特許 6759623 電力系統接続制御システム、電力系統接続制御方法および電力系統接続制御プログラム

(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】6759623

(24)【登録日】2020年9月7日

(45)【発行日】2020年9月23日

(54)【発明の名称】電力系統接続制御システム、電力系統接続制御方法および電力系統接続制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/46 20060101AFI20200910BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20200910BHJP

   H02J 3/00 20060101ALI20200910BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20200910BHJP

   H02J 3/32 20060101ALI20200910BHJP

【ＦＩ】

   H02J3/46

   H02J13/00 311R

   H02J3/00 130

   H02J3/38 130

   H02J3/38 160

   H02J3/32

【請求項の数】8

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-33946(P2016-33946)

(22)【出願日】2016年2月25日

(65)【公開番号】特開2017-153266(P2017-153266A)

(43)【公開日】2017年8月31日

【審査請求日】2019年1月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129012

【弁理士】

【氏名又は名称】元山 雅史

(74)【代理人】

【識別番号】100121382

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 託嗣

(72)【発明者】

【氏名】江田 恭之

(72)【発明者】

【氏名】笠井 一希

(72)【発明者】

【氏名】今井 紘

(72)【発明者】

【氏名】高塚 皓正

(72)【発明者】

【氏名】相田 冨実二

【審査官】 宮本 秀一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１８６５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０１５８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２２０４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１５５０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ３／００−７／１２

Ｈ０２Ｊ７／３４−７／３６

Ｈ０２Ｊ１３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の需要家が所有する電力供給装置と、電力会社から電力が供給される系統と、前記系統から前記第１の需要家との間に設けられ前記系統から前記第１の需要家へ電力を供給する配電網と、の接続切替を制御する電力系統接続制御システムであって、
前記電力供給装置における電力供給量に関する情報を取得する電力量情報取得部と、
前記電力量情報取得部において取得された情報と、前記第１の需要家における消費電力量とに基づいて、所定時間帯における電力の需給状況を予測する電力需給予測部と、
前記電力需給予測部における予測結果に基づいて、前記系統と前記第１の需要家を含む需要家群との接続および切断を切り替える第２スイッチング部、前記第２スイッチング部よりも前記第１の需要家側に配置されており前記第１の需要家と前記配電網および他の前記第１の需要家との接続および切断を切り替える第１スイッチング部の少なくとも一方を制御する制御部と、
を備えている電力系統接続制御システム。

【請求項2】

前記電力需給予測部は、天気予報の情報を用いて、前記電力供給装置に含まれる発電装置による所定時間帯における発電量を予測する、
請求項１に記載の電力系統接続制御システム。

【請求項3】

前記電力需給予測部は、前記電力供給装置に含まれる蓄電装置の現在の蓄電量を用いて、所定時間帯における前記蓄電装置の蓄電量を予測する、
請求項１または２に記載の電力系統接続制御システム。

【請求項4】

前記電力需給予測部は、前記第１の需要家の過去の生活パターンに応じた消費電力量を記録したデータに基づいて、前記第１の需要家における消費電力量を推定する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の電力系統接続制御システム。

【請求項5】

前記電力量情報取得部において取得された前記電力供給装置における電力供給量に関する情報、および前記電力需給予測部における予測結果を保存する記憶部を、さらに備えている、
請求項１から４のいずれか１項に記載の電力系統接続制御システム。

【請求項6】

前記電力供給装置に関する情報は、前記第１の需要家によって入力される、
請求項１から５のいずれか１項に記載の電力系統接続制御システム。

【請求項7】

第１の需要家が所有する電力供給装置と、電力会社から電力が供給される系統と、前記系統から前記第１の需要家との間に設けられ前記系統から前記第１の需要家へ電力を供給する配電網と、の接続切替を制御する電力系統接続制御方法であって、
前記電力供給装置における電力供給量に関する情報を取得する電力量情報取得ステップと、
前記電力量情報取得ステップにおいて取得された情報と、前記第１の需要家における消費電力量とに基づいて、所定時間帯における電力の需給状況を予測する電力需給予測ステップと、
前記電力需給予測ステップにおける予測結果に基づいて、前記系統と前記第１の需要家を含む需要家群との接続および切断を切り替える第２スイッチング部、前記第２スイッチング部よりも前記第１の需要家側に配置されており前記第１の需要家と前記配電網および他の前記第１の需要家との接続および切断を切り替える第１スイッチング部の少なくとも一方を制御する制御ステップと、
を備えている電力系統接続制御方法。

【請求項8】

第１の需要家が所有する電力供給装置と、電力会社から電力が供給される系統と、前記系統から前記第１の需要家との間に設けられ前記系統から前記第１の需要家へ電力を供給する配電網と、の接続切替を制御する電力系統接続制御プログラムであって、
前記電力供給装置における電力供給量に関する情報を取得する電力量情報取得ステップと、
前記電力量情報取得ステップにおいて取得された情報と、前記第１の需要家における消費電力量とに基づいて、所定時間帯における電力の需給状況を予測する電力需給予測ステップと、
前記電力需給予測ステップにおける予測結果に基づいて、前記系統と前記第１の需要家を含む需要家群との接続および切断を切り替える第２スイッチング部、前記第２スイッチング部よりも前記第１の需要家側に配置されており前記第１の需要家と前記配電網および他の前記第１の需要家との接続および切断を切り替える第１スイッチング部の少なくとも一方を制御する制御ステップと、
を備えている電力系統接続制御方法をコンピュータに実行させる電力系統接続制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、発電装置を所有する需要家と電力系統との接続切替を実施する電力系統接続制御システム、電力系統接続制御方法および電力系統接続制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、再生可能エネルギーを利用して発電する発電電力装置（例えば、太陽光発電装置）が活用されている。わが国においては、余剰電力買い取り制度が制定されているため、太陽光発電装置や風力発電電装置等で発電された電力を電力会社に売ることができる。
一方、発電した電力を電力会社に売ることができない場合がある。例えば、電力会社が買い取り可能な所定の電力量を超えた場合（以下：出力抑制と示す。）等である。このため、需要家は、売却できなかった電力を一時貯めることが可能な蓄電池を用いることがある。

