JP2013240154A - 電力需給調整装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】総需要を平滑化する需要平滑化による電力需給調整装置及びその方法を提供する。
【解決手段】需要家を需要パターングループに分類し、需要パターングループ毎の電力使用量を記憶する需要家情報ＤＢを備える。需要パターングループ毎の過去の需要量の削減指示に対する削減割合を記憶する削減指示反応ＤＢを備える。これらのＤＢに基づいて削減指示が出た際の需要家の電力需要量を予測する電力需要量予測部を備える。電力使用量に基づいてグリッド内への電力の供給量を算出する電力供給量算出部を備える。電力供給量算出部で算出した供給量と電力使用量予測部とで予測した電力需要量から超過需要量を算出する電力供給差分産出部を備える。超過需要量を削減するために、需要量の削減指示を行う各需要パターングループの需要量を調整する需要調整部を備える。調整した需要量に対応する電力量を供給するように需要家に削減指示を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、一定の電力供給を維持する目的で需要量を平滑化させることにより需要量を制御する電力需給調整方法及びその方法に関する。

従来の電力供給システムにおいては、季節毎、時々刻々と変化する需要量にあわせて、供給の前日から数分前まで発電所単位や個々の発電機の出力調整などにより出力供給量を緻密に調整する。このシステムにおいては、需要量の充足を最重要とすることから、必ずしも本来の燃料消費効率を最大化する運用を実施しないため、経済性や環境性の観点からは最良の方法であるとは言えない。経済性および環境性低減の観点からは、一定出力のもとで最小コスト・環境負荷排出を達成するA-USC（Advanced Ultra-Supercritical）等に代表される高効率火力発電、CCS（Carbon Capture and Storage）あるいは調整能力は低いもののCO2排出量が低い原子力発電や水力発電を供給電力源として有するコミュニティを構築することが効果的である。しかしこの場合には、コミュニティ内の電力需要の時間変動を最小範囲に抑制することが必須となり、需要変動を最小化する需要家の選定や運用方法が必要となる。

電力変動の最小化の関連特許として特許文献１、２などがある。電力逼迫時の電力負荷の平準化のための方法と契約システムに関する特許文献１、割引サービスにより需要家の電力負荷平準化意識を高揚させるシステムに関する特許文献２は、両方とも既存の需要家の消費パターンの調整を扱うことから、コミュニティ構築の方法に関する内容は含まれていない。また、蓄電装置を用いて不可平準化を達成するシステムについては特許文献３をはじめ多数提案されている。しかし、需要家側に分散的に配置された蓄電設備と電力供給側のコントロール化で配置された蓄電設備を統合的に制御するシステム全体を扱う内容になっていない。

他方、環境負荷の少ない時間帯に需要を誘導するシステムに関する特許文献４がある。この特許は需要家の使用量をエコポイントの発行により調整するものであるが、一定出力の利点を活かした環境性の向上を狙っていない。

特開２００５−１０７９０１号公報 特開２００８−１６０９０２号公報

上述のように、これまでも電力負荷平準化方法に関する特許の提案がある。しかしその際に、コミュニティ内の需要家の選定や蓄電設備の運用計画に関する方法は提案されていない。

本発明の実施形態は以上の問題点を解決するために提案されたものであり、需要家の時系列の電力消費パターンのデータを収集・分析するデータ管理システムを配置する。ここからのデータに基づき、需要逼迫時に該当するグループに対し制限指令等による制御を行ったり、需要が想定外の動きを見せた際に経済・環境性能を損ねない範囲で蓄電を行うことで総需要を平滑化する需要平滑化による電力需給調整装置及びその方法を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明の実施形態の電力需給調整装置は、次の様な特徴を有する。
（１）需要家を電力使用状況に基づいて需要パターングループに分類し、その需要パターングループ毎の過去の電力需要量を記憶する需要家情報データベースを備える。
（２）前記需要パターングループ毎の過去の需要量の削減指示に対する削減割合を記憶する削減指示反応データベースを備える。
（３）これらのデータベースに基づいて削減指示が出た際の需要家の電力需要量を予測する電力需要量予測部を備える。
（４）前記電力需要量に基づいてグリッド内への電力の供給量を算出する電力供給量算出部を備える。
（５）前記電力供給量算出部で算出した電力の供給量と前記電力需要量予測部とで予測した電力需要量との差分から前記供給量を超過する電力需要量を超過需要量として算出する電力供給差分産出部を備える。
（６）前記超過需要量を削減するために、需要パターングループ毎に対して需要量の削減指示を行うことにより、各需要パターングループの重要量を調整する需要調整部を備える。
（７）前記需要調整部で調整した需要量に対応する需要量を削減するように需要家に削減指示を出力する指令部を備える。

第１の実施形態における電力需給調整装置を示すブロック図である。 第１の実施形態における需要家情報データベースの一例を示す図である。 第１の実施形態における超過量算出方法の一例を示す図である。 第１の実施形態における需要量の削減を指示する需要パターングループ及び削減指示量の一例を示す図である。 第１の実施形態における電力需給調整装置の動作を示すフローチャートである。グループ 第２の実施形態における電力需給調整装置を示すブロック図である。 第２の実施形態における需要家情報データベースの一例を示す図である。 第２の実施形態における需要家情報データベースの一例を示す図である。 第２の実施形態における電力需給調整装置の動作を示すフローチャートである。 第３の実施形態における電力需給調整装置を示すブロック図である。 第３の実施形態における蓄電設備の監視の結果を示す図である。 第３の実施形態における電力需給調整装置の動作を示すフローチャートである。 第４の実施形態における電力需給調整装置を示すブロック図である。 第４の実施形態における電力需給調整装置の動作を示すフローチャートである。 第５の実施形態における電力需給調整装置を示すブロック図である。 第５の実施形態における電力需給調整装置の動作を示すフローチャートである。 第６の実施形態における電力需給調整装置を示すブロック図である。 第６の実施形態における電力需給調整装置の動作を示すフローチャートである。 第７の実施形態における電力需給調整装置を示すブロック図である。 第７の実施形態における電力需給調整装置の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態の電力需給調整装置について、図１〜２０を参照して具体的に説明する。

１．第１の実施形態
［１．構成］
第１の実施形態に係る電力需給調整装置を図１を参照しつつ、詳細に説明する。図１は、
本実施形態に係る電力需給調整装置を示すブロック図である。

図１に示すように、電力需給調整装置は、需要家の電力使用状況に関するデータを収集する需要家データ管理部１０、収集した情報に基づいて需要を平滑化するように各需要家の出力消費量を算出する需要平滑化設定部２０、及び、算出した供給量に基づいて各需要家に需要量の削減指示を出す指令部３０とから構成する。

（需要家データ管理部１０）
需要家データ管理部１０は、需要家の電力使用状況に関するデータを収集するために、需要家情報データベース（以下、需要家情報ＤＢ）１１、電力需要量予測部１２、及び、削減指示反応データベース１３が設けられる。

需要家情報ＤＢ１１は、グリッド内で電力を消費する需要者を需要パターングループ毎に分類し、その需要パターン、最大需要量、契約電力、及びカテゴリを記録したデータベースである。需要パターンとは、需要家の消費電力である電力需要量の時間による推移を示したパターンであり、需要パターングループとは、その需要パターンが類似する需要家を１つのグループとするものである。この需要パターンは、季節や曜日別に過去の実績を収集し、その電力需要量の推移を基準とすることもできる。最大需要量とは、需要パターンにおける最大の電力需要量を示すものである。契約電力は、需要家が契約している電力量及び時間別料金体系情報等である。カテゴリとは、電力需要量及び需要パターンとに基づいて分類した際のカテゴリである。この需要家情報ＤＢ１１は、電力需要量予測部１２と接続され、電力需要量予測部１２は、需要家情報ＤＢ１１の内容を参照可能とする。

図２は、需要家情報ＤＢ１１において、電力の需要対象である需要家を需要パターン及び電力需要量ごとにグループ分けした場合の一例を示す図である。図２は、需要量及び需要パターンに応じて需要家１〜６を分類したものである。需要量の分類としては、企業であるか一般家庭であるかにより、需要量が「大口」であるのか、「一般」であるかを分類する。すなわち、需要量「大口」の需要家１〜３は企業であり、需要量「一般」の需要家４〜６は一般家庭である。

また、需要パターンの分類としては、需要家１〜６の需要量のピークがどの時間帯にあるのかにより、「日中グループ」「夜間グループ」「一定グループ」とに分類する。すなわち、需要家１の需要パターンは、需要量が「大口」であり、図２に示すように、日中の需要量が多く、夜間の需要量が少ない。このような需要パターンをとる需要家は、商業施設や公共施設などに代表される需要家である。しかも、営業時間などの関係から需要量のシフトが困難であるため「日中グループ」と分類する。

