JP2018068017A - 通信方法、中央制御装置及び個別制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分散制御システムを構築する場合に、制御システムの信頼性と制御性を両立させる。
【解決手段】ネットワークを介して複数の制御装置（中央制御装置や個別制御装置など）を接続した分散制御システムに適用される。例えば中央制御装置は、被制御機器の性能を考慮して起動期限を設定する起動期限決定処理と、指令の識別情報と起動期限の情報を含むパケットを、中央制御装置から個別制御装置に送信する通信処理とを実行する。また例えば個別制御装置は、中央制御装置から送信されたパケットを受信したとき、そのパケットに含まれる起動期限に基づいて、指令の被制御機器に対する実行を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、通信方法、中央制御装置及び個別制御装置に関する。

複数の拠点のそれぞれに設置された制御装置をネットワークで接続して、各制御装置を分散して各拠点の被制御機器を制御する分散制御システムにおいては、制御指令を格納したパケットの通信により、各制御装置の動作が決定される。以下の説明では、各拠点の被制御機器を制御する制御装置を個別制御装置と称し、それぞれの個別制御装置に対して制御指令を送信する制御装置を中央制御装置と称する。

このような分散制御システムの性能は、ネットワークの通信性能に依存することとなる。具体的には、通信帯域や通信遅延にかかわるリアルタイム性能、通信伝達の確実性等の通信性能が、分散制御システムの性能に依存する。このため、分散制御システムにおいては、中央制御装置と各個別制御装置を接続するネットワークとして、確実に通信が行える専用の通信ネットワークを採用することが好ましい。

一方、分散制御システムを構築するのに必要なコストの低減が求められており、汎用的なＩＴ技術の活用や、ネットワーク資源の共有（具体的には公衆網の利用）が検討されている。
一般に、通信性能を向上させることと経済的にシステムを構築することの２つは相反し、例えば、公衆網の利用は通信のリアルタイム性能を低下させてしまう。したがって、このような経済性と通信性能の両立が期待される分散制御システムは、産業用の様々な用途で求められている。例えば、電力システムにおける仮想発電所（Virtual Power Plant：以下、ＶＰＰと称する。）、自動車、建設機械、ドローン、航空機等のモビリティの自動走行もしくは群制御を行う分散制御システムにおいて、通信性能と経済性の両立が求められる。さらに、工場の生産ラインや製造装置、工作機械、プラントにおける制御装置（コントローラ）、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等といったＦＡ（Factory Automation）システム等の分散制御システムにおいても、通信性能と経済性の両立が必要とされている。

特に近年は、ＩｏＴ（Internet of Things）のコンセプトにのっとり、分散制御システムのさらなる効率化を目指す取り組みとして、Industrie 4.0、Industrial Internet、ＩＶＩ（Industrial Value Chain Initiative）等の取り組みが行われている。

特開２０１６−１０３９６５号公報

一般にネットワーク内での通信には、種々の不確実性が含まれており、これは制御システムの性能を低下させる要因となる。特に、経済性を求めてネットワークを共有する場合には、制御パケットの通信遅延の増大や、制御パケット自体のロスが発生し得る。制御パケットの送信元である中央制御装置が、送信先に制御パケットが届いたことを確認するためには、送信先からの確認応答（一般にａｃｋと呼称される）を受信する必要がある。しかしながら、確認応答パケット（ａｃｋパケット）そのものにも、通信遅延の増大、パケットロスの可能性がある。

また、通信異常以外にも、対象制御機器自体の異常の可能性もあり、制御指令に対して、全く応答できない場合や、部分的な対応のみ可能といった場合もあり、ａｃｋパケットによる確認では、対処できないケースが多々ある。

送信元が、これらの通信異常や機器異常に対処する一般的な方法は、適切なタイムアウトの設定と、タイムアウト経過後の制御パケットの再送である。しかしながら、送信元においてタイムアウトが経過しても確認応答パケットを受信しなかった場合、送信元は往路（送信元から送信先までの通信経路）において通信異常が発生したのか、復路（送信先から送信元までの通信経路）において通信異常が発生したのかを識別することができない。
特に分散制御システムの場合、送信先で何らかの制御動作を伴うため、通信異常の発生箇所に依存して、所望の制御動作がなされないか、あるいは制御動作の二重起動、又は代替手段実行後に遅延起動されて全体的に制御動作が過剰になるという問題が生じる。

特許文献１には、複数の発電装置や負荷装置をネットワークで接続した電力制御システムにおいて、余剰電力と紐付いた電力ＩＤを給電依頼に付加して送信する場合に、電力ＩＤを余剰電力の有効期間と結びつけるようにした点について記載されている。この特許文献１に記載された技術は、有効期限が経過した電力ＩＤについて、余剰電力の供給ができないものとして扱うことで、通信異常時に不具合が発生することを防止している。

しかしながら、特許文献１に記載されるように有効期限を設定する場合でも、その有効期限を適正に設定しないと、余剰電力などを使った電力の制御が適正にできないという問題がある。例えば、送信元で計画通りの電力供給を得るために、余剰電力の供給を指示し、その指示を行う際に有効期限を設定したとしても、有効期限が短すぎると、通信異常時に余剰電力が有効活用されず、制御性が低下してしまう。逆に、有効期限が長すぎると、余剰電力が使用されるまでの時間が長くかかって、電力供給が不安定になり、電力制御の信頼性が低下してしまう。また、有効期限が短い場合には、通信異常時に有効期限が切れて、制御パケットが再送される回数が増えてしまい、通信網の負荷を増大させてしまう。

したがって、電力制御を行う分散制御システムで、公衆網などの比較的不安定な通信網を利用する際に、発電した電力や余剰電力の有効活用と、全体としての電力供給の安定化が両立するように、有効期限を設定することは、非常に難しいという問題があった。
なお、ここまでの説明では、電力制御を行う分散制御システムを例にして課題を述べたが、その他の様々な制御を行う分散制御システムの場合にも、同様に制御指令に有効期限を設定する場合に、有効期限の設定が難しいという問題があった。

本発明は、分散制御システムを構築する場合に、制御システムの信頼性と制御性が両立するような通信方法、中央制御装置及び個別制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本発明は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、被制御機器の制御を指示する指令と、指令の識別情報と、指令の起動期限を含むパケットを通信することを特徴としている。

本発明によれば、制御パケットの通信異常や制御対象の機器異常に起因して生じる、遅延起動、二重起動、過剰出力などの誤動作を防止し、制御システムの信頼性及び制御性能を向上することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施形態例による分散制御システム全体の例を示すシステム構成図である。 本発明の第１の実施形態例によるＶＰＰ中央制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態例によるＶＰＰ中央制御装置の機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態例によるパケットフォーマット例を示す図である。 本発明の第１の実施形態例による個別制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態例による個別制御装置の機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態例によるＶＰＰ中央制御装置の制御実行手順を示したフローチャートである。 本発明の第１の実施形態例による個別制御装置の制御実行手順を示したフローチャートである。 本発明の第１の実施形態例による動作例（例１：二重起動防止処理の例）を示すタイムチャートである。 図９のタイムチャート実行時の個別制御装置の実行手順を示したフローチャートである。 本発明の第１の実施形態例による動作例（例２：二重起動防止処理の別の例）を示すタイムチャートである。 本発明の第１の実施形態例による動作例（例３：代替起動処理の例）を示すタイムチャートである。 本発明の第１の実施形態例による起動期限の設定例（例１）を示すタイムチャートである。 本発明の第１の実施形態例による起動期限の設定例（例２）を示すタイムチャートである。 本発明の第２の実施形態例によるＶＰＰ中央制御装置の制御実行手順を示したフローチャートである。 本発明の第２の実施形態例による個別制御装置の制御実行手順を示したフローチャートである。 本発明の第２の実施形態例によるパケットフォーマット例を示す図である。 本発明の第３の実施形態例によるＶＰＰ中央制御装置の制御実行手順を示したフローチャートである。 本発明の第３の実施形態例によるＶＰＰ個別制御装置の制御実行手順を示したフローチャートである。 本発明の各実施形態例に適用されるネットワークの例（例１）を示す構成図である。 本発明の各実施形態例に適用されるネットワークの例（例２）を示す構成図である。 本発明の各実施形態例を生産ラインの制御に適用した例を示す構成図である。 本発明の各実施形態例を自動走行制御に適用した例を示す構成図である。 本発明を自動走行制御に適用した場合のパケットフォーマット例を示す図である。

＜１．第１の実施の形態例＞
以下、本発明の第１の実施の形態例を、図１〜図１４を参照して説明する。
本発明の第１の実施の形態例では、複数の発電機器や負荷機器を管理して、１つの発電所のように機能させる仮想発電所（Virtual Power Plant：以下「ＶＰＰ」と称する。）に適用した分散制御システムの例を示す。なお、以下の説明では、分散制御システムを構成する装置として、制御指令の送信元の装置を中央制御装置（ＶＰＰ中央制御装置）と称し、その制御指令をネットワーク内で受信し、受信した制御指令に基づいて被制御機器を制御する装置を個別制御装置と称する。

［１−１．システム全体の構成例］
図１は、本発明の第１の実施の形態例のシステム全体の構成例を示す。
電力系統１００は、様々な電力資源１０１が接続される任意の系統であり、発電所や変電所からの送電系統、配電系統が含まれる。
電力資源１０１は、電力系統１００に対して、発電増減出力の提供が可能な発電資源、又は負荷の増減の提供が可能な電力負荷である。電力資源１０１の具体例としては、水力発電、火力発電、蓄電池、太陽光発電、風力発電、地熱発電、バイオマス発電、バイオガス発電、波力発電、原子力発電などの発電装置が含まれる。また、電力資源１０１の具体例として、家庭内の電力負荷装置、ビルや工場内の電力負荷装置が含まれる。あるいはまた、電力資源１０１として、電源と負荷の両方の性質を有する電力資源である、プロシューマが含まれる。なお、ＶＰＰでは、電力負荷装置が消費する電力を削減する制御を行ったとき、その削減した電力を仮想的に発電した電力として扱うことができる。

図１では複数の電力資源１０１を電力系統１００に接続した例を示すが、ＶＰＰが備える電力資源１０１は１つであってもよい。また、ある特定のＶＰＰ事業者を一つの電力資源１０１と見立ててもよい。

それぞれの電力資源１０１は、個別制御装置１０２により発電状態又は電力消費状態が監視されると共に、必要によりその発電状態又は電力消費状態が制御される。すなわち、被制御機器である電力資源１０１が、個別制御装置１０２により監視及び制御される。それぞれの個別制御装置１０２は、通信ネットワーク１０４を介してＶＰＰ中央制御装置１０３と双方向に通信を行う。

個別制御装置１０２は、電力資源１０１を監視して取得した情報をＶＰＰ中央制御装置１０３に送信する。また、ＶＰＰ中央制御装置１０３から個別制御装置１０２が受信した制御指令をもとに、電力資源１０１を設定し、制御する。それぞれの個別制御装置１０２に接続する電力資源１０１は一つでも複数でもよい。また、個別制御装置１０２は、電力資源１０１内に組み込まれるようにしてもよい。

ＶＰＰ中央制御装置１０３は、通信ネットワーク１０４を介して、個別制御装置１０２が接続された電力資源１０１の群と接続し、電力資源１０１の情報の取得や、動作を制御する装置である。
ＶＰＰ中央制御装置１０３は、一つであってもよいし、複数であってもかまわない。また、複数で構成される場合、一つのゲートウェイ装置又は計算機を通信ネットワーク１０４に接続して、閉じたネットワーク内で他の計算機と接続してもよい。あるいは、複数の計算機でＶＰＰ中央制御装置１０３を構成する場合には、各計算機が個別に通信ネットワーク１０４に接続される構成にしてもよい。
ＶＰＰ中央制御装置１０３の具体例としては、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ワークステーション、サーバ、制御用ＰＣ、クラウドコンピューティング等の計算機が適用可能である。

