JP7456396B2 - 貯留量管理システムおよび貯留量管理方法 - Google Patents

Description

本開示は、マイクログリッドが設定される地域内に設けられる水素貯留設備において貯留される水素の貯留量の管理に関する。

近年、大規模な発電設備の電力供給に依存せずに、特定地域内の電源設備を用いて特定地域内の消費設備の電力需要を賄う小規模な電力ネットワーク（以下、マイクログリッド）が注目されている。特定地域内の電源設備は、小規模の各種分散型電源を含む。分散型電源としては、たとえば、太陽光、水力や風力などの再生可能エネルギーを利用した発電設備に加えて、定置式の蓄電装置、電動車両に搭載された蓄電装置、定置式の燃料電池あるいは、燃料電池車両に搭載される燃料電池などを含む。そのため、特定地域内には、たとえば、燃料電池に供給可能な水素を製造する製造設備や製造された水素を貯留する貯留設備などの水素インフラが設けられ、水素を余剰電力として貯留される場合がある。このようなマイクログリッドにおいては、特定地域外の電力網と遮断される場合には、特定地域内の消費発電の電力量を賄うために電源設備の管理が行なわれる。

たとえば、特開２０２０－２８１９８号公報（特許文献１）には、外部連係電力系統の喪失や不安定な場合、マイクログリッド電力系の電圧を維持する技術が開示される。

特開２０２０－２８１９８号公報

上述のようなマイクログリッドが設定される特定地域内や特定地域に隣接する地域において季節的な天候変動によって水害等の災害が発生する場合には、特定地域外の電力網と遮断された状態で、特定地域内の電源設備によって電力需要を賄う状態が継続する場合がある。太陽光、水力や風力などの再生可能エネルギーは、特定地域の位置、地形あるいは季節によって発電電力が変化する場合がある。そのため、災害が発生しても特定地域内の電源設備で電力需要を賄う状態を維持するために、余剰電力を予め確保すべく水素インフラにおいて貯留される水素の貯留量を適切に管理することが求められる。

本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、マイクログリッドが設定される地域内に設けられる水素の貯留設備において貯留される水素の貯留量を適切に管理する貯留量管理システムおよび貯留量管理方法を提供することである。

本開示のある局面に係る貯留量管理システムは、特定地域内に設けられる、水素を貯留する貯留設備内の水素の貯留量を管理する貯留量管理システムである。特定地域には、マイクログリッドが設定される。マイクログリッドは、電力を消費する消費設備と消費設備に電力供給が可能な電源設備とを含む。電源設備は、再生可能エネルギーを用いて発電可能な発電設備と、貯留設備に貯留される水素を用いて発電可能な燃料電池とを含む。特定地域には、貯留設備に貯留される水素を、電力を用いて製造する製造設備が設けられる。貯留量管理システムは、貯留量を取得する取得装置と、予め定められた期間において貯留設備に貯留される水素の貯留量が目標貯留量になるように製造設備における水素の製造量を調整する調整装置とを備える。目標貯留量は、基準貯留量と、マイクログリッドにおける余剰電力量に相当する水素量とを含む。過去に発生した災害に関する履歴情報を用いて予め定められた期間のうちの過去に災害が発生した頻度が他の期間よりも高い期間と同じ月日を含む期間が緊急期間として設定される。予め定められた期間のうちの緊急期間よりも前の期間が準備期間として設定される。予め定められた期間のうちの緊急期間および準備期間以外の期間の少なくとも一部が通常期間として設定される。調整装置は、準備期間における余剰電力量に相当する第１水素量が、通常期間における余剰電力量に相当する第２水素量よりも多くなるように目標貯留量を設定する。

準備期間においては、緊急期間の前に余剰電力を確保しておくことが求められる。そのため、準備期間における余剰電力量に相当する第１水素量が、通常期間における余剰電力量に相当する第２水素量よりも多くなるように目標貯留量が設定されることによって、災害に備えて適切な量の水素を貯留することができる。

ある実施の形態においては、調整装置は、通常期間においては、他の期間よりも余剰電力量に相当する水素量が少なくなるように目標貯留量を設定する。

このようにすると、通常期間においては、他の期間よりも余剰電力量に相当する水素量が貯留されないように水素の目標貯留量が設定されるため、余剰電力量として水素を製造するために消費される電力の増加を抑制することができる。