需要家２の需要パターンは、需要量が「大口」であり、日中の需要量が少なく、夜間の需要量が多い。このような需要パターンをとる需要家は、生産・製造業などに代表される需要対象である。これらの生産・製造業などでは、需要量が多くなる操業時間を電気料金が安い夜間にシフトさせることが可能である。このような夜間の需要量のピークをシフトした重要対象は「夜間グループ」と分類する。

需要家３の需要パターンは、需要量が「大口」であり、日中の需要量と夜間の需要量の差が少なく、特に需要量のピークがない。言い換えれば、常に一定の電力を消費することが必要となる需要対象である。このような需要パターンをとる需要家は、病院・サービス業などに代表される需要対象である。このような常に一定な需要量を必要とする需要家は「一定グループ」と分類する。

需要家４の需要パターンは、需要量が「一般」であり、日中の需要量が多く、夜間の需要量が少ない。このような需要パターンをとる需要家は、在宅勤務の家庭や多人数の家庭に代表される需要対象である。このような需要パターンをとる需要家は、これらの在宅勤務の家庭や多人数の家庭では、基本的には日中は在宅としていることが多く、家庭内で多電力を消費するために、日中に需要量か多くなるために「日中グループ」と区分される。需要家１の需要量が「大口」である「日中グループ」と別の需要パターンとして区別する場合には、需要家４の需要パターンを「Ａグループ」としても良い。

需要家５の需要パターンは、需要量が「一般」であり、日中の需要量と夜間の需要量の差が少なく、特に需要量のピークがない。言い換えれば、常に一定の電力を消費することが必要となる需要家である。このような需要パターンをとる需要家は、専業主婦、高齢者、未就学児童家庭、少人数・単一世代の家庭に代表される需要対象である。これらの家庭では、基線的には日中は在宅としていることが多いが、家庭内での電力消費は少ない。そのため、日中と夜間との需要量の差は少なく需要パターンとしては「一定グループ」と分類される。需要家３の需要量が「大口」である「一定グループ」と別の需要パターンとして区別する場合には、需要家４の需要パターンを「Ｂグループ」としても良い。

需要家６の需要パターンは、需要量が「一般」であり、日中の需要量が少なく、夜間の需要量が多い。このような需要パターンをとる需要家は、共働き家庭、就学児童家庭、多人数・多世代の家庭に代表される需要対象である。これらの家庭では、基線的には日中は不在としており日中の電力消費は少ない。逆に夜間は、在宅しており消費電力は多くなる。そのため、夜間の需要量が多いい「夜間グループ」と区分される。需要家２の需要量が「大口」である「夜間グループ」と別の需要パターンとして区別する場合には、需要家６の需要パターンを「Ｃグループ」としても良い。

削減指示反応データペース（以下、削減指示反応ＤＢ）１３は、過去の削減指示に対する需要パターングループ毎の需要量の削減割合を収集したものを記憶するデータベースである。削減指示反応ＤＢ１３には、削減指示が出された際に、それぞれの需要パターングループに所属する需要家が削減指示にどれくらい従ったのかの情報を履歴として記憶される。この削減指示反応ＤＢ１３は、電力需要量予測部１２と接続され、電力需要量予測部１２での電力量の予測時に、過去の削減指示の際の電力量を反映させることができる。

電力需要量予測部１２は、需要家情報ＤＢ１１及び削減指示反応ＤＢ１３と接続される。電力需要量予測部１２は、需要家情報ＤＢ１１及び／または削減指示反応ＤＢ１３に基づいて、グリッド内の需要家の電力需要量を予測し、予測電力需要量１２ａとして出力する。

グリッド内の需要家の電力需要量の予測は、需要パターングループ毎に行い、需要パターングループの需要量の合計がグリッド内の需要量とする。予測の方法は、種々の方法を採用することができる。一例としては、需要量を予測する時点における過去の需要量を需要家情報ＤＢ１１から抽出し、その抽出した需要量に基づいて予測をすべき時点の需要の予測を行う。需要量を予測する時点とは、適宜設定することができるが、所定の時間としても良い。すなわち、１時間当たりの需要量や、１日を複数の時間帯に分けてその時間帯当たりの需要量を予測しても良い。この時間帯としては、詳細な予測を行いたい時間帯では間隔を短く設定し、他の時間帯では間隔を長く設定することもできる。また、需要量の予測を連続して行い、その予測結果を予測需要曲線とすることができる。この予測結果及び／または予測需要曲線は、予測電力需要量１２ａとして出力される。

グリッド内の需要家の電力需要量の予測としては、削減指示反応ＤＢ１３に記憶された削減指示を受けた際の需要家の需要量に基づき予測することもできる。削減指示反応ＤＢ１３に基づいた予測も、需要パターングループ毎に行い、需要パターングループの需要量の合計が削減指示を受けた際のグリッド内の需要量とし、その需要量に基づいて予測電力需要量１２ａを予測する。

（需要平滑化設定部２０）
需要平滑化設定部２０は、予測電力需要量１２ａに基づいて需要家の需要量の平滑化するために、供給曲線算出部２１、需要供給差分算出部２２、需要調整部２３が設けられる。

供給曲線算出部２１は電力需要量予測部１２と接続され、予測電力需要量１２ａに基づいてグリッド内へ予定する電力の供給量を算出し、予定電力供給量２１ａとする。算出する供給量は、
(1)経済性と環境性の観点から可能な限り低い供給量
(2)需要側の利便性の観点から適切な供給量
を予測電力需要量１２ａから算出する。時間帯別に複数の供給量を算出し、異なる時間帯の供給量を繋ぐ曲線を算出し、この曲線を供給曲線とする。供給量の算出は、需要量の平滑化、発電効率、環境負荷の観点から異なる時間帯において、供給量の値に大きなばらつきが生じないように算出し、一定となる供給曲線となるように供給量を算出することもできる。供給曲線算出部２１は、この供給曲線を予定電力供給量２１ａとして出力する。また、予定電力供給量２１ａの算出に使用した予測電力需要量１２ａも出力する。

需要供給差分算出部２２は、供給曲線算出部２１と接続され、予定電力供給量２１ａと予測電力需要量１２ａとに基づいて超過量２２ａを算出する。超過量２２ａの算出は、予定電力供給量２１ａと予測電力需要量１２ａとの差分から導き出す。超過量２２ａは、時間当たりの超過量や、１日を複数の時間帯に分けてその時間帯当たりの超過量を算出しても良い。この超過量２２ａとしては、予測電力需要量１２ａの変動が短時間に起こると見込まれる場合には時間帯の間隔を短く設定し、他の時間帯では間隔を長く設定することもできる。需要供給差分算出部２２は、算出した結果を超過量２２ａとして出力する。

図３は、超過量算出方法の一例を示す図である。図３（ａ）は、予測電力需要量１２ａから算出した予測需要量曲線と、予定電力供給量２１ａである予定供給曲線とを示したグラフ図である。図３（ａ）において、１２時から１８時の間で予測需要量曲線が予定電力供給曲線を上回ることがわかる。図３（ｂ）は、１日を「０時〜１２時」、「１２時〜１４時」、「１４時〜１６時」、「１６時〜１８時」、「１８時〜２４時」の５つの時間帯に分けてそれぞれの時間帯における超過量の算出結果である。図３（ｂ）に示すように、それぞれの時間帯で、超過量を算出すると、「０時〜１２時」では、超過量は０、「１２時〜１４時」では、超過量は１０、「１４時〜１６時」では、超過量は２０、「１６時〜１８時」では、超過量は１０、「１８時〜２４時」では、超過量は０となる。

需要調整部２３は、需要家情報ＤＢ１１と需要供給差分算出部２２とに接続され、需要供給差分算出部２２で算出した超過量２２ａと、需要家情報ＤＢ１１に記憶された情報に基づいて、需要量の削減を指示する需要パターングループ及び削減指示量を決定する。需要調整部２３において、決定した需要量の削減を指示する需要パターングループ及び削減指示量は、需要調整結果２３ａとして出力される。

需要量の削減の指示とは、削減の指示が出された時間帯の電力需要量を削減する指示である。この指示に加えて、削減した分の電力量を他の時間帯で代替使用しない指示や、削減した分の電力を代替使用する時間帯を指定する指示や、削減時に使用する機器やその機器を使用する時間帯をしていた指示もすることができる。

需要量の削減を指示する需要パターングループを決定する方法としては、種々の方法をとることができるが、一例としては、需要量の削減を指示する時間帯における需要量が多い需要パターングループに対して需要量の削減を指示する。需要量が多い需要パターングループは、削減できる需要量が多いのに対して、重要量の削減を指示する時間帯における需要量が少ない需要パターングループに対して需要量の削減の指示をしても、削減できる需要量は限られるためである。また、削減指示量を決定する方法は、需要量の削減を指示する時間帯における需要量に基づいて、削減指示量を決定する。すなわち、需要量の削減を指示する時間帯における需要量の所定の割合を削減指示量とすることができる。需要調整部２３で決定した、需要量の削減を指示する需要パターングループ及び削減指示量は、需要調整結果２３ａとして出力される。

