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技術 蓄電池空き能力借用方法、電力系統の運用方法、電力運用システム、需要家側制御装置、需要家側制御装置に用いるプログラム、系統側制御装置及び系統側制御装置に用いるプログラム

出願人 株式会社東芝東京電力ホールディングス株式会社関西電力株式会社株式会社日立製作所
発明者 磯谷泰知高見表吾中村朋之花田敏城石津京二山陰大亮和田具記藤川歳幸堀井博夫
出願日 2012年2月24日 (8年10ヶ月経過) 出願番号 2012-039203
公開日 2013年9月5日 (7年3ヶ月経過) 公開番号 2013-176226
状態 拒絶査定
技術分野 交流の給配電 電池等の充放電回路 特定用途計算機
主要キーワード 電気使用料 使用タイミング コスト比 電力搬送 活用法 実行時間帯 一般需要家 固定費
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年9月5日)のものです。
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図面 (15)

課題

需要家蓄電池利用予定を妨げることなく、蓄電池の空き能力電力系統運用者借用するための蓄電池空き能力借用方法を提供する。

解決手段

実施形態によれば、蓄電池空き能力借用方法は、需要家が貸与可能な蓄電池の空き能力及び時間帯と、貸与時の対価とを設定する。電力系統運用者は、前記対価情報を元に、借用する空き能力及び時間帯とを決定する。需要家側蓄電池は、電力系統運用者からの指示に従って充放電する電力量を補填するための補填電力量を決められた時間内に充放電する。電力系統運用者は、使用した電力量を計量した上で需要家に対価を支払う。

概要

背景

近年、地球環境保護の観点から、太陽光発電風力発電といった自然エネルギーの導入が盛んに行われるようになっており、一般需要家においてもソーラーパネルの設置によりこれら自然エネルギーの活用が行われるようになってきている。一般需要家においてもエネルギーを効率的に利用したいというニーズから、今後蓄電池の導入が進んでいくものと考えられる。

蓄電池の充放電については、自然エネルギーから得られる電力を貯めておくだけでなく、発電コストの安い(電気料金の安い)タイミングで電力系統から充電しておき、発電コストの高い(電気料金の高い)タイミングで放電させるといった自らに有利となるような活用法も考えられる。

需要家にも蓄電池が導入されるようになると、前述したように各需要家が自ら蓄電池を自らに有利なように運用計画を立てることになる。しかしながら、全ての需要家が常に蓄電池の能力使い切っているとは考えにくく、各需要家の持つ蓄電池には余力があるものと想定される。個々の余力自体は大きくないかもしれないが、これらの余力を束ねるとかなりの余力が生ずるものと考えられる。

これらの余力を活用できれば、電力系統運用者にとっては新たな蓄電池や発電設備を導入するコストを生ずることなく系統安定化を実現することができ、需要家にとっては自らの蓄電池の運転計画利用予定)を妨げられることなく、蓄電池の余力分のみを電力系統運用者に貸し出すことで対価を得る機会を得ることが可能となる。

特許文献1は、需要家に対して、最適な充放電タイミングを提示することで電力系統の安定化、需給バランスの制御を行うことが開示されている。

概要

需要家側蓄電池の利用予定を妨げることなく、蓄電池の空き能力を電力系統運用者が借用するための蓄電池空き能力借用方法を提供する。実施形態によれば、蓄電池空き能力借用方法は、需要家が貸与可能な蓄電池の空き能力及び時間帯と、貸与時の対価とを設定する。電力系統運用者は、前記対価情報を元に、借用する空き能力及び時間帯とを決定する。需要家側蓄電池は、電力系統運用者からの指示に従って充放電する電力量を補填するための補填電力量を決められた時間内に充放電する。電力系統運用者は、使用した電力量を計量した上で需要家に対価を支払う。

目的

本発明では、需要家側蓄電池の利用予定を妨げることなく、蓄電池の空き能力を電力系統運用者が借用するための蓄電池空き能力借用方法、電力系統の運用方法電力運用システム、需要家側制御装置、需要家側制御装置に用いるプログラム系統側制御装置及び系統側制御装置に用いるプログラムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
4件

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請求項1

需要家蓄電池利用予定を妨げることなく、蓄電池の空き能力電力系統運用者借用する蓄電池空き能力借用方法であって、需要家が貸与可能な蓄電池の空き能力及び時間帯と、貸与時の対価とを設定し、電力系統運用者は、前記対価情報を元に、借用する空き能力及び時間帯とを決定し、需要家側蓄電池は、電力系統運用者からの指示に従って充放電する電力量を補填するための補填電力量を決められた時間内に充放電し、電力系統運用者は、使用した電力量を計量した上で需要家に対価を支払うことを特徴とする蓄電池空き能力借用方法。

請求項2

需要家側蓄電池の利用予定を妨げることなく、蓄電池の空き能力を電力系統運用者が借用する蓄電池空き能力借用方法であって、需要家が各時間における蓄電池の利用予定と、貸与時の対価とを設定し、電力系統運用者は、前記利用予定と対価情報を元に、借用する空き能力及び時間帯とを決定し、需要家側蓄電池は、電力系統運用者からの指示に従って充放電する電力量を補填するための補填電力量を決められた時間内に充放電し、電力系統運用者は、使用した電力量を計量した上で需要家に対価を支払うことを特徴とする蓄電池空き能力借用方法。

