JP6924989B2 - Power management system and power management method - Google Patents

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Description

本発明は、電力管理システム及び電力管理方法に関する。 The present invention relates to a power management system and a power management method.

２０１２年７月の再生可能エネルギーの固定価格買取制度（ＦＩＴ）の導入は、非住宅用の太陽光発電市場（公共・産業分野）を大きく変えることとなった。ＪＰＥＡ ＰＶ ＯＵＴＬＯＯＫ ２０３０によると、国内総出荷に占める非住宅用の割合は、２０１２年度で（国内総出荷量３．８ＧＷに対し）５０％、２０１３年度で（同８．４ＧＷに対し）７３％、２０１４年度上半期で（上期国内総出荷量４．３ＧＷに対し）７７％と大幅に伸張している。 The introduction of the feed-in tariff (FIT) for renewable energy in July 2012 has significantly changed the non-residential photovoltaic power generation market (public / industrial sector). According to JPEA PV OUTLOOK 2030, the ratio of non-residential use to the total domestic shipment was 50% in 2012 (relative to 3.8 GW of domestic shipment) and 73% in 2013 (relative to 8.4 GW). In the first half of 2014 (compared to the total domestic shipment of 4.3 GW in the first half), it increased significantly to 77%.

太陽光発電の大量の設備認定量に伴い、それらが全て稼動した場合、電力需要の小さい軽負荷期に太陽光発電の供給電力量が需要電力量を上回る懸念が出てきたため、指定電気事業者において「無制限・無補償の出力抑制」を条件として系統接続を行うこととなった。今後、更なる太陽光発電の系統接続量の増加に伴い、電力需給調整を目的とした出力抑制実施は現実のものとなりつつある。
このような社会背景から、出力抑制に伴う余剰電力の発生量、頻度ともに増加が予想され、再生可能エネルギーの余剰電力を利用して一旦、水素を製造し、例えば電力需要が増加した際に必要に応じて貯蔵しておいた水素（以下、ＣＯ２フリー水素と記す）を再度、電力に変換して街区で活用する技術が注目されている。 With the large amount of certified equipment for photovoltaic power generation, if all of them are in operation, there is a concern that the amount of power supplied by photovoltaic power generation will exceed the amount of power demand during the light load period when power demand is low. In, it was decided to make a grid connection on the condition of "unlimited and uncompensated output suppression". In the future, with the further increase in the amount of photovoltaic power generation grid connections, the implementation of output curtailment for the purpose of adjusting the supply and demand of electric power is becoming a reality.
Against this social background, both the amount and frequency of surplus electricity generated due to output curtailment are expected to increase, and hydrogen is once produced using the surplus electricity of renewable energy, for example, it is necessary when electricity demand increases. Attention is being paid to a technology for converting hydrogen (hereinafter referred to as CO 2- free hydrogen) stored in accordance with the above into electric power and utilizing it in a district.

一方で、わが国では、公共建物の他、住宅やオフィスビル、病院などの建築物において、年間の消費エネルギー量を大幅に削減する建築物（ネット・ゼロ・エネルギー・ビル、以下ＺＥＢと記す）を目指す取組みを進めている。２０１４年のエネルギー基本計画において、２０２０年頃までに新築公共建築等で、２０３０年までに新築建築物の平均でＺＥＢを実現する事を目指すことが明記されている。
ＺＥＢ実現に向けては建築計画的な手法を最大限に活用して、庇やルーバー等で日射をコントロールした上で、建築設備の効率化と合わせてエネルギー需要を可能な限り削減して省エネルギー化を図った上で、残ったエネルギー需要をオンサイト（敷地内あるいは街区内）での再生可能エネルギーによる創エネで賄う。しかしながら、市街地における高層大規模建築物では太陽光発電が設置可能な屋上面積が限られており、オンサイトでの創エネには限界がある。 On the other hand, in Japan, in addition to public buildings, buildings such as houses, office buildings, and hospitals that significantly reduce annual energy consumption (Net Zero Energy Building, hereinafter referred to as ZEB) We are proceeding with the efforts we are aiming for. The 2014 Energy Basic Plan stipulates that by 2020, new public buildings, etc. will be aimed at achieving ZEB on average for new buildings by 2030.
To realize ZEB, make the best use of building planning methods, control solar radiation with eaves, louvers, etc., and reduce energy demand as much as possible in addition to improving the efficiency of building equipment to save energy. After that, the remaining energy demand will be covered by energy creation by renewable energy on-site (on the premises or in the district). However, in high-rise large-scale buildings in urban areas, the rooftop area where solar power generation can be installed is limited, and there is a limit to on-site energy creation.

以上のような状況を見据え、例えば半径数１０ｋｍ程度の広域範囲を地産地消エリアとして、オフサイト立地のメガソーラー等の再生可能エネルギー発電所にて、余剰電力を効率よく活用してＣＯ２フリー水素を製造し、高圧水素ガスとする。この高圧水素ガスを高圧水素輸送車両にて収集した後、当該エリア内の中核となる街区に輸送・利用することで、街区内で建物のＺＥＢ化に必要な創エネ相当量を賄い、ＺＥＢの実現を目指すシステム検討が開始されている（例えば特許文献１）。 In anticipation of the above situation, for example, a wide area with a radius of several tens of kilometers is set as a local production for local consumption area, and at renewable energy power plants such as mega solar located off-site, surplus electricity is efficiently utilized and CO 2 free. Produces hydrogen and uses it as high-pressure hydrogen gas. After collecting this high-pressure hydrogen gas with a high-pressure hydrogen transport vehicle, it is transported and used in the core block in the area to cover the amount of energy creation required for building ZEB in the block, and the ZEB A system study aiming at realization has been started (for example, Patent Document 1).

建物に附帯した水素利用システムとして、輸送された水素を例えば難燃性の水素吸蔵合金を用いたタンク等で安全に貯蔵し、燃料電池コージェネレーションにより電力ならびに熱に変換し、蓄電池や蓄熱システム及びその他建築設備と組み合わせて効率的なエネルギーマネジメントを実施することで、ＺＥＢ実現の重要な手段になると共に、事業継続計画（Business Continuity Plan：BCP）の向上が期待できる。
例えば、ＣＯ２フリー水素を製造して、ＺＥＢの実現を目指すシステムの一例としては、メガソーラー等の再生可能エネルギー発電所を複数設置し、これらから得られる電力を既存の電力系統に供給し、電力系統から複数の街区に電力を供給するシステムが考えられる。この場合、各街区で利用される電力を超えて各再生可能エネルギー発電所で発電が行なわれた場合には、余剰電力が生じてしまい、この余剰電力は活用できないことになってしまう。 As a hydrogen utilization system attached to a building, the transported hydrogen is safely stored in, for example, a tank using a flame-retardant hydrogen storage alloy, converted into electric power and heat by fuel cell cogeneration, and stored in a storage battery, a heat storage system, and the like. By implementing efficient energy management in combination with other building equipment, it can be expected to become an important means for realizing ZEB and improve the Business Continuity Plan (BCP).
For example, as an example of a system that produces CO 2- free hydrogen and aims to realize ZEB, multiple renewable energy power plants such as mega solar are installed, and the power obtained from these is supplied to the existing power system. A system that supplies power from the power system to multiple districts can be considered. In this case, if power is generated at each renewable energy power plant in excess of the power used in each block, surplus power will be generated and this surplus power cannot be utilized.

これに対し、各再生可能エネルギー発電所において余剰電力が生じた場合には、この余剰電力から水素を製造すれば、この水素を各街区に輸送し、それら街区で電力又は熱に変換して利用することができる。 On the other hand, when surplus electricity is generated at each renewable energy power plant, if hydrogen is produced from this surplus electricity, this hydrogen is transported to each block and converted into electricity or heat for use in those blocks. can do.

また、特許文献２には、複数の熱的なプラントの相互間で熱エネルギーを共有する複数の施設において、統合エネルギーを最適化する技術が記載されている。 Further, Patent Document 2 describes a technique for optimizing integrated energy in a plurality of facilities that share thermal energy between a plurality of thermal plants.

