小規模電力系統５は、商用電力系統６と連系線７を通じて連系し、小規模電力系統５内には需要家設備である負荷設備８及び自ら発電可能な分散電源，充放電可能な電力貯蔵システム等よりなる電源設備（出力可変可能制御分散電源）９が設けられ、商用電力系統６からの商用電力１２と小規模電力系統５内の電源設備９から得られる電源設備電力１０が負荷設備８に供給される。

ここで、本発明により推定しようとする小規模電力系統５の必要電源容量Ｘは、小規模電力系統５の小規模電力系統結果データを関数とすることから、
必要電源容量Ｘ＝f(小規模電力系統結果データ) …（１）
により算出することが可能である。

また、負荷設備８に供給される電力を電力需要１１とすると、これら電源設備電力１０、電力需要１１及び商用電力１２の間には、電力ロス分を無視すると、式（２）の関係が成立する。
電力需要１１＝商用電力１２＋電源設備電力１０ …（２）
ところで、小規模電力系統５では、通常、需給制御と呼ばれる制御を行う需給制御システム１３及び同時同量制御システム１４が設けられている。

需給制御システム１３における需要制御としては、経済性重視の場合と同時同量制御モードを行う場合とで異なる。経済性重視の場合は、商用電力１２や電力需要１１が入力され、最も経済性となりうる運転指令値を計算して電源設備９に送出するが、本願出願の発明は、同時同量制御を実施することを前提とするので、以下、同時同量制御モードについて説明する。

需給制御システム１３は、同時同量制御モードの場合には、商用電力１２や電力需要１１等の電力データから、同時同量制御が可能となる商用電力１２の目標値（以下、受電点電力目標値１５）を求め、同時同量制御システム１４に送出する。逆潮流でない場合、商用電力１２は連系線７を通って受電点に流れる電力となる。

同時同量制御システム１４は、受電点電力目標値１５をもとに発電指令値１６を計算し、この発電指令値１６のもとに電源設備９の発電出力を制御する。

（１−２） 小規模電力系統５に付加される需給制御システム１３について、図４ないし図６を参照して具体的に説明する。
図４は需給制御システム１３の機能構成を示す図である。この需給制御システム１３は、機能的には、長期電力需要予測処理部１８と、受電点電力目標値計算処理部１９とが設けられる。

長期電力需要予測処理部１８は、電力需要データベース２０に蓄積される現時点以前の電力需要１１の蓄積データ（以下、電力需要蓄積データ２１と呼ぶ）と、現時点以後の気温や天候等に関する気象予測データ２２とを用いて、例えば翌日の電力需要の予測を行い、翌日等電力需要予測結果２３として出力する。

受電点電力目標値計算処理部１９は、翌日等電力需要予測結果２３に基づき、電源設備データベース２４から翌日に利用できる小規模電力系統５に並列可能な電源設備９の電源設備容量２５から受電点電力目標値１５を計算する。

図５は長期電力需要予測処理部１８を説明する図である。この図は、縦軸に電力（単位は例えばｋＷ）、横軸に一日にわたる時間ｔをとり、長期電力需要予測処理部１８で予測した翌日の一日の電力需要予測結果２３（点線）と、電力需要データベース２０に蓄積される同時期（日時），気象状況等を同じくする電力需要１１の実データ（以下，電力需要実データ３６（実線）とを表した例である。

その結果、翌日等電力需要予測結果２３と電力需要実データ３６との間には、通常、誤差が生じるが、このとき誤差の最大値を最大需要誤差３７、その誤差の平均値を平均需要誤差３８とし、以下の式（４），式（５）から求められる。
最大需要誤差３７＝max［電力需要実データｉ３６−翌日等電力需要予測結果ｉ２３］
（ｉ＝ｉ０，ｉＮ； ｉ０：サンプリングの初期値、ｉＮ：サンプリングの最終値）
……（４）
平均需要誤差３８＝aver［電力需要実データｉ３６−翌日等電力需要予測結果ｉ２３］
（ｉ＝ｉ０，ｉＮ； ｉ０：サンプリングの初期値、ｉＮ：サンプリングの最終値）
……（５）
ここで、電力需要実データｉ３６は電力需要実データ３６のサンプリングｉ番目のデータ、翌日等電力需要予測結果ｉ２３は翌日等電力需要予測結果２３のサンプリングｉ番目のデータである。なお、需給制御のサンプリング周期は例えば１分とする。また、max［データＡ］はデータＡの最大値、aver［データＢ］は一日２４時間のデータＢの平均値を示す。

図６は受電点電力目標値計算処理部１９で行う受電点電力目標値１５を算出する例を説明する図である。

同時同量制御を実施する場合、予め決定された同時同量制御周期Ｔ１毎に受電点電力目標値１５を算出する。受電点電力目標値１５は、図６に示すように同時同量制御周期Ｔ１毎に階段状に変化していることが分かる。これは電源設備９の電源設備容量２５に能力等による電力出力の限界があるために、電力出力上限値及び電力出力下限値があり、これらをそれぞれ電源設備容量上限値２６、電源設備容量下限値２７とする。

ここで、受電点電力目標値１５の算出式は、式（２）に示しているが、電力需要１１を翌日等電力需要予測結果２３、商用電力１２を受電点電力目標値１５とそれぞれ置き換えると、式（２）は式（６）と置き換えることができる。

翌日等電力需要予測結果２３＝受電点電力目標値１５＋電源設備電力１０…（６）
電源設備電力１０は、電源設備容量上限値２６、電源設備容量下限値２７の間しか出力調整ができず、同時同量制御周期Ｔ１毎に、電源設備電力１０が電源設備容量上限値２６と電源設備容量下限値２７の間に入るように、受電点電力目標値１５を決める必要がある。

ところで、電源設備容量上限値２６から電源設備容量下限値２７の範囲までの値を電源設備可変可能制御範囲２８とすると、式（６）から電源設備可変可能制御範囲２８が大きいほど受電点電力目標値１５の変化が小さくなることが分かる。なぜなら、同時同量制御周期Ｔ１毎の翌日等電力需要予測結果２３の変化が大きくても、その変化幅を電源設備電力１０の電源設備可変可能制御範囲２８内の出力調整で吸収でき、余り受電点電力目標値１５を変える必要が無いからである。

