JP7108876B2 - 群管理システム、電力制御装置、送信方法、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、電力を管理する群管理システム、電力制御装置、送信方法、プログラムに関する。

需要家に設置された機器を制御する制御装置を備える電力管理システムが提案されている。機器は、例えば、太陽電池、蓄電池、燃料電池等の分散電源、家電機器を含む。このような制御装置は、上位のスマートサーバに接続される。スマートサーバは、複数の需要家を統括的に管理する（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４－３３５９１号公報

需要家において電力系統に接続された蓄電システムを電力管理システムが制御しているが、さらに複数の電力管理システムを群管理システムが制御する場合、電力需要の増減に応じて群管理システムは電力管理システム経由で各蓄電システムを充放電させる。しかしながら、複数の蓄電システムをまとめて充放電させると、電力の変動が大きくなって電力系統が不安定になる可能性がある。そのため、電力需要の変動に応じた電力の変動速度の制御が求められる。

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、電力需要の変動に応じて電力の変動速度を制御する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の群管理システムは、複数の需要家のそれぞれに設置された蓄電システムからなる蓄電システム群による電力の変動速度を制御する群管理システムであって、上位システムから、蓄電システム群による電力の変動速度に関する第１情報を受信する受信部と、受信部において受信した第１情報をもとに、各蓄電システムにおける充放電のタイミングに関する第２情報を生成する生成部と、生成部において生成した第２情報を複数の需要家に送信する送信部と、を備える。生成部は、第２情報をもとに各蓄電システムが充放電する場合に、蓄電システム群による電力の変動速度が第１情報に近づくように第２情報を生成する。

本発明の別の態様は、送信方法である。この方法は、複数の需要家のそれぞれに設置された蓄電システムからなる蓄電システム群による電力の変動速度を制御する群管理システムにおける送信方法であって、上位システムから、蓄電システム群による電力の変動速度に関する第１情報を受信するステップと、受信した第１情報をもとに、各蓄電システムにおける充放電のタイミングに関する第２情報を生成するステップと、生成した第２情報を複数の需要家に送信するステップと、を備える。生成するステップは、第２情報をもとに各蓄電システムが充放電する場合に、蓄電システム群による電力の変動速度が第１情報に近づくように第２情報を生成する。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、またはコンピュータプログラムを記録した記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、電力需要の変動に応じて電力の変動速度を制御できる。

実施例１に係るＶＰＰシステムの構成を示す図である。 図１の需要家の構成を示す図である。 実施例１における電力需要と電力変動を示す図である。 図１の第１群管理システムサーバ、第１電力管理システムサーバ、第２電力管理システムサーバの構成を示す図である。 図５（ａ）－（ｅ）は、図１のＶＰＰシステムにおいて使用されるメッセージのフォーマットを示す図である。 図６（ａ）－（ｄ）は、図１のＶＰＰシステムにおける電力管理システムサーバの様々な配置を示す図である。 図１のＶＰＰシステムにおける制御手順を示すシーケンス図である。 図８（ａ）－（ｃ）は、実施例２に係るＶＰＰシステムにおいて使用されるメッセージのフォーマットを示す図である。 実施例２に係る電力管理システムサーバの構成を示す図である。 実施例２に係るＶＰＰシステムにおける制御手順を示すシーケンス図である。

（実施例１）
本発明の実施例を具体的に説明する前に、本実施例の概要を説明する。実施例は、点在する小規模な太陽光発電システム、蓄電システム、燃料電池システム等の機器と、電力の需要抑制を統合して制御するＶＰＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ）に関する。ＶＰＰは、太陽光発電システム、蓄電システム、燃料電池システム等の機器をネットワークを介して制御することによって、これらを１つの発電所のようにまとめて機能させる。ここで、太陽光発電システム、蓄電システム、燃料電池システム等の機器は各需要家に設置される。需要家は、電力会社等からの電力の供給を受けている施設であり、例えば、住宅、事務所、店舗、工場、公園などである。このような需要家における機器は電力管理システムによって制御される。電力管理システムは、需要家における電力の消費量が大きい時間帯において蓄電システムを放電させたり、電力系統の電気料金が安価である夜間において蓄電システムを充電させたりする。

複数の電力管理システムは、群管理システムに接続される。また、群管理システムは、複数の群管理システムを統合するアグリゲータである上位システムに接続される。上位システムと群管理システムに、需要家に設置された蓄電システム等の機器を加えたものがＶＰＰに相当する。上位システムは、市場で、あるいは事業者と相対契約で電力を取引する。また、上位システムは、電力取引市場や電力会社の送配電部門、小売電気事業者等に集約した調整力を提供する。そのため、上位システムは、市場あるいは各事業者に提供する調整力を決定し、調整力を各群管理システムに配分する。各群管理システムは、さらに調整力を各需要家に配分する。これより、群管理システムは、上位システムからの要求に応じて売電あるいは買電するように、複数の電力管理システムのそれぞれに対して制御を指示する。例えば、群管理システムは、発電所において発電される電力が逼迫する場合、蓄電システムを放電させたり、需要家における電力消費を抑制させたりするように制御することを電力管理システムに要求する。

群管理システムに複数の電力管理システムが接続され、各電力管理システムに１つ以上の蓄電システムが接続されることによって、これらは階層的に配置されている。そのため、複数の蓄電システム（以下、「蓄電システム群」ともいう）による電力の変動を群管理システムが制御するといえる。一方、電力系統における電力需要の変動は、変動周期が互いに異なった微少変動分、短周期成分、長周期成分の合成によって示される。なお、これらの合成の割合は状況に応じて異なり、例えば、電力需要は変動しながら増加する。電力需要の増減に応じて、群管理システムが複数の蓄電システムを一斉に充放電させると、電力の変動が大きくなり電力系統が不安定となる。そのため、電力需要の増減の速度に応じて、電力の変動速度も調節されることが望ましい。