特開２０１４−１２２３９９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-122399 特開２００５−１８２３７１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-182371

上述のように、ＣＯ２フリー水素の利用に基づいて、街区内で建物のＺＥＢ化に必要な創エネ相当量を最適に維持するためには、ＣＯ２フリー水素の需給バランスを制御する種々の予測制御が不可欠である。すなわち、電力の供給側としては、再生可能エネルギー発電所での時々刻々の余剰電力量の予測や、ＣＯ２フリー水素の製造量の予測が必要である。また、電力の需要側では、建物での時々刻々の電力需要の予測が必要である。さらには、水素輸送車両が複数の再生可能エネルギー発電所からＣＯ２フリー水素を巡回収集するルート選定も、制御パラメータとなる場合も想定される。
また、ＣＯ２フリー水素は高圧ガスとして街区へ輸送される。現在は「カードル」と呼ばれるボンベを束ねた形状の輸送容器に高圧水素ガスを充填して輸送、或いはより大量に輸送する場合は、約２０ＭＰａの高圧力に耐えることができる大型ボンベを束ねた「トレーラー」に水素ガスを加圧充填して輸送することが一般的である。 As mentioned above, in order to optimally maintain the amount of energy generated equivalent to ZEB of buildings in the block based on the use of CO 2- free hydrogen, various measures to control the supply-demand balance of CO 2-free hydrogen are used. Predictive control is essential. That is, on the power supply side, it is necessary to predict the amount of surplus power at the renewable energy power plant every moment and the amount of CO 2-free hydrogen produced. On the power demand side, it is necessary to forecast the power demand in buildings from moment to moment. Furthermore, it is assumed that the route selection in which the hydrogen transport vehicle cyclically collects CO 2- free hydrogen from a plurality of renewable energy power plants may be a control parameter.
In addition, CO 2- free hydrogen is transported to the block as a high-pressure gas. Currently, a transport container called "curdle", which is a bundle of cylinders, is filled with high-pressure hydrogen gas for transportation, or when transporting a larger amount, a large cylinder that can withstand a high pressure of about 20 MPa is bundled. It is common to pressurize and fill the trailer with hydrogen gas before transporting it.

水素輸送車両等により輸送された水素は、水素輸送車両の高圧ボンベから、建物内、或いは敷地内に設置した、例えば水素吸蔵合金タンクへ移送される。ここで、高圧ボンベ内のガスを減圧する場合、処理設備の能力が１日当たり３００ｍ３以上のものである場合には、第１種高圧ガス製造に該当し、規制対象となる。建物内や敷地内に高圧ガス保安法等の規制対象になる設備を設けることは、以下に記すような様々な不都合が生じることが予想される。
製造許可の取得、完成検査、保安検査、定期検査などが必要となり手続き上、非常に時間がかかる。保安距離や火気距離などの規制、安全確保に必要な設備（障壁や安全装置）など建設コストアップになる。保安係員の選任が必要となり、維持コストアップになる。トレーラー等が化石燃料によるエンジン駆動の場合、輸送用燃料に係るＣＯ２排出が発生するため、ＣＯ２フリー水素が有する高い環境価値を減損させる。 Hydrogen transported by a hydrogen transport vehicle or the like is transferred from a high-pressure cylinder of the hydrogen transport vehicle to, for example, a hydrogen storage alloy tank installed in a building or a site. Here, when the gas in the high-pressure cylinder is decompressed, if the capacity of the processing equipment is 300 m 3 or more per day, it corresponds to the first-class high-pressure gas production and is subject to regulation. It is expected that the installation of equipment subject to regulations such as the High Pressure Gas Safety Act in buildings and premises will cause various inconveniences as described below.
Obtaining a manufacturing license, completion inspection, security inspection, periodic inspection, etc. are required, and it takes a lot of time in terms of procedure. Regulations such as safety distance and fire distance, and equipment (barriers and safety devices) necessary for ensuring safety will increase construction costs. It is necessary to appoint a security officer, which increases maintenance costs. When a trailer or the like is driven by a fossil fuel engine, CO 2 emissions related to transportation fuel are generated, which impairs the high environmental value of CO 2-free hydrogen.

上述の課題を鑑み、本発明は、水素の需給バランスを制御する種々の予測制御が行え、余剰電力によるＣＯ２フリー水素を最適化して活用できる電力管理システム及び電力管理方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a power management system and a power management method capable of performing various predictive controls for controlling the supply-demand balance of hydrogen and optimizing and utilizing CO 2-free hydrogen due to surplus power. And.

上述の課題を鑑み、本発明の一態様に係る電力管理システムは、再生可能エネルギーを用いて発電される電力が余剰する余剰電力を予測する余剰電力予測部と、前記予測された余剰電力に基づいて、前記余剰電力を用いて製造される水素を貯蔵する計画を生成する水素貯蔵計画生成部と、前記貯蔵された水素を充填して当該充填された水素によって発電する機能を有し、水素の配送先となる施設に移送する水素輸送車両と、前記水素輸送車両を施設に配車する配車計画を生成する配車計画生成部と、前記水素車両が施設の電力変換装置に接続されると前記水素車両の水素積載量と前記施設における買電電力と需要電力とに基づいて、前記水素輸送車両に水素を用いた発電計画を生成し、前記配車計画生成部と前記水素輸送車両に通知する水素利用計画生成部と、を有する。
また、本発明の別の態様に係る電力管理システムは、再生可能エネルギーを用いて発電される電力が消費されることなく余剰する余剰電力を予測する余剰電力予測部と、前記余剰電力を用いて製造される水素を貯蔵する計画を前記予測された余剰電力に基づいて生成する水素貯蔵計画生成部と、前記貯蔵された水素によって発電する機能を有する水素輸送車両を前記貯蔵された水素の配送先となる施設に配車する配車計画を生成する配車計画生成部と、前記水素輸送車両が前記貯蔵された水素の配送先となる施設の電力変換装置に接続されたとき、前記水素輸送車両の水素積載量と前記施設における買電電力と需要電力とに基づいて、前記水素輸送車両の水素を用いた発電計画を生成し、前記配車計画生成部と前記水素輸送車両に通知する水素利用計画生成部と、を有する。 In view of the above problems, the power management system according to one aspect of the present invention is based on a surplus power prediction unit that predicts surplus power generated by using renewable energy and the predicted surplus power. It has a hydrogen storage plan generation unit that generates a plan for storing hydrogen produced by using the surplus electric power, and a function of filling the stored hydrogen and generating electricity with the filled hydrogen. A hydrogen transport vehicle to be transferred to a facility to be delivered, a vehicle allocation plan generation unit that generates a vehicle allocation plan to allocate the hydrogen transport vehicle to the facility, and the hydrogen vehicle when the hydrogen vehicle is connected to a power conversion device of the facility. A power generation plan using hydrogen for the hydrogen transport vehicle is generated based on the hydrogen load capacity of the facility, the purchased power at the facility, and the required power, and the hydrogen utilization plan is notified to the vehicle allocation plan generation unit and the hydrogen transport vehicle. It has a generator and a generator.
Further, the power management system according to another aspect of the present invention uses a surplus power prediction unit that predicts surplus power without consuming the power generated by using renewable energy, and the surplus power. A hydrogen storage plan generator that generates a plan to store the produced hydrogen based on the predicted surplus electric power, and a hydrogen transport vehicle having a function of generating electricity from the stored hydrogen are delivered to the stored hydrogen. When the vehicle allocation plan generation unit that generates the vehicle allocation plan to be allocated to the facility and the power conversion device of the facility to which the stored hydrogen is delivered are connected, the hydrogen loading of the hydrogen transport vehicle is carried out. Based on the amount, the purchased power at the facility, and the required power, a power generation plan using hydrogen of the hydrogen transport vehicle is generated, and the vehicle allocation plan generation unit and the hydrogen utilization plan generation unit that notifies the hydrogen transport vehicle. Has.

本発明の一態様に係る電力管理方法は、余剰電力予測部が、再生可能エネルギーを用いて発電される電力が余剰する余剰電力を予測し、水素貯蔵計画生成部が、前記予測された余剰電力に基づいて、前記余剰電力を用いて製造される水素を貯蔵する計画を生成し、水素輸送車両が、前記貯蔵された水素を充填して当該充填された水素によって発電する機能を有し、水素の配送先となる施設に移送し、配車計画生成部が、前記水素輸送車両を施設に配車する配車計画を生成し、水素利用計画生成部が、前記水素輸送車両が施設の電力変換装置に接続されると前記水素輸送車両の水素積載量と前記施設における買電電力と需要電力とに基づいて、前記水素輸送車両の水素を用いた発電計画を生成し、前記配車計画生成部と前記水素輸送車両に通知する。
また、本発明の別の態様に係る電力管理方法は、再生可能エネルギーを用いて発電される電力が消費されることなく余剰する余剰電力を余剰電力予測部が予測し、前記余剰電力を用いて製造される水素を貯蔵する計画を前記予測された余剰電力に基づいて水素貯蔵計画生成部が生成し、前記貯蔵された水素によって発電する機能を有する水素輸送車両を前記貯蔵された水素の配送先となる施設に配車する配車計画を配車計画生成部が生成し、前記水素輸送車両が施設の電力変換装置に接続されると前記水素輸送車両の水素積載量と前記施設における買電電力と需要電力とに基づいて、水素利用計画生成部は、前記水素輸送車両の水素を用いた発電計画を生成し、前記配車計画生成部と前記水素輸送車両に通知する。 In the power management method according to one aspect of the present invention, the surplus power prediction unit predicts the surplus power generated by the power generated using the renewable energy, and the hydrogen storage plan generation unit predicts the predicted surplus power. Based on the above, a plan for storing hydrogen produced by using the surplus electric power is generated, and the hydrogen transport vehicle has a function of filling the stored hydrogen and generating electricity by the filled hydrogen. The vehicle allocation plan generation unit generates a vehicle allocation plan for allocating the hydrogen transport vehicle to the facility, and the hydrogen utilization plan generation unit connects the hydrogen transport vehicle to the power conversion device of the facility. Then, a power generation plan using the hydrogen of the hydrogen transport vehicle is generated based on the hydrogen load capacity of the hydrogen transport vehicle, the purchased power at the facility, and the required power, and the vehicle allocation plan generation unit and the hydrogen transport are generated. Notify the vehicle.
Further, in the power management method according to another aspect of the present invention, the surplus power prediction unit predicts the surplus power without consuming the power generated by using the renewable energy, and the surplus power is used. A hydrogen storage plan generator generates a plan for storing the produced hydrogen based on the predicted surplus electric power, and a hydrogen transport vehicle having a function of generating electricity from the stored hydrogen is delivered to the stored hydrogen. When the vehicle allocation plan generation unit generates a vehicle allocation plan to allocate the vehicle to the facility, and the hydrogen transport vehicle is connected to the power conversion device of the facility, the hydrogen load capacity of the hydrogen transport vehicle and the purchased power and the required power in the facility are generated. Based on the above, the hydrogen utilization plan generation unit generates a power generation plan using hydrogen of the hydrogen transport vehicle, and notifies the vehicle allocation plan generation unit and the hydrogen transport vehicle.

