特開 2024-34267 エネルギーマネジメントシステム、エネルギー管理方法及びプログラム

(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】P2024034267

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】エネルギーマネジメントシステム、エネルギー管理方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/28 20060101AFI20240306BHJP

   H02J 3/46 20060101ALI20240306BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20240306BHJP

   H02J 15/00 20060101ALI20240306BHJP

   H02J 7/35 20060101ALI20240306BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20240306BHJP

【ＦＩ】

H02J3/28

H02J3/46

H02J3/38 130

H02J15/00 H

H02J15/00 D

H02J15/00 G

H02J3/38 170

H02J7/35 A

H02J7/34 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022138399

(22)【出願日】2022-08-31

(71)【出願人】

【識別番号】000169499

【氏名又は名称】高砂熱学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】松浪 佑宜

(72)【発明者】

【氏名】柴田 克彦

(72)【発明者】

【氏名】川上 理亮

(72)【発明者】

【氏名】清水 昭浩

(72)【発明者】

【氏名】米澤 仁

(72)【発明者】

【氏名】栗山 博之

(72)【発明者】

【氏名】菅家 正隆

【テーマコード（参考）】

5G066

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G066AA02

5G066AA03

5G066HA15

5G066HB01

5G066HB02

5G066HB06

5G066HB08

5G066HB09

5G066JA01

5G066JB03

5G066JB06

5G503AA00

5G503AA05

5G503AA06

5G503AA07

5G503BA04

5G503BB02

5G503DA07

5G503EA05

5G503GD06

(57)【要約】

【課題】種類が異なる複数の蓄エネルギー装置を含むマイクログリッドを様々な評価指標及び機器の運転優先順位に基づいて最適に運用する。
【解決手段】複数種類の蓄エネルギー装置を含むマイクログリッドを管理するエネルギーマネジメントシステムが、様々な評価指標及び各蓄エネルギー装置又は水素関連装置の特性に応じた優先順位を決定するように構成されている最適化部と、優先順位に従って、蓄エネルギー装置それぞれの運転計画を作成するように構成されている運転計画部と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数種類の蓄エネルギー装置を含むマイクログリッドを管理するエネルギーマネジメントシステムであって、
前記蓄エネルギー装置の種類に応じた優先順位を決定するように構成されている最適化部と、
前記優先順位に従って、前記蓄エネルギー装置それぞれの運転計画を作成するように構成されている運転計画部と、
を備えるエネルギーマネジメントシステム。

【請求項2】

請求項１に記載のエネルギーマネジメントシステムであって、
前記蓄エネルギー装置は、蓄電システム、蓄熱システム及び蓄水素システムを含み、
水電解装置の稼働状態を取得するように構成されている状態取得部をさらに備え、
前記最適化部は、前記水電解装置の稼働状態に基づいて、前記優先順位を決定するように構成されている、
エネルギーマネジメントシステム。

【請求項3】

請求項２に記載のエネルギーマネジメントシステムであって、
前記最適化部は、前記水電解装置が水素を製造可能な稼働状態であることを示すとき、前記蓄水素システムの前記優先順位を上昇させ、前記水電解装置が水素を製造可能な稼働状態でないことを示すとき、前記蓄電システムの前記優先順位を上昇させるように構成されている、
エネルギーマネジメントシステム。

【請求項4】

請求項１に記載のエネルギーマネジメントシステムであって、
前記蓄エネルギー装置は、複数種類の蓄電装置を含み、
前記最適化部は、前記蓄電装置それぞれの特性に基づいて、前記優先順位を決定するように構成されている、
エネルギーマネジメントシステム。

【請求項5】

請求項４に記載のエネルギーマネジメントシステムであって、
前記特性は、充放電効率、最大出力、蓄電可能容量、使用年数、充放電回数又は素材である、
エネルギーマネジメントシステム。

【請求項6】

水電解装置、蓄熱装置及び蓄電装置を含むマイクログリッドを管理するエネルギーマネジメントシステムであって、
前記マイクログリッドの電力需要、熱需要及び水素需要を求めるように構成されている需要予測部と、
前記電力需要を満たすように、前記水電解装置及び前記蓄電装置の運転計画を作成し、前記熱需要を満たすように、前記蓄熱装置の運転計画を作成するように構成されている運転計画部と、
を備えるエネルギーマネジメントシステム。

【請求項7】

複数種類の蓄エネルギー装置を含むマイクログリッドを管理するエネルギーマネジメントシステムが、
前記蓄エネルギー装置の種類に応じた優先順位を決定する手順と、
前記優先順位に従って、前記蓄エネルギー装置それぞれの運転計画を作成する手順と、
を実行するエネルギー管理方法。

【請求項8】

水電解装置、蓄熱装置及び蓄電装置を含むマイクログリッドを管理するエネルギーマネジメントシステムが、
前記マイクログリッドの電力需要、熱需要及び水素需要を求める手順と、
前記電力需要を満たすように、前記水電解装置及び前記蓄電装置の運転計画を作成し、前記熱需要を満たすように、前記蓄熱装置の運転計画を作成する手順と、
を実行するエネルギー管理方法。

【請求項9】

複数種類の蓄エネルギー装置を含むマイクログリッドを管理するコンピュータに、
前記蓄エネルギー装置の種類に応じた優先順位を決定する手順と、
前記優先順位に従って、前記蓄エネルギー装置それぞれの運転計画を作成する手順と、
を実行させるためのプログラム。

【請求項10】

水電解装置、蓄熱装置及び蓄電装置を含むマイクログリッドを管理するコンピュータに、
前記マイクログリッドの電力需要、熱需要及び水素需要を求める手順と、
前記電力需要を満たすように、前記水電解装置及び前記蓄電装置の運転計画を作成し、前記熱需要を満たすように、前記蓄熱装置の運転計画を作成する手順と、
を実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、エネルギーマネジメントシステム、エネルギー管理方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

２０２０年代に入り、マイクログリッド等のエネルギー供給システムの導入が進んでいる。マイクログリッドでは、エネルギーコスト削減や温室効果ガス排出量削減を目的として、太陽光発電装置等の再生可能エネルギー発電装置、電力及び熱を生成可能なコージェネレーションシステム、蓄電装置及び蓄熱装置等の蓄エネルギー装置、水電解装置及び水素貯蔵装置等、複数種類の発電設備、エネルギー貯槽設備、又は水素関連システムが併用されることがある。

