特許 7528777 電力システムおよびサーバ

(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】2024-07-29

(45)【発行日】2024-08-06

(54)【発明の名称】電力システムおよびサーバ

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20240730BHJP

   H02J 3/32 20060101ALI20240730BHJP

   H02J 3/46 20060101ALI20240730BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20240730BHJP

   H02J 9/00 20060101ALI20240730BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20240730BHJP

【ＦＩ】

H02J3/38 180

H02J3/32

H02J3/46

H02J3/38 170

H02J3/38 130

H02J13/00 311R

H02J9/00 120

H02J7/34 G

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020213628

(22)【出願日】2020-12-23

(65)【公開番号】P2022099687

(43)【公開日】2022-07-05

【審査請求日】2023-02-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】浜田 成孝

(72)【発明者】

【氏名】広瀬 遥

(72)【発明者】

【氏名】堀井 雄介

(72)【発明者】

【氏名】中村 達

(72)【発明者】

【氏名】佐野 隆章

【審査官】赤穂 嘉紀

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／１４９０８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／０２０６４５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０６１４４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ３／００－５／００

Ｈ０２Ｊ ７／３４

Ｈ０２Ｊ ９／００

Ｈ０２Ｊ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電力網に電気的に接続された複数の電力調整リソースと、
前記第１電力網の電力管理を行なう管理装置とを備え、
前記第１電力網は、第２電力網に並列および解列可能に構成され、
前記管理装置は、
前記第２電力網と並列されて前記第１電力網が前記第２電力網と連系運転する場合には、前記第２電力網の周波数に同期するように、前記複数の電力調整リソースを電流制御し、
前記第２電力網と解列されて前記第１電力網が自立運転する場合には、前記複数の電力調整リソースのうちの予め定められた電力調整リソースである所定の電力調整リソースをマスタとし、かつ、前記所定の電力調整リソース以外の電力調整リソースをスレーブとして、前記複数の電力調整リソースをマスタスレーブ制御し、
前記第１電力網が前記自立運転する場合に前記所定の電力調整リソースが作動できないときには、前記管理装置は、前記複数の電力調整リソースの電力量に関する情報に基づいて、前記複数の電力調整リソースの中からマスタを決定し、当該決定されたマスタ以外の電力調整リソースをスレーブとして、前記複数の電力調整リソースを前記マスタスレーブ制御し、
前記電力量に関する情報は、供給可能電力量を示す情報であり、
前記複数の電力調整リソースは、蓄電装置と燃料電池を有する発電装置とを含む燃料電池自動車を含み、
前記燃料電池自動車の供給可能電力量は、前記蓄電装置の残容量と、前記発電装置の発電可能電力量とを含み、
前記マスタスレーブ制御において、前記管理装置は、前記複数の電力調整リソースのうちの供給可能電力量が最大のものをマスタとし、当該決定されたマスタ以外の電力調整リソースをスレーブとする、電力システム。

【請求項2】

前記マスタスレーブ制御において、前記管理装置は、前記マスタの供給可能電力量が閾電力量を下回った場合、前記スレーブのうちの供給可能電力量が最大のものを新たなマスタとして決定し、マスタであった電力調整リソースをスレーブとする、請求項１に記載の電力システム。

【請求項3】

複数の電力調整リソースが電気的に接続された第１電力網の電力管理を行なうサーバであって、
前記第１電力網は、第２電力網に並列および解列可能に構成され、
前記サーバは、
前記複数の電力調整リソースの電力量に関する情報を記憶する記憶装置と、
制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記第２電力網と並列されて前記第１電力網が前記第２電力網と連系運転する場合には、前記第２電力網の周波数に同期するように、前記複数の電力調整リソースを電流制御し、
前記第２電力網と解列されて前記第１電力網が自立運転する場合には、前記複数の電力調整リソースのうちの予め定められた電力調整リソースである所定の電力調整リソースをマスタとし、かつ、前記所定の電力調整リソース以外の電力調整リソースをスレーブとして、前記複数の電力調整リソースをマスタスレーブ制御し、
前記第１電力網が前記自立運転する場合に前記所定の電力調整リソースが作動できないときには、前記制御装置は、前記電力量に関する情報に基づいて、前記複数の電力調整リソースの中からマスタを決定し、当該決定されたマスタ以外の電力調整リソースをスレーブとして、前記複数の電力調整リソースを前記マスタスレーブ制御し、
前記電力量に関する情報は、供給可能電力量を示す情報であり、
前記複数の電力調整リソースは、蓄電装置と燃料電池を有する発電装置とを含む燃料電池自動車を含み、
前記燃料電池自動車の供給可能電力量は、前記蓄電装置の残容量と、前記発電装置の発電可能電力量とを含み、
前記マスタスレーブ制御において、前記制御装置は、前記複数の電力調整リソースのうちの供給可能電力量が最大のものをマスタとし、当該決定されたマスタ以外の電力調整リソースをスレーブとする、サーバ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電力システムおよびサーバに関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０２０－２８１９８号公報（特許文献１）には、外部の電力系統と連系するマイクログリッドの需給管理を行なう制御システムが開示されている。この制御システムでは、マイクログリッドに電気的に接続可能な複数の電力調整リソース（たとえば、分散型電源、負荷、およびフライホイール付き誘導機）を用いてマイクログリッドの需給管理が行なわれる。外部の電力系統からマイクログリッドへの電力供給が停止された場合には、優先順位に従ってマイクログリッドに電気的に接続された負荷が遮断されるとともに、フライホイール付き誘導機により電力が補完される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－２８１９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

マイクログリッドが外部の電力系統と連系運転する場合には、外部の電力系統の周波数に基づいて、外部の電力系統の電力に同期するように複数の電力調整リソースが電流制御される。一方、マイクログリッドが自立運転する場合には、複数の電力調整リソースを制御するための、マイクログリッドにおける周波数を決定する必要がある。

【0005】

たとえば、マイクログリッドの自立運転時には、周波数を決定するマスタなる電力調整リソースを予め定めておき、他の電力調整リソースをスレーブとして、マスタスレーブ制御を行なうことが考えられる。しかしながら、マスタとなる電力調整リソースが、何らかの理由により停止（ダウン）したような場合には、マイクログリッドの自立運転が適切になされない可能性がある。

【0006】

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、電力網の自立運転を適切に行なうことである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示のある局面に係る電力システムは、第１電力網に電気的に接続された複数の電力調整リソースと、第１電力網の電力管理を行なう管理装置とを備える。第１電力網は、第２電力網に並列および解列可能に構成される。管理装置は、第２電力網と並列されて第１電力網が第２電力網と連系運転する場合には、第２電力網の周波数に同期するように、複数の電力調整リソースを電流制御し、第２電力網と解列されて第１電力網が自立運転する場合には、複数の電力調整リソースのうちの予め定められた電力調整リソースである所定の電力調整リソースをマスタとし、かつ、所定の電力調整リソース以外の複数の電力調整リソースをスレーブとして、複数の電力調整リソースをマスタスレーブ制御する。第１電力網が自立運転する場合に所定の電力調整リソースが作動できないときには、管理装置は、複数の電力調整リソースの電力量に関する情報に基づいて、複数の電力調整リソースの中からマスタを決定し、当該決定されたマスタ以外の電力調整リソースをスレーブとして、複数の電力調整リソースをマスタスレーブ制御する、電力システム。

【0008】

上記構成によれば、第１電力網が自立運転する場合において、予めマスタとして定められていた所定の電力調整リソースが作動できないときでも、複数の電力調整リソースの中からマスタを決定しマスタスレーブ制御を実行することができる。これにより、第１電力網が自立運転する場合において、所定の電力調整リソースが作動できないときでも、第１電力網の自立運転を適切に行なうことができる。

【0009】

ある実施の形態においては、電力量に関する情報は、現在の蓄電容量を示す情報である。マスタスレーブ制御において、管理装置は、複数の電力調整リソースのうちの蓄電容量が最大のものをマスタとし、当該決定されたマスタ以外の電力調整リソースをスレーブとする。

【0010】

上記構成によれば、複数の電力調整リソースのうちの蓄電容量が最大のものがマスタとして決定されるので、蓄電容量が小さい電力調整リソースがマスタとされる場合に比べ、マスタスレーブ制御を長く実行することができる。

【0011】

ある実施の形態においては、マスタスレーブ制御において、管理装置は、マスタの蓄電容量が閾容量を下回った場合には、スレーブのうちの蓄電容量が最大のものを新たなマスタとして決定し、マスタであった電力調整リソースをスレーブとする。

