JP5917292B2 - 電力管理装置、電力管理システム、及び電力管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の設備の電力を管理する技術に関する。

近年、情報通信技術をとりいれたスマートグリッドやマイクログリッドの研究開発が盛んである。そこでは、低炭素化と経済的電力運用実現を目的とした実証型の技術開発が主流である。さらに、工場、ビル、住宅などの需要家側で、太陽光発電などの自然エネルギーや蓄電池といった分散型電源の活用による、より効率的なエネルギー管理方法が検討されている。このようなエネルギー管理方法は例えば、需要家の状況に基づいて、通信を介して分散型電源の制御を行い、負荷の平準化や電力融通を行う。

例えば、複数のマイクログリッド間をネットワークで結び、需要家からの要求に応じて電力を供給する際に、自身のマイクログリッドと他のマイクログリッドとで電力状況の比較を行い、結果に応じて他のマイクログリッドとの電力取引の制御を行う技術が知られている。また、例えば、分散型電源を持つ需要家の系統連係点の電圧を測定し、電圧規定値を逸脱している、または逸脱しそうな需要家を割り出し、需要家情報と照らし合わせることで需要家の優先順位を決定し、優先順位の低い需要家に対して出力調整を行う技術が知られている（例えば、特許文献１、２）。

特開２０１１−２２９２６８号公報 特開２００６−１４９０６１号公報

需要家がユーザ認証を用いて電力を要求する技術では、負荷変動などの需要の増減に応じて、自律的に電力融通を行うことができない。また、系統管理装置が需要家の分散型電源を制御する技術では、需要家の情報を集中管理する必要がある。

上記課題を解決するため、本発明の一態様である電力管理装置は、通信部と判定部とを備える。通信部は、電源を有し電力系統に連系する第１設備について、電力の需給バランスの予測値を示す第１予測データを通信ネットワークへ送信し、電力系統に連系する第２設備の電力の需給バランスの予測値を示す第２予測データを通信ネットワークへ送信する他の電力管理装置から、電力融通の依頼のメッセージを受信した場合、通信ネットワークから第２予測データを受信する。判定部は、第１予測データ及び第２予測データに基づいて、電力融通が可能であるか否かを判定する。通信部は、電力融通が可能であると判定された場合、他の電力管理装置へ依頼の許可のメッセージを送信する。

複数の設備に設けられている電源を効率的に利用することができる。

図１は、分散型エネルギー管理システムの構成を示す。 図２は、共有データエリアにおけるｘＥＭＳ（１）の管理データを示す。 図３は、共有データエリアにおけるｘＥＭＳ（２）の管理データを示す。 図４は、管理データ出力処理を示す。 図５は、分散型エネルギー管理システムにより管理される工場の構成を示す。 図６は、予測電力と目標電力の関係を示す。 図７は、協力依頼処理を示す。 図８は、分散型エネルギー管理システムの動作の具体例を示す。

以下、本発明の電力管理システムの適用例である分散型エネルギー管理システムについて説明する。

図１は、分散型エネルギー管理システムの構成を示す。この分散型エネルギー管理システムは、データフィールド１０と、複数のエネルギー管理システム１１と、ゲートウェイ１７と、エネルギー管理システム１６とを有する。複数のエネルギー管理システム１１とエネルギー管理システム１６の夫々は、自律分散ネットワークのサブシステムである。複数のエネルギー管理システム１１は、直接、データフィールド１０に接続されている。エネルギー管理システム１６は、ゲートウェイ１７を介してデータフィールド１０に接続されている。

図面及び以下の説明では、複数のエネルギー管理システム１１をｘＥＭＳ（x energy management system）と呼ぶことがある。例えば、ｘＥＭＳによる管理の対象の設備である対象設備が工場、ビル、家庭である場合、ｘＥＭＳは対象設備に応じて夫々、工場エネルギー管理システム、ビルエネルギー管理システム、家庭エネルギー管理システムと呼ばれる。また、対象設備は、電力を消費する負荷と、電力を供給する電源とを有する。この電源は、サブシステムに分散していることから分散型電源とも呼ばれる。

データフィールド１０は、自律分散ネットワークのための通信ネットワークであり、各ｘＥＭＳから出力される管理データを流通させる。各ｘＥＭＳが、管理データをデータフィールド１０へブロードキャストにより送信しても良い。この場合、各ｘＥＭＳが、必要な管理データを受信しても良い。また、データフィールド１０内のサーバが、各ｘＥＭＳから送信された管理データを保存しても良い。この場合、データフィールド１０内のサーバが、各ｘＥＭＳから要求された管理データを要求元へ送信しても良い。