請求項3

需要家が設備の空き能力を貸与するにあたり、対価を都度設定できることを特徴とする請求項1または2に記載の蓄電池空き能力借用方法。

請求項4

需要家側蓄電池の利用予定を妨げることなく、蓄電池の空き能力を電力系統運用者が借用する電力系統運用方法であって、需要家が貸与可能な蓄電池の空き能力及び時間帯と、貸与時の対価とを設定し、電力系統運用者が、既存の出力調整可能な電源発電コストと、前記需要家側蓄電池の借用対価を比較し、需要家側蓄電池の空き能力の借用量を決定することを特徴とする電力系統の運用方法。

請求項5

需要家側蓄電池の利用予定を妨げることなく、蓄電池の空き能力を電力系統運用者が借用する電力系統の運用方法であって、需要家が各時間における蓄電池の利用予定と、貸与時の対価とを設定し、電力系統運用者が、既存の出力調整可能な電源の発電コストと、前記需要家側蓄電池の借用対価を比較し、需要家側蓄電池の空き能力の借用量を決定することを特徴とする電力系統の運用方法。

請求項6

電力系統運用者が、需要家側蓄電池にグループ識別子を設定し、当該グループ識別子により需要家側蓄電池をグルーピングし、対象とするグループごとに需要家側蓄電池の空き能力の借用量を決定することを特徴とする請求項4または請求項5に記載の電力系統の運用方法。

請求項7

前記グループ識別子は地域を表すものとし、電力系統運用者が、需要家側蓄電池を地域でグルーピングし、当該グループ識別子を用いて需要家側蓄電池の空き能力の借用量を決定することを特徴とする請求項6に記載の電力系統の運用方法。

請求項8

需要家側蓄電池の空き能力の借用に際し、配電線電圧を適正範囲内に維持するように借用量を決定することを特徴とする請求項7に記載の電力系統の運用方法。

請求項9

需要家が備える蓄電池の空き能力、時間帯、貸与対価の情報に基づいて、前記蓄電池の充放電量と時間帯を決定する決定手段と、前記蓄電池の充放電量と時間帯の指示を送信する送信手段と、を備える系統側制御装置と、前記系統側制御装置から前記指示を受信する受信手段と、前記指示に従い、前記蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御手段と、を備える需要家側制御装置と、を備える電力運用システム

請求項10

需要家が備える蓄電池の利用予定、貸与対価の情報に基づいて、前記蓄電池の充放電量と時間帯を決定する決定手段と、前記蓄電池の充放電量と時間帯の指示を送信する送信手段と、を備える系統側制御装置と、前記系統側制御装置から前記指示を受信する受信手段と、前記指示に従い、前記蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御手段と、を備える需要家側制御装置と、を備える電力運用システム。

請求項11

複数の需要家が備える蓄電池を複数のグループにグルーピングするグループ設定手段と、前記グループ毎に借用する電力量及び時間帯を決定し、少なくとも貸与対価を含む前記蓄電池の貸与条件の情報に基づいて、前記蓄電池の充放電量と時間帯を決定する決定手段と、前記蓄電池の充放電量と時間帯の指示を送信する送信手段と、を備える系統側制御装置と、前記系統側制御装置から前記指示を受信する受信手段と、前記指示に従い、前記蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御手段と、を備える需要家側制御装置と、を備える電力運用システム。

請求項12

需要家が備える蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御装置から少なくとも貸与対価の情報を含む前記蓄電池の貸与条件の情報を受信する受信手段と、前記情報に基づいて、前記蓄電池の充放電量と時間帯を決定する決定手段と、前記蓄電池制御装置に対して、前記蓄電池の充放電量と時間帯の指示を送信する送信手段と、を備える電力系統の運用を制御する系統側制御装置。

請求項13

コンピュータに、需要家が備える蓄電池の充放電を制御する需要家側制御装置から少なくとも貸与対価を含む前記蓄電池の貸与条件の情報を受信する機能と、前記情報に基づいて、前記蓄電池の充放電量と時間帯を決定する機能と、前記需要家側制御装置に対して、前記蓄電池の充放電量と時間帯の指示を送信する機能と、を実行させる電力系統の運用を制御する系統側制御装置に用いるプログラム

請求項14

少なくとも貸与対価の情報を含む蓄電池の貸与条件を設定する設定手段と、前記貸与条件の情報を、電力系統の運用を制御する系統側制御装置に送信する送信手段と、前記系統側制御装置から前記蓄電池の充放電量と時間帯の指示を受信する受信手段と、前記指示に従い、前記蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御手段と、を備える需要家側制御装置。

請求項15

コンピュータに、少なくとも貸与対価を含む蓄電池の貸与条件を設定する機能と、前記貸与条件の情報を、電力系統の運用を制御する系統側制御装置に送信する機能と、前記系統側制御装置から前記蓄電池の充放電量と時間帯の指示を受信する機能と、前記指示に基づいて前記蓄電池の充放電を制御する機能と、を実行させる需要家側制御装置に用いるプログラム。

