技術 通信装置、管理サーバ及び通信方法

0001

本発明は、通信装置、管理サーバ及び通信方法に関する。

0002

施設から電力系統に対する逆潮流量の抑制を要求する逆潮流抑制メッセージが知られている。逆潮流抑制メッセージは、電力事業者又は配電事業者などに属する管理サーバから施設に対して、通信回線を介して送信される（例えば、特許文献１）。

0003

特開２０１２−２４４６６５号公報

0004

第１の特徴に係る通信装置は、施設から電力系統に対する逆潮流を行うための電力を発生する逆潮流電源の出力を制御する制御部と、電力指令メッセージを送信する管理サーバに対して、前記逆潮流電源に関する逆潮流電源情報を送信する送信部とを備える。

0005

第２の特徴に係る管理サーバは、電力指令メッセージを送信する送信部と、施設から電力系統に対する逆潮流を行うための電力を発生する逆潮流電源に関する逆潮流電源情報を前記施設から受信する受信部と、前記逆潮流電源情報に基づいて、前記電力指令メッセージの送信相手及び内容の少なくともいずれかを決定する制御部とを備える。

0006

第３の特徴は、通信方法であって、通信装置が、施設から電力系統に対する逆潮流を行うための電力を発生する逆潮流電源の出力を制御するステップＡと、前記通信装置が、電力指令メッセージを送信する管理サーバに対して、前記逆潮流電源に関する逆潮流電源情報を送信するステップＢと、前記管理サーバが、前記逆潮流電源情報に基づいて、前記電力指令メッセージの送信相手及び内容の少なくともいずれかを決定するステップＣとを備える。

0007

図１は、実施形態に係る電力管理システム１を示す図である。
図２は、実施形態に係る通信装置１１０を示す図である。
図３は、実施形態に係る下位管理サーバ３００を示す図である。
図４は、実施形態に係る逆潮流電源情報を示す図である。
図５は、実施形態に係る通信方法を示す図である。

0008

以下において、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

0009

但し、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なる場合があることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

0010

［開示の概要］
逆潮流抑制メッセージの送信によって逆潮流量を抑制する際に、管理サーバによって管理される全ての施設に対して逆潮流抑制メッセージを一律に送信すると、管理サーバによって管理される施設のグループ全体として、非効率な逆潮流の抑制制御が行われる可能性が考えられる。

0011

開示の概要に係る通信装置は、施設から電力系統に対する逆潮流を行うための電力を発生する逆潮流電源の出力を制御する制御部と、電力指令メッセージを送信する管理サーバに対して、前記逆潮流電源に関する逆潮流電源情報を送信する送信部とを備える。

0012

開示の概要では、通信装置は、管理サーバに対して、逆潮流電源に関する逆潮流電源情報を送信する。従って、管理サーバは、逆潮流電源情報に基づいて、施設が逆潮流の制御を実行することが可能であるか否か、或いは、施設が逆潮流を行う可能性があるか否かなどの情報を把握することができる。これによって、管理サーバによって管理される施設のグループ全体として、逆潮流の制御を効率的に行うことができる。

0013

［実施形態］
（電力管理システム）
以下において、実施形態に係る電力管理システムについて説明する。

0014

図１に示すように、電力管理システム１は、施設１００と、ネットワーク２００と、下位管理サーバ３００と、上位管理サーバ４００とを有する。

0015

施設１００は、通信装置１１０と、負荷１２０と、分散電源１３０とを有する。通信装置１１０は、施設１００に設けられる通信装置であり、下位管理サーバ３００又は上位管理サーバ４００と通信を行う。

0016

通信装置１１０は、施設１００に設けられる機器の電力を管理する装置（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）或いは分散電源１３０を制御するＰＣＳ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）である。負荷１２０は、電力を消費する機器である。負荷１２０は、例えば、冷蔵庫、照明、エアコン、テレビなどの機器を含む。負荷１２０は、単数の機器でもよく、複数の機器を含んでもよい。分散電源１３０は、電力を発生する機器である。分散電源１３０は、例えば、太陽電池、風力発電、燃料電池、ガスエンジン発電機、蓄電池などの機器を含む。分散電源１３０は、単数の機器でもよく、複数の機器を含んでもよい。

