特許 6235061 再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6235061

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 13/00 20060101AFI20171113BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20171113BHJP

   H02J 7/35 20060101ALI20171113BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   H02J13/00 311R

   H02J3/38 130

   H02J3/38 160

   H02J13/00 301A

   H02J7/35 K

   H02J7/00 X

【請求項の数】6

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2016-56342(P2016-56342)

(22)【出願日】2016年3月19日

(65)【公開番号】特開2016-189691(P2016-189691A)

(43)【公開日】2016年11月4日

【審査請求日】2017年2月24日

(31)【優先権主張番号】特願2015-66564(P2015-66564)

(32)【優先日】2015年3月27日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】591095823

【氏名又は名称】株式会社九電工

(74)【代理人】

【識別番号】100114731

【弁理士】

【氏名又は名称】藤井 重男

(72)【発明者】

【氏名】松村 敏明

【審査官】 稲葉 崇

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１３５９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２９２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０６１３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１４３８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７６２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１０３６５０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ３／００−７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４−７／３６

Ｈ０２Ｊ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

再生可能エネルギーのみを利用した発電機器と、電力貯蔵設備と、予備負荷とを備えた発電設備と、当該発電設備からの電力供給のみを受ける複数の需要家から構成される電力需給単位システムであって、当該電力需給単位システムが所定エリア内に設けられていると共に、
上記所定エリア内に、上記電力需給単位システムの電力の需給状況を監視して、上記各電力需給単位システム内の電力需給バランスの制御を行う監視制御装置が設けられており、
上記各発電設備と上記各需要家に各々スマートメータが設けられ、上記監視制御装置は上記各スマートメータを介して上記各電力需給単位システムとの間で無線通信により、上記各需要家における消費電力に関するデータ、上記各発電設備における発電電力に関するデータ、及び上記電力貯蔵設備の電池残量に関するデータを受けて、これらのデータに基づいて電力の需給バランスのための制御指令を、上記電力需給単位システムに無線送信することで電力供給のバランス制御を行うものであり、
上記監視制御装置は、上記発電設備の発電電力と上記需要家の消費電力とを監視し、発電量過多の場合は上記予備負荷を駆動する予備負荷制御動作を行う予備負荷駆動指令部と、供給電力不足の場合は上記需要家に対する電力制限指令からなるデマンドレスポンス制御動作を行うデマンド制御指令部とを具備しており、上記予備負荷駆動指令部と上記デマンド制御指令部により発電電力量と消費電力量とのバランスをとるものであり、
上記電力貯蔵設備は複数の蓄電池により構成されると共に、蓄電池残量を検知し得る電池残量計測システムが設けられ、
上記監視制御装置の上記予備負荷駆動指令部は、上記電池残量計測システムにて検出された蓄電池残量が蓄電池残量の最大値より低い値を上限値として、当該上限値に蓄電地残量が到達した際に上記制御指令として上記予備負荷を駆動開始する駆動開始指令を送信し得る駆動開始指令部と、
上記予備負荷の駆動により上記電池残量計測システムにて検出された蓄電池残量が蓄電池残量の最小値より高い値を下限値として、当該下限値に蓄電地残量が達した際に上記制御指令として上記予備負荷の駆動を停止する駆動停止指令部とを具備することを特徴とする再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システム。

【請求項2】

再生可能エネルギーのみを利用した発電機器と、電力貯蔵設備と、予備負荷とを備えた発電設備と、当該発電設備からの電力供給のみを受ける複数の需要家から構成される電力需給単位システムであって、当該電力需給単位システムが所定エリア内に設けられていると共に、
上記所定エリア内に、上記電力需給単位システムの電力の需給状況を監視して、上記各電力需給単位システム内の電力需給バランスの制御を行う監視制御装置が設けられており、
上記各発電設備と上記各需要家に各々スマートメータが設けられ、上記監視制御装置は上記各スマートメータを介して上記各電力需給単位システムとの間で無線通信により、上記各需要家における消費電力に関するデータ、上記各発電設備における発電電力に関するデータ、及び上記電力貯蔵設備の電池残量に関するデータを受けて、これらのデータに基づいて電力の需給バランスのための制御指令を、上記電力需給単位システムに無線送信することで電力供給のバランス制御を行うものであり、
上記監視制御装置は、上記発電設備の発電電力と上記需要家の消費電力とを監視し、発電量過多の場合は上記予備負荷を駆動する予備負荷制御動作を行う予備負荷駆動指令部と、供給電力不足の場合は上記需要家に対する電力制限指令からなるデマンドレスポンス制御動作を行うデマンド制御指令部とを具備しており、上記予備負荷駆動指令部と上記デマンド制御指令部により発電電力量と消費電力量とのバランスをとるものであり、
上記電力貯蔵設備は複数の蓄電池により構成されると共に、蓄電池残量を検知し得る電池残量計測システムが設けられ、
上記蓄電池に加えて予備蓄電池を設け、該予備蓄電池の電池残量を上記電池残量計測システムにて検知可能に構成し、
上記監視制御装置の上記予備負荷駆動指令部は、上記電池残量計測システムにて検出された蓄電池残量が蓄電池残量の最大値より低い値を上限値として、当該上限値に蓄電地残量が到達した際に上記予備蓄電池の充電指令を送信し、日没となったことを検知したとき上記予備蓄電池の充電停止指令を送信する予備蓄電池充電指令部と、
上記蓄電池残量が蓄電池残量の最小値より高い値を下限値として、当該下限値に蓄電地残量が達した際に上記予備蓄電池の放電指令を送信し、上記予備蓄電池の放電により上記蓄電池の充電がなされ、上記蓄電池残量が上記下限値より高い値となった際に上記予備蓄電池の放電停止指令を送信する予備蓄電池放電指令部と、
かつ、上記蓄電池の充電がなされている昼間の一定期間、上記予備蓄電池の充電を行う第２予備蓄電池充電指令部とを有するものである再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システム。

【請求項3】

上記監視制御装置における上記デマンド制御指令部は、上記特定の需要家に対して消費電力を制限する電力制限指令を上記制御指令として送信する電力制限指令部、及び、供給電力不足が解消したときは上記需要家に対して復旧指令を送信する復旧指令部とを具備するものである請求項１又は２記載の再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システム。

【請求項4】

上記再生可能エネルギーを利用した発電機器は、太陽光発電機、風力発電機、バイオマス発電機、水力発電機、又はこれらの任意の２つ以上の組み合わせから構成されており、
上記電力需給単位システムは、既存の発電所である外部電力系統と接続されておらず、完全なオフグリッドとして構成されたものである請求項１〜３の何れかに記載の再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システム。

【請求項5】

上記電力需給単位システムを上記所定のエリア内に２以上設け、
上記監視制御装置は、上記２以上の電力需給単位システムとの間で無線通信を行うことにより、電力供給のバランス制御を行うものである請求項１〜４の何れかに記載の再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システム。

【請求項6】

上記監視制御装置における消費電力に関する上記データ、発電電力に関する上記データ及び電池残量に関する上記データを通信網を介して受けて蓄積し得るクラウドサーバ装置が設けられ、
上記クラウドサーバ装置と上記監視制御装置は、通信衛星及び／又はインターネット網により相互通信可能に接続されているものである請求項１又は２記載の再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、大規模発電所が存在しない例えば離島等において、効率的かつ安定的に電力を供給することを可能とした再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、太陽光発電或いは風力発電等の自然エネルギー供給源と、消費施設を持つ小規模なエネルギーネットワーク、いわゆるマイクログリッドが実用化されている。

【0003】

このような施設では、自然エネルギー供給源の気候変動等に基づく出力変動を補うため、電力貯蔵装置を具備して充放電を行わせると共に、マイクログリッドを既存の外部電力系統に接続し、或いは、マイクログリッドの送配電系統を一般電気事業者の所有する発電所とも接続し、必要に応じて既存の外部電力系統から電力の融通を受けることを可能としている（特許文献１，２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−１１４９００号公報

【特許文献2】特開２００６−２０４０８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記従来のマイクログリッドは、当該マイクログリッドを設置する地域の近郊に既存の外部電力系統が存在すること、或いは、一般電気事業者の所有する発電所の存在を前提としているため、このような既存の発電設備等の発電インフラが全く存在しない離島等においては、設置が難しいという課題がある。

【0006】

本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、既存の発電設備が存在しない離島等の地域においても、化石燃料を使用しないオフグリッドにて、効率的かつ安定的に電力を供給することを可能とした再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システムを提供することを目的とする。

【0007】

また、本発明は、本発明に係る電力供給システムを外国に適用した地域における電力需給情報を、通信衛星又はインターネット網を用いて、日本国内のクラウドサーバにて集中的に蓄積することができ、蓄積した各種情報を温室効果ガスの排出削減に関する二国間クレジット制度（ＪＣＭ（Ｊｏｉｎｔ Ｃｒｅｄｉｔｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ））、温室効果ガスの削減の実施状況の測定・報告・検証（ＭＲＶ（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ））に利用することができるシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するために本発明は、
第１に、再生可能エネルギーのみを利用した発電機器と、電力貯蔵設備と、予備負荷とを備えた発電設備と、当該発電設備からの電力供給のみを受ける複数の需要家から構成される電力需給単位システムであって、当該電力需給単位システムが所定エリア内に設けられていると共に、上記所定エリア内に、上記電力需給単位システムの電力の需給状況を監視して、上記各電力需給単位システム内の電力需給バランスの制御を行う監視制御装置が設けられており、上記各発電設備と上記各需要家に各々スマートメータが設けられ、上記監視制御装置は上記各スマートメータを介して上記各電力需給単位システムとの間で無線通信により、上記各需要家における消費電力に関するデータ、上記各発電設備における発電電力に関するデータ、及び上記電力貯蔵設備の電池残量に関するデータを受けて、これらのデータに基づいて電力の需給バランスのための制御指令を、上記電力需給単位システムに無線送信することで電力供給のバランス制御を行うものであり、上記監視制御装置は、上記発電設備の発電電力と上記需要家の消費電力とを監視し、発電量過多の場合は上記予備負荷を駆動する予備負荷制御動作を行う予備負荷駆動指令部と、供給電力不足の場合は上記需要家に対する電力制限指令からなるデマンドレスポンス制御動作を行うデマンド制御指令部とを具備しており、上記予備負荷駆動指令部と上記デマンド制御指令部により発電電力量と消費電力量とのバランスをとるものであり、上記電力貯蔵設備は複数の蓄電池により構成されると共に、蓄電池残量を検知し得る電池残量計測システムが設けられ、上記監視制御装置の上記予備負荷駆動指令部は、上記電池残量計測システムにて検出された蓄電池残量が蓄電池残量の最大値より低い値を上限値として、当該上限値に蓄電地残量が到達した際に上記制御指令として上記予備負荷を駆動開始する駆動開始指令を送信し得る駆動開始指令部と、上記予備負荷の駆動により上記電池残量計測システムにて検出された蓄電池残量が蓄電池残量の最小値より高い値を下限値として、当該下限値に蓄電地残量が達した際に上記制御指令として上記予備負荷の駆動を停止する駆動停止指令部とを具備することを特徴とする再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システムにより構成される。