通信ネットワーク１０４は、ＶＰＰ中央制御装置１０３と個別制御装置１０２を接続する通信ネットワークである。
通信ネットワーク１０４は、公衆網、専用網のいずれでもよい。また、通信ネットワーク１０４の内部での通信方式として、有線通信方式と無線通信方式のいずれでもよい。

さらに、通信ネットワーク１０４に適用可能な通信方式の具体例として、以下の各例が適用可能である。
すなわち、通信方式として、IEEE 802.3規格、各種産業用ネットワーク、IEC 61784規格、IEC 61158規格、IEC 61850規格、IEC 62439規格、IEC 61850-7-420規格、IEC 60870-5-104規格、DNP(Distributed Network Protocol)3規格、IEC 61970規格等が例示される。さらに、通信方式として、IEEE 802.1 AVB規格、CAN(Controller Area Network:登録商標)、DeviceNet、RS-232C規格、RS-422規格、RS-485規格、ZigBee(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、IEEE 802.15規格、IEEE 802.1規格、各種モバイル通信、OpenADR、ECHONET Lite（登録商標）等が例示される。これらの通信方式は好適な例であるが、通信ネットワーク１０４に適用可能な通信方式は、これらの例に限定されない。

なお、後述する起動期限などの時刻（タイミング）を管理するために、ＶＰＰ中央制御装置１０３と個別制御装置１０２間で時刻を同期している必要がある。時刻同期の方法は、例えば契約条件を満足する上で必要な同期精度に応じて、後述する時刻同期制御部１３４（図３，図６）が対応する時刻同期方式を利用する。

［１−２．ＶＰＰ中央制御装置のハードウェア構成例］
図２は、ＶＰＰ中央制御装置１０３のハードウェア構成を示す。
ＶＰＰ中央制御装置１０３は、ＣＰＵ（中央制御ユニット）１１１を備え、ＣＰＵ１１１は、不揮発性記憶媒体１１５からプログラムをメモリ１１４に転送して、ＶＰＰとしての制御処理を実行する。ＣＰＵ１１１が実行処理するプログラム（ソフトウェア）としては、オペレーティングシステム（以下、「ＯＳ」と称す）やＯＳ上で動作するアプリケーションプログラムが例示される。ＣＰＵ１１１は、マルチコアＣＰＵなどの複数コアを備えたＣＰＵを用いてもよい。

通信制御部１１２は、ＣＰＵ１１１上で動作するソフトウェアから送信要求などの送信データを受け取り、物理層処理部（ＰＨＹ）１１３を用いて、通信ネットワーク１０４に対してパケットを送信する。また、通信制御部１１２は、通信ネットワーク１０４から物理層処理部１１３が受信したデータを、バス１１６を介してＣＰＵ１１１、メモリ１１４、及び不揮発性記憶媒体１１５へ転送する。通信制御部１１２の実装例としては、ＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＡＳＩＣ、ゲートアレイ等のＩＣが例示される。あるいは、ＣＰＵ１１１と一体化して構成してもよい。通信制御部１１２をＭＡＣ層、ＰＨＹ層を含めたIEEE 802.3規格用通信デバイスとしてもよい。

さらに、通信制御部１１２は、物理層処理部１１３まで含めた構成としてもよい。この場合の通信制御部１１２の実装例としては、IEEE 802.3規格のＭＡＣ（Media Access Control）チップ、物理層（ＰＨＹ）処理チップ、ＭＡＣとＰＨＹの複合処理チップを含む。なお、通信制御部１１２は、ＣＰＵ１１１や、コンピュータ内部の情報経路を制御するチップセットに含まれていてもよい。

物理層処理部１１３は、通信ネットワーク１０４との通信機能を実装した送受信機としてのＩＣである。物理層処理部１１３が提供する通信規格としては、IEEE 802.3規格の物理層（ＰＨＹ）処理チップが例示される。なお、図２に示す構成では、物理層処理部１１３と通信制御部１１２とが接続され、IEEE 802.3規格で規定されたＭＡＣ層の処理は、通信制御部１１２で実行される。但し、図２に示す構成は一例であり、ネットワーク１０４を介して通信を行う構成として、様々な構成が適用可能である。

メモリ１１４は、ＣＰＵ１１１が動作するための一時的な記憶領域であり、不揮発性記憶媒体１１５から転送したＯＳ、アプリケーションプログラム等が格納される。メモリ１１４としては、スタティックＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ等が挙げられる。
不揮発性記憶媒体１１５は、情報の記憶媒体で、ＯＳ、アプリケーション、デバイスドライバ等や、ＣＰＵ１１１を動作させるためのプログラムの保存、プログラムの実行結果の保存に利用される。不揮発性記憶媒体１１５としては、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）やソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、フラッシュメモリが例示される。また、取り外しが容易な外部記憶媒体として、フロッピーディスク（ＦＤ）、ＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイ（登録商標）、ＵＳＢメモリ、コンパクトフラッシュ（登録商標）等の利用も考えられる。
バス１１６は、ＣＰＵ１１１、通信制御部１１２、メモリ１１４、不揮発性記憶媒体１１５をそれぞれ接続する。バス１１６としては、ＰＣＩバス、ＩＳＡバス、PCI Express規格のバス、システムバス、メモリバス、オンチップバス等が例示される。
なお、ハードウェア構成は、ＣＰＵ１１１、通信制御部１１２、物理層処理部１１３、メモリ１１４、不揮発性記憶媒体１１５のいずれか、又は複数を一体化したＩＣ、ＣＰＵ、ＳｏＣ（System on Chip）ＦＰＧＡを用いてもよい。

［１−３．ＶＰＰ中央制御装置の構成例］
図３は、ＶＰＰ中央制御装置１０３の機能的な構成を示すブロック図である。
ＶＰＰ制御部１３０は、電力資源情報記憶部１３１から、制御対象となる電力資源１０１及び個別制御装置１０２の情報を取得して、各電力資源１０１に対する指令を計画する。このＶＰＰ制御部１３０からの指令は、電力資源１０１に対する出力値の指令、電力負荷に対する電力削減の指定、蓄電池に対する充電、及び放電指令等を含む。ＶＰＰ制御部１３０が計画した指令と指令識別子は、通信部１３３及び起動期限決定部１３２に伝送される。

ＶＰＰ制御部１３０は、出力に関する経済性や、出力変化の応答速度、電力負荷低減による利用者への快適度の影響（例えば、空調機の温度変化による影響）や、電源の定格出力、最大容量、電源の種類 等を考慮して、各電力資源１０１への指令値を計画する。
ＶＰＰ制御部１３０は、図２に示すＣＰＵ１１１上で動作するソフトウェアとして実装されることが例示される。

電力資源情報記憶部１３１は、電力資源１０１の情報の記憶部である。
電力資源情報記憶部１３１が記憶する電力資源１０１の情報の種類には、出力に関する経済性や、出力変化の応答速度、電力負荷低減による利用者への快適度の影響（例えば、空調機の温度変化による影響）や、電源の定格出力、最大容量、電源の種類等が含まれる。
電力資源情報記憶部１３１で記憶される情報の入手は、通信ネットワーク１０４を介して、個別制御装置１０２より取得してもよいし、電力資源１０１の種類によって静的に定まる情報であれば、予め記憶させてもよい。
電力資源情報記憶部１３１に記憶される電力資源１０１の情報は、ＶＰＰ制御部１３０及び起動期限決定部１３２へ提供される。電力資源情報記憶部１３１は、図２に示すメモリ１１４や不揮発性記憶媒体１１５に実装される。

起動期限決定部１３２は、ＶＰＰ制御部１３０から通知される計画情報と、電力資源情報記憶部１３１から取得する電力資源１０１の情報をもとに、各電力資源１０１が出力を開始すべき起動期限を算出する起動期限決定処理を行う。そして、起動期限決定部１３２が算出した起動期限を通信部１３３へ伝送する。
起動期限決定部１３２が算出する起動期限の詳細については後述するが、電力資源１０１を構成する機器の性能を考慮して算出する起動期限である。ここでの機器の性能の１つとしては、機器が起動又は停止に要する時間がある。
起動期限における時刻フォーマットは、絶対時刻でもよいし、ＶＰＰ中央制御装置１０３から指令を送信する時刻からの相対経過時刻でもよい。
起動期限決定部１３２は、図２に示すＣＰＵ１１１上で動作するソフトウェアとして実装されることが例示される。

通信部１３３は、通信ネットワーク１０４を介して、個別制御装置１０２への指令パケットの送信や、個別制御装置１０２から送信されたパケットを受信する通信機能の実行部である。個別制御装置１０２へ送信する際は、ＶＰＰ制御部１３０から伝送された指令識別子と出力指令、及び、起動期限決定部１３２から伝送された起動期限を含むデータが、通信ネットワーク１０４のプロトコルフォーマットに従う形式に変換して送信される。

時刻同期制御部１３４は、所定の時刻同期プロトコルにしたがって、ＶＰＰ中央制御装置１０３と個別制御装置１０２の時刻を同期する。時刻同期プロトコルとしては、ＩＥＥＥ １５８８やＮＴＰ、ＳＮＴＰが挙げられる。あるいは、ＧＰＳ、ＩＲＩＧ−B等の方法が例示される。同期する時刻は、協定世界時のように世界共通の絶対時刻でも構わないし、制御システム内で共通の時刻でもよい 。

時刻同期制御部１３４は、ＣＰＵ１１１上のソフトウェアで実現してもよいし、通信制御部１１２をＬＳＩ（ＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ含む）で構成した場合のハードウェア論理として実現してもよい。時刻同期制御部１３４をＣＰＵ１１１上のソフトウェアで実現する場合には、時刻誤差情報及び通信遅延を時刻同期制御部１３４で保持してもよい。
あるいは、時刻同期制御部１３４として、ＣＰＵ１１１上のソフトウェアと通信制御部１１２の両方で構成してもよい。この場合は、時刻同期用パケットの送信タイミング、受信タイミングの計測機能、あるいは時刻同期用パケットの生成を通信制御部１１２で処理することが考えられる。

［１−４．パケットフォーマット例］
図４は、ＶＰＰ中央制御装置１０３が通信ネットワーク１０４に送出するパケットフォーマットの例を示す。
パケット１４０は、その構成として、ヘッダ１４１、指令識別子１４２、起動期限１４３、及び出力指令１４４を含む。

パケット１４０に含まれるヘッダ１４１は、送信先である個別制御装置１０２、あるいは個別制御装置１０２上で動作するプログラムへパケット１４０を伝送するために必要な宛先情報である。ヘッダ１４１は、少なくとも送信先個別制御装置１０２あるいは個別制御装置１０２上で動作するプログラムの識別子、及びデータ種別を含む。通信プロトコルを階層的に構成する場合、データ種別は、下位プロトコルの識別子を含む。また、データ種別は、ＶＰＰ中央制御装置１０３から電力資源１０１に対する出力指令であることを示す。ヘッダ１４１の例として、例えば、通信ネットワーク１０４で用いられる通信プロトコルのヘッダがある。

