WO2011065498A1 - 制御システム、補正装置、及び電力制御方法 - Google Patents

制御システム、補正装置、及び電力制御方法 Download PDF

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一也 木内
薫 草深
忠之 渡邊
一正 七里
顕徳 岩渕
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京セラ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a control system, a correction device, and a power control method for performing power control at a consumer.
  • Smart grid technology that uses information and communication technology to efficiently control power by taking in power consumers (hereinafter simply referred to as “customers”) has attracted attention.
  • a consumer who can use a distributed power source or a storage battery can be supplied with power from a power plant (that is, an electric power company) and can also be supplied with power from a distributed power source or a storage battery.
  • Patent Document 1 has a problem that power control cannot always be performed appropriately because control information is notified from the power company to the consumer without considering the distributed power source and the storage battery.
  • an object of the present invention is to provide a control system, a correction device, and a power control method capable of realizing appropriate power control even for a consumer who can use a distributed power source or a storage battery.
  • the first feature of the present invention is information based on supply and demand of power generated at a power plant (power plant 210), and a plurality of consumers (demands) to which power generated at the power plant is supplied.
  • a correction device for example, correction device 100a
  • the gist of the present invention is a control system (control system 10) including a control device (control device 320) that performs power control at a consumer constituting the consumer group.
  • the correction device takes into account at least one of a distributed power source or a storage battery that can supply power to a group of consumers who are part of a plurality of customers to which power generated by the power plant is supplied.
  • the control device can realize appropriate power control even for a consumer who can use a distributed power source or a storage battery.
  • a second feature of the present invention relates to the first feature of the present invention, wherein the correction device is individually provided for a plurality of the consumer groups, and the individual correction devices are connected to the generation device. Is the gist.
  • a third feature of the present invention relates to the first feature of the present invention, wherein the correction device is generated by the generator according to an amount of power that can be supplied by at least one of the distributed power source or the storage battery.
  • the gist is to correct the control information.
  • a fourth feature of the present invention relates to the first feature of the present invention, wherein the consumer group is connected to a consumer belonging to the same region, a consumer sharing the same storage battery, or the same transmission line.
  • the main point is that it consists of consumers.
  • a fifth feature of the present invention relates to the first feature of the present invention, and is summarized in that the control device performs power control in units of consumers or loads.
  • a sixth feature of the present invention relates to the first feature of the present invention, wherein the control information includes information indicating a power rate of power generated at the power plant, and supply of power generated at the power plant is possible.
  • the gist of the present invention is information indicating the amount, or information indicating the amount of power that can be used by the customer at the power plant.
  • the seventh feature of the present invention is information based on the supply and demand of power generated at a power plant, and is used for power control at a plurality of consumers to which power generated at the power plant is supplied.
  • a reception unit (reception unit 111) that receives control information from a generation device and a distributed power source or a storage battery that can supply power to a consumer group that is a part of the plurality of consumers
  • the reception The control information corrected by the correction unit for the correction unit (correction unit 121) that corrects the control information received by the unit and the control device that performs power control in the consumers constituting the consumer group
  • the gist of the present invention is that the correction apparatus includes a transmission unit (transmission unit 112) that transmits.
  • the eighth feature of the present invention is information based on the supply and demand of power generated at a power plant, and is used for power control at a plurality of consumers to which power generated at the power plant is supplied.
  • the control information is generated in the generation step in consideration of at least one of a distributed power source or a storage battery capable of supplying power to a consumer group that is a part of the plurality of consumers.
  • a correction device correcting the control information, and using the control information corrected in the correction step, the control device performs power control at a consumer constituting the consumer group.
  • the gist is that it is a power control method.
  • the present invention it is possible to provide a control system, a correction device, and a power control method capable of realizing appropriate power control even for a consumer who can use a distributed power source or a storage battery.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a control system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a customer according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the correction apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a sequence diagram showing the operation of the control system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of a customer according to a first modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a control system according to a first modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a second modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a control system 10 according to the present embodiment.
  • the control system 10 includes an electric power company 20, a plurality of correction devices 100a and 100b, and a plurality of consumers 301.
  • the power plant 210 is a large-scale facility that generates power by thermal power generation, hydroelectric power generation, nuclear power generation, wind power generation, or solar power generation.
  • the power plant 210 supplies power to a wide range such as a local unit (for example, Kanto region or Tohoku region).
  • a local unit for example, Kanto region or Tohoku region.
  • each consumer 301 receives supply of electric power generated at the power plant 210.
  • Each consumer 301 can perform power control. In this embodiment, each consumer 301 performs power consumption control of the load in the consumer. In addition, it is assumed that each customer 301 is provided with a solar cell 311 (see FIG. 2) as a distributed power source.
  • each consumer 301 may be provided with a storage battery as well as a distributed power source. In this case, each consumer 301 can perform charge / discharge control of the storage battery as power control.
  • the generation device 220 of the power company 20 is connected to the communication network 30 (for example, the Internet).
  • the generation device 220 is information based on the supply and demand of the power generated at the power plant 210, and control information for use in power control at each customer 301 to which the power generated at the power plant 210 is supplied. Generate.
  • the control information is information (hereinafter referred to as charge information) indicating the power rate of power generated at the power plant 210, information (hereinafter referred to as supplyable amount information) indicating the suppliable amount of power generated at the power plant 210, Or it is the information (henceforth available amount information) which shows the quantity which a consumer can use the electric power generated in the power station 210.
  • charge information information indicating the power rate of power generated at the power plant 210
  • supplyable amount information information indicating the suppliable amount of power generated at the power plant 210
  • FIG. An existing method can be used as a method for generating control information.
