JP7811566B2 - 電力制御装置および電力制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを有する複数の需要家に対して電力調整を行う電力制御装置および電力制御方法に関する。

近年、太陽光発電や風力発電等、再生可能エネルギーによる発電が普及している。電力需要は１日の中で時間帯により変化する。さらに、太陽光や風力などの再生可能エネルギーは天候や時間帯によって発電量が変動するという特性がある。太陽光発電は、再生可能エネルギーによる発電装置の代表的なものといえるが、普及が進むにつれてその発電量の変動が電力系統に及ぼす影響が問題になりつつある。電力系統においては電力の需給バランスが崩れると周波数に乱れが生じ、最悪の場合は大規模停電が発生するため、需給バランスの維持は重要である。

そこで、発電量が地域の需要量を上回る場合に、発電設備の出力を抑制する出力制御や揚水発電の汲み上げ運転等による電力需要の創出、他エリアへの送電等により需給バランスを維持するための対応が行われる。それらの対応には法令による優先順位が定められている。出力制御は、出力を短時間で小刻みに調整することが容易な火力発電が優先されるが、それでも需給バランスが維持できなければさらにバイオマス発電、太陽光発電、風力発電の出力制御も行われる。火力発電やバイオマス発電は燃焼を抑制あるいは止めて出力を制御することができるが、太陽光発電の出力抑制は結果的に発電可能な電力を捨てることになる。風力発電も同様である。発電可能なエネルギーを無駄にすることなく電力系統の需給バランスを維持できれば、温室効果ガス排出量の削減に寄与することにもなる。

再生可能エネルギーにより発電された電力を捨てないようにする仕組みとして、電力取引マッチングシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のシステムは、発電装置と蓄電装置とを備えた複数の需要家間において、需要家で発電した電力を電力会社に売ることができない場合、即ち電力会社が買い取り可能な電力量を超えた場合に、余剰電力を需要家間において融通し合うことを念頭に置いたシステムである。特許文献１によるマッチングシステムは、必要電力量情報取得部と、需要家情報取得部と、余剰電力推定部と、マッチング部と、を備えている。

必要電力量情報取得部は、第１の需要家が所定時間帯に必要とする電力量に関する情報を取得する。需要家情報取得部は、第２の需要家が所有する発電装置および蓄電池、第２の需要家の消費電力量に関する情報を取得する。余剰電力推定部は、需要家情報取得部において取得された第２の需要家の所定時間帯における発電装置の発電量および蓄電池の蓄電量、消費電力量に関する情報に基づいて、第２の需要家において供給可能な余剰電力量を推定する。マッチング部は、余剰電力推定部において推定された第２の需要家から供給可能な余剰電力量と、必要電力量情報取得部において取得された第１の需要家の必要電力量に関する情報とを照合して、取引が成立する第１の需要家と第２の需要家の組合せを検出する。

特開２０１７－１５３２７４号公報

所定値以上の発電能力を有する発電施設は、法令により出力制御の対象とされている。出力制御については、遠隔での出力制御が可能な設備を有する発電事業者（オンライン制御事業者）と、そのような設備を有さない事業者（オフライン制御事業者）とで出力制御への即応能力や精度が異なる。そこで、出力制御への対応能力が低いオフライン制御事業者の代わりにオンライン制御事業者が出力制御を行い、オフライン制御事業者が出力制御を行ったものと見做して実際に出力制御を行ったオンライン制御業者が出力制御の対価を受ける仕組み（オンライン代理制御）が導入されている。例えば、太陽光発電による発電量が大きくなり電力系統の電力供給が電力需要を上回る場合に、オンライン代理制御によってオフライン制御事業者の発電量が抑制されたと見做している。オンライン代理制御の仕組みは、出力制御に係る調整指令に応答した柔軟な対応ができないオフライン制御事業者に代わって、代理制御のサービス提供者が発電電力を抑制するものである。代理制御を行ったサービス提供者は、抑制した電力（本来は発電し売電できた電力）の収入を金銭的に得る。それによって、オフライン制御事業者と代理制御のサービス提供者の調整を図る仕組みである。

しかし、所定値以上の発電能力を有する発電事業者が、オンライン代理制御により全体として出力制御に対応できたとしても、電力系統の需給バランスを維持するために出力制御（出力抑制）される電力は存在する。電力系統全体としては、その出力抑制によって発電可能な電力が捨てられたことになる。その分の電力を有効に活用できれば、環境負荷の軽減に資することになる。出力制御されるべき電力が捨てられている現状から活用するシステムへと誘導することが望まれる。このようなシステムに対し、特許文献１のようなマッチングシステムは、出力制御の対象となってない小規模な発電装置を備えた需要家が自家発電の余剰電力を相互に融通することを念頭に置いたものである。しかし、所定値以上の発電能力を有する発電事業者の出力制御を吸収することを念頭に置いた仕組みを提供するものではない。

ある統計によれば、家庭用の太陽光発電装置は、累積導入件数が２０２０年度に約２８０万件に達し（URL: https://www.jpea.gr.jp/wp-content/uploads/session2_03_jpea_takahashi.pdf 1-1.住宅用（10KW未満）太陽光発電の導入状況 参照）、平均の発電能力を４ｋＷとすると１１２０万ｋＷである。これは、このような小規模な太陽光発電装置を出力制御に適用できれば、電力系統における電力の需給バランスの維持と電力の有効活用に大きく貢献できる可能性がある。

この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、電力需給の管理対象とされる太陽光発電施設への出力制御に見合う調整量を小規模な太陽光発電装置を有する各需要家に配分し、発電可能なエネルギーをそれぞれ活用させつつ出力制御を代理させ得る電力制御装置を提供するものである。

この発明は、電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかと、を有する複数の需要家に電力調整を行わせる電力制御装置であって、前記電力系統に連係する太陽光発電施設に代わって出力を抑制すべき調整指令を取得する調整指令取得部と、前記調整指令に見合うように各需要家の調整量の配分を決定する調整量配分部と、決定された調整量に応じて各需要家に前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御させる電力調整部と、を備える電力制御装置を提供する。

また、異なる観点からこの発明は、電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかと、を有する複数の需要家に電力調整を行わせる電力制御装置が、前記電力系統に連係する太陽光発電施設に代わって出力を抑制すべき調整指令を取得するステップと、前記調整指令に見合うように各需要家の前記電力調整に係る調整量の配分を決定するステップと、決定された調整量に応じて各需要家に前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御させるステップと、を備える電力制御方法を提供する。

さらに、異なる観点からこの発明は、電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかと、を有する需要家の電力制御システムであって、前記電力系統に連系する太陽光発電施設に代わって出力を抑制すべき調整指令に基づいて決定された前記需要家の電力調整に係る調整量を取得し、前記調整量に応じて前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御することにより前記電力調整する電力制御システムを提供する。
また、電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかと、を有する複数の需要家に電力調整を行わせる電力制御装置と、前記電力制御装置に調整量を割り当てる調整指令装置と、を備える電力制御システムであって、前記調整指令装置は、前記電力系統に連系する太陽光発電施設に代わって出力を抑制すべき調整量を含む調整指令を前記電力制御装置に送り、前記電力制御装置は、前記調整指令を取得する調整指令取得部と、前記調整指令に見合うように各需要家の調整量の配分を決定する調整量配分部と、決定された調整量に応じて各需要家に前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御させる電力調整部と、を備える電力制御システムを提供する。

この発明による電力制御装置は、電力調整に係る調整指令を取得する調整指令取得部と、前記調整指令に見合うように各需要家の調整量の配分を決定する調整量配分部と、決定された調整量に応じて各需要家に前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御させる電力調整部と、を備えるので、電力系統に連係する太陽光発電施設への出力制御の要請に見合う調整量を小規模な太陽光発電装置を有する各需要家に配分し、発電可能なエネルギーをそれぞれ活用させつつ全体として出力制御を代理させることが可能である。
この発明による電力制御方法および電力制御システムも同様の作用効果を奏する。