0017

実施形態では、施設１００は、施設１００から電力系統に対する逆潮流を行うための電力を発生する分散電源１３０である逆潮流電源を有する。逆潮流電源は、例えば、太陽電池であるが、これに限定されず、燃料電池又は蓄電池などの機器であってもよい。

0018

実施形態では、施設１００Ａ、施設１００Ｂ及び施設１００Ｃが施設１００として例示されている。施設１００Ａ、施設１００Ｂ及び施設１００Ｃは同様の構成を有する。実施形態では、施設１００として三つの施設１００Ａ〜施設１００Ｃを有する場合であるが、これに限定されず、１つの施設１００であってもよいし、複数の施設１００であってもよい。

0019

ネットワーク２００は、施設１００と下位管理サーバ３００とを接続する通信手段であればよい。具体的に、ネットワーク２００は通信回線であり、例えば、インターネットである。ネットワーク２００は、例えば、各施設１００が契約するプロバイダによって提供される。ネットワーク２００は、専用回線であってもよい。

0020

下位管理サーバ３００は、配電事業者などのアグリゲータに属するサーバである。アグリゲータは、アグリゲータと契約する施設１００の潮流量又は逆潮流量を管理する事業者である。

0021

実施形態では、下位管理サーバ３００Ａ及び下位管理サーバ３００Ｂが下位管理サーバ３００として例示されている。下位管理サーバ３００Ａ及び下位管理サーバ３００Ｂは同様の構成を有する。下位管理サーバ３００は、１つであってもよいし、複数であってもよい。また、下位管理サーバ３００は、上位管理サーバ４００と一体となっていてもよい。

0022

上位管理サーバ４００は、電力会社などの電力事業者に属するサーバである。電力事業者は、施設１００の潮流量又は逆潮流量の管理をアグリゲータに委託してもよい。

0023

実施形態では、上位管理サーバ４００は、電力系統から施設１００に対する潮流量（電力の供給量）の抑制を要求する潮流抑制メッセージ（例えば、ＤＲ；Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を送信する。上位管理サーバ４００は、施設１００から電力系統に対する逆潮流量の抑制を要求する逆潮流抑制メッセージを送信する。実施形態では、潮流抑制メッセージ及び逆潮流抑制メッセージを電力指令メッセージと総称する。

0024

ここで、潮流抑制メッセージは、電力系統から施設１００に供給される電力量の抑制度合いを示す情報を含む。抑制度合いは、電力量の絶対値（例えば、○○ｋＷ）で表されてもよい。或いは、抑制度合いは、電力量の相対値（例えば、○○ｋＷの減少）で表されてもよい。或いは、抑制度合いは、電力量の抑制割合（例えば、○○％）で表されてもよい。或いは、抑制度合いは、予め決められた段階（例えば、０、１、２、３）で表されてもよい。

0025

或いは、潮流抑制メッセージは、電力系統からの潮流の対価である買電価格を示す情報を含んでもよい。買電価格として高い価格を設定することによって、電力系統から施設１００に供給される電力量の抑制が期待される。

0026

逆潮流抑制メッセージは、施設１００から電力系統に出力される電力量の抑制度合いを示す情報を含む。詳細には、逆潮流抑制メッセージは、分散電源の出力の抑制度合いを示す情報を含む。抑制度合いは、分散電源の出力の絶対値（例えば、○○ｋＷ）で表されてもよい。或いは、抑制度合いは、分散電源の出力の相対値（例えば、○○ｋＷの減少）で表されてもよい。或いは、抑制度合いは、予め決められた段階（例えば、０、１、２、３）で表されてもよい。或いは、抑制度合いは、分散電源の出力の抑制割合（例えば、○○％）で表されてもよい。抑制割合とは、施設１００に分散電源を設置する際に、分散電源を制御するＰＣＳの出力能力として認定を受けた出力（以下、設備認定出力）に対する割合であってもよい。分散電源の出力能力とＰＣＳの出力能力とが異なる場合には、設備認定出力は、これらの出力能力のうち、小さい方の出力能力である。複数のＰＣＳが設置されるケースにおいては、設備認定出力は、複数のＰＣＳの出力能力の合計である。