図４は、需要調整部２３で決定した需要量の削減を指示する需要パターングループ及び削減指示量の一例を示す図である。図４では、各時間帯における予定電力供給量２１ａと予測電力需要量１２ａの超過量は、「０時〜１２時」では０、「１２時〜１４時」では５、「１４時〜１６時」では２０、「１６時〜１８時」では５、「１８時〜２４時」では０とする。すなわち、１２時から１８時の間で超過量が予測される。この超過量を削減し、需要量を平滑化するために、需要量が「大口」で日中の需要量が多い「日中グループ」と、需要量が「一般」で日中の需要量が多い「Ａグループ」を、需要量の削減を指示する需要パターングループとする。

次に、「日中グループ」と「Ａグループ」の削減する需要量を決定する。すなわち、「日中グループ」と「Ａグループ」の需要量に基づいて、削減指示量を決定する。需要量が「大口」の需要パターングループと、需要量が「一般」の需要パターングループとでは、「大口」の需要パターングループの削減指示量が多くなる。図４では、「１２時〜１４時」において、「日中グループ」への削減指示量が４ＭＷであるのに対して、「Ａグループ」への削減指示量が１ＭＷである。同様に、「１４時〜１６時」において、「日中グループ」への削減指示量が１８ＭＷに対して、「Ａグループ」への削減指示量が２ＭＷである。「１６時〜１８時」では、「Ａグループ」の需要量が「日中グループ」の需要量より多くなるため、「日中グループ」への削減指示量が２ＭＷに対して、「日中グループ」への削減指示量が３ＭＷとなる。

（指令部３０）
指令部３０は、削減指示出力部３１と、発令情報報知部３２とから構成される。削減指示出力部３１は、需要調整部２３で決定した需要調整結果２３ａに基づいて、需要量の削減を指示する需要パターングループに対して需要量を削減する削減指示３１ａを出力する。この削減指示３１ａには、削減する需要量も含まれる。

また、発令情報報知部３２は、削減指示出力部３１から削減指示３１ａを出力した場合に、対象とならない需要パターングループに対して、他の需要パターングループに対して削減指示３１ａを出力したという情報３２ａを出力する。

［２．作用］
本実施形態のような構成を有する電力需給調整装置では、図５に示すような手順により電力需給調整を行う。図５は、実施形態の電力需給調整装置の動作を示すフローチャートである。

電力需給調整装置は、グリッド内の電力の需給を調整する場合は、まず、グリッド内の電力の需要量を予測する（STEP101）。電力の需要量の予測は、電力需要量予測部１２において行う。電力需要量予測部１２では、需要家情報ＤＢ１１及び削減指示反応ＤＢ１３に基づいて、グリッド内の電力の予測電力需要量１２ａを予測する。

グリッド内の電力の供給量を算出する（STEP102）。電力の予定電力供給量２１ａの算出は、供給曲線算出部２１において行う。供給曲線算出部２１では予測電力需要量１２ａに基づいて予定電力供給量２１ａの算出を行う。

グリッド内の電力の超過量を算出する（STEP103）。超過量２２ａは、需要供給差分算出部２２において算出する。電力の超過量２２ａの算出は、予測電力需要量１２ａと予定電力供給量２１ａとの差分として算出する。

超過量２２ａを削減する需要パターングループ及び削減指示量の決定を行う（STEP104）。超過量２２ａの削減は、需要パターングループの電力需要量を削減することにより行う。需要量の削減を行う需要パターングループ及び削減指示量を決定は、需要調整部２３において行う。需要調整部２３では、超過量２２ａと、需要家情報ＤＢ１１に記憶された情報とに基づいて需要量の削減を行う需要パターングループ及び削減指示量を決定し、需要調整結果２３ａとして出力する。

超過量２２ａを削減するように需要パターングループに削減指示を出力する（STEP105）。指令部３０では、需要調整結果２３ａに基づいて、削減対象となる需要パターングループに対して削減指示量を含んだ削減指示３１ａを出力する。

削減指示３１ａを受信した需要家は、削減指示３１ａに基づいて電力の需要量を削減する。これにより、グリッド内の電力の需要量が減少し、供給曲線算出部２１で算出した予定電力供給量２１ａに合わせた電力需要量となる。

［３．効果］
以上のような、本実施形態の電力需給調整装置では、グリッド内の電力の需要量の平準化を需要パターングループの特性に応じて行うことにより、需要家の利便性の損失を低減することができる。また、需要パターングループ別に電力需要量の特徴や、個体数をあらかじめ把握し、削減の対象とすることで、平滑化の予測を簡便かつ迅速に行うことができる。さらに、削減対象となる需要パターングループ以外にも、削減指示が発令されたことを通知する場合には、グリッド内すべての需要家の適切な電力消費行動の促進につながる。

２．第２の実施形態
［１．構成］
第２の実施形態に係る電力需給調整装置は、第１の実施形態の需要家情報ＤＢ１１と、需要平滑化設定部２０の構成を変更したものである。第２の実施形態に係る電力需給調整装置を図６のブロック図を参照しつつ、詳細に説明する。以下では、第1の実施形態との変更点について記載する。

図６に示すように、本実施形態の需要家情報ＤＢ１１では、需要パターングループ毎のその需要パターン、最大需要量、契約電力、及びカテゴリに加えて、電力供給必須度を記憶する。電力供給必須度とは、需要パターングループ内における需要者の電力供給の必要性と、電力供給が必要な需要者の割合に基づき算出される度数である。電力供給必須度の一例としては、電力供給の必要性に応じて「高」「低」と表し、電力供給が必要な需要者の割合を「全体」「一部」と表すことができる。または、グリッド内の需要者毎に必要な電力供給量を時間帯ことに算出し、需要パターングループにおけるトータル電力確保量を時間帯毎に算出し、それを電力供給必須度としても良い。この需要家情報ＤＢ１１は、電力需要量予測部１２及び電力確保分設定部２４に接続され、電力需要量予測部１２及び電力確保分設定部２４は、需要家情報ＤＢ１１の内容を参照可能とする。

図７は、需要家情報ＤＢ１１において、需要パターングループ毎の電力供給必須度を記憶した場合の一例を示す図である。図７では、公共施設が含まれる「日中グループ」と、病院が含まれる「一定グループ」と、高齢者や未就学児童のいる家庭が含まれる「Ｂグループ」では、電力供給必須度を「一部高」とする。一方、電力供給の必要性が高くない「夜間グループ」「Ａグループ」「Ｃグループ」では、電力供給必須度を「低」とする。

図８は、需要家情報ＤＢ１１において、需要家別ごとに電力確保量を算出した場合の一例を示す図である。図８では、需要家１のうちで電力供給の必要性がある需要家を１−１，１−２，１−３・・・１−ｎ、需要家３のうちで電力供給の必要性がある需要家を３−１，３−２，３−３・・・３−ｎ、需要家５のうちで電力供給の必要性がある需要家を５−１，５−２，５−３・・・５−ｎとする。図８は、これらの重要対象における各時間帯に必要な電力供給量をも求めたものである。すなわち、図８からは、「０時〜１２時」の時間帯において、需要家１−１が必要な電力供給量を５ｋＷｈ、需要家３−１が必要な電力供給量を２ｋＷｈ、需要家５−１が必要な電力供給量を０．５ｋＷｈ、グリッド内の需要家が必要な電力供給量は、２００ｋＷｈとなる。

本実施形態の需要平滑化設定部２０は、第1の実施形態の需要平滑化設定部２０の構成に加えて電力確保分設定部２４を備える。電力確保分設定部２４は、需要家情報ＤＢ１１及び供給曲線算出部２１と接続される。電力確保分設定部２４では、需要パターングループ毎に電力の供給が必須となる需要家が必要とする電力量を決定し、その電力量を必須電力量として供給曲線算出部２１に対して出力する。

［２．作用］
本実施形態のような構成を有する電力需給調整装置では、図９に示すような手順により電力需給調整を行う。図９は、実施形態の電力需給調整装置の動作を示すフローチャートである。

電力需給調整装置は、初めに各需要パターングループの必須電力量を算出する（STEP201）。電力確保分設定部２４では、需要家情報ＤＢ１１の情報を参照し、需要パターングループ毎に必要な電力量を確保する。必要な電力量を確保は、需要家情報ＤＢ１１に記憶されている各需要パターングループに所属する需要家の数、電力供給の必須性及び電力供給が必要な需要者の割合に基づいて、需要パターングループの必須電力量を算出する。