【0003】

しかしながら、蓄電池の残電池容量に対して、発電装置で発電される電力量が多い場合には、発電装置において発電された電力を捨てなければならない場合がある。
例えば、特許文献１には、系列連系可能な分散電源が商用電力系統から解列された後、再接続可能であることを簡易かつ低コストで通知することが可能な電力管理システムについて開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−１７１１９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記従来の電力管理システムでは、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示された電力管理システムでは、１つの需要家における電力の需給状況に関して考慮されておらず、単に、商用電力系統から解列された後の再接続の通知を行うことについて言及しているだけである。このため、１つの需要家内において、発電量が消費量を上回っている場合でも、電力系統との接続を解除して、電力系統の送電網使用コストを削減することはできない。

【0006】

本発明の課題は、１つの需要家内における電力の需給状況に応じて、電力系統との接続を解除して送電網の使用コストを低減することが可能な電力系統接続制御システム、電力系統接続制御方法および電力系統接続制御プログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１の発明に係る電力系統接続制御システムは、第１の需要家が所有する電力供給装置と電力会社から電力が供給される配電網との接続切替を制御する電力系統接続制御システムであって、電力量情報取得部と、電力需給予測部と、制御部と、を備えている。電力量情報取得部は、電力供給装置における電力供給量に関する情報を取得する。電力需給予測部は、電力量情報取得部において取得された情報と、第１の需要家における消費電力量とに基づいて、所定時間帯における電力の需給状況を予測する。制御部は、電力需給予測部における予測結果に基づいて、配電網と電力供給装置との接続を切り替える第１スイッチング部を制御する。

【0008】

ここでは、第１の需要家における電力の需給状況に応じて、電力会社から電力が供給される配電網と第１の需要家が所有する電力供給装置とをつなぐ第１スイッチング部を切り替えるように制御することで、第１の需要家が所有する電力供給装置と配電網との接続／切断を切り替える。
ここで、第１の需要家は、単数の需要家を意味しており、電力を供給する電力供給装置、電力を消費する負荷を所有している。

【0009】

なお、需要家が所有する電力供給装置としては、例えば、太陽光発電装置、風力発電装置、地熱発電装置等の再生可能エネルギーを活用した発電装置、発電機、ヒートポンプ、電気自動車、蓄電装置等が含まれる。
また、電力量情報取得部において取得される電力供給装置における電力供給量に関する情報には、例えば、電力供給装置が発電装置である場合には、所定時間帯における発電量の推定値、電力供給装置が蓄電池である場合には現在の蓄電量等が含まれる。

【0010】

電力需給予測部は、電力供給装置による供給電力量と負荷による消費電力量とを比較して、第１の需要家における電力の需要と供給のバランスを予測する。
制御部は、電力需給予測部における予測結果に基づいて、電力会社から電力が供給される配電網と電力供給装置との接続を切断するか否かを、第１スイッチング部を用いて制御する。

【0011】

第１スイッチング部は、第１の需要家が所有する電力供給装置と配電網との間に配置された接続切替手段であって、本システムに含まれる制御部によって制御される。
これにより、電力需給予測部において供給過剰との予測結果であった場合には、第１の需要家内において負荷による消費電力量に対して十分な電力が供給されていることを意味するため、配電網と電力供給装置との接続を切断することができる。この結果、配電網から供給される電力を遮断して電気料金を削減するとともに、配電網の使用コストを削減することができる。

【0012】

第２の発明に係る電力系統接続制御システムは、第１の発明に係る電力系統接続制御システムであって、電力需給予測部は、天気予報の情報を用いて、電力供給装置に含まれる発電装置による所定時間帯における発電量を予測する。
ここでは、電力需給予測部において、天気予報に関する情報を用いて電力供給装置（発電装置）における発電量を予測する。

【0013】

これにより、例えば、電力供給装置が太陽光発電装置の場合には、天気予報の日照時間の情報を用いて、太陽光発電装置による発電量を予測することができる。また、例えば、電力供給装置が風力発電装置の場合には、天気予報の風速の情報を用いて、風力発電装置による発電量を予測することができる。
第３の発明に係る電力系統接続制御システムは、第１または第２の発明に係る電力系統接続制御システムであって、電力需給予測部は、電力供給装置に含まれる蓄電装置の現在の蓄電量を用いて、所定時間帯における蓄電装置の蓄電量を予測する。