技術分野

0001

本実施形態は、需要家蓄電池利用予定を妨げることなく、蓄電池の空き能力電力系統運用者借用するための蓄電池空き能力借用方法、電力系統運用方法電力運用システム、需要家側制御装置、需要家側制御装置に用いるプログラム系統側制御装置及び系統側制御装置に用いるプログラムに関するものである。

背景技術

0002

近年、地球環境保護の観点から、太陽光発電風力発電といった自然エネルギーの導入が盛んに行われるようになっており、一般需要家においてもソーラーパネルの設置によりこれら自然エネルギーの活用が行われるようになってきている。一般需要家においてもエネルギーを効率的に利用したいというニーズから、今後蓄電池の導入が進んでいくものと考えられる。

0003

蓄電池の充放電については、自然エネルギーから得られる電力を貯めておくだけでなく、発電コストの安い(電気料金の安い)タイミングで電力系統から充電しておき、発電コストの高い(電気料金の高い)タイミングで放電させるといった自らに有利となるような活用法も考えられる。

0004

需要家にも蓄電池が導入されるようになると、前述したように各需要家が自ら蓄電池を自らに有利なように運用計画を立てることになる。しかしながら、全ての需要家が常に蓄電池の能力使い切っているとは考えにくく、各需要家の持つ蓄電池には余力があるものと想定される。個々の余力自体は大きくないかもしれないが、これらの余力を束ねるとかなりの余力が生ずるものと考えられる。

0005

これらの余力を活用できれば、電力系統運用者にとっては新たな蓄電池や発電設備を導入するコストを生ずることなく系統安定化を実現することができ、需要家にとっては自らの蓄電池の運転計画(利用予定)を妨げられることなく、蓄電池の余力分のみを電力系統運用者に貸し出すことで対価を得る機会を得ることが可能となる。

0006

特許文献1は、需要家に対して、最適な充放電タイミングを提示することで電力系統の安定化、需給バランスの制御を行うことが開示されている。

先行技術

0007

特開2010−81722号公報

発明が解決しようとする課題

0008

しかしながら、特許文献1は、あくまで需要家の蓄電池の使用タイミングを変化させることでこれらの制御を実現するものである。このため特許文献1の方式を実現しようとすると、何らかの形で需要家の行動や需要家側蓄電池の利用予定に制約を強いてしまうという課題があった。

0009

そこで、本発明では、需要家側蓄電池の利用予定を妨げることなく、蓄電池の空き能力を電力系統運用者が借用するための蓄電池空き能力借用方法、電力系統の運用方法、電力運用システム、需要家側制御装置、需要家側制御装置に用いるプログラム、系統側制御装置及び系統側制御装置に用いるプログラムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

実施形態によれば、需要家側蓄電池の利用予定を妨げることなく、蓄電池の空き能力を電力系統運用者が借用する蓄電池空き能力借用方法であって、需要家が貸与可能な蓄電池の空き能力及び時間帯、あるいは蓄電池の利用予定と、貸与時の対価とを設定し、電力系統運用者は、前記対価情報を元に、借用する空き能力及び時間帯とを決定し、需要家側蓄電池は、電力系統運用者からの指示に従って充放電する電力量を補填するための補填電力量を決められた時間内に充放電し、電力系統運用者は、使用した電力量を計量した上で需要家に対価を支払うことで、蓄電池の空き能力を電力系統運用者が借用する。また電力系統運用者は、既存の出力調整可能な電源の発電コストと、前記需要家側蓄電池の借用対価を比較し、需要家側蓄電池の空き能力の借用量を決定する。

図面の簡単な説明

0011

第1の実施形態に係るシステムの概略を示す図である。
第1の実施形態に係る系統側蓄電池制御装置概略構成を示すブロック図。
第1の実施形態に係る需要家側蓄電池制御装置の概略構成を示すブロック図。
第1の実施形態に係る系統側蓄電池制御装置の制御部を詳細化したブロック図。
第1の実施形態に係る需要家側蓄電池制御装置の制御部を詳細化したブロック図。
第1の実施形態に係る蓄電池貸与条件設定部を詳細化したブロック図。
第1の実施形態に係る電力系統運用者と需要家による動作を説明する遷移図。
第1の実施形態に係る蓄電池借用量の決定手法の一例を示す図。
第1の実施形態に係る蓄電池貸与条件設定部の他の例を示すブロック図。
第2の実施形態に係る需要家側蓄電池借用決定部を詳細化したブロック図。
第2の実施形態に係る電力系統運用者と需要家による動作を説明する遷移図。
第2の実施形態に係る蓄電池借用量の決定手法の一例を示す図。
第3の実施形態に係る系統側蓄電池制御装置の制御部を詳細化したブロック図。
第1の実施形態に係る電力系統運用者と需要家による動作を説明する遷移図。

実施例

0012

以下、本実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。本実施形態は、周辺装置を備えたコンピュータに各機能を実行させるプログラムで制御することで実現するが、この場合のハードウェアやプログラムの実現態様は各種変更可能であり、システム、装置、方法としても把握可能である。

0013

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る電力系統1を含む電力運用システムの概略を示す図である。電力系統1は、発電所11、太陽光発電12、風力発電13を備える。電力系統1は、配電線2を介して、変電所(電力系統運用者)3、複数の需要家4とつながっている。発電所11は、出力調整可能な電源であって、安定して電力を発電する火力発電などの発電所である。なお、発電所11、太陽光発電12、風力発電13は、一例であり、電力系統1は、他の発電設備を含んでいてもよい。