供給曲線算出部２１では、この必須電力量を考慮してグリッド内の供給量を算出する（STEP202）。一例としては、予定電力供給量２１ａとして、経済性と環境性の観点から可能な限り低い供給量を予定供給量した場合に、その予定供給量が必須電力量以下の場合には、予定供給量を必須電力量と等しくなるように算出し、予定電力供給量２１ａとする。

グリッド内の電力の超過量を算出する（STEP203）。超過量２２ａは、需要供給差分算出部２２において算出する。電力の超過量２２ａの算出は、予測電力需要量１２ａと予定電力供給量２１ａとの差分として算出する。

超過量２２ａを削減する需要パターングループ及び削減指示量の決定を行う（STEP204）。超過量２２ａの削減は、需要パターングループの電力需要量を削減することにより行う。需要量の削減を行う需要パターングループ及び削減指示量を決定は、需要調整部２３において行う。需要調整部２３では、超過量２２ａと、需要家情報ＤＢ１１に記憶された情報とに基づいて需要量の削減を行う需要パターングループ及び削減指示量を決定し、需要調整結果２３ａとして出力する。

超過量２２ａを削減するように需要パターングループに削減指示を出力する（STEP205）。指令部３０では、需要調整結果２３ａに基づいて、削減対象となる需要パターングループに対して削減指示量を含んだ削減指示３１ａを出力する。

削減指示３１ａを受信した需要家は、削減指示３１ａに基づいて電力の需要量を削減する。これにより、グリッド内の電力の需要量が減少し、供給曲線算出部２１で算出した予定電力供給量２１ａに合わせた電力需要量となる。

［３．効果］
以上のような、本実施形態の電力需給調整装置では、前記実施形態の効果に加えて、電力が必須な需要家への電力の供給量を確保しつつ、グリッド内の電力の需要量の平準化を行うことができる。

３．第３の実施形態
［１．構成］
第３の実施形態に係る電力需給調整装置は、前記実施形態の電力需給調整装置において、蓄電量制御部５０を加えた構成である。第３の実施形態に係る電力需給調整装置を図１０のブロック図を参照しつつ、詳細に説明する。以下では、前記各実施形態との変更点について記載する。

蓄電量制御部５０は、予定電力供給量２１ａと予測電力需要量１２ａとの差分を、蓄電設備６０からの放電により調整するために、充放電状況監視部５１、充放電量設定部５２、充放電量指示部５３から構成される。

蓄電設備６０は、グリッド内へ電力を供給する供給側に設けられた蓄電設備と、グリッド内で電力を消費する需要家に設けられた蓄電設備とを含むものである。このような蓄電設備としては、固定型蓄電設備６１及び移動型蓄電設備６２がある。固定型蓄電設備６１とは、発電所や一般家庭に設置された蓄電設備のうち移動手段を持たないものである。移動型蓄電設備６２とは、移動手段を持つ蓄電設備であり、バッテリーなどの蓄電設備を搭載した車、バイク等及び、車に搭載または牽引される蓄電設備である。移動型蓄電設備６２は、調整が必要となる需要家へ移動し、需要家に対して電力を供給することが可能な蓄電設備である。

固定型蓄電設備６１及び移動型蓄電設備６２には、蓄電設備の特性により、「一定量蓄電設備」または「急速蓄電設備」とに分類される。「一定量蓄電設備」とは、調整能力に優れるニッケル水素電池に代表される蓄電設備であり、過充放電に強く予定された量の充放電を行うことに優れる蓄電設備である。「急速蓄電設備」とは、放電指示に対して即時対応することが可能なリチウムイオン電池に代表される蓄電設備であり、予測が困難な充放電指示にもある程度対応が可能な蓄電設備である。

充放電状況監視部５１は、固定型蓄電設備６１及び移動型蓄電設備６２とに接続され、それぞれの蓄電設備６１，６２におけるグリッド内への充放電可能量を監視し、監視結果５１ａとして出力する。また、固定型蓄電設備６１と移動型蓄電設備６２とを特性により細分化し、その特性の蓄電設備ごとに充放電可能量を監視することもできる。

蓄電設備６１，６２の監視の結果は、１時間当たりの充放電可能量や、１日を複数の時間帯に分けてその時間帯当たりの充放電可能量を監視結果としても良い。この時間帯としては、詳細な予測を行いたい時間帯では間隔を短く設定し、他の時間帯では間隔を長く設定することもできる。充放電状況監視部５１は、蓄電設備６１，６２の監視の結果を監視結果５１ａとして出力する。

図１１（ａ）は、充放電状況監視部５１における蓄電設備６１，６２の監視結果５１ａの一例を示す図である。図１１（ａ）は、１日を「０時〜１２時」、「１２時〜１４時」、「１４時〜１６時」、「１６時〜１８時」、「１８時〜２４時」の５つの時間帯に分けてそれぞれの時間帯における充放電可能量を監視結果とした図である。図１１（ａ）に示すように、それぞれの時間帯での充放電可能量は、「０時〜１２時」では１０ＭＷｈ放電が可能であり、「１２時〜１４時」では８ＭＷｈ放電が可能であり、「１４時〜１６時」では５ＭＷｈ充電が可能であり、「１６時〜１８時」では２ＭＷｈ充電が可能であり、「１８時〜２４時」では８ＭＷｈ放電が可能となる。

図１１（ｂ）は、充放電状況監視部５１における蓄電設備６１，６２の監視の結果の一例を示す図である。図１１（ｂ）は、グリッド内の蓄電設備６１，６２を「一定量蓄電設備」及び「急速蓄電設備」とに分類し、それぞれの蓄電設備６１，６２の充放電可能量を監視した結果である。図１１（ｂ））に示すように、一定量蓄電設備におけるそれぞれの時間帯での充放電可能量は、「０時〜１２時」では９ＭＷｈ充電が可能であり、「１２時〜１４時」では６ＭＷｈ放電が可能であり、「１４時〜１６時」では４．５ＭＷｈ放電が可能であり、「１６時〜１８時」では２ＭＷｈ放電が可能であり、「１８時〜２４時」では５ＭＷｈ充電が可能となる。また、急速蓄電設備におけるそれぞれの時間帯での充放電可能量は、「０時〜１２時」では１ＭＷｈ充電が可能であり、「１２時〜１４時」では２ＭＷｈ充電が可能であり、「１４時〜１６時」では０．５ＭＷｈ放電が可能であり、「１６時〜１８時」では０ＭＷｈ放電が可能であり、「１８時〜２４時」では３ＭＷｈ充電が可能となる。

充放電量設定部５２は、需要供給差分算出部２２と充放電状況監視部５１とに接続され、超過量２２ａと監視結果５１ａとに基づいて、充放電を行う蓄電設備６１，６２及びその蓄電設備における充放電量を設定する。

充放電を行う蓄電設備６１，６２の設定は、超過量２２ａと監視結果５１ａとを比較し、予測電力需要量１２ａが予定電力供給量２１ａを上回る時間帯に放電可能な蓄電設備６１，６２を、放電を行う蓄電設備として指定する。また、電力の予測電力需要量１２ａが予定電力供給量２１ａを下回る時間帯に充電可能な蓄電設備６１，６２を、充電を行う蓄電設備として指定する。蓄電設備６１，６２における放電量は、超過量２２ａに基づいて判定し、電力の予測電力需要量１２ａが予定電力供給量２１ａを超過する分の放電量とする。また、蓄電設備６１，６２における充電量は、超過量２２ａに基づいて判定し、蓄電設備６１，６２への充電を行うことにより増加する予測電力需要量１２ａが予定電力供給量２１ａ以下となる充電量とする。充放電量設定部５２は、充放電を行う蓄電設備及びその蓄電設備における充放電量を設定結果５２ａとして出力する。

また、充放電量設定部５２は、設定結果５２ａに基づいて蓄電設備６１，６２が充放電を行った結果を超過量２２ａに反映させる。すなわち、蓄電設備６１，６２が放電を行うことより、予定電力供給量２１ａは増加し、蓄電設備６１，６２が充電を行うことにより予測電力需要量１２ａは増加する。この予定電力供給量２１ａ及び予測電力需要量１２ａの増加を踏まえた充放電結果を反映させた超過量５２ｂを算出する。この充放電結果を反映させた超過量５２ｂは、需要調整部２３に出力される。

充放電量指示部５３は、充放電量設定部５２と接続され、判断結果５２ａに基づいて、蓄電設備６１，６２に対して充放電指示５３ａを出力する。充放電指示を受けた蓄電設備６１，６２は、充放電指示５３ａに基づいて放電を行う。

需要調整部２３は、充放電量設定部５２と接続され、充放電結果を反映させた超過量５２ｂに基づいて、需要量の削減を指示する需要パターングループ及び削減指示量を決定し、需要調整結果２３ａとして出力する。