0027

ここで、潮流抑制メッセージ及び逆潮流抑制メッセージのフォーマットとして、自動デマンドレスポンス（ＡＤＲ；Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）に準拠したフォーマットを用いてもよい。上位管理サーバ４００と下位管理サーバ３００との間の通信及び下位管理サーバ３００と施設１００との間の通信は、同じ規格に準拠する方式で行われてもよい。この同じ規格に準拠する方式としては、例えばＯｐｅｎ ＡＤＲ規格に準拠する方式（例えば、Ｏｐｅｎ ＡＤＲ２．０など）を用いることができる。

0028

（通信装置）
以下において、実施形態に係る通信装置について説明する。通信装置１１０は、通信部１１１と、制御部１１２とを有する。

0029

通信部１１１は、通信モジュール等によって構成されており、下位管理サーバ３００又は上位管理サーバ４００と通信を行う。ここでは、通信部１１１が下位管理サーバ３００と通信を行うケースを例示する。例えば、通信部１１１は、ネットワーク２００（通信回線）を介して、潮流抑制メッセージ又は逆潮流抑制メッセージを含む電力指令メッセージを下位管理サーバ３００から受信する。実施形態に係る通信部１１１は、少なくとも逆潮流抑制メッセージを受信することに留意すべきである。

0030

実施形態では、通信部１１１は、逆潮流電源に関する逆潮流電源情報を下位管理サーバ３００に送信する。逆潮流電源情報の詳細については後述するが、逆潮流電源情報は、例えば、売電価格情報、故障情報、メンテナンス情報、電圧情報、設置情報及び解列情報などの項目のうち少なくとも１つに対応する情報を含む（図４を参照）。

0031

制御部１１２は、ＣＰＵやメモリ等によって構成されており、通信部１１１を制御する。例えば、制御部１１２は、少なくとも、逆潮流電源の出力を制御する。制御部１１２は、電力指令メッセージに基づいて、潮流又は逆潮流の抑制制御を実行する。

0032

（管理サーバ）
以下において、実施形態に係る管理サーバについて説明する。ここでは、管理サーバとして下位管理サーバ３００を例示する。但し、管理サーバは、上位管理サーバ４００であってもよい。図３に示すように、下位管理サーバ３００は、通信部３１０と、制御部３２０とを有する。

0033

通信部３１０は、通信モジュール等によって構成されており、施設１００及び上位管理サーバ４００と通信を行う。例えば、通信部３１０は、潮流抑制メッセージ又は逆潮流抑制メッセージを含む電力指令メッセージを上位管理サーバ４００から受信する。通信部３１０は、逆潮流電源情報を施設１００（通信装置１１０）から受信する。

0034

通信部３１０は、ネットワーク２００（通信回線）を介して、潮流抑制メッセージ又は逆潮流抑制メッセージを含む電力指令メッセージを施設１００に送信する。施設１００の潮流量又は逆潮流量の管理がアグリゲータ（下位管理サーバ３００）に委託されるため、施設１００に送信される電力指令メッセージの内容は、上位管理サーバ４００から受信する電力指令メッセージの内容と異なっていてもよい。具体的には、上位管理サーバ４００から送信される電力指令メッセージは、それぞれの施設１００で達成すべきものであってもよいし、複数の施設１００で達成すべきものであってもよい。電力指令メッセージが複数の施設１００で達成すべきものである場合には、下位管理サーバ３００は適切な施設１００を選択する。そして、下位管理サーバ３００は、選択された施設１００に対して、それぞれの施設１００で達成すべき電力指令メッセージを送信する。