【0012】

上記構成によれば、マスタの蓄電容量が閾容量を下回った場合には、新たなマスタが決定されるので、マスタの蓄電容量が低下してもマスタスレーブ制御を継続させることができる。すなわち、第１電力網の自立運転を停止させることなく、第１電力網の自立運転を適切に継続させることができる。

【0013】

ある実施の形態においては、電力量に関する情報は、ＳＯＣを示す情報である。マスタスレーブ制御において、管理装置は、複数の電力調整リソースのうちのＳＯＣが最大のものをマスタとし、当該決定されたマスタ以外の電力調整リソースをスレーブとする。

【0014】

上記構成によれば、複数の電力調整リソースのうちのＳＯＣが最大のものがマスタとして決定されるので、ＳＯＣが小さい電力調整リソースがマスタとされる場合に比べ、マスタスレーブ制御を長く実行することができる。

【0015】

ある実施の形態においては、マスタスレーブ制御において、管理装置は、マスタのＳＯＣが閾ＳＯＣを下回った場合には、スレーブのうちのＳＯＣが最大のものを新たなマスタとして決定し、マスタであった電力調整リソースをスレーブとする。

【0016】

上記構成によれば、マスタのＳＯＣが閾容量を下回った場合には、新たなマスタが決定されるので、マスタのＳＯＣが低下してもマスタスレーブ制御を継続させることができる。すなわち、第１電力網の自立運転を停止させることなく、第１電力網の自立運転を適切に継続させることができる。

【0017】

本開示の他の局面に係るサーバは、複数の電力調整リソースが電気的に接続された第１電力網の電力管理を行なうサーバ。第１電力網は、第２電力網に並列および解列可能に構成される。サーバは、複数の電力調整リソースの電力量に関する情報を記憶する記憶装置と、制御装置とを備える。制御装置は、第２電力網と並列されて第１電力網が第２電力網と連系運転する場合には、第２電力網の周波数に同期するように、複数の電力調整リソースを電流制御し、第２電力網と解列されて第１電力網が自立運転する場合には、複数の電力調整リソースのうちの予め定められた電力調整リソースである所定の電力調整リソースをマスタとし、かつ、所定の電力調整リソース以外の電力調整リソースをスレーブとして、複数の電力調整リソースをマスタスレーブ制御する。第１電力網が自立運転する場合に所定の電力調整リソースが作動できないときには、制御装置は、電力量に関する情報に基づいて、複数の電力調整リソースの中からマスタを決定し、当該決定されたマスタ以外の電力調整リソースをスレーブとして、複数の電力調整リソースをマスタスレーブ制御する。

【発明の効果】

【0018】

本開示によれば、電力網の自立運転を適切に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施の形態に係る電力システムの概略的な構成を示す図である。

【図2】ＣＥＭＳサーバの構成要素を機能別に示す機能ブロック図である。

【図3】マイクログリッドの連系運転中にＣＥＭＳサーバによって実行される処理の手順を示すフローチャートである。

【図4】マイクログリッドの自立運転中にＣＥＭＳサーバによって実行される処理の手順を示すフローチャートである。

【図5】図４のＳ３１の詳細な処理を示すフローチャートである。

【図6】変形例１における、マイクログリッドの自立運転中にＣＥＭＳサーバによって実行される処理の手順を示すフローチャートである。

【図7】図６のＳ５５の詳細な処理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】

【0020】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

【0021】

［実施の形態］
＜電力システムの全体構成＞
図１は、実施の形態に係る電力システムの概略的な構成を示す図である。電力システム１は、電力系統ＰＧと、マイクログリッドＭＧと、ＣＥＭＳ（Community Energy Management System）サーバ１００と、送配電事業者サーバ２００と、ＤＥＲ（Distributed Energy Resource）群５００と、受変電設備５０１とを含む。

【0022】

マイクログリッドＭＧは、１つの街（たとえば、スマートシティ）全体に電力を供給する電力網である。マイクログリッドＭＧ内の電力の需給は、ＣＥＭＳサーバ１００によって管理される。マイクログリッドＭＧにおいて複数のＤＥＲをネットワーク化するための電力線は、自営電力線であってもよい。マイクログリッドＭＧは、電力系統ＰＧに並列および解列可能に構成される。

【0023】

送配電事業者サーバ２００は、電力系統ＰＧの需給を管理するコンピュータである。電力系統ＰＧは、図示しない発電所および送配電設備によって構築される電力網である。本実施の形態では、電力会社が発電事業者および送配電事業者を兼ねる。電力会社は、一般送配電事業者に相当し、電力系統ＰＧ（商用電力系統）を保守および管理する。電力会社は、電力系統ＰＧの管理者に相当する。送配電事業者サーバ２００は、電力会社に帰属する。

【0024】

受変電設備５０１は、マイクログリッドＭＧの連系点（受電点）に設けられ、電力系統ＰＧとマイクログリッドＭＧとの並列（接続）および解列（切離し）を切替え可能に構成される。受変電設備５０１は、マイクログリッドＭＧと電力系統ＰＧとの接続点に位置する。

【0025】

マイクログリッドＭＧが電力系統ＰＧと接続された状態で連系運転しているときには、受変電設備５０１は、電力系統ＰＧから交流電力を受電し、受電した電力を降圧してマイクログリッドＭＧへ供給する。マイクログリッドＭＧが電力系統ＰＧから切り離された状態で自立運転しているときには、電力系統ＰＧからマイクログリッドＭＧへの電力供給は行なわれない。受変電設備５０１は、高圧側（一次側）の開閉装置（たとえば、区分開閉器、断路器、遮断器、および負荷開閉器）、変圧器、保護リレー、計測機器、および制御装置を含んで構成される。ＣＥＭＳサーバ１００は、マイクログリッドＭＧに関する情報（たとえば、電力波形）を受変電設備５０１から受信するとともに、受変電設備５０１へ並列および解列を指示するように構成される。

【0026】

ＣＥＭＳサーバ１００は、送配電事業者サーバ２００およびＤＥＲ群５００の各々と通信可能に構成される。通信プロトコルは、ＯｐｅｎＡＤＲであってもよい。ＤＥＲ群５００は、マイクログリッドＭＧに電気的に接続可能な複数のＤＥＲを含む。ＣＥＭＳサーバ１００は、ＤＥＲ群５００に含まれる複数のＤＥＲを管理するように構成される。ＣＥＭＳサーバ１００は、送配電事業者サーバ２００から電力系統ＰＧの需給調整を要請されたときに、ＤＥＲ群５００に対してＤＲ（デマンドレスポンス）を実施してもよい。また、ＣＥＭＳサーバ１００は、需給調整市場の要請に応じてＤＥＲ群５００に対してＤＲを実施してもよい。また、ＣＥＭＳサーバ１００は、マイクログリッドＭＧの需給調整を行なうために、ＤＥＲ群５００に対してＤＲを実施してもよい。

【0027】

ＤＥＲ群５００は、ＥＶＳＥ（Electric Vehicle Supply Equipment）２０と、住宅３０と、商業施設４０と、工場５０と、ＥＳＳ（Energy Storage System）６０と、ＦＣＳ（Fuel Cell System）７０と、発電機８０と、自然変動電源９０とを含む。これらの各々が、ＤＥＲとして機能し得る。ＤＥＲ群５００に含まれる上記の複数のＤＥＲの各々は、マイクログリッドＭＧを介して相互に電気的に接続されている。

【0028】

ＤＥＲ群５００は、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）１１と、燃料電池自動車（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle）１２とをさらに含む。ＥＶＳＥ２０は、車両（たとえば、ＥＶまたはＦＣＶ）と電気的に接続された状態でＤＥＲとして機能する。たとえば、ＥＶＳＥ２０の充電コネクタが車両のインレットに挿入（プラグイン）されることによって、ＥＶＳＥ２０と車両とが電気的に接続される。

【0029】

なお、ＤＥＲ群５００に含まれる車両の数は任意である。ＤＥＲ群５００は、個人が所有する車両（ＰＯＶ）を含んでもよいし、ＭａａＳ（Mobility as a Service）車両を含んでもよい。ＭａａＳ車両は、ＭａａＳ事業者が管理する車両である。また、ＤＥＲ群５００に含まれるＥＶＳＥ２０、住宅３０、商業施設４０、工場５０、ＥＳＳ６０、ＦＣＳ７０、発電機８０、および自然変動電源９０の各々の数も任意である。なお、ＤＥＲ群５００に含まれるＤＥＲの各々は、本開示に係る「電力調整リソース」の一例に相当する。