逆に、電源設備可変可能制御範囲２８が小さいと、同時同量制御周期Ｔ１毎に、受電点電力目標値１５を絶えず大きく変化させる必要がある。

さらに、同時同量制御を実施する場合、電源設備可変可能制御範囲２８に比べて、電力需要実データ３６の変動が大きい場合、この変動分を同時同量制御で吸収することが難しくなり、同時同量制御が困難もしくは不可能となる。

（１−３） 小規模電力系統５に付加される図３に示す同時同量制御システム１４について説明する。
需給制御システム１３では、同時同量制御周期Ｔ１毎の受電点電力目標値１５が決定されると、同時同量制御システム１４では、受電点電力目標値１５の同時同量制御周期Ｔ２区間毎の積分値を受電点電力量目標値２９とし、同時同量制御周期Ｔ２区間毎の実受電点電力３０の積分値を実受電点電力量３１とすると、同時同量制御周期Ｔ２区間毎に実受電点電力量３１が受電点電力量目標値２９に一致するような発電指令値１６を演算し、電源設備９への発電指令値１６とする。

同時同量制御の精度を評価する場合には、式（７ａ）に示す同時同量制御精度３３を求めるための同時同量制御精度評価式が一般に用いられる。
同時同量制御精度３３＝（実受電点電力量３１−受電点電力量目標値２９）÷実電力需要積分値３４ （７ａ）
ここで、実電力需要積分値３４は、同時同量制御周期Ｔ２区間毎の電力需要実データ３６の積分値である。

（ａ） 同時同量制御精度３３が規定値を満たすための電源設備容量２５の説明：電力需要実データ３６の変化と電源設備容量２５との関係。

ここでは、同時同量制御精度３３が規定値を満たすための電源設備容量２５を検討する。まず、簡単のために、翌日等電力需要予測結果２３と電力需要実データ３６とが完全に一致すれば、式（７ｂ）に示す予測誤差４５が零である場合を考える。

予測誤差４５＝電力需要実データ３６−翌日等電力需要予測結果２３…（７ｂ）
図７は、図６にて予測誤差４５が零である場合、すなわち、翌日等電力需要予測結果２３と電力需要実データ３６が一致している例である。

従って、この場合には、前述した式（６）は下記式（８ａ）に置き換えることができる。
電力需要実データ３６＝受電点電力目標値１５＋電源設備電力１０ …（８ａ）
すなわち、この式（８ａ）から言えることは、受電点電力目標値１５が需給制御システム１３によって決定されていることから、電力需要実データ３６の変化分を吸収するために、電源設備電力１０を調整する必要がある。

一般に、同時同量制御周期Ｔ２区間毎に電力需要実データ３６が異なるだけでなく、同時同量制御周期Ｔ２区間の始点の電力需要実データ３６（以下、始点電力需要実データ３６staと呼ぶ）と、同時同量制御周期Ｔ２区間の終点の電力需要実データ３６（以下、終点電力需要実データ３６endと呼ぶ）とも異なる。終点電力需要実データ３６endと始点電力需要実データ３６staの間に最大値，最小値がある場合もあるが、少なくとも終点電力需要実データ３６endと始点電力需要実データ３６staの差分（以下、電力需要実データ差分４３）は電源設備電力１０で出力調整する必要がある。

なお、終点電力需要実データ３６endと始点電力需要実データ３６staの間に最大値，最小値がある場合を考慮すれば、一日における電力需要実データ３６において、全ての同時同量制御周期Ｔ２の時間間隔毎における電力需要実データ３６の始点と終点の値の差となる電力需要実データ差分４３を計算し、電源設備電力１０にて電力需要実データ差分４３に見合う出力調整を実施する必要がある。

従って、少なくとも電力需要実データ差分４３の絶対値の最大値分（以下、電力需要実データ差分最大値４８と呼ぶ）は、電源設備電力１０にて出力調整する必要があるため、電源設備容量２５は出力調整可能な容量である必要がある。このため、最大出力調整可能な容量を電力需要最大変動分必要容量４４とする。

電力需要実データ差分最大値４８はプラスとマイナスのどちらかの符号となるが、ここではプラス側のみを考えれば、次式のようになる。

電力需要最大変動分必要容量４４＝電力需要実データ差分最大値４８ …（８ｂ）
（ｂ） 同時同量制御精度３３が規定値を満たすための電源設備容量２５の説明：予測誤差４５と電源設備容量２５との関係。
図６に示すように、翌日等電力需要予測結果２３と電力需要実データ３６との間に誤差があれば、この誤差分を吸収するための容量を電源設備容量２５が持っている必要がある。この必要とされる容量を電力需要予測誤差補正容量４６とする。

この点について、式（６）と式（８ａ）を使って説明する。需給制御システム１３では、翌日等電力需要予測結果２３を用いて、受電点電力目標値１５を決めている。しかし、同時同量制御システム１４では、式（８ａ）に示すように、受電点電力目標値１５と電力需要実データ３６とを用いて、電源設備電力１０を求めている。

その結果、予測誤差４５が無い場合は、翌日等電力需要予測結果２３と電力需要実データ３６が等しくなり、式（６）の電源設備電力１０と式（８ａ）の電源設備電力１０とが等しくなる。

一方、予測誤差４５がある場合は、翌日等電力需要予測結果２３と電力需要実データ３６が異なるため、式（６）の電源設備電力１０と式（８ａ）の電源設備電力１０は異なる。すなわち、下記する式（８ｃ）の関係となる。

式（８ａ）の電源設備電力１０＝式（６）の電源設備電力１０＋予測誤差４５…（８ｃ）
また、予測誤差４５がある場合、電力需要実データ３６と翌日等電力需要予測結果２３との間に、次の２通りのケースがある。

電力需要実データ３６＞翌日等電力需要予測結果２３（以下、実需要＞予測結果のケース５５と呼ぶ） …（９ａ）
電力需要実データ３６＜翌日等電力需要予測結果２３（以下、実需要＜予測結果のケース５６と呼ぶ） …（９ｂ）
実需要＞予測結果のケース５５では、予測誤差４５＞０となるので、式（８ｃ）から、
式（６）の電源設備電力１０＞式（８ａ）の電源設備電力１０ …（１０ａ）
となる。