このような状況に対応するために、本実施例では、上位システムが、電力需要の増減の速度に応じた複数の蓄電システムによる電力の変動速度を導出する。群管理システムは、上位システムにおいて導出された複数の蓄電システムによる電力の変動速度をもとに、時間の経過とともに充放電している蓄電システムの数が変わるように、各蓄電システムを充放電させる時刻を決定する。電力管理システムは、群管理システムにおいて決定された時刻であって、かつ各蓄電システムを充放電させる時刻が到来した場合に蓄電システムからの充放電を実行させる。

図１は、ＶＰＰシステム１００の構成を示す。ＶＰＰシステム１００は、上位システムサーバ１０、群管理システムサーバ１２と総称される第１群管理システムサーバ１２ａ、第２群管理システムサーバ１２ｂ、第Ｍ群管理システムサーバ１２ｍ、電力管理システムサーバ１４と総称される第１電力管理システムサーバ１４ａ、第２電力管理システムサーバ１４ｂ、第Ｎ電力管理システムサーバ１４ｎを含む。ここで、第１電力管理システムサーバ１４ａは第１需要家１６ａに設置され、第２電力管理システムサーバ１４ｂは第２需要家１６ｂに設置され、第Ｎ電力管理システムサーバ１４ｎは第Ｎ需要家１６ｎに設置され、第１需要家１６ａ、第２需要家１６ｂ、第Ｎ需要家１６ｎは需要家１６と総称される。なお、群管理システムサーバ１２の数は「Ｍ」に限定されず、電力管理システムサーバ１４と需要家１６の数は「Ｎ」に限定されない。

需要家１６は、例えば、一戸建ての住宅、マンションなどの集合住宅、コンビニエンスストアまたはスーパーマーケットなどの店舗、ビルなどの商用施設、工場であり、前述のごとく、電力会社等からの電力の供給を受けている施設である。需要家１６には、空調機器（エアコン）、テレビジョン受信装置（テレビ）、照明装置、蓄電システム、ヒートポンプ給湯機等の機器が設置される。これらの機器は、電力事業者等の電力系統に接続されることによって、商用電力の供給を受けて、電力を消費する。機器として、電力使用の削減量が比較的大きいと想定されるものが有用であるが、削減量があまり大きくないと想定されるものであってもよい。なお、機器に、太陽電池システム、燃料電池システム等の再生可能エネルギー発電装置が含まれてもよい。

電力管理システムサーバ１４は、電力管理システムの処理を実行するためのコンピュータであり、例えば、需要家１６内に設置される。電力管理システムサーバ１４は、例えば、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）コントローラとしての機能を有する。そのため、電力管理システムサーバ１４は、ＨＡＮ（Ｈｏｍｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）により需要家１６内の各種機器と通信可能であり、これらの機器を制御する。電力管理システムサーバ１４は、蓄電システムの動作、例えば、放電、充電を制御する。また、電力管理システムサーバ１４は、需要家１６に設置された機器と電力系統との間の連系を制御してもよい。電力管理システムサーバ１４は、停電時に機器と電力系統との間を解列し、復電時に機器と電力系統との間を連系する。

群管理システムサーバ１２は、群管理システムの処理を実行するためのコンピュータである。群管理システムサーバ１２は、複数の電力管理システムサーバ１４を接続することによって、複数の電力管理システムサーバ１４を管理する。その結果、群管理システムサーバ１２は、複数の電力管理システムサーバ１４のそれぞれに接続される複数の機器を統括的に管理する。複数の群管理システムサーバ１２は、上位システムサーバ１０に接続される。上位システムサーバ１０は、アグリゲータである上位システムの処理を実行するためのコンピュータである。前述のごとく、上位システムと群管理システムを含むＶＰＰは、市場で、あるいは事業者と相対契約で電力を取引しており、上位システムサーバ１０は、契約に応じた要求を群管理システムサーバ１２に出力する。なお、１つの群管理システムサーバ１２が複数の上位システムサーバ１０に接続されてもよい。

このような構成によって、上位システムが管理する需要家群全体の電力需要が逼迫する場合、群管理システムサーバ１２は、蓄電システムから放電した電力を需要家１６内で消費させたり、需要家１６内での電力消費を抑制させたりするように電力管理システムサーバ１４を制御する。また、上位システムが管理する需要家群全体の発電が増加し、供給が需要を上まわる場合、群管理システムサーバ１２は、蓄電システムへの充電を増やしたり、需要家１６内での需要を増大させたりするように電力管理システムサーバ１４を制御する。

図２は、需要家１６の構成を示す。需要家１６には、電力系統３０、スマートメータ３２、分電盤３４、負荷３６、蓄電システム４０、電力管理システムサーバ１４、例えば第１電力管理システムサーバ１４ａが設置される。また、蓄電システム４０は、ＳＢ（Ｓｔｏｒａｇｅ Ｂａｔｔｅｒｙ）２１０、ＳＢ用ＤＣ／ＤＣ２１２、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ２１４、制御装置２１６を含む。さらに、第１電力管理システムサーバ１４ａには、ネットワーク１８を介して群管理システムサーバ１２、例えば第１群管理システムサーバ１２ａが接続される。なお、需要家１６には、太陽電池システム、ヒートポンプ給湯機等が設置されてもよいが、ここではこれらを省略する。