【0030】

ＥＶ１１は、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１０ａと、バッテリＢ１と、通信装置Ｃ１とを含む。ＥＣＵ１０ａは、ＥＶ１１に搭載された各機器を制御するように構成される。通信装置Ｃ１は、ＣＥＭＳサーバ１００と無線通信が可能に構成される。バッテリＢ１は、たとえば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池を含んで構成される。バッテリＢ１に蓄えられた電力は、ＥＶ１１の走行用モータ（図示せず）を駆動するために使用されたり、ＥＶ１１に搭載された各機器を駆動するために使用されたりする。

【0031】

ＦＣＶ１２は、ＥＣＵ１０ｂと、発電装置Ｈ２と、バッテリＢ２と、通信装置Ｃ２とを含む。発電装置Ｈ２は、いずれも図示しないが、水素を貯留する水素タンクと、水素と酸素との化学反応によって発電する燃料電池とを含む。燃料電池は、水素タンクから供給される水素を使って発電を行なう。発電装置Ｈ２によって発電された電力は、ＦＣＶ１２の走行用モータ（図示せず）を駆動するために使用されたり、ＦＣＶ１２に搭載された各機器を駆動するために使用されたり、バッテリＢ２に蓄えられたりする。ＦＣＶ１２のユーザは、街の中に設置された水素ステーション（図示せず）で水素を補給できる。通信装置Ｃ２は、ＣＥＭＳサーバ１００と無線通信が可能に構成される。バッテリＢ２は、たとえば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池を含んで構成される。バッテリＢ２に蓄えられた電力は、ＦＣＶ１２の走行用モータ（図示せず）を駆動するために使用されたり、ＦＣＶ１２に搭載された各機器を駆動するために使用されたりする。

【0032】

ＥＶＳＥ２０は、たとえば、街に設置された充電設備である。ＥＶＳＥ２０は、車両ユーザが所定の認証を行なうことによって利用できる公共のＥＶＳＥである。認証の方式は、充電カード方式であってもよいし、通信による認証（たとえば、Plug and Charge）であってもよい。なお、本実施の形態では、ＤＥＲ群５００には複数のＥＶＳＥ２０が含まれている。

【0033】

住宅３０は、各種の家庭用電気機械器具（たとえば、照明器具、空調設備、調理器具、情報機器、テレビ、冷蔵庫、および洗濯機など）を含む。また、住宅３０は、充放電器（たとえば、家庭用ＥＶＳＥ）と、自然変動電源（たとえば、屋根に設置される太陽光パネル）と、ＥＳＳと、ＦＣＳと、コージェネレーションシステム（たとえば、自家発電時に発生する熱を利用した給湯機、またはヒートポンプ給湯機）との少なくとも１つを備えてもよい。住宅３０におけるエネルギーの需給は、たとえば図示しないＨＥＭＳ（Home Energy Management System）によって管理されている。マイクログリッドＭＧと住宅３０とは電力授受可能に接続されている。本実施の形態では、ＣＥＭＳサーバ１００と各住宅３０とがＨＥＭＳを介して通信する。また、本実施の形態では、ＤＥＲ群５００には複数の住宅３０が含まれている。

【0034】

商業施設４０は、たとえば、オフィスビルと、商店とを含む。商店の例としては、デパート、ショッピングセンタ、スーパーマーケット、またはコンビニエンスストアが挙げられる。商業施設４０に含まれる各施設におけるエネルギーの需給は、たとえば図示しないＢＥＭＳ（Building Energy Management System）によって管理されている。ＢＥＭＳは、施設ごとに個別にエネルギーの需給を管理してもよいし、複数の施設におけるエネルギーの需給をまとめて管理してもよい。商業施設４０に含まれる各施設とマイクログリッドＭＧとは電力授受可能に接続されている。本実施の形態では、ＣＥＭＳサーバ１００がＢＥＭＳを介して商業施設４０と通信する。

【0035】

工場５０は、たとえば自動車製造工場であってもよいし、他の工場であってもよい。工場５０は、たとえば、生産ラインと、空調用の集中熱源とを含む。また、工場５０は、自然変動電源（たとえば、太陽光発電設備または風力発電設備）と、ＥＶＳＥと、ＥＳＳと、ＦＣＳと、発電機（たとえば、ガスタービン発電機またはディーゼル発電機）と、コージェネレーションシステムとの少なくとも１つを備えてもよい。工場５０におけるエネルギーの需給は、たとえば図示しないＦＥＭＳ（Factory Energy Management System）によって管理されている。マイクログリッドＭＧと工場５０とは電力の授受が可能に接続されている。本実施の形態では、ＣＥＭＳサーバ１００と工場５０とがＦＥＭＳを介して通信する。

【0036】

ＥＳＳ６０は、マイクログリッドＭＧに対して充放電可能に構成される定置式のバッテリを含む。ＥＳＳ６０に含まれるバッテリとしては、たとえば、リチウムイオン電池、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、レドックスフロー電池、またはＮＡＳ（ナトリウム硫黄）電池が採用されてもよい。自然変動電源９０によって発電された余剰電力がＥＳＳ６０に蓄えられてもよい。

【0037】

ＦＣＳ７０は、水素と酸素との化学反応によって発電する定置式の燃料電池を含む。ＦＣＳ７０は水素タンク７１と接続されている。水素タンク７１は水素生成装置７２と接続されている。ＦＣＳ７０は、水素タンク７１から供給される水素を使って発電し、発電した電力をマイクログリッドＭＧに対して供給するように構成される。水素生成装置７２は、種々の公知の方法を採用することができる。たとえば、水素生成装置７２において、副生水素法、水分解法、化石燃料改質法、バイオマス改質法、またはＩＳ（ヨウ素／硫黄）プロセスのような方法を採用することができる。水素生成装置７２は、マイクログリッドＭＧから供給される電力を使って水素を生成してもよいし、自然変動電源９０によって発電された余剰電力を使って水素を生成してもよい。ＣＥＭＳサーバ１００は、水素タンク７１内の水素残量が所定値を下回らないように、水素生成装置７２を制御してもよい。

【0038】

発電機８０は、化石燃料を用いて発電する定置式の発電機である。発電機８０は、たとえばガスタービン発電機またはディーゼル発電機であってもよい。発電機８０は、非常用の電源として使用されてもよい。

【0039】

自然変動電源９０は、気象条件によって発電出力が変動する電源であり、発電した電力をマイクログリッドＭＧへ出力する。自然変動電源９０は、たとえば太陽光発電設備および風力発電設備を含む。自然変動電源９０によって発電された電力は、変動性再生可能エネルギー（ＶＲＥ）に相当する。

【0040】

ＣＥＭＳサーバ１００は、プロセッサ１１０と、記憶装置１２０と、通信装置１３０とを含んで構成される。プロセッサ１１０、記憶装置１２０、および、通信装置１３０は、バス１４０により接続されている。プロセッサ１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であってもよい。記憶装置１２０は、各種情報を保存可能に構成される。記憶装置１２０には、プロセッサ１１０によって実行されるプログラムのほか、プログラムで使用される情報（たとえば、マップ、数式、および各種パラメータ）が記憶されている。通信装置１３０は、各種の通信Ｉ／Ｆを含む。ＣＥＭＳサーバ１００は、通信装置１３０を通じて外部と通信するように構成される。

【0041】

ＣＥＭＳサーバ１００は、マイクログリッドＭＧに接続されるＤＥＲ群５００を制御することにより、ＤＥＲ群５００をＶＰＰ（仮想発電所）として機能させる。より具体的には、ＣＥＭＳサーバ１００は、ＩｏＴ（モノのインターネット）を利用したエネルギーマネジメント技術により、ＤＥＲ群５００を遠隔制御および統合制御することによって、ＤＥＲ群５００をあたかも１つの発電所のように機能させる。

【0042】

本実施の形態では、マイクログリッドＭＧの管理者が電力会社と電力契約を結んでいる。電力会社は、電力契約に従って、マイクログリッドＭＧに電力を供給する。この電力契約において、マイクログリッドＭＧが電力系統ＰＧから供給を受ける電力が決められている。この電力を以下では「契約電力」とも称する。なお、「供給電力が契約電力を満たす」とは、供給電力が契約電力に対して過不足がない（契約電力として決められた範囲内に含まれる）ことを意味する。

