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公開番号2025077757
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-19
出願番号2023190202
出願日2023-11-07
発明の名称電力制御装置および電力制御方法
出願人シャープ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02J 3/46 20060101AFI20250512BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電力需給の管理対象とされる太陽光発電施設への出力制御に見合う調整量を小規模な太陽光発電装置を有する各需要家に配分し、発電可能なエネルギーをそれぞれが活用しつつ出力制御を代理させ得る電力制御装置を提供する。
【解決手段】電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかと、を有する複数の需要家に電力調整を行わせる電力制御装置であって、電力系統に連係する太陽光発電施設に代わって出力を抑制すべき調整指令を取得する調整指令取得部と、調整指令に見合うように各需要家の太陽光発電装置の調整量の配分を決定する調整量配分部と、決定された調整量に応じて各需要家に蓄電装置と貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御させる電力調整部と、を備える電力制御装置。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかと、を有する複数の需要家に電力調整を行わせる電力制御装置であって、
前記電力系統に連系する太陽光発電施設に代わって出力を抑制すべき調整指令を取得する調整指令取得部と、
前記調整指令に見合うように各需要家の調整量の配分を決定する調整量配分部と、
決定された調整量に応じて各需要家に前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御させる電力調整部と、を備える電力制御装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記電力調整部は、前記電力調整の実施期間中に前記太陽光発電装置が生成する電力で前記蓄電装置に充電制御を行わせるかまたは前記貯湯式給湯装置に沸き上げ制御を行わせる請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項３】
前記調整量配分部は、前記電力調整の実施期間中に前記太陽光発電装置によって発電された電力が前記電力系統へ逆潮流される需要家に対して、その逆潮流電力がゼロまたは所定値以下に抑制されるように調整量を配分する請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項４】
前記調整量配分部は、各需要家が有する前記太陽光発電装置の発電能力の大きさに応じて調整量を配分する請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項５】
前記調整量配分部は、前記蓄電装置を有する各需要家の蓄電装置に、前記電力調整の実施期間中に蓄え得る容量の予測値を事前に取得し、取得された前記容量の予測値に基づいて各需要家に対する調整量の配分を決定する請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項６】
各需要家の時間帯毎の前記蓄電装置の充放電制御、前記貯湯式給湯装置の沸き上げ制御の少なくとも何れかの制御に係る履歴を取得する履歴取得部をさらに備え、
前記電力調整部は、前記履歴取得部により取得された履歴を参照して、前記電力調整の実施期間前の前記蓄電装置の充電制御、前記貯湯式給湯装置の湯の沸き上げ制御の少なくとも何れかを前記電力調整の実施期間にシフトさせるように制御し、
前記調整量配分部は、そのシフトによって前記電力調整の実施期間中に増加する電力需要の大きさに基づいて各需要家に対する調整量の配分を決定する請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項７】
前記調整量配分部は、前記貯湯式給湯装置を有する各需要家の貯湯式給湯装置が、前記電力調整の実施期間において沸き上げに使用し得る電力量の予測値を事前に取得し、各需要家から取得された予測値に基づいて各需要家に対する調整量の配分を決定する請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項８】
各需要家は、前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御する制御装置を備えており、
前記電力調整部は、前記制御装置に前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御させる請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項９】
電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかと、を有する需要家の電力制御システムであって、
前記電力系統に連系する太陽光発電施設に代わって出力を抑制すべき調整指令に基づいて決定された前記需要家の電力調整に係る調整量を取得し、
前記調整量に応じて前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御することにより前記電力調整する電力制御システム。
【請求項１０】
電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかと、を有する複数の需要家に電力調整を行わせる電力制御装置が、
前記電力系統に連系する太陽光発電施設に代わって出力を抑制すべき調整指令を取得するステップと、
前記調整指令に見合うように各需要家の前記電力調整に係る調整量の配分を決定するステップと、
