JP2017034968A - 電力管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の需要家に設置された蓄電池を、複数の需要家の集合体におけるピークカットを有効に行う電力管理方法を提供する。
【解決手段】発電装置及び蓄電池の双方を備える需要家施設、前記発電装置及び前記蓄電池のいずれかを備える需要家施設、発電装置及び蓄電池の双方を備えていない需要家施設からなる需要家群における買電電力のピークカットを前記蓄電池から放電される電力により行う電力管理方法であって、前記需要家施設の各々の予測消費電力パターンと前記発電装置の各々の予測発電電力パターンとから前記需要家群における買電電力パターンを求め、当該買電電力パターンにおける各時間帯におけるピークカットを行うため、前記蓄電池の各々の単位時間内放電可能量に基づき、前記蓄電池の前記時間帯毎の放電電力の放電パターンを生成し、前記蓄電池の放電の制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力管理方法に関する。

近年、太陽電池などをはじめとした再生可能エネルギー（自然エネルギー）を利用する発電装置を分散型電源装置の１つとして備える電源供給システムが普及してきている（例えば、特許文献１参照）。
現状においては、余剰電力買取制度、全量固定買取制度等が策定されたことにより、住宅を新築するにあたっての太陽電池（太陽光発電パネル）の設置がほぼ定常化してきているような状況にある。具体的に、分譲住宅地などにおいては全体における７〜９割程度の住宅に太陽電池が設置されている。

また、技術面では住宅向けの太陽電池においても大容量化が推し進められている傾向にある。
太陽電池の発電電力は気象条件などに応じて大きく変動する。このために、例えば日中が晴天で太陽光が強いようなときには、太陽電池の発電電力が住宅で必要な電力を超える可能性がある。この場合には、各住宅における発電電力に余剰分の電力（余剰電力）が生じることになる。

上記のように太陽電池の発電電力に余剰電力が生じた場合には商用系統へ売電するほか、蓄電池への充電、及び他の需要家である住宅に対して余剰電力の提供を行うことになる。
また、複数の需要家の総負荷に対して、蓄電池を活用したピークカットが行われる（例えば、特許文献２）。

特開２０１２−１０５５９号公報 国際公開第２０１４／０４２２１９号

しかしながら、特許文献２においては、複数の需要家に対する蓄電システムによるピークカット方法が提示されているが、蓄電池を全体として一つのシステムとして見立てたものである。すなわち、各需要家に設置されている需要家個々の蓄電池を運用しておらず、需要家個々の蓄電池の運用制御が行われていないため、エネルギー資源が十分に活用されない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、複数の需要家に設置された蓄電池を、複数の需要家の集合体（後述する電力管理地域１の需要家群）におけるピークカットを有効に行う電力管理方法を提供することを目的とする。
かつ、本発明は、ピークカットの目標は、想定される複数の需要家における負荷パターン及び蓄電池からの放電可能な電力に基づいて、柔軟かつ効果的に設定し、運用する電力管理方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、発電装置及び蓄電池の双方を備える需要家施設、前記発電装置及び前記蓄電池のいずれかを備える需要家施設、発電装置及び蓄電池の双方を備えていない需要家施設からなる需要家群における買電電力のピークカットを前記蓄電池から放電される電力により行う電力管理方法であって、前記需要家施設の各々の予測消費電力パターンと前記発電装置の各々の予測発電電力パターンとから前記需要家群における買電電力パターンを求め、当該買電電力パターンにおける各時間帯におけるピークカットを行うため、前記蓄電池の各々の単位時間内放電可能量に基づき、前記蓄電池の前記時間帯毎の放電電力の放電パターンを生成し、前記蓄電池の放電の制御を行うことを特徴とする。

また、本発明は、上述の電力管理方法において、前記買電電力パターンにおける最大買電電力の時間帯を検出し、前記需要家施設群における蓄電池からいずれか一つの蓄電池を選択し、この選択した蓄電池の単位時間内放電可能量を最大買電電力の電力量から減算し、新たな買電電力パターンを生成する処理を繰り返して行い、前記買電電力パターンの最大買電電力を低下させる前記蓄電池の前記放電パターンを生成することを特徴とする。

また、本発明は、上述の電力管理方法において、前記買電電力パターンにおける最大買電電力を低下させるために用いる蓄電池として、前記需要家施設群における前記蓄電池において前記単位時間内放電可能量が最大の蓄電池を選択することを特徴とする。

また、本発明は、発電装置及び蓄電池の双方を備える需要家施設、前記発電装置及び前記蓄電池のいずれかを備える需要家施設、発電装置及び蓄電池の双方を備えていない需要家施設からなる需要家群における買電電力のピークカットを前記蓄電池から放電される電力により行う電力管理方法であって、前記需要家施設の各々の予測消費電力パターンと前記発電装置の各々の予測発電電力パターンとから前記需要家群における買電電力パターンを求め、当該買電電力パターンにおける各時間帯におけるピークカットを行うため、前記蓄電池の各々の単位時間内放電可能量に基づき、前記蓄電池の前記時間帯毎の放電電力の放電パターンを生成し、前記蓄電池の放電の制御を行い、この放電制御を行う当日の所定の時間が到来すると、前記当日の消費電力の実測値の履歴に基づいて、新たな予測消費電力パターンを生成し、その時点における消費電力実測値が、当該新たな予測消費電力パターンにおける予測消費電力を越えている場合には、その超過分も加味した買電電力パターンを算出することを特徴とする。