パケット１４０に含まれる指令識別子１４２は、制御指令に対する識別子である。これはヘッダ１４１で示される送信先の識別子とは異なる。この指令識別子１４２は、ＶＰＰ中央制御装置１０３が制御を行う上で元になる取引に応じて、ある時間に、ある量を発電、もしくは電力負荷を低減する場合、該当する発電指令もしくは低減指令を指す識別子である。例えば、特定の１つの電力資源１０１が、ＶＰＰ中央制御装置１０３からの指令に応じることができなかった場合が挙げられる。このような場合、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、異なる電力資源１０１へ同じ指令識別子１４２を送信し、異なる電力資源１０１を代替起動することになる。なお、ここでのＶＰＰ中央制御装置１０３が制御を行う上で元になる取引とは、ＶＰＰとしての契約（発電または電力削減）、その契約の成立、又は契約について約定した電力市場取引あるいは相対取引などがある。以下の説明で単に取引と述べた場合には、これらのＶＰＰとしての契約（発電または電力削減）、その契約の成立、又は契約について約定した電力市場取引、あるいは相対取引を示す。

指令識別子１４２は、電力市場取引の識別子、取引相手（送電事業者、配電事業者、電力小売事業者、その他運用機関含む）、契約番号、契約条件、ＶＰＰ事業者名、罰金等の契約違反時のペナルティ条件、出力に関する条件（逸脱限界や許容出力範囲） を示している。すなわち、この指令識別子１４２は、当日市場、前日市場といった電力市場取引の種類、電力市場の名前等を示している。

指令識別子１４２は、合計出力における部分出力（部分指令）を示す識別子（以下、部分識別子として説明する）でもよい。例えば、指令識別子１４２は、契約上、合計で１０ＭＷの電力を出力する場合、これを２ＭＷの５つのセットにわけ、５つの電力資源１０１に指令する場合、その５つのそれぞれの指令に対する識別子のことを指す。このようにすることで、出力値は同じ値であっても、個々の指令を識別することができ、もし、ある電力資源１０１が出力に失敗して代替起動する場合でも、合計出力を超えて出力する可能性を低減でき、契約条件を満足するための信頼性を向上することができる。
個々の指令識別子１４２、あるいは指令識別子１４２に含まれる部分識別子は、連番でつけた数字でもよいし、乱数、あるいは契約に関する情報に対して、ハッシュ演算を適用して求めてもよい。

個別制御装置１０２側では、二重起動の防止を目的とする場合は、指令識別子１４２の決定方法（例えば、連番による決定か、ハッシュ演算による決定か等）を把握する必要はない。ただし、個別制御装置１０２は、二重起動防止のため、受信済み指令識別子１４２を記憶する必要がある。また、個別制御装置１０２側で、契約条件や指令内容に応じて自律的に動作する場合は、指令識別子１４２の決定方法をＶＰＰ中央制御装置１０３と共有してもよい。共有する場合には、取引や契約の成立後、あるいは制御動作前にＶＰＰ中央制御装置１０３から個別制御装置１０２へ、指令識別子決定方法を通知してもよいし、個別制御装置１０２の所定の入力手段により、個別制御装置１０２に設定、登録してもよい。

個別制御装置１０２における自律動作は、契約条件に基づく起動期限の確認や、ペナルティ発生の逸脱限界や指令受信時の電力資源１０１の状態に基づく発電電力又は負荷低減電力を調整する動作である。ＶＰＰ中央制御装置１０３の算出した起動期限に対しては、二重確認することでシステムの信頼性を高めることができる。また、動作直前の電力資源１０１の状態を考慮して制御することにより、契約条件達成の可能性の向上といった効果を得ることができる。

パケット１４０に含まれる起動期限１４３は、ＶＰＰ中央制御装置１０３の起動期限決定部１３２で算出された電力資源１０１の動作の開始期限である。起動期限１４３の形式として、ＩＥＥＥ１５８８規格やＮＴＰ、ＳＮＴＰ等の時刻同期プロトコルにおける時刻フォーマットが含まれる。あるいは、絶対時刻又は所定の基準時刻からの相対時刻を表わす独自の形式でも構わない。

パケット１４０に含まれる出力指令１４４は、ＶＰＰ中央制御装置１０３のＶＰＰ制御部１３０で算出された発電指令、又は電力負荷の低減指令である。
これらのパラメータは、別のパケットとしてもよい。この場合、それぞれのパケットを対応付ける識別子とともに送信することが考えられる。このような識別子としては指令識別子が用いられる。
あるいは、指令識別子１４２、起動期限１４３、出力指令１４４で構成される指令を複数分一つのパケットにまとめて送信してもよい。このとき、指令識別子１４２が同じ指令をまとめて、共通の指令識別子１４２をパケット上に一つだけ含めてもよい。あるいは、指令識別子１４２が共通となる指令のセットごとに、該セットの指令識別子１４２をまとめてもよい。

［１−５．個別制御装置のハードウェア構成例］
図５は、個別制御装置１０２のハードウェア構成例を示す。
個別制御装置１０２は、基本的に、既に説明した図２のＶＰＰ中央制御装置１０３のハードウェア構成と同様であるが、電力資源１０１を制御、あるいは電力資源１０１の情報を取得するための入出力部１５０を有する。入出力部１５０として、各種のデジタル入出力やアナログ入出力ＩＣなどが考えられる。なお、入出力部１５０からの信号線を１本で示しているが、電力資源１０１側の構成により、信号線を複数にしてもよい。
個別制御装置１０２のその他のハードウェア構成は、図２に示すＶＰＰ中央制御装置１０３のハードウェア構成と同じであるので、その説明は省略する。

［１−６．個別制御装置の構成例］
図６は、個別制御装置１０２の機能的な構成を示すブロック図である。
電力資源制御部１６０は、通信部１３３を介して、ＶＰＰ中央制御装置１０３からの制御指令を受信し、制御指令と、設定記憶部１６１に記憶される設定情報に基づいて電力資源１０１を制御する。また、電力資源制御部１６０は、電力資源１０１の状態を監視し、ＶＰＰ中央制御装置１０３へ監視状態を伝送する。ＶＰＰ中央制御装置１０３への伝送のタイミングとしては、所定の間隔で定期的に伝送する場合、電力資源１０１の状態が変化した場合、及びＶＰＰ中央制御装置１０３から要求があった場合等が考えられる。

電力資源制御部１６０は、図５のハードウェア構成で示すＣＰＵ１１１上で動作するソフトウェア、ならびに入出力部１５０を用いた構成を含む。

設定記憶部１６１は、電力資源１０１を制御及び監視するために必要な設定情報を記憶する。設定情報としては、指令識別子１４２から指令情報を求める方法、電力取引情報（取引相手、発電電力、発電電力量、低減負荷電力、低減負荷電力量の最小要求値、最大要求値、平均要求値、応答時間の制約、ペナルティ条件等）や稼働実績等が含まれる。設定記憶部１６１は、例えば図５に示すメモリ１１４や不揮発性記憶媒体１１５に実装される。

［１−７．ＶＰＰ中央制御装置の制御例］
図７は、ＶＰＰ中央制御装置の制御実行手順を示したフローチャートである。
はじめに、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、発電又は負荷低減に関する取引の契約を行う（ステップＳ１）。この取引の契約は、電力市場を介した取引（前日市場、当日市場、調整力市場、リアルタイム市場、容量市場等）でもよいし、電力市場を介さない直接的な相対取引でもよい。

取引の締結により、発電電力又は負荷電力、電力量に関する規定、応答時間、取引相手から指令が通知されるタイミング、ペナルティ条件、報酬形態等が定まる。電力量に関する規定としては、最小要求値、平均要求値、最大要求値等がある。ペナルティ条件としては、例えば、所定期間内で規定回数不稼働だった場合に契約を破棄することや、指定出力値のプラスマイナス２０％を超えて発電してはいけない等の条件が含まれる。報酬形態としては、出力要求値を段階別にわけ、各段階に対する報酬割合等がある。例えば、出力要求値の９０％以上を出力できれば、基準報酬の１００％が支払われる等の規定が考えられる。

次に、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、電力資源１０１の情報を収集する（ステップＳ２）。電力資源１０１の情報は、ＶＰＰ中央制御装置１０３が動的に収集してもよいが、電力資源１０１の種類によっては、ＶＰＰ中央制御装置１０３が静的に電力資源１０１の情報を収集して登録するようにしてもよい。
次に、ＶＰＰ中央制御装置１０３から指令を出すタイミングか否かを判定する（ステップＳ３）。このステップＳ３で、指令を出すタイミングでないと判定された場合（ステップＳ３のＮＯ）には、該当するタイミングになるまで待機する。なお、ステップＳ３の指令を出すタイミングはステップＳ１での契約内容に依存する。例えば、契約成立後、ただちに指令すべき場合、所定の時刻になって有効となる場合、市場や取引相手から発動指令を受信する場合等によって指令を出すタイミングが異なる。但し、契約成立後、ただちに指令すべき場合には、ステップＳ２での電力資源１０１の情報収集は、ステップＳ１で契約を行う前に実行する必要がある。

そして、ＶＰＰ中央制御装置１０３が指令するタイミングになったとき（ステップＳ３のＹＥＳ）、ＶＰＰ中央制御装置１０３は制御対象となる電力資源１０１の群に対する指令を計画する（ステップＳ４）。ここでは、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、ステップＳ１での契約内容を満足させつつ、所定の評価基準に基づいて、電力資源１０１の群に対する指令の配分を計画する。

この評価基準には、経済性や、電力負荷低減における需要家への影響度、電力資源１０１の発動における信頼性、電力資源１０１の故障可能性や稼働寿命の長期化と、これらの組合せ等が含まれる。また、経済性としては、例えば、電力資源１０１における発電コストがある。電力負荷低減における需要家への影響度としては、例えば、負荷装置が空調機の場合、温度設定の変更により、負荷装置の利用者に対する快適度が変化するといった状況等が考えられる。電力資源１０１の発動における信頼性としては、例えば、過去の稼働実績がある。さらに、電力資源１０１の故障可能性や稼働寿命の長期化としては、機器の故障予知に基づく計画や、頻繁に起動、停止を繰り返さないといった寿命を長期化する運用等がある。

ステップＳ４の処理の後、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、通信ネットワーク１０４を介して、ステップＳ３で計画した指令を各電力資源１０１の個別制御装置１０２へ送信する（ステップＳ５）。
次に、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、契約終了条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ６）。ステップＳ６で契約終了条件が成立していない場合には（ステップＳ６のＮＯ）、ステップＳ２からの手順を繰り返す。なお、契約終了条件が成立したか否かの判定は、例えば、契約期間が定まっていれば、期間の終了時の経過をもって判定する。あるいは、所定回数の発動（例えば、１回だけ実行）であれば、この回数の実行をもって契約終了条件が成立したとする。また、取引相手や市場、その他の運用機関からの契約の終了通知の受信をもって契約終了条件が成立したとしてもよい。

なお、図７のフローチャートは、制御の実行手順の一例を示したものであるが、図７とは異なる手順で制御を実行することもできる。例えば、ステップＳ２の情報収集は、ステップＳ１の取引契約の前でもよいし、あるいはステップＳ１や、ステップＳ３からステップＳ６の手順と並行して実行してもよい。つまり、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、ステップＳ２の情報収集を定期的に又は電力資源１０１の状態変化時に実行してもよい。
ステップＳ４における制御指令の計画においても、ステップＳ３の指令を出すタイミングを受信する前に実行してもよい。あるいは１回のみならず、ステップＳ３の指令タイミング受信の待機と並行して実行してもよいし、ステップＳ３の指令タイミングの受信後に再度実行してもよい。このとき、電力資源１０１の状態等、計画における評価指標に変化がなければ、ただちに指令を送信することができる。あるいは評価基準に変化があったとしても、その差分だけを再計算すれば、計画、指令送信までの時間を短縮できる。