電力系統３０における電力需要は前述のごとく変動する。図３は、電力需要と電力変動を示す。横軸は時間を示し、縦軸は電力需要を示す。微少変動分７００は数十秒程度の変動周期を有し、短周期成分７０２は数分程度の変動周期を有し、長周期成分７０４は数十分程度の変動周期を有する。つまり、微少変動分７００の変動周期が最も短く、長周期成分７０４の変動周期が最も長い。総需要変動７０６は実際の電力需要の変動であり、微少変動分７００から長周期成分７０４の合成によって示される。なお、総需要変動７０６における微少変動分７００から長周期成分７０４の合成の割合は状況に応じて異なる。例えば、微少変動分７００が支配的になることもあれば、長周期成分７０４が支配的になることもある。図２に戻る。

スマートメータ３２は、電力系統３０に接続され、デジタル式の電力量計である。スマートメータ３２は、電力系統３０から入ってくる潮流の電力量と、電力系統３０へ出て行く逆潮流の電力量とを計測可能である。スマートメータ３２は、通信機能を有し、電力管理システムサーバ１４と通信可能である。

配電線４２は、スマートメータ３２と分電盤３４とを結ぶ。分電盤３４は、配電線４２に接続されるとともに、負荷３６を接続する。分電盤３４は、負荷３６に電力を供給する。負荷３６は、配電線４２を介して供給される電力を消費する機器である。負荷３６は、冷蔵庫、エアコン、照明等の機器を含む。ここでは、分電盤３４に１つの負荷３６が接続されているが、分電盤３４に複数の負荷３６が接続されてもよい。

ＳＢ２１０は、電力を充放電可能な蓄電池であり、リチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等を含む。ＳＢ２１０はＳＢ用ＤＣ／ＤＣ２１２に接続される。ＳＢ用ＤＣ／ＤＣ２１２は、ＤＣ－ＤＣコンバータであり、ＳＢ２１０側の直流電力と、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ２１４側の直流電力との間の変換を実行する。

双方向ＤＣ／ＡＣインバータ２１４は、ＳＢ用ＤＣ／ＤＣ２１２と分電盤３４との間に接続される。双方向ＤＣ／ＡＣインバータ２１４は、分電盤３４からの交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力をＳＢ用ＤＣ／ＤＣ２１２に出力する。また、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ２１４は、ＳＢ用ＤＣ／ＤＣ２１２からの直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を分電盤３４に出力する。つまり、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ２１４によってＳＢ２１０は充放電される。このような双方向ＤＣ／ＡＣインバータ２１４の制御は制御装置２１６によってなされる。ここで、ＳＢ２１０、ＳＢ用ＤＣ／ＤＣ２１２、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ２１４、制御装置２１６は１つの筐体に格納されてもよく、その場合であっても、これを蓄電システム４０と呼ぶものとする。

第１電力管理システムサーバ１４ａは、ＨＡＮ等のネットワークを介して、スマートメータ３２、蓄電システム４０に接続され、それぞれと通信可能である。以下では、第１電力管理システムサーバ１４ａとスマートメータ３２との間の通信は説明を省略する。また、第１電力管理システムサーバ１４ａは、ネットワーク１８を介して第１群管理システムサーバ１２ａにも接続される。ここでは、図３に示すような総需要変動７０６のうち、短周期成分７０２による電力変動に追従するための制御を説明の対象にする。図１、図２の第１群管理システムサーバ１２ａが、第１電力管理システムサーバ１４ａから第Ｎ電力管理システムサーバ１４ｎのそれぞれに接続された蓄電システム４０を一斉に充放電させる場合、その結果は、図３の傾き制御なし電力変動７１０のように示される。傾き制御なし電力変動７１０は、短周期成分７０２の増減による電力の不足あるいは過剰をまかなうような形状となる。そのため、傾き制御なし電力変動７１０では、タイミングＴ１からタイミングＴ２の間におけるタイミングＴ１１からタイミングＴ１７に示されるように、短周期成分７０２をまたぐような階段状の増減を繰り返す。電力需要の変動に応じて電力の変動速度を制御するための処理を説明するために、ここでは、図４を使用する。

図４は、第１群管理システムサーバ１２ａ、第１電力管理システムサーバ１４ａ、第２電力管理システムサーバ１４ｂの構成を示す。ここでは、一例として、図４のごとく、第１群管理システムサーバ１２ａに第１電力管理システムサーバ１４ａと第２電力管理システムサーバ１４ｂが接続されている場合を示す。第１群管理システムサーバ１２ａは、第１通信部４３０、生成部４３２、第２通信部４３４を含み、第１通信部４３０は、受信部４１０、送信部４１２を含み、第２通信部４３４は、受信部４２０、送信部４２２を含む。なお、第１通信部４３０と第２通信部４３４は一体的に構成されてもよい。第１電力管理システムサーバ１４ａは、サービス連携部３００、制御部３０２を含み、サービス連携部３００は、受信部５１０、送信部５１２を含む。第２電力管理システムサーバ１４ｂは第１電力管理システムサーバ１４ａと同一の構成を有する。以下では、説明を明瞭にするために、第１電力管理システムサーバ１４ａのサービス連携部３００、制御部３０２を単に「サービス連携部３００」、「制御部３０２」ということもある。