【0043】

マイクログリッドＭＧが電力系統ＰＧと接続された状態で、マイクログリッドＭＧが電力系統ＰＧと連系運転する場合には、ＣＥＭＳサーバ１００は、電力系統ＰＧからマイクログリッドＭＧに供給される電力が契約電力を満たすように、マイクログリッドＭＧの電力需給を調整するように構成されている。マイクログリッドＭＧの連系運転中に、ＣＥＭＳサーバ１００は、マイクログリッドＭＧの調整力として機能するＤＥＲを制御することにより、電力需給を調整する。なお、以下においては、マイクログリッドＭＧの調整力として機能するＤＥＲを、「調整力ＤＥＲ」とも称する。

【0044】

電力系統ＰＧからの電力の供給が停止され、マイクログリッドＭＧが自立運転する場合には、ＣＥＭＳサーバ１００は、電力系統ＰＧから電力供給を受けることなく、マイクログリッドＭＧの電力需給を調整するように構成されている。マイクログリッドＭＧの自立運転中に、ＣＥＭＳサーバ１００は、調整力ＤＥＲを制御することにより、電力需給を調整する。

【0045】

以下、図１および図２を参照しながら、マイクログリッドＭＧの連系運転時および自立運転時の調整力ＤＥＲの制御について、具体的に説明する。

【0046】

図２は、ＣＥＭＳサーバ１００の構成要素を機能別に示す機能ブロック図である。図１とともに図２を参照して、ＣＥＭＳサーバ１００のプロセッサ１１０は、情報管理部１１１と、運転切替部１１３と、連系運転部１１５と、自立運転部１１７とを含む。たとえば、プロセッサ１１０は、記憶装置１２０に記憶されたプログラムを実行することにより、情報管理部１１１、運転切替部１１３、連系運転部１１５、および、自立運転部１１７として機能する。なお、情報管理部１１１、運転切替部１１３、連系運転部１１５、および、自立運転部１１７は、たとえば、専用のハードウェア（電子回路）により実現されてもよい。

【0047】

情報管理部１１１は、ＣＥＭＳサーバ１００に登録されたＤＥＲの情報（以下「リソース情報」とも称する）を管理する。ＤＥＲ群５００に含まれる各ＤＥＲには、個別に識別情報（ＩＤ）が割り当てられて、記憶装置１２０に記憶されている。情報管理部１１１は、各ＤＥＲの情報を収集して、所定の制御周期毎にリソース情報を更新し、更新されたリソース情報を記憶装置１２０に記憶させる。

【0048】

ＣＥＭＳサーバ１００には、ＥＶＳＥ２０と、住宅３０と、商業施設４０と、工場５０と、ＥＳＳ６０と、ＦＣＳ７０と、発電機８０と、自然変動電源９０とが、定置式のＤＥＲとして登録されている。さらに、ＣＥＭＳサーバ１００には、車両（ＥＶ１１，ＦＣＶ１２）が、移動式のＤＥＲとして登録されている。車両は、ＥＶＳＥ２０と接続されることによって、ＤＥＲとして機能する。

【0049】

リソース情報には、各ＤＥＲの電力量に関する情報が含まれる。電力量に関する情報には、住宅３０、商業施設４０、および工場５０の各々の消費電力を示す情報が含まれる。また、電力量に関する情報には、ＥＳＳ６０のバッテリのＳＯＣを示す情報と、充放電電力を示す情報と、残容量（ｋＷｈ）を示す情報とが含まれる。また、電力量に関する情報には、ＦＣＳ７０の発電電力を示す情報と、水素タンク７１内の水素残量を示す情報とが含まれる。また、電力量に関する情報には、発電機８０およびの自然変動電源９０の各々の発電電力を示す情報が含まれる。

【0050】

さらに、電力量に関する情報には、ＥＶＳＥ２０に接続されたＥＶ１１のバッテリＢ１のＳＯＣを示す情報、バッテリＢ１の充放電電力を示す情報、および、バッテリＢ１の残容量（ｋＷｈ）を示す情報が含まれる。さらに、電力量に関する情報には、ＥＶＳＥ２０に接続されたＦＣＶ１２の発電装置Ｈ２の水素残量を示す情報、発電装置Ｈ２の発電電力を示す情報、バッテリＢ２のＳＯＣを示す情報、および、バッテリＢ２の充放電電力を示す情報が含まれる。

【0051】

なお、リソース情報には、各ＤＥＲの作動状態（作動しているか停止しているか）を示す情報が含まれてもよい。ＣＥＭＳサーバ１００は、各定置式ＤＥＲとの通信により、リソース情報を取得できる。

【0052】

ＤＥＲ群５００に含まれる各ＤＥＲは、発電型ＤＥＲと蓄電型ＤＥＲと負荷型ＤＥＲとに大別される。

【0053】

発電型ＤＥＲでは、所定の燃料（たとえば、軽油、天然ガス、または水素）を用いて発電機が発電を行ない、発電された電力が電力変換回路を経てマイクログリッドＭＧへ出力される。蓄電型ＤＥＲでは、バッテリとマイクログリッドＭＧとの間での電力のやり取りが電力変換回路を介して行なわれる。各ＤＥＲにおける電力変換回路は、ＣＥＭＳサーバ１００からの制御信号に従って動作し、所定の電力変換を行なうように構成される。本実施の形態では、電力変換回路がインバータおよびＰＬＬ（Phase Locked Loop）を含む。また、電力変換回路は、ＤＥＲとマイクログリッドＭＧとの接続および遮断を切り替えるリレーを含んでもよい。

【0054】

たとえば、図１に示したＤＥＲ群５００において、ＥＳＳ６０は蓄電型ＤＥＲとして機能する。また、ＦＣＳ７０、発電機８０、および自然変動電源９０の各々は、発電型ＤＥＲとして機能する。自然変動電源９０の発電電力は基本的には気象条件によって決まるが、自然変動電源９０の発電出力を制限することは可能である。

【0055】

ＥＶ１１は、マイクログリッドＭＧと接続されるバッテリＢ１の充放電を行なうことによって蓄電型ＤＥＲとして機能する。ＦＣＶ１２は、発電装置Ｈ２によって発電した電力をマイクログリッドＭＧへ出力することによって発電型ＤＥＲとして機能する。また、ＦＣＶ１２は、蓄電型ＤＥＲとして機能するように構成されてもよい。バッテリＢ２の容量および充放電性能が十分であれば、ＦＣＶ１２は蓄電型ＤＥＲとしても機能し得る。電力変換回路は、車両（ＥＶ１１，ＦＣＶ１２）に搭載されてもよいし、ＥＶＳＥ２０に搭載されてもよい。たとえば、車両からＤＣ方式のＥＶＳＥ２０へ直流電力が出力され、ＥＶＳＥ２０に内蔵されるインバータによってＤＣ／ＡＣ変換が行なわれてもよい。また、車両が備えるバッテリから放電される電力に対して車載インバータがＤＣ／ＡＣ変換を行ない、変換後の交流電力が車両からＡＣ方式のＥＶＳＥへ出力されてもよい。

【0056】

なお、図２には示していないが、マイクログリッドＭＧの電力を消費する電気機器も、ＤＥＲとして機能し得る。マイクログリッドＭＧと接続される電気機器の電力負荷が大きくなるほどマイクログリッドＭＧの電力消費量は大きくなる。たとえば、図１に示した住宅３０と商業施設４０と工場５０との各々における需要家は、電気機器の電力負荷を調整することによって、マイクログリッドＭＧの需給調整を行なうことができる。

【0057】

情報管理部１１１は、各ＤＥＲの情報を収集して、所定の制御周期毎にリソース情報を更新し、更新されたリソース情報を記憶装置１２０に記憶させる。

【0058】

運転切替部１１３は、マイクログリッドＭＧの連系運転と自立運転との切り替えを判断し、連系運転部１１５および自立運転部１１７に通知する。マイクログリッドＭＧの連系運転時には、運転切替部１１３は、電力系統ＰＧに不具合が発生しているか否かを監視する。上記監視は、たとえば、所定の制御周期毎に繰り返し行なわれる。不具合とは、たとえば、停電や断線等により、電力系統ＰＧからマイクログリッドＭＧへの電力の供給ができなくなることを意味する。電力系統ＰＧに不具合が発生していない場合には、運転切替部１１３は、第１通知を連系運転部１１５へ通知する。第１通知は、連系運転を指示する通知である。第１通知を受けると、連系運転部１１５は、後述する電流制御を継続する。電力系統ＰＧに不具合が発生している場合には、運転切替部１１３は、第２通知を自立運転部１１７へ通知する。第２通知は、自立運転を指示する通知である。第２通知を受けると、自立運転部１１７は、後述するマスタスレーブ制御を開始する。