  • the control information is transmitted to the correction devices 100a and 100b via the communication network 30.
  • the correction apparatus 100a is provided corresponding to the consumer group 300a
  • the correction apparatus 100b is provided corresponding to the consumer group 300b.
  • the correction device 100a corrects the control information in consideration of a distributed power source and a storage battery that can supply power to the consumer group 300a.
  • the correction device 100b corrects the control information in consideration of a distributed power source and a storage battery that can supply power to the consumer group 300b.
  • the customer group 300a is a group made up of consumers 301 belonging to a certain region (such as a municipality).
  • the customer group 300b is a group made up of consumers 301 belonging to other regions (such as municipalities).
  • the reason why the customers 301 are grouped in this way is mainly as follows. Specifically, since the amount of power generated by a solar cell as a distributed power source varies depending on the weather (sunshine hours), it is preferable to perform power control by region according to the weather in each region. is there. Moreover, also when using wind power generation or hydroelectric power generation as a distributed power source, it is preferable to perform power control by region for the same reason as that of a solar battery.
  • the control information corrected by the correction device 100a is transmitted to each customer 301 constituting the customer group 300a via the communication network 30.
  • the control information corrected by the correction device 100b is transmitted to each customer 301 constituting the customer group 300b via the communication network 30.
  • Each consumer 301 which comprises the consumer group 300a performs electric power control using the control information correct
  • Each consumer 301 constituting the consumer group 300b performs power control using the control information corrected by the correction device 100b.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the customer 301.
  • each consumer 301 which comprises the consumer group 300a is illustrated.
  • AC power is supplied to the consumer 301 from the power system 210 a including the power plant 210.
  • the consumer 301 includes a solar cell 311, a grid interconnection device 312, a distribution board 313, loads 305 a, 305 b..., A measurement device 314, and a control device 200.
  • the consumer 301 may include a storage battery 310 that stores the power generated by the solar battery 311 and the power supplied from the power system 210a.
  • the solar cell 311 receives sunlight and generates DC power according to the received sunlight.
  • the grid interconnection device 312 performs conversion between alternating current and direct current. Specifically, the grid interconnection device 312 converts DC power from the solar cell 311 into AC and links it to the power grid 210a.
  • the distribution board 313 distributes AC power from the grid interconnection device 312 and the power grid 210a to the loads 305a, 305b,.
  • the loads 305a, 305b,... Are devices that consume power, for example, home appliances.
  • the measuring device 314 measures the power consumption of the loads 305a, 305b.
  • the control device 200 performs power control within the customer 301.
  • the control device 200 communicates with the loads 305a, 305b..., The grid interconnection device 312, and the measurement device 314.
  • the communication may be wireless communication or wired communication.
  • wireless communication for example, Zigbee, which is one of short-range wireless communication standards for home appliances, can be used.
  • wired communication for example, PLC (Power Line Communications), which is a technology that uses a power line as a communication line, can be used.
  • the control device 200 can communicate with the correction device 100a via the communication network 30.
  • the control device 200 notifies the correction device 100a of information on the amount of power generated by the solar battery 311 (hereinafter referred to as power generation amount information) and information on the remaining amount of power stored in the storage battery 310 (hereinafter referred to as remaining power storage information).
  • the control device 200 performs power control using the control information after correction received from the correction device 100a.
  • the content of the power control varies depending on the content of the control information. An example of the power control method will be described below, but other methods may be used.
  • the control device 200 controls the power consumption of the loads 305a, 305b,... When the electricity charge is higher than a predetermined amount (loads 305a, 305b, for example). Etc.) is set to the power saving mode.
  • the storage battery 310 When the storage battery 310 is installed in the consumer 301, it may be controlled to positively charge the storage battery 310 from the power system 210a when the electricity charge is lower than a predetermined amount. You may control the discharge of the storage battery 310 so that the reverse power flow from the storage battery 310 to the electric power grid
  • the control device 200 controls the power consumption amount of the loads 305a, 305b,... When the suppliable amount is smaller than a predetermined amount (loads 305a, 305). 305b... Is set to the power saving mode).
  • the storage battery 310 When the storage battery 310 is installed in the consumer 301, it may be controlled so as to actively charge the storage battery 310 from the power system 210a when the supplyable amount is larger than a predetermined amount, and supply is possible. You may control discharge of the storage battery 310 so that the reverse power flow from the storage battery 310 to the electric power grid
  • the control device 200 controls the power consumption amount of the loads 305a, 305b... So as not to exceed the usable amount (for the loads 305a, 305b. Set the operation mode to the power saving mode, etc.).
  • the storage battery 310 may be controlled to be actively charged from the power system 210a when the usable amount is larger than the predetermined amount. You may control discharge of the storage battery 310 so that the reverse power flow from the storage battery 310 to the electric power grid
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the correction device 100a. Since the correction device 100b is configured similarly to the correction device 100a, the description of the configuration of the correction device 100b is omitted.
  • the correction device 100 a includes a communication unit 110, a processing unit 120, and a storage unit 130.
  • the communication part 110 communicates with each consumer 301 which comprises the consumer group 300a via the communication network 30.
  • the processing unit 120 performs processing according to the program stored in the storage unit 130.
  • the storage unit 130 stores a program executed by the processing unit 120 and is used as a work area during execution of the program by the processing unit 120.
  • the communication network 30 includes a reception unit 111 and a transmission unit 112.
  • the processing unit 120 includes a correction unit 121.
  • the receiving unit 111 receives control information from the generation device 220 via the communication network 30.
  • the receiving unit 111 receives the power generation amount information and the remaining power amount information from the control device 320 of each customer 301 via the communication network 30.