【0003】

例えば、特許文献１には、マイクログリッドの消費電力量における再生可能エネルギー利用率を向上するために、火力発電設備及び再生可能エネルギー発電装置を含むマイクログリッドにおいて、再生可能エネルギー発電装置の発電量予測結果に基づいて、他の再生可能エネルギー発電装置に接続されたグリッドからの買電量を含む運用計画を立案する発明が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１９３８６１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、従来技術では、エネルギーコスト等の評価指標を満足するように、マイクログリッドに含まれる複数種類の蓄エネルギー装置を最適に制御することができない、という課題がある。

【0006】

本開示は、上記のような技術的課題に鑑みて、種類が異なる複数の蓄エネルギー装置を含むマイクログリッドを機器の応答性及び評価指標から決めた機器の優先順位に基づいて最適に運用することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様によるエネルギーマネジメントシステムは、貯蔵容量等の機器仕様、入出力の応答性、貯蔵効率、貯蔵容量の劣化速度、エネルギーの自然減衰量、エネルギーの貯蔵形態がそれぞれ異なる蓄エネルギー装置を含むマイクログリッドを管理するエネルギーマネジメントシステムであって、エネルギー貯蔵効率（補器動力の影響を含む）、ランニングコスト、エネルギー自給率、二酸化炭素排出量等といった評価指標の目標値を最も満足する蓄エネルギー装置の優先順位を決定するように構成されている最適化部と、優先順位に従って、蓄エネルギー装置それぞれの運転計画を作成するように構成されている運転計画部と、を備える。最適化部では、例えば急なエネルギーの余剰もしくは不足が発生した場合、応答性の高い蓄エネルギー装置が選択され、また比較的変動の少ないエネルギー量を貯蔵する場合、貯蔵効率が高く、エネルギーの自然減衰量が低い蓄エネルギー装置が選択され、需要形態が明確な場合、需要形態と同じ形態の蓄エネルギー装置を選択する。

【発明の効果】

【0008】

本開示の一態様によれば、種類が異なる複数の蓄エネルギー装置を含むマイクログリッドを様々な機器の応答性及び評価指標から決めた機器の優先順位に基づいて最適に運用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】マイクログリッドの全体構成の一例を示すブロック図である。

【図2】コンピュータのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【図3】エネルギーマネジメントシステムの機能構成の一例を示すブロック図である。

【図4】第１実施形態におけるエネルギー管理方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図5】第２実施形態におけるエネルギー管理方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図6】第３実施形態におけるエネルギー管理方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の各実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する。

【0011】

［第１実施形態］
本開示の一実施形態は、マイクログリッドを制御するエネルギーマネジメントシステムである。本実施形態におけるマイクログリッドは、再生可能エネルギー等で自給自足することを目的として、複数種類の蓄エネルギー装置及び水素関連設備等を有する。本実施形態における蓄エネルギー装置は、一例として、電力を貯蔵する蓄電池、及び熱エネルギーを貯蔵する蓄熱装置を含む。本実施形態における水素関連装置は、一例として、水を電気分解して水素を貯蔵する水素貯蔵装置を含む。

【0012】

蓄エネルギー装置は、エネルギーを貯蔵する原理やその実装に応じた運転特性を有している。本実施形態では、蓄エネルギー装置の運転特性として、応答性に着目して、複数種類の蓄エネルギー装置を含むマイクログリッドを様々な評価指標に基づいて最適に運用することが可能なエネルギーマネジメントシステムを実現する。例えば、応答性の異なる複数種類の蓄エネルギー装置が含まれるとき、応答性の違いから生じる制約を考慮して運転計画を立案すると、マイクログリッドを効率的に運用することができる。また、例えば、特性の異なる複数種類の蓄電装置が含まれるとき、特性の違いから生じる制約を考慮して運転計画を立案すると、マイクログリッドを様々な評価指標に基づいて最適に運用することができる。さらに具体的には、卸電力市場との連携を前提として、建物のエネルギー負荷（電気・熱）に対し、様々なエネルギー貯蔵装置及び水素関連装置を用いて電力取引によるコストを最小化する。あるいは一定期間の中で受電電力によるコストを最小化する。また各要素機器の劣化度合いもコストとして数値化し、劣化度合いが進みづらい制御計画を実行する。さらに、全く同じ要素機器（蓄電池等）の間に優先順位を設けたい場合、かつその優先順位が上記コストに反映されない場合、機器毎の優先順位を制約条件として設ける。本実施形態では、上記のような考えにより最適なエネルギーマネジメントシステムを実現する。

【0013】

＜マイクログリッドの全体構成＞
本実施形態におけるマイクログリッドの全体構成を、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態におけるマイクログリッドの全体構成の一例を示すブロック図である。

【0014】

図１に示されているように、本実施形態におけるマイクログリッド１は、配電ラインＥを介して、グリッド２に接続されている。グリッド２は、マイクログリッド１とは異なる電力系統であり、マイクログリッド１の運営主体とは異なるエネルギー供給事業者によって管理される。

【0015】

本実施形態におけるマイクログリッド１は、需要家３、エネルギーマネジメントシステム１０、太陽光発電装置１１、バイオマス発電装置１２、複数の蓄電池１３（第１蓄電池１３－１及び第２蓄電池１３－２）、蓄電制御装置１４、蓄熱装置１５、水電解装置１６、燃料電池１７、水素貯蔵装置１８、水素ボイラ１９及び熱源装置２０を含む。

【0016】

太陽光発電装置１１、バイオマス発電装置１２、蓄電池１３、水電解装置１６、燃料電池１７及び熱源装置２０は、配電ラインＥに接続される。蓄熱装置１５及び水素ボイラ１９は、熱移送ラインＨに接続される。需要家３、バイオマス発電装置１２及び燃料電池１７及び熱源装置２０は、配電ラインＥ及び熱移送ラインＨに接続される。マイクログリッド１は、配電ラインＥ及び熱移送ラインＨを通じて、需要家３に電力及び熱エネルギーを供給する。

【0017】

需要家３は、工場やビル等のエネルギー供給対象の施設である。需要家３は、配電ラインＥを通じて供給される電力及び熱移送ラインＨを通じて供給される熱エネルギーを、施設内に設置された機器に供給することで、電力及び熱エネルギーを消費する。

【0018】

エネルギーマネジメントシステム１０、太陽光発電装置１１、バイオマス発電装置１２、蓄電制御装置１４、蓄熱装置１５、水電解装置１６、燃料電池１７、水素貯蔵装置１８及び熱源装置２０は、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信ネットワークＮ１に接続される。第１蓄電池１３－１、第２蓄電池１３－２及び蓄電制御装置１４は、通信ネットワークＮ２に接続される。通信ネットワークＮ１及び通信ネットワークＮ２は、相互に閉じた２つのネットワークであってもよいし、相互に通信可能な２つのネットワークであってもよいし、同一のネットワークであってもよい。