【0009】

上記電力需給単位システムは、具体的には再生可能エネルギーを利用した発電設備（１Ａ乃至１Ｃ）及び当該発電設備から電力供給を受ける複数の需要家（１０）により構成することができる。上記所定エリアは例えば離島等である。上記発電機器は、例えば太陽光発電機（２）、風力発電機（３）等である。上記電力貯蔵設備は、例えば複数の蓄電器（４）により構成することができる。上記予備負荷は例えばＥＶ充電機（３６）等である。上記消費電力に関するデータは、例えば消費電力量情報である。上記発電電力に関するデータは、例えば供給電力量情報である。上記電力貯蔵設備の電池残量に関するデータは、例えば蓄電池（４）の電池残量データである。上記制御指令は、予備負荷駆動指令、電力制限指令等の発電設備又は需要家に対して送られる各種指令である。このように構成すると、例えば十分な発電インフラ、通信インフラが存在しない離島等の地域においても、オフグリッドで効率的かつ安定的に電力を供給することができる。このように構成すると、太陽光発電或いは風力発電等の再生可能エネルギー利用発電設備であっても、安定した電力を供給することができる。蓄電池残量の最大値より低い値の上限値とは、例えばフル充電（１００％）に対する電池残量が９０％の値とすることができる。蓄電池残量が蓄電池残量の最小値より高い値の下限値とは、例えばフル充電（１００％）に対する電池残量が３０％の値とすることができる。このように構成すると、余剰の電力が生じたときに予備負荷を駆動して余剰電力を有効に利用することができる。また、蓄電池の例えば３０％から９０％の領域において充放電を行うため、蓄電池の電池寿命を拡大することができる。

【0010】

第２に、再生可能エネルギーのみを利用した発電機器と、電力貯蔵設備と、予備負荷とを備えた発電設備と、当該発電設備からの電力供給のみを受ける複数の需要家から構成される電力需給単位システムであって、当該電力需給単位システムが所定エリア内に設けられていると共に、上記所定エリア内に、上記電力需給単位システムの電力の需給状況を監視して、上記各電力需給単位システム内の電力需給バランスの制御を行う監視制御装置が設けられており、上記各発電設備と上記各需要家に各々スマートメータが設けられ、上記監視制御装置は上記各スマートメータを介して上記各電力需給単位システムとの間で無線通信により、上記各需要家における消費電力に関するデータ、上記各発電設備における発電電力に関するデータ、及び上記電力貯蔵設備の電池残量に関するデータを受けて、これらのデータに基づいて電力の需給バランスのための制御指令を、上記電力需給単位システムに無線送信することで電力供給のバランス制御を行うものであり、上記監視制御装置は、上記発電設備の発電電力と上記需要家の消費電力とを監視し、発電量過多の場合は上記予備負荷を駆動する予備負荷制御動作を行う予備負荷駆動指令部と、供給電力不足の場合は上記需要家に対する電力制限指令からなるデマンドレスポンス制御動作を行うデマンド制御指令部とを具備しており、上記予備負荷駆動指令部と上記デマンド制御指令部により発電電力量と消費電力量とのバランスをとるものであり、上記電力貯蔵設備は複数の蓄電池により構成されると共に、蓄電池残量を検知し得る電池残量計測システムが設けられ、上記蓄電池に加えて予備蓄電池を設け、該予備蓄電池の電池残量を上記電池残量計測システムにて検知可能に構成し、上記監視制御装置の上記予備負荷駆動指令部は、上記電池残量計測システムにて検出された蓄電池残量が蓄電池残量の最大値より低い値を上限値として、当該上限値に蓄電地残量が到達した際に上記予備蓄電池の充電指令を送信し、日没となったことを検知したとき上記予備蓄電池の充電停止指令を送信する予備蓄電池充電指令部と、上記蓄電池残量が蓄電池残量の最小値より高い値を下限値として、当該下限値に蓄電地残量が達した際に上記予備蓄電池の放電指令を送信し、上記予備蓄電池の放電により上記蓄電池の充電がなされ、上記蓄電池残量が上記下限値より高い値となった際に上記予備蓄電池の放電停止指令を送信する予備蓄電池放電指令部と、かつ、上記蓄電池の充電がなされている昼間の一定期間、上記予備蓄電池の充電を行う第２予備蓄電池充電指令部とを有するものである再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システムにより構成される。

【0011】

上記蓄電池残量として蓄電池残量の最大値より低い値の上限値とは、例えば蓄電池残量が８５％の値とすることができる。上記蓄電池残量として蓄電池残量の最小値より高い値の下限値とは、例えば蓄電池残量が３３％の値とすることができる。上記下限値より高い値とは、例えば蓄電池残量が３５％の値とすることができる。昼間の一定期間とは、例えば１２時から１３時の１時間とすることができる。このように構成すると、昼間、蓄電池に充電された余剰な電力を予備蓄電池に充電しておくことができるし、夜間に蓄電池の残量が減少したときは、予備蓄電池を放電することで、蓄電池の充電を行うことができ、余剰な蓄電池残量を効率的に用いることができる。

【0012】

第３に、上記監視制御装置における上記デマンド制御指令部は、上記特定の需要家に対して消費電力を制限する電力制限指令を上記制御指令として送信する電力制限指令部、及び、供給電力不足が解消したときは上記需要家に対して復旧指令を送信する復旧指令部とを具備するものである上記第１又は２記載の再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システムにより構成される。

【0013】

このように構成すると、消費電力が発電電力を上回る場合は、特定の需要家の消費電力を制限することができ、過剰な電力使用を抑制することができる。

【0014】

第４に、上記再生可能エネルギーを利用した発電機器は、太陽光発電機、風力発電機、バイオマス発電機、水力発電機、又はこれらの任意の２つ以上の組み合わせから構成されており、上記電力需給単位システムは、既存の発電所である外部電力系統と接続されておらず、完全なオフグリッドとして構成されたものである上記第１〜３の何れかに記載の再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システムにより構成される。

【0015】

このように構成すると、既存の発電所が存在しない離島等においても、安定して電力を供給し得る電力供給システムを提供することができる。

【0016】

第５に、上記電力需給単位システムを上記所定のエリア内に２以上設け、上記監視制御装置は、上記２以上の電力需給単位システムとの間で無線通信を行うことにより、電力供給のバランス制御を行うものである上記第１〜４の何れかに記載の再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システムにより構成される。

【0018】

第６に、上記監視制御装置における消費電力に関する上記データ、発電電力に関する上記データ及び電池残量に関する上記データを通信網を介して受けて蓄積し得るクラウドサーバ装置が設けられ、上記クラウドサーバ装置と上記監視制御装置は、通信衛星及び／又はインターネット網により相互通信可能に接続されているものである上記第１又は２記載の再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システムにより構成される。

【0019】

また、電力需給単位システムと監視制御装置を海外の例えば離島に設置したとしても、例えば日本国内のクラウドサーバを介して、上記離島の電力需給状況を日本国内にてモニタリングすることができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、例えば十分な発電インフラが存在しない離島等の地域においても、オフグリッドでの、効率的かつ安定的に電力を供給することができるものである。

【0022】

また、太陽光発電或いは風力発電等の再生可能エネルギー利用発電設備であっても、安定した電力を供給することができる。

【0023】

また、電力需給単位システムと監視制御装置を海外の例えば離島に設置したとしても、例えばクラウドサーバを介して、上記離島の電力需給状況を日本国内にてモニタリングすることができる。

【0024】

また、余剰の電力が生じたときに予備負荷を駆動して余剰電力を有効に利用することができるし、消費電力が発電電力を上回る場合は、特定の需要家の消費電力を制限することができ、過剰な電力使用を抑制することで、電力の適切な需給バランスをとることができる。

【0025】

また、昼間、蓄電池に充電された余剰な電力を予備蓄電池に充電しておくことができるし、夜間に蓄電池の残量が減少したときは、予備蓄電池を放電することで、蓄電池の充電を行うことができ、余剰な蓄電池残量を効率的に用いることができる。

【0026】

また、本発明に係る電力供給システムを外国に適用した地域における電力需給情報を、通信衛星等を用いて、日本国内のクラウドサーバにて集中的に蓄積することができ、蓄積した各種情報を、例えば温室効果ガスの排出削減に関する二国間クレジット制度（ＪＣＭ）、温室効果ガスの削減の実施状況の測定・報告・検証（ＭＲＶ）に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明に係る再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システムの全体構成図である。

【図2】同上システムの発電設備と需要家との関係を示すブロック図である。

【図3】同上システムの発電設備の構成を示すブロック図である。

【図4】同上システムの発電機と連携インバータとの接続構成を示すブロック図である。

【図5】同上システムの無線通信構成を示す説明図である。

【図6】同上システムの監視制御装置における制御手順を示すフローチャートである。

【図7】（ａ）は同上ステムの監視制御装置における予備負荷制御の予測を説明するための電池残量の時間経過を示す特性図、（ｂ）は同上システムの監視制御装置におけるデマンド制御の予測を説明するためのデマンド電力値の時間経過を示す特性図である。