［１−８．個別制御装置の制御例］
図８は、個別制御装置１０２の制御実行手順を示したフローチャートである。
はじめに、個別制御装置１０２は、ＶＰＰ中央制御装置１０３からの指令を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０で、まだ受信していない場合には（ステップＳ１０のＮＯ）、ＶＰＰ中央制御装置１０３からの指令を受信するまで待機する。そして、ステップＳ１０で指令を受信したと判定した場合に（ステップＳ１０のＹＥＳ）、個別制御装置１０２は、制御パケット上の起動期限１４３を抽出する（ステップＳ１１）。次に、現在時刻Ｔ_ｃが、抽出した起動期限Ｔ_ｌよりも前の時刻であるか（早いか）否かを判定する（ステップＳ１２）。

ここで、現在時刻Ｔ_ｃが起動期限Ｔ_ｌよりも前であれば（ステップＳ１２のＹＥＳ）、個別制御装置１０２は、指令内容にしたがって電力資源１０１を制御する（ステップＳ１３）。ここで、制御内容が発電装置に対する制御の場合には、例えば出力増減を制御する指令が考えられる。また、制御内容が負荷装置に対する制御の場合には、例えば消費電力の増減を制御する指令が考えられる。ステップＳ１３の制御指令の中には、出力変化速度、応答時間、出力又は消費電力の増減について、個別制御装置１０２が電力資源１０１を制御する指令等が含まれる。
また、ステップＳ１２において、現在時刻Ｔ_ｃが起動期限Ｔ_ｌより前でなければ、つまり起動期限Ｔ_ｌを経過していれば（ステップＳ１２のＮＯ）、ステップＳ１４の処理へ進む。

そして、個別制御装置１０２は、電力資源１０１の制御結果をＶＰＰ中央制御装置１０３へ通知する（ステップＳ１４）。
ステップＳ１４における通知内容としては、電力資源１０１の制御結果（成功か失敗か部分的成功か）や、制御結果後の出力値、変化量、失敗した場合の理由（例えば、電力資源１０１の異常、起動期限の経過など）、起動期限経過の場合の経過時間が挙げられる。個別制御装置１０２から制御後の電力又は電力量が通知されると、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、電力資源１０１がどの程度稼働できたか、不足分がどれくらいかを把握することができる。これにより、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、他の電力資源１０１に対する代替指令や、配分計画における電力資源１０１の実績データを蓄積することができ、制御動作実行の信頼性、確実性の向上及び計画の最適性の向上を図ることができる。

なお、ステップＳ１０の指令受信後、直ちに電力資源１０１を制御してもよいが、所定の期間待機してから電力資源１０１の制御を実行してもよい。この場合、待機期間をＶＰＰ中央制御装置１０３からの指令に含めてもよい。あるいはステップＳ１０の指令受信時に、電力資源１０１に異常が発生していれば、個別制御装置１０２は、ただちに該当する電力資源１０１の異常に関する情報をＶＰＰ中央制御装置１０３へ通知するようにしてもよい。
また、ステップＳ１４における結果の通知は、ＶＰＰのシステム動作を記録するために、ＶＰＰ中央制御装置１０３とは別の通信装置、データベース、ストレージ機器に通知してもよい。

また、図８に示す個別制御装置１０２による電力資源１０１の制御手順と並行して、電力資源１０１の状態を個別制御装置１０２が取得して、その取得した状態をＶＰＰ中央制御装置１０３に通知してもよい。あるいは、図８に示す各手順の前又は後に、個別制御装置１０２が、電力資源１０１の状態を取得して、ＶＰＰ中央制御装置１０３への通知等を含む処理を実行してもよい。

［１−９．起動期限の決定処理の例］
次に、ＶＰＰ中央制御装置１０３の起動期限決定部１３２が起動期限を決定する処理について説明する。
ＶＰＰ中央制御装置１０３は指令計画を立て、各電力資源１０１の出力値を決定するが、その出力値を制御する際の起動期限を、起動期限決定部１３２が決定する。
起動期限決定部１３２が決定する起動期限は、取引契約の内容、ＶＰＰ中央制御装置１０３における指令計画、電力資源１０１の性能、及び個別制御装置１０２の性能によって定まる。

起動期限決定部１３２は、起動期限を決定する際に、契約によって定まる開始時刻や、あるいは取引相手からの発動指令を受信してからの応答時間を決定する。例えば、契約によって指定出力値のプラスマイナス２０％を超えて発電してはいけない規定があるとき、ＶＰＰ全体の電力量の変動がその規定範囲（プラスマイナス２０％）に収まるように、各電力資源１０１を制御するように起動期限を設定する。このとき、それぞれの電力資源１０１は、発電装置や負荷装置の性能に応じて、起動開始や停止が指示されてから、実際に起動して規定の電力の発電や消費停止をするまでにある程度の時間を必要とする。したがって、起動期限決定部１３２は、システム内の各個別制御装置１０２に接続された電力資源１０１の性能を考慮して、指定出力値が規定通りとなるように、起動期限を決定する。但し、後述するように、指令を送った電力資源１０１が起動できない場合もあるので、他の代替手段に指令を送る場合に、その代替手段に指令を送る等の処理に要する時間についても考慮して、さらに余裕を持った起動期限を設定するようにしてもよい。

具体的な起動期限の設定の一例を示すと、例えば、契約内容が総出力１０ＭＷの電力で、取引相手からの指令受信後６０秒で応答する契約内容であったとする。ある特定の電力資源１０１（以下、この特定の電力資源１０１を電力資源１０１ａと称する）は、現在、出力が０で、毎秒あたり１００ｋＷの出力増が可能であるとする。そして、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、電力資源１０１ａに１ＭＷの出力配分を計画したとする。
この場合、指令受信時刻Ｔｏ、要求応答時刻Ｔｒとすると、契約内容から次の関係が成り立つ。
Ｔ_ｒ＝Ｔ_ｏ＋６０秒 （式１）
この時、電力資源１０１ａの起動期限Ｔ_ｌは、次式で算出される。
Ｔ_ｌ＝Ｔ_ｒ−（１ＭＷ／１００ｋＷ／秒）＝Ｔ_ｏ＋５０秒 （式２）
したがって、起動期限Ｔｌは、指令受信後から５０秒後、あるいは要求応答時刻Ｔｒの１０秒前となる。但し、この起動期限限Ｔ_ｌの設定は、代替手段を考慮していない場合である。

次に、代替手段を考慮して起動期限を決定する処理について説明する。
上述した特定の電力資源１０１ａとは別の電力資源１０１ｂがあり、応答速度が電力資源１０１ａよりも高速で、毎秒あたり５００ｋＷの出力増が可能であると仮定する。また、ＶＰＰ中央制御装置１０３における計画での評価基準において、電力資源１０１ａが電力資源１０１ｂに優先する場合を想定する。ここでの優先の設定は、例えば、発電コストが電力資源１０１ａの方が電力資源１０１ｂよりも低コストである場合が想定される。

ここでは、例えば、電力資源１０１ｂへの切り替えに要する時間Ｒ（電力資源１０１ａの異常検知に要する時間や、電力資源１０１ｂへの指令の通信遅延など）を判定する。そして、その電力資源１０１ｂへの切り替えに要する時間Ｒを考慮して、次式のように、起動期限Ｔ_ｌを算出する。
Ｔ_ｌ＝Ｔ_ｒ−｛（１ＭＷ／１００ｋＷ）＋（１ＭＷ／５００ｋＷ）＋Ｒ｝
＝Ｔｏ＋８秒−Ｒ （式３）

例えば、切り替えに要する時間Ｒを２秒とすれば、起動期限Ｔｌは指令受信時刻Ｔｏから６秒後となる。このように電力資源１０１ｂといった代替手段の応答速度を踏まえて、起動期限を決定すれば、仮に電力資源１０１ａで指令を満足できない場合でも、代替手段の起動を間に合わせることができ、要求された変動量を満足する可能性が高まる。
なお、代替手段は、上記の代替機器への指令に加えて、契約変更手続きによる目標出力の変更等も含まれる。契約変更手続きによる目標出力の変更とは、例えば目標値(○○Ｗあるいは○○Ｗｈなどの値)を変更する契約条件の変更である。

なお、ＶＰＰ中央制御装置１０３が指令を送る段階で、電力資源１０１ａが部分的に出力できていれば、差分の出力指令と、その差分の起動期限を通知することもできる。
例えば、電力資源１０１ａが４ＭＷを出力している状況で、ＶＰＰ中央制御装置１０３から電力資源１０１ｂに対する指令に差分（ここでは１０ＭＷ−４ＭＷ＝６ＭＷ）と、それによる起動期限を通知することができる。

このような差分を踏まえた起動期限Ｔｌは、次式で求まる。
Ｔ_ｌ＝Ｔ_ｒ−（６ＭＷ／５００ｋＷ／秒）
＝Ｔ_ｏ＋４８秒 （式４）
これは、上述した（式２）で、出力値が６ＭＷ、応答出力速度が毎秒あたり５００ｋＷと同じ意味である。

ここまでの説明では、電力値を対象に説明したが、契約対象が電力量であっても同様である。電力資源１０１の単位時間あたりの出力可能電力Ｐと、電力資源１０１が出力すべき契約電力量Ｗ_ｔ、ならびに契約期間（特に終了時刻Ｔ_ｒ）から起動期限Ｔ_ｌを算出することができる。
Ｔ_ｌ＝Ｔ_ｒ−Ｗ_ｔ／Ｐ （式５）

［１−１０．二重起動防止処理の例］
次に、ＶＰＰ中央制御装置１０３から個別制御装置１０２に指令を送る際に、個別制御装置１０２が二重起動することを防止する処理について説明する。
図９は、二重起動防止処理を行わない例（図９Ａ）と、二重起動防止処理が行われる例（図９Ｂ）の状態を示すタイムチャートである。
図９Ａ，Ｂそれぞれの例において、上側がＶＰＰ中央制御装置１０３、下側が個別制御装置１０２（及びその個別制御装置１０２が制御する電力資源１０１）である。

図９Ａの例について説明すると、まずＶＰＰ中央制御装置１０３は、最初の起動指令１７０を送信後に、電力資源１０１の起動開始による出力１７４があるとする。この出力１７４の完了後に、個別制御装置１０２は、ＶＰＰ中央制御装置１０３は確認応答１７３を送信する。
ここで、図９Ａに示すように、確認応答１７３のＶＰＰ中央制御装置１０３での受信が、タイムアウト１７１の期間が経過した後のとき、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、起動指令１７２を再送する。

この再送の起動指令１７２を受信した個別制御装置１０２は、電力資源１０１に対して、さらに電力を増やす起動指令を行い、その出力１７５が開始されて、二重起動されることになる。このような二重起動があると、電力あるいは電力量が規定値の上限を超えてしまう可能性があり、契約条件を逸脱して好ましくない。

ここで、本実施形態例では、図９Ｂに示すように、最初の起動指令１７０を受信した個別制御装置１０２は、二重起動を実行しない。すなわち、個別制御装置１０２は、電力資源１０１の出力１７４を実行し、ＶＰＰ中央制御装置１０３でのタイムアウト１７１の期間が経過して、起動指令１７２の再送があったとしても、個別制御装置１０２は、電力資源１０１のさらなる起動は行わない。なお、この例でも、個別制御装置１０２は、電力資源１０１の出力１７４を実行した際に、確認応答１７３を送信する。

この図９Ｂに示す処理は、個別制御装置１０２が、出力１７４を実行させた際に、その出力したという実行情報と、起動指令１７０として受信したパケット内の指令識別子１４２を対応づけて記憶することにより実行される。