0035

制御部３２０は、ＣＰＵやメモリ等によって構成されており、通信部３１０を制御する。

0036

例えば、制御部３２０は、施設１００（通信装置１１０）から受信する逆潮流電源情報に基づいて、需給調整計画を決定する。需給調整計画とは、電力指令メッセージの送信相手（施設１００）及び電力指令メッセージの内容（潮流の抑制量又は逆潮流の抑制量）の計画である。需給調整計画は、上位管理サーバ４００から受信する電力指令メッセージによって潮流量又は逆潮流量の抑制が指示された期間において単位時間長（例えば、３０分）毎に決定されてもよい。

0037

（逆潮流電源情報）
以下において、実施形態に係る逆潮流電源情報について説明する。

0038

図４に示すように、逆潮流電源情報は、売電価格情報、故障情報、メンテナンス情報、電圧情報、設置情報及び解列情報などの項目のうち少なくとも１つに対応する情報を含む。

0039

「売電価格情報」は、施設１００から電力系統に対する逆潮流に伴う電力の売電価格を示す情報を含む。売電価格は、逆潮流電源から出力される電力を売電するときの対価である。より詳細には、逆潮流電源から出力される電力から施設１００で消費される電力を除いた余剰電力の対価である。なお、余剰電力に限定されず、例えば、全量買い取りの電力の対価であっても良いし、後述するＶＰＰによる逆潮流の電力の対価であっても良い。また、売電価格情報は、売電単価及び売電量の少なくとも１つ含んでもよい。売電量を売電価格情報に含めることによって、下位管理サーバ３００は、対象の施設１００がどれくらいの量を逆潮流しているのか把握することができる。

0040

一般的に、売電価格が高い場合には、逆潮流の抑制制御が不利であることがある。この場合には、下位管理サーバ３００は、売電価格が相対的に高い施設１００よりも売電価格が相対的に低い施設１００を逆潮流抑制メッセージの送信相手として優先的に選択することができる。或いは、下位管理サーバ３００は、売電価格が相対的に高い施設１００よりも売電価格が相対的に低い施設１００に対して、逆潮流の抑制量として大きな抑制量を割り当てることができる。下位管理サーバ３００は抑制割り当てを少なくした売電価格が相対的に高い施設１００の売電価格の一部を、抑制割り当てを多くした売電価格が相対的に低い施設１００に補填することで、管理している施設１００の間の出力抑制による損失の不公平を緩和することができる。

0041

ここで、売電価格情報は、売電価格が適用される時間帯と売電価格とを対応付ける情報を含んでもよい。これによって、逆潮流の抑制期間に適用される売電価格を下位管理サーバ３００が把握することができる。

0042

また、売電価格情報には、施設１００で保存されている出力抑制スケジュールに関する情報を含んでもよい。売電価格情報として、出力抑制スケジュール全部であってもよいし、一部であってもよい。また、売電価格情報には、過去の出力抑制の実績値が含まれていてもよい。

0043

「故障情報」は、逆潮流電源が故障しているか否か、及び、逆潮流電源が故障から復帰する方法が自動復帰であるか手動復帰であるかを示す情報を含む。逆潮流電源が故障している場合には、逆潮流電源から電力がそもそも出力されないか、逆潮流電源からの電力が通常よりも低い。従って、下位管理サーバ３００は、故障中の逆潮流電源を有する施設１００を逆潮流抑制メッセージの送信相手として優先的に選択することができる。なお、故障情報には、逆潮流電源が正常動作していること（故障が起こっていないこと）を示す情報を含んでいてもよい。

0044

さらに、復帰方法が自動復帰である場合には、復帰方法が手動復帰であるケースと比べて、逆潮流電源の復帰タイミングが早いと考えられる。従って、下位管理サーバ３００は、逆潮流電源が故障している場合において、自動復帰の逆潮流電源を有する施設１００よりも手動復帰の逆潮流電源を有する施設１００を逆潮流抑制メッセージの送信相手として優先的に選択することによって、故障中の逆潮流電源から出力される電力による逆潮流が早いタイミングで開始し、需給調整計画が狂うことを低減することができる。