複数のエネルギー管理システム１１にサブシステム番号を割り当てることにより、夫々をｘＥＭＳ（１）〜ｘＥＭＳ（５）と呼ぶことにする。更にエネルギー管理システム１６にもサブシステム番号を割り当てることにより、ｘＥＭＳ（６）と呼ぶことにする。なお、サブシステム数に制限はない。

エネルギー管理システム１１は、通信部３１と、判定部３２と、管理部３４とを有する。通信部３１は、データフィールド１０へ自己の管理データを送信し、データフィールド１０から他のｘＥＭＳの管理データを受信する。判定部３２は、管理データに基づいて、電力管理のための判定を行う。各ｘＥＭＳに対し、管理の期間である対象期間が予め設定される。対象期間は例えば、工場の稼働日の１日間である。また、判定部３２は、対象期間における対象設備の消費電力及び供給電力を予測する。対象設備の消費電力は、対象設備内の負荷による消費や蓄電池の充電等である。対象設備の供給電力は、対象設備内の発電機による発電や蓄電池の放電等である。管理部３４は、対象設備の電力を管理する。例えば、管理部３４は、設備内の電力変換器や負荷や遮断器等を制御することにより、設備内の消費電力や供給電力を制御する。

エネルギー管理システム１６は、エネルギー管理システム１１と同様の管理部３４を有する。ゲートウェイ１７は、エネルギー管理システム１１と同様の通信部３１と、判定部３２とを有する。エネルギー管理システム１６のように通信部３１や判定部３２を持たないサブシステムであっても、ゲートウェイ１７を介して、データフィールド１０への接続が可能となる。

各ｘＥＭＳは例えば、マイクロプロセッサとメモリを有するコンピュータである。この場合、メモリに格納されたプログラムは、マイクロプロセッサをｘＥＭＳとして機能させる。

図２は、共有データエリアにおけるｘＥＭＳ（１）の管理データを示す。この状態は、ｘＥＭＳ（１）が他のｘＥＭＳと協力関係を結んでいない状態である。

データフィールド１０は、共有データエリアＤ１を提供する。共有データエリアＤ１は、ｘＥＭＳ（１）〜ｘＥＭＳ（６）に夫々対応する管理データエリアＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、Ｄ１５、Ｄ１６を有する。管理データエリアが対応するｘＥＭＳの管理データを格納することにより、データフィールド１０は管理データを一元管理する。各ｘＥＭＳは、自己の管理データエリアへ管理データを送信し、他のｘＥＭＳの管理データを必要とする場合、対応する管理データエリアを選択し、選択された管理データエリア内の管理データを受信する。

ここでは、管理データエリアＤ１１に格納されているｘＥＭＳ（１）の管理データ１１０について説明する。管理データ１１０は、予測電力情報１１１と、目標電力情報１１２と、判定情報１１３とを有する。全ての管理データは、同一形式を有する。

予測電力情報１１１は、ｘＥＭＳ（１）の予測電力を示す。目標電力情報１１２は、ｘＥＭＳ（１）の目標電力を示す。

各ｘＥＭＳに対し、目標電力が予め設定される。目標電力は、商用系統からの買電電力の上限を示す。判定部３２は、対象期間における対象設備の消費電力及び供給電力に基づいて、対象期間における買電電力の予測値である予測電力を算出する。買電電力は、対象設備の消費電力から対象設備の供給電力を減算した電力である。買電電力は、目標電力以下になることが要求される。予測電力及び目標電力は、電力で表されても良いし、電力量で表されても良い。また、予測電力は、対象期間における所定の時間間隔毎の予測値を示す。時間間隔は例えば、１時間である。

判定情報１１３は、対象期間内の全ての予測電力が目標電力以下であるか否かの判定結果を示す。対象期間内の全ての予測電力が目標電力以下である場合、判定情報１１３は「ＯＫ」を示す。対象期間内の何れかの予測電力が目標電力を超過する場合、判定情報１１３は「ＮＧ」を示す。

このようにｘＥＭＳ（１）の管理データ１１０がデータフィールド１０を流通することにより、ｘＥＭＳ（２）〜（６）がｘＥＭＳ（１）の管理データ１１０を取得することが可能になる。

図３は、共有データエリアにおけるｘＥＭＳ（２）の管理データを示す。この状態は、ｘＥＭＳ（２）がｘＥＭＳ（１）と協力関係を結んでいる状態である。この協力関係において、ｘＥＭＳ（２）は、ｘＥＭＳ（１）からの依頼に応じてｘＥＭＳ（１）へ電力を融通する。即ち、ｘＥＭＳ（２）の対象設備の電源からｘＥＭＳ（１）の対象設備の負荷へ電力が供給される。ｘＥＭＳ（２）の管理データ１２０は、管理データ１１０と同様の形式であり、予測電力情報１２１と、目標電力情報１２２と、判定情報１２３とを有する。予測電力情報１２１は、ｘＥＭＳ（２）の予測電力に加えて、ｘＥＭＳ（１）の予測電力を示す。目標電力情報１２２は、ｘＥＭＳ（２）の目標電力に加えて、ｘＥＭＳ（１）の目標電力を示す。

