JP7073639B2 - 電力制御指示生成装置、コンピュータプログラム及び電力制御指示生成方法 - Google Patents

Description

本発明は、電力制御指示生成装置、コンピュータプログラム及び電力制御指示生成方法に関する。

近年、再生可能エネルギーの普及に伴って、太陽光発電設備の導入が進んでいる。特許文献１には、このような太陽光発電システムの制御装置が開示されている。

特開２０１６－１００９１８号公報

太陽光発電設備の導入が進むにつれて、既存の火力発電設備等だけでなく太陽光発電設備の電力供給に占める割合が大きくなっている。しかし、昼間の電力需要が少なくなった場合、既存の火力発電設備等のみでは電力の需給バランスを調整することが困難となり、電力系統が不安定になる可能性がある。電力系統の安定化を図るためには、太陽光発電設備の発電量を抑制しなければならないが、発電事業者にとってはメリットがないため、太陽光発電設備の発電抑制と等価な手法による電力安定化が望まれる。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、需要家の需要電力と太陽光発電の発電抑制量とを組み合わせて最適制御することができる電力制御指示生成装置、コンピュータプログラム及び電力制御指示生成方法を提供することを目的とする。

本発明の実施の形態に係る電力制御指示生成装置は、電力量の制御に関する制御指示を生成する電力制御指示生成装置であって、発電電力の抑制指示値を含む抑制指示を取得する抑制指示取得部と、発電設備の発電電力の低減可能量を特定する低減可能量特定部と、需要設備の需要電力の増加可能量を特定する増加可能量特定部と、前記抑制指示値、低減可能量及び増加可能量に基づいて、前記抑制指示値を需要電力の増加量及び前記発電電力の低減量に配分する配分部と、該配分部で配分した増加量を前記需要設備へ指示する制御指示又は前記配分部で配分した低減量を前記発電設備へ指示する制御指示を生成する制御指示生成部とを備える。

本発明の実施の形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、電力量の制御に関する制御指示を生成させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータに、発電電力の抑制指示値を含む抑制指示を取得する処理と、発電設備の発電電力の低減可能量を特定する処理と、需要設備の需要電力の増加可能量を特定する処理と、前記抑制指示値、低減可能量及び増加可能量に基づいて、前記抑制指示値を需要電力の増加量及び前記発電電力の低減量に配分する処理と、配分した増加量を前記需要設備へ指示する制御指示又は前記配分部で配分した低減量を前記発電設備へ指示する制御指示を生成する処理とを実行させる。

本発明の実施の形態に係る電力制御指示生成方法は、電力量の制御に関する制御指示を生成する電力制御指示生成方法であって、発電電力の抑制指示値を含む抑制指示を抑制指示取得部が取得し、発電設備の発電電力の低減可能量を低減可能量特定部が特定し、需要設備の需要電力の増加可能量を増加可能量特定部が特定し、前記抑制指示値、低減可能量及び増加可能量に基づいて、前記抑制指示値を需要電力の増加量及び前記発電電力の低減量に配分部が配分し、配分された増加量を前記需要設備へ指示する制御指示又は前記配分部で配分した低減量を前記発電設備へ指示する制御指示を制御指示生成部が生成する。

本発明によれば、需要家の需要電力と太陽光発電の発電抑制量とを組み合わせて最適制御することができる。

デマンドレスポンスに係る情報伝達モデルの一例を示す模式図である。 本実施の形態の電力需給管理装置の構成の一例を示すブロック図である。 本実施の形態の電力需給管理装置による抑制指示値の配分方法の一例を示す説明図である。 本実施の形態の電力需給管理装置による抑制指示値の配分の時間的遷移の一例を示す説明図である。 本実施の形態の電力需給管理装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態の電力需給管理装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。

［本願発明の実施形態の説明］
本実施の形態に係る電力制御指示生成装置は、電力量の制御に関する制御指示を生成する電力制御指示生成装置であって、発電電力の抑制指示値を含む抑制指示を取得する抑制指示取得部と、発電設備の発電電力の低減可能量を特定する低減可能量特定部と、需要設備の需要電力の増加可能量を特定する増加可能量特定部と、前記抑制指示値、低減可能量及び増加可能量に基づいて、前記抑制指示値を需要電力の増加量及び前記発電電力の低減量に配分する配分部と、該配分部で配分した増加量を前記需要設備へ指示する制御指示又は前記配分部で配分した低減量を前記発電設備へ指示する制御指示を生成する制御指示生成部とを備える。