さらにある実施の形態においては、緊急期間は、予め定められた期間のうちの特定地域において災害の発生が予測される期間を含む。

このようにすると、災害が発生する可能性が高い期間を緊急期間として設定することができる。

さらに本開示の他の局面に係る貯留量管理方法は、特定地域内に設けられる、水素を貯留する貯留設備内の水素の貯留量を管理する貯留量管理方法である。特定地域には、マイクログリッドが設定される。マイクログリッドは、電力を消費する消費設備と消費設備に電力供給が可能な電源設備とを含む。電源設備は、再生可能エネルギーを用いて発電可能な発電設備と、貯留設備に貯留される水素を用いて発電可能な燃料電池とを含む。特定地域には、貯留設備に貯留される水素を、電力を用いて製造する製造設備が設けられる。貯留量管理方法は、貯留量を取得するステップと、予め定められた期間において貯留設備に貯留される水素の貯留量が目標貯留量になるように製造設備における水素の製造量を調整するステップとを含む。目標貯留量は、基準貯留量と、マイクログリッドにおける余剰電力量に相当する水素量とを含む。貯留量管理方法は、過去に発生した災害に関する履歴情報を用いて予め定められた期間のうちの過去に災害が発生した頻度が他の期間よりも高い期間と同じ月日を含む期間を緊急期間として設定するステップと、予め定められた期間のうちの緊急期間よりも前の期間を準備期間として設定するステップと、予め定められた期間のうちの緊急期間および準備期間以外の期間の少なくとも一部を通常期間として設定するステップと、準備期間における余剰電力量に相当する第１水素量が、通常期間における余剰電力量に相当する第２水素量よりも多くなるように目標貯留量を設定するステップとをさらに含む。

本開示によると、マイクログリッドが設定される地域内に設けられる水素の貯留設備において貯留される水素の貯留量を適切に管理する貯留量管理システムおよび貯留量管理方法を提供することができる。

特定地域に設定される、水素インフラおよびマイクログリッドの各々の構成の一例を説明するための図である。 各種期間の構成の一例について説明するための図である。 サーバで実行される、各種期間の設定処理の一例を示すフローチャートである。 通常期間における第４目標貯留量と準備期間における第２目標貯留量との一例を説明するための図である。 サーバによって実行される、貯留量を調整する処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、特定地域に設定される、水素インフラおよびマイクログリッドの各々の構成の一例を説明するための図である。

特定地域１は、たとえば、市町村単位で設定される地域であるものとして説明するが、市町村内の一部に設定される地域であってもよいし、市町村を超えて設定される地域であってもよいものとする。特定地域１には、マイクログリッド１００と水素インフラ１０２とが設定される。

マイクログリッド１００は、大規模な発電設備の電力供給に依存せずに、特定地域１内の電源設備を用いて特定地域１内の消費設備の電力需要を賄う小規模な電力ネットワークである。マイクログリッド１００は、たとえば、特定地域１外の電力網（外部の電力網と記載する場合がある）４００と、電力を授受する。あるいは、マイクログリッド１００は、特定地域１内の各種電源設備からの電力の供給によって特定地域１内の消費設備の電力需要を賄うことにより、外部の電力網４００との電力の授受を遮断することが可能となる。

マイクログリッド１００は、電源設備と、消費設備と、サーバ２００とを含む。電源設備は、住宅４に接続される燃料電池車両２と、住宅１０に設置される太陽光発電装置１２および定置式蓄電装置２０と、住宅１０に接続される電動車両１４と、水力発電設備５０と、風力発電設備５２とを含む。

燃料電池車両２は、燃料電池３を搭載し、燃料電池３から車両外部への給電を可能とする車両である。

住宅４は、電力スタンド６を介して燃料電池車両２とケーブル８を経由して接続されている。住宅４は、電力網５４に接続される。そのため、たとえば、燃料電池車両２に搭載される燃料電池３からケーブル８、電力スタンド６、および、住宅４内の配電盤（図示せず）を経由して電力網５４に対して電力の供給が可能となる。

なお、住宅４は、燃料電池車両２から供給される電力が住宅４内に設けられる電気機器における消費電力よりも小さい場合には、住宅４は、消費設備になる。また、電源設備としては、上述したような住宅４が複数戸設けられてもよい。

また、住宅４には、たとえば、電力網５４との間で授受される電力を検出する検出装置（たとえば、スマートメータ）が設けられる。検出装置は、検出結果を示す信号を電力情報（１）としてサーバ２００に送信する。

住宅１０は、電力スタンド１６を介して電動車両１４とケーブル１８を経由して接続されている。電動車両１４は、蓄電装置１３を搭載し、蓄電装置１３から車両外部への給電を可能とする車両である。また、電動車両１４は、電力網５４からの電力を用いて蓄電装置１３の充電を可能とする車両である。

住宅１０には、太陽光発電装置１２と、定置式蓄電装置２０とがさらに設けられる。住宅１０は、電力網５４に接続される。そのため、住宅１０においては、たとえば、太陽光発電装置１２から住宅１０内の配電盤（図示せず）を経由して電力網５４に対して電力の供給が可能となる。さらに、住宅１０においては、たとえば、定置式蓄電装置２０から住宅１０内の配電盤を経由して電力網５４に対して電力の供給が可能となる。さらに、住宅１０においては、電動車両１４に搭載される蓄電装置１３から住宅内の配電盤を経由して電力網５４に対して電力の供給が可能となる。

なお、住宅１０は、太陽光発電装置１２、電動車両１４、および、定置式蓄電装置２０から供給される電力が住宅１０内に設けられる電気機器の消費電量よりも小さい場合には、住宅１０は、消費設備になる。また、電源設備としては、上述したような住宅１０が複数戸設けられてもよい。