また、本発明は、上述の電力管理方法において、超過分も加味された前記買電電力パターンが、目標購入電力上限値を超える場合には、目標購入電力上限値を買電電力とし、目標購入電力上限値を超える電力について蓄電池から放電させるように計画することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、複数の需要家に設置された蓄電池を、複数の需要家の集合体におけるピークカットを有効に行う電力管理方法を提供することができる。
また、本発明によれば、ピークカットの目標も固定的に考えるべきではなく、想定される複数の需要家における負荷パターン及び蓄電池からの放電可能な電力に基づいて、柔軟かつ効果的に設定し、運用する電力管理方法を提供することができる。
また、本発明によれば、放電制御を行う当日において、所定の時間が到来すると、予測消費電力パターンを算出し直し、その時点における消費電力実測値が、当該新たな予測消費電力パターンにおける予測消費電力を越えている場合には、その超過分も加味した買電電力パターンを算出する。これにより、予測結果と当日の実績において差が生じる場合であっても、買電電力パターンを当日において見直すことができる。そのため、ピーク時において蓄電池の残容量が不足してしまうことを低減することができる。

第１実施形態における電力管理システムの全体構成例を示す図である。 第１実施形態における電力管理装置の構成例を示す図である。 需要電力パターン、発電電力パターン、買電電力（購入電力）パターンの各々の関係を示す図である。 需要家施設１０の各々の蓄電池１０３の蓄電残量と、蓄電池１０３の単位時間内における放電可能量を示す図である。 電力管理地域１における需要家施設１０の蓄電池１０３から放電が可能な時間帯毎の必要放電電力量を示す図である。 ピークカット処理後の需要電力パターン、発電電力パターン、買電電力（購入電力）パターンの各々の関係を示す図である。 購入電力が目標購入最大電力量（最大買電電力）を超えない場合における買電電力量（購入電力量）と買電電力量（購入電力量）とピークカットに用いる必要放電電力量との関係を示すテーブルである。 購入電力が目標購入最大電力量（最大買電電力）を超えない場合における買電電力量（購入電力量）と買電電力量（購入電力量）とピークカットに用いる必要放電電力量との関係を示すテーブルである。 電力管理装置２００の放電計画の生成処理について説明するフローチャートである。 電力管理装置２００の動作を説明するフローチャートである。 買電目標値について説明するグラフである。

＜第１の実施形態＞
［電力管理システムの全体構成例］
図１は、本実施形態における電力管理システムの全体構成例を示している。本実施形態における電力管理システムは、例えば、所定の地域範囲における複数の需要家施設に対応する住宅、商業施設、産業施設などの需要家施設における電力を一括して管理するものである。このような電力管理システムは、例えばＴＥＭＳ（Town Energy Management System）やＣＥＭＳ（Community Energy Management System）などといわれるものに対応する。

本実施形態の電力管理システムは、図１において電力管理地域１として示す一定範囲の地域の需要家群における需要家施設１０ごとの電気設備を対象として電力管理を行う。需要家施設１０は、例えば、住宅、商業施設、あるいは産業施設などに該当する。これらの需要家施設１０には、それぞれ商用電源２が分岐して供給される。

同図においては、或る１つの需要家施設１０が備える電気設備が示されている。同図において示される１つの需要家施設１０は、太陽電池１０１（再生可能エネルギー対応発電装置の一例）、パワーコンディショナ１０２、蓄電池１０３、インバータ１０４、電力経路切替部１０５、負荷１０６−１〜１０６−Ｎ及び施設別制御部１０７を備える。なお、以降の説明において、負荷１０６−１〜１０６−Ｎのそれぞれについて特に区別しない場合には、負荷１０６と記載する。

太陽電池１０１は、光起電力効果により光エネルギーを電力に変換する電力発生装置である。太陽電池１０１は、例えば需要家施設１０の屋根などのように太陽光を効率的に受けられる場所に設置されることで、太陽光を電力に変換する。

パワーコンディショナ１０２は、太陽電池１０１から出力される直流の電力を交流に変換する。

蓄電池１０３は、充電のために入力される電力を蓄積し、また、蓄積した電力を放電して出力する。この蓄電池１０３には、例えばリチウムイオン電池などを採用することができる。

インバータ１０４は、蓄電池１０３ごとに対応して備えられるもので、蓄電池１０３に充電するための電力の交流直流変換または蓄電池１０３から放電により出力される電力の直流交流変換を行う。つまり、蓄電池１０３が入出力する電力の双方向変換を行う。
具体的に、蓄電池１０３に対する充電時には、商用電源２またはパワーコンディショナ１０２から電力経路切替部１０５を介して充電のための交流の電力がインバータ１０４に供給される。インバータ１０４は、このように供給される交流の電力を直流に変換し、蓄電池１０３に供給する。
また、蓄電池１０３の放電時には、蓄電池１０３から直流の電力が出力される。インバータ１０４は、このように蓄電池１０３から出力される直流の電力を交流に変換して電力経路切替部１０５に供給する。

電力経路切替部１０５は、施設別制御部１０７の制御に応じて電力経路の切り替え行う。この際、施設別制御部１０７は、電力管理装置２００の指示に応じて、電力経路切替部１０５を制御することができる。
上記の制御に応じて、電力経路切替部１０５は、同じ需要家施設１０において、商用電源２を負荷１０６に供給するように電力経路を形成することができる。