【0059】

マイクログリッドＭＧの自立運転時には、運転切替部１１３は、不具合が発生した電力系統ＰＧの復旧を監視する。上記監視は、たとえば、所定の制御周期毎に繰り返し行なわれる。電力系統ＰＧが復旧していない場合には、運転切替部１１３は、第２通知を自立運転部１１７へ通知する。第２通知を受けると、自立運転部１１７は、後述するマスタスレーブ制御を継続する。電力系統ＰＧが復旧した場合には、運転切替部１１３は、第１通知を連系運転部１１５へ通知する。第１通知を受けると、連系運転部１１５は、後述する電流制御を開始する。

【0060】

連系運転部１１５は、マイクログリッドＭＧの連系運転中に、調整力ＤＥＲを電流制御することにより、マイクログリッドＭＧおよび電力系統ＰＧの需給調整を行なう。調整力ＤＥＲは、たとえば、インバータおよびＰＬＬを含む電力変換回路を内蔵する。連系運転部１１５は、調整力ＤＥＲのＰＬＬを用いて電力系統ＰＧの電圧波形の振幅および位相を検出し、マイクログリッドＭＧの電力が電力系統ＰＧの電力に同期するように調整力ＤＥＲのインバータを制御する。連系運転部１１５は、調整力ＤＥＲのインバータによって交流電流を制御し、電流検出値をフィードバックしながら、マイクログリッドＭＧに流れる電流を目標電流値に追従させる。より具体的には、連系運転部１１５は、マイクログリッドＭＧに流れる電流を有効電流成分と無効電流成分とに分けて、有効電流成分および無効電流成分の各々が目標電流値となるように、調整力ＤＥＲのインバータの出力電圧を制御する。なお、調整力ＤＥＲの電流制御は、ＦＭＥＳ、ＨＥＭＳ、ＢＥＭＳ、ＥＣＵなどと連系して行なわれてもよい。

【0061】

自立運転部１１７は、マイクログリッドＭＧの自立運転中に、調整力ＤＥＲをマスタスレーブ制御することにより、マイクログリッドＭＧの需給調整を行なう。マスタスレーブ制御においてマスタとなるＤＥＲは、予め定められて記憶装置１２０に記憶されている。以下においては、マスタとなるＤＥＲを示す情報を「マスタプラン」とも称する。マスタとして定められるＤＥＲには、たとえば、ＥＳＳ６０、ＦＣＳ７０および発電機８０のような定置式のＤＥＲが選定される。自立運転部１１７は、運転切替部１１３から第２通知（自立運転を指示する通知）を受けると、記憶装置１２０からマスタプランを読み出して、マスタプランにより特定されるＤＥＲをマスタとし、他のＤＥＲをスレーブとする。

【0062】

自立運転部１１７によるマスタスレーブ制御では、マイクログリッドＭＧに電気的に接続されたマスタが電力変換回路（インバータを含む）によって電圧制御を行なうとともに、マイクログリッドＭＧに電気的に接続された各スレーブが電力変換回路（インバータを含む）によって電流制御を行なう。マスタは電圧制御で運転される。電圧制御は、ＣＶＣＦ（Constant Voltage Constant Frequency）制御であってもよい。定電圧かつ定周波数の交流電力がマスタから出力されるように自立運転部１１７がマスタを制御することで、マイクログリッドＭＧの周波数および電圧を定めることができる。各スレーブは、マスタによって定められた周波数および電圧に従って電流制御で運転される。なお、以下においては、マスタプランによってマスタとして定められたＤＥＲを「第１マスタＤＥＲ」とも称する。

【0063】

自立運転部１１７は、各ＤＥＲに調整指令を出力する。マスタとなるＤＥＲ（第１マスタＤＥＲ）に送信される調整指令には、たとえば、マスタとなることを示す情報、目標周波数および目標電圧値を示す情報が含まれる。スレーブとなるＤＥＲに送信される調整指令には、たとえば、スレーブとなることを示す情報が含まれる。なお、スレーブとなるＤＥＲに送信される調整指令にも、目標周波数および目標電圧値を示す情報が含まれてもよい。

【0064】

ここで、第１マスタＤＥＲが、何らかの理由により停止（ダウン）してしまう可能性がある。たとえば、災害によるダウンなどが考えられる。このような場合、マイクログリッドＭＧにおける周波数が決められず、自立運転が適切になされない可能性がある。

【0065】

そこで、本実施の形態においては、第１マスタＤＥＲがダウンした場合には、自立運転部１１７は、新たなマスタを決定し、マスタスレーブ制御を実行（継続）させる。本実施の形態においては、自立運転部１１７は、リソース情報に含まれる電力量に関する情報に基づいて、蓄電型ＤＥＲの中から、マスタを選定する。より具体的には、自立運転部１１７は、ＤＥＲ群５００に含まれる蓄電型ＤＥＲの中から、残容量が最も大きいＤＥＲをマスタとして選定する。

【0066】

ＥＶ１１においては、残容量は、バッテリＢ１の残容量の値である。ＥＳＳ６０においては、残容量は、バッテリの残容量の値である。ＦＣＶ１２も蓄電型ＤＥＲとしてマスタの候補に含めることができる。ＦＣＶ１２においては、残容量は、バッテリＢ２の残容量の値である。なお、ＦＣＶ１２においては、残容量に、バッテリＢ２の残容量に加えて、発電装置Ｈ２からバッテリＢ２に供給される電力量が考慮されてもよい。

【0067】

自立運転部１１７は、蓄電型ＤＥＲの残容量を比較し、残容量が最も大きいＤＥＲをマスタとして選定する。マスタを選定すると、自立運転部１１７は、マスタに選定されたＤＥＲを電圧制御し、マスタ以外のＤＥＲをスレーブとして電流制御する。以下においては、残容量の比較によってマスタとして選定されたＤＥＲを「第２マスタＤＥＲ」とも称する。これにより、第１マスタＤＥＲ（マスタプランで定められたＤＥＲ）がダウンした場合にも、第１マスタＤＥＲに代えて第２マスタＤＥＲをマスタとしてマスタスレーブ制御を実行し、マイクログリッドＭＧの自立運転を適切に行なう（継続する）ことができる。第２マスタＤＥＲには、ＤＥＲ群５００に含まれる蓄電型ＤＥＲの中から、残容量が最も大きいＤＥＲが選定されることにより、残容量が小さいＤＥＲがマスタとして選定される場合に比べ、選定されたＤＥＲをマスタとしたマスタスレーブ制御を長時間実行することができる。

【0068】

なお、マスタスレーブ制御において、自立運転部１１７は、各スレーブに対する目標電流値を、全体の目標電流値をスレーブの台数で除算した値とすることができる。すなわち、各スレーブに対する目標電流値は、同じ値に設定される。あるいは、スレーブの電流制御における目標電流値は、たとえば、各スレーブの残容量に応じて設定されてもよい。たとえば、残容量が大きいスレーブの目標電流値は、残容量が小さいスレーブの目標電流値よりも大きく設定されてもよい。あるいは、スレーブの電流制御における目標電流値は、たとえば、各スレーブのＳＯＣに応じて設定されてもよい。たとえば、ＳＯＣが大きいスレーブの目標電流値は、ＳＯＣが小さいスレーブの目標電流値よりも大きく設定されてもよい。

【0069】

さらに、本実施の形態においては、マイクログリッドＭＧの自立運転時中に第２マスタＤＥＲの残容量が低下すると、自立運転部１１７は、第２マスタＤＥＲを変更する。第２マスタＤＥＲは蓄電型ＤＥＲであるため、その容量が所定まで低下すると、作動を継続できなくなる可能性がある。そこで、自立運転部１１７は、自立運転中に第２マスタＤＥＲの残容量を監視し、第２マスタＤＥＲの残容量が閾容量を下回ると、第２マスタＤＥＲを他のＤＥＲに変更する。閾容量は、第２マスタＤＥＲに選定されているＤＥＲが作動を継続できるか否かを判定するための閾値である。具体的には、自立運転部１１７は、第２マスタＤＥＲの残容量が閾容量を下回った場合、スレーブの中で残容量が最も大きい蓄電型ＤＥＲを新たな第２マスタＤＥＲに選定する。このとき、自立運転部１１７は、第２マスタＤＥＲに選定されていたＤＥＲ（残容量が閾容量を下回ったＤＥＲ）を、スレーブに変更する。これにより、第２マスタＤＥＲの残容量が低下しても、マイクログリッドＭＧの自立運転を適切に継続させることができる。