この発明の一実施形態において太陽光発電装置の出力制御を複数の小規模な需要家の電力調整によって代理する構成の一例を示す説明図である。 図１に対応し、電力調整に係るアグリゲーションコーディネータ、アグリゲータ、電力制御装置および需要家の関係の一例を示すブロック図である。 図２に示すリソースサーバが電力制御装置として電力調整に係る制御を行う例を示すブロック図である。 図２に示すＨＥＭＳサーバが電力制御装置として電力調整に係る制御を行う例を示すブロック図である。 この実施形態において、電力調整に係る送受の手順の例を示す説明図である。

以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。
（実施の形態１）
図１は、この発明の一実施形態において太陽光発電施設が要求された出力制御を複数の小規模な需要家の電力調整によって代理する構成の一例を示す説明図である。図１に示す太陽光発電施設１７は、法令で定められた所定値以上の発電能力を有し、電力系統において出力制御の対象となり得る発電施設である。アグリゲーションコーディネータ１０は、太陽光発電施設１７等、所定値以上の発電能力を有する発電施設で発生した電力を束ねて一般送配電事業者や小売電気事業者と電力取引を行う事業者である。太陽光発電施設１７の発電能力は、例えば、50ｋW以上である。図１において、アグリゲーションコーディネータが運用するサーバ（以下、統合サーバともいう）を簡略的にアグリゲーションコーディネータ１０で示している。アグリゲーションコーディネータ１０の統合サーバは、一般送配電事業者、小売電気事業者、需要家等の取引先に対して電力の需給バランスの調整に係る調整指令を送る。出力抑制は、電力の需給バランスを調整する手法の一つである。

太陽光発電施設１７は、所定値以上の発電能力を有し出力抑制の対象となる発電施設である。それに対して、図１に示す需要家１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ…は、出力抑制の対象とならない小規模な太陽光発電装置（以下、小規模太陽光発電装置）を有する。小規模太陽光発電装置の発電能力は、例えば、２ＫＷ以上１０ｋＷ未満であり、例えば、太陽光発電施設１７の発電能力の５～数千分の１以下である。その他に各需要家は、蓄電装置、貯湯式給湯装置の少なくとも何れかと、電力を制御する電力制御システム（ＨＥＭＳ、即ちHome Energy Management System）の制御装置とをそれぞれ備える。図１において、各需要家が備える電力制御システムを簡略的に需要家１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ…で示している。需要家１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ…と接続されたＨＥＭＳサーバは、各需要家の電力制御システムにサービスを提供する事業者が運用するサーバである。

この実施形態で、太陽光発電施設１７に対する出力抑制に代わって需要家１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ…の小規模太陽光発電装置の集合体が生成する電力が電力系統へ逆潮流されるのを抑制する電力調整の実施によって代理制御を行う。なお、太陽光発電施設１７が蓄電池等の蓄電設備を備えているか否かは問わない。特に、太陽光発電施設１７が蓄電設備を備えない場合、その太陽光発電施設１７が出力制御を行うと発電可能な電力を捨てることになる。また、太陽光発電施設１７が蓄電設備を備えていたとしても、出力制御による抑制量よりも蓄電容量が小さい場合も、その太陽光発電施設１７が出力制御を行うと発電可能な電力を捨てることになる。その太陽光発電施設１７に代わって、各需要家の小規模太陽光発電装置の発電電力を各需要家の蓄電池を充電して逆潮流電力を抑制するという電力調整を行えば、出力制御を実現できるとともに蓄電池に蓄えられた電力を実施期間後（例えば日没後）に使用することで蓄えられた電力を有効に活用できる。この実施形態では、各需要家の小規模太陽光発電装置は、個別の発電能力が所定値未満であるために出力抑制の対象とされていない。しかし、各需要家の前記太陽光発電装置が出力制御の対象となる場合をこの発明から除外するものではない。各需要家の前記太陽光発電装置が出力制御の対象であっても、求められる出力抑制を上回る大きさの電力を抑制するように電力調整を実施すればよいからである。図１に示す例で、アグリゲーションコーディネータ１０と需要家１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ…との間には、リソースサーバ１１ＢおよびＨＥＭＳサーバ１２Ｂが介在する。電力調整に係るやりとりは、アグリゲーションコーディネータ１０、リソースサーバ、ＨＥＭＳサーバ、需要家の間で階層的に行われる。アグリゲーションコーディネータ１０は、複数のリソースサーバと電力調整に係るやりとりを行う。

図１では１つのアグリゲーションコーディネータ１０および３つのリソースサーバ１１Ａ、１１Ｂおよび１１Ｃを明示しているが、その数は単なる一例に過ぎない。リソースサーバ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、…は、リソースアグリゲータがそれぞれ運用するサーバである。リソースアグリゲータは、需要家と契約を締結して各需要家の電力需要を管理する事業者である。リソースアグリゲータはアグリゲーションコーディネータ１０と直接やり取りすることから上位アグリゲータともいえる。図１に示す例では、統合サーバの運用、リソースサーバの運用、ＨＥＭＳサーバの運用をそれぞれの事業者が行う例を示している。そして、リソースサーバあるいはＨＥＭＳサーバを運用する事業者が需要家の電力調整により代理制御を実施するサービス提供者であると想定している。しかし、それは一例に過ぎず、事業者が担う機能の範囲は種々の態様が考えられる。例えば、アグリゲーションコーディネータの事業者がリソースアグリゲータの役割を兼ねる態様もある。その態様によれば、ＨＥＭＳサーバはリソースサーバを介さずにアグリゲーションコーディネータ１０と直接やり取りを行う。一つのリソースサーバは、下位の複数のＨＥＭＳサーバと電力調整に係るやりとりを行う。図１ではリソースサーバ１１Ｂの下位に３つのＨＥＭＳサーバ１２Ａ、１２Ｂおよび１２Ｃを明示しているが、その数は単なる一例に過ぎない。また、図１ではリソースサーバ１１Ｂのみに下位のＨＥＭＳサーバを示し他のリソースサーバ１１Ａやリソースサーバ１１Ｃ、…について図示を省略しているが、他も同様である。

ＨＥＭＳサーバ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、…は、需要家の電力制御システムを提供する事業者が、自社の顧客にサービスを提供するために運用するサーバである。ＨＥＭＳサーバを運用する事業者は、各需要家と直接やり取りすることから下位アグリゲータともいえる。リソースサーバを運用するリソースアグリゲータの事業者がＨＥＭＳサーバの運用を兼ねる態様もある。その態様によれば、リソースサーバとＨＥＭＳサーバの階層は一つに統合される。即ち、アグリゲーションコーディネータ１０と各需要家との間には、リソースサーバのみ（別の言い方をすればＨＥＭＳサーバのみ）が介在する。一つのＨＥＭＳサーバは、下位の複数の需要家の電力制御システムと電力調整に係るやりとりを行う。図１ではＨＥＭＳサーバ１２Ｂの下位に３つの需要家１３Ａ、１３Ｂおよび１３Ｃを明示しているが、その数は単なる一例に過ぎない。また、図１ではＨＥＭＳサーバ１２Ｂのみに下位の需要家を示し他のＨＥＭＳサーバ１２ＡやＨＥＭＳサーバ１２Ｃ、…について図示を省略しているが、他も同様である。上述した態様のほかにも、事業者が担う機能の範囲は種々の態様が考えら、それらはこの発明の範囲に含まれる。

図２は、図１に対応し、電力調整に係るアグリゲーションコーディネータ、アグリゲータ、電力制御装置および需要家の関係の一例を示すブロック図である。図１に対応する要素には対応する符号を付している。また、図２では、需要家１３Ａ，１３Ｂおよび１３Ｃの電力制御システムの構成を示している。図２に示す需要家１３Ａは、小規模太陽光発電装置２１Ａ、電力調整回路（ＰＣＳ）、電力負荷の他に蓄電装置２２Ａと制御装置２４Ａを備えている。需要家１３Ｂは、小規模太陽光発電装置２１Ｂ、電力調整回路（ＰＣＳ）、電力負荷の他に蓄電装置２２Ｂ、貯湯式給湯装置２３Ｂおよび制御装置２４Ｂを備えている。需要家１３Ｃは小規模太陽光発電装置２１Ｃ、電力調整回路（ＰＣＳ）、電力負荷の他に貯湯式給湯装置２３Ｃおよび制御装置２４Ｃをそれぞれ備えている。なお、図２では、電力調整回路（ＰＣＳ）を蓄電装置と小規模太陽光発電装置とは別に備えているが、電力調整回路（ＰＣＳ）は、蓄電装置と小規模太陽光発電装置のそれぞれに含まれていてもよく、蓄電装置と小規模太陽光発電装置が電力調整回路（ＰＣＳ）を共有していてもよい。