上位システムサーバ１０は、図示しない電力系統３０における交流電力の周波数を監視する。交流電力の周波数は、電力需要が増加して電力が不足すると商用電源周波数より低くなり、電力需要が減少して電力が過剰になると商用電源周波数より高くなる。そのため、上位システムサーバ１０は、電力系統３０における交流電力の周波数が商用電源周波数よりも低くなると、ＶＰＰシステム１００に含まれた複数の蓄電システム４０からなる蓄電システム群に放電させることを決定する。一方、上位システムサーバ１０は、電力系統３０における交流電力の周波数が商用電源周波数よりも高くなると、蓄電システム群に充電させることを決定する。

電力系統３０における交流電力の周波数が商用電源周波数よりも低い場合であっても、これらの周波数のずれの大きさに応じて、電力不足の程度が異なる。例えば、これらの周波数のずれが大きい場合は、これらの周波数のずれが小さい場合よりも、電力不足の程度が大きいといえる。つまり、これらの周波数のずれが大きい場合には、これらの周波数のずれが小さい場合よりも、蓄電システム群による電力の変動速度（以下、「群変動速度」という）を速くしなければならない。これに対応するために、上位システムサーバ１０は、これらの周波数のずれの大きさと、群変動速度との対応関係を予め記憶する。例えば、対応関係は、テーブルの形式で記憶されてもよく、関係式の形式で記憶されてもよい。群変動速度は、単位時間あたりの電力の増加量あるいは減少量として示され、電力の変化の傾きといえる。上位システムサーバ１０は、計測した交流電力の周波数と商用電源周波数とのずれをもとに、対応関係を参照して群変動速度を決定する。上位システムサーバ１０は、放電あるいは充電の指示、群変動速度が含まれたメッセージを第１群管理システムサーバ１２ａに送信する。

図５（ａ）－（ｅ）は、ＶＰＰシステム１００において使用されるメッセージのフォーマットを示す。図５（ａ）のごとく、メッセージでは、メッセージ種別のフィールドに続いてデータのフィールドが配置される。メッセージ種別のフィールドは、メッセージの種別を示し、データのフィールドは、通知したい、あるいは通知してほしいデータを示す。図５（ｂ）は、群変動速度のメッセージのフォーマットを示し、メッセージ種別のフィールドには群変動速度が示され、データのフィールドには、放電あるいは充電の指示、群変動速度の値が示される。図５（ｂ）－（ｅ）については後述し、図４に戻る。

第１群管理システムサーバ１２ａの受信部４１０は、上位システムサーバ１０から、群変動速度のメッセージを受信する。受信部４１０は、群変動速度のメッセージを生成部４３２に出力する。生成部４３２は、群変動速度のメッセージから、群変動速度の値を抽出し、群変動速度の値をもとに、各蓄電システム４０における充放電開始時刻を導出する。前述のごとく、第１群管理システムサーバ１２ａには複数の電力管理システムサーバ１４が接続されており、各電力管理システムサーバ１４には１つ以上の蓄電システム４０が接続されている。そのため、第１群管理システムサーバ１２ａには複数の蓄電システム４０が接続されているといえる。

ここで、時間の経過とともに充放電している蓄電システム４０の数を増加させることによって、時間の経過とともに充放電の電力を増加させることが可能になる。例えば、所定の充放電開始時刻において１０台の蓄電システム４０に放電させ、一定の間隔が経過した後に追加の１０台の蓄電システム４０に放電させ、さらに一定の間隔が経過した後に追加の１０台の蓄電システム４０に放電させることによって、放電される電力が増加する。ここで、蓄電システム４０を放電させる各充放電開始時刻を近づけると、時間経過に対する放電電力の増加の傾きが急になり、蓄電システム４０を放電させる各充放電開始時刻を離すと、時間経過に対する放電電力の増加の傾きが緩やかになる。

この傾きが群変動速度の値に合うように、生成部４３２は、蓄電システム４０を放電させる各充放電開始時刻を決定する。なお、各充放電開始時刻において放電させる蓄電システム４０の台数は一定値であるとする。蓄電システム４０を充電させる場合も同様の処理がなされる。このように、生成部４３２は、時間の経過とともに充放電している蓄電システム４０の数が変動するように、各蓄電システム４０を充放電させる充放電開始時刻を決定する。なお、どの充放電開始時刻でどの蓄電システム４０を充放電させるかは、各充放電開始時刻でランダムに蓄電システム４０が選択されてもよいし、予め定められた規則性によって蓄電システム４０が選択されてもよい。前者の場合、生成部４３２は、蓄電システム４０ごとに乱数、例えば疑似乱数を生成し、乱数の値に応じて選択する。また、後者の場合、生成部４３２は、充放電回数の少ない蓄電システム４０を早い充放電開始時刻に割り当てるように選択する。群変動速度が第１情報と呼ばれる場合、充放電開始時刻は第２情報と呼ばれる。

つまり、生成部４３２は、第２情報をもとに各蓄電システム４０が充放電する場合に、蓄電システム群による電力の変動速度が第１情報に近づくように第２情報を蓄電システム４０ごとに生成する。生成部４３２は、蓄電システム４０ごとの充放電開始時刻、放電あるいは充電の指示を送信部４２２に出力する。送信部４２２は、第１電力管理システムサーバ１４ａに接続された蓄電システム４０に対する充放電開始時刻、放電あるいは充電の指示が含まれた充放電開始時刻のメッセージを第１電力管理システムサーバ１４ａに送信する。また、送信部４２２は、第２電力管理システムサーバ１４ｂに接続された蓄電システム４０に対する充放電開始時刻、放電あるいは充電の指示が含まれた充放電開始時刻のメッセージを第２電力管理システムサーバ１４ｂに送信する。さらに、送信部４２２は、図示しない他の電力管理システムサーバ１４に対しても同様に充放電開始時刻のメッセージを送信する。