0014

変電所3は、需給バランスなど、電力系統の運用を制御し、各需要家4が備える蓄電池43(以降、需要家側蓄電池または単に蓄電池という)の空き能力の借用を制御する系統側蓄電池制御装置(系統側制御装置)31を備える。系統側蓄電池制御装置31の構成については後述する。需要家4は、負荷41、需要家側蓄電池制御装置(需要家側制御装置)42、蓄電池43を備える。負荷41は、需要家4内で電力を消費する設備機器等を含む。需要家側蓄電池制御装置42(需要家側制御装置)は、蓄電池43の充放電を制御する。需要家側蓄電池制御装置42の構成については後述する。なお、ここで蓄電池43は、その化学的組成や形態において制限されるものではない。従ってリチウム電池ニッカド電池のような化学的組成を有する電池でも、定置型、可搬型、または電気自動車の電池等のような形態の電池でも構わないものとする。

0015

次に、系統側蓄電池制御装置31の構成について説明する。図2は、第1の実施形態に係る系統側蓄電池制御装置31の概略構成を示すブロック図である。系統側蓄電池制御装置31は、通信部311、制御部(演算部)312、記憶部313、入力部314を備える。通信部311は、需要家側蓄電池制御装置42との間で各種情報、データを送受信する通信インターフェースである。通信部311は、インターネット専用線などの有線で通信してもよく、電波赤外線などの無線で通信してもよく、電力搬送で通信してもよい。制御部312は、系統側蓄電池制御装置31の各部の動作を制御する。記憶部313は、各種情報、データを保存する。記憶部313は、例えば、電力系統1の運転計画(需給予測を含む)を含む系統情報を保存する。入力部314は、電力系統運用者3による情報の入力を受け付け入力インターフェースである。

0016

図3は、第1の実施形態に係る需要家側蓄電池制御装置42の概略構成を示すブロック図である。需要家側蓄電池制御装置42は、通信部421、制御部422、記憶部423、入力部424、充電回路425、充電量測定部426、放電回路427、放電量測定部428を備える。通信部421は、系統側蓄電池制御装置31との間で各種情報、データを送受信する通信インターフェースである。通信部421は、インターネット、専用線などの有線で通信してもよく、電波や赤外線などの無線で通信してもよく、電力搬送で通信してもよい。

0017

制御部422は、需要家側蓄電池制御装置42の各部の動作を制御する。記憶部423は、各種情報、データを保存する。入力部424は、需要家4の住人による情報の入力を受け付ける入力インターフェースである。充電回路425は、配電線2を介して、電力を蓄電池43に対して充電するための回路である。充電量測定部426は、蓄電池43に対する充電量を測定する。放電回路427は、蓄電池43に蓄えられている電力を配電線2に向けて放電するための回路である。放電量測定部428は、蓄電池43からの放電量を測定する。上記構成において、制御部422は、充電量測定部426による測定値に基づいて充電量が予定量に達したか否かを判断し、充電回路425の動作を継続するか否かを制御する。同様に、制御部422は、放電量測定部428による測定値に基づいて放電量が予定量に達したか否かを判断し、放電回路427の動作を継続するか否かを制御する。なお、図3では、充電量測定部426、放電量測定部428は、需要家側蓄電池制御装置42内に設けられているが、需要家側蓄電池制御装置42に外付けスマートメータに設けられていてもよい。

0018

図4は、第1の実施形態に係る系統側蓄電池制御装置31の制御部312を詳細化したブロック図である。制御部312は、需要家側蓄電池借用決定部3121、使用電力量入力部3122、対価計算部3123を備える。需要家側蓄電池借用決定部3121は、所定条件に基づいて、各蓄電池43の空き能力(貸与可能容量または貸借可能な電力)を借用することを決定する機能を備える。使用電力量入力部3122は、各蓄電池43についての蓄電池借用量の入力を受け付ける機能を備える。使用電力量入力部3122は、入力部314を介した電力系統運用者3による入力に基づいて実行する。なお、使用電力量入力部3122は、通信部311を介して、蓄電池借用量のデータを各需要家4から受信することで実行してもよい。対価計算部3123は、各蓄電池43からの蓄電池借用量に応じた対価を計算する機能を備える。

0019

図5は、第1の実施形態に係る需要家側蓄電池制御装置42の制御部422を詳細化したブロック図である。需要家側蓄電池制御装置422は、蓄電池貸与条件設定部4221、充放電指示受信部4222、需要家側蓄電池制御部4223を備える。蓄電池貸与条件設定部4221は、蓄電池43の空き能力を貸与する条件(以降、蓄電池貸与条件という)を設定する機能を備える。蓄電池貸与条件設定部4221は、入力部424を介した需要家4の住人による入力に基づいて実行する。充放電指示受信部4222は、系統側蓄電池制御装置31から、蓄電池43の充放電量及び充放電の実行時間帯の指示を受信する機能を備える。需要家側蓄電池制御部4223は、系統側蓄電池制御装置31から受信した指示に基づいて、蓄電池43に対して充放電制御する機能を備える。

