特許 7374720 電力制御装置および電力制御方法

(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】

(24)【登録日】2023-10-27

(45)【発行日】2023-11-07

(54)【発明の名称】電力制御装置および電力制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/32 20060101AFI20231030BHJP

   H02J 3/00 20060101ALI20231030BHJP

   H02J 3/46 20060101ALI20231030BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20231030BHJP

【ＦＩ】

H02J3/32

H02J3/00 130

H02J3/46

H02J7/34 D

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019199439

(22)【出願日】2019-10-31

(65)【公開番号】P2021072734

(43)【公開日】2021-05-06

【審査請求日】2022-02-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【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

(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】清水 佳子

(72)【発明者】

【氏名】小口 治男

(72)【発明者】

【氏名】谷 明憲

(72)【発明者】

【氏名】星野 貴久

(72)【発明者】

【氏名】多田 宏次郎

【審査官】佐藤 卓馬

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０８２６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１１４９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２７３９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ３／３２

Ｈ０２Ｊ ３／００

Ｈ０２Ｊ ３／４６

Ｈ０２Ｊ ７／３４

(57)【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、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所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、
発電設定値に基いて前記発電手段の出力を制御する発電制御手段と、
蓄電設定値に基いて前記蓄電手段の出力を制御する蓄電制御手段と、
前記発電手段および前記蓄電手段が協調して動作するように、前記電力系統の電力需要量に基いて、前記発電制御手段に前記発電設定値を出力すると共に、前記蓄電制御手段に前記蓄電設定値を出力する協調制御手段と
を有し、
前記協調制御手段は、前記電力需要量に基いて充電電力設定値を設定し、前記蓄電手段において充電される充電電力量が前記電力需要量において前記充電電力設定値になるように、前記発電設定値および前記蓄電設定値を出力する、
電力制御装置。

【請求項2】

前記協調制御手段は、更に、前記発電手段の増加側出力変化率および減少側出力変化率と、前記蓄電手段の増加側出力変化率および減少側出力変化率に基いて、前記発電設定値および前記蓄電設定値を出力する、
請求項１に記載の電力制御装置。

【請求項3】

前記協調制御手段は、更に、前記蓄電手段において充電されている充電電力量に基いて、前記発電設定値および前記蓄電設定値を出力する、
請求項１または２に記載の電力制御装置。

【請求項4】

前記協調制御手段は、前記電力系統の現時点における電力需要量の他に、将来の電力需要量に基いて、前記発電設定値および前記蓄電設定値を出力する、
請求項１から３のいずれかに記載の電力制御装置。

【請求項5】

前記発電手段は、ガスタービンを用いて発電すると共に、蒸気タービンを用いて発電するように構成されており、
前記発電制御手段は、前記ガスタービンの出力と前記蒸気タービンの出力とを制御するように構成されている、
請求項１から４のいずれかに記載の電力制御装置。

【請求項6】

電力を発電するように構成された発電手段と、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所から電力系統へ出力する電力を、発電設定値に基いて前記発電手段の出力を制御する発電制御手段、および、蓄電設定値に基いて前記蓄電手段の出力を制御する蓄電制御手段を用いて制御する電力制御方法であって、
前記発電手段および前記蓄電手段が協調して動作するように、前記電力系統の電力需要量に基いて、前記発電制御手段に前記発電設定値を出力することによって前記発電手段の出力を制御すると共に、前記蓄電制御手段に前記蓄電設定値を出力することによって前記蓄電手段の出力を制御する協調制御工程
を含み、
前記協調制御工程では、前記電力需要量に基いて充電電力設定値を設定し、前記蓄電手段において充電される充電電力量が前記電力需要量において前記充電電力設定値になるように、前記発電設定値および前記蓄電設定値を出力する、
電力制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、電力制御装置および電力制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

発電手段と蓄電手段とを備える発電所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】

【文献】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および電力制御方法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、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所から電力系統へ出力する電力を制御する。電力制御装置は、発電制御手段と蓄電制御手段と協調制御手段とを有する。発電制御手段は、発電設定値に基いて発電手段の出力を制御する。蓄電制御手段は、蓄電設定値に基いて蓄電手段の出力を制御する。協調制御手段は、発電手段および蓄電手段が協調して動作するように、電力系統の電力需要量に基いて、発電制御手段に発電設定値を出力すると共に、蓄電制御手段に蓄電設定値を出力する。ここでは、協調制御手段は、電力需要量に基いて充電電力設定値を設定し、蓄電手段において充電される充電電力量が電力需要量において充電電力設定値になるように、発電設定値および蓄電設定値を出力する

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１実施形態に係る発電所の要部を模式的に示す図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る発電所において、電力制御装置５０の要部を模式的に示す図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係る電力制御装置５０において、協調制御手段５００の要部を模式的に示す図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係る協調制御手段５００において、トータル設定値算出部５３０の要部を模式的に示す図である。

【図5】図５は、第１実施形態に係る協調制御手段５００において、発電設定値算出部５３１の要部を模式的に示す図である。

【図6】図６は、第１実施形態に係る協調制御手段５００において、蓄電設定値算出部５３２の要部を模式的に示す図である。

【図7A】図７Ａは、第１実施形態に係る協調制御手段５００において算出される、トータル設定値Ｓｔと発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとを例示する図である。

【図7B】図７Ｂは、第１実施形態において、充電電力量Ｃｂを例示する図である。

【図8】図８は、第２実施形態に係る電力制御装置において、協調制御手段５００の要部を模式的に示す図である。

【図9A】図９Ａは、第２実施形態に係る協調制御手段５００において算出される、トータル設定値Ｓｔと発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとを例示する図である。

【図9B】図９Ｂは、第２実施形態において充電されている充電電力量Ｃｂを例示する図である。

【図10】図１０は、第３実施形態に係る電力制御装置において、協調制御手段５００の要部を模式的に示す図である。

【図11A】図１１Ａは、第３実施形態に係る協調制御手段５００において算出される、トータル設定値Ｓｔと発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとを例示する図である。

【図11B】図１１Ｂは、第３実施形態において充電されている充電電力量Ｃｂを例示する図である。

【図12】図１２は、第４実施形態に係る電力制御装置において、協調制御手段５００の要部を模式的に示す図である。

【図13A】図１３Ａは、第４実施形態に係る協調制御手段５００において、出力データを求めるときの流れを示すフロー図である。

【図13B】図１３Ｂは、第４実施形態に係る協調制御手段５００において、出力データを求めるときの流れを示すフロー図である。

【図13C】図１３Ｃは、第４実施形態に係る協調制御手段５００において、出力データを求めるときの流れを示すフロー図である。

【図14A】図１４Ａは、第４実施形態に係る協調制御手段５００において算出される、トータル設定値Ｓｔと発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとを例示する図である。

【図14B】図１４Ｂは、第４実施形態において充電されている充電電力量Ｃｂを例示する図である。

【図15】図１５は、第５実施形態に係る電力制御装置において、協調制御手段５００の要部を模式的に示す図である。

【図16】図１６は、第５実施形態に係る協調制御手段５００において、トータル設定値算出部５３０の要部を模式的に示す図である。

【図17】図１７は、第５実施形態に係るトータル設定値算出部５３０において、関数器６０２の関数を模式的に示す図である。

【図18】図１８は、第５実施形態に係るトータル設定値算出部５３０において、デマンド補正部６０１の要部を模式的に示す図である。

【図19】図１９は、第５実施形態に係る協調制御手段５００において、発電設定値算出部５３１の要部を模式的に示す図である。

【図20A】図２０Ａは、第５実施形態に係る関数器６０２の関数を例示する図である。

【図20B】図２０Ｂは、第５実施形態に係る協調制御手段５００において算出される、トータル設定値Ｓｔと発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとを例示する図である。

【図20C】図２０Ｃは、第５実施形態において、充電電力量Ｃｂを例示する図である。

【図21】図２１は、第６実施形態における発電設定値Ｓｃを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