また、住宅１０には、たとえば、電力網５４との間で授受される電力を検出する検出装置（たとえば、スマートメータ）が設けられる。検出装置は、検出結果を示す信号を電力情報（２）としてサーバ２００に送信する。

電力網５４は、水力発電設備５０および風力発電設備５２の各々とさらに接続する。水力発電設備５０は、たとえば、河川に設けられるダム等に設置される。水力発電設備５０は、ダムを流通する水流の力（水力）を利用してタービンを回転させることで発電する。水力発電設備５０には、発電電力を検出する検出装置（図示せず）が設けられる。検出装置は、検出結果を示す信号を水力発電情報としてサーバ２００に送信する。

風力発電設備５２は、特定地域１内の所定位置に設置される。風力発電設備５２は、風力を利用してプロペラを回転させることで発電する。風力発電設備５２には、発電電力を検出する検出装置が設けられる。検出装置は、検出結果を示す信号を風力発電情報としてサーバ２００に送信する。

消費設備５６は、工場等の各種建物や街灯等の各種照明設備などの電力を消費する各種設備を含む。

サーバ２００は、マイクログリッド１００内の電力の需要と供給とを管理するとともに、外部の電力網４００との電力の授受を管理するコンピュータである。サーバ２００は、プログラムによる処理を実行可能とするＣＰＵ（Central Processing Unit）２０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）によって構成されるメモリ２０４と、通信装置２０６とを含む。メモリ２０４には、プログラムのほか、プログラムで使用される情報（たとえば、マップ、数式、あるいは、各種パラメータ）が記憶されている。通信装置２０６は、マイクログリッド１００内の住宅４と、住宅１０と、水力発電設備５０と、風力発電設備５２と無線または有線の通信形式で通信可能に構成される。さらに、通信装置２０６は、特定地域１内の水素製造設備３００と、水素貯留設備３０２と無線または有線の通信形式で通信可能に構成される。なお、通信装置２０６は、燃料電池車両２や電動車両１４と、無線通信により通信可能に構成されてもよい。

サーバ２００は、通信装置２０６を用いて住宅４から電力情報（１）を受信する。電力情報（１）は、たとえば、住宅４と電力網５４との間で授受される電力に加えて燃料電池車両２から電力網５４に供給される電力についての情報を含むようにしてもよい。

さらに、サーバ２００は、通信装置２０６を用いて住宅１０から電力情報（２）を受信する。電力情報（２）は、たとえば、住宅１０と電力網５４との間で授受される電力に加えて太陽光発電装置１２から電力網５４に供給される電力についての情報と、電動車両１４から電力網５４に供給される電力についての情報と、定置式蓄電装置２０から電力網５４に供給される電力についての情報とを含むようにしてもよい。

さらに、サーバ２００は、通信装置２０６を用いて、水力発電設備５０から水力発電情報を受信するとともに、風力発電設備５２から風力発電情報を受信する。

サーバ２００は、消費設備５６で消費される電力を賄えるように燃料電池車両２、太陽光発電装置１２、電動車両１４、定置式蓄電装置２０、水力発電設備５０、および、風力発電設備５２などの電源設備における発電電力を調整する。サーバ２００は、たとえば、過去の電力消費履歴等を用いて電力の需要量を予測し、予測された需要量の電力が電源設備から供給されるように発電電力を調整する。サーバ２００は、たとえば、太陽光発電装置１２、水力発電設備５０および風力発電設備５２の発電電力を監視する。サーバ２００は、不足分の電力が燃料電池車両２、電動車両１４および定置式蓄電装置２０から供給されるように住宅４や住宅１０に要求する。住宅４や住宅１０においてサーバ２００の要求に対して一定のインセンティブの受領を条件として電力供給が許容されることによって燃料電池車両２、電動車両１４あるいは定置式蓄電装置２０から電力網５４に供給される。このようにして、外部の電力網４００に依存することなく、マイクログリッド１００内の消費設備５６の電力需要を各種電源設備から供給される電力によって賄うことができる。なお、各種電源設備から供給される電力が不足する場合には、外部の電力網４００から電力の供給を受けたり、あるいは、消費設備５６に対して需要低減を要求したりすることでマイクログリッド１００内の電力の需要と供給とを適切に管理することができる。

また、サーバ２００のメモリ２０４には、特定地域１における過去の災害の発生時期に関する情報が記憶される。特定地域１における過去の災害の発生時期に関する情報は、たとえば、一定量以上の雨量を観測した時期（月日）に関する情報を含む。特定地域１における過去の災害の発生時期に関する情報は、たとえば、入力装置を用いてユーザにより入力される情報であってもよいし、あるいは、各所の気象データ（場所と月日と雨量とが対応付けられたデータ）が記憶される外部サーバ（図製図）から特定地域１における一定量以上の雨量を観測した時期に関する情報を抽出して取得されるようにしてもよい。