図１０は、個別制御装置１０２が行う二重起動防止処理動作を含む制御処理を示すフローチャートである。この図１０のフローチャートにおいて、図８のフローチャートと同一の処理手順については、図８と同じステップ番号を付している。
図１０では、個別制御装置１０２は、ステップＳ１２の判定で、現在時刻Ｔｃが起動期限Ｔｌよりも前であれば（ステップＳ１２のＹＥＳ）、該当する制御指令が実行済であるか否かを判定している（ステップＳ２０）。ここで、制御指令が実行済みでなければ（ステップＳ２０のＮＯ）、個別制御装置１０２は、電力資源を制御し（ステップＳ１３）、実行情報と指令識別子を対応付けて記憶する（ステップＳ２１）。そして、個別制御装置１０２は、ステップＳ１４の制御結果のＶＰＰ中央制御装置１０３への通知処理を行う。

また、ステップＳ２０で、制御指令を実行済みであれば（ステップＳ２０のＹＥＳ）、ステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４において、記憶済みの指令識別子を受信したこと、つまり二重起動を防止したことをＶＰＰ中央制御装置１０３への通知内容に含めてもよい。

なお、図１０の手順では、起動期限経過の判定（ステップＳ１２）後に、実行済かどうかを判定した（ステップＳ２０）が、先に、受信した制御指令について、実行済みかどうかを判定し、実行済みでない場合に、起動期限の経過を判定してもよい。このとき、指令識別子１４２に、合計出力を分割した部分出力に対する部分識別子を含めておけば、より正確に制御指令を識別することができる。

図１１Ａ，Ｂは、ある契約電力出力１０ＭＷを２ＭＷの５つのセットに分割し、それぞれ部分識別子として、１から５の連番をつけて識別可能とする例を示す。
図１１Ａ，Ｂそれぞれの例において、上側がＶＰＰ中央制御装置１０３、下側が個別制御装置１０２（及びその個別制御装置１０２が制御する電力資源１０１）である。図１１Ａは、ＶＰＰ中央制御装置１０３で設定したタイムアウト１７１の期間が経過して、制御指令１７２の再送が行われた例を示す。図１１Ｂは、起動指令１７０での他の電力資源１０１での出力に失敗し、代替指令１７６を送信した場合の例を示す。
いずれも電力資源１０１に対応した個別制御装置１０２は、二度の指令１７０，１７２又は１７０，１７６を受信する。

ここで、図１１Ａの例では、図９Ｂの例と同様に、二重起動を防止するため、再送時の制御指令１７２の受信時には、電力資源１０１の再度の出力はなされない。

一方、図１１Ｂの例では、制御指令１７０、代替指令１７６のいずれも出力指令値が２ＭＷと同じであったとしても、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、異なる部分識別子を送信する。例えば、制御指令１７０は部分識別子が「１」、代替指令１７６は部分識別子が「２」となる。このとき、個別制御装置１０２は、部分識別子の値の相違から、制御指令１７０と代替指令１７６を識別することができる。したがって、個別制御装置１０２は、代替出力の指令に応じることができ、図１１Ｂに示す出力１７７を実行することができる。
このようにすることで、システム全体の制御の信頼性を向上することができる。

ここまで説明した二重起動防止のために、個別制御装置１０２は制御指令を受信後、指令識別子を保持しておく必要がある。この保持期間は、契約期間が決まっていれば、その期間内でもよい。あるいは、個別制御装置１０２のメモリ１１４や不揮発性記憶媒体１１５の記憶容量に余裕がある場合に、指令識別子の記憶を保持し、満杯時には、記憶した指令識別子を古い順に削除する構成としてもよい。あるいはまた、ＶＰＰ中央制御装置１０３からのクリア要求を受信したとき、個別制御装置１０２は保持した指令識別子を削除してもよい。

図１２は、電力資源１０１の代替起動を行う場合における、二重起動対策の例を示すタイムチャートである。図１２の例において、上側がＶＰＰ中央制御装置１０３、下側が個別制御装置１０２（及びその個別制御装置１０２が制御する電力資源１０１）である。この例では、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、最初に特定の電力資源１０１ａに起動指令１７０を送り、次に別の電力資源１０１ｂに代替指令１７６を送る状態を示す。

この図１２の例では、ＶＰＰ中央制御装置１０３から特定の電力資源１０１ａに起動指令１７０を送った時の、その電力資源１０１ａからの確認応答がＶＰＰ中央制御装置１０３で受信できない状態（図１２の“パケットロス“）を想定している。
このとき、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、制御指令１７０に通信異常が発生したか、確認応答に通信異常があったかを判別できないため、電力資源１０１ａが制御指令に対して出力できたかどうかを判定することができない。
仮に電力資源１０１ａが指令１７０に対する出力１７４を実行していた場合、電力資源１０１ｂに対する代替出力１８２によって、電力資源１０１ｂが出力１８２を実行すると、システム全体で過剰出力となる可能性がある。

このような場合、過剰出力が発生する可能性を低減するため、例えば制御指令１７０を複数回送信する、確認応答（図１２での確認応答１８１に相当）を複数回送信する等の対策を講じて通信の信頼性を向上させることが可能になる。
あるいは、図１２に示すように、個別制御装置１０２において制御指令を受信して、ただちに制御指令を受信したことを示す確認応答１８０をＶＰＰ中央制御装置１０３へ返信するようにしてもよい。

さらに、ＶＰＰ中央制御装置１０３において、この制御指令の確認応答１８０を受信できれば、制御指令自体は相手側で受信されているため、電力資源１０１が起動する可能性が高いと判定して、電力資源１０１ｂへの代替指令を送信しないようにしてもよい。
例えば、制御指令の確認応答１８０を受信した後、所定のしきい値（例えば、９０％）以上の確率で、制御動作が成功している確認応答を受信していれば、動作の成功確率が高いとする。このときには、制御指令の確認応答１８０のみを受信して、タイムアウト１７１内に確認応答１７３を受信しない場合でも、電力資源１０１ｂへの代替指令１７６を送信しないようにすることが考えられる。

あるいは、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、過去の受信応答後の出力動作の成功と失敗の実績データと照合してもよい。このとき、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、電力資源１０１ごとに、確認応答、制御指令受信応答の受信情報（総受信回数、制御動作の成功回数、通信遅延、最後の受信時刻など）を記憶してもよい。これらの記憶情報に基づき、制御指令の計画や、代替出力を送信するか否かを決定してもよい。また、制御指令受信応答は、制御指令受信応答であることを示す情報と、対応する制御指令の指令識別子１４２を含めてもよい。

［１−１１．電力資源の性能と起動期限の関係の例］
図１３は、ＶＰＰ中央制御装置１０３から個別制御装置１０２に送信した出力指令に基づいて、電力資源１０１が起動する例を示す。図１３Ａ及び図１３Ｂにおいて、横軸は時間、縦軸は電力である。
図１３Ａは、起動指示により出力の開始から、出力停止までの例を示す。図１３Ｂは、起動期限から遅れて出力があったときの例を示す。

図１３Ａ及び図１３Ｂの例では、起動指示がある前の状態では、出力電力が基準出力Ｐ_ｂである。そして、図１３Ａの例では、起動指示に基づいて、起動期限Ｔ_ｌまでに出力を開始し、要求応答時刻Ｔ_ｒで目標出力Ｐ_ｒに到達する。その後、出力継続期間Ｔ_ｋの間、目標出力Ｐ_ｒを維持し、出力停止開始時刻Ｔ_ｅで出力の停止を開始し、終了時刻Ｔ_ｆにおいて、基準出力Ｐ_ｂに戻る。

このとき、ＶＰＰ中央制御装置１０３から個別制御装置１０２への制御指令には、出力継続期間Ｔ_ｒ、出力停止開始時刻Ｔ_ｅ、終了時刻Ｔ_ｆのいずれか、又は複数を含めてもよい。
あるいは、起動期限Ｔ_ｌのかわりに、要求応答時刻Ｔ_ｒを制御指令に含め、個別制御装置１０２側で、電力資源の状態、出力の応答速度性能で定まる応答時間（起動期限Ｔ_ｌから要求応答時刻Ｔ_ｒまでの時間）を算出して、起動期限Ｔ_ｌを求めるようにしてもよい。この場合には、個別制御装置１０２での指令受信時に、求めた起動期限Ｔ_ｌ以降であれば、電力資源１０１を制御しないようにする。
あるいは、ＶＰＰ中央制御装置１０３からの指令に、電力資源１０１の出力変化速度の指定を含めてもよい。

一方、図１３Ｂに示すように、起動期限Ｔ_ｌ以降に制御指令を受信して、電力資源１０１の出力を開始する場合には、個別制御装置１０２は、要求応答時刻Ｔ_ｒに不足する電力Ｄｒ、又は要求応答時刻Ｔ_ｒの予定電力Ｐ_ａを、ＶＰＰ中央制御装置１０３に通知する。ここで、個別制御装置１０２は、不足電力Ｄｒと予定電力Ｐ_ａの双方をＶＰＰ中央制御装置１０３に通知してもよい。
このような通知を受信したＶＰＰ中央制御装置１０３は、不足出力分を算出して、他の電力資源１０１に代替指令するなどの対策をとることができる。

また、図１３Ａの例において、出力継続期間Ｔ_ｋは「０」でもよい。あるいは、終了時刻Ｔ_ｆを指令に含めて、出力停止開始時刻Ｔ_ｅを指令に含めず、電力資源１０１の出力停止速度から出力停止開始時刻Ｔ_ｅを算出して、出力開始時刻Ｔ_ｅに停止処理を開始してもよい。さらに、基準出力Ｐ_ｂは「０」でも構わないし、制御指令受信時の出力あるいは定常時の出力でもよい。

なお、図１３の例では、指令として出力電力（縦軸）としたが、負荷の消費電力を指令としてもよい。出力電力や消費電力を低減する制御を行う場合、図１３に示す縦軸は負の値とすることができる。
また、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、起動期限Ｔ_ｌをパケットに含めず、要求応答時刻Ｔ_ｒと、他に考慮すべき時間（例えば、他の電力資源１０１に代替指令を送信するまでの時間）を送信してもよい。

さらに、これらのパラメータは、別々のパケットとしてＶＰＰ中央制御装置１０３から個別制御装置１０２へ送信してもよい。また、電力（ワット）、消費電力（ワット）を例に説明したが、電力量（ワットアワー）、消費電力量（ワットアワー）の指令としてもよい。

また、図１４Ａに示すように、出力指令として、複数段階の出力変化を指示するようにしてもよい。ここでは、図１４Ｂに示すように、パケット１４０として、複数の起動期限１４３（起動期限１及び起動期限２）と出力指令１４４（出力指令１及び出力指令２）を含むようにする。

図１４Ａは、この場合の電力資源１０１の電力出力の例である。
すなわち、出力が基準電力Ｐｂの電力資源１０１を制御する個別制御装置１０２が図１４Ｂに示すパケット１４０を受信したとき、起動期限１で指示された起動期限Ｔ_ｌ１までに出力を開始させ、要求応答時刻Ｔ_ｒ１に出力指令１で指示された電力Ｐ_ｒ１とする。
さらに、起動期限２で指示された起動期限Ｔ_ｌ２までに再度電力を増やす出力を開始させ、要求応答時刻Ｔ_ｒ２に出力指令２で指示された電力Ｐ_ｒ２とする。

さらに図１４Ａの例では、電力Ｐ_ｒ２を一定期間Ｔ_ｋ２維持した後、起動（停止）期限で指示された起動期限Ｔ_ｅ２までに出力低減を開始させ、要求応答時刻Ｔ_ｆ２に出力指令で指示された電力Ｐ_ｒ１に戻す制御を行う。さらに、電力Ｐ_ｒ１以上の出力を一定期間Ｔ_ｋ１維持した後、起動（停止）期限で指示された起動期限Ｔ_ｅ１までに出力低減を開始させ、要求応答時刻Ｔ_ｆ１に出力指令で指示された電力Ｐ_ｂに戻す制御を行う。
これらの出力低減についても、図１４Ｂに示すパケット１４０で行う。あるいは、複数段階で出力を増やす指令と、複数段階で出力を減らす指令とを、同じパケット１４０に含めるようにしてもよい。この場合には、パケット１４０内に、少なくとも４つの起動期限と４つの出力指令が含まれることになる。