図３は、図１および図２に示すリソースサーバが電力制御装置として電力調整に係る制御を行う場合の構成を示すブロック図である。図３に示すリソースサーバ１１は、図１および図２に示すリソースサーバ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、…を代表している。この実施形態によるリソースサーバ１１は、サーバ制御部３１、データ記憶部３２および通信回路３３を備える。また、図３に示す需要家１３は、図１および図２に示す需要家１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、…が備える電力制御システムを代表している。図３において、需要家１３の小規模太陽光発電装置２１、蓄電装置２２、貯湯式給湯装置２３および制御装置２４は、需要家１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃが備える小規模太陽光発電装置、蓄電装置、貯湯式給湯装置および制御装置を代表している。

サーバ制御部３１は、調整指令取得部３５、調整量配分部３６および電力調整部３７を備える。さらに、任意で履歴取得部３８を備える。ハードウェア資源の側面からサーバ制御部３１は、プロセッサおよびメモリを中心とした回路で構成されている。メモリに格納された処理プログラムをプロセッサが実行することによって調整指令取得部３５、調整量配分部３６、電力調整部３７および任意の履歴取得部３８として機能する。即ち、プロセッサのハードウェア資源とソフトウェア資源である処理プログラムが有機的に結合してサーバ制御部３１としての機能が実現される。データ記憶部３２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Disk）等の記憶装置で構成される。データ記憶部３２は、任意で履歴格納部３９を備える。履歴格納部３９は、履歴取得部３８が取得する履歴を格納する記憶領域である。履歴取得部３８については後述する。通信回路３３は、上位のアグリゲーションコーディネータ１０や下位のＨＥＭＳサーバ１２等の外部機器と通信するための通信回路である。

調整指令取得部３５は、出力制御の対象である太陽光発電施設１７の出力制御を代理する、電力調整に係る調整指令をアグリゲーションコーディネータ１０から取得する。調整量配分部３６は、取得された調整指令に見合うように各需要家がそれぞれ電力調整を行うべき調整量を決定する。あるいは、下位のＨＥＭＳサーバの単位で電力調整に係る調整量を決定し、ＨＥＭＳサーバに割り当てるようにしてもよい。その場合、下位のＨＥＭＳサーバは、割り当てられた調整指令に見合うように下位の各需要家がそれぞれ電力調整を行うべき調整量を決定する。電力調整部３７は、各需要家に割り当てられた調整量に応じて、蓄電装置２２と貯湯式給湯装置２３の少なくとも何れかが制御されるように下位の１以上のＨＥＭＳサーバ１２とのやりとりを行う。ＨＥＭＳサーバ１２は、下位の需要家１３の制御装置２４と各需要家の蓄電装置２２、貯湯式給湯装置２３の少なくとも何れかを適用した電力調整に係るやりとりを行う。

やりとりの一例をより具体的に述べると、リソースサーバ（電力調整部３７）は、各需要家に割り当てられた調整量を含む調整指令をＨＥＭＳサーバ１２に送る。ＨＥＭＳサーバ１２は、各需要家に割り当てられた調整量をリソースサーバ１１から受領すると、各需要家１３（制御装置２４）にそれぞれの調整量を通知する。各需要家１３の制御装置２４は、割り当てられた調整量をＨＥＭＳサーバ１２から受領すると、その調整量に応じて、蓄電装置２２と貯湯式給湯装置２３の少なくとも何れかを適用した電力調整を行う。なお、異なる一例として、各需要家１３が調整量に応じて行うべき電力調整の内容をＨＥＭＳサーバ１２が決定し、各需要家１３の制御装置２４がＨＥＭＳサーバ１２の指示に従って蓄電装置２２と貯湯式給湯装置２３の少なくとも何れかを適用した電力調整を行う態様も考えられる。また、各需要家１３が調整量に応じて行うべき電力調整の内容をＨＥＭＳサーバ１２が決定し、蓄電装置２２と貯湯式給湯装置２３の少なくとも何れかがＨＥＭＳサーバ１２の指示に従って電力調整を行う態様も考えられる。あるいは、リソースサーバ（電力調整部３７）は、各ＨＥＭＳサーバ１２に割り当てた調整量を含む調整指令をＨＥＭＳサーバ１２に送る。ＨＥＭＳサーバ１２は、割り当てられた調整量をリソースサーバ１１から受領すると、各需要家１３（制御装置２４）にそれぞれの調整量を決定し、通知する。各需要家１３の制御装置２４は、調整量をＨＥＭＳサーバ１２から受領すると、その調整量に応じて、蓄電装置２２と貯湯式給湯装置２３の少なくとも何れかを適用した電力調整を行う。なお、この場合も、各需要家１３が調整量に応じて行うべき電力調整の内容をＨＥＭＳサーバ１２が決定し、各需要家１３の制御装置２４がＨＥＭＳサーバ１２の指示に従って蓄電装置２２と貯湯式給湯装置２３の少なくとも何れかを適用した電力調整を行う態様も考えられる。また、各需要家１３が調整量に応じて行うべき電力調整の内容をＨＥＭＳサーバ１２が決定し、蓄電装置２２と貯湯式給湯装置２３の少なくとも何れかがＨＥＭＳサーバ１２の指示に従って電力調整を行う態様も考えられる。

また、やりとりの一例を需要家１３の電力制御システムの観点から述べると、電力制御システムは、需要家１３に割り当てられた調整量を取得し、その調整量に応じて、蓄電装置２２と貯湯式給湯装置２３の少なくとも何れかを適用した電力調整を行う。なお、電力制御システムは、需要家１３が調整量に応じて行うべき電力調整の内容を取得し、取得した内容に従って蓄電装置２２と貯湯式給湯装置２３の少なくとも何れかを適用した電力調整を行う態様も考えられる。ここで、電力制御システムは、電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかと、を有する需要家１３の電力制御システムである。

また、調整量配分部３６が、取得された調整指令に見合うように各需要家がそれぞれ電力調整を行うべき調整量を決定するに際して、あるいは、ＨＥＭＳサーバ１２が、割り当てられた調整指令に見合うように下位の各需要家がそれぞれ電力調整を行うべき調整量を決定するに際して、複数の需要家１３の中から電力調整を行う需要家１３を選択してもよい。このとき、需要家１３の郵便番号情報に基づいて、電力調整を行う需要家１３を選択すれば、出力制御が求められているエリアの需要家１３を容易に選択することができる。需要家１３の郵便番号情報は、配電変電所単位などの特定のエリアでの出力制御の場合に、該当するエリアの需要家を抽出するのに有効である。

（実施の形態２）
実施の形態１では、上位アグリゲータが運用するリソースサーバ１１が電力制御装置として電力調整に係る制御を行い、下位のＨＥＭＳサーバ１２がその電力制御装置と需要家１３との間に介在する構成について述べた。それに対してこの実施形態は、下位アグリゲータが運用するＨＥＭＳサーバ１２が電力制御装置として電力調整に係る制御を行う。上位アグリゲータが運用するリソースサーバ１１は、その制御装置としてのＨＥＭＳサーバ１２とアグリゲーションコーディネータ１０との間に介在する。

図４は、図１および図２に示すＨＥＭＳサーバが電力制御装置として電力調整に係る制御を行う場合の構成を示すブロック図である。図４に示すＨＥＭＳサーバ１２は、図１および図２に示すＨＥＭＳサーバ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、…を代表している。図４に示すように、この実施形態によるＨＥＭＳサーバ１２は、サーバ制御部４１、データ記憶部４２および通信回路４３を備える。需要家１３については図３と同様であって、需要家１３の小規模太陽光発電装置２１、蓄電装置２２、貯湯式給湯装置２３および制御装置２４は、需要家１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃが備える小規模太陽光発電装置、蓄電装置、貯湯式給湯装置および制御装置を代表している。