図５（ｃ）は、充放電開始時刻のメッセージのフォーマットを示し、メッセージ種別のフィールドには充放電開始時刻が示され、データのフィールドには、放電あるいは充電の指示、時刻が示される。すべての電力管理システムサーバ１４に対して共通の充放電開始時刻のメッセージが送信される場合、蓄電システム４０と充放電開始時刻との対応関係がデータのフィールドに示される。図５（ｄ）－（ｅ）については後述し、図４に戻る。このように、第１群管理システムサーバ１２ａは、複数の需要家１６のそれぞれに設置された蓄電システム４０からなる蓄電システム群による電力の変動速度を制御する。

第１電力管理システムサーバ１４ａの受信部５１０は、第１群管理システムサーバ１２ａから、充放電開始時刻のメッセージを受信する。受信部５１０は、充放電開始時刻のメッセージを制御部３０２に出力する。制御部３０２は、充放電開始時刻のメッセージから、時刻を抽出する。制御部３０２は、抽出した時刻、すなわち充放電開始時刻をもとに、蓄電システム４０における電力の充放電を制御する。例えば、制御部３０２は、第１電力管理システムサーバ１４ａに接続された蓄電システム４０の制御装置２１６に対して、充放電開始時刻が到来した場合に、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ２１４に充放電を実行するように指示する。制御装置２１６は、制御部３０２からの指示に応じて、充放電開始時刻が到来した場合に、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ２１４に充放電を実行させる。なお、第１電力管理システムサーバ１４ａに複数の蓄電システム４０が接続されている場合、制御部３０２は、各蓄電システム４０の制御装置２１６に対して同様の指示をそれぞれ出力する。ここで、制御部３０２と制御装置２１６は、放電あるいは充電の指示に応じて放電あるいは充電を決定する。

制御装置２１６は、指示に応じた処理を実行した場合、処理の完了を第１電力管理システムサーバ１４ａの制御部３０２に報告する。制御部３０２が処理の完了の報告を受信した場合、送信部５１２は、完了の報告が含まれた充放電開始時刻応答のメッセージを第１群管理システムサーバ１２ａに出力する。図５（ｄ）は、充放電開始時刻応答のメッセージのフォーマットを示し、メッセージ種別のフィールドには充放電開始時刻応答が示され、データのフィールドには完了が示される。なお、指示に応じた処理が未完了の蓄電システム４０が存在する場合、データのフィールドには未完了であること、完了した蓄電システム４０の数、未完了の蓄電システム４０の数が示されてもよい。図５（ｅ）については後述し、図４に戻る。

第２電力管理システムサーバ１４ｂも、第１電力管理システムサーバ１４ａと同様の処理を実行するので、ここでは説明を省略する。第１群管理システムサーバ１２ａの受信部４２０は、第１電力管理システムサーバ１４ａから充放電開始時刻応答のメッセージを受信するとともに、第２電力管理システムサーバ１４ｂから充放電開始時刻応答のメッセージを受信する。受信部４２０は、充放電開始時刻応答のメッセージを生成部４３２に出力する。生成部４３２は、各充放電開始時刻応答のメッセージから完了あるいは未完了の報告を抽出する。生成部４３２は、抽出した報告がすべて完了であった場合、完了の報告を送信部４１２に出力する。

送信部４１２は、完了の報告が含まれた群変動速度応答のメッセージを上位システムサーバ１０に送信する。図５（ｅ）は、群変動速度応答のメッセージのフォーマットを示し、メッセージ種別のフィールドには群変動速度応答が示され、データのフィールドには完了が示される。なお、指示に応じた処理が未完了の蓄電システム４０が存在する場合、データのフィールドには未完了であること、完了した蓄電システム４０の数の合計、未完了の蓄電システム４０の数の合計が示されてもよい。図４に戻る。上位システムサーバ１０は、第１群管理システムサーバ１２ａから群変動速度応答を受信する。このような制御によって、ＶＰＰシステム１００からの電力変動は、図３の傾き制御あり電力変動７２０のように示される。

本開示における装置、システム、または方法の主体は、コンピュータを備えている。このコンピュータがプログラムを実行することによって、本開示における装置、システム、または方法の主体の機能が実現される。コンピュータは、プログラムにしたがって動作するプロセッサを主なハードウェア構成として備える。プロセッサは、プログラムを実行することによって機能を実現することができれば、その種類は問わない。プロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）、またはＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を含む１つまたは複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集積されてもよいし、複数のチップに設けられてもよい。複数のチップは１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に備えられていてもよい。プログラムは、コンピュータが読み取り可能なＲＯＭ、光ディスク、ハードディスクドライブなどの非一時的記録媒体に記録される。プログラムは、記録媒体に予め格納されていてもよいし、インターネット等を含む広域通信網を介して記録媒体に供給されてもよい。

これまでは、電力管理システムサーバ１４が需要家１６に配置されているとしている。しかしながら、電力管理システムサーバ１４の配置はこれに限定されない。ここでは、電力管理システムサーバ１４の様々な配置を説明する。図６（ａ）－（ｄ）は、ＶＰＰシステム１００における電力管理システムサーバの様々な配置を示す。図６（ａ）は、電力管理システムサーバ１４が需要家１６に配置される場合であり、これまでと同一である。図６（ｂ）は、電力管理システムサーバ１４のうちのサービス連携部３００と制御部３０２とが別々の装置として構成され、制御部３０２だけが需要家１６に配置され、サービス連携部３００は需要家１６外に配置される場合である。サービス連携部３００、制御部３０２は、電力制御装置と呼んでもよい。