本実施の形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、電力量の制御に関する制御指示を生成させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータに、発電電力の抑制指示値を含む抑制指示を取得する処理と、発電設備の発電電力の低減可能量を特定する処理と、需要設備の需要電力の増加可能量を特定する処理と、前記抑制指示値、低減可能量及び増加可能量に基づいて、前記抑制指示値を需要電力の増加量及び前記発電電力の低減量に配分する処理と、配分した増加量を前記需要設備へ指示する制御指示又は前記配分部で配分した低減量を前記発電設備へ指示する制御指示を生成する処理とを実行させる。

本実施の形態に係る電力制御指示生成方法は、電力量の制御に関する制御指示を生成する電力制御指示生成方法であって、発電電力の抑制指示値を含む抑制指示を抑制指示取得部が取得し、発電設備の発電電力の低減可能量を低減可能量特定部が特定し、需要設備の需要電力の増加可能量を増加可能量特定部が特定し、前記抑制指示値、低減可能量及び増加可能量に基づいて、前記抑制指示値を需要電力の増加量及び前記発電電力の低減量に配分部が配分し、配分された増加量を前記需要設備へ指示する制御指示又は前記配分部で配分した低減量を前記発電設備へ指示する制御指示を制御指示生成部が生成する。

抑制指示取得部は、発電電力の抑制指示値を含む抑制指示を取得する。例えば、送配電事業者などは、電力系統が安定であるか否かの判断を行って、電力系統が不安定になる可能性がある場合（例えば、送配電設備の設備容量が不足する事態など）、発電電力の抑制指示を出力する。抑制指示取得部は、送配電事業者が出力する抑制指示を取得することができる。抑制指示には、抑制指示値の他に、発電電力の抑制を開始する時点、抑制を実施する期間などの情報が含まれる。

低減可能量特定部は、発電設備（例えば、太陽光発電設備など）の発電電力の低減可能量を特定する。発電設備が複数存在する場合には、各発電設備における発電量予測に基づいて、発電設備毎の低減可能量、複数の発電設備全体としての低減可能量などを特定することができる。

増加可能量特定部は、需要設備の需要電力の増加可能量を特定する。需要設備（需要家）が複数存在する場合には、各需要設備における電気機器などの稼働状態に基づいて、需要設備毎の増加可能量、複数の需要設備全体としての増加可能量などを特定することができる。

配分部は、抑制指示値、低減可能量及び増加可能量に基づいて、抑制指示値を需要電力の増加量及び発電電力の低減量に配分する。すなわち、配分部は、［抑制指示値＝増加量＋低減量］となるように、抑制指示値を増加量と低減量とに分配する。需要電力の増加量が多くなるように配分することができれば、発電電力の低減量を少なくすることができる。

制御指示生成部は、配分した増加量を需要設備へ指示する制御指示又は配分した低減量を発電設備へ指示する制御指示を生成する。これにより、抑制指示値を需要電力の増加に振り分けることができ、結果として、需要家の需要電力と太陽光発電の発電抑制量とを組み合わせて最適制御することができる。

本実施の形態に係る電力制御指示生成装置において、前記配分部は、前記増加可能量が前記抑制指示値以上である場合、前記抑制指示値の全てを需要電力の増加量に配分する。

配分部は、増加可能量が抑制指示値以上である場合、抑制指示値の全てを需要電力の増加量に配分する。発電電力の抑制指示値をＡ、発電設備の発電電力の低減可能量をＢ、需要設備の需要電力の増加可能量をＣ、需要電力の増加量をＸ、発電電力の低減量をＹとすると、配分部は、Ａ≦Ｃの場合、Ｘ＝Ａ、Ｙ＝０とする。発電設備の発電電力を低減する必要がなくなるので、発電設備の余剰電力を有効に利用することができる。

本実施の形態に係る電力制御指示生成装置において、前記配分部は、前記増加可能量が前記抑制指示値より小さく、前記増加可能量と前記低減可能量との合計が前記抑制指示値以上である場合、前記増加可能量を需要電力の増加量に配分し、前記抑制指示値と増加可能量との差分を発電電力の低減量に配分する。

配分部は、増加可能量が抑制指示値より小さく、増加可能量と低減可能量との合計が抑制指示値以上である場合、増加可能量を需要電力の増加量に配分し、抑制指示値と増加可能量との差分を発電電力の低減量に配分する。配分部は、Ｃ＜Ａ≦Ｂ＋Ｃの場合、Ｘ＝Ｃ、Ｙ＝Ａ－Ｃとする。発電設備の発電電力の低減量Ｙを、抑制指示値Ａよりも需要電力の増加可能量Ｃだけ少なくすることができるので、発電設備の余剰電力を有効に利用することができる。

本実施の形態に係る電力制御指示生成装置において、前記配分部は、前記増加可能量がゼロであり、前記低減可能量が前記抑制指示値より大きい場合、前記抑制指示値の全てを発電電力の低減量に配分する。

