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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022171080
(43)【公開日】2022-11-11
(54)【発明の名称】電力制御装置
(51)【国際特許分類】
H02J 3/32 20060101AFI20221104BHJP
H02J 3/38 20060101ALI20221104BHJP
H02J 3/46 20060101ALI20221104BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20221104BHJP
【ＦＩ】
H02J3/32
H02J3/38 110
H02J3/46
H02J7/00 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021077475
(22)【出願日】2021-04-30
(71)【出願人】
【識別番号】317015294
【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】515177088
【氏名又は名称】株式会社ＪＥＲＡ
(74)【代理人】
【識別番号】110001092
【氏名又は名称】弁理士法人サクラ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】松崎 篤
(72)【発明者】
【氏名】古澤 康充
(72)【発明者】
【氏名】松田 孝宏
(72)【発明者】
【氏名】栢沼 伸至
(72)【発明者】
【氏名】若林 明弘
(72)【発明者】
【氏名】小口 治男
(72)【発明者】
【氏名】小林 武則
(72)【発明者】
【氏名】加瀬 高弘
(72)【発明者】
【氏名】岩渕 一徳
(72)【発明者】
【氏名】久保田 雅之
(72)【発明者】
【氏名】清水 佳子
【テーマコード（参考）】
5G066
5G503
【Ｆターム（参考）】
5G066HA15
5G066HB02
5G066HB09
5G066JA01
5G066JB03
5G503AA01
5G503AA07
5G503BA01
5G503BB01
5G503CA08
5G503DA07
5G503EA05
(57)【要約】
【課題】効率的な電力供給を容易に実現可能な電力制御装置を提供する。
【解決手段】実施形態の電力制御装置は、発電システムが電力系統へ電力を出力するためのトータル設定値を算出するトータル設定値算出部を含む。トータル設定値算出部は、電力系統の電力需要量と発電手段の発電出力量と蓄電手段の充電電力量と蓄電手段の蓄電出力量とに応じて、トータル設定値を算出する。トータル設定値が発電手段に入力されることによって、発電手段の動作が制御される。トータル設定値と発電出力量との差分値が蓄電設定値として蓄電手段に入力されることによって、蓄電手段の動作が制御される。
【選択図】図２Ａ
【解決手段】実施形態の電力制御装置は、発電システムが電力系統へ電力を出力するためのトータル設定値を算出するトータル設定値算出部を含む。トータル設定値算出部は、電力系統の電力需要量と発電手段の発電出力量と蓄電手段の充電電力量と蓄電手段の蓄電出力量とに応じて、トータル設定値を算出する。トータル設定値が発電手段に入力されることによって、発電手段の動作が制御される。トータル設定値と発電出力量との差分値が蓄電設定値として蓄電手段に入力されることによって、蓄電手段の動作が制御される。
【選択図】図２Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電力を発電するように構成された発電手段と、前記発電手段で発電された電力を充電または放電するように構成された蓄電手段とを備える発電システムから電力系統へ出力する電力を制御する電力制御装置であって、
前記発電システムが前記電力系統へ電力を出力するためのトータル設定値を算出するトータル設定値算出部
を含み、
前記トータル設定値算出部は、前記電力系統の電力需要量と前記発電手段の発電出力量と前記蓄電手段の充電電力量と前記蓄電手段の蓄電出力量とに応じて、前記トータル設定値を算出し、
前記トータル設定値が前記発電手段に入力されることによって、前記発電手段の動作が制御され、
前記トータル設定値と前記発電出力量との差分値が蓄電設定値として前記蓄電手段に入力されることによって、前記蓄電手段の動作が制御されるように構成されている、
電力制御装置。
前記発電システムが前記電力系統へ電力を出力するためのトータル設定値を算出するトータル設定値算出部
を含み、
前記トータル設定値算出部は、前記電力系統の電力需要量と前記発電手段の発電出力量と前記蓄電手段の充電電力量と前記蓄電手段の蓄電出力量とに応じて、前記トータル設定値を算出し、
前記トータル設定値が前記発電手段に入力されることによって、前記発電手段の動作が制御され、
前記トータル設定値と前記発電出力量との差分値が蓄電設定値として前記蓄電手段に入力されることによって、前記蓄電手段の動作が制御されるように構成されている、
電力制御装置。
【請求項2】
前記トータル設定値算出部は、
前記発電システムが前記電力系統へ電力量を増加させて電力を出力するときの変化率である増加側トータル出力変化率、および、前記発電システムが前記電力系統へ電力量を減少させて電力を出力するときの変化率である減少側トータル出力変化率を計算するトータル出力変化率計算部と、
前記電力需要量、前記増加側トータル出力変化率、および、前記減少側トータル出力変化率に基づいて、前記トータル設定値を出力する変化率制限器と
を有し、
前記トータル出力変化率計算部は、前記電力需要量、前記発電出力量、前記蓄電出力量、前記充電電力量、前記発電手段が電力量を増加させて電力を出力するときの変化率である増加側発電出力変化率、前記発電手段が電力量を減少させて電力を出力するときの変化率である減少側発電出力変化率、前記蓄電手段が電力を出力するときの電力量の上限値である充電電力量上限値、および、前記蓄電手段が電力を出力するときの電力量の下限値である充電電力量下限値に基づいて、前記増加側トータル出力変化率および前記減少側トータル出力変化率を算出する、
請求項１に記載の電力制御装置。
前記発電システムが前記電力系統へ電力量を増加させて電力を出力するときの変化率である増加側トータル出力変化率、および、前記発電システムが前記電力系統へ電力量を減少させて電力を出力するときの変化率である減少側トータル出力変化率を計算するトータル出力変化率計算部と、
前記電力需要量、前記増加側トータル出力変化率、および、前記減少側トータル出力変化率に基づいて、前記トータル設定値を出力する変化率制限器と
を有し、
前記トータル出力変化率計算部は、前記電力需要量、前記発電出力量、前記蓄電出力量、前記充電電力量、前記発電手段が電力量を増加させて電力を出力するときの変化率である増加側発電出力変化率、前記発電手段が電力量を減少させて電力を出力するときの変化率である減少側発電出力変化率、前記蓄電手段が電力を出力するときの電力量の上限値である充電電力量上限値、および、前記蓄電手段が電力を出力するときの電力量の下限値である充電電力量下限値に基づいて、前記増加側トータル出力変化率および前記減少側トータル出力変化率を算出する、
請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項3】
電力を発電するように構成された発電手段と、前記発電手段で発電された電力を充電または放電するように構成された蓄電手段とを備える発電システムから電力系統へ出力する電力を制御する電力制御装置であって、