0020

図6は、第1の実施形態に係る蓄電池貸与条件設定部4221を詳細化したブロック図である。蓄電池貸与条件設定部4221は、蓄電池空き能力・時間帯入力部4221a、貸与対価入力部4221bを備える。蓄電池空き能力・時間帯入力部4221aは、蓄電池貸与条件として、貸与可能な蓄電池43の空き能力(貸与可能容量、蓄電池余力ともいう)及びその空き能力を貸与可能な時間帯(以降、単に時間帯という)の入力を受け付け、設定する機能を備える。貸与対価入力部4221bは、蓄電池貸与条件として、貸与可能な蓄電池43の空き能力の貸与時の対価(以降、貸与対価という)の入力を受け付け、設定する機能を備える。

0021

図7は、第1の実施形態に係る系統側蓄電池制御装置31と需要家側蓄電池制御装置42による動作を説明する遷移図である。需要家4(蓄電池貸与条件設定部4221)は、入力部424を介した需要家4の住人による入力に基づいて、蓄電池貸与条件(空き能力及び時間帯、貸与対価)を設定する(ステップS101)。つまり、需要家4(蓄電池貸与条件設定部(設定手段)4221)は、少なくとも貸与対価の情報を含む蓄電池貸与条件を設定する。需要家4(制御部(送信手段)4201)は、通信部421を介して、蓄電池貸与条件のデータを電力系統運用者3(系統側蓄電池制御装置31)に送信する。電力系統運用者3(制御部312)は、通信部311を介して、蓄電池貸与条件のデータを受信し、記憶部313に保存する。制御部(受信手段)312は、需要家4が備える蓄電池43の充放電を制御する需要家側蓄電池制御装置42から少なくとも貸与対価の情報を含む蓄電池貸与条件の情報を受信する。なお、電力系統運用者3(制御部312)は、制御対象となっている全ての需要家4から蓄電池貸与条件のデータを受信する。

0022

電力系統運用者3(需要家側蓄電池借用決定部3121)は、記憶部313に保存されている系統情報、各需要家4の蓄電池貸与条件のデータを元にして、借用する蓄電池43、借用先となる蓄電池43の貸与可能容量から借用する空き能力(借用量、充放電量)(以降、蓄電池借用量ともいう)及び時間帯を決定する(ステップS102)。つまり、需要家側蓄電池借用決定部(決定手段)3121は、需要家4が備える蓄電池43の利用予定空き能力、貸与対価の情報に基づいて、蓄電池43の充放電量と時間帯を決定する。図8は、ある時間帯における蓄電池借用量の決定手法の一例を示す図である。需要家側蓄電池借用決定部3121は、時間帯毎に、各需要家4が設定した蓄電池貸与条件を元に、各需要家4の貸与対価を比較する。一例として、ある時間帯における貸与対価は、需要家Aが最も安く、次に需要家B、次に需要家Cの順で高くなり、需要家Dが最も高くなっているとする。需要家側蓄電池借用決定部3121は、ある時間帯について、貸与対価の安い順に各需要家4の貸与可能容量を並べる。需要家側蓄電池借用決定部3121は、系統情報に基づいて、ある時間帯に各需要家4から借用する必要がある系統安定化のための必要電力量を算出する。需要家側蓄電池借用決定部3121は、貸与対価順に並べた各需要家4の貸与可能容量と必要電力量とを比較する。一例として、必要電力量は、需要家A、需要家B、需要家Cの貸与可能容量の合計値より大きく、需要家A、需要家B、需要家C、需要家Dの貸与可能容量の合計値より小さいとする。需要家側蓄電池借用決定部3121は、必要電力量を賄えるようになるまで、貸与対価の安い需要家4の貸与可能容量を借用すると決定する。需要家側蓄電池借用決定部3121は、需要家A、需要家B、需要家Cからは蓄電池43の貸与可能量の全量を借用すると決定し、需要家Dからは蓄電池43の貸与可能量の一部を借用すると決定する。需要家側蓄電池借用決定部3121は、上記手法により、各時間帯について、借用先及び蓄電池借用量を決定できる。つまり、需要家側蓄電池借用決定部3121は、需要家4毎に蓄電池借用量及び時間帯を決定できる。

0023

次に、電力系統運用者3(制御部(送信手段)312)は、蓄電池借用量及び時間帯の決定に基づいて、借用先となる各需要家4(需要家側蓄電池制御装置42)に対して、蓄電池43の充放電量及び充放電の実行時間帯の指示(以降、電力系統運用者の指示という)を送信制御する(ステップS103)。需要家4(充放電指示受信部(受信手段)4222)は、通信部421を介して、電力系統運用者3(系統側蓄電池制御装置31)から電力系統運用者の指示を受信する。需要家4(需要家側蓄電池制御部(蓄電池制御手段)4223)は、電力系統運用者の指示に従い、蓄電池43を充放電制御する(ステップS104)。つまり、蓄電池43は、電力系統運用者3からの指示に従って、充放電する電力量を補填するための補填電力量を決められた時間内に充放電する。