【0014】

ここでは、電力需給予測部における需給予測に、現在の蓄電装置の蓄電量を用いる。
これにより、例えば、所定時間帯における需要家ごとの電力供給装置の発電量、消費電力量の推定値とともに、現在の蓄電池の蓄電量を用いて、所定時間帯における需要家群内の電力需給を予測することができる。
第４の発明に係る電力系統接続制御システムは、第１から第３の発明のいずれか１つに係る電力系統接続制御システムであって、電力需給予測部は、第１の需要家の過去の生活パターンに応じた消費電力量を記録したデータに基づいて、第１の需要家における消費電力量を推定する。

【0015】

ここでは、電力需給予測部における消費電力量の推定に、第１の需要家の生活パターンに応じた消費電力量を記録したデータを用いる。
これにより、例えば、第１の需要家が日中よりも夜間の消費電力量が多い生活パターンの場合には、太陽光発電装置による発電量が多く、消費電力量が少ない日中の時間帯に余剰電力が生じる可能性が高いことが分かる。よって、需要家ごとに余剰電力が生じやすい時間帯を検出して、消費電力量の推定精度を向上させることができる。

【0016】

第５の発明に係る電力系統接続制御システムは、第１から第４の発明のいずれか１つに係る電力系統接続制御システムであって、電力量情報取得部において取得された電力供給装置における電力供給量に関する情報、および電力需給予測部における予測結果を保存する記憶部を、さらに備えている。
ここでは、第１の需要家が所有する電力供給装置における電力供給量に関する情報、第１の需要家における電力需給予測部の予測結果を、システム内に設けられた記憶部に保存する。

【0017】

これにより、例えば、所定時間経過ごとに、記憶部に保存された各種情報を用いて、第１の需要家における電力の需給状況を予測して、第１スイッチング部を制御して配電網と電力供給装置との間の接続切替を実施することができる。
第６の発明に係る電力系統接続制御システムは、第１から第５の発明のいずれか１つに係る電力系統接続制御システムであって、電力供給装置に関する情報は、第１の需要家によって入力される。

【0018】

ここでは、第１の需要家によって入力された電力供給装置に関する情報を用いて、電力需給予測部が第１の需要家における電力需給を予測する。
なお、入力される電力供給装置に関する情報としては、電力供給装置の種類、発電能力、天気予報に基づく推定発電量、蓄電装置の蓄電量、蓄電池の満充電容量等の情報が含まれる。

【0019】

これにより、例えば、ＰＣ（Personal Computer）やスマートフォン等の電子端末を用いて第１の需要家から直接入力された情報をそのまま取得して、第１の需要家における電力需給を予測することができる。
第７の発明に係る電力系統接続制御方法は、第１の需要家が所有する電力供給装置と電力会社から電力が供給される配電網との接続切替を制御する電力系統接続制御方法であって、電力量情報取得ステップと、電力需給予測ステップと、制御ステップと、を備えている。電力量情報取得ステップは、電力供給装置における電力供給量に関する情報を取得する。電力需給予測ステップは、電力量情報取得ステップにおいて取得された情報と、第１の需要家における消費電力量とに基づいて、所定時間帯における電力の需給状況を予測する。制御ステップは、電力需給予測ステップにおける予測結果に基づいて、配電網と電力供給装置との接続を切り替える第１スイッチング部を制御する。

【0020】

ここでは、第１の需要家における電力の需給状況に応じて、電力会社から電力が供給される配電網と第１の需要家が所有する電力供給装置とをつなぐ第１スイッチング部を切り替えるように制御することで、第１の需要家が所有する電力供給装置と配電網との接続／切断を切り替える。
ここで、第１の需要家は、単数の需要家を意味しており、電力を供給する電力供給装置、電力を消費する負荷を所有している。

【0021】

なお、需要家が所有する電力供給装置としては、例えば、太陽光発電装置、風力発電装置、地熱発電装置等の再生可能エネルギーを活用した発電装置、発電機、ヒートポンプ、電気自動車、蓄電装置等が含まれる。
また、電力量情報取得ステップにおいて取得される電力供給装置における電力供給量に関する情報には、例えば、電力供給装置が発電装置である場合には、所定時間帯における発電量の推定値、電力供給装置が蓄電池である場合には現在の蓄電量等が含まれる。

【0022】

電力需給予測ステップは、電力供給装置による供給電力量と負荷による消費電力量とを比較して、第１の需要家における電力の需要と供給のバランスを予測する。
制御ステップは、電力需給予測ステップにおける予測結果に基づいて、電力会社から電力が供給される配電網と電力供給装置との接続を切断するか否かを、第１スイッチング部を用いて制御する。

【0023】

第１スイッチング部は、第１の需要家が所有する電力供給装置と配電網との間に配置された接続切替手段であって、本システムに含まれる制御部によって制御される。
これにより、電力需給予測ステップにおいて供給過剰との予測結果であった場合には、第１の需要家内において負荷による消費電力量に対して十分な電力が供給されていることを意味するため、配電網と電力供給装置との接続を切断することができる。この結果、配電網から供給される電力を遮断して電気料金を削減するとともに、配電網の使用コストを削減することができる。

【0024】

第８の発明に係る電力系統接続制御プログラムは、第１の需要家が所有する電力供給装置と電力会社から電力が供給される配電網との接続切替を制御する電力系統接続制御プログラムであって、電力量情報取得ステップと、電力需給予測ステップと、制御ステップと、を備えている電力系統接続制御方法をコンピュータに実行させる。電力量情報取得ステップは、電力供給装置における電力供給量に関する情報を取得する。電力需給予測ステップは、電力量情報取得ステップにおいて取得された情報と、第１の需要家における消費電力量とに基づいて、所定時間帯における電力の需給状況を予測する。制御ステップは、電力需給予測ステップにおける予測結果に基づいて、配電網と電力供給装置との接続を切り替える第１スイッチング部を制御する。