サーバ制御部４１は、調整指令取得部４５、調整量配分部４６および電力調整部４７を備える。さらに、任意で履歴取得部４８を備える。ハードウェア資源の側面からサーバ制御部４１は、プロセッサおよびメモリを中心とした回路で構成される。メモリに格納された処理プログラムをプロセッサが実行することによって調整指令取得部４５、調整量配分部４６、電力調整部４７および任意の履歴取得部４８として機能する。即ち、プロセッサのハードウェア資源とソフトウェア資源である処理プログラムが有機的に結合してサーバ制御部３１としての機能が実現される。データ記憶部４２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Disk）等の記憶装置で構成される。データ記憶部４２は、任意で履歴格納部４９を備える。履歴格納部４９は、履歴取得部４８が取得する履歴を格納する記憶領域である。履歴取得部４８については後述する。通信回路４３は、上位のアグリゲーションコーディネータ１０や下位のＨＥＭＳサーバ１２等の外部機器と通信するための通信回路である。

調整指令取得部４５は、出力制御の対象である太陽光発電施設１７の電力調整に係る調整指令をアグリゲーションコーディネータ１０からリソースサーバ１１を介して取得する。調整量配分部４６は、取得された調整指令に見合うように電力調整を行う各需要家の小規模太陽光発電装置がそれぞれ電力調整を行うべき調整量を決定し、決定した調整量を各需要家に割り当てる。電力調整部４７は、下位の需要家１３の制御装置２４と各需要家の電力調整に係るやりとりを行う。各需要家に割り当てられた調整量に応じて制御装置２４が蓄電装置２２と貯湯式給湯装置２３の少なくとも何れかを制御するように、制御装置２４とやり取りを行う。

やりとりの一例をより具体的に述べると、ＨＥＭＳサーバ１２（電力調整部４７）は、各需要家に割り当てられた調整量を含む調整指令を各需要家１３（制御装置２４）に送る。各需要家１３（制御装置２４）は、割り当てられた調整量をＨＥＭＳサーバ１２から受領すると、その調整量に応じて、蓄電装置２２と貯湯式給湯装置２３の少なくとも何れかを適用した電力調整を行う。なお、異なる一例として、各需要家１３が調整量に応じて行うべき電力調整の内容をＨＥＭＳサーバ１２（電力調整部４７）が決定し、各需要家１３の制御装置２４がＨＥＭＳサーバ１２（電力調整部４７）の指示に従って蓄電装置２２と貯湯式給湯装置２３の少なくとも何れかを適用した電力調整を行う態様も考えられる。また、各需要家１３が調整量に応じて行うべき電力調整の内容をＨＥＭＳサーバ１２（電力調整部４７）が決定し、蓄電装置２２と貯湯式給湯装置２３の少なくとも何れかがＨＥＭＳサーバ１２の指示に従って電力調整を行う態様も考えられる。

また、やりとりの一例を需要家１３の電力制御システムの観点から述べると、電力制御システムは、需要家１３に割り当てられた調整量を取得し、その調整量に応じて、蓄電装置２２と貯湯式給湯装置２３の少なくとも何れかを適用した電力調整を行う。なお、電力制御システムは、需要家１３が調整量に応じて行うべき電力調整の内容を取得し、取得した内容に従って蓄電装置２２と貯湯式給湯装置２３の少なくとも何れかを適用した電力調整を行う態様も考えられる。ここで、電力制御システムは、電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかと、を有する需要家１３の電力制御システムである。

また、調整量配分部４６が、取得された調整指令に見合うように電力調整を行う各需要家の小規模太陽光発電装置がそれぞれ電力調整を行うべき調整量を決定し、決定した調整量を各需要家に割り当てるに際して、複数の需要家１３の中から電力調整を行う需要家１３を選択してもよい。このとき、需要家１３の郵便番号情報に基づいて、電力調整を行う需要家１３を選択すれば、出力制御が求められているエリアの需要家１３を容易に選択することができる。需要家１３の郵便番号情報は、配電変電所単位などの特定のエリアでの出力制御の場合に、該当するエリアの需要家を抽出するのに有効である。

（その他の実施形態）
実施の形態１では、リソースサーバ１１が電力制御装置として電力調整に係る制御を行う態様について述べ、実施の形態２では、ＨＥＭＳサーバ１２が電力制御装置として電力調整に係る制御を行う態様について述べた。その他の態様として、例えば、リソースサーバ１１とＨＥＭＳサーバ１２が協働して電力調整に係る制御を行う態様も考えられる。図３に示すサーバ制御部３１やデータ記憶部３２の一部の機能が、リソースサーバ１１になく図４に示すようにＨＥＭＳサーバ１２に存在し、それらが協働して電力調整に係る制御を行う態様である。さらに、リソースサーバ１１、ＨＥＭＳサーバ１２の少なくとも何れかの機能を複数のサーバで分散処理する態様も考えられる。また、例えばアグリゲーションコーディネータ１０がリソースサーバ１１の機能を兼ねる態様もあり得る。その場合、ＨＥＭＳサーバ１２が電力制御装置として電力調整に係る制御を行い、上位のアグリゲーションコーディネータ１０と直接やり取りを行う。また、リソースサーバ１１がＨＥＭＳサーバ１２を兼ねる態様もあり得る。その場合、リソースサーバとＨＥＭＳサーバの階層は一つに統合され、アグリゲーションコーディネータ１０と需要家１３との間にある、リソースサーバ１１のみ（別の言い方をすればＨＥＭＳ１２サーバのみ）が電力制御装置として電力調整に係る制御を行う。

≪電力調整に係る基本的な構成とやりとりの手順≫
図５は、この実施形態において、電力調整に係るやりとりの手順の例を示す説明図である。図５において、リソースサーバ１１は、図１、２に示すリソースサーバ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、…を代表している。ＨＥＭＳサーバ１２は、ＨＥＭＳサーバ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、…を代表している。需要家１３は、需要家１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、…を代表している。図５の水平方向は時間の経過に対応しており、左側から右側へ行くにつれて時間が経過する。図５に示す出力制御実施期間は、太陽光発電施設１７の出力制御に代わって各需要家が電力調整を実施し、小規模太陽光発電装置２１から電力系統への逆潮流を抑制すべき期間である。図５に示す例において、出力制御実施期間は、日射により太陽光発電装置が発電を行う日中の時間帯（当日の日中）の何れかの期間に行われる可能性がある。そこで、図５に示すように、当日が到来する前（前日）の所定の時点で、需要家１３の電力制御システムの制御装置２４は、当日の日中の各時間に電力調整可能な電力調整可能量の予測値を算出し、その予測値をＨＥＭＳサーバ１２へ電力調整可能量として送信する。

それぞれの需要家１３から電力調整可能量の申告を受けたＨＥＭＳサーバ１２は、それらの需要家１３から申告された電力調整可能量をまとめてリソースサーバ１１へ送る。ＨＥＭＳサーバ１２から申告を受けたリソースサーバ１１は、それぞれのＨＥＭＳサーバから申告された電力調整可能量をまとめてアグリゲーションコーディネータ１０に送る。電力調整可能量の事前申告を受けたアグリゲーションコーディネータ１０は、当日の電力の需給バランスに基づいて出力制御および／または電力調整に係る調整指令を送る必要があるか否かを判断する。出力制御および／または電力調整に係る調整指令を送ると判断した場合は、出力制御および／または電力調整の対象と実施期間を決定する。実施期間は、その判断を行った時点では将来の時点である。出力制御および／または電力調整に係る実施期間の開始の時点から所定の期間（一例で１時間）だけ遡った時点で、対象となる発電施設に出力制御に係る調整指令を送り、あるいは需要家の電力調整により代理制御を実施するサービス提供者に電力調整に係る調整指令を送る。