【0070】

なお、作動を継続するために要する電力量は、ＤＥＲによって異なり得る。閾容量は、たとえば、作動を継続するために要する電力量に基づいて、ＤＥＲ毎に設定されてもよい。

【0071】

＜ＣＥＭＳサーバにより実行される処理＞
＜＜連系運転中の処理＞＞
図３は、マイクログリッドＭＧの連系運転中にＣＥＭＳサーバ１００によって実行される処理の手順を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートの処理は、マイクログリッドＭＧの連系運転中にＣＥＭＳサーバ１００によって所定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお、図３および後述する図４から図７に示すフローチャートの各ステップ（以下ステップを「Ｓ」と略す）は、ＣＥＭＳサーバ１００によるソフトウェア処理によって実現される場合について説明するが、その一部あるいは全部がＣＥＭＳサーバ１００内に作製されたハードウェア（電子回路）によって実現されてもよい。

【0072】

Ｓ１において、ＣＥＭＳサーバ１００は、電力系統ＰＧ（外部グリッド）に、たとえば停電のような不具合が発生したか否か、すなわち、電力系統ＰＧからの電力の供給が意図せずに停止されたか否かを判定する。電力系統ＰＧに不具合が発生していない（正常）である場合には（Ｓ１においてＮＯ）、ＣＥＭＳサーバ１００は、連系運転を継続するために、処理をＳ３に進める。電力系統ＰＧに不具合が発生した場合には（Ｓ１においてＹＥＳ）、ＣＥＭＳサーバ１００は、連系運転から自立運転へ切り替えるために、処理をＳ５に進める。

【0073】

Ｓ３において、ＣＥＭＳサーバ１００は、マイクログリッドＭＧの電力が電力系統ＰＧの電力と同期するように、調整力ＤＥＲを電流制御で運転する。ＣＥＭＳサーバ１００は、調整力ＤＥＲによってマイクログリッドＭＧの電流（ひいては、マイクログリッドＭＧの需給バランス）を調整する。Ｓ３の処理を実行すると、ＣＥＭＳサーバ１００は、処理をリターンに進める。

【0074】

Ｓ５からＳ９において、ＣＥＭＳサーバ１００は、電力系統ＰＧに不具合が発生したため、連系運転から自立運転へ切り替える処理を実行する。

【0075】

Ｓ５において、ＣＥＭＳサーバ１００は、受変電設備５０１の遮断器を制御してマイクログリッドＭＧを解列させる。これにより、電力系統ＰＧからマイクログリッドＭＧが切り離される。

【0076】

Ｓ７において、ＣＥＭＳサーバ１００は、連系運転から自立運転へ切り替えるために、記憶装置１２０からマスタプランを読み出す。

【0077】

Ｓ９において、ＣＥＭＳサーバ１００は、Ｓ７で読み出されたマスタプランに従って、マスタとなるＤＥＲ（第１マスタＤＥＲ）を決定する。ＣＥＭＳサーバ１００は、第１マスタＤＥＲ以外のＤＥＲをスレーブとして決定する。そして、ＣＥＭＳサーバ１００は、ＤＥＲ群５００の制御を、電力系統ＰＧと同期をとる電流制御から、マスタスレーブ制御へ切り替える。Ｓ９の処理が実行されると、図３に示す一連の処理が終了し、以下に説明する図４に示す処理が開始される。

【0078】

＜＜自立運転中の処理＞＞
図４は、マイクログリッドＭＧの自立運転中にＣＥＭＳサーバ１００によって実行される処理の手順を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートの処理は、マイクログリッドＭＧの自立運転中にＣＥＭＳサーバ１００によって所定の制御周期毎に繰り返し実行される。

【0079】

Ｓ２１において、ＣＥＭＳサーバ１００は、不具合が発生した電力系統ＰＧ（外部グリッド）が復旧したか否かを判定する。電力系統ＰＧがまだ復旧していない場合には（Ｓ２１にてＮＯ）、ＣＥＭＳサーバ１００は、処理をＳ２３に進める。電力系統ＰＧが復旧した場合には（Ｓ２１にてＹＥＳ）、ＣＥＭＳサーバ１００は、処理をＳ３３に進める。

【0080】

Ｓ２３において、ＣＥＭＳサーバ１００は、第１マスタＤＥＲがダウンしているか否かを判定する。第１マスタＤＥＲがダウンしていない場合には（Ｓ２３においてＮＯ）、ＣＥＭＳサーバ１００は、処理をＳ２５に進める。第１マスタＤＥＲがダウンしている場合には（Ｓ２３においてＹＥＳ）、ＣＥＭＳサーバ１００は、処理をＳ２７に進める。

【0081】

Ｓ２５において、ＣＥＭＳサーバ１００は、第１マスタＤＥＲをマスタとしたマスタスレーブ制御を継続する。ＣＥＭＳサーバ１００は、マスタおよびスレーブの各々に調整指令を送ることにより、マイクログリッドＭＧの電力を安定させるようにマスタおよびスレーブを制御する。マスタは、たとえばＣＶＣＦ制御で運転される。各スレーブは、マスタによって定められた周波数および電圧に従って電流制御で運転される。Ｓ２５の処理を実行すると、ＣＥＭＳサーバ１００は、処理をリターンに進める。

【0082】

Ｓ２７において、ＣＥＭＳサーバ１００は、第１マスタＤＥＲに代わるマスタを選定するために、スレーブに設定されている蓄電型ＤＥＲの残容量を比較する。ＣＥＭＳサーバ１００は、記憶装置１２０（図２）内のリソース情報を参照して、各蓄電型ＤＥＲの残容量を取得することができる。

【0083】

Ｓ２９において、ＣＥＭＳサーバ１００は、スレーブに設定されている蓄電型ＤＥＲの中で残容量が最も大きいＤＥＲをマスタとして選定し、当該ＤＥＲを第２マスタＤＥＲとして決定する。ＣＥＭＳサーバ１００は、第２マスタＤＥＲ以外のＤＥＲをスレーブとして決定する。

【0084】

Ｓ３１において、ＣＥＭＳサーバ１００は、第２マスタＤＥＲをマスタとしてマスタスレーブ制御を実行する。Ｓ３１の処理の詳細は、図５を用いて説明する。なお、Ｓ２７およびＳ２９の処理は、連系運転から自立運転に切り替わる毎に、１度実行されるか、または実行されない。すなわち、連続した自立運転の実行中において、２回目以降のＳ２７およびＳ２９の処理はスキップされる。

【0085】

図５は、図４のＳ３１の詳細な処理を示すフローチャートである。
Ｓ３１１において、ＣＥＭＳサーバ１００は、第２マスタＤＥＲの残容量が閾容量を下回ったか否かを判定する。第２マスタＤＥＲの残容量が閾容量を下回ったと判定すると（Ｓ３１１においてＹＥＳ）、ＣＥＭＳサーバ１００は、処理をＳ３１３に進める。第２マスタＤＥＲの残容量が閾容量を下回っていないと判定すると（Ｓ３１１においてＮＯ）、ＣＥＭＳサーバ１００は、処理をＳ３１７に進める。

【0086】

Ｓ３１３において、ＣＥＭＳサーバ１００は、スレーブに設定されている蓄電型ＤＥＲの残容量を比較する。ＣＥＭＳサーバ１００は、記憶装置１２０（図２）内のリソース情報を参照して、各蓄電型ＤＥＲの残容量を取得することができる。

【0087】

Ｓ３１５において、ＣＥＭＳサーバ１００は、スレーブに設定されている蓄電型ＤＥＲの中で残容量が最も大きいＤＥＲをマスタとして選定し、当該ＤＥＲを、現在の第２マスタＤＥＲに設定されているＤＥＲに代えて第２マスタＤＥＲとして決定する。ＣＥＭＳサーバ１００は、第２マスタＤＥＲ以外のＤＥＲをスレーブとして決定する。ＣＥＭＳサーバ１００は、第２マスタＤＥＲとして設定されていたＤＥＲもスレーブとして決定する。