＜第１実施形態＞
［Ａ］全体構成
第１実施形態に係る発電所の要部について、図１を用いて説明する。

【0009】

図１に示すように、発電所は、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】

発電手段１０は、たとえば、タービン（図示省略）と、タービンによって発電を行う発電機（図示省略）とを備えており、発電を行うように構成されている。

【0011】

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】

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、発電所から電力系統４０へ供給する電力Ｐｔを制御するために設けられている。電力制御装置５０は、発電手段１０が電力Ｐｃを出力する発電動作、および、蓄電手段２０が電力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、蓄電手段２０が電力Ｐｂを蓄える充電動作を制御するように構成されている。

【0014】

［Ｂ］電力制御装置５０
電力制御装置５０の要部について図２を用いて説明する。

【0015】

電力制御装置５０は、図２に示すように、協調制御手段５００と発電制御手段５１０と蓄電制御手段５２０とを有する。

【0016】

協調制御手段５００は、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、電力系統４０の電力需要量Ｄｔに基いて、発電制御手段５１０に発電設定値Ｓｃを出力すると共に、蓄電制御手段５２０に蓄電設定値Ｓｂを出力するように構成されている。

【0017】

発電制御手段５１０は、協調制御手段５００が出力した発電設定値Ｓｃが入力され、その発電設定値Ｓｃに基いて、発電手段１０を制御するように構成されている。

【0018】

蓄電制御手段５２０は、協調制御手段５００が出力した蓄電設定値Ｓｂが入力され、その蓄電設定値Ｓｂに基いて、蓄電手段２０を制御するように構成されている。

【0019】

ここでは、発電手段１０が出力した電力量Ｐｃが、協調制御手段５００と発電制御手段５１０とのそれぞれに入力信号として入力される。また、蓄電手段２０が出力した電力量Ｐｂ、および、蓄電手段２０において充電されている充電電力量Ｃｂが、協調制御手段５００と蓄電制御手段５２０とのそれぞれに入力信号として入力される。

【0020】

協調制御手段５００では、発電手段１０が出力した電力量Ｐｃ、蓄電手段２０が出力した電力量Ｐｂ、および、蓄電手段２０において充電されている充電電力量Ｃｂに応じて、発電設定値Ｓｃの出力および蓄電設定値Ｓｂの出力が行われる。

【0021】

また、発電制御手段５１０においては、発電手段１０が出力した電力量Ｐｃに応じて、発電手段１０の制御を行う。たとえば、発電手段１０が出力した電力量Ｐｃが、発電設定値Ｓｃに応じた電力量と異なる場合には、発電設定値Ｓｃに応じた電力量になるように、発電手段１０の制御を行う。

【0022】

そして、蓄電制御手段５２０においては、蓄電手段２０が出力した電力量Ｐｂおよび蓄電手段２０において充電されている充電電力量Ｃｂに応じて、蓄電手段２０の制御を行う。たとえば、蓄電手段２０が出力した電力量Ｐｂが、蓄電設定値Ｓｂに応じた電力量と異なる場合には、蓄電設定値Ｓｂに応じた電力量になるように、蓄電手段２０の制御を行う。

【0023】

［Ｃ］協調制御手段５００
協調制御手段５００の要部について図３を用いて説明する。

【0024】

協調制御手段５００は、図３に示すように、トータル設定値算出部５３０と発電設定値算出部５３１と蓄電設定値算出部５３２とを有する。

【0025】

図４は、第１実施形態に係る協調制御手段５００において、トータル設定値算出部５３０の要部を模式的に示す図である。図５は、第１実施形態に係る協調制御手段５００において、発電設定値算出部５３１の要部を模式的に示す図である。図６は、第１実施形態に係る協調制御手段５００において、蓄電設定値算出部５３２の要部を模式的に示す図である。

【0026】

［Ｃ－１］トータル設定値算出部５３０
トータル設定値算出部５３０について、図３と共に図４を用いて説明する。

【0027】

トータル設定値算出部５３０は、図３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。また、発電手段１０の増加側出力変化率Ｒｃｐと蓄電手段２０の増加側出力変化率Ｒｂｐとを加算した加算値Ｒｔｐが、入力信号としてトータル設定値算出部５３０に入力される。この他に、発電手段１０の減少側出力変化率Ｒｃｍと、蓄電手段２０の減少側出力変化率Ｒｂｍとを加算した加算値Ｒｔｍが入力信号としてトータル設定値算出部５３０に入力される。増加側出力変化率Ｒｃｐおよび減少側出力変化率Ｒｃｍは、たとえば、発電手段１０の状態に応じて外部において設定された後に、上記のように入力が行われる。また、増加側出力変化率Ｒｂｐおよび減少側出力変化率Ｒｂｍは、たとえば、蓄電手段２０の状態に応じて外部において設定された後に、上記のように入力が行われる。

【0028】

図４に示すように、トータル設定値算出部５３０は、変化率制限器５３０ａを備えており、電力需要量Ｄｔと加算値Ｒｔｐと加算値Ｒｔｍとのそれぞれが、変化率制限器５３０ａに入力される。変化率制限器５３０ａでは、入力信号に基いて、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Ｓｔを算出する。

【0029】

［Ｃ－２］発電設定値算出部５３１
発電設定値算出部５３１について、図３と共に図５を用いて説明する。

【0030】

発電設定値算出部５３１は、図３に示すように、トータル設定値Ｓｔが入力信号として入力される。また、増加側出力変化率Ｒｃｐと減少側出力変化率Ｒｃｍとが入力信号として発電設定値算出部５３１に入力される。

【0031】

図５に示すように、発電設定値算出部５３１は、変化率制限器５３１ａを備えており、トータル設定値Ｓｔと増加側出力変化率Ｒｃｐと減少側出力変化率Ｒｃｍとのそれぞれが、変化率制限器５３１ａに入力される。変化率制限器５３１ａでは、入力信号に基いて、発電手段１０が出力する電力の設定値である発電設定値Ｓｃを算出して出力する。

【0032】

［Ｃ－３］蓄電設定値算出部５３２
蓄電設定値算出部５３２について、図３と共に図６を用いて説明する。

【0033】

蓄電設定値算出部５３２は、図３に示すように、トータル設定値Ｓｔと発電設定値Ｓｃとが入力信号として入力される。また、増加側出力変化率Ｒｂｐと減少側出力変化率Ｒｂｍとが入力信号として蓄電設定値算出部５３２に入力される。

【0034】

図６に示すように、蓄電設定値算出部５３２は、変化率制限器５３２ａを備えており、トータル設定値Ｓｔと発電設定値Ｓｃとの加算値、増加側出力変化率Ｒｂｐ、および、減少側出力変化率Ｒｂｍが、変化率制限器５３２ａに入力される。そして、変化率制限器５３２ａでは、上記の入力信号に基いて、蓄電手段２０が出力する電力の設定値である蓄電設定値Ｓｂを算出して出力する。

【0035】

［Ｄ］トータル設定値Ｓｔ、発電設定値Ｓｃ、蓄電設定値Ｓｂ、充電電力量Ｃｂについて
協調制御手段５００において算出される、トータル設定値Ｓｔと発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとに関して、図７Ａを用いて説明する。また、上記のようにトータル設定値Ｓｔと発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとを算出したときに、蓄電手段２０で充電されている充電電力量Ｃｂに関して、図７Ｂを用いて説明する。

【0036】

図７Ａおよび図７Ｂにおいては、０分の時点では、３分の時点で電力需要量Ｄｔが上昇することが不明であって、３分の時点（現時点）で電力需要量Ｄｔが上昇することが判った状態を例示している。