【0025】

ここでは、第１の需要家における電力の需給状況に応じて、電力会社から電力が供給される配電網と第１の需要家が所有する電力供給装置とをつなぐ第１スイッチング部を切り替えるように制御することで、第１の需要家が所有する電力供給装置と配電網との接続／切断を切り替える。
ここで、第１の需要家は、単数の需要家を意味しており、電力を供給する電力供給装置、電力を消費する負荷を所有している。

【0026】

なお、需要家が所有する電力供給装置としては、例えば、太陽光発電装置、風力発電装置、地熱発電装置等の再生可能エネルギーを活用した発電装置、発電機、ヒートポンプ、電気自動車、蓄電装置等が含まれる。
また、電力量情報取得ステップにおいて取得される電力供給装置における電力供給量に関する情報には、例えば、電力供給装置が発電装置である場合には、所定時間帯における発電量の推定値、電力供給装置が蓄電池である場合には現在の蓄電量等が含まれる。

【0027】

電力需給予測ステップは、電力供給装置による供給電力量と負荷による消費電力量とを比較して、第１の需要家における電力の需要と供給のバランスを予測する。
制御ステップは、電力需給予測ステップにおける予測結果に基づいて、電力会社から電力が供給される配電網と電力供給装置との接続を切断するか否かを、第１スイッチング部を用いて制御する。

【0028】

第１スイッチング部は、第１の需要家が所有する電力供給装置と配電網との間に配置された接続切替手段であって、本システムに含まれる制御部によって制御される。
これにより、電力需給予測ステップにおいて供給過剰との予測結果であった場合には、第１の需要家内において負荷による消費電力量に対して十分な電力が供給されていることを意味するため、配電網と電力供給装置との接続を切断することができる。この結果、配電網から供給される電力を遮断して電気料金を削減するとともに、配電網の使用コストを削減することができる。

【発明の効果】

【0029】

本発明に係る電力系統接続制御システムによれば、１つの需要家内における電力の需給状況に応じて、電力系統との接続を解除して送電網の使用コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の一実施形態に係る電力系統接続制御システムと需要家が所有する電力供給装置と配電網との接続関係を示すブロック図。

【図2】図１の電力系統接続制御システムによって実行される電力系統接続制御方法の流れを示すフローチャート。

【図3】図１に含まれる各需要家における電力の需給状況の予測を示すグラフ。

【図4】図１に含まれる各需要家におけるｎ時間後の電力供給量の予測値を示す図。

【図5】図１に含まれる各需要家におけるｎ時間後の電力需要（消費電力量）の予測値を示す図。

【図6】本発明の他の実施形態に係る電力系統接続制御システムと需要家が所有する電力供給装置と配電網との接続関係を示すブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0031】

本発明の一実施形態に係る電力系統接続制御システムについて、図１〜図５を用いて説明すれば以下の通りである。
ここで、以下の説明において登場する需要家（第１の需要家）２０は、電力供給装置として、発電装置（ソーラーパネル２１、蓄電装置２３および風力発電装置２７）を所有している。

【0032】

また、需要家とは、例えば、電力会社と契約を結んでおり、電力会社から系統４０（図１参照）を介して供給される電力を使用する個人、法人、団体等であって、例えば、一般家庭（戸建て、マンション）、企業（事業所、工場、設備等）、地方自治体、国の機関等が含まれる。なお、需要家には、自家発電によって電力をまかなう需要家、ＺＥＢ（Zero Energy Building）を実現した需要家も含まれる。

【0033】

また、以下の実施形態では、説明の便宜上、需要家２０と同じ需要家群のグループに含まれる需要家を複数挙げて説明している。しかし、本発明では、需要家２０と同じグループに属する需要家は、１つであってもよい。
また、以下の実施形態において、系統４０（図１参照）とは、電力会社から供給される電力を各需要家に対して供給する配電網の一部を意味している。

【0034】

さらに、以下の実施形態において、負荷２４（図１参照）とは、例えば、需要家が一般家庭の場合には、エアコン、冷蔵庫、電力レンジ、ＩＨクッキングヒータ、テレビ等の電力消費体を意味している。また、例えば、需要家が企業（工場等）の場合には、工場内に設置された各種設備、空調設備等の電力消費体を意味している。
さらに、以下の実施形態において、ＥＭＳ（Energy Management System）２６（図１参照）とは、各需要家にそれぞれ設置されており、各需要家における消費電力量を削減するために設けられたシステムを意味している。そして、ＥＭＳ２６は、ネットワークを介して電力系統接続制御システム１０と接続されている。

【0035】

そして、以下の実施形態において、スマートメータ２８（図１参照）とは、各需要家にそれぞれ設置され、消費電力量を計測し、通信機能を用いて、計測結果を電力会社等へ送信する計測機器を意味している。スマートメータ２８を設置したことにより、電力会社は、各需要家におけるリアルタイムの電力状況を正確に把握できるとともに、所定期間ごとに実施される検針業務を自動化することができる。