本発明によれば、余剰電力によるＣＯ２フリー水素の生成の需給バランスを制御する種々の予測制御が行え、余剰電力によるＣＯ２フリー水素を最適化して活用できる。 According to the present invention, various predictive control to control the supply balance of production of CO 2 free hydrogen by the surplus power it can be utilized to optimize the CO 2 free hydrogen by excess power.

本発明の実施形態に係る電力管理システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the power management system which concerns on embodiment of this invention. ＤＥＭＳの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of DEMS. 本発明の実施形態に係る電力管理システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the power management system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る電力管理システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the power management system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る電力管理システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the power management system which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電力管理システム１の概略構成図である。
図１において、再生可能エネルギー発電所１０は、メガソーラー等の再生可能エネルギーの発電設備１１を備えている。また、再生可能エネルギー発電所１０は、水素製造設備１２と、水素貯蔵設備１３とを備えている。また、再生可能エネルギー発電所１０には、プラント管理部１５が設けられる。水素製造設備１２は、再生可能エネルギー発電所１０で生じた余剰電力を用いて、ＣＯ２フリー水素を製造する。水素貯蔵設備１３は、水素製造設備１２で製造されたＣＯ２フリー水素を貯蔵する。また、このＣＯ２フリー水素は、水素輸送車両３１に搭載して輸送することができる。プラント管理部１５は、再生可能エネルギー発電所１０の各種の情報を管理している。プラント管理部１５は、ネットワーク７０に接続されている。
なお、ここでは、１つの再生可能エネルギー発電所１０のみ図示されているが、再生可能エネルギー発電所１０は、複数存在している。また、上述の例では、再生可能エネルギーの発電設備１１はメガソーラー等の太陽光発電であるが、これに限らず、他の再生可能エネルギー発電、例えば風力発電であっても良い。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power management system 1 according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the renewable energy power plant 10 is provided with a renewable energy power generation facility 11 such as a mega solar. Further, the renewable energy power plant 10 includes a hydrogen production facility 12 and a hydrogen storage facility 13. Further, the renewable energy power plant 10 is provided with a plant management unit 15. The hydrogen production facility 12 produces CO 2- free hydrogen using the surplus electric power generated at the renewable energy power plant 10. The hydrogen storage facility 13 stores CO 2- free hydrogen produced by the hydrogen production facility 12. Further, this CO 2- free hydrogen can be mounted on the hydrogen transport vehicle 31 and transported. The plant management unit 15 manages various types of information of the renewable energy power plant 10. The plant management unit 15 is connected to the network 70.
Although only one renewable energy power plant 10 is shown here, there are a plurality of renewable energy power plants 10. Further, in the above example, the renewable energy power generation facility 11 is solar power generation such as mega solar, but the present invention is not limited to this, and other renewable energy power generation, for example, wind power generation may be used.

街区２０には、建物２１が建設されている。建物２１には、商用電源２３から電源が供給され、電力の消費先となる。この商用電源２３は、主に、再生可能エネルギー発電所１０からの電源を供給する既存の電力系統である。また、建物２１には、水素輸送車両３１に搭載されている燃料電池を配下の発電機として制御する建物エネルギー制御システム（以下、ＢＥＭＳ称する）２２（第３の管理部）が設けられている。ＢＥＭＳ２２は、建物２１の電力需要を予測して、水素輸送車両３１からの水素を、必要に応じて建物２１に供給する管理を行っている。 A building 21 is constructed in the block 20. Power is supplied to the building 21 from the commercial power source 23, which serves as a power consumption destination. The commercial power source 23 is an existing power system that mainly supplies power from the renewable energy power plant 10. Further, the building 21 is provided with a building energy control system (hereinafter referred to as BEMS) 22 (third management unit) that controls the fuel cell mounted on the hydrogen transport vehicle 31 as a subordinate generator. The BEMS 22 predicts the electric power demand of the building 21 and manages to supply hydrogen from the hydrogen transport vehicle 31 to the building 21 as needed.

なお、ここでは、１つの街区２０のみ図示されているが、街区２０は、複数存在している。また、ここでは、１つの街区２０に、１つの建物２１のみ図示されているが、１つの街区２０には、複数の建物２１が存在している。また、この街区２０は、少なくとも１つの施設があり、その施設においては、電力を消費する負荷が設けられており、この負荷の需要電力を満たすように、買電電力と水素によって発電された電力（水素輸送車両によって発電された電力）が供給される。ただし、水素によって発電された電力は、需要電力や、水素輸送車両の水素が充電された残量（水素積載量）によっては、買電電力のみが供給される場合がある。また、施設としては、ビルや商業施設、公共施設、一般家庭等であってもよい。 Although only one block 20 is shown here, there are a plurality of blocks 20. Further, here, only one building 21 is shown in one block 20, but there are a plurality of buildings 21 in one block 20. In addition, this district 20 has at least one facility, and the facility is provided with a load that consumes electric power, and the electric power generated by the purchased electric power and hydrogen so as to satisfy the demand power of this load. (Electricity generated by a hydrogen transport vehicle) is supplied. However, as for the electric power generated by hydrogen, only the purchased electric power may be supplied depending on the required electric power and the remaining amount of hydrogen charged in the hydrogen transport vehicle (hydrogen loading capacity). Further, the facility may be a building, a commercial facility, a public facility, a general household, or the like.

水素輸送センター３０には、複数の水素輸送車両３１が常駐している。図２に示すように、水素輸送車両３１は、高圧水素タンク３３と、燃料電池３２とを備えている。水素輸送車両３１は、高圧水素タンク３３内に充填されている水素を燃料電池３２により電力に変換して、外部に供給することができる。また、水素輸送センター３０には、配車管理部３５（配車計画生成部）が設けられている。配車管理部３５は、水素輸送センター３０に属する水素輸送車両３１の配車を管理する機能を有し、水素輸送車両３１を施設に配車する配車計画を生成する。配車管理部３５は、ＢＥＭＳ制御部２５から通知された発電計画と、水素を貯蔵する計画とに基づいて、配車計画を生成する。この配車管理部３５は、ネットワーク７０に接続されている。 A plurality of hydrogen transport vehicles 31 are resident in the hydrogen transport center 30. As shown in FIG. 2, the hydrogen transport vehicle 31 includes a high-pressure hydrogen tank 33 and a fuel cell 32. The hydrogen transport vehicle 31 can convert the hydrogen filled in the high-pressure hydrogen tank 33 into electric power by the fuel cell 32 and supply it to the outside. Further, the hydrogen transportation center 30 is provided with a vehicle allocation management unit 35 (vehicle allocation plan generation unit). The vehicle allocation management unit 35 has a function of managing the allocation of the hydrogen transport vehicle 31 belonging to the hydrogen transport center 30, and generates a vehicle allocation plan for allocating the hydrogen transport vehicle 31 to the facility. The vehicle allocation management unit 35 generates a vehicle allocation plan based on the power generation plan notified from the BEMS control unit 25 and the hydrogen storage plan. The vehicle allocation management unit 35 is connected to the network 70.