【0037】

トータル設定値Ｓｔは、図７Ａに示すように、電力系統４０の電力需要量Ｄｔが上昇する割合よりも低い割合で上昇する。たとえば、電力需要量Ｄｔは、３分の時点から３．５分の時点の間において５０ＭＷから９０ＭＷに上昇するのに対して、トータル設定値Ｓｔは、３分の時点から５分の時点の間において５０ＭＷから９０ＭＷに上昇するように設定される。そして、トータル設定値Ｓｔは、たとえば、５分の時点以降において、電力系統４０の電力需要量Ｄｔと同様に、一定値を保持する。

【0038】

発電設定値Ｓｃは、図７Ａに示すように、発電手段１０の特性を考慮して、トータル設定値Ｓｔが上昇する割合よりも低い割合で上昇するように設定される。たとえば、発電設定値Ｓｃは、３分の時点から１１分の時点になる間において、電力量が５０ＭＷから９０ＭＷに上昇するように設定される。そして、たとえば、１１分の時点以降には、発電設定値Ｓｃは、電力系統４０の電力需要量Ｄｔと同様に、一定値を保持する。

【0039】

蓄電設定値Ｓｂは、図７Ａに示すように、それぞれの時点において、発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとを合計した値がトータル設定値Ｓｔと同じになるように設定される。たとえば、３分の時点から５分の時点の間においては、発電設定値Ｓｃは、上述したように、トータル設定値Ｓｔが上昇する割合よりも低い割合で上昇するので、発電設定値Ｓｃだけでは、トータル設定値Ｓｔよりも低い状態である。したがって、発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとを合計した値がトータル設定値Ｓｔに一致するように、蓄電設定値Ｓｂを上昇させる。５分以降の時点において、３分の時点から５分の時点の間と同様な割合で蓄電設定値Ｓｂを上昇させた場合には、発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとを合計した値がトータル設定値Ｓｔを超える。このため、５分以降の時点では、蓄電設定値Ｓｂを時間の経過に伴って減少させる。

【0040】

このとき、蓄電手段２０で充電されている充電電力量Ｃｂは、図７Ｂに示すように、３分の時点以降に、時間の経過に伴って減少する。ここでは、充電電力量Ｃｂは、たとえば、３分の時点で１２０ＭＷであった状態から、１１分の時点では０ＭＷの状態になる。

【0041】

なお、本実施形態において、トータル設定値Ｓｔにおいて電力量が増加する部分の割合は、発電手段１０の増加側出力変化率Ｒｃｐと蓄電手段２０の増加側出力変化率Ｒｂｐとを加算した加算値Ｒｔｐに相当する。発電設定値Ｓｃにおいて電力量が増加する部分の割合は、発電手段１０の増加側出力変化率Ｒｃｐに相当する。蓄電設定値Ｓｂにおいて電力量が増加する部分の割合は、蓄電手段２０の増加側出力変化率Ｒｂｐに相当する。

【0042】

［Ｅ］まとめ
以上のように、本実施形態の電力制御装置５０において、協調制御手段５００は、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、電力系統４０の電力需要量Ｄｔに基いて、発電制御手段５１０に発電設定値Ｓｃを出力すると共に、蓄電制御手段５２０に蓄電設定値Ｓｂを出力する。このように本実施形態では、発電制御手段５１０に発電設定値Ｓｃを出力することで、発電手段１０を制御すると共に、蓄電制御手段５２０に蓄電設定値Ｓｂを出力することで蓄電手段２０を制御する。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。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。

【0043】

また、本実施形態の協調制御手段５００は、増加側出力変化率Ｒｃｐ、減少側出力変化率Ｒｃｍ、増加側出力変化率Ｒｂｐ、および、減少側出力変化率Ｒｂｍに基いて、発電設定値Ｓｃおよび前記蓄電設定値Ｓｂを出力する。このため、本実施形態においては、発電手段１０および蓄電手段２０の特性に応じて発電手段１０の制御と蓄電手段２０の制御とを行っているので、効率的な電力供給を容易に実現可能である。

【0044】

＜第２実施形態＞
［Ａ］協調制御手段５００
本実施形態の協調制御手段５００の要部について図８を用いて説明する。

【0045】

図８に示すように、本実施形態の協調制御手段５００は、第１実施形態の場合（図３参照）と異なり、蓄電手段２０で充電されている充電電力量Ｃｂのデータが入力される。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。

【0046】

具体的には、協調制御手段５００においては、充電電力量Ｃｂのデータがトータル設定値算出部５３０に入力信号として更に入力される。トータル設定値算出部５３０は、電力需要量Ｄｔと加算値Ｒｔｐと加算値Ｒｔｍとの他に充電電力量Ｃｂに基いてトータル設定値Ｓｔを算出する。この他に、トータル設定値算出部５３０は、上記のように入力された各データに基いて、増加側出力変化率Ｒｂｐおよび減少側出力変化率Ｒｂｍを補正し、補正後の増加側出力変化率Ｒｂｐａおよび補正後の減少側出力変化率Ｒｂｍａを蓄電設定値算出部５３２に出力する。ここでは、たとえば、充電電力量Ｃｂの値と、電力需要量Ｄｔの値と、トータル設定値Ｓｔの値が変化するのに伴って、増加側出力変化率Ｒｂｐおよび減少側出力変化率Ｒｂｍを、補正後の増加側出力変化率Ｒｂｍａおよび補正後の減少側出力変化率Ｒｂｍａとして出力する。

【0047】

そして、蓄電設定値算出部５３２は、トータル設定値Ｓｔと発電設定値Ｓｃとの他に、補正後の増加側出力変化率Ｒｂｐａおよび補正後の減少側出力変化率Ｒｂｍａに基いて、蓄電設定値Ｓｂを算出する。

【0048】

［Ｂ］トータル設定値Ｓｔ、発電設定値Ｓｃ、蓄電設定値Ｓｂ、充電電力量Ｃｂについて
協調制御手段５００において算出される、トータル設定値Ｓｔと発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとに関して、図９Ａを用いて説明する。また、上記のようにトータル設定値Ｓｔと発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとを算出したときに、蓄電手段２０で充電されている充電電力量Ｃｂに関して、図９Ｂを用いて説明する。

【0049】

図９Ａおよび図９Ｂにおいては、図７Ａおよび図７Ｂの場合と同様に、０分の時点では、３分の時点で電力需要量Ｄｔが上昇することが不明であって、３分の時点（現時点）で電力需要量Ｄｔが上昇することが判った状態を例示している。

【0050】

本実施形態においては、図９Ｂに示すように、充電電力量Ｃｂが第１実施形態の場合（図７Ｂ）よりも小さい。ここでは、第１実施形態の場合には、最初の充電電力量Ｃｂは、１２０ＭＷであるのに対して、本実施形態の場合には、最初の充電電力量Ｃｂは、６０ＭＷである。このように本実施形態では、最初の充電電力量Ｃｂが第１実施形態の場合よりも小さいので、図９Ａに示すように、トータル設定値Ｓｔと蓄電設定値Ｓｂとが、この小さい充電電力量Ｃｂに応じて第１実施形態の場合とは異なる状態に設定される。

【0051】

具体的には、トータル設定値Ｓｔは、図９Ａに示すように、第１実施形態の場合よりも低い割合で上昇するように設定される。たとえば、トータル設定値Ｓｔは、第１実施形態では、３分の時点から５分の時点の間において５０ＭＷから９０ＭＷに上昇するように設定されているが、本実施形態では、３分の時点から８分の時点までの間において５０ＭＷから９０ＭＷに上昇するように設定される。そして、たとえば、８分の時点以降において、トータル設定値Ｓｔは、電力系統４０の電力需要量Ｄｔと同様に、一定値を保持する。

【0052】

発電設定値Ｓｃは、図９Ａに示すように、第１実施形態の場合と同様に、たとえば、３分の時点から１１分の時点までの間において、電力量が５０ＭＷから９０ＭＷに上昇するように設定される。そして、たとえば、１１分の時点以降において、発電設定値Ｓｃは、電力系統４０の電力需要量Ｄｔと同様に、一定値を保持する。