【図8】監視制御装置の構成を示すブロック図である。

【図9】スマートパワーマネージャーの構成を示すブロック図である。

【図10】電池残量計測システムの構成を示すブロック図である。

【図11】監視制御装置の記憶部に記憶されるデータを示すものであり、需要家に関するデータを示す。

【図12】監視制御装置の記憶部に記憶されるデータを示すものであり、発電設備に関するデータを示す。

【図13】監視制御装置の記憶部に記憶されるデータを示すものであり、（ａ）は蓄電池に関するデータ、（ｂ）は予備蓄電池に関するデータを示すものである。

【図14】同上システムの予備負荷に関する構成を示すブロック図である。

【図15】図６のステップＳ６からステップＳ１２までの詳細な手順を示すフローチャートである。

【図16】スマートパワーマネージャーの動作手順を示すフローチャートである。

【図17】図６のステップＳ１８からステップS１９までの手順の詳細を示すフローチャートである。

【図18】同上システムの発電設備の他の実施形態を示すブロック図である。

【図19】同上システムの他の実施形態における発電機と連携インバータとの接続構成を示すブロック図である。

【図20】同上システムの制御機器の構成を示すブロック図である。

【図21】（ａ）は同上システムの蓄電池の充放電動作を示す電池残量の特性図、（ｂ）は予備蓄電池の充放電動作を示す予備電池残量の特性図である。

【図22】予備蓄電池の充放電に関する監視制御装置の動作手順を示すフローチャートである。

【図23】デマンド制御及び予備負荷制御を行うＣＰＵの機能ブロック図である。

【図24】予備蓄電池の充放電制御を行うＣＰＵの機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明に係る再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システムについて詳細に説明する。

【0029】

図１は、本発明に係る再生可能エネルギー利用発電設備の電力供給システムの全体の構成を示し、図２は各発電設備と需要家との接続関係を示す。

【0030】

本実施形態では、本システムを既存の発電施設が存在しない日本国以外の離島に設置した場合について説明する。

【0031】

本システムは、太陽光発電機（太陽光発電設備）２と風力発電機（風力発電設備）３を具備した複数の再生可能エネルギー利用発電設備１Ａ，１Ｂ，１Ｃ（以下、「発電設備」という）と（本実施形態では当該一離島内の３か所に設置されている）、各発電設備１Ａ，１Ｂ，１Ｃの近隣に位置し、各発電設備１Ａ〜１Ｃの各々の配電網９を介して、対応する上記発電設備１から電力の供給を受ける複数の需要家１０と、上記各発電設備１Ａ〜１Ｃから無線にて常時送られてくる供給電力量情報（発電電力量[ｋｗｈ]又は発電電力［ｋｗ］）、発電電圧[Ｖ]、力率[ｃｏｓφ]、周波数[Ｈｚ]等）と、各蓄電池４の情報（電圧［Ｖ］、電流［Ａ］、残量［％］等）、上記各需要家１０から無線にて常時送られてくる消費電力量情報（消費電力量[ｋｗｈ]又は消費電力［ｋｗ］、電圧[Ｖ]、力率[ｃｏｓφ]、周波数[Ｈｚ]等）を受けて、上記各発電設備１Ａ〜１Ｃに対して指令信号を無線送信し、各発電設備１Ａ〜１Ｃにおける供給電力量の最適制御を行うエネルギーマネージメントシステム（ＥＭＳ）としての監視制御装置１５（当該離島内の１箇所に設置される）と、上記監視制御装置１５と通信衛星３０及び／又はインターネット網３１を介して接続され、例えば日本国内に存在する情報収集装置（クラウドサーバ）１６とから構成されている。

【0032】

尚、上記再生可能エネルギー利用発電設備として太陽光発電機２と風力発電機３を示すが、再生可能エネルギー利用発電設備としてはこれに限らず、バイオマス発電機、水力発電機、その他の再生可能エネルギーを利用した発電設備を使用しても良い。

【0033】

尚、ここで発電設備を個別に特定する場合は符号１Ａ，１Ｂ，１Ｃを用い、特定しない場合は符号１を用いる。また、各需要家１０についても、個別に指定する場合は１０−１，１０−２，１０−３等の符号を用い、特定しない場合は符号１０を用いる。また、上記発電設備（１Ａ乃至１Ｃ）及び該発電設備（１Ａ乃至１Ｃ）から電力供給を受ける複数の需要家（１０）により、「電力需給単位システム」が構成されている。

【0034】

各発電設備１Ａ〜１Ｃの発電電力量（上記供給電力量情報）、及び上記蓄電池の情報は、各発電設備１Ａ〜１Ｃ毎に設けられた後述のスマートパワーマネージャー（ＳＰＭ）２２（図４参照）の制御に基づいて、各発電設備１Ａ〜１Ｃに各々設けられた双方向スマートメータ１１からデータ収集装置としての機能を有するＷｉＦｉ無線送受信装置（データ収集装置）１２、及び無線中継機１３を介して、上記監視制御装置１５に無線送信し得るように構成されている。

【0035】

また、各需要家１０の消費電力量（上記消費電力量情報）は、各需要家１０に設けられた双方向スマートメータ１８（図２参照）からデータ収集装置としての上記ＷｉＦｉ無線送受信装置１２に無線で送られ、当該送受信装置１２から上記無線中継機１３を介して、上記監視制御装置１５に送信し得るように構成されている。

【0036】

また上記監視制御装置１５では、上記発電設備１Ａ〜１Ｃからの供給電力量情報、上記蓄電池に関する情報、上記各需要家１０からの消費電力量情報等に基づいて、上記各発電設備１Ａ〜１Ｃに対して発電量の制御指令情報、上記各需要家１０に対して各機器の制御指令情報、各蓄電池４に対する充放電指令を無線送信する。さらに上記監視制御装置１５は、通信衛星３０、インターネット網３１を介して上記クラウドサーバ１６に対して、上記供給電力量情報、上記蓄電池の情報、上記消費電力量情報を送信する。

【0037】

上記クラウドサーバ１６では、上記監視制御装置１５から通信衛星３０、又はインターネット網３１を介して当該離島での電力需給状態に関するデータ（上記供給電力量情報、上記消費電力量情報、上記蓄電池に関する情報）を取得し逐次蓄積する。蓄積した各種データは、当該電力システムを設置している国との二国間クレジット制度（ＪＣＭ）のための基礎データとして利用し、温室効果ガスの排出削減についての実施状況の測定、報告、検証（ＭＲＶ）のデータとして使用することができる。尚、インターネット網３１が存在しない地域の場合は、通信衛星３０（例えばインマルサット（登録商標））を介して、監視制御装置１５とクラウドサーバ１６との通信を行うことができる。

【0038】

上記発電設備１Ａ〜１Ｃは図２に示すように構成されている。各発電設備１Ａ〜１Ｃは同一構成であるため、ここでは上記発電設備１Ａについて説明する（図３も参照）。

【0039】

上記発電設備１Ａは、各々、複数の太陽光発電パネルから構成される太陽光発電機２と、複数の小型の風力発電機から構成される風力発電機３と、これらの電力を変換するためのコンバータ５（ＰＶコンバータ５ａ、（ＰＶはＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓの略）、風力コンバータ５ｂ）及び系統連携インバータ６、上記発電機２，３の出力変動を保証するための複数の蓄電池（鉛蓄電池からなる電力貯蔵設備）４と、蓄電池４の充放電を制御するための複数のバッテリーコントローラ７を具備している。尚、蓄電池４を個別に表す場合は符号４−１，４−２等を用いる。

【0040】

より具体的には、太陽光発電機２で生じた直流電圧を電圧値の異なる直流電圧（例えばＤＣ３８０Ｖ）に変換して、高電圧直流給電（ＨＶＤＣ：Ｈｉｇｈ−Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）用のＤＣバス２１（図４参照）に送出するＰＶコンバータ５ａ、上記風力発電機３で生じた交流電圧を直流電圧（例えばＤＣ３８０Ｖ）に変換して上記ＤＣバス２１に送出する風力コンバータ５ｂ、上記ＤＣバス２１から送られてくるＤＣ３８０Ｖの直流を交流電圧（例えば単相交流２２０Ｖ）に変換する系統連携インバータ６から構成されている（図３参照）。

【0041】

また、上記蓄電池４は、２０［ｋｗｈ］の容量を有する２ｖ×２４セルからなる１単位の蓄電池４が６個設けられており、各蓄電池４に対応して充放電を制御するバッテリーコントローラ７が１単位の蓄電池４に２個ずつ設けられ（各バッテリーコントローラ７は１０［ｋｗｈ］を担当）、各バッテリーコントローラ７は上記ＤＣ３８０Ｖの上記ＤＣバス２１に接続されている。

【0042】

また、図４に示すように、上記各コンバータ５ａ，５ｂとバッテリーコントローラ７は通信バス２３で接続され、かつ後述のスマートパワーマネージャー（ＳＰＭ）２２、電池残量計測システム（ＢＭＵ：Ｂａｔｔｒｙ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２４にも上記通信バス２３にて接続されている。上記スマートパワーマネージャー２２は上記スマートメータ１１から送られてくる指令信号（監視制御装置１５から発信されている指令信号）に基づいて上記電池残量計測システム２４を介して上記蓄電池４の充放電等を制御すると共に、上記太陽光発電機２、上記風力発電機３の発電量の制御を行う。

【0043】

各発電設備１は、系統連携インバータ６から例えば２２０Ｖの単相交流電力又は３８０Ｖ三相交流電力を交流開閉配電盤８を介して配電網９に送出し、当該配電網９を介して各需要家１０に例えば単相交流２２０Ｖの電力、或いは、３相３８０Ｖの電力を送るように構成されている。

【0044】

各発電設備１の上記交流開閉配電盤８の出力側には各々上記スマートメータ１１が設置されており、当該発電設備１における発電電力量に関する情報（上記供給電力量情報）を当該発電設備１毎に設置されたＷｉＦｉ無線送受信装置１２に無線送信し得るように構成されている。

【0045】

このＷｉＦｉ無線送受信装置１２は、上記スマートメータ１１から無線で送られてきた電力量に関するデータ（上記供給電力量情報、蓄電池に関する情報及び上記消費電力量情報）を２．４ＧＨｚ帯の搬送電波で変調し、ＷｉＦｉ規格の無線信号として中継機１３に向けて無線送信し得るように構成されている。また、当該ＷｉＦｉ無線送受信装置１２は、上記監視制御装置１５から無線で送信されてきた各種指令信号を、上記中継機１３を介して受信し、上記各種指令信号をスマートメータ１１，１８に無線送信する。