この実施形態は、特に需要家の電力調整による代理制御に係るものであるので、出力制御対象の発電施設とのやり取りは省略し、需要家の電力調整により代理制御を実施するサービス提供者に送る電力調整の調整指令について述べる。サービス提供者は、各需要家と代理制御に係る契約を予め結んでいるものとする。そのサービス提供者はリソースサーバ１１の運用を行う事業者であってリソースサーバ１１が電力調整に係る制御を行ってもよい（図３参照）。あるいは、ＨＥＭＳサーバ１２を運用する事業者がそのサービス提供者であってＨＥＭＳサーバ１２が電力調整に係る制御を行ってもよい（図４参照）。

アグリゲーションコーディネータ１０は、需要家の電力調整により代理制御を実施するサービス提供者に電力調整に係る調整指令を送る。例えば、サービス提供者がリソースサーバ１１の運用者である場合、そのリソースサーバ１１へ電力調整に係る調整指令を送る。アグリゲーションコーディネータ１０から電力調整に係る調整指令を受信したリソースサーバ１１は、電力調整に参加させる需要家１３を決定する。そして、電力調整に参加させる需要家１３に出力制御量を割り当てる。そして、割り当てられた調整量に応じて各需要家が蓄電装置と貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御するように下位のＨＥＭＳサーバ１２とのやりとりを行う。下位のＨＥＭＳサーバ１２は、電力調整に参加する需要家１３の制御装置２４とのやりとりを行う。

ＨＥＭＳサーバ１２から調整指令を受信した需要家１３は、制御装置２４を用いて指令値から目標値を算出し、蓄電装置２２を制御する場合は当日の実施期間の蓄電スケジュールを目標値に対応した蓄電スケジュールに変更する。そして、目標値に応じた電力需要となるように当日（前日の夜間を含む態様も考えられる）の実施期間終了まで蓄電装置２２の充放電を制御する。また、貯湯式給湯装置２３を制御する場合は当日の実施期間中の沸き上げスケジュールを目標値に対応した沸き上げスケジュールに変更する。そして、目標値に応じた電力需要となるように当日（前日の夜間を含む態様も考えられる）の実施期間終了まで貯湯式給湯装置２３の沸き上げを制御する。
当日の実施期間中のある一定間隔あるいは実施期間が終了した後、需要家１３は当日の電力調整に係る実績をＨＥＭＳサーバ１２に報告する（実績回答）。

それぞれの電力制御システムから電力調整に係る実績回答を受信したＨＥＭＳサーバ１２は、それらをまとめてリソースサーバ１１へ送る。それぞれのＨＥＭＳサーバ１２から申告を受けたリソースサーバ１１は、それらをまとめてアグリゲーションコーディネータ１０に送る。それぞれのリソースサーバから報告を受けたアグリゲーションコーディネータ１０は、実績に応じて需要家１３に与える電力調整に係るインセンティブを決定する。

なお、図１および図２に示す例において、ＨＥＭＳサーバ１２を運用する事業者は下位のリソースアグリゲータといえると述べたが、複数の電力需要者をまとめて管理するＨＥＭＳサーバ１２が等価的な一つの需要家として振る舞う態様も考えられる。その場合、電力制御システムとしてのリソースサーバ１１は、１または複数のＨＥＭＳサーバ１２に対して調整量を割り当て、割り当てられた調整量に応じてＨＥＭＳサーバ１２が統合制御する蓄電装置、貯湯式給湯装置の少なくとも何れの制御を行うようにＨＥＭＳサーバ１２とのやりとりを行う。調整量が割り当てられたＨＥＭＳサーバは、電力調整に参加させる需要家１３を決定する。そして、電力調整に参加させる需要家１３に出力制御量を割り当てる。そして、割り当てられた調整量に応じて各需要家が蓄電装置と貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御するように、ＨＥＭＳサーバ１２は、電力調整に参加する需要家１３の制御装置２４とのやりとりを行う。

≪蓄電装置を用いた電力調整の具体例≫
需要家１３の制御装置２４が実行する電力調整の例について述べる。ここでは、蓄電装置２２を電力調整に適用する例を述べる。図５に示すように需要家１３の制御装置２４は前日に、翌日に調整指令を受けた場合に電力調整可能な電力量の時間毎の予測値を電力調整可能量として上位のＨＥＭＳサーバ１２に送信する。予測値は、制御装置２４が需要家１３における小規模太陽光発電装置２１による発電電力量の実績、蓄電装置２２の充放電の実績、電力負荷等による消費電力量の実績および当日の気象予報などの情報を収集し、収集された情報に基づいて導出される。需要家１３の発電電力量、蓄電装置２２の充放電、電力負荷等による消費電力量は、制御装置２４が有する不揮発メモリに履歴として予め格納してもよい。需要家１３の上位に位置するＨＥＭＳサーバ１２が電力制御装置としてふるまう場合、上位のＨＥＭＳサーバ１２に履歴を送り、ＨＥＭＳサーバ１２が各需要家１３の履歴を格納してもよい。その場合、ＨＥＭＳサーバ１２のデータ記憶部３２は各需要家１３の履歴を格納する履歴格納部３９を備える。制御装置２４は、履歴格納部３９に格納された履歴を参照して、出力調整可能量を導出する。

さらに、ＨＥＭＳサーバ１２の上位のリソースサーバ１１が電力制御装置としてふるまう場合、リソースサーバ１１がその履歴を格納してもよい。その場合は、リソースサーバ１１のデータ記憶部４２は、各需要家の履歴を格納する履歴格納部４９を備える。制御装置２４は、ＨＥＭＳサーバ１２を介してリソースサーバ１１の履歴格納部４９に格納された履歴を参照し、出力調整可能量を導出する。

当日の電力調整を実施する場合、電力制御装置の調整量配分部３６または調整量配分部４６は、前日に送信された電力調整可能量の範囲内で需要家１３が抑制すべき電力量を決定し、調整指令を送信する。需要家１３の制御装置２４は、実施期間が始まる前に上位のＨＥＭＳサーバ１２から調整指令を受信する。調整指令を受信した制御装置２４は、調整指令に含まれる実施期間と実施期間中に抑制すべき電力量の情報を参照する。調整指令を受信すると、制御装置２４は、電力調整の実施期間中の蓄電スケジュールを調整指令に応じた目標値に対応させるように変更する。そして、変更された蓄電スケジュールに基づいて蓄電装置２２の充放電を制御し、実施期間中に需要家１３から電力系統へ売電される電力量、言い換えると逆潮流電力が所定の値以下になるようにする。前述の所定の値はゼロであってもよい。また、買電になるようにしてもよい。即ち、実施期間中は電力系統への逆潮流が発生しないように蓄電装置２２の充放電を制御してもよい。しかし、蓄電装置２２が充電可能な電力量は有限であるから、実施期間中常に逆潮流の発生をなくすことができるとは限らない。実施期間中の一部の期間において、需要家１３から電力系統への逆潮流が発生しないように蓄電装置２２の充放電を制御してもよい。制御装置２４は、このようにして電力調整の実施期間中に蓄電装置２２に蓄えられた電力で、実施期間後（例えば日没後）に需要家１３の電力負荷が使用する電力が賄われる範囲内で蓄電スケジュールを変更する。変更された蓄電スケジュールは、蓄電装置２２を満充電の状態にするものであってもよい。満充電まで蓄電装置２２を充電制御することによって、実施期間後の当日夜間だけでなく、翌朝日が昇り太陽光発電が開始されるまでの期間に使用される電力を賄える可能性がある。よって、実施期間中に蓄電装置２２に蓄えられた電力は無駄なく活用される。

≪貯湯式給湯装置を用いた電力調整の具体例≫
制御装置２４が実行する電力調整の異なる例として、貯湯式給湯装置２３を電力調整に適用する例を述べる。図５に示すように需要家１３の制御装置２４は前日に、翌日に調整指令を受けた場合に電力調整可能な電力量の時間毎の予測値を電力調整可能量として上位のＨＥＭＳサーバ１２に送信する。予測値は、制御装置２４が需要家１３における小規模太陽光発電装置２１による発電電力量の実績、沸き上げによる貯湯式給湯装置２３の消費電力の実績、他の電力負荷等による消費電力量の実績および当日の気象予報などの情報を収集し、収集された情報に基づいて導出される。需要家１３の発電電力量、貯湯式給湯装置２３の消費電力量、他の電力負荷等による消費電力量は、制御装置２４が有する不揮発メモリに履歴として予め格納してもよい。上位のＨＥＭＳサーバ１２、あるいはＨＥＭＳサーバ１２より上位のリソースサーバ１１が電力制御装置としてふるまう場合、ＨＥＭＳサーバ１２あるいはリソースサーバ１１がその履歴を格納してもよい。制御装置２４は、ＨＥＭＳサーバ１２を介してリソースサーバ１１の履歴格納部４９に格納された履歴を参照し、出力調整可能量を導出する。