【0019】

エネルギーマネジメントシステム１０、太陽光発電装置１１、バイオマス発電装置１２、蓄電制御装置１４、蓄熱装置１５、水電解装置１６、燃料電池１７、水素貯蔵装置１８及び熱源装置２０は、通信ネットワークＮ１を介して相互に通信可能である。第１蓄電池１３－１、第２蓄電池１３－２及び蓄電制御装置１４は、通信ネットワークＮ２を介して相互に通信可能である。

【0020】

太陽光発電装置１１、バイオマス発電装置１２、蓄電制御装置１４、蓄熱装置１５、水電解装置１６、燃料電池１７、水素貯蔵装置１８及び熱源装置２０は、エネルギーマネジメントシステム１０に運転データを提供する。エネルギーマネジメントシステム１０は、各装置から提供された運転データに基づいて運転計画を立案する。太陽光発電装置１１、バイオマス発電装置１２、蓄電制御装置１４、蓄熱装置１５、水電解装置１６、燃料電池１７、水素貯蔵装置１８及び熱源装置２０は、エネルギーマネジメントシステム１０により立案された運転計画に従って動作する。蓄電制御装置１４は、エネルギーマネジメントシステム１０により立案された運転計画に従って第１蓄電池１３－１及び第２蓄電池１３－２の動作を制御する。

【0021】

太陽光発電装置１１は、太陽光を利用して電力を生成し、配電ラインＥを通じてマイクログリッド１に電力を供給する再生可能エネルギー発電装置である。太陽光発電装置１１により生成された電力は、配電ラインＥに供給される。

【0022】

バイオマス発電装置１２は、バイオマスを燃料として発電する再生可能エネルギー発電装置である。バイオマス発電装置１２は、発電の際に生じる熱も供給するコージェネレーションシステムでもある。バイオマス発電装置１２により発電された電力は、配電ラインＥに供給される。バイオマス発電装置１２により回収された熱は、熱移送ラインＨに供給される。

【0023】

蓄電池１３は、電気化学反応によって電気を貯蔵する蓄電と、貯蔵されている電気を放出する放電とを繰り返す蓄エネルギー装置である。第１蓄電池１３－１及び第２蓄電池１３－２は、特性が異なる蓄電池である。本実施形態における蓄電池の特性は、例えば、種類（素材）、蓄電可能容量、使用年数又は充放電回数等である。種類が異なる蓄電池の一例は、リチウムイオン電池及びナトリウム・硫黄電池（ＮＡＳ電池）である。

【0024】

蓄電池１３は、マイクログリッド１における電力の需給バランスに応じて、蓄電又は放電を行う。蓄電池１３は、マイクログリッド１内の発電量が電力消費量を上回り、余剰電力が発生したとき、配電ラインＥから供給される電力を蓄電する。蓄電池１３は、電力消費量が発電量を上回り、需要家３で消費する電力が不足するとき、蓄電電力を配電ラインＥに放出する。

【0025】

蓄電制御装置１４は、エネルギーマネジメントシステム１０により立案される運転計画に従って、第１蓄電池１３－１及び第２蓄電池１３－２の蓄電量及び放電量を制御する。本実施形態における蓄電制御装置１４は、蓄電又は放電において、優先して使用する蓄電池を第１蓄電池１３－１及び第２蓄電池１３－２から決定する優先制御を行う。

【0026】

蓄熱装置１５は、熱源設備で発生する熱エネルギーを貯蔵する蓄熱と、貯蔵されている熱エネルギーを放出する放熱とを繰り返す蓄エネルギー装置である。蓄熱装置１５は、水、氷、蒸気又は蓄熱材等が充填された蓄熱層に熱エネルギーを貯蔵する。蓄熱材としては、例えば、下記参考文献１に開示されているハスクレイと呼ばれる吸着剤を用いることができる。

【0027】

〔参考文献１〕鎌田美志，川上理亮，大山孝政，松田聡，鈴木正哉，丸毛謙次，山内和正，宮原英隆，松永克也，谷野正幸，"ハスクレイを用いた開放系の吸着材蓄熱ヒートポンプシステムの開発 （第１報）小型装置の実験結果と吸着材蓄熱槽の計算モデル"，空気調和・衛生工学会論文集，No.281，pp. 9-16，2020年

【0028】

蓄熱装置１５は、マイクログリッド１における熱エネルギーの需給バランス及び蓄電池１３の残容量に応じて、蓄熱又は放熱を行う。蓄熱装置１５は、マイクログリッド１内の発熱量が熱消費量を上回り、余剰熱が発生したとき、バイオマス発電装置１２及び燃料電池１７と接続される配管内の熱媒体の熱エネルギーを貯蔵する。蓄熱装置１５は、マイクログリッド１内の熱消費量が発熱量を上回り、需要家３で消費される熱エネルギーが不足するとき、貯蔵されている熱エネルギーを熱移送ラインＨに放出する。

【0029】

蓄熱装置１５は、蓄熱に対して蓄電が優先される評価指標が用いられ、マイクログリッド１内の発電量が電力消費量を上回り、余剰電力が発生し、かつ蓄電池の容量が最大に達した場合、余剰電力により稼働した熱源装置２０から発生した熱エネルギーを貯蔵する。蓄熱装置１５は、マイクログリッド１内の発電量が電力消費量を下回り、例えば電気料金の高い時間帯で受電電力が増加すると予測された場合、熱源装置２０を稼働させて予め熱エネルギーを貯蔵する。

【0030】

水電解装置１６は、水を電気分解することで水素を製造するエネルギー変換装置である。水電解装置１６により製造された水素は、燃料電池１７において発電に用いることができる。水電解装置１６により製造された水素は、水素貯蔵装置１８に貯蔵される。

【0031】

燃料電池１７は、電気化学反応によって燃料の化学エネルギーを利用して発電する発電装置である。本実施形態における燃料電池１７は、水素を燃料として発電する水素燃料電池である。燃料電池１７は、水電解装置１６により製造され、水素貯蔵装置１８に貯蔵されている水素を利用して発電する。燃料電池１７は、電気化学反応の際に生じる廃熱を回収するコージェネレーションシステムでもある。燃料電池１７により発電された電力は、配電ラインＥに供給される。燃料電池１７により回収された熱は、熱移送ラインＨに供給される。