また、電力経路切替部１０５は、同じ需要家施設１０において、太陽電池１０１により発生された電力をパワーコンディショナ１０２から負荷１０６に供給するように電力経路を形成することができる。
また、電力経路切替部１０５は、同じ需要家施設１０において、商用電源２と太陽電池１０１の一方または両方から供給される電力をインバータ１０４経由で蓄電池１０３に充電するように電力経路を形成することができる。
また、電力経路切替部１０５は、同じ需要家施設１０において、蓄電池１０３から放電により出力させた電力を、インバータ１０４経由で負荷１０６に供給するように電力経路を形成することができる。

さらに、電力経路切替部１０５は、太陽電池１０１により発生された電力を、例えば商用電源２の電力系統を経由して、他の需要家施設１０における蓄電池に対して供給するように電力経路を形成することができる。
また、電力経路切替部１０５は、蓄電池１０３の放電により出力される電力を、他の需要家施設１０における負荷１０６に供給するように電力経路を形成することができる。

負荷１０６−１〜負荷１０６−Ｎは、需要家施設１０において自己の動作のために電力を消費する所定の機器や設備などである。なお、需要家施設１０ごとに備える負荷の数はそれぞれが異なっていて構わない。

施設別制御部１０７は、需要家施設１０における電気設備（太陽電池１０１、パワーコンディショナ１０２、蓄電池１０３、インバータ１０４、電力経路切替部１０５及び負荷１０６）を制御する。

電力管理装置２００は、電力管理地域１に属する需要家施設１０全体における電気設備を対象として電力制御を実行する。このために、図１における電力管理装置２００は、需要家施設１０における施設別制御部１０７の各々と相互に通信が可能なように接続される。これにより、電力管理装置２００は、施設別制御部１０７に対する制御によって、その施設別制御部１０７の管理下にある電気設備を制御することができる。

なお、例えば施設別制御部１０７を省略して、電力管理装置２００が各需要家施設１０における電気設備などを直接制御するようにしてもよい。しかし、本実施形態では、電力管理装置２００と施設別制御部１０７を備えた構成として、電力管理地域１全体と、需要家施設１０とで制御を階層化することにより、電力管理装置２００の制御の複雑化を回避している。

また、電力管理地域１内の需要家施設１０の一部において、例えば太陽電池１０１や、蓄電池１０３を備えないものがあってもよい。
具体的には、電力管理地域１において、太陽電池１０１と蓄電池１０３とのいずれも備えない需要家施設１０があってもよいし、太陽電池１０１と蓄電池１０３のうちのいずれか一方を備える需要家施設１０があってもよい。

太陽電池１０１の発電電力は、日照条件に応じて変動する。特に日中において晴天の状態であれば太陽電池１０１は大きな発電電力を出力する。その一方で、例えば需要家施設１０において稼働している負荷１０６が少ないなどして、負荷１０６により消費される電力が少ないような状態となる場合がある。このような場合、需要家施設１０においては、太陽電池１０１の発電電力のうちで負荷１０６により消費されない余剰分の電力（余剰電力）が生じる。

このような余剰電力は、例えば蓄電池１０３に充電することができる。しかし、余剰電力が比較的大きいような場合には、蓄電池１０３に充電してもなお余剰電力が残る場合もあると考えられる。
蓄電池１０３にも充電できない余剰電力については他の需要家施設１０に対して供給すればよいということになる。しかし、太陽電池１０１の発電電力は日照条件に依存し、常に太陽電池１０１の余剰電力が発生し、他の需要家施設１０に対して供給することはできない。
また、電力管理地域１の需要家施設１０全体の買電電力を求め、最大買電電力（ピーク電力）を低下させるピークカットを行うことを行う場合、電力管理地域１における太陽電池１０１の発電電力及び蓄電池１０３の蓄電電力を有効に用いる必要がある。

そこで、本実施形態の電力管理装置２００は、以下に説明するように、電力管理地域１における需要家施設１０各々の蓄電池１０３の充電計画（所定の時間毎の蓄電池１０３の充電電力量を示す充電パターン）及び放電計画（所定の時間毎の蓄電池１０３の放電電力量を示す放電パターン）を立てて、電力管理地域１全体のピークカットを行い、各需要家施設１０における蓄電池１０３の有効活用を図る。

［電力管理装置の構成］
図２は、蓄電池１０３への充放電動作を制御するための電力管理装置２００の構成例を示している。
同図に示す電力管理装置２００は、消費電力予測部２０１、発電電力予測部２０２、余剰電力予測部２０３、買電電力予測部２０４、充電計画部２０５、放電計画部２０６、履歴情報管理部２０９及び記憶部２１０の各々を備える。また、図示しない通信部が、通信網経由で各需要家施設１０における施設別制御部１０７と通信を実行する。上記通信部が対応する通信網は、例えばインターネットなどのネットワークであってもよいし、専用線を用いた通信網であってもよい。

履歴情報管理部２０９は、電力管理地域１における電力に関する履歴情報を管理する。
具体的に、履歴情報管理部２０９は、記憶部２１０における電力消費履歴情報を管理する。また、履歴情報管理部２０９は、記憶部２１０における発電電力履歴情報を管理する。

記憶部２１０が記憶する電力消費履歴情報は、各需要家施設１０において消費された日ごとの電力を示す情報である。また電力消費履歴情報は、日ごとにおいては所定時間ごとに消費された電力を示す。
履歴情報管理部２０９は、通信部経由での通信によって、各需要家施設１０における施設別制御部１０７から消費電力情報を所定時間ごとに取得する。ここで、施設別制御部１０７が送信する消費電力情報は、例えば対応の需要家施設１０における負荷１０６−１〜１０６−Ｎによる総合の消費電力であればよい。