当日の電力調整を実施する場合、電力制御装置の調整量配分部３６または調整量配分部４６は、前日に送信された電力調整可能量の範囲内で需要家１３が抑制すべき電力量を決定し、調整指令を送信する。制御装置２４は、実施期間が始まる前に上位のＨＥＭＳサーバ１２から調整指令を受信する。調整指令を受信した制御装置２４は、調整指令に含まれる実施期間と実施期間中に抑制すべき電力量の情報を参照する。調整指令を受信すると、制御装置２４は、電力調整の実施期間中の貯湯式給湯装置２３の沸き上げスケジュールを調整指令に応じた目標値に対応させるように変更する。そして、変更された沸き上げスケジュールに基づいて貯湯式給湯装置２３の沸き上げを制御する。そのようにして、実施期間中に需要家１３から電力系統へ売電される電力量、言い換えると逆潮流電力が所定の値になるようにする。前述の所定の値はゼロ、即ち、電力系統への逆潮流が発生しないようにする沸き上げスケジュールであってもよい。しかし、貯湯式給湯装置２３が貯湯可能な量は有限であるから、実施期間中常に逆潮流の発生をなくすことができるとは限らない。制御装置２４は、このようにして電力調整の実施期間中に貯湯式給湯装置２３が沸き上げて貯えた湯で、電力調整の実施期間後（例えば日没後）に需要家１３が使用する湯量が賄われる範囲内で沸き上げスケジュールを変更する。よって、実施期間中に貯湯式給湯装置２３の沸き上げに使用された電力は無駄なく活用される。

≪電力調整に係る調整量の配分例≫
図３に示す調整量配分部３６あるいは図４に示す調整量配分部４６が電力調整に係る調整量を決定する具体例について述べる。調整量配分部３６あるいは４６が各需要家に対する調整量を決定するいくつかの手法が考えられる。なお、一例として実施期間が３０分を一単位として何単位かの連続した期間として指定される場合に、調整指令は実施期間中の需給バランスの変動に応じて一例として５分単位で必要に応じて更新される。言い換えると、調整量は５分単位で更新され得る。

第１の態様として、調整量配分部３６あるいは４６が、各需要家が有する小規模太陽光発電装置２１の発電能力に応じて調整量を配分することが考えられる。大きな発電能力の小規模太陽光発電装置２１は、小さな発電能力の小規模太陽光発電装置２１よりも実施期間中により多くの電力を生成すると予測されるので、それに見合うように大きな発電能力の小規模太陽光発電装置２１を有する需要家により多くの調整量を配分する。

第２の態様として、実施期間中に予想される、あるいは実際に実施される各需要家の逆潮流の有無あるいは逆潮流電力の大きさに応じて需要家の調整量を配分することが考えられる。需要家から電力系統への逆潮流電力は、需要家１３の小規模太陽光発電装置２１が発電した電力である。その電力を抑制すれば、太陽光発電施設１７に代わって需要家１３の小規模太陽光発電装置２１が電力調整を行ったといえる。即ち、太陽光発電施設１７の出力制御を代理したといえる。

さらに、第３の態様として蓄電装置２２を電力調整に適用する場合に調整量配分部３６あるいは４６が、各需要家の実施期間後の電力消費量の大きさに応じて調整量を決定し配分することが考えられる。これは、電力調整で蓄電装置２２に蓄えた電力を実施期間後に需要家１３が消費することを前提として無駄なく電力を使用するためである。実施期間後の電力消費量が大きい需要家は、大きな調整量を割り当てたとしても無駄なく使用できる可能性が高い。なお、実施期間後の一例は、日没後であるが、実施期間後の時間帯であればよい。実施期間後の発電量を上回る電力消費量の大きさに応じて調整量を決定して配分してもよい。

また、第４の態様として蓄電装置２２を電力調整に適用する場合に調整量配分部３６あるいは４６が、電力調整の実施期間中に予測される蓄電装置２２の空き容量の大きさに応じて調整量を決定し配分することが考えられる。予測される空き容量は、蓄電装置２２を電力調整に適用できる容量といえるので、実施期間中により大きな空き容量が予測される需要家１３により大きな調整量を割り当てる考え方である。その場合、当初は電力調整の実施時間前に充電する予定であった電力の蓄電スケジュールを、履歴を参照して可能と判断できる範囲で電力調整の実施期間中にシフトさせることで、当初の蓄電スケジュールよりも空き容量を増やすようにしてもよい。

またさらに、第５の態様として蓄電装置２２を電力調整に適用する場合に電力調整への対応を目的とする専用の容量（空き容量）のユーザによる設定を制御装置２４が受け付け、蓄電装置２２に設定に応じたその空き容量を確保しておくことが考えられる。調整量配分部３６あるいは４６が、そのようにして確保された空き容量の大きさに応じて調整量を決定し配分する。確保された空き容量は、蓄電装置２２を電力調整に適用できる容量といえるので、電力調整用により大きな空き容量を確保している需要家１３により大きな調整量を割り当てる考え方である。

第６の態様として、貯湯式給湯装置２３を電力調整に適用する場合に次のように調整量配分部３６あるいは４６が調整量の配分を決定して割り当てる手法が考えられる。貯湯式給湯装置２３を電力調整に適用する場合、当初は電力調整の実施時間前に沸き上げて貯える予定であった湯量の沸き上げスケジュールを、履歴を参照して湯量が不足しないと判断できる範囲で電力調整の実施期間中にシフトさせる。そうすることで、電力調整の実施期間中に小規模太陽光発電装置２１が発電する電力の少なくとも一部を湯の沸き上げに使用する。沸き上げを実施期間中へシフトさせた分に相当する消費電力の大きさを算出し、シフト分の消費電力の大きさに応じて調整量を決定し配分する。シフト分の消費電力の大きさは、貯湯式給湯装置２３を適用して対処可能な電力調整の容量といえる。

≪電力調整への対価≫
上述の電力調整に対し、インセンティブを付けた方がより電力の活用が促進される。そのインセンティブの原資としては、出力制御に係る電力が活用されることで電力系統全体としては火力発電の発電量を削減することができる。そこで、削減された火力発電の電力量に相当する分の燃料費や温室効果ガス削減対策の費用をインセンティブの原資に充当することが考えられ、それら効果を計測し、電力調整した電力量と紐づけることにより価値をユーザに還元することも可能である。電力調整した電力量は、たとえば、実施期間中に充電した電力量や消費した電力量である。蓄電装置２２を電力調整に適用する場合、実施期間中に充電した電力量は、逆潮流を控えた電力量に相当する。そのため、実施期間中に充電した電力量に基づいて、インセンティブを付与してもよい。また、貯湯式給湯装置２３を電力調整に適用する場合、実施期間中に、消費電力が発電電力を上回り、買電が発生することがある。買電が発生すれば、ユーザにとって経済的損失となる。そのため、実施期間中の買電を補償するためのインセンティブを付与してもよい。または、実施期間中の貯湯式給湯装置２３の電力消費量に基づいて、インセンティブを付与してもよい。この場合、インセンティブが付与されるため、買電が発生するリスクを気にせず、貯湯式給湯装置２３を電力調整に適用することができる。

以上に述べたように、
（i）この発明による電力制御装置は、電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかと、を有する複数の需要家に電力調整を行わせる電力制御装置であって、前記電力系統に連系する太陽光発電施設に代わって出力を抑制すべき調整指令を取得する調整指令取得部と、前記調整指令に見合うように各需要家の調整量の配分を決定する調整量配分部と、決定された調整量に応じて各需要家に前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御させる電力調整部と、を備えることを特徴とする。