情報提供センター４０は、天気予報データ、実績データ、太陽光発電出力抑制情報等、電力管理システム１の制御に必要な各種の情報を提供している。情報提供センター４０には、情報提供サーバ４５が設けられている。情報提供サーバ４５は、ネットワーク７０に接続されている。
なお、この例では、情報提供サーバ４５で、天気予報データ、実績データ、太陽光発電出力抑制情報等を提供しているが、天気予報データを提供するサーバ、実績データを提供するサーバ、太陽光発電出力抑制情報を提供するサーバを、それぞれ、別々に設けるようにしても良い。また、例えば天気予報データを提供するサーバは気象情報機関のサーバ、太陽光発電出力抑制情報を提供するサーバは電力会社のサーバというように、各情報を提供するサーバは、別々のところで管理するものであっても良い。 The information providing center 40 provides various information necessary for controlling the power management system 1, such as weather forecast data, actual data, and photovoltaic power generation output suppression information. The information providing center 40 is provided with an information providing server 45. The information providing server 45 is connected to the network 70.
In this example, the information providing server 45 provides weather forecast data, actual data, photovoltaic power generation output suppression information, etc., but a server that provides weather forecast data, a server that provides actual data, and sunlight. Servers that provide power generation output suppression information may be provided separately. Also, for example, the server that provides the weather forecast data is the server of the weather information agency, the server that provides the photovoltaic power generation output suppression information is the server of the electric power company, and so on. It may be.

電力供給管理センター５０は、電力管理部５５（余剰電力予測部、水素貯蔵計画生成部）が設けられている。電力管理部５５は、ネットワーク７０に接続されている。電力管理部５５は、複数の再生可能エネルギー発電所１０の余剰電力、並びに、ＣＯ２フリー水素の製造量や貯蔵量の管理を行っている。電力管理部５５は、再生可能エネルギーを用いて発電される電力が余剰する余剰電力を予測する機能と、予測された余剰電力に基づいて、余剰電力を用いて製造される水素を貯蔵する計画を生成する機能を有する。
なお、この例では、再生可能エネルギー発電所１０、水素輸送センター３０、情報提供センター４０、電力供給管理センター５０を、別々の場所に設置しているが、再生可能エネルギー発電所１０、水素輸送センター３０、情報提供センター４０、電力供給管理センター５０の全て又はその一部は、同一の場所に設置しても良い。 The power supply management center 50 is provided with a power management unit 55 (surplus power prediction unit, hydrogen storage plan generation unit). The power management unit 55 is connected to the network 70. The electric power management unit 55 manages the surplus electric power of the plurality of renewable energy power plants 10 as well as the production amount and the storage amount of CO 2-free hydrogen. The power management unit 55 has a function of predicting surplus power generated by using renewable energy and a plan to store hydrogen produced by using surplus power based on the predicted surplus power. It has a function to generate.
In this example, the renewable energy power plant 10, the hydrogen transport center 30, the information provision center 40, and the power supply management center 50 are installed at different locations, but the renewable energy power plant 10, the hydrogen transport center, and the hydrogen transport center are installed at different locations. 30, the information provision center 40, the power supply management center 50, or all or a part thereof may be installed in the same place.

また、プラント管理部１５、ＢＥＭＳ２２、配車管理部３５、電力管理部５５は、全て、ネットワーク７０を介して通信可能に接続されており、互いに情報を共有することができる。 Further, the plant management unit 15, the BEMS 22, the vehicle allocation management unit 35, and the power management unit 55 are all connected to each other so as to be able to communicate with each other via the network 70, and can share information with each other.

図２は、建物２１のＢＥＭＳ２２の構成を示すブロック図である。図２において、ＢＥＭＳ制御部２５は、ＢＥＭＳ２２のシステム全体の制御を行っている。また、ＢＥＭＳ制御部２５は、ネットワーク７０に接続可能とされている。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of BEMS 22 of the building 21. In FIG. 2, the BEMS control unit 25 controls the entire system of the BEMS 22. Further, the BEMS control unit 25 can be connected to the network 70.

商用電源２３からの電力は、建物２１内の負荷２６に供給される。負荷２６は、各種の電気製品や照明、空調等である。また、商用電源２３の取り込み部分や、水素輸送車両３１との接続部分には、それぞれ電力計２７が設けられている。電力計２７の計測値は、ＢＥＭＳ制御部２５に送られる。
建物２１には、同期機能付き電力変換装置２８を介して、水素輸送車両３１からのケーブル３６が接続される。水素輸送車両３１は、高圧水素タンク３３と、燃料電池３２とを備えている。水素輸送車両３１は、高圧水素タンク３３に充填されている水素を燃料電池３２により電気に変換し、ケーブル３６を介して、建物２１の電力として出力できる。また、建物２１内のＢＥＭＳ制御部２５と水素輸送車両３１とは、ケーブル３６を介して、建物−車両間通信を行うことができる。 The electric power from the commercial power source 23 is supplied to the load 26 in the building 21. The load 26 is various electric appliances, lighting, air conditioning, and the like. Further, a power meter 27 is provided at each of the intake portion of the commercial power supply 23 and the connection portion with the hydrogen transport vehicle 31. The measured value of the power meter 27 is sent to the BEMS control unit 25.
A cable 36 from the hydrogen transport vehicle 31 is connected to the building 21 via a power conversion device 28 with a synchronization function. The hydrogen transport vehicle 31 includes a high-pressure hydrogen tank 33 and a fuel cell 32. The hydrogen transport vehicle 31 can convert the hydrogen filled in the high-voltage hydrogen tank 33 into electricity by the fuel cell 32 and output it as electric power for the building 21 via the cable 36. Further, the BEMS control unit 25 in the building 21 and the hydrogen transport vehicle 31 can perform building-vehicle communication via the cable 36.

ＢＥＭＳ制御部２５（水素利用計画生成部）は、建物２１内の負荷の使用状況や商用電源２３からの供給電源を監視しており、必要に応じて、水素輸送車両３１に発電指令を出力する。ＢＥＭＳ制御部２５は、水素輸送車両が建物２１の同期機能付き電力変換装置２８に接続されると、水素輸送車両の水素積載量と建物２１における買電電力と需要電力とに基づいて、水素輸送車両３１の水素を用いた発電計画を生成し、配車管理部３５と水素輸送車両３１に通知する。また、ＢＥＭＳ制御部２５は、建物２１の需要電力の変化に応じて水素を用いた発電計画を生成し直し、生成し直した発電計画を配車管理部３５と水素輸送車両３１に通知する。ここでは、ＢＥＭＳ制御部２５は、建物２１における需要電力を過去の需要電力の履歴や、当日の天候や曜日等に応じて、当日の需要電力を予測することで予測需要電力を算出し、この予測需要電力を元に、買電電力の供給を受ける計画を生成し、また、水素輸送車両３１が接続されると、その水素輸送車両３１の水素積載量を元に、予測需要電力に応じて、買電電力の供給を受ける計画及び水素輸送車両３１による発電計画を生成する。また、ＢＥＭＳ制御部２５は、水素輸送車両３１と通信することにより、水素輸送車両３１から、当該水素輸送車両３１における水素の残量である水素積載量を取得し、この水素積載量が所定値未満になった場合には、当該水素輸送車両との連結を解除（電力供給の停止）する。この所定値は、予め定められていてもよい。例えば、街区２０から水素貯蔵設備１３への移動に必要な水素の量となるように所定値を決定してもよい。この場合、所定値は、配送先である街区２０と水素輸送車両３１との距離等に応じて動的に決められる。
水素輸送車両３１は、発電指令を受信すると、燃料電池３２により高圧水素タンク３３に貯蔵されている水素を電気に変換して、建物２１に供給する。この水素輸送車両３１は、自身に充填された水素を燃料として走行するものであってもよい。 The BEMS control unit 25 (hydrogen utilization plan generation unit) monitors the usage status of the load in the building 21 and the power supply from the commercial power source 23, and outputs a power generation command to the hydrogen transport vehicle 31 as needed. .. When the hydrogen transport vehicle is connected to the power conversion device 28 with a synchronization function of the building 21, the BEMS control unit 25 transports hydrogen based on the hydrogen load capacity of the hydrogen transport vehicle, the purchased power in the building 21, and the required power. A power generation plan using hydrogen of the vehicle 31 is generated, and the vehicle allocation management unit 35 and the hydrogen transport vehicle 31 are notified. Further, the BEMS control unit 25 regenerates the power generation plan using hydrogen according to the change in the demand power of the building 21, and notifies the vehicle allocation management unit 35 and the hydrogen transport vehicle 31 of the regenerated power generation plan. Here, the BEMS control unit 25 calculates the predicted power demand by predicting the power demand of the building 21 according to the history of the power demand in the past, the weather of the day, the day of the day, and the like. Based on the predicted power demand, a plan to receive power purchase power is generated, and when the hydrogen transport vehicle 31 is connected, the hydrogen load capacity of the hydrogen transport vehicle 31 is used as the basis for the predicted power demand. , Generate a plan to receive the supply of purchased power and a power generation plan by the hydrogen transport vehicle 31. Further, the BEMS control unit 25 acquires the remaining amount of hydrogen in the hydrogen transport vehicle 31 from the hydrogen transport vehicle 31 by communicating with the hydrogen transport vehicle 31, and the hydrogen load is a predetermined value. If it becomes less than, the connection with the hydrogen transport vehicle is released (power supply is stopped). This predetermined value may be predetermined. For example, a predetermined value may be determined so as to be the amount of hydrogen required for moving from the block 20 to the hydrogen storage facility 13. In this case, the predetermined value is dynamically determined according to the distance between the block 20 which is the delivery destination and the hydrogen transport vehicle 31 and the like.
When the hydrogen transport vehicle 31 receives the power generation command, the fuel cell 32 converts the hydrogen stored in the high-pressure hydrogen tank 33 into electricity and supplies it to the building 21. The hydrogen transport vehicle 31 may travel using hydrogen filled therein as fuel.