サーバ２００は、過去の災害の発生時期に関する情報と、マイクログリッド１００内の電源設備から受信した各種情報とを用いて、予め定められた期間において緊急期間と準備期間と安定期間と通常期間とを設定する。予め定められた期間は、たとえば、１年である。

図２は、各種期間の構成の一例について説明するための図である。図２に示すように、サーバ２００は、予め定められた期間が経過するごとに緊急期間と準備期間と安定期間と通常期間とを設定し、各種期間を更新する。

具体的には、サーバ２００は、過去に発生した災害に関する履歴情報を用いて予め定められた期間のうちの過去に災害が発生した頻度が他の期間よりも高い期間と同じ月日を含む期間を緊急期間として設定する。

さらに、サーバ２００は、予め定められた期間のうちの緊急期間よりも前の期間を準備期間として設定する。本実施の形態において、サーバ２００は、緊急期間の直前の期間であって、予め定められた期間を準備期間として設定する。準備期間は、たとえば、緊急期間が開始する時点において後述する水素貯留設備３０２における水素の貯留量を目標貯留量まで増加させることが可能となる期間に設定される。

さらに、サーバ２００は、予め定められた期間のうち緊急期間および準備期間以外の期間であって、所定期間当たりの再生可能エネルギーを用いた発電電力がしきい値よりも大きい期間を安定期間として設定する。本実施の形態において、サーバ２００は、たとえば、所定期間当たりの水力発電設備５０による発電電力がしきい値よりも大きい期間を安定期間として設定するものとする。

サーバ２００は、たとえば、直近１年の日毎の発電電力の平均値を取得し、取得した平均値がしきい値よりも高くなる期間を安定期間として設定してもよいし、あるいは、過去数年分の日毎の発電電力の平均値を取得し、取得した平均値がしきい値よりも高くなる期間を年ごとに取得し、現在に近づくほど重みを大きくして安定期間の始期と終期とを設定してもよい。

さらに、サーバ２００は、予め定められた期間のうちの緊急期間、準備期間、および、安定期間以外の期間を通常期間として設定する。

水素インフラ１０２は、水素製造設備３００と、水素貯留設備３０２と、水素スタンド３０４とを含む。

水素製造設備３００は、電力を用いて水素を製造する。水素製造設備３００は、製造した水素を水素貯留設備３０２に送る。水素製造設備３００は、サーバ２００からの水素製造指令に基づいて製造量の調整が可能に構成される。

水素製造設備３００は、たとえば、都市ガスやＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas）等を原料として所定の製造方法（たとえば、水蒸気改質方法、部分酸化改質方法あるいは、その併用改質方法）を用いて所定の純度の水素を製造する。あるいは、水素製造設備３００は、たとえば、下水処理場の処理工程において発生する下水バイオガスや生ゴミ等のバイオマス燃料を原料として水素を製造するようにしてもよい。あるいは、水素製造設備３００は、水を電気分解することにより水素を製造するようにしてもよい。

水素貯留設備３０２は、水素製造設備３００において製造された水素を貯留する。水素貯留設備３０２は、たとえば、水素製造設備３００において製造された水素を液化し、液化した水素をタンク等の貯留スペースに貯留する。水素貯留設備３０２においては、貯留される水素の量（貯留量）が検出装置３０３を用いて検出され、貯留量に関する情報が貯留情報としてサーバ２００に送信される。水素貯留設備３０２は、たとえば、気体の水素を他の液体に反応させることにより常温状態で貯留するようにしてもよい。水素の常温状態での貯留技術については公知の技術を用いればよく、上述の方法に特に限定されるものではない。水素貯留設備３０２に貯留される水素は、たとえば、水素運搬車等を用いて水素スタンド３０４に出荷される。水素スタンド３０４は、たとえば、燃料電池車両２に水素を提供可能とする。

このように特定地域１において製造される水素は、燃料電池車両２を用いた電力源となり得る。そのため、水素貯留設備３０２に余剰電力相当の水素を貯留しておくことによって、災害の発生時等においてマイクログリッド１００内の電力需要を賄うことが可能となる。

サーバ２００は、たとえば、水素貯留設備３０２において貯留される水素の貯留量を目標貯留量になるように水素製造設備３００において製造される水素の製造量を調整する。これにより、災害等によりマイクログリッド１００が外部の電力網４００と遮断された状態が継続する場合でも特定地域１内における消費設備５６の電力需要を特定地域１内における電源設備によって賄うことが可能となる。

以上のような構成を有するマイクログリッド１００および水素インフラ１０２の構成において、特定地域１内や特定地域１に隣接する地域において季節的な天候変動によって水害等の災害が発生する場合には、外部の電力網４００と遮断された状態で、特定地域１内の電源設備によって電力需要を賄う状態が継続する場合がある。太陽光、水力や風力などの再生可能エネルギーは、特定地域１の位置、地形あるいは季節によって発電電力が変化する場合がある。そのため、災害が発生しても特定地域内の電源設備で電力需要を賄う状態を維持するために、余剰電力を予め確保すべく水素インフラ１０２において貯留される水素の貯留量を適切に管理することが求められる。