  • the correction unit 121 corrects the control information received by the reception unit 111 based on the power generation amount information (total value or average value) received by the reception unit 111 and the remaining power storage information (total value or average value thereof). To do.
  • the content of the correction varies depending on the content of the control information.
  • an example of a correction method will be described, but other methods may be used.
  • the control device 200 performs correction to reduce the fee information when, for example, at least one of the power generation amount and the remaining power storage amount is greater than a predetermined amount.
  • control eg, setting the operation mode of the loads 305a, 305b,... To the power saving mode
  • the control device 200 performs correction to increase the suppliable amount information when, for example, at least one of the power generation amount and the remaining power storage amount is larger than a predetermined amount.
  • control information is usable amount information
  • the control device 200 performs correction to increase the usable amount information.
  • the control device 320 can prompt the user to preferentially use the generated power or the stored power.
  • the transmission unit 112 transmits the control information corrected by the correction unit 121 to the control device 320.
  • FIG. 4 is a sequence diagram showing the operation of the control system 10. Since the correction device 100b operates in the same manner as the correction device 100a, the description of the operation of the correction device 100b is omitted.
  • step S101 the generation device 220 generates control information.
  • the control information can be calculated by the following calculation formula.
  • Control information power supply capacity x power demand x ⁇
  • ⁇ is an arbitrary coefficient.
  • step S102 the generation device 220 transmits control information to the correction device 100a.
  • the receiving unit 111 of the correction apparatus 100a receives control information.
  • the generation and transmission of control information may be executed periodically, and may be executed only when it is necessary to perform power control.
  • step S103 the control device 320 transmits the power generation amount information and the remaining power storage amount information to the correction device 100a.
  • the receiving unit 111 of the correction apparatus 100a receives control information.
  • the transmission of the power generation amount information and the remaining power amount information may be executed periodically or in response to a request from the correction device 100a.
  • step S104 the correction unit 121 of the correction device 100a corrects the control information.
  • the correction control information can be calculated by the following calculation formula.
  • Correction control information control information ⁇ (power generation amount of customer group + remaining power storage amount of customer group) ⁇ ⁇
  • ⁇ is an arbitrary coefficient.
  • step S105 the transmission unit 112 of the correction device 100a transmits the correction control information to the control device 320.
  • step S106 the control device 320 performs power control using the correction control information received from the correction device 100a.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the control system 10 according to this modification.
  • the customer group 300a is a group made up of consumers 301 that share the storage battery 400a.
  • the customer group 300b is a group composed of each customer 301 sharing the storage battery 400b.
  • the correction device 100a corrects the control information in consideration of the remaining amount of power stored in the storage battery 400a.
  • the correction device 100b corrects the control information in consideration of the remaining amount of power stored in the storage battery 400b.
  • the consumers 301 that receive the supply of power generated at the power plant 210 are grouped by region.
  • each consumer connected to the same power transmission line is grouped as one consumer group, not grouped by region.
  • the distribution network that distributes power from the power plant 210 to each consumer 301 includes a power line 500 from the power plant 210 to the branch point P1, and power lines 501, 502,... Extending from the branch point P1.
  • a power line 500 from the power plant 210 to the branch point P1
  • the customer group 300 a is a group including each customer 301 connected to the power line 501.
  • the customer group 300 b is a group including each customer 301 connected to the power line 502.
  • the control information of the correction devices 100a to 100b is corrected.
  • the correction devices 100a to 100b provided for each of the consumer groups 300a to 300b can correct the control information by exchanging information between the correction devices 100a to 100b via the communication network 30. .
  • each control device 320 notifies each correction device 100a to 100b of the power generation amount information of the solar cell 311, the remaining power storage amount information of the storage battery 310, and the amount of power consumed in the home.
  • the control device 320 configuring the consumer group 300a notifies the correction device 100a
  • the control device 320 configuring the consumer group 300b notifies the correction device 100b.
  • each of the correction devices 100a to 100b generates, based on the received information, surplus information indicating how much power is available in the power supplied by itself (how much other power can be supplied). Each of the correction devices 100a to 100b exchanges the remaining power information.
  • the correction unit 121 has a common correction leveling function. Specifically, the correction unit 121 generates correction control information for leveling the power supplied from the power system 210a based on the remaining power information received from the self correction device and the other correction devices, and the control device 320 is notified. At this time, the correction device 100a notifies the control device 320 constituting the consumer group 300a, and the correction device 100b notifies the control device 320 constituting the consumer group 300b. Each of the control devices 100a to 100b performs power control using the leveled correction control information.
  • each of the correction devices 100a to 100b compares the power generation amount information and the remaining power storage amount information to determine whether the power is surplus or insufficient. In addition, each of the correction apparatuses 100a to 100b generates surplus power information based on the determination result. Each of the correction devices 100a to 100b makes the same determination and exchanges the information. In addition, each of the correction devices 100a to 100b generates correction control information in which the power supplied from the power system 210a is leveled based on the remaining power information received from other correction devices. In addition, each of the correction devices 100a to 100b transmits the correction control information to the consumer control devices 100a to 100b constituting the consumer group 300a to 300b.
  • power can be supplied from a consumer group with excessive power (for example, the customer group 300a) to a consumer group with insufficient power (for example, the customer group 300b).
  • This makes it possible to reduce the load on the power system 210a and level the power supply.
  • the electricity rate is lower than the predetermined amount, the power of the power system 210a is excessive, so a charging instruction is given to a consumer group with a large free space of the storage battery 310, and the power supply of the power system 210a is performed. Can be leveled.
  • the correction devices 100a to 100a are used in the weather or time zone when the solar battery 311 is not generating power.