履歴情報管理部２０９は、上記通信部経由で各需要家施設１０から取得した消費電力情報に基づいて、各需要家施設１０についての電力消費履歴情報を作成する。このように作成される電力消費履歴情報として、１日分の電力消費履歴情報には、所定時間ごとに対応する消費電力が示される。また、１日分の電力消費履歴情報には、例えば当日における所定の時間帯ごとの天気（気象）の情報が対応付けられる。
履歴情報管理部２０９は、作成した電力消費履歴情報を記憶部２１０に記憶させる。このように、履歴情報管理部２０９は電力消費履歴情報を管理する。

また、記憶部２１０が記憶する発電電力履歴情報は、各太陽電池１０１の日ごとの発電電力を示す情報である。発電電力履歴情報は、日ごとの情報として、所定時間ごとの発電電力を示す。
履歴情報管理部２０９は、上記通信部経由での通信によって、太陽電池１０１を備える需要家施設１０における施設別制御部１０７のそれぞれから発電電力情報を所定時間ごとに取得する。
発電電力情報は、太陽電池１０１が所定時間ごとに発電した電力を示す。また、発電電力情報は、蓄電池１０３を備える需要家施設１０の太陽電池１０１については、太陽電池１０１から蓄電池１０３に充電した充電電力の情報も含む。

履歴情報管理部２０９は、上記通信部経由で太陽電池１０１を備える各需要家施設１０から取得した発電電力情報に基づいて、太陽電池１０１ごとに対応した発電電力履歴情報を作成する。このように作成される発電電力履歴情報として、１日分の発電電力履歴情報には、所定時間ごとに対応する発電電力が示される。また、発電電力履歴情報には、当日の所定時間ごとの天気を示す情報が対応付ける。
履歴情報管理部２０９は、作成した発電電力履歴情報を記憶部２１０に記憶させる。このように、履歴情報管理部２０９は発電電力履歴情報を管理する。

消費電力予測部２０１は、電力管理地域１における複数の需要家施設１０による総合の消費電力を予測する。具体的に、消費電力予測部２０１は、記憶部２１０に記憶される電力消費履歴情報に基づいて、先ず、各需要家施設１０の消費電力を予測する。消費電力予測部２０１は、各需要家施設１０の消費電力として所定時間ごとの消費電力を予測する。
予測にあたり、消費電力予測部２０１は、電力消費履歴情報のうちで、例えば予測対象日とほぼ同じ時期（季節）であって、かつ、予測対象日において予報される天気とほぼ同じ天気と対応付けられた電力消費履歴情報を利用する。

そして、消費電力予測部２０１は、需要家施設１０ごとに予測された消費電力に基づいて、予測対象日における複数の需要家施設１０による総合の消費電力を所定時間ごとに予測する。最も単純な例の１つとして、消費電力予測部２０１は、需要家施設１０ごとに予測された消費電力を所定時間毎に加算し、加算結果を総計として、求めた所定時間毎の総計を、複数の需要家施設１０による総合の消費電力の予測結果で需要電力パターンとすればよい。

発電電力予測部２０２は、電力管理地域１における複数の需要家施設１０のうちの少なくとも一部において備えられる太陽電池１０１による総合の発電電力を予測する。
このために、発電電力予測部２０２は、記憶部２１０に記憶される発電電力履歴情報を利用する。
発電電力履歴情報は、前述のように、太陽電池１０１ごとについての１日単位の発電電力を所定時間ごとに示す。また、発電電力履歴情報には、該当日の天気を示す情報が所定時間ごとに対応付けられている。
発電電力予測部２０２は、予測対象日の天気予報に基づいて、発電電力履歴情報のうちから、予測対象日とほぼ同じ時期（季節）であって、かつ、予測対象日において予報される天気とほぼ同じ天気と対応付けられた発電電力履歴情報を取得する。発電電力予測部２０２は取得した発電電力履歴情報のそれぞれが示す発電電力に基づいて、予測対象日の発電電力を所定時間ごとに予測する。発電電力予測部２０２は、各需要家施設１０の予想した電力を時間毎に加算し、発電電力パターンを生成する。

余剰電力予測部２０３は、消費電力予測部２０１により予測された消費電力パターンと、発電電力予測部２０２により予測された発電電力パターンとに基づいて、発電電力の余剰についての状態（余剰状態）を予測する。
ここでの発電電力の余剰状態とは、予測対象日における余剰電力の値の所定時間ごとの変化である。即ち、余剰電力予測部２０３は、予測対象日における所定時間ごとの余剰電力を予測する。

一定時間ごとの余剰電力は、同じ時間ごとにおける発電電力の予測値から消費電力の予測値を減算することにより求められる。さらに、太陽電池１０１から蓄電池１０３に充電が行われた際には、電力管理地域１における総合の充電電力も発電電力から減算することによって余剰電力が求められる。
本実施形態においては前述のように発電電力履歴情報には充電電力の情報も含められる。そこで、発電電力予測部２０２は、発電電力履歴情報における充電電力の情報に基づいて予測日における一定時間ごとの充電電力も予測する。そして、発電電力予測部２０２は、所定時間ごとに、発電電力の予測値から消費電力の予測値と充電電力の予測値とを減算することによって、所定時間ごとの余剰電力の値を求める。このように求められた所定時間ごとの余剰電力の値が余剰状態についての予測結果である。