ｘＥＭＳ（２）の判定部３２は、ｘＥＭＳ（１）からの依頼に応じて協力関係を結ぶ場合、データフィールド１０の管理データエリアＤ１１からｘＥＭＳ（１）の管理データ１１０を取得し、管理データ１１０に基づいてｘＥＭＳ（２）の管理データ１２０を生成する。次にｘＥＭＳ（２）の通信部３１は、生成された管理データ１２０をデータフィールド１０の管理データエリアＤ１２へ送信する。

以下、各ｘＥＭＳが管理データをデータフィールド１０へ出力する処理である管理データ出力処理について説明する。ここでは、対象設備が工場であるとする。また、ここでは、ｘＥＭＳ（１）による管理データ出力処理を示す。他のｘＥＭＳも同様の動作を行う。

図４は、管理データ出力処理を示す。各ｘＥＭＳは、毎日、所定時刻に管理データ出力処理を行う。例えば、各ｘＥＭＳは、毎日、工場の稼働前の午前８時に管理データ出力処理を行う。

まずＳ１においてｘＥＭＳ（１）は、事前情報を取得し、取得された事前情報に基づいて、目標電力情報１１２を生成する。事前情報は例えば、目標電力、気象情報、生産計画情報、実績情報を含む。生産計画情報は例えば、対象工場の生産計画を示す。実績情報は、対象工場における消費電力や供給電力などの実績を示す。事前情報は、ｘＥＭＳの内部の記憶装置に格納されていても良いし、ｘＥＭＳの外部のサーバから通信ネットワークを介して受信されても良い。

次にＳ２においてｘＥＭＳ（１）は、事前情報に基づいて、対象工場内の消費電力及び供給電力を予測し、対象期間における対象工場の運用計画を策定する。運用計画は、対象工場内の負荷や電源の動作を示す。

次にＳ３においてｘＥＭＳ（１）は、運用計画を基に予測電力を算出し、算出された予測電力に基づいて予測電力情報１１１を生成する。

次にＳ４においてｘＥＭＳ（１）は、予測電力が目標電力以下であるか否かを判定する。

予測電力が目標電力以下であると判定された場合（Ｓ４、ＹＥＳ）、Ｓ５においてｘＥＭＳ（１）は、判定情報１１３に「ＯＫ」を書き込み、処理をＳ７へ移行させる。なお、ｘＥＭＳ（１）は、予測電力に所定のマージンを加えた値が目標電力以下である場合に、判定情報１１３に「ＯＫ」を書き込んでも良い。

予測電力が目標電力以下でないと判定された場合（Ｓ４、ＮＯ）、Ｓ６においてｘＥＭＳ（１）は、判定情報１１３に「ＮＧ」を書き込み、処理をＳ７へ移行させる。

Ｓ７においてｘＥＭＳは、予測電力情報１１１と目標電力情報１１２と判定情報１１３とを含む管理データ１１０を生成し、生成された管理データをデータフィールド１０における自己の管理データエリアＤ１１へ出力する。

以上が管理データ出力処理である。

以下、対象設備が工場である場合の分散型エネルギー管理システムの構成の具体例にについて説明する。

図５は、分散型エネルギー管理システムにより管理される工場の構成を示す。この例において、需要設備は工場２１であり、ｘＥＭＳは工場エネルギー管理システム（ＦＥＭＳ：factory energy management system）１１である。商用系統６０は、変圧器６１を介して工場内系統６２へ電力を供給する。工場内系統６２は、複数の工場２１へ電力を供給する。即ち、複数の工場２１は、工場内系統６２に連系している。工場内系統６２は、変圧器６３を介して低圧系統６４へ電力を供給しても良い。

工場２１は、ＦＥＭＳ１１と、負荷４１と、ＰＣＳ（power conditioning system）４２と、分散型電源と、電力計５１と、遮断器５２と、変圧器５３と、を有する。分散型電源は例えば、ＰＶ（photovoltaic power generation）４２や蓄電池４３等である。図面及び以下の説明において、二つの工場２１の一方を工場（１）と呼び、他方を工場（２）と呼ぶ。また、工場（１）を管理するＦＥＭＳ１１をＦＥＭＳ（１）と呼び、工場（２）を管理するＦＥＭＳ１１をＦＥＭＳ（２）と呼ぶ。