この発明において、太陽光発電施設が連系する電力系統の電力需給は、コーディネータが管理している。電力系統において電力需給を管理するコーディネータは、電力系統における電力の需給バランスを管理し、その調整に係る調整指令を送る者である。その具体的な態様として、例えば、電力系統の送配電を運用する送配電事業者が挙げられる。前述の実施形態におけるアグリゲーションコーディネータは、この発明のコーディネータに相当する。

また、電力系統に連系する太陽光発電施設は、コーディネータが電力需給を管理する電力系統に連系する太陽光発電施設である。太陽光発電施設の発電能力は、需要家の太陽光発電装置の発電能力よりも大きく、複数の需要家の太陽光発電装置の発電能力に相当する発電能力を有する。太陽光発電施設は、出力制御の対象となり得る、法令で定められた所定値（一例で１０ｋＷ）以上の発電能力を有する発電施設である。その具体的な態様として、例えば、所定値以上の発電能力を有する太陽光発電装置が挙げられる。前述の実施形態における太陽光発電施設１７（小規模太陽光発電装置２１でない）は、この発明における電力系統に連系する太陽光発電施設に相当する。
さらにまた、調整指令は、電力系統において電力需給を管理するコーディネータから需要家の電力調整により代理制御を実施するサービス提供者へ、管理対象の太陽光発電施設に対する出力制御に見合った電力を抑制するように送られる指令である。また、その指令を受けたサービス提供者から小規模太陽光発電装置を有する複数の需要家に送られる電力調整に係る指令である。

各需要家の前記太陽光発電装置の発電能力は、太陽光発電施設の発電能力より小さい。各需要家の前記太陽光発電装置は、出力制御の対象とならない、法令で定められた所定値（一例で１０ｋＷ）未満の発電能力を有する太陽光発電装置が主として想定される。その具体的な態様として、例えば、家庭用の太陽光発電装置が挙げられる。前述の実施形態における小規模太陽光発電装置２１は、この発明における各需要家が有する太陽光発電装置に相当する。
また、調整量は、前述の調整指令に関連してそれぞれの需要家が電力調整すべき電力量またはその合計である。

さらにまた、蓄電装置は、各需要家が有する蓄電装置であって、蓄電池と蓄電池の充放電を制御する制御装置を含む。蓄電装置は、小規模太陽光発電装置や電力系統から供給される電力を蓄えて各需要家の電力負荷または電力系統へ出力するものである。蓄電池への充電は、電力負荷の一種といえる。何時どれだけ蓄電池を充電し蓄えた電力を出力するかのスケジュール（蓄電スケジュール）の制御が可能である。電力調整では、蓄電池を充電する時間帯を当初のスケジュールから電力調整の実施期間にシフトさせて小規模太陽光発電装置の発電電力を蓄電池の充電に使用し、電力調整に充当することが可能である。蓄電池に充電された電力は必要に応じて電力負荷に供給されるので、電力調整に充当された電力は有効に使用される。なお、蓄電装置は、前述の実施形態における需要家１３の電力制御システムに含まれる。

貯湯式給湯装置は、ヒートポンプ技術等を使用して電力により湯を沸き上げて蓄えておき、必要に応じて給湯する装置であって、電力負荷の一種といえる。何時どれだけ湯を沸き上げるかのスケジュール（沸き上げスケジュール）の制御が可能である。電力調整では、沸き上げを行う時間帯を当初のスケジュールから電力調整の実施期間にシフトさせて小規模太陽光発電装置の発電電力を沸き上げに使用し、電力調整に充当することが可能である。沸き上げた湯は必要に応じて使用されるので、沸き直しの必要がなければ電力調整に充当された電力は有効に使用される。なお、貯湯式給湯装置は、前述の実施形態における需要家１３の電力制御システムに含まれる。

この発明に係る電力調整は、電力系統における電力の需給バランスの維持と電力の有効活用に有効である。電力調整による代理制御と別に電力需給のバランスを維持する手法として、例えば電力価格を電力需給のバランス状況に応じて変えることも考えられる。例えば、日中の時間帯の電力を安くすれば、経済的な合理性から日中の時間帯に各需要家が小規模太陽光発電装置で発電された電力を蓄電池に蓄えるように誘導できる。しかし、電力価格だけで電力の需給バランスを維持しようとしても、電力系統における全体の電力使用量を正確に推定して誘導することは難しい。言い換えると、電力価格による誘導だけで電力の需給バランスが崩れて停電が発生するリスクを回避できるとは言い難い。

さらに、電力系統における電力の需給バランスを維持する別の手法として、三次調整力（電力の広域調達市場）が準備されている。例えば、電力供給が電力需要を上回る地域から電力需要が電力供給を上回る地域へ、広域的に電力を融通することで、各地域における電力の需給バランスを調整する仕組みである。再生可能エネルギーによる発電の予測誤差に対応する手法として準備されている。しかし、大量の余剰電力が発生する状況では電力の市場価格が低い。結果的に余剰となった電力であってもその買い取りにコストがかかっており、その余剰電力を電力が不足している地域へ低い価格で売電できたとしても、採算の観点からすると厳しい側面がある。

さらに、この発明の好ましい態様について説明する。
（ii）前記電力調整部は、前記電力調整の実施期間中に前記太陽光発電装置が生成する電力で前記蓄電装置に充電制御を行わせるかまたは前記貯湯式給湯装置に沸き上げ制御を行わせるようにしてもよい。
この態様によれば、需要家が有する太陽光発電装置が小規模であってもそれらの需要家が有する複数の太陽光発電装置が電力調整の実施期間中に生成する電力で、需要家の蓄電池を充電制御しまたは貯湯式給湯装置の沸き上げ制御を行わせ、それらをまとめて制御することによって出力制御に見合った調整量を得ることができる。需要家は、電力調整の実施期間中に蓄電池に蓄えた電力や貯湯式給湯装置が沸き上げた湯を実施期間後（例えば日没後）に使用できるため、太陽光発電装置が電力調整の実施期間中に生成した電力は活用される。

（iii）前記調整量配分部は、前記電力調整の実施期間中に前記太陽光発電装置によって発電された電力が前記電力系統へ逆潮流される需要家に対して、その逆潮流電力がゼロまたは所定値以下に抑制されるように調整量を配分してもよい。
この態様によれば、調整量配分部は、電力調整の実施期間中に逆潮流が発生する各需要家を対象に逆潮流がなくなるかまたは逆潮流電力が所定値以下になるように調整量の配分を決定できる。

（iv）前記調整量配分部は、各需要家が有する前記太陽光発電装置の発電能力の大きさに応じて調整量を配分してもよい。
この態様によれば、調整量配分部は、各需要家の太陽光発電装置の発電能力の大きさに応じて調整量の配分を決定できる。

（v）前記調整量配分部は、前記蓄電装置を有する各需要家の蓄電装置に、前記電力調整の実施期間中に蓄え得る容量の予測値を事前に取得し、取得された前記容量の予測値に基づいて各需要家に対する調整量の配分を決定してもよい。
この態様によれば、調整量配分部は、電力調整が実施される前に各需要家の蓄電装置に、実施期間中に蓄え得る容量の予測値を取得し、その大きさに応じて各需要家に対する調整量の配分を決定できる。

（vi）需要家の時間帯毎の前記蓄電装置の充放電制御、前記貯湯式給湯装置の沸き上げ制御の少なくとも何れかの制御に係る履歴を取得する履歴取得部をさらに備え、前記電力調整部は、前記履歴取得部により取得された履歴を参照して、前記電力調整の実施期間前の前記蓄電装置の充電制御、前記貯湯式給湯装置の湯の沸き上げ制御の少なくとも何れかを前記電力調整の実施期間にシフトさせるように制御し、前記調整量配分部は、そのシフトによって前記電力調整の実施期間中に増加する電力需要の大きさに基づいて各需要家に対する調整量の配分を決定してもよい。
この態様によれば、調整量配分部は、前記出力制御が実施される前の夜間の電力需要を前記実施期間にシフトさせることによって実施期間中に増加する電力需要の大きさに基づいて各需要家に対する調整量の配分を決定できる。