【0032】

本実施形態における蓄電池１３及び水素貯蔵装置１８は、応答性が異なる蓄エネルギー装置である。本実施形態における応答性は、蓄エネルギー装置の計画的又は突発的な起動及び停止における処理時間を含む。例えば、水電解装置１６は、起動してから水素を安定して製造可能になるまで時間を要するため、水電解装置１６により製造される水素を貯蔵する水素貯蔵装置１８は蓄電池１３と比べて応答性が低い。

【0033】

エネルギーマネジメントシステム１０は、マイクログリッド１に接続される各装置から所定の時間間隔（以下、「計測間隔」とも呼ぶ）で運転データを収集する。また、エネルギーマネジメントシステム１０は、収集した運転データに基づいて生成した運転計画を所定の時間間隔（以下、「制御間隔」とも呼ぶ）で各装置に送信する。

【0034】

エネルギーマネジメントシステム１０は、太陽光発電装置１１に対しては、発電量の収集及び出力の制御を行う。エネルギーマネジメントシステム１０は、バイオマス発電装置１２及び燃料電池１７に対しては、発電量並びに熱回収量の収集及び出力の制御を行う。エネルギーマネジメントシステム１０は、蓄電制御装置１４に対しては、蓄電量の収集及び蓄電池の入出力電力の制御を行う。

【0035】

エネルギーマネジメントシステム１０は、蓄熱装置１５に対しては、蓄熱量の収集及び蓄放熱量の制御を行う。エネルギーマネジメントシステム１０は、水電解装置１６に対しては、水素製造量の収集及び入力電力の制御を行う。エネルギーマネジメントシステム１０は、水素貯蔵装置１８に対しては、水素貯蔵量の収集を行う。エネルギーマネジメントシステム１０は、熱源装置２０に対しては、出力の収集及び放熱量の制御を行う。

【0036】

エネルギーマネジメントシステム１０は、入出力電力の制御（蓄電量の制御）を行う際に、応答性が高い蓄電装置を優先して蓄電するように制御する。本実施形態におけるマイクログリッド１には、応答性が高い蓄電池１３と応答性が低い水電解装置１６とが接続されている。そのため、エネルギーマネジメントシステム１０は、水素製造が優先される評価指標が用いられ、かつ水電解装置１６が水素を製造可能であるときには水電解装置１６を優先して水素製造を行い、水電解装置１６が水素を製造可能でないときには蓄電池１３を優先して充電するように制御する。なお、エネルギーマネジメントシステム１０は、水素製造が優先される評価指標が用いられ、かつ水電解装置１６が水素を製造可能であるときであっても、蓄電池１３を優先して充電し、余剰の電力で水電解装置１６により水素製造を行うように制御してもよい。

【0037】

＜エネルギーマネジメントシステムのハードウェア構成＞
本実施形態におけるエネルギーマネジメントシステムのハードウェア構成を、図２を参照しながら説明する。

【0038】

≪コンピュータのハードウェア構成≫
本実施形態におけるエネルギーマネジメントシステム１０は、例えばコンピュータにより実現される。図２は、本実施形態におけるコンピュータ５００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【0039】

図２に示されているように、コンピュータ５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）５０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０３、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）５０４、入力装置５０５、表示装置５０６、通信Ｉ／Ｆ（Interface）５０７及び外部Ｉ／Ｆ５０８を有する。ＣＰＵ５０１、ＲＯＭ５０２及びＲＡＭ５０３は、いわゆるコンピュータを形成する。コンピュータ５００の各ハードウェアは、バスライン５０９を介して相互に接続されている。なお、入力装置５０５及び表示装置５０６は外部Ｉ／Ｆ５０８に接続して利用する形態であってもよい。

【0040】

ＣＰＵ５０１は、ＲＯＭ５０２又はＨＤＤ５０４等の記憶装置からプログラムやデータをＲＡＭ５０３上に読み出し、処理を実行することで、コンピュータ５００全体の制御や機能を実現する演算装置である。

【0041】

ＲＯＭ５０２は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性の半導体メモリ（記憶装置）の一例である。ＲＯＭ５０２は、ＨＤＤ５０４にインストールされている各種プログラムをＣＰＵ５０１が実行するために必要な各種プログラム、データ等を格納する主記憶装置として機能する。具体的には、ＲＯＭ５０２には、コンピュータ５００の起動時に実行されるＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）、ＥＦＩ（Extensible Firmware Interface）等のブートプログラムや、ＯＳ（Operating System）設定、ネットワーク設定等のデータが格納されている。

【0042】

ＲＡＭ５０３は、電源を切るとプログラムやデータが消去される揮発性の半導体メモリ（記憶装置）の一例である。ＲＡＭ５０３は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等である。ＲＡＭ５０３は、ＨＤＤ５０４にインストールされている各種プログラムがＣＰＵ５０１によって実行される際に展開される作業領域を提供する。

【0043】

ＨＤＤ５０４は、プログラムやデータを格納している不揮発性の記憶装置の一例である。ＨＤＤ５０４に格納されるプログラムやデータには、コンピュータ５００全体を制御する基本ソフトウェアであるＯＳ、及びＯＳ上において各種機能を提供するアプリケーション等がある。なお、コンピュータ５００はＨＤＤ５０４に替えて、記憶媒体としてフラッシュメモリを用いる記憶装置（例えばＳＳＤ：Solid State Drive等）を利用するものであってもよい。

【0044】

入力装置５０５は、ユーザが各種信号を入力するために用いるタッチパネル、操作キーやボタン、キーボードやマウス、音声等の音データを入力するマイクロホン等である。

【0045】

表示装置５０６は、画面を表示する液晶や有機ＥＬ（Electro-Luminescence）等のディスプレイ、音声等の音データを出力するスピーカ等で構成されている。

【0046】

通信Ｉ／Ｆ５０７は、通信ネットワークに接続し、コンピュータ５００がデータ通信を行うためのインタフェースである。

【0047】

外部Ｉ／Ｆ５０８は、外部装置とのインタフェースである。外部装置には、ドライブ装置５１０等がある。

【0048】

ドライブ装置５１０は、記録媒体５１１をセットするためのデバイスである。ここでいう記録媒体５１１には、ＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等のように情報を光学的、電気的あるいは磁気的に記録する媒体が含まれる。また、記録媒体５１１には、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等のように情報を電気的に記録する半導体メモリ等が含まれていてもよい。これにより、コンピュータ５００は外部Ｉ／Ｆ５０８を介して記録媒体５１１の読み取り及び／又は書き込みを行うことができる。