次に、本発明が適用された電力管理システム１の概要について説明する。図１において、電力供給管理センター５０の電力管理部５５は、情報提供サーバ４５から、天気予報データ、実績データ、太陽光発電出力抑制情報等を受信し、電力会社による電力需給調整に伴う太陽光発電の出力抑制を実施する時間帯・電力値等の情報や天気予報等を基に、再生可能エネルギー発電所１０が既存電力系統に引渡すことができない太陽光発電の余剰電力発生を時々刻々で予測する。余剰電力発生が予測される場合に、水素製造設備１２の運転計画を立案し、各装置の準備を行う。そして、水素製造設備１２は、余剰電力の発生に伴い、ＣＯ２フリー水素製造を開始する。製造された水素は、水素貯蔵設備１３に貯蔵される。 Next, an outline of the power management system 1 to which the present invention is applied will be described. In FIG. 1, the electric power management unit 55 of the electric power supply management center 50 receives weather forecast data, actual data, photovoltaic power generation output suppression information, etc. from the information providing server 45, and the solar power is adjusted by the electric power company. Based on information such as the time zone and power value to suppress the output of power generation, weather forecast, etc., the surplus power generation of photovoltaic power generation that the renewable energy power plant 10 cannot deliver to the existing power system is predicted every moment. do. When surplus power generation is predicted, an operation plan for the hydrogen production facility 12 is drawn up and each device is prepared. Then, the hydrogen production facility 12 starts CO 2- free hydrogen production with the generation of surplus electric power. The produced hydrogen is stored in the hydrogen storage facility 13.

電力供給管理センター５０の電力管理部５５は、水素貯蔵設備１３に貯蔵される水素貯蔵量が計画値に達すると、水素輸送センター３０の配車管理部３５に、水素輸送車両３１の配車を通知し、情報を共有して、配車計画に着手する。割り当てられた水素輸送車両３１は、水素輸送センター３０から再生可能エネルギー発電所１０に自走する。 When the amount of hydrogen stored in the hydrogen storage facility 13 reaches the planned value, the power management unit 55 of the power supply management center 50 notifies the vehicle allocation management unit 35 of the hydrogen transportation center 30 of the allocation of the hydrogen transportation vehicle 31. , Share information and embark on a vehicle allocation plan. The assigned hydrogen transport vehicle 31 self-propells from the hydrogen transport center 30 to the renewable energy power plant 10.

再生可能エネルギー発電所１０では、水素輸送車両３１への水素の充填が行われる。なお、配車計画に基づき、水素輸送車両３１は複数の再生可能エネルギー発電所１０を巡回し、水素を充填する場合がある。水素輸送車両３１は、水素が充填されると、街区２０の建物２１に向けて、自走していく。 At the renewable energy power plant 10, the hydrogen transport vehicle 31 is filled with hydrogen. In addition, based on the vehicle allocation plan, the hydrogen transport vehicle 31 may patrol a plurality of renewable energy power plants 10 and be filled with hydrogen. When the hydrogen transport vehicle 31 is filled with hydrogen, the hydrogen transport vehicle 31 self-propells toward the building 21 in the block 20.

水素輸送車両３１は、街区２０の建物２１に到着すると、直流出力プラグに、建物内に設置された同期機能付き電力変換装置２８から伸びるケーブル３６を装着する。そして、ＢＥＭＳ制御部２５が同期機能付き電力変換装置２８と通信して、車両の有無の判定と、水素積載量の取得を行ない、建物の時々刻々の電力需要変化を基に、燃料電池駆動の水素輸送車両３１からの電力供給の必要性を判断して、水素輸送車両３１に発電指示を出す。 When the hydrogen transport vehicle 31 arrives at the building 21 in the block 20, the DC output plug is fitted with a cable 36 extending from the power conversion device 28 with a synchronization function installed in the building. Then, the BEMS control unit 25 communicates with the power conversion device 28 with a synchronization function to determine the presence or absence of a vehicle and acquire the hydrogen load capacity, and based on the momentary change in power demand of the building, the fuel cell is driven. The necessity of power supply from the hydrogen transport vehicle 31 is determined, and a power generation instruction is issued to the hydrogen transport vehicle 31.

ＢＥＭＳ制御部２５は、建物２１での水素利用スケジュールを、ネットワーク７０を介して、電力管理部５５及び配車管理部３５に通知し、輸送車両の配車計画を共有する。建物の電力需要の変動に応じて、ＢＥＭＳ制御部２５から水素輸送車両３１に搭載されている燃料電池３２の発電出力値を時々刻々に指令する。水素輸送車両３１の水素積載量の多寡に応じて、水素輸送車両３１は、例えば一日間、一週間或いは一カ月間、建物２１側に電力供給を継続する。発電計画量を完了すると、水素輸送車両３１は、水素輸送センター３０に、あるいは再生可能エネルギー発電所１０に自走する。 The BEMS control unit 25 notifies the electric power management unit 55 and the vehicle allocation management unit 35 of the hydrogen utilization schedule in the building 21 via the network 70, and shares the vehicle allocation plan of the transportation vehicle. The BEMS control unit 25 commands the power generation output value of the fuel cell 32 mounted on the hydrogen transport vehicle 31 every moment according to the fluctuation of the electric power demand of the building. Depending on the amount of hydrogen loaded in the hydrogen transport vehicle 31, the hydrogen transport vehicle 31 continues to supply electric power to the building 21 side for, for example, one day, one week, or one month. When the planned power generation amount is completed, the hydrogen transport vehicle 31 self-propells to the hydrogen transport center 30 or the renewable energy power plant 10.

このように、本実施形態では、水素の需給バランスを制御する種々の予測制御が行え、余剰電力によるＣＯ２フリー水素を最適化して活用できる。また、水素を水素輸送車両３１で移送し、水素輸送車両３１の燃料電池３２で電気に変換して、建物に供給している。これにより、保守が容易となり、コストダウンが図れる。また、水素は、燃料電池３２からの電力を水素輸送車両３１を動かす駆動エネルギーとして用いられるようにしてもよい。これにより、化石燃料によるエンジン駆動が不要になり、ＣＯ２排出を抑制できる。 As described above, in the present embodiment, various predictive controls for controlling the supply-demand balance of hydrogen can be performed, and CO 2- free hydrogen generated by surplus electric power can be optimized and utilized. Further, hydrogen is transferred by the hydrogen transport vehicle 31, converted into electricity by the fuel cell 32 of the hydrogen transport vehicle 31, and supplied to the building. This facilitates maintenance and reduces costs. Further, hydrogen may be used as driving energy for moving the hydrogen transport vehicle 31 by using the electric power from the fuel cell 32. This eliminates the need to drive the engine with fossil fuels and can reduce CO 2 emissions.

図３から図５は、本発明の実施形態に係る電力管理システム１の動作を示すフローチャートである。電力管理システムにおける処理は、大きく分けて、水素製造、貯蔵プロセスを含む第１段階と、水素の輸送プロセスを含む第２段階と、建物内での利用プロセスを含む第３段階とに分けられる。まず、水素製造、貯蔵プロセス（第１段階）から説明する。 3 to 5 are flowcharts showing the operation of the power management system 1 according to the embodiment of the present invention. The processing in the power management system is roughly divided into a first stage including a hydrogen production and storage process, a second stage including a hydrogen transportation process, and a third stage including a utilization process in a building. First, the hydrogen production and storage process (first stage) will be described.