また、実需要＜予測結果のケース５６では、予測誤差４５＜０となるので、式（８ｃ）から、
式（６）の電源設備電力１０＜式（８ａ）の電源設備電力１０ …（１０ｂ）
となる。

すなわち、式（７ｂ）に示すように、予測誤差４５＝電力需要実データ３６−翌日等電力需要予測結果２３であることから、実需要＞予測結果のケース５５では、式（１０ａ）から、電源設備電力１０が増加するため、電源設備９としては増加分を吸収するための容量である電力需要予測誤差補正容量４６を持つ必要がある。

この電力需要予測誤差補正容量４６は、式（８ａ）、式（７ｂ）、式（６）から予測誤差４５となる。その理由は、
式（８ａ）の電源設備電力１０＝式（６）の電源設備電力１０＋電力需要予測誤差補正容量４６ …（９ｃ）
とすれば、式（７ｂ）から
予測誤差４５＝式（８ａ）−式（６）＝電力需要予測誤差補正容量４６となる為である。なお、式（６），式（８ａ）を再掲すると、
翌日等電力需要予測結果２３＝受電点電力目標値１５＋電源設備電力１０…（６）
電力需要実データ３６＝受電点電力目標値１５＋電源設備電力１０ …（８ａ）
となる。

以上のように電力需要予測誤差補正容量４６は、予測誤差４５を吸収するために必要な容量であるが、その計算方法としては前記式（４）に示す最大需要誤差３７から求める方法と、前記式（５）に示す平均需要誤差３８から求める方法とが考えられる。

＊ 最大需要誤差３７から求める方法（方法１と呼ぶ）
この方法１は、最大需要誤差３７から下記式（１０ｃ）により電力需要予測誤差補正容量４６を求める方法である。
電力需要予測誤差補正容量４６＝最大需要誤差３７ …（１０ｃ）
長所：最大需要誤差３７から電力需要予測誤差補正容量４６を求めた場合、予測誤差４５は全て吸収され、容量不足となることはない。
短所：同時同量制御精度３３は式（７）の同時同量制御周期Ｔ２区間毎の積分値を用いた式で表されることから、同時同量制御周期Ｔ２区間中常に最大需要誤差３７に相当する予測誤差４５を発生することは少なく、過剰容量となる場合が考えられる。

＊ 平均需要誤差３８から求める方法（方法２と呼ぶ）
この方法１は、平均需要誤差３８から下記式（１０ｄ）により電力需要予測誤差補正容量４６を求める方法である。
電力需要予測誤差補正容量４６＝平均需要誤差３８ …（１０ｄ）
長所：同時同量制御周期Ｔ２区間に、予測誤差４５が大きくなったり、小さくなったりしており、平均値をとると過不足ない容量になると考えられる。
短所：同時同量制御周期Ｔ２区間中常に最大需要誤差３７に相当する予測誤差４５が稀に発生したとき、不足容量となる場合が考えられる。

これら方法１，２はそれぞれ長所、短所があるので、電力需要予測誤差補正容量４６を求める場合には常に２つの方法を考える必要がある。

（１−４） 小規模電力系統５内の出力可変可能制御分散電源設備の必要電源容量について。

以上のように電力需要実データ３６と翌日等電力需要予測結果２３が異なることにより予測誤差４５が発生し、それに伴って電源設備電力１０の出力を調整する必要がある。その結果、電源設備９としては、電源設備電力１０の増減調整分を吸収するために、電力需要予測誤差補正容量４６を持つ必要があること。また、一日の間の全ての同時同量制御周期Ｔ１の時間間隔毎の電力需要実データ３６の始点と終点の値の差となる電力需要実データ差分４３のうち、少なくとも電力需要実データ差分４３の絶対値の最大値となる電力需要実データ差分最大値についても、電源設備電力１０の出力を調整する必要があることから、最大出力調整可能な電力需要最大変動分必要容量４４が必要である。

従って、小規模電力系統５を構築する際に設置すべき出力可変可能制御分散電源設備としては、下式に基づく必要電源容量Ｘが必要となる。

必要電源容量Ｘ＝電力需要予測誤差補正容量４６＋電力需要最大変動分必要容量４４
…（１１）
ところで、これまでは主に、実需要＞予測のケース５５について説明してきたが、例えば図８に示すように、一日に亘って実需要＜予測結果のケース５６となることも考えられる。この場合には、最大需要誤差３７はマイナス側の最大値をとる必要がある。

そこで、マイナス側の最大値となる最大需要誤差３７を、最大需要誤差ｍ４７とすれば、式（１２）で定義できる。
最大需要誤差ｍ４７＝max［翌日等電力需要誤差予測結果ｉ２３−電力需要実データｉ３６］ …（１２）
同様に、プラス側の最大値となる最大需要誤差３７を、最大需要誤差ｐ５０とすれば、式（１３）で定義できる。
最大需要誤差ｐ５０＝max［電力需要実データｉ３６−翌日等電力需要誤差予測結果ｉ２３］ …（１３）
また、式（８ｂ）に示す電力需要実データ差分最大値４８についても、プラス側とマイナス側の符号をとるため、プラス側最大値とマイナス側最大値とを区別し、プラス側の電力需要実データ差分最大値をｐ４９、マイナス側の電力需要実データ差分最大値をｍ５１とすると、それぞれ式（１３Ａ）、式（１３Ｂ）で定義できる。

