特開 2024-75276 制御システムおよび制御方法

(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】P2024075276

(43)【公開日】2024-06-03

(54)【発明の名称】制御システムおよび制御方法

(51)【国際特許分類】

   G06Q 50/06 20240101AFI20240527BHJP

【ＦＩ】

G06Q50/06

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022186612

(22)【出願日】2022-11-22

(71)【出願人】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003177

【氏名又は名称】弁理士法人旺知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】飯坂 達也

(72)【発明者】

【氏名】林 巨己

(72)【発明者】

【氏名】近藤 英幸

(72)【発明者】

【氏名】石橋 直人

【テーマコード（参考）】

5L049

5L050

【Ｆターム（参考）】

5L049CC06

5L050CC06

(57)【要約】

【課題】蓄電システムを利用した買電および売電を効率的に制御する。
【解決手段】制御システム２０は、電力系統に接続された蓄電システムを制御するシステムであり、電力市場価格の予測価格の時系列を表す価格遷移を取得する価格取得部３１と、蓄電システムを利用した買電および売電について取引計画を取得する計画取得部３２と、価格遷移のもとで取引計画により電力を取引した場合の収益を算定する収益解析部３３と、蓄電システムによる充電および放電を取引計画に応じて制御する動作制御部３５とを具備する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力系統に接続された蓄電システムを制御する制御システムであって、
電力市場価格の予測価格の時系列を表す価格遷移を取得する価格取得部と、
前記蓄電システムを利用した買電および売電について取引計画を取得する計画取得部と、
前記価格遷移のもとで前記取引計画により電力を取引した場合の収益を算定する収益解析部と、
前記蓄電システムによる充電および放電を前記取引計画に応じて制御する動作制御部と
を具備する制御システム。

【請求項2】

前記価格取得部は、複数の価格遷移を取得し、
前記計画取得部は、複数の取引計画を取得し、
前記収益解析部は、前記複数の価格遷移の各々と前記複数の取引計画の各々との組合せ毎に収益を算定する
請求項１の制御システム。

【請求項3】

前記収益解析部は、
前記価格遷移と前記取引計画との相異なる組合せに対応する複数の収益を算定し、
前記複数の収益に応じて前記複数の取引計画の何れかを選択し、
前記動作制御部は、前記選択された取引計画に応じて前記蓄電システムを制御する
請求項２の制御システム。

【請求項4】

前記収益解析部は、前記取引計画の選択において、
複数の取引計画の各々について、当該取引計画に対応する複数の収益の平均値と、前記複数の収益の散布度とに応じた評価指標を算定し、前記評価指標に応じて前記取引計画を選択する
請求項３の制御システム。

【請求項5】

前記価格取得部は、複数の電力市場の各々について前記価格遷移を取得し、
前記取引計画は、前記買電および前記売電について前記複数の電力市場の何れかの指定を含む
請求項１の制御システム。

【請求項6】

前記複数の電力市場は、需給調整市場を含み、
前記需給調整市場の前記価格遷移は、容量価格と電力量価格とに応じた予測価格の時系列を表す
請求項５の制御システム。

【請求項7】

前記複数の電力市場の各々において前記取引計画により取引した場合の収益を、前記電力市場毎に相異なる表示態様で表示装置に表示する表示制御部
をさらに具備する請求項５または請求項６の制御システム。

【請求項8】

電力系統に接続された蓄電システムを制御する方法であって、
電力市場価格の予測価格の時系列を表す価格遷移を取得し、
前記蓄電システムを利用した買電および売電について取引計画を取得し、
前記価格遷移のもとで前記取引計画により電力を取引した場合の収益を算定し、
前記蓄電システムによる充電および放電を前記取引計画に応じて制御する
コンピュータシステムにより実現される制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電力系統に接続された蓄電システムを制御する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば太陽光発電または風力発電等の発電システムにより発電された電力の売電が従来から提案されている。特許文献１には、売電による収益を最大化するための売電計画を作成する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－８７８８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

蓄電システムを利用することで買電および売電の双方を含む取引が可能である。蓄電システムの利用を考慮すると、買電および売電の双方の取引について計画を生成することが重要である。以上の事情を考慮して、本開示のひとつの態様は、蓄電システムを利用した買電および売電を効率的に制御することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

以上の課題を解決するために、本開示のひとつの態様に係る制御システムは、電力系統に接続された蓄電システムを制御する制御システムであって、電力市場価格の予測価格の時系列を表す価格遷移を取得する価格取得部と、前記蓄電システムを利用した買電および売電について取引計画を取得する計画取得部と、前記価格遷移のもとで前記取引計画により電力を取引した場合の収益を算定する収益解析部と、前記蓄電システムによる充電および放電を前記取引計画に応じて制御する動作制御部とを具備する。

【0006】

本開示のひとつの態様に係る制御方法は、電力系統に接続された蓄電システムを制御する方法であって、電力市場価格の予測価格の時系列を表す価格遷移を取得し、前記蓄電システムを利用した買電および売電について取引計画を取得し、前記価格遷移のもとで前記取引計画により電力を取引した場合の収益を算定し、前記蓄電システムによる充電および放電を前記取引計画に応じて制御する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態における電力取引システムの構成を例示するブロック図である。

【図2】制御システムの構成を例示するブロック図である。

【図3】制御システムの機能的な構成を例示するブロック図である。

【図4】価格遷移の模式図である。

【図5】取引計画の模式図である。

【図6】収益解析部の動作の説明図である。

【図7】解析画像の模式図である。

【図8】制御処理のフローチャートである。

【図9】第３実施形態における価格遷移の模式図である。

【図10】第３実施形態における取引計画の模式図である。

【図11】第３実施形態における解析画像の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本開示を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する形態は、本開示を実施する場合に想定される例示的な一形態である。したがって、本開示の範囲は、以下に例示する形態には限定されない。