【0049】

なお、ＨＤＤ５０４にインストールされる各種プログラムは、例えば、配布された記録媒体５１１が外部Ｉ／Ｆ５０８に接続されたドライブ装置５１０にセットされ、記録媒体５１１に記録された各種プログラムがドライブ装置５１０により読み出されることでインストールされる。あるいは、ＨＤＤ５０４にインストールされる各種プログラムは、通信Ｉ／Ｆ５０７を介して、通信ネットワークとは異なる他のネットワークよりダウンロードされることでインストールされてもよい。

【0050】

＜エネルギーマネジメントシステムの機能構成＞
本実施形態におけるエネルギーマネジメントシステムの機能構成を、図３を参照しながら説明する。図３は本実施形態におけるエネルギーマネジメントシステム１０の機能構成の一例を示すブロック図である。

【0051】

≪エネルギーマネジメントシステムの機能構成≫
図３に示されているように、本実施形態におけるエネルギーマネジメントシステム１０は、運転データ収集部１０１、状態取得部１０２、需要予測部１０３、特性取得部１０４、供給予測部１０５、最適化部１０６及び運転計画部１０７を含む。

【0052】

運転データ収集部１０１、状態取得部１０２、需要予測部１０３、特性取得部１０４、供給予測部１０５、最適化部１０６及び運転計画部１０７は、図２に示されているＨＤＤ５０４からＲＡＭ５０３上に展開されたプログラムがＣＰＵ５０１に実行させる処理によって実現される。

【0053】

運転データ収集部１０１は、マイクログリッド１に接続される各装置から運転データを収集する。運転データ収集部１０１が運転データを取得する装置は、少なくとも太陽光発電装置１１、バイオマス発電装置１２、蓄電制御装置１４、蓄熱装置１５、水電解装置１６、燃料電池１７及び熱源装置２０を含む。

【0054】

運転データ収集部１０１は、所定の計測間隔で運転データを収集する。所定の計測間隔は、例えば１分としてもよい。計測間隔は、収集元の装置に応じて異なってもよい。

【0055】

状態取得部１０２は、運転データ収集部１０１により収集された運転データに基づいて、マイクログリッド１に接続される各装置の動作状態を取得する。状態取得部１０２が動作状態を取得する装置は、少なくとも水電解装置１６を含む。

【0056】

太陽光発電装置１１から収集される運転データには、太陽光発電装置１１の発電量が含まれる。バイオマス発電装置１２から収集される運転データには、バイオマス発電装置１２の発電量及び熱回収量が含まれる。蓄電制御装置１４から収集される運転データには、第１蓄電池１３－１及び第２蓄電池１３－２の蓄電量及び放電量が含まれる。蓄熱装置１５から収集される運転データには、蓄熱装置１５の蓄熱量及び放熱量が含まれる。

【0057】

水電解装置１６から収集される運転データには、水電解装置１６の入力電力及び水素製造量が含まれる。燃料電池１７から収集される運転データには、燃料電池１７の発電量及び熱回収量が含まれる。水素貯蔵装置１８から収集される運転データには、水素貯蔵装置１８の水素貯蔵量が含まれる。熱源装置２０から収集される運転データには、熱源装置２０の入力電力及び放熱量が含まれる。

【0058】

需要予測部１０３は、運転データ収集部１０１により収集された運転データに基づいて、マイクログリッド１における電力需要、熱需要及び水素需要を予測する。

【0059】

需要予測部１０３は、運転データ収集部１０１により収集された運転データに基づいて、所定の予測期間における需要家３の電力需要量、熱需要量及び水素需要量を予測する。電力需要量、熱需要量及び水素需要量の予測は、各装置が有するセンサ等の実測値に基づいて算出してもよいし、過去の運転データに基づく回帰モデルに基づいて行ってもよい。回帰モデルの構造は、機械学習モデルであってもよく、ニューラルネットワークであってもよく、ディープニューラルネットワークであってもよい。

【0060】

供給予測部１０５は、運転データ収集部１０１により収集された運転データに基づいて、マイクログリッド１における電力供給量、熱エネルギー供給量及び水素供給量を予測する。

【0061】

供給予測部１０５は、運転データ収集部１０１により収集された運転データに基づいて、所定の予測期間における需要家３の電力供給量、熱エネルギー供給量及び水素供給量を予測する。電力供給量、熱エネルギー供給量及び水素供給量の予測は、各装置が有するセンサ等の実測値に基づいて算出してもよいし、過去の運転データに基づく回帰モデルに基づいて行ってもよい。回帰モデルの構造は、機械学習モデルであってもよく、ニューラルネットワークであってもよく、ディープニューラルネットワークであってもよい。

【0062】

特性取得部１０４は、マイクログリッド１に接続される各装置の特性を取得する。特性取得部１０４が特性を取得する装置は、少なくとも第１蓄電池１３－１及び第２蓄電池１３－２を含む。マイクログリッド１に接続される各装置の特性を表す情報は、マイクログリッド１の運営管理者等により予め設定されていてもよいし、運転データに含まれていてもよい。

【0063】

最適化部１０６は、状態取得部１０２により取得された各装置の稼働状態、需要予測部１０３により予測された需要家３の電力需要量、熱需要量及び水素需要量、特性取得部１０４により取得された各装置の特性、及び供給予測部１０５により予測された各装置の電力供給量、熱エネルギー供給量及び水素供給量に基づいて、予め設定された評価指標を最も満足するような各装置の運転計画を作成する。

【0064】

運転計画部１０７は、最適化部１０６が生成した運転計画をマイクログリッド１に接続される各装置に送信する。運転計画部１０７が運転計画を送信する装置は、少なくとも太陽光発電装置１１、バイオマス発電装置１２、蓄電制御装置１４、蓄熱装置１５、水電解装置１６、燃料電池１７及び熱源装置２０を含む。

【0065】

運転計画部１０７は、所定の制御間隔で運転計画を送信する。所定の制御間隔は、例えば１０分としてもよい。制御間隔は、送信先の装置に応じて異なってもよい。

【0066】

＜エネルギーマネジメントシステムの処理手順＞
本実施形態におけるエネルギーマネジメントシステム１０が実行するエネルギー管理方法の処理手順を、図４を参照しながら説明する。図４は、本実施形態におけるエネルギー管理方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【0067】

ステップＳ１において、エネルギーマネジメントシステム１０の運転データ収集部１０１は、蓄電制御装置１４及び水電解装置１６から運転データを収集する。運転データ収集部１０１は、収集した運転データをＨＤＤ５０４等の記憶装置に記憶する。

【0068】

ステップＳ２において、エネルギーマネジメントシステム１０の状態取得部１０２は、記憶装置に記憶されている運転データを読み出す。状態取得部１０２は、読み出した運転データに基づいて、水電解装置１６の稼働状態を取得する。状態取得部１０２は、取得した水電解装置１６の稼働状態を最適化部１０６に送る。