買電電力予測部２０４は、予測された消費電力のパターンである需要電力パターンと、予測された発電電力のパターンである発電電力パターンとの差分を求め、この差分を買電電力パターンとする（買電電力パターンの生成）。

図３は、需要電力パターン、発電電力パターン、買電電力（購入電力）パターンの各々の関係を示す図である。より具体的に、図３は、１日の３０分ごとにおける電力管理地域１の複数の需要家施設１０で加算した消費電力量（予測された消費電力量）、発電電力量、買電電力量（購入電力量）を、０時（０：００）から２３時３０分（２３：３０）までの時刻において示している。図３（ａ）は、３０分毎の電力量（消費電力量、発電電力量、買電電力量（購入電力量）、放電電力量）を示しており、横軸が時間を示し、縦軸が電力量を示している。図３（ｂ）は、１時間毎の電力量（消費電力量、発電電力量、買電電力量購入電力量、放電電力量）を示しており、横軸が時間を示し、縦軸が電力を示している。

図２に戻り、充電計画部２０５は、ピークカットに用いる電力量を蓄電するための充電計画を、需要家施設１０の各々の蓄電池１０３それぞれに対して作成する。この蓄電池１０３の充電計画は、現在の蓄電池１０３の満充電における蓄電電力量と現在の蓄電電力量との差分の電力量を、太陽電池１０１の発電電力のうちの余剰電力、あるいは目標ピーク電力を超えていない時間帯（望ましくは電力料金の安い夜間電力の時間帯）に商用電源２からの買電電力により充電する充電計画（各蓄電池１０３の充電電力パターン）を生成する。

図４は、需要家施設１０の各々の蓄電池１０３の蓄電電力の残量（残存している電力量）を示す蓄電残量と、蓄電池１０３の単位時間内における放電可能量（単位時間内放電可能電力量[ｋＷｈ／３０ｍｉｎ]）を示す図である。ＩＤは、各需要家施設１０に付与された識別情報、例えば識別番号である。図４のテーブルは、各需要家施設１０毎に、識別情報、蓄電池１０３の蓄電残量、出力、単位時間内放電可能量の各々が示された蓄電池テーブルである。放電計画部２０６は、この図４に示す蓄電池テーブルを、記憶部２１０に対して一旦書き込んで記憶させる。
そして、放電計画部２０６は、記憶部２１０の蓄電池テーブルにおける各蓄電池１０３の単位時間内放電可能量及び蓄電残量の各々に基づき、時間帯毎の各蓄電池１０３の放電計画（放電パターン）を生成する。

すなわち、放電計画部２０６は、記憶部２１０の蓄電池テーブルを参照して、以下のように、需要家施設１０における蓄電池１０３それぞれの放電計画を生成する。放電計画部２０６は、電力管理地域１における買電電力パターンにおける買電電力の電力量が最大値である時間帯を検出し、この時間帯の買電電力の電力量から、電力管理地域１内の需要家施設１０におけるいずれか一つの蓄電池１０３の単位時間内放電可能量を減算し、新たな買電電力パターンを生成し、生成した新たな買電力パターンを記憶部２１０に書き込んで記憶させる。

図５は、電力管理地域１における需要家施設１０の蓄電池１０３から放電が可能な時間帯毎の必要放電電力量を示す図である。図５において、縦軸は電力量であり、横軸は時刻を表している。この図においては、一例として、３０分毎における必要放電電力量が図示されている。
この必要放電電力量と放電する対象時間帯に基づいて蓄電池１０３から需要家施設１０に放電を行うことで、ピークカットを行うことができ、ピークカット前の買電電力量（購入電力量）から、ピークカット後の買電電力量（購入電力量）まで、買電電力量を低減することができる。
また、最大買電電力（ピーク電力）が３９０[ｋＷｈ／３０ｍｉｎ]であり、放電可能量（蓄電池１０３の総蓄電量）が３００[ｋＷｈ]であり、目標買電電力量を低減させたために放電する必要放電量、放電対象として選択された蓄電池１０３の放電量を加算した必要放電量が２７７[ｋＷｈ]であるとする。この場合、蓄電池１０３の蓄電残量が残るため、さらにピークカットを行うことが可能なことを示している。この場合には蓄電池１０３の蓄電残量の余裕を活用して、買電電力量を低減させるために、さらにピークカットの処理を行うように構成しても良い。例えば、放電計画部２０６は、電力管理地域１における需要家施設１０の蓄電池１０３全ての蓄電残量が０となるように、放電計画を生成するように構成しても良い。

計画管理部２１１は、充電計画または放電計画の作成が行われた後、その充電計画または放電計画に従った充放電制御を行う当日において、所定の時間が到来すると、その当日における充電計画または放電計画を、充電計画部２０５、放電計画部２０６に対し、再度作成させる機能を有する。ここで、所定の時間とは、例えば、３０分毎、１時間毎等の一定の時間間隔であってもよいし、毎時正時（毎時刻００分）や、毎時３０分また、予め定められた時刻（例えば、午前１０時、正午、午後１時、午後２時、午後２時３０分、午後３時、午後４時など）であってもよい。

ここで、放電計画部２０６は、以下の示す処理の順番に従い放電計画を生成する。
図８は、電力管理装置２００の放電計画の生成処理について説明するフローチャートである。
ステップＳ１：
放電計画部２０６は、買電電力が最大の時間帯を調整テーブルから抽出する。このとき、放電計画部２０６は、同一の電力量の買電電力が存在する場合、時刻の早い時間帯を、処理の対象として抽出する。