【0046】

ここで、上記発電設備１において、図４に示すように、上記太陽光発電機２、上記風力発電機３、上記蓄電池４からの電力は、上記コンバータ５（５ａ，５ｂ）、上記バッテリーコントローラ７を介して、直流としてＤＣバス（３８０Ｖ）２１に供給され、このＤＣバス２１が上記系統連携インバータ６に接続され、当該インバータ６によって交流に変換されて交流開閉配電盤８に接続されている。このように、上記太陽光発電機２と風力発電機３と上記蓄電池４からの電力は、例えば３８０Ｖの高電圧直流給電（ＨＶＤＣ）を行い、全て直流としてＤＣバス２１を介して、連携インバータ６に供給され、当該連携インバータ６にて交流に変換するように構成している。

【0047】

このように構成すると、上記系統連携インバータ６に光ファイバーを介して同様の設備（図４の高電圧直流給電設備Ｓ）を容易に接続して拡張することができ、システムの拡張を容易に行うことができる。

【0048】

また、図４に示すように、コンバータ５（５ａ，５ｂ）、バッテリーコントローラ７とスマートパワーマネージャー２２とを通信バス２３にて接続し、当該スマートパワーマネージャー２２と系統連携インバータ６とを通信バス２３にて接続する。上記監視制御装置１５からの指令は、上記スマートメータ１１を介して上記スマートパワーマネージャー２２にて受信し、当該スマートパワーマネージャー２２が上記各発電機２，３の発電電力の制御を行い、また、上記蓄電池４への充電又は放電の制御を行う。

【0049】

また、上記蓄電池４は鉛蓄電池を用い、上記電池残量計測システム（ＢＭＵ）２４を接続して、当該システム２４により電池残量、電圧、電流等を監視し、当該電池残量等のデータも上記スマートパワーマネージャー２２から監視制御装置１５に送信される。

【0050】

上記各需要家１０において（図２等参照）、当該需要家１０には上記スマートメータ１８、及び、各需要家１０における電力消費を制御するためのコントローラ１９が設けられており、上記スマートメータ１８から各需要家の消費電力量に関する情報が上記ＷｉＦｉ無線送受信装置１２に送信される（図１参照）。この各需要家１０から上記ＷｉＦｉ無線送受信装置１２間の通信は、比較的近距離であることからＷｉＦｉ規格の近距離無線通信（例えば２．４ＭＨｚ帯）により行うことができる。

【0051】

需要家１０におけるスマートメータ１８は、その複数の入出力接点に複数の機器が接続されており、各機器の選択制御は、当該接点の番号により特定することができる。従って、上記監視制御装置１５からの指令信号中に上記接点の番号を含ませることにより、上記監視制御装置１５において需要家１０の特定の機器の制御（例えば特定の機器の電源のオンオフ）を行うことも可能である。

【0052】

上記ＷｉＦｉ無線送受信装置１２からは同様に消費電力量に関するデータ（上記消費電力量情報）を２．４ＧＨｚ帯の搬送電波を使用してＷｉＦｉ規格の無線信号として上記無線中継機１３に向けて送信するように構成されている。

【0053】

上記ＷｉＦｉ無線送受信装置１２は上記無線中継機１３から送信される監視制御装置１５からの各発電設備１又は需要家１０への制御情報（制御指令）を受信し、自己の発電設備に関する情報であれば、上記スマートパワーマネージャー２２を介して、当該制御情報（制御指令）に基づいて発電設備の運転の制御を行う。また、ＷｉＦｉ無線送受信装置１２は、制御情報（制御指令）が特定の需要家のものであれば、その制御情報（制御指令）をＷｉＦｉ方式の信号に変換して、該当する需要家１０に向けて無線送信する。

【0054】

上記無線中継機１３は、当該発電設備１が３台設置された地域内に例えば３台設置し、複数の周波数帯域で同時に通信を行うことが可能な多入力多出力（ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ））の通信方式を使用し、上記各ＷｉＦｉ無線送受信装置１２から送信される２．４ＧＨｚ帯の搬送電波を送受信し得ると共に、各中継機１３間において５ＧＨｚ帯の搬送電波にてＷｉＦｉ規格による無線通信を可能としている（図５参照）。

【0055】

各無線中継機１３は、上記監視制御装置１５のＷｉＦｉ無線送受信装置２０とも上記各搬送電波にてＷｉＦｉ規格にて通信し得るように構成されている。

【0056】

上記監視制御装置１５は上記各無線中継機１３を介して、各発電設備１の発電電力量、各需要家の消費電力量を把握し得ると共に、上記監視制御装置１５から各発電設備１Ａ乃至１Ｃ又は特定の需要家１０に向けての制御指令信号をＷｉＦｉ規格の２．４ＧＨｚ帯の搬送波にて無線送信することができるように構成されている。

【0057】

このように大容量ＷｉＦｉを活用して通信を行うことにより、ブロードバンド網の整備が遅れている海外離島地域においても、データ収集、デマンド制御、予備負荷制御をＷｉＦｉ無線通信により行うことができ、安定した高品質の電力供給を行うことができる。

【0058】

ＷｉＦｉ規格の２．４ＧＨｚ帯の電波の実証試験での到達範囲は無指向性アンテナで約１ｋｍ〜２ｋｍ、ＷｉＦｉ規格の５ＧＨｚ帯の電波の実証試験の到達範囲は半指向性アンテナで約２．５ｋｍ〜３ｋｍなので、図５に示すように、上記中継装置１３を例えば２．５ｋｍ程度離間した３か所に、各々が三角形の頂点を構成するように設置する。そして、各無線中継機１３を中心として直径２ｋｍ以内の円の範囲Ｅ内に各発電設備１のＷｉＦｉ無線送受信装置１２が位置するように当該発電設備１Ａ〜１Ｃを配置する。

【0059】

各需要家１０のスマートメータ１８と上記ＷｉＦｉ無線送信装置１２は２．４ＧＨｚ帯のＷｉＦｉ無線通信方式を用いて接続することで、約２ｋｍの到達範囲を達成することができる。よって、各発電設備１Ａ〜１Ｃの無線送受信機１２と各需要家１０とは直径２ｋｍの円の範囲内であれば通信が可能である。尚、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）規格では２．４ＧＨｚ帯の電波の到達範囲は約３．２ｋｍであるので、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）規格の無線通信方式とすれば、各発電設備１Ａ〜１Ｃの無線送受信機１２と各需要家１０とは直径３．２ｋｍの円の範囲内であれば通信が可能となる。

【0060】

次に、各発電設備１に設けられた予備負荷について説明する。図１４に示すように、発電設備１の配電網９に予備負荷として、ＥＶ充電機（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）３６、揚水ポンプ３７、汚水ポンプ３９が接続されており、上記各予備負荷には各々スマートメータ２９が接続されている。また、上記予備負荷のスマートメータ２９、上記需要家１０のスマートメータ１８、及び上記各発電設備のスマートメータ１１の全体を制御するスマートメータコントロールシステム６０（ＳＭＣ）が各発電設備１毎に設けられている（図２０等参照）。

【0061】

ここで、本発明のシステムの制御の全体構成を図２０に示し、制御系の概略について説明する。監視制御装置（ＥＭＳ）１５（図８参照）は、各発電設備１から送信される供給電力量情報、蓄電池に関する情報、消費電力量情報に基づいて、上記各発電設備１の蓄電池４の充放電、需要家１０の電力消費を制御する。スマートパワーマネージャー２２（図９等参照）は、上記監視制御装置１５からの制御指令、及び、電池残量計測システム（ＢＭＵ）２４からの電池残量等の情報に基づいて、バッテリーコントローラ７を介して、蓄電池４の充放電を制御する。さらに、スマートメータコントロールシステム（ＳＭＣ）６０は、上記監視制御装置１５からの制御指令を一旦受けて、上記発電設備１、上記需要家１０、及び予備負荷の各スマートメータ１１，１８，２９に各制御指令信号を送信する中継機構を有するものである。

【0062】

次に、監視制御装置（ＥＭＳ）１５、スマートパワーマネージャー（ＳＰＭ）２２、電池残量計測システム（ＢＭＵ）２４の具体的構成について説明する。

【0063】

上記監視制御装置（ＥＭＳ）１５は、図８に示す構成を有するものである。この監視制御装置１５は、後述の図６、図１５、図１７及び図２２に示す動作手順の制御プログラムを記憶した主記憶装置としてのプログラム記憶部１５ａ、上記制御プログラムに従って各種制御を行うＣＰＵ１５ｂ、上記制御プログラムの動作過程において各種データを一時的に記憶するデータ記憶部１５ｃ、ハブを介して上記ＷｉＦｉ無線送受信装置２０との通信を行う通信部１５ｄ、キーボード等の入力部１５ｅ、各種情報を表示するモニタ等の表示部１５ｆを具備しており、これらの装置が通信バス２５を介して接続されている。

【0064】

上記スマートパワーマネージャー（ＳＰＭ）２２は、図９に示す構成を有するものである。このスマートパワーマネージャー２２は、後述の図１６に示す動作手順のプログラムを記憶した主記憶装置としてのプログラム記憶部２２ａ、上記プログラムに従って各種制御を行うＣＰＵ２２ｂ、上記プログラムの動作過程において各種データを一時的に記憶するデータ記憶部２２ｃ、上記スマートメータ１１との通信を行う通信部２２ｄを具備しており、これらの装置が上記通信バス２６を介して接続されている。また、上記通信バス２６はＩ／Ｏ２２ｅを介して上記通信バス２３に接続されている（図４参照）。このスマートパワーマネージャー２２は各発電設備１毎に設けられている。尚、２２ｄ’は上記スマートメータ１１との間の送受信を行うための無線送受信機である。

【0065】

上記電池残量計測システム（ＢＭＵ）２４は、図１０に示すように、蓄電池４の残量、電圧、電流等を検出するための状態センサー２４ａ、通信バス２３からの指令を受けて状態センサー２４ａの電池残量等を確認し報告するためのＣＰＵ２４ｂ、電池残量等の各種データを記憶するためのデータ記憶部２４ｄ、上記ＣＰＵ２４ｂから送出される残量のデータを上記通信バス２３に送出し、又は、バッテリーコントローラ７からの残量指示指令をＣＰＵ２４ｂに送出する通信部２４ｃとから構成されている。この電池残量計測システム２４は発電設備毎に設けられている。