＜２．第２の実施の形態例＞
次に、本発明の第２の実施の形態例を、図１５〜図１７を参照して説明する。
この第２の実施の形態例についても、ＶＰＰ中央制御装置１０３と個別制御装置１０２を備えたＶＰＰに適用した例であり、システム全体の構成は例えば図１に示す構成と同じである。また、ＶＰＰ中央制御装置１０３の構成については、図２及び図３に示す構成が適用され、個別制御装置１０２の構成については、図５及び図６に示す構成が適用される。
この第２の実施の形態例においては、個別制御装置１０２が、ＶＰＰ中央制御装置１０３からの指令に応答できない場合の対処を行うものである。

［２−１．ＶＰＰ中央制御装置の制御例］
図１５は、本実施の形態例でのＶＰＰ中央制御装置１０３が行う制御手順を示すフローチャートである。図１５では、第１の実施の形態例で説明した図７のフローチャートと同一内容の処理ステップについては、同一のステップ番号を付している。

この図１５の例では、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、ステップＳ５において、個別制御装置１０２に対して制御指令を送信した後、制御指令を送信した対象の電力資源１０１が制御指令を満足できたか否かを判定する（ステップＳ３０）。このステップＳ３０の判定は、個別制御装置１０２からの応答のパケットに含まれる情報に基づいてＶＰＰ中央制御装置１０３が行う。ここで、電力資源１０１が制御指令を満足すれば（ステップＳ３０のＹＥＳ）、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、該当する電力資源１０１を制御する個別制御装置１０２に対して、有効化指令を送信する（ステップＳ３１）。
図１７Ａは、この有効化指令を含むパケットの例を示す。すなわち、ＶＰＰ中央制御装置１０３が送信するパケットの構成は、ヘッダ１４１、指令識別子１４２、及び有効化指令２００を含む。個別制御装置１０２は、この有効化指令２００を含むパケットを受信したとき、既に受信したパケット（図４に示す構成のパケット）で指令される出力値とする電力資源１０１の起動制御を行う。

図１５のフローチャートの説明に戻ると、ステップＳ３０において、電力資源１０１が制御指令を満足していない場合（ステップＳ３０のＮＯ）、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、ステップＳ４の制御指令の計画に戻る。この場合の制御指令の計画としては、個別制御装置１０２から通知された情報（不足出力分、応答可能かどうかの真理値等）をもとに該当する電力資源１０１への出力指令値を下げる、あるいは別の電力資源１０１へ代替出力指令を送信するかのいずれか、又は両方が想定される。出力指令値を下げる場合は、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、電力資源１０１の定格出力値を所定の分割数で等分した値の中から、前回の指令値よりも小さい値を選択してもよい。あるいは、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、電力資源１０１の運転モードで定まる出力値の候補から、指令を送る電力資源１０１を選択してもよい。また、ＶＰＰ中央制御装置１０３が送る出力指令値は、電力資源１０１の出力値の最小分解能だけ下げた値を選択してもよい。

そして、ステップＳ３１で有効化指令を送信した後、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、全ての電力資源１０１が指令を満足する状態になったか否かを判定し（ステップＳ３２）、満足する状態でない場合（ステップＳ３２のＮＯ）には、ステップＳ４の計画に戻る。
また、全ての電力資源１０１が指令を満足する状態になった場合に（ステップＳ３２のＹＥＳ）、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、ステップＳ６の判定に移る。

なお、図１７Ａでは、有効化指令を含むパケットの例としたが、無効化指令を含むパケットとしてもよい。
すなわち、図１７Ｂに示すように、ＶＰＰ中央制御装置１０３が送信するパケットを、ヘッダ１４１、指令識別子１４２、及び有効化指令２０１を含む構成としてもよい。

［２−２．個別制御装置の制御例］
図１６は、個別制御装置１０２が行う制御手順を示すフローチャートである。この図１６において、第１の実施の形態例で説明した個別制御装置１０２が行う制御手順を示す図８のフローチャートと同一内容の処理ステップについては、同一のステップ番号を付している。

個別制御装置１０２は、ステップＳ１０で出力指令のパケットを受信したとき（ステップＳ１０のＹＥＳ）、ＶＰＰ中央制御装置１０３からの指令を満足するかを判定する（ステップＳ４０）。このステップＳ４０の判定は、現在の電力資源１０１の状態と、ＶＰＰ中央制御装置１０３からの指令内容に基づいて判定する。例えば、現在の出力余力が、指令値以上であれば満足可、そうでなければ満足不可と判定する。そして、個別制御装置１０２は、指令に満足するか否かの判定結果をＶＰＰ中央制御装置１０３に送信する（ステップＳ４１）。その後、個別制御装置１０２は、受信したパケットに含まれる起動期限１４３を抽出する（ステップＳ１１）。続いて、個別制御装置１０２は、所定事象（出力指令の受信、有効化指令の受信、起動期限の経過の３つの事象のいずれか）が発生したか否かを判定し（ステップＳ４２）、所定事象が発生していない場合（ステップＳ４２のＮＯ）、待機する。

ステップＳ１０の判定時に、既に出力指令を受信している場合（ステップＳ１０のＮＯ）には、個別制御装置１０２は、ステップＳ４３の判定に移る。ここでは、個別制御装置１０２は、有効化指令を受信したか否かを判定する（ステップＳ４３）。有効化指令を受信した場合（ステップＳ４３のＹＥＳ）、個別制御装置１０２は、ステップＳ１０で判定した出力指令で指示された電力資源１０１の制御を行い（ステップＳ１３）、制御結果をＶＰＰ中央制御装置１０３に通知して（ステップＳ１４）、制御を終了する。

また、ステップＳ４３で有効化指令を受信しない場合（ステップＳ４３のＮＯ）、電力資源１０１を制御せず、ステップＳ１４において、個別制御装置１０２は、期限超過の制御結果をＶＰＰ中央制御装置１０３に通知して終了する。

なお、ステップＳ４３において、有効化指令の代わりに、図１７Ｂに示す無効化指令を個別制御装置１０２が送信した場合にも、電力資源１０１を制御せず、電力資源１０１の制御結果をＶＰＰ中央制御装置１０３へ通知して（ステップＳ１４）、終了する。
また、個別制御装置１０２は、起動期限を受信せずに、有効化指令、又は無効化指令を受信した場合にも、起動期限の未受信をＶＰＰ中央制御装置１０３に通知してもよい。

なお、ステップＳ４２で、出力指令の受信、有効化指令の受信、起動期限の経過の３つの事象において、２つ以上の事象が同時に発生した場合の優先度は任意でよい。例えば、起動期限の経過を最優先として、出力指令の受信、及び／又は有効化指令の受信を無視してもよい。あるいは、出力指令の受信を最優先とした場合には、その出力指令によって起動期限が更新される可能性があるため、起動期限の経過を無視してもよい。あるいは、有効化指令の受信を最優先として電力資源１０１を制御してもよい。

以上説明したようにＶＰＰ中央制御装置１０３と個別制御装置１０２が制御を行うことで、例えば電力資源１０１が、事前の予測状態と異なり、ＶＰＰ中央制御装置１０３の指令を満足できない場合であっても、再度計画をして、条件を満足できるようになる。また、通信異常があっても、起動期限、有効化指令、無効化指令を用いて、ＶＰＰシステム全体を高い信頼性を確保して制御できるようになる。

＜３．第３の実施の形態例＞
次に、本発明の第３の実施の形態例を、図１８〜図１９を参照して説明する。
この第３の実施の形態例についても、ＶＰＰ中央制御装置１０３と個別制御装置１０２を備えたＶＰＰに適用した例であり、システム全体の構成は例えば図１に示す構成が適用される。また、ＶＰＰ中央制御装置１０３の構成については、図２及び図３に示す構成が適用され、個別制御装置１０２の構成については、図５及び図６に示す構成が適用される。

［３−１．ＶＰＰ中央制御装置の制御例］
図１８は、本実施の形態例でのＶＰＰ中央制御装置１０３が行う制御手順を示すフローチャートである。この図１８において、第１の実施の形態例で説明したＶＰＰ中央制御装置１０３が行う制御手順を示す、図７のフローチャートと同一内容の処理ステップについては、同一のステップ番号を付している。

まず、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、発電又は負荷低減に関する取引を契約（ステップＳ１）後、電力資源の情報取得（ステップＳ２）、指令タイミングまでの待機（ステップＳ３）、制御指令の計画（ステップＳ４）を行う。そして、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、制御指令の送信（ステップＳ５）を行う。
ここでの制御指令に含まれる指令値は、電力資源１０１の集合に対する合計出力であっても、計画によって分割した出力の指令であっても構わない。パケット１４０の起動期限１４３（図４）は、要求応答時刻Ｔ_ｒと、他の電力資源に対する代替指令への切り替え時間Ｒで算出される。このとき、切り替え時間Ｒは、後述する電力資源１０１間の調停時間Ｔ_ａを含む。

したがって、起動期限Ｔ_ｒは次式で求まる。
Ｔ_ｒ＝Ｔ_ｒ−（Ｔ_ｕｉ＋Ｒ） （式６）
Ｒ＝ Ｔ_ｕｊ＋Ｔ_ｎ＋Ｔａ （式７）
ここで、Ｔ_ｕｉ、Ｔ_ｕｊはそれぞれ電力資源１０１ｉ、電力資源１０１ｊの出力応答時間であり、要求出力（例えば１ＭＷ）を出力の応答速度（例えば、１００ｋＷ／秒）で除した値等である。Ｔ_ｎは、代替する電力資源１０１への通信遅延である。

調停時間Ｔ_ａは、例えば、各個別制御装置１０２が、自身以外の個別制御装置１０２へのブロードキャスト通信を１回送信する処理を、全個別制御装置１０２で実行する時間である。この場合の調停アルゴリズムは、各個別制御装置１０２が送信する内容に、発電コストなどの優先度指標が含まれ、各個別制御装置１０２において、自身の指標と、他の個別制御装置１０２の指標を比較することで、自身が代替するかどうかを判定可能な方式が含まれる。優先度指標は、ＶＰＰ中央制御装置１０３の計画アルゴリズムにおける指標と同様のものである。自身が代替するかどうかを判定可能な方式としては、例えば、指標値が最大である個別制御装置１０２を選択する方式がある。

図１８のフローチャートの説明に戻ると、このようにして得られた制御指令をステップＳ５で送信した後、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、個別制御装置１０２からの制御結果を受信したか否かを判定する（ステップＳ５０）。ここで、制御結果を受信しない場合には（ステップＳ５０のＮＯ）、制御結果を受信するまで待機する。そして、制御結果を受信した場合（ステップＳ５０のＹＥＳ）、ステップＳ６の判定に移る。

［３−３．個別制御装置の制御例］
図１９は、本実施の形態例での個別制御装置１０２が行う制御手順を示すフローチャートである。この図１９において、第１の実施の形態例で説明した個別制御装置１０２が行う制御手順を示す、図８のフローチャートと同一内容の処理ステップについては、同一のステップ番号を付している。