【0009】

Ａ：第１実施形態
図１は、第１実施形態における電力取引システム１００のブロック図である。第１実施形態の電力取引システム１００は、電力系統２００との間で交流電力を授受するシステムである。電力系統２００は、発電設備（図示略）により生成された電力を事業設備または一般家庭等の需要家に供給するための配電系統である。

【0010】

図１に例示される通り、電力取引システム１００は、蓄電システム１０と制御システム２０とを具備する。蓄電システム１０と制御システム２０とは、例えば専用線等の通信網（図示略）を介して相互に通信可能である。

【0011】

蓄電システム１０は、電力系統２００に接続される。蓄電システム１０は、充電および放電が可能な蓄電装置１１を具備する。蓄電装置１１は、電力系統２００から供給される電力により充電され、放電により発生した電力を電力系統２００に供給する蓄電池である。制御システム２０は、蓄電システム１０を制御するためのコンピュータシステムである。具体的には、制御システム２０は、蓄電システム１０に対して放電および充電を指示する。

【0012】

図２は、制御システム２０の構成を例示するブロック図である。図２に例示される通り、制御システム２０は、制御装置２１と記憶装置２２と通信装置２３と操作装置２４と表示装置２５とを具備する。なお、制御システム２０は、単体の装置により実現されるほか、相互に別体で構成された複数の装置でも実現される。また、制御システム２０の一部または全部は、蓄電システム１０に搭載されてもよい。

【0013】

制御装置２１は、制御システム２０の各要素を制御する単数または複数のプロセッサで構成される。具体的には、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の１種類以上のプロセッサにより、制御装置２１が構成される。

【0014】

記憶装置２２は、制御装置２１が実行するプログラムと制御装置２１が使用するデータとを記憶する単数または複数のメモリである。記憶装置２２は、例えば磁気記録媒体または半導体記録媒体等の公知の記録媒体で構成される。複数種の記録媒体の組合せにより記憶装置２２が構成されてもよい。制御システム２０に対して着脱される可搬型の記録媒体が、記憶装置２２として利用されてもよい。

【0015】

通信装置２３は、外部装置との間で有線または無線により通信する。具体的には、通信装置２３は、蓄電システム１０と通信する。例えば、通信装置２３は、充電または放電の指令を蓄電システム１０に送信する。なお、制御システム２０とは別体の通信装置２３が、制御システム２０に有線または無線により接続されてもよい。

【0016】

操作装置２４は、例えば制御システム２０の利用者からの指示を受付ける入力機器である。操作装置２４は、例えば、利用者が操作する操作子、または、利用者による接触を検知するタッチパネルである。表示装置２５は、制御装置２１による制御のもとで画像を表示する。表示装置２５は、例えば、液晶表示パネルまたは有機ＥＬ（Electroluminescence）パネル等の表示パネルである。なお、制御システム２０とは別体の操作装置２４または表示装置２５が、制御システム２０に有線または無線により接続されてもよい。

【0017】

図３は、制御システム２０の機能的な構成を例示するブロック図である。制御装置２１は、記憶装置２２に記憶されたプログラムを実行することで、蓄電システム１０を制御するための複数の機能（価格取得部３１，計画取得部３２，収益解析部３３，表示制御部３４，動作制御部３５）を実現する。

【0018】

価格取得部３１は、複数の価格遷移Ｐを取得する。図４は、価格遷移Ｐ（Ｐ1，Ｐ2，…）の模式図である。各価格遷移Ｐは、電力市場価格の予測価格の時系列を表すデータである。予測価格は、買電および売電のための価格の予測値である。図４に例示される通り、価格遷移Ｐは、時刻毎の予測価格の時系列である。具体的には、価格遷移Ｐは、１日（０:００－２４:００）を３０分毎に区分する合計４８個の時刻の各々について予測価格を含む。各時刻における予測価格は、価格遷移Ｐ毎に個別に設定される。したがって、複数の価格遷移Ｐ（Ｐ1，Ｐ2，…）における１個の時刻の予測価格は相違し得る。ただし、複数の価格遷移Ｐの間において部分的に予測価格が共通してもよい。

【0019】

第１実施形態の価格取得部３１は、価格予測システム（図示略）から配信される価格遷移Ｐを通信装置２３により受信する。価格予測システムは、気象情報または暦情報等の各種の情報を利用して電力市場価格を予測するコンピュータシステムである。なお、価格取得部３１自身が、電力市場価格の予測により価格遷移Ｐを生成してもよい。また、価格取得部３１は、操作装置２４に対する価格遷移Ｐの入力を利用者から受付けてもよい。価格取得部３１は、記憶装置２２に記憶されたデータの読出により価格遷移Ｐを取得してもよい。以上の説明から理解される通り、価格遷移Ｐの「取得」は、価格遷移Ｐの受信、生成、受付および読出等の各種の動作を含む。

【0020】

図３の計画取得部３２は、複数の取引計画Ｑを取得する。図５は、取引計画Ｑ（Ｑ1，Ｑ2，…）の模式図である。各取引計画Ｑは、蓄電システム１０を利用した買電および売電の計画を表すデータである。図５に例示される通り、取引計画Ｑは、蓄電システム１０を利用した買電および売電の時刻を指定する。具体的には、価格遷移Ｐにおいて予想価格が設定される複数の時刻の何れかについて買電または売電が指定される。買電または売電の時刻は取引計画Ｑ毎に個別に設定される。したがって、買電または売電の時刻は取引計画Ｑ毎に相違し得る。ただし、複数の取引計画Ｑ（Ｑ1，Ｑ2，…）の間において買電および売電の一方の時刻が共通してもよい。

