JP-2026077230-A - 電力システム

Abstract

【課題】誘導指令値を用いた分散制御に対応していない拠点システムを含めた電力制御を可能にする電力システムを提供する。 【解決手段】電力システムＳ１は、第１拠点管理装置２１および第１電力設備２２を備える第１拠点システムＢ１と、第２拠点管理装置３１および第２電力設備３２を備える第２拠点システムＢ２と、上位システムＡ１とを備える。上位システムＡ１は、第１拠点システムＢ１の第１拠点電力および第２拠点システムＢ２の第２拠点電力を集計する集計部１２と、集計結果およびシステム全体の全体目標を用いて全体誘導指令値を算出する指令部１３と、全体誘導指令値に基づいて調整情報を算出する連携部１４とを含む。第１拠点管理装置２１は、全体誘導指令値を用いて、第１拠点電力の第１拠点目標を設定し、第２拠点管理装置３１は、調整情報を用いて、第２拠点電力の第２拠点目標を設定する。 【選択図】図１

Inventors

• 北村 高嗣
• 花尾 隆史
• 大堀 彰大

Assignees

• 株式会社ダイヘン

Dates

Publication Date

20260513

Application Date

20241025

Claims (5)

1. 電力系統に接続された少なくとも１つの第１電力設備および前記少なくとも１つの第１電力設備を管理する第１拠点管理装置を備える第１拠点システムと、 前記電力系統に接続された少なくとも１つの第２電力設備および前記少なくとも１つの第２電力設備を管理する第２拠点管理装置を備える第２拠点システムと、 前記第１拠点システムおよび前記第２拠点システムと通信可能な上位システムと、 を備え、 前記上位システムは、前記第１拠点システムにおける前記電力系統との接続点での出力電力である第１拠点電力および前記第２拠点システムにおける前記電力系統との接続点での出力電力である第２拠点電力を集計する集計部と、前記集計部による集計結果およびシステム全体の電力目標である全体目標を用いて全体誘導指令値を算出する指令部と、前記全体誘導指令値に基づいて前記第２拠点システムにおける前記第２拠点電力を調整するための調整情報を算出する連携部と、前記全体誘導指令値を前記第１拠点システムに送信するとともに前記調整情報を前記第２拠点システムに送信する通信部と、を含み、 前記第１拠点システムにおいて、前記第１拠点管理装置は、前記全体誘導指令値を用いて、前記第１拠点電力の目標値である第１拠点目標を設定して、前記少なくとも１つの第１電力設備の出力電力を制御し、 前記第２拠点システムにおいて、前記第２拠点管理装置は、前記調整情報を用いて、前記第２拠点電力の目標値である第２拠点目標を設定して、前記少なくとも１つの第２電力設備の出力電力を制御する、電力システム。
2. 前記連携部は、前記第２拠点管理装置に設定されている前記第２拠点目標を調整するための目標補正値を算出し、 前記通信部は、前記調整情報として前記目標補正値を送信し、 前記第２拠点システムにおいて、前記第２拠点管理装置は、予め記憶された前記第２拠点目標の指定値を前記目標補正値によって補正して、補正後の値を前記第２拠点目標として設定する、請求項１に記載の電力システム。
3. 前記第２拠点管理装置は、予め記憶された前記第２拠点目標の指定値を、前記上位システムに送信し、 前記連携部は、前記第２拠点管理装置に設定されている前記第２拠点目標を調整するための目標補正値を算出し、算出した前記目標補正値によって前記第２拠点目標の指定値を補正し、 前記通信部は、前記調整情報として、補正後の前記第２拠点目標を送信し、 前記第２拠点システムにおいて、前記第２拠点管理装置は、前記上位システムから受信する補正後の前記第２拠点目標を設定する、請求項１に記載の電力システム。
4. 前記集計部は、前記第１拠点システムで制御可能な最大電力である第１拠点制御幅および前記第２拠点システムで制御可能な最大電力である第２拠点制御幅を集計し、 前記指令部による前記全体誘導指令値の算出に用いる前記集計結果には、前記第１拠点制御幅および前記第２拠点制御幅の集計結果を含む、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電力システム。
5. 前記第１拠点管理装置は、前記第１拠点電力を設定した前記第１拠点目標にするための拠点誘導指令値を算出して、前記少なくとも１つの第１電力設備の各々に送信し、 前記少なくとも１つの第１電力設備の各々は、前記拠点誘導指令値を用いて、対応する第１電力設備の出力電力である第１設備電力の目標値を算出して、前記第１設備電力を制御する、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電力システム。