配分部は、増加可能量がゼロであり、低減可能量が抑制指示値より大きい場合、抑制指示値の全てを発電電力の低減量に配分する。配分部は、Ｃ＝０、Ａ＜Ｂの場合、Ｘ＝０、Ｙ＝Ａとする。これにより、抑制指示値Ａの全てを発電電力の低減量Ｙに配分する条件を制限することができ、結果として、発電設備の余剰電力を有効に利用することができる。

本実施の形態に係る電力制御指示生成装置は、前記発電設備の発電電力の予測量を取得する予測量取得部を備え、前記低減可能量特定部は、前記予測量取得部で取得した予測量に基づいて発電電力の低減可能量を特定する。

予測量取得部は、発電設備の発電電力の予測量を取得する。太陽光発電設備の場合には、太陽光発電設備が設置されている地域の天気情報などに基づいて発電電力の予測量を求めることができる。予測量は、外部から取得してもよく、電力制御指示生成装置の内部で予測量を求め、求めた予測量を取得してもよい。

低減可能量特定部は、取得した予測量に基づいて発電電力の低減可能量を特定する。太陽光発電設備の場合には、天候の変化によって、予測量よりも実際の発電電力が多くなる場合、あるいは少なくなる場合が生じる。そこで、低減可能量特定部は、予測量に所定の係数（＜１）を乗算して得られた値を低減可能量として特定することができる。これにより、実際の発電電力よりも多くの低減可能量が特定されることを防止することができ、実現可能な低減可能量を特定することができる。

本実施の形態に係る電力制御指示生成装置は、前記需要設備の電力情報を取得する電力情報取得部を備え、前記増加可能量特定部は、前記電力情報取得部で取得した電力情報に基づいて需要電力の増加可能量を特定する。

電力情報取得部は、需要設備の電力情報を取得する。電力情報は、需要設備の電気機器の稼働状態を表す情報であり、例えば、蓄電池の残量（ＳＯＣ：State of Charge）、給湯器の残湯量、発電機の実際の発電量、空調機の稼働状況などが含まれる。

増加可能量特定部は、取得した電力情報に基づいて需要電力の増加可能量を特定する。これにより、各需要設備の電力情報に基づいて、需要設備毎の増加可能量、複数の需要設備全体としての増加可能量などを特定することができる。

本実施の形態に係る電力制御指示生成装置は、前記制御指示生成部で生成した制御指示を前記需要設備又は前記発電設備へ出力する出力部と、前記需要設備での需要電力の増加量の実績値又は前記発電設備での発電電力の減少量の実績値を取得する実績値取得部と、該実績値取得部で取得した実績値に基づいて前記需要設備又は前記発電設備に対する対価に関する情報を生成する対価情報生成部とを備える。

出力部は、制御指示生成部で生成した制御指示を需要設備又は発電設備へ出力する。

実績値取得部は、需要設備での需要電力の増加量の実績値又は発電設備での発電電力の減少量の実績値を取得する。

対価情報生成部は、実績値取得部で取得した実績値に基づいて需要設備又は発電設備に対する対価に関する情報を生成する。例えば、発電設備に対する対価として、電気料金の単価Ｅ１とすることにより、発電事業者は、余剰分の発電単価がゼロとなるところ、単価Ｅ１を得ることができる。また、需要設備の通常の電気料金の単価をＥ２とした場合に、需要設備に対する対価として、電気料金の単価Ｅ３（＜Ｅ２）とすることにより、需要家は、（Ｅ２－Ｅ３）だけ安く電気を購入することができる。これにより、発電事業者及び需要家の双方にとって経済的なメリットを享受することができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１はデマンドレスポンスに係る情報伝達モデルの一例を示す模式図である。デマンドレスポンスは、電力需給のバランスを最適化する仕組みである。デマンドレスポンスに関わる事業者には、例えば、発電事業者、送配電事業者、アグリゲータ及び需要家などが含まれる。なお、本実施の形態では、発電事業者として再生エネルギー事業者を挙げて説明する。また、アグリゲータは、複数の需要家を取りまとめて電力需給を制御する事業者である。

図１に示すように、各発電事業者は、発電設備（例えば、太陽光発電設備）を管理する発電電力管理装置３００を有する。送配電事業者は、電力系統（送配電設備）を管理する電力系統管理装置２００を有する。各需要家は、各種の電気機器（例えば、蓄電池、発電機、給湯器、電気ボイラー、空調機など）の動作を制御するとともに動作状態を検出する需要電力管理装置４００を有する。アグリゲータは、電力制御指示生成装置としての電力需給管理装置１００を有する。なお、図１の例では、発電事業者及び需要家をそれぞれ三つ図示しているが発電事業者及び需要家の数は図１の例に限定されるものではない。