0024

電力系統運用者3(制御部312)は、各蓄電池43の蓄電池借用量(電力系統運用者3が使用した電力量)を計測(計量)する(ステップS105)。電力系統運用者3(使用電力量入力部3122)は、電力系統運用者の指示に含まれる時間帯に蓄電池43が動作した分の電力量のデータを需要家4(需要家側蓄電池制御装置42)から受信することで、蓄電池借用量を計測できる。この場合、例えば、需要家側蓄電池制御装置42は、蓄電池43に備え付けてある図示しない電力メータから、蓄電池43が動作した分の電力量のデータを取得できる。なお、電力系統運用者3(使用電力量入力部3122)は、入力部314を介した電力系統運用者の指示に含まれる時間帯に蓄電池43が動作した分の電力量のデータの入力に基づいて、蓄電池借用量を計測できる。この場合、例えば、検針員が電力メータを検針することによって蓄電池43が動作した分の電力量を測定し、電力系統運用者3は、その電力量を蓄電池借用量として入力部314で入力できる。なお、ステップS105において、電力系統運用者3(使用電力量入力部3122)は、蓄電池借用量のデータを得られれば良く、データ収集手法については限定されない。

0025

次に、電力系統運用者3(対価計算部3123)は、入力された蓄電池借用量と各需要家4の蓄電池貸与条件を元に、各需要家4に支払う対価を計算する。電力系統運用者3(制御部312)は、計算結果に基づき、各需要家4に蓄電池借用量に応じた対価を支払うように制御する(ステップS106)。なお、対価の支払手法は、口座振込処理であっても、月々の電気使用料からの減額処理であってもよく、限定されない。

0026

上記説明した第1の実施形態は、以下のように変形することもできる。蓄電池貸与条件設定部4221は、図6に示した蓄電池空き能力・時間帯入力部4221a、貸与対価入力部4221bを備える例について説明したが、これに限られるものではない。図9は、蓄電池貸与条件設定部4221の他の例を示すブロック図である。例えば、蓄電池貸与条件設定部4221は、蓄電池空き能力・時間帯入力部4221aに代えて蓄電池利用予定入力部4221cを備える。蓄電池利用予定入力部4221cは、蓄電池貸与条件として、需要家4における各時間帯の蓄電池43の利用予定を受け付け、設定する機能を備える。

0027

この場合、電力系統運用者3、需要家4は以下のように動作する。ステップS101において、需要家4(蓄電池貸与条件設定部4221)は、入力部424を介した需要家4の住人による情報に基づいて、蓄電池貸与条件(各時間における蓄電池の利用予定、貸与対価)を設定する。その後、需要家4(制御部4201)は、通信部421を介して、蓄電池貸与条件のデータを電力系統運用者3(系統側蓄電池制御装置31)に送信する。電力系統運用者3(制御部312)は、通信部311を介して、蓄電池貸与条件のデータを受信し、記憶部313に保存する。電力系統運用者3(需要家側蓄電池借用決定部3121)は、蓄電池貸与条件に含まれる利用予定のデータを元に、各時間帯における蓄電池の空き能力を計算する。その後、ステップS102において、電力系統運用者3(需要家側蓄電池借用決定部3121)は、記憶部313に保存されている系統情報、貸与対価のデータ、利用予定のデータから計算した空き能力及び時間帯のデータを元にして、各需要家4について、蓄電池借用量及び時間帯を決定することができる。つまり、需要家側蓄電池借用決定部(決定手段)3121は、需要家4が備える蓄電池43の利用予定、貸与対価の情報に基づいて、蓄電池43の充放電量と時間帯を決定する。

0028

上記説明した第1の実施形態は、さらに以下のように変形することもできる。ステップS101において、需要家4(蓄電池貸与条件設定部4221)は、蓄電池貸与条件を設定しているが、貸与対価の設定が蓄電池貸与条件に含まれていなくてもよい。この場合、ステップS106において、電力系統運用者3(制御部312)は、各需要家4に蓄電池借用量に応じた対価を支払わないようにしてもよい。なお、電力系統運用者3(制御部312)は、蓄電池貸与条件に貸与対価の設定がなくとも、一定の条件が整えば、支払スキームに従って貸与対価を各需要家4に支払うようにしてもよい。支払スキームとは、例えば、電力系統運用者3と各需要家4との間で事前に結ばれる一定以上の蓄電池貸与実績があった場合に対価が支払われる契約である。

0029

また、需要家側蓄電池43は、図3を用いて単一の蓄電池を例にして説明したが、複数の蓄電池の集合体であってもよい。後者の場合には、ステップS101において、需要家4(蓄電池貸与条件設定部4221)は、複数の蓄電池の集合体としての空き能力及び時間帯、もしくは利用予定を計算し、その計算結果を蓄電池貸与条件として設定しても良い。なお、需要家4は、設備(蓄電池43)の空き能力を貸与するにあたり、季節、休平日、天候、設備(蓄電池43)利用可能性を考慮した上で、空き能力及び時間帯、もしくは利用予定を設定し、そのタイミングで対価を都度設定してもよく、必ずしも毎回同じ額を設定する必要はない。

0030

第1の実施形態によれば、電力系統運用者3は、需要家4の蓄電池43の利用予定を妨げることなく、系統の安定化を図ることができる。したがって、電力系統運用者3は、安価な発電コストで系統運用を行う可能性が広がる。需要家4は、通常時と同じように蓄電池43を活用しながら、場合によっては系統安定化や昼夜間、日間運用などの系統運用に協力することで貸与対価を得るなどの恩恵を得ることが可能となる。