【0053】

蓄電設定値Ｓｂは、図９Ａに示すように、それぞれの時間において、発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとを合計した値がトータル設定値Ｓｔと同じになるように設定される。たとえば、３分の時点から８分の時点までの間においては、発電設定値Ｓｃは、トータル設定値Ｓｔが上昇する割合よりも低い割合で上昇するので、発電設定値Ｓｃだけでは、トータル設定値Ｓｔよりも低い状態である。したがって、発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとを合計した値がトータル設定値Ｓｔに一致するように、蓄電設定値Ｓｂを上昇させる。８分の時点以降に、３分の時点から８分の時点までの間の場合と同様な割合で蓄電設定値Ｓｂを上昇させた場合には、発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとを合計した値がトータル設定値Ｓｔを超える。このため、８分の時点以降においては、蓄電設定値Ｓｂを時間の経過に伴って減少させる。

【0054】

このとき、蓄電手段２０で充電されている充電電力量Ｃｂは、図９Ｂに示すように、時間の経過に伴って減少する。たとえば、充電電力量Ｃｂは、３分の時点で６０ＭＷであった状態から、１１分の時点で０ＭＷになる。

【0055】

なお、トータル設定値Ｓｔにおいて電力量が増加する部分の割合Ｒｔｐａは、下記の数式（Ａ）のように求められる。下記式（Ａ）において、ｄＭＷは、図９Ａを参照して判るように、電力需要量Ｄｔの変化量である。

【0056】

Ｒｔｐａ＝ｄＭＷ／（ｄＭＷ／Ｒｃｐ－２＊Ｃｂ／ｄＭＷ） ・・・（Ａ）

【0057】

また、発電設定値Ｓｃにおいて電力量が増加する部分の割合は、補正後の増加側出力変化率Ｒｃｐａに相当する。蓄電設定値Ｓｂにおいて電力量が増加する部分の割合は、補正後の増加側出力変化率Ｒｂｐａに相当する。

【0058】

［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態の電力制御装置５０において、協調制御手段５００は、蓄電手段２０において充電されている充電電力量Ｃｂに基いてトータル設定値Ｓｔを求め、トータル設定値Ｓｔに応じて発電設定値Ｓｃおよび蓄電設定値Ｓｂを出力する。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。

【0059】

具体的には、本実施形態のように充電電力量Ｃｂが小さい場合に、上記の第１実施形態の場合と同様な増加側出力変化率Ｒｂｐおよび減少側出力変化率Ｒｂｍで蓄電手段２０が出力を行った場合には、電力需要量Ｄｔにトータル設定値Ｓｔが到達する前に、充電電力量Ｃｂがゼロになる可能性がある。しかしながら、本実施形態では、電力需要量Ｄｔにトータル設定値Ｓｔが到達する前に充電電力量Ｃｂがゼロにならないように、増加側出力変化率Ｒｂｐおよび減少側出力変化率Ｒｂｍを補正している。このため、本実施形態では、要求された電力需要量Ｄｔに対して的確に対応することができる。

【0060】

＜第３実施形態＞
［Ａ］協調制御手段５００
本実施形態の協調制御手段５００の要部について図１０を用いて説明する。

【0061】

図１０に示すように、本実施形態の協調制御手段５００は、第２実施形態の場合（図８参照）と異なり、現時点における電力需要量Ｄｔの他に、将来における電力需要量Ｄｔｆのデータが入力される。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。

【0062】

具体的には、協調制御手段５００においては、将来における電力需要量Ｄｔｆのデータがトータル設定値算出部５３０に入力信号として更に入力される。将来における電力需要量Ｄｔｆは、第１時点における電力需要量Ｄｔ（１）、第２時点における電力需要量Ｄｔ（２）、・・・、第ｎ時点における電力需要量Ｄｔ（ｎ）のように数字列として入力される。そして、トータル設定値算出部５３０は、将来における電力需要量Ｄｔｆ等の入力データを用いて、トータル設定値Ｓｔを算出する。

【0063】

そして、発電設定値算出部５３１は、上記のように算出されたトータル設定値Ｓｔ等に基いて、発電設定値Ｓｃを算出して出力する。また、蓄電設定値算出部５３２は、上記のように算出されたトータル設定値Ｓｔ等に基いて、蓄電設定値Ｓｂを算出して出力する。

【0064】

［Ｂ］トータル設定値Ｓｔ、発電設定値Ｓｃ、蓄電設定値Ｓｂ、充電電力量Ｃｂについて
協調制御手段５００において算出される、トータル設定値Ｓｔと発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとに関して、図１１Ａを用いて説明する。また、上記のようにトータル設定値Ｓｔと発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとを算出したときに、蓄電手段２０で充電されている充電電力量Ｃｂに関して、図１１Ｂを用いて説明する。

【0065】

図１１Ａおよび図１１Ｂにおいては、図９Ａおよび図９Ｂの場合と異なり、０分の時点（現時点）において、３分の時点で電力需要量Ｄｔが上昇することが判っている状態を例示している。

【0066】

トータル設定値Ｓｔは、図１１Ａに示すように、電力需要量Ｄｔの上昇時に合わせて、３分の時点から５分の時点の間において５０ＭＷから９０ＭＷに上昇するように設定される。そして、トータル設定値Ｓｔは、たとえば、５分の時点以降において、電力系統４０の電力需要量Ｄｔと同様に、一定値を保持する。

【0067】

しかし、本実施形態では、上述したように、０分の時点（現時点）において、３分の時点で電力需要量Ｄｔが上昇することが判っている。このため、本実施形態では、発電設定値Ｓｃは、図１１Ａに示すように、電力需要量Ｄｔが上昇する前から、上昇するように設定される。具体的には、発電設定値Ｓｃは、たとえば、０分の時点（現時点）から電力需要量Ｄｔの上昇時点（３分）を経由して８分の時点までの間において、電力量が５０ＭＷから９０ＭＷに上昇するように設定される。そして、たとえば、８分の時点以降において、発電設定値Ｓｃは、電力系統４０の電力需要量Ｄｔと同様に、一定値を保持する。

【0068】

電力需要量Ｄｔが上昇する前に、発電設定値Ｓｃに対応するように発電手段１０で発電された電力は、電力系統４０に出力する必要がないので、蓄電手段２０において充電させる。このため、蓄電設定値Ｓｂは、０分の時点（現時点）から４分の時点までの間、充電を行い、４分の時点以降に放電を行う。

【0069】

このとき、蓄電手段２０で充電されている充電電力量Ｃｂは、図１１Ｂに示すように、充電を行っているときには増加し、放電を行っているときには減少する。たとえば、充電電力量Ｃｂは、０分の時点に６０ＭＷであった状態から９０ＭＷまで充電され、その状態から６０ＭＷになるまで放電が行われる。

【0070】

［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態の電力制御装置５０において、協調制御手段５００は、現時点における電力需要量Ｄｔの他に、将来の電力需要量Ｄｔｆに基いて、発電設定値Ｓｃおよび蓄電設定値Ｓｂを出力する。このため、本実施形態では、上記のように、電力需要量Ｄｔの要求のためにトータル設定値Ｓｔを上げる前に、発電設定値Ｓｃを上げることができる。その結果、電力需要量Ｄｔの要求のためにトータル設定値Ｓｔを上げる前においては、発電手段１０において発電した電力を、蓄電手段２０に出力し、蓄電手段２０において充電させることができる。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。

【0071】

＜第４実施形態＞
［Ａ］協調制御手段５００
本実施形態の協調制御手段５００の要部について図１２を用いて説明する。

【0072】

図１２に示すように、本実施形態の協調制御手段５００は、第３実施形態の場合（図１０参照）と異なり、蓄電手段２０において蓄電させる電力量の上限値Ｃｂｍａｘ［ＭＷ］（正の値）と、蓄電手段２０において蓄電させる電力量の下限値Ｃｂｍｉｎ［ＭＷ］（ゼロまたは正の値）とのデータが入力される。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。