ステップＳ２：
そして、放電計画部２０６は、この時間帯において放電させる蓄電池１０３として、記憶部２１０の蓄電池テーブルを参照して、蓄電残量が０でない蓄電池１０３のなかから、単位時間内放電可能量が最も大きい蓄電池１０３を選択する。このとき、放電計画部２０６は、同一の単位時間内放電可能量の蓄電池１０３が複数存在する場合、ＩＤ（識別番号）の小さい順に選択する。

ステップＳ３：
そして、放電計画部２０６は、買電電力パターンにおいて現在選択されている時間帯の買電電力の電力量から、選択した蓄電池１０３の単位時間内放電可能量を減算する。放電計画部２０６は、減算した結果を前記時間帯の新たな買電電力の電力量として買電電力パターンを変更する。放電計画部２０６は、記憶部２１０に対して変更した買電電力パターンを、新たな買電電力パターンとして書き込んで記憶させる（買電電力パターンの更新処理）。

ステップＳ４：
放電計画部２０６は、単位時間内放電可能量を放電させるために選択した蓄電池１０３の蓄電残量の電力量から、放電させる単位時間内放電可能量を減算する。
そして、放電計画部２０６は、減算結果を新たな蓄電残量及び単位時間内放電可能量として、記憶部２１０の蓄電池テーブルに対し、新たな蓄電残量及び単位時間内放電可能量として書き込んで記憶させる（新たな蓄電残量の上書き処理）。

ステップＳ５：
そして、放電計画部２０６は、記憶部２１０の蓄電池テーブルを参照して、いずれか一つでも蓄電残量が０でない蓄電池１０３があれば、ステップＳ１に戻り、処理を継続し、全ての蓄電池１０３の蓄電残量が０である場合、放電計画における放電パターンが作成されたとして処理を終了する。
このとき、放電計画部２０６は、電力管理地域１における需要家施設１０の蓄電池１０３毎に、上述して決定した時間帯毎の放電する放電電力量を求め、それぞれの蓄電池１０３の放電計画（放電パターン）とし、各需要家施設１０における蓄電池１０３からの放電電力の管理を行う。

図６は、ピークカット処理後の需要電力パターン、発電電力パターン、買電電力（購入電力）パターンの各々の関係を示す図である。より具体的に、図６は、１日の３０分ごとにおける電力管理地域１の複数の需要家施設１０で加算した消費電力量（予測された消費電力量）、発電電力量、買電電力量（購入電力量）を、０時（０：００）から２３時３０分（２３：３０）までの時刻において示している。図６（ａ）は、３０分毎の電力量（消費電力量、発電電力量、買電電力量（購入電力量）、放電電力量）を示しており、横軸が時間を示し、縦軸が電力量を示している。買電電力のピーク（１５：００から１９:００の時間帯）の電力量が、最大買電電力（ピーク電力）として設定された３９０[ｋＷｈ／３０ｍｉｎ]以下となっており、最大買電電力がピークカット前に比較して低減されていることが判る。図６（ｂ）は、１時間毎の電力量（消費電力量、発電電力量、買電電力量購入電力量、放電電力量）を示しており、横軸が時間を示し、縦軸が電力量を示している。買電電力のピーク（１５：００から１９:００の時間帯）の電力が７８０[ｋＷ]以下となっており、最大買電電力がピークカット前に比較して低減されていることが判る。

図７Ａは、購入電力が目標購入最大電力量（最大買電電力）を超えない場合における買電電力量（購入電力量）と買電電力量（購入電力量）とピークカットに用いる必要放電電力量との関係を示すテーブルである。図７Ａは、１日の３０分ごとにおける電力管理地域１の複数の需要家施設１０におけるピークカット前の買電電力量とピークカット後の買電電力量とピークカットに用いた必要放電電力量との対応関係を、０時（０：００）から１１時３０分（１１：３０）までの時刻において示している。

図７Ｂは、ピークカット前の買電電力量（購入電力量）とピークカット後の買電電力量（購入電力量）とピークカットに用いた必要放電電力量との関係を示すテーブルである。図７Ｂは、１日の３０分ごとにおける電力管理地域１の複数の需要家施設１０におけるピークカット前の買電電力量とピークカット後の買電電力量とピークカットに用いた必要放電電力量との対応関係を、１２時（１２：３０）から１２時（２３：３０）までの時刻において示している。
図７Ａ及び図７Ｂの場合には、最大買電電力が４００[ｋＷｈ／３０ｍｉｎ]であり、買電電力量が最大買電電力を超える時間帯が無いため、ピークカット電力量を放電する時間帯はなく、放電計画は生成されることはない。

上述したように、本実施形態によれば、電力管理地域１における複数の需要家施設１０の備える蓄電池１０３各々から、買電電力パターン全体における最大買電電力を低下させるための放電の放電計画を立てることにより、蓄電池１０３の各々の蓄電容量を効率的に使用して、最大買電電力に対するピークカット処理を行うことができる。
また、本実施形態によれば、買電電力パターンにおけるピークカットの目標とする買電電力を固定的に考えることなく、複数の需要家施設１０における蓄電池１０３からの放電可能な電力に基づいて、柔軟かつ効果的に運用することができる。

また、上述の実施形態において、充放電制御を行うための計画（充電計画、放電計画）を、前日あるいは当日までに作成する場合について説明したが、この計画の作成後、運用当日において、計画の見直しをして再計画を行うようにしてもよい。
次に、再計画を行う場合における電力管理装置２００の動作について、図９のフローチャートを用いて説明する。