Description

本開示は、電力システムに関する。 従来、分散電源を備える電力設備がある。分散電源には、太陽光や風力、水力などの再生可能エネルギーをエネルギー源とする発電装置、化石燃料を利用した発電設備、定置型の蓄電池および電気自動車に搭載された蓄電池などの蓄電装置、および、ネガワットなどがある。また、複数の電力設備にそれぞれ設置された分散電源（発電設備、蓄電設備および負荷など）を管理および制御することにより、１つの電力拠点として管理する電力システムがある。例えば、特許文献１には、従来の電力システムの一例が開示されている。特許文献１の電力システムは、バーチャルパワープラント（ＶＰＰ）であり、先述の電力設備（特許文献１では太陽光発電システム）を複数まとめて、さらに上位の中央管理装置がこれらを制御することで、包括的な電力制御を実現する。この特許文献１に記載の電力システムでは、中央管理装置が、複数の電力設備（特許文献１では太陽光発電システム）に、共通の上位指標（特許文献２における誘導指令値に相当）を送信し、複数の電力設備の各々が当該上位指標に基づいて分散的に電力制御を行っている。これにより、各電力設備がＶＰＰ全体としての目標である出力指令値に応じた出力をすることで、ＶＰＰ全体としての目的を達成させている。 特開２０１８－１４３０４６号公報特開２０２０－１５０６９０号公報特開２０２１－１３６８５２号公報 一実施形態に係る電力システムを示す概要図である。一実施形態に係る電力システムの第１拠点システムの構成例を示す図であり、（ａ）は第１複合拠点の構成例であり、（ｂ）は第１単体拠点の構成例である。一実施形態に係る電力システムの電力制御を示すフローチャートである。 本開示の電力システムの好ましい実施の形態について、図面を参照して、以下に説明する。以下では、同一あるいは類似の構成要素に、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。 図１および図２は、一実施形態に係る電力システムＳ１を示している。これらの図に示すように、電力システムＳ１は、上位システムＡ１、複数の第１拠点システムＢ１および複数の第２拠点システムＢ２を備える。図示された例では、電力システムＳ１は、２つの第１拠点システムＢ１および２つの第２拠点システムＢ２を備える。なお、第１拠点システムＢ１の数および第２拠点システムＢ２の数はそれぞれ、２つに限定されず、１つでもよいし、３つ以上でもよい。また、電力システムＳ１は、電力線９０および複数の接続線９１，９２を備える。図１および図２において、太線は電力ネットワークを示している。図１は、電力システムＳ１の概略図であり、図２は、電力システムＳ１の第１拠点システムＢ１の構成例を示す図である。図２（ａ）は、複数の第１拠点システムＢ１のうちの後述する第１複合拠点Ｂ１１の構成を示しており、図２（ｂ）は、複数の第１拠点システムＢ１のうちの後述する第１単体拠点Ｂ１２の構成を示している。 電力システムＳ１において、上位システムＡ１と、複数の第１拠点システムＢ１の各々および複数の第２拠点システムＢ２の各々とは、互いに通信可能である。電力システムＳ１は、上位システムＡ１と、複数の第１拠点システムＢ１の各々および複数の第２拠点システムＢ２の各々とが連携して、電力制御を行う。複数の第１拠点システムＢ１および複数の第２拠点システムＢ２は、例えば互いに異なる複数の地域（拠点）にそれぞれ設置される。なお、１つの地域（拠点）に、複数の第１拠点システムＢ１および複数の第２拠点システムＢ２のうちの２つ以上が設置されてもよい。電力システムＳ１は、複数の地域（拠点）に分散された複数の第１拠点システムＢ１および複数の第２拠点システムＢ２を包括的に制御して、電力システムＳ１全体の入出力電力（以下では「システム電力」という）が、当該システム電力の目標である全体目標となる様に、電力制御を行う。