【0021】

第１実施形態の計画取得部３２は、例えば１日の複数の時刻から買電および売電の各時刻を選択する全通りの組合せについて取引計画Ｑを生成する。なお、計画取得部３２は、操作装置２４に対する取引計画Ｑの入力を利用者から受付けてもよい。例えば、計画取得部３２は、買電および売電の各々の時刻の指定を利用者から受付ける。計画取得部３２は、外部システムから配信される取引計画Ｑを通信装置２３により受信してもよい。計画取得部３２は、記憶装置２２に記憶されたデータの読出により取引計画Ｑを取得してもよい。以上の説明から理解される通り、取引計画Ｑの「取得」は、取引計画Ｑの生成、受付、受信および読出等の各種の動作を含む。

【0022】

図３の収益解析部３３は、価格取得部３１が取得した各価格遷移Ｐと計画取得部３２が取得した各取引計画Ｑとを利用して収益Ｒを算定する。図６は、収益解析部３３の動作の説明図である。収益Ｒは、価格遷移Ｐのもとで取引計画Ｑにより電力を取引した場合の利益額である。具体的には、収益Ｒは、売電価格Ｘと買電価格Ｙとの差分である（Ｒ＝Ｘ－Ｙ）。売電価格Ｘは、価格遷移Ｐに指定された複数の予測価格のうち、取引計画Ｑに指定された売電の時刻における予測価格である。他方、買電価格Ｙは、価格遷移Ｐに指定された複数の予測価格のうち、取引計画Ｑに指定された買電の時刻における予測価格である。

【0023】

第１実施形態の収益解析部３３は、複数の価格遷移Ｐ（Ｐ1，Ｐ2，…）の各々と複数の取引計画Ｑ（Ｑ1，Ｑ2，…）の各々との組合せ毎に収益Ｒを算定する。具体的には、収益解析部３３は、複数の価格遷移Ｐ（Ｐ1，Ｐ2，…）の各々と複数の取引計画Ｑ（Ｑ1，Ｑ2，…）の各々との全通りの組合せについて収益Ｒを算定する。すなわち、価格遷移Ｐと取引計画Ｑとの相異なる組合せに対応する複数の収益Ｒが、収益解析部３３により算定される。

【0024】

図３の表示制御部３４は、収益解析部３３による解析の結果を表す画像（以下「解析画像Ｇ」という）を表示装置２５に表示する。図７は、解析画像Ｇの模式図である。図７に例示される通り、解析画像Ｇは、買電時刻と収益Ｒとの相関を表す画像（散布図）である。なお、実際には売電時刻と買電時刻との相異なる組合せ毎に収益Ｒが算定されるが、図７の解析画像Ｇにおいては、特定の売電時刻のもとで買電時刻を変化させた複数の場合の各々における収益Ｒが便宜的に例示されている。

【0025】

図７に例示される通り、解析画像Ｇにおいては、横軸で表現される複数の買電時刻の各々について、相異なる価格遷移Ｐに対応する複数の収益Ｒに対応する点画像Ｇpが描画される。複数の収益Ｒの最大値Ｒmaxと平均値Ｒaveと最小値Ｒminとが買電時刻毎に算定される。

【0026】

表示制御部３４は、最大値曲線Ｃmaxと平均値曲線Ｃaveと最小値曲線Ｃminとを表示装置２５に表示する。最大値曲線Ｃmaxは、複数の買電時刻にわたる最大値Ｒmaxの時系列を近似する曲線である。平均値曲線Ｃaveは、複数の買電時刻にわたる平均値Ｒaveの時系列を近似する曲線である。最小値曲線Ｃminは、複数の買電時刻にわたる最小値Ｒminの時系列を近似する曲線である。

【0027】

以上の説明から理解される通り、利用者は、解析画像Ｇを視認することで、買電時刻に対する収益Ｒの増減の傾向を視覚的に把握できる。例えば、利用者は、最大値Ｒmaxまたは平均値Ｒaveが最大となる買電時刻、または、収益Ｒの最小値Ｒminが正数となる買電時刻を把握できる。

【0028】

なお、以上の説明においては、特定の売電時刻のもとで買電時刻を変化させた各場合の収益Ｒを表す解析画像Ｇを例示したが、特定の買電時刻のもとで売電時刻を変化させた各場合の収益Ｒを表す解析画像Ｇも、表示装置２５に表示される。

【0029】

第１実施形態の収益解析部３３は、収益Ｒを解析した結果に応じて複数の取引計画Ｑの何れか（以下「最適計画Ｑ」という）を選択する。具体的には、収益解析部３３は、所定の条件（以下「抽出条件」という）を充足する取引計画Ｑを最適計画Ｑとして選択する。

【0030】

抽出条件は、例えば操作装置２４に対する利用者からの指示に応じて設定される。例えば、記憶装置２２に記憶された複数の抽出条件のうちの１以上の抽出条件が、利用者からの指示に応じて選択される。具体的には、収益Ｒの最大値Ｒmaxが最大となる取引計画Ｑであること、収益Ｒの平均値Ｒaveが最大となる取引計画Ｑであること、または、最小値Ｒminが正数となる取引計画Ｑであること、等の複数の抽出条件のうち１以上の抽出条件が、最適計画Ｑの選択に適用される。