電力系統管理装置２００は、発電事業者から発電設備（例えば、太陽光発電設備）の発電量計画値又は発電量予測値などを取得するとともに、電力小売事業者から需要計画値を取得する。電力系統管理装置２００は、取得した各情報に基づいて電力系統が安定であるか否かを判定する（例えば、送配電設備の設備容量が不足する事態の発生の有無など）。なお、電力系統の安定・不安定の判定の対象期間の長さは、適宜設定することができ、例えば、現時点から２４時間経過する時点までの間、将来のある時点から１日経過するまでの間などとすることができる。また、電力系統の安定・不安定の判定は、例えば、３０分経過の都度更新することができる。

電力系統管理装置２００は、電力系統が不安定になると判定した場合、発電電力の抑制指示値を含む抑制指示を電力需給管理装置１００へ送信する。抑制指示値は、例えば、太陽光出力抑制信号とも称する。抑制指示には、抑制指示値の他に、発電電力の抑制を開始する時点、抑制を実施する期間などの情報が含まれる。

電力需給管理装置１００は、電力系統管理装置２００から抑制指示を受信した場合、電力系統に発生する可能性のある余剰電力を、需要家及び発電事業者へ割り振るための処理を行う。例えば、需要家に対しては、電力需給管理装置１００は、需要設備の需要電力の増加量を含む制御指示を需要電力管理装置４００へ送信する。また、発電事業者に対しては、電力需給管理装置１００は、発電設備の発電電力の低減量を含む制御指示を発電電力管理装置３００へ送信する。以下、電力需給管理装置１００の詳細について説明する。

図２は本実施の形態の電力需給管理装置１００の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、電力需給管理装置１００は、装置全体を制御する制御部１０、通信部１１、低減可能量特定部１２、増加可能量特定部１３、配分部１４、制御指示生成部１５、予測量取得部１６、対価情報生成部１７、記憶部１８などを備える。

通信部１１は、電力系統管理装置２００、発電電力管理装置３００及び需要電力管理装置４００との間の通信機能を有する。

通信部１１は、抑制指示取得部としての機能を有し、電力系統管理装置２００が送信した抑制指示を取得（受信）することができる。

通信部１１は、出力部としての機能を有し、制御指示生成部１５で生成した制御指示を発電電力管理装置３００及び需要電力管理装置４００へ出力（送信）する。

通信部１１は、電力情報取得部としての機能を有し、需要設備の電力情報を需要電力管理装置４００から取得する。電力情報は、需要設備の電気機器の稼働状態を表す情報であり、例えば、蓄電池の残量（ＳＯＣ：State of Charge）、給湯器の残湯量、発電機の実際の発電量（例えば、定格の何％程度の発電量であるか）、空調機の稼働状況などが含まれる。

通信部１１は、実績値取得部としての機能を有し、需要設備での需要電力の増加量の実績値を需要電力管理装置４００から取得する。また、通信部１１は、発電設備での発電電力の減少量の実績値を発電電力管理装置３００から取得する。

予測量取得部１６は、発電事業者の発電設備の発電電力の予測量を取得する。太陽光発電設備の場合には、太陽光発電設備が設置されている地域の天気情報などに基づいて発電電力の予測量を求めることができる。予測量は、外部から取得してもよく、電力需給管理装置１００の内部で予測量を求め、求めた予測量を取得してもよい。

低減可能量特定部１２は、発電設備（例えば、太陽光発電設備など）の発電電力の低減可能量を特定する。発電設備が複数存在する場合には、各発電設備における発電量予測に基づいて、発電設備毎の低減可能量、複数の発電設備全体としての低減可能量などを特定することができる。

より具体的には、低減可能量特定部１２は、予測量取得部１６で取得した、発電設備の発電電力の予測量に基づいて発電電力の低減可能量を特定する。なお、発電電力の低減可能量は、それぞれの発電事業者における発電電力の低減可能量を集約（合計）した値とすることができる。

太陽光発電設備の場合には、天候の変化によって、予測量よりも実際の発電電力が多くなる場合、あるいは少なくなる場合が生じる。そこで、低減可能量特定部１２は、予測量に所定の係数（＜１）を乗算して得られた値を低減可能量として特定することができる。これにより、実際の発電電力よりも多くの低減可能量が特定されることを防止することができ、実現可能な低減可能量を特定することができる。

増加可能量特定部１３は、需要設備の需要電力の増加可能量を特定する。需要設備（需要家）が複数存在する場合には、各需要設備における電気機器などの稼働状態に基づいて、需要設備毎の増加可能量、複数の需要設備全体としての増加可能量などを特定することができる。

より具体的には、増加可能量特定部１３は、通信部１１で取得した、各需要家における電力情報に基づいて需要電力の増加可能量を特定する。なお、需要電力の増加可能量は、それぞれの需要家における需要電力の増加可能量を集約（合計）した値とすることができる。これにより、各需要設備の電力情報に基づいて、需要設備毎の増加可能量、複数の需要設備全体としての増加可能量などを特定することができる。