前記蓄電手段の充電率が充電率目標値になるように前記蓄電手段が電力を充電または放電するための追加充放電指令値を計算する追加充放電指令値計算部
を含み、
前記追加充放電指令値計算部は、前記充電率目標値、前記蓄電手段の充電電力量、および、前記電力系統の電力需要量に基づいて、前記追加充放電指令値を算出し、
前記追加充放電指令値と前記電力需要量との加算値が発電設定値として前記発電手段に入力されることによって、前記発電手段の動作が制御され、
前記電力需要量と前記発電手段の発電出力量との差分値が、蓄電設定値として前記蓄電手段に入力されることによって、前記蓄電手段の動作が制御されるように構成されている、
電力制御装置。
前記蓄電手段の充電率が充電率目標値になるように前記蓄電手段が電力を充電または放電するための追加充放電指令値を計算する追加充放電指令値計算部
を含み、
前記追加充放電指令値計算部は、前記充電率目標値、前記蓄電手段の充電電力量、および、前記電力系統の電力需要量に基づいて、前記追加充放電指令値を算出し、
前記追加充放電指令値と前記電力需要量との加算値が発電設定値として前記発電手段に入力されることによって、前記発電手段の動作が制御され、
前記電力需要量と前記発電手段の発電出力量との差分値が、蓄電設定値として前記蓄電手段に入力されることによって、前記蓄電手段の動作が制御されるように構成されている、
電力制御装置。
【請求項4】
前記追加充放電指令値計算部は、
ＰＩ補正を実行することによって前記追加充放電指令値を算出するＰＩ補正器
を含み、
前記ＰＩ補正器は、前記充電率目標値、前記充電電力量から算出された充電率、前記発電手段の発電出力量の上限値である発電出力上限値と前記電力需要量との差分値、および、前記発電手段の発電出力量の下限値である発電出力下限値と前記電力需要量との差分値が入力されるように構成されている、
請求項３に記載の電力制御装置。
ＰＩ補正を実行することによって前記追加充放電指令値を算出するＰＩ補正器
を含み、
前記ＰＩ補正器は、前記充電率目標値、前記充電電力量から算出された充電率、前記発電手段の発電出力量の上限値である発電出力上限値と前記電力需要量との差分値、および、前記発電手段の発電出力量の下限値である発電出力下限値と前記電力需要量との差分値が入力されるように構成されている、
請求項３に記載の電力制御装置。
【請求項5】
電力を発電するように構成された発電手段と、前記発電手段で発電された電力を充電または放電するように構成された蓄電手段とを備える発電システムから電力系統へ出力する電力を制御する電力制御装置であって、
前記発電システムが前記電力系統へ電力を出力するためのトータル設定値を算出するトータル設定値算出部と、
前記蓄電手段の充電率が充電率目標値になるように前記蓄電手段が電力を充電または放電するための追加充放電指令値を計算する追加充放電指令値計算部と
を含み、
前記トータル設定値算出部は、前記電力系統の電力需要量と前記発電手段の発電出力量と前記蓄電手段の充電電力量と前記蓄電手段の蓄電出力量とに応じて、前記トータル設定値を算出し、
前記追加充放電指令値計算部は、前記充電率目標値、前記充電電力量、および、前記トータル設定値に基づいて、前記追加充放電指令値を算出し、
前記追加充放電指令値と前記トータル設定値との加算値が発電設定値として前記発電手段に入力されることによって、前記発電手段の動作が制御され、
前記トータル設定値と前記発電出力量との差分値が蓄電設定値として前記蓄電手段に入力されることによって、前記蓄電手段の動作が制御されるように構成されている、
電力制御装置。
前記発電システムが前記電力系統へ電力を出力するためのトータル設定値を算出するトータル設定値算出部と、
前記蓄電手段の充電率が充電率目標値になるように前記蓄電手段が電力を充電または放電するための追加充放電指令値を計算する追加充放電指令値計算部と
を含み、
前記トータル設定値算出部は、前記電力系統の電力需要量と前記発電手段の発電出力量と前記蓄電手段の充電電力量と前記蓄電手段の蓄電出力量とに応じて、前記トータル設定値を算出し、
前記追加充放電指令値計算部は、前記充電率目標値、前記充電電力量、および、前記トータル設定値に基づいて、前記追加充放電指令値を算出し、
前記追加充放電指令値と前記トータル設定値との加算値が発電設定値として前記発電手段に入力されることによって、前記発電手段の動作が制御され、
前記トータル設定値と前記発電出力量との差分値が蓄電設定値として前記蓄電手段に入力されることによって、前記蓄電手段の動作が制御されるように構成されている、
電力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、電力制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
発電手段と蓄電手段とを備える発電システムの電力を制御する電力制御装置が提案されている。ここでは、発電手段および蓄電手段から出力する電力が電力系統の電力需要量に追従するように、蓄電手段の出力を制御することが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許６５１７６１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記技術では、蓄電手段のみを制御するため、効率的に電力の供給を行うことが困難な場合がある。
【0005】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、効率的な電力供給を容易に実現可能な電力制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
実施形態の電力制御装置は、電力を発電するように構成された発電手段と、発電手段で発電された電力を充電または放電するように構成された蓄電手段とを備える発電システムから電力系統へ出力する電力を制御するように構成されている。電力制御装置は、発電システムが電力系統へ電力を出力するためのトータル設定値を算出するトータル設定値算出部を含む。トータル設定値算出部は、電力系統の電力需要量と発電手段の発電出力量と蓄電手段の充電電力量と蓄電手段の蓄電出力量とに応じて、トータル設定値を算出する。トータル設定値が発電手段に入力されることによって、発電手段の動作が制御される。トータル設定値と発電出力量との差分値が蓄電設定値として蓄電手段に入力されることによって、蓄電手段の動作が制御される。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
【0009】
図１に示すように、発電システム１は、発電手段１０と蓄電手段２０と電力制御装置５０とを備えている。
【0010】
［Ａ－１］発電手段１０
発電手段１０は、たとえば、タービン（図示省略）と、発電機（図示省略）とを備えており、タービンによって発電機が駆動することで発電を行うように構成されている。
発電手段１０は、たとえば、タービン（図示省略）と、発電機（図示省略）とを備えており、タービンによって発電機が駆動することで発電を行うように構成されている。
【0011】
［Ａ－２］蓄電手段２０
蓄電手段２０は、たとえば、蓄電池（図示省略）を備えており、充電または放電を行うように構成されている。
蓄電手段２０は、たとえば、蓄電池（図示省略）を備えており、充電または放電を行うように構成されている。
【0012】
［Ａ－３］電力制御装置５０