そこで、本実施の形態においては、サーバ２００は、準備期間における余剰電力量に相当する第１水素量が、通常期間における余剰電力量に相当する第２水素量よりも多くなるように目標貯留量を設定するものとする。

準備期間においては、緊急期間の前に余剰電力を確保しておくことが求められる。そのため、準備期間における余剰電力量に相当する第１水素量が、通常期間における余剰電力量に相当する第２水素量よりも多くなるように目標貯留量が設定されることによって、災害に備えて適切な量の水素を貯留することができる。

以下、図３を参照して、サーバ２００が実行する各種期間の設定処理について説明する。図３は、サーバ２００で実行される、各種期間の設定処理の一例を示すフローチャートである。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、サーバ２００は、災害履歴情報の更新があるか否かを判定する。サーバ２００は、たとえば、災害履歴情報が更新される更新時期を経過する場合に、災害履歴情報の更新があると判定してもよい。あるいは、サーバ２００は、メモリ２０４に記憶される災害履歴情報の内容や更新日が変更された場合に、災害履歴情報の更新があると判定してもよい。あるいは、サーバ２００は、外部サーバから災害履歴情報を受信する場合に災害履歴情報の更新があると判定してもよい。災害履歴情報の更新があると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。なお、災害履歴情報の更新がないと判定される場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０６に移される。

Ｓ１０２にて、サーバ２００は、緊急期間を設定する。サーバ２００は、たとえば、更新された災害履歴情報を用いて過去の災害が発生した時期を含む期間を緊急期間として設定する。なお、本実施の形態において、サーバ２００は、予め定められた期間（１年）のうちの緊急期間を１つ設定する場合を一例として説明するが、複数の期間を緊急期間として設定してもよい。緊急期間の設定方法としては、たとえば、月単位で設定するようにしてもよいし、週単位、あるいは、日単位で設定してもよい。サーバ２００は、たとえば、災害履歴情報が過去の特定の月日で一定範囲を超えた被害額、被災者数あるいは被災建物数の災害が発生した情報を含む場合には、災害が発生した時期（または期間）を含む特定の月日（または期間）と同じ月日（または同じ月日の始期と終期とを含む期間）を含む所定の期間を緊急期間として設定する。サーバ２００は、たとえば、災害による被害が発生した月日（または、災害による被害が発生した期間の始期）を一定期間（たとえば、数日程度）だけ遡った月日を緊急期間の始期に設定し、災害による被害が発生した月日（または、災害による被害が発生した期間の終期）から一定期間（たとえば、数日程度）だけ経過した月日を緊急期間の終期に設定する。

Ｓ１０４にて、サーバ２００は、準備期間を設定する。サーバ２００は、緊急期間の始期から所定期間だけ遡った時点を準備期間の始期として設定し、緊急期間の始期を準備期間の終期として設定することによって準備期間を設定する。準備期間は、緊急期間に備えて余剰電力量を増加させる期間であって、水素の貯留量を目標貯留量まで増加させるのに必要となる期間に設定される。サーバ２００は、たとえば、準備期間の始期における貯留量の予測値と、単位時間当たりの水素の製造量の上限値とから水素の貯留量を目標貯留量まで増加させるのに必要な期間を算出し、一定のマージンを加算した期間を準備期間として設定する。

なお、本実施の形態において、サーバ２００は、緊急期間の直前の期間を準備期間として設定するものとして説明するが、緊急期間よりも前の期間であればよく、特に直前の期間に限定されるものではない。また、緊急期間が複数設定される場合には、各緊急期間の前に準備期間を複数設定してもよい。

Ｓ１０６にて、サーバ２００は、各種供給電力情報を取得する。なお、各種供給電力情報は、電力情報（１）と電力情報（２）と水力発電情報と風力発電情報とを含む。サーバ２００は、取得した各種供給電力情報をメモリ２０４に記憶する。

Ｓ１０８にて、サーバ２００は、安定期間の更新が必要であるか否かを判定する。サーバ２００は、たとえば、安定期間の更新時期を経過する場合に安定期間の更新が必要であると判定してもよい。あるいは、サーバ２００は、直近１年の所定期間当たり（たとえば、１日当たり）の発電電力の平均値がしきい値を超える第１期間と、現在安定期間として設定されている第２期間と大きく乖離する場合、安定期間の更新が必要であると判定してもよい。サーバ２００は、たとえば、第１期間と第２期間とが重複していない場合や、第１期間の始期と第２期間の始期とが所定期間以上乖離している場合や、第１期間の周期と第２期間の終期とが所定期間以上乖離している場合や、第１期間の長さと第２期間の長さとの差分がしきい値以上である場合に、第１期間と第２期間とが大きく乖離していると判定してもよい。安定期間の更新が必要であると判定される場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ），処理はＳ１１０に移される。なお、安定期間の更新が必要ないと判定される場合（Ｓ１０８にてＮＯ）、この処理は終了される。