電力需要実データ差分最大値ｐ４９＝max（電力需要実データ差分４３）…（１３Ａ）
電力需要実データ差分最大値ｍ５１＝min（電力需要実データ差分４３）…（１３Ｂ）
従って、実需要＞予測結果のケース５５と実需要＜予測結果のケース５６とに分けると、次のようになる。
＊ 実需要＞予測結果のケース５５の場合
方法１における電力需要予測誤差補正容量４６は式（１３）を用いて、下記式（１５ａ）で表され、方法２の場合には式（１０ｄ）から下記式（１５ｂ）で表される。
電力需要予測誤差補正容量４６＝最大需要誤差ｐ５０ …（１５ａ）
または、電力需要予測誤差補正容量４６＝平均需要誤差３８ …（１５ｂ）
電力需要最大変動分必要容量４４＝電力需要実データ差分最大値ｐ４９…（１６）
＊ 実需要＜予測結果のケース５６の場合
方法１における電力需要予測誤差補正容量４６は下記式（１７ａ）で表され、方法２の場合には下記式（１７ｂ）で表される。
電力需要予測誤差補正容量４６＝最大需要誤差ｍ５２ …（１７ａ）
電力需要予測誤差補正容量４６＝平均需要誤差３８ …（１７ｂ）
電力需要最大変動分必要容量４４＝電力需要実データ差分最大値ｍ５１…（１８）
従って、これらの関係式から、式（１１）に示す必要電源容量Ｘは、式（１９ａ）、式（１９ｂ）となる。

＊ 実需要＞予測結果のケース５５の場合
方法１（最大需要誤差３７から求める方法）の適用
必要電源容量Ｘ＝電力需要予測誤差補正容量４６＋電力需要最大変動分必要容量４４
＝最大需要誤差ｐ５０＋電力需要実データ差分最大値ｐ４９
＝必要電源容量ｐａ５３ …（１９ａ）
方法２（平均需要誤差３８から求める方法）の適用
必要電源容量Ｘ＝電力需要予測誤差補正容量４６＋電力需要最大変動分必要容量４４
＝平均需要誤差３８＋電力需要実データ差分最大値ｐ４９
＝必要電源容量ｐｂ５４ …（１９ｂ）
＊ 実需要＜予測結果のケース５６の場合
この場合には、電力需要予測誤差補正容量４６と電力需要最大変動分必要容量４４は通常マイナスとなるので、絶対値をとる。

方法１（最大需要誤差３７から求める方法）の適用
必要電源容量Ｘ＝ａｂｓ（電力需要予測誤差補正容量４６＋電力需要最大変動分必要容量４４）＝ａｂｓ（最大需要誤差ｍ５２＋電力需要実データ差分最大値ｍ５１）＝必要電源容量ｍａ５７ …（１９ｃ）
方法２（平均需要誤差３８から求める方法）の適用
必要電源容量Ｘ＝ａｂｓ（電力需要予測誤差補正容量４６＋電力需要最大変動分必要容量４４）＝ａｂｓ（平均需要誤差３８＋電力需要実データ差分最大値ｍ５１）＝必要電源容量ｍｂ５８ …（１９ｄ）
上式において、関数ａｂｓ（x）は、引数xの絶対値を示す。
従って、必要電源容量Ｘは、実需要と予測結果との大きさと、方法１，２の適用とに応じて、式（１９ａ）〜式（１９ｄ）の必要電源容量ｐａ５３、ｐｂ５４，ｍａ５７，ｍｂ５８が求められる。

ところで、必要電源容量Ｘとしては、前述した方法１の適用により得られた必要電源容量ｐａ５３，ｍａ５７のうち、より多くの容量を必要とする方を考えれば式（２０ａ）となり、方法２の適用により得られた必要電源容量ｐｂ５４，ｍｂ５８のうち、より多くの容量を必要とする方を考えれば式（２０ｂ）となる。
方法１→必要電源容量Ｘ＝max［必要電源容量ｐａ５３、必要電源容量ｍａ５７］
…（２０ａ）
方法２→必要電源容量Ｘ＝max［必要電源容量ｐｂ５４、必要電源容量ｍｂ５８］
…（２０ｂ）
次に、電源設備の容量上限値２６及び容量下限値２７を考慮するものとする。
電源設備容量出力可変値５９＝電源設備容量上限値２６−電源設備容量下限値２７
…（２１）
とすると、必要電源容量Ｘは、通常，電源設備容量出力可変値５９よりも大きくなる。
電源設備容量上限値２６＝電源設備容量出力可変値５９＋電源設備容量下限値２７
…（２２）
となる。

電源設備容量２５としては、電源設備容量上限値２６に機器保護（安全性）や耐久性等を考慮し、多少のマージンを持たせて構築する場合もあるので、このマージンを容量マージン６０とすれば、式（２２）にマージンを加えることになり、下式（２３）となる。
電源設備容量２５＝電源設備容量上限値２６＋容量マージン６０
＝電源設備容量出力可変値５９＋電源設備容量下限値２７＋容量マージン６０ …（２３）
さらに、上式（２０ａ），（２０ｂ）の必要電源容量Ｘは、式（２３）の中の電源電源設備容量出力可変値５９に相当すると考えられるので、当該式（２３）の電源電源設備容量出力可変値５９に式（２０ａ）の必要電源容量Ｘを代入すると、式（２４）、式（２５）となる。

方法１→電源設備容量２５＝max［必要電源容量ｐａ５３、必要電源容量ｍａ５７］＋電源設備容量下限値２７＋容量マージン６０ …（２４）
方法２→電源設備容量２５＝max［必要電源容量ｐｂ５４、必要電源容量ｍｂ５８］＋電源設備容量下限値２７＋容量マージン６０ …（２５）
となる。

従って、最終的に求めたい必要電源容量は、式（２４）、式（２５）で示す電源設備容量２５であって、これらをそれぞれ最終必要電源容量６１、最終必要電源容量６２とすると、式（２４）、式（２５）は下式（２６）、式（２７）となり、本発明に係る小規模電力系統の電源容量推定装置で推定する必要電源容量の最終解となる。

方法１→最終必要電源容量６１＝max［必要電源容量ｐａ５３、必要電源容量ｍａ５７］＋電源設備容量下限値２７＋容量マージン６０ …（２６）
方法２→最終必要電源容量６２＝max［必要電源容量ｐｂ５４、必要電源容量ｍｂ５８］＋電源設備容量下限値２７＋容量マージン６０ …（２７）
従って、以上のような実施の形態によれば、現時点以前の電力需要実データ及び気温や天気等から予測される負荷設備８に供給する電力需要予測結果とを用い、所定期間にわたる電力需要実データ＞電力需要予測結果と、電力需要実データ＜電力需要予測結果とに分けて、最大需要誤差及び平均誤差から電力需要予測誤差補正容量を算出し、また、当該所定期間内の同時同量制御の制御周期毎における電力需要実データの始点と終点の値の差分の絶対値の中から電力需要最大変動分必要容量を算出し、所定の演算式（後記する１９ａ〜１９ｄ）に基づいて出力可変可能制御分散電源の必要電源容量を推定し、さらに容量マージン等を考慮しつつ、所定の演算式（後記する１９ａ〜１９ｄ）に基づいて簡便に出力可変可能制御分散電源の必要電源容量を推定することができる。