【0069】

水電解装置１６の稼働状態は、水電解装置１６が水素を製造可能な状態であるか否かを判別可能な情報である。水電解装置１６の稼働状態は、水電解装置１６から収集した運転データにおける水素製造量の変化量に基づいて決定することができる。水電解装置１６から収集した運転データに稼働状態を表す情報が含まれていれば、その情報を取得すればよい。

【0070】

ステップＳ３において、エネルギーマネジメントシステム１０の最適化部１０６は、状態取得部１０２から水電解装置１６の稼働状態を受け取る。最適化部１０６は、水電解装置１６の稼働状態に基づいて、蓄電池１３と水電解装置１６との運転優先順位を決定する。

【0071】

運転優先順位とは、各時刻における充放電において優先的に利用する順番を表す情報である。すなわち、充電時には、まず、運転優先順位が高い蓄電装置を充電し、満充電となったとき運転優先順位が次に高い蓄電装置を充電する制御を行う。また、放電時には、まず、運転優先順位が高い蓄電装置から放電し、十分な出力が得られなくなったとき運転優先順位が次に高い蓄電装置から放電する制御を行う。

【0072】

最適化部１０６は、水素製造が優先される評価指標が用いられ、かつ水電解装置１６が水素を製造可能な稼働状態であるとき、水電解装置１６の運転優先順位を上昇させる。最適化部１０６は、水電解装置１６が水素を製造可能な稼働状態でないとき、蓄電池１３の運転優先順位を上昇させる。水電解装置１６は蓄電池１３と比較して、起動及び停止に要する時間が長いため、水素を製造可能な稼働状態でないときは蓄電池１３を優先して充放電に利用すると効率的である。

【0073】

最適化部１０６は、水電解装置１６の稼働状態に関わらず、蓄電池１３の運転優先順位を水電解装置１６よりも高く設定してもよい。蓄電池１３は自己放電により蓄電量が漸減する特性を有する。例えば、蓄電池１３は満充電の状態から一か月経過する間に蓄電量が５％減少する。一方、水電解装置１６により製造された水素は経時的に減少することはない。したがって、蓄電池１３に貯蔵されている電力を優先的に使用するために、蓄電池１３の運転優先順位を高く設定すると効率的な場合がある。

【0074】

ステップＳ４において、エネルギーマネジメントシステム１０の最適化部１０６は、ステップＳ３で決定した運転優先順位に基づいて、蓄電池１３及び水電解装置１６それぞれの充放電計画を含む運転計画を作成する。充放電計画は、所定の時間区間における蓄電量及び放電量を指示する情報である。運転計画部１０７は、最適化部１０６が作成した運転計画を、蓄電制御装置１４及び水電解装置１６に送信する。

【0075】

当該運転計画によれば、水素製造が優先される評価指標が用いられ、かつ水電解装置１６が水素を製造可能な稼働状態であるとき、水電解装置１６を優先的に充電する制御が行われる。逆に、水電解装置１６が水素を製造可能な稼働状態でないとき、蓄電池１３を優先的に充電する制御が行われる。なお、蓄電池１３を充電するとき、第１蓄電池１３－１又は第２蓄電池１３－２のいずれを優先的に充電するかは、任意の方法で決定すればよい。

【0076】

運転計画に含まれる充放電計画が達成できず、水電解装置１６が水素を製造可能な稼働状態であるにも関わらず、水素製造に必要な電力が水電解装置１６に供給できなくなる場合が考えられる。この場合、エネルギーマネジメントシステム１０は、蓄電池１３の放電量を上昇させ、水電解装置１６に水素製造に必要な電力が供給されるように制御してもよい。

【0077】

＜第１実施形態の効果＞
本実施形態におけるエネルギーマネジメントシステムは、複数種類の蓄エネルギー装置を含むマイクログリッドにおいて、蓄エネルギー装置の種類に応じた運転優先順位を決定し、その運転優先順位に従って、蓄エネルギー装置それぞれの運転計画を作成する。したがって、本実施形態におけるエネルギーマネジメントシステムによれば、種類が異なる複数の蓄エネルギー装置を含むマイクログリッドを効率的に運用することができる。

【0078】

本実施形態におけるエネルギーマネジメントシステムは、燃料電池の燃料となる水素を貯蔵する水素貯蔵装置と、余剰電力を貯蔵する蓄電装置とを含むマイクログリッドにおいて、水素を製造する水電解装置の稼働状態に基づいて運転優先順位を決定する。具体的には、水素製造が優先される評価指標が用いられ、かつ水電解装置が水素を製造可能な稼働状態であるとき、水電解装置の運転優先順位を上昇させ、水素を製造可能な稼働状態でないとき、蓄電装置の運転優先順位を上昇させる制御を行う。したがって、本実施形態におけるエネルギーマネジメントシステムによれば、水素貯蔵装置及び蓄電装置を含むマイクログリッドを効率的に運用することができる。

【0079】

［第２実施形態］
本開示の第２実施形態におけるマイクログリッドは、再生可能エネルギー発電装置及びコージェネレーションシステムを含むエネルギー生成設備と、複数種類の蓄エネルギー装置を含む蓄エネルギー設備とを有する。本実施形態における蓄エネルギー装置は、一例として、電力を貯蔵する蓄電装置、及び熱エネルギーを貯蔵する蓄熱装置を含む。すなわち、本実施形態におけるマイクログリッドは、複数種類のエネルギーを生成し、貯蔵し、供給する機能を有する。

【0080】

本実施形態におけるマイクログリッドでは、エネルギーの需要側には、電力を利用する機器と、熱エネルギーを利用する機器とが存在する。また、エネルギーの供給側には、電力を生成する機器（例えば、太陽光発電装置１１及び燃料電池１７）と、電力及び熱エネルギーを生成する機器（例えば、バイオマス発電装置１２）とが存在する。さらに、エネルギーの貯蔵設備として、電力を貯蔵する機器（蓄電池１３及び水素貯蔵装置１８）と、熱エネルギーを貯蔵する機器（蓄熱装置１５）とが存在する。本実施形態では、複数種類のエネルギーに関する需要と供給が存在するマイクログリッドを効率的に運用することが可能なエネルギーマネジメントシステムを実現する。

【0081】

＜エネルギーマネジメントシステムの処理手順＞
本実施形態におけるエネルギーマネジメントシステム１０が実行するエネルギー管理方法の処理手順を、図５を参照しながら説明する。図５は、本実施形態におけるエネルギー管理方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【0082】