図３は、水素製造、貯蔵プロセス（第１段階）を示すフローチャートである。
（ステップＳ１０１）電力供給管理センター５０の電力管理部５５は、情報提供センター４０の情報提供サーバ４５から、天気予報データ、実績データ、電力需給調整に伴う太陽光発電の出力抑制を実施する出力抑制情報を取得し、処理をステップＳ１０２に進める。
（ステップＳ１０２）電力管理部５５は、天気予報データ、実績データ、太陽光発電出力抑制情報から、時々刻々と変化する再生可能エネルギー発電所１０での太陽光発電出力を予測して、ステップＳ１０３に処理を進める。
（ステップＳ１０３）電力管理部５５は、ステップＳ１０１で求められた太陽光発電出力と、電力需要予測とから、余剰電力の発生をと予測して、ステップＳ１０４に処理を進める。この予測は、例えば、予測対象の前日において、予測対象日（１日）の所定時刻毎（例えば３０分毎）の電力需要予測と、余剰電力とを求める。余剰電力は、例えば、発電電力のうち、電力需要予測（例えば商用電力に逆潮流させたり施設２１に供給する計画値）を超える分が余剰電力として算出することができる。
（ステップＳ１０４）電力管理部５５は、余剰電力が発生するか否かを判定する。太陽光発電出力が電力需要予測より大きければ、余剰電力が発生すると判定できる。電力管理部５５は、余剰電力が発生すると判定した場合には（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０５に進め、余剰電力が発生しないと判定した場合には（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、処理をステップＳ１１１に進める。 FIG. 3 is a flowchart showing a hydrogen production and storage process (first stage).
(Step S101) The power management unit 55 of the power supply management center 50 suppresses the output of photovoltaic power generation due to weather forecast data, actual data, and power supply / demand adjustment from the information provision server 45 of the information provision center 40. The information is acquired and the process proceeds to step S102.
(Step S102) The power management unit 55 predicts the photovoltaic power generation output at the renewable energy power plant 10, which changes from moment to moment, from the weather forecast data, the actual data, and the photovoltaic power generation output suppression information, and proceeds to step S103. Proceed with processing.
(Step S103) The electric power management unit 55 predicts the generation of surplus electric power from the photovoltaic power generation output obtained in step S101 and the electric power demand forecast, and proceeds to the process in step S104. In this forecast, for example, on the day before the forecast target, the power demand forecast and the surplus power are obtained at predetermined time intervals (for example, every 30 minutes) on the forecast target day (1 day). The surplus power can be calculated as surplus power, for example, the portion of the generated power that exceeds the power demand forecast (for example, the planned value of reverse power flow to commercial power or supplied to the facility 21).
(Step S104) The power management unit 55 determines whether or not surplus power is generated. If the photovoltaic power generation output is larger than the power demand forecast, it can be determined that surplus power is generated. When the power management unit 55 determines that surplus power is generated (step S104: Yes), the process proceeds to step S105, and when it is determined that surplus power is not generated (step S104: No), the process is performed. Proceed to step S111.

（ステップＳ１０５）電力管理部５５は、プラント管理部１５からの情報により、水素移送中か否かを判定する。電力管理部５５は、水素移送中であると判定された場合には（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０６に進め、水素移送中ではないと判定した場合には（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、処理をステップＳ１０７に進める。 (Step S105) The power management unit 55 determines whether or not hydrogen is being transferred based on the information from the plant management unit 15. When the power management unit 55 determines that hydrogen transfer is in progress (step S105: Yes), the process proceeds to step S106, and when it is determined that hydrogen transfer is not in progress (step S105: No), The process proceeds to step S107.

（ステップＳ１０６）電力管理部５５は、水素の水素輸送車両３１への移送を停止して、処理をステップＳ１０７に進める。 (Step S106) The electric power management unit 55 stops the transfer of hydrogen to the hydrogen transport vehicle 31, and proceeds to the process in step S107.

（ステップＳ１０７）電力管理部５５は、水素製造及び水素貯蔵の最適化する計画を立案して、処理をステップＳ１０８に進める。
（ステップＳ１０８）電力管理部５５は、ステップＳ１０７で立案された計画に基づいて、水素製造スケジュールを設定して、処理をステップＳ１０９に進める。
（ステップＳ１０９）電力管理部５５は、ネットワーク７０、プラント管理部１５を介して水素貯蔵設備１３に指示を送り、水素貯蔵設備１３は、電力管理部５５からの指示により、製造された水素の貯蔵を準備する。 (Step S107) The power management unit 55 formulates a plan for optimizing hydrogen production and hydrogen storage, and proceeds to the process in step S108.
(Step S108) The power management unit 55 sets a hydrogen production schedule based on the plan formulated in step S107, and proceeds to the process in step S109.
(Step S109) The electric power management unit 55 sends an instruction to the hydrogen storage facility 13 via the network 70 and the plant management unit 15, and the hydrogen storage facility 13 stores the produced hydrogen according to the instruction from the electric power management unit 55. Prepare.

（ステップＳ１１０）水素製造設備１２は、電力管理部５５からの指示により、余剰電力から水素の製造を開始する。製造された水素は、水素貯蔵設備１３に貯蔵される。
ステップＳ１０１からステップＳ１１０の処理により、余剰電力が発生すると、水素製造設備１２で水素が製造され、製造された水素が水素貯蔵設備１３に貯蔵されていく。ここでは、余剰電力が発生している状況においては、水素輸送車両３１への移送を停止し、水素の製造や貯蔵を優先して実行する。 (Step S110) The hydrogen production facility 12 starts hydrogen production from surplus electric power according to an instruction from the electric power management unit 55. The produced hydrogen is stored in the hydrogen storage facility 13.
When surplus electric power is generated by the processing of steps S101 to S110, hydrogen is produced in the hydrogen production facility 12, and the produced hydrogen is stored in the hydrogen storage facility 13. Here, in a situation where surplus electric power is generated, the transfer to the hydrogen transport vehicle 31 is stopped, and the production and storage of hydrogen are preferentially executed.

（ステップＳ１１１）電力管理部５５は、プラント管理部１５からの情報により、水素製造中か否かを判定する。電力管理部５５は、水素製造中であると判定された場合には（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１１２に進め、水素製造中ではないと判定した場合には（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、処理をステップＳ１１３に進める。
（ステップＳ１１２）電力管理部５５は、水素製造を停止して、処理をステップＳ１１３に進める。
（ステップＳ１１３）電力管理部５５は、水素貯蔵量が計画された設定値に達したか否かを判定する。電力管理部５５は、貯蔵量が設定値に達していなければ（ステップＳ１１３：Ｎｏ）、処理をステップＳ１１４に進め、貯蔵量が設定値に達していれば（ステップＳ１１３：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１１５に進める。 (Step S111) The electric power management unit 55 determines whether or not hydrogen production is in progress based on the information from the plant management unit 15. When it is determined that hydrogen is being produced (step S111: Yes), the power management unit 55 proceeds to step S112, and when it is determined that hydrogen is not being produced (step S111: No), The process proceeds to step S113.
(Step S112) The power management unit 55 stops hydrogen production and proceeds to the process in step S113.
(Step S113) The electric power management unit 55 determines whether or not the hydrogen storage amount has reached the planned set value. If the storage amount has not reached the set value (step S113: No), the power management unit 55 proceeds to step S114, and if the storage amount has reached the set value (step S113: Yes), the process is stepped. Proceed to S115.

（ステップＳ１１４）電力管理部５５は、水素移送を停止して、処理をステップＳ１０１に戻す。
（ステップＳ１１５）電力管理部５５は、水素移送を最適化する計画を立案し、水素輸送センター３０の配車管理部３５及び街区２０のＢＥＭＳ制御部２５と情報を共有する。
（ステップＳ１１６）電力管理部５５は、水素移送スケジュールを設定して、処理をステップＳ１１７に進める。
（ステップＳ１１７）電力管理部５５は、水素移送準備を行い、水素の輸送プロセス（第２段階）に進む。
ここでは、余剰電力が発生していない状況である場合（例えば、日中ではあるが曇りや雨の場合や、夜間である場合）には、水素の製造を停止することで、発電電力を水素製造ではなく、電力系統へ優先して供給することができる。また、夜間である場合には、需要電力も低くなる傾向にあるため、需要電力が低い時間帯において水素移送準備を進め、水素移送することで、需要電力が大きくなる時間帯に水素輸送車両３１が街区２０（建物２１）に到着するようなスケジュールを立案することが可能となる。 (Step S114) The power management unit 55 stops the hydrogen transfer and returns the process to step S101.
(Step S115) The electric power management unit 55 formulates a plan for optimizing hydrogen transfer, and shares information with the vehicle allocation management unit 35 of the hydrogen transportation center 30 and the BEMS control unit 25 of the block 20.
(Step S116) The power management unit 55 sets a hydrogen transfer schedule and proceeds to the process in step S117.
(Step S117) The electric power management unit 55 prepares for hydrogen transfer and proceeds to the hydrogen transport process (second stage).
Here, when there is no surplus power generated (for example, when it is cloudy or rainy during the day, or when it is nighttime), hydrogen production is stopped to generate hydrogen. It can be preferentially supplied to the power system rather than manufactured. In addition, since the power demand tends to be low at night, the hydrogen transport vehicle 31 is prepared for hydrogen transfer during the time when the power demand is low, and by transferring hydrogen, the hydrogen transport vehicle 31 is used during the time when the power demand is high. It is possible to formulate a schedule for arriving at the block 20 (building 21).