0045

「メンテナンス情報」は、逆潮流電源のメンテナンスが行われるスケジュールを示す情報を含む。メンテナンスが行われる期間において逆潮流電源から電力がそもそも出力されない。従って、下位管理サーバ３００は、逆潮流の抑制期間と重複する期間にメンテナンスが行われる逆潮流電源を有する施設１００を逆潮流抑制メッセージの送信相手から優先的に除外することができる。

0046

「電圧情報」は、電力系統の電圧が逆潮流の抑制の対象となる電圧（以下、抑制対象電圧という）に達しているか否かを示す情報を含む。電力系統の電圧が抑制対象電圧に達している場合には、そもそも施設１００から逆潮流を行うことができない。従って、下位管理サーバ３００は、電力系統の電圧が抑制対象電圧に達している施設１００を逆潮流抑制メッセージの送信相手として優先的に選択することができる。

0047

ここで、電圧情報は、電力系統の電圧が抑制対象電圧に達しているエリアを示す情報を含んでもよい。これによって、電力系統の電圧が抑制対象電圧に達しているエリアに属する施設１００を下位管理サーバ３００が把握することができる。

0048

さらに、電圧情報には、電力系統に異常が発生しているが否かを含むものである。電力系統の異常は、電力系統の停電であったり、系統の周波数異常であったりする。なお、電圧情報には、電力系統に異常が発生していないことを示す情報を含んでもよい。

0049

「設置情報」は、逆潮流電源の設置日（設備認定取得日、又は、設備認定取得日と電力会社への接続契約締結申込日の遅い日）を示す情報を含む。設置日が古い逆潮流電源の信頼性は、設置日が新しい逆潮流電源の信頼性よりも低い。言い換えると、設置日が古い逆潮流電源によって逆潮流が正常に行われる可能性は、設置日が新しい逆潮流電源によって逆潮流が正常に行われる可能性よりも低い。従って、下位管理サーバ３００は、設置日が古い逆潮流電源を有する施設１００よりも設置日が新しい逆潮流電源を有する施設１００を逆潮流抑制メッセージの送信相手として優先的に選択することによって、逆潮流が抑制される可能性を高めることができる。

0050

「解列情報」は、逆潮流電源が電力系統から解列されているか否か及び逆潮流電源が電力系統から解列されるスケジュールの少なくともいずれか１つの情報を含む。逆潮流電源が電力系統から解列されている場合には、そもそも施設１００から逆潮流を行うことができない。従って、下位管理サーバ３００は、電力系統から解列されている逆潮流電源を有する施設１００を逆潮流抑制メッセージの送信相手から優先的に除外することができる。或いは、下位管理サーバ３００は、逆潮流の抑制期間において電力系統から解列される予定の逆潮流電源を有する施設１００を逆潮流抑制メッセージの送信相手から優先的に除外することができる。

0051

また、「解列情報」に、再連系許可設定に関する情報を含んでいても良い。再連系許可設定は、停電等による系統から解列された後に復電する再連系操作について、自動でしてもよいか否かを示すものである。

0052

（通信方法）
以下において、実施形態に係る通信方法について説明する。ここでは、電力指令メッセージとして逆潮流抑制メッセージが送信されるケースを例示する。

0053

図５に示すように、ステップＳ１０１において、通信装置１１０は、逆潮流電源情報を下位管理サーバ３００に送信する。逆潮流電源情報は、図４に示すように、逆潮流電源情報は、売電価格情報、故障情報、メンテナンス情報、電圧情報、設置情報及び解列情報などの項目のうち少なくとも１つに対応する情報を含む。

0054

ステップＳ１０２において、下位管理サーバ３００は、逆潮流電源情報に基づいて、需給調整計画を決定する。需給調整計画とは、逆潮流抑制メッセージの送信相手（施設１００）及び逆潮流抑制メッセージの内容（潮流の抑制量又は逆潮流の抑制量）の計画である。