ステップＳ１１において、エネルギーマネジメントシステム１０の運転データ収集部１０１は、太陽光発電装置１１、バイオマス発電装置１２、蓄電制御装置１４、蓄熱装置１５、水電解装置１６及び燃料電池１７から運転データを収集する。運転データ収集部１０１は、収集した運転データをＨＤＤ５０４等の記憶装置に記憶する。

【0083】

ステップＳ１２において、エネルギーマネジメントシステム１０の需要予測部１０３は、記憶装置に記憶されている運転データを読み出す。需要予測部１０３は、読み出した運転データに基づいて、マイクログリッド１における電力需要を予測する。需要予測部１０３は、マイクログリッド１における電力需要を運転計画部１０７に送る。

【0084】

ステップＳ１３において、エネルギーマネジメントシステム１０の需要予測部１０３は、ステップＳ１２で読み出した運転データに基づいて、マイクログリッド１における熱需要を予測する。需要予測部１０３は、マイクログリッド１における熱需要を運転計画部１０７に送る。

【0085】

ステップＳ１４において、エネルギーマネジメントシステム１０の需要予測部１０３は、ステップＳ１２で読み出した運転データに基づいて、マイクログリッド１における水素需要を予測する。需要予測部１０３は、マイクログリッド１における水素需要を運転計画部１０７に送る。

【0086】

ステップＳ１５において、エネルギーマネジメントシステム１０の運転計画部１０７は、記憶装置に記憶されている運転データを読み出す。また、運転計画部１０７は、需要予測部１０３からマイクログリッド１における電力需要、熱需要及び水素需要を受け取る。

【0087】

運転計画部１０７は、マイクログリッド１における電力需要を満たすように、蓄電制御装置１４及び水電解装置１６それぞれの運転計画を作成する。具体的には、運転計画部１０７は、運転データに含まれる太陽光発電装置１１、バイオマス発電装置１２及び燃料電池１７の発電量の総和と、マイクログリッド１における電力需要との差分を満たすように、蓄電池１３及び水電解装置１６それぞれの充放電計画を含む運転計画を作成する。運転計画部１０７は、作成した運転計画を、蓄電制御装置１４及び水電解装置１６に送信する。

【0088】

運転計画部１０７は、マイクログリッド１における水素需要を満たすように、水電解装置１６の運転計画を作成してもよい。具体的には、運転計画部１０７は、運転データに含まれる水電解装置１６の水素製造量と、マイクログリッド１における水素需要との差分を満たすように、水電解装置１６の水素製造計画を含む運転計画を作成する。運転計画部１０７は、作成した運転計画を、水電解装置１６に送信する。

【0089】

運転計画部１０７は、マイクログリッド１における熱需要を満たすように、蓄熱装置１５の運転計画を作成する。具体的には、運転計画部１０７は、運転データに含まれるバイオマス発電装置１２の発熱量と、マイクログリッド１における熱需要との差分を満たすように、蓄熱装置１５の蓄熱計画を含む運転計画を作成する。蓄熱計画は、所定の時間区間における蓄熱量及び放熱量を指示する情報である。運転計画部１０７は、作成した運転計画を、蓄熱装置１５に送信する。

【0090】

当該運転計画によれば、マイクログリッド１における電力需要を満たすように、第１蓄電池１３－１、第２蓄電池１３－２及び水電解装置１６を制御することができる。また、マイクログリッド１における熱需要を満たすように、蓄熱装置１５を制御することができる。

【0091】

＜第２実施形態の効果＞
本実施形態におけるエネルギーマネジメントシステムは、水電解装置、蓄熱装置及び蓄電装置を含むマイクログリッドにおいて、マイクログリッドの電力需要を満たすように、水電解装置及び蓄電装置それぞれの運転計画を作成し、マイクログリッドの熱需要を満たすように、蓄熱装置の運転計画を作成する。したがって、本実施形態におけるエネルギーマネジメントシステムによれば、水電解装置、蓄熱装置及び蓄電装置を含むマイクログリッドを効率的に運用することができる。

【0092】

［第３実施形態］
本開示の第３実施形態におけるマイクログリッドは、複数種類の蓄電装置を含む蓄電設備を有する。本実施形態における蓄電装置は、一例として、複数のリチウムイオン電池及びＮＡＳ電池を含む。

【0093】

蓄電装置は、電力を貯蔵するための材料物質やその実装に応じた運転特性を有している。また、種類が同一の蓄電装置であっても充放電回数や容量等の特性に応じて運用を異ならせたい場合がある。本実施形態では、複数種類の蓄電装置を含むマイクログリッドを効率的に運用することが可能なエネルギーマネジメントシステムを実現する。

【0094】

＜エネルギーマネジメントシステムの処理手順＞
本実施形態におけるエネルギーマネジメントシステム１０が実行するエネルギー管理方法の処理手順を、図６を参照しながら説明する。図６は、本実施形態におけるエネルギー管理方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【0095】

ステップＳ２１において、エネルギーマネジメントシステム１０の運転データ収集部１０１は、太陽光発電装置１１、バイオマス発電装置１２、蓄電制御装置１４、水電解装置１６及び燃料電池１７から運転データを収集する。運転データ収集部１０１は、収集した運転データをＨＤＤ５０４等の記憶装置に記憶する。

【0096】

ステップＳ２２において、エネルギーマネジメントシステム１０の特性取得部１０４は、第１蓄電池１３－１及び第２蓄電池１３－２それぞれの特性を取得する。特性取得部１０４は、取得した第１蓄電池１３－１及び第２蓄電池１３－２それぞれの特性を最適化部１０６に送る。

【0097】

特性取得部１０４は、マイクログリッド１の運営管理者等により予め設定されている特性を読み出すことができる。蓄電制御装置１４から収集した運転データに第１蓄電池１３－１及び第２蓄電池１３－２それぞれの特性を表す情報が含まれていれば、その情報を取得すればよい。

【0098】

ステップＳ２３において、エネルギーマネジメントシステム１０の最適化部１０６は、特性取得部１０４から第１蓄電池１３－１及び第２蓄電池１３－２それぞれの特性を受け取る。最適化部１０６は、第１蓄電池１３－１及び第２蓄電池１３－２それぞれの特性に基づいて、第１蓄電池１３－１と第２蓄電池１３－２との運転優先順位を決定する。最適化部１０６は、決定した運転優先順位を運転計画部１０７に送る。