電力制御装置５０は、演算器（図示省略）とメモリ装置（図示省略）とを含み、メモリ装置が記憶しているプログラムを用いて演算器が演算処理を行うことによって、各部の制御を行うように構成されている。ここでは、電力制御装置５０は、操作指令や検出データなどが入力信号として入力される。そして、電力制御装置５０は、その入力された入力信号に基づいて演算処理を行い、制御信号を出力信号として各部に出力することで、各部の動作を制御する。
電力制御装置５０は、演算器（図示省略）とメモリ装置（図示省略）とを含み、メモリ装置が記憶しているプログラムを用いて演算器が演算処理を行うことによって、各部の制御を行うように構成されている。ここでは、電力制御装置５０は、操作指令や検出データなどが入力信号として入力される。そして、電力制御装置５０は、その入力された入力信号に基づいて演算処理を行い、制御信号を出力信号として各部に出力することで、各部の動作を制御する。
【0013】
詳細については後述するが、電力制御装置５０は、発電システム１から電力系統４０へ供給する電力（トータル出力量Ｐｔ）を制御するために設けられている。つまり、電力制御装置５０は、発電手段１０が電力（発電出力量Ｐｃ）を出力する発電動作、および、蓄電手段２０が電力（蓄電出力量Ｐｂ）を出力する放電動作を制御することによって、電力系統４０への電力（トータル出力量Ｐｔ）の供給動作を制御するように構成されている。また、電力制御装置５０は、発電手段１０が出力する電力を蓄電手段２０が蓄える充電動作を制御するように構成されている。電力制御装置５０は、発電システム１において発電手段１０および蓄電手段２０が協調して動作するように制御を行う。
【0014】
［Ｂ］電力制御装置５０
図２Ａは、第１実施形態に係る発電システム１において、電力制御装置５０の要部を示す図である。
図２Ａは、第１実施形態に係る発電システム１において、電力制御装置５０の要部を示す図である。
【0015】
電力制御装置５０は、図２Ａに示すように、トータル設定値算出部６１と減算部６２（減算器）とを有する。
【0016】
［Ｂ－１］トータル設定値算出部６１
トータル設定値算出部６１は、発電システム１が電力系統４０へ電力を出力するためのトータル設定値Ｓｔを算出する。トータル設定値Ｓｔは、発電手段１０が出力する電力と蓄電手段２０が出力する電力とを合計した電力の設定値である。
トータル設定値算出部６１は、発電システム１が電力系統４０へ電力を出力するためのトータル設定値Ｓｔを算出する。トータル設定値Ｓｔは、発電手段１０が出力する電力と蓄電手段２０が出力する電力とを合計した電力の設定値である。
【0017】
ここでは、トータル設定値算出部６１は、図２Ａに示すように、電力系統４０の電力需要量Ｄｔが入力信号として入力される。電力需要量Ｄｔは、外部から入力されるデータである。また、発電手段１０が実際に電力を出力した電力量である発電出力量Ｐｃと、蓄電手段２０が実際に電力を出力した電力量である蓄電出力量Ｐｂと、蓄電手段２０が充電している電力量である充電電力量Ｃｂとがトータル設定値算出部６１に入力信号として入力される。発電出力量Ｐｃ、蓄電出力量Ｐｂ、および、充電電力量Ｃｂは、たとえば、センサの検出によって得た検出データである。
【0018】
そして、トータル設定値算出部６１は、各入力信号（電力需要量Ｄｔ、発電出力量Ｐｃ、充電電力量Ｃｂ、蓄電出力量Ｐｂ）に応じて、トータル設定値Ｓｔを算出する。
【0019】
トータル設定値算出部６１が算出したトータル設定値Ｓｔは、発電手段１０に入力されることによって、発電手段１０の動作が制御される。これにより、発電出力量Ｐｃの電力が発電手段１０から電力系統４０へ出力される。
【0020】
［Ｂ－２］減算部６２
また、トータル設定値算出部６１が算出したトータル設定値Ｓｔは、減算部６２に入力信号として入力される。これと共に、減算部６２には、発電出力量Ｐｃが入力信号として入力される。減算部６２では、トータル設定値Ｓｔと発電出力量Ｐｃとの間を減算する減算処理を実施する。減算処理は、トータル設定値Ｓｔから発電出力量Ｐｃを差し引くことで実施される。そして、減算部６２で求めた差分値が、蓄電設定値Ｓｂとして、蓄電手段２０に入力されることによって、蓄電手段２０の動作が制御される。これにより、蓄電出力量Ｐｂの電力が蓄電手段２０から電力系統４０へ出力される。
また、トータル設定値算出部６１が算出したトータル設定値Ｓｔは、減算部６２に入力信号として入力される。これと共に、減算部６２には、発電出力量Ｐｃが入力信号として入力される。減算部６２では、トータル設定値Ｓｔと発電出力量Ｐｃとの間を減算する減算処理を実施する。減算処理は、トータル設定値Ｓｔから発電出力量Ｐｃを差し引くことで実施される。そして、減算部６２で求めた差分値が、蓄電設定値Ｓｂとして、蓄電手段２０に入力されることによって、蓄電手段２０の動作が制御される。これにより、蓄電出力量Ｐｂの電力が蓄電手段２０から電力系統４０へ出力される。
【0021】
［Ｃ］トータル設定値算出部６１の詳細
図２Ｂは、第１実施形態に係る発電システム１の電力制御装置５０において、トータル設定値算出部６１の要部を示す図である。
図２Ｂは、第１実施形態に係る発電システム１の電力制御装置５０において、トータル設定値算出部６１の要部を示す図である。
【0022】
トータル設定値算出部６１は、図２Ｂに示すように、トータル出力変化率計算部６１１と変化率制限器６１２とを有する。
【0023】
［Ｃ－１］トータル出力変化率計算部６１１
トータル出力変化率計算部６１１は、図２Ｂに示すように、増加側トータル出力変化率Ｒｔｐおよび減少側トータル出力変化率Ｒｔｍを計算するために設けられている。増加側トータル出力変化率Ｒｔｐは、発電システム１が電力系統４０へ電力量を増加させて電力を出力するときの変化率である。減少側トータル出力変化率Ｒｔｍは、発電システム１が電力系統４０へ電力量を減少させて電力を出力するときの変化率である。
トータル出力変化率計算部６１１は、図２Ｂに示すように、増加側トータル出力変化率Ｒｔｐおよび減少側トータル出力変化率Ｒｔｍを計算するために設けられている。増加側トータル出力変化率Ｒｔｐは、発電システム１が電力系統４０へ電力量を増加させて電力を出力するときの変化率である。減少側トータル出力変化率Ｒｔｍは、発電システム１が電力系統４０へ電力量を減少させて電力を出力するときの変化率である。
【0024】
トータル出力変化率計算部６１１は、図２Ｂに示すように、電力需要量Ｄｔ、発電出力量Ｐｃ、蓄電出力量Ｐｂ、充電電力量Ｃｂ、増加側発電出力変化率Ｒｃｐ、減少側発電出力変化率Ｒｃｍ、充電電力量上限値Ｃｂｈｌ、および、充電電力量下限値Ｃｂｌｌが入力信号として入力される。
【0025】
増加側発電出力変化率Ｒｃｐは、発電手段１０が電力量を増加させて電力を出力するときの変化率である。減少側発電出力変化率Ｒｃｍは、発電手段１０が電力量を減少させて電力を出力するときの変化率である。充電電力量上限値Ｃｂｈｌは、蓄電手段２０が電力を出力するときの電力量の上限値である。充電電力量下限値Ｃｂｌｌは、蓄電手段２０が電力を出力するときの電力量の下限値である。
【0026】
ここでは、増加側発電出力変化率Ｒｃｐ、および、減少側発電出力変化率Ｒｃｍは、たとえば、予め設定された値である。同様に、充電電力量上限値Ｃｂｈｌ、および、充電電力量下限値Ｃｂｌｌは、たとえば、予め設定された値である。
【0027】
トータル出力変化率計算部６１１は、上記のように入力された入力信号に基づいて、増加側トータル出力変化率Ｒｔｐおよび減少側トータル出力変化率Ｒｔｍを算出し、変化率制限器６１２へ出力する。
【0028】
［Ｃ－１－１］増加側トータル出力変化率Ｒｔｐの算出方法