【0066】

次に、上記監視制御装置１５で行われるＥＭＳ電力供給バランス制御システムについて説明する。

【0067】

上記監視制御装置１５では、各発電設備１の電力が足りない場合のデマンドレスポンス制御と、各発電設備１の発電量が余る場合の予備負荷制御を行う。

【0068】

監視制御装置１５は、各発電設備１（ＢＭＵ２４）からの送信データ（電池残量データ（百分率データ））に基づいて、各発電設備１の最低蓄電池残量Ａ（図７（ａ）の最下値３０％）、及び現在（一定時間間隔毎）の蓄電池残量ａ１を把握している（図１３，ｍ１＋ｍ２＋ｍ３＋・・・参照）。具体的には、上記最下値（３０％）、最大値（９０％）等はデータ記憶部１５ｃに基準値（図２３、図２４参照）として記憶している。

【0069】

また、上記監視制御装置１５は、各発電設備１に対応する需要家１０の一定時間間隔毎の電力使用量（デマンド値Ｂ、図７（ｂ）のｂ１値）（ｋｗｈ）のデータを受信し把握している（図１１、ｄ１，ｄ２，ｄ３等参照）。

【0070】

一方、監視制御装置１５（図８、データ記憶部１５ｃ）には、予め当該発電設備１の最大電力使用量（太陽光発電の電力と風力発電の電力と蓄電池の電力の合計＝デマンド設定値Ｃ）（ｋｗ）が基準値として設定されており、監視制御装置１５は、上記デマンド値Ｂとデマンド設定値Ｃとを比較して、その差をデマンド偏差Ｄ（ｋｗ）として把握する。例えば、現在のデマンド値（電力使用量）Ｂがデマンド設定値Ｃを上回る場合は、デマンド偏在Ｄとし把握される。

【0071】

その後、監視制御装置１５は、上記デマンド偏差Ｄに、上記最低蓄電池残量Ａに基づく例えば３０分後の蓄電池供給余裕予測Ｅと、負荷制御予測Ｆ（＝Ｄ）を加味して演算処理を行い、負荷制御指令Ｇ、この場合は需要家１０の電力使用を制限する負荷制御指令Ｇを求める。

【0072】

その後、負荷制御指令Ｇは、上記デマンド偏差Ｄを補うことで発電電力を負荷制御予測Ｆに一致させることにより、電力不足を補うものである。負荷制御指令Ｇは、対象となる需要家１０に無線送信される。

【0073】

また、各発電設備１Ａ〜１Ｃにおける発電量が余る場合は、予備負荷制御を行う。予備負荷としては、淡水化装置、製氷機等が設けられており、余剰の電力によりこれらの装置の運転制御指令を各予備負荷装置に無線送信される。

【0074】

かかる監視制御装置１５のより具体的な制御を図６に示すフローチャートと共に説明する。

【0075】

監視制御装置（ＥＭＳ）１５は、各需要家１０（１０−１，１０−２，１０−３・・・：需要家１０は各発電設備の配電網９に共通に設けられている）の各スマートメータ１８からの消費電力に関するデータ（上記消費電力量情報、即ち、消費電力量[ｋｗｈ]又は消費電力［ｋｗ］、電圧[ｖ]、力率[ｃｏｓφ]、周波数[Ｈｚ]）の情報を通信網（ＷｉＦｉ無線送受信装置１２、中継機１３、ＷｉＦｉ無線送受信装置２０）を介して通信部１５ｄにて受けている（図６、ステップＳ１）（図８参照）。そして上記監視制御装置１５はそれらのデータを需要家毎にデータ記憶部１５ｃの記憶エリア２７（図１１参照）に順次記憶していく。尚、上記各需要家の送信データには、需要家を示す需要家毎に異なるＩＤ番号（例えば需要家１０−１であれば、ＩＤ＝１０１、需要家１０−２であれば、ＩＤ＝１０２等）が含まれており、上記監視制御装置１５は上記ＩＤ番号に基づいて需要家毎の各データを需要家毎１０の各記憶エリア１０−１，１０−２，１０−３・・・に順次記憶していく。

【0076】

同時に、上記監視制御装置（ＥＭＳ）１５は、スマートパワーマネージャー２２の制御に基づいて、各発電設備１Ａ，１Ｂ，１Ｃのスマートメータ１１からの発電電力等に関するデータ（上記供給電力量情報、即ち、発電電力量[ｋｗｈ]又は発電電力［ｋｗ］、電圧[ｖ]、電流［Ａ］、力率［ｃｏｓφ］、周波数[Ｈｚ]）の情報を通信網（ＷｉＦｉ無線送受信装置１２、中継機１３、ＷｉＦｉ無線送受信装置２０）を介して通信部１５ｄにて受信している（図６、ステップＳ２）。

【0077】

そして上記監視制御装置１５は、それらのデータをデータ記憶部１５ｃの記憶エリア２８に発電設備毎に順次記憶していく（図１２参照）。そして上記需要家データと同様に、各発電設備１からの送信データには、各発電設備を示す発電設備毎に異なるＩＤ番号（例えば発電設備１ＡはＩＤ＝１Ａ、発電設備１ＢはＩＤ＝１Ｂ、発電設備１ＣはＩＤ＝１Ｃ等）が含まれており、上記監視制御装置１５は上記ＩＤ番号に基づいて各発電設備毎の各データを発電設備１Ａ，１Ｂ，１Ｃ毎のデータ記憶部１５ｃの各記憶エリア１Ａ，１Ｂ，１Ｃに順次記憶していく（図１２参照）。また、発電電力量又は発電電力、電圧、電流は、各発電設備の太陽光発電機２と風力発電機３の各々のデータを別々に記憶していく。

【0078】

上述のように、上記需要家１０又は発電設備１から上記監視制御装置１５に送られるデータには全て上記ＩＤ番号が含まれており、監視制御装置１５はどの需要家１０又は発電設備１からのデータかを判別できるように構成されている。また、上記監視制御装置１５から各需要家１０又は各発電設備１にデータを送信する場合、特定の需要家１０又は特定の発電設備１に対してデータを送信するときは、その特定の需要家１０又は特定の発電設備１のＩＤ番号を同時に送信する。

【0079】

また、上記監視制御装置１５は、発電設備１毎に、上記スマートメータ１１から、各蓄電池４の電力［ｋｗ］、電圧［Ｖ］、電流［Ａ］、電池残量［％］に関する情報を受信し、これらをデータ記憶部１５ｃの記憶エリア３８に記憶していく（図１３（ａ）参照）。上記記憶エリア３８には、発電設備１Ａの６個の蓄電池４の各データを４−１から４−６の記憶エリアに各々記憶している。尚、図１３（ａ）には、発電設備１Ａの記憶エリア３８のみを示すが、他の発電設備１Ｂ，1Ｃの蓄電池のデータについても、上記記憶エリア３８に同様に分けて記憶されていく。

【0080】

また、監視制御装置１５は、各需要家１０の消費電力量を合計して、総消費電力量（Σ消費電力量＝ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋・・・・）を一定時間毎に演算し、上記データ記憶部２７に順次記憶していく（図６、ステップＳ３、図１１参照）。同時に、監視制御装置１５は、各発電設備１Ａ〜１Ｃの発電電力量を合計して、総発電電力量（Σ発電電力量＝ｅ１＋ｅ２＋ｅ３＋ｅ４＋ｅ５＋ｅ６）を一定時間間隔毎に演算し、上記記憶エリア２８に記憶していく（図６、ステップＳ４、図１２参照）。

【0081】

次に、監視制御装置１５では、総発電電力量（Σ発電電力）と総消費電力量（Σ消費電力）を比較し予測動作により（図６、ステップＳ５）、消費電力より発電電力に余裕がある場合における予備負荷予測（図７（ａ）、図６ステップＳ６以降）と、消費電力が発電電力を上回る場合のデマンド予測（図７（ｂ）、図６ステップＳ８以降）を行う。このとき、（Σ発電電力＝Σ消費電力）の場合は現状維持で、発電を継続する（図６、ステップＳ７，Ｓ１５）。

【0082】

上記予測の結果、上記監視制御装置１５は、（Σ発電電力＞Σ消費電力）の場合は、以下の予備負荷制御を行う（図６、ステップＳ６以降）。尚、以下の説明において、監視制御装置１５のＣＰＵ１５ｂの機能ブロック図である図２３を適宜参照する。

【0083】

この場合、発電設備の蓄電池４の現在の電池残量を電池残量計測システム（ＢＭＵ）２４に基づいて確認する（図６、ステップＳ９、図７（ａ）ａ１点参照）。監視制御装置１５（図２３、電池残量要求指令部４１）は、各発電設備１Ａ，１Ｂ，１Ｃの各スマートパワーマネージャー２２に各発電設備１Ａ，１Ｂ，１Ｃの電池残量要求指令を送信する（図１５ステップＳ９−１参照）。この電池残量要求指令は通信部１５ｄよりハブを介してＷｉＦｉ無線送受信装置２０から各発電設備１Ａ，１Ｂ，１Ｃに向けて無線送信される。

【0084】

上記電池残量要求指令は、上記中継機１３を介して各発電設備１Ａ，１Ｂ，１ＣのＷｉＦｉ無線送受信装置１２で受信され、各発電設備１Ａ，１Ｂ，１Ｃの各スマートメータ１１から各スマートパワーマネージャー２２に各々無線送信される。上記各発電設備１Ａ，１Ｂ，１Ｃにおける上記スマートパワーマネージャー２２（図９参照）は、上記通信部２２ｄを介して上記電池残量要求指令を受信すると（図１６、ステップＳ１参照）、通信バス２３を介して電池残量計測システム（ＢＭＵ）２４に対して電池残量を報告するように要求する（図１６、ステップＳ２参照）。

【0085】

例えば、上記発電設備１Ａの上記電池残量計測システム２４（図１０参照）は、通信部２４ｃを介して上記指令を受け、当該システム２４のＣＰＵ２４ｂは、上記指令に基づいて状態センサー２４ａにより蓄電池４−１，４−２，４−３・・・の残量を検出する。そして、蓄電池４−１，４−２，４−３・・・の残量データｍ１，ｍ２，ｍ３［％］・・・を自己のＩＤ番号と共に通信部２４ｃを介して通信バス２３に送出し、当該残量データｍ１，ｍ２，ｍ３・・・[％]は上記通信バス２３を介して上記スマートパワーマネージャー２２にて受信される（図１６、ステップＳ３参照）。上記スマートパワーマネージャー２２は上記残量データｍ１，ｍ２，ｍ３・・・［％］を通信部２２ｄ（無線送受信機２２ｄ’）を介して上記スマートメータ１１に無線送信し（図１６、ステップＳ４参照）、上記スマートメータ１１は上記残量データｍ１，ｍ２，ｍ３・・・［％］をＷｉＦｉ無線送受信装置１２から上記中継機１３に送信し、当該残量データｍ１，ｍ２，ｍ３・・・は上記無線中継機１３、上記無線送受信装置２０を介し上記監視制御装置１５にて受信され、該監視制御装置１５はこれらのデータをデータ記憶部１５ｃの記憶エリア３８に記憶する（図１３（ａ）、図１５、ステップＳ９−２，Ｓ９−３参照）。