0055

ステップＳ１０３において、下位管理サーバ３００は、ステップＳ１０２の結果に基づいて、逆潮流抑制メッセージを通信装置１１０に送信する。

0056

（作用及び効果）
実施形態に係る通信装置１１０は、下位管理サーバ３００に対して、逆潮流電源に関する逆潮流電源情報を送信する。従って、管理サーバは、逆潮流電源情報に基づいて、施設が逆潮流の抑制制御を実行することが可能であるか否か、或いは、施設が逆潮流を行う可能性があるか否かなどの情報を把握することができる。これによって、下位管理サーバ３００によって管理される施設１００のグループ全体として、逆潮流の抑制制御を効率的に行うことができる。

0057

なお、実施形態では、下位管理サーバ３００は、施設１００の潮流量又は逆潮流量の管理を電力事業者から委託されるアグリゲータに属しているが、上述した構成によれば、アグリゲータは、電力事業者の委託に応えることができる。

0058

［変更例１］
以下において、実施形態の変更例１について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について説明する。変更例１においては、施設１００が下位管理サーバ３００に逆潮流電源情報を送信するタイミングについて説明する。

0059

第１に、施設１００は、下位管理サーバ３００の送信要求に応じて、逆潮流電源情報を送信してもよい。施設１００は、下位管理サーバ３００の送信要求に応じて、直ちに逆潮流電源情報を送信してもよく、下位管理サーバ３００の送信要求によって指定されたタイミングで、逆潮流電源情報を送信してもよく、下位管理サーバ３００の送信要求によって指定されたトリガ（所定条件）が満たされた場合に、逆潮流電源情報を送信してもよい。

0060

下位管理サーバ３００の送信要求は、逆潮流電源情報を送信するタイミングを指定する情報を含んでもよく、逆潮流電源情報を送信するために満たすべきトリガを示す情報を含んでもよい。また、下位管理サーバ３００の送信要求には、施設１００が逆潮流電源情報としてどのような情報を送信するのか指定してもよい。

0061

第２に、施設１００は、逆潮流の抑制期間の開始後に、逆潮流電源情報を送信してもよい。これによって、逆潮流の抑制期間の開始後において、下位管理サーバ３００は需給調整計画を見直すことができる。

0062

第３に、施設１００は、逆潮流の抑制期間に対応する所定タイミングで逆潮流電源情報を送信してもよい。所定タイミングは、逆潮流の抑制期間の開始前のタイミングである。例えば、所定タイミングは、逆潮流の抑制期間の開始タイミングに対する相対的な時間差（○○分前ｏｒ○○時間前）によって示される。

0063

［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

0064

実施形態では、逆潮流量の抑制について主として説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、電力指令メッセージは、潮流量の抑制を要求する潮流量抑制メッセージであってもよい。或いは、実施形態は、施設１００に設けられる分散電源を仮想発電所（ＶＰＰ；Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ）として利用するシステムにも適用可能である。このようなケースにおいて、潮流抑制メッセージ又は逆潮流抑制メッセージについては、施設１００に設置された分散電源の制御を要求する電源メッセージと読み替えればよい。また、「抑制」という用語は「制御」と読み替えればよい。すなわち、実施形態は、潮流量又は逆潮流量を増大するケースにも適用可能である。また、分散電源をＶＰＰとして運転制御する場合、抑制結果として分散電源に指示した運転動作を送ってもよい。

0065

実施形態では、上位管理サーバ４００と下位管理サーバ３００との間の通信及び下位管理サーバ３００と施設１００との間の通信がＯｐｅｎ ＡＤＲ規格に準拠する方式で行われる。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。下位管理サーバ３００と施設１００との間の通信は、Ｏｐｅｎ ＡＤＲ規格以外の規格に準拠してもよい。従って、下位管理サーバ３００と施設１００との間で送受信される所定メッセージは、Ｏｐｅｎ ＡＤＲ規格以外の規格で定義された所定フォーマットを有していてもよい。

0066

なお、日本国特許出願第２０１５−１６９７９７号（２０１５年８月２８日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。