0031

(第2の実施形態)
第2の実施形態は、第1の実施形態との差分を中心に説明する。第2の実施形態では、需要家側蓄電池借用決定部3121は、図10に示すように、発電コスト入力部3121a、借用対価入力部3121b、コスト比較部3121cを備える。発電コスト入力部3101aは、入力部314での入力または記憶部313に保存されているデータに基づく発電所11の発電コストのデータの入力を受け付ける機能を備える。借用対価入力部3121bは、需要家4(需要家側蓄電池制御装置42)から受信した貸与対価(言い換えると、電力系統運用者3にとっての借用対価(借用コスト))のデータの入力を受け付ける機能を備える。コスト比較部3121cは、発電コストと貸与対価を比較する機能を備える。

0032

図11は、第2の実施形態に係る系統側蓄電池制御装置31と需要家側蓄電池制御装置42による動作を説明する遷移図である。図11の遷移図は、図7に示す遷移図のステップS102をステップS1021及びステップS1022に代えたものであり、他の動作は第1の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。

0033

ステップS1021では、電力系統運用者3(発電コスト入力部3121a)は、発電所11(出力調整可能な電源)の発電コストの入力を受け付ける。ステップS1022では、電力系統運用者3(コスト比較部3121c)は、記憶部313に保存されている系統情報、蓄電池貸与条件と発電コストを比較し、借用する蓄電池43、借用先となる蓄電池43からの蓄電池借用量及び時間帯を決定する。つまり、電力系統運用者3(コスト比較部3121c)は、既存の出力調整可能な電源の発電コストと、蓄電池43の借用対価を比較し、蓄電池の空き能力の借用量を決定する。

0034

図12は、ある時間帯における蓄電池借用量の決定手法の一例を示す図である。コスト比較部3121cは、第1の実施形態と同様に、時間帯毎に、発電コスト、各需要家4の貸与対価を比較する。一例として、ある時間帯における貸与対価は、需要家Aが最も安く、次に需要家B、次に需要家Cの順で高くなり、需要家Dが最も高くなっているとする。また、需要家A、需要家Bの貸与対価は、発電コストよりも安く、需要家C、需要家Dの貸与対価は、発電コストよりも高いとする。コスト比較部3121cは、ある時間帯について、貸与対価の安い順に各需要家4の貸与可能容量を並べる。コスト比較部3121cは、系統情報に基づいて、ある時間帯に各需要家4から借用する必要がある系統安定化のための必要電力量を算出する。コスト比較部3121cは、必要電力量を賄えるようになるまで、発電コストよりも貸与対価の安い需要家4の貸与可能容量を借用すると決定する。コスト比較部3121cは、需要家A、需要家Bからは蓄電池43の貸与可能量の全量を借用すると決定し、系統安定化に不足している部分(必要電力量まで足りない部分)は発電所11による発電で賄うと決定する。つまり、第2の実施形態では、コスト比較部3121cは、各時間帯について、発電コストよりも貸与対価の安い需要家から順に借用先として決定している。コスト比較部3121cは、上記方法により、各時間帯について、借用先及び蓄電池借用量を決定できる。つまり、コスト比較部3121cは、要家4毎に蓄電池借用量及び時間帯を決定できる。

0035

なお、ステップS1022では、コスト比較部3121cは、各需要家4の貸与対価を比較対象としているが、借用に当たって必要なコスト(充放電ロスや充電時の発電コスト)をも含めたコストを比較対象としてもよい。また、コスト比較部3121cは、発電コストには自社発電設備の固定費を含めず、増分コストを用いて比較するようにしてもよい。なお、蓄電池貸与条件設定部4221は、第1の実施形態で説明したように、図9に示す構成であってもよい。

0036

第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を奏する。さらに、第2の実施形態によれば、発電コストと貸与対価をトータルで見て最も安価に系統安定化を実現することが可能となる。

0037

(第3の実施形態)
第3の実施形態は、第1の実施形態または第2の実施形態との差分を中心に説明する。第3の実施形態では、図13に示すように、系統側蓄電池制御装置31の制御部312は、第1の実施形態で説明した需要家側蓄電池借用決定部3121、使用電力量入力部3122、対価計算部3123に加えて、需要家蓄電池グループ識別子設定部3124を備える。需要家蓄電池グループ識別子設定部3124は、一定の条件に基づいて、各需要家4(蓄電池43)にグループ識別子を設定し、グループ識別子により需要家4(蓄電池43)をグルーピングする機能を備える。需要家蓄電池グループ識別子設定部3124は、各需要家4(蓄電池43)を例えば次のようなグループ設定条件に基づいて、グルーピングする。一例として、需要家蓄電池グループ識別子設定部3124は、各需要家4(蓄電池43)を地域(住所)または配電線2の支線ごとの複数のグループにグルーピングしてもよい。この場合、グループ識別子は、地域または支線を表す。一例として、需要家蓄電池グループ識別子設定部3124は、各地域または配電線2の各支線から1つの需要家4(蓄電池43)を抽出した複数の需要家4(蓄電池43)で1つのグループを構成し、同様の構成により各需要家4(蓄電池43)を複数のグループにグルーピングしてもよい。この場合、グループ識別子は、地域または支線を越えた識別子である。なお、グループ設定条件は、これらに限られない。なお、需要家蓄電池グループ識別子設定部3124は、地域(住所)または配電線2の支線ごとに各需要家4(蓄電池43)を複数のグループにグルーピングする場合、各需要家4(蓄電池43)の住所情報、つながっている支線情報に基づいて、自動でグルーピングできる。