【0031】

図３の動作制御部３５は、蓄電システム１０による充電および放電を取引計画Ｑに応じて制御する。第１実施形態の動作制御部３５は、収益解析部３３が選択した最適計画Ｑに応じて蓄電システム１０を制御する。具体的には、動作制御部３５は、最適計画Ｑに指定された買電時刻において、充電の指令を通信装置２３から蓄電システム１０に送信する。制御システム２０から充電の指令を受信した蓄電システム１０は、電力系統２００から供給される電力により蓄電装置１１を充電する。また、動作制御部３５は、最適計画Ｑに指定された売電時刻において、放電の指令を通信装置２３から蓄電システム１０に送信する。制御システム２０から放電の指令を受信した蓄電システム１０は、蓄電装置１１の放電により電力系統２００に電力を供給する。

【0032】

図８は、制御装置２１が実行する処理（以下「制御処理」という）のフローチャートである。例えば、操作装置２４に対する利用者からの指示を契機として制御処理が開始される。制御処理は「制御方法」の一例である。

【0033】

制御処理が開始されると、制御装置２１（価格取得部３１）は、複数の価格遷移Ｐを取得する（Ｓ1）。また、制御装置２１（計画取得部３２）は、複数の取引計画Ｑを取得する（Ｓ2）。なお、価格遷移Ｐの取得（Ｓ1）と取引計画Ｑの取得（Ｓ2）との順序は逆転されてもよい。

【0034】

制御装置２１（収益解析部３３）は、価格遷移Ｐと取引計画Ｑとの相異なる組合せについて複数の収益Ｒを算定する（Ｓ3）。制御装置２１（表示制御部３４）は、複数の収益Ｒを解析した結果を表す図７の解析画像Ｇを表示装置２５に表示する（Ｓ4）。また、制御装置２１（収益解析部３３）は、収益Ｒを解析した結果に応じて複数の取引計画Ｑから最適計画Ｑを選択する（Ｓ5）。制御装置２１（動作制御部３５）は、最適計画Ｑに応じて蓄電システム１０を制御する（Ｓ6）。なお、解析画像Ｇの表示（Ｓ4）前に最適計画Ｑの選択（Ｓ5）が実行されてもよい。

【0035】

以上に説明した通り、第１実施形態においては、価格遷移Ｐのもとで取引計画Ｑにより買電および売電した場合の収益Ｒが算定される。したがって、蓄電システム１０を利用した買電（充電）および売電（放電）による収益Ｒを解析しながら、当該蓄電システム１０を利用した買電および売電を効果的に制御できる。第１実施形態においては特に、複数の価格遷移Ｐの各々と複数の取引計画Ｑの各々との組合せ毎に収益Ｒが算定されるから、価格遷移Ｐまたは取引計画Ｑを相違させた複数の場合について収益Ｒを比較できる。

【0036】

また、第１実施形態においては、複数の取引計画Ｑの何れかが複数の収益Ｒに応じて選択されるから、利用者が手動により取引計画Ｑ（最適計画Ｑ）を選択する必要がない。したがって、利用者の負荷を軽減できる。ただし、解析画像Ｇを確認した利用者が、操作装置２４を操作することで複数の取引計画Ｑの何れかを最適計画Ｑとして選択してもよい。すなわち、収益解析部３３は、利用者による最適計画Ｑの選択を受付ける。

【0037】

Ｂ：第２実施形態
本開示の第２実施形態を説明する。なお、以下に例示する各態様において機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明と同様の符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

【0038】

第２実施形態の収益解析部３３は、第１実施形態と同様に、価格遷移Ｐと取引計画Ｑとの組合せ毎に収益Ｒを算定する。複数の取引計画Ｑの各々について価格遷移Ｐ毎に収益Ｒが算定される。すなわち、相異なる価格遷移Ｐに対応する複数の収益Ｒが、取引計画Ｑ毎に算定される。

【0039】

第２実施形態の収益解析部３３は、複数の取引計画Ｑから最適計画Ｑを選択するための指標（以下「評価指標」という）Ｚを取引計画Ｑ毎に算定する。評価指標Ｚは、以下の数式(1)で表現される。
Ｚ＝ａ・μ－ｂ・σ (1)

【0040】

数式(1)の記号μは、１個の取引計画Ｑに対応する複数の収益Ｒの平均値である。他方、数式(1)の記号σは、１個の取引計画Ｑに対応する複数の収益Ｒの散らばりの度合を示す散布度である。具体的には、複数の収益Ｒの標準偏差または分散が散布度σとして算定される。数式(1)の定数ａおよび定数ｂは、事前に設定された所定の正数である。

【0041】

以上の説明から理解される通り、第２実施形態の収益解析部３３は、複数の取引計画Ｑの各々について、当該取引計画Ｑに対応する複数の収益Ｒの平均値μと、複数の収益Ｒの散布度σとに応じた評価指標Ｚを算定する。

【0042】

取引計画Ｑに対応する平均値μは、当該取引計画Ｑにおける収益Ｒの期待値（リターン）を意味する。平均値μが大きい（すなわちリターンが大きい）ほど評価指標Ｚは大きい数値となる。他方、数式(1)の散布度σは、取引計画Ｑにおけるリスクに相当する。散布度σが大きい（すなわちリスクが大きい）ほど評価指標Ｚは小さい数値となる。以上の傾向を考慮して、第２実施形態の収益解析部３３は、複数の取引計画Ｑのうち評価指標Ｚが最大となる１個の取引計画Ｑを、最適計画Ｑとして選択する。すなわち、リスクを低減しながら収益Ｒの期待値が大きい取引計画Ｑが、最適計画Ｑとして選択される。