図６（ｃ）は、電力管理システムサーバ１４が需要家１６外に配置され、需要家１６にＧＷ（Ｇａｔｅｗａｙ）２０が配置される場合である。ここで、電力管理システムサーバ１４とＧＷ２０が接続されるとともに、ＧＷ２０には、図示しない機器が接続される。図６（ｄ）は、電力管理システムサーバ１４の機能が群管理システムサーバ１２に含まれ、需要家１６にＧＷ２０が配置される場合である。ここで、群管理システムサーバ１２とＧＷ２０が接続されるとともに、ＧＷ２０には、図示しない機器が接続される。

以上の構成によるＶＰＰシステム１００の動作を説明する。図７は、ＶＰＰシステム１００における制御手順を示すシーケンス図である。上位システムサーバ１０は、群変動速度を生成し（Ｓ１０）、群変動速度を第１群管理システムサーバ１２ａに送信する（Ｓ１２）。第１群管理システムサーバ１２ａは、各蓄電システム４０に対する充放電開始時刻を生成し（Ｓ１４）、充放電開始時刻を第１電力管理システムサーバ１４ａに送信する（Ｓ１６）とともに、充放電開始時刻を第２電力管理システムサーバ１４ｂに送信する（Ｓ１８）。第１電力管理システムサーバ１４ａは蓄電システム４０を制御する（Ｓ２０）。第１電力管理システムサーバ１４ａは充放電開始時刻応答を第１群管理システムサーバ１２ａに送信する（Ｓ２２）。第２電力管理システムサーバ１４ｂは蓄電システム４０を制御する（Ｓ２４）。第２電力管理システムサーバ１４ｂは充放電開始時刻応答を第１群管理システムサーバ１２ａに送信する（Ｓ２６）。第１群管理システムサーバ１２ａは群変動速度応答を生成する（Ｓ２８）。第１群管理システムサーバ１２ａは群変動速度応答を上位システムサーバ１０に送信する（Ｓ３０）。

本実施例によれば、上位システムサーバ１０からの蓄電システム群による電力の変動速度に関する第１情報をもとに、各蓄電システム４０における充放電開始時刻に関する第２情報を生成するので、電力の変動速度を制御できる。また、第２情報を複数の需要家１６に送信するので、電力需要の変動に応じて電力の変動速度を制御できる。また、電力需要の変動に応じて電力の変動速度が制御されるので、電力系統が不安定になることを抑制できる。また、第２情報をもとに各蓄電システム４０が充放電する場合に、蓄電システム群による電力の変動速度が第１情報に近づくように第２情報を生成するので、上位システムサーバ１０からの第１情報に応じた処理を実行できる。

また、時間の経過とともに充放電している蓄電システム４０の数が変動するように、各蓄電システム４０を充放電させる充放電開始時刻が第２情報において示されるので、各蓄電システム４０を充放電させる充放電開始時刻を制御できる。また、各蓄電システム４０を充放電させる充放電開始時刻が制御されるので、第１情報で示された蓄電システム群による電力の変動速度を実現できる。また、群管理システムサーバ１２から受信した第２情報をもとに、蓄電システム４０における電力の変動速度を制御するので、電力需要の変動に応じて電力の変動速度を制御できる。

本発明の一態様の概要は、次の通りである。本発明のある態様の群管理システムサーバ１２は、複数の需要家１６のそれぞれに設置された蓄電システム４０からなる蓄電システム群による電力の変動速度を制御する群管理システムサーバ１２であって、上位システムサーバ１０から、蓄電システム群による電力の変動速度に関する第１情報を受信する受信部４１０と、受信部４１０において受信した第１情報をもとに、各蓄電システム４０における充放電開始時刻に関する第２情報を生成する生成部４３２と、生成部４３２において生成した第２情報を複数の需要家１６に送信する送信部４２２と、を備える。

生成部４３２は、第２情報をもとに各蓄電システム４０が充放電する場合に、蓄電システム群による電力の変動速度が第１情報に近づくように第２情報を生成してもよい。

生成部４３２は、時間の経過とともに充放電している蓄電システム４０の数が変動するように、各蓄電システム４０を充放電させる充放電開始時刻が示された第２情報を生成してもよい。

群管理システムサーバ１２に接続され、需要家１６に設置された蓄電システム４０を制御する電力管理システムサーバ１４であって、群管理システムサーバ１２から第２情報を受信する受信部５１０と、受信部５１０において受信した第２情報に示された充放電開始時刻をもとに、蓄電システム４０における充放電を制御する制御部３０２と、を備えてもよい。

本発明の別の態様は、送信方法である。この方法は、複数の需要家１６のそれぞれに設置された蓄電システム４０からなる蓄電システム群による電力の変動速度を制御する群管理システムサーバ１２における送信方法であって、上位システムサーバ１０から、蓄電システム群による電力の変動速度に関する第１情報を受信するステップと、受信した第１情報をもとに、各蓄電システム４０における充放電開始時刻に関する第２情報を生成するステップと、生成した第２情報を複数の需要家１６に送信するステップと、を備える。

（実施例２）
次に、実施例２を説明する。実施例２は、実施例１と同様にＶＰＰに関する。群管理システムからの指示に応じて、電力管理システムは、電力需要の変動に応じて、需要家に設置された蓄電システム等の電力の消費量あるいは供給量を変更可能な機器を制御する。実施例１では、充放電開始時刻を群管理システムが決定している。一方、実施例２では、充放電開始時刻を電力管理システムが決定する。実施例２に係るＶＰＰシステム１００、需要家１６、第１群管理システムサーバ１２ａ、第１電力管理システムサーバ１４ａ、第２電力管理システムサーバ１４ｂの構成は図１、図２、図４と同様のタイプである。ここでは、実施例１との差異を中心に説明する。

