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公開番号2024124808
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-13
出願番号2023032727
出願日2023-03-03
発明の名称電源システムおよびその制御方法
出願人清水建設株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H02J 3/00 20060101AFI20240906BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】計画値同時同量を実現するとともに、電力取引市場での売電収益の最大化を実現することができる電源システムおよびその制御方法を提供する。
【解決手段】所定の地域に設けられ、電力系統を介して前記再エネ電力を蓄電し、蓄電した電力を電力系統を介して前記電力取引市場18または前記需要家に出力可能な蓄電池22を備える再エネ蓄電所20と、前記再エネ電源12の発電出力を予測する発電出力予測部と、前記電力取引市場18における電力の取引価格を予測する取引価格予測部と、前記再エネ蓄電所20の近隣の前記需要家32の電力需要を予測する需要予測部と、予測した発電出力、取引価格、電力需要に基づいて、前記蓄電池22の出力を制御する制御部とを備えるようにする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
分散配置される再エネ電源により発電出力される再エネ電力および前記再エネ電力が持つ環境価値を、前記再エネ電源を運用する電力事業者と需要家との間で電力取引市場を介して売買取引可能な電源システムであって、
所定の地域に設けられ、電力系統を介して前記再エネ電力を蓄電し、蓄電した電力を電力系統を介して前記電力取引市場または前記需要家に出力可能な蓄電池を備える再エネ蓄電所と、
前記再エネ電源の発電出力を予測する発電出力予測部と、
前記電力取引市場における電力の取引価格を予測する取引価格予測部と、
前記再エネ蓄電所の近隣の前記需要家の電力需要を予測する需要予測部と、
予測した発電出力、取引価格、電力需要に基づいて、前記蓄電池の出力を制御する制御部とを備えることを特徴とする電源システム。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記再エネ蓄電所は、前記再エネ電力または前記蓄電池からの電力を用いて水素を製造する水素製造装置と、前記水素製造装置によって製造された水素を貯蔵する水素貯蔵装置と、前記水素製造装置または前記水素貯蔵装置の水素を利用して発電し、発電した発電電力と、発電時に排出される熱を前記再エネ蓄電所の近隣の前記需要家に供給可能な燃料電池とをさらに備えており、前記需要予測部は、前記再エネ蓄電所の近隣の前記需要家の電力需要、熱需要および水素需要の少なくとも一つを予測し、前記制御部は、予測した電力需要、熱需要および水素需要の少なくとも一つに基づいて、前記蓄電池の出力を制御することを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
請求項１に記載の電源システムを制御する制御方法であって、
前記再エネ電源の発電出力を予測するステップと、
前記電力取引市場における電力の取引価格を予測するステップと、
前記再エネ蓄電所の近隣の前記需要家の電力需要を予測するステップと、
予測した発電出力、取引価格、電力需要に基づいて、前記蓄電池の出力を制御するステップとを有することを特徴とする電源システムの制御方法。
【請求項４】
請求項２に記載の電源システムを制御する制御方法であって、
前記再エネ電源の発電出力を予測するステップと、
前記電力取引市場における電力の取引価格を予測するステップと、
前記再エネ蓄電所の近隣の前記需要家の電力需要、熱需要および水素需要の少なくとも一つを予測するステップと、
予測した発電出力および取引価格と、電力需要、熱需要および水素需要の少なくとも一つに基づいて、前記蓄電池の出力を制御するステップとを有することを特徴とする電源システムの制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生可能エネルギー由来の電力を利用・調達するのに好適な電源システムおよびその制御方法に関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、企業が事業活動で使う電気全量の再生可能エネルギー（以下、再エネと記す）化を目指す企業連合「RE100」は現在、世界で356社が、わが国からは66社が参画している。「RE100」が定める再エネ調達の条件は以下のようである。
【０００３】
・自家発電；（１）企業が保有する発電設備による発電
・購入電力；（２）企業の敷地内に設置した他社が保有する設備からの電力購入
；（３）企業の敷地外に設置した発電設備から専用線を経由して直接購入
；（４）企業の敷地外に設置した発電設備から系統を経由して直接調達
；（５）電力小売との契約（再エネ由来電力メニュー）
；（６）再エネ電力証書の購入
；（７）電力供給者が供給量と同量の再エネ電力証書を購入している系統からの調達
；（８）再エネ由来電力の割合が高い系統からの調達
【０００４】
わが国では2012年7月の再生可能エネルギーの固定価格買取制度（以下、FIT制度と記す）の導入により、太陽光発電を主にして再エネ発電量は急激に増加したが、FIT電力は電気利用者すべてが費用の負担をしており、その環境価値は電気利用者に帰属するため、RE100に利用することはできない。
【０００５】
このような背景から脱炭素化に取組む企業等では、FIT制度を利用せずに再エネ電力を利用・調達したい、とのニーズが高まっている。特に太陽光発電の導入では、コーポレートPPA（電力購入契約）、遠隔地からの自己託送等、多岐にわたる導入手法にて推進されている。
【０００６】
非FIT太陽光発電所からの電力を、企業が長期で調達する契約を結ぶコーポレートPPAには、再エネ電力と環境価値を一体として取引する「フィジカルPPA」と、電力と環境価値を分離して取引する「バーチャルPPA」がある。国内では漸く2021年頃からフィジカルPPA事例が増えてきたが、海外ではバーチャルPPAが主流になっている。上述のRE100が定める調達条件（１）～（７）に当てはめると、以下のように整理できる。
【０００７】
（１）自家消費
（２）コーポレートPPA（第三者所有モデル）
（３）コートレートPPA（自営線）
（４）コーポレートPPA（フィジカルPPA）、自己託送
（５）再エネ由来電力メニュー
（６）コーポレートPPA（バーチャルPPA）
（７）コーポレートPPA（バーチャルPPA）
【０００８】
バーチャルPPAは、特定需要家向けに新設した再エネ電源から生み出される電力と環境価値を分離し、電力を環境価値のない電気として電力系統に送電し、電力卸売市場や他の需要家に供給するとともに、環境価値を特定需要家に提供する仕組みである。
【０００９】
わが国で既に導入されている非FIT再エネ電源由来の「非FIT証書」制度を一部変更して、非FIT再エネ電力をコーポレートPPAで取引した場合、一定の要件を満たせば、再エネ発電事業者と需要家の間で「非FIT再エネ証書」の直接取引が認められることになった。具体的な取組み事例としては、2022年6月24日に三菱商事がニュースリリースした「日本最大級のバーチャルPPAを活用した再生可能エネルギー由来の電力調達に関する検討を開始」（非特許文献１を参照）が挙げられる。その内容は次のとおりである。
【００１０】
・再生可能エネルギー由来の電力調達；三菱商事が運営する新規の太陽光発電設備から再エネ由来電力を調達する。再エネ発電事業者と需要家の間で「非FIT非化石証書」を直接取引する。
・水素製造・利活用の実証；村田製作所の工場内で、水電解装置を用いた水素製造および水素の利活用に向けた実証を開始する。工場内でカーボンフリー電力由来の水素の製造・利活用する。
・蓄電池活用による調整力；村田製作所の工場に設置する蓄電池を活用し、調整力供出の実証を共同で実施する。再エネの利活用拡大にともなって発生する系統不安定化の解消に資する取組みを進める。
（【００１１】以降は省略されています）

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