  • the storage battery 310 if the storage battery 310 notifies the control devices 100a to 100b of the correction control information so that the storage battery 310 is supplied with power from a consumer group (for example, the consumer group 300a) provided in the consumer 301, the consumer It becomes possible to share power between groups.
  • the case where each of the correction devices 100a to 100b corrects the control information has been described as an example.
  • the power generation amount information and the remaining power amount information for each consumer group are transmitted to a server (not shown). Then, the server may generate correction control information and notify each correction apparatus.
  • the function of the correction device according to the above-described embodiment can be applied to various systems in smart grid technology such as HEMS (Home Energy Management System) and BEMS (Building and Energy Management System).
  • HEMS Home Energy Management System
  • BEMS Building and Energy Management System
  • control system As described above, the control system, the correction device, and the power control method according to the present invention are useful because appropriate power control can be realized even for consumers who can use a distributed power source and a storage battery.

Abstract

　制御システム１０は、発電所２１０で発電される電力の需給に基づく情報であって、発電所２１０で発電される電力が供給される需要家３０１での電力制御に使用するための制御情報を生成する生成装置２２０と、需要家群３００ａに電力を供給可能な分散電源又は蓄電池の少なくとも一方を考慮して、制御情報を補正する補正装置１００ａとを備える。補正された制御情報を使用して、需要家群３００ａを構成する需要家での電力制御を行う。

Description

制御システム、補正装置、及び電力制御方法
　本発明は、需要家での電力制御を行うための制御システム、補正装置、及び電力制御方法に関する。
　情報通信技術を使用して、電力の需要家（以下、単に需要家という）を取り込んで効率的に電力を制御する「スマートグリッド技術」が注目されている。
　スマートグリッド技術の適用例として、需要家での電力制御を遠隔から指示する方法がある。例えば、電力需要のピーク時において、需要家での電力消費を制限するための制御情報を電力会社から需要家へ通知する方法が提案されている（特許文献１参照）。このような方法によれば、発電所の発電コストを低減できるとともに、発電所を安定稼働することができるとされている。
特開平１１－３１３４４１号公報
　近年では、地球環境への意識の高まりから、分散電源や蓄電池の導入が進められている。分散電源や蓄電池を利用可能な需要家は、発電所（すなわち電力会社）からの電力の供給を受けると同時に、分散電源や蓄電池からの電力の供給も受けることができる。
　しかしながら、特許文献１に記載の方法では、分散電源や蓄電池を考慮せずに電力会社から需要家へ制御情報が通知されるため、必ずしも電力制御を適切に行うことができないという問題がある。
　そこで、本発明は、分散電源や蓄電池を利用可能な需要家についても適切な電力制御を実現できる制御システム、補正装置、及び電力制御方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、発電所（発電所２１０）で発電される電力の需給に基づく情報であって、前記発電所で発電される電力が供給される複数の需要家（需要家３０１）での電力制御に使用するための制御情報を生成する生成装置（生成装置２２０）と、前記複数の需要家の一部である需要家群（例えば需要家群３００ａ）に電力を供給可能な分散電源又は蓄電池の少なくとも一方を考慮して、前記生成装置によって生成された前記制御情報を補正する補正装置（例えば補正装置１００ａ）と、前記補正装置によって補正された前記制御情報を使用して、前記需要家群を構成する需要家での電力制御を行う制御装置（制御装置３２０）とを備える制御システム（制御システム１０）であることを要旨とする。
　このような特徴によれば、補正装置が、発電所で発電される電力が供給される複数の需要家の一部である需要家群に電力を供給可能な分散電源又は蓄電池の少なくとも一方を考慮して制御情報を補正することで、制御装置が、分散電源や蓄電池を利用可能な需要家についても適切な電力制御を実現できる。
　本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、複数の前記需要家群に対し、個々に前記補正装置を備え、前記個々の補正装置が前記生成装置に接続されることを要旨とする。