例えば、給湯器で常時深夜３時から５時までの間、１ｋＷ使用する家庭であれば、給湯器の使用を昼間（例えば、発電電力の抑制実施期間）にシフトすることによって、昼間１ｋＷ×２時間の需要電力の増加が見込まれる。ある需要家において、このような家庭が１００００件あるとすると、１０ＭＷｈの需要電力の増加可能量を特定することができる。なお、安全率を考慮して、増加可能量特定部１３は、所定の係数（＜１、例えば、０．７など）を乗算して得られた値を増加可能量として特定することができる。上述の例では、増加可能量は、０．７×１０ＭＷｈ＝７ＭＷｈとなる。

配分部１４は、通信部１１で取得した抑制指示値、低減可能量特定部１２で特定した低減可能量及び増加可能量特定部１３で特定した増加可能量に基づいて、抑制指示値を需要電力の増加量及び発電電力の低減量に配分する。すなわち、配分部１４は、［抑制指示値＝増加量＋低減量］となるように、抑制指示値を増加量と低減量とに分配する。需要電力の増加量が多くなるように配分することができれば、発電電力の低減量を少なくすることができる。

制御指示生成部１５は、配分部１４で配分した増加量を需要電力管理装置４００（需要設備）へ指示する制御指示を生成する。この場合、需要家それぞれにおける需要電力の増加可能量に応じて、増加量が各需要電力管理装置４００へ割り振られる。

需要家に対する制御指示には、例えば、需要家に設置された個々の電気機器（例えば、蓄電池、給湯器、電気ボイラー、発電機、空調機など）に対する動作制御を行うための制御信号が含まれる。需要電力管理装置４００は、制御指示を受信すると、受信した制御指示に基づいて、電気機器の動作を直接制御することができる。

また、制御指示生成部１５は、配分部１４で配分した低減量を発電電力管理装置３００（発電設備）へ指示する制御指示を生成する。この場合、発電事業者それぞれにおける発電電力の低減可能量に応じて、低減量が各発電電力管理装置３００へ割り振られる。これにより、発電電力の抑制指示値（余剰電力）の全部又は一部を需要電力に振り分けることができ、結果として、需要家の需要電力と太陽光発電の発電抑制量とを組み合わせて最適制御することができる。

記憶部１８は、電力系統管理装置２００が送信した抑制指示を記憶することができる。また、記憶部１８は、需要電力管理装置４００が送信した電力情報、発電設備の発電電力の予測量などを記憶することができる。

次に、電力系統管理装置２００から受信した発電電力の抑制指示値（太陽光発電出力抑制指示値）を、電力需給管理装置１００（配分部１４）によってどのように配分するかについて具体的に説明する。

図３は本実施の形態の電力需給管理装置１００による抑制指示値の配分方法の一例を示す説明図である。図３に示すように、発電電力の抑制指示値をＡ、発電設備の発電電力の低減可能量（集約値として）をＢ、需要設備の需要電力の増加可能量（集約値として）をＣ、需要電力の増加量をＸ、発電電力の低減量をＹとする。

想定されるケース１は、条件として、Ａ≦Ｃ、すなわち、増加可能量Ｃが抑制指示値Ａ以上となる場合である。この場合、配分方法は、Ｘ＝Ａ、Ｙ＝０となる。すなわち、配分部１４は、抑制指示値Ａの全てを需要電力の増加量Ｘに配分する。これにより、発電設備の発電電力を低減する必要がなくなるので、発電設備の余剰電力の全部を有効に利用することができる。なお、ケース１の配分方法をＤ１で表す。

想定されるケース２は、条件として、Ｃ＜Ａ≦Ｂ＋Ｃ、すなわち、増加可能量Ｃが抑制指示値Ａより小さく、低減可能量Ｂと増加可能量Ｃとの合計が抑制指示値Ａ以上となる場合である。この場合、配分方法は、Ｘ＝Ｃ、Ｙ＝Ａ－Ｃとなる。すなわち、配分部１４は、増加可能量Ｃを需要電力の増加量Ｘに配分し、抑制指示値Ａと増加可能量Ｃとの差分を発電電力の低減量Ｙに配分する。発電設備の発電電力の低減量Ｙを、抑制指示値Ａよりも需要電力の増加可能量Ｃだけ少なくすることができるので、発電設備の余剰電力の一部を有効に利用することができる。なお、ケース２の配分方法をＤ２で表す。