【0043】

第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。また、第２実施形態においては、複数の収益Ｒの平均値μおよび散布度σとに応じた評価指標Ｚを利用して最適計画Ｑが選択される。すなわち、収益Ｒの平均値μ（期待値＝リターン）だけでなく収益Ｒの散布度σ（リスク）も加味して取引計画Ｑが選択される。したがって、リターンとリスクとを考慮した効果的な取引が可能である。

【0044】

Ｃ：第３実施形態
第１実施形態においてはひとつの電力市場を想定したが、実際には、複数の電力市場が存在する。第３実施形態は、複数の電力市場における電力の取引を想定した形態である。

【0045】

複数の電力市場は、例えば需給調整市場と電力卸売市場とを含む。需給調整市場は、電力の需要と供給とを平衡させる調整力を取引するための市場であり、例えば３次調整力(1)市場と３次調整力(2)市場とを含む。他方、電力卸売市場は、電力の卸売のための市場であり、例えばスポット市場と時間前市場とを含む。

【0046】

取引条件は電力市場毎に相違する。取引条件は、例えば電力市場価格、買電の有無、または約定の時期（周期）等の条件である。例えば、需給調整市場の３次調整力(1)市場においては、毎週火曜日に翌週の土曜日から金曜日までの３０分毎の電力取引が約定される。需給調整市場の３次調整力(2)市場においては、毎日１４時に翌日の３０分毎の電力取引が約定される。電力卸売市場のスポット市場は、毎日１０時に翌日の３０分毎の電力取引が約定される。電力卸売市場の時間前市場は、１時間毎に１時間先の３０分の電力取引が約定される。以上の通り、取引期間に対する約定の時期は電力市場毎に相違する。そこで、第３実施形態においては、複数の電力市場のなかで最先の約定の時期（具体的には、３次調整力(1)市場の約定前）に制御処理が実行される。

【0047】

第３実施形態の価格取得部３１は、複数の価格遷移Ｐを電力市場毎に取得する（Ｓ1）。図９は、電力市場毎の価格遷移Ｐの模式図である。図９においては、需給調整市場（３次調整力(1)市場，３次調整力(2)市場）と電力卸売市場（スポット市場，時間前市場）とについて価格遷移Ｐが例示されている。なお、図９においては電力市場毎にひとつの価格遷移Ｐのみが便宜的に図示されているが、第３実施形態の価格取得部３１は、時刻毎の予測価格が相違する複数の価格遷移Ｐ（Ｐ1，Ｐ2，…）を電力市場毎に取得する。

【0048】

図９に例示される通り、需給調整市場（３次調整力(1)市場，３次調整力(2)市場）の価格遷移Ｐは、容量価格（ｋＷ）および電力量価格（ｋＷｈ）の各々について予測価格の時系列を含む。容量価格は、調整力に専用される電力として定常的に確保される電力の価格であり、電力値（ｋｗ）を単位として規定される。他方、電力量価格は、実際の電力の取引に並行して逐次的に発生する指令により要求される調整力の価格であり、電力量（ｋＷｈ）を単位として規定される。需給調整市場の予測価格は、容量価格と電力量価格との合計値である。以上の説明から理解される通り、需給調整市場の価格遷移Ｐは、容量価格と電力量価格とに応じた予測価格の時系列を表す。

【0049】

第３実施形態の計画取得部３２は、第１実施形態と同様に、複数の取引計画Ｑ（Ｑ1，Ｑ2，…）を取得する（Ｓ2）。図１０は、第３実施形態の計画取得部３２が取得する複数の取引計画Ｑ（Ｑ1，Ｑ2，…）の模式図である。図１０に例示される通り、第３実施形態の取引計画Ｑは、買電および売電の各々について複数の電力市場の何れかを取引市場として指定する。すなわち、取引計画Ｑは、取引内容（買電／売電）と取引市場とを時刻毎に指定する。

【0050】

なお、複数の電力市場のなかには、買電および売電の一方のみが許容される電力市場もある。例えば需給調整市場（３次調整力(1)市場，３次調整力(2)市場）においては売電のみが許容され、買電は発生しない。したがって、需給調整市場については取引計画Ｑにおいて売電のみが指定される。すなわち、需給調整市場は、取引計画Ｑにおける買電の取引市場としては指定されない。以上の説明から理解される通り、計画取得部３２は、電力市場毎の取引条件の範囲内で取引計画Ｑを取得する。

【0051】

収益解析部３３は、電力市場毎の複数の価格遷移Ｐの各々と複数の取引計画Ｑの各々との組合せ毎に収益Ｒを算定する（Ｓ3）。収益Ｒは、売電価格Ｘと買電価格Ｙとの差分を複数の電力市場にわたり合計した数値である（Ｒ＝Σ（Ｘ－Ｙ））。取引計画Ｑのうち特定の電力市場での売電が指定された時刻における売電価格Ｘは、当該電力市場の価格遷移Ｐにおいて当該時刻について指定された予測価格である。他方、取引計画Ｑのうち特定の電力市場での買電が指定された時刻における買電価格Ｙは、当該電力市場の価格遷移Ｐにおいて当該時刻について指定された予測価格である。ただし、需給調整市場において買電は発生しないから、買電価格Ｙは電力卸売市場のみについて算定される。