具体的には、トータル出力変化率計算部６１１において、増加側トータル出力変化率Ｒｔｐは、下記の式（Ａ１）および式（Ａ２）に基づいて算出される。
具体的には、トータル出力変化率計算部６１１において、増加側トータル出力変化率Ｒｔｐは、下記の式（Ａ１）および式（Ａ２）に基づいて算出される。
【0029】
【数1】
【0030】
【数2】
【0031】
［Ｃ－１－２］減少側トータル出力変化率Ｒｔｍの算出方法
トータル出力変化率計算部６１１において、減少側トータル出力変化率Ｒｔｍは、下記の式（Ｂ１）および式（Ｂ２）に基づいて算出される。
トータル出力変化率計算部６１１において、減少側トータル出力変化率Ｒｔｍは、下記の式（Ｂ１）および式（Ｂ２）に基づいて算出される。
【0032】
【数3】
【0033】
【数4】
【0034】
なお、上記の式において、Ｒｃｐ（ｔ）、Ｒｃｍ（ｔ）、Ｄｔ（ｔ）、Ｐｃ（ｔ）、Ｐｂ（ｔ）、および、Ｃｂ（ｔ）のそれぞれは、トータル出力変化率計算部６１１に入力された時点ｔにおける、増加側発電出力変化率Ｒｃｐ、減少側発電出力変化率Ｒｃｍ、電力需要量Ｄｔ、発電出力量Ｐｃ、蓄電出力量Ｐｂ、および、充電電力量Ｃｂのそれぞれの入力信号である。Ｒｔｐ（ｔ）およびＲｔｍ（ｔ）のそれぞれは、上記の入力信号が入力された各時点ｔにおいて、トータル出力変化率計算部６１１が、逐次、算出して出力する、増加側トータル出力変化率Ｒｔｐおよび減少側トータル出力変化率Ｒｔｍである。
【0035】
［Ｃ－２］変化率制限器６１２
変化率制限器６１２は、電力需要量Ｄｔ、増加側トータル出力変化率Ｒｔｐ、および、減少側トータル出力変化率Ｒｔｍに基づいて、トータル設定値Ｓｔを出力するために設けられている。
変化率制限器６１２は、電力需要量Ｄｔ、増加側トータル出力変化率Ｒｔｐ、および、減少側トータル出力変化率Ｒｔｍに基づいて、トータル設定値Ｓｔを出力するために設けられている。
【0036】
具体的には、変化率制限器６１２では、電力需要量Ｄｔが増加側に変化したときの変化率が増加側トータル出力変化率Ｒｔｐを超える場合には、トータル設定値Ｓｔの増加側変化率として増加側トータル出力変化率Ｒｔｐが採用される。電力需要量Ｄｔが増加側に変化したときの変化率が増加側トータル出力変化率Ｒｔｐ以下である場合には、トータル設定値Ｓｔの増加側変化率として、電力需要量Ｄｔが増加側に変化したときの変化率が採用される。
【0037】
これに対して、電力需要量Ｄｔが減少側に変化したときの変化率が減少側トータル出力変化率Ｒｔｍより小さくなる場合には、トータル設定値Ｓｔの減少側変化率として減少側トータル出力変化率Ｒｔｍが採用される。電力需要量Ｄｔが減少側に変化したときの変化率が減少側トータル出力変化率Ｒｔｍ以上である場合には、トータル設定値Ｓｔの減少側変化率として、電力需要量Ｄｔが減少側に変化したときの変化率が採用される。
【0038】
なお、電力制御装置５０の演算を示す図２Ａおよび図２Ｂにおいて、左側から右側への矢印に従って行われる演算には、遅延は、ないものとする。また、右側から左側への矢印に従って行われる演算には、１回の遅延が含まれるものとする。従って、各図の演算において、代数ループは生じない。また、電力制御装置５０内の演算は、１回の遅延による演算精度の低下は無視できる程度に十分に早い周期で実行されるものとする（以降の図も同様）。
【0039】
［Ｄ］式（Ａ２）の導出について
以下より、トータル設定値算出部６１が増加側トータル出力変化率Ｒｔｐの算出で用いる式（Ａ２）の導出に関して説明する。
以下より、トータル設定値算出部６１が増加側トータル出力変化率Ｒｔｐの算出で用いる式（Ａ２）の導出に関して説明する。
【0040】
式（Ａ２）の導出を説明する前に、関連技術の一例において制御された様子について、図３を用いて説明する。
【0041】
図３は、関連技術において、電力需要量Ｄｔと発電出力量Ｐｃと蓄電出力量Ｐｂとの関係の一例を示す図である。
【0042】
図３では、関連技術において、電力需要量Ｄｔに応じて、発電手段１０が発電出力量Ｐｃで電力を電力系統４０へ出力する共に、蓄電手段２０が蓄電出力量Ｐｂで電力を電力系統４０へ出力したときの様子を示している。ここでは、発電出力量Ｐｃと蓄電出力量Ｐｂとの合計であるトータル出力量Ｐｔを示している。また、蓄電手段２０が充電している電力量である充電電力量Ｃｂを併記している。
【0043】
図３に示すように、発電手段１０は、電力需要量Ｄｔの増加に応じて、一定の増加側発電出力変化率Ｒｃｐで発電出力量Ｐｃが増加するように電力を電力系統４０へ出力する。蓄電手段２０は、電力需要量Ｄｔの増加に応じて、一定の増加側蓄電出力変化率Ｒｂｐで蓄電出力量Ｐｂが増加するように電力を電力系統４０へ出力する。蓄電手段２０は、電力需要量Ｄｔと発電出力量Ｐｃとの差分値に蓄電出力量Ｐｂが到達するように、電力の出力を行う。つまり、発電手段１０および蓄電手段２０は、発電出力量Ｐｃと蓄電出力量Ｐｂとの合計であるトータル出力量Ｐｔが電力需要量Ｄｔに到達するように、電力系統４０へ電力を出力する動作が制御される。
【0044】
しかしながら、図３に示すように、トータル出力量Ｐｔが電力需要量Ｄｔに到達した後であって、発電出力量Ｐｃが電力需要量Ｄｔに到達する前に、充電電力量Ｃｂが減少してゼロになる場合がある。その結果、トータル出力量Ｐｔは、電力需要量Ｄｔに到達した後に、電力需要量Ｄｔよりも少ない状態（「腰折れ現象」）になる場合がある。
【0045】
トータル出力量Ｐｔは、滑らかに増加または減少することが望ましい。
【0046】
このため、本実施形態のトータル設定値算出部６１では、トータル出力量Ｐｔが電力需要量Ｄｔに到達した後に電力需要量Ｄｔよりも少ない状態になることを避けるように、式（Ａ２）を用いて増加側蓄電出力変化率Ｒｂｐを算出した後に、式（Ａ１）を用いて増加側トータル出力変化率Ｒｔｐを算出する。
【0047】
図４は、第１実施形態において、トータル設定値算出部６１が増加側トータル出力変化率Ｒｔｐの算出で用いる式（Ａ２）を説明するための図である。
【0048】
トータル出力量Ｐｔが電力需要量Ｄｔに到達した後に電力需要量Ｄｔよりも少ない状態になることを避けるためには、発電出力量Ｐｃが電力需要量Ｄｔに到達するよりも前に、充電電力量Ｃｂが減少してゼロにならずに、トータル出力量Ｐｔが電力需要量Ｄｔを保持することが必要になる。
【0049】
このため、図４に示すように、下記の式（Ａ２１）を満たす線ＡＤの傾きを算出する。
【0050】
【数5】
【0051】
線ＢＥは、発電手段１０の増加側発電出力変化率Ｒｃｐによって決定される。このため、以下の各式に示すように、蓄電手段２０の増加側蓄電出力変化率Ｒｂｐを求める。
【0052】
【数6】
【0053】
【数7】
【0054】
【数8】
【0055】
【数9】
【0056】
【数10】
【0057】
【数11】
【0058】
（式Ａ２６）と（式Ａ２７）を（式Ａ２１）に代入し、更に、（式Ａ２４）と（式Ａ５）を代入すると下記式が導かれる。
【0059】
【数12】
【0060】
上記式を展開して増加側蓄電出力変化率Ｒｂｐについて整理すると下記式が導かれる。
【0061】
【数13】
【0062】
そして、（式Ａ２９）に（式Ａ２２）と（式Ａ２３）とを代入することで、下記式が導かれる。
【0063】
【数14】
【0064】
上記の式（Ａ２ａ）は、時点０における増加側蓄電出力変化率Ｒｂｐを算出するために用いられる。増加側蓄電出力変化率Ｒｂｐは、各時点ｔにおいて、逐次、算出される。このため、増加側蓄電出力変化率Ｒｂｐを算出するための一般式として、上記（式Ａ２）が導かれる。