［２．作用］
本実施形態のような構成を有する電力需給調整装置では、図１２に示すような手順により電力需給調整を行う。図１２は、実施形態の電力需給調整装置の動作を示すフローチャートである。

蓄電量制御部を備える電力需給調整装置において、グリッド内の電力の需給を調整する場合は、グリッド内の蓄電設備６１，６２の状態を監視する（STEP301）。グリッド内の蓄電設備６１，６２の状態の監視は、充放電状況監視部５１において行う。充放電状況監視部５１では、監視対象となる蓄電設備６１，６２の充放電可能量を監視し、監視結果５１ａを出力する。

グリッド内への放電量またはグリッド内からの充電量を設定する（STEP302）。グリッド内の蓄電設備６１，６２の充放電量の設定は、充放電量設定部５２により行う。充放電量設定部５２では、超過量２２ａを削減するように、蓄電設備６１，６２の充放電量を設定する。

蓄電設備６１，６２が充放電を行った結果を反映させた超過量を算出する（STEP303）。この算出は、充放電量設定部５２により行う。充放電量設定部５２では、グリッド内の予測電力需要量１２ａとグリッド内の予定電力供給量２１ａとから算出した超過量２２ａに蓄電設備６１，６２の充放電量を反映させた超過量５２ａを算出する。

蓄電設備６１，６２の充放電量を反映させた超過量５２ａに基づいて、需要量を削減する需要パターングループ及び削減指示量の決定を行う（STEP304）。需要パターングループ及び削減指示量の決定は、需要調整部２３において行う。需要調整部２３では、算出した超過量５２ａと、需要家情報ＤＢ１１に記憶された情報に基づいて需要パターングループ及び削減指示量を決定し、需要調整結果２３ａとして出力する。蓄電設備６１，６２の充放電量を反映させた超過量５２ａが０となる場合には、需要パターングループの需要量の削減は行わない。

充放電を行う蓄電設備６１，６２に充放電指示、及び超過量を削減するに需要パターングループに削減指示を出力する（STEP305）。充放電を行う蓄電設備６１，６２に対しては、充放電指示部５３より、充放電指示５３ａが出力される。また、超過量を削減する需要パターングループに対しては、供給指令部３０より、需要調整結果に基づいた削減指示３１ａが出力される。

充放電指示を受信した蓄電設備６１，６２では、充放電指示５３ａに基づいて充放電を行う。蓄電設備６１，６２が放電を行うことにより、グリッド内の予定電力供給量２１ａが増加する。また、蓄電設備６１，６２が放電を行うことにより、グリッド内の予測電力需要量１２ａが増加する。一方、削減指示３１ａを受信した需要家は、削減指示３１ａに基づいて電力の消費量を削減する。これにより、グリッド内の電力の需要量が減少し、需要量の平滑化が行われる。

［３．効果］
以上のような、本実施形態の電力需給調整装置では、グリッド内の電力の需要量の平滑化を、グリッド内に設置された蓄電設備の充放電量により行う。これにより、電力の需要対象者の利便性を損なうことを防止することができる。また、蓄電設備の充放電量のみで、グリッド内の電力の需要量の平滑化を行うことができない場合でも、前記各実施形態と比較して、需要パターングループに削減指示する電力削減量を低減することができるので、電力の需要対象者の利便性を損なうことを防止することができる。

４．第４の実施形態
［１．構成］
第４の実施形態に係る電力需給調整装置は、第３の実施形態の電力需給調整装置おいて、蓄電量制御部５０に移動型蓄電池移動指示部５４を加えた構成である。第４の実施形態に係る電力需給調整装置を図１３のブロック図を参照しつつ、詳細に説明する。以下では、前記各実施形態との変更点について記載する。

蓄電量制御部は、予定電力供給量２１ａと予測電力需要量１２ａとの差分を、蓄電設備６１，６２からの放電により調整するために、充放電状況監視部５１、充放電量設定部５２、充放電量指示部５３及び移動型蓄電池移動指示部５４から構成される。

移動型蓄電池移動指示部５４は、充放電状況監視部５１と接続され、監視結果５１ａに基づいて「移動型蓄電設備６２」に対して移動先を指示する。すなわち、「固定型蓄電設備６１」においては、充電あるいは放電が完了した場合には、それ以上の充電あるいは放電を行うことはできない。そこで、「移動型蓄電設備６２」に対して、移動指示５４ａを出力する。移動指示５４ａは、さらに充電が必要な需要家へ移動する指示、あるいは、充電が可能な需要家へ移動する指示を含むものである。移動指示５４ａは、時間毎の充放電可能量と需要逼迫度に応じて設定する。需要逼迫度とは、移動先の需要家における本来必要とする需要量に対する電源の供給量の値で示される需要の不足度合を示す数値である。また、過去にどの需要家が移動型蓄電設備６２を使用したのかを記憶し、その記憶に基づいて移動指示５４ａを出力しても良い。

［２．作用］
本実施形態のような構成を有する電力需給調整装置では、図１４に示すような手順により電力需給調整を行う。図１４は、実施形態の電力需給調整装置の動作を示すフローチャートである。

移動型蓄電設備６２を備える電力需給調整装置において、グリッド内の電力の需給の平滑化を行う場合は、固定型蓄電設備６１の蓄電設備の状態を監視する（STEP401）。移動型蓄電設備６２の蓄電設備の状態を監視する（STEP402）。固定型蓄電設備６１及び移動型蓄電設備６２の充放電可能量は、充放電状況監視部５１が監視し、監視結果５１ａとして出力する。移動型蓄電池移動指示部５４は、監視結果５１ａと需要グループの需要逼迫度とに応じて、移動型蓄電設備６２へ移動指示５４ａを出力する（STEP403）。

グリッド内への放電量またはグリッド内からの充電量を設定する（STEP404）。移動指示５４ａに基づいた移動型蓄電設備６２の移動終了後、グリッド内の蓄電設備６１，６２の充放電量の設定を行う。充放電量の設定は、充放電量設定部５２により行う。充放電量設定部５２では、グリッド内の予測電力需要量１２ａとグリッド内の予定電力供給量２１ａとの差分である超過量２２ａを削減するように、蓄電設備６１，６２の充放電量を設定する。

蓄電設備６１，６２が充放電を行った結果を反映させた超過量を算出する（STEP405）。この算出は、充放電量設定部５２により行う。充放電量設定部５２では、グリッド内の予測電力需要量１２ａとグリッド内の予定電力供給量２１ａとから算出した超過量２２ａに蓄電設備６１，６２の充放電量を反映させた超過量５２ａを算出する。

蓄電設備６１，６２の充放電量を反映させた超過量５２ａに基づいて、需要量を削減する需要パターングループ及び削減指示量の決定を行う（STEP406）。需要パターングループ及び削減指示量を決定は、需要調整部２３において行う。需要調整部２３では、算出した超過量５２ａと、需要家情報ＤＢ１１に記憶された情報に基づいて需要パターングループ及び削減指示量を決定し、需要調整結果２３ａとして出力する。蓄電設備６１，６２の充放電量を反映させた超過量５２ａが０となる場合には、需要パターングループの需要量の削減は行わない。

充放電を行う蓄電設備６１，６２に充放電指示、及び超過量を削減するに需要パターングループに削減指示を出力する（STEP407）。充放電を行う蓄電設備６１，６２に対しては、充放電指示部５３より、充放電指示５３ａが出力される。また、超過量を削減する需要パターングループに対しては、供給指令部３０より、需要調整結果に基づいた削減指示３１ａが出力される。

充放電指示を受信した蓄電設備６１，６２では、充放電指示５３ａに基づいて充放電を行う。蓄電設備６１，６２が放電を行うことにより、グリッド内の予定電力供給量２１ａが増加する。また、蓄電設備６１，６２が放電を行うことにより、グリッド内の予測電力需要量１２ａが増加する。一方、削減指示３１ａを受信した需要家は、削減指示３１ａに基づいて電力の消費量を削減する。これにより、グリッド内の電力の需要量が減少し、需要量の平滑化が行われる。

［３．効果］
以上のような、本実施形態のる電力需給調整装置では、第３の実施形態の効果に加えて、固定型蓄電設備への負荷を低減する効果がある。また、移動型蓄電設備６２を頻繁に使用する需要家を特定することで、移動型蓄電設備６２を使用するパターンも予測が可能となる。これにより移動型蓄電設備６２の移動回数を低減することができる。

５．第５の実施形態
［１．構成］
第５の実施形態に係る電力需給調整装置は、前記各実施形態にかかる電力需給調整装置おいて、外部受送電設定部７０を加えた構成である。第５の実施形態に係る電力需給調整装置を図１５のブロック図を参照しつつ、詳細に説明する。以下では、前記各実施形態との変更点について記載する。