電力計５１は、商用系統６０から工場２１への買電量と、工場２１から商用系統６０への売電量とを計測してＦＥＭＳ１１へ送信する。遮断器５２は、ＦＥＭＳ１１からの指示に応じて構内の配線の一部を遮断する。負荷４１は、工場内系統６２及びＰＣＳ４２からの電力を消費する。変圧器５３は、工場内系統６２とＰＣＳ４２の間で電圧を変換する。ＰＣＳ４２は、分散型電源から出力される直流電力を交流電力へ変換する。また、ＰＣＳ４２は、蓄電池４３の充放電を切り替えても良い。ＦＥＭＳ１１は、運用計画に基づいてＰＣＳ４２を制御する。

ＦＥＭＳ１１は、データフィールド１０に接続されている。ＦＥＭＳ（１）は、共有データエリアＤ１内の管理データエリアＤ１１に管理データ１１０を書き込む。ＦＥＭＳ（２）は、共有データエリアＤ１内の管理データエリアＤ１２に管理データ１２０を書き込む。また、ＦＥＭＳ（１）は、ＦＥＭＳ（２）の管理データエリアＤ１２から管理データ１２０を読み出すことができる。同様に、ＦＥＭＳ（２）は、ＦＥＭＳ（１）の管理データエリアＤ１１から管理データ１１０を読み出すことができる。

以下、ＦＥＭＳ（１）及びＦＥＭＳ（２）における予測電力と目標電力の具体例について説明する。

図６は、予測電力と目標電力の関係を示す。この図は、ＦＥＭＳ（１）における予測電力２１１及び目標電力２１２の比較結果２１３と、ＦＥＭＳ１２０における予測電力２２１及び目標電力２２２の比較結果２２３とを示す。更にこの図は、ＦＥＭＳ（１）及びＦＥＭＳ（２）の予測電力の合計である合計予測電力２３１と、ＦＥＭＳ（１）及びＦＥＭＳ（２）の目標電力の合計である合計目標電力２３２との比較結果２３３を示す。即ち、ＦＥＭＳ（１）及びＦＥＭＳ（２）が協力関係を結んだ場合において、合計予測電力２３１は、予測電力２１１及び予測電力２２１の合計であり、合計目標電力２３２は、目標電力２１２及び目標電力２２２の合計である。また、予測電力２１１、予測電力２２１、合計予測電力２３１は、対象期間内の時間間隔毎の時間変化を示す。

ＦＥＭＳ（１）の比較結果２１３によれば、予測電力２１１が目標電力２１２を超過する時間帯がある。ＦＥＭＳ（２）の比較結果２２３によれば、予測電力２２１が目標電力２２２に達するまでに余裕がある。

また、合計の比較結果２３３によれば、合計予測電力２３１は、合計目標電力２３２を超えない。従って、ＦＥＭＳ（１）とＦＥＭＳ（２）が協力関係を結び、工場（２）内の供給電力の一部を工場（１）へ供給することにより、工場（１）内の供給電力の不足を解消することができる。

以下、或るｘＥＭＳが目標電力の不足を予測した場合に、他のｘＥＭＳへ協力（電力融通）を依頼する協力依頼処理について説明する。

図７は、協力依頼処理を示す。ここでは、分散型エネルギー管理システムがＮ個のｘＥＭＳを有しているとする。また、１からＮまでの整数であるサブシステム番号ｉを用いて、各ｘＥＭＳはｘＥＭＳ（ｉ）で表される。ｘＥＭＳ（ｉ）は、管理データ出力処理の結果、自己の判定情報が「ＮＧ」である場合、ｘＥＭＳ（ｉ）は協力依頼処理を実行する。

まずＳ１１においてｘＥＭＳ（ｉ）は、変数ｊにｉの値を代入する。

次にＳ１２においてｘＥＭＳ（ｉ）は、ｊ＝Ｎであるか否かを判定する。

ｊ＝Ｎでない場合（Ｓ１２、ＮＯ）、即ちｉより大きいサブシステム番号を有するｘＥＭＳが存在する場合、Ｓ１３においてｘＥＭＳ（ｉ）は、ｉに１を加算した値を算出し、新たなｉに算出された値を代入し、処理をＳ１５へ移行させる。

ｊ＝Ｎである場合（Ｓ１２、ＹＥＳ）、即ちｉより大きいサブシステム番号を有するｘＥＭＳが存在しない場合、Ｓ１４においてｘＥＭＳ（ｉ）は、ｉに１を代入し、処理をＳ１５へ移行させる。

Ｓ１５においてｘＥＭＳ（ｉ）は、ｘＥＭＳ（ｊ）が他のｘＥＭＳと協力済みであるか否かを判定する。ここで、ｘＥＭＳ（ｉ）は、データフィールド１０からｘＥＭＳ（ｊ）の管理データを取得し、ｘＥＭＳ（ｊ）の管理データに他のｘＥＭＳのデータが含まれている場合、ｘＥＭＳ（ｊ）が他のｘＥＭＳと協力済みであると判定する。