Ｓ１１０にて、サーバ２００は、安定期間を設定する。安定期間の設定方法は、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ１１２にて、サーバ２００は、通常期間を設定する。サーバ２００は、たとえば、予め定められた期間のうちの、緊急期間と準備期間と安定期間とを除く期間を通常期間として設定する。

サーバ２００は、現在の期間の種類に応じた目標貯留量を設定する。なお、目標貯留量は、たとえば、基準となる貯留量（基準貯留量）値と余剰電力相当分の水素量とを含む。

基準貯留量は、たとえば、特定地域１内における水素の消費量の履歴に基づいて設定され、予め定められた期間において同じ値が設定されてもよいし、月単位、週単位あるいは日単位で異なる値が設定されてもよい。余剰電力相当分の水素量としては、たとえば、緊急期間、準備期間、安定期間および通常期間の各々に応じた値が設定される。そのため、サーバ２００は、現在の期間が緊急期間である場合には、第１目標貯留量を目標貯留量として設定する。

さらに、サーバ２００は、現在の期間が準備期間である場合には、第２目標貯留量を目標貯留量として設定する。なお、サーバ２００は、たとえば、水素貯留設備３０２において貯留可能な水素量の上限値を準備期間における第２目標貯留量として設定してもよい。

さらに、サーバ２００は、現在の期間が安定期間である場合には、第３目標貯留量を目標貯留量として設定する。さらに、サーバ２００は、現在の期間が通常期間である場合には、第４目標貯留量を目標貯留量として設定する。第４目標貯留量は、第１目標貯留量、第２目標貯留量および第３目標貯留量よりも小さい値である。

そして、本実施の形態においては、準備期間における余剰電力相当分に対応する水素の貯留量αは、通常期間における余剰電力相当分に対応する水素の貯留量βよりも多くなるように設定される。

図４は、通常期間における第４目標貯留量と準備期間における第２目標貯留量との一例を説明するための図である。図４の左側には、通常期間における第４目標貯留量が棒グラフとして示される。図４の右側には、準備期間における第２目標貯留量が棒グラフとして示される。図４の縦軸は、水素貯留量を示す。また、たとえば、通常期間と準備期間とにおいて、いずれも基準貯留量が同じ値Ａｈ（０）である場合を想定する。

このとき、図４の左側の棒グラフに示されるように、通常期間における第４目標貯留量は、基準貯留量Ａｈ（０）に余剰電力相当分の水素量βが加算された値Ａｈ（１）になる。一方、図４の右側の棒グラフに示されるように、準備期間における第２目標貯留量は、基準貯留量Ａｈ（０）に余剰電力相当分の水素量αが加算された値Ａｈ（２）になる。余剰電力相当分の水素量βは、水素量αよりも大きい値になるため、第２目標貯留量Ａｈ（２）は、第４目標貯留量Ａｈ（１）よりも大きい値になる。

次に、図５を参照して、各種期間に応じて設定される目標貯留量になるように水素製造設備３００に水素製造指令を出力する処理の一例について説明する。図５は、サーバ２００によって実行される、貯留量を調整する処理の一例を示すフローチャートである。

Ｓ２００にて、サーバ２００は、緊急期間中であるか否かを判定する。サーバ２００は、計時装置や外部サーバと通信して現在の月日を取得する。サーバ２００は、取得した現在の月日が緊急期間内の月日である場合には、緊急期間中であると判定する。緊急期間中であると判定される場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２に移される。なお、緊急期間中でないと判定される場合（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ２０４に移される。

Ｓ２０２にて、サーバ２００は、緊急期間に対応する第１目標貯留量を目標貯留量として設定する。サーバ２００は、その後処理をＳ２１４に移す。

Ｓ２０４にて、サーバ２００は、準備期間中であるか否かを判定する。サーバ２００は、取得した現在の月日が準備期間内の月日である場合には、準備期間中であると判定する。準備期間中であると判定される場合（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、処理はＳ２０６に移される。なお、準備期間中でないと判定される場合（Ｓ２０４にてＮＯ）、処理はＳ２０８に移される。

Ｓ２０６にて、サーバ２００は、準備期間に対応する第２目標貯留量を目標貯留量として設定する。サーバ２００は、その後処理をＳ２１４に移す。

Ｓ２０８にて、サーバ２００は、安定期間中であるか否かを判定する。サーバ２００は、取得した現在の月日が安定期間内の月日である場合には、安定期間中であると判定する。安定期間中であると判定される場合（Ｓ２０８にてＹＥＳ）、処理はＳ２１０に移される。なお、安定期間中でないと判定される場合（Ｓ２０８にてＮＯ）、処理はＳ２１２に移される。