【0099】

例えば、種類が異なる蓄電池１３は、応答性や利用環境が異なる。ＮＡＳ電池は、自己放電率が低いが、動作時に３００℃以上に加熱する必要がある。一方、リチウムイオン電池は、自己放電率が比較的高いが、利用環境の制限は少ない。この場合、最適化部１０６は、リチウムイオン電池の運転優先順位をＮＡＳ電池の運転優先順位よりも高く設定する。

【0100】

例えば、素材が同一の蓄電池１３であっても、蓄電可能容量、使用年数又は充放電回数によって、優先的に使用したい蓄電池１３が変わることがある。例えば、リチウムイオン電池は、１回の充放電における変化量が最大蓄電量に対して小さい場合、利用効率が低下する。充放電を頻繁に繰り返す環境であれば、蓄電可能容量が小さいリチウムイオン電池を優先的に充放電に利用することで、この問題を軽減することができる。この場合、最適化部１０６は、蓄電可能容量が小さいリチウムイオン電池の運転優先順位を蓄電可能容量が大きいリチウムイオン電池の運転優先順位よりも高く設定する。

【0101】

また、例えば、使用年数が長い又は充放電回数が多い蓄電池は、残りの寿命が短い可能性が高い。そのため、使用年数が長い又は充放電回数が多い蓄電池を優先的に充放電に利用することで、その蓄電池を使い切った上で新たな蓄電池に交換する運用を実現することができる。この場合、最適化部１０６は、充放電回数が多い蓄電池の運転優先順位を充放電回数が少ない蓄電池の運転優先順位よりも高く設定する。

【0102】

ステップＳ２４において、エネルギーマネジメントシステム１０の運転計画部１０７は、最適化部１０６から優先順位を受け取る。運転計画部１０７は、優先順位に基づいて、第１蓄電池１３－１と第２蓄電池１３－２との充放電計画を含む運転計画を作成する。運転計画部１０７は、作成した運転計画を、蓄電制御装置１４に送信する。

【0103】

当該運転計画によれば、第１蓄電池１３－１及び第２蓄電池１３－２それぞれの特性に応じていずれかの蓄電池１３を優先的に充放電する制御が行われる。例えば、リチウムイオン電池及びＮＡＳ電池を含むマイクログリッドにおいて、リチウムイオン電池を優先して充放電に利用することができる。例えば、蓄電可能容量が異なる複数の充電池を含むマイクログリッドにおいて、蓄電可能容量が小さい充電池を優先して充放電に利用することができる。例えば、使用年数が異なる複数の充電池を含むマイクログリッドにおいて、使用年数が長い充電池を優先して充放電に利用することができる。

【0104】

＜第３実施形態の効果＞
本実施形態におけるエネルギーマネジメントシステムは、複数種類の蓄電装置を含むマイクログリッドにおいて、蓄電装置それぞれの特性に基づいて、運転優先順位を決定する。具体的には、蓄電可能容量、使用年数、充放電回数又は素材に基づいて、蓄電装置の運転優先順位を決定する。したがって、本実施形態におけるエネルギーマネジメントシステムによれば、複数種類の蓄電装置を含むマイクログリッドを効率的に運用することができる。

【0105】

［補足］
上記の実施形態における蓄電池１３及び蓄電制御装置１４は、蓄電システムの一例である。蓄熱装置１５は、蓄熱システムの一例である。水電解装置１６及び水素貯蔵装置１８は、蓄水素システムの一例である。

【0106】

なお、上記実施形態において熱移送ラインＨを通じて熱を移送しているが、熱を搬送するためには、水、空気、熱媒などの媒体が必要となる。蓄熱装置１５のタイプとして、熱移送ラインＨ内を通流する媒体に直接熱を貯めるタイプの蓄熱装置（例えば、温水・冷水・氷・蒸気を貯めるタイプ）と、蓄熱材（ゼオライト、ハスクレイ、化学蓄熱材など）に熱を貯めておき利用時に媒体と熱交換するタイプの蓄熱装置の２種類の蓄熱装置を備えた構成でもよい。この場合において、媒体に直接熱を貯めるタイプは、自然放熱量も比較的高いので蓄熱量が減衰しやすい（数日で２～５割減）特徴があり、蓄熱材に熱を貯めるタイプは自然放熱量も比較的少なく蓄熱量が減衰しにくい（１年以上でも１０％減程度）という特徴がある。このような前提において、熱の需要があると予想される場合には、媒体に熱を直接貯めるタイプの蓄熱装置を優先することで、熱変換のロスを減らすとともに熱需要に対して早く対応することができ、熱需要が無いと予測される場合には、蓄熱材タイプの蓄熱装置を優先して蓄熱を行うことで、比較的長期間蓄熱量を確保することができる。

【0107】

また、上記実施形態において、バイオマス発電装置１２は、発電装置であり発熱装置でもある。このように複数種類（電気・熱・水素）のエネルギーを発する創エネ装置を稼働させる場合には、対応する種類の蓄エネ装置をセットで稼働させるようにすることが好ましい。バイオマス発電装置１２や燃料電池１７を稼働させる場合は、蓄熱装置１５と蓄電池１３を稼働させる制御を行うことが望ましい。逆に言うと、蓄熱装置１５と蓄電池１３の両方に容量の余裕がない場合は、複数種類のエネルギーを発生させる装置の稼働を抑え、単一種類のエネルギーを発生させる装置の稼働を優先させることができる。

【0108】

また、上記実施形態において、水素は水素需要、電気需要（燃料電池１７による変換）、熱需要（水素ボイラ１９による変換）に応えることができるが、変換効率の高くないエネルギーについては、直接利用を優先することが望ましい。

【0109】

また、本発明は、マイクログリッドシステムのリニューアル工事やシステム更新・改変において高い効果を奏する。具体的には、旧システムの蓄エネ装置（蓄電池など）を利用してシステムを更新するような場合に、新旧の蓄エネ装置が混在したシステムができることになる。この場合において、それぞれの特性を設定することで容易に優先順位などを変更できる。

【0110】

上記で説明した実施形態の各機能は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や従来の回路モジュール等の機器を含むものとする。

【0111】

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

【符号の説明】

【0112】

１ マイクログリッド
２ グリッド
３ 需要家
１０ エネルギーマネジメントシステム
１１ 太陽光発電装置
１２ バイオマス発電装置
１３ 蓄電池
１４ 蓄電制御装置
１５ 蓄熱装置
１６ 水電解装置
１７ 燃料電池
１８ 水素貯蔵装置
１９ 水素ボイラ
２０ 熱源装置
１０１ 運転データ収集部
１０２ 状態取得部
１０３ 需要予測部
１０４ 特性取得部
１０５ 供給予測部
１０６ 最適化部
１０７ 運転計画部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】