【0065】
具体的な説明は省略するが、減少側蓄電出力変化率Ｒｂｍを算出するための上記（式Ｂ２）についても同様に導くことができる。
【0066】
［Ｅ］応用例
図５は、第１実施形態に係る発電システム１において、電力制御装置５０が制御を行った場合の応用例を示す図である。
図５は、第１実施形態に係る発電システム１において、電力制御装置５０が制御を行った場合の応用例を示す図である。
【0067】
図５では、発電手段１０の発電出力上限値ＣＣＨＬが１００ＭＷである場合において、電力需要量Ｄｔが５０［ＭＷ］から９０［ＭＷ］に上昇する場合について例示している。図５において、横軸は時間を示し、ｔ１，ｔ２，ｔ３のそれぞれは、時点を示している。
【0068】
この例では、時点ｔ１から時点ｔ３の間においては、発電手段１０の増加側発電出力変化率Ｒｃｐは、一定である。発電手段１０は、たとえば、時点ｔ１から時点ｔ３までの間の５分間に、５０［ＭＷ］から９０［ＭＷ］に電力量を増加させているため、増加側発電出力変化率Ｒｃｐは、０．１３３３［ＭＷ／ｓ］である。さらに、蓄電手段２０の増加側蓄電出力変化率Ｒｂｐは、時点ｔ１から時点ｔ３までの間において、たとえば、４０［ＭＷ／ｓ］であって、変化が可能である。なお、充電率ＳＯＣ（図５）と充電電力量Ｃｂ（図４）は、比例関係にある。
【0069】
図５に示すように、本実施形態では、発電出力量Ｐｃが電力需要量Ｄｔに到達するよりも前に、充電率ＳＯＣが減少してゼロにならずに、トータル出力量Ｐｔが電力需要量Ｄｔを保持するように、電力制御装置５０が制御を行う。
【0070】
具体的には、時点ｔ１から時点ｔ２の間においては、電力需要量Ｄｔの増加に伴って、発電手段１０は、一定の増加側発電出力変化率Ｒｃｐで発電出力量Ｐｃが増加するように電力を電力系統４０へ出力する。これと共に、蓄電手段２０は、電力需要量Ｄｔの増加に応じて、一定の増加側蓄電出力変化率Ｒｂｐで蓄電出力量Ｐｂが増加するように電力を電力系統４０へ出力する。これにより、発電出力量Ｐｃと蓄電出力量Ｐｂとの合計であるトータル出力量Ｐｔは、時点ｔ２において、要求された電力需要量Ｄｔである９０ＭＷに到達する。
【0071】
時点ｔ２から時点ｔ３の間においても、発電手段１０は、一定の増加側発電出力変化率Ｒｃｐで発電出力量Ｐｃが増加するように電力を電力系統４０へ出力する。このとき、蓄電手段２０は、一定の減少側蓄電出力変化率Ｒｂｍで蓄電出力量Ｐｂが減少するように電力を電力系統４０へ出力する。これにより、トータル出力量Ｐｔは、時点ｔ２から時点ｔ３の間においても、要求された電力需要量Ｄｔである９０ＭＷを保持される。
【0072】
そして、時点ｔ３以降においては、発電手段１０は、電力需要量Ｄｔである９０ＭＷの発電出力量Ｐｃで電力を出力する。蓄電手段２０は、時点ｔ３以降、充電率ＳＯＣがゼロになるため、蓄電出力量Ｐｂがゼロの状態になる。
【0073】
このように、本実施形態では、蓄電手段２０の蓄電出力量Ｐｂは、発電出力量Ｐｃが電力需要量Ｄｔに到達するよりも前に、充電率ＳＯＣが減少してゼロにならない値で推移する。
【0074】
［Ｆ］まとめ
以上のように、本実施形態の電力制御装置５０は、発電システム１が電力系統４０へ電力を出力するためのトータル設定値Ｓｔを算出するトータル設定値算出部６１を含む。トータル設定値算出部６１は、電力系統４０の電力需要量Ｄｔと発電手段１０の発電出力量Ｐｃと蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂと蓄電手段２０の蓄電出力量Ｐｂとに応じて、トータル設定値Ｓｔを算出する。発電手段１０は、トータル設定値算出部６１で算出されたトータル設定値Ｓｔが入力されることによって、動作が制御される。蓄電手段２０は、トータル設定値Ｓｔと発電出力量Ｐｃとの差分値が蓄電設定値Ｓｂとして入力されることによって、動作が制御される。つまり、本実施形態では、電力系統４０の電力需要量Ｄｔに応じた電力を供給するために、蓄電手段２０以外に発電手段１０についても制御を行う。また、本実施形態では、外乱やプロセスの非線形性によって生じる誤差が、フィードバック制御によって減少すると共に、高速な応答が実現される。したがって、本実施形態においては、効率的な電力供給を容易に実現可能である。
以上のように、本実施形態の電力制御装置５０は、発電システム１が電力系統４０へ電力を出力するためのトータル設定値Ｓｔを算出するトータル設定値算出部６１を含む。トータル設定値算出部６１は、電力系統４０の電力需要量Ｄｔと発電手段１０の発電出力量Ｐｃと蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂと蓄電手段２０の蓄電出力量Ｐｂとに応じて、トータル設定値Ｓｔを算出する。発電手段１０は、トータル設定値算出部６１で算出されたトータル設定値Ｓｔが入力されることによって、動作が制御される。蓄電手段２０は、トータル設定値Ｓｔと発電出力量Ｐｃとの差分値が蓄電設定値Ｓｂとして入力されることによって、動作が制御される。つまり、本実施形態では、電力系統４０の電力需要量Ｄｔに応じた電力を供給するために、蓄電手段２０以外に発電手段１０についても制御を行う。また、本実施形態では、外乱やプロセスの非線形性によって生じる誤差が、フィードバック制御によって減少すると共に、高速な応答が実現される。したがって、本実施形態においては、効率的な電力供給を容易に実現可能である。
【0075】
特に、本実施形態では、トータル設定値Ｓｔは、蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂを考慮して算出される。これにより、トータル設定値Ｓｔは、発電出力量Ｐｃが電力需要量Ｄｔに増加して到達する前に、蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂがゼロにならないように設定される。ここでは、発電出力量Ｐｃが電力需要量Ｄｔよりも小さい状態から電力需要量Ｄｔへ増加して到達した時点で、蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂがゼロになる。したがって、本実施形態では、トータル出力量Ｐｔが電力需要量Ｄｔに増加して到達した後であって、発電出力量Ｐｃが電力需要量Ｄｔに増加して到達する前に、トータル出力量Ｐｔが電力需要量Ｄｔよりも少ない状態（図３参照；「腰折れ現象」）になることを防止可能である。
【0076】
［Ｇ］変形例
上記実施形態では、発電出力量Ｐｃが電力需要量Ｄｔよりも小さい状態から電力需要量Ｄｔへ増加して到達した時点で、蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂがゼロになるようにトータル設定値Ｓｔが算出される場合に関して、主に説明している。発電出力量Ｐｃが電力需要量Ｄｔよりも多い状態から電力需要量Ｄｔへ減少させる場合には、発電出力量Ｐｃのうち電力需要量Ｄｔを超える量の余剰の電力を蓄電手段２０に充電させたときに充電電力量Ｃｂが上限値を超えないように、トータル設定値Ｓｔが算出される。たとえば、発電出力量Ｐｃが電力需要量Ｄｔよりも多い状態から減少して電力需要量Ｄｔに到達した時点で、充電電力量Ｃｂが上限値になるように、トータル設定値Ｓｔが算出される。