電力システムＳ１は、ＶＰＰを構築する。本開示において、電力システムＳ１が構築するＶＰＰ全体でのシステム電力が正の値のとき、電力システムＳ１から電力系統Ｋに電力が出力されているものとする。一方、電力システムＳ１が構築するＶＰＰ全体でのシステム電力が負の値のとき、電力系統Ｋから電力システムＳ１に電力が出力されているものとする。なお、システム電力の正と負とは、逆でもよい。 電力線９０は、図１に示すように、電力系統Ｋに接続されている。複数の接続線９１は、複数の第１拠点システムＢ１を電力線９０にそれぞれ個別に接続する。各第１拠点システムＢ１は、対応する接続線９１によって、電力線９０（電力系統Ｋ）に電気的に接続されている。複数の接続線９２は、複数の第２拠点システムＢ２を電力線９０にそれぞれ個別に接続する。各第２拠点システムＢ２は、対応する接続線９２によって、電力線９０（電力系統Ｋ）に接続されている。電力線９０および複数の接続線９１，９２は、電力システムＳ１における電力ネットワークを構築する。 図１に示すように、複数の第１拠点システムＢ１の各々は、少なくとも１つの第１電力設備２２を備える。図示された例において、２つの第１拠点システムＢ１の一方は、複数（図示された例では３つ）の第１電力設備２２を備え、２つの第１拠点システムＢ１の他方は、１つの第１電力設備２２を備える。以下では、複数の第１電力設備２２を備える第１拠点システムＢ１を、第１複合拠点Ｂ１１といい、１つの第１電力設備２２を備える第１拠点システムＢ１を、第１単体拠点Ｂ１２ということがある。各第１拠点システムＢ１（第１複合拠点Ｂ１１および第１単体拠点Ｂ１２の各々）は、対応する第１電力設備２２の電力制御を行う。なお、複数の第１拠点システムＢ１において、第１複合拠点Ｂ１１の数および第１単体拠点Ｂ１２の数は、何ら限定されない。例えば、複数の第１拠点システムＢ１の全てが、第１複合拠点Ｂ１１であってもよいし、第１単体拠点Ｂ１２であってもよい。 図１に示すように、複数の第２拠点システムＢ２の各々は、少なくとも１つの第２電力設備３２を備える。図示された例において、２つの第２拠点システムＢ２の一方は、複数（図示された例では３つ）の第２電力設備３２を備え、２つの第２拠点システムＢ２の他方は、１つの第２電力設備３２を備える。以下では、複数の第２電力設備３２を備える第２拠点システムＢ２を、第２複合拠点Ｂ２１といい、１つの第２電力設備３２を備える第２拠点システムＢ２を、第２単体拠点Ｂ２２ということがある。各第２拠点システムＢ２（第２複合拠点Ｂ２１および第２単体拠点Ｂ２２の各々）は、対応する第２電力設備３２の電力制御を行う。なお、複数の第２拠点システムＢ２において、第２複合拠点Ｂ２１の数および第２単体拠点Ｂ２２の数は、何ら限定されない。例えば、複数の第２拠点システムＢ２の全てが、第２複合拠点Ｂ２１であってもよいし、第２単体拠点Ｂ２２であってもよい。 複数の第１電力設備２２の各々は、第１電力機器Ｙ１を備え、複数の第２電力設備３２の各々は、第２電力機器Ｙ２を備える。なお、図示された例と異なり、複数の第１電力設備２２の各々は、複数の第１電力機器Ｙ１を備えていてもよいし、複数の第２電力設備３２の各々は、複数の第２電力機器Ｙ２を備えていてもよい。各第１電力設備２２の第１電力機器Ｙ１および各第２電力設備３２の第２電力機器Ｙ２はそれぞれ、例えば、発電、蓄電、放電、または、電力の消費の少なくともいずれかを行う。各第１電力機器Ｙ１および各第２電力機器Ｙ２は、たとえば、太陽電池、再生可能エネルギー（風力、水力、バイオマス、地熱など）を利用した発電機、燃料電池による発電機、化石燃料を利用した発電機、蓄電池、電気自動車、および、電力負荷のいずれかである。例えば、第１電力機器Ｙ１として太陽電池を備える第１電力設備２２は、太陽電池によって発電を行う太陽光発電設備である。第１電力機器Ｙ１として蓄電池を備える第１電力設備２２は、蓄電池の充放電を行う蓄電設備である。