0038

図14は、第2の実施形態に係る系統側蓄電池制御装置31と需要家側蓄電池制御装置42による動作を説明する遷移図である。図11の遷移図は、図7に示す遷移図のステップS102をステップS1023、1024、ステップS1025に代えたものであり、他の動作は第1の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。

0039

ステップS1023では、電力系統運用者3(需要家蓄電池グループ識別子設定部3124)は、少なくとも1つのグループ設定条件に基づいて各需要家4(蓄電池43)をグルーピングする。つまり、需要家蓄電池グループ識別子設定部(グループ設定手段)3124は、複数の需要家4が備える蓄電池43を複数のグループにグルーピングする。ステップS1024では、電力系統運用者3(需要家側蓄電池借用決定部3121)は、どのグループからグループ全体としてどれだけの蓄電池量をどの時間帯に借用するかを決定する。つまり、電力系統運用者(需要家側蓄電池借用決定部(グループ設定手段)3121)は、グループ識別子を用いて、対象(借用先)とするグループごとに蓄電池43の空き能力の借用量(借用する電力量)及び時間帯を決定する。なお、需要家側蓄電池借用決定部3121は、必ずしもグルーピングされた全てのグループについて借用する蓄電池量及び時間帯を決める必要はない。例えば、需要家側蓄電池借用決定部3121は、ある特定のグループに対してのみ借用する蓄電池量及び時間帯を決定するようにしてもよい。例えば、需要家側蓄電池借用決定部3121は、大容量の空き能力を持っているグループを優先的に借用先のグループとしてもよい。例えば、需要家側蓄電池借用決定部3121は、記憶部313に保存されている過去の蓄電池貸与条件及び蓄電池43の利用実績に基づいて、蓄電池43の利用予定計画を変更する可能性の高いグループを借用先のグループから除くようにしてもよい。

0040

次に、ステップS1025では、需要家側蓄電池借用決定部3121は、特定のグループ(借用先のグループ)内で、借用先の蓄電池43、蓄電池借用量、時間帯を決定する。つまり、需要家側蓄電池借用決定部3121は、特定のグループ全体に割り当てられた蓄電池借用量及び時間帯を、その特定のグループに属する需要家4(蓄電池43)に割り当てる。なお、需要家側蓄電池借用決定部3121は、その特定のグループにおいて、第1の実施形態または第2の実施形態で説明したように、各時間帯について、貸与対価の安い需要家4(蓄電池43)から順に借用先として割り当てることができる。つまり、需要家側蓄電池借用決定部(決定手段)3121は、少なくとも貸与対価を含む蓄電池貸与条件の情報に基づいて、その特定のグループに含まれる需要家4における蓄電池43の充放電量と時間帯を決定する。

0041

第3の実施形態によれば、第1の実施形態または第2の実施形態と同様の効果を奏する。さらに、第3の実施形態によれば、目的に応じてより効率的に需要家4の蓄電池43を借用することができるようになる。さらに、系統側蓄電池制御装置31は、グループ設定条件のひとつとして、各需要家4(蓄電池43)を地域(住所)または配電線2の支線ごとの複数のグループにグルーピングした場合、借用先のグループを地域毎に設定できる。これにより、系統側蓄電池制御装置31は、ある特定地域だけ局所的に電力不足や太陽光発電12などによる電力過剰に陥った場合に、蓄電池43の空き能力の借用に際して特定地域の蓄電池43を借用し、配電線2の電圧を適正範囲内に維持するように蓄電池借用量を決定することで局所的な系統不安定化を解消することができる。さらに、系統側蓄電池制御装置31は、借用コストの最小化を達成する為に局所的な系統不安定を招かねない一地域への集中的な蓄電池43の充放電を防止することができる。つまり、第3の実施形態によれば、変電所3単位での均等化を図ることができる。

0042

本発明のいくつか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り、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

0043

1…電力系統、2…配電線、3…変電所(電力系統運用者)、4…需要家、11…発電所、12…太陽光発電、13…風力発電、31…系統側蓄電池制御装置、41…負荷、42…需要家側蓄電池制御装置、43…蓄電池、311…通信部、312…制御部(演算部)、313…記憶部、314…入力部、421…通信部、422…制御部、423…記憶部、424…入力部、425…充電回路、426…充電量測定部、427…放電回路、428…放電量測定部、3121…需要家側蓄電池借用決定部、3121a…発電コスト入力部、3121b…借用対価入力部、3121c…コスト比較部、3122…使用電力量入力部、3123…対価計算部、3124…需要家蓄電池グループ識別子設定部、4221…蓄電池貸与条件設定部、4221a…蓄電池空き能力・時間帯入力部、4221b…貸与対価入力部、4221c…蓄電池利用予定入力部、4222…充放電指示受信部、4223…需要家側蓄電池制御部。

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