図４は、水素の輸送プロセス（第２段階）を示すフローチャートである。
（ステップＳ２０１）配車管理部３５は、水素輸送車両３１の配車計画を行い、処理をステップＳ２０２に進める。
（ステップＳ２０２）配車管理部３５は、水素輸送車両３１の水素積載量が設定値未満か否かを判定する。水素輸送車両３１の水素積載量が設定値未満なら（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、配車管理部３５は、処理をステップＳ２０３に進める。水素輸送車両３１の水素積載量が設定値未満でなければ（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、配車管理部３５は、処理をステップＳ２０４に進める。
（ステップＳ２０３）配車管理部３５は、水素輸送車両３１を街区２０に配車し、街区２０内の処理を行い、建物内での利用プロセス（第３段階）に入る。
（ステップＳ２０４）配車管理部３５は、水素輸送車両３１を再生可能エネルギー発電所１０に配車して、処理をステップＳ２０５に進める。
（ステップＳ２０５）水素輸送車両３１は、再生可能エネルギー発電所１０に配車されると、水素を充填して、第１段階の水素の製造、貯蔵処理のプロセスに戻る。 FIG. 4 is a flowchart showing a hydrogen transport process (second stage).
(Step S201) The vehicle allocation management unit 35 plans the allocation of the hydrogen transport vehicle 31, and proceeds to the process in step S202.
(Step S202) The vehicle allocation management unit 35 determines whether or not the hydrogen loading capacity of the hydrogen transport vehicle 31 is less than the set value. If the hydrogen loading capacity of the hydrogen transport vehicle 31 is less than the set value (step S202: Yes), the vehicle allocation management unit 35 proceeds to the process in step S203. If the hydrogen loading capacity of the hydrogen transport vehicle 31 is not less than the set value (step S202: No), the vehicle allocation management unit 35 proceeds to the process in step S204.
(Step S203) The vehicle allocation management unit 35 dispatches the hydrogen transport vehicle 31 to the block 20, processes the block 20, and enters the utilization process (third stage) in the building.
(Step S204) The vehicle allocation management unit 35 allocates the hydrogen transport vehicle 31 to the renewable energy power plant 10 and proceeds to the process in step S205.
(Step S205) When the hydrogen transport vehicle 31 is dispatched to the renewable energy power plant 10, it is filled with hydrogen and returns to the process of hydrogen production and storage processing in the first stage.

図５は、建物での利用プロセス（第３段階）を示すフローチャートである。
（ステップＳ３０１）ＢＥＭＳ制御部２５は、建物２１内の電力及び熱需要（暖房、冷房、温水製造等）を予測し、処理をステップＳ３０２に進める。
（ステップＳ３０２）ＢＥＭＳ制御部２５は、水素輸送車両３１が連結されているか否かを判定し、水素輸送車両３１が連結されていなければ（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、処理をステップＳ３０１に戻し、水素輸送車両３１が連結されていれば（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ３０３に進める。
（ステップＳ３０３）ＢＥＭＳ制御部２５は、水素輸送車両３１の水素積載量が十分か否かを判定する。ＢＥＭＳ制御部２５は、水素輸送車両３１の水素積載量が十分でなければ（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、処理をステップＳ３０４に進め、水素輸送車両３１の水素積載量が十分なら（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ３０５に進める。 FIG. 5 is a flowchart showing a utilization process (third stage) in a building.
(Step S301) The BEMS control unit 25 predicts the electric power and heat demand (heating, cooling, hot water production, etc.) in the building 21 and proceeds to the process in step S302.
(Step S302) The BEMS control unit 25 determines whether or not the hydrogen transport vehicle 31 is connected, and if the hydrogen transport vehicle 31 is not connected (step S302: No), the process is returned to step S301 and hydrogen is returned. If the transport vehicle 31 is connected (step S302: Yes), the process proceeds to step S303.
(Step S303) The BEMS control unit 25 determines whether or not the hydrogen loading capacity of the hydrogen transport vehicle 31 is sufficient. If the hydrogen loading capacity of the hydrogen transport vehicle 31 is not sufficient (step S303: No), the BEMS control unit 25 proceeds to step S304, and if the hydrogen loading capacity of the hydrogen transport vehicle 31 is sufficient (step S303: Yes). , The process proceeds to step S305.

（ステップＳ３０４）ＢＥＭＳ制御部２５は、燃料電池３２を停止させて、処理をステップＳ３０１に戻す。
（ステップＳ３０５）ＢＥＭＳ制御部２５は、水素放出、利用の最適化の計画を立案し、処理をステップＳ３０６に進める。
（ステップＳ３０６）ＢＥＭＳ制御部２５は、水素利用スケジュールを設定し 処理をステップＳ３０７に進める。
（ステップＳ３０７）ＢＥＭＳ制御部２５は、水素輸送車両３１の燃料電池３２を起動させて、処理をステップＳ３０１に戻す。 (Step S304) The BEMS control unit 25 stops the fuel cell 32 and returns the process to step S301.
(Step S305) The BEMS control unit 25 formulates a plan for optimizing hydrogen release and utilization, and proceeds to the process in step S306.
(Step S306) The BEMS control unit 25 sets a hydrogen utilization schedule and proceeds to the process in step S307.
(Step S307) The BEMS control unit 25 activates the fuel cell 32 of the hydrogen transport vehicle 31 and returns the process to step S301.

ステップＳ３０１からステップＳ３０７の処理により、建物２１の電力需給状態に応じて、水素輸送車両３１の燃料電池３２が起動され、水素輸送車両３１からの電源が建物２１に供給される。 By the processing of steps S301 to S307, the fuel cell 32 of the hydrogen transport vehicle 31 is activated according to the power supply / demand state of the building 21, and the power supply from the hydrogen transport vehicle 31 is supplied to the building 21.

なお、上述の説明では、水素輸送車両３１は高圧水素輸送を行う車両としているが、水素輸送の方法は水素吸蔵合金タンクを搭載した車両、或いは液体水素輸送用ローリーであっても差し支えない。
本実施形態では、オフサイト立地のメガソーラー等の再生可能エネルギー発電所１０にて、余剰電力を利用して効率よくＣＯ２フリー水素を製造し、複数の建物２１の電力需要予測に基づいて、ＺＥＢ化に必要な創エネ相当量を賄うＣＯ２フリー水素を最も効率的に当該建物に輸送する。さらには建物に附帯すべき燃料電池や水素貯蔵装置等の水素利用システムを不要にして、建物コストの低減効果を有する。これにより、余剰電力を予測しておき、この予測された余剰電力に基づいて、各街区２０に対する水素輸送車両３１の配車及び電力を提供する計画を立案することで、余剰する電力を必要なエリアにおいて有効に活用することができ、余剰電力を効率的に活用することが可能となる。
また、水素輸送車両３１において水素を利用して発電して電力を供給するようにしたので、街区２０に高圧ガスを減圧するための設備を設ける必要がないので、設備コストや各種検査にかかるコストを抑えることができる。 In the above description, the hydrogen transport vehicle 31 is a vehicle that transports high-pressure hydrogen, but the hydrogen transport method may be a vehicle equipped with a hydrogen storage alloy tank or a lorry for transporting liquid hydrogen.
In the present embodiment, CO 2- free hydrogen is efficiently produced by using surplus electric power at a renewable energy power plant 10 such as a mega solar located off-site, and based on the electric power demand forecast of a plurality of buildings 21. CO 2- free hydrogen, which covers the equivalent amount of energy generated for ZEB conversion, is most efficiently transported to the building. Furthermore, it eliminates the need for hydrogen utilization systems such as fuel cells and hydrogen storage devices that should be attached to the building, and has the effect of reducing building costs. As a result, the surplus electric power is predicted, and based on the predicted surplus electric power, a plan for allocating the hydrogen transport vehicle 31 to each block 20 and providing the electric power is made, so that the surplus electric power is required in the area. It is possible to effectively utilize the surplus electric power in the above.
Further, since the hydrogen transport vehicle 31 uses hydrogen to generate electric power to supply electric power, it is not necessary to install equipment for reducing the pressure of high-pressure gas in the block 20, so that the equipment cost and the cost for various inspections are required. Can be suppressed.

なお、電力管理システム１の全部または一部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各部の処理を行ってもよい。なお、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、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
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。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その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、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前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であっても良い。 By recording a program for realizing all or a part of the functions of the power management system 1 on a computer-readable recording medium, and having the computer system read and execute the program recorded on the recording medium. Each part may be processed. The term "computer system" as used herein includes hardware such as an OS and peripheral devices.
Further, the "computer system" includes a homepage providing environment (or a display environment) if a WWW system is used.
Further, the "computer-readable recording medium" refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, or a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system. Further, a "computer-readable recording medium" is a communication line for transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, and dynamically holds the program for a short period of time. In that case, it also includes the one that holds the program for a certain period of time, such as the volatile memory inside the computer system that is the server or client. Further, the above-mentioned program may be a program for realizing a part of the above-mentioned functions, and may be a program for realizing the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system.

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、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like within a range not deviating from the gist of the present invention are also included.