【0086】

他の発電設備１Ｂ，１Ｃからの電池残量データｍ１，ｍ２，ｍ３・・・［％］も同様のルートで上記監視制御装置１５にて受信され、記億される（図１５、ステップＳ９−２，Ｓ９−３参照）。 尚、上記監視制御装置１５は、各発電設備１Ａ，１Ｂ，１Ｃの蓄電池４の電池残量データｍ１，ｍ２，ｍ３・・・を常時受信し、所定時間毎に更新しているので、記憶エリア３８の直近の電池残量データを、直近の電池残量データとして取得しても良い。

【0087】

そして、当該監視制御装置１５（図２３、加算部４２）は、取得した各発電設備１Ａの電池残量の合計の総電池残量（Σ電池残量１Ａ＝ｍ１＋ｍ２＋ｍ３・・・）を演算により求め（図１５、ステップＳ９−３参照）、データ記憶部１５ｃの記憶エリア３８に記憶する（図１３（ａ）参照）。

【0088】

同様に、上記監視制御装置１５（図２３、加算部４２）は、取得した各発電設備１Ｂ，１Ｃの電池残量の合計の総電池残量（Σ電池残量１Ｂ＝ｍ１＋ｍ２＋ｍ３・・・、Σ電池残量１Ｃ＝ｍ１＋ｍ２＋ｍ３・・・）を演算により求め、データ記憶部１５ｃの記憶エリア３８に記憶する（図１３（ａ）、図１５、ステップＳ９−３参照）。

【0089】

そして上記監視制御装置１５（図２３、加算部４２）は、各発電設備１Ａ，１Ｂ，１Ｃの合計の総電池残量＝Σ電池残量１Ａ＋Σ電池残量１Ｂ＋Σ電池残量１Ｃ）を求める。この場合、総電池残量Σが図７（ａ）のａ１点（６０％）であったとする（図１５、ステップＳ９−３，Ｓ１０参照）。

【0090】

このとき、監視制御装置１５（図２３、比較部４３）は、データ記憶部１５ｃの基準値（残量の最大値９０％）を参照し、現在の蓄電池残量（ａ１点）は最大値には達していないので、これを認識し、上記監視制御装置１５（図２３、予測部４４）は、充電の特性曲線（図７（ａ）の特性曲線）に基づいて蓄電池の残量の上限値である９０％に至るまでの時間（図７（ａ）のａ２点に至る時間）を予測する（図６、ステップＳ９，Ｓ１０参照）。具体的には、上記予測部４４は、図７（ａ）の特性曲線を延長し（同図破線参照）、９０％に達するまでの時間を演算により求める（図１５、ステップＳ１０−１参照）。この場合、充電の最大値に至る時間が「１０分」であったとすると、その間、蓄電池４に充電を行う（図１５、ステップＳ１０−２、図６、ステップＳ１１参照）。

【0091】

具体的には、上記監視制御装置１５（図２３、充電指令部４５）は、通信部１５ｄを介して上記全部の発電設備１Ａ，１Ｂ，１Ｃのスマートパワーマネージャー２２に対して、蓄電池４の充電指令を制御指令として送信する（図１５、ステップＳ１０−２参照）。この充電指令は上記ＷｉＦｉ無線送受信装置２０から中継機１３を経て各発電設備１Ａ，１Ｂ，１ＣのＷｉＦｉ無線送受信装置１２で受信され、さらに各発電設備のスマートメータ１１を経由して各発電設備のスマートパワーマネージャー２２（図９参照）の通信部２２ｄにて受信され、各スマートパワーマネージャー２２にて充電指令が認識される（図１６、ステップＳ５参照）。

【0092】

すると、上記各発電設備のスマートパワーマネージャー２２は、通信バス２３を介してバッテリーコントローラ７に対して充電指令を送出する（図１６ステップＳ６参照）。上記バッテリーコントローラ７は、上記充電指令に基づいて、太陽光発電機２からコンバータ５を介してＤＣバス２１に送出される電力及び風力発電３からコンバータ５を介してＤＣバス２１に送出される電力を蓄電池４に充電する。

【0093】

その間、上記電池残量計測システム２４（図１０参照）は常時状態センサー２４ａにて上記蓄電池４の残量を検出しており、残量データを通信部２４ｃより通信バス２３を介して上記スマートパワーマネージャー２２に送出している（図１６、ステップＳ１３参照）。よって、上記充電期間中も上記スマートパワーマネージャー２２から電池残量データｍ１，ｍ２，ｍ３・・・は上記スマートメータ１１に送信され、無線中継機１３、ＷｉＦｉ無線送受信装置２０を介して上記監視制御装置１５に送信されている（図１６、ステップＳ１４，Ｓ１５参照）。よって、上記監視制御装置１５（図２３、比較部４３）は上記充電期間中も常時、上記蓄電池４の電池残量を把握することができる。尚、スマートパワーマネージャー２２は、上記電池残量データをデータ記憶部２２ｃに記憶している（図１６、ステップＳ１４参照）。

【0094】

上記監視制御装置１５（図２３、比較部４３）は、蓄電池残量が９０％に達すると判断した場合は、まず、充電停止指令部４６（図２３参照）が充電停止指令を各発電設備のスマートパワーマネージャー２２に送信する（図１５、ステップＳ１１，Ｓ１１−１参照）。上記充電停止指令は、上記と同様のルートを通り、各発電設備１の各スマートパワーマネージャー２２にて受信されると（図１６、ステップＳ７参照）、当該マネージャー２２はバッテリーコントローラ７に対して充電停止指令を送信する（図１６、ステップＳ７，Ｓ８参照）。これにより、各発電設備における充電は停止される。尚、蓄電池残量が９０％に到達した発電設備から順に充電を停止することができ、この場合、上記監視制御装置１５（図２３、充電停止指令部４６）は、充電を停止したい発電設備のＩＤ番号と共に充電停止指令を送信する。

【0095】

そして、上記監視制御装置１５（図２３、比較部４３）は充電が９０％に達すると判断した場合は、上記監視制御装置１５の予備負荷駆動指令部４７（図２３参照）の駆動開始指令部４７ａが予備負荷の駆動指令を送信する（図６、ステップＳ１２参照）。

【0096】

予備負荷としては、上述の淡水化装置、製氷機等があるが、図１４に上記配電網９に接続されたＥＶ充電機３６を示し、本実施形態ではＥＶ充電機３６を駆動する。尚、この予備負荷にもスマートメータ２９が各々接続されており、各予備負荷の駆動は上記各スマートメータ２９を介して行われる。

【0097】

このとき上記監視制御装置１５（図２３、比較部４３）は、発電設備１Ａ，１Ｂ，１Ｃ毎に電池残量を判断し、例えば、最初に電池残量が９０％に達した発電設備から順次上記予備負荷駆動指令を送信するように構成することができる。

【0098】

上記監視制御装置１５（図２３、駆動開始指令部４７ａ）の予備負荷駆動指令は、通信部１５ｄからハブを介してＷｉＦｉ無線送受信装置２０から送信され、当該予備負荷駆動指令は上記無線中継機１３を介して各発電設備１Ａ，１Ｂ，１ＣのＷｉＦｉ無線送受信装置１２で受信され、該無線送受信装置１２を介して各スマートメータ１１にて受信される。

【0099】

上記スマートメータ１１は、上記の予備負荷駆動指令を上記スマートパワーマネージャー２２に送信し、該マネージャー２２は当該予備負荷駆動指令に基づいて（図１６、ステップＳ９参照）、予備負荷を駆動すべく、上記ＥＶ充電機３６に駆動指令を送信すると共に、上記バッテリーコントローラ７を制御して、蓄電池４の電力を上記ＥＶ充電機３６に供給するように制御を行う（図１６、ステップＳ１０参照）。これにより、上記ＥＶ充電機３６にＥＶ用の電力が充電される。尚、特定の発電設備１Ａ又は１Ｂ又は１Ｃの予備負荷のみを駆動する場合は、指令を送信する発電設備のＩＤ番号を予備負荷駆動指令と共に送信すれば良い。この場合、各発電設備のスマートパワーマネージャー２２は、自身に対する指令か否かＩＤ番号により判断し、ＩＤ番号の一致を検出した場合にのみ、上記予備負荷の駆動を行う。ＩＤ番号が一致しない場合は、予備負荷の駆動は行わない。

【0100】

この予備負荷の駆動期間中も、上記充電期間中と同様に、上記電池残量計測システム２４から電池残量データが上記スマートパワーマネージャー２２に送信されるため（図１６、ステップＳ１３〜Ｓ１５参照）、上記監視制御装置１５（図２３、比較部４３）では上記蓄電池４の電池残量を常に把握することができる。上記予備負荷が駆動されると、上記電池残量は図７（ａ）に示すように、ａ２点（９０％）から予備負荷の駆動により徐々に低下していき、上記監視制御装置１５は、上記電池残量の減少を認識する。

【0101】

その後、監視制御装置１５（図２３、比較部４３）は、蓄電池４の残量を監視し、蓄電池４の充電値が電池残量の３０％以下となった場合、上記監視制御装置１５の駆動停止指令部４７ｂ（図２３参照）は、予備負荷駆動停止案内を送信する（図６、ステップＳ１３，Ｓ１４参照）。この予備負荷駆動停止案内も、同様に、通信部１５ｄ、ＷｉＦｉ無線送受信装置２０より送信され、上記無線中継機１３を介して、スマートパワーマネージャー２２にて受信され（図１６、ステップＳ１１参照）、上記マネージャー２２は上記駆動停止指令に基づいて、予備負荷（ＥＶ充電機３６）に対して予備負荷の駆動停止指令を送信する（図１６、ステップＳ１２参照）。これに基づいて、上記ＥＶ充電機３６（又は、揚水ポンプ３７、汚水ポンプ３９）の上記蓄電池４での駆動は停止される。