図４の第１群管理システムサーバ１２ａの受信部４１０は、上位システムサーバ１０から、群変動速度のメッセージを受信する。受信部４１０は、群変動速度のメッセージを生成部４３２に出力する。生成部４３２は、群変動速度のメッセージから、群変動速度の値を抽出し、群変動速度の値をもとに、時間の経過とともに充放電している蓄電システム４０の数が変動するように、蓄電システム４０の数を変動させる充放電開始時刻の間隔を生成する。この充放電開始時刻は実施例１と同様であるので、ここでは説明を省略する。なお、蓄電システム４０の数の変動は、当該間隔において定期的になされるものとする。また、生成部４３２は、充放電開始の起点となる時刻（以下、「充放電開始起点時刻」という）も生成する。群変動速度が第１情報と呼ばれる場合、充放電開始時刻の間隔は第２情報と呼ばれる。生成部４３２は、第２情報をもとに各蓄電システム４０が充放電する場合に、蓄電システム群による電力の変動速度が第１情報に近づくように第２情報を生成する。

生成部４３２は、蓄電システム４０における間隔、充放電開始起点時刻を送信部４２２に出力する。送信部４２２は、充放電開始起点時刻が含まれた充放電開始起点時刻のメッセージを第１電力管理システムサーバ１４ａ、第２電力管理システムサーバ１４ｂに送信する。また、蓄電システム４０における間隔が含まれた充放電間隔のメッセージを第１電力管理システムサーバ１４ａ、第２電力管理システムサーバ１４ｂに送信する。図８（ａ）－（ｃ）は、ＶＰＰシステム１００において使用されるメッセージのフォーマットを示す。図８（ａ）は、充放電開始起点時刻のメッセージを示し、メッセージ種別のフィールドには充放電開始起点時刻が示され、データのフィールドには時刻が示される。図８（ｂ）は、充放電間隔のメッセージを示し、メッセージ種別のフィールドには充放電間隔が示され、データのフィールドには、放電あるいは充電の指示、間隔の値が示される。図４に戻る。

図９は、電力管理システムサーバ１４の構成を示す。図示のごとく、図４に示される第１電力管理システムサーバ１４ａと、第２電力管理システムサーバ１４ｂにおける制御部３０２に乱数生成部５２０が追加されている。受信部５１０は、第１群管理システムサーバ１２ａから、充放電開始起点時刻のメッセージ、充放電間隔のメッセージを受信する。受信部５１０は、充放電開始起点時刻のメッセージ、充放電間隔のメッセージを制御部３０２に出力する。制御部３０２は、充放電間隔のメッセージから、間隔の値を抽出する。乱数生成部５２０は乱数、例えば疑似乱数を生成する。乱数の生成には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。なお、複数の電力管理システムサーバ１４における乱数生成部５２０は、共通方法で乱数を生成する。

制御部３０２は、乱数生成部５２０において生成した乱数を間隔に乗算し、それに充放電開始起点時刻を加算することによって充放電開始時刻を生成する。制御部３０２は、生成した充放電開始時刻において、蓄電システム４０における電力の充放電を制御する。例えば、制御部３０２は、第１電力管理システムサーバ１４ａに接続された蓄電システム４０の制御装置２１６に対して、充放電開始時刻が到来した場合に、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ２１４に充放電させるように指示する。これに続く処理はこれまでと同様であるので、ここでは説明を省略する。また、第２電力管理システムサーバ１４ｂも、第１電力管理システムサーバ１４ａと同様の処理を実行するので、ここでは説明を省略する。

以上の構成によるＶＰＰシステム１００の動作を説明する。図１０は、ＶＰＰシステム１００における制御手順を示すシーケンス図である。上位システムサーバ１０は、群変動速度を生成し（Ｓ１００）、群変動速度を第１群管理システムサーバ１２ａに送信する（Ｓ１０２）。第１群管理システムサーバ１２ａは、充放電開始起点時刻、充放電間隔を生成し（Ｓ１０４）、充放電開始起点時刻、充放電間隔を第１電力管理システムサーバ１４ａと第２電力管理システムサーバ１４ｂに送信する（Ｓ１０６、Ｓ１０８）。第１電力管理システムサーバ１４ａは充放電開始時刻を生成し（Ｓ１１０）、第２電力管理システムサーバ１４ｂは充放電開始時刻を生成する（Ｓ１１２）。

第１電力管理システムサーバ１４ａは蓄電システム４０を制御する（Ｓ１１４）。第１電力管理システムサーバ１４ａは充放電開始時刻応答を第１群管理システムサーバ１２ａに送信する（Ｓ１１６）。第２電力管理システムサーバ１４ｂは蓄電システム４０を制御する（Ｓ１１８）。第２電力管理システムサーバ１４ｂは充放電開始時刻応答を第１群管理システムサーバ１２ａに送信する（Ｓ１２０）。第１群管理システムサーバ１２ａは群変動速度応答を生成する（Ｓ１２２）。第１群管理システムサーバ１２ａは群変動速度応答を上位システムサーバ１０に送信する（Ｓ１２４）。