【0073】

具体的には、協調制御手段５００においては、蓄電手段２０において蓄電させる電力量の上限値Ｃｂｍａｘ［ＭＷ］（正の値）と、蓄電手段２０において蓄電させる電力量の下限値Ｃｂｍｉｎ［ＭＷ］（ゼロまたは正の値）とのデータがトータル設定値算出部５３０に入力信号として更に入力される。そして、トータル設定値算出部５３０は、各入力データを用いて、トータル設定値Ｓｔなどを算出する。

【0074】

そして、発電設定値算出部５３１は、上記のように算出されたトータル設定値Ｓｔ等に基いて、発電設定値Ｓｃを算出して出力する。また、蓄電設定値算出部５３２は、上記のように算出されたトータル設定値Ｓｔ等に基いて、蓄電設定値Ｓｂを算出して出力する。

【0075】

［Ｂ］算出方法
本実施形態において、協調制御手段５００は、たとえば、下記（式１）に示すような制約条件付き最適化問題を解くことによって、各出力データを出力することができる。ここでは、蓄電手段２０で充電されている充電電力量Ｃｂが、上限値Ｃｂｍａｘと下限値Ｃｂｍｉｎとの間の範囲になるように、次の時点のトータル設定値Ｓｔ（０）、補正後の増加側出力変化率Ｒｂｐａ、および、補正後の減少側出力変化率Ｒｂｍａを決定することができる。

【0076】

【数1】

【0077】

協調制御手段５００において出力データを求めるために最適解を算出するときのフローを、図１３Ａ、図１３Ｂ、および、図１３Ｃを用いて説明する。図１３Ａ、図１３Ｂ、および、図１３Ｃに示すフローは、シンプルな繰り返し計算法によるものである。図１３Ａ、図１３Ｂ、および、図１３Ｃに示すフローの代わりに、一般的によく知られた最適化アルゴリズム、たとえば、最急降下法、ニュートンラプソン法、共役方向法などを用いることにより、最適解を算出可能である。

【0078】

以下より、上記の（式１）および図１３Ａ、図１３Ｂ、および、図１３Ｃのフローにおいて用いる因子を列挙する（既出の因子を含む）。

【0079】

（ａ）時間によらずに変化しない因子（定数）
・Ｒｃｐ：発電手段１０の増加側出力変化率（０または正の値、［ＭＷ／分］）
・Ｒｃｍ：発電手段１０の減少側出力変化率（０または負の値、［ＭＷ／分］）
・Ｒｂｐｍａｘ：蓄電手段２０の増加側出力変化率Ｒｂｐの最大値（正の値、［ＭＷ／分］）
・Ｒｂｍｍｉｎ：蓄電手段２０の減少側出力変化率Ｒｂｍの最小値（負の値、［ＭＷ／分］）
・Ｃｂｍａｘ：蓄電手段２０の充電電力量（残存量）の最大値（正の値、［ＭＷ分］）
・Ｃｂｍｉｎ：蓄電手段２０の充電電力量（残存量）の最小値（０または正の値、［ＭＷ分］）
・Ｓｃｍａｘ：発電手段１０の出力最大値（正の値、［ＭＷ］）
・Ｓｃｍｉｎ：発電手段１０の出力最小値（正の値、［ＭＷ］）
・ｄｔ：時点ｋと次ステップの時点ｋ＋１との間の時間（ステップ幅、［分］）

【0080】

（ｂ）時間の経過で変化する因子（変数）（（ｋ）は、時点ｋの値を意味し、（０）は現時点の値を意味する。）
・Ｃｂ（０）：蓄電手段２０の充電電力量（残存量）（０または正の値、［ＭＷ分］）
・Ｄｔ（０）：電力需要量Ｄｔ（トータル出力要求値、正の値、［ＭＷ］）
・Ｓｃ（ｋ）：発電手段１０の出力設定値（正の値、［ＭＷ］）
・Ｓｂ（ｋ）：蓄電手段２０の出力設定値（正の値の時は放電を意味し、負の値の時は蓄電（充電）を意味、［ＭＷ］）
・Ｓｔ（０）：発電手段１０と蓄電手段２０のトータル出力設定値（正の値、［ＭＷ］）

【0081】

（ｃ）計算によって得られる因子（変数）
・Ｒｂｐａ：蓄電手段２０の増加側出力変化率（補正後）（０または正の値、［ＭＷ／分］）
・Ｒｂｍａ：蓄電手段２０の減少側出力変化率（補正後）（０または負の値、［ＭＷ／分］）

【0082】

（ｄ）中間変数
・Ｒｂ：蓄電手段２０の変化率（正か０か負、［ＭＷ／分］）
・Ｔｃ：発電手段１０の発電設定値Ｓｃ（出力設定値）を変化させ始める時刻（［分］）

【0083】

（ｅ）最適化のためのパラメータ
・ｑ１，ｑ２，ｑ３，ａ４：任意の正の値（適切な値を最初に設定）

【0084】

［Ｂ－１］ステップＳＴ１０
協調制御手段５００において出力データを求める際には、図１３Ａに示すように、まず、一定値を取るパラメータ（Ｒｃｐ，Ｒｃｍ，Ｒｂｐｍａｘ，Ｒｂｍｍｉｎ，Ｃｂｍａｘ，Ｃｂｍｉｎ，Ｓｃｍａｘ，Ｓｃｍｉｎ）を設定する（ＳＴ１０）。

【0085】

［Ｂ－２］ステップＳＴ２０
つぎに、現時点の値（Ｓｃ（０），Ｓｂ（０），Ｓｔ（０），Ｃｂ（０），Ｄｔ（０））の入力を行う（ＳＴ２０）。

【0086】

［Ｂ－３］ステップＳＴ２１
つぎに、将来の時点における値（Ｄｔ（１），Ｄｔ（２），・・・，Ｄｔ（Ｎ））の入力を行う（ＳＴ２１）。

【0087】

［Ｂ－４］ステップＳＴ３０
つぎに、将来において電力需要量Ｄｔ（トータル出力要求値）が増減するのか、維持されるのかの判断を行う（ＳＴ３０）。ここでは、現時点での電力需要量Ｄｔ（０）と将来の時点での電力需要量Ｄｔ（Ｎ）とを比較する。

【0088】

［Ｂ－５］ステップＳＴ４０
現時点での電力需要量Ｄｔ（０）と将来の時点での電力需要量Ｄｔ（Ｎ）とが同じである場合には、現在の状態を維持する処理を行う。ここでは、１ステップ後の時点でのトータル設定値Ｓｔ（１）を現時点でのトータル設定値Ｓｔ（０）と同じ値に設定する（Ｓｔ（１）＝Ｓｔ（０））。そして、補正後の増加側出力変化率Ｒｂｐａおよび補正後の減少側出力変化率Ｒｂｍａに関しては、ゼロの値に設定する。

【0089】

［Ｂ－６］ステップＳＴ４１
将来の時点での電力需要量Ｄｔ（Ｎ）が現時点での電力需要量Ｄｔ（０）よりも大きい場合には、要求値増加時の処理を行う（ＳＴ４１）。要求値増加時の処理については、後述する。

【0090】

［Ｂ－７］ステップＳＴ４２
将来の時点での電力需要量Ｄｔ（Ｎ）が現時点での電力需要量Ｄｔ（０）よりも小さい場合には、要求値増加時の処理を行う（ＳＴ４２）。要求値減少時の処理については、後述する。

【0091】

［Ｂ－８］要求値増加時の処理
上記した要求値増加時の処理（ＳＴ４１，図１３Ａ参照）について、図１３Ｂを用いて説明する。

【0092】

［Ｂ－８－１］ステップＳＴ４１１
要求値増加時の処理を行う際には、図１３Ｂに示すように、まず、ステップＳＴ４１１において、蓄電手段２０の出力変化率Ｒｂの初期値を設定する。ここでは、蓄電手段２０の出力変化率Ｒｂを最大値Ｒｂｐｍａｘに設定する（Ｒｂ＝Ｒｂｐｍａｘ）。