上記実施形態では、発電出力量Ｐｃが電力需要量Ｄｔよりも小さい状態から電力需要量Ｄｔへ増加して到達した時点で、蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂがゼロになるようにトータル設定値Ｓｔが算出される場合に関して、主に説明している。発電出力量Ｐｃが電力需要量Ｄｔよりも多い状態から電力需要量Ｄｔへ減少させる場合には、発電出力量Ｐｃのうち電力需要量Ｄｔを超える量の余剰の電力を蓄電手段２０に充電させたときに充電電力量Ｃｂが上限値を超えないように、トータル設定値Ｓｔが算出される。たとえば、発電出力量Ｐｃが電力需要量Ｄｔよりも多い状態から減少して電力需要量Ｄｔに到達した時点で、充電電力量Ｃｂが上限値になるように、トータル設定値Ｓｔが算出される。
【0077】
なお、蓄電手段２０の応答が速い場合、蓄電出力量Ｐｂをトータル設定値算出部６１へ入力する代わりに、蓄電設定値Ｓｂをトータル設定値算出部６１へ入力してもよい。蓄電出力量Ｐｂでなく蓄電設定値Ｓｂを用いる場合、蓄電設定値Ｓｂは、電力制御装置５０自身で求めた値であるため、外部から信号を入力する必要がなくなる。その結果、信号を入力するためのハードウェアを省略することができる。例えば、発電装置型の応答が５％／分のように分単位であり、蓄電池の応答が１秒よりも速い場合には、速度差が１００倍違うので、蓄電出力量Ｐｂを使うか蓄電設定値Ｓｂを使うかの差は無視可能である。速度差が１００倍であることが許容できるか、１０倍であることが許容できるかは、ケースごとに異なる。
【0078】
【0079】
図６Ａに示すように、本実施形態の電力制御装置５０は、第１実施形態の場合と異なり、トータル設定値算出部６１（図２Ａ参照）でなく、追加充放電指令値計算部７１を含む。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、上記した実施形態の場合と同様である。このため、重複する部分に関しては、適宜、説明を省略する。
【0080】
［Ａ－１］追加充放電指令値計算部７１
本実施形態の電力制御装置５０において、追加充放電指令値計算部７１は、蓄電手段２０の充電率ＳＯＣが充電率目標値ＳＯＣｒになるように蓄電手段２０が電力を充電または放電するための追加充放電指令値Ｓａを計算する。ここでは、追加充放電指令値計算部７１は、充電率目標値ＳＯＣｒ、蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂ、および、電力系統４０の電力需要量Ｄｔに基づいて、追加充放電指令値Ｓａを、逐次、算出して出力する。
本実施形態の電力制御装置５０において、追加充放電指令値計算部７１は、蓄電手段２０の充電率ＳＯＣが充電率目標値ＳＯＣｒになるように蓄電手段２０が電力を充電または放電するための追加充放電指令値Ｓａを計算する。ここでは、追加充放電指令値計算部７１は、充電率目標値ＳＯＣｒ、蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂ、および、電力系統４０の電力需要量Ｄｔに基づいて、追加充放電指令値Ｓａを、逐次、算出して出力する。
【0081】
［Ａ－２］加算部７２
本実施形態の電力制御装置５０において、加算部７２（加算器）は、追加充放電指令値Ｓａと電力需要量Ｄｔとが入力され、両者を加算処理することで得た加算値を発電手段１０へ出力する。発電手段１０は、追加充放電指令値Ｓａと電力需要量Ｄｔとの加算値が発電設定値Ｓｃとして入力されることによって、動作が制御される。これにより、発電出力量Ｐｃの電力が発電手段１０から電力系統４０へ出力される。
本実施形態の電力制御装置５０において、加算部７２（加算器）は、追加充放電指令値Ｓａと電力需要量Ｄｔとが入力され、両者を加算処理することで得た加算値を発電手段１０へ出力する。発電手段１０は、追加充放電指令値Ｓａと電力需要量Ｄｔとの加算値が発電設定値Ｓｃとして入力されることによって、動作が制御される。これにより、発電出力量Ｐｃの電力が発電手段１０から電力系統４０へ出力される。
【0082】
［Ａ－３］減算部７３
本実施形態の電力制御装置５０において、減算部７３は、電力需要量Ｄｔと発電手段１０が出力した発電出力量Ｐｃとが入力され、両者を減算処理することで得た減算値を蓄電手段２０へ出力する。減算処理は、電力需要量Ｄｔから発電出力量Ｐｃを差し引くことで実施される。蓄電手段２０は、電力需要量Ｄｔと発電手段１０が出力した発電出力量Ｐｃとの差分値が、蓄電設定値Ｓｂとして入力されることによって、動作が制御される。これにより、蓄電出力量Ｐｂの電力が蓄電手段２０から電力系統４０へ出力される。
本実施形態の電力制御装置５０において、減算部７３は、電力需要量Ｄｔと発電手段１０が出力した発電出力量Ｐｃとが入力され、両者を減算処理することで得た減算値を蓄電手段２０へ出力する。減算処理は、電力需要量Ｄｔから発電出力量Ｐｃを差し引くことで実施される。蓄電手段２０は、電力需要量Ｄｔと発電手段１０が出力した発電出力量Ｐｃとの差分値が、蓄電設定値Ｓｂとして入力されることによって、動作が制御される。これにより、蓄電出力量Ｐｂの電力が蓄電手段２０から電力系統４０へ出力される。
【0083】
［Ｂ］追加充放電指令値計算部７１
図６Ｂは、第２実施形態に係る電力制御装置５０において、追加充放電指令値計算部７１の要部を示す図である。
図６Ｂは、第２実施形態に係る電力制御装置５０において、追加充放電指令値計算部７１の要部を示す図である。
【0084】
追加充放電指令値計算部７１は、フィードバック制御を行うＰＩ補正器７１０を含む。
【0085】
追加充放電指令値計算部７１において、ＰＩ補正器７１０は、ＰＩ補正（ＰＩ制御）を実行することによって追加充放電指令値Ｓａを補正して出力するために設けられている。
【0086】
追加充放電指令値計算部７１において、ＰＩ補正器７１０には、充電率目標値ＳＯＣｒが入力される。また、除算部７２０（除算器）が蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂについて除算処理することで得た充電率ＳＯＣが、ＰＩ補正器７１０に入力される。
【0087】
さらに、発電手段１０の発電出力量Ｐｃの上限値である発電出力上限値ＣＣＨＬと電力需要量Ｄｔとの差分値ＨＬが、減算部７３０からＰＩ補正器７１０に入力される。これと共に、発電手段１０の発電出力量Ｐｃの下限値である発電出力下限値ＣＣＬＬと電力需要量Ｄｔとの差分値ＬＬが、減算部７４０からＰＩ補正器７１０に入力される。
【0088】
ＰＩ補正器７１０は、上記の入力信号に応じて、追加充放電指令値Ｓａの算出を実行する。
【0089】
［Ｃ］ＰＩ補正器７１０の詳細
図６Ｃは、第２実施形態に係る電力制御装置５０の追加充放電指令値計算部７１において、ＰＩ補正器７１０の要部を示す図である。
図６Ｃは、第２実施形態に係る電力制御装置５０の追加充放電指令値計算部７１において、ＰＩ補正器７１０の要部を示す図である。
【0090】
ＰＩ補正器７１０は、減算部７１１、比例ゲイン部７１２、積分ゲイン部７１２ａ、加算部７１２ｂ、積分部７１２ｃ、加算部７１３、減算部７１３ａ、トラッキングゲイン部７１３ｂ、高値選択部７１４、および、低値選択部７１５を有する。
【0091】
ＰＩ補正器７１０において、減算部７１１は、充電率目標値ＳＯＣｒから充電電力量Ｃｂを差分した値を出力する。
【0092】
比例ゲイン部７１２は、減算部７１１が出力した値に、比例ゲインＫｐを積算した値を出力する。
【0093】
積分ゲイン部７１２ａは、比例ゲイン部７１２が出力した値に、積分ゲインＫｉを積算した値を出力する。
【0094】
加算部７１２ｂは、積分ゲイン部７１２ａが出力した値とトラッキングゲイン部７１３ｂが出力した値とを加算した値を出力する。
【0095】
積分部７１２ｃ（積分器）は、加算部７１２ｂが出力した値を積分した値を出力する。
【0096】