ｘＥＭＳ（ｊ）が他のｘＥＭＳと協力済みであると判定された場合（Ｓ１５、ＹＥＳ）、ｘＥＭＳ（ｉ）は、処理をＳ１２へ移行させる。

ｘＥＭＳ（ｊ）が他のｘＥＭＳと協力済みでないと判定された場合（Ｓ１５、ＮＯ）、Ｓ１６においてｘＥＭＳ（ｉ）は、ｘＥＭＳ（ｊ）の判定情報が「ＯＫ」であるか否かを判定する。

ｘＥＭＳ（ｊ）の判定情報が「ＮＧ」である場合（Ｓ１６：ＮＯ）、即ちｘＥＭＳ（ｊ）の目標電力に余裕がない場合、ｘＥＭＳ（ｉ）は、処理をＳ１２へ移行させる。

ｘＥＭＳ（ｊ）の判定情報が「ＯＫ」である場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、即ちｘＥＭＳ（ｊ）の目標電力に余裕がある場合、Ｓ１７においてｘＥＭＳ（ｉ）は、ｘＥＭＳ（ｊ）に対して協力依頼のメッセージを送信し、このフローを終了する。

以上が協力依頼処理である。

ｘＥＭＳ（ｉ）がｘＥＭＳ（ｊ）へ協力依頼のメッセージを送信した後、ｘＥＭＳ（ｊ）がｘＥＭＳ（ｉ）へ協力許可のメッセージを送信すると、ｘＥＭＳ（ｉ）とｘＥＭＳ（ｊ）の協力関係が成立する。一方、ｘＥＭＳ（ｊ）がｘＥＭＳ（ｉ）へ協力拒否のメッセージを送信すると、ｘＥＭＳ（ｉ）とｘＥＭＳ（ｊ）の協力関係は成立しない。

この協力依頼処理によれば、ｘＥＭＳは、自己の目標電力が不足した場合、他のｘＥＭＳに電力の融通を依頼することができる。

以下、協力依頼処理を含む分散型エネルギー管理システムの動作の具体例について説明する。

図８は、分散型エネルギー管理システムの動作の具体例を示す。このシーケンス図は、ｘＥＭＳ（１）、ｘＥＭＳ（２）、ｘＥＭＳ（３）、データフィールド１０の動作を示す。

まずＳ１０１においてｘＥＭＳ（１）は、目標電力が十分であるか否かを判定する。同様にＳ１０２においてｘＥＭＳ（２）は、目標電力が十分であるか否かを判定する。同様にＳ１０３においてｘＥＭＳ（３）は、目標電力が十分であるか否かを判定する。ここでは、ｘＥＭＳ（１）の目標電力が不足し、ｘＥＭＳ（２）の目標電力が十分であり、ｘＥＭＳ（３）の目標電力が十分である場合を示す。即ち、ここでは、ｘＥＭＳ（１）の判定情報が「ＮＧ」であり、ｘＥＭＳ（２）の判定情報が「ＯＫ」であり、ｘＥＭＳ（３）の判定情報が「ＯＫ」である場合を示す。

次にＳ１１１においてｘＥＭＳ（１）は、協力依頼処理により、自己の次のサブシステム番号を有するｘＥＭＳ（２）へ協力依頼のメッセージを送信する。

次にＳ１１２においてｘＥＭＳ（２）は、データフィールド１０に対し、依頼元のｘＥＭＳ（１）の管理データを要求する。次にＳ１１３においてｘＥＭＳ（２）は、ｘＥＭＳ（１）の管理データを受信し、自己の管理データにｘＥＭＳ（１）の管理データを追加することにより、自己の管理データを生成してデータフィールド１０へ送信する。

次にＳ１１４においてｘＥＭＳ（２）は、ｘＥＭＳ（１）及びｘＥＭＳ（２）の管理データに基づいて、ｘＥＭＳ（１）及びｘＥＭＳ（２）の合計予測電力が適正範囲内であるか否かを判定する。ここで、ｘＥＭＳ（２）は例えば、ｘＥＭＳ（１）及びｘＥＭＳ（２）の合計予測電力が、ｘＥＭＳ（１）及びｘＥＭＳ（２）の合計目標電力以下である場合、合計予測電力が適正範囲内であると判定する。なお、ｘＥＭＳ（２）は例えば、合計予測電力に所定のマージンを加えた値が、合計目標電力以下である場合に、合計予測電力が適正範囲内であると判定しても良い。

合計予測電力が適正範囲内であると判定された場合（Ｓ１１４：ＹＥＳ）、Ｓ１１５においてｘＥＭＳ（２）は、ｘＥＭＳ（１）へ協力許可のメッセージを送信する。次にＳ１１６において、ｘＥＭＳ（１）は、ｘＥＭＳ（２）と協力関係になり、このシーケンスを終了する。