【0093】

［Ｂ－８－２］ステップＳＴ４１２
つぎに、ステップＳＴ４１２において、各時点での発電設定値Ｓｃ（１），Ｓｃ（２），・・・，Ｓｃ（Ｎ）が変化し始める時点Ｔｃの初期値を設定する。ここでは、時点Ｔｃについて、現時点（０）を設定する（Ｔｃ＝０）。

【0094】

［Ｂ－８－３］ステップＳＴ４１３
つぎに、ステップＳＴ４１３において、将来の発電設定値Ｓｃ（ｋ）と、将来の蓄電設定値Ｓｂ（ｋ）と、将来の充電電力量Ｃｂ（ｋ）とに関して予測するための計算を行う。

【0095】

［Ｂ－８－４］ステップＳＴ４１４
つぎに、ステップＳＴ４１４において、蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂ（残存量）の将来値Ｃｂ（ｋ）の最大値が、蓄電手段２０において蓄電させる電力量の上限値Ｃｂｍａｘよりも大きいか、判定する（ＳＴ４１４）。

【0096】

［Ｂ－８－５］ステップＳＴ４１５
ステップＳＴ４１４での判定がＹＥＳである場合（Ｃｂ（ｋ）の最大値＞Ｃｂｍａｘ）には、ステップＳＴ４１５において、時点Ｔｃについて更新する（ＳＴ４１５）。ここでは、現在の時点Ｔｃに所定値ｑ１を加算した値を、更新後の時点Ｔｃにする。更新後の時点Ｔｃは、ステップＳＴ４１３において用いられる。

【0097】

［Ｂ－８－６］ステップＳＴ４１６
ステップＳＴ４１４での判定がＮｏである場合（Ｃｂ（ｋ）の最大値≦Ｃｂｍａｘ）には、ステップＳＴ４１６において、蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂ（残存量）の将来値Ｃｂ（ｋ）の最小値が、蓄電手段２０において蓄電させる電力量の下限値Ｃｂｍｉｎよりも小さいか、判定する。

【0098】

［Ｂ－８－７］ステップＳＴ４１７
ステップＳＴ４１６での判定がＹｅｓである場合（Ｃｂ（ｋ）の最小値＜Ｃｂｍｉｎ）には、ステップＳＴ４１７において、出力変化率Ｒｂを更新する。ここでは、現在の出力変化率Ｒｂに所定値ｑ２を加算した値を、更新後の出力変化率Ｒｂにする。更新後の出力変化率Ｒｂは、ステップＳＴ４１３において用いられる。

【0099】

［Ｂ－８－８］ステップＳＴ４１８
ステップＳＴ４１６での判定がＮｏである場合（Ｃｂ（ｋ）の最小値≧Ｃｂｍｉｎ）には、ステップＳＴ４１８において、現時点の次のステップのトータル設定値Ｓｔ（１）と補正後の増加側出力変化率Ｒｂｐａとを決定する。ここでは、下記（式２－１）に示すように、既に設定されている出力変化率Ｒｂを補正後の増加側出力変化率Ｒｂｐａとする。また、現時点の次のステップのトータル設定値Ｓｔ（１）については、下記（式３－１）に基いて決定する。

【0100】

Ｒｂｐａ＝Ｒｂ ・・・（式２－１）
Ｓｔ（１）＝Ｓｔ（０）＋（Ｒｂｐａ＋Ｒｃｐ）＊ｄｔ ・・・（式３－２）

【0101】

［Ｂ－９］要求値減少時の処理
要求値減少時の処理（ＳＴ４２，図１３Ａ参照）について、図１３Ｃを用いて説明する。

【0102】

［Ｂ－９－１］ステップＳＴ４２１
要求値減少時の処理を行う際には、図１３Ｃに示すように、まず、ステップＳＴ４２１において、蓄電手段２０の出力変化率Ｒｂの初期値を設定する。ここでは、蓄電手段２０の出力変化率Ｒｂを最小値Ｒｂｍｍｉｎに設定する（Ｒｂ＝Ｒｂｍｍｉｎ）。

【0103】

［Ｂ－９－２］ステップＳＴ４２２
つぎに、ステップＳＴ４２２において、各時点での発電設定値Ｓｃ（１），Ｓｃ（２），・・・，Ｓｃ（Ｎ）が変化し始める時点Ｔｃの初期値を設定する。ここでは、時点Ｔｃについて、現時点（０）を設定する（Ｔｃ＝０）。

【0104】

［Ｂ－９－３］ステップＳＴ４２３
つぎに、ステップＳＴ４２３において、将来の発電設定値Ｓｃ（ｋ）と、将来の蓄電設定値Ｓｂ（ｋ）と、将来の充電電力量Ｃｂ（ｋ）とに関して予測するための計算を行う。

【0105】

［Ｂ－９－４］ステップＳＴ４２４
つぎに、ステップＳＴ４２４において、蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂ（残存量）の将来値Ｃｂ（ｋ）の最小値が、蓄電手段２０において蓄電させる電力量の下限値Ｃｂｍｉｎよりも小さいか、判定する。

【0106】

［Ｂ－９－５］ステップＳＴ４２５
ステップＳＴ４２４での判定がＹｅｓである場合（Ｃｂ（ｋ）の最小値＜Ｃｂｍｉｎ）には、時点Ｔｃについて更新する（ＳＴ４２５）。ここでは、現在の時点Ｔｃに所定値ｑ３を加算した値を、更新後の時点Ｔｃにする。更新後の時点Ｔｃは、ステップＳＴ４２３において用いられる。

【0107】

［Ｂ－９－６］ステップＳＴ４２６
ステップＳＴ４２４での判定がＮｏである場合（Ｃｂ（ｋ）の最小値≧Ｃｂｍｉｎ）には、ステップＳＴ４２６において、蓄電手段２０の充電電力量Ｃｂ（残存量）の将来値Ｃｂ（ｋ）の最大値が、蓄電手段２０において蓄電させる電力量の上限値Ｃｂｍａｘよりも大きいか、判定する。

【0108】

［Ｂ－９－７］ステップＳＴ４２７
ステップＳＴ４２６での判定がＹｅｓである場合（Ｃｂ（ｋ）の最大値＞Ｃｂｍａｘ）には、ステップＳＴ４２７において、出力変化率Ｒｂを更新する。ここでは、現在の出力変化率Ｒｂに所定値ｑ４を加算した値を、更新後の出力変化率Ｒｂにする。更新後の出力変化率Ｒｂは、ステップＳＴ４２３において用いられる。

【0109】

［Ｂ－９－８］ステップＳＴ４２８
ステップＳＴ４２６での判定がＮｏである場合（Ｃｂ（ｋ）の最大値≦Ｃｂｍａｘ）には、ステップＳＴ４２８において、現時点の次のステップのトータル設定値Ｓｔ（１）と補正後の減少側出力変化率Ｒｂｍａとを決定する。ここでは、下記（式２－２）に示すように、既に設定されている出力変化率Ｒｂを補正後の増加側出力変化率Ｒｂｐａとする。また、現時点の次のステップのトータル設定値Ｓｔ（１）については、下記（式３－２）に基いて決定する。

【0110】

Ｒｂｍａ＝Ｒｂ ・・・（式２－２）
Ｓｔ（１）＝Ｓｔ（０）＋（Ｒｂｍａ＋Ｒｃｍ）＊ｄｔ ・・・（式３－２）

【0111】

［Ｃ］トータル設定値Ｓｔ、発電設定値Ｓｃ、蓄電設定値Ｓｂ、充電電力量Ｃｂについて
協調制御手段５００において算出される、トータル設定値Ｓｔと発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとに関して、図１４Ａを用いて説明する。また、上記のようにトータル設定値Ｓｔと発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとを算出したときに、蓄電手段２０で充電されている充電電力量Ｃｂに関して、図１４Ｂを用いて説明する。