【0036】

（実施形態１）
本実施形態に係る電力系統接続制御システム１０は、電力供給装置（発電装置、蓄電装置等）を所有する需要家において電力需給状況を予測して、図１に示す複数のスイッチング部４１，４２ａ〜４２ｄ，４３ａ〜４３ｄを切り替えながら、需要家（第１の需要家）２０と系統４０との接続を切断する。

【0037】

具体的には、電力系統接続制御システム１０は、所定の時間帯ごとに、需要家２０内において電力の需給状況を検出し、需給状況に基づいて、スイッチング部４１，４２ａ〜４２ｄ，４３ａ〜４３ｄを切り替える制御を行う。
すなわち、本実施形態の電力系統接続制御システム１０では、需要家２０内において、電力需給状況が供給過剰な状況である場合には、需要家２０に対して電力会社から商用電力を供給するための系統４０との接続を切断（解列）する。

【0038】

具体的には、電力系統接続制御システム１０では、スイッチング部４１，４２ａ，４３ｂの少なくとも１つがＯＦＦになるように制御することで、需要家２０が所有する電力供給装置（ソーラーパネル２１、蓄電装置２３、風力発電装置２７）と配電網（系統４０）との接続を切断（解列）する。
ここで、図１に示す第２スイッチング部４１は、系統４０と複数の需要家を含む複数の需要家群との接続を切り替える接続切替手段である。そして、図１に示す第２スイッチング部４２ａ〜４２ｄは、複数の需要家を含む需要家群ごとに、系統４０との接続切替を実施するための接続切替手段である。さらに、図１に示す第１スイッチング部４３ａ〜４３ｄは、複数の需要家ごとに、系統４０との接続切替を実施するための接続切替手段である。

【0039】

なお、図１に示す各構成をつなぐ実線は、データ等の情報の流れを示しており、一点鎖線は電気の流れを示している。
また、本実施形態の電力系統接続制御システム１０の構成については、後段において詳述する。
（需要家２０）
需要家２０は、図１に示すように、ＥＭＳ（Energy Management System）２６を介して、電力系統接続制御システム１０に対して、所定時間帯ごとの需要家２０における電力の需給状況に関する情報を送信する。そして、需要家２０は、図１に示すように、ソーラーパネル（電力供給装置）２１、太陽光発電用電力変換装置（ＰＣＳ）２２、発電電力用電力センサ２２ａ、蓄電装置２３、蓄電電力用電力センサ２３ａ、負荷２４、負荷用電力センサ２４ａ、分電盤２５、ＥＭＳ２６、風力発電装置（電力供給装置）２７、風力発電用電力センサ２７ａ、スマートメータ２８を備えている。

【0040】

ソーラーパネル（電力供給装置）２１は、太陽光の光エネルギーを用いた光起電力効果を利用して電気を発生させる発電装置であって、需要家２０の屋根等に設置されている。そして、ソーラーパネル２１における発電量は、天気予報の日照時間に関する情報に基づいて予測することができる。
太陽光発電用電力変換装置（ＰＣＳ（Power Conditioning System））２２は、図１に示すように、ソーラーパネル２１と接続されており、ソーラーパネル２１において発生した直流電流を交流電流に変換する。

【0041】

発電電力用電力センサ２２ａは、図１に示すように、太陽光発電用電力変換装置２２に接続されており、ソーラーパネル２１において発電した電力量を測定する。そして、発電電力用電力センサ２２ａは、ＥＭＳ２６に対して測定結果（発電量）を送信する。
蓄電装置（電力供給装置）２３は、ソーラーパネル２１、風力発電装置２７において発電した電力のうち、負荷２４によって消費しきれなかった余剰電力を一時的に蓄えるために設けられている。これにより、例えば、ソーラーパネル２１、風力発電装置２７によって発電する日中の時間帯において、負荷２４による消費電力量が少ない場合でも、余った電力を蓄電装置２３へ蓄えておくことで、発電した電力を捨ててしまう無駄を排除できる。

【0042】

蓄電電力用電力センサ２３ａは、図１に示すように、蓄電装置２３に接続されており、蓄電装置２３において蓄えられている電力量を測定する。そして、蓄電電力用電力センサ２３ａは、ＥＭＳ２６に対して測定結果（蓄電量）を送信する。
負荷２４は、上述したように、一般家庭におけるエアコンや冷蔵庫等の家電製品、工場等における設備、空調装置等の電力消費体を意味している。そして、負荷２４は、系統４０から供給される電力、ソーラーパネル２１、風力発電装置２７によって発生した電力、蓄電装置２３に蓄えられた電力のいずれかを消費する。

【0043】

負荷用電力センサ２４ａは、図１に示すように、負荷２４に接続されており、負荷２４によって消費される電力量を測定する。そして、負荷用電力センサ２４ａは、ＥＭＳ２６に対して測定結果（消費電力量）を送信する。
分電盤２５は、図１に示すように、発電電力用電力センサ２２ａ、蓄電電力用電力センサ２３ａ、負荷用電力センサ２４ａ、風力発電用電力センサ２７ａと接続されている。そして、分電盤２５は、ソーラーパネル２１および風力発電装置２７において発電した電力、蓄電装置２３に蓄えられた電力を、負荷２４に対して供給する。