決定された調整量に応じて各需要家に前記蓄電装置と前記貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを制御させるステップと、を備える電力制御方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力系統に接続され、太陽光発電装置と、蓄電装置または貯湯式給湯装置の少なくとも何れかを有する複数の需要家に対して電力調整を行う電力制御装置および電力制御方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電や風力発電等、再生可能エネルギーによる発電が普及している。電力需要は１日の中で時間帯により変化する。さらに、太陽光や風力などの再生可能エネルギーは天候や時間帯によって発電量が変動するという特性がある。太陽光発電は、再生可能エネルギーによる発電装置の代表的なものといえるが、普及が進むにつれてその発電量の変動が電力系統に及ぼす影響が問題になりつつある。電力系統においては電力の需給バランスが崩れると周波数に乱れが生じ、最悪の場合は大規模停電が発生するため、需給バランスの維持は重要である。
【０００３】
そこで、発電量が地域の需要量を上回る場合に、発電設備の出力を抑制する出力制御や揚水発電の汲み上げ運転等による電力需要の創出、他エリアへの送電等により需給バランスを維持するための対応が行われる。それらの対応には法令による優先順位が定められている。出力制御は、出力を短時間で小刻みに調整することが容易な火力発電が優先されるが、それでも需給バランスが維持できなければさらにバイオマス発電、太陽光発電、風力発電の出力制御も行われる。火力発電やバイオマス発電は燃焼を抑制あるいは止めて出力を制御することができるが、太陽光発電の出力抑制は結果的に発電可能な電力を捨てることになる。風力発電も同様である。発電可能なエネルギーを無駄にすることなく電力系統の需給バランスを維持できれば、温室効果ガス排出量の削減に寄与することにもなる。
【０００４】
再生可能エネルギーにより発電された電力を捨てないようにする仕組みとして、電力取引マッチングシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のシステムは、発電装置と蓄電装置とを備えた複数の需要家間において、需要家で発電した電力を電力会社に売ることができない場合、即ち電力会社が買い取り可能な電力量を超えた場合に、余剰電力を需要家間において融通し合うことを念頭に置いたシステムである。特許文献１によるマッチングシステムは、必要電力量情報取得部と、需要家情報取得部と、余剰電力推定部と、マッチング部と、を備えている。
【０００５】
必要電力量情報取得部は、第１の需要家が所定時間帯に必要とする電力量に関する情報を取得する。需要家情報取得部は、第２の需要家が所有する発電装置および蓄電池、第２の需要家の消費電力量に関する情報を取得する。余剰電力推定部は、需要家情報取得部において取得された第２の需要家の所定時間帯における発電装置の発電量および蓄電池の蓄電量、消費電力量に関する情報に基づいて、第２の需要家において供給可能な余剰電力量を推定する。マッチング部は、余剰電力推定部において推定された第２の需要家から供給可能な余剰電力量と、必要電力量情報取得部において取得された第１の需要家の必要電力量に関する情報とを照合して、取引が成立する第１の需要家と第２の需要家の組合せを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１７－１５３２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
所定値以上の発電能力を有する発電施設は、法令により出力制御の対象とされている。出力制御については、遠隔での出力制御が可能な設備を有する発電事業者（オンライン制御事業者）と、そのような設備を有さない事業者（オフライン制御事業者）とで出力制御への即応能力や精度が異なる。そこで、出力制御への対応能力が低いオフライン制御事業者の代わりにオンライン制御事業者が出力制御を行い、オフライン制御事業者が出力制御を行ったものと見做して実際に出力制御を行ったオンライン制御業者が出力制御の対価を受ける仕組み（オンライン代理制御）が導入されている。例えば、太陽光発電による発電量が大きくなり電力系統の電力供給が電力需要を上回る場合に、オンライン代理制御によってオフライン制御事業者の発電量が抑制されたと見做している。オンライン代理制御の仕組みは、出力制御に係る調整指令に応答した柔軟な対応ができないオフライン制御事業者に代わって、代理制御のサービス提供者が発電電力を抑制するものである。代理制御を行ったサービス提供者は、抑制した電力（本来は発電し売電できた電力）の収入を金銭的に得る。それによって、オフライン制御事業者と代理制御のサービス提供者の調整を図る仕組みである。
【０００８】
しかし、所定値以上の発電能力を有する発電事業者が、オンライン代理制御により全体として出力制御に対応できたとしても、電力系統の需給バランスを維持するために出力制御（出力抑制）される電力は存在する。電力系統全体としては、その出力抑制によって発電可能な電力が捨てられたことになる。その分の電力を有効に活用できれば、環境負荷の軽減に資することになる。出力制御されるべき電力が捨てられている現状から活用するシステムへと誘導することが望まれる。このようなシステムに対し、特許文献１のようなマッチングシステムは、出力制御の対象となってない小規模な発電装置を備えた需要家が自家発電の余剰電力を相互に融通することを念頭に置いたものである。しかし、所定値以上の発電能力を有する発電事業者の出力制御を吸収することを念頭に置いた仕組みを提供するものではない。
【０００９】
ある統計によれば、家庭用の太陽光発電装置は、累積導入件数が２０２０年度に約２８０万件に達し（URL: https://www.jpea.gr.jp/wp-content/uploads/session2_03_jpea_takahashi.pdf 1-1.住宅用（10KW未満）太陽光発電の導入状況参照）、平均の発電能力を４ｋＷとすると１１２０万ｋＷである。これは、このような小規模な太陽光発電装置を出力制御に適用できれば、電力系統における電力の需給バランスの維持と電力の有効活用に大きく貢献できる可能性がある。
【００１０】
この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、電力需給の管理対象とされる太陽光発電施設への出力制御に見合う調整量を小規模な太陽光発電装置を有する各需要家に配分し、発電可能なエネルギーをそれぞれ活用させつつ出力制御を代理させ得る電力制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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