【0112】

図１４Ａおよび図１４Ｂにおいては、図１１Ａおよび図１１Ｂの場合と異なり、０分の時点（現時点）において、３分の時点で電力需要量Ｄｔが上昇することが判っている状態を例示している。

【0113】

トータル設定値Ｓｔは、図１４Ａに示すように、電力需要量Ｄｔの上昇時に合わせて、３分の時点から上昇が開始し、約６．５分の時点までに、５０ＭＷから９０ＭＷに上昇するように設定される。そして、トータル設定値Ｓｔは、たとえば、約６．５分の時点以降において、電力系統４０の電力需要量Ｄｔと同様に、一定値を保持する。

【0114】

しかし、本実施形態では、第３実施形態の場合と同様に、０分の時点（現時点）において、３分の時点で電力需要量Ｄｔが上昇することが判っている。このため、本実施形態では、発電設定値Ｓｃは、図１４Ａに示すように、電力需要量Ｄｔが上昇する前から、上昇するように設定される。具体的には、発電設定値Ｓｃは、たとえば、２分の時点から電力需要量Ｄｔの上昇時点（３分）を経由して１０分の時点までの間において、電力量が５０ＭＷから９０ＭＷに上昇するように設定される。そして、たとえば、１０分の時点以降において、発電設定値Ｓｃは、電力系統４０の電力需要量Ｄｔと同様に、一定値を保持する。

【0115】

電力需要量Ｄｔが上昇する前に、発電設定値Ｓｃに対応するように発電手段１０で発電された電力は、電力系統４０に出力する必要がないので、蓄電手段２０において充電させる。このため、蓄電設定値Ｓｂは、２分の時点から約４分の時点までの間、充電を行い、約４分の時点以降に放電を行う。

【0116】

このとき、蓄電手段２０で充電されている充電電力量Ｃｂは、図１１Ｂに示すように、充電を行っているときには増加し、放電を行っているときには減少する。たとえば、充電電力量Ｃｂは、０分の時点に６０ＭＷであった状態から充電電力量Ｃｂの上限値Ｃｂｍａｘである６５ＭＷまで充電され、その状態から、充電電力量Ｃｂの下限値Ｃｂｍｉｎである１０ＭＷになるまで放電が行われる。

【0117】

［Ｄ］まとめ
以上のように、本実施形態の電力制御装置５０において、協調制御手段５００は、蓄電手段２０において充電される充電電力量Ｃｂが、予め設定された範囲（上限値Ｃｂｍａｘと下限値Ｃｂｍｉｎとの間の範囲）になるように、発電設定値Ｓｃおよび蓄電設定値Ｓｂを出力する。このため、本実施形態では、蓄電手段２０の容量を任意に設定可能である。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。

【0118】

＜第５実施形態＞
［Ａ］協調制御手段５００
本実施形態の協調制御手段５００の要部について図１５を用いて説明する。

【0119】

図１５に示すように、本実施形態の協調制御手段５００は、第４実施形態の場合（図１２参照）と異なり、発電手段１０が出力する電力Ｐｃのデータ（発電出力値）が入力される。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。

【0120】

具体的には、協調制御手段５００においては、発電手段１０が出力する電力Ｐｃのデータがトータル設定値算出部５３０に入力信号として入力される。そして、トータル設定値算出部５３０は、更に、発電手段１０が出力する電力Ｐｃの実測データ等を用いて、トータル設定値Ｓｔを算出すると共に、発電設定補正値Ｓｃｒを算出する。

【0121】

［Ａ－１］トータル設定値算出部５３０
本実施形態のトータル設定値算出部５３０の要部について図１６を用いて説明する。

【0122】

図１６に示すように、トータル設定値算出部５３０は、変化率制限器５３０ａの他に、デマンド補正部６０１と関数器６０２とを更に備えている。

【0123】

デマンド補正部６０１は、発電手段１０が出力する電力Ｐｃ、蓄電手段２０において充電されている充電電力量Ｃｂ、および、関数器６０２において求められた充電電力量Ｃｂの目標値Ｃｂｒに関する各データが入力信号として入力される。そして、デマンド補正部６０１は、各入力信号に基いて、発電設定値Ｓｃの補正値Ｓｃｒを算出して出力する。

【0124】

関数器６０２は、電力系統４０の電力需要量Ｄｔが入力信号として入力され、充電電力量Ｃｂの目標値Ｃｂｒを出力信号として出力するように構成されている。

【0125】

関数器６０２の関数の一例に関して、図１７を用いて説明する。

【0126】

図１７に示すように、関数器６０２は、電力系統４０の電力需要量Ｄｔが増加するに伴って、充電電力量Ｃｂの目標値Ｃｂｒが低下するように構成されている。

【0127】

デマンド補正部６０１の要部について、図１８を用いて説明する。図１８において、実線はアナログ信号を示し、破線は論理信号を示している。

【0128】

デマンド補正部６０１は、図１８に示すように、シフトレジスタ６１１と減算器６１２と絶対値算出器６１３と高値検出器６１４と減算器６２１と絶対値算出器６２２と低値検出器６２３とセット・リセット・フリップ・フロップ６３１とゼロ信号発生器６４０と信号切替器６４１とゲイン６５１とを有する。

【0129】

シフトレジスタ６１１は、発電手段１０が出力する電力Ｐｃのデータがステップごとに入力される。そして、シフトレジスタ６１１は、１ステップ前において保持した電力Ｐｃのデータを出力する。

【0130】

減算器６１２は、発電手段１０が出力する電力Ｐｃのデータが入力されると共に、シフトレジスタ６１１から出力された１ステップ前の電力Ｐｃのデータが入力される。そして、減算器６１２は、入力された両方のデータの差分値を算出して出力する。

【0131】

絶対値算出器６１３は、減算器６１２から出力された差分値について絶対値を求めて出力するように構成されている。

【0132】

高値検出器６１４は、絶対値算出器６１３から出力された絶対値が、予め定めた閾値よりも大きいときに、Ｔｒｕｅの論理値を出力し、小さいときには、Ｆａｌｓｅの論理値を出力する。

【0133】

減算器６２１は、蓄電手段２０において充電されている充電電力量Ｃｂ、および、関数器６０２（図１６参照）において求められた充電電力量Ｃｂの目標値Ｃｂｒが入力信号として入力される。そして、減算器６２１は、入力された両方のデータの差分値を算出して出力する。

【0134】

絶対値算出器６２２は、減算器６２１から出力された差分値について絶対値を求めて出力するように構成されている。

【0135】

低値検出器６２３は、絶対値算出器６１３から出力された絶対値が、予め定めた閾値よりも大きいときに、Ｆａｌｓｅの論理値を出力し、小さいときには、Ｔｒｕｅの論理値を出力する。

【0136】

セット・リセット・フリップ・フロップ６３１は、高値検出器６１４から論理値が入力されると共に、低値検出器６２３から論理値が入力される。そして、セット・リセット・フリップ・フロップ６３１は、低値検出器６２３から入力された論理値がＴｒｕｅである場合には、高値検出器６１４から入力された論理値が何であっても、Ｆａｌｓｅを出力する。また、セット・リセット・フリップ・フロップ６３１は、低値検出器６２３から入力された論理値がＦａｌｓｅである場合には、高値検出器６１４から入力された論理値がＴｒｕｅであれば、Ｔｒｕｅを出力する。このとき、低値検出器６２３から入力された論理値がＦａｌｓｅからＴｒｕｅに変わるまで、セット・リセット・フリップ・フロップ６３１は、Ｔｒｕｅの出力を継続する。また、セット・リセット・フリップ・フロップ６３１は、低値検出器６２３から入力された論理値がＦａｌｓｅである場合に、高値検出器６１４から入力された論理値がＦａｌｓｅであれば、Ｆａｌｓｅを出力する。