【0052】

収益解析部３３は、複数の取引計画Ｑのうち収益Ｒが最大となる取引計画Ｑを、最適計画Ｑとして選択する（Ｓ5）。すなわち、第３実施形態の収益解析部３３は、収益Ｒが最大となることを抽出条件として複数の取引計画Ｑから最適計画Ｑを選択する。ただし、最適計画Ｑの抽出条件は以上の例示に限定されない。例えば、第１実施形態と同様に、収益Ｒの最大値Ｒmaxが最大となる取引計画Ｑであること、収益Ｒの平均値Ｒaveが最大となる取引計画Ｑであること、または、最小値Ｒminが正数となる取引計画Ｑであること、等の複数の抽出条件のうち１以上の抽出条件が、最適計画Ｑの選択に適用されてもよい。

【0053】

収益解析部３３が選択した最適計画Ｑに応じて動作制御部３５が蓄電システム１０を制御する動作（Ｓ6）は、第１実施形態と同様である。すなわち、動作制御部３５は、最適計画Ｑに指定された買電時刻において充電の指令を通信装置２３から蓄電システム１０に送信し、最適計画Ｑに指定された売電時刻において放電の指令を通信装置２３から蓄電システム１０に送信する。

【0054】

表示制御部３４は、収益解析部３３による解析の結果を表す解析画像Ｇを表示装置２５に表示する（Ｓ4）。図１１は、第３実施形態における解析画像Ｇの模式図である。図１１に例示される通り、解析画像Ｇは、売電時刻と収益ｒとの相関を表す画像（散布図）である。前述の収益Ｒは取引計画Ｑのもとで複数の電力市場における電力取引を実施した場合の総利益であるのに対し、収益ｒは電力市場毎の利益である。すなわち、売電時刻と買電時刻と電力市場との組合せ毎に収益ｒが算定される。ただし、図１１においては、特定の電力市場のもとで買電時刻を固定したまま売電時刻を変化させた複数の場合の各々における収益ｒが、便宜的に例示されている。

【0055】

図１１に例示される通り、横軸で表現される複数の売電時刻の各々について、相異なる価格遷移Ｐに対応する複数の収益ｒに対応する点画像Ｇpが、電力市場毎に相異なる表示態様で表示される。すなわち、ひとつの電力市場の相異なる価格遷移Ｐに対応する複数の収益ｒに対応する点画像Ｇpが、電力市場毎に相異なる表示態様で表示される。以上の説明から理解される通り、第３実施形態の表示制御部３４は、複数の電力市場の各々において取引計画Ｑにより取引した場合の収益ｒを、電力市場毎に相異なる表示態様で表示装置２５に表示する。

【0056】

なお、点画像Ｇpの「表示態様」は、利用者が視覚的に弁別可能な画像の特性を意味する。例えば、点画像Ｇpの表示色、模様（図柄）、サイズまたは形状が、「表示態様」の概念には包含される。なお、表示色は、色相（色調），彩度または明度（階調）により規定される。

【0057】

以上に説明した解析画像Ｇを視認することで、利用者は、電力市場毎の収益ｒの時間的な変化を確認できる。例えば、利用者は、ひとつの電力市場について特定の売電時刻に表示された複数の点画像Ｇpに関する縦軸方向の位置に応じて、当該電力市場において当該時刻に売電した場合の収益ｒの高低（リターン）を把握できる。また、ひとつの電力市場について特定の売電時刻に表示された複数の点画像Ｇpが縦軸方向に分布する範囲に応じて、当該電力市場において当該時刻に売電した場合の収益ｒの分散（リスク）を把握できる。

【0058】

第３実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。また、第３実施形態においては、価格遷移Ｐが電力市場毎に取得され、かつ、取引計画Ｑは各取引（買電／売電）について電力市場の指定を含む。したがって、複数の電力市場における買電および売電による収益を解析しながら、蓄電システム１０を利用した買電および売電を制御できる。第３実施形態においては特に、電力市場毎の収益ｒが相異なる表示態様で表示されるから、電力市場毎の収益ｒを利用者が視覚的および直観的に把握できる。

【0059】

また、第３実施形態においては、需給調整市場における容量価格（ｋＷ）と電力量価格（ｋＷｈ）との双方を加味して収益Ｒが算定される。したがって、需給調整市場の現実の状況に応じた効果的な収益が実現されるように蓄電システム１０を制御できる。

【0060】

Ｄ：第４実施形態
第３実施形態においては、需給調整市場の価格遷移Ｐにおける予測価格を、容量価格と電力量価格との合計値として例示した。しかし、電力量価格による電力取引は、電力系統２００における需給のひっ迫の度合に応じて発生する。したがって、電力量価格による電力取引は実際には発生しない場合もある。すなわち、需給調整市場における予測価格は、容量価格のみの価格と、容量価格および電力量価格の合計価格との間で変動し得る。

【0061】

以上の事情を考慮して、第４実施形態における価格取得部３１は、容量価格ｅ1（ｋＷ）と電力量価格ｅ2（ｋＷｈ）とを適用した以下の数式(2)により需給調整市場の予測価格Ｅを算定する。予測価格Ｅは時刻毎に算定される。
Ｅ＝ｅ1＋ρ・ｅ2 …(2)

【0062】

数式(2)の係数ρは、電力量価格ｅ2による電力取引が発生する可能性の指標であり、１以下の正数に設定される。係数ρは、例えば電力量価格による過去の電力取引の実績に応じて実験的または統計的に設定される。具体的には、電力量価格による電力取引が発生する確度に応じて係数ρが設定される。すなわち、電力量価格による電力取引の発生確度が高い場合には係数ρが１に近い数値に設定され、電力量価格による電力取引の発生確度が低い場合には係数ρが０に近い数値に設定される。なお、電力量価格による電力取引の発生の頻度は時間帯毎に変動するから、係数ρは、時間帯毎に個別に設定されてもよい。