合計予測電力が適正範囲内でないと判定された場合（Ｓ１１４：ＮＯ）、Ｓ１１７においてｘＥＭＳ（２）は、自己の管理データ内のｘＥＭＳ（１）の管理データをクリアする。次にＳ１１８においてｘＥＭＳ（２）は、協力拒否のメッセージを送信する。

次にＳ１２１においてｘＥＭＳ（１）は、協力拒否のメッセージを受信すると、協力依頼処理により、ｘＥＭＳ（２）の次のサブシステム番号を有するｘＥＭＳ（３）へ協力依頼のメッセージを送信し、Ｓ１１１−Ｓ１１８と同様の処理を行う。

次にＳ１２２においてｘＥＭＳ（２）は、データフィールド１０に対し、依頼元のｘＥＭＳ（１）の管理データを要求する。次にＳ１２３においてｘＥＭＳ（２）は、ｘＥＭＳ（１）の管理データを受信し、自己の管理データにｘＥＭＳ（１）の管理データを追加することにより、自己の管理データを生成してデータフィールド１０へ送信する。

次にＳ１２４においてｘＥＭＳ（２）は、ｘＥＭＳ（１）及びｘＥＭＳ（２）の管理データに基づいて、ｘＥＭＳ（１）及びｘＥＭＳ（２）の合計予測電力が適正範囲内であるか否かを判定する。ここで、ｘＥＭＳ（２）は例えば、ｘＥＭＳ（１）及びｘＥＭＳ（２）の合計予測電力が、ｘＥＭＳ（１）及びｘＥＭＳ（２）の合計目標電力以下である場合、合計予測電力が適正範囲内であると判定する。

合計予測電力が適正範囲内であると判定された場合（Ｓ１２４：ＹＥＳ）、Ｓ１２５においてｘＥＭＳ（２）は、ｘＥＭＳ（１）へ協力許可のメッセージを送信する。次にＳ１２６において、ｘＥＭＳ（１）は、ｘＥＭＳ（２）と協力関係になり、このシーケンスを終了する。

合計予測電力が適正範囲内でないと判定された場合（Ｓ１２４：ＮＯ）、Ｓ１２７においてｘＥＭＳ（２）は、自己の管理データ内のｘＥＭＳ（１）の管理データをクリアする。次にＳ１２８においてｘＥＭＳ（２）は、協力拒否のメッセージを送信する。

ｘＥＭＳ（２）の次のサブシステム番号を有するｘＥＭＳがあれば、Ｓ１１１−Ｓ１１８と同様の処理を行う。

以上が分散型エネルギー管理システムの動作の具体例である。

この動作によれば、依頼先のｘＥＭＳは、依頼元の予測電力及び自己の予測電力の合計と、依頼元の目標電力及び自己の目標電力の合計とを用いて、依頼元と依頼先の電力を管理することができる。

なお、ｘＥＭＳは１時間毎に予測電力の修正を行っても良い。修正の結果、予測電力が目標電力を超過する場合は協力依頼処理を行い、１日分の運用計画が終了するまでこの処理を繰り返し実施する。

依頼先のサブシステムの判定情報が「ＮＧ」である場合や、依頼先のサブシステムが既に他のサブシステムと協力関係となっている場合や、協力依頼により合計目標電力が十分でないと判定された場合、依頼先との協力関係は結ばれない。この場合、依頼元のサブシステムは、次のサブシステム番号を持つサブシステムに対して再度協力依頼を行う。

なお、協力依頼処理において、合計予測電力が合計目標電力以下であるか否かの判定は、依頼元のサブシステムが判定しても良い。この場合、依頼元のサブシステムは、依頼先のサブシステムの管理データをデータフィールド１０から取得する。

協力依頼を受けた依頼先のサブシステムは、自己の運用計画を修正しても良いし、負荷の一部遮断などを行っても良い。また、協力関係を結んだ依頼先のサブシステムにおいて、管理部３４は、電力変換器や遮断器を制御することにより、依頼元の対象設備へ電力を融通しても良い。

また、ｘＥＭＳは、他の複数のｘＥＭＳへ協力依頼を行っても良い。例えば、ｘＥＭＳ（１）がｘＥＭＳ（２）とｘＥＭＳ（３）へ協力依頼を行う場合、ｘＥＭＳ（１）とｘＥＭＳ（２）とｘＥＭＳ（３）の合計予測電力が、ｘＥＭＳ（１）とｘＥＭＳ（２）とｘＥＭＳ（３）の合計目標電力以下である場合、これらの協力関係が成立する。