電力管理装置２００は、充放電制御を行う前日または当日の所定の時間（例えば、午前３時など）までに、充電計画部２０５による充電計画の作成と、放電計画部２０６による放電計画を作成とを行う。
ステップＳ１０１：
次に、計画管理部２１１は、各時刻において００分時または３０分時が到来したか否かを判定する。００分時または３０分時が到来していなければ、再度ステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０２：
００分時または３０分時が到来した場合、計画管理部２１１は、消費電力予測部２０１に、消費電力の予測のし直しを行うよう指示する。消費電力予測部２０１は、この指示に従い、記憶部２１０に記憶されている、過去の電力消費履歴情報を参照し、消費電力の予測のし直しを行う時点から一定時間内における当日の消費電力の実績値の履歴に最も近い（類似する）電力消費履歴情報を抽出する。ここで、消費電力予測部２０１は、電力消費履歴情報が日毎に記憶部２１０に記憶されているので、当日の実績値の履歴に近い履歴を有する日の電力消費履歴情報を抽出する。

ステップＳ１０３：
消費電力予測部２０１は、抽出された電力消費履歴情報を消費電力予測値として取得する。
ステップＳ１０４：
消費電力予測部２０１は、消費電力予測値が得られると、その消費電力予測値を以後の消費電力予測値として設定（保持）する。
ステップＳ１０５：
次に、消費電力予測部２０１は、設定された消費電力予測値を参照し、現時点の消費電力実績値が、現時点の時刻に対応する消費電力予測値を越えているか否かを判定する。

ステップＳ１０６：
現時点の消費電力実績値が現時点の時刻に対応する消費電力予測値を越えている場合、消費電力予測部２０１は、現時点の消費電力実績値から現時点の時刻に対応する消費電力予測値を減じることで、超過分を算出する。
ステップＳ１０７：
超過分の算出が行われると、消費電力予測部２０１は、超過分をその時刻以降の消費電力予測値に加算し、補正後消費電力予測値を算出する。

ステップＳ１０８：
買電電力予測部２０４は、消費電力予測値から予測発電電力を減じることで、目標購入電力を算出する。ここで、買電電力予測部２０４は、ステップＳ１０７において補正後消費電力予測値が算出されている場合には、この補正後消費電力予測値を消費電力予測値とし、予測発電電力を減じる。一方、買電電力予測部２０４は、ステップＳ１０５において、現時点の消費電力実績値が現時点の時刻に対応する消費電力予測値を越えてなければ、ステップＳ１０４において設定された消費電力予測値から予測発電電力を減じる。
ステップＳ１０９：
次に、買電電力予測部２０４は、目標購入電力が目標購入電力上限値を超えているか否かを判定する。

ステップＳ１１０：
買電電力予測部２０４は、目標購入電力が目標購入電力上限値を越えている場合、目標購入電力上限値を超えない範囲を目標購入電力として設定し、目標購入電力と目標購入電力上限値との差分を放電計画部２０６に通知する。放電計画部２０６は、この差分の通知に基づいて、差分について、蓄電池から放電するように割り当てる。この割り当ては、目標購入電力が目標購入電力上限値を超えている時間帯に対し、蓄電池１０３から放電することで、差分を補うように放電する放電パターンを作成することで行われる。
ステップＳ１１１：
一方、買電電力予測部２０４は、目標購入電力が目標購入電力上限値を越えていない場合、算出した目標購入電力を、現在の目標購入電力として設定する。

次に、図１０は、買電目標値について説明するグラフである。
図１０（ａ）は、前日において充電計画及び放電計画を行った場合において、充電及び放電を行う当日のある時点まで経過した場合における買電電力に関するグラフである。
放電計画部２０６は、前日に予測をして得られた買電電力の予測値（符号ａ）のうち、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２において、買電電力の予測値が買電目標値（符号ｂ）を超えるため、この時刻Ｔ１から時刻Ｔ２において放電する予定（符号ｃ）が含まれる放電計画を前日において作成する。そして実際に制御当日が到来ししたとき、消費電力の実績値（符号ｄ）が、時刻Ｔａ以降において買電電力の実測値（符号ｅ）を超えたまま現在時刻に至っている。このとき、時刻Ｔａから現在時刻までは、消費電力が買電目標値を越えているため、この期間において、買電電力では不足する分（消費電力の実測値と買電目標値との差分）については、蓄電池１０３から実際に放電（符号ｆ）することで補われる。そうすると、前日予測の時刻Ｔ１よりも早い時刻である時刻Ｔａから蓄電池１０３の放電が開始されてしまうため、放電の予定をしていた時刻Ｔ１から時刻Ｔ２において放電するための残容量が不足してしまい、予定していた放電計画どおりにならない可能性が生じる。