【0063】

第４実施形態においても第１実施形態または第３実施形態と同様の効果が実現される。また、第４実施形態においては、電力量価格による電力取引が発生しない可能性も考慮して、最適計画Ｑを適切に選択できる。

【0064】

Ｅ：変形例
以上に例示した各態様に付加される具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様を、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合してもよい。

【0065】

（１）前述の各形態においては、価格取得部３１が複数の価格遷移Ｐを取得する形態を例示したが、価格取得部３１がひとつの価格遷移Ｐのみを取得する形態も想定される。また、前述の各形態においては、計画取得部３２が複数の取引計画Ｑを取得する形態を例示したが、計画取得部３２がひとつの取引計画Ｑのみを取得する形態も想定される。

【0066】

（２）前述の各形態においては、制御システム２０が表示制御部３４を含む形態を例示したが、表示制御部３４は省略されてもよい。すなわち、図７または図１１に例示した解析画像Ｇの表示は省略されてよい。

【0067】

（３）前述の各形態においては、取引計画Ｑに応じた充電または放電の指令を動作制御部３５が蓄電システム１０に送信する形態を例示したが、蓄電システム１０の動作を動作制御部３５が制御する方法は以上の例示に限定されない。例えば、動作制御部３５が取引計画Ｑを通信装置２３から蓄電システム１０に送信してもよい。蓄電システム１０は、取引計画Ｑにとって蓄電装置１１の充電および放電を実行する。なお、収益解析部３３による解析の結果（最適計画Ｑ）を知得した利用者が、蓄電システム１０を手動により操作してもよい。すなわち、動作制御部３５は省略されてもよい。

【0068】

（４）複数の電力市場を想定する第３実施形態において、制御処理による最初の最適計画Ｑの選択後に、最適計画Ｑは随時に更新されてもよい。例えば、第３実施形態に例示した複数の電力市場のなかでは、３次調整力(1)市場において、実際の電力取引に対する約定の時期が最先である。したがって、３調整力(1)市場の約定前に最初の制御処理により最適計画Ｑが設定されてから、実際の電力取引の開始前までの適切な時期に、他の電力市場を対象とした制御処理を制御装置２１が実行することで、最適計画Ｑを再設定してもよい。

【0069】

（５）前述の各形態に係る制御システム２０の機能は、前述の通り、制御装置２１を構成する単数または複数のプロセッサと、記憶装置２２に記憶されたプログラムとの協働により実現される。以上に例示したプログラムは、コンピュータが読取可能な記録媒体に格納された形態で提供されてコンピュータにインストールされ得る。記録媒体は、例えば非一過性（non-transitory）の記録媒体であり、ＣＤ-ＲＯＭ等の光学式記録媒体（光ディスク）が好例であるが、半導体記録媒体または磁気記録媒体等の公知の任意の形式の記録媒体も包含される。なお、非一過性の記録媒体とは、一過性の伝搬信号（transitory, propagating signal）を除く任意の記録媒体を含み、揮発性の記録媒体も除外されない。また、配信装置が通信網を介してプログラムを配信する構成では、当該配信装置においてプログラムを記憶する記録媒体が、前述の非一過性の記録媒体に相当する。

【0070】

Ｆ：付記
以上に例示した形態から、例えば以下の構成が把握される。

【0071】

本開示のひとつの態様（態様１）に係る制御システムは、電力系統に接続された蓄電システムを制御する制御システムであって、電力市場価格の予測価格の時系列を表す価格遷移を取得する価格取得部と、前記蓄電システムを利用した買電および売電について取引計画を取得する計画取得部と、前記価格遷移のもとで前記取引計画により電力を取引した場合の収益を算定する収益解析部と、前記蓄電システムによる充電および放電を前記取引計画に応じて制御する動作制御部とを具備する。以上の形態によれば、蓄電システムを利用した買電（充電）および売電（放電）による収益を解析しながら、当該蓄電システムを利用した買電および売電を効果的に制御できる。

【0072】

態様１の具体例（態様２）において、前記価格取得部は、複数の価格遷移を取得し、前記計画取得部は、複数の取引計画を取得し、前記収益解析部は、前記複数の価格遷移の各々と前記複数の取引計画の各々との組合せ毎に収益を算定する。以上の形態によれば、複数の価格遷移の各々と複数の取引計画の各々との組合せ毎に収益が算定されるから、価格遷移または取引計画を相違させた複数の場合について収益を比較できる。

【0073】

態様２の具体例（態様３）において、前記収益解析部は、前記価格遷移と前記取引計画との相異なる組合せに対応する複数の収益を算定し、前記複数の収益に応じて前記複数の取引計画の何れかを選択し、前記動作制御部は、前記選択された取引計画に応じて前記蓄電システムを制御する。以上の形態によれば、複数の取引計画の何れかが複数の収益に応じて選択されるから、利用者が手動により取引計画を選択する必要がない。したがって、利用者の負荷を軽減できる。

【0074】

態様３の具体例（態様４）において、前記収益解析部は、前記取引計画の選択において、複数の取引計画の各々について、当該取引計画に対応する複数の収益の平均値と、前記複数の収益の散布度とに応じた評価指標を算定し、前記評価指標に応じて前記取引計画を選択する。以上の形態においては、収益の平均値（期待値＝リターン）だけでなく収益の散布度（リスク）も加味して取引計画が選択されるから、リターンとリスクとを考慮した効果的な取引が可能である。