　本発明の第３の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記補正装置は、前記分散電源又は前記蓄電池の少なくとも一方が供給可能な電力量に応じて、前記生成装置によって生成された前記制御情報を補正することを要旨とする。
　本発明の第４の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記需要家群は、同一の地域に属する需要家、同一の蓄電池を共有する需要家、又は同一の送電線に接続される需要家からなることを要旨とする。
　本発明の第５の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記制御装置は、需要家単位又は負荷単位で電力制御を行うことを要旨とする。
　本発明の第６の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記制御情報は、前記発電所で発電される電力の電力料金を示す情報、前記発電所で発電される電力の供給可能量を示す情報、又は前記発電所で発電される電力を需要家が使用可能な量を示す情報であることを要旨とする。
　本発明の第７の特徴は、発電所で発電される電力の需給に基づく情報であって、前記発電所で発電される電力が供給される複数の需要家での電力制御に使用するための制御情報を生成装置から受信する受信部（受信部１１１）と、前記複数の需要家の一部である需要家群に電力を供給可能な分散電源又は蓄電池の少なくとも一方を考慮して、前記受信部が受信した前記制御情報を補正する補正部（補正部１２１）と、前記需要家群を構成する需要家での電力制御を行う制御装置に対して、前記補正部によって補正された前記制御情報を送信する送信部（送信部１１２）とを備える補正装置であることを要旨とする。
　本発明の第８の特徴は、発電所で発電される電力の需給に基づく情報であって、前記発電所で発電される電力が供給される複数の需要家での電力制御に使用するための制御情報を生成装置が生成するステップと、前記複数の需要家の一部である需要家群に電力を供給可能な分散電源又は蓄電池の少なくとも一方を考慮して、前記生成するステップで生成された前記制御情報を補正装置が補正するステップと、前記補正するステップで補正された前記制御情報を使用して、前記需要家群を構成する需要家での電力制御を制御装置が行うステップとを備える電力制御方法であることを要旨とする。
　本発明によれば、分散電源や蓄電池を利用可能な需要家についても適切な電力制御を実現できる制御システム、補正装置、及び電力制御方法を提供できる。
図１は、本発明の実施形態に係る制御システムの概略構成図である。 図２は、本発明の実施形態に係る需要家の構成例を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施形態に係る補正装置の構成例を示すブロック図である。 図４は、本発明の実施形態に係る制御システムの動作を示すシーケンス図である。 図５は、本発明の実施形態の第１変更例に係る需要家の構成例を示すブロック図である。 図６は、本発明の実施形態の第１変更例に係る制御システムの概略構成図である。 図７は、本発明の実施形態の第２変更例を説明するための図である。
　次に、図面を参照して、本発明に係る制御システムの実施形態を説明する。具体的には、（１）制御システムの概略構成、（２）需要家の構成、（３）補正装置の構成、（４）制御システムの動作、（５）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における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。
　（１）制御システムの概略構成
　図１は、本実施形態に係る制御システム１０の概略構成図である。
　図１に示すように、制御システム１０は、電力会社２０、複数の補正装置１００ａ，１００ｂ、及び複数の需要家３０１を有する。発電所２１０は、火力発電、水力発電、原子力発電、風力発電、又は太陽光発電により発電を行う大規模な施設である。発電所２１０は、例えば地方単位（例えば関東地方又は東北地方等）といった広い範囲に電力を供給する。図１の例では、各需要家３０１は、発電所２１０で発電される電力の供給を受ける。
　各需要家３０１は、電力制御を行うことができる。本実施形態においては、各需要家３０１は、需要家内の負荷の消費電力制御を行う。また、各需要家３０１には、分散電源としての太陽電池３１１（図２参照）が設置されているものとする。
　ただし、各需要家３０１には、分散電源だけでなく、蓄電池が設置されていてもよい。この場合、各需要家３０１は、電力制御として、蓄電池の充放電制御を行うことができる。
　電力会社２０の生成装置２２０は、通信網３０（例えばインターネット）に接続されている。生成装置２２０は、発電所２１０で発電される電力の需給に基づく情報であって、発電所２１０で発電される電力が供給される各需要家３０１での電力制御に使用するための制御情報を生成する。
　制御情報とは、発電所２１０で発電される電力の電力料金を示す情報（以下、料金情報）、発電所２１０で発電される電力の供給可能量を示す情報（以下、供給可能量情報）、又は発電所２１０で発電される電力を需要家が使用可能な量を示す情報（以下、使用可能量情報）である。なお、制御情報の生成方法については、既存の手法を利用可能である。
　制御情報は、通信網３０を介して補正装置１００ａ，１００ｂに伝達される。補正装置１００ａは、需要家群３００ａに対応して設けられており、補正装置１００ｂは、需要家群３００ｂに対応して設けられている。補正装置１００ａは、需要家群３００ａに電力を供給可能な分散電源及び蓄電池を考慮して制御情報を補正する。補正装置１００ｂは、需要家群３００ｂに電力を供給可能な分散電源及び蓄電池を考慮して制御情報を補正する。
　本実施形態において、需要家群３００ａは、ある地域（市町村等）に属する需要家３０１からなるグループである。需要家群３００ｂは、他の地域（市町村等）に属する需要家３０１からなるグループである。
　このように需要家３０１をグループ分けしているのは、主に次の理由による。具体的には、分散電源としての太陽電池は、天候（日照時間）に応じて発電量が変動するため、各地域の天候に適応させて、地域別での電力制御を行うことが好ましいからである。また、分散電源として風力発電又は水力発電を使用する場合にも、太陽電池と同様の理由により、地域別での電力制御を行うことが好ましい。