１０：再生可能エネルギー発電所，１１：発電設備，１２：水素製造設備，１３：水素貯蔵設備，１５：プラント管理部，２０：街区，２１：建物，２３：商用電源，２５：ＢＥＭＳ制御部，３０：水素輸送センター，３１：水素輸送車両，３２：燃料電池，３３：高圧水素貯蔵タンク，３５：配車管理部，４０：情報提供センター，４５：情報提供サーバ，５０：電力供給管理センター，５５：電力管理部，７０：ネットワーク 10: Renewable energy power plant, 11: Power generation equipment, 12: Hydrogen production equipment, 13: Hydrogen storage equipment, 15: Plant management department, 20: District, 21: Building, 23: Commercial power supply, 25: BEMS control department, 30: Hydrogen transport center, 31: Hydrogen transport vehicle, 32: Fuel cell, 33: High-pressure hydrogen storage tank, 35: Vehicle allocation management department, 40: Information provision center, 45: Information provision server, 50: Power supply management center, 55 : Power Management Department, 70: Network

Claims (8)

再生可能エネルギーを用いて発電される電力が余剰する余剰電力を予測する余剰電力予測部と、
前記予測された余剰電力に基づいて、前記余剰電力を用いて製造される水素を貯蔵する計画を生成する水素貯蔵計画生成部と、
前記貯蔵された水素を充填して当該充填された水素によって発電する機能を有し、水素の配送先となる施設に移送する水素輸送車両と、
前記水素輸送車両を施設に配車する配車計画を生成する配車計画生成部と、
前記水素輸送車両が施設の電力変換装置に接続されると前記水素輸送車両の水素積載量と前記施設における買電電力と需要電力とに基づいて、前記水素輸送車両の水素を用いた発電計画を生成し、前記配車計画生成部と前記水素輸送車両に通知する水素利用計画生成部と、
を有する電力管理システム。 The surplus power prediction unit that predicts the surplus power generated by using renewable energy
A hydrogen storage plan generation unit that generates a plan for storing hydrogen produced by using the surplus power based on the predicted surplus power.
A hydrogen transport vehicle that has the function of filling the stored hydrogen and generating electricity from the filled hydrogen and transfers it to a facility that serves as a delivery destination for hydrogen.
A vehicle allocation plan generation unit that generates a vehicle allocation plan for allocating the hydrogen transport vehicle to the facility,
When the hydrogen transport vehicle is connected to the power conversion device of the facility, a power generation plan using hydrogen of the hydrogen transport vehicle is performed based on the hydrogen load capacity of the hydrogen transport vehicle, the power purchased at the facility, and the required power. A hydrogen utilization plan generation unit that generates and notifies the vehicle allocation plan generation unit and the hydrogen transport vehicle,
Power management system with. 前記水素利用計画生成部は、前記施設の需要電力の変化に応じて前記水素を用いた発電計画を生成し直し、生成し直した発電計画を前記配車計画生成部と前記水素輸送車両に通知する
請求項１に記載の電力管理システム。 The hydrogen utilization plan generation unit regenerates the power generation plan using the hydrogen according to the change in the power demand of the facility, and notifies the vehicle allocation plan generation unit and the hydrogen transport vehicle of the regenerated power generation plan. The power management system according to claim 1. 前記水素利用計画生成部は、前記水素輸送車両の水素積載量が所定値未満になった場合には、当該水素輸送車両との連結を解除する
請求項１または請求項２に記載の電力管理システム。 The power management system according to claim 1 or 2, wherein the hydrogen utilization plan generation unit releases the connection with the hydrogen transport vehicle when the hydrogen load capacity of the hydrogen transport vehicle becomes less than a predetermined value. .. 前記配車計画生成部は、前記水素利用計画生成部から通知された発電計画と、前記水素を貯蔵する計画とに基づいて、前記配車計画を生成する
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の電力管理システム。 The vehicle allocation plan generation unit generates any one of claims 1 to 3 based on the power generation plan notified from the hydrogen utilization plan generation unit and the hydrogen storage plan. The power management system described in the section. 前記水素輸送車両は、自身に充填された水素を燃料として走行する
請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の電力管理システム。 The power management system according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydrogen transport vehicle travels using hydrogen filled therein as fuel. 余剰電力予測部が、再生可能エネルギーを用いて発電される電力が余剰する余剰電力を予測し、
水素貯蔵計画生成部が、前記予測された余剰電力に基づいて、前記余剰電力を用いて製造される水素を貯蔵する計画を生成し、
水素輸送車両が、前記貯蔵された水素を充填して当該充填された水素によって発電する機能を有し、水素の配送先となる施設に移送し、
配車計画生成部が、前記水素輸送車両を施設に配車する配車計画を生成し、
水素利用計画生成部が、前記水素輸送車両が施設の電力変換装置に接続されると前記水素輸送車両の水素積載量と前記施設における買電電力と需要電力とに基づいて、前記水素輸送車両の水素を用いた発電計画を生成し、前記配車計画生成部と前記水素輸送車両に通知する
電力管理方法。 The surplus power prediction unit predicts the surplus power generated by using renewable energy,
The hydrogen storage plan generator generates a plan for storing hydrogen produced by using the surplus power based on the predicted surplus power.
The hydrogen transport vehicle has a function of filling the stored hydrogen and generating electricity by the filled hydrogen, and transfers the hydrogen to a facility to which the hydrogen is delivered.
The vehicle allocation plan generation unit generates a vehicle allocation plan for allocating the hydrogen transport vehicle to the facility.
When the hydrogen transport vehicle is connected to the power conversion device of the facility, the hydrogen utilization plan generation unit of the hydrogen transport vehicle is based on the hydrogen load capacity of the hydrogen transport vehicle, the purchased power in the facility, and the required power . A power management method that generates a power generation plan using hydrogen and notifies the vehicle allocation plan generation unit and the hydrogen transport vehicle. 再生可能エネルギーを用いて発電される電力が消費されることなく余剰する余剰電力を予測する余剰電力予測部と、A surplus power prediction unit that predicts surplus power without consuming the power generated using renewable energy,
前記余剰電力を用いて製造される水素を貯蔵する計画を前記予測された余剰電力に基づいて生成する水素貯蔵計画生成部と、A hydrogen storage plan generator that generates a plan for storing hydrogen produced using the surplus power based on the predicted surplus power, and a hydrogen storage plan generator.
前記貯蔵された水素によって発電する機能を有する水素輸送車両を前記貯蔵された水素の配送先となる施設に配車する配車計画を生成する配車計画生成部と、A vehicle allocation plan generation unit that generates a vehicle allocation plan for allocating a hydrogen transport vehicle having a function of generating electricity from the stored hydrogen to a facility to which the stored hydrogen is delivered, and a vehicle allocation plan generation unit.
前記水素輸送車両が前記貯蔵された水素の配送先となる施設の電力変換装置に接続されたとき、前記水素輸送車両の水素積載量と前記施設における買電電力と需要電力とに基づいて、前記水素輸送車両の水素を用いた発電計画を生成し、前記配車計画生成部と前記水素輸送車両に通知する水素利用計画生成部と、When the hydrogen transport vehicle is connected to a power conversion device of a facility to which the stored hydrogen is delivered, the hydrogen transport vehicle is based on the hydrogen load capacity of the hydrogen transport vehicle, the purchased power at the facility, and the required power. A hydrogen utilization plan generation unit that generates a power generation plan using hydrogen of a hydrogen transport vehicle and notifies the vehicle allocation plan generation unit and the hydrogen transportation vehicle.
を有する電力管理システム。Power management system with. 再生可能エネルギーを用いて発電される電力が消費されることなく余剰する余剰電力を余剰電力予測部が予測し、The surplus power prediction unit predicts the surplus power without consuming the power generated using renewable energy.
前記余剰電力を用いて製造される水素を貯蔵する計画を前記予測された余剰電力に基づいて水素貯蔵計画生成部が生成し、The hydrogen storage plan generation unit generates a plan for storing hydrogen produced by using the surplus power based on the predicted surplus power.
前記貯蔵された水素によって発電する機能を有する水素輸送車両を前記貯蔵された水素の配送先となる施設に配車する配車計画を配車計画生成部が生成し、The vehicle allocation plan generation unit generates a vehicle allocation plan for allocating a hydrogen transport vehicle having a function of generating electricity from the stored hydrogen to a facility to which the stored hydrogen is delivered.
前記水素輸送車両が施設の電力変換装置に接続されると前記水素輸送車両の水素積載量と前記施設における買電電力と需要電力とに基づいて、水素利用計画生成部は、前記水素輸送車両の水素を用いた発電計画を生成し、前記配車計画生成部と前記水素輸送車両に通知するWhen the hydrogen transport vehicle is connected to the power conversion device of the facility, the hydrogen utilization plan generation unit of the hydrogen transport vehicle is based on the hydrogen load capacity of the hydrogen transport vehicle, the purchased power and the demand power in the facility. Generate a power generation plan using hydrogen and notify the vehicle allocation plan generation unit and the hydrogen transport vehicle.
電力管理方法。Power management method.
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