加算部７１３は、比例ゲイン部７１２が出力した値と積分部７１２ｃから出力された値とを加算した値を出力する。
【0097】
減算部７１３ａは、低値選択部７１５が出力した値から、加算部７１３が出力した値を減算した値を出力する。
【0098】
トラッキングゲイン部７１３ｂは、減算部７１３ａから出力された値に、トラッキングゲインＫｔを積算した値を加算部７１２ｂへ出力する。
【0099】
高値選択部７１４は、加算部７１３から出力された値と、差分値ＨＬ（図６Ｂ参照）とのうち高い値を出力する。
【0100】
低値選択部７１５は、高値選択部７１４から出力された値と、差分値ＬＬ（図６Ｂ参照）とのうち低い値を追加充放電指令値Ｓａとして出力する。
【0101】
［Ｄ］応用例
図７は、第２施形態において、電力制御装置５０が制御を行った場合の応用例を示す図である。
図７では、発電手段１０の発電出力上限値ＣＣＨＬが１００［ＭＷ］である場合において、電力需要量Ｄｔが５０［ＭＷ］から９０［ＭＷ］に上昇する場合について例示している。図７において、横軸は時間を示しており、ｔ１～ｔ７のそれぞれは、時点（時刻）を示している。
図７は、第２施形態において、電力制御装置５０が制御を行った場合の応用例を示す図である。
図７では、発電手段１０の発電出力上限値ＣＣＨＬが１００［ＭＷ］である場合において、電力需要量Ｄｔが５０［ＭＷ］から９０［ＭＷ］に上昇する場合について例示している。図７において、横軸は時間を示しており、ｔ１～ｔ７のそれぞれは、時点（時刻）を示している。
【0102】
図７に示すように、時点ｔ１から時点ｔ２の間においては、電力需要量Ｄｔの増加に伴って、発電出力量Ｐｃが一定の割合で増加するように発電手段１０が電力を電力系統４０へ出力する。これと共に、蓄電出力量Ｐｂが一定の割合で増加するように、蓄電手段２０が電力を電力系統４０へ出力する。蓄電出力量Ｐｂは、電力需要量Ｄｔと発電出力量Ｐｃとの差分値に到達するように制御される。これにより、発電出力量Ｐｃと蓄電出力量Ｐｂとの合計であるトータル出力量Ｐｔが、増加後の電力需要量Ｄｔである９０［ＭＷ］に到達する。
【0103】
時点ｔ１から時点ｔ２の間において蓄電出力量Ｐｂが増加するに伴って、蓄電手段２０においては、充電率ＳＯＣが充電率目標値ＳＯＣｒである５０％から減少する。これに伴い、充電率ＳＯＣが充電率目標値ＳＯＣｒに戻るように、追加充放電指令値Ｓａが増加する。たとえば、追加充放電指令値Ｓａは、ゼロから１０［ＭＷ］へ増加する。その結果、電力需要量Ｄｔと追加充放電指令値Ｓａとが加算された値が発電設定値Ｓｃとして求められ、発電手段１０に出力される（図６Ａ参照）。ここでは、発電手段１０の発電出力上限値ＣＣＨＬである１００［ＭＷ］が発電設定値Ｓｃとして発電手段１０に出力される。
【0104】
このため、時点ｔ１から時点ｔ２までの間と同様に、時点ｔ２から時点ｔ５までの間においても、発電出力量Ｐｃが一定の割合で増加するように、発電手段１０が電力を電力系統４０へ出力する。その結果、発電出力量Ｐｃは、時点ｔ４に電力需要量Ｄｔ（９０［ＭＷ］）へ到達した後に、時点ｔ５に発電出力上限値ＣＣＨＬ（１００［ＭＷ］）へ到達する。
【0105】
時点ｔ２を経過した後、蓄電出力量Ｐｂは、増加後の電力需要量Ｄｔである９０［ＭＷ］にトータル出力量Ｐｔが維持されるように、一定の割合で減少する。しかし、本例では、充電率ＳＯＣが時点ｔ３でゼロになり、時点ｔ３から時点ｔ４までの間、ゼロの状態にある。このため、時点ｔ３から時点ｔ４までの間、トータル出力量Ｐｔは、発電出力量Ｐｃと一致し、増加後の電力需要量Ｄｔである９０［ＭＷ］よりも低下した状態になる。
【0106】
時点ｔ４から時点ｔ５までの間は、上記したように、発電出力量Ｐｃは、電力需要量Ｄｔ（９０［ＭＷ］）よりも多い発電出力上限値ＣＣＨＬ（１００［ＭＷ］）へ到達するように増加する。そして、発電出力量Ｐｃは、時点ｔ５から時点ｔ６までの間、発電出力上限値ＣＣＨＬ（１００［ＭＷ］）を保持される。発電出力量Ｐｃのうち電力需要量Ｄｔ（９０［ＭＷ］）よりも多い量の電力は、蓄電手段２０において充電される。
【0107】
その結果、蓄電出力量Ｐｂは、時点ｔ４から時点ｔ５までの間、ゼロよりも小さい所定値まで低下し、時点ｔ５から時点ｔ６までの間、その所定値で保持される。そして、充電率ＳＯＣは、ゼロから上昇し、充電率目標値ＳＯＣｒへ近づく。
【0108】
充電率ＳＯＣが充電率目標値ＳＯＣｒへ近づくに伴って、時点ｔ６から追加充放電指令値Ｓａの低下が開始され、追加充放電指令値Ｓａが時点ｔ７でゼロになる。このため、時点ｔ６から時点ｔ７へ向かうに伴って、発電出力量Ｐｃは、発電出力上限値ＣＣＨＬ（１００［ＭＷ］）から電力需要量Ｄｔ（９０［ＭＷ］）へ低下する。そして、時点ｔ７において、充電率ＳＯＣが充電率目標値ＳＯＣｒである５０％に戻る。
【0109】
［Ｅ］まとめ
以上のように、本実施形態の電力制御装置５０は、蓄電手段２０の充電率ＳＯＣが充電率目標値ＳＯＣｒになるように蓄電手段２０が電力を充電または放電するための追加充放電指令値Ｓａを計算する追加充放電指令値計算部７１を含む。追加充放電指令値計算部７１は、充電率目標値ＳＯＣｒ、蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂ、および、電力系統４０の電力需要量Ｄｔに基づいて、追加充放電指令値Ｓａを算出する。発電手段１０は、追加充放電指令値Ｓａと電力需要量Ｄｔとの加算値が発電設定値Ｓｃとして発電手段１０に入力されることによって動作が制御される。蓄電手段２０は、電力需要量Ｄｔと発電手段１０の発電出力量Ｐｃとの差分値が、蓄電設定値Ｓｂとして入力されることによって動作が制御される。
以上のように、本実施形態の電力制御装置５０は、蓄電手段２０の充電率ＳＯＣが充電率目標値ＳＯＣｒになるように蓄電手段２０が電力を充電または放電するための追加充放電指令値Ｓａを計算する追加充放電指令値計算部７１を含む。追加充放電指令値計算部７１は、充電率目標値ＳＯＣｒ、蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂ、および、電力系統４０の電力需要量Ｄｔに基づいて、追加充放電指令値Ｓａを算出する。発電手段１０は、追加充放電指令値Ｓａと電力需要量Ｄｔとの加算値が発電設定値Ｓｃとして発電手段１０に入力されることによって動作が制御される。蓄電手段２０は、電力需要量Ｄｔと発電手段１０の発電出力量Ｐｃとの差分値が、蓄電設定値Ｓｂとして入力されることによって動作が制御される。
【0110】
本実施形態では、蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂを考慮して追加充放電指令値Ｓａを算出し、追加充放電指令値Ｓａ応じて発電手段１０の発電出力量Ｐｃが調整される。このため、本実施形態では、蓄電手段２０の充電率ＳＯＣを容易かつ効率的に充電率目標値ＳＯＣｒに戻すことができる。
【0111】
特に、本実施形態では、追加充放電指令値計算部７１は、ＰＩ補正器７１０を含み、ＰＩ補正器７１０がＰＩ補正を実行することによって追加充放電指令値Ｓａを算出する。その結果、本実施形態では、蓄電手段２０の充電率ＳＯＣを充電率目標値ＳＯＣｒにすることを迅速かつ的確に実行可能である。
【0112】