【0044】

ＥＭＳ（Energy Management System）２６は、上述したように、需要家２０における消費電力量を削減するために設けられたエネルギー管理システムであって、図１に示すように、各センサ２２ａ，２３ａ，２４ａ，２７ａと接続されている。また、ＥＭＳ２６は、各センサ２２ａ，２３ａ，２４ａ，２７ａから受信した検出結果を用いて、ソーラーパネル２１および風力発電装置２７における発電電力、蓄電装置２３の蓄電電力を効率よく負荷２４に対して供給する。

【0045】

これにより、系統４０から供給される電力の消費量を抑制して、需要家２０における電力コストを効果的に削減することができる。さらに、ＥＭＳ２６は、電力系統接続制御システム１０の電力量情報取得部１１に対して、需要家２０における所定時間帯ごとの電力の需給状況に関する情報（需要条件、供給条件）を送信する。
具体的には、ＥＭＳ２６は、所定時間帯ごとの各センサ２２ａ，２３ａ，２４ａ，２７ａからの検出結果を受信するとともに、天気予報に関する情報および需要家２０の生活パターンに応じた過去の消費電力量に関するデータ等を送信する。

【0046】

風力発電装置（電力供給装置）２７は、自然の風の力を利用して風車を回転させることで電気を発生させる発電装置であって、需要家２０の敷地内等に設置されている。そして、風力発電装置２７における発電量は、天気予報の風速に関する情報に基づいて予測することができる。
風力発電用電力センサ２７ａは、図１に示すように、風力発電装置２７に接続されており、風力発電装置２７によって発生した発電量を測定する。そして、風力発電用電力センサ２７ａは、ＥＭＳ２６に対して測定結果（発電量）を送信する。

【0047】

スマートメータ２８は、上述したように、需要家２０が所有するソーラーパネル２１、風力発電装置２７の発電量、蓄電装置２３の蓄電量、および負荷２４の消費電力量を計測する。そして、スマートメータ２８は、図１に示すように、分電盤２５を介して各センサ２２ａ，２３ａ，２４ａ，２７ａと接続されている。さらに、スマートメータ２８は、通信機能を有しており、電力会社に対して、需要家２０における発電量、蓄電量、消費電力量に関する情報を送信する。

【0048】

（電力系統接続制御システム１０の構成）
本実施形態の電力系統接続制御システム１０は、需要家２０内において電力需給状況が供給過剰な時間帯には、第２スイッチング部４１等を制御して、需要家２０が所有する電力供給装置と配電網（系統４０）との接続を切断（解列）する。さらに、電力系統接続制御システム１０は、図１に示すように、電力量情報取得部１１、電力需給予測部１２、記憶部１３、および制御部１４を備えている。

【0049】

電力量情報取得部１１は、図１に示すように、需要家２０のＥＭＳ２６から、需要家２０における電力の需給状況に関する情報を取得する。
ここで、電力量情報取得部１１において取得される情報としては、ソーラーパネル２１、風力発電装置２７の発電能力、天気予報に関する情報、蓄電装置２３の現在の蓄電量等が含まれる。一方、電力量情報取得部１１において取得される需要情報としては、需要家２０が所有する負荷２４の種類、生活パターンに応じて変化する消費電力量のデータ等が含まれる。

【0050】

電力需給予測部１２は、電力量情報取得部１１において取得された情報に基づいて、需要家２０内における所定時間帯ごとの電力の需給状況を予測する。
記憶部１３は、電力量情報取得部１１において取得された情報を、電力需給予測部１２を介して取得するとともに、電力需給予測部１２における予測結果を取得して、これらの情報を保存する。

【0051】

制御部１４は、記憶部１３に保存された所定時間帯ごとの需要家２０における電力の需給状況の予測結果に基づいて、需要家２０が所有する電力供給装置と配電網（系統４０）、あるいは需要家２０と他の需要家（第２の需要家）３０ａ〜３０ｃとの間における配電網の接続を切断するように、スイッチング部４１，４２ａ，４３ｂのいずれかを制御する。

【0052】

具体的には、例えば、ｎ時間経過後に、需要家２０において電力の需給バランスが取れることが予想される場合には、需要家２０は、電力の需要と供給のバランスが取れているため、系統４０や他の需要家３０ａ〜３０ｃからの電力供給を受ける必要がない。よって、制御部１４は、第１スイッチング部４３ｂをＯＦＦにするように制御する。
これにより、需要家２０は、系統４０、他の需要家３０ａ〜３０ｃとの間をつなぐ配電網が切断されるため、配電網の使用コストを削減することができる。

【0053】

一方、例えば、需要家２０内において電力の需給状況が需要過剰となることが予想される場合には、需要家２０は、必要な電力を系統４０、あるいは他の需要家３０ａ〜３０ｃから供給してもらう必要がある。よって、制御部１４は、第１スイッチング部４３ｂをＯＮにして、他の需要家３０ａ〜３０ｃから余剰電力を供給してもらうか、あるいはスイッチング部４１，４２ａ，４３ｂをＯＮにして、系統４０から電力を供給してもらうように制御する。

【0054】

これにより、需要家２０は、系統４０と接続された時間を減らす（解列時間を増やす）ことができるため、系統４０経由で購入する電力コストを削減するとともに、系統４０の送電線の使用コストを削減することができる。
さらに、他の需要家３０ａ〜３０ｃとの配電網の接続も切断することで、同じ需要家群内に配置された配電網の使用コストを削減することができる。