第１電力機器Ｙ１として電気自動車を備える第１電力設備２２は、電気自動車（詳細には電気自動車に搭載された蓄電池）の充放電を行うＥＶスタンドである。ＥＶは、Electric Vehicle（電気自動車）の略である。第１電力機器Ｙ１として電力負荷を備える第１電力設備２２は、供給される電力を消費する。この場合の第１電力設備２２は、単に電力を消費するだけの設備でもよいし、アグリゲータによる需要家の電力負荷を管理する仮想的な発電を行うシステムであってもよい。アグリゲータは、実際に発電を行っているのではないが、ネガワット取引により、節約できた電力を発電した電力とみなしている。なお、第１電力機器Ｙ１と第１電力設備２２との例は、これらに限定されない。上記では、第１電力機器Ｙ１と第１電力設備２２との例について、説明したが、第２電力機器Ｙ２と第２電力設備３２とも同様である。 上位システムＡ１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを備えるコンピュータ装置で構成される。上位システムＡ１は、システム電力を、全体目標にするための全体誘導指令値を算出する。また、上位システムＡ１は、複数の第２拠点システムＢ２でそれぞれ後述の第２拠点電力を調整してもらうための調整情報を算出する。上位システムＡ１は、算出した全体誘導指令値を、複数の第１拠点システムＢ１の各々に送信し、算出した調整情報を、複数の第２拠点システムＢ２の各々に送信する。図１に示すように、上位システムＡ１は、通信部１１、集計部１２、指令部１３および連携部１４を含む。 通信部１１は、各第１拠点システムＢ１および各第２拠点システムＢ２と通信する。通信部１１は、複数の第１拠点システムＢ１の各々から、第１拠点電力の情報および第１拠点制御幅の情報を受信するとともに、複数の第２拠点システムＢ２の各々から、第２拠点電力の情報および第２拠点制御幅の情報を受信する。第１拠点電力は、対応する第１拠点システムＢ１と、電力系統Ｋ（電力線９０）との接続点における電力であり、対応する第１拠点システムＢ１全体の入出力電力である。第１拠点制御幅は、対応する第１拠点システムＢ１において、制御可能な最大電力であり、対応する第１拠点システムＢ１が備える第１電力設備２２の各第１設備制御幅の合計である。第１設備制御幅は、対応する第１電力設備２２が制御可能な最大電力であり、例えば第１電力設備２２の最大出力電力に相当する。第２拠点電力は、対応する第２拠点システムＢ２と、電力系統Ｋ（電力線９０）との接続点における電力であり、対応する第２拠点システムＢ２全体の入出力電力である。第２拠点制御幅は、対応する第２拠点システムＢ２において、制御可能な最大電力であり、対応する第２拠点システムＢ２が備える第２電力設備３２の各第２設備制御幅の合計である。第２設備制御幅は、対応する第２電力設備３２が制御可能な最大電力であり、例えば第２電力設備３２の最大出力電力に相当する。また、通信部１１は、各第１拠点システムＢ１に、上記全体誘導指令値を送信するとともに、各第２拠点システムＢ２に上記調整情報を送信する。 集計部１２には、通信部１１から第１拠点電力および第２拠点電力が入力される。集計部１２は、第１拠点電力および第２拠点電力を集計する。当該集計においては、集計部１２は、各第１拠点システムＢ１の第１拠点電力および各第２拠点システムＢ２の第２拠点電力の総和を算出する。これにより、上位システムＡ１は、システム電力を推算する。また、集計部１２には、通信部１１から第１拠点制御幅および第２拠点制御幅が入力される。集計部１２は、第１拠点制御幅および第２拠点制御幅を集計する。当該集計においては、集計部１２は、各第１拠点システムＢ１の第１拠点制御幅および各第２拠点システムＢ２の第２拠点制御幅の総和を算出する。これらにより、集計部１２による集計結果には、第１拠点電力および第２拠点電力の集計値（総