（第２の実施の形態）
図９は本発明に係る小規模電力系統の電源容量推定装置の第２の実施の形態を示す構成図である。なお、同図において、図１と同一または等価な部分には同一符号を付し、重複部分は省略する。

第２の実施の形態において、特に異なるところは、図１１に示すよう小規模電力系統５内に出力可変可能制御分散電源９Ａの他に、太陽光発電や風力発電等の制御が難しい出力可変不可制御分散電源９Ｂを並列に設けたことにあり、これに伴って出力可変不可制御分散電源９Ｂに関する予測誤差も考慮し、電源設備９の必要電源容量を推定するものである。

小規模電力系統の電源容量推定装置は、データベース２に新たに、出力可変不可制御分散電源９Ｂの実出力結果（以下、出力可変不可制御分散電源実出力データ６８と、当該出力可変不可制御分散電源９Ｂの翌日以降の長期予測結果である出力可変不可制御分散電源出力予測結果６５を記憶する。

さらに、電源容量推定処理部３には新たに、データベース２に記憶される出力可変不可制御分散電源実出力データ及び翌日等出力可変不可制御分散電源出力予測結果を読み出し、所定期間における前記出力可変不可制御分散電源実出力データ＞前記翌日等出力可変不可制御分散電源出力予測結果と、前記出力可変不可制御分散電源実出力データ＜前記翌日等出力可変不可制御分散電源出力予測結果とに分けて、それぞれ出力可変不可制御分散電源最大予測誤差を求める予測誤差算出手段３Ｅを設け、この予測誤差算出手段３Ｅで求めた出力可変不可制御分散電源最大予測誤差を第２の暫定必要電源容量推定手段３Ｃ´に反映させるようにする。

次に、図９に示す小規模電力系統の電源容量推定装置の動作ないし本発明の電源容量推定方法について、図１０を参照して説明する。

先ず、需要家設備である負荷設備及び自ら発電可能な分散電源，充放電可能な電力貯蔵システム等よりなる分散電源設備を備えた小規模電力系統に対して、受電点電力一定制御や同時同量制御を実施するために、負荷設備による過去の電力需要実データ３６、気温・天候等に関する気象予測データから翌日等の電力需要予測結果２３の他、出力可変不可制御分散電源９Ｂの出力可変不可制御分散電源実出力データ６８及び出力可変不可制御分散電源出力予測結果６５を取得し、データベース２に蓄積する。

以上の状態において、入力部１からの電源容量推定の制御指示を受けたとき（Ｓ１）、図２で説明したように、出力可変可能制御分散電源の電力需要予測誤差補正容量（Ｓ２）及び電力需要最大変動分必要容量（Ｓ３，Ｓ４）を算出する。

一方、電源容量推定の制御指示を受けたとき（Ｓ１）、並行的に出力可変不可制御分散電源有りかを判断し（Ｓ１１）、有りの場合には予測誤差算出手段３Ｅを実行する。

この予測誤差算出手段３Ｅは、データベース２から出力可変不可制御分散電源実出力データ６８及び翌日等出力可変不可制御分散電源出力予測結果６５を読み出し、所定期間における出力可変不可制御分散電源実出力データ＞翌日等出力可変不可制御分散電源出力予測結果と、出力可変不可制御分散電源実出力データ＜翌日等出力可変不可制御分散電源出力予測結果とに分けて、それぞれ出力可変不可制御分散電源の最大予測誤差（後記式２８ａ，式２８ｂ）を算出し（Ｓ１２：予測誤差算出ステップ）、図９に示す暫定必要電源容量推定手段３Ｃ´に供給する。

ここで、暫定必要電源容量推定手段３Ｃ´は、図１の暫定必要電源容量推定ステップＳ５で推定された必要電源容量に前記予測誤差算出ステップＳ１２で算出された出力可変不可制御分散電源最大予測誤差を加えて暫定的な電源必要容量を推定する（Ｓ５ａ：暫定必要電源容量推定ステップ）。

さらに、暫定必要電源容量推定ステップＳ５ａによって前記最大需要誤差を用いて求めた容量の大きな必要電源容量、前記平均誤差を用いて求めた容量の大きな必要電源容量（後記する式３０ａ，式３０ｂ参照）を選定した後、この容量の大きな必要電源容量と分散電源の容量下限値と電源設備保護・耐久性から定める容量マージンとから、最大需要誤差及び平均誤差を適用した最終解となる必要電源容量（後記する式３１〜式３２）を推定する（Ｓ７ａ：最終必要電源容量推定ステップ）。

（２） 実際の小規模電力系統に出力可変不可制御分散電源９Ｂを用いたときの必要設備容量を推定する実証例について。

図１１は本発明に係る小規模電力系統の電源容量推定装置の第２の実施の形態を説明するために用いられる受電点電力一定制御や同時同量制御を実施するための機能を備えた小規模電力系統の一般的な構成図である。なお、同図において、図３と同一または等価な部分には同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。

この小規模電力系統には、第１の実施の形態で説明した出力可変可能制御分散電源９Ａの他に、太陽光発電もしくは風力発電等の制御が難しい出力可変不可制御分散電源９Ｂが並列に接続されている。

図１２は出力可変不可制御分散電源９Ｂを考慮した場合の需給制御システム１３の機能構成を示す図である。
需給制御システム１３は、長期電力需要予測処理部１８の他に、出力可変不可分散電源９Ｂの翌日以降の長期予測を行う出力可変不可分散電源出力長期予測処理部６４を追加し、前述した翌日等電力需要予測結果２３とともに翌日等出力可変不可分散電源出力予測結果６５を出力し、受電点電力目標値計算部１９に送出する。

受電点電力目標値計算部１９は、出力可変不可分散電源出力長期予測処理部６４から受け取る翌日等出力可変不可分散電源出力予測結果６５を考慮し、受電点電力目標値１５を出力する。