想定されるケース３は、条件として、Ｃ＝０、Ａ＜Ｂ、すなわち、増加可能量Ｃがゼロであり、低減可能量Ｂが抑制指示値Ａより大きくなる場合である。この場合、配分方法は、Ｘ＝０、Ｙ＝Ａとなる。すなわち、配分部１４は、抑制指示値Ａの全てを発電電力の低減量Ｙに配分する。これにより、抑制指示値Ａの全てを発電電力の低減量Ｙに配分する場合を、ケース３で想定される条件が充足する場合に限定することができ、結果として、発電設備の余剰電力を有効に利用することができる。なお、ケース３の配分方法をＤ３で表す。

想定されるケース４は、条件として、Ｂ＋Ｃ＜Ａ、すなわち、低減可能量Ｂと増加可能量Ｃとの合計が抑制指示値Ａ未満となる場合である。この場合には、配分を実施しない。なお、ケース４の配分方法（配分を実施しない）をＤ４で表す。

図４は本実施の形態の電力需給管理装置１００による抑制指示値の配分の時間的遷移の一例を示す説明図である。図４において、横軸は時間を示し、縦軸は電力量を示す。横軸の時間の長さは、例えば、１日（２４時間）でもよく、昼間を含む所定時間（２４時間未満）でもよい。図４では、発電電力の抑制指示の期間（抑制指示の開始から終了までの期間）を図示している。符号Ａで示す破線のグラフは発電電力の抑制指示値を示す。図４では、簡便のため、抑制指示値Ａを一定として説明するが、抑制指示値Ａは、時間とともに変化してもよい。符号Ｂで示すグラフは発電設備の発電電力の低減可能量を示す。太陽光発電では、発電量が昼間にピークとなり、低減可能量も同様に変動するが、図４では、便宜上、滑らかな曲線で表している。符号Ｃで示すグラフは需要設備の需要電力の増加可能量を示す。需要電力の増加可能量Ｃは、時間の経過に伴って変化するが、図４では簡便のため、４段階に変化する様子を示す。

図４に示すように、時点０から時点ｔ１までの間では、Ｂ＋Ｃ＜Ａとなるので、配分を実施しない（符号Ｄ４）。時点ｔ１から時点ｔ２までの間では、Ａ≦Ｃとなるので、符号Ｄ１で示す配分が実施される。時点ｔ２から時点ｔ３までの間では、Ｃ＜Ａ≦Ｂ＋Ｃとなるので、符号Ｄ２で示す配分が実施される。時点ｔ３から時点ｔ４までの間では、Ｃ＝０、Ａ＜Ｂとなるので、符号Ｄ３で示す配分が実施される。時点ｔ４から時点ｔ５までの間では、Ｃ＜Ａ≦Ｂ＋Ｃとなるので、符号Ｄ２で示す配分が実施される。時点ｔ５以降では、Ｂ＋Ｃ＜Ａとなるので、配分を実施しない（符号Ｄ４）。

対価情報生成部１７は、通信部１１で取得した実績値（需要電力の増加量の実績値、発電電力の減少量の実績値）に基づいて需要設備又は発電設備に対する対価に関する情報を生成する。例えば、発電設備に対する対価として、電気料金の単価Ｅ１とすることにより、発電事業者は、余剰分の発電単価がゼロとなるところ、単価Ｅ１を得ることができる。また、需要設備の通常の電気料金の単価をＥ２とした場合に、需要設備に対する対価として、電気料金の単価Ｅ３（＜Ｅ２）とすることにより、需要家は、（Ｅ２－Ｅ３）だけ安く電気を購入することができる。これにより、発電事業者及び需要家の双方にとって経済的なメリットを享受することができる。

図５及び図６は本実施の形態の電力需給管理装置１００の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下では、便宜上、処理の主体を制御部１０として説明する。制御部１０は、電力事業者から、発電電力の抑制指示を取得したか否かを判定する（Ｓ１１）。抑制指示を取得していない場合（Ｓ１１でＮＯ）、制御部１０は、ステップＳ１１の処理を続ける。

抑制指示を取得した場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、制御部１０は、発電電力の低減可能量Ｂ（集約値）を特定し（Ｓ１２）、需要電力の増加可能量Ｃ（集約値）を特定する（Ｓ１３）。制御部１０は、増加可能量Ｃ≧抑制指示値Ａであるか否かを判定し（Ｓ１４）、増加可能量Ｃ≧抑制指示値Ａである場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、抑制指示値Ａを満足するので、需要電力の増加量Ｘ＝抑制指示値Ａとし（Ｓ１５）、需要電力（増加量）を調達し、後述のステップＳ２１の処理を行う。