外部受送電設定部７０は、予定電力供給量２１ａと予測電力需要量１２ａとの差分を、外部のグリッドＧ１０からの供給により調整するために、外部受送電状況監視部７１、外部受送電量設定部７２、外部受送電量指示部７３から構成される。

外部受送電状況監視部７１は、外部グリッド指令部Ｇ１１及び外部受送電量設定部７２に接続される。外部グリッドＧ１０とは、電力需給調整装置により需給の調整を行うグリッド以外のグリッドである。外部グリッドＧ１０には、グリッド外部への電力の送電量を調整する外部グリッド指令部Ｇ１１が設けられる。

外部受送電状況監視部７１では、外部グリッドＧ１０から受送電することが可能な受送電量可能量を監視し、監視結果７１ａとして出力する。受送電量可能量は、１時間当たりの受送電量や、１日を複数の時間帯に分けてその時間帯当たりの受送電量を監視結果７１ａとしても良い。この時間帯としては、詳細な予測を行いたい時間帯では間隔を短く設定し、他の時間帯では間隔を長く設定しても良い。外部グリッドからの受送電量は監視結果７１ａとして、外部受送電量設定部７２に出力される。

外部受送電量設定部７２は、需要供給差分算出部２２、外部受送電状況監視部７１及び充放電状況監視部５１に接続され、超過量２２ａ、超過量５１ａと監視結果７１ａとに基づいて、外部受送電の実施の有無及び外部受送電を行う際の受送電量を設定する。また、本実施形態の電力需給調整装置としては、外部受送電設定部７０及び蓄電量制御部５０を備えるものであるが、蓄電量制御部５０を備えず外部受送電設定部７０のみを設ける構成としても良い。蓄電量制御部５０を備えない場合には、外部受送電量設定部７２は、需要供給差分算出部２２及び充放電状況監視部５１に接続され、超過量２２ａと監視結果７１ａとに基づいて、外部受送電の実施の有無及び外部受送電を行う際の受送電量を設定する。

受送電量の設定は、超過量２２ａまたは超過量５１ａと監視結果５１ａとを比較し、受送電の実施を行うか否かを判定する。受送電の実施は、超過量２２ａまたは超過量５１ａを受送電により充足できる場合には、受送電を実施する。受送量は、超過量２２ａまたは超過量５１ａに基づいて判定し、超過量２２ａまたは超過量５１ａの充足する受送電量を設定する。外部受送電量設定部７２は、受送電量を設定結果７２ａとして出力する。

また、外部受送電量設定部７２は、受送電を行った際の受送電量を超過量２２ａまたは超過量５１ａに反映させる。すなわち、受送電を行うことにより、予定供給量が増加する。この予定供給量の増加を踏まえた外部グリッドからの受送電を反映させた超過量７２ｂを算出する。この受送電結果７１ａを反映させた超過量７２ｂは、需要調整部２３に出力される。

外部受送電量指示部７３は、外部受送電量設定部７２と接続され、設定結果７２ａに基づいて、受送電を実施するように外部グリッドに対して送電依頼を出力する。

［２．作用］
本実施形態のような構成を有する電力需給調整装置では、図１６に示すような手順により電力需給調整を行う。図１６は、実施形態の電力需給調整装置の動作を示すフローチャートである。

外部受送電設定部７０を備える電力需給調整装置において、グリッド内の電力の需給を平滑化する場合は、外部グリッドＧ１０からの受送電可能量を監視する（STEP501）。外部グリッドからの受送電可能量の監視は、外部受送電状況監視部７１において行う。受送電可能量は、監視結果７１ａとして出力される。

グリッド内への受送電を設定する（STEP502）。グリッド内への受送電の実施の有無及び受送電量は、外部受送電量設定部７２において設定する。外部受送電量設定部７２では、超過量２２ａまたは超過量５１ａを充足するように、グリッド内への受送電量を設定し、
設定結果７２ａを出力する。

グリッド内への受送電量を反映させた超過量を算出する（STEP503）。この算出は、外部受送電量設定部７２により行う。外部受送電量設定部７２では、超過量２２ａまたは超過量５１ａにグリッド内への受送電量を反映させる。

グリッド内への受送電量を反映させた超過量７２ｂに基づいて、需要量を削減する需要パターングループ及び削減指示量の決定を行う（STEP504）。需要パターングループ及び削減指示量を決定は、需要調整部２３において行う。需要調整部２３では、算出した超過量７２ａと、需要家情報ＤＢ１１に記憶された情報に基づいて需要パターングループ及び削減指示量を決定し、需要調整結果２３ａとして出力する。蓄電設備６１，６２の充放電量を反映させた超過量７２ａが０となる場合には、需要パターングループの需要量の削減は行わない。

外部グリッドに対して送電依頼、及び超過量を削減するに需要パターングループに削減指示３１ａを出力する（STEP505）。外部グリッドに対しては、外部受送電指示部７３から送電量を含めた送電依頼７３ａが出力される。また、超過量７２ｂを削減する需要パターングループに対しては、供給指令部３０より、削減指示量に基づいた削減指示３１ａが出力される。

送電依頼を受信した外部グリッドでは、その以来に基づいて送電を行う。外部グリッドが送電を行うことにより、グリッド内の予定供給量が増加する。また、削減指示３１ａを受信した需要家は、削減指示３１ａに基づいて電力の消費量を削減する。これにより、グリッド内の電力の需要量が減少し、需要量の平滑化が行われる。

［３．効果］
以上のような、本実施形態のる電力需給調整装置では、グリッド内の電力の需要量の平滑化を、外部グリッドからの受送電により行う。これにより、電力の需要対象者の利便性を損なうことを防止することができる。また、外部グリッドからの受送電のみで、リッド内の電力の需要量の平滑化を行うことができない場合でも、前記実施形態と比較して、需要パターングループに削減指示する電力削減量を低減することができるので、電力の需要対象者の利便性を損なうことを防止することができる。

６．第６の実施形態
［１．構成］
第６の実施形態に係る電力需給調整装置は、前記第５の実施形態の需要平滑化設定部２０、電力需給調整装置の蓄電量制御部５０、外部受送電設定部７０の構成を変更し、経済性／環境性統合部８０を追加したものである。第６の実施形態に係る電力需給調整装置を図１７のブロック図を参照しつつ、詳細に説明する。以下では、前記各実施形態との変更点について記載する。

本実施形態の需要平滑化設定部２０は、供給曲線算出部２１、需要供給差分算出部２２、需要調整部２３、電力確保分設定部２４に加えて、負荷追従コスト／環境負荷ＤＢ２５を備える。負荷追従コスト／環境負荷ＤＢ２５は、供給曲線算出部２１で算出した予定電力供給量２１ａに基づいて、需要家に削減指示を出し需要量の平滑化を行った場合のコスト、及び、予定供給量を供給した場合の環境に与える負荷が記憶されているデータベースである。

供給曲線算出部２１は、負荷追従コスト／環境負荷ＤＢ２５と接続し、予定供給量を算出するとともに、その予定供給量のコスト、及び、予定供給量を供給した場合の環境に与える負荷を算出する。供給曲線算出部２１は、算出結果は、予定電力供給量２１ａ、予定電力供給量コスト／環境負荷２１ｂとして出力する。

本実施形態の蓄電量制御部５０は、充放電状況監視部５１、充放電量設定部５２、充放電量指示部５３に加えて、蓄電経済性／環境性算出部５５及び蓄電関連コスト／環境負荷ＤＢ５６を備える。

蓄電関連コスト／環境負荷ＤＢ５６は、グリッド内部の蓄電設備６０を充放電した場合のコスト、及び、蓄電設備６０を充放電による環境に与える負荷が記憶されているデータベースである。この蓄電関連コスト／環境負荷ＤＢ５６は、蓄電経済性／環境性算出部５５と接続され、蓄電経済性／環境性算出部５５が蓄電関連コスト／環境負荷ＤＢ５６の内容の参照が可能となるように構成される。

蓄電経済性／環境性算出部５５は、供給曲線算出部２１と、充放電状況監視部５１と、蓄電関連コスト／環境負荷ＤＢ５６とに接続する。蓄電経済性／環境性算出部５５には、予定電力供給量２１ａ、予定電力供給量コスト／環境負荷２１ｂ、監視結果５１ａを入力する。蓄電経済性／環境性算出部５５では、予定電力供給量２１ａと、監視結果５１ａとから、予定電力供給量２１ａに対する充放電量を算出する。蓄電経済性／環境性算出部５５は、蓄電関連コスト／環境負荷ＤＢ５６を参照し、算出した充放電量の充放電を行った場合に追加的に発生するコストあるいは削減されるコスト及び環境負荷を算出し、蓄電コスト／環境負荷５５ａとする。この蓄電コスト／環境負荷５５ａと予定電力供給量コスト／環境負荷２１ｂとを比較し、蓄電コスト／環境負荷５５ａの効率が予定電力供給量コスト／環境負荷２１ｂの効率を上回った場合において、充放電を実施する場合のコスト／環境負荷５５ｂを算出する。蓄電経済性／環境性算出部５５は、算出結果としてコスト／環境負荷５５ｂを出力する。