以上の実施例によれば、分散型エネルギー管理システムは、各サブシステムの間でエネルギーを補完することができる。言い換えれば、サブシステム同士が協力関係となることで、１つのサブシステムが負荷の急増などにより単独でのエネルギー管理が困難となった場合でも、余剰のある他のサブシステムと連係し、１つのサブシステムと見なすことでトータルでのエネルギー管理が可能となる。これにより、太陽光発電や蓄電池などの分散型電源を効率的に活用することができる。また、サブシステムが空調や照明等の負荷を制御することにより負荷を低減することができる。また、分散型エネルギー管理システムがサブシステム間で電力の融通を行うことにより、蓄電池から放電される電力や、再生可能エネルギーにより発電される電力を効率的に利用し、商用系統からの電力の使用量を削減することができる。

また、以上の実施例によれば、工場のような大規模施設や地域コミュニティ内において、需要家である各サブシステムは単独でエネルギー管理を行う他に、負荷の増加時などに他のサブシステムと協力することによって、サブシステム間での電力融通を自律的に実施できる。また、このような電力融通を実現するにあたり、各サブシステムは状況に応じて他のサブシステムと電力融通することが出来、エネルギー管理機能を集中管理型ではなく自律分散型として実現できる。これにより、各サブシステムは、全ての設備の管理データを管理する必要がない。

また、ＦＥＭＳは、ＦＥＭＳ同士による工場間のエネルギー連携のほか、ビルエネルギー管理システムや家庭エネルギー管理システムなどと連係した地域全体でのエネルギー連係を行っても良い。このように、各サブシステムを自律分散ネットワークで結ぶことにより、それぞれが離れた場所にある工場やビルや公共施設などの間で相互にエネルギーの融通が可能となり、地域コミュニティ全体でのエネルギー管理が可能となる。従来のエネルギー管理システムは、そのシステム内に限ってエネルギー管理を行うが、以上の実施例によれば、大規模工場とその周辺地域内において電力の効率的な利用を可能とする。

以上の実施例で説明された技術は、次のように表現することができる。

（表現１）
電源を有し電力系統に連系する第１設備について、電力の需給バランスの予測値を示す第１予測データを通信ネットワークへ送信し、前記電力系統に連系する第２設備の電力の需給バランスの予測値を示す第２予測データを前記通信ネットワークへ送信する他の電力管理装置から、電力融通の依頼のメッセージを受信した場合、前記通信ネットワークから前記第２予測データを受信する通信部と、
前記第１予測データ及び前記第２予測データに基づいて、前記電力融通が可能であるか否かを判定する判定部と
を備え、
前記通信部は、前記電力融通が可能であると判定された場合、前記他の電力管理装置へ前記依頼の許可のメッセージを送信する、
電力管理装置。

（表現２）
電源を有し電力系統に連系する第１設備について、電力の需給バランスの予測値を示す第１予測データを通信ネットワークへ送信する第１電力管理装置と、
前記電力系統に連系する第２設備の電力の需給バランスの予測値を示す第２予測データを前記通信ネットワークへ送信する第２電力管理装置と
を備え、
前記第１電力管理装置は、前記第２電力管理装置から、電力融通の依頼のメッセージを受信した場合、前記通信ネットワークから前記第２予測データを受信し、前記第１予測データ及び前記第２予測データに基づいて、前記電力融通が可能であるか否かを判定し、前記電力融通が可能であると判定された場合、前記第１電力管理装置が、前記第２電力管理装置へ前記依頼の許可のメッセージを送信する、
電力管理システム。

（表現３）
第１電力管理装置が、電源を有し電力系統に連系する第１設備について、電力の需給バランスの予測値を示す第１予測データを通信ネットワークへ送信し、
前記第１電力管理装置が、前記電力系統に連系する第２設備の電力の需給バランスの予測値を示す第２予測データを前記通信ネットワークへ送信する第２電力管理装置から、電力融通の依頼のメッセージを受信した場合、前記通信ネットワークから前記第２予測データを受信し、
前記第１電力管理装置が、前記第１予測データ及び前記第２予測データに基づいて、前記電力融通が可能であるか否かを判定し、
前記電力融通が可能であると判定された場合、前記第１電力管理装置が、前記第２電力管理装置へ前記依頼の許可のメッセージを送信する、
電力管理方法。

これらの表現における用語について説明する。電力管理装置は例えば、エネルギー管理システム１１や、エネルギー管理システム１６及びゲートウェイ１７に対応する。電力系統は例えば、商用系統６１及び工場内系統６２に対応する。

１０：データフィールド、１１、１６：エネルギー管理システム、１７：ゲートウェイ、３１：通信部、３２：判定部、３４：管理部、１１０、１２０：管理データ、Ｄ１：共有データエリア、Ｄ１１、Ｄ１２：管理データエリア

Claims (9)