【0102】

また、スマートパワーマネージャー２２の制御により、週に１回、蓄電池４を最大値である１０４％までフル充電し、蓄電池の性能低下を防止している（図１６、ステップＳ１６参照）。上記バッテリーコントローラ７は上記スマートパワーマネージャー２２からのフル充電指令を受けると、太陽光発電機２、風力発電機３からの電力をコンバータ５を介して蓄電池４にＤＣバス２１を介して送出し、上記蓄電池４を１０４％までフル充電する。

【0103】

このように各蓄電池４において、図７（ａ）に示す最下値（３０％充電）以下となった場合予備負荷の駆動をオフし、最大値（９０％充電）以上となったところで、予備負荷の駆動を開始する充放電サイクルを繰り返し行うことで、鉛蓄電池の寿命を延ばすことができる。

【0104】

上記予測の結果、（Σ発電電力＜Σ消費電力）の場合は、監視制御装置１５は、以下のデマンド制御を行う（図６、ステップＳ８以降、図７（ｂ）参照）。

【0105】

この場合、上記監視制御装置１５（図２３、比較部４３）は、現在の発電電力（図７（ｂ）のｂ１点）を認識し、消費電力の特性曲線に基づいて、上記予測部４４（図２３参照）が例えば１０分後の消費電力（図７（ｂ）のｂ２点）を予測する（図６、ステップＳ１６，Ｓ１７参照）。

【0106】

このとき、ｂ２点の消費電力予測値が、電池残量、太陽光による発電電力量、風力による発電電力量の合計電力量を超える場合は、制御指令として需要家電力制限指令を送出する（図６、ステップＳ１７，Ｓ１８参照）。尚、消費電力予測値が、上記合計電力量の範囲内であれば、電力制限指令は送信されない。

【0107】

上記電力制限指令を出す場合、上記監視制御装置１５（図２３、デマンド制御指令部４９の電力制限指令部４９ｂ）はデータ記憶部１５ｃの記憶エリア２７（図１１参照）の各需要家の消費電力量ｄ１，ｄ２等を調べて、消費電力の大きい需要家に対して電力制限指令を送信する。例えば需要家１０−３に対して電力制限指令を送信する場合は、ＩＤ＝１０３を附加した電力制限指令を、通信部１５ｄから上記ＷｉＦｉ無線送受信装置２０を介して送信する。

【0108】

上記電力制限指令は中継機１３を介して発電設備１のＷｉＦｉ無線送受信装置１２で受信され、さらに当該無線送受信装置１２から各需要家１０のスマートメータ１８にて受信される。ＩＤ番号が一致する上記需要家１０−３においては、上記スマートメータ１８にて受信し、上記コントローラ１９が自身への電力制限指令であることを認識し、当該コントローラ１９が当該需要家１０−３にて使用中の特定の電気機器の電源をオフする等により、消費電力を制限する制御を行う。尚、上記監視制御装置１５において、上記電力制限指令の信号中に、需要家１０−３における電力制限の対象となる特定の電気機器の接点の番号を含ませることができ、この場合上記接点番号にて特定される電気機器の電源をオフすることができる。このように、監視制御装置１５において、電力制限の対象となる需要家における機器を特定することもできる。

【0109】

上記監視制御装置１５（図２３、比較部４３）は、上記電力制限指令中においても、各需要家１０からの消費電力量情報を入手しており、消費電力量が低下して、デマンド電力値が上記合計電力量の範囲内になる、と判断した場合は（図１７、ステップＳ１８−１参照）、上記需要家１０−３に対して、上記監視制御装置１５のデマンド復旧指令部４９ａ（図２３参照）が、デマンド復旧案内を送信する（図６、ステップＳ１９参照）。即ち、デマンド復旧案内は上記通信部１５ｄより上記ＷｉＦｉ無線送受信装置２０を介して、同様に、上記発電設備１に無線送信される。

【0110】

上記デマンド復旧指令は上記無線中継機１３を介して発電設備１のＷｉＦｉ無線送受信装置１２で受信され、当該無線送受信装置１２から各需要家１０のスマートメータ１８にて受信される。ＩＤ番号が一致する上記需要家１０−３においては当該需要家のコントローラ１９が自身への復旧指令であることを認識し、上記コントローラ１９が当該需要家１０−３にてオフしていた上記電気機器の電源をオンする等により、復旧が行われる。尚、ＩＤ番号が一致しない需要家１０においては、上記デマンド復旧指令は無視される。

【0111】

上記需要家電力制限指令を送出した場合においても、常時、一定時間毎にデマンド予測動作を継続し、消費電力予測値が上記合計電力の範囲内となった場合は、デマンド復旧案内を送信する（図６、ステップＳ１９，Ｓ２０、図１７、ステップＳ１９参照）。

【0112】

次に、図６のステップＳ６〜Ｓ１４の予備負荷制御の他の実施形態を以下説明する。この実施形態の構成を図１８、図１９、図２２等にて説明する。尚、図１８、図１９において、各々図３、図４と同一部分、対応部分は同一符号を付して便宜上説明を省略する。尚、監視制御装置１５と各発電設備１とのデータの流れは、特に断らない限り上記実施形態と同様である。また、以下の説明において、監視制御装置１５のＣＰＵ１５ｂの機能ブロック図である図２４を適宜参照する。

【0113】

図１８において、図３との相違点は、ＤＣバス２１に，他の蓄電池と並列に、２単位の予備蓄電池４’及び各々の予備蓄電池４’に対応するバッテリーコントローラ７’（４台）を設けた点である（図１９も同様）。そして、図１３（ｂ）に示すように、予備蓄電池４’の電池残量等の状態は、蓄電池残量計測システム２４にて監視されており（図１９参照）、上記蓄電池４と同様に、監視制御装置１５のデータ記憶部１５ｃの記憶エリア３８’に、各予備蓄電池４’−１、４’−２の電力ｆ１，ｆ２［ｋｗ］、電圧［Ｖ］、電流［Ａ］、電池残量ｇ１，ｇ２［％］が記憶されている。尚、２単位の予備蓄電池４’を区別する際は、符号４’−１，４’−２で示す。

【0114】

監視制御装置１５は、上記予備蓄電池電池４’を使用して、以下の予備負荷制御を行う。尚、この制御は、上記予備蓄電池４’を蓄電池４の蓄電池残量に基づいて充放電制御するものであるので、上記予備蓄電池４’を予備負荷として動作させる制御ともいえる（図１４の予備負荷としての予備蓄電池４’参照）。

【0115】

また、以下の制御では、太陽光発電機２による発電が行われる昼間において、上記蓄電池４に充電が自動的に行われ（図２１（ａ）の昼間のエリアＥ１，Ｅ３参照）、太陽光発電機２による発電が行われない夜間において、上記蓄電池４の放電を自動的に行って蓄電池の電力を消費する（図２１（ａ）の夜間のエリアＥ２，Ｅ４参照）という基本的な制御が行われていることが前提となる。尚、この蓄電池４の充放電制御はスマートパワーマネージャー２２によって行われている。

【0116】

発電電力が消費電力を上回っている状況においては（図６ステップＳ６参照）、各発電設備１の蓄電地４は、昼間は太陽光発電機２による発電が行われるため、スマートパワーマネージャー２２の充電指令により電力が充電されて行き、図２１（ａ）の蓄電池残量のエリアＥ１に示すように、蓄電池残量は増加していく（曲線Ｌ１参照）。

【0117】

ここで、監視制御装置１５（図２４、比較部４３）は、蓄電池４の平均のフル充電（１００％）に対して蓄電池残量（例えば平均値）が８５％になったと判断すると（図２２、ステップＳ２１参照）、監視制御装置１５（図２４、予備負荷駆動指令部５１の予備蓄電池充電指令部５１ａ）は、予備蓄電池４’の充電開始指令を送信する（図２２、ステップＳ２２）。この充電開始指令は、スマートメータコントロールシステム６０から予備蓄電池４’のスマートメータ２９に送信され、該スマートメータ２９からスマートパワーマネージャー２２に送られ、該マネージャー２２から予備蓄電池４’のバッテリーコントローラ７’に指令され、予備蓄電池４’の充電が開始する。これにより、予備蓄電池４’に対して充電が行われる（図１６、ステップＳ５，Ｓ６、図２１（ｂ）、予備蓄電池の曲線Ｌ１’参照）。

【0118】

そして、監視制御装置１５は、日射計５２（図２４参照）に基づいて、日没を検出すると（図２２、ステップＳ２３参照）、上記監視制御装置１５（図２４、予備蓄電池充電指令部５１ａ）は、予備蓄電池４’の充電停止指令を送信する（図２２、ステップＳ２４参照）。この充電停止指令は、上記と同様の無線ルートにより、監視制御装置１５から発電設備１のＷｉＦｉ無線送受信装置１２にて受信され、さらにスマートメータコントロールシステム６０から予備蓄電池４’のスマートメータ２９に送信され、該スマートメータ２９からスマートパワーマネージャー２２に送られ、該マネージャー２２から予備蓄電池４’のバッテリーコントローラ７’に指令され、予備蓄電池４’の充電が停止する（図２１（ｂ）、予備蓄電池の曲線のＰ１点、図１６、ステップＳ７，Ｓ８参照）。

【0119】

日没により、太陽光発電機２による発電電力が低下するので、夜間のエリアＥ２（図２１（ａ））は、需要家１０では、蓄電池４の蓄電池残量を使用すること等により、蓄電池残量は減少していく（図２１（ａ）、曲線Ｌ２参照）。そして、監視制御装置１５（図２４、比較部４３）は、蓄電池残量（例えば蓄電池４の何れか１つ）が３３％になったことを検出すると（図２２、ステップＳ２５参照）、上記監視制御装置１５（図２４、予備蓄電池放電指令部５１ｂ）は、予備蓄電池４’の放電開始指令を送信し（図２２、ステップＳ２６参照）、これに基づいて予備蓄電池４’の放電が開始される（図２１（ｂ）、予備蓄電池の曲線Ｌ２’参照）。尚、上記予備蓄電池放電指令部５１ｂの放電開始指令と共に、上記監視制御装置１５（図２３、充電指令部４５）は蓄電池４の充電指令を送信し、これにより、蓄電池４に充電が開始される。