なお、蓄電手段２０の充電率ＳＯＣが充電率目標値ＳＯＣｒよりも高い状態になった場合には、以下のように処理を実行する。電力需要量Ｄｔの減少に伴って、発電出力量Ｐｃが一定の割合で減少するように発電手段１０が電力を電力系統４０へ出力する。これと共に、発電出力量Ｐｃの余剰分を吸収するように、蓄電手段２０が余剰電力を充電する。蓄電手段２０が充電するに伴って、充電率ＳＯＣが充電率目標値ＳＯＣｒである５０％から増加する。これに伴い、充電率ＳＯＣが充電率目標値ＳＯＣｒに戻るように、追加充放電指令値Ｓａが減少する。追加充放電指令値Ｓａの減少に伴い、発電出力量Ｐｃは電力需要量Ｄｔよりもさらに減少する。これと共に、蓄電手段２０が電力を電力系統４０へ出力する。これにより蓄電手段２０の充電率ＳＯＣは減少し、充電率目標値ＳＯＣｒへ近づく
【0113】
【0114】
図８に示すように、本実施形態の電力制御装置５０は、第１実施形態の場合と同様に、トータル設定値算出部６１（図２Ａ参照）を含むと共に、第２実施形態の場合と同様に、追加充放電指令値計算部７１（図６Ａ参照）を含む。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、上記した実施形態の場合と同様である。このため、重複する部分に関しては、適宜、説明を省略する。
【0115】
トータル設定値算出部６１は、第１実施形態の場合と同様に、電力系統４０の電力需要量Ｄｔと発電手段１０の発電出力量Ｐｃと蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂと蓄電手段２０の蓄電出力量Ｐｂとに応じて、トータル設定値Ｓｔを算出する。
【0116】
追加充放電指令値計算部７１は、本実施形態では、充電率目標値ＳＯＣｒ、充電電力量Ｃｂ、および、トータル設定値Ｓｔに基づいて、追加充放電指令値Ｓａを算出する。
【0117】
そして、本実施形態では、追加充放電指令値Ｓａとトータル設定値Ｓｔとが加算部７２において加算され、その加算値が発電設定値Ｓｃとして発電手段１０に入力されることによって、発電手段１０の動作が制御される。
【0118】
また、本実施形態では、トータル設定値Ｓｔから発電出力量Ｐｃを減算する減算処理が減算部７３において実施され、その減算処理で得た差分値が蓄電設定値Ｓｂとして蓄電手段２０に入力されることによって、蓄電手段２０の動作が制御される。
【0119】
［Ｂ］応用例
図９は、第３施形態において、電力制御装置５０が制御を行った場合の応用例を示す図である。
図９は、第３施形態において、電力制御装置５０が制御を行った場合の応用例を示す図である。
【0120】
図９では、図７の場合と同様に、発電手段１０の発電出力上限値ＣＣＨＬが１００［ＭＷ］である場合において、電力需要量Ｄｔが５０［ＭＷ］から９０［ＭＷ］に上昇する場合について例示している。図９において、横軸は時間を示しており、ｔ１～ｔ７のそれぞれは、時点（時刻）を示している。
【0121】
第２実施形態の場合には、図７に示したように、充電率ＳＯＣは、時点ｔ２と時点ｔ４との間の時点ｔ３において、ゼロになり、時点ｔ３から時点ｔ４までの間、ゼロの状態に継続されている。このため、時点ｔ３から時点ｔ４までの間、トータル出力量Ｐｔは、発電出力量Ｐｃと一致し、増加後の電力需要量Ｄｔである９０［ＭＷ］よりも低下した状態になる。つまり、トータル出力量Ｐｔが電力需要量Ｄｔに到達した後であって、発電出力量Ｐｃが電力需要量Ｄｔに到達する前に、トータル出力量Ｐｔが電力需要量Ｄｔよりも少ない状態（「腰折れ現象」）になっている。
【0122】
しかしながら、本実施形態では、第２実施形態の場合と異なり、第１実施形態と同様に、トータル設定値算出部６１を含む。第１実施形態において説明したように、トータル設定値算出部６１において、トータル設定値Ｓｔは、蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂを考慮して算出される。ここでは、トータル設定値Ｓｔは、発電出力量Ｐｃが電力需要量Ｄｔに増加して到達する前に、蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂがゼロに減少しないように設定される。
【0123】
具体的には、図９に示すように、時点ｔ１から時点ｔ２の間においては、蓄電出力量Ｐｂは、第２実施形態の場合よりも低い増加側蓄電出力変化率Ｒｂｐでゼロから増加する。これにより、発電出力量Ｐｃと蓄電出力量Ｐｂとの合計であるトータル出力量Ｐｔが、増加後の電力需要量Ｄｔである９０［ＭＷ］に到達する。時点ｔ２を経過した後、蓄電出力量Ｐｂは、増加後の電力需要量Ｄｔである９０［ＭＷ］にトータル出力量Ｐｔが維持されるように、一定の割合で減少する。
【0124】
充電率ＳＯＣは、図９に示すように、時点ｔ１から時点ｔ４までの間、減少して、時点ｔ４でゼロになる。蓄電出力量Ｐｂは、トータル出力量Ｐｔが電力需要量Ｄｔに増加して一致した時点ｔ２から時点ｔ４までの間、ゼロ以上である。
【0125】
その結果、本実施形態では、図９に示すように、トータル出力量Ｐｔが電力需要量Ｄｔに増加した到達した後であって、発電出力量Ｐｃが電力需要量Ｄｔに増加して到達する前に、トータル出力量Ｐｔが電力需要量Ｄｔよりも少ない状態（「腰折れ現象」）になることを防止可能である。
【0126】
また、本実施形態では、第２実施形態の場合と同様に、追加充放電指令値計算部７１（図６Ａ参照）を含むため、容易かつ効率的に、蓄電手段２０の充電率ＳＯＣを充電率目標値ＳＯＣｒにすることができる。
【0127】
［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態の電力制御装置５０は、第１実施形態の場合と同様に、トータル設定値算出部６１（図２Ａ参照）を含むと共に、第２実施形態の場合と同様に、追加充放電指令値計算部７１（図６Ａ参照）を含む。このため、本実施形態では、第１実施形態と同様な効果と共に、第２実施形態と同様な効果を奏することができる。
以上のように、本実施形態の電力制御装置５０は、第１実施形態の場合と同様に、トータル設定値算出部６１（図２Ａ参照）を含むと共に、第２実施形態の場合と同様に、追加充放電指令値計算部７１（図６Ａ参照）を含む。このため、本実施形態では、第１実施形態と同様な効果と共に、第２実施形態と同様な効果を奏することができる。
【0128】
＜その他＞
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0129】
１：発電システム，１０：発電手段，２０：蓄電手段，４０：電力系統，５０：電力制御装置，６１：トータル設定値算出部，６２：減算部，７１：追加充放電指令値計算部，７２：加算部，７３：減算部，６１１：トータル出力変化率計算部，６１２：変化率制限器，７１０：補正器，７１１：減算部，７１２：比例ゲイン部，７１２ａ：積分ゲイン部，７１２ｂ：加算部，７１２ｃ：積分部，７１３：加算部，７１３ａ：減算部，７１３ｂ：トラッキングゲイン部，７１４：高値選択部，７１５：低値選択部，７２０：除算部，７３０：減算部，７４０：減算部，Ｃｂ：充電電力量，ＣＣＨＬ：発電出力上限値，ＣＣＬＬ：発電出力下限値，Ｃｂｈｌ：充電電力量上限値，Ｃｂｌｌ：充電電力量下限値，Ｄｔ：電力需要量，ＨＬ：差分値，Ｋｉ：積分ゲイン，Ｋｐ：比例ゲイン，Ｋｔ：トラッキングゲイン，ＬＬ：差分値，Ｐｂ：蓄電出力量，Ｐｃ：発電出力量，Ｐｔ：トータル出力量，Ｒｂｍ：減少側蓄電出力変化率，Ｒｂｐ：増加側蓄電出力変化率，Ｒｃｍ：減少側発電出力変化率，Ｒｃｐ：増加側発電出力変化率，Ｒｔｍ：減少側トータル出力変化率，Ｒｔｐ：増加側トータル出力変化率，Ｓａ：追加充放電指令値，Ｓｂ：蓄電設定値，Ｓｃ：発電設定値，ＳＯＣ：充電率，ＳＯＣｒ：充電率目標値，Ｓｔ：トータル設定値。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【図8】
【図9】