増加可能量Ｃ≧抑制指示値Ａでない場合（Ｓ１４でＮＯ）、制御部１０は、需要電力の増加可能量Ｃと発電電力の低減可能量Ｂとの合計≧抑制指示値Ａであるか否かを判定する（Ｓ１６）。増加可能量Ｃと低減可能量Ｂとの合計≧抑制指示値Ａである場合（Ｓ１６でＹＥＳ）、制御部１０は、需要電力の増加量Ｘ＝増加可能量Ｃ、発電電力の低減量Ｙ＝（抑止量Ａ-増加可能量Ｃ）とし（Ｓ１７）、全ての需要電力（増加量）を調達し、抑制指示値Ａとの差分については、発電電力を抑制することで調達し、後述のステップＳ２１の処理を行う。

増加可能量Ｃと低減可能量Ｂとの合計≧抑制指示値Ａでない場合（Ｓ１６でＮＯ）、制御部１０は、増加可能量Ｃ＝０、かつ、発電電力の低減可能量Ｂ≧抑制指示値Ａであるか否かを判定する（Ｓ１８）。増加可能量Ｃ＝０、かつ、発電電力の低減可能量Ｂ≧抑制指示値Ａである場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、抑制指示値Ａを満足するので、制御部１０は、発電電力の低減量Ｙ＝抑制指示値Ａとし（Ｓ１９）、発電電力（抑制量）を調達し、後述のステップＳ２１の処理を行う。

増加可能量Ｃ＝０、かつ、発電電力の低減可能量Ｂ≧抑制指示値Ａでない場合（Ｓ１８でＮＯ）、制御部１０は、配分を実施せず（Ｓ２０）、電力事業者に対して抑制指示を拒否し、処理を終了する。このように、一定の条件では、電力事業者からの電力抑制指示に対して明確に拒否する場合もあり得る。

制御部１０は、需要電力の増加量Ｘに基づく制御指示を生成し（Ｓ２１）、発電電力の低減量Ｙに基づく制御指示を生成する（Ｓ２２）。制御部１０は、生成した制御指示を需要電力管理装置４００、発電電力管理装置３００へ送信する（Ｓ２３）。

制御部１０は、発電電力の抑制実施期間が終了したか否かを判定し（Ｓ２４）、抑制実施期間が終了していない場合（Ｓ２４でＮＯ）、ステップＳ１２以降の処理を行う。なお、発電電力の抑制実施期間が終了したか否かを判定は、所定の周期（例えば、３０分など）で繰り返すことができる。

抑制実施期間が終了した場合（Ｓ２４でＹＥＳ）、制御部１０は、需要電力の増加量の実績値を需要電力管理装置４００から取得し（Ｓ２５）、発電電力の低減量の実績値を発電電力管理装置３００から取得する（Ｓ２６）。制御部１０は、取得した実績値に基づいて、対価情報を生成し（Ｓ２７）、処理を終了する。

本実施の形態の電力制御指示生成装置（電力需給管理装置１００）は、ＣＰＵ（プロセッサ）、ＲＡＭなどを備えた汎用コンピュータを用いて実現することもできる。すなわち、図５及び図６に示すような、各処理の手順を定めたコンピュータプログラムをコンピュータに備えられたＲＡＭにロードし、コンピュータプログラムをＣＰＵ（プロセッサ）で実行することにより、コンピュータ上で電力制御指示生成装置を実現することができる。

太陽光発電による余剰電力が発生し、火力発電所が電力量を調整することができない場合、電力系統が不安的になる可能性がある。しかし、本実施の形態の電力需給管理装置１００によれば、需要家に対して、従来のような需要電力を削減する指示（通常のDemand Response要請）ではなく、需要電力を増加させる制御指示を送信することにより、太陽光発電による余剰電力を吸収することができる仕組みを構築することができ、電力系統の安定化を図ることができる。

また、余剰電力の発生時には、電力取引市場での電力価格の下落が予想され、アグリゲータ（電力小売事業者）は、安価に電力を調達することができる。発電事業者は、余剰電力を無駄にすることなく一定の価格でアグリゲータに対して販売することが可能となる。その際、電力需給管理装置１００（アグリゲータ）が需要電力管理装置４００（需要家）に対して、安価な料金での需要電力を増加する制御指示を送信することによって、需要家は通常よりも低コストで電力を購入して蓄電池の充電、給湯器等の運転などを行って、太陽光発電の余剰電力を無駄なく吸収することができる。このように、本実施の形態の電力需給管理装置１００によれば、太陽光発電による余剰電力を需要家の消費に回すことにより、太陽光発電を抑制したことと等価となり、かつ発電事業者及び需要家にとっても経済的なメリットを生み出すことができる。

また、アグリゲータは、発電電力の抑制指示値（余剰電力）を吸収することによって、電力系統の安定化を実現した対価として、送配電事業者から調整分（吸収量）に相当する対価を獲得することもできる。