【0120】

即ち、予備蓄電池４’の放電により、直流電力がＤＣ３８０ＶのＤＣバス２１に供給され、供給された直流電力は蓄電池４に充電され、蓄電池４の電池残量は徐々に上昇していく（図２１（ａ）、曲線Ｌ３参照）。

【0121】

そして、監視制御装置１５（図２４、比較部４３）は、上記蓄電池残量（例えば何れか１つ）が３５％になったとこを検出すると（図２２、ステップＳ２７参照）、上記監視制御装置１５（図２４、予備蓄電池放電指令部５１ｂ）は、予備蓄電池４’の放電停止指令を送信し、予備蓄電池４’の放電を停止する（図２２、ステップＳ２８、図２１（ｂ）、予備蓄電池の曲線の点Ｐ２参照）。

【0122】

その後は、既に昼間となっているので（図２１（ａ）の昼のエリアＥ３参照）、太陽光発電機２の発電により、蓄電池４が充電されて行き、蓄電池残量は上昇していく（図２１（ａ）、曲線Ｌ３参照）。このとき、監視制御装置１５（図２４、第２予備蓄電池充電指令部５３）は、タイマ５４を参照し、毎日１２時から１３時までの間（１時間）は、予備蓄電池４’の充電指令を送信し、これに基づいて、予備蓄電池４’は充電される（図２１（ｂ）、予備蓄電池の曲線Ｌ３’、図２２、ステップＳ２９〜Ｓ３２、図１６、ステップＳ５，Ｓ６参照）。

【0123】

その後、蓄電池４の電池残量が８５％に達した場合の制御は、上記と同様であり、以後、同様の制御が繰り返し行われる。

【0124】

以上のような予備蓄電池４’の充放電を行うことにより、昼間に発電した過剰な電力を、予備蓄電池４’にも充電し、蓄電池４が夜間放電し、残量が低下したとき、予備蓄電池４’を放電して、蓄電池４に充電することで、全体として、効率的な運転を行うことができる。例えば、鉛蓄電池（蓄電池４）の上記３３％〜８５％の１サイクルを１日で行うとすれば、鉛蓄電池のサイクル回数に基づいて、鉛蓄電池の寿命を決定することができる。

【0125】

また、蓄電地４を８５％から３３％の間で運転することができ、蓄電池の寿命を長くすることができる。尚、上記８５％、３３％、３５％はこれに限定されず、他の基準値、例えば８０％、３０％、３３％等、電池残量の上限値と下限値を任意に設定可能である。

【0126】

以上のように、発電電力と消費電力のバランスは、供給量不足予測のデマンドレスポンス制御と、発電量過多予測の予備負荷制御により、バランスをとることができる。

【0127】

監視制御装置１５においては、上記各需要家１０のスマートメータ１８から得られた電力使用量に基づいて、各需要家１０の電力使用量を表示部１５ｆとしてのモニタにて確認することができる。また、デマンド制御の状況も上記モニタにて確認することができる。即ち、上記予備負荷制御の状況、及び、上記デマンド制御の状況は、図７（ａ）(ｂ)、図２１（ａ）（ｂ）のようなグラフ表示を、上記監視制御装置１５の上記表示部１５ｆにて表示することができ、制御の様子及び電力の需給状況を上記監視制御装置１５にて略リアルタイムで見ることができる。同時に、上記監視制御装置１５においては、そのデータ記憶部１５ｃ内の情報、即ち、図１１〜図１３に示す記憶エリア２７，２８，３８，３８’に各需要家の消費電力、蓄電池の情報、及び、発電設備の発電電力を順次記憶しているので、これらの消費電力と発電電力との関係を表示部１５ｆにて略リアルタイムで表示することができる。

【0128】

予備負荷制御の状況、図７（ｂ）に示すデマンド制御の状況については、監視制御装置１５は、ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の技術を使用して、通信衛星３０、及び／又は、インターネット網３１を介して例えば日本国内におけるクラウドサーバ１６と接続されているため、外国に設置された発電設備の上記予備負荷制御の状況及び上記デマンド制御の状況、需要家の消費電力、発電設備の発電電力の状況は、上記クラウドサーバ１６に接続されたパーソナルコンピュータ又はタブレットコンピュータ等により日本国内において、略リアルタイムでいつでも確認することができる。

【0129】

具体的には、監視制御装置１５に設けられたＶＰＮルータ３２から、無線により、通信衛星３０を介して日本国内の通信キャリア局３３に接続され、当該通信キャリア局３３とインターネット網３１とが接続されている。このインターネット網３１には、日本国内におけるクラウドサーバ１６がＶＰＮルータ３４及びファイヤーウォール３５を介して接続されている。

【0130】

従って、上記クラウドサーバ１６において、上記外国における上記監視制御装置１５における各種データを、上記ＶＰＮによって、通信衛星３０、インターネット網３１を介して受信することができる。よって、当該クラウドサーバ１６のモニター、或いは、上記クラウドサーバ１６に接続されたパーソナルコンピュータ又はタブレットコンピュータ等により、上記監視制御装置１５におけるＥＭＳに関する供給電力量の集計を行うことができる。また、同様に、上記クラウドサーバ１６にインターネット網３１を介して接続されたパーソナルコンピュータ等のモニタ上において、日本国内において、いつでも、どこにいても、外国における離島に設置された上記監視制御装置１５の情報、即ち、電力の需給状況、及び、予備負荷制御、デマンド制御の状況を略リアルタイムで確認することができる。

【0131】

上記クラウドサーバ１６において蓄積した各種データは、当該電力システムを設置している国との二国間クレジット制度（ＪＣＭ）のための基礎データとして利用し、温室効果ガスの排出削減についての実施状況の測定、報告、検証（ＭＲＶ）のデータとして使用することができる。

【0132】

上記クラウドサーバ１６内のデータは、上記インターネット３１を介して公開することが可能である。よって、日本と二国間クレジット制度（ＪＭＣ）を利用している国において、当該インターネット３１を介して上記クラウドサーバ１６内のデータを閲覧することにより、上記諸外国においても、二国間クレジット制度（ＪＣＭ）のための基礎データとして利用し、温室効果ガスの排出削減についての実施状況の測定、報告、検証（ＭＲＶ）のデータとして使用することができる。

【0133】

以上のように、本発明に係る再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システムによれば、発電所が存在しない離島等においても、オフグリッドで安定したハイブリッド発電システムを実現することができる。

【0134】

また、内燃機発電を全く使用せず、太陽光発電と風力発電と蓄電池を使用した、全再生可能エネルギー発電システムを実現したものである。

【0135】

また、発電設備は直流連携による自立分散電源（ＨＶＤＣ）にて制御を行うものであるから、交流による給電システムに比較して、発電設備の増設が容易である。

【0136】

また、高電圧直流給電（ＨＶＤＣ）を行い連携インバーターを介して１回路の交流電力出力を行うものであるから、電力出力コントロールを簡単に行うことができる。従って、系統連携ユニット（電力出力）も、冗長、拡張が可能である。

【0137】

また、バランス制御演算のためにセンサーに、双方向スマートメータ（発電部、需要家）と、鉛蓄電池、電池残量計測システム（ＢＭＵ）を活用し、安価でありながら効率的な制御を行うものである。

【0138】

また、制御出力は、スマートメータの入出力接点を活用し、選択負荷の制御を容易に行うことができる。

【0139】

また、発電設備拡張の場合は、発電設備に、光ファイバーを用いて、発電設備同士の同期運転を容易に行うことができる。即ち、発電設備同士の同期は、系統連携インバータ６の出力側（交流側）で、力率、周波数、電圧等を整合させることにより行うことができるため、複数の発電設備の同期運転を容易に行うことができる。

【0140】

本発明によれば、例えば十分な発電インフラが存在しない離島等の地域においても、オフグリッドでの、効率的かつ安定的に電力を供給することができるものである。

【0141】

また、太陽光発電或いは風力発電等の再生可能エネルギー利用発電設備であっても、安定した電力を供給することができる。

【0142】

また、余剰の電力が生じたときに予備負荷を駆動して余剰電力を有効に利用することができるし、消費電力が発電電力を上回る場合は、特定の需要家の消費電力を制限することができ、過剰な電力使用を抑制して、電力の適切な需給バランスをとることができる。

【0143】

また、昼間、蓄電池に充電された余剰な電力を予備蓄電池に充電しておくことができるし、夜間に蓄電池の残量が減少したときは、予備蓄電池を放電することで、蓄電池の充電を行うことができ、余剰な蓄電池残量を効率的に用いることができる。

【0144】

また、本発明に係る電力供給システムを外国に適用した地域における電力需給情報を、通信衛星等を用いて、日本国内のクラウドサーバにて集中的に蓄積することができ、蓄積した各種情報を、例えば温室効果ガスの排出削減に関する二国間クレジット制度（ＪＣＭ）、温室効果ガスの削減の実施状況の測定・報告・検証（ＭＲＶ）に利用することができる。

【0145】

さらに、例えばＷｉＦｉ規格の周波数帯域を使用して、監視制御装置は、供給電力量情報、消費電力量情報を全て無線にて受信し、監視制御装置からの制御指令も全て無線にて行うので、通信インフラの存在しない地域への適用も支障なく行うことができるものである。

【産業上の利用可能性】

【0146】

例えば、外国であって、安定した発電インフラが存在しない離島等において、本発明の再生可能エネルギー利用発電設備を用いた電力供給システムを設置することにより、オフグリッドでの安定した電力供給が可能となると共に、日本国内において当該システムの電力需給データを蓄積することができ、ＪＭＣに活用することができる。

【符号の説明】

【0147】

１ 発電設備
１Ａ〜１Ｃ 発電設備
２ 太陽光発電機
３ 風力発電機
４ 蓄電池
４’ 予備蓄電池
１０ 需要家
１１ スマートメータ
１３ 無線中継機
１５ 監視制御装置
１８ スマートメータ
２４ 電池残量計測システム
３０ 通信衛星
３１ インターネット網
４７ 予備負荷駆動指令部
４７a 駆動開始指令部
４７ｂ 駆動停止指令部
４９ デマンド制御指令部
４９ａ 復旧指令部
４９ｂ 電力制限指令部
５１ 予備負荷駆動指令部
５１ａ 予備蓄電池充電指令部
５１ｂ 予備蓄電池放電指令部
５３ 第２予備蓄電池充電指令部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】