　補正装置１００ａによって補正された制御情報は、通信網３０を介して、需要家群３００ａを構成する各需要家３０１に伝達される。補正装置１００ｂによって補正された制御情報は、通信網３０を介して、需要家群３００ｂを構成する各需要家３０１に伝達される。
　需要家群３００ａを構成する各需要家３０１は、補正装置１００ａによって補正された制御情報を使用して電力制御を行う。需要家群３００ｂを構成する各需要家３０１は、補正装置１００ｂによって補正された制御情報を使用して電力制御を行う。
　（２）需要家の構成
　図２は、需要家３０１の構成例を示すブロック図である。図２では、需要家群３００ａを構成する各需要家３０１を例示している。
　図２に示すように、需要家３０１には、発電所２１０を含む電力系統２１０ａから交流の電力が供給される。需要家３０１は、太陽電池３１１、系統連系装置３１２、分電盤３１３、負荷３０５ａ，３０５ｂ…、計測装置３１４、及び制御装置２００を有する。なお、需要家３０１は、太陽電池３１１が発電した電力及び電力系統２１０ａから供給される電力を蓄積する蓄電池３１０を有していてもよい。
　太陽電池３１１は、太陽光を受光し、受光した太陽光に応じて直流の電力を発生させる。系統連系装置３１２は、交流と直流との変換を行う。具体的には、系統連系装置３１２は、太陽電池３１１からの直流の電力を交流に変換して電力系統２１０ａへ連系する。分電盤３１３は、系統連系装置３１２及び電力系統２１０ａからの交流の電力を負荷３０５ａ，３０５ｂ…に分配する。負荷３０５ａ，３０５ｂ…は、電力を消費する機器、例えば家電機器である。計測装置３１４は、負荷３０５ａ，３０５ｂ…の消費電力量を計測する。
　制御装置２００は、需要家３０１内での電力制御を行う。制御装置２００は、負荷３０５ａ，３０５ｂ…、系統連系装置３１２、及び計測装置３１４との通信を行う。当該通信は、無線通信であってもよく、有線通信であってもよい。無線通信の場合には、例えば、家電向けの短距離無線通信規格の１つであるＺｉｇｂｅｅを使用できる。有線通信の場合には、例えば、電力線を通信回線として利用する技術であるＰＬＣ（Power Line Communications）を使用できる。
　制御装置２００は、通信網３０を介して補正装置１００ａとの通信を行うことができる。制御装置２００は、太陽電池３１１の発電量の情報（以下、発電量情報）、及び蓄電池３１０の蓄電残量の情報（以下、蓄電残量情報）を補正装置１００ａに通知する。
　制御装置２００は、補正装置１００ａから受信した補正後の制御情報を使用して電力制御を行う。電力制御の内容は、制御情報の内容に応じて異なる。以下に、電力制御の方法の一例について説明するが、他の方法であっても構わない。
　第１に、制御情報が料金情報である場合、制御装置２００は、例えば、電気料金が所定額よりも高額であるときに負荷３０５ａ，３０５ｂ…の消費電力量を制限する制御（負荷３０５ａ，３０５ｂ…の動作モードを省電力モードに設定する等）を行う。需要家３０１に蓄電池３１０が設置されている場合には、電気料金が所定額よりも低額であるときに電力系統２１０ａから蓄電池３１０への充電を積極的に行うように制御してもよく、電気料金が所定額よりも高額であるときに蓄電池３１０から電力系統２１０ａへの逆潮流を積極的に行うように、蓄電池３１０の放電を制御してもよい。
　第２に、制御情報が供給可能量情報である場合、制御装置２００は、例えば、供給可能量が所定量よりも少ないときに負荷３０５ａ，３０５ｂ…の消費電力量を制限する制御（負荷３０５ａ，３０５ｂ…の動作モードを省電力モードに設定する等）を行う。需要家３０１に蓄電池３１０が設置されている場合には、供給可能量が所定量よりも多いときに電力系統２１０ａから蓄電池３１０への充電を積極的に行うように制御してもよく、供給可能量が所定量よりも少ないときに蓄電池３１０から電力系統２１０ａへの逆潮流を積極的に行うように、蓄電池３１０の放電を制御してもよい。
　第３に、制御情報が使用可能量情報である場合、制御装置２００は、例えば、使用可能量を超えないように負荷３０５ａ，３０５ｂ…の消費電力量を制限する制御（負荷３０５ａ，３０５ｂ…の動作モードを省電力モードに設定する等）を行う。需要家３０１に蓄電池３１０が設置されている場合には、使用可能量が所定量よりも多いときに電力系統２１０ａから蓄電池３１０への充電を積極的に行うように制御してもよく、使用可能量が所定量よりも少ないときに蓄電池３１０から電力系統２１０ａへの逆潮流を積極的に行うように、蓄電池３１０の放電を制御してもよい。
　（３）補正装置の構成
　図３は、補正装置１００ａの構成例を示すブロック図である。補正装置１００ｂは補正装置１００ａと同様に構成されているため、補正装置１００ｂの構成については説明を省略する。
　図３に示すように、補正装置１００ａは、通信部１１０、処理部１２０、及び記憶部１３０を有する。通信部１１０は、通信網３０を介して、需要家群３００ａを構成する各需要家３０１との通信を行う。処理部１２０は、記憶部１３０に記憶されているプログラムに従った処理を行う。記憶部１３０は、処理部１２０が実行するプログラムを記憶すると共に、処理部１２０でのプログラム実行中にワークエリアとして使用される。
　通信網３０は、受信部１１１及び送信部１１２を有する。処理部１２０は、補正部１２１を有する。
　受信部１１１は、生成装置２２０から通信網３０を介して制御情報を受信する。受信部１１１は、各需要家３０１の制御装置３２０から通信網３０を介して発電量情報及び蓄電残量情報を受信する。
　補正部１２１は、受信部１１１が受信した発電量情報（の合計値又は平均値）、及び蓄電残量情報（の合計値又は平均値）に基づいて、受信部１１１が受信した制御情報を補正する。補正の内容は、制御情報の内容に応じて異なる。以下に、補正の方法の一例について説明するが、他の方法であっても構わない。
　第１に、制御情報が料金情報である場合、制御装置２００は、例えば、発電量又は蓄電残量の少なくとも一方が所定量よりも多いときに料金情報を低下させる補正を行う。このように補正することで、例えば、制御装置３２０において、負荷３０５ａ，３０５ｂ…の消費電力量を制限する制御（負荷３０５ａ，３０５ｂ…の動作モードを省電力モードに設定する等）を抑制できる。
　第２に、制御情報が供給可能量情報である場合、制御装置２００は、例えば、発電量又は蓄電残量の少なくとも一方が所定量よりも多いときには、供給可能量情報を増加させる補正を行う。このように補正することで、例えば、制御装置３２０において、負荷３０５ａ，３０５ｂ…の消費電力量を制限する制御（負荷３０５ａ，３０５ｂ…の動作モードを省電力モードに設定する等）を抑制できる。