まず、個別制御装置１０２は、ＶＰＰ中央制御装置１０３からの指令を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０）。ここで、指令を受信した場合（ステップＳ１０のＹＥＳ）、個別制御装置１０２は、指令内容を満足できるかどうかを判定する（ステップＳ４０）。ここで、指令内容を満足できると判定した場合（ステップＳ４０のＹＥＳ）、指令を受信した個別制御装置１０２は、他の個別制御装置１０２に対して、調停を試みる（ステップＳ６０）。この調停の結果、自身の個別制御装置１０２が選択された場合（ステップＳ６１のＹＥＳ）、個別制御装置１０２は、受信した指令に含まれる起動期限を抽出する（ステップＳ１１）。次に、現在時刻が起動期限よりも前の時刻であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。そして、現在時刻が起動期限よりも前であれば（ステップＳ１２のＹＥＳ）、個別制御装置１０２は、指令内容にしたがって電力資源１０１を制御し（ステップＳ１３）、制御結果を展開する（ステップＳ６２）。ここでは、例えば、ＶＰＰ中央制御装置１０３、他の個別制御装置１０２に対して、どの電力資源１０１、個別制御装置１０２が出力したか、出力した量、調停内容の詳細を展開する。

また、ステップＳ１２において、現在時刻が起動期限より前でなければ、（ステップＳ１２のＮＯ）、ステップＳ６２の処理へ進む。
そして、制御結果を展開した後、全ての制御が終了したか否かを判定する（ステップＳ６３）。そして、全ての制御が終了した場合（ステップＳ６３のＹＥＳ）、個別制御装置１０２は、制御結果をＶＰＰ中央制御装置１０３に送信して（ステップＳ６４）、処理を終了する。

また、ステップＳ４０で指令内容を満足できないと判定した場合（ステップＳ４０のＮＯ）と、ステップＳ６１で自身の個別制御装置１０２が選択されていない場合には（ステップＳ６１のＮＯ）、個別制御装置１０２は処理を終了する。
さらに、ステップＳ６３で終了していない制御がある場合には、個別制御装置１０２は、ステップＳ１０の判定に戻る。

なお、ステップＳ４０における指令を満足したか否かの判定とは、電力資源１０１の性能と現在の状態を考慮して行われる。例えば、現在の出力余力が、指令値以上であれば満足可、そうでなければ満足不可と判定する。また、制判定御対象は、指令における出力の全てでも構わないし、その一部でも構わない。
また、ステップＳ６０の調停とは、各個別制御装置１０２間で情報を交換することで、どの個別制御装置１０２がどれだけ発電するかを決定する。このとき、交換する情報には、各個別制御装置１０２、及び電力資源１０１に関する情報（種類、出力性能、定格値、稼働実績など）や、所望する出力値、調停に用いる評価指標の情報（発電コスト、応答速度、余力の大小など）が含まれる。

この調停の結果、１つの個別制御装置１０２で全ての指令出力を出力してもよいし、複数の電力資源１０１間で出力を分担してもよい。分担する場合は、例えば、上述した指標値を用いて、分担を算出することができる。ここでの分担の算出とは、指標値に比例した分配や、指標値の逆数に比例した分配、あるいは等分などがある。
調停方式は、指標値の比較により、ひとつ、又は複数の電力資源１０１が選択される。例えば、指標値が最大、最小の電力資源１０１を選択することができる。あるいは、複数の指標値を交換し、指標値間で優先順位をつけて、優先順に比較する方法が適用できる。例えば、発電コスト、応答速度、電力資源１０１の識別子という３つの指標を交換し、この順番で比較する方法とする。このとき、電力資源１０１の識別子が必ずユニークになるように決定しておけば、発電コスト、応答速度が同じ指標値であったとしても、識別子の順序（アルファベット順や番号の大小順）によって、必ず一つの電力資源１０１を選択することができる。

複数の電力資源１０１を選択する場合には、特定の条件に当てはまる電力資源１０１が選択される方法が適用できる。例えば、現在の余力が所定のしきい値以上の電力資源１０１や、応答速度が所定のしきい値以上かつ出力余力が所定のしきい値以上の電力資源１０１を選択する方法とすることができる。これらの調停にかかわる情報（調停方式、個別制御装置１０２の指標値など）は、例えば個別制御装置１０２の設定記憶部１６１に記憶される。

また、ステップＳ６２の結果の展開では、指令における全ての出力分を出力しなかった場合（すなわち部分出力の場合）、差分を新たな指令値として、電力資源１０１の集合に展開してもよい。さらに、ステップＳ６２での結果の展開の処理は、個別制御装置１０２が行う代わりに、ＶＰＰ中央制御装置１０３が行うようにしてもよい。

なお、図１９のフローチャートのステップＳ６０で調停を行うための通信は、ブロードキャスト、マルチキャストといった複数の送信先へのパケットの送信を行う通信方式が適用可能である。
あるいは、所定の順序に基づいて、順番にそれぞれの個別制御装置１０２へパケットを送信するようにしてもよい。調停時にパケットを受信した個別制御装置１０２は、自身が出力可能な分を受信した指令から差し引いて、次の電力資源（個別制御装置１０２）に転送して、順々にパケットを転送することができる。
例えば、最初の個別制御装置１０２では、１０ＭＷの指令値に対して、２ＭＷを出力し、差分の８ＭＷを、次の個別制御装置１０２に転送する。もし、指令値全てを満足した場合は、結果をＶＰＰ中央制御装置１０３、及び他の個別制御装置１０２に展開する。あるいは、パケット上の起動期限を経過している際には、同様に結果をＶＰＰ中央制御装置１０３、及び他の個別制御装置１０２に展開する。
あるいは、ＶＰＰ中央制御装置１０３からの指令に、出力してよい電力資源１０１の条件をパケットに含めてもよい。例えば、発電コストが所望値以上である条件などである。

この通信の順序は、ＶＰＰ中央制御装置１０３や個別制御装置１０２がリストとして保持していてもよいし、単にＶＰＰ中央制御装置１０３や各個別制御装置１０２が、次に転送すべき個別制御装置１０２の情報を保持していてもよい。この順序リストは定期的に更新してもよいし、指令送信時にＶＰＰ中央制御装置１０３が展開してもよい。あるいは、ＶＰＰ中央制御装置１０３における計画の評価指標が変化した際に展開してもよい。また、リストの順番は、ＶＰＰ中央制御装置１０３における計画の評価指標順としてもよい。また、指令を転送中に所定の条件で順番を変更してもよい。例えば、当初の順番は発電コスト順であるが、起動期限までの時間が所定のしきい値以下になった場合に、応答速度順に変更するなどである。

あるいは、通信ネットワーク１０４を構成するＶＰＰ中央制御装置１０３と各個別制御装置１０２との接続として、各装置を順に接続したリング型のネットワークとしてもよい。
図２０は、ＶＰＰ中央制御装置１０３と各個別制御装置１０２とを、順に接続したリング型の通信ネットワークとした例を示す。図２０に示すように、リング型のネットワークでは、ＶＰＰ中央制御装置１０３と各個別制御装置１０２とを環状に接続したネットワークとする。このようなネットワークとしては、IEC 61784規格やIEC 62439-3規格等が適用可能である。

あるいは、個別制御装置１０２はネットワーク上を監視し、自身が受信した指令識別子１４２を有する別の指令パケットが通信されていることを確認して、自身の制御動作を中断してもよい。これは、ＶＰＰ中央制御装置１０３から個別制御装置１０２に対する指令における通信異常、又は電力資源１０１における機器異常、又は個別制御装置１０２からＶＰＰ中央制御装置１０３への応答確認における通信異常が発生した場合が考えられる。このようは異常が発生した場合、ＶＰＰ中央制御装置１０３においてタイムアウトが経過し、再度同じ指令識別子１４２を有する指令を個別制御装置１０２の群に対して送信する。ここで、ＶＰＰ中央制御装置１０３による再送は代替指令であるため、最初の制御指令を受信した個別制御装置１０２が、該当する指令を処理中であったとしても中断することができる。

ここまで説明した第３の実施の形態例の分散制御システムによると、個別制御装置１０２は自律的にＶＰＰ中央制御装置１０３からの指令を処理することができるようになる。これにより、ＶＰＰ中央制御装置１０３は、詳細に個別制御装置１０２の状態を管理する必要がなく、ＶＰＰ中央制御装置１０３と個別制御装置１０２間の結合度を下げることができるため、システムを柔軟に構築することができる。加えて、ＶＰＰ中央制御装置１０３や電力資源１０１、個別制御装置１０２の変更、追加、除去が容易となるため、ＶＰＰのシステム構築コストや運用コストを低減することができる。また、ＶＰＰ中央制御装置１０３の機能が容易となるため、ＶＰＰ中央制御装置１０３の実装コストを低減することができる。

＜４．通信ネットワークの別の例＞
なお、ここまで説明した各実施の形態例では、図１に示すように、通信ネットワーク１０４は、ＶＰＰ中央制御装置１０３と個別制御装置１０２との間で、直接通信を行うようにした。これに対して、通信ネットワーク１０４の途中に、パケットを中継する中間装置を設けるようにしてもよい。
図２１は、ＶＰＰ中央制御装置１０３と個別制御装置１０２との間（又は個別制御装置１０２の間）で通信を行う通信ネットワーク１０４の途中に、中間装置２１０を設けた構成例を示す。

中間装置２１０は、ＶＰＰ中央制御装置１０３からの指令における起動期限、指令出力を変換して、下位の個別制御装置１０２に送信してもよい。
また、中間装置２１０は、個々の個別制御装置１０２までの遅延を考慮して、（式３）の切り替え時間Ｒを変更して、下位の個別制御装置１０２ごとに起動期限を変更してもよい。例えば、中間装置２１０で代替指令を送信するかどうかを判定するように構成すれば、下位の個別制御装置１０２への代替指令の通信遅延が短縮するため、（式３）の切り替え時間Ｒを小さくすることができる。これにより、起動期限を遅らせることができるため、電力資源１０１との通信の試行回数を増やすことができ、ＶＰＰシステム実行の信頼性を、より高めることができる。さらに、ＶＰＰ中央制御装置１０３の処理負荷を低減できるため、ＶＰＰ中央制御装置１０３を低コストに構築することができる。

このように中間装置２１０を設けることで、通信ネットワーク１０４に応じた通信量の適正化（例えば、通信量削減）が可能となる。あるいは、中間装置２１０で、個別制御装置１０２の状態を常時監視し、より実状にあった起動期限を算出することができる。例えば、ＶＰＰ中央制御装置１０３が指令を送信後に、電力資源１０１の状態が変化し、余力が増加した場合や、応答速度や、発電コストが変化した場合に、実状にあった起動期限を算出することができる。電力資源１０１の状態が頻繁に変化し、個別制御装置１０２とＶＰＰ中央制御装置１０３間の通信遅延が大きい場合は、このような中間装置２１０を用いることで、より高信頼にＶＰＰシステムを構築することができる。

あるいは、中間装置２１０で出力値を分割して、指令識別子１４２を変更してもよい。変更の方法は、元のＶＰＰ中央制御装置１０３、あるいは中間装置２１０自体を階層化する場合は、上位の中間装置２１０から送信された指令識別子１４２ａと、新たに中間装置２１０で作成する指令識別子１４２ｂを付加してもよい。あるいは指令識別子１４２ａと、指令識別子１４２ｂを対応付けて中間装置２１０で記録し、パケット上は指令識別子１４２ｂのみを付加してもよい。

以上により、中間装置を設けることで、ＶＰＰ中央制御装置１０３の処理負荷を低減することが可能になる。また、下位の通信ネットワーク１０４に適した通信量に変更することが可能になる。さらに、代替出力にかかる遅延を短縮して起動期限を遅らせ、通信指令の試行回数を増やすことができるようになる。したがって、ＶＰＰの制御システムの柔軟な構成、低コストなシステム構築、信頼性を向上させるといった効果を得ることができる。