開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 制御部
１１ 通信部
１２ 低減可能量特定部
１３ 増加可能量特定部
１４ 配分部
１５ 制御指示生成部
１６ 予測量取得部
１７ 対価情報生成部
１８ 記憶部
１００ 電力需給管理装置
２００ 電力系統管理装置
３００ 発電電力管理装置
４００ 需要電力管理装置

Claims (7)

1. 電力量の制御に関する制御指示を生成する電力制御指示生成装置であって、
   発電電力の抑制指示値を含む抑制指示を取得する抑制指示取得部と、
   発電設備の発電電力の低減可能量を特定する低減可能量特定部と、
   需要設備の需要電力の増加可能量を特定する増加可能量特定部と、
   前記抑制指示値、低減可能量及び増加可能量に基づいて、前記抑制指示値を需要電力の増加量及び前記発電電力の低減量に配分する配分部と、
   該配分部で配分した増加量を前記需要設備へ指示する制御指示又は前記配分部で配分した低減量を前記発電設備へ指示する制御指示を生成する制御指示生成部と
   を備え、
   前記配分部は、
   前記増加可能量が前記抑制指示値以上である場合、前記抑制指示値の全てを需要電力の増加量に配分し、
   前記増加可能量が前記抑制指示値より小さく、前記増加可能量と前記低減可能量との合計が前記抑制指示値以上である場合、前記増加可能量を需要電力の増加量に配分し、前記抑制指示値と増加可能量との差分を発電電力の低減量に配分する、電力制御指示生成装置。
2. 前記配分部は、
   前記増加可能量がゼロであり、前記低減可能量が前記抑制指示値より大きい場合、前記抑制指示値の全てを発電電力の低減量に配分する請求項１に記載の電力制御指示生成装置。
3. 前記発電設備の発電電力の予測量を取得する予測量取得部を備え、
   前記低減可能量特定部は、
   前記予測量取得部で取得した予測量に基づいて発電電力の低減可能量を特定する請求項１または請求項２に記載の電力制御指示生成装置。
4. 前記需要設備の電力情報を取得する電力情報取得部を備え、
   前記増加可能量特定部は、
   前記電力情報取得部で取得した電力情報に基づいて需要電力の増加可能量を特定する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電力制御指示生成装置。
5. 前記制御指示生成部で生成した制御指示を前記需要設備又は前記発電設備へ出力する出力部と、
   前記需要設備での需要電力の増加量の実績値又は前記発電設備での発電電力の減少量の実績値を取得する実績値取得部と、
   該実績値取得部で取得した実績値に基づいて前記需要設備又は前記発電設備に対する対価に関する情報を生成する対価情報生成部と
   を備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電力制御指示生成装置。
6. コンピュータに、電力量の制御に関する制御指示を生成させるためのコンピュータプログラムであって、
   コンピュータに、
   発電電力の抑制指示値を含む抑制指示を取得する処理と、
   発電設備の発電電力の低減可能量を特定する処理と、
   需要設備の需要電力の増加可能量を特定する処理と、
   前記抑制指示値、低減可能量及び増加可能量に基づいて、前記抑制指示値を需要電力の増加量及び前記発電電力の低減量に配分する処理と、
   配分した増加量を前記需要設備へ指示する制御指示又は配分した低減量を前記発電設備へ指示する制御指示を生成する処理と
   を実行させ、
   前記配分する処理では、
   前記増加可能量が前記抑制指示値以上である場合、前記抑制指示値の全てを需要電力の増加量に配分し、
   前記増加可能量が前記抑制指示値より小さく、前記増加可能量と前記低減可能量との合計が前記抑制指示値以上である場合、前記増加可能量を需要電力の増加量に配分し、前記抑制指示値と増加可能量との差分を発電電力の低減量に配分する、コンピュータプログラム。
7. 電力量の制御に関する制御指示を生成する電力制御指示生成方法であって、
   発電電力の抑制指示値を含む抑制指示を抑制指示取得部が取得し、
   発電設備の発電電力の低減可能量を低減可能量特定部が特定し、
   需要設備の需要電力の増加可能量を増加可能量特定部が特定し、
   前記抑制指示値、低減可能量及び増加可能量に基づいて、前記抑制指示値を需要電力の増加量及び前記発電電力の低減量に配分部が配分し、
   配分された増加量を前記需要設備へ指示する制御指示又は前記配分部で配分した低減量を前記発電設備へ指示する制御指示を制御指示生成部が生成し、
   前記配分部による配分において、
   前記増加可能量が前記抑制指示値以上である場合、前記抑制指示値の全てを需要電力の増加量に配分し、
   前記増加可能量が前記抑制指示値より小さく、前記増加可能量と前記低減可能量との合計が前記抑制指示値以上である場合、前記増加可能量を需要電力の増加量に配分し、前記抑制指示値と増加可能量との差分を発電電力の低減量に配分する、電力制御指示生成方法。

Images