　第３に、制御情報が使用可能量情報である場合、制御装置２００は、例えば、発電量又は蓄電残量の少なくとも一方が所定量よりも多いときには、使用可能量情報を増加させる補正を行う。このように補正することで、例えば、制御装置３２０において、発電された電力又は蓄電された電力を優先して使用するよう促すことができる。
　送信部１１２は、補正部１２１によって補正された制御情報を制御装置３２０に送信する。
　（４）制御システムの動作
　図４は、制御システム１０の動作を示すシーケンス図である。補正装置１００ｂは補正装置１００ａと同様に動作するため、補正装置１００ｂの動作については説明を省略する。
　ステップＳ１０１において、生成装置２２０は、制御情報を生成する。例えば、制御情報は、次のような計算式で算出できる。
　制御情報＝電力供給能力×電力需要量×α
　ここで、αは、任意の係数である。
　ステップＳ１０２において、生成装置２２０は、制御情報を補正装置１００ａに送信する。補正装置１００ａの受信部１１１は、制御情報を受信する。
　制御情報の生成及び送信は、周期的に実行されてもよく、電力制御を行う必要がある時に限り実行されてもよい。
　ステップＳ１０３において、制御装置３２０は、発電量情報及び蓄電残量情報を補正装置１００ａに送信する。補正装置１００ａの受信部１１１は、制御情報を受信する。
　発電量情報及び蓄電残量情報の送信は、周期的に実行されてもよく、補正装置１００ａからの要求に応じて実行されてもよい。
　ステップＳ１０４において、補正装置１００ａの補正部１２１は、制御情報を補正する。例えば、補正制御情報は、次のような計算式で算出できる。
　補正制御情報＝制御情報×（需要家群の発電量＋需要家群の蓄電残量）×β
　ここで、βは、任意の係数である。
　ステップＳ１０５において、補正装置１００ａの送信部１１２は、補正制御情報を制御装置３２０に送信する。
　ステップＳ１０６において、制御装置３２０は、補正装置１００ａから受信した補正制御情報を使用して電力制御を行う。
　なお、本実施形態では、需要家群が２つである場合を例示したが、３つ以上であってもよい。需要家群が３つ以上である場合、補正装置を３つ以上設けてもよい。
　（５）その他の実施形態
　上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、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る。
　（５．１）第１変更例
　上述した実施形態では、発電所２１０で発電される電力の供給を受ける各需要家３０１を地域別でグループ化していた。本変更例では、地域別でのグループ化ではなく、同一の蓄電池を共有する各需要家を１つの需要家群としてグループ化する。
　蓄電池は比較的高価なものであるため、複数の需要家が１つの蓄電池を共有することが想定される。例えば、図５に示すように、需要家３０１が、遠隔の蓄電池４００ａを利用可能なケースが想定される。このようなケースでは、同一の蓄電池を共有する各需要家を１つの需要家群としてグループ化し、需要家群別で電力制御を行うことが効果的である。
　図５は、本変更例に係る制御システム１０の概略構成図である。本変更例において、需要家群３００ａは、蓄電池４００ａを共有する各需要家３０１からなるグループである。需要家群３００ｂは、蓄電池４００ｂを共有する各需要家３０１からなるグループである。補正装置１００ａは、蓄電池４００ａの蓄電残量を考慮して制御情報を補正する。補正装置１００ｂは、蓄電池４００ｂの蓄電残量を考慮して制御情報を補正する。
　このように需要家３０１をグループ分けすることで、需要家群３００ａを構成する各需要家３０１については蓄電池４００ａの蓄電残量を考慮した電力制御を実現でき、需要家群３００ｂを構成する各需要家３０１については蓄電池４００ｂの蓄電残量を考慮した電力制御を実現できる。
　（５．２）第２変更例
　上述した実施形態では、発電所２１０で発電される電力の供給を受ける各需要家３０１を地域別でグループ化していた。本変更例では、地域別でのグループ化ではなく、同一の送電線に接続される各需要家を１つの需要家群としてグループ化する。なお、送電線に限らず、同一の配電線に接続される各需要家を１つの需要家群としてグループ化してもよい。
　図７に示すように、発電所２１０から各需要家３０１への配電を行う配電網は、発電所２１０から分岐点Ｐ１までの電力線５００と、分岐点Ｐ１から延びる電力線５０１，５０２，…とを有する。電力線５０１を用いて配電される電力は限られ、電力線５０２を用いて配電される電力は限られることから、同一の電力線に接続される各需要家を１つの需要家群としてグループ化し、需要家群別で電力制御を行うことが効果的である。
　図７の例において、需要家群３００ａは、電力線５０１に接続される各需要家３０１からなるグループである。需要家群３００ｂは、電力線５０２に接続される各需要家３０１からなるグループである。
（５．３）第３変更例
　上述した実施形態では、補正装置１００ａ乃至１００ｂのそれぞれ制御情報を補正していた。本変更例では、需要家群３００ａ乃至３００ｂごとに設けられた補正装置１００ａ乃至１００ｂは、通信網３０を介して、補正装置１００ａ乃至１００ｂ間で情報の交換して制御情報を補正することができる。
　具体的に、各制御装置３２０は、太陽電池３１１の発電量情報、蓄電池３１０の蓄電残量情報、及び宅内での消費されている電力量を各補正装置１００ａ乃至１００ｂに通知する。このとき、需要家群３００ａを構成する制御装置３２０は、補正装置１００ａに通知し、需要家群３００ｂを構成する制御装置３２０は、補正装置１００ｂに通知する。
　また、各補正装置１００ａ乃至１００ｂは、受信した情報に基づいて、自らが供給する電力にどれだけ余力があるか（どれだけ他に電力を供給可能であるか）を示す余力情報を生成する。各補正装置１００ａ乃至１００ｂは、当該余力情報を交換する。
　各補正装置１００ａ乃至１００ｂでは、補正部１２１が共通の補正平準化機能を有する。具体的に、補正部１２１は、自補正装置と他の補正装置とから受信した余力情報に基づいて、電力系統２１０ａから供給される電力を平準化するための補正制御情報を生成し、制御装置３２０に通知する。このとき、補正装置１００ａは、需要家群３００ａを構成する制御装置３２０に通知し、補正装置１００ｂは、需要家群３００ｂを構成する制御装置３２０に通知する。各制御装置１００ａ乃至１００ｂは、平準化された補正制御情報を使用して電力制御を行う。