＜５．生産ラインに適用した例＞
また、ここまでの各実施の形態例では、電力資源１０１を制御するＶＰＰに適用した例とした。これに対して、その他の各種分散制御システムに本発明の各実施の形態例を適用してもよい。
図２２は、生産ラインに本発明の分散制御システムを適用した例を示す。
この図２２では、中央制御装置に相当する生産計画装置２２０と、個別制御装置に相当する個別の生産ライン２２１とを、通信ネットワーク１０４で接続する。この図２２は、１つの工場内の生産ライン２２１を接続した例を示すが、複数の工場の生産ライン２２１を接続してもよい。つまり、生産計画装置２２０が複数の工場を制御してもよい。あるいは、生産計画装置２２０が一つの生産ライン内の複数の生産設備を制御するようにしてもよい。

生産計画装置２２０は、工場内の生産計画を立て、生産ラインへ生産指令を送信する。
生産計画装置２２０の例としては、ＳＣＡＤＡ(Supervisory Control And Data Acquisition)やＤＣＳ(Distributed Control System)等が挙げられる。
生産計画装置２２０は、生産ライン２２１に稼働開始期限と生産指令のパケットを送信する。この生産指令が、各実施の形態例で説明した出力指令に対応する。

このように構成することで、生産計画装置２２０は、各生産ライン２２１に生産指令を送信し、生産ライン２２１が指令通りに生産できない場合や、生産指令の通信にかかわる異常によって生産指令に対応できない場合に対処することができるようになる。

＜６．自動走行に適用した例＞
また、自動車（車両）の自動走行を制御する分散制御システムに、本発明の各実施の形態例の分散制御システムを適用してもよい。
図２３は、走行中の複数の自動走行車２３０ａ，２３０ｂ，・・・，２３０ｅが、通信ネットワーク１０４で通信を行う状況を示す。この例では、１台の自動走行車２３０ｅが追い越し車線（図２３の右側車線）を走行し、他の自動走行車２３０ａ〜２３０ｄが走行車線（図２３の左側車線）を走行している場合である。図２３では図示しないが、それぞれの自動走行車２３０ａ〜２３０ｅに搭載された走行制御装置が、個別制御装置になり、道路上の車両の走行全体を制御する装置（管制センタ等）が、中央制御装置になる。但し、いずれか１台の車両に搭載された制御装置が中央制御装置になってもよい。

ここで、例えば走行車線を走行中の１台の自動走行車２３０ｃが、追い越し車線に車線変更するとする。なお、自動走行車２３０ｃ以外の車両は、自動走行でない車両（すなわち運転者が運転する車両）であってもよい。
このような状況のとき、中央制御装置は、それぞれの２３０ａ〜２３０ｅに対して、制御指令と起動期限を通知する。例えば、図２３で、自動走行車２３０ｃに追い越し指令を送信する場合を示す。

ここで、追い越し指令に通信異常が発生する場合や、自車の追い越し能力に制限がある場合（スピードの余力、ガソリン残量など）に、後続車両として自動走行車２３０ｅが迫っていれば、衝突の可能性がある。そのため、自動走行車２３０ｅに対して、適度な距離を確保して、安全に追い越しをするために自動走行車２３０ｃが追い越しを開始する期限をパケットに含める。

起動期限は、自動走行車２３０ｃの情報、自動走行車２３０ｅの情報、追い越し時に確保すべき安全車間距離、現在の自動走行車２３０ｃと自動走行車２３０ｅの車間距離、車線変更にともなう切り替え時間で定まる。
ここで、自動走行車２３０ｃの後端と自動走行車２３０ｅの先端が並ぶ時刻Ｔ_ｒ（すなわち、要求応答時刻）は、次式で求まる。
Ｔ_ｒ＝Ｔ_ｃ＋Ｌ_ｃ／（Ｖ_ｅ−Ｖ_ｃ） （式８）
ここで、Ｔ_ｃは現在時刻、Ｌ_ｃは現在の自動走行車２３０ｃと自動走行車２３０ｅの車間距離、Ｖ_ｅは自動走行車２３０ｅの車速、Ｖ_ｃは自動走行車２３０ｃの車速である。

したがって、起動期限Ｔ_ｌは次式で求まる。
Ｔ_ｌ＝Ｔ_ｒ−｛Ｌ_ｓ／（Ｖ_ｅ−Ｖ_ｃ）＋Ｒ｝
＝Ｔ_ｃ＋（Ｌ_ｃ−Ｌ_ｓ）／（Ｖ_ｅ−Ｖ_ｃ）−Ｒ （式９）
ここで、Ｌ_ｓは安全車間距離である。

なお、自動走行車２３０ｅが自動走行車２３０ｃを通過してしまえば、自動走行車２３０ｃは再度、安全に車線変更が可能である。
この制御を行う場合、パケットに制御再開時刻を含めることで対処できる。
図２４のパケット１４０は、この場合の構成例を示す。図２４に示すパケット１４０では、ヘッダ１４１、指令識別子１４２、起動期限１４３、出力指令１４４の他に、制御再開時刻２４０が配置される。

制御再開時刻２４０は、自動走行車２３０ｅが自動走行車２３０ｃよりも安全車間距離Ｌ_ｓ進んだ状態から可能である。そのため、制御再開時刻Ｔ_ｂは次式で求まる。
Ｔ_ｂ＝Ｔ_ｒ＋（Ｂ_ｃ＋Ｂ_ｅ＋Ｌ_ｓ）／（Ｖ_ｅ−Ｖ_ｃ） （式１０）
ここで、Ｔ_ｒは自動走行車２３０ｃの後端と自動走行車２３０ｅの先端が並ぶ時刻で、Ｂ_ｃは自動走行車２３０ｃの車線方向の車体の長さ、Ｂ_ｅは自動走行車２３０ｃの車線方向の車体の長さである。

なお、追い越し車線を走行する車両が自動走行車２３０ｅ以外に複数台あれば、複数台分の情報を考慮して、起動期限や再開時刻を算出すればよい。起動期限は、追い越し車線を走行する先頭車両に対して、再開時刻は最後尾の車両に対して算出すればよい。
また、既に説明した実施の形態例で説明した部分識別子を使って、例えば図２３に示す走行車線を走行中の自動走行車２３０ａ〜２３０ｄの内の、どの自動走行車かを表すようにしてもよい。

また、ここでは自動走行車の追い越しを例に説明したが、追い越し操作にかかわらず、種々の自動走行とその群制御に適用可能である。また自動車の群制御のみならず、車載の制御システムにおけるＥＣＵ（Engine Control Unit）間での分散制御システムに、本発明を適用してもよい。

＜７．その他の変形例＞
さらに、ここまで説明した電力制御システム、生産ラインの制御システム、自動走行車などの車両の制御システム以外の制御システムにも、本発明は適用可能である。例えば、ドローンなどの飛行物体に対する群制御や自動制御、建設機械、航空機といったモビリティを対象とした分散制御システムに本発明を適用してもよい。

また、本発明は上記した実施の形態例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態例の構成の一部を他の実施の形態例や変形例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態例の構成に他の実施の形態例や変形例の構成に置き換えることも可能である。また、実施の形態例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１００…電力系統、１０１…電力資源、１０２…個別制御装置、１０３…ＶＰＰ中央制御装置、１０４…通信ネットワーク、１１１…ＣＰＵ（中央制御ユニット）、１１２…通信制御部、１１３…物理層処理部、１１４…メモリ、１１５…不揮発性記憶媒体、１１６…バス、１３０…ＶＰＰ制御部、１３１…電力資源情報記憶部、１３２…起動期限決定部、１３３…通信部、１３４…時刻同期制御部、１４０…パケット、１４１…ヘッダ、１４２…指令識別子、１４３…起動期限、１４４…出力指令、１５０…入出力部、１６０…電力資源制御部、１６１…設定記憶部、１７０…起動指令、１７１…タイムアウト、１７２…再送、１７３，１８１…確認応答、１７４，１７５，１７７，１８２…出力、１７６…代替指令、１８０…制御指令受信応答、２００…有効化指令、２０１…無効化指令、２１０…中間装置、２２０…生産計画装置、２２１…生産ライン、２３０…自動走行車、２４０…制御再開時刻

Claims (14)

1. 被制御機器の制御を指示する指令と、前記指令の識別情報と、前記指令の起動期限を含むパケットを通信する
   通信方法。
2. 前記識別情報には、前記指令の部分指令の識別子を含む
   請求項１に記載の通信方法。
3. 前記指令を含む前記パケットを中央制御装置から個別制御装置に対して送信することで、前記個別制御装置が被制御機器の制御を行う分散制御システムに適用される通信方法であり、
   前記被制御機器の性能を考慮して起動期限を決定する起動期限決定処理と、
   前記パケットを、前記中央制御装置から前記個別制御装置に送信する通信処理と、を含む
   請求項１に記載の通信方法。
4. 前記起動期限決定処理は、前記被制御機器の制御の開始時刻又は終了時刻と、前記被制御機器の性能に基づいて、起動期限を決定するようにした
   請求項３に記載の通信方法。
5. 前記起動期限決定処理は、前記被制御機器の制御の開始時刻又は終了時刻から、前記被制御機器が起動又は停止に要する時間に対応して、起動期限を早い時刻とする
   請求項３に記載の通信方法。
6. 前記起動期限決定処理は、前記被制御機器の制御の開始時刻又は終了時刻から、代替手段での処理に要する時間に対応して、起動期限を早い時刻とする
   請求項３に記載の通信方法。
7. 前記代替手段は、前記被制御機器の代替機器の起動又は停止、又は制御条件の変更とする
   請求項６に記載の通信方法。
8. 前記通信処理で、前記中央制御装置が送信するパケットに含まれる指令には、前記被制御機器の制御を実行させる有効化指令を含む
   請求項３に記載の通信方法。
9. 前記通信処理で、前記中央制御装置が送信するパケットに含まれる指令には、前記被制御機器の制御の再開を指示する制御再開時刻情報を含むようにした
   請求項３に記載の通信方法。
10. 前記被制御機器は、発電機器又は負荷機器である
    請求項１に記載の通信方法。
11. ネットワークを介して個別制御装置と接続し、制御を指示する指令を含むパケットを前記個別制御装置に対して送信することで、前記個別制御装置が被制御機器の制御を行う分散制御システムに適用される中央制御装置であり、
    被制御機器の制御を指示する指令と、前記指令の識別情報と、前記指令の起動期限を含むパケットを前記個別制御装置に対して送信する通信部を備える
    中央制御装置。
12. ネットワークを介して中央制御装置と接続し、前記中央制御装置から送信された制御を指示する指令を含むパケットを受信することで、被制御機器の制御を行う分散制御システムに適用される個別制御装置であり、
    前記中央制御装置から送信されたパケットを受信する通信部と、
    前記通信部が受信したパケットに含まれる指令と起動期限とを抽出し、現在時刻が前記起動期限よりも前である場合に、抽出した指令に基づいた前記被制御機器の制御を行い、現在時刻が前記起動期限を経過した場合に、抽出した指令に基づいた前記被制御機器の制御を行わない制御部とを備えた
    個別制御装置。
13. 前記中央制御装置が送信する前記パケットは、前記指令の識別子を含み、
    前記個別制御装置の前記制御部は、既に受信したパケットから抽出した前記指令の識別子と同一の指令識別子を検出した場合に、抽出した指令に基づいた前記被制御機器の制御を行わない
    請求項１２に記載の個別制御装置。
14. 前記個別制御装置の前記制御部は、前記被制御機器の状態を考慮して、前記指令を実行可能かどうかを判定し、実行可能と判定した場合は、他の前記個別制御装置と調停した結果に基づいて前記被制御機器の制御を行う
    請求項１２に記載の個別制御装置。

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