Ｓ２１０にて、サーバ２００は、安定期間に対応する第３目標貯留量を目標貯留量として設定する。サーバ２００は、その後処理をＳ２１４に移す。

Ｓ２１２にて、サーバ２００は、通常期間に対応する第４目標貯留量を目標貯留量として設定する。サーバ２００は、その後処理をＳ２１４に移す。

Ｓ２１４にて、サーバ２００は、水素製造設備３００に対して水素製造指令を出力する。サーバ２００は、水素貯留設備３０２から現在の貯留量を取得する。サーバ２００は、取得した現在の貯留量が設定された目標貯留量よりも少ない場合には、現在の貯留量と目標貯留量との差分の大きさに応じた分だけ製造されるように水素製造指令を生成する。また、サーバ２００は、現在の貯留量が設定された目標貯留量よりも多い場合には、水素製造指令を生成しないようにしたり、水素が製造されないように水素製造指令を生成したりする。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、サーバ２００の動作について以下に説明する。たとえば、災害履歴情報の更新する時期が経過する場合を想定する。

この場合、災害更新情報の更新がありと判定されるため（Ｓ１００にてＹＥＳ）、緊急期間が設定されるとともに（Ｓ１０２）、緊急期間の直前の所定期間が準備期間として設定される（Ｓ１０４）。さらに、各種供給電力情報が取得され（Ｓ１０６）、安定期間の更新が必要であると判定される場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、安定期間が設定されるとともに（Ｓ１１０）、通常期間が設定される（Ｓ１１２）。

そのため、現在の月日が緊急期間内であれば（Ｓ２００にてＹＥＳ）、第１目標貯留量が目標貯留量として設定され（Ｓ２０２）、設定された目標貯留量に応じた水素製造指令が水素製造設備３００に出力される（Ｓ２１４）。

一方、現在の月日が緊急期間内でなく（Ｓ２００にてＮＯ）、準備期間内であれば（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、第２目標貯留量が目標貯留量として設定され（Ｓ２０６）、設定された目標貯留量に応じた水素製造指令が水素製造設備３００に出力される（Ｓ２１４）。

また、現在の月日が準備期間内でなく（Ｓ２０４にてＮＯ）、安定期間内であれば（Ｓ２０８にてＹＥＳ）、第３目標貯留量が目標貯留量として設定され（Ｓ２１０）、設定された目標貯留量に応じた水素製造指令が水素製造設備３００に出力される（Ｓ２１４）。

さらに、現在の月日が安定期間内でなく通常期間であれば（Ｓ２０８にてＮＯ）、第４目標貯留量が目標貯留量として設定され（Ｓ２１２）、設定された目標貯留量に応じた水素製造指令が水素製造設備３００に出力される（Ｓ２１４）。

そのため、準備期間における余剰電力相当分の水素量αは、通常期間における余剰電力相当分の水素量βよりも多くなるように目標貯留量が設定されるので、準備期間においては、余剰電力としての水素が通常期間よりも多く貯留される。

以上のようにして、本実施の形態に係る貯留量管理システムおよび貯留量管理方法によると、準備期間においては、緊急期間の前に余剰電力を確保しておくことが求められる。そのため、準備期間における余剰電力量に相当する第１水素量が、通常期間における余剰電力量に相当する第２水素量よりも多くなるように目標貯留量が設定されることによって、災害に備えて適切な量の水素を貯留することができる。したがって、マイクログリッドが設定される地域内に設けられる水素の貯留設備において貯留される水素の貯留量を適切に管理する貯留量管理システムおよび貯留量管理方法を提供することができる。

さらに、通常期間における第４目標貯留量は、第１目標貯留量、第２目標貯留量および第３目標貯留量よりも小さい値であるため、通常期間においては、他の期間よりも余剰電力量に相当する水素量を少なくすることにより、水素製造設備３００によって消費される電力の増加が抑制される。

以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態では、災害履歴情報を用いて緊急期間を設定するものとして説明したが、災害履歴情報に加えて天気予報情報を用いて、緊急期間を設定したり、設定されている緊急期間の拡張あるいは変更等の調整をしたりしてもよい。天気予報情報は、たとえば、台風の予測進路に基づく特定地域１での降雨の発生予想時期を含む。サーバ２００は、たとえば、降雨の発生予想時期を緊急期間に含まれるように緊急期間を再設定してもよい。

さらに上述の実施の形態では、燃料電池車両２は、燃料電池からの電力の供給を受けて走行可能な車両を一例として説明したが、燃料電池を用いた外部給電のみが可能な車両であってもよいし、定置式の燃料電池であってもよい。

さらに上述の実施の形態では、水素製造設備３００において製造された水素が燃料電池車両２に搭載された燃料電池３において使用される場合を一例として説明したが、燃料電池３に加えてまたは代えて定置式の燃料電池において使用されてもよい。

さらに上述の実施の形態では、水力発電設備５０における所定期間当たりの発電電力がしきい値よりも大きくなる期間を安定期間として設定するものとして説明したが、太陽光発電装置１２を用いた所定期間当たりの発電電力がしきい値よりも大きくなる期間を安定期間として設定してもよいし、あるいは、風力発電設備５２における所定期間当たりの発電電力がしきい値よりも大きくなる期間を安定期間として設定してもよい。あるいは、太陽光発電装置１２における所定期間当たりの発電電力と、水力発電設備５０における所定期間当たりの発電電力と、風力発電設備５２における所定期間当たりの発電電力との総和がしきい値よりも大きくなる期間を安定期間として設定してもよい。