　以下に、補正の方法の一例について説明するが、他の方法であっても構わない。
　制御情報が料金情報である場合、各補正装置１００ａ乃至１００ｂは、例えば、電気料金が所定金額より高い場合、発電量情報及び蓄電残量情報を比較し、電力が余剰か不足かを判断する。また、各補正装置１００ａ乃至１００ｂは、判断結果に基づいて、余力情報を生成する。各補正装置１００ａ乃至１００ｂが、同様の判断を行い、その情報を交換する。また、各補正装置１００ａ乃至１００ｂは、他の補正装置から受信した余力情報に基づいて、電力系統２１０ａから供給される電力を平準化した補正制御情報を生成する。また、各補正装置１００ａ乃至１００ｂは、補正制御情報を、需要家群３００ａ乃至３００ｂを構成する需要家の制御装置１００ａ乃至１００ｂに送信する。
　このように、上述した制御システムによれば、電力が余剰の需要家群（例えば、需要家群３００ａ）から電力が不足の需要家群（例えば、需要家群３００ｂ）へ電力を供給することが可能となり、電力系統２１０ａの負荷軽減、及び電力供給の平準化を行うことができる。また、電気料金が所定金額より低い場合は、電力系統２１０ａの電力が余剰な状況であるため、蓄電池３１０の空き容量が大きい需要家群に対して、充電指示を行い、電力系統２１０ａの電力供給の平準化を行うことができる。
なお、蓄電池３１０が需要家３０１に設けられていない需要家群（例えば、需要家群３００ｂ）が存在する場合、太陽電池３１１の発電が行われない天候時又は時間帯において、各補正装置１００ａ乃至１００ｂは、蓄電池３１０が需要家３０１に設けられている需要家群（例えば、需要家群３００ａ）から電力の供給を受けるように、補正制御情報を制御装置１００ａ乃至１００ｂに通知すれば、需要家群の間で電力を共有することが可能になる。
なお、上述の例では、各補正装置１００ａ乃至１００ｂが制御情報を補正する場合を例に挙げたが、需要家群毎の発電量情報及び蓄電残量情報などをサーバ（図示せず）に送信し、当該サーバが、補正制御情報を生成して、各補正装置へ通知するようにしてもよい。
　また、上述の例では、補正装置１００ａ乃至１００ｂの二つが設けられている場合を例に挙げて説明したが、三つ以上設けられていてもよいことは無論である。
　また、上述した実施形態に係る補正装置の機能は、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）やＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ａｎｄ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）等、スマートグリッド技術における様々なシステムにおいて適用可能である。
　このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
　なお、日本国特許出願第２００９－２７２９８８号（２００９年１１月３０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。
　以上のように、本発明に係る制御システム、補正装置、及び電力制御方法によれば、分散電源や蓄電池を利用可能な需要家についても適切な電力制御を実現できるため、有用である。

 

Claims (8)

  1. 　発電所で発電される電力の需給に基づく情報であって、前記発電所で発電される電力が供給される複数の需要家での電力制御に使用するための制御情報を生成する生成装置と、
    　前記複数の需要家の一部である需要家群に電力を供給可能な分散電源又は蓄電池の少なくとも一方を考慮して、前記生成装置によって生成された前記制御情報を補正する補正装置と、
    　前記補正装置によって補正された前記制御情報を使用して、前記需要家群を構成する需要家での電力制御を行う制御装置と
    を備える制御システム。
  2. 　複数の前記需要家群に対し、個々に前記補正装置を備え、前記個々の補正装置が前記生成装置に接続されることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
  3. 　前記補正装置は、前記分散電源又は前記蓄電池の少なくとも一方が供給可能な電力量に応じて、前記生成装置によって生成された前記制御情報を補正する請求項１に記載の制御システム。
  4. 　前記需要家群は、同一の地域に属する需要家、同一の蓄電池を共有する需要家、又は同一の送電線に接続される需要家からなる請求項１に記載の制御システム。
  5. 　前記制御装置は、需要家単位又は負荷単位で電力制御を行う請求項１に記載の制御システム。
  6. 　前記制御情報は、前記発電所で発電される電力の電力料金を示す情報、前記発電所で発電される電力の供給可能量を示す情報、又は前記発電所で発電される電力を需要家が使用可能な量を示す情報である請求項１に記載の制御システム。
  7. 　発電所で発電される電力の需給に基づく情報であって、前記発電所で発電される電力が供給される複数の需要家での電力制御に使用するための制御情報を生成装置から受信する受信部と、
    　前記複数の需要家の一部である需要家群に電力を供給可能な分散電源又は蓄電池の少なくとも一方を考慮して、前記受信部が受信した前記制御情報を補正する補正部と、
    　前記需要家群を構成する需要家での電力制御を行う制御装置に対して、前記補正部によって補正された前記制御情報を送信する送信部と
    を備える補正装置。
  8. 　発電所で発電される電力の需給に基づく情報であって、前記発電所で発電される電力が供給される複数の需要家での電力制御に使用するための制御情報を生成装置が生成するステップと、
    　前記複数の需要家の一部である需要家群に電力を供給可能な分散電源又は蓄電池の少なくとも一方を考慮して、前記生成するステップで生成された前記制御情報を補正装置が補正するステップと、
    　前記補正するステップで補正された前記制御情報を使用して、前記需要家群を構成する需要家での電力制御を制御装置が行うステップと
    を備える電力制御方法。
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