【0088】

Ｓ３１７において、ＣＥＭＳサーバ１００は、マスタスレーブ制御を行なう。ＣＥＭＳサーバ１００は、マスタおよびスレーブの各々に調整指令を送ることにより、マイクログリッドＭＧの電力を安定させるようにマスタおよびスレーブを制御する。マスタは、たとえばＣＶＣＦ制御で運転される。各スレーブは、マスタによって定められた周波数および電圧に従って電流制御で運転される。Ｓ３１７の処理が実行されると、処理は図４のＳ３１の処理に戻り、処理がリターンに進められる。

【0089】

再び図４を参照し、Ｓ３３において、ＣＥＭＳサーバ１００は、マイクログリッドＭＧを自立運転から連系運転に切り替える。より具体的には、ＣＥＭＳサーバ１００は、受変電設備５０１の遮断器（連系遮断器）を投入することで、電力系統ＰＧに対してマイクログリッドＭＧを並列させる。また、ＣＥＭＳサーバ１００は、マイクログリッドＭＧの電力制御モードを、マスタスレーブ制御から、電力系統ＰＧと同期をとる電流制御へ切り替える。Ｓ３３の処理が実行されると、図４に示す一連の処理が終了する。そして、マイクログリッドＭＧが連系運転を開始することに伴ない、上述した図３の処理が開始される。

【0090】

以上のように、本実施の形態においては、マイクログリッドＭＧが自立運転する場合において、マスタプランで定められたマスタ（第１マスタＤＥＲ）がダウンしたときには、ＣＥＭＳサーバ１００は、ＤＥＲ群５００に含まれる蓄電型ＤＥＲの中からマスタを選定し（第２マスタＤＥＲを選定し）、マスタスレーブ制御を実行する。これにより、第１マスタＤＥＲがダウンしても、新たにマスタを設定してマスタスレーブ制御を実行または継続させることができる。すなわち、第１マスタＤＥＲがダウンした場合にも、マイクログリッドＭＧの自立運転を適切に開始または継続させることができる。

【0091】

第２マスタＤＥＲには、ＤＥＲ群５００に含まれる蓄電型ＤＥＲの中で残容量が最も大きいＤＥＲが選ばれる。残容量が最も大きいＤＥＲが第２マスタＤＥＲに選定されることにより、残容量が小さいＤＥＲが第２マスタＤＥＲに選定される場合に比べ、選定されたＤＥＲをマスタとしたマスタスレーブ制御を長時間実行することができる。

【0092】

そして、マスタスレーブ制御において、第２マスタＤＥＲの残容量が閾容量未満に低下した場合には、ＣＥＭＳサーバ１００は、ＤＥＲ群５００に含まれる蓄電型ＤＥＲの中から、残容量が最も大きいＤＥＲを新たな第２マスタＤＥＲとして選定する。これにより、マイクログリッドＭＧの自立運転を停止させることなく、マイクログリッドＭＧの自立運転を適切に継続させることができる。

【0093】

［変形例１］
実施の形態においては、マスタスレーブ制御における第２マスタＤＥＲの選定に、蓄電型ＤＥＲの残容量が用いられた。しかしながら、第２マスタＤＥＲの選定には、他のパラメータが用いられてもよい。たとえば、蓄電型ＤＥＲのＳＯＣに基づいて、マスタスレーブ制御における第２マスタＤＥＲの選定が行なわれてもよい。

【0094】

マイクログリッドＭＧの自立運転時において、第１マスタＤＥＲがダウンすると、ＣＥＭＳサーバ１００は、第１マスタＤＥＲに代わる第２マスタＤＥＲを選定する。この際、ＣＥＭＳサーバ１００は、蓄電型ＤＥＲのうちの、ＳＯＣが最も大きいＤＥＲをマスタとして選定し、当該ＤＥＲを第２マスタＤＥＲとして決定する。ＣＥＭＳサーバ１００は、ＤＥＲ群５００の他のＤＥＲをスレーブとして決定する。そして、ＣＥＭＳサーバ１００は、マスタスレーブ制御を実行する。

【0095】

さらに、マスタスレーブ制御の実行中に、ＣＥＭＳサーバ１００は、第２マスタＤＥＲのＳＯＣを監視する。第２マスタＤＥＲのＳＯＣが閾ＳＯＣまで低下すると、ＣＥＭＳサーバ１００は、第２マスタＤＥＲを他のＤＥＲに変更する。閾ＳＯＣは、第２マスタＤＥＲに選定されているＤＥＲが作動を継続できるか否かを判定するための閾値である。具体的には、ＣＥＭＳサーバ１００の自立運転部１１７は、第２マスタＤＥＲのＳＯＣが閾ＳＯＣを下回った場合、スレーブの中でＳＯＣが最も大きい蓄電型ＤＥＲを第２マスタＤＥＲに選定する。このとき、自立運転部１１７は、第２マスタＤＥＲに選定されていたＤＥＲ（ＳＯＣが閾ＳＯＣを下回ったＤＥＲ）を、スレーブに変更する。これにより、第２マスタＤＥＲのＳＯＣが低下しても、マイクログリッドＭＧの自立運転を適切に継続させることができる。これにより、第２マスタＤＥＲのＳＯＣが低下しても、マイクログリッドＭＧの自立運転を適切に継続させることができる。

【0096】

なお、作動を継続するために要する電力量は、ＤＥＲによって異なり得る。閾ＳＯＣは、たとえば、作動を継続するために要する電力量に基づいて、ＤＥＲ毎に設定されてもよい。

【0097】

図６は、変形例１における、マイクログリッドＭＧの自立運転中にＣＥＭＳサーバ１００によって実行される処理の手順を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートの処理は、マイクログリッドＭＧの自立運転中にＣＥＭＳサーバ１００によって所定の制御周期毎に繰り返し実行される。

【0098】

図６のフローチャートは、図４のフローチャートのＳ２７，Ｓ２９，Ｓ３１の処理を、Ｓ５１，Ｓ５３，Ｓ５５の処理にそれぞれ代えたものである。図６のフローチャートのその他の処理については、図４のフローチャートの処理と同様であるため、同じステップ番号を付し、その説明は繰り返さない。

【0099】

Ｓ２３において、第１マスタＤＥＲがダウンしたと判定すると（Ｓ２３においてＹＥＳ）、ＣＥＭＳサーバ１００は、処理をＳ５１に進める。

【0100】

Ｓ５１において、ＣＥＭＳサーバ１００は、第１マスタＤＥＲに代わるマスタを選定するために、スレーブに設定されている蓄電型ＤＥＲのＳＯＣを比較する。ＣＥＭＳサーバ１００は、記憶装置１２０（図２）内のリソース情報を参照して、各蓄電型ＤＥＲのＳＯＣを取得することができる。

【0101】

Ｓ５３において、ＣＥＭＳサーバ１００は、スレーブに設定されている蓄電型ＤＥＲの中で最もＳＯＣが大きいＤＥＲをマスタとして選定し、当該ＤＥＲを第２マスタＤＥＲとして決定する。ＣＥＭＳサーバ１００は、第２マスタＤＥＲ以外のＤＥＲをスレーブとして決定する。

【0102】

Ｓ５５において、ＣＥＭＳサーバ１００は、第２マスタＤＥＲをマスタとしてマスタスレーブ制御を実行する。Ｓ５５の処理の詳細は、図７を用いて説明する。なお、Ｓ５１およびＳ５３の処理は、連系運転から自立運転に切り替わる毎に、１度実行されるか、または実行されない。すなわち、連続した自立運転の実行中において、２回目以降のＳ５１およびＳ５３の処理はスキップされる。

【0103】

図７は、図６のＳ５５の詳細な処理を示すフローチャートである。
Ｓ５５１において、ＣＥＭＳサーバ１００は、第２マスタＤＥＲのＳＯＣが閾ＳＯＣを下回ったか否かを判定する。第２マスタＤＥＲのＳＯＣが閾ＳＯＣを下回ったと判定すると（Ｓ５５１においてＹＥＳ）、ＣＥＭＳサーバ１００は、処理をＳ５５３に進める。第２マスタＤＥＲのＳＯＣが閾ＳＯＣを下回っていないと判定すると（Ｓ５５１においてＮＯ）、ＣＥＭＳサーバ１００は、処理をＳ５５７に進める。

【0104】

Ｓ５５３において、ＣＥＭＳサーバ１００は、スレーブに設定されている蓄電型ＤＥＲのＳＯＣを比較する。ＣＥＭＳサーバ１００は、記憶装置１２０（図２）内のリソース情報を参照して、各蓄電型ＤＥＲのＳＯＣを取得することができる。