【0055】

＜電力系統接続制御方法＞
本実施形態の電力系統接続制御システム１０では、上述した構成により、図２に示すフローチャートに従って、電力系統接続制御方法を実施する。
すなわち、ステップＳ１１では、電力量情報取得部１１が、需要家２０において所定時間帯ごとの需給予測に必要な情報を取得する。

【0056】

次に、ステップＳ１２では、電力需給予測部１２が、ステップＳ１１において取得された情報を用いて、所定時間ごとの需要家２０における電力の需要量の予測を行う。
次に、ステップＳ１３では、電力需給予測部１２が、ステップＳ１１において取得された情報を用いて、所定時間ごとの需要家２０における電力の供給量の予測を行う。
次に、ステップＳ１４では、ステップＳ１２およびステップＳ１３において予測された所定時間帯ごとの需要家２０における電力の需要量と供給量とを比較する。

【0057】

ここで、供給量≧需要量という条件を満たさない場合には、ステップＳ１５へ進む。一方、供給量≧需要量という条件を満たす場合には、ステップＳ１６へ進む。
次に、ステップＳ１５では、需要家２０において供給量≧需要量という条件を満たさないため、需要量の方が供給量を上回ると予測されている。
よって、この場合には、系統４０からの電力供給を受けるために、制御部１４は、系統４０との接続を維持するように、スイッチング部４１，４２ａ，４３ｂを制御する。

【0058】

一方、ステップＳ１６では、需要家２０において供給量≧需要量という条件を満たすため、供給量が需要量以上であると予測されている。
よって、この場合には、系統４０からの電力供給を受ける必要がないために、制御部１４は、系統４０との接続を切断するように、スイッチング部４１，４２ａ，４３ｂを制御する。

【0059】

次に、ステップＳ１７では、さらに、同じ配電網を使用する需要家群に含まれる他の需要家３０ａ〜３０ｃからの電力供給も受ける必要がないために、制御部１４は、他の需要家３０ａ〜３０ｃとの接続を切断するように、スイッチング部４１，４２ａ，４３ｂを制御する。
＜需要家のｎ時間後の需給予測＞
本実施形態の電力系統接続制御システム１０では、図１に示す構成を備えており、図２に示す流れによって、所定の時間帯における電力の需給予測を行うとともに、供給量が需要量以上である時間帯には、系統４０との接続を切断する。

【0060】

図３は、複数の需要家におけるｎ時間後の需給予測を示している。
図３の左側のグラフでは、４つの需要家Ａ〜Ｄの需要の総和量は、現時点で、供給量を上回っており、需要家群としてみた場合は、電力不足状態であるため、系統４０からの電力供給が必要である。
一方、図３の右側のグラフでは、４つの需要家Ａ〜Ｄの需要の総和量は、ｎ時間後に、供給量とほぼ同量となっている。需要家群としてみた場合は、電力需給バランスが取れた状態であるため、需要家群内で電力を融通し合うことで、系統４０からの電力供給は不要とすることができる。

【0061】

ここで、４つの需要家Ａ〜Ｄにおける需給状況を個々に見た場合、図３の右側のグラフでは、需要家Ａおよび需要家Ｂについては、需要と供給のバランスが取れている。
具体的には、需要家Ａでは、図４に示すように、ソーラーパネル（ＰＶ）２１、風力発電装置２７による発電量（１００ｋｗｈ、５ｋｗｈ）、および蓄電装置２３からの電力量（５ｋｗｈ）を合計して、１１０ｋｗｈの供給が予想されている。

【0062】

そして、需要家Ａでは、図５に示すように、負荷２４として、エアコン（１００ｋｗｈ）、照明（１０ｋｗｈ）の消費電力量を合計して１１０ｋｗｈの需要が予測されている。
これにより、ｎ時間後の需要家Ａにおける需給状況は、需要１１０ｋｗｈ、供給１１０ｋｗｈでバランスする。
次に、需要家Ｂでは、図４に示すように、ヒートポンプ、電気自動車による発電量（５ｋｗｈ、５ｋｗｈ）を合計して、１０ｋｗｈの供給が予想されている。

【0063】

そして、需要家Ｂでは、図５に示すように、負荷２４として、ＴＶ（１０ｋｗｈ）の需要が予測されている。
これにより、ｎ時間後の需要家Ｂにおける需給状況は、需要１０ｋｗｈ、供給１０ｋｗｈでバランスする。
次に、需要家Ｃでは、図４に示すように、ソーラーパネル（ＰＶ）２１、風力発電装置２７による発電量（４０ｋｗｈ、１０ｋｗｈ）、および蓄電装置２３からの電力量（６０ｋｗｈ）を合計して、１１０ｋｗｈの供給が予想されている。

【0064】

そして、需要家Ｃでは、図５に示すように、負荷２４として、洗濯機（１０ｋｗｈ）のの需要が予測されている。
これにより、ｎ時間後の需要家Ｃにおける需給状況は、需要１０ｋｗｈ、供給１１０ｋｗｈで余剰電力が１００ｋｗｈ発生する。
次に、需要家Ｄでは、図４に示すように、電力供給装置を所有していないため、供給０である。