図１０（ｂ）は、前日において充電計画及び放電計画を行った後、当日に放電計画の場合において、充電及び放電を行う当日のある時点まで経過した場合における買電電力に関するグラフである。
放電計画部２０６は、前日に予測をして得られた買電電力の予測値（符号ａ）に従って放電計画を作成し、買電電力予測部２０４は、前日において買電電力目標値を予測し、買電電力目標値（符号ｂ１）を算出する。当日において、充放電計画と買電電力目標値に従って、電力管理が行われるが、計画管理部２１１は、所定の時間間隔（毎時正時と毎時３０分）が到来する毎に、消費電力の予測のし直しを指示する。この指示を契機とし、所定の時間間隔が到来する毎に、消費電力の予想のし直しが行われ、買電電力予測値（符号ｇ）の予想のし直しが行われ、買電電力目標値の算出のし直しが行われる。その結果、時刻Ｔａから現在時刻の間においては、前日予測値に基づく制御のみを行うと、当日測定された消費電力の実測値（符号ｄ）が、前日に算出していた買電電力目標値（符号ｂ１）を越えるが、時刻Ｔａの一定時間経過後である時刻Ｔｂにおいて買電電力の目標値の見直しが行われ、前日に予測した買電電力目標値よりも高い値である目標電力目標値（符号ｂ２）が再設定されることで、当日の消費電力を越えないように買電が行われる。この消費電力の予測のし直しや買電電力目標値の算出のし直しが行われることで、蓄電池１０３からの放電は、時刻Ｔａから現在時刻までの間において行われない。そのため、前日の放電計画の通り、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間において放電が可能な状態を維持することができる。また、時刻Ｔｂから現在時刻までの間において、買電電力の目標値の見直しが行われた際、時刻Ｔｂにおいて見直しされた買電電力目標値よりも消費電力の実測値が越えると判定された場合には、見直しされた買電電力目標値よりも高い値である目標電力目標値（符号ｂ３）が再設定されることで、当日の消費電力を越えないように買電が行われる。この買電電力目標値の算出の再設定は、買電電力上限値に到達すると、その買電電力上限値が設定され、この買電電力上限値を越える差分について、蓄電池１０３からの放電によって消費電力が補われる。

なお、上述の電力管理装置２００の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより上述の電力管理装置２００としての処理を行ってもよい。ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、インターネットやＷＡＮ、ＬＡＮ、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体であってもよい。

また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部または外部に設けられた記録媒体も含まれる。配信サーバの記録媒体に記憶されるプログラムのコードは、端末装置で実行可能な形式のプログラムのコードと異なるものでもよい。すなわち、配信サーバからダウンロードされて端末装置で実行可能な形でインストールができるものであれば、配信サーバで記憶される形式は問わない。なお、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後に端末装置で合体される構成や、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は本実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１ 電力管理地域
２ 商用電源
１０ 需要家施設
１０１ 太陽電池
１０２ パワーコンディショナ
１０３ 蓄電池
１０４ インバータ
１０５ 電力経路切替部
１０６−１〜１０６−Ｎ 負荷
１０７ 施設別制御部
２００ 電力管理装置
２０１ 消費電力予測部
２０２ 発電電力予測部
２０３ 余剰電力予測部
２０４ 買電電力予測部
２０５ 充電計画部
２０６ 放電計画部
２０９ 履歴情報管理部
２１０ 記憶部
２１１ 計画管理部

Claims (5)

1. 発電装置及び蓄電池の双方を備える需要家施設、前記発電装置及び前記蓄電池のいずれかを備える需要家施設、発電装置及び蓄電池の双方を備えていない需要家施設からなる需要家群における買電電力のピークカットを前記蓄電池から放電される電力により行う電力管理方法であって、
   前記需要家施設の各々の予測消費電力パターンと前記発電装置の各々の予測発電電力パターンとから前記需要家群における買電電力パターンを求め、当該買電電力パターンにおける各時間帯におけるピークカットを行うため、前記蓄電池の各々の単位時間内放電可能量に基づき、前記蓄電池の前記時間帯毎の放電電力の放電パターンを生成し、前記蓄電池の放電の制御を行う
   ことを特徴とする電力管理方法。
2. 前記買電電力パターンにおける最大買電電力の時間帯を検出し、前記需要家施設における蓄電池からいずれか一つの蓄電池を選択し、この選択した蓄電池の単位時間内放電可能量を最大買電電力の電力量から減算し、新たな買電電力パターンを生成する処理を繰り返して行い、前記買電電力パターンの最大買電電力を低下させる前記蓄電池の前記放電パターンを生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力管理方法。
3. 前記買電電力パターンにおける最大買電電力を低下させるために用いる蓄電池として、前記需要家施設における前記蓄電池において前記単位時間内放電可能量が最大の蓄電池を選択する
   ことを特徴とする請求項２に記載の電力管理方法。
4. 発電装置及び蓄電池の双方を備える需要家施設、前記発電装置及び前記蓄電池のいずれかを備える需要家施設、発電装置及び蓄電池の双方を備えていない需要家施設からなる需要家群における買電電力のピークカットを前記蓄電池から放電される電力により行う電力管理方法であって、
   前記需要家施設の各々の予測消費電力パターンと前記発電装置の各々の予測発電電力パターンとから前記需要家群における買電電力パターンを求め、当該買電電力パターンにおける各時間帯におけるピークカットを行うため、前記蓄電池の各々の単位時間内放電可能量に基づき、前記蓄電池の前記時間帯毎の放電電力の放電パターンを生成し、前記蓄電池の放電の制御を行い、
   この放電制御を行う当日の所定の時間が到来すると、前記当日の消費電力の実測値の履歴に基づいて、新たな予測消費電力パターンを生成し、その時点における消費電力実測値が、当該新たな予測消費電力パターンにおける予測消費電力を越えている場合には、その超過分も加味した買電電力パターンを算出する
   ことを特徴とする電力管理方法。
5. 超過分も加味された前記買電電力パターンが、目標購入電力上限値を超える場合には、目標購入電力上限値を買電電力とし、目標購入電力上限値を超える電力について蓄電池から放電させるように計画する
   ことを特徴とする請求項４記載の電力管理方法。

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