そこで、本発明に係る小規模電力系統の電源容量推定装置においては、推定しようとする必要電源容量Ｘについても、翌日等出力可変不可分散電源出力予測結果６５の誤差分を考慮する必要がある。

先ず、図６に示すように、翌日等電力需要予測結果２３と電力需要実データ３６との間に誤差があれば、当該誤差分を吸収するための容量を電源設備９は持っている必要があり、この必要とされる容量を電力需要予測誤差補正容量４６とすると説明した。

従って、小規模電力系統の電源設備９としては、少なくとも翌日等出力可変不可分散電源出力予測結果６５の誤差分を吸収するための容量を持つ必要がある。この必要とされる容量を、出力可変不可制御電源予測誤差補正容量６９とする。

また、前記式（１３）に記述する最大需要誤差ｐ５０の説明と同様に、出力可変不可制御分散電源９Ｂの実出力の結果（以下、出力可変不可制御分散電源実出力データ６８）と翌日等出力可変不可分散電源出力予測結果６５との間には通常予測誤差がある。この予測誤差のうち、プラス側の予測誤差最大値を、出力可変不可制御分散電源最大予測誤差ｐ６６とし、マイナス側の予測誤差最大値を、出力可変不可制御分散電源最大予測誤差ｍ６７とすると、以下の式（２８ａ）、式（２８ｂ）のように定義できる。

出力可変不可制御分散電源最大予測誤差ｐ６６＝max［出力可変不可制御分散電源実出力データｉ６８−翌日等出力可変不可分散電源出力予測結果ｉ６５］（ｉ＝ｉ０，ｉＮ；ｉ０：サンプリングの初期値、ｉＮ：サンプリングの最終値） …（２８ａ）
出力可変不可制御分散電源最大予測誤差ｍ６７＝max［翌日等出力可変不可分散電源出力予測結果ｉ６５−出力可変不可制御分散電源実出力データｉ６８］（ｉ＝ｉ０，ｉＮ；ｉ０：サンプリングの初期値、ｉＮ：サンプリングの最終値） …（２８ｂ）
ここで、出力可変不可制御分散電源実出力データｉ６８は出力可変不可制御分散電源実出力データ６８のサンプリングｉ番目のデータ、翌日等出力可変不可分散電源出力予測結果ｉ６５は翌日等出力可変不可分散電源出力予測結果６５のサンプリングｉ番目のデータである。サンプリング区間は一日のある区間，例えば０時〜２４時である。

その結果、小規模電力系統の電源容量推定装置としては、翌日等出力可変不可分散電源出力予測結果６５の誤差分を考慮すると、推定しようとする必要電源容量Ｘ´は、前述した式（１９ａ）〜式（１９ｄ）に代わり、それぞれ式（２９ａ）〜式（２９ｄ）となる。

＊実需要＞予測結果のケース５５の場合
＊ 方法１（最大需要誤差３７から求める方法）の適用
必要電源容量Ｘ´＝電力需要予測誤差補正容量４６＋電力需要最大変動分必要容量４４＋出力可変不可制御電源予測誤差補正容量６９
＝最大需要誤差ｐ５０＋電力需要実データ差分最大値ｐ４９＋出力可変不可制御分散電源最大予測誤差ｍ６７＝必要電源容量ｐａ７１ …（２９ａ）
＊ 方法２（平均需要誤差３８から求める方法）の適用
必要電源容量Ｘ´＝電力需要予測誤差補正容量４６＋電力需要最大変動分必要容量４４＋出力可変不可制御電源予測誤差補正容量６９
＝平均需要誤差３８＋電力需要実データ差分最大値ｐ４９＋出力可変不可制御分散電源最大予測誤差ｍ６７＝必要電源容量ｐｂ７２ …（２９ｂ）
＊実需要＜予測結果のケース５６の場合
この場合には、電力需要予測誤差補正容量４６と電力需要最大変動分必要容量４４は通常マイナスとなるので、絶対値をとる。

＊ 方法１（最大需要誤差３７から求める方法）の適用
必要電源容量Ｘ´＝ａｂｓ（電力需要予測誤差補正容量４６＋電力需要最大変動分必要容量４４＋出力可変不可制御電源予測誤差補正容量６９）
＝ａｂｓ（最大需要誤差ｍ５２＋電力需要実データ差分最大値ｍ５１＋出力可変不可制御分散電源最大予測誤差ｐ６６）＝必要電源容量ｍａ７３ …（２９ｃ）
＊ 方法２（平均需要誤差３８から求める方法）の適用
必要電源容量Ｘ´＝ａｂｓ（電力需要予測誤差補正容量４６＋電力需要最大変動分必要容量４４＋出力可変不可制御電源予測誤差補正容量６９）
＝ａｂｓ（平均需要誤差３８＋電力需要実データ差分最大値ｍ５１＋出力可変不可制御分散電源最大予測誤差ｐ６６）＝必要電源容量ｍｂ７４ …（２９ｄ）
なお、上式において、関数ａｂｓ（x）は引数xの絶対値を示す。

従って、必要電源容量Ｘ´としては、実需要と予測結果との大きさと、方法１，２の適用とに応じて、式（２９ａ）〜式（２９ｄ）の必要電源容量ｐａ７１、ｐｂ７２，ｍａ７３，ｍｂ７４が求められる。

ところで、必要電源容量Ｘ´としては、前述した方法１の適用により得られた必要電源容量ｐａ７１、ｍａ７３のうち、より多くの容量を必要とする方であることから式（３０ａ）により、また方法２の適用により得られた必要電源容量ｐｂ７２，ｍｂ７４のうち、より多くの容量を必要とする方であることから式（３０ｂ）により求めることができる。
方法１→必要電源容量Ｘ´＝max［必要電源容量ｐａ７１、必要電源容量ｍａ７３］
…（３０ａ）
方法２→必要電源容量Ｘ＝max［必要電源容量ｐｂ７２、必要電源容量ｍｂ７４］
…（３０ｂ）
また、第1の実施の形態で説明した式（２６）や式（２７）の電源設備容量下限値２７＋容量マージン６０は、第２の実施の形態でも共用できるので、必要電源容量の最終解は式（３１）、式（３２）となる。