【0075】

態様１から態様４の何れかの具体例（態様５）において、前記価格取得部は、複数の電力市場の各々について前記価格遷移を取得し、前記取引計画は、前記買電および前記売電について前記複数の電力市場の何れかの指定を含む。以上の形態においては、複数の電力市場における買電および売電による収益を解析しながら、蓄電システムを利用した買電および売電を制御できる。

【0076】

態様５の具体例（態様６）において、前記複数の電力市場は、需給調整市場を含み、前記需給調整市場の前記価格遷移は、容量価格と電力量価格とに応じた予測価格の時系列を表す。以上の形態においては、需給調整市場における容量価格（ｋＷ）と電力量価格（ｋＷｈ）との双方を加味して収益が算定される。したがって、需給調整市場の現実の状況に応じた効果的な収益が実現されるように蓄電システムを制御できる。

【0077】

態様５または態様６の具体例（態様７）において、前記複数の電力市場の各々において前記取引計画により取引した場合の収益を、前記電力市場毎に相異なる表示態様で表示装置に表示する表示制御部を具備する。以上の態様によれば、電力市場毎の収益を利用者が視覚的および直観的に把握できる。

【0078】

本開示のひとつの態様（態様８）に係る制御方法は、電力系統に接続された蓄電システムを制御する方法であって、電力市場価格の予測価格の時系列を表す価格遷移を取得し、前記蓄電システムを利用した買電および売電について取引計画を取得し、前記価格遷移のもとで前記取引計画により電力を取引した場合の収益を算定し、前記蓄電システムによる充電および放電を前記取引計画に応じて制御する。

【符号の説明】

【0079】

１００…電力取引システム、２００…電力系統、１０…蓄電システム、１１…蓄電装置、２０…制御システム、２１…制御装置、２２…記憶装置、２３…通信装置、２４…操作装置、２５…表示装置、３１…価格取得部、３２…計画取得部、３３…収益解析部、３４…表示制御部、３５…動作制御部、Ｐ…価格遷移、Ｑ…取引計画、Ｇ…解析画像。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【手続補正書】

【提出日】2024-04-19

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力系統に接続された蓄電システムを制御する制御システムであって、
電力市場価格の予測価格の時系列を表す複数の価格遷移を取得する価格取得部と、
前記蓄電システムを利用した買電および売電について複数の取引計画を取得する計画取得部と、
前記複数の価格遷移の各々と前記複数の取引計画の各々との相異なる組合せについて、当該価格遷移のもとで当該取引計画により電力を取引した場合の複数の収益を算定し、前記複数の収益に応じて前記複数の取引計画の何れかを選択する収益解析部と、
前記蓄電システムによる充電および放電を、前記収益解析部が選択した取引計画に応じて制御する動作制御部と
を具備し、
前記収益解析部は、前記取引計画の選択において、
前記複数の取引計画の各々について、当該取引計画に対応する複数の収益の平均値と、前記複数の収益の散布度とに応じた評価指標を算定し、前記評価指標に応じて前記取引計画を選択する
制御システム。

【請求項2】

電力系統に接続された蓄電システムを制御する制御システムであって、
電力市場価格の予測価格の時系列を表す複数の価格遷移を電力市場毎に取得する価格取得部と、
前記蓄電システムを利用した買電および売電について複数の取引計画を前記電力市場毎に取得する計画取得部と、
前記複数の価格遷移の各々と前記複数の取引計画の各々との相異なる組合せについて、当該価格遷移のもとで当該取引計画により電力を取引した場合の複数の収益を、前記電力市場毎に算定する収益解析部と、
前記蓄電システムによる充電および放電を前記取引計画に応じて制御する動作制御部と、
前記電力市場毎に算定された前記複数の収益の最大値と平均値と最小値との時系列を、前記電力市場毎に相異なる表示態様で表示装置に表示する表示制御部と
を具備する制御システム。

【請求項3】

前記電力市場は、需給調整市場を含み、
前記需給調整市場の前記価格遷移は、容量価格と電力量価格とに応じた予測価格の時系列を表す
請求項２の制御システム。

【請求項4】

電力系統に接続された蓄電システムを制御する方法であって、
電力市場価格の予測価格の時系列を表す複数の価格遷移を取得し、
前記蓄電システムを利用した買電および売電について複数の取引計画を取得し、
前記複数の価格遷移の各々と前記複数の取引計画の各々との相異なる組合せについて、当該価格遷移のもとで当該取引計画により電力を取引した場合の複数の収益を算定し、前記複数の収益に応じて前記複数の取引計画の何れかを選択し、
前記蓄電システムによる充電および放電を、前記選択した取引計画に応じて制御し、
前記取引計画の選択においては、
前記複数の取引計画の各々について、当該取引計画に対応する複数の収益の平均値と、前記複数の収益の散布度とに応じた評価指標を算定し、前記評価指標に応じて前記取引計画を選択する
コンピュータシステムにより実現される制御方法。

【請求項5】

電力系統に接続された蓄電システムを制御する方法であって、
電力市場価格の予測価格の時系列を表す複数の価格遷移を電力市場毎に取得し、
前記蓄電システムを利用した買電および売電について複数の取引計画を前記電力市場毎に取得し、
前記複数の価格遷移の各々と前記複数の取引計画の各々との相異なる組合せについて、当該価格遷移のもとで当該取引計画により電力を取引した場合の複数の収益を、前記電力市場毎に算定し、
前記蓄電システムによる充電および放電を前記取引計画に応じて制御し、
前記電力市場毎に算定された前記複数の収益の最大値と平均値と最小値との時系列を、前記電力市場毎に相異なる表示態様で表示装置に表示する
コンピュータシステムにより実現される制御方法。