（vii）前記調整量配分部は、前記貯湯式給湯装置を有する各需要家の貯湯式給湯装置が、前記電力調整の実施期間において沸き上げに使用し得る電力量の予測値を事前に取得し、各需要家から取得された予測値に基づいて各需要家に対する調整量の配分を決定してもよい。
この態様によれば、調整量配分部は、電力調整が実施される前に各需要家の貯湯式給湯装置が、実施期間中に沸き上げに使用し得る電力量の予測値を取得し、その大きさに応じて各需要家に対する調整量の配分を決定できる。

（viii）各需要家は、前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御する制御装置を備えており、前記電力調整部は、前記制御装置に前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御させるようにしてもよい。
この態様によれば、調整量配分部は、各需要家が有する蓄電装置と貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御する制御装置とやり取りすることによって、決定された調整量に応じて各需要家に電力を自家消費させる電力調整を実現できる。

（ix）この発明の一態様は、電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかと、を有する需要家の電力制御システムであって、前記電力系統に連系する太陽光発電施設に代わって出力を抑制すべき調整指令に基づいて決定された前記需要家の電力調整に係る調整量を取得し、前記調整量に応じて前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御することにより前記電力調整する電力制御システムを含む。

（x）この発明の一態様は、電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかと、を有する複数の需要家に電力調整を行わせる電力制御装置が、前記電力系統において電力需給を管理するコーディネータから管理対象の太陽光発電施設に代わって出力を抑制すべき調整指令を取得するステップと、前記調整指令に見合うように各需要家の前記太陽光発電装置の電力調整に係る調整量の配分を決定するステップと、決定された調整量に応じて各需要家に前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御させるステップと、を備える電力制御方法を含む。

（xi）また、この発明の一態様は、電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかと、を有する複数の需要家に電力調整を行わせる電力制御装置と、前記電力制御装置に調整量を割り当てる調整指令装置と、を備える電力制御システムであって、前記調整指令装置は、前記電力系統に連系する太陽光発電施設に代わって出力を抑制すべき調整量を含む調整指令を前記電力制御装置に送り、前記電力制御装置は、前記調整指令を取得する調整指令取得部と、前記調整指令に見合うように各需要家の調整量の配分を決定する調整量配分部と、決定された調整量に応じて各需要家に前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御させる電力調整部と、を備える電力制御システムを含む。この発明による調整指令装置は、例えば上述の実施の形態２におけるリソースサーバに相当する。

この発明の態様には、上述した複数の態様のうちの何れかを組み合わせたものも含まれる。
前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記変形例のすべてが含まれるべきである。

１０：アグリゲーションコーディネータ、 １１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ：リソースサーバ、 １２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ：ＨＥＭＳサーバ、 １３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ：需要家、 １７：太陽光発電施設、 ２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ：小規模太陽光発電装置、 ２２，２２Ａ，２２Ｂ：蓄電装置、 ２３，２３Ｂ，２３Ｃ：貯湯式給湯装置、 ２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ：制御装置、 ３１，４１：サーバ制御部、 ３２，４２：データ記憶部、 ３３，４３：通信回路、 ３５，４５：調整指令取得部、 ３６，４６：調整量配分部、 ３７，４７：電力調整部、 ３８，４８：履歴取得部、 ３９，４９：履歴格納部

Claims (10)

1. 電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかと、を有する複数の需要家に電力調整を行わせる電力制御装置であって、
   前記電力系統において電力需給を管理するアグリゲーションコーディネータから、前記電力系統に連系する太陽光発電施設に対する出力抑制の要請量を各需要家の電力調整で代替するための調整指令を取得する調整指令取得部と、
   前記調整指令に見合うように各需要家が前記電力調整の実施期間中に自家消費として前記蓄電装置の充電、前記貯湯式給湯装置の沸き上げ、の少なくとも何れかにより吸収すべき電力量である調整量を需要家毎に決定して配分する調整量配分部と、
   決定された調整量に応じて各需要家に前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御させ、各需要家の前記太陽光発電装置から前記電力系統への逆潮流電力がゼロまたは所定値以下になるように抑制する電力調整部と、を備える電力制御装置。
2. 前記電力調整部は、前記電力調整の実施期間中に前記太陽光発電装置が生成する電力で前記蓄電装置に充電制御を行わせるかまたは前記貯湯式給湯装置に沸き上げ制御を行わせる請求項１に記載の電力制御装置。
3. 前記調整量配分部は、各需要家が有する前記太陽光発電装置の発電能力の大きさに応じて調整量を配分する請求項１に記載の電力制御装置。
4. 前記調整量配分部は、前記蓄電装置を有する各需要家の蓄電装置に、前記電力調整の実施期間中に蓄え得る容量の予測値を事前に取得し、取得された前記容量の予測値に基づいて各需要家に対する調整量の配分を決定する請求項１に記載の電力制御装置。
5. 各需要家の時間帯毎の前記蓄電装置の充放電制御、前記貯湯式給湯装置の沸き上げ制御の少なくとも何れかの制御に係る履歴を取得する履歴取得部をさらに備え、
   前記電力調整部は、前記履歴取得部により取得された履歴を参照して、前記電力調整の実施期間前の前記蓄電装置の充電制御、前記貯湯式給湯装置の湯の沸き上げ制御の少なくとも何れかを前記電力調整の実施期間にシフトさせるように制御し、
   前記調整量配分部は、そのシフトによって前記電力調整の実施期間中に増加する電力需要の大きさに基づいて各需要家に対する調整量の配分を決定する請求項１に記載の電力制御装置。
6. 前記調整量配分部は、前記貯湯式給湯装置を有する各需要家の貯湯式給湯装置が、前記電力調整の実施期間において沸き上げに使用し得る電力量の予測値を事前に取得し、各需要家から取得された予測値に基づいて各需要家に対する調整量の配分を決定する請求項１に記載の電力制御装置。
7. 各需要家は、前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御する制御装置を備えており、
   前記電力調整部は、前記制御装置に前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御させる請求項１に記載の電力制御装置。
8. 電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかと、を有する需要家の電力制御システムであって、
   前記電力系統において電力需給を管理するアグリゲーションコーディネータから、前記電力系統に連系する太陽光発電施設に対する出力抑制の要請量を需要家側の電力調整で代替するための調整指令に基づいて決定された前記需要家の電力調整に係る調整量を取得し、
   前記調整量に応じて前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御することにより、前記需要家の前記太陽光発電装置から前記電力系統への逆潮流電力がゼロまたは所定値以下になるように抑制する電力制御システム。
9. 電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかと、を有する複数の需要家に電力調整を行わせる電力制御装置が、
   前記電力系統に連系する太陽光発電施設に代わって出力を抑制すべき調整指令を取得するステップと、
   前記調整指令に見合うように各需要家が前記電力調整の実施期間中に自家消費として前記蓄電装置の充電、前記貯湯式給湯装置の沸き上げ、の少なくとも何れかにより吸収すべき電力量である調整量を需要家毎に決定して配分する決定するステップと、
   決定された調整量に応じて各需要家に前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御させるステップと、を備える電力制御方法。
10. 電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかと、を有する複数の需要家に電力調整を行わせる電力制御装置と、
    前記電力制御装置に調整指令を与える調整指令装置と、
    を備える電力制御システムであって、
    前記調整指令装置は、前記電力系統において電力需給を管理するアグリゲーションコーディネータからの指令であって、前記電力系統に連系する太陽光発電施設に対する出力抑制の要請量を各需要家の電力調整で代替するための調整指令を前記電力制御装置に送り、
    前記電力制御装置は、前記調整指令を取得する調整指令取得部と、
    前記調整指令に見合うように各需要家が前記電力調整の実施期間中に自家消費として前記蓄電装置の充電、前記貯湯式給湯装置の沸き上げ、の少なくとも何れかにより吸収すべき電力量である調整量を需要家毎に決定して配分する調整量配分部と、
    決定された調整量に応じて各需要家に前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御させ、各需要家の前記太陽光発電装置から前記電力系統への逆潮流電力がゼロまたは所定値以下になるように抑制させる電力調整部と、を備える電力制御システム。