方法１→必要電源容量Ｘ´＝max［必要電源容量ｐａ７１、必要電源容量ｍａ７３］＋電源設備容量下現値２７＋容量マージン６０＝最終必要電源容量７５ …（３１）
方法２→必要電源容量Ｘ´＝max［必要電源容量ｐｂ７２、必要電源容量ｍｂ７４］＋電源設備容量下現値２７＋容量マージン６０＝最終必要電源容量７６ …（３２）
従って、以上のような第２の実施の形態によれば、小規模電力系統５内に出力可変不可制御分散電源９ｂを設置したとき、当該出力可変不可制御分散電源９ｂに関する最大予測誤差ｐ６６，ｍ６７を算出し、必要電源容量Ｘに反映させて式３１，式３２に示す必要電源容量Ｘ´を推定するようにしたので、小規模電力系統５内の電源設備９の必要電源容量を高精度に推定することができる。

その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

１…入力部、２…データベース、３…電源容量推定処理部、３Ａ…補正容量算出手段、３Ｂ…変動容量算出手段、３Ｃ，３Ｃ´…暫定必要電源容量推定手段、３Ｄ，３Ｄ´…最終必要電源容量推定手段、３Ｅ…予測誤差算出手段、４…表示部、５…小規模電力系統、６…商用電力系統、７…連系線、８…負荷設備、９…電源設備、９Ａ…出力可変可能制御分散電源、９Ｂ…出力可変不可制御分散電源、１３…需給制御システム、１４…同時同量制御システム、２２…プログラムメモリ、６５…翌日等出力可変不可分散電源出力予測結果、６８…出力可変不可制御分散電源実出力データ。

Claims (5)