本実施形態の外部受送電設定部７０は、外部受送電状況監視部７１、外部受送電量設定部７２、外部受送電量指示部７３に加えて、外部受送電経済性／環境性算出部７４及び外部受送電関連コスト／環境負荷ＤＢ７５を備える。

外部受送電関連コスト／環境負荷ＤＢ７５は、外部グリッドＧ１０からの受送電を実施した場合のコスト、及び、外部グリッドＧ１０からの受送電が環境に与える負荷が記憶されているデータベースである。この外部受送電関連コスト／環境負荷ＤＢ７５は、外部受送電経済性／環境性算出部７４と接続され、外部受送電経済性／環境性算出部７４が外部受送電関連コスト／環境負荷ＤＢ７５の内容を参照を可能となるように構成される。

外部受送電経済性／環境性算出部７４は、供給曲線算出部２１と、外部受送電状況監視部７１と、外部受送電関連コスト／環境負荷ＤＢ７５とに接続する。外部受送電経済性／環境性算出部７４には、予定電力供給量２１ａ、予定電力供給量コスト／環境負荷２１ｂ、監視結果７１ａが入力する。外部受送電経済性／環境性算出部７４では、予定電力供給量２１ａと、監視結果７１ａとから、予定電力供給量２１ａに対する外部受送電量を算出する。外部受送電経済性／環境性算出部７４は、外部受送電関連コスト／環境負荷ＤＢ７５を参照し、算出した外部受送電量の受送電を行った場合に追加的に発生するコストあるいは削減されるコスト及び環境負荷を算出し、外部受送電コスト／環境負荷７４ａとする。この外部受送電コスト／環境負荷７４ａと予定電力供給量コスト／環境負荷２１ｂとを比較し、外部受送電コスト／環境負荷７４ａの効率が予定電力供給量コスト／環境負荷２１ｂの効率を上回った場合において、外部受送電を実施する場合のコスト／環境負荷７４ｂを算出する。外部受送電経済性／環境性算出部７４は、算出結果としてコスト／環境負荷７４ｂを出力する。

経済性／環境性統合部８０は、蓄電経済性／環境性算出部５５及び外部受送電経済性／環境性算出部７４に接続され、それぞれの算出部で算出したコスト／環境負荷５５ｂ及びコスト／環境負荷７４ｂが入力される。経済性／環境性統合部８０では、コスト／環境負荷５５ｂ及びコスト／環境負荷７４ｂとを比較し、コスト／環境負荷が最適あるいは最小となる蓄電量と受送電量との組み合わせを算出し、算出結果を統合値８０ａとする。この統合値８０ａは、供給曲線算出部２１に出力される。

［２．作用］
本実施形態のような構成を有する電力需給調整装置では、図１８に示すような手順により電力需給調整を行う。図１８は、実施形態の電力需給調整装置の動作を示すフローチャートである。

経済性／環境性統合部８０を備える電力需給調整装置において、供給量の設定を蓄電設備の放電及び／または外部受送電のコスト及び環境負荷を考慮して見直す場合には、次の手順により行う。

初めに、グリッド内の供給量の算出を行う（STEP601）。グリッド内の予定電力供給量２１ａの算出は、供給曲線算出部２１により行う。予定電力供給量２１ａを実現する際の発電効率を算出する（STEP602）。予定電力供給量２１ａの発電効率は、負荷追従コスト／環境負荷ＤＢ２５の情報に基づいて算出し、予定電力供給量コスト／環境負荷２１ｂとする。

グリッド内に設置された蓄電設備を考慮する際には（STEP603のYES）、蓄電設備による放電を行った際のコスト及び環境負荷を算出する（STEP604）。蓄電設備による放電を行った際のコスト及び環境負荷の算出は、予定電力供給量２１ａと、監視結果５１ａに基づいて行う。

その後、充放電を行う場合の最適値を算出する（STEP605）。最適値を算出は、予定電力供給量コスト／環境負荷２１ｂと蓄電コスト／環境負荷５５ａとを比較することで、コスト／環境負荷５５ｂを算出する。グリッド内に設置された蓄電設備を考慮しない場合には（STEP603のNO）、最適値の算出を行わない。

グリッド内に外部グリッドからの受送電を行う場合には（STEP606のYES）受送電を行った際のコスト及び環境負荷を算出する（STEP607）。受送電を行った際のコスト及び環境負荷の算出は、予定電力供給量２１ａと、監視結果７１ａに基づいて行う。

その後、受送電を行う場合の最適値を算出する（STEP608）。最適値の算出は、予定電力供給量コスト／環境負荷２１ｂと受送電コスト／環境負荷７４ａとを比較することで、コスト／環境負荷７４ｂを算出する。外部グリッドからの受送電を考慮しない場合には（STEP606のNO）、最適値の算出を行わない。

充放電を行う場合の最適値であるコスト／環境負荷５５ｂと、受送電を行う場合の最適値であるコスト／環境負荷７４ｂとに基づいて、供給量の設定の見直しを行う（STEP609）。供給量の見直しは、コスト／環境負荷５５ｂ及びコスト／環境負荷７４ｂとを比較し、コスト／環境負荷が効率よくなる蓄電量と受送電量との組み合わせから算出し、この蓄電量と受送電量との組み合わせに基づいて、予定電力供給量２１ａの見直しを行う。

［３．効果］
以上のような、本実施形態のる電力需給調整装置では、前記各実施形態に加えて、グリッド内の電力の需要量の平滑化の基準となる供給量を、充放電を行う場合と受送電を行う場合とのコスト及び経済的な負荷を基準に設定することができる。これにより、グリッド内のコストや、環境負荷に対して制限値が存在する場合には、その制限値内に供給量を制限することも可能であるため、環境性及び／または経済性の評価に基づいた供給値の設定をすることができる。

７．第７の実施形態
［１．構成］
第７の実施形態に係る電力需給調整装置は、前記実施形態において、指令部３０の構成を変更し、可能需要供給曲線を追加したものである。第７の実施形態に係る電力需給調整装置を図１９のブロック図を参照しつつ、詳細に説明する。以下では、前記各実施形態との変更点について記載する。

本実施形態の指令部３０は、削減指示出力部３１と、発令情報報知部３２に加えて、削減指示判定部３３とから構成される。

削減指示判定部３３は、需要調整部２３と需要家情報ＤＢ１１と接続される。本実施形態の需要家情報ＤＢ１１には、削減指示を受けた際に、削減可能な需要量が需要パターン毎に記憶されている。削減指示判定部３３は、需要調整結果２３ａが入力された際に、需要家情報ＤＢ１１を参照し、需要調整結果２３ａに基づく削減指示３１ａが実現可能か否かを判定する。すなわち、削減指示３１ａにより需要量を削減する需要パターングループ及びその需要パターングループの削減指示量が決まるが、需要パターングループの削減指示量が需要家情報ＤＢ１１に記録された削減可能な需要量以下であることを判定する。削減指示３１ａが出される需要グループの需要量の削減が可能な場合には、削減指示出力部３１から削減指示３１ａが需要パターングループに出力されるとともに、発令情報報知部３２から発令情報３２ａが報知される。

一方、需要パターングループの削減指示量が需要家情報ＤＢ１１に記録された削減可能な需要量を上回る場合には、削減指示３１ａは実現が困難であると判定する。実現が困難であると判定した場合には、実現困難情報３３ａを可能需要曲線算出部９０に出力する。

可能需要曲線算出部９０において、実現困難情報３３ａが入力された場合には、需要調整結果２３ａと、需要家情報ＤＢ１１に記憶された削減可能な需要量とに基づいて、現実的に実現が可能な需要量を算出し、その需要量に基づいて可能需要曲線９０ａを算出する。可能需要曲線算出部９０は、可能需要曲線９０ａを供給曲線算出部２１に対して出力する。

［２．作用］
本実施形態のような構成を有する電力需給調整装置では、図２０に示すような手順により電力需給調整を行う。図２０は、実施形態の電力需給調整装置の動作を示すフローチャートである。