【0105】

Ｓ５５５において、ＣＥＭＳサーバ１００は、スレーブに設定されている蓄電型ＤＥＲの中で最もＳＯＣが大きいＤＥＲをマスタとして選定し、当該ＤＥＲを、現在の第２マスタＤＥＲに設定されているＤＥＲに代えて第２マスタＤＥＲとして決定する。ＣＥＭＳサーバ１００は、第２マスタＤＥＲ以外のＤＥＲをスレーブとして決定する。ＣＥＭＳサーバ１００は、第２マスタＤＥＲとして設定されていたＤＥＲもスレーブとして決定する。

【0106】

Ｓ５５７において、ＣＥＭＳサーバ１００は、マスタスレーブ制御を行なう。Ｓ５５７の処理が実行されると、処理は図６のＳ５５の処理に戻り、処理をリターンに進める。

【0107】

以上のように、変形例１においては、マイクログリッドＭＧが自立運転する場合において、マスタプランで定められたマスタ（第１マスタＤＥＲ）がダウンした場合、ＣＥＭＳサーバ１００は、蓄電型ＤＥＲの中からマスタを選定し（第２マスタＤＥＲを選定し）、マスタスレーブ制御を実行する。第２マスタＤＥＲには、ＤＥＲ群５００に含まれる蓄電型ＤＥＲの中から、ＳＯＣが最も大きいＤＥＲが選ばれる。これにより、実施の形態と同様に、第１マスタＤＥＲがダウンしても、新たにマスタを設定してマスタスレーブ制御を実行または継続させることができる。すなわち、第１マスタＤＥＲがダウンした場合にも、マイクログリッドＭＧの自立運転を適切に開始または継続させることができる。

【0108】

第２マスタＤＥＲには、ＤＥＲ群５００に含まれる蓄電型ＤＥＲの中でＳＯＣが最も大きいＤＥＲが選ばれる。ＳＯＣが最も大きいＤＥＲが第２マスタＤＥＲに選定されることにより、ＳＯＣが小さいＤＥＲが第２マスタＤＥＲに選定される場合に比べ、選定されたＤＥＲをマスタとしたマスタスレーブ制御を長時間実行することができる。

【0109】

そして、マスタスレーブ制御において、第２マスタＤＥＲのＳＯＣが閾ＳＯＣ未満に低下した場合には、ＣＥＭＳサーバ１００は、ＤＥＲ群５００に含まれる蓄電型ＤＥＲの中から、ＳＯＣが最も大きいＤＥＲを新たな第２マスタＤＥＲとして選定する。これにより、マイクログリッドＭＧの自立運転を停止させることなく、マイクログリッドＭＧの自立運転を適切に継続させることができる。

【0110】

［変形例２］
実施の形態および変形例１においては、第２マスタＤＥＲは、ＤＥＲ群５００に含まれる蓄電型ＤＥＲから選定された。しかしながら、第２マスタＤＥＲは、ＤＥＲ群５００に含まれる蓄電型ＤＥＲおよび発電型ＤＥＲの中から選定されてもよい。

【0111】

ＣＥＭＳサーバ１００は、たとえば、供給可能電力量に基づいて、第２マスタＤＥＲを選定する。具体的には、ＣＥＭＳサーバ１００は、ＤＥＲ群５００に含まれる蓄電型ＤＥＲおよび発電型ＤＥＲの中から、供給可能電力量が最も大きいＤＥＲを第２マスタＤＥＲとして選定する。

【0112】

たとえば、ＥＶ１１においては、供給可能電力量は、バッテリＢ１の残容量である。ＥＳＳ６０においては、供給可能電力量は、バッテリの残容量の値である。ＦＣＶ１２においては、供給可能電力量は、発電装置Ｈ２の発電可能な電力量およびバッテリＢ２の残容量の値である。発電装置Ｈ２の発電可能な電力量は、たとえば、発電装置Ｈ２の水素残量と発電装置Ｈ２の発電効率とに基づいて算出されてもよい。ＦＣＳ７０においては、供給可能電力量は、ＦＣＳ７０の発電可能な電力量の値である。ＦＣＳ７０の発電可能な電力量は、たとえば、水素タンク７１の水素残量とＦＣＳ７０の発電効率とに基づいて算出されてもよい。

【0113】

マイクログリッドＭＧの自立運転時において、第１マスタＤＥＲがダウンすると、ＣＥＭＳサーバ１００は、第１マスタＤＥＲに代わる第２マスタＤＥＲを選定する。この際、ＣＥＭＳサーバ１００は、蓄電型ＤＥＲおよび発電型ＤＥＲのうちの、供給可能電力量が最も大きいＤＥＲをマスタとして選定し、当該ＤＥＲを第２マスタＤＥＲとして決定する。ＣＥＭＳサーバ１００は、ＤＥＲ群５００の他のＤＥＲをスレーブとして決定する。そして、ＣＥＭＳサーバ１００は、マスタスレーブ制御を実行する。

【0114】

さらに、マスタスレーブ制御の実行中に、ＣＥＭＳサーバ１００は、第２マスタＤＥＲの供給可能電力量を監視する。第２マスタＤＥＲの供給可能電力量が閾電力量まで低下すると、ＣＥＭＳサーバ１００は、第２マスタＤＥＲを他のＤＥＲに変更する。閾電力量は、第２マスタＤＥＲに選定されているＤＥＲが作動を継続できるか否かを判定するための閾値である。具体的には、ＣＥＭＳサーバ１００の自立運転部１１７は、第２マスタＤＥＲの供給可能電力量が閾電力量を下回った場合、スレーブの中で供給可能電力量が最も大きい蓄電型ＤＥＲまたは発電型ＤＥＲを第２マスタＤＥＲに選定する。このとき、自立運転部１１７は、第２マスタＤＥＲに選定されていたＤＥＲ（供給可能電力量が閾電力量を下回ったＤＥＲ）を、スレーブに変更する。これにより、第２マスタＤＥＲの供給可能電力量が低下しても、マイクログリッドＭＧの自立運転を適切に継続させることができる。これにより、第２マスタＤＥＲの供給可能電力量が低下しても、マイクログリッドＭＧの自立運転を適切に継続させることができる。

【0115】

なお、作動を継続するために要する電力量は、ＤＥＲによって異なり得る。閾電力量は、たとえば、作動を継続するために要する電力量に基づいて、ＤＥＲ毎に設定されてもよい。

【0116】

以上のように、ＤＥＲ群５００に含まれる蓄電型ＤＥＲおよび発電型ＤＥＲの中から第２マスタＤＥＲを選定する構成であっても、実施の形態および変形例１と同様の効果を奏することができる。

【0117】

［変形例３］
実施の形態および変形例１，２においては、マイクログリッドＭＧの電力制御について説明した。しかしながら、本開示は、マイクログリッドＭＧの電力制御の他にも、ＦＥＭＳの電力制御、ＢＥＭＳの電力制御などに用いることも可能である。

【0118】

たとえば、本開示がＦＥＭＳの電力制御に用いられる場合には、実施の形態において説明したＣＥＭＳサーバ１００の機能を、ＦＥＭＳサーバが備えればよい。そして、ＦＥＭＳに含まれる蓄電型ＤＥＲ、たとえば、ＥＶ１１およびＦＣＶ１２を第２マスタＤＥＲとして選定することができる。本開示がＢＥＭＳの電力制御に用いられる場合には、実施の形態において説明したＣＥＭＳサーバ１００の機能を、ＢＥＭＳサーバが備えればよい。そして、ＢＥＭＳに含まれる蓄電型ＤＥＲ、たとえば、ＥＶ１１およびＦＣＶ１２を第２マスタＤＥＲとして選定することができる。

【0119】

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0120】

１ 電力システム、１０ａ，１０ｂ ＥＣＵ、１１ ＥＶ、 １２ ＦＣＶ、２０ ＥＶＳＥ、３０ 住宅、４０ 商業施設、５０ 工場、６０ ＥＳＳ、７０ ＦＣＳ、７１ 水素タンク、７２ 水素生成装置、８０ 発電機、９０ 自然変動電源、１００ ＣＥＭＳサーバ、１１０ プロセッサ、１１１ 情報管理部、１１３ 運転切替部、１１５ 連系運転部、１１７ 自立運転部、１２０ 記憶装置、１３０ 通信装置、１４０ バス、２００ 送配電事業者サーバ、５００ ＤＥＲ群、５０１ 受変電設備、Ｂ１，Ｂ２ バッテリ、Ｃ１，Ｃ２ 通信装置、Ｈ２ 発電装置、ＭＧ マイクログリッド、ＰＧ 電力系統。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】