1. 商用電力系統と連系し、商用電力系統からの電力と分散電源の発電出力とを需要家設備である負荷設備に供給する小規模電力系統に対して、受電点電力一定制御や同時同量制御を実施して電力需給バランスをとるために、当該小規模電力系統の前記出力可変可能制御分散電源の必要電源容量を推定する小規模電力系統の電源容量推定装置であって、
   現時点以前の電力需要実データ及び気温や天気等から予測される前記負荷設備に供給する電力需要予測結果とが記憶された第１の記憶手段と、
   所定期間における前記電力需要実データ＞電力需要予測結果と、前記電力需要実データ＜前記電力需要予測結果とに分けて、最大需要誤差及び平均誤差を演算し、それぞれ電力需要予測誤差補正容量とする補正容量算出手段と、
   所定期間における前記電力需要実データ＞電力需要予測結果と、前記電力需要実データ＜前記電力需要予測結果とに分けて、当該所定期間内の同時同量制御の制御周期毎における電力需要実データの始点と終点の値の差分の絶対値の中から電力需要実データ差分最大値を取得し、電力需要最大変動分必要容量とする変動容量算出手段と、
   前記電力需要実データ＞前記電力需要予測結果と、前記電力需要実データ＜前記電力需要予測結果とに分けて、前記最大需要誤差、前記平均誤差及び前記電力需要実データ差分最大値を用いて、所定の演算式に基づいて出力可変可能制御分散電源の必要電源容量を推定する第１の暫定必要電源容量推定手段と、
   前記最大需要誤差を用いて求めた容量の大きな必要電源容量、前記平均誤差を用いて求めた容量の大きな必要電源容量と前記出力可変可能制御分散電源の容量下限値と電源設備保護・耐久性から定める容量マージンとから、前記最大需要誤差及び平均誤差を適用した最終解となる必要電源容量を推定する第１の最終必要電源容量推定手段と
   を備えたことを特徴とする小規模電力系統の電源容量推定装置。
2. 商用電力系統と連系し、商用電力系統からの電力と分散電源の発電出力とを負荷設備に供給する小規模電力系統に対して、受電点電力一定制御や同時同量制御を実施して電力需給バランスをとるために、当該小規模電力系統の前記分散電源の必要電源容量を推定する小規模電力系統の電源容量推定方法であって、
   制御指示を入力する入力部と、現時点以前の電力需要実データ及び気温や天気等から現時点以降の前記負荷設備に供給する電力需要予測結果を記憶する第１の記憶部と、ＣＰＵで構成された電源容量推定処理部とを有し、
   前記電源容量推定処理部は、
   前記入力部から電源容量推定の制御指示を受けたとき、前記記憶部から所定期間の電力需要実データと電力需要予測結果とを取り出し、前記電力需要実データ＞電力需要予測結果と、前記電力需要実データ＜電力需要予測結果とに分けて、最大需要誤差及び平均誤差を演算し（後記式１２、式１３）、それぞれ電力需要予測誤差補正容量（後記式１５ａ、式１５ｂ〜式１７ａ、式１７ｂ）を取得する補正容量算出ステップと、
   所定期間内の同時同量制御の制御周期毎における前記電力需要実データの始点と終点の値の差分を求めた後、それら差分の中から前記電力需要実データ＞前記電力需要予測結果と、前記電力需要実データ＜前記電力需要予測結果とに分けて、最大値となる電力需要実データ差分最大値である電力需要最大変動分必要容量（後記式８ｂ、式１６、式１８）を取得する変動容量算出ステップと、
   前記電力需要実データ＞前記電力需要予測結果と、前記電力需要実データ＜前記電力需要予測結果とに分けて、前記最大需要誤差、前記平均誤差及び前記電力需要実データ差分最大値を用いて、所定の演算式（後記式１９ａ〜式１９ｄ）に基づいて出力可変可能制御分散電源の必要電源容量を推定する第１の暫定必要電源容量推定ステップと、
   前記最大需要誤差を用いて求めた必要電源容量の中から容量の大きな必要電源容量を選定し、かつ、前記平均誤差を用いて求めた必要電源容量の中から容量の大きな必要電源容量を選定（後記式２０ａ，式２０ｂ）する第１の必要電源容量選定ステップと、
   この選定された各容量大の必要電源容量と小規模電力系統の出力可変可能制御分散電源の容量下限値と電源設備保護・耐久性から定める容量マージンとから、前記最大需要誤差を適用した最終必要電源容量と前記平均誤差を適用した最終必要電源容量を推定（後記式２４〜式２７）する第１の最終必要電源容量推定ステップとを有することを特徴とする小規模電力系統の電源容量推定方法。
3. 制御指示を入力する入力部と、現時点以前の電力需要実データ及び気温や天気等から現時点以降の前記負荷設備に供給する電力需要予測結果を記憶する記憶部と、電源容量推定処理部を備えたコンピュータとによって、小規模電力系統の分散電源設備の必要電源容量を推定する電源容量推定用プログラムであって、
   前記コンピュータに、
   前記電源容量推定処理部によって、前記入力部から電源容量推定の制御指示を受けたとき、前記記憶部から所定期間の電力需要実データと電力需要予測結果とを取り出し、前記電力需要実データ＞電力需要予測結果と、前記電力需要実データ＜電力需要予測結果とに分けて、最大需要誤差及び平均誤差を演算し（後記式１２、式１３）、それぞれ電力需要予測誤差補正容量（後記式１５ａ、式１５ｂ〜式１７ａ、式１７ｂ）を取得する補正容量算出機能と、所定期間内の同時同量制御の制御周期毎における前記電力需要実データの始点と終点の値の差分を求めた後、それら差分の中から前記電力需要実データ＞前記電力需要予測結果と、前記電力需要実データ＜前記電力需要予測結果とに分けて、最大値となる電力需要実データ差分最大値である電力需要最大変動分必要容量（後記式８ｂ、式１６、式１８）を取得する変動容量算出機能と、前記電力需要実データ＞前記電力需要予測結果と、前記電力需要実データ＜前記電力需要予測結果とに分けて、前記最大需要誤差、前記平均誤差及び前記電力需要実データ差分最大値を用いて、所定の演算式（後記式１９ａ〜式１９ｄ）に基づいて出力可変可能制御分散電源の必要電源容量を推定する暫定必要電源容量推定機能と、前記最大需要誤差を用いて求めた必要電源容量の中から容量の大きな必要電源容量を選定し、かつ、前記平均誤差を用いて求めた必要電源容量の中から容量の大きな必要電源容量（後記式２０ａ，式２０ｂ）を選定する必要電源容量選定機能と、この選定された各容量大の必要電源容量と小規模電力系統の出力可変可能制御分散電源の容量下限値と電源設備保護・耐久性から定める容量マージンとから、前記最大需要誤差を適用した最終必要電源容量と前記平均誤差を適用した最終必要電源容量（後記式２４〜式２７）を推定する最終必要電源容量推定機能を実現させることを特徴とする電源容量推定用プログラム。
4. 請求項１に記載の小規模電力系統の電源容量推定装置において、
   前記小規模電力系統に前記出力可変可能制御分散電源の他に、出力可変不可制御分散電源を設けた場合、
   前記電源容量推定処理部は、
   前記第１の記憶手段に記憶された前記電力需要実データ及び前記電力需要予測結果に、新たに前記出力可変不可制御分散電源に関する出力可変不可制御分散電源実出力データ及び翌日等出力可変不可制御分散電源出力予測結果が記憶された第２の記憶手段と、
   この第２の記憶手段から出力可変不可制御分散電源実出力データ及び翌日等出力可変不可制御分散電源出力予測結果を読み出し、所定期間における前記出力可変不可制御分散電源実出力データ＞前記翌日等出力可変不可制御分散電源出力予測結果と、前記出力可変不可制御分散電源実出力データ＜前記翌日等出力可変不可制御分散電源出力予測結果とに分けて、それぞれ出力可変不可制御分散電源最大予測誤差を求める予測誤差算出手段と、
   前記第１の暫定必要電源容量推定手段で推定された必要電源容量に前記予測誤差算出手段で算出された出力可変不可制御分散電源最大予測誤差を加えて電源必要容量を求める第２の暫定必要電源容量推定手段と、
   前記第１の暫定必要電源容量推定手段により前記最大需要誤差を用いて求めた容量の大きな必要電源容量、前記平均誤差を用いて求めた容量の大きな必要電源容量と前記分散電源の容量下限値と電源設備保護・耐久性から定める容量マージンとから、前記最大需要誤差及び平均誤差を適用した最終解となる必要電源容量を推定する第２の最終必要電源容量推定手段と
   を備えたことを特徴とする小規模電力系統の電源容量推定装置。
5. 請求項２に記載の小規模電力系統の電源容量推定方法において、
   前記小規模電力系統に前記出力可変可能制御分散電源の他に、出力可変不可制御分散電源を設けた場合、
   前記第１の記憶部に記憶された前記電力需要実データ及び前記電力需要予測結果に、新たに前記出力可変不可制御分散電源に関する出力可変不可制御分散電源実出力データ及び翌日等出力可変不可制御分散電源出力予測結果が記憶された第２の記憶部が設けられ、
   前記電源容量推定処理部は、前記第２の記憶部から出力可変不可制御分散電源実出力データ及び翌日等出力可変不可制御分散電源出力予測結果を読み出し、所定期間における前記出力可変不可制御分散電源実出力データ＞前記翌日等出力可変不可制御分散電源出力予測結果と、前記出力可変不可制御分散電源実出力データ＜前記翌日等出力可変不可制御分散電源出力予測結果とに分けて、それぞれ出力可変不可制御分散電源最大予測誤差（後記式２８ａ，式２８ｂ）を求める予測誤差算出ステップと、
   前記第１の暫定必要電源容量推定ステップで推定された必要電源容量に前記予測誤差算出ステップで算出された出力可変不可制御分散電源最大予測誤差を加えて電源必要容量を求める第２の暫定必要電源容量推定ステップと、
   前記第２の暫定必要電源容量推定ステップにより前記最大需要誤差を用いて求めた容量の大きな必要電源容量、前記平均誤差を用いて求めた容量の大きな必要電源容量（後記する式３０ａ，式３０ｂ参照）と前記分散電源の容量下限値と電源設備保護・耐久性から定める容量マージンとから、前記最大需要誤差及び平均誤差を適用した最終解となる必要電源容量（後記する式３１〜式３２）を推定する第２の最終必要電源容量推定ステップと
   を有することを特徴とする小規模電力系統の電源容量推定方法。

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