可能需要曲線算出部９０を備え、実現困難な需要調整結果２３ａが入力された場合に、現実的に実現が可能な需要量を再計算する場合には、次の手順により行う。

初めに、電力量の削減要求を算出する（STEP701）。電力量の削減要求３１ａは、需要調整結果２３ａから算出する。算出した削減指示３１ａが実現可能か否かを判定する（STEP702）。この判定は、削減指示判定部３３が削減指示３１ａと需要家情報ＤＢ１１とを参照して行う。削減指示３１ａの実現が可能でない場合（STEP703のNO）には、実現可能な需要量を設定する（STEP704）。実現可能な需要量は、需要家情報ＤＢ１１を参照して設定し、可能需要曲線９０ａとして出力する。この実現可能な可能需要曲線９０ａに基づいて予定電力供給量２１ａを算出する（STEP705）。すなわち、可能需要曲線９０ａの需要量を需要パターングループに対する削減指示３１ａ、蓄電設備６０による放電、外部グリッドからの受送電により充足できるように電力供給量２１ｂを算出する。

そして、実現可能な超過量に基づく超過量を算出する（STEP706）。新たな超過量２２ｂは、需要供給差分算出部２２において算出する。電力の超過量２２ｂの算出は、実現可能需要量９０ａと電力供給量２１ｂとの差分として算出する。

超過量２２ｂに基づいて、削減指示・放電指示・送電依頼を出力する（STEP707）。すなわち、超過量２２ｂを充足するように、需要パターングループの電力需要量を削減する削減指示、蓄電設備に対して放電指示、外部グリッドに対して送電依頼を出力する。

削減指示３１ａを受信した需要家は、削減指示３１ａに基づいて電力の需要量を削減する。これにより、グリッド内の電力の需要量が減少する。また、蓄電設備からの放電及び外部グリッドからの送電によりグリッド内の電力の供給量が上昇する。これにより、実現可能な需要の平滑化を行うことができる。

［３．効果］
以上のような、本実施形態の電力需給調整装置では、需要家の応答性に制約値がある場合にでも、前記各実施形態と同様にグリッド内の需要量の平滑化を行うことができる。

８．他の実施形態
なお、本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。

以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…需要家データ管理部
１１…需要家情報ＤＢ
１２…電力需要量予測部
１３…削減指示反応ＤＢ
２０…需要平滑化設定部
２１…供給曲線算出部
２２…需要供給差分算出部
２３…需要調整部
２４…電力確保分設定部
３０…供給指令部
３１…削減指令出力部
３２…発令情報報知部
５０…蓄電量制御部
５１…充放電状況監視部
５２…充放電量設定部
５３…充放電量指示部
６０…蓄電設備
６１…固定型蓄電設備
６２…移動型蓄電設備
７０…外部受送電設定部
７１…外部受送電状況監視部
７２…外部受送電量設定部
７３…外部受送電量指示部
８０…経済性／環境性統合部

Claims (10)

1. 需要対象の電力需要量と電力供給源からの電力供給量とからグリッド内に供給するべき電力量を調整する電力需給調整装置において、
   需要対象を電力使用状況に基づいて需要パターングループに分類し、その需要パターングループ毎の過去の電力需要量を記憶する需要家情報データベースと、
   前記需要パターングループ毎の過去の需要量の削減指示に対する削減割合を記憶する削減指示反応データベースと、
   これらのデータベースに基づいて削減指示が出た際の需要対象の電力需要量を予測し、予測電力需要量する電力需要量予測部と、
   前記予測電力需要量に基づいてグリッド内への電力の供給量を算出する電力供給量算出部と、
   前記電力供給量算出部で算出した電力の供給量と前記電力使用量予測部とで予測した予測電力需要量との差分から前記供給量を超過する電力需要量を超過需要量として算出する電力供給差分産出部と、
   前記超過需要量を削減するために、需要パターングループ毎に対して需要量の削減指示を行うことにより、各需要パターングループの重要量を調整する需要調整部と、
   前記需要調整部で調整した需要量に対応する電力量を供給するように需要対象に削減指示を出力する指令部と、
   を備えることを特徴とする電力需給調整装置。
2. 前記需要パターンは、消費電力のピークに基づいて、「日中グループ」「夜間グループ」「一定グループ」に分類されることを特徴とする請求項１に記載の電力需給調整装置。
3. 電力供給が必要な需要対象に対しては、その需要対象が必要な電力量を確保する電力確保分設定部を備え、
   前記電力供給量算出部で算出した供給量に、前記需要対象が必要な電力供給量を加算した供給量とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力需給調整装置。
4. 前記需要対象及び／または前記電力供給源として放電を行うことにより電力を供給する蓄電設備と、
   前記蓄電設備の放電可能量を監視し、その監視結果を出力する放電状況監視部と、
   この放電状況監視部での監視結果に基づいて放電可能量を決定する放電量設定部と、を備え、
   放電量設定部は、前記超過需要量と前記放電可能量に基づいて前記蓄電設備の放電量を設定することを特徴とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力需給調整装置。
5. 前記蓄電設備は、一定量の放電を行うことができる蓄電設備と、急速放電可能な蓄電設備とからなり、
   放電状況監視部においてそれぞれの蓄電設備の放電可能量を監視し、
   放電量決定部において、その結果に基づいてそれぞれの蓄電設備の放電量を決定することを特徴とする請求項４に記載の電力需給調整装置。
6. 前記蓄電設備は、移動手段を有する蓄電設備を含み、
   この移動手段を有する蓄電設備の放電可能量と、他の蓄電設備の放電可能量とに基づいて移動指示を出力する移動型蓄電池移動指示部とを備えることを特徴とする請求項４項または請求項５に記載の電力需給調整装置。
7. 前記グリッドの外部から供給される電力を受け取り、グリッド内に供給する外部受送電部と、
   グリッド外部からの供給可能な受送電を監視し、その監視結果を出力する外部受送電状況監視部と、
   この外部受送電状況監視部での監視結果に基づいて受送電可能量を決定する放電量設定部と、を備え、
   放電量設定部は、前記超過需要量と受送電可能量とに基づいて前記蓄電設備の放電量を設定することを特徴とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力需給調整装置。
8. グリッド内部の充電設備を充放電した場合のコスト、及び、蓄電設備を充放電によるコスト及び環境に与える負荷が記憶する蓄電関連コスト／環境負荷データベースと、
   充電設備から放電を行わなかった場合の前記超過需要量を削減した需要量に対応する電力を供給するコスト及び環境負荷と、充電設備から放電を行った場合の前記超過需要量を削減した需要量に対応する電力を供給するコスト及び環境負荷と、を比較し、蓄電設備からの放電を実施することを時間当たりのコスト及び環境負荷の評価に加味し算出する蓄電経済性／環境性算出部とを備え、
   グリッド外部から受送電した場合のコスト、及び、受送電によるコスト及び環境に与える負荷が記憶する受送電関連コスト／環境負荷データベースと、
   受送電を行わなかった場合の前記超過需要量を削減した需要量に対応する電力を供給するコスト及び環境負荷と、受送電を行った場合の前記超過需要量を削減した需要量に対応する電力を供給するコスト及び環境負荷と、を比較し、蓄電設備からの放電を実施することを時間当たりのコスト及び環境負荷の評価に加味し算出する受送電経済性／環境性算出部と、
   前記蓄電経済性／環境性算出部と受送電経済性／環境性算出部とで算出した時間当たりのコスト及び環境負荷とから、蓄電及び受送電により発生あるいは削減するコスト及び環境負荷の統合値を算出する算出する経済性／環境性統合部とを備え、
   前記電力供給量算出部は、経済性／環境性統合部で算出した統合値に基づいて供給量の見直しを行うことを特徴とする請求項１〜７に記載の電力需給調整装置。
9. 前記需要家情報データベースには、需要パターン毎に削減指示を受けた際に、削減可能な需要量が記憶され、
   前記需要家情報データベースに基づいて、前記削減指示が実現可能か否かを判定する削減指示判定部と、
   前記削減指示の実現が困難な場合には、実現が可能な需要量を算出し、その需要量に基づいて可能需要曲線を算出する可能需要曲線算出部とを備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電力需給調整装置。
10. 需要対象の電力需要量と電力供給源からの電力供給量とからグリッド内に供給するべき電力量を調整する電力需給調整方法において、
    需要対象を電力使用状況に基づいて需要パターングループに分類し、その需要パターングループ毎の過去の電力使用量を記憶するステップと、
    前記需要パターングループ毎の過去の需要量の削減指示に対する削減割合を記憶するステップと、
    削減指示が出た際の需要対象の電力需要量を予測するステップと、
    前記電力使用量に基づいてグリッド内への電力の供給量を算出するステップと、
    前記電力供給量算出部で算出した電力の供給量と前記電力使用量予測部とで予測した電力需要量との差分から前記供給量を超過する電力需要量を超過需要量として算出するステップと、
    前記超過需要量を削減するために、需要パターングループ毎に対して需要量の削減指示を行うことにより、各需要パターングループの重要量を調整するステップと、
    調整した前記需要量に対応する電力量を供給するように需要対象に供給指令を出力する供給指令を出力するステップと、
    を備えることを特徴とする電力需給調整方法。

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