本実施例によれば、時間の経過とともに充放電している蓄電システム４０の数が変動するように、蓄電システム４０の数を変動させる充放電開始時刻の間隔が第２情報において示されるので、各蓄電システム４０を充放電させる充放電開始時刻を制御できる。また、各蓄電システム４０を充放電させる充放電開始時刻が制御されるので、第１情報で示された蓄電システム群による電力の変動速度を実現できる。また、受信した第２情報に示された間隔に乱数を乗算することによって充放電開始時刻を生成し、生成した充放電開始時刻をもとに、蓄電システム４０における充放電を制御するので、電力管理システムサーバ１４において充放電の充放電開始時刻を制御できる。また、電力管理システムサーバ１４において充放電の充放電開始時刻が制御されるので、群管理システムサーバ１２は間隔だけを送信すればよくできる。また、群管理システムサーバ１２において間隔だけを送信するので、群管理システムサーバ１２の処理を簡易化できる。

本発明の一態様の概要は、次の通りである。生成部４３２は、時間の経過とともに充放電している蓄電システム４０の数が変動するように、蓄電システム４０の数を変動させる充放電開始時刻の間隔が示された第２情報を生成してもよい。

群管理システムサーバ１２に接続され、需要家１６に設置された蓄電システム４０を制御する電力管理システムサーバ１４であって、群管理システムサーバ１２から第２情報を受信する受信部５１０と、受信部５１０において受信した第２情報に示された間隔に乱数を乗算することによって充放電開始時刻を生成し、生成した充放電開始時刻をもとに、蓄電システム４０における充放電を制御する制御部３０２と、を備えてもよい。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０ 上位システムサーバ（上位システム）、 １２ 群管理システムサーバ（群管理システム）、 １４ 電力管理システムサーバ（電力制御装置）、 １６ 需要家、 １８ ネットワーク、 ２０ ＧＷ、 ３０ 電力系統、 ３２ スマートメータ、 ３４ 分電盤、 ３６ 負荷、 ４０ 蓄電システム、 ４２ 配電線、 １００ ＶＰＰシステム、 ２１０ ＳＢ、 ２１２ ＳＢ用ＤＣ／ＤＣ、 ２１４ 双方向ＤＣ／ＡＣインバータ、 ２１６ 制御装置、 ３００ サービス連携部、 ３０２ 制御部、 ４１０ 受信部、 ４１２ 送信部、 ４２０ 受信部、 ４２２ 送信部、 ４３０ 第１通信部、 ４３２ 生成部、 ４３４ 第２通信部、 ５１０ 受信部、 ５１２ 送信部。

Claims (7)

1. 複数の需要家のそれぞれに設置された蓄電システムからなる蓄電システム群による電力の変動速度を制御する群管理システムであって、
   上位システムから、前記蓄電システム群による電力の変動速度に関する第１情報を受信する受信部と、
   前記受信部において受信した前記第１情報をもとに、各蓄電システムにおける充放電のタイミングに関する第２情報を生成する生成部と、
   前記生成部において生成した前記第２情報を前記複数の需要家に送信する送信部とを備え、
   前記生成部は、前記第２情報をもとに各蓄電システムが充放電する場合に、前記蓄電システム群による電力の変動速度が前記第１情報に近づくように前記第２情報を生成することを特徴とする群管理システム。
2. 前記生成部は、時間の経過とともに充放電している蓄電システムの数が変動するように、各蓄電システムを充放電させる充放電開始時刻が示された前記第２情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の群管理システム。
3. 前記生成部は、時間の経過とともに充放電している蓄電システムの数が変動するように、蓄電システムの数を変動させる充放電開始時刻の間隔が示された前記第２情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の群管理システム。
4. 請求項２に記載の群管理システムに接続され、需要家に設置された蓄電システムを制御する電力制御装置であって、
   前記群管理システムから前記第２情報を受信する受信部と、
   前記受信部において受信した前記第２情報に示された充放電開始時刻をもとに、前記蓄電システムにおける充放電を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする電力制御装置。
5. 請求項３に記載の群管理システムに接続され、需要家に設置された蓄電システムを制御する電力制御装置であって、
   前記群管理システムから前記第２情報を受信する受信部と、
   前記受信部において受信した前記第２情報に示された間隔に乱数を乗算することによって充放電開始時刻を生成し、生成した充放電開始時刻をもとに、前記蓄電システムにおける充放電を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする電力制御装置。
6. 複数の需要家のそれぞれに設置された蓄電システムからなる蓄電システム群による電力の変動速度を制御する群管理システムにおける送信方法であって、
   上位システムから、前記蓄電システム群による電力の変動速度に関する第１情報を受信するステップと、
   受信した前記第１情報をもとに、各蓄電システムにおける充放電のタイミングに関する第２情報を生成するステップと、
   生成した前記第２情報を前記複数の需要家に送信するステップとを備え、
   前記生成するステップは、前記第２情報をもとに各蓄電システムが充放電する場合に、前記蓄電システム群による電力の変動速度が前記第１情報に近づくように前記第２情報を生成することを特徴とする送信方法。
7. 複数の需要家のそれぞれに設置された蓄電システムからなる蓄電システム群による電力の変動速度を制御する群管理システムにおけるプログラムであって、
   上位システムから、前記蓄電システム群による電力の変動速度に関する第１情報を受信するステップと、
   受信した前記第１情報をもとに、各蓄電システムにおける充放電のタイミングに関する第２情報を生成するステップと、
   生成した前記第２情報を前記複数の需要家に送信するステップとを備え、
   前記生成するステップは、前記第２情報をもとに各蓄電システムが充放電する場合に、前記蓄電システム群による電力の変動速度が前記第１情報に近づくように前記第２情報を生成することをコンピュータに実行させるためのプログラム。

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