1. 電源を有し電力系統に連系する第１設備の電力を管理するための電力管理装置であって、
   前記第１設備による前記電力系統からの買電電力の予測値及び目標値を示す第１管理データを、自律分散システムのデータフィールドへ送信し、前記電力系統に連系する第２設備による前記電力系統からの買電電力の予測値及び目標値を示す第２管理データを前記データフィールドへ送信する他の電力管理装置から、電力融通の依頼のメッセージを受信した場合、前記データフィールドから前記第２管理データを受信する通信部と、
   前記第１管理データ及び前記第２管理データに基づいて、前記電力融通が可能であるか否かを判定する判定部と
   を備え、
   前記通信部は、前記電力融通が可能であると判定された場合、前記他の電力管理装置へ前記依頼の許可のメッセージを送信する、
   電力管理装置。
2. 前記他の電力管理装置は、前記第２管理データに基づいて、前記依頼の必要があるか否かを判定し、前記依頼の必要があると判定された場合、前記電力管理装置へ前記依頼のメッセージを送信する、
   請求項１に記載の電力管理装置。
3. 前記判定部は、前記第１設備による消費電力の予測値と、前記第１設備による供給電力の予測値とを算出し、前記第１設備の消費電力の予測値から前記第１設備の供給電力の予測値を減ずることで、前記第１設備の買電電力の予測値を算出し、
   前記他の電力管理装置は、前記第２設備による消費電力の予測値と、前記第２設備による供給電力の予測値とを算出し、前記第２設備の消費電力の予測値から前記第２設備の供給電力の予測値を減ずることで、前記第２設備の買電電力の予測値を算出する、
   請求項１又は２に記載の電力管理装置。
4. 前記判定部は、前記第１管理データ及び前記第２管理データに基づいて、前記第１設備の買電電力の予測値と、前記第２設備の買電電力の予測値との合計である合計予測電力を算出し、前記第１設備の買電電力の目標値と、前記第２設備の買電電力の目標値との合計である合計目標電力とを算出し、前記合計予測電力が前記合計目標電力以下である場合に、前記電力融通が可能であると判定する、
   請求項１乃至３の何れか一項に記載の電力管理装置。
5. 前記データフィールドは、複数の電力管理装置から夫々送信される複数の管理データを流通させ、
   前記判定部は、前記第１管理データに基づいて、電力融通の第２依頼を行う必要があるか否かを判定し、前記第２依頼の必要があると判定された場合、前記複数の管理データの何れかを受信し、前記受信された管理データに基づいて、前記複数の電力管理装置の中から、前記第２依頼の依頼先を選択し、
   前記通信部は、前記第２依頼のメッセージを前記依頼先へ送信する、
   請求項１に記載の電力管理装置。
6. 前記判定部は、前記第１設備の買電電力の予測値が前記第１設備の買電電力の目標値を超える場合、前記第２依頼の必要があると判定する、
   請求項５に記載の電力管理装置。
7. 前記データフィールドは、第１管理データエリアと第２管理データエリアを提供し、
   前記通信部は、前記第１管理データを前記第１管理データエリアへ送信し、
   前記他の電力管理装置は、前記第２管理データを前記第２管理データエリアへ送信し、
   前記通信部は、前記依頼のメッセージを受信した場合、前記第２管理データエリアから前記第２管理データを受信する、
   請求項１に記載の電力管理装置。
8. 電源を有し電力系統に連系する第１設備による前記電力系統からの買電電力の予測値及び目標値を示す第１管理データを、自律分散システムのデータフィールドへ送信する第１電力管理装置と、
   前記電力系統に連系する第２設備による前記電力系統からの買電電力の予測値及び目標値を示す第２管理データを前記データフィールドへ送信する第２電力管理装置と
   を備え、
   前記第１電力管理装置は、前記第２電力管理装置から、電力融通の依頼のメッセージを受信した場合、前記データフィールドから前記第２管理データを受信し、前記第１管理データ及び前記第２管理データに基づいて、前記電力融通が可能であるか否かを判定し、前記電力融通が可能であると判定された場合、前記第２電力管理装置へ前記依頼の許可のメッセージを送信する、
   電力管理システム。
9. 電源を有し電力系統に連系する第１設備の電力を管理するための第１電力管理装置が、前記第１設備による前記電力系統からの買電電力の予測値及び目標値を示す第１管理データを、自律分散システムのデータフィールドへ送信し、
   前記第１電力管理装置が、前記電力系統に連系する第２設備による前記電力系統からの買電電力の予測値及び目標値を示す第２管理データを前記データフィールドへ送信する第２電力管理装置から、電力融通の依頼のメッセージを受信した場合、前記データフィールドから前記第２管理データを受信し、
   前記第１電力管理装置が、前記第１管理データ及び前記第２管理データに基づいて、前記電力融通が可能であるか否かを判定し、
   前記電力融通が可能であると判定された場合、前記第１電力管理装置が、前記第２電力管理装置へ前記依頼の許可のメッセージを送信する、
   電力管理方法。

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