【0137】

ゼロ信号発生器６４０は、値がゼロである信号を出力する。

【0138】

信号切替器６４１は、減算器６２１から出力された差分値が入力されると共に、セット・リセット・フリップ・フロップ６３１から論理値が入力される。そして、信号切替器６４１は、セット・リセット・フリップ・フロップ６３１から入力される論理値がＴｒｕｅであるときに、ゼロ信号発生器６４０から入力されるゼロ値を出力する。これに対して、信号切替器６４１は、セット・リセット・フリップ・フロップ６３１から入力される論理値がＦａｌｓｅであるときに、減算器６２１から入力される差分値を出力する。

【0139】

すなわち、減算器６２１から出力された差分値が小さい場合、または、発電手段１０が出力する電力Ｐｃの変化が大きい場合には、信号切替器６４１は、ゼロ値を出力する。これに対して、減算器６２１から出力された差分値が大きく、かつ、発電手段１０が出力する電力Ｐｃの変化が小さい場合には、信号切替器６４１は、減算器６２１から出力された差分値を出力する。

【0140】

ゲイン処理器６５１は、信号切替器６４１から入力された信号についてゲイン処理を施して出力する（ゲインｋは、正の値）。

【0141】

［Ａ－２］発電設定値算出部５３１
発電設定値算出部５３１について図１９を用いて説明する。

【0142】

図１９に示すように、発電設定値算出部５３１においては、トータル設定値Ｓｔと発電設定補正値Ｓｃｒとの加算値が変化率制限器５３１ａに入力されると共に、増加側出力変化率Ｒｃｐおよび減少側出力変化率Ｒｃｍが変化率制限器５３１ａに入力される。そして、変化率制限器５３１ａでは、各入力信号に基いて、発電手段１０が出力する電力の設定値である発電設定値Ｓｃを算出して出力する。

【0143】

［Ｂ］充電電力量Ｃｂの目標値Ｃｂｒ、トータル設定値Ｓｔ、発電設定値Ｓｃ、蓄電設定値Ｓｂ、充電電力量Ｃｂについて
まず、本実施形態における関数器６０２の関数の一例に関して図２０Ａを用いて説明する。

【0144】

図２０Ａに示すように、関数器６０２の関数は、電力系統４０の電力需要量Ｄｔが増加するに伴って、充電電力量Ｃｂの目標値Ｃｂｒが低下するように構成されている。たとえば、電力需要量Ｄｔが５０ＭＷである場合には、目標値Ｃｂｒは、１８０ＭＷである。たとえば、電力需要量Ｄｔが７０ＭＷである場合には、目標値Ｃｂｒは、１１２ＭＷである。たとえば、電力需要量Ｄｔが９０ＭＷである場合には、目標値Ｃｂｒは、４４ＭＷである。

【0145】

つぎに、トータル設定値Ｓｔと発電設定値Ｓｃと蓄電設定値Ｓｂとに関して、図２０Ｂを用いて説明し、充電電力量Ｃｂに関して図２０Ｃを用いて説明する。

【0146】

図２０Ｂおよび図２０Ｃにおいては、電力需要量Ｄｔが７０ＭＷから９０ＭＷに上昇した後に、９０ＭＷから５０ＭＷに減少する場合に関して例示している。

【0147】

この場合において、０分の時点では、充電電力量Ｃｂは、図２０Ａから判るように、１１２ＭＷである。充電電力量Ｃｂが十分に大きいため、電力需要量Ｄｔが７０ＭＷから９０ＭＷに上昇するとき、発電設定値Ｓｃはスムーズに変化する。ここでは、７分の時点で発電設定値Ｓｃが９０ＭＷに到達し、ここからわずかに遅延した時点で、発電手段１０が出力する電力Ｐｃが９０ＭＷに到達する。発電手段１０が出力する電力Ｐｃは、発電設定値Ｓｃとほぼ同じであるので、図示を省略している。

【0148】

７分の時点では、充電電力量Ｃｂは、８２ＭＷであるので、電力需要量Ｄｔが９０ＭＷである場合の目標値Ｃｂｒである４４ＭＷよりも大きい。発電手段１０が出力する電力Ｐｃが９０ＭＷで一定値を保持した状態では、充電電力量Ｃｂが目標値Ｃｂｒに近付けるように発電設定補正値Ｓｃｒ（図示書略）が変化するので、発電設定値Ｓｃが変化する。ここでは、電力需要量Ｄｔとトータル設定値Ｓｔとが一致している。

【0149】

１５分の時点では、充電電力量Ｃｂが目標値Ｃｂｒに一致するので、発電設定補正値Ｓｃｒ（図示書略）がゼロになる。

【0150】

そして、２０分の時点以降においては、電力需要量Ｄｔが９０ＭＷから５０ＭＷに減少する。このとき、蓄電手段２０において電力が充電されている充電電力量Ｃｂは、少ない。このため、蓄電手段２０では、発電手段１０が出力する電力Ｐｃを十分に充電可能である。その結果、本実施形態では、電力需要量Ｄｔに対してトータル設定値Ｓｔがスムーズに追従する。

【0151】

［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態の協調制御手段５００は、電力需要量Ｄｔに基いて充電電力設定値Ｃｂｒを設定する。そして、電力需要量Ｄｔにおいて充電電力量Ｃｂが充電電力設定値Ｃｂｒになるように、発電設定値Ｓｃおよび蓄電設定値Ｓｂを出力する。したがって、本実施形態では、上記のように、発電手段１０が出力する電力Ｐｃについて蓄電手段２０が充電する必要があるときに、蓄電手段２０が充電可能な容量を確保可能であるので、要求された電力需要量Ｄｔに対して的確に対応することができる。

【0152】

＜第６実施形態＞
図示を省略しているが、本実施形態において、発電手段１０（図１参照）は、コンバインドサイクル発電システムであって、ガスタービンを用いて発電すると共に、蒸気タービンを用いて発電するように構成されている。そして、発電制御手段５１０は、ガスタービンの出力と蒸気タービンの出力とを制御するように構成されている。

【0153】

本実施形態の発電設定値Ｓｃに関して、図２１を用いて説明する。図２１においては、ガスタービンの出力設定値Ｓｃ＿ｇおよび蒸気タービンの出力設定値Ｓｃ＿ｓを併記しており、ガスタービンの出力設定値Ｓｃ＿ｇと蒸気タービンの出力設定値Ｓｃ＿ｓとの合計が発電設定値Ｓｃに相当する。

【0154】

ガスタービンの出力設定値Ｓｃ＿ｇは、たとえば、５％ＭＷ／分で出力が増加するように設定される。これに対して、蒸気タービンの出力設定値Ｓｃ＿ｓは、蒸気タービンの特性に対応するように、ガスタービンの出力設定値Ｓｃ＿ｇよりも遅れて、出力が増加するように設定される。

【0155】

以上のように、発電手段１０が、ガスタービンを用いて発電すると共に蒸気タービンを用いて発電するコンバインドサイクル発電システムである場合には、上記のような出力特性を考慮して、上記した各実施形態と同様に出力制御を行うことができる。

【0156】

＜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。

【符号の説明】

【0157】

１０：発電手段、２０：蓄電手段、４０：電力系統、５０：電力制御装置、５００：協調制御手段、５１０：発電制御手段、５２０：蓄電制御手段、５３０：トータル設定値算出部、５３０ａ：変化率制限器、５３１：発電設定値算出部、５３１ａ：変化率制限器、５３２：蓄電設定値算出部、５３２ａ：変化率制限器、６０１：デマンド補正部、６０２：関数器、６１１：シフトレジスタ、６１２：減算器、６１３：絶対値算出器、６１４：高値検出器、６２１：減算器、６２２：絶対値算出器、６２３：低値検出器、６３１：セット・リセット・フリップ・フロップ、６４０：ゼロ信号発生器、６４１：信号切替器、６５１：ゲイン処理器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図14A】

【図14B】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20A】

【図20B】

【図20C】

【図21】