さらに上述の実施の形態では、災害履歴情報を用いて緊急期間を設定し、発電履歴を用いて安定期間を設定するものとして説明したが、たとえば、ＡＩ（Artificial Intelligence）学習によって予測される災害発生時期を用いて緊急期間を設定したり、ＡＩ学習による発電電力の変化予測を用いて安定期間を設定したりしてもよい。

さらに上述の実施の形態では、予め定められた期間における緊急期間および準備期間以外の期間の少なくとも一部（すなわち、さらに安定期間を除く期間）を通常期間として設定するものとして説明したが、安定期間を省略し、緊急期間および準備期間以外の全部の期間を通常期間として設定してもよい。

なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。
今回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およ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。

１ 特定地域、２ 燃料電池車両、３ 燃料電池、４，１０ 住宅、６，１６ 電力スタンド、８，１８ ケーブル、１２ 太陽光発電装置、１３ 蓄電装置、１４ 電動車両、２０ 定置式蓄電装置、５０ 水力発電設備、５２ 風力発電設備、５４，４００ 電力網、５６ 消費設備、１００ マイクログリッド、１０２ 水素インフラ、２００ サーバ、２０２ ＣＰＵ、２０４ メモリ、２０６ 通信装置、３００ 水素製造設備、３０２ 水素貯留設備、３０４ 水素スタンド。

Claims (4)

1. 特定地域内に設けられる、水素を貯留する貯留設備内の水素の貯留量を管理する貯留量管理システムであって、前記特定地域には、マイクログリッドが設定され、前記マイクログリッドは、電力を消費する消費設備と前記消費設備に電力供給が可能な電源設備とを含み、前記電源設備は、再生可能エネルギーを用いて発電可能な発電設備と、前記貯留設備に貯留される水素を用いて発電可能な燃料電池とを含み、前記特定地域には、前記貯留設備に貯留される前記水素を、電力を用いて製造する製造設備が設けられ、
   前記貯留量管理システムは、
   前記貯留量を取得する取得装置と、
   予め定められた期間において前記貯留設備に貯留される前記水素の貯留量が目標貯留量になるように前記製造設備における前記水素の製造量を調整する調整装置とを備え、
   前記目標貯留量は、基準貯留量と、前記マイクログリッドにおける余剰電力量に相当する水素量とを含み、
   過去に発生した災害に関する履歴情報を用いて前記予め定められた期間のうちの過去に災害が発生した頻度が他の期間よりも高い期間と同じ月日を含む期間が緊急期間として設定され、
   前記予め定められた期間のうちの前記緊急期間よりも前の期間が準備期間として設定され、
   前記予め定められた期間のうちの前記緊急期間および前記準備期間以外の期間の少なくとも一部が通常期間として設定され、
   前記調整装置は、前記準備期間における前記余剰電力量に相当する第１水素量が、前記通常期間における前記余剰電力量に相当する第２水素量よりも多くなるように前記目標貯留量を設定する、貯留量管理システム。
2. 前記調整装置は、前記通常期間においては、他の期間よりも前記余剰電力量に相当する水素量が少なくなるように前記目標貯留量を設定する、請求項１に記載の貯留量管理システム。
3. 前記緊急期間は、前記予め定められた期間のうちの前記特定地域において災害の発生が予測される期間を含む、請求項１または２に記載の貯留量管理システム。
4. 特定地域内に設けられる、水素を貯留する貯留設備内の水素の貯留量を管理する貯留量管理方法であって、前記特定地域には、マイクログリッドが設定され、前記マイクログリッドは、電力を消費する消費設備と前記消費設備に電力供給が可能な電源設備とを含み、前記電源設備は、再生可能エネルギーを用いて発電可能な発電設備と、前記貯留設備に貯留される水素を用いて発電可能な燃料電池とを含み、前記特定地域には、前記貯留設備に貯留される前記水素を、電力を用いて製造する製造設備が設けられ、
   前記貯留量管理方法は、
   前記貯留量を取得するステップと、
   予め定められた期間において前記貯留設備に貯留される前記水素の貯留量が目標貯留量になるように前記製造設備における前記水素の製造量を調整するステップとを含み、
   前記目標貯留量は、基準貯留量と、前記マイクログリッドにおける余剰電力量に相当する水素量とを含み、
   過去に発生した災害に関する履歴情報を用いて前記予め定められた期間のうちの過去に災害が発生した頻度が他の期間よりも高い期間と同じ月日を含む期間を緊急期間として設定するステップと、
   前記予め定められた期間のうちの前記緊急期間よりも前の期間を準備期間として設定するステップと、
   前記予め定められた期間のうちの前記緊急期間および前記準備期間以外の期間の少なくとも一部を通常期間として設定するステップと、
   前記準備期間における前記余剰電力量に相当する第１水素量が、前記通常期間における前記余剰電力量に相当する第２水素量よりも多くなるように前記目標貯留量を設定するステップとをさらに含む、貯留量管理方法。

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