【0065】

そして、需要家Ｄでは、図５に示すように、負荷２４として、エアコン（１００ｋｗｈ）の消費電力量があり、１００ｋｗｈの需要が予測されている。
これにより、ｎ時間後の需要家Ｄにおける需給状況は、需要１００ｋｗｈ、供給０ｋｗｈで、需要過多の状況となる。
ただし、需要家Ｄは、上述したように、需要家Ｃにおいて発生する余剰電力を供給してもらうことができれば、需要家Ａ〜Ｄを含む需要家群内における需給状況はバランスすることができる。

【0066】

本実施形態の電力系統接続制御システム１０では、図３〜図５に示す例では、ｎ時間後における需給バランスが取れている需要家Ａ〜Ｃについては、スイッチング部４１，４２ａ，４３ｂ等をＯＦＦにするように制御することで、系統４０との接続を切断することができる。
これにより、需要家Ａ〜Ｃでは、系統４０の配電網の使用コストを削減することができる。

【0067】

なお、需給バランスが取れている需要家Ａ〜Ｃのうち、需要家Ｃについては余剰電力１００ｋｗｈが発生している。このため、制御部１４は、第１スイッチング部４３ａ〜４３ｄ等を制御して、需要家Ｃにおいて発生する余剰電力を、需給バランスが取れていない需要家Ｄに融通してもよい。
この場合には、系統４０の使用コストの削減は図れないものの、需要家Ｄから余剰電力の対価を受け取ることで、電力使用コストを削減することができる。

【0068】

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（Ａ）
上記実施形態１では、本発明に係る電力系統接続制御方法として、図２に示すフローチャートに従って、電力系統接続制御を実施する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図２に示すフローチャートに従って実施される電力系統接続制御方法をコンピュータに実行させる電力系統接続制御プログラムとして、本発明を実現してもよい。
また、この電力系統接続制御プログラムを格納した記録媒体として、本発明を実現してもよい。

【0069】

（Ｂ）
上記実施形態では、図１に示すように、電力量情報取得部１１が、需要家２０のＥＭＳ２６から必要な情報を取得する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

【0070】

例えば、図６に示すように、電子端末１２８を用いて需要家２０によって直接入力された情報を、電力量情報取得部１１１が取得する電力系統接続制御システム１１０であってもよい。
電子端末１２８は、需要家１２０が所有するＰＣやタブレット端末、スマートフォン、携帯電話等である。本実施形態では、電子端末１２８には、需要家１２０によって、所定時間帯ごとの電力需給予測に必要な情報が入力される。そして、電子端末１２８は、図６に示すように、通信回線を介して、電力系統接続制御システム１１０（電力量情報取得部１１１）と接続されている。
これにより、電力量情報取得部１１１は、需要家１２０から直接入力された情報を用いて、所定時間ごとの需要家２０における電力需給の状況を予測するために必要な情報を取得することができる。

【0071】

（Ｃ）
上記実施形態では、図１に示すように、需要家２０が、ソーラーパネル２１、蓄電装置２３、風力発電装置２７等の電力供給装置を所有している例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本システムにおいて需要家が所有する電力供給装置としては、上記以外に、地熱発電装置等の再生可能エネルギーを活用した発電装置、発電機、ヒートポンプ等を使用してもよい。

【0072】

（Ｄ）
上記実施形態では、需要家２０が所有する負荷２４として、図５に示すように、エアコン、照明、ＴＶ，洗濯機を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、需要家が一般家庭ではなく、工場や施設等である場合には、工場や施設に設置された設備機器等を負荷としてもよい。

【0073】

（Ｅ）
上記実施形態では、１つの需要家内において、電力の需要量が供給量以下となる場合には、系統４０との接続を切断するとともに、同じ配電網を使用する需要家群に含まれる他の需要家３０ａ〜３０ｃとの間の接続も切断する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、需要家内において、電力の需要量が供給量以下となる場合には、系統４０との接続のみ切断するように、スイッチング部を切替制御してもよい。

【0074】

（Ｆ）
上記実施形態では、電力系統接続制御システム１０内に、各種情報を保存する記憶部１３を設けた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

【0075】

例えば、電力系統接続制御システムの外部のサーバ、クラウドサービス等を、各種情報を保存する記憶部として利用してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0076】

本発明の電力系統接続制御システムは、１つの需要家内における電力の需給状況に応じて、電力系統との接続を解除して送電網の使用コストを低減することができるという効果を奏することから、電力供給装置を所有する需要家を含むコミュニティ等において広く適用可能である。

【符号の説明】

【0077】

１０ 電力系統接続制御システム
１１ 電力量情報取得部
１２ 電力需給予測部
１３ 記憶部
１４ 制御部
２０ 需要家（第１の需要家）
２１ ソーラーパネル（発電装置（電力供給装置））
２２ 太陽光発電用電力変換装置（ＰＣＳ）
２２ａ 発電電力用電力センサ
２３ 蓄電装置（電力供給装置）
２３ａ 蓄電電力用電力センサ
２４ 負荷
２４ａ 負荷用電力センサ
２５ 分電盤
２６ ＥＭＳ
２７ 風力発電装置（発電装置（電力供給装置））
２７ａ 風力発電用電力センサ
２８ スマートメータ
３０ａ〜３０ｃ 需要家（第２の需要家）
４０ 系統
４１ 第２スイッチング部
４２ａ〜４２ｄ 第２スイッチング部
４３ａ〜４３ｄ 第１スイッチング部
１１０ 電力系統接続制御システム
１１１ 電力量情報取得部
１２０ 需要家（第１の需要家）
１２８ 電子端末

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】